(57)【要約】【課題】マングローブ炭などの低炭素の炭材から水質改善用木炭を製造する。【解決手段】低炭素の炭材を３〜１０ｍｍ程度の大きさに破砕し、この炭材を加熱むらを生じない程度の深さの金属製の箱本体に入れ、ガス抜き孔を設けた金属製の蓋で箱を覆い炭材を外気から遮断し、炭材を充填した箱と蓋とからなる炭化箱を燃焼ガスが充分に流通する程度の空間を相互に隔てて製炭釜内に積み上げ、製炭釜の焚き口から加熱用燃料に着火し炭化箱内の炭材を加熱し、炭化箱内の炭材の加熱に伴いガス抜き孔から噴出する炭材の揮発成分を焚き口から流入する空気により燃焼し加熱用燃料と併せて製炭釜を所望の炭化温度に保持し、炭化箱内の炭材の炭化が完了したら製炭釜から炭化箱を取り出し、炭化した炭材を炭化箱に入れたまま空気中にて放冷する。得られた水質改善用炭を水道水に添加すると激しく気泡が発生し、１０分弱でｐＨがアルカリ寄りに変化し、水質改善用炭として作用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低炭素の炭材を３〜１０ｍｍ程度の大きさに破砕し、前記炭材を加熱むらを生じない程度の深さを有するガス抜き孔を設けた金属製の箱本体に入れ、ガス抜き孔を設けた金属製の蓋で前記箱を覆い前記炭材を外気から遮断し、前記炭材を充填した前記箱と前記蓋とからなる炭化箱を燃焼ガスが充分に流通する程度の空間を相互に隔てて製炭釜内に積み上げ、前記製炭釜の焚き口から加熱用燃料に着火し前記炭化箱内の前記炭材を加熱し、前記炭化箱内の前記炭材の加熱に伴い前記ガス抜き孔から噴出する前記炭材の揮発成分を焚き口から流入する空気により燃焼し前記加熱用燃料と併せて前記製炭釜を所望の炭化温度に保持し、前記炭化箱内の炭材の炭化が完了したら前記製炭釜から前記炭化箱を取り出し、前記炭化した炭材を炭化箱に入れたまま空気中にて放冷することを特徴とする水質改善用木炭の製造方法。
【請求項２】
前記炭材は炭化度の低い木炭であり前記木炭を所望の炭化度まで再炭化することを特徴とする請求項１に記載の水質改善用木炭の製造方法。
【請求項３】
前記炭材はゴム炭、マングローブ炭、ヤシガラ炭のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の水質改善用木炭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は木炭の製造方法、特に低炭化のマングローブ炭を再炭化して水質改善用木炭を製造する水質改善用木炭の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、飲料水の嗜好が進化し、水道水でさえも、おいしいか否かの評価が下されるようになっている。これに加えて水道水の水源となる河川への農薬、工業廃水、生活汚水による汚染が問題視されるに及んで、健康志向と相俟って、ミネラルウォータの消費量が急激に増加しつつある。
【０００３】
ミネラルは、水１リットル中に５０〜１００ｍｇ含まれる微量の無機質であって、カルシュームとマグネシュームが適量に含まれている水が味が良くおいしいといわれている。また、体内の水素イオン濃度（ｐＨ）は、常に７．４の弱アルカリ性を保持するように生理的に調整されているので、弱アルカリ性の水は体内に吸収されやすく、非常に良い水であるとされている。因みに、古来から天下の名水とされるミネラルウォータは、ｐＨ７．３〜７．５のものが多い。
【０００４】
しかし、ミネラルウォータは水道水に比較して非常に高価であり、水道水が１５０円／ｍ3であるのに対し、ミネラルウォータは１５０，０００円／ｍ3 にもなる。一方、水道水の汚染は、浄水場での凝水剤の注入と急速濾過だけでは不十分であり、これを補充するための塩素による殺菌法は、トリハロメタン等の発ガン性物質の生成を引き起こすため、塩素投入の上限を設けざるを得ない状況である。
【特許文献１】特開２００２−１８００６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのため、飲料用または調理用の水道水には、浄水器が不可欠となるが、浄水器を設置するには設備費が掛かり、設置後の保守にも配慮しなければならない。本発明は、水道水の水源の汚染に関する前記のごとき問題点を解決すべく発明されたものであって、簡便にミネラルウォータに匹敵する飲料水が得られる水質改善用木炭の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の水質改善用木炭の製造方法は、低炭素の炭材を３〜１０ｍｍ程度の大きさに破砕し、前記炭材を加熱むらを生じない程度の深さを有するガス抜き孔を設けた金属製の箱本体に入れ、ガス抜き孔を設けた金属製の蓋で前記箱を覆い前記炭材を外気から遮断し、前記炭材を充填した前記箱と前記蓋とからなる炭化箱を燃焼ガスが充分に流通する程度の空間を相互に隔てて製炭釜内に積み上げ、前記製炭釜の焚き口から加熱用燃料に着火し前記炭化箱内の前記炭材を加熱し、前記炭化箱内の前記炭材の加熱に伴い前記ガス抜き孔から噴出する前記炭材の揮発成分を焚き口から流入する空気により燃焼し前記加熱用燃料と併せて前記製炭釜を所望の炭化温度に保持し、前記炭化箱内の炭材の炭化が完了したら前記製炭釜から前記炭化箱を取り出し、前記炭化した炭材を炭化箱に入れたまま空気中にて放冷することを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２の発明は、請求項１の発明のおいて、前記炭材はゴム炭、マングローブ炭、ヤシガラ炭のいずれかであることを特徴とする。また、請求項３に記載の水質改善用木炭の製造方法は、前記炭材は炭化度の低い木炭であり前記木炭を所望の炭化度まで再炭化することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に用いられる炭化箱は、箱本体と蓋体とからなり加熱ムラの生じない程度の深さ（約３０〜３５ｃｍ）を有し、ガス抜き孔を設けたので、製炭釜において加熱されても、炭化箱内の炭材はむらなく加熱される。また、炭材は炭化箱に入れられて外気と遮断されるので、炭化温度にまで加熱されるまでに、炭材の燃焼ロスが生じない。また、本発明に用いられる炭材には、低炭素の炭材を３〜１０ｍｍ程度の大きさに破砕するので、むらなく炭化が進行すると共に、気孔率が極めて高い水質改善用木炭が完成する。
【０００９】
製炭釜内には複数の炭化箱が、燃焼ガスが充分に流通する程度の空間を隔てて、積み上げられるので、炭化箱は均等に加熱される。次いで、製炭釜の焚き口から着火すると、炭化箱内の炭材が加熱され、炭材に含まれる揮発成分が蒸発し、ガス抜き孔から放出される。この製炭釜を炭化温度にまで加熱する熱源は特に制約はなく、製炭釜の焚き口に積み上げられた薪であっても良く、または焚き口に据え付けられる重油バーナを用いても良い。
【００１０】
製炭釜を炭化温度にまで加熱する加熱速度は、比重の高い堅い炭を必要とする場合はゆっくり加熱し、比重の軽い比較的柔らかい炭を必要とする場合は急速に加熱する。従って備長炭のように堅い炭を必要がある場合には、製炭釜の加熱温度は比較的ゆっくりであるのに対し、本発明の場合、炭材が低炭素のマングローブである場合は、製炭釜の加熱速度は備長炭より高速に設定することが好ましい。
【００１１】
本発明において、所望の水質改善の効果を得るためには、炭化率は少なくとも８０％以上とすることが好ましい。炭材の炭化率は製炭釜の炭化温度が高い方が高くなるので、製炭釜の炭化温度は、備長炭なみの１０００℃に設定される。
【００１２】
備長炭の場合、所望の炭化率になったら、製炭釜の中で１０００℃近くで真っ赤になった炭を掻き出し、水分を多く含む灰をかけて急速に冷却することで、硬く締まった金属音を発する備長炭が得られる。そのため、炭の孔は締め付けられ分子の大きい水は、浸透しづらくなっている。
【００１３】
これに対して本発明方法で製造された木炭は、備長炭級の高温で炭化されるが、急速冷却でなく、炭化箱に入れられたままで大気中でゆっくり冷却するため、炭化箱に設けられたガス抜き孔から侵入する空気により、賦活化されるものと推量される。そのため、炭の孔が締め付けられず、空気も水も通りやすく仕上がる。また、炭素含有量も水素イオン濃度（ｐＨ）も備長炭と変わらないが、炭１ｇ中の展開表面積は活性炭に近く、このためミネラルを出し切ったあとの炭は、活性炭の働きをする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施例１）
本発明の実施の形態を以下図面に従って説明する。図１は本発明の木炭の製造方法の実施に用いられる製炭釜の一部を切り欠いた斜視図、図２は図１の製炭釜のＡ−Ａ線における断面図である。この製炭釜１８は、床２０、側壁２２、天井２４が耐火レンガで築かれ、内部は炭化箱１０が収納される燃焼室２６となっている。この燃焼室２６は複数の炭化箱１０を、燃焼ガスが充分に流通する程度の空間を相互に隔て炭化箱を積み上げて収容でき、かつ収容された炭化箱１０と天井２４、側壁２２および床面２０との間を燃焼空気が流通する適度の空間が確保される大きさである。
【００１５】
側壁２２の一面には炭化箱１０の出入口２８が設けられ、この出入口２８にはガイドレール３０に案内されて昇降する耐火レンガ製の開閉扉３２が取り付けられ、この開閉扉３２により出入口２８が明け立てされる。また、天井２４の側壁２２に近い位置には、煙突３４が設けられ、燃焼ガスが排気されるようになっている。
【００１６】
煙突３４からいちばん遠い側壁２２の下端部には、床２０を一段低くして焚き口３６が設けられている。この焚き口３６は、薪炭または重油バーナ等の燃焼により、燃焼室２６を加熱するようになっている。
【００１７】
図３は本発明の木炭の製造方法に用いられる炭化箱の斜視図である。図３において炭化箱１０は箱１２と蓋１４とからなり、蓋１４にはガス抜き孔１６が貫設されている。
【００１８】
炭材として固定炭素６７．５％の低炭素のマングローブ炭を選び、これを破砕し３〜１０ｍｍの大きさの炭材とした。この破砕した低炭素マングローブ炭を深さ約３５ｃｍの炭化箱１０の箱１２に充填し、蓋１４を被せて外気から遮断した。
【００１９】
この炭材を充填した炭化箱１０三個を、図１および図２に示すように、製炭釜１６の燃焼室１８内に搬入し、燃焼ガスが充分に流通する程度の空間を相互に隔てて積み上げ、かつ積み上げられた炭化箱１０と燃焼室１８の天井２４、床２０および側壁２２との間に適度の燃焼空気の流通空間が確保されるようにした。
【００２０】
製炭釜の焚き口２２に設置された図示しない重油バーナに着火し、燃焼室２６の温度が３５０℃に達するまで１００℃／ｈｒの昇温速度で急速加熱した。続いて、炭化箱１０内の炭材１１の加熱に伴い炭材に含まれる可燃性の揮発成分が気化しガス抜き孔１２から噴出するので、この可燃性ガスを焚き口３６から流入する空気により燃焼し、さらに製炭釜１８を１００℃／ｈｒの昇温速度で急速加熱し、燃焼室の温度を所望の炭化温度である７５０℃に急速加熱した後、この温度に保持し、炭化箱１０内の炭材の炭化を完了した。次いで、扉３２を開き出入口２８から炭化箱１０を取り出し、蓋を取らずに大気中に放置して冷却した。完全に冷却されるのに約２日を要した。
【００２１】
なお、製炭がまの焚き始めから製炭が完了するまでの間に、製炭がまから排煙を６００リットル採取し、排煙の総固形粒子および黒煙度（リンゲルマンチャートによる）を測定したところ、総固形粒子量は０．６５ｍｇであって、その結果１．１ｍｇ／ｍ3となり、また黒煙度はリンゲルマンチャートレベルで１未満であった。その結果、例えば、マレーシア環境庁の基準である総固形粒子４００ｍｇ／ｍ3およびリンゲルマンチャートレベル１未満であることをクリアしていることが判明した。
【００２２】
得られた本実施例の水質改善用木炭４０ｇを、ｐＨ７．３の原水１０リットルに添加したところ、底に沈んだ水質改善用木炭の表面から非常に細かい気泡が多数発生し、水面に向かって上昇したので、水が白濁するかのように見えた。この原水に実施例１の炭を加えてから１０分後のｐＨを測定したところｐＨ７．６が測定され、さらに１２時間後のｐＨは７．８となったことが測定された。
【００２３】
本実施例の水質改善用木炭を加えない原水と、本実施例の水質改善用木炭を加えて１０分経過後の水を飲み比べてみたところ、原水に比べて水質改善用木炭を加えた水の方が美味く感じられた。その結果、本発明方法で製造された水質改善用木炭は、非常に速いスピードでミネラル成分が溶出されることが推察された。
【００２４】
なお、比較のために備長炭を３〜１０ｍｍの大きさに破砕し、この備長炭４０ｇを、底に沈んだ備長炭の表面から気泡が発生したが、本実施例の水質改善用木炭に比べて気泡が大きく、その発生量も本実施例の水質改善用木炭に比べて遙かに少なかった。また、１０分経過後のｐＨを測定したが原水のｐＨと殆ど変化が認められなかった。また、原水と飲み比べて見たが、水の美味さは、殆ど感じられなかった。
【００２５】
（実施例２）
ｐＨ７．６、クロロホルム量１．０ｍｇ／Ｌの水道水を原水とし、本発明炭１ｇに対し１００倍量の原水に混合し、２時間後・１２時間後・２４時間後および５分間煮沸後のｐＨ値、ミネラル分（Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ）、ならびにクロロホルムの吸着量を測定し、測定結果を表１に示した。なお、ｐＨの測定はガラス電極法で測定し、溶出イオンについてはイオンクロマトグラフ法で測定した。また、クロロフォルム（トリクロロメタン）の測定は、水中の残留量をガスクロマトグラフ−質量分析法で測定した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１からも明らかなように、ｐＨ値は原水の７．６が２時間後には、８．４にアルカリ寄りに変化し、１２時間〜２４時間後には８．５に変化した。また、５分間煮沸した場合のｐＨ値は、９．０であった。ミネラル成分のうちＫが２．３から１．７に減少したが、Ｃａは０．２９から０．６６に増加し、有用なミネラル成分が溶出することが、確認された。なお、クロロホルムは原水の７．６が１２時間後には０．１９となり、有害成分の吸着性に優れた効果のあることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の水質改善用木炭の製造方法は以上に説明したように、炭材に低炭素のマングローブ炭等を選んだので、炭材をあらかじめ所望の大きさにザイジングすることができる。そのため、完成した木炭の表面に微細な気孔を多数発生させることができる。本発明方法で製造された木炭は、備長炭級の高温で炭化されるが、急速冷却でなく、大気中でゆっくり冷却するため、炭の孔が締め付けられず、空気も水も通りやすく仕上がる。また、炭素含有量も水素イオン濃度（ｐＨ）も備長炭と変わらないが、炭１ｇ中の展開表面積は活性炭に近く、このためミネラルを出し切ったあとの炭は、活性炭の働きをする。また、高価なミネラルウォータに比較して低廉であり、さらに浄水器等を設置することなくミネラルウォータに匹敵する美味しい水を安直に入手することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明で用いられる製炭がまの斜視図である。
【図２】本発明で用いられる図１の製炭がまのＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】本発明で用いられる炭化箱の斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０・・・・炭化箱
１２・・・・箱本体
１４・・・・蓋
１６・・・・ガス抜き孔
１８・・・・製炭がま
２０・・・・床
２２・・・・側壁
２４・・・・天井
２６・・・・燃焼室
２８・・・・出入口
３０・・・・ガイドレール
３２・・・・扉
３４・・・・煙突
３６・・・・焚き口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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