(57)【要約】      （修正有）【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の撹拌槽１ａを、水供給口１１を有する槽本体１０、槽本体１０の内容物を撹拌翼１６の回転により撹拌する撹拌装置、及び、槽本体１０の内部に平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの焼成貝殻粉末を供給する貝殻粉末供給部を備える構成とする。また、溶液調製装置１の濾過装置１ｂを、槽本体１０から懸濁液を移送する懸濁液移送部、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ている濾過層４０、及び、濾過層４０を通過した濾過液を排出する濾過液排出パイプ４５とを備える構成とする。【選択図】図１
0003199107.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水が供給される水供給口を有する槽本体、
該槽本体の内容物を撹拌翼の回転により撹拌する撹拌装置、及び、
前記槽本体の内部に平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの焼成貝殻粉末を供給する貝殻粉末供給部、
を備える撹拌槽と、
該撹拌槽での撹拌により前記焼成貝殻粉末から溶出した成分を含む溶液に前記焼成貝殻粉末が懸濁している懸濁液を、前記槽本体から移送する懸濁液移送部、
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ており、前記懸濁液移送部によって移送された前記懸濁液を濾過する濾過層、及び、
該濾過層を通過した濾過液を排出する濾過液排出パイプ
を備える濾過装置と、
を具備することを特徴とする溶液調製装置。
【請求項２】
前記貝殻粉末供給部は、操作部の操作に基づき予め定めた一回量の焼成貝殻粉末を供給する
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、
「水が供給される水供給口を有する槽本体、
該槽本体の内容物を撹拌翼の回転により撹拌する撹拌装置、及び、
前記槽本体の内部に平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの焼成貝殻粉末を供給する貝殻粉末供給部、
を備える撹拌槽と、
該撹拌槽での撹拌により前記焼成貝殻粉末から溶出した成分を含む溶液に前記焼成貝殻粉末が懸濁している懸濁液を、前記槽本体から移送する懸濁液移送部、
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ており、前記懸濁液移送部によって移送された前記懸濁液を濾過する濾過層、及び、
該濾過層を通過した濾過液を排出する濾過液排出パイプ
を備える濾過装置と、
を具備する」ものである。
【００１１】
つまり、本考案の溶液調製装置は、「撹拌槽」と「濾過装置」とを主な構成とする。そのうち、「撹拌槽」は、「槽本体」と「撹拌装置」と「貝殻粉末供給部」とを備えている。一方、「濾過装置」は、「懸濁液移送部」と「濾過層」と「濾過液排出パイプ」とを備えており、「濾過層」は、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が充填された充填層とを有している。
【００１２】
「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。
【００１３】
上記構成により、撹拌槽の槽本体内部に供給された水と焼成貝殻粉末とは、撹拌装置の撹拌翼によって十分に撹拌され、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】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。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。
【００１７】
そして、上記構成は、大型化を妨げる要素を有していないため、槽本体を大容量とし、濾過装置の規模をこれに応じたものとすることにより、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。
【００１８】
本考案にかかる溶液調製装置は、上記構成に加えて、
「前記貝殻粉末供給部は、操作部の操作に基づき予め定めた一回量の焼成貝殻粉末を供給する」ものとすることができる。
【００１９】
上記構成によれば、一回の溶液調製に際して、予め定めた一回量の焼成貝殻粉末が貝殻粉末供給部によって供給されるため、作業者が焼成貝殻粉末を計量する必要なく、一定量の焼成貝殻粉末を槽本体の内部に供給することができる。そして、一回の溶液調製に際して槽本体の内部に一定量の水を供給すれば、水に対する焼成貝殻粉末の割合を常に一定に保つことができるため、得られる溶液の濃度やｐＨ等を一定に保持することができる。従って、本構成の溶液調製装置によれば、常に一定の品質の溶液を大量に供給することができる。
【考案の効果】
【００２０】
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】
【００２１】
【図１】本考案の一実施形態の溶液調製装置の構成図である。
【図２】他の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】
【００２２】
以下、本考案の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、撹拌槽１ａと濾過装置１ｂとを備えている。
【００２３】
撹拌槽１ａは、水が供給される水供給口１１を有する槽本体１０と、槽本体１０の内容物を撹拌する撹拌装置と、槽本体１０の内部に平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの焼成貝殻粉末を供給する貝殻粉末供給部と、を備えている。
【００２４】
また、濾過装置１ｂは、撹拌槽１ａでの撹拌により焼成貝殻の成分が溶出した溶液に焼成貝殻粉末が懸濁している懸濁液を、槽本体１０から移送する懸濁液移送部と、懸濁液移送部によって移送された懸濁液を濾過する濾過層４０と、濾過層４０を通過した濾過液を排出する濾過液排出パイプ４５とを有している。本実施形態の濾過層４０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４２（以下、「多孔質材充填層４２」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４１ａと、多孔質材充填層４２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４１ｂとを備えている。
【００２５】
より詳細に説明すると、槽本体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大型の容器であり、容量は２００リットル〜３００リットルである。撹拌装置は、槽本体１０の天井部から垂下された回転軸１５と、回転軸１５と一体回転する撹拌翼１６と、回転軸１５を回転駆動するモータ１７とを有している。
【００２６】
槽本体１０の水供給口１１は、槽本体１０の側周壁に開口しており、水を供給する水供給パイプ１２の下流端が接続されている。水供給パイプ１２の上流端は、上水道水や井戸水を移送する水道管や、精製水を貯留したタンクに接続することができる。
【００２７】
貝殻粉末供給部は、焼成貝殻粉末を収容する貝殻粉末収容器２０と、貝殻粉末収容器２０と槽本体１０の天井部とを連結する貝殻粉末供給パイプ２１とを有している。ここで、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おり、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。また、貝殻粉末供給部は、作業者による操作レバーや操作ボタンの操作に基づき、貝殻粉末収容器２０から予め定めた一回量が供給される構成である。
【００２８】
懸濁液移送部は、槽本体１０における高さ方向の中途の位置で、槽本体１０に連結された懸濁液移送パイプ３１と、懸濁液移送パイプ３１を介した槽本体１０から濾過層４０までの懸濁液の移送を駆動するポンプ３５とを具備している。また、槽本体１０と懸濁液移送パイプ３１との連結部には、１０μｍより大きい粒子を通過させない目開きのメッシュを有するストレーナ３６が介設されている。なお、ポンプ３５を設けることなく、懸濁液移送パイプの中途に開閉弁を設けると共に、槽本体と懸濁液移送パイプとの連結部より低い高さに濾過装置を位置させることにより、開閉弁が開かれたときに懸濁液が重力によって槽本体から濾過装置に移送される構成とすることもできる。
【００２９】
懸濁液移送パイプ３１の下流端は、濾過層４０の上流端に接続されている。濾過層４０は上下方向に延びる円筒形のケーシング４９に充填されており、ケーシング４９の上端が濾過層４０の上流端であり、ケーシング４９の下端が濾過層４０の下流端である。そして、本実施形態の濾過層４０は、上流から下流に向かって積層された、１０個〜１５個の不織布フィルタの層４１ａ、多孔質材充填層４２、３個〜５個の不織布フィルタの層４１ｂの三種類の層からなる。
【００３０】
ここで、不織布フィルタの層４１ａ，４１ｂ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４２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〜５個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。
【００３１】
濾過層４０が充填されたケーシング４９の下端には、濾過層４０を通過した濾過液が流通する濾過液排出パイプ４５が接続されている。
【００３２】
以上の構成により、本実施形態の溶液調製装置では次のように溶液が調製される。まず、水供給パイプ１２を介して槽本体１０の内部に水を供給する。例えば、水位計や流量計などで槽本体１０の内部の水量を検知し、この検知に基づき水供給パイプ２１を介する水の供給を停止させることにより、一回の溶液調製に際して一定量の水を本体１０の内部に供給することができる。
【００３３】
一方、平均粒子径が約９μｍの焼成貝殻粉末の一回量を、貝殻粉末収容器２０から貝殻粉末供給パイプ２１を介して槽本体１０の内部に供給する。
【００３４】
モータ１７を駆動し撹拌翼１６を回転させると、焼成貝殻粉末が水と混合され撹拌される。この撹拌の過程で、焼成貝殻の成分が水に溶出する。特に、焼成貝殻粉末は平均粒子径が約９μｍと微細であり、比表面積が非常に大きいため、焼成貝殻の成分が効率的に水に溶出する。また、焼成貝殻粉末は非常に微細であるため、殆どが水に懸濁する。
【００３５】
撹拌翼１６の回転を停止し、槽本体１０をしばらく静置すると、水に懸濁できなかった大きさの粒径の焼成貝殻粉末が僅かながら沈殿する。そこで、ポンプ３５を動作させ、懸濁液移送パイプ３１を介して懸濁液を濾過装置１ｂまで移送する。このとき、ストレーナ３６によって、水に懸濁できない大きさの粒径の焼成貝殻粉末が懸濁液移送パイプ３１に流入することが防止される。
【００３６】
懸濁液移送パイプ３１により濾過装置１ｂまで移送された懸濁液は、まず、不織布フィルタの層４１ａ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。
【００３７】
不織布フィルタの層４１ａを通過した液体は、多孔質材充填層４２を通過する。この多孔質材充填層４２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４２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４２には殆ど吸着されることがない。
【００３８】
従って、多孔質材充填層４２を通過した濾過液は、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、この溶液を濾過液排出パイプ４５から排出し、殺菌作用の高い溶液として使用することができる。
【００３９】
なお、多孔質材充填層４２の下流に設けられた不織布フィルタの層４１ｂ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４５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４２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４２の上流の不織布フィルタの層４１ａ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４２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。
【００４０】
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４０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。
【００４１】
そして、本実施形態の溶液調製装置１は大型の槽本体１０を有する撹拌槽１ａを備えていると共に、これに対応した規模で濾過処理が可能な濾過装置１ｂを備えているため、焼成貝殻の成分が溶出した溶液を大量に調製することができる。
【００４２】
加えて、一回の溶液調製に際して一回量の焼成貝殻粉末が供給される貝殻粉末供給部を備えているため、調製のたびに溶液の濃度やｐＨがばらつくことなく、常にほぼ一定の品質の溶液を調製することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
例えば、図２に例示したように、濾過装置１ｂを槽本体１０に支持させた上で、ストッパ付きのタイヤ５１で移動する台車５０の上に槽本体１０を載置することにより、大量の溶液を調製できる装置でありながら、容易に移動可能な溶液調製装置２とすることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１，２  溶液調製装置
１ａ  撹拌槽
１ｂ  濾過装置
１０  槽本体
１１  水供給口
１５  回転軸（撹拌装置）
１６  撹拌翼（撹拌装置）
１７  モータ（撹拌装置）
２０  貝殻粉末収容器（貝殻粉末供給部）
２１  貝殻粉末供給パイプ（貝殻粉末供給部）
３１  懸濁液移送パイプ（懸濁液移送部）
３５  ポンプ（懸濁液移送部）
４０  濾過層
４１ａ，４１ｂ  不織布フィルタの層
４２  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）
４５  濾過液排出パイプ
【図１】
0003199107.tif 000003
【図２】
0003199107.tif 000004