JP2004099168A - 還元性溶液保存中の酸化防止法及び長期安定化のための保存容器 - Google Patents

Abstract

【課題】水、各種飲料等の還元処理溶液の、使用時における溶液と空気の置換を防止して、溶液の開封・使用後においても、溶液の還元処理効果を長期持続させる方法と容器を提供する。
【解決手段】固く変形しない外殻容器１，２と変形可能な膜からなる袋状の内部容器４とからなり、内部容器内に還元性溶液を満たした後、溶液を容器外へ排出しても内部容器が変形して、内部容器内に外気が侵入することを防ぐ構造とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
食品及び飲料の品質向上、長期保蔵性の向上のために加工用水を安定供給する。また、ホテル、旅館、割烹、食堂の調理用水を安定供給し、工場へ上質の工業用水を安定確保する。上水、マンション等では水道管の防錆に役立ち、良質な弱還元性の水を安定供給する。
【０００２】
【従来の技術と問題点】
発明者が過去に発明した「食品等の還元性水素水とその製造方法並びに製造装置」（特開平８−５６６３２）及び「連続的に流動する液体の酸化・還元条件の自動制御設定システム」で製造された還元性の水は通常の水保蔵容器や貯水槽を使用していれば、空気中の酸素と接触して急速に還元性強度を低下させ、力価が低くなり用水としての適性が衰える。その低下速度は用水の量が少ない程速く、例えば外気（空気）との接触状態を作った環境では、約１トンの水で−３５０ｍＶに調整した場合、１日で−１５０ｍＶ、２日で０ｍＶ、以後は酸化条件に転換する。また、１ｌ程度の少量の水では１日で０ｍＶまで上昇して還元状態が失われ、酸化状態に変化する。これを防ぐには、還元処理溶液と外気が接触或いは混合することを防ぐ容器が必要である。還元溶液を大量に携帯或いは運搬したり、大容量の貯蔵をする溶液酸化防止の容器はまだ見当たらない。現状では、水の還元処理技術が可能になっても、還元処理した時点ですぐ使い切ってしまうことが要求され、還元処理技術開発当初予定された還元条件の長期保存には支障となっていて、還元処理技術推進上の問題点である。
【０００３】
【問題を解決するための手段】
問題点に示した、還元処理液の空気中酸素による再酸化を防ぐために、溶液の重量で形状が自在に変化する膜で外気と仕切った袋の内部容器とこれを定型に保つ外殻容器を組み合わせた還元処理溶液の保存容器を提案した。
保存容器には保蔵規模別に、容積５リットル以下の還元溶液を保蔵するボトル形状の小型容器、容積５リットルから２キロリットルの溶液を保蔵する還元溶液貯蔵運搬型容器、容積２キロリットル以上１００キロリットルまでの大量の溶液を保蔵することを可能とする還元処理水の貯水槽型大型貯蔵容器がある。
【０００４】
ボトル形状の小型容器は
【図１】、
【図２】、
【図３】に示した。
基本構造は外殻容器（１）、（２）、（３）と内部容器（４）から成り、図中の灰色の部分は水の占める部分である。
外殻容器は固く固めた、プラスチック、ブリキ、ステンレス、ガラス繊維、カーボン繊維等の素材を用いる。ボトルは上部容器（１）と下部容器（２）に分割されるセパレート容器で、接合部（３）でねじ込み又は接着材で接合される。上部容器（１）と下部容器（２）には各々空気が自由に通過する通気小孔（５）、（６）が設けられて居り、ボトルを立てたり、倒したりして内部容器を変形させても、ここから空気が出たり、入ったりして外殻容器内の圧力の変化に対応する構造になっている。
内部容器の形成には塩化ビニール、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ゴム等の素材を組み合わせ、変形自在の強力な膜を形成している。
溶液の注入はボトル注入口（７）で行い、溶液の排出はボトル排出口（９）で行う。
【０００５】
【図１】は還元処理液の充填中の状態を示した図である。還元処理液はボトル注入口（７）から注入する。液は膜状の内部容器（４）内に入り、膜は次第に膨らんでくる。膜状の内部容器内と外殻容器の間にある空気は、膜（４）の膨らみにつれて液の注入量に見合った容積量が小孔（５）を通じて外殻容器の外へ排出される。
【０００６】
【図２】は水を満たし蓋栓（８）を施した図である。内部容器内の水は外気との接触を絶たれ、酸化還元電位（Ｅｈ）の変化は殆ど起らない。
【０００７】
【図３】はボトルを倒して中の溶液を排出中の図である。溶液はボトル排出口（９）から排出され、排出される液量に見合った空気が小孔（６）を通じて外殻容器内へ吸入される。内部容器内の水が排出されると膜状の内部容器（４）は縮小して萎む。
ボトルを倒して中の溶液を排出後ボトルを元の様に立てると内部容器（４）内へ空気の再侵入を防ぐため逆流防止弁（１０）を設けた。ボトルの使用を容易にするため把手（１３）を設けた。
【０００８】
還元溶液貯蔵運搬型容器は
【図４】、【図５】、【図６】に示した。
基本構造はボトル形状の小型容器と同様である。還元溶液貯蔵運搬型容器は溶液の注入口と容器本体の中間に引き出し可能な配水パイプ（１２）とこれに連なる蛇口栓バルブ（１１）を有し、空気の容器内への侵入を小型容器より確実に防止することができる。
【０００９】
【図４】は還元処理液を充填中の状態を示した図である。還元処理液は注入口（７）から注入する。溶液は膜状の内部容器（４）内に入り、膜は次第に膨らんでくる。膜状の内部容器内と外殻容器の間にある空気は、膜（４）の膨らみにつれて溶液の注入量に見合った容積量が小孔（５）を通じて外殻容器外へ排出される。（１２）は引き出し可能な蛇口パイプ、（１１）は蛇口栓バルブ、（１３）は把手、（１４）は容器設置時の脚である。
【００１０】
【図５】は還元溶液貯蔵運搬型容器に溶液を満たし蓋栓（８）を施した図である。内部容器内の液は外気との接触を絶たれ、酸化還元電位（Ｅｈ）の変化は殆ど起らない。
【００１１】
【図６】は還元溶液貯蔵運搬型容器を設置して中の溶液を排出中の図である。
容器を設置脚（１３）で立て、蛇口パイプ（１２）を引き出し、蛇口栓バルブ（１１）を捻り、蛇口（９）から溶液を排出する。排出量に見合った空気が小孔（６）を通じて外殻容器内へ吸入される。内部容器内の溶液が排出されると膜状の内部容器（４）は縮小して萎む。
【００１２】
還元溶液貯水槽型大型容器は
【図７】、【図８】に示した。
貯水槽は２トン以上１００トンに及ぶ大水量であるので、大きな強度を必要とする。水槽の規模によおては、ＦＲＰ、ステンレス、鉄筋コンクリート、鋼鉄製の単独又は組み合わせによる選択で、成形された容器と支持台から構成される。
【００１３】
【図７】は還元処理液の貯水槽型大型貯蔵容器で、液の使用により減液した状態を示した図である。
水槽容器は外殻容器（１５）と膜状の内部容器（１６）から成り、内部容器に溶液（１７）を貯める。外殻容器の上部天井には、空気の出入の小孔があり、ここから液の増減に伴う外殻容器と膜状の内部容器の間の空気が出入する。また、外殻容器の上部には、容器保護キャップ天井（１９）を乗せ、キャップ天井の内側を多孔質の断熱資材（２０）で充満し、外殻容器内への動物、昆虫、塵埃の侵入を防止し、空気のろ過の役割を有する。
外殻容器の上部天井には満水時に送水ポンプを停止させる検知装置（３２）とこれを作動させるセンサーフロート（３１）を配置している。
膜状の内部容器（１６）は減水時はひだ状に水面上部を覆い、空気と液を隔離する。
還元処理液は注入パイプ（２１）から通じ、注入バルブ（２２）で操作する。液は注入口（２３）から膜状の内部容器（１６）内に入り、水位の上昇につれて膜は次第に膨らんでくる。注入口（２３）は内部容器（１６）膜の上下に支障のない低い位置に開口している。膜状の内部容器内と外殻容器の間にある空気は、膜（１６）の膨らみにつれて液の注入量に見合った容積が外殻容器の上部天井の小孔（１８）を通じて外殻容器外へ排出される。各蛇口へ配水し、水位が低下する時点ではこの逆で小孔（１８）を通じて外部空気が吸引される。
個々の水道栓への配水は、配水口（２４）から配水パイプ（２６）を通じて配水し、配水バルブ（２５）で操作する。配水口（２４）は清浄水を吸い込むため基底ではなく、基底より３０ｃｍ以上の高い位置に開口している。
下方の槽底の開口部（２７）は長期貯水中に沈降する水垢「オリ」を除去する排出口である。（２８）は排出バルブ、（２９）は排出パイプである。（３０）は水槽容器を支える鉄骨支柱である。貯水槽型大型容器下側にある灰色の部分は貯水槽設置基盤（３３）である。
【００１４】
【図８】は還元溶液の貯水槽型大型貯蔵容器を水位が上昇し、満水にした状態を示した図である。
各部の説明は【図７】と同一である。水位が上昇した満水時には外殻容器天井に設置した満水センサー（３２）が機能し、還元処理水の新しい供給をストップさせる。
センサーの作動はフロート（３１）の上下によっている。
【００１５】
実施例１
【０００４】に示したボトル形状の小型容器を容器規模１ｌで試作した。
還元処理液注入・排出口の大きさについて検討し、還元処理液注入時は注入口がどの様な大きさでも容器内への外部空気の侵入は起らず、容器内の気相を全て排除して蓋栓を施すことにより還元処理液と外気を完全に遮断することができた。
使用に当たって、容器から還元処理液を排出する場合は、排出口を付けただけでは、中に還元処理液を残したままボトルを元に立てると膜状の内部容器でも器内の液の重量で、容器内に外気を吸い込んで、気相と液相が混在して還元性強度の減衰が起った。
そこで、排出口の大きさを制限し、構造に逆流防止弁を付け、還元処理液の排出後栓を閉じる構造を付け加えた場合は、ボトルを元に立てゝも、液の重量で、容器内に外気を吸い込むこともなく、容器内は液相のみで、気相の混入もなく、還元性強度の減衰も起らなかった。
【００１６】
実施例２
【０００８】に示した還元溶液貯蔵運搬型容器を容器規模５０ｌで試作した。
原理はボトル形状の小型容器と同様であり、実験の結果は小型容器と異なり、還元処理液の使用に当たって、容器を立てたり、倒したりすることがないので、逆流防止弁を付ける必要がなかった。蛇口パイプを引き出す際や蛇口栓バルブを捻る際には液の漏出や容器内への気相の混入もなく、還元性強度の減衰も起らなかった。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、還元処理した液体が大気中の酸素の影響で次第に還元力を失い、長期保蔵中処理前の酸化条件の液体に戻ることを防ぐ技術である。その活用場面は、次の各項目に示した。
【００１８】
高品質化を必要とする食品加工、調理用水。
【００１９】
還元条件を必要とする高業用水。
【００２０】
弱還元条件により水道管内の防錆水（上水道、マンション、ホテル、旅館等への配水）。
【図面の簡単な説明】
【図１】はボトル形状の小型容器の還元処理液を充填中の状態を示した図である。
【図２】はボトル形状の小型容器に液体を満たし蓋栓を施した図である。
【図３】はボトル形状の小型容器を逆さまにして中の液体を排出中の図である。
【図４】は還元溶液貯蔵運搬型容器の還元処理液を充填中の状態を示した図である。
【図５】は還元溶液貯蔵運搬型容器に液体を満たし蓋栓を施した図である。
【図６】は還元溶液貯蔵運搬型容器を設置して中の液体を配水中の図である。
【図７】は還元溶液貯水槽型大型容器の減水した状態を示した図である。
【図８】は還元溶液貯水槽型大型容器を満水にした状態を示した図である。
【符号の説明】
（１）−外殻容器上部
（２）−外殻容器下部
（３）−外殻容器上下接合部
（４）−内部容器
（５）−外殻容器上部通気小孔
（６）−外殻容器下部通気小孔
（７）−ボトル、運搬型容器還元処理液注入口
（８）−ボトル、運搬型容器蓋栓
（９）−ボトル、運搬型容器の保蔵還元液排出口
（１０）−逆流防止弁
（１１）−蛇口栓バルブ
（１２）−運搬型容器引き出し可能な蛇口パイプ
（１３）−ボトル、運搬型容器把手
（１４）−運搬型容器脚
（１５）−水槽の外殻容器
（１６）−水槽の膜状内部容器
（１７）−内部容器内の水
（１８）−水槽の通気小孔
（１９）−水槽の容器保護キャップ
（２０）−多孔質の断熱資材
（２１）−水槽の還元処理液注入パイプ
（２２）−水槽の還元処理液注入開閉バルブ
（２３）−水槽への還元処理液注入口
（２４）−水槽から各蛇口への配水口
（２５）−水槽から各蛇口への配水開閉バルブ
（２６）−水槽から各蛇口への配水パイプ
（２７）−水垢「オリ」を除去する排出口（ドレン）
（２８）−ドレン排出開閉バルブ
（２９）−ドレン排出パイプ
（３０）−水槽容器を支える鉄骨支柱
（３１）−満水センサーを作動させるフロート
（３２）−満水センサー
（３３）−水槽設置面

Claims (9)

1. 固く変形しない外殻容器と膜状の変形可能で内容物収納機能を有する内部容器から成り、内部容器内に還元性溶液を満たした後、溶液を容器外へ排出使用しても膜状の内部容器が変形して、内部容器内に外気が侵入することを防ぐ構造、
   原理は、溶液の自重で内部容器の溶液が外へ押し出される際、外殻容器と内部容器の間に外の空気が入ることにより、空気の内部容器内への侵入を防止し、
   これに基づき、空気が還元性溶液と接触することを防止する方式で、容器外部大気と還元性溶液を隔離して、還元性溶液の酸化を防止する方法。
3. で、空気が容器内へ侵入することを防止することによって還元性溶液の酸化を防止し、酸化による溶液の還元性強度の低下を防止することを目的とし、外殻容器と内部容器の二重構造を特徴とする還元溶液の保存容器。
5. の機能を有し、容積５リットル以下の還元溶液を保蔵するボトル形状の小型容器。
7. の機能を有し、長距離運搬に便利で、屋外生活にも活用可能な、容積５リットルから２キロリットルの溶液を保蔵する還元溶液貯蔵運搬容器。
9. の機能を有し、ホテル、旅館、食堂、工場、マンション、ビル等、建築（建設）物屋上及び周辺に設置することが可能な容積２キロリットル以上１００キロリットルまでの大量の溶液を保蔵することが可能な、還元処理溶液の貯水槽型大型貯蔵容器。

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