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2007年11月24日 (土)

過熱水蒸気で焼くオーブン -シャープ「ヘルシオ」を買いに行って、三菱を薦められたわけ

水を沸騰させたときに発生する水蒸気は100℃である。常圧で水を加熱するという単純な方法で水蒸気を発生させる限り、水蒸気の温度は100℃以上にはならない。

■ 新しい方式の調理用ウォーターオーブン

この100℃の水蒸気を、さらにヒーターで加熱して、300~380℃の過熱水蒸気にし、加熱調理に使用するオーブンがこの頃、流行っている。ヒーターの輻射熱(放射熱)で加熱する従来のオーブンに比べると、過熱水蒸気を接触させて加熱する方法はメリットが多いとされている。例えば、とりのから揚げを天ぷら油を使わずにできるらしい。

熱の伝わり方には伝導、放射、対流の3種類がある。

従来のオーブンは、ヒーターで赤外線を当てるという放射による加熱に加えて、周囲の高温になった空気と接触することによる熱伝導(伝導)により加熱する。

シャープの「ヘルシオ」は、340℃の過熱水蒸気(空気をほぼ含まない濃度99.5%)を料理に接触させて、伝導だけで加熱する方式である。料理に赤外線放射は行われない

ナショナル、東芝、日立、三菱は過熱水蒸気と接触することによる伝導と、従来のオーブンと同じ赤外線放射を併用しているようである。

どちらが良いかを判断する立場にないが、技術的に難しいのはシャープの方式であろう。家庭用の100ボルト、15アンペア、つまり1500ワット以内で、作るのに苦労したらしい。ちなみに電力に余裕のある業務用の製品は、三菱が先に作っていたという。

■ 高温の水蒸気は危険 -熱を伝えるのが速い

サウナ風呂などでは温度が100℃前後のことはよくある。中に入ってやけどすることはない。しかし、100℃の熱湯を浴びたりすると、大やけどである。この理由を化学工学的に言うと、空気の伝熱係数が小さく、熱湯の伝熱係数が大きいためである。これに加えて、サウナでは発汗による気化熱で体温上昇が抑えられることもある。

伝熱係数を比較すると、過熱水蒸気は、同じ温度の空気に比べて桁違いに大きい。美浜原発で高温の水蒸気を浴びた作業員4名が死亡した事故があった(2004年8月)。このときの水蒸気は140℃だったとされている。空気ならこんな危険はない。

同様に、オーブンの中の300~380℃の過熱水蒸気を浴びると危険だが、そのような危険はないように工夫されている。

※熱湯と空気の比較では熱伝導率(W/(m・K))の違いによるという説明も間違いではないが、厳密には伝熱係数(W/(m^2・K))の違いというべきである。過熱水蒸気と空気では、熱伝導率はそれほど大きく変わらないが、伝熱係数は大きく異なる。これは、水蒸気が凝縮して液体の水に変化するときに大きな熱を発生するからである(凝縮伝熱)。

■ シャープのヘルシオを買いに行って、三菱を薦められたわけ

近所のヤマダ電機に、シャープのヘルシオを見に行った。説明を聞こうと、家人が店員の一人に声をかけた。ちらっと見ると、名札を入れるホルダーにMITSUBISHIのロゴがある。ああ、これがメーカーから派遣されている販売員か、今年の春ごろに新聞ダネになってたなと、考えた。ヘルシオを一通り説明した後、日立、東芝、ナショナルと説明して、最後に「いちばん最初に作ったメーカーご存知ですか?三菱なんです」と、三菱製品を説明する。

ナショナルがいちばん安いんですかと聞くと、「三菱も安くできますよ。ピザがいちばんおいしく焼けるのもこれです」と述べて、ヘルシオの欠点もつけ加えた。

家人は、店員の名札のMITSUBISHIのロゴに気づいていなかったらしく、「シャープがいいと思ってたけど、三菱がいちばんいいみたいや」と言い出した。

場を離れて、「あれは三菱電機の人やがな」と伝えると、実に予想外だったらしく、「信用できん!何を信用していいかわからんようになった。三菱の人なら、三菱の人と断ってから説明してほしい」と何度も何度も口にし、一日中、憤慨していたのであった。

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2007年11月15日 (木)

はんだごてとポリエチレンで青い炎は出るか? 月9「ガリレオ」第5話を見て

前にも書いた(炭酸ガスレーザーで遠くにあるものを発火させられるか? 月9「ガリレオ」第1話)が、フジテレビ系の「ガリレオ」で使われる科学トリックの話。

第5話では、アーチェリーのポリエチレン製の弦を、タイマーをセットしたはんだごてで融かして切断し、首を絞めるというのが、トリックであった。このときにポリエチレンに火がついて、飛び、それが青い火の玉(人だま)のように見えたというところからストーリーは始まる。

トリックにいちいちケチをつけるのも大人気ないが、青い火の玉になるのは無理な設定である。

はんだごてでポリエチレン製の弦は溶断(融かして切断)できるが、それに火が付いて燃え上がることはない。

弦に使用される高密度ポリエチレン(HDPE, high-density polyethylene)の融点は約130℃、発火点は約350℃である。要するに、発火する前に、とけて切断されるので、ポリエチレンに火がつくことはないのだ。高密度ポリエチレンの引火点も発火点とほとんど同じで約350℃である。材自体が350℃まで加熱されなければ、火は着かないのである。

コンビニの袋でさえ、ライターで火をつけようとすると、すぐにとけて縮んで、逃げてしまうので火がつけにくい。炎の色は青ではなく、ろうそくと同様の赤と青である。

ただし、はんだごての温度は380℃程度なので、容器にポリエチレン樹脂を入れて、長時間、はんだごてを接触させていれば、火がつく危険性はある。

■ 高密度ポリエチレン(HDPE)と低密度ポリエチレン(LDPE)

合成樹脂のなかで最も流通量が多いのがポリエチレンである。原料となるエチレンを産業のコメと呼ぶ人もいる。

実はポリエチレンには、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンの2種類がある。

高密度ポリエチレンはコンビニの袋などに使われる動かすとシャカシャカ音が出るタイプ。透明度は低い。低密度ポリエチレンは透明度が高いペラペラで、シャカシャカいわないタイプである。

低密度ポリエチレンは、190℃、1500気圧という高温高圧で作られる。

チーグラー・ナッタ触媒という特別な触媒を使って、常温常圧で作られるようになったのが高密度ポリエチレンである。これにより大幅なコストダウンとなり、触媒を開発したチーグラーとナッタは大儲けしたという。チーグラーの開発した触媒を、ナッタが少し改良を加えたのが、チーグラー・ナッタ触媒なので、この二人は亡くなるまで、権利関係でもめたと聞く。招待講演で、お互いの悪口をボロクソに言い合う仲だったらしい。1963年には両者そろって、ノーベル化学賞を受賞しているが・・・。

■ 引火点と発火点

発火点とは、その物質がその温度になれば、火の元がなくても火がつく温度である。引火点とは、その物質がその温度になったとき、火の元を近づければ、蒸気に引火する温度

市販のてんぷら油は、発火点が約340~380℃、引火点が約200℃である。

てんぷら油をコンロにかけっぱなしにすると(IHでも)、20~30分くらいで発火点に達するので、火の気がなくてもてんぷら油に火がついて燃え上がる

てんぷら油を約200℃以上に加熱して、表面に火を近づけたりすると、引火点以上に達しているので火がつく。

室温のてんぷら油を燃やそうとして、液体表面に炎を近づけても燃え上がることはない。

てんぷら油は危険と考えたどこかの主婦が、てんぷら油を持ってコンビニに強盗に入り、床にまいて火をつけようとしたが、燃えなかったので逮捕されたという事件もあった。

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2007年11月11日 (日)

ネコビルを見て考えたこと

先月20日に校務で東京出張したが、ちょうどその翌日午後に東京麻布の霞会館で研究室の同窓会があったので、延泊したのだった。

文京区の本郷界隈に宿をとったので、かつて住んでいた小石川のあたりをぶらぶらと散策すると、「ネコビル」が目に入った。

Dvc00013 ネコビルとは、評論家の立花隆氏の仕事場である。とにかく蔵書が多いので、書庫兼仕事場となるビルを自ら建ててしまったという。壁に猫の絵が描かれているので、ネコビルと呼ばれる。筑紫哲也の番組で紹介されているのを見たことがあるが、とにかく本だらけだ。敷地はそれほど広くないが、かなり機能的のようである。入り口にはシェ・タチバナと表札が付けてあった。

本郷で働いていた頃、午前9時過ぎに自転車で勤務先に向かっていると、立花隆氏と何回かすれちがったことがある。自宅は近所にあって歩いて通っているらしい。たまに勘違いしている人がいるが、このビルは氏の自宅とは別である。

ネコビルの住所は公開されていて、東京都文京区小石川2-18-12である。氏の著作物には、広告が挟み込んであって、スクラップの整理に使う台紙や自分専用の原稿用紙をお分けしますと書いてある。しかし、その連絡先は、なぜか上の住所と異なる小石川2-5-11だ。

散策がてら、ネコビルの外観を見学に来る人も多いらしい。瀟洒な高級住宅地の一角にある。表通りにあるわけではないので、場所を知らずに行くと見つけるのは困難である。春日通りからだと、中央大学理工学部前の「富坂」のT字の交差点を北方向に入り、ひたすら坂を下っていくと、道が右に曲がるところにある(地図へのリンク)。ホテルダイエーのある交差点からだと、西方向へ進んで、一つ目を左へ、すぐ右へとクランクするとある。後者の方がわかりにくい。

私は立花隆氏のファンの一人だが、『宇宙からの帰還』、『脳死』、『臨死体験』あたりが、全盛期だと思う。『精神と物質』も面白かったが、専門的な掘り下げ方が物足りなかった。最近の科学トピックスを断片的に紹介する著作も物足りなく感じる。自分が専門的立場になってしまったから、そう感じてしまうのかも知れない。

初期の著作の『知のソフトウェア』も面白く読んだ。まったく同じ考え方のところがあって、そうだその通りだと妙に納得してしまったものである。

ちょうど私が博士課程の最終学年のときに、氏は東大先端研の客員教授に着任し、ゼミを主宰されていた。私も参加したいと思っていたのだが、さすがに博士論文の作成に忙しい時期だったので、時間の都合がつけられず、断念したのだった。

一昔前、『「捨てる!」技術』(辰巳渚著)という本が話題になったことがあるが、立花隆氏はとにかくボロクソに、これでもかという程に強烈に批判していた。この本、整理法を提案しているつもりらしいが、とにかく考えずに片っ端からモノを全部捨てることを推奨しているのだった。私も立花氏に賛同するが、こんなものは整理法ではない。この本によると、辰巳渚氏は、一つのテーマの仕事が終わると、その仕事に関連した資料、ノート、原稿すべてを捨ててしまうそうである。モノを書く人が、こんなことをしていいのかという意味のことを立花氏は述べていたが、まったく同じことを私も感じたのだった。

立花氏は書籍、資料類の置き場所に困り、ネコビルを建てた。要するに捨てないのである。氏ほどの人なら、ビルを建てることもできるが、普通の人は置き場所に悩むものである。

Img_3205s 私は研究室があるので、比較的恵まれている方だと思うけれども、それでもだんだんと置き場所が少なくなってきている(写真)。

置いておくモノと、捨てるモノの区別のためのガイドラインを考えた。

専門書・・・捨てない。学生時代、古本屋に売ってしまった本が数年後、必要になり、再び新本を買うという馬鹿馬鹿しいことをしたことがある。

新書・文庫・・・読み終えた本は捨てない読んでない本は捨てることもある。普通と逆のように思われるかも知れないが、読んだ本は後々、参考文献になることもあり、どこに書いてあったっけと後で探しまわることが多い。

雑誌・・・原則、捨てる。自分の書いたものが載っているもの、図書館等になく入手困難なものは保管。

コピーした文献・・・読み終えたものは捨てない。読んでないもの、目を通そうとして価値がないと判断したものは捨てる。

自筆のノート、手帳類・・・捨てない。特許裁判等の証拠になることもある。実験ノートの保管は研究者の初歩の初歩。環境計量士(濃度関係)登録の実務経験証明のために、過去のものを見せるよう要求されたこともある。

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2007年11月 8日 (木)

スポーツクラブヴィテン野々市で筋トレを始める

最近どうも運動不足気味なので、スポーツクラブ「V10ヴィテンののいち」に通うことにした。4年ほど続けていた登山もこの頃は中断してしまっている。昨年から腰痛が長引いたり、頚椎がおかしくなったりしたのも、運動不足が原因かも知れないと考えた。運動していた人が、運動をやめると体に良くないらしい。

■ 体成分検査

で、今日、オリエンテーションで全身の「体成分検査」を受けてきた。脂肪率は思ったよりも高くなく、24.1%であった。適正値が14.0~22.9%だから、脂肪を約1kg減らすだけで適正範囲だ。脂肪率が30%とか40%あるのではと言う口の悪い人もいたが、そんなにはなかった。ちなみに「体成分検査」は裸足で電極の上に立ち、両手で電極を握るだけで測定できる楽なものだった。交流インピーダンスを測定しているものと推察される。

身長 184.0cm
体重 91.9kg (適正目標82.2kg)
体脂肪量 22.1kg (適正目標11.6kg)
筋肉量 66.2kg (適正目標62.1kg)

体脂肪率 24.1% (標準値14.0~22.9%)

体成分  水分 48.5kg、タンパク質17.7kg、骨3.62kg、脂肪22.1kg

基礎代謝量 1826カロリー (除脂肪体重と年齢から計算)

水分とタンパク質の合計が筋肉量となる。筋肉の73%が水分、27%がタンパク質と計算するようだ。水分量と筋肉量が比例するから、水分量が多ければ、筋肉量が多いことになる。

部位別水分分布(単位リットル)

右腕 2.76 (標準より数%高い)
左腕 2.73 (標準より数%高い)
体幹 21.30 (標準)
右脚 8.23 (標準より1割以上高い)
左脚 8.28 (標準より1割以上高い)

脚の筋肉が予想外に多かったのは登山をしていたからであろう。

■ 脂肪率計の原理

脂肪は電気を通しにくく、筋肉(水分+タンパク質)は電気を通しやすいので、体のインピーダンス(交流を使って測る電気抵抗のようなもの)を測れば、そのだいたいの割合を求めることができる。

面白いのが、足を使って測る脂肪率計だと、朝の脂肪率が高く、夜の脂肪率が低い。手で握るタイプだと逆である。これは恐らく、一日活動していると、体内の水分が上半身から下半身に移動するためである(ひどい人になるとむくみとなって現れる)。夜帰ってきた後、足を上にして、しばらく休んでから測るとまた脂肪率が高くなっていたりする。

手足4ヶ所を使って測るタイプは、こういった測定上の欠点を補正してあるのであろう。

■ レーニン体育館での筋肉トレーニング

はじめて筋トレをやったのは、1987年、大学1年のときの体育実技の授業であった。バレーやらバスケットやら色々な種目から選べるようになっていたが、「トレーニング」を選択したのであった。一番、大変そうに見えるが、実は一番楽という種目だった。

当時、東大の駒場には「トレーニング体育館」という名の、筋トレ専用の体育館があったのだが、看板として一文字ずつ貼り付けてあった「ト」と「グ」の文字が何者かによって持ち去られて、「レーニン体育館」の表記に変わってしまっていた。私立大なら直ちに補修しそうなものだが、古い国立大学では、誰も修理願いを出さないのか、そういう予算がないのか、はたまた先生まで面白がってるのか、よくわからぬが、何年もの間、「レーニン体育館」のままだった。

ベンチプレス(ベンチに仰向けに寝転がって、胸の上のバーベルを上げ下げする)がメインだったと思うが、妙に科学的だったのを覚えている。

  • 最大筋力の少なくとも60%以上でトレーニングしないと、筋力アップにはつながらない
  • ベンチプレスを初めてやった人は2週目、3週目で挙げられる重量が増えたと思うが、それは筋力自体がアップしたのではなくて、大脳のリミッターが外れただけ。
  • 自分が挙げられる最大の重量(マックス)を求めて、その80%の重量で何回挙げられるかやってみなさい。ほとんど7回前後しか挙げられない。これは決まっている。
    などなど

当時の「レーニン体育館」は、色々な人が利用に来ていた。我々の授業中にも、当時まだアマチュアで無名だったサッカーの読売クラブ(後のJリーグのヴェルディ川崎)が緑色のユニフォームを着て、トレーニングに来ていた。他に場所がなかったのだろう。当時は気がつかなかったが、有名選手も多分いたと思う。体育実技の授業中、彼らと、ひ弱な東大生がトレーニング機器を共用していたが、使う負荷が全く違うので、面倒だった。教官は「あいつら目茶苦茶、筋力強いんだよ」と言っていたが、そりゃそうだろう。特に、脚用のトレーニング機器は既存の機器じゃ負荷不足なのか、おもりにバーベル用のプレートをさらに付け加えて、筋トレしていた。

88年にはマラソンの瀬古利彦が口にマスクを付けて、ランニングして、何かの測定をしていた。肺が異様に大きく見えたのを覚えている。

■ エグザスやらセントラルやら

スポーツクラブに通ったのは1992年頃、松戸市松戸の税務署そばの新京成線沿いにあった松戸スポーツクラブが初めてであった。今はどうなってしまったのだろう・・・。若かったこともあって、まじめに筋トレすると、みるみる筋力がアップして、体重が4キロほど増えてしまった記憶がある。当時、住んでいたアパートのお風呂が狭くて、あまり快適でなかったので、半分お風呂代わりに使っていた。サウナとお湯を張ったバスタブはあったが、カラン(洗い場)がなく、シャワーブースで体を洗うというスタイルだった。

就職して、文京区の小石川に引っ越してからは、飯田橋駅前のエグザスに通ったこともある。ここは場所がいいからか、お風呂は、サウナとシャワーブースがあるだけで、バスタブやカランはなかったように思う。とにかく混んでて、大勢の人でごった返していた。

金沢に来ると、土地に余裕があるからか、バスタブ、カラン、シャワー、サウナのそろったスポーツクラブが多いようである。こちらじゃ、エイムやヴィテンが有名である。

大学1年のとき授業でやったベンチプレスのマックスは58.75kgだった。当時、60kgがどうしても上がらなかったのだった。昨年、ベンチプレスで、70kgを12~13回繰り返せたので、おそらく今のマックスは100kgくらいだろう。知らないうちに胸の筋力が上がっていたわけだが、これはスポーツクラブに通っていたおかげだろう。

しかし、バーベルを使うベンチプレスは頚椎によくないらしいので、今はやらないことにしている。

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