(57)【要約】【課題】焼成貝殻粉末から溶出した成分を含み焼成貝殻粉末を含まない溶液を、大量に調製することができる溶液調製装置を提供する。【解決手段】溶液調製装置１の構成を、蓋部１５を有している容器状の本体１０と、本体の内部において本体の底部から立設され、内部空間Ｓ１に平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの焼成貝殻粉末を収容している筒部２０と、多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層３２の少なくとも上流側に目付が５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２の不織布フィルタの層３１ａが積層された層であり、筒部の上端の開口を閉塞している濾過層３０と、本体の底部開口１１を介して筒部の内部空間に水を圧入し、その勢いで焼成貝殻粉末と水とを撹拌させる水圧入部と、本体における筒部の外部の空間Ｓ２と連通し、水の圧入に伴い濾過層を通過した濾過液を本体から流出させる濾過液排出パイプ５１とを具備する構成とする。【選択図】図１
0003199108.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
上方に開閉可能な蓋部を有している容器状の本体と、
該本体の内部において前記本体の底部から立設され、内部空間に平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの焼成貝殻粉末を収容している筒部と、
多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層の少なくとも上流側に目付が５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２の不織布フィルタが積層された層であり、前記筒部の上端の開口を閉塞している濾過層と、
前記本体の底部に形成された底部開口を介して前記筒部の内部空間に水を圧入し、その勢いで前記焼成貝殻粉末と水とを撹拌させる水圧入部と、
前記本体における前記筒部の外部の空間と連通し、前記水圧入部による水の圧入に伴い前記濾過層を通過した濾過液を前記本体から流出させる濾過液排出パイプと
を具備することを特徴とする溶液調製装置。
【請求項２】
前記濾過液排出パイプに接続されたタンクと、
該タンクにおける水量または水位を検知し、その検知に基づき前記水圧入部による前記本体内部への水の圧入を停止する検知手段と
を具備することを特徴とする請求項１に記載の溶液調製装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、粉末から溶出させた成分を含む溶液を得る溶液調製装置にするものである。
【背景技術】
【０００２】
貝から可食部分が除去された後、貝殻は産業廃棄物として廃棄対象となるが、その量は年間数十万トン以上にのぼると言われている。本考案者は、廃棄対象とされている貝殻を資源として有効に活用すべきであるとの考えから、種々の検討を続けてきており、焼成貝殻粉末を使用した新規な物品に関する技術を、既に複数提案している（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
その中に、液体噴霧器に関する考案がある（特許文献２参照）。これは、容器に収容された液体を、先端が液体に浸漬されたチューブを介してノズルから噴出させる液体噴霧器であり、容器内の水に焼成貝殻粉末が添加されていると共に、チューブの先端に液体を通過させるが粉末は通過させないストレーナが取り付けられているものである。或いは、焼成貝殻粉末が、液体を通過させるが粉末は通過させない袋体に収容された状態で、容器内で水に浸漬されているものである。これらの液体噴霧器により、焼成貝殻粉末から溶出した成分を含む水を、ノズルから噴霧することができる。
【０００４】
ここで、焼成貝殻粉末が殺菌作用を示すことが、種々報告されている（例えば、非特許文献１参照）。貝殻の主成分である炭酸カルシウムは、高温で焼成することにより酸化カルシウムとなる。この酸化カルシウムの水和によるｐＨの上昇が、殺菌作用を示す主な要因であると言われており、ｐＨの上昇に伴い殺菌作用が増大することが報告されている。しかしながら、同じｐＨ値を示す水酸化ナトリウム溶液と比べて、殺菌作用がかなり高いとの報告がなされており、焼成貝殻粉末が示す殺菌作用には、高アルカリ性を呈すること以外の、何らかの機構があると考えられている。
【０００５】
上記の液体噴霧器から噴霧された液体は高い殺菌作用を有しているため、液体が噴霧された環境を殺菌し、細菌の増殖を抑制する作用に優れている。加えて、焼成貝殻粉末は、古くから「貝殻焼成カルシウム」として食品添加物として使用されているものであるため、需要者が安心感を持って使用できるという利点を有している。
【０００６】
上記の液体噴霧器の容器は、手に持つことができる程度の大きさであるため容量は大きくはなく、殺菌作用に優れた液体を少量ずつ噴霧するものである。一方で、殺菌作用に優れた液体を、業務用として大量に使用したいという要請があった。例えば、大量の野菜を大量の水で洗浄する食品メーカー、食品加工工場、農園などである。大量の水を収容できる大型の容器に、焼成貝殻粉末を事業者側で投入することにより、焼成貝殻の成分が溶出した液体を自身で調製するということも想到しうる。しかしながら、そのような調製では、液体が貝殻の粉末で白く濁ってしまうおそれがあると共に、その水で洗浄した野菜などに貝殻の粉末が付着した状態で残ってしまうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３１７９６３８号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１７２５２７号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１７２５２６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】澤井  淳、五十嵐  英夫、菊地  幹夫、「加熱処理した貝殻粉末の抗菌活性を応用した微生物制御」、日本食品微生物学会雑誌、２００３年、第２０巻、第１号、ｐ．１−７
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本考案は、上記の実情に鑑み、焼成貝殻粉末から溶出した成分を含み焼成貝殻粉末を含まない溶液を、大量に調製することができる溶液調製装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本考案にかかる溶液調製装置は、
「上方に開閉可能な蓋部を有している容器状の本体と、
該本体の内部において前記本体の底部から立設され、内部空間に平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの焼成貝殻粉末を収容している筒部と、
多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層の少なくとも上流側に目付が５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２の不織布フィルタが積層された層であり、前記筒部の上端の開口を閉塞している濾過層と、
前記本体の底部に形成された底部開口を介して前記筒部の内部空間に水を圧入し、その勢いで前記焼成貝殻粉末と水とを撹拌させる水圧入部と、
前記本体における前記筒部の外部の空間と連通し、前記水圧入部による水の圧入に伴い前記濾過層を通過した濾過液を前記本体から流出させる濾過液排出パイプと
を具備する」ものである。
【００１１】
「焼成貝殻粉末」とする貝の種類は特に限定されず、ホタテ貝、カキ、ホッキ貝、ハマグリ、アサリ等を使用可能である。わが国では、産業廃棄物として廃棄対象となる貝殻は、ホタテ貝が最も多く全体の６割以上を占めると言われているため、資源の有効利用の点で、ホタテ貝の貝殻を用いることが望ましい。貝殻が「焼成」される温度は、１０００℃〜１２００℃とすることができる。貝殻の結晶相をＸ線回折で同定すると、未焼成の貝殻の主成分は炭酸カルシウムであるが、７００℃以上の加熱により酸化カルシウムの回折ピークが認められるようになり、１０００℃以上の加熱でほぼ酸化カルシウムの単一相となる。
【００１２】
本考案の溶液調製装置は、容器状の本体の内部の空間が、底部から立設された筒部及びその上端を閉塞している濾過層によって、筒部の内部の空間と外部の空間に区画されている。そして、本体の底部には、筒部の内部空間に開口する底部開口が設けられており、この底部開口を介して水が圧入される。
【００１３】
上記構成により、水圧入部によって底部開口を介して筒部の内部空間に圧入された水は、その勢いによって焼成貝殻粉末と混合、撹拌され、焼成貝殻の成分が水に溶出して高アルカリ性で殺菌作用を有する溶液となる。ここで、焼成貝殻粉末の主成分である酸化カルシウムは水和により水酸化カルシウムとなり、一部が水に溶解するが（水酸化カルシウムの水に対する溶解度は、２０℃で約０．１６）、その他にも焼成貝殻粉末から水に溶出している成分があると考えている。
【００１４】
筒部の内部空間では、焼成貝殻の成分を含む溶液に焼成貝殻粉末が懸濁した状態であるが、水圧入部によって水が連続的に圧入されることに伴い、懸濁液は筒部の内部空間から押し出されるように濾過層を通過する。濾過層を通過した濾過液は、水圧入部によって水が連続的に圧入されることに伴い、濾過液排出パイプを介して本体の外部に流出する。
【００１５】
ここで、焼成貝殻粉末の粒子径が小さければ小さいほど比表面積が増大するため、焼成貝殻の成分が水に溶出し易くなると考えられる。しかしながら、焼成貝殻粉末の粒子径が小さければ小さいほど、水媒体と分離させることが困難となってしまう。
【００１６】
本考案者が検討を重ねた結果、焼成貝殻粉末を平均粒子径が５μｍ〜１０μｍという微細な粉末とすることにより、焼成貝殻の成分を水に溶出させ易く、且つ、目付が５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２の不織布フィルタと、多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層とを濾過材として使用することにより、焼成貝殻粉末を水媒体から有効に分離できることを見出した。ここで、焼成貝殻粉末の粒子径に対して濾過材の空隙が大き過ぎれば、焼成貝殻粉末は濾過材を通過してしまう。一方、焼成貝殻粉末の粒子径に対して濾過材の空隙が小さ過ぎると、濾過材が早期に目詰まりしてしまい、焼成貝殻粉末を十分に捕集することができない。加えて、濾過材によっては、焼成貝殻粉末から水に溶出した成分まで吸着してしまい、せっかく水中に溶出させた有用な成分が濾過材によって除去されてしまうおそれがある。
【００１７】
これに対し、本構成では、焼成貝殻粉末が懸濁した懸濁液を、まず濾過層における上流側で目付が５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２の不織布フィルタに通過させる。これにより、焼成貝殻粉末の殆どが不織布フィルタに捕集される。そして、不織布フィルタに捕集されずに通過した、より微粒の焼成貝殻粉末は、不織布フィルタの下流側で多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層で開気孔に捕集される。検討の結果、多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層には、焼成貝殻粉末から水に溶出している成分は殆ど吸着されないことが判明したため、焼成貝殻粉末の固体分を主に除去して、焼成貝殻粉末から溶出した成分を含む溶液を得ることができる。
【００１８】
なお、濾過層は、多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層の少なくとも上流側に不織布フィルタに設けられるものであれば、多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層の下流側に、更に不織布フィルタが設けられる構成とすることができる。また、本構成では、本体の底部開口から圧入された水が、濾過層の下方から上方に向かって通過するため、濾過層の下端が濾過における上流端となる。
【００１９】
以上のように、本構成の溶液調製装置によれば、水の連続的な供給に伴い、濾過層を通過させ更に本体から流出させるため、焼成貝殻粉末から溶出した成分を含み焼成貝殻粉末を含まない溶液を、連続的に大量に調製することができる。
【００２０】
加えて、本構成の溶液調製装置は、水を圧入する勢いで水を撹拌し、その撹拌により焼成貝殻粉末から成分を溶出させるものであるため、水を撹拌する撹拌翼など撹拌のための専用の機構を備える装置に比べて、極めて構成が簡易である。
【００２１】
本考案にかかる溶液調製装置は、上記構成に加えて、
「前記濾過液排出パイプに接続されたタンクと、
該タンクにおける水量または水位を検知し、その検知に基づき前記水圧入部による前記本体内部への水の圧入を停止する検知手段と
を具備する」ものとすることができる。
【００２２】
本構成では、濾過液排出パイプから流出してくる濾過液を、タンクに貯留することができる。そして、タンクに予め定めた量の水が溜まれば、それを検知する検知手段によって本体内部への水の圧入が停止される。従って、タンク内に所定量の水が溜まるまでは、水が本体内部に連続的に供給される利点を生かして溶液を調製しながら、タンク内に所定量の水が溜まれば本体内部への水の供給を停止することができる。
【００２３】
なお、検知手段としては、タンク内の水位を検知するフロート式、静電容量式、圧力式、超音波式等の水位センサを使用した手段、タンク内に流入する水の流量を検知し水量を積算する手段、タンクの重量の測定により水量を換算する手段を例示することができ、何れの手段もその検知に基づき、本体内部へ水を供給するパイプにおける開閉弁や、本体内部へ水を送り込むポンプの動作を、電気的にオン・オフするものとすることができる。
【考案の効果】
【００２４】
以上のように、本考案によれば、焼成貝殻粉末から溶出した成分を含み焼成貝殻粉末を含まない溶液を、大量に調製することができる溶液調製装置を、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本考案の第一実施形態の溶液調製装置の構成図である。
【図２】本考案の第二実施形態の溶液調製装置の構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００２６】
以下、本考案の第一実施形態である溶液調製装置１について、図１を用いて説明する。溶液調製装置１は、上方に開閉可能な蓋部１５を有している容器状の本体１０と、本体１０の内部において本体１０の底部から立設され、内部空間Ｓ１に平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの焼成貝殻粉末を収容している筒部２０と、筒部２０の上端の開口を閉塞している濾過層３０と、本体１０の底部に形成された底部開口１１を介して筒部２０の内部空間Ｓ１に水を圧入する水圧入部と、本体１０における筒部２０の外部の空間Ｓ２と連通し、濾過層３０を通過した濾過液を本体１０から流出させる濾過液排出パイプ５１とを具備している。
【００２７】
また、濾過層３０は、多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層３２（以下、「多孔質材充填層３２」と称する）と、その上流に複数積層された目付が５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２の不織布フィルタの層３１ａと多孔質材充填層３２の下流に複数積層された目付が５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２の不織布フィルタの層３１ｂとを備えている。
【００２８】
より詳細に説明すると、本体１０は円筒状の側周壁の下端が底部で被覆され、上端が天井部で被覆された容器状であり、天井部に形成された開口を蓋部１５が開閉可能に被覆している。筒部２０は、本体１０より小径の円筒状であり、水を透過させない材質で形成されている。底部開口１１は筒部２０より更に小径の円形孔であり、筒部２０の中心となる位置で本体１０の底部に開口している。
【００２９】
不織布フィルタの層３１ａ，３１ｂを構成する複数の不織布フィルタのそれぞれは、樹脂繊維を絡み合わせて厚さ１．５ｃｍ〜３ｃｍ、直径１０ｃｍ〜１５ｃｍの円盤状とされたものであり、不織布の目付は５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２である。また、多孔質材充填層３２は、多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末が、この粉末より目開きが小さいネットで形成された袋体に充填された多孔質材フィルタを１個以上積層したものであり、それぞれの多孔質材フィルタは、厚さ１．５ｃｍ〜３ｃｍ、直径１０ｃｍ〜１５ｃｍの円盤状である。
【００３０】
不織布フィルタと多孔質材フィルタとは同径であり、これらの外径より筒部２０の内径の方が僅かに大きく設定されている。これにより、筒部２０の上端の開口に、不織布フィルタ及び多孔質材フィルタが嵌め込まれて、濾過層３０が形成される。
【００３１】
筒部２０の内部空間Ｓ１には、焼成貝殻粉末が収容されているが、本実施形態では焼成貝殻粉末として、ホタテの貝殻を温度１２００℃で焼成し粉砕した粉末を使用している。この焼成貝殻粉末の粒子径（直径）は、レーザー回折法による最頻度径で約９μｍである。なお、焼成貝殻粉末の筒部２０内部への供給及び補充は、筒部２０の上端から濾過層３０を構成する不織布フィルタ及び多孔質材フィルタを外した状態で、蓋部１５を介して行うことができる。
【００３２】
水圧入部は、本体１０の底部開口１１に接続された水供給パイプ４１と、その中途に設けられた開閉弁４２とを備えており、水供給パイプ４１を流通する水には高低差によって圧力がかけられている。なお、移送の高低差によって水に圧力をかけるものに限定されず、ポンプによって水を圧送しても良い。また、本体１０の内部に圧入する水としては、水道水、井戸水、精製水を例示することができる。
【００３３】
濾過液排出パイプ５１は、本実施形態では本体１０の側周壁に接続されている。なお、濾過液排出パイプ５１はの接続位置はこれに限定されず、筒部２０の内部空間Ｓ１と連通しない位置において、本体１０の底部に接続させることもできる。
【００３４】
以上の構成により、本実施形態の溶液調製装置１では次のように溶液が調製される。まず、水供給パイプ４１を介して本体１０の内部に水を圧入すると、その勢いによって焼成貝殻粉末と水とが混合、撹拌される。これにより、焼成貝殻の成分が水に溶出して、高アルカリ性で殺菌作用を有する溶液となる。この段階では、焼成貝殻の成分を含む溶液には焼成貝殻粉末が懸濁している。
【００３５】
本体１０の内部には連続的に水が圧入されるため、これに伴い、懸濁液は筒部２０の内部空間Ｓ１から押し出されるように濾過層３０を通過する。濾過層３０を通過する際、懸濁液は、まず不織布フィルタの層３１ａを通過する。これにより、懸濁液に含まれる焼成貝殻粉末の殆どが不織布フィルタに捕集される。
【００３６】
不織布フィルタの層３１ａを通過した液体は、多孔質材充填層３２を通過する。この多孔質材充填層３２を構成する多孔質鉱物または多孔質セラミックスは、不織布フィルタの空隙より微小な開気孔を有している。そのため、多孔質材充填層３２を通過する過程で、不織布フィルタでは捕集しきれなかった焼成貝殻粉末が捕集される。ただし、焼成貝殻粉末から水に溶出した成分は、多孔質材充填層３２には殆ど吸着されることがない。
【００３７】
従って、多孔質材充填層３２を通過した濾過水は、焼成貝殻粉末から溶出した成分を含み焼成貝殻粉末を含まない溶液であり、この溶液は、本体１０内部への連続的な水の圧入に伴い、筒部２０の外部の空間Ｓ２から濾過液排出パイプ５１を介して本体１０の外部に流出する。
【００３８】
なお、多孔質材充填層３２の下流に設けられた不織布フィルタの層３１ｂは、いわば「念のため」の層であり、何らかの事由により濾過液排出パイプ５１から排出される濾過液に焼成貝殻粉末が残存することが無いように、万一に備えて設けている層である。このような「念のため」の層として捕集作用の高い濾過材を使用すると、その濾過材によって焼成貝殻粉末から水に溶出した成分まで除去されてしまうおそれがあるため、それを抑制するために不織布フィルタを使用している。なお、本実施形態のように多孔質材充填層３２の上流及び下流の双方に不織布フィルタの層を設ける場合、下流側の不織布フィルタの目付を上流側の不織布フィルタの目付より、数値の大きな側で数値範囲を狭く設定すると望ましい。例えば、多孔質材充填層３２の上流の不織布フィルタの層３１ａにおける不織布の目付を５００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２とする一方で、多孔質材充填層３２の下流の不織布フィルタ層４１ｂにおける不織布の目付を７００ｇ／ｍ２〜８００ｇ／ｍ２とすることができる。
【００３９】
以上のように、本実施形態の溶液調製装置１によれば、平均粒子径が約９μｍという微細な焼成貝殻粉末を使用することにより、焼成貝殻の成分を効率よく水に溶出させることができる。そして、微細な焼成貝殻粉末は水に懸濁するため水媒体と分離しにくいところ、特定の濾過材を使用した濾過層３０で懸濁液を濾過することにより、水に溶出した成分が除去されることなく、焼成貝殻粉末の固体分のみが懸濁液から除去された溶液を調製することができる。
【００４０】
そして、本実施形態の溶液調製装置１は、水の連続的な供給に伴い、濾過層３０を通過させ更に本体１０から流出させるものであるため、焼成貝殻粉末から溶出した成分を含み焼成貝殻粉末を含まない溶液を、連続的に大量に調製することができる。
【００４１】
加えて、本実施形態の溶液調製装置は、水を圧入する勢いで水を撹拌し、その撹拌により焼成貝殻粉末から成分を溶出させるものであるため、水を撹拌する撹拌翼など撹拌のための専用の機構を備える装置に比べて、極めて構成が簡易である。
【００４２】
次に、第二実施形態の溶液調製装置２について、図２を用いて説明する。溶液調製装置２は、第一実施形態の溶液調製装置１の構成に加え、濾過液排出パイプ５１に接続されたタンク６０と、タンク６０における水量または水位を検知し、その検知に基づき水圧入部による本体１０内部への水の圧入を停止する検知手段とを備えている。また、溶液調製装置１では、水圧入部として水供給パイプ４１を流通する水の高低差によって水に圧力をかけるものを例示したが、溶液調製装置２の水圧入部は水供給パイプ４１に水を送り込むポンプ４５を備えている。
【００４３】
より詳細には、本実施形態では検知手段として、タンク６０の上部において内壁面に取り付けられたフロート式レベルセンサ６１を使用しており、液面の検知により電気接点がオフとなりポンプ４５を停止させる。
【００４４】
上記構成により溶液調製装置２では、溶液調製装置１と同様の作用効果に加え、濾過液排出パイプ５１から流出してくる濾過液を、タンク６０に貯留することができる。そして、タンク６０内の水位が予め定めた高さに達すれば、フロート式レベルセンサ６１の検知に基づきポンプ４５が停止する。これにより、タンク６０内に所定量の水が溜まるまでは、連続的に水が供給される利点を生かして溶液を調製しながら、タンク６０内に所定量の水が溜まれば本体１０内部への水の供給を停止することができる。
【００４５】
以上、本考案について好適な実施形態を挙げて説明したが、本考案はこの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本考案の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００４６】
例えば、濾過液を貯留するタンク６０を備える溶液調製装置２を、図２に付加的に例示したように、タンク６０の下部に取り付けられた水栓７０を、更に有する構成とすることができる。このような構成では、水栓７０のハンドル７１を操作することにより、タンク６０に貯留された濾過液を、自重によって水栓７０から吐出させることができる。
上記の実施形態では、
【符号の説明】
【００４７】
１，２  溶液調製装置
１０  本体
１１  底部開口
２０  筒部
３０  濾過層
３１ａ，３１ｂ  不織布フィルタの層
３２  多孔質材充填層（多孔質鉱物の粉末または多孔質セラミックスの粉末の充填層）
４１  水供給パイプ（水圧入部）
４２  開閉弁（水圧入部）
４５  ポンプ（水圧入部）
５１  濾過液排出パイプ
６０  タンク
６１  フロート式レベルセンサ６１（検知手段）
Ｓ１  内部空間（筒部の内部空間）
Ｓ２  筒部の外部の空間
【図１】
0003199108.tif 000003
【図２】
0003199108.tif 000004