(57)【要約】      （修正有）【課題】粘性溶液でできている食品、医薬品、化粧品等還元性の付与によって品質が著しく向上する製品開発に効果がある「粘性溶液の水素コロイド」とその生産方法並びに生産システムを提供する。【解決手段】粘性液を連続して狭い空間のアトマイザー９へ送り、アトマイザーの中で超音波振動によるナノサイズの水素ガス２３の微細気泡を連続的に生産し、これを均質化装置へ送り、気泡を粘性溶液へ練り込みながら、均質な「粘性溶液の水素コロイド２７」とすることができる。また粘性液を連続して狭い空間のアトマイザーへ送り、アトマイザーの中で強力磁石または強力電磁石を内蔵した攪拌子で高速攪拌によるキャビテーションでナノサイズの水素ガスの磁化微細気泡を連続的に生産し、これを均質化装置へ送り、気泡を粘性溶液へ練り込みながら、均質な「粘性溶液の水素ラジカルコロイド」を生産することもできる。【選択図】図４
2008279424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性の高い溶液を狭い空間内で超音波振動と連動して振動させながら水素を添加するによりにより水素のマイクロバブル、ナノバブル等の微細気泡を発生させ、放出した微細気泡を均一な水素コロイドとして加工するため、
高粘性溶液の原料貯蔵タンクと
高粘性溶液を送り出すギアーポンプと
ギアーポンプから均一攪拌槽へ向けて高粘性の溶液を送る輸送パイプと
輸送パイプと連結して、ボンベからの水素ガスと高粘性の溶液を混合し、狭い空間内で水素ガスを微細な気泡に分散させ、水素微細気泡ナノバブルを形成する超音波発生装置と連結した超音波アトマイザー装置と
超音波アトマイザー装置を作動させる電気系統と
超音波アトマイザー装置に水素ガスを送る装置と
超音波アトマイザー装置から発生する水素微細気泡を受け入れる均質化ドラム装置と
均質化ドラム装置では、粘度溶液と水素微細気泡を練り込みながら輸送する機能を持つ、ゆっくり回転するスパイラル羽と
スパイラル羽と連結し、作動させる回転モーター装置と
均質化ドラム装置から水素コロイドを貯留装置へ貯留し、貯留装置からコロイドを取り出す、超音波連続式還元練り込み方式を特徴とする「粘性溶液の連続水素コロイド生産装置」。
【請求項２】
粘性溶液へ水素ガスを加え、超音波発生機と連結する振動室を内蔵する狭い空間のアトマイザー内で溶液とガスを混合して通過させる際、マイクロバブル、ナノバブル等の微細気泡をを生成させ、微細気泡を粘性溶液へ連続的に放出させ、これを均一な水素コロイドとして加工するため、アトマイザーの出口が誘導口に開口する均質化ドラム内で、ゆっくり回転するスパイラル羽による練り込み処理を行って、均質化し、均一な微細気泡を含む水素コロイドを生産することを特徴とする「超音波連続式水素コロイド生産方法」。
【請求項３】
粘性の高い溶液を狭い空間内で超音波振動と連動して振動させながら水素を添加するによりによりマイクロバブル、ナノバブル等微細気泡を連続的に生成放出させ、均一な水素コロイドとして加工し、更に再度数回に亘りこの工程繰り返して高濃度の水素微細気泡を含んだ水素コロイド溶液を生成するため、
高粘性溶液の原料貯蔵タンクと
高粘性溶液を送り出すギアーポンプと
ギアーポンプから均一攪拌槽へ向けて高粘性の溶液を送る輸送パイプと
輸送パイプと連結して、ボンベからの水素ガスと高粘性の溶液を混合し、狭い空間内で水素ガスを微細な気泡に分散させ、水素微細気泡を形成する超音波発生装置と連結したナノバブル生成用アトマイザーと
超音波ナノバブル生成用アトマイザーを作動させる電気系統と
超音波ナノバブル生成用アトマイザーに水素ガスを送る装置と
超音波ナノバブル生成用アトマイザーから発生する水素微細気泡を受け入れる均質化ドラムと
均質化ドラムでは、高粘度溶液と水素微細気泡を練り込みながら輸送する機能を持つ、ゆっくり回転するスパイラルと
スパイラルと連結し、作動させる回転モーターと
均質水素コロイドを貯留する熟成タンクと
熟成タンクから水素コロイドを再度水素微細気泡の添加、練り込み均質化するための原料輸送パイプへ向けてフィードバックさせる返還環流パイプと
熟成タンクから水素コロイドを取り出すためのコロイド採集口と
返還環流パイプ並びにコロイド採集口に取り付けた開閉弁と
返還環流パイプの開口弁とコロイド採集口の閉口弁を同時に作動させ、逆に返還環流パイプの閉口弁とコロイド採集口の開口弁を同時に作動させる弁開閉制御装置とからなり、水素コロイドを繰り返し発生増加させ、機能性を高める処理を行って貯留し、超音波循環再処理式還元練り込み方式を特徴とする「粘性溶液の循環式水素コロイド生産装置」。
【請求項４】
粘性溶液へ水素ガスを加え、超音波発信機と連動する狭い空間のアトマイザー内を通過させ、マイクロバブル、ナノバブル等微細気泡をを生成させ、微細気泡を粘性溶液へ連続的に放出させ、均一な水素コロイドとして加工するため、アトマイザー出口が誘導口に開口する均質化ドラム内で、ゆっくり回転するスパイラル羽の練り込み処理によって均質化し、さらにこれを処理した水素コロイドを再度アトマイザーの前の工程へ返し、粘性溶液への微細気泡放出と均質化の工程を何度も繰り返し、請求項２の連続水素コロイド生産方法の工程より微細気泡を充実させ、微細気泡を粘性溶液に多く閉じ込めることにより、強い還元力とその安定性を高めた水素コロイドを生産することを特徴とする「超音波循環式水素コロイド生産方法」。
【請求項５】
請求項２及び請求項４の粘性溶液の水素コロイド生産方法による
狭い空間を有するアトマイザー内で粘性溶液へ水素ガスを加え、超音波振動よって、通過させる粘性溶液へ、マイクロバブル、ナノバブル等の微細気泡を連続的に放出させ、これを均質化装置内で、毎分３０〜６００回転でゆっくり回転するスパイラル羽によって、練り込み処理を行って均質化し、均一な微細気泡を含む水素コロイドとなることを特徴とする「粘性溶液の水素コロイド溶液」。
【請求項６】
第１段階として、粘性の高い溶液を狭い空間内でキャビテーションによって水素ガスと混合し、マイクロバブル、ナノバブル等微細気泡をを生成させ、均一な水素コロイドを生成するため、
高粘性溶液の原料貯蔵タンクと
高粘性溶液を送り出すギアーポンプと
ギアーポンプから均一攪拌槽へ向けて高粘性の溶液を送る輸送パイプ装置と
輸送パイプと連結して、ボンベからの水素ガスと高粘性の溶液を混合し、狭い空間内で水素ガスを微細な気泡に分散させ、水素磁化微細気泡を形成するため、０．０１〜１０テスラの強力磁石または電磁石を内蔵する小支柱を櫛状に林立させた攪拌子を有する回転体のキャビテーション発生装置と連結した磁化微細気泡生成用アトマイザー装置と
キャビテーションを引き起こすアトマイザー装置を作動させるモーターと
アトマイザー装置の入り口に水素ガスを送るノズルが開口する水素ガス供給装置と
高速攪拌キャビテーションによる磁化微細気泡を受け入れる均質化ドラム装置と
均質化ドラム装置では、高粘度溶液と水素微細気泡を練り込みながら輸送する機能を持つ、毎分３０〜６００回転のゆっくり回転するスパイラル羽と
スパイラル羽と連結し、これを作動させる回転モーターと
均質化ドラムから水素コロイドを取り出すためのコロイド採集口からなる連続的に通過処理して貯留し、キャビテーション連続式還元練り込み方式を特徴とする「粘性溶液の水素ラジカルコロイドの生産システム」。
【請求項７】
狭い空間のアトマイザー装置内で粘性溶液へ水素ガスを加え、０，０１〜１０テスラの強力磁石又は電磁石を内蔵する櫛状に林立する攪拌子の毎分１０００〜３５００回転の高速回転によるキャビテーションと磁化によって、１００分〜１秒間磁化を行い、磁化は磁場の強さによって粘性溶液の流動速度を変換し、粘性溶液と水素ガスを混合して通過させる際、マイクロバブル、ナノバブル等の微細気泡を生成させながら、磁化微細気泡を粘性溶液へ連続的に放出させ、これを均一な水素コロイドとして加工するため、均質化ドラム装置に導き、毎分３０〜６００回転のゆっくり回転するスパイラル羽による練り込み処理を行って均質化し、均一な微細気泡と抗酸化機能を有する水素コロイドを生産することを特徴とする「粘性溶液の高速攪拌キャビテーションによる連続水素ラジカルコロイド生産方法」。
【請求項８】
請求項６の粘性溶液の高速攪拌キャビテーションによる連続水素ラジカルコロイド生産方法により
狭い空間を有するアトマイザー内で粘性溶液へ水素ガスを加え、毎分１０００〜３５００回転の高速回転する強力磁力を有する攪拌子のキャビテーションによって、通過する粘性溶液へ、マイクロバブル、ナノバブル等の微細気泡に連続的に磁化破砕し、０．０１〜１０テスラの強力磁石または電磁石で１００分〜１秒間磁化を行い、これを均質化装置内で、毎分３０〜６００回転でゆっくり回転するスパイラル羽によって、練り込み処理を行って均質化し、均一な微細磁化気泡を含み、溶液がＤＰＰＨ（１．１−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２−ｐｉｃｒｙｌ−ｈｙｄｒａｚｙｌ）を脱色するなど理化学分析で測定できる水素ラジカルによる抗酸化機能を有するコロイドとなることを特徴とする「粘性溶液の水素ラジカルコロイド溶液」。
【請求項９】
請求項５及び請求項６における、狭い通導容器内を、粘性の溶液を流動させ、この流動溶液へ向けて振動を伝達する超音波振動板と連動して動く水素ガスの注入口を振動させ、連続して流下する溶液へ、超音波振動によって水素ガスのナノサイズの微細気泡を次々発生させ、ガス拡散が困難な粘性溶液へ微細気泡を振り落込んで、粘性溶液全体に気泡で満たす「超音波粘性溶液の微細気泡生成用アトマイザー」。
【請求項１０】
請求項８における、粘性溶液をパイプでアトマイザーへ誘導し、アトマイザーの入り口に水素ガス供給ノズルを開口させ、粘性溶液と水素ガスを狭い空間内で０．０１〜１０テスラの強力磁石または電磁石を内蔵する小支柱からなる櫛状の攪拌子で高速攪拌させ、連続して流下する溶液へ高速攪拌によるキャビテーションと磁化によって磁化した水素ガスのナノサイズの微細気泡を次々発生させ、微細気泡生成が困難でガス拡散も困難な粘性溶液へ対して、全体に磁化した水素の磁化微細気泡を満たす「水素ラジカル微細気泡生成用アトマイザー」。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、還元性を必要とする食品、医薬・化粧品、油脂等の加工において、粘性の高い溶液、ゲル状、ジェル状の物質で還元性を示す製品化の過程において、水素の練り込みを必要とする溶液に対し、ナノサイズの超微細な水素の気泡を閉じ込め、均質な水素コロイドとして、製品の還元性維持と保蔵性の長期安定化に関する。
【背景技術】
【０００２】  通常、粘張度の高い溶液は、気体と溶液が混り合い難く、ナノサイズの微細気泡の発生は起こりにくい。粘性溶液へ水素ガス等の気体を吹き込むと気泡は大きな固まりとなって浮上し、気液コロイドとして存在することが少ない。
気体を混入したコロイドとしての事例には、飴の練り込み時に空気混入の白い筋がやがて飴全体が白濁となって空気が飴の中に均質に含まれる白飴の例が挙げられる。
従来その他には、高粘性の溶液の気液コロイドの機能を必要とする産業もなかったので、その応用事例は殆ど見られなかった。【０００３】  気液コロイドの必要性は、高橋幸司氏の水のナノバブルの開発以後急速に認められ報道されるようになってきた。
その効果の一例は、ａ．海の魚と淡水の魚を同一の水槽で生活させることができる。
ｂ，船の先端から船底と周りにマイクロバブルを吹き出して水の抵抗を抑え高速化する。
ｃ．医学分野において血管中のコレステロールや血栓を除去することができる。
ｄ．養殖漁業においては養殖場の環境が浄化され、魚の成長が早く、魚体が２倍になる上に魚の健康状態が良くなり、脂質が減少して旨み成分が向上し、非養殖魚と同等のあっさりした美味しい肉質になる。
ｅ．ナノバブル処理を行った水を用いて灌漑すると２割程度の収量の増加と収穫物の糖度が上がり、高品質化し、従来知られていない収量と品質の同時上昇が得られた。
しかし、これらはいずれも粘性の低い水や海水等と空気のナノバブルに関する技術である。【０００４】  一方、食品、医薬・化粧品、油脂等の品質の基準には、生体内で発生する活性酸素を如何に消去するかが、大きな問題としてクローズアップされつつある。
活性酸素の消去には、ビタミンＣ、Ｅ、β‐カロチン、アントシアニン等の機能性成分が体内において、作用することが知られている。
これらの成分は、加工の際水や原料に含まれる酸素の影響、加熱処理等によって酸化され、かなりの部分が破壊され効果を失うことが加工上は大きな問題である。
その破壊防止を行うためには、溶液へ水素を溶解させた還元性の溶液を用いると機能性化合物の安定化の役割を果たすことが判明した。そこで、本発明者は特許文献１及び特許文献２を提案し、特許が認められた。
しかしながら、特許文献１は還元性の水に関する特許で、特許文献２は還元性の水を連続して生産する装置に関する特許で対象が粘性のない溶液である。【０００５】  次に加工中の酸化防止をさらに強くするため、水にナノサイズの水素ガスの微細気泡をコロイド状に過飽和に含ませ、強い還元作用を付与すれば、ビタミンＣ、Ｅ、β‐カロチン、アントシアニン等の機能成分の分解が抑えられて品質が極めて高くなると考え、特許文献３、特許文献４に示す水素コロイドの生産方法を提案した。
しかし、特許文献３及び特許文献４は水など粘性の低い溶液から水素コロイドを生産する方法の特許である。【０００６】  更に、スパイラルエジェクターによって微細気泡を発生し、微細気泡をコロイド化して、この水素コロイドを磁化処理すれば、溶液に弱い抗酸化機能を発生させることが可能であることを見出し、これを用いて食品、医薬・化粧品、油脂加工に応用し、還元条件の酸化防止機能と合わせて、ビタミンＣ、Ｅ、β‐カロチン、アントシアニン等の機能成分の増加と溶液自体の抗酸化機能で品質が極めて高くなると考え、水溶液等の粘性のない溶液に対し特許文献５の技術を提案した。
特許文献５では、通常の溶液において水素コロイドを磁化処理した場合に溶液がラジカル消去能を示すようになるが、このラジカル消去能は溶液に溶解した水素が磁化されて獲得した還元力によるので、水等溶液の水素ラジカルコロイドと定義した。
しかし、特許文献５は水等の粘性の殆どない溶液へ、この水素コロイドを磁化して抗酸化機能を与えたもので、粘性溶液に対してはスパイラルエジェクターによる微細気泡は生成できない。従って、粘性溶液の水素コロイドの形成は困難であった。
多くの加工品は粘性の高い溶液で構成されている物が多く、これらの溶液は加工が極めて難しい。膠状溶液、粘性油等の粘性溶液では、表面張力が大きいこと、溶液が弾力性を有するので大きな気泡を形成し、小さな気泡に成り難く、コロイド形成困難であるので、実用上は難溶性溶液の水素コロイドやこれを磁化し抗酸化機能を保有する難溶性の水素ラジカルコロイドの形成は不可能であった。【０００７】
【特許文献１】食品等の還元性水素水とその製造方法並びに製造装置  特許第２８９０３４２号）  発明者  上村親士  特許権者  熊本県
【特許文献２】ガス溶存体の生産方法およびガス液状溶存体の生産システム  特許第３８２９１７０号）  発明者  上村親士  特許権者  （有）情報科学研究所・広島化成（株）
【特許文献３】溶液の還元処理方法及び酸化処理方法並びに自動酸化還元処理装置  （特許第３８４３３６１号）  発明者  上村親士  特許権者  （有）情報科学研究所
【特許文献４】水の水素過飽和コロイド簡易処理方法並びに処理システム  （特願２００６−１２４３８８）  発明者  上村親士  出願者  （有）情報科学研究所
【特許文献５】水素ラジカルコロイド還元水とその生産方法並びに還元磁場水素ラジカルコロイド処理システム  （特願２００６−１２６７３２）  発明者  上村親士  出願者  （有）情報科学研究所
【非特許文献１】「食品産業におけるバイオマスの高度利用」〜微生物利用システムを中心として〜実習研修コーステキストｐ９７〜１０１崇城大学・工学部・応用微生物工学科（２００４）  （注：非特許文献１として別冊に添付）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  食品、飲料、医薬、化粧品等の生産過程において、均一な還元処理が必要である。強力で均一な還元処理には、水素ガスを微細な気泡にして均一なコロイドを形成する事が必要である。しかし、粘性の高い溶液を原料とする場合は、気泡の拡散がおこらないので、溶液とガスの混合が鈍く、細かい気泡に成り難いので均一にならない。
即ち、溶液の表面張力が大きく、大きな気泡を形成するので、気液コロイドとして生産することが難しい。
そこで、溶液を狭い空間内を通過させ、その空間内で少量の溶液へ水素ガスを供給し、空間内では超音波振動或いは高速攪拌によるキャビテイションによって通過する溶液へ水素のマイクロバブル、ナノバブル等の微細気泡を発生させ、全ての溶液をこの狭い空間に通過させる時に次々と、発生した微細気泡を放出させ、連続的に気泡を粘性溶液中に閉じ込め、全体が均一になるように練り込むことによって、均質なコロイドを形成する技術を提案した。
例えば、水飴、ゼリー、粘性油、煮凝り、その他の粘性溶液を原材料とする、医薬品、化粧品、食品、菓子類、保存食等では製品の高品質化と保蔵性が高まるだけでなく、還元性と抗酸化性の付与によって、製品そのものの抗酸化機能性が発現する。
【問題を解決するための手段】
【０００９】  前記問題を解決するために本技術では、次の二つの工程による水素コロイドの形成技術を提案した。
第一の方法は、粘性溶液へ水素ガスの微細気泡を閉じ込める方法として、連続的に流動させる粘性溶液を狭い空間内に導き、超音波振動を与えて水素ガスの微細気泡を連続的に溶液へ振り込む方法で、次々と水素のマイクロバブル、ナノバブル等の微細気泡を発生させ、連続的に気泡を溶液へ閉じ込め、その気泡を箆（へら）機能を有するスパイラル状の回転羽でゆっくり作動させ、溶液を送りながら練り込んで均質化する工程による粘性溶液の水素コロイドの生産である。これには連続式に水素コロイドを生産する方法と更に強い還元処理を行う循環式水素コロイド生産方法とがある。
第二の方法は、同様に粘性溶液と水素ガスを狭い空間内に導き、０．０１〜１０テスラの強力磁場を有する磁石又は電磁石を内蔵する櫛状の多数の攪拌子を高速攪拌して、気泡をを破砕し、キャビテーションにより次々と水素のマイクロバブル、ナノバブル等の微細気泡を発生させ、同時に磁化によって粘性溶液へラジカル消去能による抗酸化機能を与え、その微細気泡を箆（へら）機能を有するスパイラル羽でゆっくり作動させ、溶液を送りながら練り込んで均質化する水素ラジカルコロイドの生産である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  超音波連続式水素コロイド生産方法では、図１に示すように粘性溶液を原料貯蔵タンク１からギアーポンプ３で吸い上げ、超音波アトマイザー９へ送る。水素ガスは水素ガス供給装置４から水素ガスを超音波アトマイザー９へ送る。超音波アトマイザー９では超音波発生装置７からの振動を超音波振動板８へ伝え、狭い空間内で溶液へ水素ガスのナノサイズの微細気泡１０を発生させる。こうして、微細気泡１０は次々に送られてくる粘性溶液へ放出され効率よく封じ込められ、次の工程に向かう。
超音波アトマイザー９の出口が開口している均質化ドラム装置１１ではドラム内径とほぼ接する太さの練り込みスパイラル羽１４を内蔵し、モーター１３で作動する。
練り込みスパイラル羽１４はゆっくり毎分３０〜６００回転し、発生した微細気泡を均質化し、粘性溶液の水素コロイドとして、コロイド貯留タンク１５に送る。
図１において、２は粘性溶液の流量計、５は水素ガス供給装置からのガス流量計である。６は超音波発生装置の電源装置である。１２は練り込みスパイラルモーターの電源装置である。
水素ガスの添加量は極めて少量であって、容積比で溶液流量の１〜０．１％程度である。流量は目的によって変更するが、流量を過剰にすると微細気泡の発生が起こらない。
以上が、超音波連続式水素コロイド生産方法を実行する、「超音波連続式還元練り込み水素コロイドの生産システム」である。【００１１】  超音波循環式水素コロイド生産方法では、図２に示すように粘性溶液を原料貯蔵タンク１からギアーポンプ３で吸い上げ、超音波アトマイザー９へ送る。水素ガスは水素ガス供給装置４から水素ガスを超音波アトマイザー９へ送る。超音波アトマイザー９では超音波発生装置７からの振動を超音波振動板８へ伝え、狭い空間内で溶液へ水素ガスの微細気泡ナノバブル１０を発生させる。こうして、微細気泡１０は次々に送られてくる粘性溶液へ放出されて効率よく封じ込められ、次の工程に向かう。
超音波アトマイザー９の出口が開口している均質化ドラム装置１１ではドラム内径とほぼ接する太さの練り込みスパイラル羽１４を内蔵し、モーター１３で作動する。
練り込みスパイラル羽１４はゆっくり毎分３０〜６００回転しし、発生した微細気泡を均質化し、水素コロイドを形成する。
溶液の気泡密度を更に高め、強い還元力を与えるためには、この水素コロイドを、均質化装置１１から誘導パイプを経て、ギアーポンプ３の後、超音波アトマイザー９の前の工程に導き、切り替えコック１６の作動とギアーポンプ３の停止とコロイド貯留タンクへの輸送コック１６停止を同時に行い、均質化ドラム１１の搬送力で処理溶液を再度超音波アトマイザー９内で微細気泡を増加して、用途に合わせ微細気泡の含量を高めて、均質化ドラム装置１１で練り込み、高性能の水素コロイドとして、コロイド貯留タンク１５に送る。
図２において、２は粘性溶液の流量計、５は水素ガス供給装置からのガス流量計である。６は超音波発生装置の電源装置である。１２は練り込みスパイラル羽と連結したモーターの電源装置である。
水素ガスの添加量は前の超音波循環式水素コロイド生産方法と同様、極めて少量であって、容積比で溶液流量の１〜０．１％程度である。流量は目的によって変更するが、これも前法と同様に流量を過剰に多くすると微細気泡の発生が起こらない。
以上が、超音波循環式水素コロイド生産方法の超音波循環式還元練り込み水素コロイドの生産システムである。【００１２】  粘性溶液のキャビテーション連続式水素ラジカルコロイド生産方法では、図３に示すように粘性溶液を原料貯蔵タンク１からギアーポンプ３で吸い上げ、キャビテーションアトマイザー１７へ送る。水素ガスは、水素ガス供給装置４から水素ガスをキャビテーションアトマイザー１７へ送る。
キャビテーションアトマイザー１７では内径２０〜１００ｍｍの狭いパイプ内に０．０１〜１０テスラの強力磁石又は電磁石を内蔵するカッター攪拌子２０が櫛状に林立する、回転軸を毎分１０００〜３５００回転の高速で回転させ、高速回転は動力モーター１９で発生する。
アトマイザー１７では、狭い空間内で溶液と水素ガスをキャビテイションによって微細気泡ナノバブル１０を発生させる。こうして、微細気泡１０は次々に送られてくる粘性溶液へ放出して効率よく封じ込められ、次の工程に向かう。
キャビテーションアトマイザー１７の出口が開口している均質化ドラム装置１１ではドラム内径一杯の太さの練り込みスパイラル羽１４を内蔵し、モーター１３で作動する。
コロイド均質化装置１１の練り込みスパイラル１４はゆっくり毎分３０〜６００回転し、発生した微細気泡を均質化し、粘性溶液の水素コロイドとして、コロイド貯留タンク１５に送る。
図３において、２は粘性溶液の流量計、５は水素ガス供給装置からのガス流量計である。１８は攪拌子回転モーターの電源装置である。１２は練り込みスパイラル羽の動力モーターの電源装置である。
水素ガスの添加量は極めて少量であって、容積比で溶液流量の１〜０．１％程度である。ガス流量は目的によって変更するが、流量を多くすると大きなバブルが混入する。
以上が、キャビテーション連続式水素コロイド生産方法を実行する、粘性溶液のキャビテーション連続式還元練り込み水素ラジカルコロイドの生産システムである。【００１３】  第４図には超音波アトマイザーによる水素微細気泡発生装置を示した。
ギアーポンプからの粘性溶液２１は誘導パイプ２２により、狭い空間のナノバブル発生室９へ送られる。水素ガス供給装置からの水素ガス２３は通導パイプ２４を通って多孔ガス注入室２５へ送られる。多孔ガス注入室２５のガス圧は微細気泡発生室９の圧力よりやや高くする。粘性溶液では表面張力が極めて強いことと局所的な加圧に対しては伸縮性による緩衝作用が強く働くので、水のように極めて微弱な振動によっても微細気泡が発生して拡散するような現象は起こらない。
そこで硬い振動板８と多孔ガス注入室２５を固定して、超音波発生装置７から振動板８へ超音波振動を伝え、多孔ガス注入室２５の高粘性の溶液との接触面へ圧力差でゆっくり噴出する微細気泡を強制的に多孔ガス注入室２５から離脱させ微細気泡を放出する方法を採用した。すなわち、ガスの加圧による粘張液への吹き出しと聴力な振動による気泡の微細離脱を促進して、溶液中へ振り込み、流下する溶液へ微細気泡を閉じ込める作用である。
発生した微細気泡は次々と送られて来る粘性溶液で持ち去られ、新しい気泡は新しい高粘性の溶液へ次々放出され全体の溶液へほぼ同じ程度に微細気泡が分布することになる。
発生した微細気泡は微細気泡発生室９から微細気泡搬送口２６へ送られ、微細気泡搬送口２６は均質化ドラム１１へ開口している【００１３】  第５図にはキャビテーションによる水素磁化微細気泡発生装置を示した。
ギアーポンプからの粘性溶液２１は誘導パイプ２２により、微細気泡等微細気泡を含んで狭い空間の微細気泡発生室１７へ送られる。水素ガス供給装置からの水素ガス２３は、通導パイプ２４を通って水素ガス供給ノズル２８へ送られる。水素ガス供給ノズル２８のガス圧は誘導パイプ２２の圧力よりやや高くする。粘性溶液は表面張力が極めて強いことから水素供給ノズルから発生するガス気泡は大きな気泡となる。そこで、この大きな気泡を流動する粘性溶液と共に、キャビテーション攪拌室１７へ送り高速攪拌する。
キャビテーション攪拌室１７は、狭いパイプ状の空間に、攪拌モーター１９と連結する回転軸２９に０．０１〜１０テスラの強力磁石又は電磁石を内蔵する櫛状のカッター攪拌子２０が埋め込まれ、パイプ状の攪拌室いっぱいにカッター攪拌子２０が毎分１０００〜３５００回転の高速で回転し、気泡を切断攪拌し、磁化する。この時狭い空間内で高速攪拌するので、キャビテーションが起こり、気泡が微細化し、同時に磁化される。磁化処理時間は０．４テスラで１０分間、１テスラで２０秒程度が望ましく、磁場の強さによって磁化に必要な処理時間を確保するため、粘性溶液の流動速度を調節する。
発生した磁化微細気泡ははキャビテーション攪拌室１７から微細気泡搬送口２６へ送られ、微細気泡搬送口２６は均質化装置１１へ開口している。【００１４】  第６図には練り込み均質化装置１１と水素コロイド貯留装置１５を示した。
ナノバブル発生装置から送られてきた微細気泡は、ナノバブル搬送口２６から均質化ドラム装置１１に入る。均質化装置１１はドラムとスパイラルから成り、回転モーター１３と連結するスパイラル１４でドラム内で粘性溶液を練り込みながら搬送を行う。
練り込み搬送スパイラル１４は均質化ドラム装置いっぱいにゆっくり回転し、発生したナノサイズの微細気泡を粘性溶液に練り込みながら、均質化し、水素コロイド２７として水素コロイド貯留装置１５へ搬送する。水素コロイドは貯留タンク１５の取り出しコック３０を開いて採取する。
【発明の効果】
【００１５】  医薬品、化粧品、食品、の多くは粘性の極めて強い材料からできており、機能性成分を含むものも少なくない。この機能性成分は加工の際の加熱や原料に含まれる酸素によって酸化され減少するなどの品質低下が起こる。従来は粘性溶液の還元処理方法がなかったことから、このような品質防止は不可能であったが本技術によって解決することが可能となった。
粘水の強い溶液は、表面張力が大きいこと、伸縮性に富み物理的衝撃を全体で吸収する等緩衝力があるので、水や通常の溶液のようにガスの微細な気泡が生成され難く、発生した微細気泡も溶液全体へ拡散することがない。従って、粘性溶液では水素コロイドとして、全体を均一に還元処理することが極めて困難である。
本発明では粘性溶液のこのような性質から、溶液を小さな空間に導き、この空間を通動する際に小区画の溶液へ水素ガス添加と超音波処理または高速攪拌処理によって微細気泡を放出し、移動する粘性溶液へ連続的に次々と微細気泡を閉じ込め、これを均質になるように回転するスパイラルの篦で練り込み水素コロイドとして均質化する。
生成された粘性溶液の水素コロイドは、閉じ込めた水素の微細気泡で還元性に保たれ、空気中の酸素による酸化や変性を受け難く、極めて保蔵性が高くなる。
また、加熱加工に際し、水素コロイドとして均一性が高いので、製品が均質に仕上がり、高品質化する。
【００１６】実施例１  水飴と水飴の水素コロイド溶液の性質の比較試験
【００１７】試験の方法
試験に供した区は、対照区、水素コロイド区、水素ラジカルコロイド区の三区である。
対照区は、水飴に水を加えて粘性を柔らかく調整した水飴を用い、無処理の溶液を用いた。
水素コロイド処理区は、無処理区に水素ガスを加えながら超音波振動を与え、水素ガスを少量ずつ微細な水素ガス気泡を発生させ、これを練り込み水素コロイドを形成する処理を行った。
水素ラジカルコロイド区は、無処理区に水素ガスを加えて高速攪拌し微細な水素ガス気泡を発生させ、これを練り込み水素コロイドを形成し、これを強力磁石で磁化する処理を行った。このラジカル消去能は磁化水素の還元力によるので、水素ラジカルコロイドと定義した。
【００１８】調査の方法
（１）色調の変化は処理前と処理後の透明性、光沢のある白濁の比較によった。
（２）ｐＨ及び酸化還元電位の測定法
加工茸のｐＨの測定は、先端の尖った貫入電極により茸組織内部のｐＨを測定した。
酸化還元電位の測定は先端の尖った貫入ｐＨ電極痕の茸組織孔に白金電極を差し込んでＥｈの測定を行った。
［測定機器］：メトラー  ポータブルｐＨメーター  ＭＰ１２０ＢＥ
【００１９】（フリーラジカル消去能の測定法）
１．試薬
ａ）［０．２ｍｏｌＤＰＰＨエタノール溶液］：１，１−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２−ｐｉｃｒｙｌｈｙｄｒａｚｉｌ３．５ｍｇを９９％エタノール５０ｍｌに溶解し３０分間攪拌する。ＤＰＰＨエタノール溶液溶液は、冷却し容器をアルミフォイルで包む。ＤＰＰＨエタノール溶液溶液の調整後２時間以内に測定を終了する。
【００２０】ｂ）［０．２ｍｏｌＭＥＳ緩衝溶液（ｐＨ７．０）］：２Ｍｏｒｐｈｌｉｎｏｅｔｈａｎｅｓｕｌｐｈｏｎｉｃ  ａｃｉｄ  ３．５ｇを蒸留水に溶解し、希水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７．０に調整した後、蒸留水を加えて２００ｍＬとする。
【００２１】ｃ）［ＤＰＰＨ試薬］：０．２ｍｏｌＤＰＰＨ試薬２容と、０．２ｍｏｌＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）１容と、蒸留水１容を混合する。
【００２２】２．操作
ａ）サンプル
試料５０ｇを搾汁し、搾汁液２０ｍＬにエタノール２０ｍＬを加えて、乾燥濾紙で濾過した後、濾液２０ｍＬを５０ｍＬ三角フラスコに採取して、ＤＰＰＨ試薬５ｍＬを加え、３０秒間攪拌し、２分後に分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
【００２３】ｂ）コントロールサンプル
分析希釈液１０ｍＬを５０ｍＬ三角フラスコに採取し、さらにエタノール１０ｍＬを加えて混合し、ＤＰＰＨ試薬５ｍＬを加えて３０秒間攪拌し、２分後に分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
【００２５】ｃ）測定機器：分光光度計  日立製作所  ＵＶ１８００
【００２６】３．計算
コントロールサンプルとサンプル各６検体の吸光度を交互に測定して平均値を求め、フリーラジカル消去率（％）を（式１）によって算出する。
【００２７】［式１］
フリーラジカル消去能値［μＭ／Ｌ］＝Ｃｃ−Ｓｃ
但し  Ｃｃ：コントロールサンプルのフリーラジカル値［μＭ／Ｌ］
Ｓｃ：サンプルフリーラジカル値［μＭ／Ｌ］
【００２８】試験の結果
2008279424.tif 000003
【００２９】結果の概要
水素コロイド処理によって、無色透明の水飴が光沢のある白い濁りとなって微細気泡を飴の中に閉じ込め、気泡が微細であるので浮力がなく長時間コロイドを形成していた。酸化還元電位は、無処理区では飴自体がー１７０ｍＶと還元性を示すが、水素コロイド処理区ではー３５０ｍＶとより強い還元状態を示した。水素ラジカルコロイド処理区ではー３６０ｍＶとより強い還元状態と水素ラジカルによる微弱な抗酸化機能が見られた。この物理化学的性質の変化は経過時間１０日間においても殆ど変化しなかった。
水と違って水飴のような還元性を示す物質では酸化還元電位の変化も動きが鈍くなる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】  粘性溶液の水素コロイド並びに粘性溶液の水素ラジカルコロイドの応用される分野は、抗酸化性の機能性食品の高品質化、同じく保蔵性の向上、還元食品の開発、還元化粧品の開発、還元医薬品の開発、還元飼料の開発やこれらの品質向上と保蔵性の向上など応用の幅が広い。
例えば、水素ラジカル粘性食品、水素ラジカル粘性医薬品、水素ラジカル粘性化粧品、水素ラジカル抗酸化性エンジンオイル等、未だ存在しない製品開発の展望がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】は連続式超音波粘性溶液水素コロイド生産システムである。
【図２】は循環式超音波粘性溶液水素コロイド生産システムである。
【図３】は連続式高速攪拌磁化粘性溶液水素ラジカルコロイド生産システムである。
【図４】は超音波振動アトマイザー装置である。
【図５】は磁化高速攪拌キャビテーションアトマイザー装置である。
【図６】は回転スパイラル練り込みコロイド化装置である。
【符号の説明】
１  原料貯蔵タンク
２  粘性溶液の流量計
３  ギアーポンプ
４  水素ガス供給装置
５  ガス流量計
６  超音波発生装置の電源装置
７  超音波発生装置
８  超音波振動板（磁化振動板０．０１〜１０テスラ）
９  超音波アトマイザー
１０  微細気泡ナノバブル
１１  ドラム型均質化装置
１２  スパイラル練り込み装置モーターの電源装置
１３  スパイラル作動モーター
１４  スパイラル練り込み装置
１５  水素コロイド貯留タンク
１６  粘性溶液流動方向切り替えコック
１７  磁化キャビテーションアトマイザー
１８  攪拌子回転モーターの電源装置
１９  高速回転動力モーター
２０  櫛状に林立する磁化攪拌子（０．０１〜１０テスラ）
２１  ギアーポンプからの粘性溶液
２２  粘性溶液誘導パイプ
２３  水素ガス
２４  ガス通導パイプ
２５  多孔ガス注入室
２６  ナノバブル搬送口（ドラム型均質化装置入り口に開口）
２７  水素コロイド
２８  キャビテーションアトマイザー誘導口に開口する水素ガス噴出ノズル
２９  キャビテーションアトマイザーの攪拌子回転軸
３０  貯留タンクの水素コロイド取り出しコック
【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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