─ 講演会 スケジュール ─

2007 年 11 月 20 日（火） （受付 12:00～ ）13:00 開会
13:00～13:10
開会挨拶 財団法人塩事業センター 理事長
13:10～16:30
講 演

今井 正

司会
鍵和田賢一
ページ
講演 1
「わが国における塩づくりの歴史と海水総合研究所が果たしてきた役割」 ･････････ 1
農学修士 研究員
渕脇哲司
司会
党 弘之
講演 2
「わが国の塩づくりを支え、未来を築くために」 ･･･････････････････････････････････ 8
工学博士 主任研究員 研究チームリーダー
吉川直人
司会
谷井潤郎
講演 3
「塩とともに豊かな食生活を育むために」 ･･･････････････････････････････････････ 19
理学修士 研究員
眞壁優美
休 憩
司会
新野 靖
講演 4
「安全・安心をより確かなものに」 ･･････････････････････････････････････････････ 27
工学修士 主任研究員 研究チームリーダー
野田 寧
司会
村上丈二
講演 5
「豊かな海を守り、恵みを得るために」 ･･････････････････････････････････････････ 36
工学博士 所長
長谷川正巳

閉会挨拶

所長

16:30～17:00「ポスターセッション」
17：00 閉会

長谷川正巳

わが国における塩づくりの歴史と海水総合研究所が果たしてきた役割
海水総合研究所

渕脇哲司

1. はじめに塩資源が乏しく、高湿多雨なため海水を天日で蒸発させて塩をつくることができないわ
が国では、先人たちがさまざまな工夫と技術革新を積み重ね、今日の塩づくりを築き上げた。
本講演では、先人たちのたゆみない努力により築いてきた日本の塩づくりの歴史を、世界の塩づくりとも比較しながら紹介するとともに、その中で海水総合研究所が担ってきた役割について紹介する。

2. 海外における塩づくり
世界では年間約 2.4 億トンの塩がつくられている(U.S. geological survey 2007)。この内、岩塩(地下かん水を含む)が 65％、天日塩が 34％を占める。図 1 に岩塩鉱、図 2 に天日塩の採取風景を示すが、岩塩を採取することを現地では Mining(採鉱)、天日塩を採取することを Harvest(刈り取り)と呼び、鉱業や農業として扱われる。このように、海外では豊富な地下資源あるいは地形・気候を利用した塩づくりが行われている。

図1

岩塩鉱の塩採取風景

図2

天日塩田の塩採取風景

それでは、日本はどうかというと、海水を原料に大部分の塩がイオン交換膜法によってつくられるが、年間 120 万トン(2007 財務省)と、世界における総生産量の 1%にも満たない。
その意味では、わが国の塩づくりは世界的に見ても稀有な技術であり、これまで幾多の苦労の上に成り立ってきたかが、うかがい知れるのではないだろうか。

-1-3. わが国の塩づくりの歴史
わが国では、前述したように高湿多雨な気象条件のため、海水から直接塩をつくることができない。そこで、古来より「海水を一旦濃縮して濃い塩水(かん水)を採り」、「このかん水を煮詰めて塩をつくる」という、「採かん」と「晶析」の 2 つの工程の組み合わせにより塩づくりが行われてきた。
一方、塩が生命維持活動に必須な物質であることから、19 世紀末には、国策として塩づ
くりの近代化に対する取り組みが行われるようになり、それは現在も引き継がれている。
ここでは、わが国における塩づくりの歴史と、それに合わせて取り組んできた研究開発の概要を述べることとする。

3.1 塩づくりの近代化への取り組み
表1

表 1 に、19 世紀末までの塩づくりの歴区分史を示す。日本最古の塩づくりは、海水

年400に浸してから干した海藻を焼いて灰塩(はいじお)をつくる藻塩焼き(もしおや

600
800

塩づくりの歴史(19 世紀末まで)
採かん

晶析

藻塩焼き(もしおやき）

製塩土器

揚げ浜式塩田 入浜式塩田
塩地(あげはましき) (いりはましき）

1000き)と呼ばれるものとされている。

1200

6～7 世紀になると干した海藻に海水1400を注いでかん水を採り、製塩土器でかん

1800

塩釜

1600

水を煮詰めて塩を造ったとされる。8 世紀になると海藻にかわって塩分が付着した砂を利用してかん水を採るようになり、この方法は 9 世紀ごろになると「塩田法」の形態へと発達する。
塩田法は、「揚げ浜(あげはま)式」、「入浜(いりはま)式」に分けられ、潮の干満の差が小さいところでは揚げ浜式が、差が大きい地域では入浜式が用いられた。この頃になると、得られるかん水の量が増し、塩釜(しおがま)と呼ばれる釜が晶析に用いられた。
前述したように、19 世紀末になると、エネルギー費、労働費の削減など、国策として、塩づくりを近代化するための施策がとられた。表 2 に、塩づくりの近代化に対する取り組みを整理して示す 1)2)。
1882 年には、当時の農商務省が、塩田法による塩づくりに対して効率化の検討を開始した。1905 年に専売制度が施行されると大蔵省へと所管が移り、三田尻製塩試験場(後の防府製塩試験場、イオン交換膜法の本格導入により 1972 年廃止)が発足し、こうした研究を-2-

引き継いだ。採かん工程の効率化に関しては、代表的なものに流下式塩田があり、晶析装
置に関しては、蒸気利用式、真空式の晶析装置の開発などがある。
表2

塩づくりの近代化への取り組みの歩み
製塩方法

研究体制

年
採かん法
晶析法
1894
・農商務省大師河原試験場
入浜式塩田
平釜
塩田法を中心・農総務省津田沼製塩試験場
1899
・農商務省松永試験場
とした研究
1903
・廃止
1905
・大蔵省専売局
・大蔵省専売局
1909
蒸気利用式
津田沼製塩試験場 三田尻製塩試験場
1911
・大蔵省専売局
・大蔵省専売局
1913
防府製塩試験場
船橋試験場
・大蔵省専売局
海水直煮法
小田原分場
1924
・廃止
・日本専売公社 流下式塩田
防府製塩試験場
1930
小名浜工場
1949
・日本専売公社
・日本専売公社
塩専売法の施行
防府製塩試験場 小田原製塩試験場
1952 1905年6月
1955～1997年4月
1960
真空式
・廃止
1963
・廃止
1972
・日本たばこ産業(株)1985
小田原試験場・(財)塩事業センター
1988
・同社海水総合研究所
海水総合研究所
1996
イオン交換膜法
1997
次世代の塩づくり塩事業法の施行～を目指した研究1997年4月～

1950 年以降、塩田法に変わる次世代の塩づくりとして、海水直煮法、イオン交換膜法が検討されるようになる。こうした研究を中心的に実施したのが、1949 年に発足した小田原
製塩試験場(現在の海水総合研究所)であり、その後の組織改変に伴って 100 年に亘る塩づくりの研究を引き継ぐとともに、1997 年に専売制度が廃止された後も、さらに効率的な塩づくりを目指して研究を進めている。

3.2 塩づくりの進歩における技術的な検討の概要
前項で述べたように、わが国の塩づくりに関する研究は 100 年以上の歴史を刻んで、現在のイオン交換膜法による塩づくりへと変化した。本項では、塩づくりの進歩に果たしてきた研究の概要を紹介することとする。

1) 採かん法1-1) 塩田法堤
防図 3 に入浜式塩田の概要を示す。入浜式塩田
は、塩田の周囲を堤防で囲み、塩田内に海水を引き込む水路が作られている。海水は、潮の干満を利用して塩田に導入され、砂層に導かれる。

-3-

海
干
満
差

潮
廻
し

浜
溝

沼
井

樋門

竹すのこ
むしろ

図3

撤砂

か
ん
水
槽

溝

海水浸透

入浜式塩田の概要

竹管砂表面に塩分が析出すると(2-3 日間)、塩分の付着した砂を沼井(ぬい)とよばれる桶に集め、そこへ海水をかけて濃い塩分濃度のかん水を得る。
図 4 に当時の作業風景を示すが、多くの労力を要し、また、広大な土地を必要とするため、
図4

図 5 に示すような流下式塩田の開発が行われた。

入浜塩田の作業風景

流下式塩田は、流下盤と呼ばれる傾斜をつけた
粘土盤に薄膜状に海水を流し、かん水をつくり、
このかん水を、図 5 中の左上に示した竹笹を組んだ枝条架（しじょうか）と呼ばれる構造体の上部から流し、さらに濃縮されたかん水を得るものである。
図5

この方法では、枝条架を用いることにより、流下式塩田

海水の蒸発が立体的に行われるなど、入浜式塩田に比べて蒸発効率の大幅な向上が可能となった。また、塩田の自動化も可能となり、労働生産性も向上した。

1-2) イオン交換膜法
図 6 に「イオン交換膜法」の仕組みを

A

C

A

C

模式的に示す。装置内に陽、陰イオン交換膜を交互に配置し、両端に電極を設置
して電流を流すと、陽イオンは－極へ、－+

陰イオンは＋極へ移動する。
このとき、陽イオンは陽イオン交換膜
電極を通過するが、陰イオン交換膜を通過できない。また、陰イオンは陰イオン交換

図6

脱塩室 濃縮室 脱塩室※C:陽イオン交換膜
A:陰イオン交換膜

電極○：陽イオン△：陰イオン

イオン交換膜法の仕組み

膜を通過するが、陽イオン交換膜を通過できないので、濃縮室と呼ばれる部屋にイオンが集められ、かん水を採ることができる。
この方法により、海水中の塩分濃度は 5～7 倍濃縮される。
このイオン交換膜法については、小田原製塩試験場の発足と同時に研究が進められ、1960-4-

年代には、図 7 のような現在のイオン交換膜電気透析装置の原型となるパイロットプラントが製作された。
この方法では、天候に関係なく大量のかん水を採取でき、自動化も可能となったため、現在の塩づくりにおける採かん法へと繋がっていく。

図7

イオン交換膜透析装置

2) 晶析法晶析法の検討では、熱の利用効率、大量のかん水処理を目的に、「平釜」、「蒸気利用式」、「真空式」などが検討された。また、海水を直接煮詰めて塩をつくる海水直煮法も検討された。
図 8 に平釜の概要を示す。従来用いられた塩釜
は燃料を燃焼し、かん水を煮詰めるのみであった。
それに対して、平釜は、燃焼排気の熱を利用し、かん水の予熱を行うなど熱の利用効率を高めた。
蒸気利用式は、平釜をさらに改良したものであり、
図8

釜を密閉構造にすることにより、かん水を煮詰め平釜の概要た時に発生する蒸気を回収し、この蒸気をかん水の予熱に利用するものである。
図 9 に、真空多重効用式晶析装置

蒸発蒸気

蒸発蒸気

蒸発蒸気

沸点
80℃

沸点
50℃

真空

の概要を示す。真空式は、装置を減圧操作し、かん水を低温蒸発させる方法である。この方法は、装置を順

加熱用
蒸気

沸点
110℃

次減圧することで蒸発蒸気を有効に利用でき、現在でも 3～4 重効用から

図9なるシステムが用いられている。

真空多重効用式晶析装置の概要

表3

晶析装置の性能(1935 年)3)区分
平釜
蒸気利用式 真空式
表 3 に、各晶析装置の性能を示すが、8560
燃料消費量(石炭) 130～140
真空式の導入により、晶析装置の燃[ kg / 100kg - 塩]
料消費量は平釜に比べて半分以下と かん水処理量
7～920～100100～800[ kl / day ]なり、生産性は 100 倍程度となった。

海水直煮製塩法は、文字通り海水を直接煮詰めて塩をつくる方法であり、加圧式の晶析-5-装置の適用が検討された。
蒸発蒸気

図 10 に、加圧式による晶析装置の概要を示すが、加圧式では発生した蒸発蒸気をブロワーなどの圧縮装置を用いて加圧し、この加圧操作により温度を上昇させた蒸気を再度熱源に利用する方法である。

圧縮蒸気

こうした装置では、蒸気の加圧方法が検討された。また、海水を煮詰める場合には、炭酸カルシウムや硫酸カルシウムなどのスケーリングが問題となり、また、ブロワーなどの蒸気圧縮装置の腐食も問題となった。
このうち、スケーリングについては、硫酸カルシウム種晶添加法などが対策として用いられたが、採かん法としてイオン交

蒸気圧縮装置

換膜法が注目されると、真空式との組み合わせが検討されるよ

図 10

加圧式の概要うになり、海水直煮製塩法の検討は終了した。

4. イオン交換膜法製塩プラントの誕生
図 11 に、現在のイオン交換膜法製塩プラントの概要を示す。イオン交換膜法による採かん法では多くの電力を必要とするため、ボイラーで発生した蒸気は、まず、自家発電設備に供給され、ここで発生した電力を採かん工程に供給する。さらに、自家発電設備で使用した蒸気は、真空多重効用式晶析装置に供給され、かん水から塩を晶析する。こうしたプラントの設計により、効率的なエネルギーの利用が行われるようになり、表 4 に示すように入浜式塩田に比べて、その生産性は 67 倍まで向上した。
表4
区分
年度
塩浜面積 [ha]塩生産性の推移 4)
塩田法
入浜式

流下式

昭和10年 昭和35年

イオン交換膜法
昭和55年

4,537

3,052

―

製造場数 [－]

3,307

29※

7

生産量 [万トン/年]

60.4

83.4

126.8

労働生産性
[トン/人/年]

16.6
(1)※※

175
(11)

1,120
(67)

※
塩田21工場、海水直煮、イオン交換膜法など8工場※※ 昭和10年を1とした時の比率-6-バロメトリックコンデンサー

真空多重効用式晶析装置

蒸気

蒸気

冷却水
(海水)

タービン

～

ボイラー

電力

濃縮かん水

母液
かん水

ろ過装置
海水

イオン交換膜透析槽

図 11

イオン交換膜法製塩プラントの概要

4. おわりに
これまでに述べてきたように、わが国の塩づくりは、先人たちのたゆみない努力により固有の技術を積み上げてきた。
海水総合研究所は、こうした塩づくりの歴史の中で、近代化に貢献してきた。現在は、1997 年 4 月に施行された塩事業法 *)のもと、「安全・安心で、低廉な用途に応じた使いやすい塩」をキーワードに「製塩技術」、「商品技術」、「塩の品質および分析技術」に関する研究に取り組んでいる。
今後も、わが国の塩づくりを支えるとともに、消費者の皆様方へ塩に関する客観的で、かつ科学的な情報を引き続き提供していきたいと考える。
*)塩事業法：塩専売法の廃止に伴い、塩が国民生活に不可欠な代替性のない物質であることから、塩事業の適切な運営による塩の安定的な供給の確保と我が国塩産業の健全な発展を図る
ために必要な措置を講じ、もって国民生活の安定に資することを目的とする。

参考文献
1) 日本専売公社, 日本塩業史 (1958)
2) 日本専売公社, 戦後日本塩業史 (1958)
3) 村上正祥, 日本海水学会誌, 36, p.72 (1982)
4) 村上正祥, 日本海水学会誌, 36, p.67 (1982)-7-わが国の塩づくりを支え、未来を築くために
海水総合研究所吉川直人

1. はじめに当研究所は、「安全・安心で、低廉な用途に応じた使いやすい塩」を効率的に生産することを目指して、これまで所望品質、生産量に応じて製塩プロセスを最適に制御するとともに、生産計画の策定を効率的に行う統合生産システムの構築に向け取り組んできた。また、構築過程において製塩プラントを適切に操作するための計測技術や制御技術などを開発し、実用に供した。
一方、近年、石炭、石油などのエネルギー、製塩プラントに用いられる金属材料の価格は高騰しているが、塩もこうした影響を受けており、わが国の塩づくりの基盤を強化する
ためには、一層効率的な生産技術の構築が求められている。そこで、現在、当研究所では、高効率な製塩技術の構築を目的として、高性能ろ過装置、次世代イオン交換膜および電気透析装置、高効率晶析装置、腐食防食技術の開発に取り組んでいる。
本講演では、イオン交換膜製塩法の概要、当研究所における製塩技術研究への取り組みの概要とともに、今後の研究の方向性についても紹介する。

2. 製塩工程の概要
図 1 にイオン交換膜法製塩工程の概要を示す。海水を清澄化するためのろ過装置、清澄化された海水を濃縮するための陽・陰イオン交換膜が交互に装着されたイオン交換膜電気
透析装置（以下、電槽と略す）、濃縮された海水（かん水）をさらに濃縮し、塩結晶を析出させるための多重効用式の晶析装置などからなる。
年間生産量 20 万トンの平均的な生産能力を持つ製塩工場の場合、ろ過装置は海水を時間当たり 3,500m3 程度処理する必要があり、製塩工場で用いられている砂ろ過装置の場合、ろ過面積は 730m2 程度必要となる。電槽は 1 枚当たりの有効膜面積 1～2m2、1 基あたりの膜対数 2000～2500 対のものが 20 基程度必要であり、総膜面積は陽・陰イオン交換膜を合わせると 120,000m2 程度となる。晶析装置は内径 5m 程度で高さが 10～20m の立釜であり、これが 5～7 缶設置されている。このように、製塩工場は膨大な設備を有する。
また、このように大規模な設備で塩を製造するためには多大なエネルギーを必要とする。
電槽は電力を用いて海水を濃縮し、晶析装置には蒸気を用いる。このため、工場には自家-8-発電設備があり、ボイラーで発生させた蒸気を用いて発電し、発電に使用された後のタービン背圧蒸気は晶析装置の熱源とする有効なエネルギー利用がなされている。また、晶析装置は 3 重あるいは 4 重の多重効用方式で運転されおり、4 重効用では熱源蒸気 1 に対して 3 倍以上の水分を蒸発させることができる効率的な方法である。

コンデンサー
晶析装置

蒸気
タービン
～

電力
ボイラー

海水

苦汁
かん水

砂ろ過装置

電気透析装置

図1

イオン交換膜法製塩工程の概要

3. 製塩技術研究への取り組み
図 2 に当研究所の製塩技術研究への取り組みについてまとめた。

統合生産システム

これまで、当所では製塩プラン

制御技術

ト全体を一元管理し、プラントの計測技術

最適制御や生産計画の策定を効率プロセスの高効率化技術的に行うための統合生産システムの構築を目標とした研究開発を行

図2

これまでの検討

エネルギー費
設備材料費の高騰

製塩技術研究への取り組みってきた。統合生産システムの構
築には、まず、各プロセスの運転状況を把握するための計測技術が必要であり、次に、各プロセスを最適化するための制御技術が必要である。さらに、計測技術、制御技術を用いて、各プロセス間をネットワーク化、共有化した統合生産システムを構築することにより、所望する製品の品質、生産量に応じて、製塩プラント全体を最適に制御することが可能と

-9-

なる。
一方、近年のエネルギー、設備材料の価格の高騰による製塩コストの増加は顕著であり、わが国の塩づくりの基盤を強化するためには、エネルギー費、設備費を低減する高効率な製塩プロセスを構築することが必要である。現在、これに向けて、各プロセスを対象とした高効率化技術について検討を実施し、製塩技術研究の土台強化を図っている。
以上、当研究所における製塩技術研究への取り組みについて述べたが、現在の研究開発
目標は、効率的な製塩プロセスを用いて、統合生産システムにより効率的に塩を生産する
製塩プラントを構築することである。

4. 統合生産システムの構築に向けたこれまでの検討
当研究所では、これまでに、統合生産システムの構築に向けた検討を実施してきた。また、その検討過程において、各種の計測技術、結晶品質制御技術を開発し実用に供した。
以下に、これらの技術開発の概要について述べる。

4.1 計測技術の開発

電気透析装置ろ過装置

温度、圧力、流量等は既存の

海水

Cl-濃度

脱塩海水

濁度
Cl-濃度

成分濃度

センサーを使用することができ晶析装置

るが、工程溶液組成、製品品質

結晶懸濁
密度

などについては、独自の技術開かん水発が必要であった。当研究所ではこれまでに、海水の濁度、採かん工程、晶析工程における工程溶液成分濃度、結晶懸濁密度、製品の平均粒径、水分、マグネ
シウム含有量の計測技術を開発

ボーメ比重
成分濃度

塩結晶

苦汁

粒径分布

平均粒径、水分Mg2+含有量製品

遠心分離機
ベルトコンベア

図 3 計測技術の工程への適用例

し、実用に供した。
図 3 に開発した計測技術の製塩工程への適用例を示す。原料から製品までをほぼ網羅しており、プラント全体の運転状況を把握することが可能となった。

- 10 -

4.2 制御技術の開発
所望する製品の品質、生産量に応じて製塩プロセスを最適に制御するためには、制御システムを構築するための基となる製品の品質を制御する技術を開発することが重要である。
晶析装置で生産される塩結晶の品質は製品の品質に直結するため、製品の品質制御には、
晶析装置内で塩結晶の粒径、形状、組成等の品質を制御する技術を開発することが必要である。組成制御については、結晶内に取り込まれやすく、晶析操作以降での制御が難しい
カリウム、臭化物イオンについて検討することが重要である。

(1) 粒径制御技術の開発
晶析装置で塩結晶の粒径を制御するためには、結晶粒径と晶析操作因子との関係を何らかの方法で相関づける必要がある。これまでに、実用装置を用いた試験結果から、これらの関係はニューラルネットワークモデルを用いて良好に説明できることを明らかにし、
ニューラルネットワークモデルを用いる粒径静的制御技術を確立した。図 4
循環ポンプ周波数にニューラルネットワークの概念図を示す。

熱源蒸気流量

さらに、工程試験で得られた非定常結晶懸濁密度

状態データについて、ニューラルネッ

入力層（操作因子）

出力層（制御対象）

中間層

トワークモデルを用いた粒径変化予測
シミュレーションにより、粒径動的制

平均粒径

図4

ニューラルネットワーク概念図

御技術への可能性が示唆された。

(2) 臭化物、カリウムイオン制御技術の開発
晶析装置内における結晶成長は結晶表面の荒れの形成（結晶成長速度小）、微結晶付着による荒れの修復（結晶成長速度大）が繰り返し起きており、臭化物、カリウムの結晶への取り込みは微結晶付着による荒れの修復時には減少すること、また、結晶成長速度増大にともない、取り込み量は減少することを見出した。これより、臭化物、カリウムを低減する操作として、結晶成長速度の増大が有効であることが示唆された。

- 11 -

4.3 統合生産システム構築の現状と今後の方向
これまで述べたように、計測技術の開発により統合生産システムの構築に必要な計測機器は得られたと考えられる。品質制御については、晶析工程以外は比較的容易であり、各プロセスにおける制御システムの構築、プロセス全体の最適化についても、不十分ながら、既に達成している製塩プラントも見られる。今後は、晶析工程における結晶品質制御技術を確立し、統合生産システムの構築に向けて検討する。

5. 高効率な製塩プロセスの構築に向けて
5.1 高効率な製塩プロセスの構築に向けた課題
我が国の塩づくりの基盤を強化するためには、高効率な製塩プロセスの構築が必要である。現在、製塩プラントは非常に効率が高い方法により運転されているが、エネルギー費、設備材料費の高騰により製塩コストは増大している。このため、各プロセスを対象とした技術研究により、さらなる効率化を図ることが必要である。
以下に、各プロセスを対象とした技術研究における課題について述べる。

(1) 海水ろ過技術
海水ろ過工程では大量の海水を処理する必要がある。また、ろ過海水を使用する電槽は陽・陰イオン交換膜が交互に 0.4～0.7mm 間隔で積層されており、その間の流路に海水が供給されるため、ろ過操作により清澄化することが必要である。
現在、海水ろ過には比較的安価で構造が単純な砂ろ過装置が用いられている。この装置
はろ過速度が遅く、単位ろ過面積当たりの処理量が少ないため、設備を大型化せざるを得ない。また、海水を清澄化するために 2 段処理が用いられているが十分でない。これらの課題を解決するためには、高効率で海水の清澄化が可能な新たなろ過装置の開発が必要である。

(2) イオン交換膜濃縮技術
電槽は海水の濃縮に多大な電力を必要とするため、設備費を低減するとともに所要電力の低減が望まれている。所要電力、設備費を低減するためには、低抵抗で、高濃度濃縮が可能な陽･陰イオン交換膜を開発すること、膜間隔を狭くすることにより、溶液の電気抵抗を低減することが必要である。

- 12 -

もう一つの問題は、ろ過海水中の濁質が膜などに付着し、流路を閉塞することである。
このため、製塩工場では 1 年以内に電槽を解体し、洗浄する作業を行っている。この洗浄操作は労力を要するだけでなく、膜を傷めやすいため、洗浄間隔を延長することが求められている。これに対応するには、新たなろ過装置を開発することにより、ろ過海水を清澄化するとともに、電槽の構造を再検討することが必要である。

(3) 晶析技術
晶析装置は大型であり、多重効用式で運転されているため缶数も多い。また、晶析装置
内の溶液は、高温（50～110℃）で、高濃度の塩類溶液であり、晶析装置は腐食しやすい環境下に置かれているため、装置材料には高耐食性の金属が用いられている。このように、晶析装置の設備費は膨大であり、維持費もかかるため、高効率な晶析装置の開発が求められている。そのためには、装置内における結晶の成長速度を速くするとともに、懸濁させる結晶の量を多くすることが必要であり、それを達成する方法、装置構造を検討することが必要である。

(4) 腐食防食技術
晶析装置等の製塩装置は大規模であり、腐食しやすい環境下に置かれているため、設備費、維持費は膨大である。これらを低減するためには、製塩装置を設置するにあたり適切な材料を選定すること、防食箇所に適した防食法を選定すること、腐食箇所を早期に発見し対応することが必要である。
腐食には様々な形態があり、材料選定、腐食対策には、腐食形態ごとに様々な製塩環境（温度、塩類濃度、pH、溶存酸素量）における材料ごとの腐食性、耐食性を整理することが重要である。一方、既に導入した装置の腐食状態を管理し、早期に腐食トラブルを防ぐためには腐食モニタリング法の開発が必要である。

5.2 製塩技術研究の概要(1) 海水ろ過技術
海水ろ過技術研究における課題は効率よく、海水を清澄化する技術の開発であり、当所ではこれに対応するため、高速ろ過装置の開発を進めてきた。
図 5 に高速ろ過装置の概念図とパイロットスケールプラントの写真を示す。

- 13 -

粗逆円錐カラム密

ろ材の充填状態

円筒カラム

図5

高速ろ過装置概要

本装置は圧縮性繊維状ろ材を用い、ろ過装置の上部を円筒形状、下部を逆円錐形状とすることにより、ろ層上部は疎、下部は密のろ層構造をとることができる。これにより、ろ層上部では大きな濁質を捕捉し、下部の緻密層で精密なろ過を行うことができる。また、使用する繊維状ろ材は空隙率が高いため、砂ろ過装置と比較して単位ろ過面積あたりの処理能力が 6～7 倍程度であり、小型化が可能である。現在、工程試験において長期安定性、ろ過性能について検証中であるが、大きなトラブルもなく、砂ろ過装置と比較して濁度が1/10～1/3 の清澄な海水が安定的に得られている。

(2) イオン交換膜濃縮技術
イオン交換膜濃縮技術における課題は、低抵抗で高濃度濃縮が可能な次世代イオン交換膜の開発、電槽の解体洗浄間隔の延長であり、当センターは昨年度「塩製造技術高度化研
究開発事業」を立ち上げ、膜製造メーカー、大学研究者とともに実用化を目指した研究開発を開始した。現在は、新規膜合成法による次世代イオン交換膜の基礎研究、電槽の解体
洗浄間隔の延長を目指した合理的、効率的な採かん工程の構築について検討中である。

・次世代イオン交換膜の開発
これまで製塩に用いられているイオン交換膜は、主として PVC(ポリ塩化ビニル)基材を用い熱重合法により合成されてきた 。しかし、この合成法については既に多くの検討がなされており、さらなる性能の向上は難しい。そこで、本研究では、様々な高分子を基材と- 14 -

して用いることができ、従来とは全く異なるイオン交換膜を設計することが可能であると考えられる電子線グラフト重合法 、水の膜透過を制御し、膜の低抵抗化、高濃度濃縮が可能であると考えられる細孔フィリング法 に着目し、次世代イオン交換膜の開発シーズとしての有効性について検討した。
基礎研究の段階であるが、いずれの方法を用いた場合においても現行膜の濃縮性能を超える膜の合成が可能であり、次世代イオン交換膜開発の可能性が示唆された。一部の方法については、スケールアップについての検討を開始しており、図 6 に示すようなロール状の膜の合成も可能となっている。今後は、さらなる膜の高性能化について検討するとともに、スケールアップについて検討し、実用化

図6電子線グラフト重合法で合成したイオン交換膜を目指している。

・合理的、効率的な採かん工程の構築
電槽の解体洗浄間隔を延長するためには、電槽の改善だけでなく、ろ過装置による海水の清澄化が必要であり、ろ過装置、電槽を含めた採かん工程（かん水を得る工程）全体で検討する必要がある。本研究では安定的に清澄な海水が得られる高速ろ過装置による海水の清澄化を起点とし、電槽の構造を最適化し、解体洗浄間隔を延長することについて検討を開始した。現在は、海水中の濁質による流路閉塞が生じやすい脱塩室（ろ過海水を供給する室）の構造について検討中である。また、同時に膜間隔を低減することにより電槽の所要電力量低減についても検討する予定である。

(3) 晶析技術
晶析技術研究における課題は、晶析装置の高効率化であり、ソルト・サイエンス研究財団のプロジェクト研究において、大学研究者とともに検討してきた。
前述したように晶析装置の高効率化、すなわち装置容積あたりの生産速度を大きくする
ためには結晶成長速度、結晶懸濁密度を増大させることが必要である。これまでの検討により、微結晶の結晶への付着を促進させることにより結晶成長速度は増加すること、結晶- 15 -

成長速度は微結晶付着量と過飽和度の増大に伴い増加することを見出した。図 7 に微結晶付着を利用した結晶成長の概念図を示す。

NaCl 微結晶

NaCl 分子結晶

従来の結晶成長
結晶表面に分子が配列
図7

高効率な結晶成長
結晶表面に微結晶が付着

微結晶付着を利用した結晶成長の概念図

結晶成長速度が速い場合には、小さな結晶が集まり固まったような凝集結晶が多く見られ、結晶品質が低下することが懸念されるが、結晶品質に問題はなく、高品質の結晶を効率よく生産できる可能性が得られた。
現在、大幅に結晶成長速度を増加させる方法について検討中であり、今後はそれを達成可能な装置構造、操作方法について検討する。

(4) 腐食防食技術
腐食防食技術研究における課題は、製塩装置に適切な材料を選定すること、防食箇所に適した防食法を選択すること、腐食箇所を早期に発見し、腐食トラブルを防止する腐食診断法を開発することである。材料選定、防食法については、これらを行う上で基本となる
腐食発生条件マップの作成について検討中である。一方、腐食診断法については、電位ノイズ法の適用について検討している。

・腐食発生条件マップの作成
製塩装置に用いる材料の選定、装置の防食について検討するための基礎データである腐食発生条件マップの作成について検討している。腐食発生条件マップの概念図を図 8 に示す。腐食発生条件マップとは製塩環境（温度、塩類濃度、pH、溶存酸素量等）における材- 16 -

料の腐食性、耐食性をマップ上に整理することである。これを種々の材料、種々の腐食形
態ごとに整理することにより、図 9 に示すように使用環境に応じた材料の選定が可能になると考えられる。また、防食を施す際の基礎データとしても有効であり、効果的な防食法の選定が可能となる。
現在、ステンレス 316 鋼の孔食についての腐食発生条件マップを作成しており、今後は、

高高

他の材料、他の腐食形態について検討する。

材料A

腐食発生
液温

液温

材料C

低

低

低

高

低
pH

図8

材料D

材料B

腐食未発生

腐食発生条件マップ概念図

図9

pH

高

材料選定マップ概念図

・腐食診断法の検討
腐食箇所の早期発見による修繕維持
全面腐食の腐食診断法として、電位ノイズ法に着目した。電位ノイズ法は金属材料の

600s

10mV

局部腐食

費の低減および耐用年数の延長のためとして測定することにより皮膜破壊動
600s

10mV

不動態皮膜の破壊、形成を電位ノイズ的特性を解析する方法である。図 10に電位ノイズの測定例を示す。

図 10

電位ノイズ側定例

本法は電位ノイズの波形、発生頻度
から損傷状態を診断することができる。このため、プラント構造部材への孔食、隙間腐食、
応力腐食割れの発生を予知、早期発見できる可能性があり、局部腐食モニタリング法として期待されている。
これまでに、ラボレベルで種々の環境下における電位ノイズ測定を実施し、電位ノイズの波形、発生頻度、大きさから、孔食発生の起きやすさを診断することができた。現在、- 17 -

実用装置への適用について検討中である。

5.3 高効率な製塩プロセスの構築に向けた今後の方向
ここまで、高効率な製塩プロセスの構築に向け、各プロセスを対象とした技術研究の概要について述べた。引き続き、技術研究を推進し、効率化を図ることは重要である。今後、さらなる効率化を図るためには製塩技術研究を統合し、包括的に検討することが必要である。
製塩技術研究の統合については、ろ過技術研究とイオン交換膜濃縮技術研究を統合し、合理的、効率的な採かん工程の構築に向けた検討を開始した。また、高効率化晶析装置の構築、防食法の検討においては、晶析技術研究と腐食防食技術研究を統合した技術研究が必要であると考える。
さらに、製塩工程全体を統合した技術研究を推進することで、より高効率な製塩プロセスの構築が可能になると考えられる。

6. おわりに
イオン交換膜法製塩は 50 年もの年月をかけて、折々の時代を取り巻く環境、ニーズに適応し、新たな技術を取り入れながら熟成されてきた。
近年は、エネルギー、金属材料の価格の高騰に対応し、これ以上の向上は難しいと考えられてきた製塩プロセスの高効率化に取り組み始めた。その結果、高速ろ過装置、次世代
イオン交換膜、高効率晶析装置など、現状の性能を大きく超える可能性がある研究開発の芽がいくつか出始めた。また、統合生産システムの検討過程で開発した計測技術、制御技
術により、適切な製塩プラント操作を実現しつつある。
今後も、折々の時代を取り巻く環境、ニーズに適応し、新たな視点に立って、広い視野を持ちながら研究に取り組むとともに、外部研究機関とも連携を強化し、製塩技術の革新を目指す。

- 18 -

塩とともに豊かな食生活を育むために
海水総合研究所眞壁優美

1. はじめにわが国では、素材を中心に色あい、形、季節感を巧みに表現することで、おいしさや見た目の美しさを引き出す日本料理が受け継がれてきた。こうした料理の決め手は｢塩梅｣であり、素材の風味を上手に引き出すためには、塩の選び方や使い方が大切だといわれている。その一方、私たちの周りでは、さまざまな塩が販売されており、これらの品質も粒径、形状、にがり成分や水分の量が異なるなど多種多様である。
それでは、｢塩を選ぶ場合や使う場合のコツ｣とはどのようなものなのか？当研究所では、
この｢塩を選ぶ場合や使う場合のコツ｣とは、食材、調理や食品加工に適した物性や組成の塩を選び、それを上手に使うことだと考えて研究を進めている。すなわち、塩の性質をサ
ラサラ性(流動性)、溶けやすさ(溶解性)などの物性面から解析することにより、さまざまな性質を持つ塩を自由に設計することや、塩の商品性を損なう固まりやすさ(固結性)を制御すること(商品設計技術)、また、調理や食品加工における塩の作用を解析することにより、塩の作用を良好に引き出すためにはどのような塩が適しているのかを明らかにすること(加工適性技術)に取り組んでいる。本講演では、これまでに取り組んできた研究の一端を紹介する。

2. 商品設計技術に関する研究
国内で市販されている塩は、原料、製法の違いによって、形状、粒径、組成が異なる 1)。
まず、形状については、図 1 に示すように、本来の結晶形状である立方体、小さな結晶が付着しあって大きな粒子となったもの(凝集塩)、厚みがなく鱗片状のもの(フレーク塩)、粉
砕による不定形のもの(粉砕塩)

立方体

凝集状

フレーク状

粉砕

球状

トレミー状

がある。
市販の塩では、粒径が 0.06～
2.6mm と 幅 が 広 い が 、 0.25 ～
0.75mm の範囲のものが多く、組成については、水分の上昇とと

図1- 19 -

塩の結晶

もに海水中の成分である MgCl2 などのいわゆる苦汁成分が比例して増加するが、水分 1%以上のしっとりした塩(湿塩)が多い。
このような形状、粒径、組成の違いによって、塩の物性が異なるが、これらを体系的に整理することができれば、目標とする物性を有する塩を容易に設計できると考えている。
ここでは、流動性、溶解性および固結性に関する検討によって、明らかとなった研究成果を紹介する。

2.1 流動性

60

塩の流動性は、容器から振り出す場合や、50影響する 2)。塩における粒子間力には、粒子相互に働く引力であるファンデルワールス力、

圧縮度(%)

食材へ付着させる場合などに影響する物性であり、粒子間に働く力、すなわち粒子間力が

40
30
20

粒子間に生じる粘性力、液体が粒子間に存在10した場合に生じる液架橋付着力が対象となる。

0

立方体の結晶を対象に、純度が非常に高い塩(高純度塩)、当センターの販売商品である■：高純度塩実測値―：高純度塩計算値▲：乾燥塩実測値―：乾燥塩計算値●：湿塩実測値―：湿塩計算値0

0.2 0.4

0.6

0.8

1.0

粒径(mm)
図2

粒径と圧縮度の関係｢食塩｣のように海水由来の苦汁成分が結晶表面に存在し、これを乾燥させた塩(乾燥塩)、
水分が 1%以上結晶表面に存在する塩(湿塩)を対象に、流動性の測定指標である圧縮度を測定した結果を図 2 に示す。圧縮度が小さいほど流動性が良好となるが、本図よりこれら 3種類の塩とも粒径が増加すると流動性が良好になっていることがわかる。ここで、前述の粒子間力を基にモデル式を作成してシミュレーションを行った結果も図 2 に付記したが、高純度塩ではファンデルワールス力、乾燥塩では粘性力、湿塩では液架橋付着力が支配的に作用したモデルと合致することがわかった。
今後は、本モデルをベースに、さまざまな塩の流動性を評価することが可能となるものと考えており、そこで得た成果を基に商品設計に活用していきたい。

2.2

溶解性

一般に小さな粒径の塩は大きな塩に比べて、塩味を強く感じることがいわれている。これは粒径が小さくなると単位重量あたりの表面積が増大し、それによって溶けやすくなる- 20 -

ためだと考えている。もちろん、調理や食品加工においても塩を固体のまま利用することは少なく、一旦水などに溶解させたり、加工する過程で溶解させる作業が行われる場合が多い。この場合、溶解性は溶解操作における因子として必要な物性となる。
図 3 に、立方体の結晶を対象に溶解速度を測定した結果を示す。溶解速度は粒径に依存し、粒径の大きな結晶ほど溶けにくいこ

0.010

る結晶の溶解速度を算出し、それを全粒径範囲で積算するモデルを構築してシミュレーションした。実測値と計算値は良濃度(g/cm3)とがわかる。ここで、粒径ごとに存在す

好に一致し、本モデルが溶解性を設計す

0.008
0.006
○：粒径0.15～0.25mm実測値－：粒径0.15～0.25mm計算値△：粒径0.36～0.43mm実測値－：粒径0.36～0.43mm計算値□：粒径0.50～0.60mm実測値－：粒径0.50～0.60mm計算値

0.004
0.002

る上で有効であることを確認した 3)。
今後は、溶解性に大きく影響すると考0 0

えられる形状の影響を考慮し、適用する範囲を拡大することを考えている。

2.3

図3

2

4
6
時間(秒)

8

10

粒径の違いによる溶解速度の違い

固結性

塩は、周辺環境の湿度の影響を受けて吸湿や放湿を生じる。従来、吸湿することによって結晶表面の NaCl が溶け、その後、放湿を生じると水分だけが蒸発して微結晶が生成する。
さらに吸放湿を繰り返すことによって、図 4 に示すように結晶間において微結晶が成長し、固結が進行すると考えられてきた 4)。ところが、近年、図 5 に示すように吸湿だけが生じる環境下でも塩が固結することが分かってきた 5) 。前者の顕著な例は高純度塩であり、後者については前述したわずかな苦汁成分が残る乾燥塩の場合である。

吸湿

放湿

:付着苦汁
:微結晶

吸湿

図4

吸放湿による固結の概念

図5(高純度塩)

吸湿による固結の概念(乾燥塩)- 21 -

これまでの研究では、乾燥工程において苦汁成分である MgCl2 や CaCl2 の水和水が減少していることが考えられ、吸湿によって一旦、結晶表面の NaCl が溶けるが、MgCl2 や CaCl2が水和して 6 水塩になる過程で結晶表面の NaCl 溶液中の水分を奪い、NaCl 結晶が生成するためではないかと考えている。

3. 食品加工適性技術
ほとんどの食品の中には、塩が含まれる。代表
的な加工食品としては、麺類、パン類、菓子、漬物、干物･塩辛などの水産加工品、ハム･ソーセー
ジなどの肉製品、バター･チーズなどの乳製品、かまぼこなどの魚肉ねり製品、醤油、味噌、マヨネーズ、ケチャップなどの調味料がある。また、家庭では、調理の下味、塩もみ、炒め物や吸い物の調味などで使われる(図 6)。これらの食品の中に含まれる塩は、味付けのためだけではなく、塩がも

図6

食品における塩の利用

つ作用を利用するために入れられている。塩の主な作用は、脱水浸透、保存、発酵調整、
タンパク質への作用、酵素・色素などへの作用、他の味への作用などがある。
ここでは、塩を使った加工食品として、漬物とうどんを例に、塩の組成の違いによる食品への作用を紹介する。

3.1

漬物

漬物は、加工食品の中で最も古い歴史を持つもので、塩の脱水浸透作用と発酵調整作用を利用した加工食品である。
漬物が漬かるということは、どういうことか？
動植物の細胞は半透膜で囲まれている。これが塩を含んだ溶液にふれると、浸透圧によってまず細胞内の水分が外部に出る。その後、浸透圧で半透膜が壊され、内からも外からも通じる透過膜となり、これに野菜特有の香気や辛みなどが加わって、その漬物の風味と感じるのである 6)。
漬物を漬ける場合に、塩の種類や対象となる野菜が変わったらどのような漬物になるのだろうか？

- 22 -

にがり成分、水分、粒径、結晶形状が異なるに示す 7)。ウメ中の水分は、全塩分量(水分を除いた無機成分の総量)に反比例し、塩の種類にはあまり影響を受けないことがわかった。
一方、にがり量が異なる 2 種類の市販塩(塩化ナトリウム純度 99.7%、84.4%)で漬けたウメ干
しの味について食味アンケートを実施し、以下

80
ウメ中の水分(g/100gウメ)

市販塩 4 種を用いてウメ漬を行った結果を図 7

78
塩A
塩B
塩C
塩D

76
74
72
0

200

400

600

800

添加した全塩分量 (g)の結果を得た。
硬さ＝にがりが多い塩の方が硬い････87%

図7

ウメ漬における脱水量

しょっぱさ＝にがりが少ない塩の方がしょっぱい････56%
すっぱさ＝ほぼ半数ずつ
好み＝にがりが少ない塩の方が好き････71%

次に、同一の塩を用いて漬け液の濃度を種々変化させ、カブ、ウメ、キュウリを漬けた
場合の、平衡状態における漬け液と漬け実中の塩分濃度の関係を図 8 に示す。この図より、漬物が漬けあがったときの塩分濃度は、野菜の種類には関係なく、漬け液と漬け実で等しくなることがわかった。
さらに、漬け実の塩分濃度が平衡に達するまでの挙動において、脱水および塩の浸透現
象が物質移動式に従うと考え、野菜ごとの物質移動係数を予め求めておけば、任意の時間における漬け実からの脱水量、漬け実の塩分を予測できると考えた。こうして作成したモデルを基にシミュレーションを行った例が図 9 であり、実測値を良好にシミュレーション
できることが分かった 8)。
これらの結果より、漬物では漬かり方については塩の種類によって大きな違いはないが、食味についてはにがりの種類や量により違いが見られることが示唆された。また、脱水浸透の挙動については、モデル化によって漬物製造における操作設計に役立てていきたいと考えている。

- 23 -

漬け実NaCl (g/g)×100

漬け実[NaCl/水分×100] (g/g)

50
40
30
カブ
ウメ
キュウリ

20
10
0

16
12
8

0
20
0
10
30 40
50
漬け液 [NaCl/水分×100] (g/g)

図8

漬け実と漬け液との NaCl/水分の関係

3.2

うどん

NaCl 15%実測値
推定値
NaCl 25%実測値
推定値

4

0

20

40

60

80

漬けた時間(h)図9

浸透挙動のモデル化(キュウリの場合)

通常、麺類では、小麦粉に対して 0～8%程度の塩を使う。特に、うどんでは塩を使わな
い例はほとんどない。うどんにおける塩の作用 9,10)としては、①収斂効果(生地を引き締める効果)、②酵素活性を阻害する効果、③ゆで時間の短縮、④乾めん製造における乾燥速度のコントロール等がある。うどんの食味は、食感が中心になっている。うどんに塩味がほ
とんど感じられないのは、塩を使用していても使用された塩の 90%がゆでるときにゆで湯に溶出してしまうからである。

6

塩の種類によるうどん製作時の操作性や食味の。にがりがない塩(塩化ナトリウム純度 100%)、にがりがやや入っている塩(塩化ナトリウム純度 94%)、にがりが多い塩(塩化ナトリウム純度 68%)で作ったうどんの物性評

5

破断強度(N)

違いについて検討した

10)

4
3
2

価と官能評価を行った。物性評価は、テクスチャ

1

ーメータで生うどんとゆでうどんの破断試験を行0った。破断強度の平均値を図 10 に示す。生うどんでは、にがりがやや入っている塩とにがりが:生うどん:ゆでうどんにがりが にがりが
ない塩
やや入っ
ている塩

図 10

にがりが
多い塩

うどんの破断強度

多い塩との間で有意差が見られた。ゆでうどんではにがりがやや入っている塩で作ったうどんの破断強度がやや高くなったが有意差はなかった。官能評価では、色、外観(肌荒れ)、
かたさ、モチモチ感、なめらかさ、香りや味、総合評価について 18 歳から 71 歳(平均年齢- 24 -

27.9 歳)の男女 60 名をパネルとしてシェフェの一対比較法により 7 段階尺度の評点法で評価した。有意差検定の結果、試料間の嗜好差はなく、いずれの塩を使ったうどんにおいてもほぼ同程度と判断された。
したがって、生うどんでは塩の種類によって生地の硬さが異なることから生地を作る場
合において違いがあるが、ゆでうどんの食味はほとんど違いがないことが示唆された。

4. おわりに
現在、市販で売られている塩は多数あり、塩が調理や食品加工へ及ぼす影響について
様々な情報がある。これらの情報は、もちろん科学的に証明されている情報もあるが、通説的に言われている情報もある。そこで、当研究所では、今後も調理や食品加工における塩の作用を明らかにすることにより、｢用途に応じた使いやすい塩｣を目指すとともに、ここで得られた科学的な情報については、ホームページなどを通して提供していきたい。

参考文献
1)財団法人塩事業センター,“市販食用塩データブック”,(2004)
2)鴨志田智之,篠原富男,“ せんごう塩の流動性評価に関する検討-流動性評価におけるモデ
ルの適用-”,海水総合研究所研究報告,7,pp.37-40(2005)
3)鴨志田智之,党弘之,篠原富男,“塩の溶解における粒径分布および粒子形状の影響”,海水誌 56,pp.318-322(2002)4)江崎 茂,杉山幹雄,“水分変化における食塩の固結現象”,日塩誌,14,pp.303-307(1961)
5)党 弘之,篠原富男,鴨志田智之,“食塩の吸湿固結防止法の検討”,海水総合研究所研究報

告, 6, pp.45 (2004)
6)小池五郎,小泉武夫,小川敏男,篠原和毅,板倉弘重,辻啓介,前田安彦,“漬物の科学と健康”,漫画社,pp.1-246(1989)
7)中山由佳,谷井潤郎,長谷川正巳,“ウメ漬けにおける塩種の違いが脱水、浸透作用におよぼす影響”,海水誌,60,pp.348-351(2006)
8)中山由佳,谷井潤郎,長谷川正巳,“野菜の脱水、浸透挙動における NaCl の作用”,日本海水学会第 57 年会研究技術発表会講演要旨集 ,pp.52-53(2006)9)横塚章治,“製麺における食塩の役割”,調理科学 25,pp.47-50(1992)
10)眞壁優美,中山由佳,谷井潤郎,“うどんの食感に及ぼす塩類の影響”, 日本海水学会第- 25 -

58 年会研究技術発表会講演要旨集 ,pp.28-29(2007)- 26 -

安全・安心をより確かなものに
海水総合研究所

野田 寧

1．はじめに
近年、農薬が残留した野菜の輸入を始め、賞味期限表示に関する偽装事件など、食品の安全性に関わる事件や問題が次々と明らかとなり、毎日のように新聞やテレビを賑わせている。こうしたことから、消費者の食品の安全性に対する関心は高まり、食品製造者は、
これまで以上に安全性への取り組みを厳密に行わなくてはならないようになった。
ちなみに、日本人が一日に摂る塩の平均値は 10.7g 程度(2004 年：厚生労働省調査)である。この数値だけを見ると、塩の摂取量は少ないように感じるかもしれないが、当センタ
ーでは、塩は生命維持に不可欠で代替性のない食品であり、量は少なくとも毎日食べるか
らこそ、安全であることが必須だと考えている。
本講演では、当センターにおける安全性への取り組みに関する考え方を述べ、この考え方を基に、これまでに実施してきた研究所の取り組みを紹介する。

2．塩の安全性および取り組みに関する考え方
図 1 に当センターの塩の安全性およびその取り組みに関する考え方を整理して示した。
当センターでは、塩の安全性を確保するためには、まず、わが国において定められた規制、国際的な規格・基準を遵守することが重要だと考えている。また、もう一方で、表示偽装事件などで問題になっている原料、製造工程、製品に至る製造履歴(トレーサビリティ)の明確化についても、当センターでは独自のトレーサビリティシステムの構築を目標としている。
わが国の食品に対する規制の代表的なものに食品衛生法があり、その目的は、｢公衆衛生の見地から必要な規制その他の措置を講ずることにより、飲食に起因する衛生上の危害の発生を防止し、もって国民の健康の保護をはかる｣ことであり、全ての食品はこの法律を遵守しなければならない。近年、食品中への残留農薬の問題から施行された｢食品中に残留する農薬等に係るポジティブリスト制度｣も食品衛生法によって規制された制度である。
また、国際的な規格には、FAO(国連食糧農業機関)と WHO(世界保健機関)による委員会が、様々な食品に関する公正取引や消費者の健康を守るためにガイドラインや基準を設定した- 27 -

CODEX 規格がある。食用塩に関する CODEX 規格としては、有害 5 元素と呼ばれる銅、カド
ミウム、鉛、ヒ素、水銀が対象となる。
さらに、原料、製造工程、製品に至るトレーサビリティの明確化については、HACCP な
どの国際的なガイドラインが制定されている。
これら安全性に対する規制では、対象となる物質が多岐に渡ることや、極微量までの分析結果が必要になるなど、現状ではそのまま適用することが難しいものも多く、規制の内容を適切に解析した上で、塩の安全性を確保するために必要な物質を選定する必要がある
ものと考えている。さらに、ここで選定した物質については、塩固有の性質を考慮した分
析方法の開発や、工程調査などを実施することによって、センター独自に、合理的な基準やガイドラインを策定することが必

法的規制の解析・食品衛生法・CODEX規格・HACCP要だと考えている。
一方で、こうした自主基準を

トレーサビリティシステムの構築
原料－製造工程－製品
物質の選定

分析技術の確立運用するためには、工程調査な
自主基準の策定・運用

どを適切に実施し、対象物質の有無、挙動を明らかにすること

図1 当センターにおける研究の方向性による検証が必要とも考えており、こうした調査によって対象物質の見直しや工程改善などを行い、より厳密なトレーサ
ビリティシステムを構築していくことを目標としている。

3．塩の安全性に関する研究の取り組み
3.1 製造基準の策定
食品衛生法では、原料、装置材料、食品添加物、包装容器に関する規制があり、これを遵守することが前提であるが、前述したように原料、製造工程、製品にいたるトレーサビ
リティを明確にし、プロセス全体の安全性をより確実なものにすることを目的に、当セン
ター独自に製造基準の策定を行い、2005 年 10 月から運用を開始した。
この製造基準は、原料、装置材料、食品添加物、包装容器の安全性を保証し、さらに異物混入、汚染についても適切な対策を講ずることを主旨としている。イオン交換膜法製塩を例にその概略を述べると、以下のようになる。

- 28 -

(1) 原料原料である海水は清澄で汚染のないものであること。
(2) 装置材料製造工程で使用する装置材料は、食品衛生法第 15 条、16 条および 18 条で定められた規格・基準を満たした材料（厚生省告示第 370 号）を使用すること。また、
それら材料からの溶出状態を監視し、異常のあった場合には対策を講じること。
(3) 食品添加物
食品添加物（加工助剤を含む）は、食品衛生法第 11 条で定められた規格・基準（厚生省告示第 370 号）を満たすこと。また、使用にあたっては使用基準などを遵守すること。
(4) 包装容器
包装容器は、食品衛生法第 11 条で定められた規格・基準（厚生省告示第 370 号）に適合するものを使用すること。また、それら包装容器からの溶出状態を監視し、異常のあった場合には対策を講じること。
(5) 異物混入および汚染
原料、装置材料、包装容器、作業者、環境などに起因する異物混入や汚染がな
いように、対策を講じること。
ただし、イオン交換膜法製塩における原料は海水であるため、食品を対象にした食品衛生法をそのまま適用することはできない。そのため、この製造基準では、環境基本法「人の健康保護に関する環境基準」を適用して、表 1 に掲げる物質を対象に、原料である海水が清澄で汚染がないことを保証することにしている。
前述したように、製造基準は、食品衛生法に準拠させるため、食品工業において安全性に関わる対象が網羅されるが、塩および製塩の特徴も考慮することが必要で、製造基準はこうした特徴を配慮したものになっている。
例えば、製塩環境は、製塩技術に関する研究でも述べたように、非常に腐食性の高い環境である。単に食品衛生法を適用するだけでなく、金属材料からの溶出を監視し、腐食が進み溶出量が増加すれば、当然対策を講ずる必要がある。
また、食品では、微生物の問題がよく取り上げられるが、塩ではどうなのであろうか。
食品の微生物検査で検出されるような一般細菌や大腸菌群などが、塩から検出される- 29 -

ことはまずない。ところが、海表1

環境基本法「人の健康保護に関する環境基準」

水には多くの好塩菌(生存のために塩分が必要な細菌)が生息しているのである。もちろん、これも製塩環境の特徴で、食品衛生法ではこのような細菌は規定されていない。
これまでの研究所における研究では、にがりや塩の中でも生息できる好塩菌がいることがわ
かっている。
イオン交換膜法製塩など、プ
ロセスに加熱蒸発操作がある場

物質名
カドミウム

ヒ素

全シアン

総水銀

鉛

アルキル水銀

六価クロム

PCB

ジクロロメタン

1,3-ジクロロプロペン

1,2-ジクロロエタン

チウラム

1,1-ジクロロエチレン

シマジン

シス-1,2-ジクロロエチレン

チオベンカルブ

1,1,1-トリクロロエタン

ベンゼン

1,1,2-トリクロロエタン

セレン

硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素

トリクロロエチレン

テトラクロロエチレン

四塩化炭素

合には、塩からこうした細菌が検出されることはないが、このような操作のない天日塩から検出される例や、岩塩からも検出されるとの報告 1)もある。
こうした細菌が人体に悪影響を及ぼすかは不明だが、安全性を保証するためにはこうした細菌についても適切な管理が必要と考え、製造基準の中では塩製品における好塩菌の一種である海洋性細菌の検査も行っている。

3.2 残留農薬に関するポジティブリスト制度への対応
2006 年 5 月に施行されたポジティブリスト制度では、食品中に残留する農薬、動物用
医薬品および飼料添加物（以下、農薬等）約 800 項目について残留基準が定められ、この基準を超えた食品の流通を禁止するものである。もちろん、塩の製造工程において農薬等が使用されることはないが、同制度下では全ての食品が対象となるため、塩も例外ではない。
一方、ポジティブリスト制度の適用においては、約 800 項目に及ぶ農薬等を分析する
義務はないが、食品に農薬等が残留しないことを何らかの方法で証明することが必要となる。そのため、塩および塩製造工程の特徴を考慮することによって対象項目の選定、およびそれに係る分析技術の構築を行い、製造基準と同様に原料、製造工程、製品にお- 30 -

いて農薬等が残留しないことを確認することとした。
対象となる農薬等の選定では、環境に由来する項目、加工食品中の食材に由来する項
目の 2 つに着目して検討を行った。
①環境に由来する項目(42 項目)
生活用塩の原料である海水に関する法規制として環境基本法に着目した。環境基本法には、水質汚濁に係る環境基準(15 項目)、公共用水域等における農薬の水質評価指針(27項目)があり、これらを選定した。
②加工食品中の食材に由来する項目(93 項目)
塩を比較的多く使用する加工食品(味噌、醤油、漬物、かまぼこ、チーズ、パン、麺類)の主原料である大豆、米、麦類、葉菜類、魚類、梅、生乳等を対象に厚生労働省が設定したポジティブリスト制度
暫定基準を参考として集計した。その表2

農薬等生産量(平成 16 年度)

生産量 * (t)

農作物・生乳系

魚類系

0 以上 50 未満

5062

50 以上 500 未満

173

8500 以上 1000 未満

921000 以上

10

1

中から生産量、食品の残留農薬検査での検出率および毒性を参考とし、代表的な 93 項目を選定した。
以下に選定における考え方を示す。

*生産、輸入されているものを対象

生産量を調査し、年間 500t 以上、生産または輸入されている 22 項目を選定した(表 2)。
食品の残留農薬検査での検出率については、検出率が 1%以上の項目に、厚生労働省が2004 年度、2005 年度において違反を摘発した項目を加え、82 項目を選定した(表 3)。毒性については、塩における農薬の許容濃度を 1mg/kg とし、それを体重 50kg の人間が塩を平均 10g/日摂取したときの ADI 値(0.0002mg/kg 体重/日以下)より 11 項目を選定した(表 4)。
①および②において選定した農薬等より、重複したものを除くと 116 の農薬等が対象となる。ただし、選定した 116 の農薬等の中には、例えば、「メタラキシル及びメフェノ
キサム」のように複数の農薬で 1 つの項目を構成しているものもあり、実際に対象となる物質の数としては 162 である(表 5)。

- 31 -

表3

食品中残留農薬等検査検出率

農作物・生乳系検査での検出率 *魚類系
項目数

検査の種類 ＊

項目数

検出なし

218

検出率 1%以上

6

0%

131

厚労省の検査によ

食品一般

3

1%未満

84

る違反摘発

畜水産

4

1%以上

70

合計(重複除く)

12*検査数 100 以下を除く

表4

農薬等の毒性(ADI により判断)

ADI 値 ＊ (mg/kg 体重/日）

農作物・生乳系

魚類系

0.0002 以下

5

60.0003 以上 0.0010 未満

15140.0010 以上 0.0100 未満

100

30

0.0100 以上 0.1000 未満

81

150.1000 以上

29

11

データなし

277

36

*ADI 値が低いと毒性が高い物質であることを示す

これまでに、当センターの販売商品に、これら農薬等の残留がないことを分析により確認している。
また、前述したように、原料、製造工程、製品にいたるプロセスにおいても、
農薬等が残留しないことを流通での混入畑や田での散布による拡散

製品
牧場などでの散布、家畜への使用による拡散

検証するために、図 2 に示すように、周辺環境からの混入や流通過程における混入などを含め、検証を行っ

製塩工場

住宅やビルなどの消毒からの拡散川への流入原料である海水からの混入

図 2 ポジティブリスト制度に対する取り組みの概念図ている。

- 32 -

3.3 CODEX 規格の適用
当センターでは、CODEX 規格(＝食品の国際規格)で定められた有害 5 元素(銅、カドミ
ウム、鉛、ヒ素、水銀)を新たに加えた品質規格を 2005 年 4 月から適用した。

4．分析技術の開発
安全性を評価する方法としては、科学的なデータが最適である。科学的データを得る
ためには、分析技術が必要となるが、食品衛生法で通知されている分析法は、一般的な食材あるいは食品を対象としたものであり、前述したように、塩や製塩試料にそのまま適用できない場合が多い。そのため、当研究所では、これまでに製塩固有の性質を考慮した分析技術を種々開発してきた。
ポジティブリスト制度への対応を例に述べると、対象とした農薬等 162 物質について、
GC/MS、LC/MS を用いた一斉分析法をまず構築し、一斉分析が困難な物質については個別
分析法、あるいはグループ分析法を開発した。表 5 に分析技術を構築した農薬等を示す。
表5

1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

農薬名
2,4-D
2,4-Dナトリウム塩
2,4-Dジメチルアミン塩
2,4-Dエチル
2,4-Dイソプロピル
2,4-Dブトキシエチル
2,4-Dアルカノールアミン塩
pp'-DDD
pp'-DDE
pp'-DDT
op'-DDT
EPN
アセタミプリド
アセフェートアゾキシストロビン
イソキサチオン
イソプロチオラン
イプロジオン
イプロジオン代謝物
イプロベンホスイマザリル
イミダクロプリド
イミノクタジン
イミノクタジン三酢酸塩
イミノクタジンアルベシル酸塩
エスプロカルブ
エチオン
エディフェンホス
エトフェンプロックス
エンドスルファンエンドリン
オキサジキシル

21
22
23
24
25
26
27
28
29

30

31
31
32
33
34
35
36
37
38
39

ポジティブリスト制度への対応で対象とした農薬等
農薬名
オキシテトラサイクリン
40
クロルテトラサイクリン
テトラサイクリン41
オキシン銅（有機銅）42
オメトエートカラゾロールカルタップ
ベンスルタップ
チオシクラム43
カルバリル
カルベンダジム
ベノミル
チオファネートメチル
チオファネート
キナルホス
44
キャプタン
45
グリホサート46
グリホサートアンモニウム塩
47
グリホサートイソプロピルアミン塩 48
グリホサートトリメシウム塩
49
グリホサートナトリウム塩
50
グルホシネート51
グリホシネートアンモニウム塩
52
3-メチルホスフィニコ-プロピオン酸53
クレソキシムメチル
54
クロルニトロフェン
55
クロルピリホス56
クロルピリホスメチル
クロルフェナピル
57
クロロタロニル
58
ジエトフェンカルブ
59
ジクロフェンチオン60

農薬名
ジクロルボス
ナレド
ジクワット
ジコホール
ジネブ
ジラム
チラム
ニッケルビスジチオカーバメート
フェルバム
プロピネブ
ポリカーバメート
マンコゼブ
マンネブ
メチラム
シハロトリン
シペルメトリンシマジン
ジメトエートジメトモルフシメトリン
シラフルオフェン
スルファジメトキシン
スルファモノメトキシン
ダイアジノンチアベンダゾール
チオベンカルブ
ディルドリン
アルドリン
テトラコナゾール
テトラジホン
テブフェンピラド
デルタメトリン
トラロメトリン

61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92

農薬名
トリアジメノール
トリアジメホントリアゾホストリクロルホン
トリシクラゾール
トルクロホスメチル
ノルジェストメット
パラチオン
ビテルタノール
ビフェントリン
ピペロニルブトキシド
ピラクロホスピリダフェンチオン
ピリダベン
ピリミホスメチル
フィプロニルフェニトロチオン
フェノブカルブ
フェントエート
フェンバレレート
フェンブコナゾール
フェンプロパトリン
フサライド
ブタミホス
ブプロフェジン
フルトラニルフルバリネート
プレチラクロール
プレドニゾロンプロシミドン
プロパルギット
プロピザミド

93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116

農薬名
プロフェノホスプロベナゾール
ブロモブチドブロモプロピレート
ベタメタゾン
ペルメトリン
ペンシクロン
ベンスリド
ベンタゾン
ベンタゾンナトリウム塩
ペンディメタリン
ベンフラカルブ
カルボフラン
3-OHカルボフラン
ホセチル
亜リン酸
マラチオン
ミクロブタニル
メソミル
チオジカルブ
メソミルオキシム
メタミドホス
メタラキシル
メフェノキサムメチダチオンメチルイソチオシアネート
ダゾメット
メタム
メフェナセット
メプロニル
モノクロトホスモリネート
リンデン(γ-BHC)

また、最近では、安全性をより確実にするため、塩や海水、製塩工程におけるさまざ
まな試料に含まれる元素について、極微量まで測定することが要求されることがある。
CODEX 基準で対象となる有害 5 元素などもその例であり、当研究所では、これまで前処理による濃縮操作と最新の分析機器を組み合わせた方法を検討し、これまで測定が困難であった元素についても測定を可能にした。図 3 は、現在、研究所で分析可能な元素を示したものである。

- 33 -

1

18

1 H

2 He

水素

2

13

14

15

16

17

ﾍﾘｳﾑ

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

ﾘﾁｳﾑ

ﾍﾞﾘﾘｳﾑ

ホウ素

炭素

窒素

酸素

フッ素

ﾈｵﾝ

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

ﾅﾄﾘｳﾑ

ﾏｸﾞﾈｼｳﾑ

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ｱﾙﾐﾆｳﾑ

ケイ素

リン

硫黄

塩素

ｱﾙｺﾞﾝ

K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

ｶﾘｳﾑ

ｶﾙｼｳﾑ

ｽｶﾝｼﾞｳﾑ

ﾁﾀﾝ

ﾊﾞﾅｼﾞｳﾑ

ｸﾛﾑ

ﾏﾝｶﾞﾝ

鉄

ｺﾊﾞﾙﾄ

ﾆｯｹﾙ

銅

亜鉛

ｶﾞﾘｳﾑ

ｹﾞﾙﾏﾆｳﾑ

ヒ素

ｾﾚﾝ

臭素

ｸﾘﾌﾟﾄﾝ

37 Rb

38 Sr

39

Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

ｲｯﾄﾘｳﾑｼﾞﾙｺﾆｳﾑﾆｵﾌﾞ

ﾓﾘﾌﾞﾃﾞﾝ

ﾃｸﾈﾁｳﾑ

ﾙﾃﾆｳﾑ

ﾛｼﾞｳﾑ

ﾊﾟﾗｼﾞｳﾑ

銀

ｶﾄﾞﾐｳﾑｲﾝｼﾞｳﾑ

スズ

ｱﾝﾁﾓﾝ

ﾃﾙﾙ

ヨウ素

ｷｾﾉﾝ

56 Ba

57～71

72

Hf

73 Ta

74

Re

76 Os

77

Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83

Bi

84 Po

85 At

86 Rn

ﾊﾌﾆｳﾑ

ﾀﾝﾀﾙ

ﾀﾝｸﾞｽﾃﾝ

ﾚﾆｳﾑ

ｵｽﾐｳﾑ

ｲﾘｼﾞｳﾑ

白金

金

水銀

ﾀﾘｳﾑ

鉛

ﾋﾞｽﾏｽ

ﾎﾟﾛﾆｳﾑ

ｱｽﾀﾁﾝ

ﾗﾄﾞﾝ

70 Yb

71 Lu

19

ﾙﾋﾞｼﾞｳﾑ ｽﾄﾛﾝﾁｳﾑ
55

Cs

W

75

ｾｼｳﾑ

ﾊﾞﾘｳﾑ

ﾗﾝﾀﾉｲﾄﾞ

87 Fr

88 Ra

89～103

ﾌﾗﾝｼｳﾑﾗｼﾞｳﾑ

ｱｸﾁﾉｲﾄﾞ

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

ﾗﾝﾀﾝ

ｾﾘｳﾑ

ﾌﾟﾗｾｵｼﾞﾑ

ﾈｵｼﾞﾑ

ﾌﾟﾛﾒﾁｳﾑ

ｻﾏﾘｳﾑ

ﾕｳﾛﾋﾟｳﾑ ｶﾞﾄﾞﾘﾆｳﾑ

ﾃﾙﾋﾞｳﾑｼﾞｽﾌﾟﾛｼｳ
ﾑ

ﾎﾙﾐｳﾑ

ｴﾙﾋﾞｳﾑﾂﾘｳﾑ

ｲｯﾃﾙﾋﾞｳﾑ

ﾙﾃﾁｳﾑ

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm101 Md102 No103 Lr

ｱｸﾁﾆｳﾑﾄﾘｳﾑ

ﾌﾟﾛﾄｱｸﾁﾆ
ｳﾑ

ｳﾗﾝ

ﾈﾌﾟﾂﾆｳﾑ ﾌﾟﾙﾄﾆｳﾑ

ｱﾒﾘｼｳﾑｷｭﾘｳﾑ

ﾊﾞｰｸﾘｳﾑ

ｶﾘﾎﾙﾆｳﾑ

ｱｲﾝｽﾀｲﾆｳﾑ

ﾌｪﾙﾐｳﾑ ﾒﾝﾃﾞﾚﾋﾞｳﾑ ﾉｰﾍﾞﾘｳﾑ ﾛｰﾚﾝｼｳﾑ

ﾗﾝﾀﾉｲﾄﾞｱｸﾁﾉｲﾄﾞ69Tm

海水中に溶けている濃度
0.04 g/100g以上→ 主成分：塩に含まれる主な成分

1 ppm以上
1 ppb以上
1 ppb未満

図3

微量成分： 塩の製造方法、水分量によって塩中含有量は異なる。
また、土砂、海藻などの混入があれば含有量が多くなる元素もある。

研究所において分析可能な元素(色をつけた元素)

5．今後の研究の展開
安全性の研究を行っていく上で構築した分析技術により、表 6 に示すような物質の測定が可能となった。
表6

安全性評価のために開発した代表的な分析技術

無機物質

有害 5 元素やその他の重金属

有機物質

高分子化合物、合成原料(ベンゾフェノン、ニトロトルエン等)
食品添加物(脂肪酸エステル、ポリリン酸、シリコーン樹脂等)
農薬(ポジティブリスト対象 116 項目等)
環境基準対象物質、環境ホルモン対象物質、POPs 対象物質、RoHS 対象物質等

微生物

一般細菌、大腸菌群、海洋性細菌、高度好塩菌

こうした分析技術の開発により、これまでに塩や海水、製塩工程におけるさまざまな試料の分析方法(塩試験方法)としてまとめられ、塩や製塩に携わる人々に活用されているとともに、市販食用塩に含まれるさまざまな元素を測定して、資料にまとめた｢市販食用塩データブック｣を発刊している(図 4)。
一方、製塩工程は様々な分離・濃縮プロセスによって構成されており、海水中に存在する物質の大半は各プロセスによって分離- 34 -

図4 市販食用塩
データブック

され、塩だけが製品として生産される。したがって、海水中に存在する様々な物質へ開発した分析技術を利用し、それにより製塩工程でどのような挙動を示すのかが明らかになれば、海水環境の評価、海水環境の改善あるいは浄化技術における工学的なアプローチへ繋がるものと考えている。

参考文献
1)亀倉正博, “地下岩塩中の微生物”,地学雑誌,112, pp.262-276 (2003)- 35 -

豊かな海を守り、恵みを得るために
海水総合研究所長谷川正巳

1. はじめに食のグローバル化がいわれる現在、さまざまな国の商社が自国の食料を確保するため世界中を奔走している。また、石油や石炭などのエネルギー資源の高騰は、少なからず私たちの生活を圧迫している。こうした状況は今後も続くことが容易に予測でき、わが国における資源の確保はますます困難になるだろうと思われる。
資源が乏しく、食料やエネルギーなどを海外からの輸入に頼らざるを得ないわが国にとって、資源の確保は本気で取り組まなくてはならない重要な課題である。最近、こんなことを考えながら、大学、企業の研究者の方々と議論を深め、海水を資源としたときの可能性を模索してきた。
本講演では、まず「自給率」をキーワードに我が国における海水資源利用技術の現状を述べ、その上で、さまざまな分野の研究者とともに、これから取り組もうとしている研究の方向性について紹介する。

2. 海水資源利用技術の現状
2.1 水
わが国における食料の「自給率」

100はと言うと、図 1 に示すように、だったが 2005 年には 40％と激減している。一見、海水資源とは関

自給率[％]

カロリーベースで 1965 年には 73%

80
60
40

係ないように思うかもしれないが、

20

ここで問題となる点は、食料を大0量に輸入することによって、大量の水を輸入していることである。

1960

1970

1980

1990

2000

年度
図 1 カロリーベースの食料自給率の変化(農林水産省 HP：｢食料自給率の部屋｣を参考)

すなわち、農作物や畜産物を生育させるためには大量の水を使用する訳だが、使用された水は、図 2 に示すように間接的に輸入されているとみなすことができるのである(仮想水の概念)。

- 36 -

図2

わが国の仮想水輸入量の内訳(農林水産省 HP より)

こうして算出されたわが国における水の｢自給率｣は 40%程度といわれている。この数値
を国民一人あたりが利用できる水の量に換算すると世界平均の 1/3 程度となり、わが国は決して水が豊富ではないのである。
一方、地球温暖化が原因と考えられる異常気象は、世界各地に豪雨や砂漠化現象を引き起こしている。これに加え、世界的な人口増加による食料の増産によって、地下水の枯渇や地下水位の低下が起こって土壌が塩で汚染されるなど、世界規模で水不足が起こっていることが報道されている。余談にはなるが、わが国における食料の「自給率」の低下は、世界規模での環境破壊にも繋がる大きな問題なのである。
図 3 は、世界における水不足の状況を示したものであるが、わずかに水資源に問題がないとした地域が見られるものの、食料輸入量の多い中国、アメリカ、オーストラリアなど
は、総じて水不足であることがわかる。

Stockholm Environment Institute, Comprehensive Assessment of
the Fresh-water Resources of the World,1997 より
図3

世界における水不足の状況(国土交通省 HP より)- 37 -

わが国では、福岡に 5 万トン/日、沖縄に 4 万トン/日規模の淡水化設備が稼動するなど、渇水対策としての機能を果たすようになってきた。では、世界的にはどうかというと、表1 に示すように、わが国が占める淡水化プラントのシェアは、蒸発法では第 1 位であり、膜法(RO、ED)などを加えた淡水化プラント全体でもアメリカに次いで第 2 位なのである。

表1

世界における淡水化プラントの国別シェア(社団法人 日本原子力産業協会 HP より)Country

THERM

RO

ED

OthersGrand Total

Share

1

U.S.A

1,496,466

6,923,684

1,488,386

121,341

10,029,877

26.6

2

Japan

4,496,700

2,613,587

297,991538

7,408,816

19.6

3

Italia3,645,587

350,654

14,616

2,163

4,013,020

10.6

4France2,081,987

1,651,999

404

1,082

3,735,472

9.9

5

Spain

89,4382,271,432

920

4,000

2,365,790

6.3

6British1,254,761

591,196

34,2995,618

1,885,874

5.0

7

Korea

1,527,225

168,351001,695,576

4.5

8

Saudi Alabia

1,400

856,23700857,637

2.3

9

Germany

176,288624,698

3,120

15,965820,071

2.2

10Austria

91,706658,11800749,824

2.0

THERM：蒸発法(フラッシュ、真空多重効用、蒸気圧縮法)
RO：逆浸透法
ED：イオン交換膜電気透析法

2.2 塩
これまでの講演でもお話ししたように、わが国の塩づくりは幾多の工夫、技術革新により、現在のイオン交換膜法へと変化し、現在もなお効率化に向けた研究に取り組んでいる。
この結果、現在の食用塩の「自給率」は 85%程度を維持している。

2.3 エネルギー資源
わが国のエネルギーの「自給率」はというと、わずか 4%しかないのである(資源エネル
ギー庁 HP より)。この「自給率」の低さは、わが国のエネルギー資源の膨大な輸入量に繋がる。ちなみに世界貿易量に占めるわが国の輸入量は、石油 12%、石炭 24%、天然ガス(LNG)50％(資源エネルギー庁 HP より)なのである。
では、海水資源としてエネルギーを確保する方法はないのだろうか？
実はわが国の近海に世界最大の埋蔵量を誇る資源がある。それは、メタンハイドレートと呼ばれ、メタンの回りを水が取り巻き、低温、高圧下で結晶化して存在するものである。
メタンは化石燃料に比べて半分程度の二酸化炭素排出量であること、近年、注目されてい- 38 -

る燃料電池ではメタンから水素を得るといった方法が検討されていることなどから期待が大きい。ただ残念なことは、メタンハイドレートが 1,000m 以上の深海に多く存在しているために、実用的な採取方法が開発できていないことやコスト面の問題などから、未だ研究段階にあることである。
また、最近では、燃料電池の開発が精力的に行われており、燃料電池を使った次世代自動車に関する記事なども目にする。しかし、燃料電池は長時間、定常的に発電するには有利だが、瞬間的に高出力を生み出すことができない。したがって、自動車などでは瞬間的に高出力を発生する二次電池が必要となる。現在、こうした二次電池ではリチウム電池がもっとも高性能だといわれている。では、リチウム資源はどうなのかというと、主要生産国であったチリでは近年の異常気象により雨量が減少し、リチウム資源である地下かん水が得られ難くなったことや、世界的に需要が多くなったことなどから、価格が約 2 倍まで上昇としたと聞く。海水からのリチウム回収技術については、これまで多くの研究者が研究に取り組んできたが、海水中にはわずか 0.17mg/Kg が溶存するだけであり、現状では大量の海水を必要とするなど、実用化には至っていない。

3. 海水資源利用技術の展望と研究の方向性
これまで、資源の利用というと、とかく地球上に存在する資源を消費することが優先されがちであり、そうしたことが地球温暖化などの環境破壊を生み出したとも考えられる。
そう考えると、これからの研究では、環境に配慮した資源利用システムの構築が必要なのではないかと思う。
図 4 は、海水を資源として考えたときのプロセスの一例を示したものである。もちろん、これ以外にもいろいろな可能性が考えられるが、やはり海水資源利用技術として実用化されている製塩、淡水化技術がコアになるものと思う。
原料となる海水は発電プラントで冷却水として利用され、ここで得られた電力と蒸気は本プロセスのエネルギーとして使用する。発電プラントで昇温された海水は淡水化プラン
トへ供給され、得られた水は農業などに利用し、塩分濃度が 7～8%となった排海水は製塩プラントに送られる。製塩プラントでは塩とにがりが生産され、塩は食用あるいは工業用として利用し、にがりの内、カリウム、臭素は工業用へ、マグネシウムやカルシウムは食用などに利用する。また、このにがりは炭酸ガス回収プラントにも送られ、発電プラントなどで排出された炭酸ガスと反応させれば、反応物である炭酸マグネシウムや炭酸カルシ- 39 -

ウムは工業用として利用でき、このプロセス全体から炭酸ガスを外部に排出することはな
い。さらに、イオン交換膜の特徴から、リチウムイオンは、その水和半径によってナトリ
ウムイオンに比べて透過し難いため、製塩プラントから排出された海水には、リチウムが濃縮されている。これを希少元素回収プラントに供給してリチウムなどの希少元素を回収
する。
電力
冷却水
3%
海水

淡水
温海水

発電プラント

淡水化プラント

炭酸ガス
回収プラント

7~8%海水希少元素
回収プラント

製塩プラント炭酸
Mg, Ca炭酸ガス

にがり
Mg, Ca, K, Brなど

Li濃縮
2%海水

2%海水

塩

Li

図4

海水資源利用プロセスの一例

こうしたプロセスを実現させるためには、まだまだ検討を必要とする課題が残されていることも事実である。しかし、海水を資源として利用するとともに環境を保全する、このような発想は四方を海で囲まれたわが国ならではのものかも知れないが、であれば、わが国ならではの技術として、世界に先駆けた研究を推し進めることが、技術立国としてわが国が生き残る道に繋がるとともに、世界規模での環境破壊に歯止めをかけることへの、一つの方法にも繋がっていくのではないだろうか。

おわりにこの海水資源利用技術の研究については、日本海水学会の中に、理工学、農学などの研究者や多くの企業の研究者が集い、今年 9 月には海水資源・環境研究会(仮称)が準備会として発足した。今後、さらに研究の方向性を議論し、来年度から本格的な活動に取り組んで行く予定である。

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