JP2013006124A

JP2013006124A - セラミックボール処理飲料水製造方法及び製造装置

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Publication number: JP2013006124A
Application number: JP2011138307A
Authority: JP
Inventors: Ayako Yoshida; 綾子吉田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-01-10

Abstract

【課題】原水を、セラミックボールを用いて処理することにより処理飲料水を製造する方法及び装置を提供する。
【解決手段】破砕トルマリンを充填した原水タンク内に原水を所定期間貯水する第１工程と、原水タンクから得た水から不要物質を除去することにより純水を生成する第２工程と、純水を、セラミックボールを充填したセラミックボールフィルタに通過させる第３工程と、水を、破砕トルマリン及びセラミックボールを充填した純水タンク内に所定期間貯水する第４工程と、純水タンクから得た水をカーボンフィルタに通過させ、紫外線殺菌灯による紫外線照射を行うことにより処理飲料水を得るとともに、外部に取り出された処理飲料水を除く残余の処理飲料水は前記第２タンクに戻す第５工程と、を有し、セラミックボールは、鉱石を粉砕物を球状に成形し焼結したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、セラミックボールを用いて水道水等の原水を処理することにより天然水と同等の飲料水を製造する方法及び装置に関する。

ミネラルを豊富に含んだ飲料水として天然水（ミネラルウォーター）が知られている。天然水は、自然によってろ過され、長い年月をかけて作られた飲料に適した水である。一方、水道水や井戸水を原水として人工的にミネラル分を含有させた飲料水も知られている。

特許文献１では、トルマリン鉱石（電気石）を用いて人工的にミネラル分を付与した飲料水の製造方法を開示している。トルマリン鉱石は、水のクラスターを分解して水を活性化する作用や、水中にミネラルを溶出する作用等が知られている。

特許文献１では、水道水である原水のクラスターを細かくするトルマリン浸漬処理工程、逆浸透膜等による複数の浄水工程を組み合わせた純水生成工程、生成された純水をトルマリンと接触させてミネラル分を付与するミネラル分付与工程、生成されたミネラル分含有水を殺菌しつつ分与する滅菌分与工程からなるシステムが開示されている。

特許第４１３２８７４号公報

上記の特許文献１の方法では、純水生成工程の後に得られた純水にミネラル分を付与するミネラル分付与工程において、純水をトルマリンと接触させてミネラル分を付与し、さらにトルマリンを充填したタンクに貯水する。このミネラル分付与工程で用いられるトルマリンは、トルマリン鉱石を破砕したものである。

上記方法によれば、ミネラル分を十分に付与することができ、また、トルマリンを別の鉱石（カルサイト（方解石）や医王石）に替えることにより、ミネラルの成分を変えることもできる。

しかしながら、上記方法から得られるミネラル含有飲料水は、天然水に比べてうま味や甘さのような微妙な味、口当たりの良さ、癖の無さにおいて劣っており、また、破砕鉱物の量の調整のみでは、これらの要素を微妙に調整することができなかった。

本発明は、水道水等の原水を処理して天然水と同等の飲料水を製造する方法及び装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく本発明は、以下の構成を提供する。
本発明による第１の態様は、原水を、セラミックボールを用いて処理することにより処理飲料水を製造する方法であって、破砕トルマリンを充填した原水タンク内に原水を所定期間貯水する第１工程と、前記第１工程の前記原水タンクから得た原水から不要物質を除去することにより純水を生成する第２工程と、前記第２工程により得た純水を、セラミックボールを充填したセラミックボールフィルタに通過させる第３工程と、前記第３工程により得た純水を、破砕トルマリン及びセラミックボールを充填した純水タンク内に所定期間貯水する第４工程と、前記第４工程の前記純水タンクから得た純水をカーボンフィルタに通過させ、紫外線殺菌灯による紫外線照射を行うことにより処理飲料水を得るとともに、外部に取り出された処理飲料水を除く残余の処理飲料水は前記純水タンクに戻す第５工程と、を有し、前記セラミックボールは、鉱石の粉砕物を球状に成形し焼結したものであることを特徴とする。

上記第１の態様において、前記セラミックボールが、トルマリン、方解石、医王石、麦飯石若しくはゼオライトである各鉱石又は酸化チタン、バナジウム、ゲルマニウム若しくはマグネシウムを含有する各鉱石を含む群から選択された１又は複数の鉱石の粉砕物を球状に成形し焼結したものであることが、好適である。

上記第１の態様において、前記第３工程と前記第４工程の間に別の紫外線殺菌灯による紫外線照射を行う工程をさらに付加したことが、好適である。

本発明による第２の態様は、原水を、セラミックボールを用いて処理することにより処理飲料水を製造する装置であって、原水を所定期間貯水するための、破砕トルマリンを充填した原水タンクと、前記原水タンクから得た原水から純水を生成するために、不要物質を除去する手段と、前記純水を通過させるための、セラミックボールを充填したセラミックボールフィルタと、前記セラミックボールフィルタを通過した純水を所定期間貯水するための、破砕トルマリン及びセラミックボールを充填した純水タンクと、前記純水タンクから得た純水を通過させるカーボンフィルタと、前記カーボンフィルタを通過した純水に紫外線照射を行う紫外線殺菌灯と、前記紫外線殺菌灯を通過して得られた処理飲料水を取り出すための給水口と、前記給水口から取り出された処理飲料水を除く残余の処理飲料水を前記純水タンクに戻す循環手段と、を備えたことを特徴とする。

上記第２の態様において、前記セラミックボールが、トルマリン、方解石、医王石、麦飯石若しくはゼオライトである各鉱石又は酸化チタン、バナジウム、ゲルマニウム若しくはマグネシウムを含有する各鉱石を含む群から選択された１又は複数の鉱石の粉砕物を球状に成形し焼結したものであることが、好適である。

上記第２の態様において、前記セラミックボールフィルタを通過した水が前記純水タンクに貯水される前に、紫外線照射を行う別の紫外線殺菌灯を備えたことが、好適である。

本発明では、原水をトルマリン処理し、不要物質を除去して純水とした後、セラミックボールフィルタを通過させ、さらに、破砕トルマリンとセラミックボールを充填した純水タンクに貯水し、最終的なフィルタ処理及び殺菌を行うことにより処理飲料水が得られる。従来の、破砕トルマリンのみを用いる貯水工程に替えて、破砕トルマリンとセラミックボールを併用した貯水工程を行うことにより、天然水に近い人工水であるセラミックボール処理飲料水（単に「処理飲料水」と称する場合がある）を得ることができた。

本発明により得られる処理飲料水は、天然水のようなうま味や甘さのような微妙な味、口当たりの良さ、癖の無さを備えている。これは、セラミックボールの原材料の種類及び量を調整することにより、実現することができる。実際には、製造時の温度や気温に基づいて経験的に、または最終的に得られる処理飲料水の味を確認しつつ、セラミックボールの調整を行う。この結果、微妙な味を調整することができた。

なお、本発明による得られる処理飲料水は、ミネラル分の量の調整により硬水、軟水又は超軟水とすることができるが、軟水であっても、後味に甘みをもたせることを実現できた。大多数の消費者から、夏季に甘みが強く、冬季には甘みが少ないすっきりとした味わいになるとの感想が得られている。

セラミックボールは、種々の鉱石を粉砕し球状に成形し焼成したものであるので、鉱石の種類及び組合せを選択することにより、味を調整することができる。また、一定の大きさのボール形態であるので、投入量と味の相関関係が明確であり、調整が容易である。従来の破砕鉱石の場合、個々の破砕片の形状や表面積にバラツキがあるので、投入量と味の相関関係があまり明瞭ではなかったため、調整が難しかった。

紫外線殺菌を２度行うことにより、より安全で安心できる処理飲料水が得られる。

本発明によるセラミックボール処理飲料水の製造方法の実施例を示す工程図である。

図１は、本発明によるセラミックボール処理飲料水の製造方法の実施例を示す工程図である。また、図１は、本発明によるセラミックボール処理飲料水の製造装置の概略構成図でもある。

本実施例では、原材料である原水として水道水を用いる。なお、本発明における原水は。水道水に限られない。例えば井戸水は、天然水の一種とも云えるが、そのまま飲むのではなく所望するミネラル分を含む処理飲料水に改変したい場合は、本発明の原水として用いてもよい。

図１を参照して製造方法の各工程を説明する。
・第１工程
原水タンク１には、トルマリン鉱石を適宜の大きさに破砕した破砕トルマリンが充填されている。原水タンク１の取水口から水道水が供給される。原水タンク１が常に一定量の水道水で満たされるように、電磁弁等で調節する。原水は、原水タンク１内に所定期間留まることになる。原水タンク１は、例えば水２ｔを貯水可能な大きさである。トルマリンは、原水のクラスターを細かく分解する作用がある。クラスターが細かくなることにより、原水が活性化され、後段の処理効率が向上する。加圧ポンプ２により第１工程から第２工程のカーボンフィルタ３に原水が送られる。

・第２工程
第２工程は、原水を浄化し純水の状態とする純水生成工程である。初段のカーボンフィルタ３は、活性炭が充填されている。カーボンフィルタ３を通過することにより、原水からに塩素や有機化合物等の有害物質が吸着除去される。カーボンフィルタ３からソフナー４へ水が送られる。

ソフナー４は、イオン交換樹脂を内蔵する。ソフナー４を通過することにより、水から石灰や金属類が除去される。これにより水が軟水の状態となる。ソフナー４から加圧ポンプ５によりセディメントフィルタ６に水が送られる。

セディメントフィルタ６は、５〜６μｍ程度の粒子を除去する化学繊維濾過フィルターである。これを通過することにより、水から泥、水垢、錆等が除去される。セディメントフィルタ６から逆浸透膜フィルタ７へ水が送られる。

逆浸透膜７は、水を通しイオンや塩類など水以外の不純物は透過しない性質を持つ膜である。これを通過することにより、トリハロメタン、ウィルス、バクテリア、ダイオキシン、無機塩類、有機金属、放射性物質等が除去される。本実施例では、２つの逆浸透膜７を並列に配置している。逆浸透膜７を通過した水は、純水の状態となっている。第２工程で除去される種々の物質をまとめて「不要物質」と称することとする。第２工程の構成要素全体が、原水から不要物質を除去する手段として機能する。その後、純水は第３工程へ送られる。

・第３工程
上記第２工程により得た純水を、セラミックボールを充填したセラミックボールフィルタ８に通過させる。セラミックボールフィルタ８は、例えば、１本の円筒管の内部全体にセラミックボールを充填したものを複数本備え、これらを直列に連結して構成する。セラミックボールフィルタ８を通過させることにより、セラミックボールからミネラル分が溶出し、純水に対してミネラル分が補充される。

セラミックボールは、鉱石を粉砕した粉砕物を、数mm〜十数mm程度の球状に成形し、乾燥させた後、焼結したものである。セラミックボールの原料となる鉱石は、純水に対して添加したいミネラル分に応じて選択する。例えば、トルマリン、方解石、医王石、麦飯石若しくはゼオライトである各鉱石、又は、酸化チタン、バナジウム、ゲルマニウム若しくはマグネシウムを含有する各鉱石を含む群から選択する。飲料水の製造に適した好物であれば、これ以外の鉱石も含まれる。これらの種々の鉱石から１又は複数を選択する。所望する割合で複数の鉱石の粉砕物を混合してもよい。

・殺菌工程
第３工程と第４工程の間に最初の殺菌工程を設けてもよい。殺菌は、紫外線殺菌灯９により純水に紫外線を照射して行う。従来は、後述する最終の紫外線殺菌灯１３のみであったが、追加の紫外線殺菌灯９を設けることにより、最終的に、より安全で安心な処理飲料水が得られることとなる。

・第４工程
第３工程又は殺菌工程から送られた純水を、破砕トルマリン及びセラミックボールを充填した純水タンク１０内に所定期間貯水する。純水タンク１０が常に一定量の純水で満たされるように、電磁弁等で調節する。純水タンク１０は、例えば水２ｔを貯水可能な大きさである。通常の稼働では、純水タンク１０の９０〜１００％の水量を保持する。純水は、純水タンク１０内に所定期間留まることになる。純水タンク１０内に滞留することにより、破砕トルマリン及びセラミックボールからミネラル分が溶出したミネラル分が純水に補充される。第４工程におけるセラミックボールの原料は、トルマリンのみの粉砕物又はトルマリンを主成分とする粉砕物でもよいが、他の鉱物の粉砕物でもよい。純水タンク１０の純水はポンプ１１を介して第２のカーボンフィルタ１２に送られる。

例えば、水２ｔを貯水可能な純水タンク１０に、約９００〜１０００kgの破砕トルマリンと、約５０〜２００kgのセラミックボールとを投入し、純水を満水状態まで充填する。さらに好適には、セラミックボールを約１００〜１５０kg投入する。一実施例では、約１２０kgのセラミックボールを投入した。トルマリン鉱石の効果を十分に発揮できるように、破砕トルマリンの量がセラミックボールの量の約４倍以上であることが好適である。セラミックボールは、主として味の調整の役割を果たし、さらにトルマリン以外の鉱石を原料とする場合には当該鉱石によるミネラル分付加の役割を果たしている。例えば、破砕トルマリンとトルマリンのみを原料とするセラミックボールを用いた場合にも、セラミックボールは味の調整の役割を果たすことができる。セラミックボールの量は、製造時の温度や気温により経験的に調整するとともに、最終的に得られる処理飲料水の味を確認しつつ調整する。

第２のカーボンフィルタ１２にも活性炭が充填されている。給水直前にカーボンフィルタ１２に通すことにより、細かな臭素を除去する。第２のカーボンフィルタ１２から最終の紫外線殺菌灯１３へ純水が送られる。

最終の紫外線殺菌灯１３は、純水に紫外線を照射して殺菌を行う。最終の殺菌処理が完了すると、処理飲料水が得られる。

最終の紫外線殺菌灯１３の直後に、処理飲料水の給水口が設けられる。例えば、蛇口のような器具から必要に応じて外部に水を取り出す。

さらに、外部に取り出された処理飲料水を除く残余の処理飲料水は、図１に点線矢印で示すように純水タンク１０に戻され、純水タンク１０、ポンプ１１、カーボンフィルタ１２及び紫外線殺菌灯１３の経路を一定の期間で循環する。このような循環経路は、例えば逆止弁及びポンプにより構成できる。

本発明により製造された処理飲料水の実施例の成分分析結果は、次の通りである。
ミネラル成分（１０００ml中）
・ナトリウム７．０mg
・カルシウム２．１mg
・カリウム０．２mg
・マグネシウム０．１８mg

１：原水タンク
２、５：加圧ポンプ
３、１２：カーボンフィルタ
４：ソフナー
６：セディメントフィルタ
７：逆浸透膜
８：セラミックボールフィルタ
９、１３：紫外線殺菌灯
１０：純水タンク
１１：ポンプ
１２：カーボンフィルタ

Claims

原水を、セラミックボールを用いて処理することにより処理飲料水を製造する方法であって、
破砕トルマリンを充填した原水タンク内に原水を所定期間貯水する第１工程と、
前記第１工程の前記原水タンクから得た原水から不要物質を除去することにより純水を生成する第２工程と、
前記第２工程により得た純水を、セラミックボールを充填したセラミックボールフィルタに通過させる第３工程と、
前記第３工程により得た純水を、破砕トルマリン及びセラミックボールを充填した純水タンク内に所定期間貯水する第４工程と、
前記第４工程の前記純水タンクから得た純水をカーボンフィルタに通過させ、紫外線殺菌灯による紫外線照射を行うことにより処理飲料水を得るとともに、外部に取り出された処理飲料水を除く残余の処理飲料水は前記純水タンクに戻す第５工程と、を有し、
前記セラミックボールは、鉱石の粉砕物を球状に成形し焼結したものであることを特徴とする
セラミックボール処理飲料水の製造方法。
前記セラミックボールが、トルマリン、方解石、医王石、麦飯石若しくはゼオライトである各鉱石又は酸化チタン、バナジウム、ゲルマニウム若しくはマグネシウムを含有する各鉱石を含む群から選択された１又は複数の鉱石の粉砕物を球状に成形し焼結したものであることを特徴とする請求項１に記載のセラミックボール処理飲料水の製造方法。
前記第３工程と前記第４工程の間に別の紫外線殺菌灯による紫外線照射を行う工程をさらに付加したことを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミックボール処理飲料水の製造方法。
原水を、セラミックボールを用いて処理することにより処理飲料水を製造する装置であって、
原水を所定期間貯水するための、破砕トルマリンを充填した原水タンクと、
前記原水タンクから得た原水から純水を生成するために、不要物質を除去する手段と、
前記純水を通過させるための、セラミックボールを充填したセラミックボールフィルタと、
前記セラミックボールフィルタを通過した純水を所定期間貯水するための、破砕トルマリン及びセラミックボールを充填した純水タンクと、
前記純水タンクから得た純水を通過させるカーボンフィルタと、
前記カーボンフィルタを通過した純水に紫外線照射を行う紫外線殺菌灯と、
前記紫外線殺菌灯を通過して得られた処理飲料水を取り出すための給水口と、
前記給水口から取り出された処理飲料水を除く残余の処理飲料水を前記純水タンクに戻す循環手段と、を備えたことを特徴とする
セラミックボール処理飲料水の製造装置。
前記セラミックボールが、トルマリン、方解石、医王石、麦飯石若しくはゼオライトである各鉱石又は酸化チタン、バナジウム、ゲルマニウム若しくはマグネシウムを含有する各鉱石を含む群から選択された１又は複数の鉱石の粉砕物を球状に成形し焼結したものであることを特徴とする請求項４に記載のセラミックボール処理飲料水の製造装置。
前記セラミックボールフィルタを通過した純水が前記純水タンクに貯水される前に、紫外線照射を行う別の紫外線殺菌灯を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載のセラミックボール処理飲料水の製造装置。