(57)【要約】  本発明は、マグネシウム化合物層を通して水を循環させることを含むマグネシウム強化飲料水を供給するためのシステムを提供する。この健康促進水は、濃度が１０〜５００ｍｇ／ｌの間のマグネシウムを含有し、更に、ナトリウムを含まないが、他の追加的な健康促進塩類を含有してもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム強化飲料水を製造する方法であって、
ｉ）マグネシウム化合物層を用意する工程と、
ｉｉ）水流を前記層を通してポンプ移送する工程と、
ｉｉｉ）二酸化炭素（ＣＯ２）を前記水流に注入する工程と
を含み、
これにより重炭酸マグネシウム水溶液を得る、方法。
【請求項２】
前記水流における電気伝導率を測定する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記マグネシウム化合物がＭｇＯであり、前記ＭｇＯ層が、流通式反応器内に閉じ込められており、前記水流が、前記層を通して流れる時に、前記ＣＯ２を溶解し、更に前記マグネシウム化合物も溶解して、前記重炭酸マグネシウム溶液を生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記重炭酸マグネシウム溶液が前記層を通して循環され、前記水流は、前記層及び更に所望の循環流速を確保するポンプを備える閉回路を規定する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記回路が、新鮮な水を前記水流に供給する注入口と、前記溶液を前記水流から取り出して回収し、マグネシウム強化飲料水を得る排出口とを備え、前記注入口及び前記排出口は、前記所望の循環流速よりも遅い所望の供給流速を確保する１つ又は２つのポンプを更に場合により備える開回路を規定する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＣＯ２が、前記水流中にガスの微分散を確保する注入手段を通してシリンダーから注入され、前記注入手段は、水、ＣＯ２及び前記マグネシウム化合物が、反応して重炭酸マグネシウムを生成するのに必要な化学量論量以上の所望のガス流速を確保する通気孔を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記循環流速が、前記供給流速より約１０倍速い、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記開回路が、別の成分を前記マグネシウム強化飲料水に取り入れる注入口を更に備える、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記成分が、塩、ミネラル、健康促進物質、及び味又は風味付与物質から成る群より選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
使用する全ての原材料は、人間が消費する飲用水との接触が容認でき、更に本質的にナトリウムを含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１０ｐｐｍ濃度のマグネシウムを含むマグネシウム強化飲料水を製造する請求項１に記載の方法であって、
ｉ）酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の層を用意する工程と、
ｉｉ）水流を前記ＭｇＯ層を通してポンプ移送する工程と、
ｉｉｉ）二酸化炭素（ＣＯ２）を前記水流に注入する工程と
を含み、
これにより少なくとも０．００６ｇ／ｌの濃度の重炭酸マグネシウム水溶液を得る方法。
【請求項１２】
前記マグネシウム強化水が、制御されたマグネシウム濃度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
マグネシウム強化飲料水を製造するための装置であって、
ｉ）水流が通過して流れるマグネシウム化合物層及び所望の循環流速を確保するポンプを備える本質的に閉じた水流回路と、
ｉｉ）二酸化炭素（ＣＯ２）を前記水流に取り入れるための注入手段と、
ｉｉｉ）新鮮な水を前記水流に供給するための注入口及びマグネシウム強化水を前記水流から取り出すための排出口を備え、更に前記所望の循環流速より遅い所望の供給流速を確保するポンプ移送手段を備える開放流れ回路と、
ｉｖ）前記マグネシウム化合物の未使用部分を前記層に供給するための手段と、
ｖ）前記水流における電気伝導率を、連続して測定するための伝導率測定器と、
ｖｉ）前記伝導率測定器から伝導率データを受け取り、前記供給流速及び場合により前記循環流速を管理して、前記水流中に所望の溶解マグネシウム量を確保する調整ユニットと
を備える装置。
【請求項１４】
マグネシウム強化健康促進飲料水を製造するための請求項１３に記載の装置であって、前記層が酸化マグネシウムを含む装置。
【請求項１５】
少なくとも１０ｍｇ／ｌ、好ましくは少なくとも２００ｍｇ／ｌのマグネシウムを含む健康促進飲料水。
【請求項１６】
マグネシウムが強化されており、本質的にナトリウムを含まず、他の追加的な健康促進塩類を場合により更に含む、請求項１５に記載の飲料水。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
[発明の分野]
本発明は、マグネシウム化合物層（ａ  ｂｅｄ  ｏｆ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を通して循環する水流の閉鎖流れ回路と、新鮮な水をその流れに供給し、そこから強化水を回収する開放流れ回路とを備える、マグネシウム強化飲料水を供給するためのシステムに関する。マグネシウムで強化された健康促進飲料水が提供される。
【０００２】
［発明の背景］
マグネシウムは、カルシウム、カリウム、及びナトリウムと共に、体内に最も豊富に存在する４つの金属元素のうちに属している。マグネシウム不足に伴う障害は複雑で、通常は複数の代謝障害と栄養障害とが伴う。マグネシウム不足の臨床症状には、食欲不振、吐き気、嘔吐、けん怠感、虚弱、人格変化、テタニー、並びにふるえ及び筋肉のけいれんがある［Ｔｈｅ  Ｍｅｒｃｋ  Ｍａｎｕａｌ，１７ｔｈ  Ｅｄ．（１９９９）］。低マグネシウム血症、つまり血しょう中マグネシウムの減少は、神経筋系統の易興奮性の原因になる。マグネシウムの不足は、体液の損失、過度の腎排泄の際生じることがあり、栄養不良、下痢、糖尿病、膵臓炎などと関係していることがある。マグネシウムの減少は、更に低カルシウム血症及びその結果として生じる全ての深刻な症状の原因になることがある。マグネシウムが不足している水を飲んでいる人は、一般に様々な病状、主に循環器疾患の影響をより受けやすいと思われることが判明した。
【０００３】
好ましくは水を飲んで、食物中に供給されるマグネシウムを１日所要値まで確保するべきである。成人に推奨される１日のマグネシウム摂取量は、２００〜４００ｍｇの間であるが［Ｔｈｅ  Ｍｅｒｃｋ  Ｍａｎｕａｌ、１７ｔｈ  Ｅｄ．（１９９９）］、それを超える量である場合もある。しかしながら、水道水は、マグネシウムをほとんど含有していないことが多い。例えば、米国の大都市で利用されている水道水には、１０ｍｇ／ｌ未満のマグネシウムしか有していないことが多い［Ａｚｏｕｌａｙ  Ａ．ｅｔ  ａｌ．：Ｊ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍｅｄ．１６（２００１）１６８−７５］。したがって、予防医学及び健康的な栄養摂取に関する現代の原理は、マグネシウムのより高い摂取量を必要とするが、このことは大抵、マグネシウム含量のより高いミネラルウォーター又は他のボトル入り水を飲むことにより容易に達成できる。市販されているボトル入り水の多くは、マグネシウムの含量が極めて低く、更にボトル入り水のなかには、一部の水道水と同様にあまりにも多量のナトリウムを含有しているものもある［同書］が、健康食では、可能な限りナトリウム含量を低く保つべきである。したがって本発明の目的は、マグネシウムで強化されたナトリウム含量が低い飲料水を提供することである。
【０００４】
欧州特許第１４６００４２号は、マグネシウム塩を溶解させ、好ましくは炭酸マグネシウムと炭酸カリウムとを混合させることによりマグネシウムの含量がより高い飲用水を製造する方法に関する。この複雑なシステムは、多くのコンパートメント及び分離された溶解前工程を含んでおり、カリウム等の他のカチオンが取り入れられている。米国特許第６，７６１，２８９号は、圧力が３０〜７０気圧の範囲の下で、ナトリウム塩などの添加剤を更に含有する、カルシウム及びマグネシウムの重炭酸溶液を調製するための圧力容器に関する。この高圧技術は、余りに複雑であり、低めのマグネシウム濃度をもたらす。米国特許出願公開第２００５／０２５５１７４号は、炭酸水中で炭酸マグネシウム懸濁液を混合することを含む重炭酸マグネシウムの調製に関する。この複雑なシステムは、懸濁液の撹拌、基質粉末の添加、及びｐＨの調整に関して問題を呈する。したがって、本発明の他の目的は、先行技術の欠点なく飲料水をマグネシウムで補う方法を提供することである。
【０００５】
本発明の更なる他の目的は、マグネシウムで強化された商業量の飲料水を供給できる方法を提供することである。
【０００６】
本発明の更なる目的は、マグネシウム濃度は増加し、他のカチオンは低濃度の飲料水を製造するためのシステムを提供することである。
【０００７】
本発明のその上更なる目的は、健康促進飲料水を供給するための非加圧で技術的に簡単なシステムを提供することである。
【０００８】
本発明の目的はまた、少なくとも５００ｍｇ／ｌの重炭酸マグネシウムを含有する飲料水を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的及び利点は、以下説明が進むにつれて明らかになる。
【００１０】
［発明の概要］
本発明は、マグネシウム強化飲料水を製造する方法であって、ｉ）マグネシウム化合物の層を用意する工程と、ｉｉ）前記層を通して水流をポンプ移送する工程と、ｉｉｉ）二酸化炭素（ＣＯ２）を前記水流に注入する工程とを含み、これにより重炭酸マグネシウムの水溶液を得る方法を提供する。本発明による方法は、好ましくは前記水流における電気伝導率を測定する工程を含む。前記層は通常、流通式反応器内に閉じ込められており、この反応器中で前記水流が前記ＣＯ２を溶解し、また更に前記水流は、前記層を通して流れる時に前記マグネシウム化合物を溶解し、この結果、前記重炭酸マグネシウム水溶液が生じる。反応器は、注入口及び排出口が適切に配置されたクロマトグラフィーカラムの形態をとってもよい。本発明による方法の好ましい実施形態では、前記重炭酸マグネシウム水溶液を、前記層を通して再循環させ、ここで、前記水流は前記層、及び更に所望の循環流速を確保するポンプを備える閉回路を規定する。前記回路は、新鮮な水を前記水流に供給する注入口と、前記溶液を前記水流から取り出して回収し、マグネシウム強化飲料水を得る排出口とを備え、ここで、前記注入口及び前記排出口は、前記所望の循環流速より遅い所望の供給流速を確保する１つ又は２つのポンプを更に場合により備える開回路を規定する。前記注入口及び前記排出口は、例えば前記反応器の外側に配置してもよい。前記ＣＯ２は、前記水流中にガスの微分散を確保する注入手段を通してシリンダーから注入され、この注入手段は、水、ＣＯ２及び前記マグネシウム化合物が、反応して重炭酸マグネシウムを生成するのに必要な化学量論量以上の所望のガス流速を確保する通気孔を備える。過剰量は、例えば少なくとも１０％でもよい。前記循環流速は、前記供給流速より、例えば約１０倍速い。前記開回路は、他の成分を前記マグネシウム強化飲料水に取り入れる注入口を更に備える。前記他の成分は、例えば塩、健康促進物質、塩類、ミネラル、味又は風味付与物質、又は殺菌剤から成る群より選択されてもよい。重炭酸マグネシウムは、水に対していかなる味又は風味ももたらさないことに留意されたい。前記水流と接触するあらゆる物質は、人間が消費する飲用水との接触が容認できるものとすべきである。本発明の１つの態様において、ナトリウムを水流に取り入れずに、本質的にナトリウムを含まない飲料水を提供し、又は代替として、ナトリウムを約１０ｐｐｍ以下などの低濃度に保つ。本発明の好ましい実施形態では、制御された濃度のマグネシウムを含むマグネシウム強化飲料水を製造する方法であって、ｉ）酸化マグネシウム（ＭｇＯ）層を用意する工程と、ｉｉ）前記ＭｇＯ層を通して水流をポンプ移送する工程と、ｉｉｉ）二酸化炭素（ＣＯ２）を前記水流に注入する工程とを含み、これにより制御された濃度で重炭酸マグネシウム水溶液を得る方法を提供する。濃度は、少なくとも０．０６ｇ／ｌでもよい。本発明は、最大２５０ｐｐｍの濃度に至るまでのマグネシウムで強化された飲料水を提供することができる。様々な状況下で、且つ必要に応じて、本発明は、マグネシウム含量が２５０ｐｐｍを超える飲料水を提供することができる。本発明は、水中のマグネシウム含量を任意の値から任意の所望する他の値にまで増やすことができる。例えば、本発明を使用して、マグネシウム約１０ｐｐｍ又は３０ｐｐｍを含有し、脱イオン水から供給し得る水においてマグネシウム含量を増やすことができ、或いは、本発明を使用して、最大５０ｐｐｍのマグネシウム又は１００ｐｐｍのマグネシウム、又は最大１３０ｐｐｍのマグネシウムを含有し、塩分含量が少ない水から供給し得る飲料水を提供することができる。
【００１１】
本発明によるマグネシウム強化水中の前記マグネシウム濃度は、少なくとも２００ｐｐｍの濃度で溶解マグネシウムを含有してもよい。前記溶解マグネシウムは、約２５０ｐｐｍの濃度を有してもよい。
【００１２】
本発明は、マグネシウム強化健康促進飲料水を製造するための装置及びシステムを対象とし、この装置及びシステムは、ｉ）水流が流れるマグネシウム化合物層及び所望の循環流速を確保するポンプを備える本質的に閉じた水流回路と、ｉｉ）二酸化炭素（ＣＯ２）を前記水流に取り入れるための注入手段と、ｉｉｉ）新鮮な水を前記水流に供給するための注入口及びマグネシウム強化水を前記水流から取り出すための排出口を備え、更に前記所望の循環流速より遅い所望の供給流速を確保するポンプ移送手段を備える開放流れ回路と、ｉｖ）前記マグネシウム化合物の未使用部分を前記層に供給するための手段と、前記水流における電気伝導率を連続的に測定するための伝導率測定器と、ｖ）前記伝導率測定器から伝導率データを受け取り、前記供給流速及び場合により前記循環流速を制御して、前記水流中に所望の溶解マグネシウム量を確保する調整ユニットとを備える。本発明による装置及びシステムは、種々の有用な成分を水性中間体又は最終生成物に添加するための処理手段を備えることができる。このような成分は、中間体又は生成物を殺菌すること、追加の塩類を添加すること、健康促進ミネラル及び塩類を添加すること、所望の味又は風味を生成物に添加することに役立つことがある。本発明の好ましい態様では、本発明の装置は、溶融ＭｇＯなどの酸化マグネシウムの層を備える。
【００１３】
本発明は、少なくとも１０ｍｇ／ｌ、好ましくは少なくとも２００ｍｇ／ｌのマグネシウムを含む健康促進飲料水を提供する。本発明は、約５００ｍｇ／ｌ以上のマグネシウムを含むマグネシウム強化飲料水を提供することができる。本発明による飲料水は、重炭酸マグネシウムを３０ｍｇ／ｌ〜３０００ｍｇ／ｌの濃度又はそれを超える濃度で含むことができる。本発明は、マグネシウムが強化されており、場合によりナトリウムイオンを含まず、他の追加的な健康促進塩類を場合により更に含む健康飲料水を提供することができる。このような塩類は、ヨウ素、フッ素、カルシウム及び他の元素を含んでもよい。健康飲料水は、種々の添加剤と共に任意の飲料用手段でパッケージして、健康促進ミネラルウォーターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の上記の及び他の特性及び利点は、以下の実施例を通して、また添付の図面を参照することにより容易に明らかとなる。ここで、
【図１】本発明の一実施形態におけるマグネシウム強化水を製造する際の装置の概略図である。
【図２】本条件下で決定された２つの温度におけるＣＯ２の溶解度を示すグラフである。
【図３】温度の関数としてＭｇＯの溶解度を示すグラフである。
【図４】本システムにおける、マグネシウム濃度の関数として伝導率を示すグラフである。図４Ａは、水道水に関し、図４Ｂは、脱イオン水に関する。
【図５】表１を含む図である。
【００１５】
［発明の詳細な説明］
人間が消費するための高度マグネシウム強化水は、流通式反応器で、炭化した水（ｃａｒｂｏｎｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）による酸化マグネシウムの溶解を用いて、工業的規模で処理容易な方法で得ることができることが今や見出された。更に、新鮮な水を供給し、生成物を回収する回路に加えて、第２の回路、つまりＭｇＯ層を通した水流の急速な再循環を伴う回路がこのシステムに取り入れられれば、溶解プロセスはより効率的になることが判明した。本発明の説明に関わるマグネシウム化合物層、簡潔に言うと層は、好ましくは１２００℃を超える温度で酸化マグネシウムを溶融、焼結、又は焼成することにより生成した粒状の酸化マグネシウムの層、又は水酸化マグネシウム又は炭酸マグネシウムを含む粒状又は錠剤状の層を意味する。
【００１６】
したがって本発明は、マグネシウム強化飲料水を製造するためのシステム及びマグネシウム強化飲料水を製造する方法に関し、該システム及び方法は、マグネシウム化合物層、好ましくはＭｇＯ層を通したマグネシウム含有水の再循環を伴う閉回路と、閉回路と接続しており、システムへの新鮮な水の流入及びシステムからのマグネシウム強化水の回収を伴う開回路との少なくとも２つの回路を備える。これを説明するために、閉曲線を含む質量流に関する場合は「閉回路」という用語が使用されるが、他のケースでは「開回路」という用語が使用される。前記閉回路に接続された別の回路は、シリンダーからの水流への二酸化炭素の流れを伴い、この二酸化炭素の流れは、注入口を経由して水流へ、好ましくは、層付近に設けられた通気孔を経由する。この全プロセスは、回路内の流速を調整するためにフィードバックすることができる電気伝導率の測定を利用して自動化することができる。
【００１７】
更なる態様では、本発明はマグネシウムで強化された飲料水を提供する。米国の都市の水道水に含まれているマグネシウム含量は、通常１〜１０ｍｇ／ｌの間（１〜１０ｐｐｍ）であり、高くても、３０ｐｐｍに満たないことに留意されたい。米国及び欧州のボトル入り水のマグネシウム含量は、決して１３０ｐｐｍを上回ることはない［Ａｚｏｕｌａｙ  Ａ．ｅｔ  ａｌ．：Ｊ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍｅｄ．１６（２００１）１６８−７５］。本発明は、濃度が１０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍであるマグネシウムを含有する飲料水を提供することができる。別の態様では、本発明は２００ｐｐｍより高い濃度のマグネシウムを含有する飲料水を提供することができる。好ましい実施形態では、本発明はマグネシウム含量が１５０〜２５０ｐｐｍである健康促進飲料水を提供する。他の好ましい実施形態では、本発明は２００〜３００ｐｐｍのマグネシウムを含むマグネシウム豊富な水を提供する。更なる他の好ましい実施形態では、本発明は濃度が１５０〜３００ｐｐｍのマグネシウムを含み、カルシウムを場合により含み、低含量のナトリウムを場合により更に含む飲料水を提供する。本明細書では、５０ｐｐｍに満たないナトリウム含量を、低含量のナトリウムとする。本発明によれば、カルシウムをマグネシウム強化水に取り入れてもよく、又はカルシウムは水をマグネシウムで強化する以前から存在してもよい。本発明の飲料水では、カルシウムは米国の水道水と同様に１〜１００ｐｐｍの濃度、又はいくつかのミネラルウォーターと同様に１００〜６００の濃度で存在してもよい。本発明は、マグネシウム、及びカルシウム、鉄、カリウム、ヨウ素、フッ素、亜鉛、又はリン酸塩などのアニオンから選択される他の元素で強化された健康促進型飲料水を供給することができる。水は、いかなるタイプの飲料用手段でもパッケージが可能であり、製品はビタミンで強化されることもあり得る。
【００１８】
本発明の方法及び装置は、流通式反応器での酸化マグネシウムの溶解を含む。好ましい実施形態では、該反応器はＭｇＯの層を備え、この層を通して炭化水流が流れる。好ましい実施形態では、水流は第１の流れ回路（閉回路）でＭｇＯ層を通してポンプ移送され循環し、第２の流れ回路（開回路）で新鮮な水を水流に供給し、そこから回収される。この場合、第１の流れ回路を通る流速は、第２の流れ回路を通る速度よりも速い。試行実験で試験した一構成では、流速の比率は１０であった。
【００１９】
本発明は、以下の実施例で更に説明及び例示される。
【００２０】
［実施例］
材料及び設備
脱イオン水を使用した。いくつかの実演では水道水を使用した。１ｍｍの篩上で篩分けた溶融ＭｇＯを使用した。
【００２１】
直径１０ｃｍ、高さ１５０ｃｍのＰＶＣカラムに、カラム内で液体の滞留時間の影響を評価できるように５つのタップを異なった高さで取り付けた。カラムに３．５ｋｇの溶融ＭｇＯを３２ｃｍの高さまで充填した。カラムを通して、様々な速度で水を供給した。シリンダーからＣＯ２を供給し、流れをバルブで制御し、カラムの底にＣＯ２のパイプの注入口を設けた。リサイクル流により、溶液中のマグネシウムの収率が増加した。使用したシステムの概略図を図１に示す。
【００２２】
伝導率を有利に使用して、溶液中のマグネシウム濃度を決定することができる（図４）。この試験から、カラムを通る水の流速は６〜４８ｌ／ｈの範囲が適当であることが判明した。３０ｌ／ｈが通常、適用された。リサイクル流により、ＭｇＯの溶解速度は増加した。その速度は通常は約２００ｌ／ｈであった。ＣＯ２／水の比率が増加すると、マグネシウムの溶解速度が限界値にまで上昇したが、一方で、過剰ＣＯ２を不必要に失った。Ｍｇ（Ｏ）を２４ｌ／ｈでの水の供給に伴う２５０ｐｐｍの濃度に溶解するための最低ＣＯ２量は、約１２ｌ／ｈのＣＯ２であった（図５の表も参照されたい）。通常は、１２ｌ／ｈ、つまり化学量論を近似的に僅かに上回る程度の量を供給した。試験の開始時には、固体の高さは、約３０ｃｍで一定に保たれていた。最後の長時間試験では、固体の高さは、反応の進行に伴って最初の約半分の高さになるまで減少した。
【００２３】
大気圧よりも大きな圧力でＣＯ２を供給すれば、マグネシウムの溶解速度が上昇するが、ＣＯ２の圧力によるマグネシウム濃度の増加は漸近的であり、ＣＯ２の消費効率の低下を伴う。しかしながら、本発明のシステムでは、ＣＯ２のより高い圧力下でもマグネシウムによる水の強化が可能である。
【００２４】
プロセスの制御
伝導率を測定した。伝導率を測定することにより、水の流れ、したがって滞留時間も制御した。図２に示すように、水中のＣＯ２の溶解度はＣＯ２の圧力と共に増加し、温度と共に減少する。ＭｇＯは、以下の式に従って溶解する。
ＭｇＯ＋２ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＨＣＯ３）２        （１）
マグネシウム濃度と伝導率との間の直線関係は、図４に示すように求められた。図中、水道水（マグネシウムの追加なしで、伝導率６５０μＳ）を用いた較正及び脱イオン水を用いた較正が示されており、測定値は本プロセスに関係する範囲、つまりマグネシウム２００ｐｐｍ付近に対して示されている。伝導率に及ぼす温度の影響は、約１．８％／１°Ｃであった。この影響は測定結果の較正補正により相殺された。
【００２５】
以下のパラメータは、マグネシウム強化水の生成速度の決定に関して重要である。
水の流れ：水の流れは、滞留時間に関係する。これは支配パラメータとして現れる。
リサイクル：リサイクル流の導入により伝導率の測定及びその結果としてプロセスを安定させることが可能となった。マグネシウム濃度を２５０ｐｐｍに到達させるために、大規模なリサイクル（約１０：１の比率、つまりリサイクル流速と新鮮な水の供給流速との比率）が更に要求された。
ＣＯ２／水の比率は、式（１）で示す反応の化学量論に対してＣＯ２が僅かに過剰でなければならない。ＣＯ２を更に増加させても、効果は小さかった。
温度：本実施例は、温度範囲が１０〜２５℃の水に関する。所定のＣＯ２圧力におけるＭｇＯの溶解度は、温度と共に減少するが、通常の稼働条件下では、いずれにしてもＣＯ２による飽和には至ることはない。これらの条件下では、温度の影響により、より高い温度では、より多量のマグネシウム、つまり１℃につき約３．６％以上が溶解した。伝導率に対する温度の効果が、較正測定システムにより「相殺」されたと推定された。
カラム内の固体の高さ：本パラメータは滞留時間に関係するが、流体力学的挙動にも影響する。ＨＣＯ３とマグネシウムとの間の重量比（表１を参照されたい）約５は、理論上のモル比率２（上記の式（１）を参照されたい）と良く一致している。
【００２６】
本発明の長期稼働
温度及び流量が一定ではない条件下で上記のパラメータを監視することにより本発明のロバスト性を評価した。リサイクルを２００ｌ／ｈで一定に保った。温度の効果を補正した後に算出されたマグネシウム濃度は比較的安定して、約２５０ｐｐｍであった。
【００２７】
補正された伝導率は極めて安定な状態を保った。伝導率は、水の流れ及びその結果として滞留時間を制御し、これらを一定に保った。伝導率が１９６０±２０μＳの範囲である場合（温度は約２７℃で安定していた）、測定されたマグネシウム濃度は、２８０±３ｐｐｍであった。
【００２８】
この試験は、リサイクルを閉じることにより継続した。水の流速を低下させて、低レベルのＭｇＯ（供給されたＭｇＯの約半分が溶解した）を相殺した。本プロセスは、主に滞留時間により制御されることが確認された。リサイクルを閉じれば、流れを大きく減らす必要があった。
【００２９】
滞留時間と再循環との両方が、本プロセスに対して重要な効果を及ぼす。マグネシウムの溶解速度は、リサイクルがなければ非常に遅く、再循環はシステム内で混乱を増大させ、その結果、固体の表面からの拡散速度も増加するように思われる。更に、リサイクル流が増加しても、ＭｇＯの溶解速度は改善しなかった。ＣＯ２／水が増加しても、影響は小さく、本プロセスの実用設計では、ＣＯ２流を直接水流に関連付けてもよい。温度の効果は、温度較正を伴う伝導率測定で効率的に制御することにより「相殺」できる。
【００３０】
最後の長時間試験の終了時には、ＭｇＯの重量は最初の重量の半分であった。本システムにおいて、ストークスの方程式（Ｆ＝６πｒηｖ）を使用して、流れが同伴できる粒子の最大サイズは、本システムにおいて、２００ｌ／ｈにおける球状粒子の直径で約７０μｍであると見積もられた。これは、初期サイズ約１０００μｍに対して、９９．９％を超えるＭｇＯが同伴前に溶解できることを意味しよう。原材料中の不溶性不純物の濃度は、極めて低い。流速を急激に上げることで、カラムの出口で研磨フィルタ上にある不純物を除去できる。
【００３１】
この予備試験では、約３０ｃｍの高さまで充填された直径１０ｃｍのカラムを使用したが、更に１．２ｍの高さまで充填されたカラムも検討した。本プロセスの実現可能性は、次のように証明された。主要なパラメータは、カラム中の水の滞留時間であり、リサイクル流が必要である（本研究では、リサイクルと供給との比率は１０：１）のに対し、ＣＯ２／水の比率の影響はより小さくなり、温度の上昇は約３．５％／１°Ｃの増加というＭｇＯ溶解の増加をもたらす。工業プロセスへのスケールアップの基盤として、より大きなユニットの設計は、当業者が行うことができる。
【００３２】
本発明をいくつかの具体例を挙げて説明してきたが、多くの変更形態及び変形形態が可能である。したがって本発明は、添付の特許請求の範囲内で、具体的に記載したようなもの以外にも実現できると理解される。
【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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【国際調査報告】
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