JPH08266877A

JPH08266877A - 酸化性気体を溶存させる方法及び溶存装置並びに溶存処理システム

Info

Publication number: JPH08266877A
Application number: JP7793995A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Otani; 繁大谷; Shigeru Moriyama; 繁森山; Kiyoshi Kaneuchi; 清金内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は酸化性気体を溶存させる方法及び溶
存装置並びに溶存処理システムに関し、酸化性気体溶存
液が浄化・殺菌処理液として用いることが可能であり、
また食品の殺菌、漂白、鮮度保持及び鮮度再生処理、屎
尿処理、汚染水処理などの処理方法を実現することを目
的とする。【構成】溶媒である液体を満たした水槽（１）と循環
ポンプ（２）と酸化性気体発生部（３）を具備した気液
接触部（４）とが液体移動用配管（５）によって一連に
つながっており、水槽（１）内の液体が、循環ポンプ
（２）によって循環する工程とよりなるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、本来人間と共存すべき
微生物が、許しがたく増殖し、あるいは弊害をおよぼす
ことが推測される分野において、オゾンあるいは二酸化
塩素の酸化性気体の酸化作用を用いて、微生物を軽減さ
せて浄化・殺菌処理、あるいは食品の殺菌、漂白、鮮度
保持及び鮮度再生を行うことに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微生物を軽減させることは、種々の方法
と多数の殺菌剤類があり、それぞれに特徴と欠点があ
る。オゾンあるいは二酸化塩素の強酸化作用を有する気
体は、その扱いと利用がわずらわしく、特に、オゾンに
関しては、オゾン水として使用するにはオゾンが水に溶
存しにくく、溶存したとしても、不安定物質であるため
水中に残留しつづけることなく、酸素に戻る性質があ
り、使用目的に合致した一定濃度のオゾン水を得ること
は困難であった。

【０００３】更に、食品の殺菌、鮮度保持及び鮮度再生
を行うにあたって、残留薬害の少ない殺菌方法に用いる
ためには、より好ましい物質ではあるが、この不安定物
質である上記二種類の酸化性気体の溶存液を得るために
は、本発明のような簡便な溶存装置で得ることができる
ことはなかった。

【０００４】酸化性気体の溶存液で、微生物を軽減させ
浄化・殺菌処理する、あるいは溶存処理システムが一定
濃度の当該溶存液を提供することによって、食品の殺
菌、漂白、鮮度保持及び鮮度再生に効果があり、また、
これらの酸化性気体の酸化力を用いるに、屎尿処理の屎
尿水、養殖水、あるいは湖、沼、溜池などの汚染水を敏
速に分解、脱臭、殺菌等を行うための、簡便な溶存処理
システムで行うようなことを見出することは、困難であ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、酸化性気
体、特に不安定物質であるオゾンおよびオゾン分解物、
あるいは二酸化塩素および二酸化塩素分解物を液体に溶
存させるために、簡単且つ便利な方法によって、しかも
簡単な装置によって効率的に得ることにある。

【０００６】更に、前記溶存液が微生物を軽減させ浄化
・殺菌処理する、あるいは溶存処理システムが前記溶存
液を提供することによって、食品の殺菌、漂白、鮮度保
持及び鮮度再生に、また、溶存処理システムが屎尿水、
養殖水、あるいは湖、沼、溜池などの汚染水を敏速に分
解、脱臭、殺菌等を行うことを実現しようとする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明を説明するにあた
り、溶媒である液体を上水道水、酸化力を有する気体を
オゾンを用いた場合で説明するとオゾンガスは、公知の
ごとく強酸化作用を有する故、殺菌、浄化、漂白、脱臭
等に利用されており、この生成方法は、原料を空気、酸
素あるいは水等を用いてそれぞれ紫外線方式、無声放電
方式、あるいは電解方式等によって生成されているが、
本発明は、上記方式のうち電解方式を除く方式により、
生成された気体のオゾンを、上水道水配管内（５）にて
効率良く溶存させることを特徴とするものである。

【０００８】上水道水を満たした水槽（１）内の上水道
水を循環ポンプ（２）により配管（５）内を強制的に移
動、循環させるにともなう一連の配管（５）内におい
て、当該液体が加圧状態にされ、その後減圧状態にされ
るいわゆるエジェクター式工程を経ることによって行
う。

【０００９】すなわち、気液接触部（４）は、オゾン生
成機（３）と配管（５）によって構成されており、この
部位における配管（５）は、配管内部の内径を徐々にロ
ート状に狭窄してある部位（６）、と狭窄部位の突出し
た先端部からさきは、配管内部の内径が一気に太くなっ
ている部位（７）の状態になっており、まず上水道水中
に既に含まれている炭酸ガス等の溶存気体が、オゾンの
溶解効率の悪化につながることから、この工程で炭酸ガ
ス等の溶存気体を放出させると同時に、この工程から生
じる水流ポンプの効果である、吸引力を利用して、減圧
状態時の上水道水にオゾンを吸い込み口（８）から混和
させる。

【００１０】このため、オゾン生成機（３）で生成され
たオゾンを、吸引することができるための吸い込み口
（８）を設けてあり、吸い込み口（８）から吸引された
オゾンと混和した、この気液混合物体は、その後、配管
を可能なかぎり曲げて、好ましくは直角になった針状の
突起物がある配管内面壁（９）に激突させられることに
よって、気泡や液滴がさらに微粒化し、界面積が増大す
ることになるので、より一層オゾンの溶解量が増加する
ものである。

【００１１】その後、気液混合物体は、配管（５）に従
って流れるが、水槽（１）内の底板に近い位置の最終吐
き出し口（１１）において、再び針状の突起物がある底
板（１２）に向かって激突させられる。

【００１２】上述の一連の溶解工程を循環ポンプ（２）
により繰返し繰り返されることにより、オゾン溶存の障
害となっていることを解決することができる。つまり上
水道水に含まれているミネラルを含めた種々の成分が、
溶存オゾンを消費するため溶存量が増加しない傾向にあ
り、酸化されやすい物質がオゾンにより酸化されつくし
てしまうことは、オゾンの酸化を受けいれない状態とな
り、それは、とりもなおさず、これ以上溶存オゾンを消
費することがなくなる。これが上水道水自体のオゾン消
費量であり、消費量がゼロになれば、溶存量の減少を防
ぐことになる。

【００１３】また、気液接触部（４）の酸化性気体発生
部（３）は、オゾン生成機（３）を内蔵したもので、オ
ゾンの気体生成に係る空気の供給の一部は、配管（５）
の最先端（１１）より吐出された気液混合物体のなか
で、回収可能な気体を再度原料気体の供給源の一部とし
てオゾン生成機（３）に使用する。

【００１４】回収に係る回収の方法は、気液接触部
（４）から先の配管（５）が、配管（５）の外側にさら
に大きい管径の配管（１３）で、気液接触部（４）から
配管（５）の最先端の吐き出し口（１１）を経て、水槽
（１）内の底板（１２）まで二重に配管されているの
で、吐き出し口（１１）より吐出された気液混合物体の
なかの一部の気体を回収することが可能となる。

【００１５】回収にともなう大きい管径の配管（１３）
と配管（５）の間の回収回路の役割をになう気液混合物
体の気体の回収回路の途中に、多数の小さな穴のある仕
切板（１０）が数枚介在しており、気液混合物体が通過
するにあたって、気液混合物体中の気泡が破泡をくりか
えすことにより、さらに溶存が効率的になることであ
る。

【００１６】この回収された気体は、当初のオゾンの全
量が溶解しつくしたものでないため、オゾンが残存して
おり、この残存オゾンを再利用するため再度原料気体の
供給源の一部として、回収口（１４）よりオゾン生成機
に供給される。これは、オゾンの理想的な利用方法であ
る。

【００１７】この気液接触部（４）は、循環ポンプ
（２）の吐出口の後方に位置することも、吸引口の前部
に位置する、いずれの場合であっても、本発明の特徴を
示す。水槽（１）、循環ポンプ（２）、酸化性気体発生
部（３）を具備した気液接触部（４）とが液体移動用配
管（５）によって構成される一連の溶存処理システムに
よって生成された当該溶存液は、溶存液自体が酸化作用
を有し、且つイオン化しているため、当該溶存液を浄化
・殺菌処理液として、あるいは脱臭液等として用いるこ
とが可能であり、浄化・殺菌処理対象物を直接水槽
（１）に投入しても効果がある。

【００１８】また、水槽（１）内に食品類をいれて、あ
るいは水槽（１）内の当接溶存液を食品にシャワーリン
グすることにより、食品の殺菌、漂白、鮮度保持及び鮮
度再生を行うことも可能である。特に、野菜の鮮度保持
に関しては、イオン化した酸化力のある当該溶存液が、
野菜に吸収されて、酸素の供給の働きに始まり細胞内酵
素の活性化に係る活性酸素の効果が考えられる。

【００１９】上述のことから畜産飼育場における屎尿処
理の屎尿を導入することによって、屎尿の敏速な分解、
脱臭、殺菌等を行うことや養殖水、あるいは湖、沼、溜
池等の処理すべき汚染水を敏速に分解、脱臭、殺菌等を
行うことも可能であることを特徴とする浄化システムを
提供できる。

【００２０】酸化性気体の種類には、それが本発明の目
的を達成するのに有効なものである限り格別の限定はな
いが、一般にはオゾンおよびオゾン分解物、あるいは二
酸化塩素および二酸化塩素分解物の少なくとも１種を使
用することができる。

【００２１】

【作用】通常の泡立てによる気液接触方法では、気相側
の気側境膜のオゾン分子が気液接触面で液側境膜に溶解
し、水相側に移動すると考えられているが、溶解後の気
側境膜の気液接触面はオゾン分子の供給が良くないため
に、オゾン分子濃度が薄くなる傾向にあり、溶解チャン
スを十二分に利用することができないことが多い。

【００２２】本発明の溶存装置は、気液混合物体を針状
の突起物がある配管内面壁（９）に激突させることによ
って、気液混合物体のオゾンの濃度勾配の高いままのオ
ゾンの気泡を、破泡させ気液接触面積を増大させるとと
もに、激突衝撃力による気体境膜及び液体境膜と両境膜
の接点であり、溶解に係る重要な気液接触面において多
大な溶解移動のチャンスを得ることができるとともに、
その激突作用でイオン化した溶存液を得ることができ
る。

【００２３】本発明の溶存装置の残存オゾンの再利用に
関して更に説明をすれば、これに用いられるオゾン生成
機は、紫外線方式によればより好ましい効果が得られ
る。紫外線方式オゾン生成機は、水銀とアルゴンガスを
密封したオゾン発生管を使用して低圧の水銀蒸気圧中へ
の放電の際に発生する１８５nm線をそのまま取りだして
用いられ、原料である空気中の酸素からオゾンを生成し
たり、またイオンを生成したりするが、再利用される残
存オゾンには微粒子の水滴を含め湿度の高い気体の状態
であるため、回収後再利用されるときには、すでに水相
側のオゾンとして溶存オゾンになっている場合が多く、
再度原料気体の供給源の一部として紫外線方式オゾン生
成機に用いられるときには、前のオゾン生成においてオ
ゾンになりきらなかった空気中の酸素、あるいはオゾン
が酸素に戻ったものが新たにオゾンに生成されることか
ら効率的であることになる。

【００２４】

【実施例】図１は、本発明の溶存装置を示す図であり、
上水道水が水槽（１）に満たされ、循環ポンプ（２）に
よって液体移動用配管（５）を強制的に移動、循環させ
るにともなって、ロート状に狭窄してある部位（６）に
よって加圧状態にされ、配管内部内径が一気に太くなっ
ている部位（７）で、減圧状態にされるにともなって炭
酸ガス等の溶存気体を放出させると同時に、この工程か
ら生じる水流ポンプの効果でオゾン生成機（３）で生成
されたオゾンを吸い込み口（８）から混和させ、この気
液混合物体を、針状の突起物がある配管内面壁（９）に
激突させ、さらに針状の突起物がある底板（１２）に激
突させた後、気液混合物体中の回収可能な気体を再度用
いるための回収回路の役割をになう気液混合物体の気体
の回収回路の途中に、多数の小さな穴のある仕切板（１
０）が数枚介在しており、気液混合物体が通過するにあ
たって、気液混合物体中の気泡が破泡をくりかえす簡単
且つ便利な溶存装置である。

【００２５】図２は、オゾン濃度が１３．８ppm （Ｖ／
Ｖ）の紫外線方式オゾン生成機を内蔵させて、溶媒を上
水道水（水温１５℃ pH６．８）で行った本発明の溶存
装置による、溶存液中の溶存量の変化を示すものであ
る。溶存装置を稼働させると、当初から約３０分間は溶
存オゾンを消費するため溶存量が増加しない傾向にあ
り、その後急速に溶存量の増加がみられ、２時間後にそ
の最大溶存量の状態０．０００８５ppm を一定量として
存続しつづけ、溶存液を得ることが可能となるが、１０
時間後に溶存装置の稼働を停止すると、一定濃度に到達
した溶存液の溶存量が、急速に減少することも理解でき
る。

【００２６】図３は、溶存液の酸化作用による殺菌効果
を示すものである。黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏ
ｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ）を生理的食塩水で１０⁷
／ccに調整した菌液１ccと、野菜のパセリ１０ｇを、各
々当該溶存液１００ccに添加し、経時的に生菌数の変化
を測定したものである。黄色ブドウ球菌はスタート時１
０⁵／ccであったものが１０分後に１０²／ccに減少
し、パセリはスタート時１０⁶／ccであったものが１０
分後に１０³／ccに減少したことが認められる。

【００２７】野菜類を保管するときに特にパセリを含め
ニラ、ほうれん草、サラダ菜等の葉物類が水分を失って
しなびることが多いため、蘇生庫において、水をスプレ
ーして加湿しながら保管しているが、この加湿によって
有害微生物が増殖して、多くの損失を生じていることが
多く、当該溶存液を水にかえてスプレー水として使用す
ると、微生物の障害はおろか、従来方法より葉物類がみ
ずみずしくなり、さらにしおれかけた葉物類が鮮度再生
することが認められる。このことは、葉物類を水槽
（１）にいれる処理を行うことによって、さらに顕著に
なる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によってしおれかけた葉物類が鮮
度再生することを、しおれかけた葉物類が水分を吸収す
るかどうかを重量で測定し示すと、しおれかけたパセ
リ、各々１kgを、溶存処理システムを稼働させてある水
槽（１）と、稼働させないである水槽（１）に１時間い
れておいた後、引き上げ、各々の重量の変化を比較した
結果、前者は１．０８kg、後者１．０１kgであった。７
０ｇの重量差分当該溶存液が多く吸収されており、植物
細胞内に取り込まれた当該溶存液が細胞活性にむすびつ
く酵素作用に関与し、鮮度再生が可能となることが認め
られる。

【００２９】従来のオゾン水殺菌法は、殺菌対象物を水
槽にいれて泡立てすることのように思われていたが、こ
れはオゾン気体が殺菌対象物に直接接触して殺菌に関与
することが大であって、本発明は、図２及び図３から明
らかなように、当該溶存液自身の殺菌効果であることが
認められる。

【００３０】ましてや、屎尿処理や、養殖水などの分
解、脱臭、殺菌等に係る効果に関しては、当該溶存液自
身の効力もさることながら、オゾン気体が対象物に直接
接触することからも効果がある溶存処理システムを提供
できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶存装置の全体図である。

【図２】本発明の溶存量の経時変化を示す図である。

【図３】本発明の溶存液の細菌数の経時変化を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…水槽２…循環ポンプ３…酸化性気体発生部（オゾン生成機）４…気液接触部５…液体移動用配管６…ロート状に狭窄してある部位７…配管内径が一気に太くなっている部位８…吸い込み口９…針状の突起物がある配管内面壁１０…仕切板１１…吐き出し口１２…針状の突起物がある底板１３…回収外側配管１４…回収口

フロントページの続き (72)発明者森山繁岩手県盛岡市羽場19番地１−62 (72)発明者金内清岩手県一関市関が丘104番地１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶媒である液体を満たした水槽（１）と
循環ポンプ（２）と酸化性気体発生部（３）を具備した
気液接触部（４）とが液体移動用配管（５）によって一
連につながっており、前記水槽（１）内の液体が、循環
ポンプ（２）によって循環する工程を特徴とする酸化性
気体を溶存させる方法。
【請求項２】上記溶存させる酸化性気体が、少なくと
も一種の酸化力を有する気体からなるもので、オゾン、
オゾン分解物、二酸化塩素、および二酸化塩素分解物の
少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１記載
の方法。
【請求項３】酸化性気体を溶存させる装置であって、
水槽（１）内に存在する溶媒である液体を循環ポンプ
（２）により配管（５）内を強制的に移動、循環させる
ことにより、前記液体が加圧状態にされ、その後減圧状
態にされ、ここで前記配管内部の内径を徐々にロート状
に狭窄してある部位（６）と狭窄部位の突出した先端部
からさきは、配管内部の内径が一気に太くなっている部
位（７）が存在し、液体の流れから生じる水流ポンプの
効果を用いて、減圧状態時の液体に酸化力を有する気体
を混和させるため、酸化性気体発生部（３）で生成され
た酸化性気体を吸引することができるための吸い込み口
（８）が設けてあり、吸い込み口（８）から吸引された
気体と混和された気液混合物体が、その後、針状の突起
物がある配管内面壁（９）に激突せしめられ、さらに針
状の突起物がある底板（１２）に激突せしめられること
を、循環ポンプ（２）により繰り返えすことにより、酸
化性気体の溶存率を高めることを特徴とする溶存装置。
【請求項４】上記気液接触部（４）の酸化性気体発生
部（３）が、オゾン生成機、あるいは二酸化塩素生成機
を内蔵し、各々の気体生成に係る原料気体の供給の一部
が、吐出された気液混合物体のなかの回収可能な気体を
再度原料気体の供給源の一部として酸化性気体発生部
（３）に回収し使用するために、回収にともなう気液混
合物体の回収回路に有穴の仕切板（１０）を介在するこ
とにより、さらに溶存性を効率的にすることが可能であ
ることを特徴とする請求項３記載の溶存装置。
【請求項５】上記気液接触部（４）が、循環ポンプ
（２）の吐出口の後方に位置することも、吸引口の前部
に位置することも可能であることを特徴とする請求項３
記載の溶存装置。
【請求項６】水槽（１）、循環ポンプ（２）、酸化性
気体発生部（３）を具備した気液接触部（４）とが液体
移動用配管（５）によって構成される一連のシステムに
よって生成された酸化性気体溶存液は、その溶液自体が
酸化作用を有し、且つイオン化しているため、前記溶液
を浄化・殺菌処理液として、あるいは脱臭液等として用
いることが可能であり、または浄化・殺菌処理対象物を
直接水槽（１）に投入しても効果があることを特徴とす
る溶存処理システム。
【請求項７】前記水槽（１）内に食品類特に野菜類を
いれて、あるいは当該溶存液を食品類にシャワーリング
することにより、食品の殺菌、漂白、鮮度保持及び鮮度
再生を行うことを特徴とする請求項６記載の溶存処理シ
ステム。
【請求項８】前記水槽（１）内に畜産飼育場における
屎尿処理の屎尿を導入することによって、屎尿の敏速な
分解、脱臭、殺菌等を行うことを特徴とする請求項６記
載の溶存処理システム。
【請求項９】前記水槽（１）内に養殖水、あるいは
湖、沼、溜池などの汚染水を導入することによってそれ
らの敏速な分解、脱臭、殺菌等を行うことを特徴とする
請求項６記載の溶存処理システム。