JP2018069193A - ミネラル含有水の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ミネラル含有水中に微細気泡を混合させることで、ミネラル含有水中に空気（酸素）を十分に含ませた植物活性力の高いミネラル含有水の製造方法を提供するものである。【解決手段】ミネラル含有水の製造方法であって、蛭石を粉砕する工程と、前記粉砕した蛭石と濃硫酸とを混合する工程と、蛭石と前記濃硫酸との混合物を希釈する工程と、希釈した混合物を濾液と脱水ケーキとに分離する工程と、濾液に微細気泡を混合させる工程とを有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、天然ミネラル成分を含むミネラル含有水を製造する方法に関する。

土壌中のミネラルは農作物の栽培による減少や雨や雪などの気象現象により、川や地下水へと流失している。そのため、近年では農作物の生産において化学肥料にて土壌中のミネラルを補っているが、化学肥料に頼っている土壌ではミネラルバランスが崩れてしまっている。このような土壌で育てた作物は、ミネラル含有量が著しく少なくなっている。また、土壌のミネラルバランスが崩れることにより、特定のミネラルが不足すると農作物の生理障害現象に繋がることがある。このような生理障害は回復しにくいため、結果として農作物を育てる上で多大な被害を招くことになる。

また、人にとっても多種類なミネラルをバランス良く摂取することが重要であり、そのバランスが崩れると様々な病気の要因となる。しかしながら、主なミネラルの供給源である農作物のミネラルは前述したように、含有量が低下している。そのため、農作物で十分なミネラルを摂取できない場合、不足しているミネラルを別の方法で摂取する必要がある。

上記の問題を解決する方法として、不足している特定のミネラルを水に溶かして土壌に散布する、又は直接人が摂取するという方法がある。しかしながら、この方法では特定のミネラルは摂取できても、ミネラル全体のバランスについては考慮されていない。そのため、添加しているミネラルのみ過剰に摂取してしまうため、特定のミネラルの過剰摂取となる可能性があった。これらの事情を考え、バランスよくミネラルを含んだミネラル含有水の製造方法が考案されており、例えば特許文献１に開示されているミネラル含有水の製造方法が知られている。

特開２００５−２７９４７０号公報

このような特許文献１のミネラル含有水の製造方法は、蛭石を無機酸水溶液で溶解させ、その混合水溶液を、フィルターで分離するという方法である。この製造方法を使用すれば、人間ばかりでなく植物等も含んだ生態系にとって、必要なミネラルがバランス良く含まれているミネラル含有水を効率よく製造できる。

しかしながら、特許文献１の方法でミネラル含有水を製造した場合、ミネラルは十分に含んでいるが、植物を活性する力が十分ではなかった。

本発明は、かかる従来発明における課題に鑑みてされたものであり、ミネラル含有水中に微細気泡を混合させることで、ミネラル含有水中に空気（酸素）を十分に含ませた植物活性力の高いミネラル含有水の製造方法を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも以下のような工程から成る。なお、以下の説明において、本発明の理解を容易にするために図面に示されている符号等を付記する場合があるが、本発明の各構成要素は、図面に示されているものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一局面に係るミネラル含有水の製造方法は、蛭石を粉砕する工程と、前記粉砕した蛭石と濃硫酸とを混合する工程と、前記蛭石と前記濃硫酸との混合物を希釈する工程と、前記希釈した混合物を濾液と脱水ケーキとに分離する工程と、前記濾液に微細気泡を混合させる工程とを有することを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係るミネラル含有水の製造方法は、ミネラル含有水中に空気（酸素）を十分に含ませることができる。そのため、植物に酸素を十分に供給でき、植物の活性化を促すことができる。また、ここで示す蛭石とは、花崗岩等が風化してできた雲母系鉱物であってバーミキュライトとも呼ばれる鉱物である。蛭石は化学組成が（Ｍｇ、Ｆｅ，Ｆｅ^３＋、Ａｌ）_３（Ｓｉ、Ａｌ）_４Ｏ_１０（ＯＨ）_２・４Ｈ_２Ｏ）であるため酸分解すると、マグネシウム、鉄、ケイ素、アルミニウムなどのミネラル成分を抽出することができる。また、ここで示す濃硫酸とは濃度が９０％以上の硫酸のことを示す。また、ここで示す希釈とは、溶液を溶液の２倍〜１０００倍の水で薄めることを示す。また、ここで示す脱水ケーキとは、蛭石と濃硫酸とを混合した混合物を濾過した際、濾過された濾液以外の物質のことを示す。

また、好ましくは、濃硫酸は精製濃硫酸であることを特徴とする。
かかる構成により、人体に安全でミネラル成分を多く含んだミネラル含有水を製造することができる。ここで示す精製濃硫酸は、濃度が９８、４％であり、工業用として製造されている濃硫酸と比較して、不純物が極めて低く、食品の酸処理にも使用できる硫酸のことである。そのため、希釈すれば人が摂取しても安全である。

また、好ましくは、微細気泡は直径が１μｍ以下であることを特徴とする。
かかる構成により、微細気泡はミネラル含有水中に長期間滞在する。これにより、直径１μｍ以下の微細気泡（ウルトラファインバブル）はミネラル含有水中でも浮力をほぼ有していないためミネラル含有水中ですぐに浮上して水面で破裂することを防ぐことができる。

また、好ましくは、ミネラル含有水は消臭剤であることを特徴とする。
かかる構成により、優れた消臭効果を有している、消臭剤を製造できる。

また、本発明の一局面に係る飲用水の製造方法は、蛭石を粉砕する工程と、前記粉砕した蛭石と精製濃硫酸とを混合する工程と、前記蛭石と前記濃硫酸との混合物を希釈する工程と、前記希釈した混合物を濾液と脱水ケーキとに分離する工程と、前記脱水ケーキに精製濃硫酸を混合させる工程と、前記脱水ケーキと前記精製濃硫酸との第２混合物を希釈する工程と、前記希釈した第２混合物を第２濾液と第２脱水ケーキとに分離する工程と、前記第２濾液に微細気泡を混合させる工程とを有することを特徴とする。
かかる構成により、人体にとって安全で多様なミネラルを含み、かつ、長期間保存できる飲用水を製造できる。

以上のように、本発明によれば、多種類のミネラルがバランスよく含まれており、かつ、空気（酸素）が多量に含んでいる植物活性力の高いミネラル含有水の製造方法を提供することができる。

本発明に係るミネラル含有水の製造方法を示す工程図である。 本発明に係る飲用水の製造方法を示す工程図である。 本発明に係るミネラル含有水の成分を示す成分表である。 本発明に係る飲用水の成分を示す成分表である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、あくまで、本発明を実施するための具体的な一例を挙げるものであって、本発明を限定的に解釈させるものではない。

図１は本発明に係るミネラル含有水の製造方法を示す工程図である。本発明に係るミネラル含有水の製造方法Ｓ１０は蛭石を粉砕する粉砕工程Ｓ１１と、粉砕した蛭石と濃硫酸とを混合する混合工程Ｓ１２と、粉砕した蛭石と精製濃硫酸との混合物を希釈する希釈工程Ｓ１３と、希釈混合物を静置する静置工程Ｓ１４と、静置した希釈混合物の上澄み液を濾液と脱水ケーキとに分離する分離工程Ｓ１５と、濾液に微細気泡を混合させるバブル混合工程Ｓ１６とを有する。また、この例では濃硫酸は精製濃硫酸を使用した例を示す。

粉砕工程Ｓ１１では、蛭石を破砕機にて粉砕した後、篩にかける。篩目開きは１０メッシュの篩を使用する。ただし、蛭石を精製濃硫酸で早く溶解させたい場合は、１０メッシュ以下の篩を使用する。目の細かい篩を使用すれば、粉砕した蛭石の粒径が小さいものが得られるため、硫酸に溶けやすくなるためである。

混合工程Ｓ１２では、粉砕工程Ｓ１１の工程で粉砕し、篩にかけた蛭石をボールミルに一定量投入して精製濃硫酸を入れて混合する。混合する時間は４時間程度が好ましい。ただし、蛭石の平均粒子径の大きさによって混合する時間を変えても良い。例えば、粉砕工程Ｓ１１で蛭石を細かく粉砕している場合、蛭石からミネラル成分が溶解しやすいため、蛭石と精製濃硫酸とを混合する時間は短くてよい。

具体的な製造方法は、粉砕した蛭石５ｋｇに対して、精製濃硫酸１．５リットル加えて４時間程度攪拌・混合し、蛭石中のミネラル成分を精製濃硫酸中に溶解させる。また、精製濃硫酸を使用することで、濃厚なミネラル液（ミネラル成分を多く含んでいる液）になる。これは精製濃硫酸には不純物がほとんど含まれていないため、その分、蛭石に含まれているミネラル成分を多く溶解できるためである。

希釈工程Ｓ１３では混合工程Ｓ１２で製造した混合物を水に入れて希釈・攪拌して希釈混合物を製造する。具体的な製造方法としては、混合物（粉砕した蛭石５ｋｇ＋精製濃硫酸１．５リットル）を蒸留水１０リットルに加えて希釈する。混合物を蒸留水にいれて希釈する際、希釈混合物の温度が上昇するが、あまり温度が高くならないよう、常温から７０度の範囲内に設定する。

静置工程Ｓ１４では、希釈工程Ｓ１３で得られた希釈混合物を１時間程度、静置する。このとき希釈混合物は沈殿物と上澄み液とに分かれる。希釈混合物が上澄み液と沈殿物に分かれた後、沈殿物を取り除く。このとき取り除いた沈殿物は土壌改良剤として使用すると沈殿物の廃棄コストを削減できる。

分離工程Ｓ１５では、静置工程Ｓ１４で得られた上澄み液をフィルタープレスにかけて脱水ケーキと濾液とに分離し、得られた濾液を貯蔵部に貯める。

バブル混合工程Ｓ１６では、濾液中にウルトラファインバブルを混合する。具体的には、貯蔵部に貯めた濾液をウルトラファインバブル発生装置と貯蔵部との間で循環させる。その際、ウルトラファインバブル発生装置でウルトラファインバブルを発生させる。このようにすることで、ウルトラファインバブルを濾液中に効率よく混合・分散させることができる。このように濾液中にウルトラファインバブルを混合することで、ミネラル含有水を製造することができる。このとき、ミネラル含有水に含まれているウルトラファインバブルの気泡密度としては１０^６〜１０^９／ｍｌ程度である。このように、濾液中にウルトラファインバブルが混合することで、植物の育成に必要な空気（酸素）を多量に含んでいるミネラル含有水を製造できる。

ウルトラファインバブルを分散・混合してあるミネラル含有水は透明である。これは気泡が小さい（ナノレベル）ため、可視光を散乱させないためである。そのため、ウルトラファインバブルが発生しているかは肉眼では確認できない。ミネラル含有水中にウルトラファインバブルが発生しているかどうか確認するにはウルトラファインバブルに光を当て、チンダル現象を利用して確認するとよい。

また、ウルトラファインバブルは気泡が小さいため浮力をほぼ有しない。そのため、上昇速度が非常に遅いため、ウルトラファインバブルはミネラル含有水中に長期間、存在する。

次に、飲用水の製造方法について説明する。図２は本発明に係る飲用水の製造方法を示す工程図である。飲用水の製造方法Ｓ２０は分離工程Ｓ１５で発生した脱水ケーキに精製濃硫酸を混合する混合工程Ｓ２１と、脱水ケーキと精製濃硫酸を混合した第２混合物を希釈する希釈工程Ｓ２２と、希釈された第２混合物（以下、希釈第２混合物）を静置する静置工程Ｓ２３と、希釈第２混合物の上澄み液を第２濾液と第２脱水ケーキとに分離する分離工程Ｓ２４と、分離した第２濾液に微細気泡を混合させるバブル混合工程Ｓ２５とを有する。

混合工程Ｓ２１では、分離工程Ｓ１５で製造した脱水ケーキをボールミルに投入し、そこに精製濃硫酸を入れて混合する。具体的には、脱水ケーキ５ｋｇに対して、精製濃硫酸１．５リットル加えて４時間程度攪拌・混合し、脱水ケーキ中のミネラル成分を精製濃硫酸中に溶解させ混合物を製造する。

希釈工程Ｓ２２では混合工程Ｓ２１で製造した混合物を蒸留水に添加して希釈混合物を製造する。具体的には、混合工程Ｓ２１で製造した第２混合物（脱水ケーキ５ｋｇ＋精製濃硫酸１．５リットル）を蒸留水１０リットルに加えて攪拌する。第２混合物を蒸留水にいれて希釈する際、希釈第２混合物の温度が上昇するが、あまり温度が高くならないよう、常温から７０度の範囲内に設定する。

静置工程Ｓ２３では、希釈工程Ｓ２２で得られた希釈第２混合物を１時間程度、静置する。このとき希釈第２混合物は沈殿物と上澄み液とに分離する。この後、沈殿物を取り除く。

分離工程Ｓ２４では、静置工程Ｓ２３で得られた希釈第２混合物の上澄み液をフィルタープレスにかけて第２脱水ケーキと第２濾液とに分離する。この得られた第２濾液をｐＨ２〜ｐＨ６程度の所定濃度（荷電粒子、Ｘ線分光法測定器による）となるように水で希釈し、その後、貯蔵部に移す。

バブル混合工程Ｓ２５では、分離工程Ｓ２４で得られた第２濾液にウルトラファインバブルを混合する。具体的には、貯蔵部に貯めた第２濾液をウルトラファインバブル発生装置と貯蔵部との間で循環させる。その際、ウルトラファインバブル発生装置でウルトラファインバブルを発生させる。このようにすることで、第２濾液中にウルトラファインバブルを混合・分散させることができる。このようにして、飲用水を製造できる。飲用水中にウルトラファインバブルが混合されていると、殺菌作用があるため、長期間保存できる。これはウルトラファインバブルの圧壊時発生するフリーラジカルの作用により、様々な菌を殺菌できるからだと推測されている。このとき、ミネラル含有水に含まれているウルトラファインバブルの気泡密度としては１０^６〜１０^９／ｍｌ程度である。

こうして製造された飲用水を摂取する場合には、飲用水を水等で１０００倍程度に薄めてから摂取する。

図３はミネラル含有水の成分を示す成分表である。また図４は本発明の製造方法により製造された飲用水の成分を示す成分表である。図３及び図４に示されるように、本発明のミネラル含有水及び飲用水の製造方法によれば、蛭石という自然の鉱物を原料として、多種類のミネラルがバランスよく含まれており、かつ、空気（酸素）が多量に含まれている、植物活性力の高いミネラル含有水の製造方法を提供することができる。また、ミネラル含有水及び飲用水を製造する過程で余った残留物及び脱水ケーキなどは、土壌改良剤として使用することができる。そのため、本発明の製造方法を使用すると廃棄物を少なくできる。その結果、廃棄物を処分するというコストを抑えることができる。

本発明により製造したミネラル含有水は土壌改良剤として土壌に散布したり、植物育成剤として植物の葉面に散布して使用する。ミネラル含有水によって、植物の発芽、発根及び生長を促し、病気にかかりにくい健康的な植物を育てることができる。また、ミネラル含有水は殺菌効果があるため、にんにく種球や田植えの稲、ジャガイモ等の種芋等をミネラル含有水に浸漬させてから使用すると発芽率を上げることができる。

ミネラル含有水は土壌改良剤、植物育成剤として植物の発芽、発根及び生長促進に使用できるばかりでなく、消臭剤としても使用することができる。本発明の製造方法で製造したミネラル含有水は人体にとって安全であるため人体に直接スプレー等で吹きかけて使用でき、その場合、体臭を抑制することできる。また、ミネラル含有水は優れた消臭効果を有しているため、部屋やトイレ、冷蔵庫、ごみ処理場等にも使用すると効果的である。消臭効果を生ずるメカニズムとしては、ミネラル含有水中に含まれる金属イオンによってバクテリア等の細菌の発生を抑制できるからだと推測できる。

ミネラル含有水は土壌改良剤、植物育成剤及び消臭剤に使用でき、更には水質浄化剤等様々な用途に使用することができる。

また、本発明の製造方法で製造された飲用水は多様なミネラル成分がバランスよく含まれているため、人が摂取すれば、ミネラルの主供給源である野菜・果物などの植物に頼ることなくミネラルをバランス良く摂取することができる。

次に、ミネラル含有水の使用方法について実施例を挙げて説明する。
（実施例１）
稲作におけるミネラル含有水の使用方法とその効果について具体的に説明する。まず、ミネラル含有水を水で１０００倍に希釈する。この希釈したミネラル含有水（以下、希釈ミネラル含有水）に種蒔き前の籾を８時間浸漬し、その後、自然乾燥する。さらに苗床に、この籾を蒔いた直後と、苗が７〜１０ｃｍ程度に生長した時点で、希釈ミネラル含有水を苗床１ｍ^２当たり３００ｍｌ程度の割合で散布（じょうろを使用）する。結果、希釈ミネラル含有水を使用していない場合と比べて、苗の根の伸長が大きく、茎の太い苗を得ることができた。

田植え前の代掻きする際に、ミネラル含有水を田んぼの全面にわたって散布する。その後、代掻きによって田んぼ全体に馴染ませる。そして上記の方法で作成した苗を植える。また、田植え後６〜７回程度、２週間おきの割合で、希釈ミネラル含有水を稲の葉面全体に均一に散布する。このようにして、ミネラル含有水を稲作において使用したところ、従来と比較すると、収穫量を４０〜５０％増やすという結果を得ることができた。
（実施例２）
次に畑作におけるミネラル含有水の使用方法とその効果について説明する。まず、畑作に使用する土壌へ希釈ミネラル含有水（ミネラル含有水を１０００倍程度に希釈）を散布する。また畑に植える苗を発芽・育成する期間に希釈ミネラル含有水を散布する。その後、育成した苗を畑に植える。植えた後は作物によって異なるが、７日から１０日に１回の割合で計３〜６回程度、葉面へ希釈ミネラル含有水を散布する。また、その時、土壌へも希釈ミネラル含有水を散布する。対象とした作物は、ゴボウ、ジャガイモ、インゲン、キュウリ、ホウレンソウ、メロン、タマネギ、ビート、ユリ、万能ネギ、トマト、小松菜である。ただし、対象作物は、これに限定されるものではない。これらの作物に上記方法を使用したところ、育苗期の発根数が多く、発根率も高かった。また、苗の伸長もミネラル含有水を使用しない場合と比較すると早かった。苗を植えた後は、葉のつや、厚さ、勢いが良く、病気にかかりにくい健康な作物となった。さらに、花実の付きが良く、糖度の高い果実を得ることができ、収穫量では１５〜３０％増やすという結果を得ることができた。

以上のように、本発明の製造方法によれば、ミネラル含有水中に混合した微細気泡によって植物をより活性化でき、植物の育成や収穫量・甘み等を増やすミネラル含有水を簡易に製造することができる。

本発明に係る、ミネラル含有水の製造方法により製造されたミネラル含有水はミネラルをバランスよく含んでおり、作物に使用すれば、収穫量の増大等に繋がる。また、ミネラル含有水は消臭剤としても使用できる。

Ｓ１０ ミネラル含有水の製造方法
Ｓ１１ 粉砕工程
Ｓ１２ 混合工程
Ｓ１３ 希釈工程
Ｓ１４ 静置工程
Ｓ１５ 分離工程
Ｓ１６ バブル混合工程
Ｓ２０ 飲用水の製造方法
Ｓ２１ 混合工程
Ｓ２２ 希釈工程
Ｓ２３ 静置工程
Ｓ２４ 分離工程
Ｓ２５ バブル混合工程

Claims (5)

1. ミネラル含有水の製造方法であって、蛭石を粉砕する工程と、前記粉砕した蛭石と濃硫酸とを混合する工程と、前記蛭石と前記濃硫酸との混合物を希釈する工程と、前記希釈した混合物を濾液と脱水ケーキとに分離する工程と、前記濾液に微細気泡を混合させる工程とを有することを特徴とするミネラル含有水の製造方法。
2. 前記濃硫酸は精製濃硫酸であることを特徴とする請求項１に記載のミネラル含有水の製造方法。
3. 前記微細気泡は直径が１μｍ以下である請求項１又は請求項２に記載のミネラル含有水の製造方法。
4. 前記ミネラル含有水は消臭剤である請求項１〜３のいずれか１項に記載のミネラル含有水の製造方法。
5. 飲用水の製造方法であって、蛭石を粉砕する工程と、前記粉砕した蛭石と精製濃硫酸とを混合する工程と、前記蛭石と前記濃硫酸との混合物を希釈する工程と、前記希釈した混合物を濾液と脱水ケーキとに分離する工程と、前記脱水ケーキに精製濃硫酸を混合させる工程と、前記脱水ケーキと前記精製濃硫酸との第２混合物を希釈する工程と、前記希釈した第２混合物を第２濾液と第２脱水ケーキとに分離する工程と、前記第２濾液に微細気泡を混合させる工程とを有することを特徴とする飲用水の製造方法。
   

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