JP2005162995A - オゾン化オイル製造装置及びオゾニド製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一般人でも簡単安全迅速にオゾン化オイルを製造できるとともに、小型で簡素な構成のオゾン化オイル製造装置を提供する。
【解決手段】 オゾン化オイル製造装置は、真空ポンプ（８）に接続されて真空に吸引されるとともに、オイル（５０）の蒸気とオゾンとが注入され、オイルの蒸気とオゾンとを混合させてオゾン化反応をさせる反応容器（３０）を有する。反応容器にはオゾン発生部（４０）が接続されており、オゾン発生部にはオゾンを吸蔵濃縮するオゾン吸蔵材（５ａ）とオゾン発生管（４）が備えられる。さらに、反応容器は、発生したオゾン化オイルの蒸気を冷却して油滴とする冷却水通路（１０）が取り付けられるとともに、オゾン化オイル容器（３）に接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、食用油又は植物油のオゾン化オイルを製造する装置に関し、さらに詳細にはオリーブ油等、市販され容易に入手できる食用油を利用して、低濃度のオゾン化オイルを含む油を必要な時に必要なだけ安全に生成できる小型のオゾン化オイル製造装置に関する。

オゾン化オイルの効果は、乳牛の乳房炎などの炎症回復、床ずれなどの快復など医学上の利用が学会等で発表されている。実際に、オゾン化オイルは、欧州では古くから皮膚疾患やカンジタ症などの治療に使用されている。

我が国では、オゾン化オイルによる治療は、現在医療実験が各種報告されているが、日本の薬事法では認められておらず、未だに一般的ではなく、最近、牛の乳房炎の防止などに使用され始めた程度で、一般には普及していない。しかし、欧州では既に使用されており、我が国でも今後公認されることが期待される。

一般に行われているオゾニド（オゾンが付加された有機物）の生成方法は、通常、真空ポンプと三角フラスコ等の化学ガラス器具、リービッヒ冷却器及びオゾン発生器等を組み合わせて行う。たとえば、オゾン発生機で発生した２〜８％のオゾンを含んだ酸素ガスを、フラスコ内の有機化学物質基質の溶液中に吹き込んで行う。このときの溶媒は、ペンタン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、メタノール、酢酸、酢酸エチルなどが挙げられるが、そのとき、反応途中で生成するオゾニドやペルオキシド酸化物の分解を避けるため、ドライアイスとアセトン混合液の冷却下で行っている。約８０％のオレイン酸を含有するオイル、例えば、オリーブ油、ベニバナ油、ひまわり油及び椿油も、オゾニドであるオゾン化オイルとすることができる。

日本オゾン(株)の方法によれば、純オリーブオイル（トリオレイン含量４５％、トリリノレイン含量0.4％）１９０ｇを約３０℃に加温し、攪拌しながらオゾン-酸素混合ガス（オゾン濃度１０ｍｇ／Ｌ、流量１．０Ｌ／min）を導通、約５０時間オゾンを吸収させ、その吸収量は重量比で約１６％である（下記非特許文献１参照）。
三浦敏明、オゾン化オイルとオゾニド、日本医療・環境オゾン研究会第５回研究講演会抄録、Ｐ．２２−２７、２０００年

ところで、オゾン化は、過酸化物も生成するので、常に爆発の危険性がある。特に、低濃度オレフィンのオゾン分解物や多量の過酸化物は危険である。溶液中では安定な過酸化物も溶媒が無くなると不安定になるので、反応液を濃縮する時には細心の注意が必要であるとされる。

このように、オゾン化オイル等のオゾニドを製造する過程は危険で困難性を伴っており、オゾニドは一般の人が簡単で安全に短時間で製造できるものではないという問題があった。また、オゾン化反応にも長時間必要であり、その装置も複雑で大掛かりなものとなるという問題もあった。このような問題が、医療上の効果が知られていながら、オゾン化オイルが普及しない理由の一因でもあった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、一般人でも簡単安全迅速にオゾン化オイル又はオゾニドを製造できるとともに、小型で簡素な構成のオゾン化オイル製造装置及びオゾニド製造装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明のオゾン化オイル製造装置は、真空に吸引されるとともに、食用油又は植物油の蒸気とオゾンとが注入され、食用油又は植物油の蒸気とオゾンとを混合させてオゾン化反応をさせる反応容器を有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記反応容器にはオゾン発生部が接続されており、オゾン発生部にはオゾンを吸蔵濃縮するオゾン吸蔵材が備えられたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記反応容器には、発生したオゾン化オイルの蒸気を冷却して油滴とする冷却部が取り付けられ、前記油滴を流し込むオゾン化オイル容器が接続されたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３に係る発明において、原料容器の口及びオゾン化オイル容器の口が、それぞれ、ガラスのすり合わせまたはＯリングによる取り付けで、真空に耐え、かつ容易に取りはずしができる接続具を介して、前記反応容器と接続されたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１、２、３又は４に係る発明において、前記オゾン発生部から前記反応容器へのオゾン注入部には、注入速度及び注入量を制御できるように弁を設けたことを特徴とする。

請求項６に係る発明のオゾニド製造装置は、真空に吸引されるとともに、原料の蒸気とオゾンとが注入され、原料の蒸気とオゾンとを混合させてオゾン化反応をさせる反応容器を有することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、真空引きされた反応容器内でオゾン化反応を起こさせているから、爆発の危険のある溶媒を使用しないこと、反応容器内が低圧であるため爆発が無いこと、オゾンは１０００ppm（０．１％）以下の低濃度であること、オイルの蒸気とオゾンは、瞬時のオゾン化反応により直ちにオゾン化オイルを含む油滴にしてなってしまうことに特色がある。したがって、化学の専門家でないと行うことが困難なオゾン化反応を伴うオゾン化オイルの製造を、特に高度な化学知識を持たない一般の者でも安全簡単迅速に行うことができるオゾン化オイル製造装置が得られる。しかも、真空引きされた容器という簡単な構成でオゾン化反応を実現しているため、オゾン化オイル製造装置は小型で簡素な構成となる。さらに、製造された低濃度のオゾン化オイルであっても、オゾン化オイルの使用時に分解発生するオゾンは、濃度が１ppmにしても２２．４リットルの空気中に６×１０¹⁷個もの分子数となり、有害菌の殺菌等には十分すぎる効果を期待できる。

請求項２に係る発明によれば、さらに、オゾン発生部にはオゾン吸蔵材が備えられたから、オゾン発生部に蓄えた多量のオゾンを真空引きされた反応容器内に短時間に注入することができ、短時間で効率的にオゾン化オイルを製造できる。

請求項３に係る発明によれば、さらに、反応容器には冷却部が設けられているため、発生したオゾン化オイルを冷却して急速に油滴とするので、効率的にオゾン化オイルを製造できる。

請求項４に係る発明によれば、さらに、反応容器には、食用油又は植物油の原料容器の口とオゾン化オイル容器の口が、それぞれ、真空に耐えかつ容易に取りはずしができる接続具を介して接続されたから、原料のオイルの補給と製造したオゾン化オイルの回収を迅速容易にできる。

請求項５に係る発明によれば、さらに、オゾン発生部から前記反応容器へのオゾン注入部に弁を設けたから、オゾン化オイルの発生速度と発生量を適宜制御できる。

請求項６に係る発明によれば、原料をオイル以外の有機物に変えることにより、請求項１に係る発明と同様に、特に高度な化学知識を持たない者でも安全簡単迅速に行うことができ、しかも小型で簡素なオゾニド製造装置が得られる。

以下、図面に基づいて、本発明の１実施例に係るオゾン化オイル製造装置について説明する。図１は、このオゾン化オイル製造装置全体を示す図であり、図２は、このオゾン化オイル製造に用いられる原料を示した表である。

このオゾン化オイル製造装置は、真空引きされるとともに、図２に示したような植物性食用油等、適宜原料のオイル５０の蒸気とオゾンとを反応させる反応容器３０を備える。反応容器３０は、ガラス又はステンレス鋼製の筒状構造をしており、反応容器３０の下端は、オイル５０を入れる原料容器１の口に挿入して結合できる接続部３２となっている。接続部３２は、簡単に取り外せる構造にするために、ガラスのすり合わせ、Ｏリングによるカップリングで気密にされるとともに、真空に耐える構造とする。

反応容器３０の下部は、排気管８ａを介して真空ポンプ８に接続されている。真空ポンプ８を動作させると、反応容器３０内の気体は下方向へ真空引きされ、排気管８ａ、真空ポンプ８、排気口８ｂを経て外部へ排出される。

オイル５０を入れる原料容器１は、ヒーター２の上に設置される。ヒーター２は、オイル５０を３５０°Ｃ程度に加熱し、オイル５０の蒸気を発生させる。

反応容器３０内には、原料容器１の直上に、加熱により発生したオイル５０の蒸気を反応容器３０内へ導出させる蒸気通路１１が設けられている。蒸気通路１１は、長さが１５ｃｍ程度以下であり、ガラス、アルミニウム又はステンレス製の筒状構成を有し、その上端に第１と第２の２つの蒸気噴出部１２、１３が設けられ、その下端が反応容器３０内面との間にわずかな隙間１１ａを開けて、蒸気通路１１と同軸の円錐状の支持壁３４を介して反応容器１３に固定されている。

オイル５０を加熱するとともに、反応容器３０内を真空引きすると、オイル５０に含まれる低沸点を持つ不要油成分は先に蒸発する。この不要油成分を排気管８ａに直接排気放出するために、反応容器３０下部には、支持壁３４によって区画される滞留室１７と、排気管８ａに臨む排気口１７ｂを有する構造が設けられる。

第１の蒸気噴出部１２は、蒸気通路１１の上端に取り付けられた円錐状傘体をしており、蒸蒸気通路１１の周囲に環状の下向きの噴出口１２ａが形成される。第１の蒸気噴出部１２の頂点に開口１２ｂが設けられ、この開口１２を帽子状の第２の蒸気噴出部１３が覆っており、第１の蒸気噴出部１２の周囲にも環状の下向きの噴出口１３ａが形成される。オイル５０の蒸気は、蒸気噴出部１２、１３の噴出口１２ａ、１３ａから真空引きの方向である下向きに噴出する。

反応容器３０の直上には、オゾン発生部４０と接続されたオゾン注入部７が設けられる。

オゾン発生部４０は、３−１０W程度のオゾン発生管４と、体積が２００ｍｌ程度のオゾン吸蔵材５ａとを収容して気密にされたオゾン容器５と、エアーをオゾン容器５内へ送り込むエアポンプ６と、オゾン発生管４を点灯する為のインバータ電源２０とで構成される。オゾン発生管４は、ハロゲンガス及び不活性ガスを含む無水銀のガスを封入した紫外線ランプである。オゾン発生管４の代わりに、紫外線ＬＥＤ、放電装置、電気分解装置、又はオゾンを貯蔵したオゾンボンベ等のオゾン発生器を使用することができる。

反応容器３０の外部周囲には、反応容器３０を冷却する為に、水を環流させる冷却部を構成する冷却水通路１０を設ける。この冷却水通路１０は、反応容器３０と同心円状の筒状に構成してもよいし、又は、水導通パイプを反応容器３０の外部に巻き付けてもよい。冷却水通路１０は、水を貯留する１リットル程度のタンク９ａと、水を循環させるためのポンプ９ｂに導管１０ａによって接続される。水の代わりに、冷却効率の良い不凍液を使用することも可能である。

さらに、反応容器３０下部には、冷却水によって液化したオゾン化オイルの回収孔１５を設ける。液化したオゾン化オイルは、蒸気通路１１を支持する支持壁３４によって回収孔１５へ導かれる。支持壁３４には、冷却水によって液化したオイル５０が原料容器１に戻る為の戻り孔１７ａが設けられる。

回収孔１５は、回収管１６によってオゾン化オイル容器３に接続される。このオゾン化オイル容器３も、ガラス又はステンレス製の容器が望ましい。また、オゾン化オイル容器３を簡単に取り外せる構造にするために、ガラスのすり合わせ、Ｏリングによるカップリングで取り付ける接続具１６ｃを備える。これらの接続具１６ｃは、気密を保つとともに真空に耐える構造とされる。

エアポンプ６とオゾン容器５との間には、弁１８が設けられる。オゾン注入部７にも弁１９が設けられる。この弁１９は、単に開閉するだけでなく、オゾンの注入速度も調整できるように開度調整も可能になっている。反応容器１３下部の回収孔１５とオゾン化オイル容器３との間の回収管１６にも弁１６ｂが設けられる。オイルの戻り孔１７ａにも弁１７ｃが設けられる。排気管８ａの途中にも弁１４が設けられる。冷却水通路１０とタンク９ａ、ポンプ９ｂとを連結する導管１０ａにも、弁１０ｂが設けられる。これらの弁を開閉することにより、各部がシーケンス制御できるようにしてある。

このオゾン化オイル製造装置は、以上のように簡素な構成であり、しかも、全体の大きさが１辺が５０ｃｍの立方体程度以下と小型になり、個人病院や一般家庭でも使用可能なものである。

次に、このオゾン化オイル製造装置によって、オゾン化オイル５０を作る方法を説明する。
まず、原料容器１にオゾン化オイル５０の原料である食用油又は植物油等のオイル５０を入れる。本実施例では、価格と効果の点からオリーブオイルを用いる。次に、反応容器３０内を外部へ開口させる弁のうち、排気管８ａに設けた弁１４以外の弁１６ｂ、１７ｃ、１９を閉じ、ヒーター２に通電して、オイル５０を２３０°Ｃ程度に上昇させる。

ここで、真空ポンプ８を動作させると、原料容器１内のオイル５０は活発に蒸発を開始する。このときオイル５０に含まれる沸点の低い不純な成分は、最初に滞留室１７の排気口１７ｂ及び蒸気噴出部１２、１３から噴出し、真空ポンプ８によって排気口８ｂから排出される。さらに、弁１０ｂを開いて水冷ポンプ９を動作させると、冷却水通路１０を流れる冷却水の働きによって、オイル５０の蒸気が油滴に戻される。そこで、戻り孔１７ａに設けた弁１７ｃを開くと、オイル５０の油滴は、戻り孔１７ａを通して原料容器１に戻る。以上の過程はオイル５０の蒸留である。一般の信用ある業者の製造した食用油は、製造過程で真空蒸留されているので、不純な油分は多くは無いが、油成分が明示されることは少ない。このようなオイル５０の蒸留を行うことは、不純な油分がブレンドをされたオイルを使用した場合に備えたものである。

この間、エアーポンプ６とオゾン発生管４を動作させるとともに、弁１８を開く。オゾン発生管４は、１８５ｎｍの真空紫外線を発生させ、空気中の酸素を照射して高純度のオゾンを発生させる。もちろん、他の方法のオゾン発生器も可能であるが、窒素酸化物も出来ることがあり、真空紫外線によるオゾンの製造が最も望ましい。発生したオゾンは、エアーポンプ６によりオゾン吸蔵材５ａに注入される。オゾン吸蔵材５ａは、選択的にオゾンを吸蔵して濃縮する。オゾン吸蔵材５ａは、シリカゲルや多孔質ガラスなど、オゾン分子径に近いナノメートルサイズの細孔を多数持つ材料である（特開２００３−０１４１９６号公報参照）。

このオゾン発生を一定の時間、例えば３０分程度続け、オゾンを充分にオゾン吸蔵材５ａに吸蔵させた後、原料容器１内のオイル５０を３５０°Ｃ程度に加熱するとともに、弁１４、１７ｃ、１８とを閉じ、弁１６ｂと１９とを開く。すると、原料容器１から蒸発したオイル５０の蒸気は、蒸気通路１１を経由して、噴出孔１２ａ、１３ａからジェット噴流となり反応容器３０内に注入されると同時に、高純度のオゾンもオゾン注入部７を通じて反応容器３０内にジェット噴流となって注入される。これは、反応容器３０内が真空状態でオゾン発生部４０のオゾン容器５内が大気圧であるためである。反応容器３０内では分子状のオイルと分子状のオゾンが反応して、効率よくオゾン化オイルが作られる。

生成したオゾン化オイルは、冷却水により冷却されてオイルとともに液化して、反応容器３０の壁を伝わって、回収管１６を経由してオゾン化オイル容器３に貯まる。以上の反応は、オイルが原料容器１に無くなった時に終了する。それから、各部をオフにする。

このとき、弁１６ｂを閉じた状態で弁１７ｃを開いた状態にすれば、オゾン化オイルを含むオイルは原料容器１に戻り、何度もオイル５０を蒸発させてオゾン化を増進することが出来る。しかしながら、同時に加熱されることにより、せっかく生成されたオゾン化オイルも一部分解されてしまう。このため、食用油の種類により循環回数は決まることになるが、注入するオゾンの濃度を濃くして出来るだけ１回の循環とすることが望ましい。

オゾン化イオンは、乳牛の乳房炎などの炎症回復、皮膚疾患やカンジタ症などの治療、床ずれなどの快復など医学上及び獣医学上の利用が期待できる。また、このオゾン化オイル製造装置は、各種オイルの代わりに適当な原料を原料容器１に入れれば、オゾニドを製造するオゾニド製造装置ともなる。さらに、真空引きされた反応容器３０内に、オゾンの代わりに酸素又は水素を注入すると、酸素化反応装置又は水素化反応装置に容易に転換できる。

本発明の１実施例のオゾン化オイル製造装置を示す図である。 オゾン化オイルの原料を示す図である。

符号の説明

１ 原料容器
２ ヒーター
３ オゾン化オイル容器
５ オゾン容器
５ａ オゾン吸蔵材
６ エアポンプ
７ オゾン注入部
８ 真空ポンプ
１０ 冷却水通路（冷却部）
１１ 蒸気通路
１２、１３ 蒸気噴出部
１６ｃ、３２ 接続具
１４、１６ｂ、１７ｃ、１８、１９ 弁
３０ 反応容器
４０ オゾン発生部

Claims (6)

1. 真空に吸引されるとともに、食用油又は植物油の蒸気とオゾンとが注入され、食用油又は植物油の蒸気とオゾンとを混合させてオゾン化反応をさせる反応容器を有することを特徴とするオゾン化オイル製造装置。
2. 前記反応容器にはオゾン発生部が接続されており、オゾン発生部にはオゾンを吸蔵濃縮するオゾン吸蔵材が備えられたことを特徴とする請求項１に記載のオゾン化オイル製造装置。
3. 前記反応容器には、オゾン化反応により発生したオゾン化オイルの蒸気を冷却して油滴とする冷却部が取り付けられるとともに、前記油滴を流し込むオゾン化オイル容器が接続されたことを特徴とする請求項１又２に記載のオゾン化オイル製造装置。
4. 原料容器の口とオゾン化オイル容器の口が、それぞれ、ガラスのすり合わせまたはＯリングによる取り付けで、真空に耐え、かつ容易に取りはずしができる接続具を介して、前記反応容器と接続されたことを特徴とする請求項１、２又３に記載のオゾン化オイル製造装置。
5. 前記オゾン発生部から前記反応容器へのオゾン注入部には、注入速度及び注入量を制御できるように弁を設けたことを特徴とする請求項１、２、３又４に記載のオゾン化オイル製造装置。
6. 真空に吸引されるとともに、原料の蒸気とオゾンとが注入され、原料の蒸気とオゾンとを混合させてオゾン化反応をさせる反応容器を有することを特徴とするオゾニド製造装置。

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