(57)【要約】      （修正有）【課題】水中に存在する軽水と重水とを、低コストで効率よく分離することが可能な分離方法および分離装置を提供する。【解決手段】底辺の広い台形型の水槽１に水を入れ、励起発生装置６を用い、電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーのいずれか一つまたは組合せ処理により水の分子にエネルギーを与えることにより、水の分子、原子が光子の電子エネルギーにより振動励起され水の分子重合が切断され、これに、回転子または水噴射ノズルで渦巻き水流を起こすことで、軽水と重水とを遠心力により分離する。さらに、気泡噴射ノズル７により、水槽に気体の細かな気泡を噴射し、水の分子重合間に質量の小さな気泡を混入することで、振動励起で分子重合が切断された軽水と重水との分離を助長する。【選択図】図２
2010279942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーのいずれか一つまたは組合せ処理することで水の分子を励起し、分子重合を切断しながら軽水、重水を分離する遠心分離方法。
【請求項２】
電子エネルギーである近赤外線エネルギー単体処理または電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーの組合せ処理することで水の分子を励起し、分子重合を切断しながら軽水、重水を遠心分離し、基底状態において結合水にすることを特徴とする軽水、重水の遠心分離方法。
【請求項３】
水槽に気体の細かな気泡を噴射し、水の分子重合間に質量の小さな気体の泡を混入することで、振動励起で切れた分子の分離を助長することを特徴とする請求項１、２いずれかに記載された軽水、重水の分離方法。
【請求項４】
底辺の広い台形型の水槽に、渦巻き水流を起こす回転子、水を励起状態にする励起発生装置、水槽底部外側に重水排水口、水槽中央上部に軽水取出し口、さらに入水口、気体噴出口を設けてなる遠心分離装置。
【請求項５】
遠心分離装置の回転子が水噴射ノズルであり、これに気体混入口を設け、遠心分離装置の回転水流を起こすと供に水に気体を混入する請求項４記載の遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】      本発明は、軽水と重水の分離方法および分離装置に関し、詳細には、軽水と重水を含有する水から、水の分子重合を切断しながら軽水と重水を遠心分離する方法および分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】      人は光っている、世界中にある物質は、それに温度がある限り光を出している。温度というのは、ケルビン（Ｋ）単位の温度で、０Ｋ＝−２７３度Ｃ、つまり絶対温度、この温度では物質は存在し得ないとされていますから、すべての物質には温度があるということです。  さて、温度Ｔの物質からは波長λの光が放射され、温度と波長の関係はλ×Ｔ＝０．２９（ｃｍ，Ｋ）というとても簡明な式によって表すことができます（ウィーンの変位則）。この式を、λを導く式に変換すると、λ＝０．２９／Ｔとなります。このままでは、波長の単位がｃｍですから、ｎｍにすると人間は、およそ３１０Ｋですから、９３００ｎｍ（９．３μｍ）を中心とした近赤外線が出ていて、人体はまさにこの波長で光っているのです。【０００３】      人体はおよそ９．３μｍの光を放っていると言うことは、人体の原子、分子の振動はこの値に近い値であり、同程度の近赤外線（電磁波）が吸収され、吸収されるとこれを放つことができるということである。  近赤外線の吸収波長は，（２９８７、地球上の分子量の平均）÷（−２７３、絶対温度＋物体の温度、ケルビン単位の温度）＝吸収波長、であり、１０℃で１０．５５μｍ、２０℃では１０．１９μｍ、３６．５℃では９．６５μｍ、５０℃では９．２μｍ、１００℃では８．０μｍくらいの近赤外線を吸収する。【０００４】      水はどんな構造をしているか、水分子は、酸素と水素の結合角∠ＨＯＨが１０４．５°になっている。酸素と水素の結合電子対は酸素の電気陰性度、電子を自分のほうへ引き寄せる力が水素に比べ大きいためいくらか酸素の方へ片寄っている。その結果、酸素はややマイナスに帯電し、そのぶん水素はプラスに帯電している。すなわち、水における酸素原子と水素原子の結合は共有結合のほかにいくぶんイオン結合が含まれている。しかしマイナス電荷の重心とプラス電荷の重心が一致しないため、水分子は極性分子であるとともに、双極性モーメントを持っている。そのため水分子は、水分子どうしが静電気的な力による相互作用により水素結合を形成していると推察される。一個の水分子が最高で４個の水素結合をつくることができる。水がいろいろな特殊な物性を示す大きな原因の一つは、水がこのような水素結合を形成していることにあると考えられる。【０００５】      Ｈ２Ｏ分子の集合体でその構造がはっきりしているのはいうまでもなく固体の氷である。氷は正四面体の中心と各頂点にそれぞれＨ２Ｏ分子が存在する構造をとっている、すなわち、１個のＨ２Ｏ分子の周りに４個の水分子が存在する、配位数４の状態になっている。そして各Ｈ２Ｏ分子は水素結合で結ばれている。このような正四面体構造を基本として六方晶系（Ｉｈ）の氷結晶を形成している。氷の強度は１個のＨ２Ｏ分子が４個の水素結合をしたときの強さである。このこうな氷が解けたものが液体の水である。０℃の氷が０℃の水になるのに必要な熱エネルギーが融解熱（ｈｍ）であり、１００℃の湯が１００℃の水蒸気になるのに必要な熱エネルギーが蒸発熱（ｈｖ）である。水蒸気の状態では水分子の大部分はバラバラになっていると考えて、ＨｍとＨｖに０℃から１００℃まで温度を上げるのに必要なエネルギー（Ｈｅ≒約７ｋＪ／ｍｏｌ）を加えて���ｍを割ると０．１１になる。すなわち、氷の水素結合のうちの約１１％が切れるか、伸びたものが液体の水ということになる。したがって、水の中にはかなり氷に似た構造が残っていると推察される。【０００６】      一般に同一族元素の化合物は、大体似た物性を示すことが知られている。メタンＣＨ４に始まるＩＶｂ族では分子量の増加に伴って徐々に融点が向上している。ＶＩｂ族についても同様の傾向が認められるが、水だけがこの傾向から大きくずれている。水の１８という分子量から予想される水の融点は−１００℃前後である。ところが実際には０℃である。すなわち、実際の水は分子式から予想される融点よりはるかに大きい分子量の化合物が示す融点を示す。その分子量を求めると２４０〜２５０くらいになる。すなわち、水の分子数にして１３個とか１４個くらいの大きな分子量の化合物が示すような融点や沸点を持っている。沸点にしても同様の傾向が認められる。分子量から予想される水の沸点は−８０℃前後であるが、実際は１００℃である。融点も沸点もともに分子間の相互作用が最も密接に関係する物性値である。【０００７】      このように水の最も基本的な物性値から、もし液体の水がＨ２Ｏ分子単独のたんなる集合体であれば融点は−１００℃、沸点は−８０℃前後であり、地球上では水は水蒸気の状態でしか存在しえないことになる。これらのことから、液体としての水は水分子単独のたんなる集合体ではなく、水分子が水素結合によって、（Ｈ２Ｏ）ｎのような会合体＝重合を形成していると考えられる。そしてこのｎの値が温度、その他の条件により比較的容易に変化することが明らかにされている。と言うように、ｎ＝水の重合の値により、水がＨ２Ｏ分子単独のたんなる集合体であれば融点は−１００℃、沸点は−８０℃前後であるが、自然の水は、ｎ＝重合を形成しているために、融点０℃、沸点１００℃が一般的な標準として用いられている。【０００８】      さらに、［活性水とは］ここでは通常の水に比べて活性の高い水を活性水と呼び、特定の機能を持った活性水を機能水ということにする。ミクロに見た場合、活性水とは具体的にどういう水なのか考えてみる。すでに述べたように、（Ｈ２Ｏ）ｎにおいて氷はｎ＝∞の状態で、水蒸気はｎが最も小さい状態と考えられる。すなわち、水温の上昇に伴いｎは小さくなる傾向にある。これを重合モデルで考えれば重合が小さくなることを意味する。一方、洗濯すると冷水より温水のほうがよごれの落ちが良いことはよく知られている、水温を変えての１７Ｏ−ＮＭＲスペクトルの測定結果において、冷水より温水のほうが、ともに半値幅が小さくなっている、また、水は各種の成分の共存下で、少なくとも海水濃度である３．４〜３．８％くらいの溶解能をもっている。ナトリウム単独では常温近辺で２６〜２７％の溶解能がある。超純水は、溶解成分を徹底的に除去した水であり、いわゆるハングリーウォーターになっている。したがって、超純水は溶解能の点から明らかに活性水の一種といえる。水温と溶解能の両面から考えて、活性水の一つの姿として重合の小さい水、すなわち（Ｈ２Ｏ）ｎのｎの小さい水ということがいえるが、では、ｎが小さければ小さいほど活性が高いのかというと必ずしもそうとは限らな���。その理由は、重合の大きさだけでなく当然その構造その他も関係してくると考えられるからである。したがって、ｎの大きさだけで一義的に決まらないと思われる。【０００９】      ［水の活性法］  水の活性化法は、電気エネルギー、電磁波エネルギー、機械的エネルギー、放射エネルギー、音波エネルギー、遠赤外線エネルギーの利用やセラミック処理、及びミネラル添加の８種に大別できる。そして電磁波エネルギー一つ取り上げても、いろいろな方法がある。【００１０】      さらに、生体の水は、大きく分けると、蛋白質のような生体中の主要成分と密接な相互作用を持つ、いわゆる  図３参照、蛋白質の周りを取り囲む三相の水について、蛋白質の一相目がＡ相の結合水と、このような水と対照的な自由水に近い状態の三相目のＣ相の水、さらに結合水と自由水との中間状態の二相目のＢ相の水、の３相からなる、これらの三つの状態の水の中でＡ相の結合水が最も動きにくい、すなわち滞留時間の長い、自由水の小さい状態の水である、実際に食品中で水が生体中と同じような状態で存在しているかどうかを知るには、食品を脱水しＮＭＲ分光法などを用いて、食品中の水の存在状態を検討するのが一つの方法である。生魚の脱水に伴う１Ｈ−ＮＭＲの測定結果、残留水の減少、言い換えれば脱水の向上に伴ってＮＭＲの反復幅が大幅に増大する。すなわち、動きにくい、緩和時間の短い状態の水になっていることがわかる。水クラゲの１７Ｏ−ＮＭＲの測定結果では、ＮＭＲのセルにクラゲを生きたままの状態で入れ、測定したもので、このクラゲの含水率は９９．７％といわれている。超純水の反復幅約６０Ｈｚに比べて水クラゲ中の水の反復幅は約１２０Ｈｚと２倍になっており、水クラゲの水はかなり構造化が進んだ状態にあると推測される。【００１１】      水を解明する方法、Ｘ線解析法では（Ｈ２Ｏ）ｎのｎは常温付近では大体５か６にかたまっているが、近赤外線法では２か３という結果が得られる。またコンピュータシュミレーションではｎ＝１５とか２０、あるいはそれ以上の数字になっている。分析法が異なると結果が違ってくるという意味で、まだかたまっていないということである。ということは、すなおに受け止めればＸ線を照射すると（Ｈ２０）ｎのｎが５〜６個、近赤外線照射ではｎ＝２〜３個、コンピュータシュミレーションは水に変化を与えないからｎ＝１５〜２０個とｎ＝重合値となる。運動状態の速度を指標にした場合三つの段階構造をとっていると見られる。すなわち、１０−４秒速程度の滞留時間のゆっくりした運動、この運動の中により速い１０−７〜１０−９秒程度の比較的速い運動、さらにその中に１０−１２秒とかそれ以下の最も速い運動がある。したがって、その状態の分析法が水のどうゆう運動レベルをとらえるかにより結果が違ってくる可能性が考えられる。コンピュータシュミレーションでは最も速い運動状態の水をとらえ、Ｘ線解析法、中性子解析法、ＮＭＲ法などは、最もゆっくりした運動状態の水をとらえていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】      特開２００５−１３９０１５（Ｐ２００５−１３９０１５Ａ）
【特許文献２】      特許公表２００８−５１２２３８号
【特許文献３】      平成１０年特許願第１２３８２３号
【特許文献４】      特許願１０−１２３８２２号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】      知っておきたい新しい水の基礎知識  著者久保田昌治  発行者  株会社オーム社平成９年５月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】      Ｈ２Ｏ分子の集合体でその構造がはっきりしているのはいうまでもなく固体の氷である。氷は正四面体の中心と各頂点にそれぞれＨ２Ｏ分子が存在する構造をとっている、すなわち、１個のＨ２Ｏ分子の周りに４個の水分子が存在する、配位数４の状態になっている。そして各Ｈ２Ｏ分子は水素結合で結ばれている。このような正四面体構造を基本として六方晶系（Ｉｈ）の氷結晶を形成している。氷の強度は１個のＨ２Ｏ分子が４個の水素結合をしたときの強さである。水素には通常の水素Ｈ以外に存在数は少ないが重さが２倍の重水素があり、酸素にも１６Ｏ以外に重さの異なる１７Ｏや１８Ｏのような同位元素が存在するために、これらの組合せで９種類になる。この９種類の水の重合の中から重水素と結合した重水を分離するには。【００１５】  さらに、水の中には、生体の水のように、大きく分けると、蛋白質のような生体中の主要成分と密接な相互作用を持つ、いわゆる  蛋白質の周りを取り囲む三相の水について、蛋白質の一相目がＡ相の結合水と、このような水と対照的な自由水に近い状態の三相目のＣ相の水、さらに結合水と自由水との中間状態の二相目のＢ相の水、の３相からなる、これらの三つの状態の水の中でＡ相の結合水が最も動きにくい、すなわち滞留時間の長い、自由水の小さい状態の水である安定した状態の蒸発しにくい水があるが、軽水だけを結合水にできないか、さらに、重水を結合水にする方法も含む、が課題である。【００１６】      生体はわずかのエネルギー差でいろいろな働きをしている。したがって、ネズミを使った実験では、ネズミの体重の３０％を越える重水濃度になると死んでしまうし、またバクテリアの増殖は１００％重水中では著しく遅くなるといわれている。また、軽水については、重水減少水（スーパーライトウオーター）として医療等に用いられているが、重水、軽水の分離に多大なコストがかかるために非常に高価なものとなている。コストを押さえた分離方法は。【００１７】      水は９種類の重量の違う水の１３個とか１４個くらいの大きな分子量の化合物で、水素には通常の水素Ｈ以外に存在数は少ないが重さが２倍の重水素があり、酸素にも１６Ｏ以外に重さの異なる１７Ｏや１８Ｏのような同位元素が存在するために、これらの組合せで９種類になる。これらが入り混じり、さらに１３個とか１４個くらいの分子重合をなしており、これを遠心分離するには高回転な遠心分離を繰り返し行なわなければならない。重水Ｄ２は軽水Ｈ２Ｏに比べて１割強質量が大きい、その結果、融点も沸点も蒸発熱もいくぶん大きい。これはとりもなおさず、軽水に比べ重水の方が分子間の相互作用が大きい事を意味する。重水と軽水の蒸発温度の差を用いた蒸発法も、繊細な温度および圧力の管理とエネルギーを必要とし、また特許文献、特願２００３−３７５４４１の重水濃縮装置に見るような技術を用いて分離しなくてはならない。９種類もの入り混じった組合せを重合したまま分離することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】      上記課題を解決するため、本発明の請求項１では、電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーのいずれか一つまたは組合せ処理することで水の分子を電子励起、振動励起、回転励起のいずれか一つまたは、組合せ処理することで分子重合を切断しながら軽水、重水を遠心分離することを特徴とする遠心分離方法である。【００１９】      この分離方法によれば、水の分子重合を各種のエネルギーを用いて励起させ重合を切断しながら遠心分離するために、低回転の遠心分離で分離できることを特徴とする分離方法である。【００２０】  また、本発明の請求項２では、電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーのいずれか一つ又は組合せ処理することで水の分子を励起し、分子重合を切断しながら軽水、重水を遠心分離し、基底状態において結合水にすることを特徴とする、軽水、重水の遠心分離方法である。【００２１】      請求項１の励起エネルギーを限定することで、基底状態となった水分子を人体に悪影響を与えない結合水にすることを特徴とする分離方法である。【００２２】      請求項３では、水槽に気体の細かな気泡を噴射し、水の分子重合間に質量の小さな気体の泡を混入することで、振動励起で切れた分子の分離を助長することを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載された軽水、重水の分離方法である。【００２３】      電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーのいずれか一つまたは組合せ処理することで水の分子を励起し、分子重合を切断し、これに気体の細かな気泡を噴射することで切断した水の分子間に混入させ、質量の違う分子を遠心分離することで、重水は外側へ押しやられ、軽水は気泡に引きずられ水槽中央部に集まるという技術的手段を講じている。【００２４】      請求項４の装置は、重水と軽水を分離するために本発明では、底辺が広い台形の水槽に、渦巻き水流を起こす回転子、水を励起状態にする励起発生機、水槽底部外側に重水排水口、水槽中央上部に軽水排出口、さらに入水口、を設けてなる遠心分離装置であり、請求項１、２の分離方法の実施に適したものである。【００２５】      変化例として、請求項５では、回転子を水噴射ノズルに変え、これに気体混入装置を取り付け、水の勢いで気体が自然に水流に吸い込まれ、噴射ノズルより細かな気泡となり噴射される。これにより、遠心分離装置の回転水流を起こすと供に水に気体を混入する。【００２６】      水は９種類の重量の違う水の１３個とか１４個くらいの大きな分子量の化合物で、水素には通常の水素Ｈ以外に存在数は少ないが重さが２倍の重水素があり、酸素にも１６Ｏ以外に重さの異なる１７Ｏや１８Ｏのような同位元素が存在するために、これらの組合せで９種類になる。これらが入り混じり、さらに１３個とか１４個くらいの分子重合をなしており、本発明では、水の分子重合を切断しながら遠心分離することで低回転の遠心分離を継続して行なうという技術的手段を講じている。【００２７】      また水を活性水に変えるには、水の活性方法には、電磁気エネルギー、電磁波エネルギー、機械的エネルギー、放射エネルギー、音波エネルギー、遠赤外線エネルギー、セラミックエネルギー、ミネラル添加法等があり、これらは、電子エネルギー、振動エネ���ギー、回転エネルギーで処理することにあたり、水の分子を電子励起、振動励起、回転励起させる。これらの活性化法を施すと、水の蒸発速度は一般の処理前の水に比べて低下することがわかった。すなわち、蒸発速度の減少一般的には同一温度における蒸気圧の低下が生じている。言い換えれば、活性処理により水は蒸発しにくい、より安定な形になる。【００２８】      分子のもつエネルギーは、電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーの三つがあり、どのエネルギーにも基底状態と励起状態が存在する。励起は、電子エネルギーの中に振動エネルギーがあり、振動エネルギーの中に回転エネルギーがあるようになっている。つまり、基底状態と励起状態のエネルギーの遷移の差は、電子エネルギー＞振動エネルギー＞回転エネルギーの順となる。電子が励起する時、単結合に関係するものにσ→σ＊遷移がある。この遷移はエネルギーが大きく赤外線領域に見られる。二重結合、三重結合に関係するものにπ→π＊遷移があり、この遷移は紫外線部から可視部まで現われる。また非共有電子対が入る軌道としてｎ軌道がある。ｎ軌道からの励起は非結合性軌道から反結合性軌道への励起であり、ｎ→σ＊とｎ→π＊の遷移がある。ｎ→σ＊遷移は紫外線部に現われ、ｎ→π＊遷移は紫外線部から可視部に現われる。可視領域に吸収対をもつということはπ電子かｎ電子をもっている可能性があるということである。なお、これら電子のエネルギー順位はσ＜π＜ｎ＜π＊＜σ＊という順になる。このようなエネルギーの遷移で起こる励起による水の分子重合の切断を利用し遠心分離するのが請求項１の方法であり、この中で、エネルギーの大きいσ→σ＊遷移の近赤外線の吸収光を用い水の励起処理を行なうことで、本発明請求項２では重合の切断と規定状態での安定した結合水にするという技術的手段を講じている。【００２９】      上記のエネルギーの違いで起こる励起の違いが水に与える影響を実験結果で示すと、実験では０．９％の食塩水を用い、与える電子エネルギーを近赤外線の吸収値とする、これは上記のσ→σ＊の遷移にあたる。さらに、機械的エネルギーでは超音波振動を与え水の分子重合を切断し、味を比べる、重合切断で起きる切断された水分子が塩分を囲い込む状態、塩味が舌に直接触らない、円やかな味か否かで判定した。【００３０】      超音波を施す実験では、一般の超音波洗浄機を用いてこれに食塩水を入れ１５分超音波を施し、直後に無処理の同食塩水と味を比べ、さらに１０時間後に味を比べる。結果は、１５分超音波処理の食塩水は舌に塩分が直接触らない円やかな味に変化する。しかし、１０時間後では、無処理に近い味にもどる。【００３１】      次に近赤外線の水の吸収値で振動励起し分子重合を切断した塩水と、無処理の塩水との比較では、近赤外線の吸収光を１５分照射し無処理の食塩水と味を比べ、さらに１０時間後に味を比べる。結果は、処理直後の食塩水は舌に塩分が直接触らない非常に円やかな味になる、この味は１０時間立っても変わらない。【００３２】      上記に示したとおり近赤外線処理では、（電子が励起する時、単結合に関係するものにσ→σ＊遷移がある。この遷移はエネルギーが大きく赤外線領域に見られる。）のように、電子エネルギーによる振��励起で分子重合を切断し、活性水に変える処理に（活性化法を施すと、水の蒸発速度は一般の処理前の水に比べて低下することがわかった。すなわち、蒸発速度の減少一般的には同一温度における蒸気圧の低下が生じている。言い換えれば、活性処理により水は蒸発しにくい、より安定な形になる。）にあたり、遷移が大きく（蛋白質の周りを取り囲む三相の水について、蛋白質の一相目がＡ相の結合水と、このような水と対照的な自由水に近い状態の３相目のＣ相の水、さらに結合水と自由水との中間状態の二相目のＢ相の水、の三相からなる、これらの三つの状態の水の中でＡ相の結合水が最も動きにくい、すなわち滞留時間の長い、自由水の小さい状態の水である安定した状態の蒸発しにくい水がある）これは自然水が近赤外線吸収光で振動励起されＡ相の結合水に変化するものである。【００３３】      さらに、活性化処理において、遠赤外線、電子レンジ等の回転励起を用いた処理では、（結合水と自由水との中間状態の二相目のＢ相の水）に変化するもので、水の活性化処理において（蒸発速度の減少一般的には同一温度における蒸気圧の低下が生じている。言い換えれば、活性処理により水は蒸発しにくい、より安定な形になる）これらは大部分が結合水と自由水との中間状態の二相目のＢ相の水に変化するものであり、味の試験では、無処理より円やかだが近赤外線処理には及ばない結果となる。【００３４】      さらに、味の試験で解りやすいのが、魚や肉のスープで、不飽和脂肪酸の不飽和度が高くなると濃厚な味を与える。これを利用したのが、ラーメンスープのだしで、小魚の日乾しと動物性脂肪との混合でだしを取ることで、小魚の高度不飽和脂肪酸と飽和度の高い動物脂肪と混合することで動物脂肪の不飽和度を上げ全体的に濃厚な味とする技術である。この技術はラーメンのたれに限らず、カレーのコクを出すことや、料理全般に共通する技術である。【００３５】      ここで塩水の味実験と同じように、振動励起、回転励起を用いて処理し味を比べると、小魚の日乾しと動物性脂肪との混合スープを火に掛けることでスープの味を確認する。さらに沸騰させ遠赤外線エネルギーで分子重合を回転励起させ重合を切断し味を比べる。最初に確認した時は濃厚なスープでるが、沸騰し続けるとスープの濃厚な味が消えて行く、これは、遠赤外線エネルギーの回転励起によりスープの分子重合がいくらか切断され味が円やかになったためと、遠赤外線エネルギーにより不飽和脂肪酸の二重結合、三重結合が切断され不飽和度が下がり、小魚の高不飽和度と動物性脂肪のハーモニーが不飽和度の低下により濃厚さを失ったために起こる味の現象である。【００３６】      この技術では、魚と動物性脂肪との混合をスープを作るうえでの決め手は、最初に沸騰させスープを作る際に遠赤外線で回転励起されたスープは、ある程度の分子重合が切れて、さらに不飽和脂肪酸が飽和脂肪酸に変化しつつあり、濃厚さが失われる。これは、時間を置くことで（１０時間くらい）基底状態の生体水でいうＢ相の水、自然水と結合水の中間の水になる。味は濃厚さを取り戻し、時間が経過するごとに不飽和脂肪酸が増え濃厚に変化する、これを長い時間沸騰させないように火入れを繰りかえすことで、濃厚さを残したま��保存できる。このように、分子重合の変化が味の実験で解るように、近赤外線においては、不飽和脂肪酸の二重結合、三重結合が切断され飽和脂肪酸に変化し、あっさりとしたさわやかなスープとなり安定する。【００３７】      実際の水は、分子式から予想される融点よりはるかに大きい分子量の化合物が示す融点を示す。その分子量を求めると２４０〜２５０くらいになる。すなわち、水の分子数にして１３個とか１４個くらいの大きな分子量の化合物が示すような融点や沸点を持っている。この値で電磁波の吸収光である近赤外線の吸収値を計算すると、温度と波長の関係はλ×Ｔ＝０．２５（ｃｍ，Ｋ）でり、１０℃で８８００ｎｍ（８．８μｍ）、２０℃で８５００ｎｍ（８．５μｍ）、３６．５℃で８０００ｎｍ（８μｍ）、５０℃で７７００ｎｍ（７．７μｍ）、１００℃で６７００ｎｍ（６．７μｍ）くらいの値となる。
【発明の効果】
【００３８】      以上のように本発明では、従来の重水と軽水の分離方法よりも小エネルギーで分離できる点、重合切断と結合水処理が一度に行なえる点、従来の重水減少水（スーパーライトウオーター）には無い、蒸気圧の低下が生じている点。言い換えれば水は蒸発しにくい、より安定な形の結合水になる。これはたとえば、ドライアイを防ぐ目薬、化粧水の溶液、生理食塩水、食品の熟成と安定を増す等に向いている。体重７０ｋｇで４２ｋｇが水であり、重水濃度が１５０ｐｐｍで１１ｇが重水となり１ｐｐｍ重水濃度が下がると１％基礎代謝が高まるといわれている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】  遠心分離装置を示す図である。
【図２】  気体噴出口を持つ遠心分離装置を示す図である。
【図３】  蛋白質の周りを取り囲む三相の水を示す図である。
【図４】  回転子が水噴射ノズルであり、これに気体混入装置を設た図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】      重水と軽水を分離するために本発明では、底辺の広い台形の水槽に渦巻き水流を起こす回転子、一種類または組合せ励起処理を行なう励起発生機、水槽底部外側に重水排水口、水槽中心上部にサイホン式の軽水排水口、さらに入水口を設けてなる遠心分離装置であり、台形の水槽は少量の重水が集めやすい。渦巻き水流を起こす回転子は、水槽の外側へ水を追いやることがない形とする。
【００４１】      励起発生には多数の方法があるが、励起発生機にて、１つまたは複数の励起エネルギーを組合せて励起の遷移で起こる振動励起を行いながら水の分子重合を切断し、回転子で渦巻き水流を起こすことで、重合が切れた質量の大きい重水は水槽の外側底部へ押しやられ、排水口より排出される。水槽中央上部に設けたサイホン式の軽水排水口より軽水をオーバーフローさせ取り出す。入水口は水槽上部外側に設置し、排水口より排出される重水の排水不足分と軽水の排水分を水槽に補うことで連続的に処理が進行される。励起発生機、排水口、入水口、水槽の形等は目的が達成されれば要旨変更にならない範囲での設計変更は勿論である。
【００４２】      さらに、請求項３の形態は、電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーのいずれか一つ又は組合せ処理することで水の分子を励起し分子重合を切断し、これに気体の細かな気泡を噴射する、水槽底部からの噴射や、回転子からの噴射で切断した水の分子間に気泡を混入させることで質量の違う分子を遠心分離することで、重水は外側へ押しやられ、軽水は気体の泡に引きずられ水槽中央部に集まるという技術的手段を講じている。
【実施例】
【００４３】      実施例を図面を参照しながら説明する。好適実施例として図１参照、熱による励起と近赤外線の電磁波を用いた実施例を上げて説明する。重水と軽水を分離するために本発明では、底辺の広い台形の水槽（１）に、渦巻き水流を起こす回転子（２）、回転励起発生機として水温を上げるヒーター（６）、振動励起発生機として電磁波照射機（６）、水槽底部外側に重水排水口（３）、水槽中央上部にサイホン式の軽水排水口（５）、さらに水槽上部外側に入水口（４）を設けてなる遠心分離装置であり、底辺が広い台形の水槽は質量が大きい少量の重水が集めやすい。渦巻き水流を起こす回転子（２）は、水槽の外側へ水を追いやることがない形とする。水温を上げるヒーター励起発生機（６）で沸点近くまで温度を上げることで、水の分子重合が熱で回転励起される。さらに、近赤外線照射励起発生機（６）を設け、沸騰寸前の水の近赤外線吸収値の電磁波を照射することで、これを吸収した水は振動励起され分子重合が切断される。近赤外線の吸収波長である電磁波の光子は、マイナスイオンのエレクトロン（ｅ−）を有しており、水の分子、原子の中に入って行き、原子の周辺の軌道をマイナスに荷電する。マイナスのエレクトロンが原子周辺に配置され、中央の原子の核はプラスに荷電され、この中央の原子のプラスイオンと周辺のマイナスイオンがお互いに引っ張りあい、原子の励起状態、つまり一種の興奮状態が起こり原子が振動を起こす。そして次々に原子の周辺のマイナスのエレクトロンは、隣のまだ荷電されていない原子の周辺の軌道に手渡され、そのマイナスのエレクトロンが手渡された原子の核がプラスイオンに荷電され、先の原子と同様に振動励起状態が発生する。このように玉突き現象として次々と同じ変化が起こって行き、終局的に物体を構成する全原子が振動励起状態を起こす。【００４４】      ヒーター熱による回転励起と近赤外線照射による振動励起を行なうことで、光子の電子エネルギーにより振動励起され重合が切断される。これに回転子（２）で渦巻き水流を起こすことで、重合が切れた重水は水槽の外側底部へ押しやられ、重水排水口（３）より排出される。排水量は水槽（１）の大きさと入水の量より計算され、最初に水槽分の重水を抜いてしまえば後は入水分の重水を排出すればよく、自然水に含まれる重水の濃度の割合より多めに（水の中には、約０．０２〜０．２６重量％の重水が存在する）排水することで重水を軽水と分離する。水槽中央上部には、軽水の排出口（５）これはサイホン式でオーバーフローした軽水が排出される。入水口（４）は水槽上部外側に設置し、重水排水口（３）より排出される重水と軽水の排出分を水槽に補う（入水１００ｌで９９．７４：０．２６重量比重であるから重水２６０ｍｌ、軽水９９７４０ｍｌとすると、重水側を少し多く排出することになり分離できる）ことで連続的に処理が進行される。【００４５】      近赤外線照射の電磁波吸収値は、水温と分子量とが関係する。水の１８という分子量から予想される水の融点は−１００℃前後である。ところが実際には０℃である。すなわち、実際の水は分子式から予想される融点よりはるかに大きい分子量の化合物が示す融点を示す。その分子量を求めると２４０〜２５０くらいになる。すなわち、水の分子数にして１３個とか１４個くらいの大きな分子量の化合物が示すような融点や沸点を持っており、沸点にしても同様の傾向が認められる。分子量から予想される水の沸点は−８０℃前後であるが、実際は１００℃である。融点も沸点もともに分子間の相互作用が最も密接に関係する物性値である。このことから、分子量２４０〜２５０が沸点で吸収する近赤外線の値は、温度と波長の関係から、（ウイーンの変位則）λ×Ｔ＝０．２５（ｃｍ．Ｋ）であり、温度はケルビン（Ｋ）単位の温度である。この式を、λを導く式に変換すると、λ＝０．２５／Ｔとなり、波長の単位ｃｍをｎｍにすると、解を１０−７して、λ＝０．２５、分子量／（２７３、絶対温度＋１００、水の温度）で６７００ｎｍ（６．７μｍ）くらいの近赤外線域の電磁波（光子）を吸収し振動励起する。【００４６】      近赤外線の電磁波は、物質中の原子、分子の振動と深い関係が有り、振動係数が分子振動と同程度で有り振動係数が一致すると物体に吸収される。吸収されると、原子核に電気的変化（吸収波長の電磁波、光子はマイナスイオンのエレクトロンを有しており、物体に吸収され、原子、分子の中、原子の中に入って行き、原子周辺の軌道をマイナスに荷電し、中央の原子の核はプラスに荷電される。中央の原子核のプラスと周辺の軌道のマイナスイオンが引っ張り合い原子の励起状態を引き起こす。さらに、原子周辺のマイナスイオンは、隣のまだ荷電されていない原子の周辺の軌道に手渡され、次々と原子を励起する）を与えることによって、原子、分子の運動を増強できる近赤外線の範囲の事を差すもので、物体の最小単位である原子や分子に光の物質現象である光電効果をもたらすことを言う。【００４７】      さらに、水の中には、生体の水のように、大きく分けると、蛋白質のような生体中の主要成分と密接な相互作用を持つ、蛋白質の周りを取り囲む三相の水について、図３参照、蛋白質の一相目がＡ相の結合水と、このような水と対照的な自由水に近い状態の三相目のＣ相の水、さらに結合水と自由水との中間状態の二相目のＢ相の水、の３相からなる、これらの三つの状態の水の中でＡ相の結合水が最も動きにくい、すなわち滞留時間の長い、自由水の小さい状態の水である安定した状態の蒸発しにくい水である、本発明は軽水、重水を分離し、互いを結合水にする方法であり請求項の２にあたる。【００４８】      さらに、超音波処理と近赤外線処理を組合せた場合でも上記のヒーターが超音波発生装置（キャピテーションを起こす強さ）に変わるだけで、超音波で振動励起し、さらに近赤外線の吸収光子による振動励起で分子重合を切断し、これを遠心分離することで、請求項２の軽水、重水を結合水にすることができる方法となる。【００４９】      さらに、請求項３の実施例では図２、４参照、電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーのいずれか一つ又は組合せ処理することで水の分子を励起し、分子重合を切断し、これに気体の細かな気泡を噴射する、水槽底部からの噴射や、回転子からの噴射で切断した水の分子間に気泡を混入させることで質量の違う分子を遠心分離することで、重水は外側へ押しやられ、軽水は気体の泡に引きずられ水槽中央部に集まるという技術的手段を講じており、請求項１、２の軽水、重水の遠心分離を質量の小さな気体の泡を混入することで分子間の分離を確実にし分離するものである。気体については、空気とオゾンの混合を用い脱臭および殺菌を兼ねる等これらに限定されず用途に応じて選択する。【００５０】      変化例として、請求項５では図４参照、回転子（２）を水噴射ノズル（８）に変え、これに気体混入口（９）を設け、水の勢いで気体が自然に水流に吸い込まれ、水噴射ノズル（８）より細かな気泡となり噴射される。これにより、遠心分離装置の回転水流を起こすと供に水に気体を混入する。噴射する水は遠心分離装置水流部よりポンプを経て吸い込み、水噴射ノズル（８）より斜め下方向水流回転方向に噴射する。これにより遠心分離装置に回転水流を起し遠心分離するものである。気体を混入する場合は、水噴射ノズル（８）に気体混入口（９）を設け、噴射水流で気体が自然に吸い込まれ、水噴射ノズル（８）より細かな気泡となり遠心分離装置に噴射される。切断した水の分子間に気泡を混入させ質量の違う分子を遠心分離することで、重水は外側へ押しやられ、軽水は気体の泡に引きずられ水槽中央部に集まるという技術的手段を講じている。【００５１】      請求項１の実施例では、励起発生装置は、電磁気エネルギー、電磁波エネルギー、機械的エネルギー、放射エネルギー、音波エネルギー、遠赤外線エネルギー、セラミックエネルギー、ミネラル添加法等があり、これらは、電子エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーで処理することにあたり、水の分子を電子励起、振動励起、回転励起させる。これらのすべての組合せが可能となり、これらで水の分子重合を切断しながら遠心分離することを特徴とする分離方法である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】      結合水は最も動きにくい、すなわち滞留時間の長い、自由水の小さい状態の水である安定した状態の蒸発しにくい水であり、軽水の利用は、医薬溶液、ドライアイ用目薬、食品の熟成と安定性を増す、水を用いるものであればすべてに利用できる。重水濃度が高い分離された水は、重水製造の一段階の濃縮としての役割として使え、さらに、医療健康、環境保全などの産業分野で使用できる。
【符号の説明】
【００５３】      １  水槽
２  回転子
３  重水排水口
４  入水口
５  軽水排水口
６  励起発生装置
７  気体噴射ノズル
８  水噴射ノズル
９  気体混入口
【図１】
2010279942.tif 000003
【図２】
2010279942.tif 000004
【図３】
2010279942.tif 000005
【図４】
2010279942.tif 000006