JP2012176909A - 水溶性有機珪素の抽出方法及び抽出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物からケイ素を抽出する方法を提供する。
【解決手段】珪素水素水を加熱した高熱蒸気を、炭化籾殻層に潜らせ、濾過した水溶性有機珪素の抽出方法である。珪素水素水を加熱し生成される高熱蒸気と、炭化籾殻から抽出した珪素とを混合して生成された水溶性有機珪素を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、水溶性有機珪素の抽出方法及び抽出装置に関する。

珪素は、主に鉱物に含まれており、従来例としても、例えば、水晶等の鉱物から珪素を抽出する方法が知られているところである。鉱物から珪素を抽出する発明として、例えば、特許文献１がある。この特許文献１は、特開２００８−２３０８７５の「高純度二酸化ケイ素の製造方法」で、その内容は、鉱物である珪藻土から高純度二酸化ケイ素を製造する方法であって、珪藻土の粉粒体に物理的選別を施すことを特徴とする。この方法によると高純度二酸化ケイ素を効率よく、しかも安価に製造できる。一方、植物から珪素を抽出する発明として、例えば、特許文献２がある。この特許文献２は、再表２００７／０２６６８０の「アモルファス酸化ケイ素粉末およびその製造方法」で、その内容は、六炭糖および五炭糖のうちの少なくともいずれか一方と、酸化ケイ素とを含む木質材、農作物または植物を投入原料として用意する工程と、この投入原料を硝酸、塩酸、硫酸、リン酸または有機酸によって加水分解処理し、六炭糖の含有量を１０重量％以下および／または五炭糖の含有量を２０重量％以下にする工程と、加水分解処理して得られた残渣分を４００℃以上１２００℃以下で燃焼する工程を備えた構造である。この方法によると、高純度でかつ非晶質な酸化ケイ素粉末として有利に利用され得ると考えられる。

特開２００８−２３０８７５ 再表２００７／０２６６８０

特許文献１のように鉱物である珪藻土から高純度二酸化ケイ素を製造する方法の場合は、鉱物を多量に産出すると鉱物自体の産出量が減少するという問題が考えられる。

また、本発明は、炭化籾殻という植物性の媒体を介している点で、特許文献１とは大きく相違し、また、植物性を媒体としている点で自然に優しい。

特許文献２は、植物から珪素を抽出するために、薬品を添加し、加水分解処理をする構造であり、本発明の意図する抽出槽を利用する構成とは、その構造、方法、並びに効果が相違する。

請求項１の発明は、珪素水素水を加熱し生成した高熱蒸気（高温蒸気）と、炭化籾殻との接触状況を確保して、水溶性有機珪素（幾分、不純物が含まれる水溶性有機珪素原料）を濾過した、純粋（高品質）の水溶性有機珪素を提供することを意図する。

請求項１は、珪素成分を多く含んだ水素水（珪素水素水）を加熱し、高熱蒸気を生成し、この高熱蒸気が炭化籾殻に接触し、この接触時間、又は接触面積による接触状況を確保することで、水溶性無機珪素を水溶性有機珪素に変換（変化）し、この水溶性有機珪素を濾過して、純粋の水溶性有機珪素を製造する抽出方法である。

請求項２の発明は、炭化籾殻を、籾殻粒子、又は籾殻粉体とすることによって高熱蒸気との接触時間・面接面積が上がり、水溶性無機珪素から水溶性有機珪素に変化し、かつ有機珪素の抽出量が多くなり、純粋の水溶性有機珪素が生成できる。また、反面、抽出槽内に、籾殻粒子、又は籾殻粉体でなる炭化籾殻を入れる量の軽減化と、隙間を確保することを意図する。

請求項２は、請求項１に記載の水溶性有機珪素の抽出方法であって、
前記炭化籾殻は、籾殻粒子、又は籾殻粉体であることを特徴とする請求項１に記載の水溶性有機珪素の抽出方法である。

請求項３の発明は、複数の噴射管に形成された多数の噴射孔から、炭化籾殻内に向かって高熱蒸気が勢いよく噴射されるため、効率的により多くの水溶性有機珪素を得られる水溶性有機珪素の抽出装置の提供を意図する。

請求項３は、珪素水素水を貯留する原液タンクと、この原液タンクに接続し、かつ前記珪素水素水を加熱・沸騰させて高熱蒸気を発生させるボイラーと、このボイラーと接続し、かつ内部の底部にフィルターを設けた、この内部に炭化籾殻が充填された抽出槽と、前記ボイラーに設けた蒸気供給管に一端を連設し、かつ前記抽出槽に垂下した中空の軸と、この軸の他端に設けた底部と、また、この軸には、多数の噴射孔が形成された複数の噴射管を放射状に設けるとともに、この噴射管を、この軸の上方より下方に向かって多段に設けたことを特徴とする水溶性有機珪素の抽出装置である。

請求項４の発明は、前記請求項３の発明と、同様の効果を達成することを意図する。

請求項４は、珪素水素水を貯留する原液タンクと、この原液タンクに接続し、かつ前記珪素水素水を加熱・沸騰させて高熱蒸気を発生させるボイラーと、このボイラーと接続し、かつ内部の底部にフィルターを設けた、この内部に炭化籾殻が充填された抽出槽と、前記ボイラーに設けた蒸気供給管に、一端を連設し、かつ前記抽出槽に垂下した中空の軸と、この軸の他端に設けた底部と、また、この軸には、多数の噴射孔が形成された複数の噴射管を放射状に設けるとともに、この噴射管を、この軸の上方より下方に向かって多段に設け、
また、この軸の一端を前記抽出槽の蓋体に貫設するとともに、その他端を、この抽出槽に架承した支持棒に支持したことを特徴とする水溶性有機珪素の抽出装置である。

請求項１の発明は、珪素成分を多く含んだ水素水（珪素水素水）を加熱し、高熱蒸気を生成し、高熱蒸気が炭化籾殻に接触し、接触時間、又は接触面積による接触状況を確保することで、水溶性無機珪素を水溶性有機珪素に変換し、水溶性有機珪素を濾過して、純粋の水溶性有機珪素を製造する抽出方法ある。

したがって、請求項１は、珪素水素水を加熱し生成した高熱蒸気（高温蒸気）と、炭化籾殻との接触状況を確保して、水溶性有機珪素（幾分、不純物が含まれる水溶性有機珪素原料）を濾過した、純粋（高品質）の水溶性有機珪素を得ることができる特徴がある。

請求項２の発明は、請求項１に記載の水溶性有機珪素の抽出方法であって、
炭化籾殻は、籾殻粒子、又は籾殻粉体であることを特徴とする請求項１に記載の水溶性有機珪素の抽出方法である。

したがって、請求項２は、炭化籾殻を、籾殻粒子、又は籾殻粉体とすることによって高熱蒸気との接触時間・接触面積が上がり、水溶性無機珪素から水溶性有機珪素に変化し、かつ有機珪素の抽出量が多くなり、純粋の水溶性有機珪素が生成できる。また、反面、抽出槽内に、籾殻粒子、又は籾殻粉体でなる炭化籾殻を入れる量の軽減化と、隙間を確保できる特徴がある。

請求項３の発明は、珪素水素水を貯留する原液タンクと、原液タンクに接続し、かつ珪素水素水を加熱・沸騰させて高熱蒸気を発生させるボイラーと、ボイラーと接続し、かつ内部の底部にフィルターを設けた、内部に炭化籾殻が充填された抽出槽と、ボイラーに設けた蒸気供給管に一端を連設し、かつ抽出槽に垂下した中空の軸と、軸の他端に設けた底部と、また、軸には、多数の噴射孔が形成された複数の噴射管を放射状に設けるとともに、噴射管を、軸の上方より下方に向かって多段に設けたことを特徴とする水溶性有機珪素の抽出装置である。

したがって、請求項３は、複数の噴射管に形成された多数の噴射孔から、炭化籾殻内に向かって蒸気が勢いよく噴射されるため、効率的により多くの水溶性有機珪素を得られることができる特徴がある。

請求項４の発明は、珪素水素水を貯留する原液タンクと、原液タンクに接続し、かつ珪素水素水を加熱・沸騰させて高熱蒸気を発生させるボイラーと、ボイラーと接続し、かつ内部の底部にフィルターを設けた、内部に炭化籾殻が充填された抽出槽と、ボイラーに設けた蒸気供給管に、一端を連設し、かつ抽出槽に垂下した中空の軸と、軸の他端に設けた底部と、また、軸には、多数の噴射孔が形成された複数の噴射管を放射状に設けるとともに、噴射管を、軸の上方より下方に向かって多段に設け、
また、軸の一端を抽出槽の蓋体に貫設するとともに、他端を、抽出槽に架承した支持棒に支持したことを特徴とする水溶性有機珪素の抽出装置である。

したがって、請求項４は、請求項３の発明と同様の効果が確保できる特徴がある。

本願発明の全体模式図 本願発明のボイラーにバーナーを設置した実施例の全体模式図 本願発明の軸及び軸に設けた噴射管の要部斜視図 本願発明の軸及び軸の要部平面図 本発明で抽出した水溶性有機珪素の箱詰めを示した斜視図

本発明の構成物品としては、主に、原液である珪素水素水１（珪素成分を多く含んだ水素水）、原液タンク２、原液供給管３、液体圧送ポンプ４、ボイラー５、蒸気供給管６（高熱蒸気供給管）、抽出槽７、吸引ポンプ１６、吸引管１７、抽出槽７に充填する炭化籾殻Ｂ（乾燥籾殻）等とで構成される。

また、原液である珪素水素水１（水溶性無機珪素）の流れとしては、原液タンク２から原液供給管３を通じてボイラー５に至り、そして、このボイラー５のヒーター５ａによって加熱・煮沸されて高熱蒸気Ａとなり、この高熱蒸気Ａは、蒸気供給管６を通じて抽出槽７に至る。その後、この抽出槽７に設けたフィルター１５により濾過され、この抽出槽７に接続する吸引管１７を通じてタンク１８に至る。

以下、好ましい、一実施例を、図面を参照して説明する。

図示の原液タンク２には、珪素水素水１が貯留される。そして、この原液タンク２には原液供給管３の一端が連設されており、その他端は、ボイラー５に連設される。これにより、この原液タンク２内の珪素水素水１は、原液供給管３を介して、ボイラー５に供給される。そして、例えば、この珪素水素水１の供給方法としては、原液供給管３に介設した液体圧送ポンプ４で行う方法等がある。この例では、珪素水素水１の簡便かつスムーズな搬送が図れる。また、珪素水素水１の供給・停止、又は供給量の調整、及び／又は、液体圧送ポンプ４の入切り、又は間欠操作等の制御は、例えば、遠隔操作とか、手動等の手段で行う。この例では、珪素水素水１の供給・停止、又は供給量の調整が、簡便かつスムーズに制御できる。尚、この原液タンク２の材質は、限定されないが、鉄製やステンレス製、ＦＲＰ製等が望ましい。

また、ボイラー５は、珪素水素水１を加熱・沸騰させることによって高熱蒸気Ａを発生させる。このボイラー５は、水蒸気供給管６を介して抽出槽７に連設することで、この高熱蒸気Ａを抽出槽７に供給する。この加熱・沸騰方法としては、例えば、ボイラー５内に設けたヒーター５ａで、珪素水素水１を加熱・沸騰し、高熱蒸気Ａを発生させる構成と、又は、図２のように、バーナー５ｃを設け、このバーナー５ｃによって珪素水素水１を加熱・沸騰させる構成等が考えられる。そして、生成された高熱蒸気Ａは、水蒸気吸引手段５ｂで吸引し、この蒸気吸引手段５ｂ（高熱蒸気吸引手段）から蒸気供給管６（高熱蒸気供給管）を通って、抽出槽７に高熱蒸気Ａを供給される。尚、ヒーター５ａの形状、大きさ、又は設置箇所等は、限定されないが、図示のように、両サイドに設置し、その間に原液供給管３を設ける構造が望ましい。そして、生成された高熱蒸気Ａは、蒸気吸引手段５ｂによる吸引で、この蒸気吸引手段５ｂを経由して、蒸気供給管６から抽出槽７に供給される。

この抽出槽７の目的は、抽出槽７内に充填した炭化籾殻Ｂから、その成分の一つである珪素を抽出するものである。例えば、抽出槽７内で炭化籾殻Ｂと、高熱蒸気Ａを接触しながら、加圧し、炭化籾殻Ｂと高熱蒸気Ａとの接触時間、接触面積（接触頻度）等の接触状況を確保することで、水溶性有機珪素Ｃを生成する。この水溶性有機珪素Ｃは、フィルター１５で濾過され、清澄化されることにより、純粋の水溶性有機珪素Ｃが生成される。そして、前記略３６０°の高熱蒸気Ａとの接触状況下で、水溶性無機珪素から水溶性有機珪素Ｃに変化し、かつ有機珪素の抽出量が多くなり、純粋の水溶性有機珪素Ｃが生成できる。

処で、抽出槽７内に充填する炭化籾殻Ｂは、そのままの大きさであってもよいが、籾殻粒子か、又は籾殻粉体とすることによって、例えば、小容量化とか、又は高熱蒸気Ａとの接触時間・接触面積が上がり、かつ隙間の発生で、珪素の抽出量が多くなり、純粋の水溶性有機珪素Ｃが生成できる。

この抽出槽７は、槽本体７ａと蓋体７ｂとで構成する。この抽出槽７は、充填する炭化籾殻Ｂの交換を図るために、図示しないが、基台を取外し自在とするか、又は図示の如く、開閉扉７ｃを設ける構造とする。また、この抽出槽７の材質は、耐久性・耐熱性を考慮して、例えば、鉄製やステンレス製等とする。なお、図示しないが、必要により、槽本体７ａには、抽出槽７内にエアーを送り込むエアーポンプを連設する一例がある。このエアーポンプを利用して抽出槽７の内部にエアーを入れることによって、抽出槽７内に入れた籾殻粒子か、又は籾殻粉体でなる炭化籾殻Ｂが盲動、又は移動し、高熱蒸気Ａと炭化籾殻Ｂの接触状況を確保できる。

図１に示した、抽出槽７の槽本体７ａ内部には、この抽出槽７の蓋体７ｂの中心部からその底部に至る、中空形状の軸１０を垂設する。尚、図示しないが、この軸１０に部材を付加することで、例えば、回転軸とする回転方式も可能である。その理由は、前記接触状況の確実な確保と、その効率化、又は炭化籾殻Ｂの塊状化（架橋）防止等に有効である。この軸１０は、その上部を蓋体７ｂで支持し、下部を抽出槽７の底部のやや上方位置で架承した支持棒１３で支持する。そして、この軸１０の下端部は底部で閉塞される。

図中１５はフィルターであり、このフィルター１５は、抽出槽７の底部に一枚、又は複数枚設ける。このフィルター１５で、不純物を含んだ水溶性有機珪素Ｃを濾過し、清澄化した、純粋の水溶性有機珪素Ｃを製造する。

そして、この軸１０の放射方向には、多数の噴射孔１１ａを、交互か、又は任意に設けた４つの噴射管１１が放射状に設けており、この噴射管１１は、軸１０の上方より下方に向かった多段に、かつ水平線上Ｙにおいて、後述するように交互か、又は任意に設ける。この噴射管１１は、図３等において、ストレートの形状（構造）であるが、その形状は、図示しないが、水平線上Ｙにおいて、旋回流の如く、曲面形状とか、同線上Ｙで上方向き傾斜形状、又は下方向き傾斜形状、或いは折れ曲り形状とか、これらの組合せ形状等が採用可能である。さらに、この噴射管１１は、同寸法であるが、放射方向の先端側に向かって、先細り形状、逆に膨出した形状等の種々の形状が可能である。そして、噴射管１１の先細り形状とすること、及び／又は、噴射管１１の先端部の噴射孔１１ａを小さくすることで、例えば、珪素水素水１の蒸気Ａを勢いよく噴射できる特徴がある。さらにまた、図示しないが、噴射管１１は、鉛直方向Ｚにおいて、一段置きに交互に設ける構成であってもよい。この噴射管１１の噴射孔１１ａは、複数個とするが、その数は任意であり、規則性の有無も自由であること、さらにはランダムに配置する構成であってもよい。その他として、例えば、噴射管１１の噴射孔１１ａの噴射方向を、上方向きとするか、下方向きとするか、或いは、これを組合せた構造とするかは、自由である。

そして、図３，４においては、噴射管１１を４本としたが、その数は限定されず、５本、３本等も可能である。なお、噴射管１１が４本の場合は、相互に９０度とし、また、５本の場合は、相互に７２度とする。そして、また、３本の場合は、相互に１２０度の角度とすることが望ましい。

抽出槽７の本体の下方には、濾過手段であるフィルター１５が内設されている。このフィルター１５は、抽出槽７の槽本体７ａ内で生成された水溶性有機珪素Ｃを、濾過する。この水溶性有機珪素Ｃを吸引する手段として、吸引管１７に付設した吸引ポンプ１６を利用する。このフィルター１５で濾過が終了し、吸引管１７に導かれた段階で、純粋の水溶性有機珪素Ｃとなる。この純粋の水溶性有機珪素Ｃは、吸引管１７に導かれてタンク１８に至る。この水溶性有機珪素Ｃを利用して様々な箱詰めＸに添加して利用する。そして、このフィルター１５の材質は、例えば、織布、フェルトのポリエステル、織布のナイロン、織布のポリプロピレン等が挙げられるが一例である。

図２では、複数枚のフィルター１５を内設するが、その積層枚数は限定されない。即ち、フィルター１５は、一枚でもよいが、複数枚のフィルター１５の場合、各フィルター１５の目合いを異にする。例えば、上方側であるフィルター１５から下方側であるフィルター１５にしたがって、順次、細かくすることが望ましい。

以上の工程と装置で生成された、水溶性有機珪素Ｃの成分である珪素は、人間の骨・関節・血管・皮膚・毛髪・歯・爪等に多く含まれ、生命維持に不可欠な元素で、人間の生活に優れた効果を発揮するものである。また、各種アレルギーや老化予防、また、ストレスの解消し、疲労を和らげる効果も発揮する。そして、ウイルス全般を防ぎ、カビ等の発生も防ぐ。さらに、珪素の持つ抗菌作用、細胞活性作用、浸透性によって、酒類、健康食品、食品、化粧品等の長期保存が可能となる。その他、水溶性有機珪素Ｃは、図５の如く、２０リットルのパックに詰め込み箱詰めＸとして供給する。そして、この水溶性有機珪素Ｃの浸透性の特徴を利用し、例えば、酒類、各種薬品、又は健康食品、食品、化粧品、或いは入浴剤等の食品原料とか、添加原料として利用する。

１ 珪素水素水
２ 原液タンク
３ 原液供給管
４ 液体圧送ポンプ
５ ボイラー
５ａ ヒーター
５ｂ 蒸気吸引手段
５ｃ バーナー
６ 蒸気供給管
７ 抽出槽
７ａ 槽本体
７ｂ 蓋体
７ｃ 開閉扉
１０ 軸
１１ 噴射管
１１ａ 噴射孔
１３ 支持棒
１５ フィルター
１６ 吸引ポンプ
１７ 吸引管
１８ タンク
Ａ 高熱蒸気
Ｂ 炭化籾殻
Ｃ 水溶性有機珪素
Ｘ 箱詰め
Ｙ 水平線上
Ｚ 鉛直方向

Claims (4)

1. 珪素成分を多く含んだ水素水（珪素水素水）を加熱し、高熱蒸気を生成し、この高熱蒸気が炭化籾殻に接触し、この接触時間、又は接触面積による接触状況を確保することで、水溶性無機珪素を水溶性有機珪素に変換し、この水溶性有機珪素を濾過して、純粋の水溶性有機珪素を製造する抽出方法。
2. 請求項１に記載の水溶性有機珪素の抽出方法であって、
   前記炭化籾殻は、籾殻粒子、又は籾殻粉体であることを特徴とする請求項１に記載の水溶性有機珪素の抽出方法。
3. 珪素水素水を貯留する原液タンクと、この原液タンクに接続し、かつ前記珪素水素水を加熱・沸騰させて高熱蒸気を発生させるボイラーと、このボイラーと接続し、かつ内部の底部にフィルターを設けた、この内部に炭化籾殻が充填された抽出槽と、前記ボイラーに設けた蒸気供給管に一端を連設し、かつ前記抽出槽に垂下した中空の軸と、この軸の他端に設けた底部と、また、この軸には、多数の噴射孔が形成された複数の噴射管を放射状に設けるとともに、この噴射管を、この軸の上方より下方に向かって多段に設けたことを特徴とする水溶性有機珪素の抽出装置。
4. 珪素水素水を貯留する原液タンクと、この原液タンクに接続し、かつ前記珪素水素水を加熱・沸騰させて高熱蒸気を発生させるボイラーと、このボイラーと接続し、かつ内部の底部にフィルターを設けた、この内部に炭化籾殻が充填された抽出槽と、前記ボイラーに設けた蒸気供給管に、一端を連設し、かつ前記抽出槽に垂下した中空の軸と、この軸の他端に設けた底部と、また、この軸には、多数の噴射孔が形成された複数の噴射管を放射状に設けるとともに、この噴射管を、この軸の上方より下方に向かって多段に設け、
   また、この軸の一端を前記抽出槽の蓋体に貫設するとともに、その他端を、この抽出槽に架承した支持棒に支持したことを特徴とする水溶性有機珪素の抽出装置。

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