(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水した原水とオゾンガスを混合させマイクロオゾンガス気泡を含む気液混合原水とし、前記原水を浄化・殺菌し、畜養槽内へ前記気液混合原水を圧入拡散させる取水浄化殺菌システムと、
底部に複数のパンチング板が多層状に形成されている前記畜養槽からなる殺菌畜養施設と、
前記畜養槽内の畜養水を循環させるために前記畜養水を循環水として取り入れ、前記循環水をオゾンガスと混合させ、浄化・殺菌を行い、前記畜養槽へマイクロオゾン含有循環水を高圧圧入させる循環浄化殺菌システムとを有することを特徴とする加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム。
【請求項２】
前記取水浄化殺菌システムは、取水ポンプにより取水された原水を１次反応槽へ供給し、第１オゾン発生装置から発生したオゾンガスと前記原水を第１気液攪拌混合装置により混合して前記マイクロオゾンガス気泡を含む気液混合原水とする手段と、
前記第１オゾン発生装置から発生したオゾンガスと前記気液混合原水と前記畜養槽内に有する畜養水と共に、第２気液攪拌混合装置により混合して前記マイクロオゾンガス気泡を含む気液混合水とし、前記中層部へ前記気液混合水を圧入拡散させる手段とからなる請求項１に記載の加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム。
【請求項３】
前記殺菌畜養施設は、前記畜養槽からなり、前記畜養槽の底部には複数のパンチング板が多層状に形成しており、前記複数のパンチング板の間に下層部と、中層部と上層部の空間を有する請求項１に記載の加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム。
【請求項４】
前記循環浄化殺菌システムは、前記畜養槽内の前記畜養水を循環させるために前記畜養水を循環水として取り入れるために循環水槽に前記循環水を流出させ、前記循環水を循環ポンプで濾過処理槽を通じ、第２反応槽へ送る手段と、
第２オゾン発生装置から発生したオゾンガスと前記循環水を第３気液攪拌混合装置により混合しマイクロオゾン気泡含有循環水とし、前記マイクロオゾン気泡含有循環水を反応受槽へ送る手段と、
前記反応受槽内の前記マイクロオゾン気泡含有循環水を加圧ポンプにより前記下層部に高圧圧入させる手段とからなる請求項１に記載の加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム。
【請求項５】
前記下層部において、高圧圧入されて注入された前記マイクロオゾン気泡含有循環水は、前記下層部の上部に位置するパンチング板を通過し中層部へ入るステップと、
前記中層部では、渦流が発生し、前記マイクロオゾンガス気泡の圧壊が促進され、前記取水浄化殺菌システムから前記気液混合水が圧入拡散され、前記気液混合水中に含まれるマイクロオゾンガス気泡の酸化分解が行われると共に、前記中層部の上部に位置するパンチング板を通過し上層部へ入るステップと、
前記上層部には、ブロワーから送られてくる加圧された空気を前記畜養槽内へ送る散気装置が設置されており、前記空気が前記上層部の上に位置するパンチング板を通過する際、前記畜養槽全体で渦流が発生し、前記マイクロオゾンガス気泡と共に、前記畜養槽内全体に拡散されるステップにより、前記畜養槽全体で前記マイクロオゾンガス気泡の圧壊が起り、前記畜養水の浄化・殺菌・富栄養化の防止を行う請求項１または３に記載の加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム。
【請求項６】
前記加圧ポンプが前記畜養槽の底部に設けられた多層構造のパンチング板の下層部に前記マイクロオゾン気泡含有循環水を高圧圧入させる際の圧力は０．３ＭＰａ以上である請求項１または４に記載の加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム。
【請求項７】
前記畜養槽の底部に設けられた複数のパンチング板はパンチング板が３枚からなる三層構造である請求項１乃至６のいずれかに記載の加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚介類等の畜養に利用する水等の殺菌と浄化及び酸素の供給をし、安全かつ安心な食材等の提供を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な水の殺菌方法としては、紫外線照射や塩素殺菌等がよく用いており、魚介類の養殖、畜養水等の殺菌、浄化および廃水処理方法には、散気管方式、エゼクター方式等を用いている。散気管方式、エゼクター方式により、オゾンガスを水中に溶解させて殺菌浄化を行う場合、１〜３ｍｍφのオゾンガスの気泡の大きさで散気管から圧入、或はオゾンガス気泡を長時間拡散させていた。従来技術としては、例えば以下のような文献がある。
【特許文献１】特開２００２−１４３８８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された内容は、微小気泡によって生物の生理活性が促進されることにより新陳代謝機能が高められ、その結果として魚介類等の成長が促進されるといった内容であり、微小気泡を用いて殺菌・浄化するという記載は全くない。
【０００４】
紫外線による殺菌法では、浮遊物等により紫外線が遮断された部分が殺菌されにくいという問題があった。塩素による殺菌法では、魚介類の鮮度や色合い、薬品臭等の問題が多く、畜養レベルの塩素濃度は低いため、殺菌が完全にされ難いという問題があり、またトリハロメタン等の発ガン性物質が発生するという問題もあった。
【０００５】
オゾンガスを水中へ溶解させる場合において、散気管方式、エゼクター方式によるオゾンガスの気泡の球径は１〜３ｍｍφと大きく浮力も大きい。そのため水中での滞留時間が短く、また容積に対し表面積が小さく、水との接触面積が小さいために水中へのオゾンガスの溶解効率が低く、高濃度のオゾンガスが必要となる。また、排オゾンの量も多く、排オゾンの処理の設備等多くのエネルギー、時間そしてコストが必要であるという不都合があった。
【０００６】
本発明では、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、オゾンガスの気泡の球径を小さくし、発明者が発見したマイクロオゾンガス気泡の圧壊現象を利用することによって、水の殺菌・浄化を行い、低容量で高効率の薬品を使用しない殺菌浄化畜養システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、取水した原水とオゾンガスを混合させマイクロオゾンガス気泡を含む気液混合原水とし、原水を浄化・殺菌し、畜養槽内へ気液混合原水を圧入拡散させる取水浄化殺菌システムと、底部に複数のパンチング板が多層状に形成されている畜養槽からなる殺菌畜養施設と、畜養槽内の畜養水を循環させるために畜養水を循環水として取り入れ、循環水をオゾンガスと混合させ、浄化・殺菌を行い、畜養槽へマイクロオゾン含有循環水を高圧圧入させる循環浄化殺菌システムとを有することによって達成される。
【０００８】
また、本発明は取水浄化殺菌システムは、取水ポンプにより取水された原水を１次反応槽へ供給し、第１オゾン発生器から発生したオゾンガスと原水を第１気液攪拌混合装置により混合してマイクロオゾンガス気泡を含む気液混合原水とする手段と、第１オゾン発生器から発生したオゾンガスと気液混合原水と畜養槽内に有する畜養水と共に、第２気液攪拌混合装置により混合してマイクロオゾンガス気泡を含む気液混合水とし、中層部へ気液混合水を圧入拡散させる手段によって、或は殺菌畜養施設は、畜養槽からなり、畜養槽の底部には複数のパンチング板が多層状に形成しており、複数のパンチング板の間に下層部と、中層部と上層部の空間を有することによって、或は循環浄化殺菌システムは、畜養槽内の畜養水を循環させるために畜養水を循環水として取り入れるために循環水槽に循環水を流出させ、循環水を循環ポンプで濾過処理槽を通じ、第２反応槽へ送る手段と、第２オゾン発生器から発生したオゾンガスと循環水を第３気液攪拌混合装置により混合しマイクロオゾン気泡含有循環水とし、マイクロオゾン気泡含有循環水を反応受槽へ送る手段と、反応受槽内のマイクロオゾン気泡含有循環水を加圧ポンプにより下層部に高圧圧入させる手段によって、或は下層部において、高圧圧入されて注入されたマイクロオゾン気泡含有循環水は、下層部の上部に位置するパンチング板を通過し中層部へ入るステップと、中層部では、渦流が発生し、マイクロオゾンガス気泡の圧壊が促進され、取水浄化殺菌システムから気液混合水が圧入拡散され、気液混合水中に含まれるマイクロオゾンガス気泡の酸化分解が行われ、中層部の上部に位置するパンチング板を通過し上層部へ入るステップと、上層部には、ブロワーから送られてくる加圧された空気を畜養槽内へ送る散気装置が設置されており、空気が上層部の上に位置するパンチング板を通過する際、畜養槽全体で渦流が発生し、マイクロオゾンガス気泡と共に、畜養槽内全体に拡散されるステップにより、畜養槽全体でマイクロオゾンガス気泡の圧壊が起り、畜養水の浄化・殺菌・富栄養化の防止を行うことによってより効果的に達成される。
【０００９】
また、本発明は加圧ポンプが畜養槽の底部に設けられた多層構造のパンチング板の下層部に第２気液混合水を高圧圧入させる際の圧力は０．３ＭＰａ以上であることによって、或は畜養槽の底部に設けられた複数のパンチング板はパンチング板が３枚からなる三層構造であることによってより効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化畜養殺菌システムにより、オゾンガス気泡の粒径を小さくし、圧壊させることにより、無菌化と浄化がスムーズに行なえ、畜養条件を低エネルギーで安全かつ安心で安定的に畜養できる。さらに魚介類の活性および鮮度保持が良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養システムの全体構成を説明する概略図である。この加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化畜養殺菌システムは、取水浄化殺菌システム２と殺菌畜養施設３と循環浄化殺菌システム４とからなっている。
【００１３】
取水浄化殺菌システム２は、取水した原水を浄化・殺菌するためのシステムである。
【００１４】
取水浄化殺菌システム２は、原水を取水する取水管２１と、取水した原水を１次反応槽２３へ送るための取水ポンプ２２と、オゾンを発生させる第１オゾン発生装置２４と、第１オゾン発生装置２４から発生したオゾンガスと１次反応槽２３にある原水を混合させる第１気液攪拌混合装置２５ａと、マイクロオゾンガス気泡と混合した原水と畜養槽３１内の畜養水を混合させる気液混合槽２６と、気液混合槽２６で混合された気液混合液とオゾン発生器２４から発生したオゾンガスを混合させる第２気液攪拌混合装置２５ｂとからなる。気液混合槽２６は畜養槽３１と接続されており、畜養水が適当量気液混合槽２６内に流出するように形成されている。気液混合槽２６と畜養槽３１の底部に設けられた複数のパンチング板が多層状に複数のパンチング板が形成されており、そのパンチング板の間の空間の一部である中層部３３は、気液混合液注入管２７により接続され、畜養槽３１内の中層部３３へ圧入拡散させる。ここで、原水とは淡水、海水のことをいう。
【００１５】
原水は取水管２１を通り、適当量の原水を取水ポンプ２２により１次反応槽２３へと送られる。
【００１６】
第１オゾン発生装置２４より発生したオゾンガスは、第１気液攪拌混合装置２５ａに圧送される。圧送されたオゾンガスは、第１気液攪拌混合装置２５ａにより原水と混合攪拌されて瞬時にマイクロオゾンガス気泡となると共に、気液凝縮混合され、気液混合水となる。ここで取水された原水に含まれる微生物や有害物質をマイクロオゾンガス気泡の酸化分解で殺菌・分解し、取水された原水は殺菌・浄化される。
【００１７】
この気液混合水を気液混合槽２６へ送り、畜養槽３１内の畜養水と混合させ、第１オゾン発生装置２４より発生したオゾンガスを第２気液攪拌混合装置２５ｂに圧送し、オゾンガスと気液混合水と畜養槽３１内の畜養水とを第２気液攪拌装置２５ｂを用いて混合攪拌し、１次反応槽２３で気液混合水とした状態よりも高濃度のマイクロオゾンガス気泡を含む気液混合水を生成させる。この高濃度のマイクロオゾンガス気泡を含む気液混合水を畜養槽３１の底部に設置されたパンチング板の多層構造の中層部３３へ圧入拡散する。
【００１８】
殺菌畜養施設３は、畜養槽３１内の畜用水を殺菌、浄化・富栄養化の防止を行なうための施設である。
【００１９】
図２は畜養槽３１内の平面図である。なお、図２の上層部パンチング板３７は散気装置３９等の様子を見やすくするために一部のみ記載しており、実際には畜養槽３１内全体に接続されている。散気装置３９上に上層部パンチング板３７が設置されており、畜養槽３１内全体にパンチング板が接続されている。
【００２０】
殺菌畜養施設３は、畜養槽３１と、畜養槽３１内の底部にはパンチング板が多層状に形成され、下から下層部パンチング板３５、中層部パンチング板３６、上層部パンチング板３７が形成されおり、それぞれのパンチング板の間には空間を有しており、畜養槽３１の底部から下層部３２、中層部３３、上層部３４が形成されている。上層部３４にはブロワー３８から送られる空気を畜養槽３１内に拡散させるための散気装置３９が設置されている。
【００２１】
畜養槽３１内の底部に有するパンチング板の多層構造は何層であってもよいが、三層構造が好ましい。三層構造にすることにより、後述する循環浄化殺菌システム４から送られてくるマイクロオゾンガス気泡含有循環水を効率よく圧壊させることができ、畜養槽３１内の畜養水を効率よく殺菌・浄化することができる。
【００２２】
下層部３２は循環浄化殺菌システム４内のマイクロオゾンガス気泡含有循環水注入管４９と接続され、マイクロオゾンガス気泡含有循環水が送られる。このマイクロオゾンガス気泡含有循環水は下層部パンチング板３５を通過することにより、マイクロオゾンガス気泡の圧壊現象を促進させる。
【００２３】
ここで、圧壊とは、液体中に浮遊する微小気泡（マイクロバブル）が微小気泡中に含まれる気体の自然溶解により徐々に縮小し、やがて消滅する過程において、消滅時の現象をいい、発明者の鋭意研究により発見された現象である。以下、微小気泡の圧壊について説明する。
【００２４】
微小気泡の物理的性質として、図３に示すように、蒸留水中での微小気泡は、気泡の気泡径に関係なく−３０〜−５０ｍＶ程度の電位を有している。このため、例えば水の中では図４に示すように気泡表面にＯＨ−等の陰イオンが取り囲んでおり、その周囲にＨ+（Ｈ３Ｏ+）等の陽イオンが覆っているような構造をとっている。
【００２５】
また、微小気泡は通常の気泡よりも比表面積が大きく、表面張力が効果的に作用するため内圧が高い。なお、微小気泡が消滅する時の内圧は、数千気圧にも達するということが学説で定着している。
【００２６】
微小気泡は通常の気泡に比べて上昇速度が緩慢であり、気体の溶解能力（自然溶解）が優れていることが知られている。すなわち、通常の気泡が水中で発生した場合、液面方向へ上昇し、液面で気泡が破裂するのに対し、微小気泡は通常の気泡よりもゆっくりとした速度で上昇し、さらに溶解能力が優れていることから、徐々に気泡の気泡径が縮小し、やがて消滅する。図５は微小気泡が縮小し、やがて消滅するまでの気泡径の時間を測定したものである。微小気泡の気泡径が小さいほど自然溶解によって微小気泡が縮小してから消滅するまでの時間が短くなる。微小気泡において、気体を溶解させるための最大の駆動力は表面張力の作用による自己圧縮効果である。環境圧に対しての微小気泡内部の圧力上昇は理論的にＹｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅの式により推測される。
（数１）
ΔＰ＝４σ／Ｄ
ここで、ΔＰは圧力上昇の程度であり、σは表面張力、Ｄは気泡直径である。室温での蒸留水の場合、直径１０μｍの微小気泡で約０．３気圧、直径１μｍでは、約３気圧の圧力上昇となる。気体はヘンリーの法則に従って水に溶解するため、自己加圧された気泡内の気体は効果的に周囲の水に溶解していく。
【００２７】
これに対して微小気泡を放電、超音波、渦流等の物理的刺激を与えることで、微小気泡が自然溶解によって縮小する速度が上昇するため、微小気泡が断熱圧縮され、やがて微小気泡は消滅する（圧壊）。このとき、微小気泡は断熱圧縮していたことから、微小気泡が消滅する時に超高温、超高圧の極限反応場が形成される。
【００２８】
上述したように、水中に存在している気泡はマイナスに帯電しているが、気液界面にはｐＨ等の環境条件に応じて飽和した電荷が存在しており、微小気泡のゼータ電位により観測することができる。この電荷は水中の電解質イオン等によってもたらされるのではなく、水自体の持っている構造的な要因に基づいている。すなわち、気液界面における水素結合ネットワーク構造がバルク中での構造と異なることに起因したＯＨ-やＨ+の界面吸着による電荷の発生による。この構造の形成は熱分子運動を抑制する作用も併せ持つため、電荷密度の増減が生じた場合に平衡条件に戻るまでに数秒程度の時間を要する。
【００２９】
微小気泡の自然溶解による気泡の縮小は、気液界面の表面積の減少を伴う。この気液界面の表面積は図５に示すように小さな気泡になるほど加速度的に減少する。気液界面の表面積の減少速度が遅い場合においては、気液界面の電荷密度はほぼ平衡を保った条件で推移する。しかし、図６に示すように気泡径が１０μｍ以下になると電荷の散逸が縮小速度に追いつかなくなり、平衡からの逸脱に伴うゼータ電位の上昇として観測される。ただし、自然溶解による気液界面の表面積の減少はさほど急激でないため、消滅寸前においても電荷密度の値は平衡時の数倍程度にとどまる。
【００３０】
これに対して、本発明における微小気泡の圧壊時には、気液界面の表面積の減少速度が非常に大きく、電荷は殆ど散逸することなく平衡から逸脱する。その結果、極めて電荷密度の高い領域が形成される。気泡径２０μｍの微小気泡が０．５μｍ以下にまで圧壊された場合、電荷密度は平衡時の１０００倍以上に至る。
【００３１】
圧壊により形成された極めて高密度な電荷は非平衡条件であるため，極めて不安定であり、単純な散逸とは異なる現象で安定な状態へと復帰する。すなわち、圧壊過程にある気泡界面と周囲との間に極めて急激な電位勾配が形成され、放電などによる電子の移動に伴い、電荷条件の再平衡が実現される。
【００３２】
これは極めて高密度なエネルギー場の形成を意味しており、水中で行った場合、周囲の水分子の分解によるフリーラジカル種の形成を伴う。また、電荷の担い手がＯＨ-やＨ+であるため、放電による電荷の中和に伴って、・ＯＨや・Ｈというフリーラジカル種の生成がなされる。
【００３３】
このフリーラジカル種は反応性が非常に高いため、溶液中に溶解もしくは浮遊している様々な化合物と反応し、溶液中の化合物を組成変化または分解する。また、圧壊時に超高温、超高圧状態の極限反応場が形成されるため、従来には不可能とされてきた、細菌類、ウイルス類等の微生物を分解、死滅させることも可能となり、フェノール等の芳香族を含む化合物も分解できる。圧壊することにより分解することができる物質としては、ほぼ全ての有機化合物、ＦｅＳＯ４、ＣｕＮＯ３、ＡｇＮＯ３、ＭｎＯ２のような無機化合物、ダイオキシン類、ＰＣＢ、フロン、細菌類、ウイルス類等が挙げられる。
【００３４】
微小気泡は通常の気泡よりもゆっくりとした速度で上昇するため、微小気泡が消滅する前に例えば渦流を起こす等の刺激を微小気泡に与えることにより、縮小速度を早めることができ、圧壊現象を促進させることができる。これにより、畜養水の殺菌・浄化がより効果的に行われる。
【００３５】
本発明では、下層部３２に送られたマイクロオゾンガス気泡含有循環水が下層部パンチング板３５を通過させることにより、圧縮、膨張および渦流を生じさせることにより、圧壊を促進させることができる。
【００３６】
中層部３３は、気液混合水注入管２７と接続しており、気液混合水は気液混合水注入管２７から畜養槽３１内へ圧入拡散される。
【００３７】
中層部３３内では、下層部３２から下層部パンチング板３５を通過して発生してきたマイクロオゾンガス気泡が圧壊により超微細気泡となっており、気液混合水注入管２７から圧入拡散された気液混合水と混ざり、マイクロオゾンガスの酸化分解が行われると共に、中層部パンチング板３６を通過する。
【００３８】
上層部３４にはブロワー３８と接続された散気装置３９が設置されており、散気装置３９はブロワー３８から加圧された状態で送られてきた空気を上層部３４に送る。ブロワー３８と散気装置３９により加圧した空気を送るのは、畜養槽３１内の富栄養化対策として循環曝気させるためであり、また空気中に含まれる酸素により、畜養槽３１内の酸素濃度が上昇し、水質改善にも役立つ。この加圧された空気の圧力は０．３ＭＰａ以上が好ましく、効率よく畜養槽３１内を循環曝気することができる。この空気は、中層部パンチング板３６を通過してきたマイクロオゾンガス気泡と混合し、上層部パンチング板３７を通過する。
【００３９】
上層部パンチング板３７を通過したマイクロオゾンガス気泡と加圧した空気はパンチング板を通過する際の圧縮膨張作用により、加圧した空気は畜養槽３１内全体に拡散され、マイクロオゾンガス気泡の圧壊は更に加速され、加圧した空気の拡散の流れに乗り、畜養槽３１内全体でマイクロオゾンガスの圧壊が起る。これにより、畜養槽３１内の殺菌・浄化作用が全体的に行われる。また、加圧された空気により、畜養槽３１内の富栄養化も防止される。
【００４０】
循環浄化殺菌システム４は、畜養水を循環させる場合、前記畜養水を浄化、殺菌するためのシステムである。
【００４１】
循環浄化殺菌システム４は、畜養槽３１内の畜養水を循環水として取り入れ、貯蔵する循環水槽４１と、適当量の循環水を濾過処理槽４３、２次反応槽４４へ送る循環水ポンプ４２と、オゾンを発生させる第２オゾン発生装置４５と、第２オゾン発生装置４５から発生したオゾンガスと２次反応槽４４にある循環水を混合させる第３気液攪拌混合装置４６と、マイクロオゾンガス気泡を含有した循環水を貯蔵する反応受槽４７と、マイクロオゾンガス気泡含有循環水を畜養槽３１内へ加圧して送るための加圧ポンプ４８とからなる。
【００４２】
循環水槽４１は、畜養水を循環水として取り入れるために畜養槽３１と接続されており、畜養槽３１内の畜養水が一定量に達すると循環水槽４１に流出するように形成されている。
【００４３】
循環水槽４１に流出した循環水は循環水ポンプ４２により、適当量を濾過処理槽４３へ送られ、濾過処理槽４３で、循環水中に含まれていたゴミ等を除去し、２次反応槽４４へ送られる。
【００４４】
第２オゾン発生装置４５より発生したオゾンガスは、第３気液攪拌混合装置４６に圧送される。オゾンガスは循環水と混合攪拌されてマイクロオゾンガス気泡となると共に、気液凝縮混合され、マイクロオゾンガス気泡含有循環水となる。ここで循環水に含まれる微生物や有害物質をマイクロオゾンガス気泡の酸化分解で殺菌・分解し、循環水は殺菌・浄化される。
【００４５】
２次反応槽４４で殺菌・浄化された循環水は反応受槽４７へ送られる。一定量のマイクロオゾンガス気泡含有循環水が貯蔵されると加圧ポンプ４８へ送られる。反応受槽４７から送られたマイクロオゾンガス気泡含有循環水は加圧ポンプにより、畜養槽３１内の下層部３２に接続されたマイクロオゾンガス気泡含有循環水注入管を通り、畜養槽３１内の下層部３２へ高圧圧入される。加圧ポンプ４８のマイクロオゾンガス気泡含有循環水を押し出す圧力は特に限定されないが、０．３ＭＰａ以上の圧力が好ましい。これにより、マイクロオゾンガス気泡含有循環水を下層部３２へ高圧圧入することができ、下層部パンチング板３５をマイクロオゾンガス気泡含有循環水が通過する際、圧縮、膨張および渦流を生じさせ、効率よく圧壊現象を起こすことができる。
【００４６】
気液攪拌混合装置により、畜養槽３１内へ拡散される微細なオゾン気泡について、従来例と対比した具体例により説明する。
【００４７】
本発明の特徴は、超微細なオゾン気泡を利用することと、これを圧壊させることである。従来法との効果の比較に関しては、殺菌効果をもたらすフリーラジカル種や活性酸素種の量に基づいて評価できる。まず、微小気泡を利用することの利点であるが、これは水に対するオゾンの溶解能力において比較可能である。直径が１ｍｍの通常気泡と１０μｍの超微小気泡のガス溶解能力を比較した場合に、後者は前者の２０００００００倍の溶解効率を持つ。その理由は３つあり、一つは比表面積が直径に反比例して作用すること、もう一つは気泡の自己圧縮効果が同じく直径に反比例することである。３つ目としては、上昇速度が極端に異なる点が挙げられる。小さな気泡はストークスの方式にほぼ基づいており、１ｍｍの気泡が１分間に約６ｍ上昇するのに対して１０μｍの気泡はわずか３ｍｍ程度しか上昇しない。これら３つの要因を単純に掛け合わせた場合に、２０００００００倍の溶解効率の差が求まる。次に、圧壊によるフリーラジカル種の発生量であるが、予備的な試験によりオゾンが単純に作用する場合に比べて約２０倍の効果を持つことを確認している。これはＫＩ溶液の反応による要素析出量により評価したものであり、オゾンの単純作用に比べてマイクロオゾンガス気泡の圧壊を起こさせた条件では、約２０倍の速度で反応が進行している。以上の２点を単純に掛け合わせることにより従来法と効果を比較すると、本発明は実に４億倍の殺菌効果を発揮することになる。現実の条件においては、気泡の収縮や圧壊の発生に対する阻害要因も皆無ではないが、いずれにしても桁違いの殺菌効果を発揮することが可能である。また、他の利点として１０μｍ以下の微小気泡は魚介類の体内に容易に取り込まれるため、体内の殺菌にも容易に作用することが上げられる。特にオゾンの発生にＰＳＡ方式の装置を利用した場合には酸素濃度が非常に高いので、魚介類の呼吸循環が促進され、より容易にマイクロオゾンガス気泡が体内に取り込まれることになり、効果の違いは歴然としたものとなる。
【００４８】
上記のように、気液攪拌混合装置により、マイクロオゾンガス気泡を供給すると共に、これを圧壊させることにより、低エネルギーかつ短時間で魚介類の殺菌が可能となる。
【００４９】
また、残留オゾンガスは泡沫分離と共に酸化還元コントロールにより厳密に調整される。
【００５０】
以上は本発明の一実施の形態であり、本発明がこれに限定される趣旨のものではない。また、第１オゾン発生装置２４と第２オゾン発生装置４５は一つにまとめて、オゾンをそれぞれ取水浄化殺菌システム２と循環浄化殺菌システム４に発生させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】加圧多層式浄化殺菌畜養システムの全体構成を説明するための概略図である。
【図２】畜養槽内の平面図である。
【図３】蒸留水中において、微小気泡のゼータ電位を測定した図である。
【図４】水中での微小気泡の帯電のメカニズムを表わした図である。
【図５】微小気泡が縮小し消滅するまでの時間と微小気泡の気泡径の関係を表わした図である。
【図６】微小気泡の縮小に伴うゼータ電位の上昇を表わした図である。
【符号の説明】
【００５２】
２      取水浄化殺菌システム
２１    取水管
２２    取水ポンプ
２３    １次反応槽
２４    第１オゾン発生装置
２５ａ  第１気液攪拌混合装置
２５ｂ  第２気液攪拌混合装置
２６    気液混合槽
２７    気液混合水注入管
３      殺菌畜養施設
３１    畜養槽
３２    下層部
３３    中層部
３４    上層部
３５    下層部パンチング板
３６    中層部パンチング板
３７    上層部パンチング板
３８    ブロワー
３９    散気装置
４      循環浄化殺菌システム
４１    循環水槽
４２    循環水ポンプ
４３    濾過処理槽
４４    ２次反応槽
４５    第２オゾン発生装置
４６    第３気液攪拌装置
４７    反応受槽
４８    加圧ポンプ
４９    マイクロオゾンガス気泡含有循環水注入管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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