(57)【要約】【目的】  加圧水素溶解還元磁化処理装置による水素ラジカルコロイドの生産技術を提供する。  本技術は加圧水素溶解方式により、水素を溶解した高濃度水素溶液をさらに還元磁化処理し、化学的に抗酸化機能が測定できる水素ラジカルコロイドの生産を可能とした。  また、溶液を脱気し、加圧水素溶解方式により、水素を溶解した高濃度水素溶液を、さらに還元磁化処理し、化学的に抗酸化機能が測定できる水素ラジカルコロイドの生産を可能とした。【構成】１  脱気装置２  圧力タンク装置（高圧水素溶解装置）３  還元磁化装置４  水素ラジカルコロイド充填装置５  アルミ層を有する充填容器【選択図】図１
2009011999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを満たした圧力タンク内で送水ポンプから送られる水を圧力タンク内で、シャワー状に散布し、下方から水素ガスを加えてバブリングし、タンク内を加圧し、０．３〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で溶液へ水素ガスを溶解し、生産される還元水を圧力タンク内に設けた０．０１〜１０テスラの磁石又は電磁石を装備した還元磁化装置内で攪拌子で攪拌して磁化し、ＤＰＰＨ法等化学分析でフリーラジカル消去能を確認することができる、機能性の磁化還元水を生産することを特徴とする加圧溶解水素ラジカル還元溶液の生産方法。
【請求項２】
水及び溶液を圧力タンクへ送る送水ポンプと
水素ガスを圧力タンクへ送るガス供給装置と
水素をタンク内で水に加圧溶解させるための圧力タンクと
シャワーに繋がった高圧ポンプから水を送る開閉バルブを有する送水パイプと
圧力タンク内部上位に設置したシャワーと
圧力タンクのガスノズルに繋がるガスを送るための開閉バルブを有するガスパイプと
圧力タンク内部下位に設置したバブリング用水素ガスノズルと
圧力タンクから還元磁化装置へ高濃度水素水を送る開閉バルブを有する送水パイプと
還元磁化装置内へ水素ガスを送るための開閉バルブを有するガスパイプと
高濃度水素水を磁化するための０．０１〜１０テスラの磁石或いは電磁石を装備した還元磁化装置と
還元磁化装置内で溶液を高速攪拌する攪拌子と
溶液を高速攪拌する攪拌子を作動させるモーター装置と
還元磁化装置内において水素ガスを注入する水素ガスノズルと
還元磁化処理した水素ラジカル還元水を容器に充填する開閉バルブを有するガスパイプと
からなる加圧溶解水素ラジカル還元溶液の生産装置。
【請求項３】
水素ガスを満たした圧力タンク内で送水ポンプから送られる水を脱気装置で脱気し、圧力タンクに送って、圧力タンク内で、シャワー状に散布し、下方から水素ガスを加えてバブリングし、タンク内を加圧し、０．３〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で溶液へ水素ガスを溶解し、生産される還元水を圧力タンク内に設けた０．０１〜１０テスラの磁石又は電磁石を装備した還元磁化装置内で攪拌子で攪拌して磁化し、ＤＰＰＨ法等化学分析でフリーラジカル消去能を確認することができる機能性の磁化還元水を生産することを特徴とする脱気処理加圧溶解水素ラジカル還元溶液の生産方法。
【請求項４】
水及び溶液を圧力タンクへ送る送水ポンプと
水素ガスを圧力タンクへ送るガス供給装置と
水素をタンク内で水に加圧溶解させるための圧力タンクと
シャワーに繋がった高圧ポンプから水を送る開閉バルブを有する送水パイプと
圧力タンク内部上位に設置したシャワーと
圧力タンクのガスノズルに繋がるガスを送るための開閉バルブを有するガスパイプと
圧力タンク内部下位に設置したバブリング用水素ガスノズルと
圧力タンクから還元磁化装置へ高濃度水素水を送る開閉バルブを有する送水パイプと
還元磁化装置内へ水素ガスを送るための開閉バルブを有するガスパイプと
高濃度水素水を磁化するための０．０１〜１０テスラの磁石或いは電磁石を装備した還元磁化装置と
還元磁化装置内で溶液を高速攪拌する攪拌子と
溶液を高速攪拌する攪拌子を作動させるモーター装置と
還元磁化装置内において水素ガスを注入する水素ガスノズルと
充填容器を自動的に移動する装置を備えた水素ラジカル還元水のガス置換自動充填装置と
還元磁化処理した水素ラジカル還元水をガス置換自動充填装置へ送る開閉バルブを有する送水パイプと
ガス置換自動充填装置へ窒素ガスを送る窒素ガス供給装置と
還元磁化処理水素ラジカル還元水の充填容器へ窒素ガスを送り溶液と合わせ窒素ガス充填する装置とからなる脱気水、加圧溶解水素ラジカル還元溶液の自動生産装置。
【請求項５】
請求項４における脱気装置は真空脱気法、逆浸透膜法、加熱脱気法などいずれの方法でも同一の結果を有するので全ての脱気法を含む。
【請求項６】
保存容器の隔壁にアルミニウム薄膜層を有する紙パック及びプラスチック容器内に保存される請求項１及び請求項３の方法によって生産される水素ラジカル還元溶液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、フリーラジカル消去性水素溶液製造装置と、フリーラジカル消去性水素溶液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  還元処理は、食品、飲料、医薬品、化粧品に含まれる色素、ビタミン、カロチン、アントシアニン等の機能性成分の加熱による破壊や酸化を防止し、製品の品質や保蔵性を向上させる効果を有している。【０００３】  還元処理関しては出願人は特許文献１に、液体からなる食品等を減圧下で脱気した後、水素ガスを飽和させて製造した還元性水素水を開示した。また、加熱手段と攪拌手段とを備えた真空タンクと、前記真空タンクに水素を供給する水素発生装置と、真空ポンプと、からなる食品の還元性水素水の製造装置を開示した。【０００４】  特許文献２に、密閉耐圧容器中で攪拌しながら、液体媒体に水素ガスを吹き込むことによる、水素ガス用存液状媒体の生産システムを開示した。【０００５】  特許文献３に、水素ガスを液体に導入し、減圧攪拌、高速攪拌、加圧攪拌の３段階の攪拌溶解過程を有する還元処理方法と自動還元処理装置を開示した。【０００６】  特許文献４に、水道の蛇口に接続し、流路にスパイラル板を具備する渦流エジェクター装置を用いて、飽和量より過剰の水素ガスを供給して水素飽和溶液と気泡の懸濁液とし、綿状のステンレス綱繊維で気泡を破砕して製造した水素コロイド溶液とその製造装置を開示した。【０００７】  本発明者らが特許文献１〜４に開示した水素溶液はｐＨの変化がなく、酸化還元電位は極めて低いを示し、還元性を有するが、フリーラジカル消去性は有していない。【０００８】  特許文献５に、液体材料と水素ガスを混合攪拌して水素溶液を磁化装置で磁石又は水素溶液を回転させることによって磁気処理を行って溶液にフリーラジカル消去性を付与する技術を開示したが、この発明では水素の溶解に際し加圧処理を加える技術は包含していない。【００１１】  特許文献１：特許第２８９０３４２号公報
特許文献２：特許第３８２９１７０号公報
特許文献３：特許第３８４３３６１号公報
特許文献４：特開２００５−１７９８６４号公報
特許文献５：特開２００６−１２４３８８号公報
特許文献６：特許第３６０６４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  水素を溶解した還元水を磁化し、ラジカル活性を付加させるに際し、現在までに得られている特許文献５より更に強いラジカル活性を発生させるため、水素溶解時に加圧処理を加え、水素濃度を高める技術の検討。
具体的には、溶液へ水素ガスを高濃度に溶解させる方法として、密閉容器に水素ガスを満たし、上から脱気した溶液を噴射し、下から水素ガスを噴射して０．５〜１０気圧に加圧し、水素ガスを高濃度に溶解する。水素ガスを高濃度に溶解した溶液は、狭いタンク内で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、水素コロイドを生成すると同時に溶液の水素を磁化して、分析によって確認できる水素ラジカルコロイドを発生させ、抗酸化機能のある高濃度の水素磁化溶液を生産する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  課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ラジカルコロイドの形成技術を提案した。
第１図に、高濃度水素ラジカル還元水の生産方法の基本的生産工程を示した。
第一工程は、耐圧製の容器に水素ガスを満たし、容器上部から水または脱気した水をシャワー状に滴下させ、水及び水素ガスを加えて０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２に加圧し、高濃度の水素水を生産する。１００ｋｇ／ｃｍ２以上の加圧は水素爆発を誘発する恐れがある。
第二工程は、生産された高濃度の水素水を耐圧密閉容器の磁化装置に導き、水素ガスを加えながら、０．０１〜１０テスラの強力磁石または電磁石による磁場の中で、１，０００〜３，０００回転の高速攪拌子で攪拌し、添加する水素ガスをキャビテーションよって微細な気泡に裁断し、水素ナノバブルの生成と磁化を並行的に進め、抗酸化機能のある水素ラジカルコロイドを生成する。
生成した水素ラジカルコロイドは、水素ラジカルコロイド活性を低下させないため、内面にアルミナ薄膜層が剥き出しになり、およびアルミナ層を有するガス透過のない紙パック又はペットボトルに詰め、水素ラジカル機能を励起しながら保蔵する。【００１４】  第１図には、請求項１の加圧溶解水素ラジカル還元水の生産方法と装置の基本原理、加圧還元処理と還元磁化水素ラジカル発生処理の工程図を示した。
工程は、圧力タンクＤを水素ガス供給装置Ｂから水素ガスを送って満たし、これに殺菌した水又は溶液Ａを圧力タンクＤの上方からシャワー状に噴霧し、圧力タンクの下方から水素ガスを供給して加圧して還元性を示し水素含有率１０ｐｐｍ以上の高濃度水素水を生成する。生成した高濃度水素水は水素溶液磁化装置Ｅへ送り、更に水素ガスを加えながら０．１〜１０テスラの強力磁石または電磁石を用いて磁場を作り、高速攪拌子で１，０００〜３，０００ｒｐｍの攪拌速度で溶液を攪拌し、還元磁化処理する。
還元磁化処理した溶液は、抗酸化機能を有し、ＤＰＰＨ法でフリーラジカル消去能の測定が可能である。この還元磁化処理溶液をアルミ箔層を有する容器に充填Ｆする。【００１５】  第２図には請求項２の加圧溶解水素ラジカル還元溶液の生産装置をに示した。
圧力タンクＤへは、水素ボンベ１、圧力調整装置２を有する水素ガス供給装置Ｂから水素ガスを送り、圧力タンクＤでは、水素ガスで満たし、バルブ８を開いて原水Ａを圧力タンクＤの上方から送られる水Ａをシャワー状９に噴霧する。
圧力タンクＤの下方からは、ガスバルブ１０を開いて水素ガスを注入口１２から注入加圧し、高濃度の水素水を生産する。
次に高濃度の水素水は送水パイプ１４を通ってバルブ１５を開き、水素溶液磁化装置Ｅへ導く、水素溶液磁化処理タンクＥにおいては、ガスバルブ１６を開いてガス注入口１８から水素ガス送り、０．１〜１０テスラの強力磁石または電磁石を用いて磁場を与え、モーター１９で作動する攪拌子２０で攪拌して還元処理と磁化処理を併行し、水にフリーラジカル消去能を与える。
フリーラジカル消去能を有する水は、送水パイプ２３を通過してバルブ２４の開閉により、水充填装置Ｆの注入口２５から各種水保存容器へ充填封入２７する。【００１６】  第３図には、請求項３の脱気処理後水素の加圧溶解、さらに還元磁化処理による水素ラジカル還元溶液の自動生産方法の工程図を示した。
工程は、殺菌した水又は溶液Ａを脱気装置Ｃへ送り、脱気後圧力タンクＤへ送る。
圧力タンクＤでは、水素ガス供給装置Ｂから水素ガスを送って満たし、これに脱気溶液を圧力タンクＤの上方からシャワー状に噴霧し、圧力タンクの下方から水素ガスを供給して加圧して還元性を示し水素含有率１０ｐｐｍ以上の高濃度水素水を生成する。生成した高濃度水素水は水素溶液磁化装置Ｅへ送り、更に水素ガスを加えながら０．１〜１０テスラの強力磁石または電磁石を用いて磁場を作り、高速攪拌子で１，０００〜３，０００ｒｐｍの攪拌速度で溶液を攪拌し、還元磁化処理する。
還元磁化処理した溶液は、抗酸化機能を有し、ＤＰＰＨ法でフリーラジカル消去能の測定が可能である。この還元磁化処理溶液を充填装置Ｆへ送る。
充填装置Ｆでは、窒素ガス供給装置Ｇから窒素ガスを送り、充填容器Ｆの空間を窒素ガスで満たし、封入する。即ち、還元磁化処理溶液と窒素ガスの充填は自動化によってチャンバー内で行う、
チャンバーはガスのロスを防ぐため、窒素ガス等重いガスで中を満たし、容器は上下コンベアーで上方から中へ降ろし、前後へはベルトコンベアーと自動充填機の連携で処理溶液と容器空間へ窒素ガスを機械的に充填し、充填封入後は再度上下コンベアーでチャンバーの上方へ引き出し、完了する。
また、充填する容器はアルミ箔層を有する紙製容器またはプラスチック容器、アルミ缶または瓶詰めである。【００１７】  第４図には請求項４の脱気水、加圧溶解水素ラジカル還元溶液の自動生産装置を示した。
殺菌した水又は溶液Ａをバルブ５を開いて脱気装置Ｃの注入口６から注入し、脱気する。脱気した溶液はパイプ７を通ってバルブ８を開いて圧力タンクＤへ送る。
圧力タンクＤでは、水素ボンベ１、圧力調整装置２を有する水素ガス供給装置Ｂから水素ガスを送り、水素ガスで満たしたタンクＤへバルブ８を開いて脱気水を圧力タンクＤの上方からシャワー状９に噴霧し、下方からガスバルブ１０を開いて水素ガスを注入口１２から注入加圧し、高濃度の水素水を生産する。
次に高濃度の水素水は送水パイプ１４を通ってバルブ１５を開き、水素溶液磁化装置Ｅへ導く、水素溶液磁化処理タンクＥにおいては、ガスバルブ１６を開いてガス注入口１８から水素ガス送り、０．１〜１０テスラの強力磁石または電磁石を用いて磁場を与え、モーター１９で作動する攪拌子２０で攪拌して還元処理と磁化処理を併行し、水にフリーラジカル消去能を与える。
フリーラジカル消去能を有する水は、送水パイプ２３を通過して窒素ガス置換処理水充填装置Ｆへ送る。
窒素ガス置換処理水充填装置Ｆでは、窒素ガス供給装置Ｇの窒素ボンベ３１から窒素ガス圧力調整装置３０で調整したガスをコック２９を開いて送り、ガス交換によって充填室の空気を除去し、窒素ガスは重いので充填容器に窒素ガスを満たした後、容器移動装置２６により連続的に容器を移動させながら、バルブ２４の開閉により、アルミ箔層を有する容器へ還元磁化水を自動注入し、充填封入２７する。
【実施例】
【００１８】実施例１  水素溶解水と加圧水素溶解水のの水素コロイド溶液の性質の比較試験【００１９】試験の方法
試験に供した区は、水素溶解水磁化処理区、加圧水素溶解水磁化処理区、脱気加圧水素溶解水磁化処理区の三区である。対照には水素溶解水区を用いた。
１  水素溶解水磁化処理区は、水をタンクの中で掻き回しながら水素ガスを注入し溶解させ、処理液を０．４テスラの磁場の中で水素ガスを加えながら２，０００ｒｐｍの速度で攪拌磁化を行った。
２  加圧水素溶解水磁化処理区は、タンクの中に水素ガスを満たし、水をシャワー状に注入し、下から水素ガスを注入して加圧溶解させ、処理液を０．４テスラの磁場の中で水素ガスを加えながら２，０００ｒｐｍの速度で攪拌磁化を行った。
３  脱気加圧水素溶解水磁化処理区は、水に含まれる空気を脱気して、水素ガスを満たしたタンクの中に、脱気水をシャワー状に注入し、下から水素ガスを注入して加圧溶解させ、処理液を０．４テスラの磁場の中で水素ガスを加えながら２，０００ｒｐｍの速度で攪拌磁化を行った。【００２０】調査の方法
（１）溶液のｐＨ、酸化還元電位（Ｅｈ）および水素濃度の測定法
溶液の酸化還元電位の測定はｐＨ電極並びに白金電極によりｐＨ及びＥｈの測定を行った。
［ｐＨ、酸化還元電位の測定機器］：メトラー  ポータブルｐＨメーター  ＭＰ１２０ＢＥ
［水素濃度の測定機器］：東亜電気ＫＫ  ＤＨＤＩ−１型【００２１】（２）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。【００２２】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。【００２３】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。【００２４】２．操作
ａ）サンプル
試料１０ｍＬを５０ｍＬ三角フラスコに採取して、エタノール１０ｍＬを加えて、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。【００２５】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。【００２６】ｃ）測定機器：分光光度計  日立製作所  ＵＶ１８００【００２７】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。【００２８】［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］【００２９】試験の結果
2009011999.tif 000003
【００３０】結果の概要
水素の溶解性は加圧しなければ５ｐｐｍ程度含まれ、酸化還元電位は−３２０ｍＶ程度まで低下するが、ラジカル消去能は発生しない。これを磁化処理すれば、０．９μＭ／Ｌ／ｍｉｎ程度のラジカル消去能が発生する。
加圧水素溶解磁化処理区では、溶存水素濃度が１３ｐｐｍ、酸化還元電位が−３５０ｍＶ、フリーラジカル消去能１．３μＭ／Ｌ／ｍｉｎであった。
更に、脱気加圧水素溶解磁化処理区では、溶存水素濃度が１３ｐｐｍ、酸化還元電位が−３５０ｍＶで、フリーラジカル消去能は１．３μＭ／Ｌ／ｍｉｎであった。
【産業場の利用可能性】
【００３１】  水素ラジカルコロイドの応用される分野は、処理溶液そのものが抗酸化性を持つので機能性物質と考えられ、製品の高品質化、保蔵性の向上などが期待される。
その応用範囲は還元食品の開発、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幅が広い。
本発明による加圧溶解水素ラジカル溶液は、圧力タンクで水素ガスを溶液へ溶解する際、一旦高圧に加圧することで高濃度に溶解させ、高濃度の水素水を還元磁化装置で励起する事により、より強い抗酸化機能を発生させることが可能となり、発明者が既に出願している国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００７／５７４８９「フリーラジカル消去性水素溶液、その製造方法、及び製造装置」を補完するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】  水素加圧溶解・還元磁化水素ラジカル発生処理の工程図
【図２】  水素加圧溶解・還元磁化水素ラジカル発生処理装置
【図３】  脱気後・水素加圧溶解・還元磁化水素ラジカル発生処理の工程図
【図４】  脱気後・水素加圧溶解・還元磁化水素ラジカル発生処理装置
【記号の説明】
Ａ  殺菌した水又は溶液
Ｂ  水素ガス供給装置
Ｃ  脱気装置
Ｄ  圧力タンク
Ｅ  水素溶液磁化装置
Ｆ  還元磁化処理溶液をアルミ箔層を有する容器へ充填する装置
Ｇ  充填装置への窒素ガス供給装置
１  水素ボンベ
２  水素ガス圧力調整装置
３  圧力タンクへの水素ガス供給パイプ
４  水素溶液磁化処理装置への水素ガス供給パイプ
５  脱気装置への溶液輸送供給パイプ及び開閉バルブ
６  脱気装置への溶液注入口
７  脱気装置から圧力タンクへの溶液供給パイプ
８  圧力タンクへの溶液供給パイプ及び開閉バルブ
９  圧力タンク内の溶液供給シャワー
１０  圧力タンクへの水素ガス供給パイプの開閉バルブ
１１  圧力タンク内の溶液排出ドレン
１２  圧力タンク内の水素ガス供給ノズル
１３  圧力タンク内のガス排出バルブ
１４  圧力タンクから水素溶液磁化処理装置への水素溶液の供給パイプ
１５  水素溶液磁化処理装置への水素溶液の供給パイプ及び開閉バルブ
１６  水素溶液磁化処理装置への水素ガス供給パイプ及び開閉バルブ
１７  水素溶液磁化処理装置への水素溶液の供給口
１８  水素溶液磁化処理装置への水素ガス供給ノズル
１９  水素溶液磁化処理装置攪拌子回転モーター
２０  水素溶液磁化処理装置攪拌子
２１  水素溶液磁化処理装置磁石又は電磁石
２２  水素溶液磁化処理装置ガス排出開閉バルブ
２３  水素溶液磁化処理装置から充填装置への還元磁化溶液供給パイプ
２４  充填装置の還元磁化溶液供給開閉バルブ
２５  充填装置の還元磁化溶液供給口
２６  自動充填装置の充填容器運搬用コンベアー（昇降コンベアーと連動）
２７  アルミ箔層を有する充填容器
２８  充填室のガス排出バルブ
２９  充填室への窒素ガス供給開閉バルブ
３０  窒素ガス供給圧力制御装置
３１  充填室への窒素ガス供給ボンベ
【図１】
2009011999.tif 000004
【図２】
2009011999.tif 000005
【図３】
2009011999.tif 000006
【図４】
2009011999.tif 000007