JP4136981B2 - Combined water extraction method - Google Patents
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本発明は、細胞の閉塞有縁壁孔のトーラスが破壊された樹木から、細胞内に含まれる樹木成分を含む結合水を抽出する結合水の抽出方法に関する。 The present invention relates to a method for extracting bound water that extracts bound water containing a tree component contained in a cell from a tree in which a torus of a closed wall hole of the cell is broken.
樹木から抽出される樹木成分は、殺菌や、消臭などの作用を持つ成分を有したものが知られている。また、樹木の細胞に含まれる結合水は、樹木成分を含んでおり、精神的または肉体的なストレスや、気管支ぜんそく、アトピー性皮膚炎などに効能があるとされている。この結合水を樹木から抽出し、そして結合水からこの樹木成分を抽出して、これらの治療などに用いられている。 A tree component extracted from a tree is known to have a component having an action such as sterilization or deodorization. Further, the bound water contained in the cells of the tree contains a tree component, and is said to be effective for mental or physical stress, bronchial asthma, atopic dermatitis and the like. The combined water is extracted from the trees, and the components of the trees are extracted from the combined water and used for such treatment.
従来、樹木成分を抽出する方法としては、小片とした樹木を、水を満たした容器に入れて煮沸し、圧力をかけて樹木成分を含んでいる精油などの抽出を行っている。しかし、この方法では、結合水を抽出することはできない。 Conventionally, as a method for extracting a tree component, a small tree is put in a container filled with water and boiled, and an essential oil containing the tree component is extracted by applying pressure. However, this method cannot extract bound water.
これは、伐採前は通水路として細胞の有縁壁孔が開口した状態となっているが、樹木を伐採し切断すると、この通水路が閉じて、細胞内に蓄えられた結合水が外へ出てしまうことを阻害するからである。 This is because the perimeter wall hole of the cell is opened as a water channel before logging, but when the tree is cut and cut, this channel is closed and the combined water stored in the cell is released to the outside. It is because it inhibits coming out.
詳細に説明すると、図5(a)に示すように、樹木は、隣接する細胞20同士の間に有縁壁孔21があり、この有縁壁孔21を通水路として、生長に必要な水分を吸い上げている。生長時の樹木は、薄い網目状の壁孔膜であるマルゴ22がトーラス23を支持した状態で、マルゴ22の部分を水分が通過することで、有縁壁孔21が通水路として機能する。
More specifically, as shown in FIG. 5 (a), the tree has a
しかし、樹木を伐採した場合、その切断面に面する細胞は、図5(b)に示すように、トーラス23が有縁壁孔21の開口を閉鎖して閉塞有縁壁孔と呼ばれる状態にしてしまう。これは、樹木が、切断されて露出した細胞20の内部の水分を保持しようとするためである。このような状態となった樹木から結合水を抽出するのは非常に困難である。
However, when the tree is cut down, the cells facing the cut surface have a state where the
上述したように、従来の樹木成分の抽出方法では、小片とした樹木の表面の細胞が閉塞有縁壁孔となった状態で行われるので、樹木から結合水を抽出することができない。また、加熱することで結合水が変質してしまうという問題もある。 As described above, the conventional tree component extraction method is performed in a state in which the cells on the surface of the tree as a small piece are in the form of closed wall holes, so that the combined water cannot be extracted from the tree. There is also a problem that the bound water is altered by heating.
また、樹木を小片とし、煮沸して加圧するため、抽出後の樹木は、他に利用することが不可能な状態となってしまう。従って、抽出後の樹木は、廃棄物とするしかなくなり、環境保全の面からも好ましくない。 Moreover, since the tree is made into small pieces, boiled and pressurized, the extracted tree is in a state where it cannot be used elsewhere. Therefore, the extracted tree can only be used as waste, which is not preferable from the viewpoint of environmental conservation.
この細胞内の結合水を分離して細胞壁の外へ出すとともに、閉塞有縁壁孔となった樹木を、水中衝撃波によりトーラスを選択的に破壊する技術が非特許文献1,2に記載されており、その水中衝撃波によりトーラスを選択的に破壊した材木を用いた材木の処理方法が特許文献1に記載されているが、このトーラスが破壊された樹木から結合水を抽出する技術はまだ開発されていない。
そこで本発明は、細胞の一部または全部の有縁壁孔のトーラスが破壊された樹木から、結合水を常温で抽出することができ、抽出後の樹木を二次利用することが可能な結合水の抽出方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention is capable of extracting bound water at room temperature from a tree in which the torus of a part or all of the walls of the wall is destroyed, and allowing the secondary use of the extracted tree. It aims at providing the extraction method of water.
本発明の結合水の抽出方法は、樹木の細胞内に含まれる結合水を取り出す結合水の抽出方法であって、前記樹木に衝撃波を与え、前記細胞の一部または全部の有縁壁孔のトーラスを破壊した後、前記樹木を密閉容器に格納し、前記密閉容器の内部の気体を負圧で吸引し、吸引した気体に含まれた結合水を貯留容器に捕集することを特徴とする。 The method for extracting bound water according to the present invention is a method for extracting bound water contained in a cell of a tree, wherein a shock wave is applied to the tree, and a part or all of the peripheral wall pores of the cell are exposed. After the torus is destroyed, the tree is stored in a sealed container, the gas inside the sealed container is sucked at a negative pressure, and the bound water contained in the sucked gas is collected in a storage container. .
公知の技術で、衝撃波により樹木の細胞内に含まれる樹木成分を含んだ結合水を分離して細胞壁の外へ出すとともに、樹木細胞のトーラスを一部または全部を破壊し、このトーラスが破壊された樹木を密閉容器へ格納して、負圧手段により密閉容器内部の気体を吸引することで、トーラスが破壊された樹木の有縁壁孔の開口から結合水が吸い出される。吸い出された結合水は、密閉容器から気体とともに吸い出される。そして吸い出された気体に含まれる結合水は、貯留容器で捕集され貯留される。この衝撃波は、水中で爆薬などを爆発させて発生させる水中衝撃波が使用できる。 A known technique separates the bound water containing the tree components contained in the cells of the tree by a shock wave and puts it out of the cell wall, destroying part or all of the torus of the tree cells, and this torus is destroyed. The stored water is stored in the sealed container, and the gas inside the sealed container is sucked by the negative pressure means, so that the bound water is sucked out from the opening of the edge wall of the tree where the torus is broken. The combined water sucked out is sucked out together with the gas from the sealed container. And the combined water contained in the sucked-out gas is collected and stored in the storage container. This shock wave can be an underwater shock wave generated by exploding explosives in water.
ここで、前記の抽出方法は、前記負圧で結合水を抽出した後の樹木を水に浸漬し、超音波による振動を与えた後、ふたたび前記密閉容器に格納し、負圧による吸引を行うことが望ましい。 Here, in the extraction method, after extracting the bound water with the negative pressure, the tree is immersed in water, subjected to ultrasonic vibration, and then stored in the sealed container again, and suction is performed with the negative pressure. It is desirable.
結合水を抽出した樹木は、抽出中に結合水に含まれる樹木成分が細胞壁に付着するため、結合水を全て抽出することができない。従って、この結合水を抽出した樹木を貯留された水に浸漬し、この水を超音波発生手段により振動を与えることで、この振動が樹木に伝達され、細胞壁に付着した樹木成分を洗い出し、再度、この樹木を密閉容器に格納し、負圧手段による結合水の吸い出しを行う。これにより、残留させることなく樹木成分を含む結合水の抽出を行うことができる。 A tree from which bound water has been extracted cannot extract all of the bound water because the tree components contained in the bound water adhere to the cell wall during extraction. Therefore, the tree from which this combined water has been extracted is immersed in the stored water, and this water is vibrated by the ultrasonic wave generating means, so that this vibration is transmitted to the tree, washing out the tree components attached to the cell wall, and again The tree is stored in a sealed container, and the bound water is sucked out by a negative pressure means. Thereby, extraction of the joint water containing a tree component can be performed, without making it remain.
本発明によれば次の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
(1)樹木の細胞内に含まれる結合水を取り出す結合水の抽出方法であって、前記樹木に衝撃波を与え、前記細胞の一部または全部の有縁壁孔のトーラスを破壊した後、前記樹木を密閉容器に格納し、前記密閉容器の内部の気体を負圧で吸引し、吸引した気体に含まれた結合水を貯留容器に捕集する。このように、トーラスが破壊された樹木から、負圧手段により密閉容器内部の気体を吸引することにより、トーラスが破壊された樹木の有縁壁孔の開口から結合水が吸い出されるので、結合水の抽出が可能である。
また、細かく小片としなくても、結合水の抽出が可能であり、結合水を抽出した樹木はその切断面の有縁壁孔が開口し、細胞内に空隙ができた状態となるので、固体粉末などが浸透させやすい。よって、高機能木材として、二次利用することが可能である。
また、従来の抽出方法では、木片を煮沸するため結合水が熱による成分変質を起こしていたが、常温で行うことができるので、成分変質のおそれがない。
(1) A method for extracting bound water from a cell of a tree, wherein the tree is subjected to a shock wave to destroy a torus of a part of or all of the wall wall hole, Trees are stored in a sealed container, the gas inside the sealed container is sucked at a negative pressure, and the bound water contained in the sucked gas is collected in a storage container. In this way, by sucking the gas inside the sealed container from the tree where the torus was destroyed by negative pressure means, the bound water is sucked out from the opening of the edge wall of the tree where the torus was destroyed. Extraction of water is possible.
In addition, it is possible to extract the bound water without making small pieces, and the tree from which the bound water has been extracted has a hole in the cut surface and a void in the cell. Easy to penetrate powder. Therefore, it can be used secondarily as highly functional wood.
Moreover, in the conventional extraction method, since the wood piece is boiled, the combined water causes component alteration due to heat, but since it can be performed at room temperature, there is no fear of component alteration.
(2)密閉容器で結合水を抽出した樹木を、貯留された水に浸漬可能な容器と、容器の水に振動を与える超音波発生手段とを備えたことにより、樹木に結合水を残留させることなく抽出を行うことができるので、効率のよい結合水の抽出が可能である。 (2) The binding water is left in the tree by providing the container from which the bound water is extracted with the sealed container and the container capable of immersing the stored water in the stored water and the ultrasonic wave generating means for vibrating the water in the container. Extraction can be performed without any problem, and efficient extraction of bound water is possible.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施の形態に係る結合水の抽出方法に用いられる樹木に衝撃波を与える衝撃波発生装置の断面図、図2は本発明の実施の形態に係る結合水の抽出方法に用いられる抽出装置の構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a shock wave generator for applying a shock wave to a tree used in the combined water extraction method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is used in the combined water extraction method according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the structure of an extracting device.
まず、樹木細胞の有縁壁孔のトーラスを破壊する衝撃波発生装置を図1に基づいて説明する。 First, a shock wave generator for destroying a torus of a wall hole of a tree cell will be described with reference to FIG.
図1に示すように、衝撃波発生装置10は、水11を貯留可能な上面が開口した容器10aと、容器10aの開口を覆って密閉する蓋10bを備えている。
この容器10aは、直径5cm〜10cm程度、長さ50cm〜1m程度に切断した樹木13が格納可能な大きさを有した容器である。容器10aの底面に、爆薬12を保持するための保持部10cが設けられている。この保持部10cに保持された爆薬12の下方に位置するように樹木13を載置して、爆薬12を爆発させることで、衝撃波が水11を介して樹木13へ伝わり、樹木細胞の有縁壁孔のトーラスの一部または全部を破壊する。
As shown in FIG. 1, the
This container 10a is a container having a size capable of storing a tree 13 cut into a diameter of about 5 cm to 10 cm and a length of about 50 cm to 1 m. A holding portion 10c for holding the explosive 12 is provided on the bottom surface of the container 10a. By placing the tree 13 so as to be positioned below the explosive 12 held in the holding portion 10c and causing the explosive 12 to explode, a shock wave is transmitted to the tree 13 through the water 11, and the tree cell is related. Destroy all or part of the torus in the hole.
爆薬12は、導爆線などが使用でき、塩化ビニールパイプに挿通させて保持部10cに保持させることで、爆発時の衝撃波の強度を調整する。また、保持部10cの高さを調整しても、爆発時の衝撃波の強度を調整することが可能である。 The explosive 12 can use an explosive wire or the like, and is adjusted to the intensity of the shock wave at the time of explosion by being inserted through a vinyl chloride pipe and held by the holding portion 10c. Moreover, even if the height of the holding part 10c is adjusted, it is possible to adjust the intensity of the shock wave at the time of explosion.
次に、有縁壁孔のトーラスが一部または全部が破壊された樹木から結合水を抽出する抽出装置を図2に基づいて説明する。 Next, an extraction device that extracts combined water from a tree in which a torus of a walled hole has been partially or wholly destroyed will be described with reference to FIG.
本発明の実施の形態に係る結合水の抽出装置1は、有縁壁孔のトーラスが一部または全部が破壊された樹木を内部に格納する密閉容器2と、密閉容器2内の気体を吸引する負圧手段である真空ポンプ3と、密閉容器2から吸引された気体の不純物を取り除く濾過手段であるマイクロミストセパレータ4と、密閉容器2から吸引された気体に含まれた結合水を捕集する第1の貯留容器5と、第1の貯留容器5に接続され、第1の貯留容器5から排出された気体を冷却する冷却装置6と、冷却装置6により冷却された気体に含まれた結合水を捕集する第2の貯留容器7とを備えている。
An
さらに、本発明の実施の形態に係る結合水の抽出装置1は、密閉容器2で結合水を抽出した樹木を、貯留された水に浸漬可能な洗浄用容器8と、洗浄用容器8に貯留された水に振動を与える超音波発生手段である超音波発生装置9とを備えている。
Furthermore, the combined
密閉容器2は、直径5cm〜10cm程度、長さ50cm〜1m程度に切断した樹木を格納する程度の大きさを有した容器である。この密閉容器2に格納される樹木は、全ての樹木を用いることができ、公知の技術により、予め、有縁壁孔のトーラスの一部または全部を破壊するなどの処理が施されている。この密閉容器2は、真空ポンプ3により内部の空気を吸い出すことで、内部を0.08MPa程度の気圧にすることが可能な密閉性を有している。
The sealed
この密閉容器2の大きさは、格納する樹木と、真空ポンプ3の吸引力の度合いにより適宜決めることができる。
The size of the sealed
マイクロミストセパレータ4は、密閉容器2に接続されている。このマイクロミストセパレータ4は、密閉容器2から吸引された気体の不純物を取り除くために、通気路にメッシュフィルターを内蔵している。メッシュフィルターは、0.1μm〜0.2μmの隙間のものを使用することができ、密閉容器2から吸引された気体に含まれる極小の木片や塵埃などの不純物を除去する機能を有している。
The
第1の貯留容器5は、マイクロミストセパレータ4からの導入管5aと冷却装置6への導出管5bとに接続された密閉された容器である。真空ポンプ3により吸い込まれ、密閉容器2から吸い出された気体は、導入管5aにより第1の貯留容器5に導入される。気体に含まれる結合水は、第1の貯留容器5の内側壁面または底面に付着するように捕集され、付着量が多くなってくると、滴下して底に貯留される。そして、第1の貯留容器5内部の気体は、導出管5bを介して冷却装置6へと流れていく。
The
冷却装置6は、第1の貯留容器5では捕集できなかった気体に含まれる結合水を、気体を冷却することで液化させる機能を有している。この冷却装置6は、−5℃程度まで、気体を冷却することができる。
The
第2の貯留容器7は、冷却装置6からの導入管7aと真空ポンプ3への導出管7bとに接続された密閉された容器である。第2の貯留容器7は、第1の貯留容器5と同じ構造をしており、冷却装置6にて液化した結合水を、捕集して貯留する機能を有している。
The
真空ポンプ3は、第2の貯留容器7に導出管7bを介して接続されている。真空ポンプ3は、その吸引力が大きい方が望ましいが、0.07KPa程度あればよい。
The
洗浄用容器8は、密閉容器2で結合水を抽出した樹木を、予め貯留された水に浸漬可能な大きさを有した金属製の容器である。この水は、水に含まれるごみなどが樹木に付着しないように、また、結合水が変質しないようにするために、純水とするのが望ましい。
The
超音波発生装置9は、20KHz〜40KHz程度の音波を発生する装置である。この超音波発生装置9は、金属製の伝達手段9aを介して洗浄用容器8に接続されている。この伝達手段9aにより、超音波発生装置9で発生した超音波を洗浄用容器8の外側から内側の純水へ超音波振動として伝達させる。この超音波振動は、洗浄用容器8に貯留される純水を介して樹木に伝わる。
The
伝達手段9aが洗浄用容器8に貯留された純水を直接振動するようにした場合には、洗浄用容器8は、金属製でなくても、純水を貯留できればどのような材質のもので形成されていてもよい。
When the transmission means 9a directly vibrates the pure water stored in the
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る結合水の抽出装置の動作および使用状況を図1から図4に基づいて説明する。図3は水中衝撃波により樹木の細胞内に含まれる結合水が分離することを説明する図である。図4は、有縁壁孔を閉鎖するトーラスが破壊された樹木を説明する図である。 The operation and use state of the combined water extraction apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining that the bound water contained in the cells of the tree is separated by the underwater shock wave. FIG. 4 is a diagram for explaining a tree in which a torus that closes a framed wall hole is destroyed.
まず、図1に示される衝撃波発生装置10にて、直径5cm〜10cm程度、長さ50cm〜1m程度に切断した樹木13に水中衝撃波を与える。この水中衝撃波は、水中で爆薬12を爆発させて発生する衝撃波である。容器10aに水11を貯留し、この貯留した容器10aに樹木13を浸漬して、蓋10bにより密閉状態とする。次に、水中で爆薬12を爆発させる。
First, an underwater shock wave is applied to the tree 13 cut into a diameter of about 5 cm to 10 cm and a length of about 50 cm to 1 m with the
樹木13へ与える水中衝撃波は、爆薬12に面する樹木13の方向を変えながら複数回爆発させて発生させるのが望ましい。本実施の形態では、樹木13を回転させながら6回行った。 The underwater shock wave applied to the tree 13 is desirably generated by detonating multiple times while changing the direction of the tree 13 facing the explosive 12. In this Embodiment, it performed 6 times, rotating the tree 13. FIG.
この水中衝撃波により図3に示すように、樹木の細胞20内である結合水24が分離して細胞壁25から外へ出る。また、この水中衝撃波により、図5(b)に示される状態となっていた樹木は、図4に示すように樹木の細胞20の有縁壁孔21の開口を閉鎖していたトーラスが破壊され、この有縁壁孔21を通水路として確保された状態となる。
As shown in FIG. 3, the underwater shock wave separates the bound
この水中衝撃波を与えた樹木を、図2に示される密閉容器2へ格納する。そして、冷却装置6を稼働させておく。
The tree which gave this underwater shock wave is stored in the
次に、真空ポンプ3の運転を開始する。この真空ポンプ3の吸引により、密閉容器2内の気圧が下がってくる。
Next, the operation of the
密閉容器2内の気圧の低下とともに、有縁壁孔のトーラスが破壊された樹木の細胞内の結合水が、開口した有縁壁孔から樹木の外へ吸い出される。
As the atmospheric pressure in the sealed
気体とともに吸い出された結合水は、マイクロミストセパレータ4を通過する際に極小の木片やごみや塵などが除去され、第1の貯留容器5へ導入管5aを介して流れ込む。
When the combined water sucked out with the gas passes through the
吸い出された気体に含まれる結合水は、第1の貯留容器5の内側壁面または底面に付着するように捕集され、付着量が多くなってくると、滴下して底に貯留される。そして、第1の貯留容器5内部の気体は、導出管5bを介して冷却装置6へと流れていく。
The combined water contained in the sucked-out gas is collected so as to adhere to the inner wall surface or the bottom surface of the
冷却装置6に流れ込んだ気体が冷却されることで、第1の貯留容器5で捕集できなかった気体に含まれる結合水が液化する。
By cooling the gas flowing into the
液化した結合水は、気体とともに導入管7aを介して第2の貯留容器7へ導入され捕集される。そして、気体は、導出管7bを介して真空ポンプ3へ到達し排気される。
The liquefied combined water is introduced into the
このようにして結合水を抽出した樹木を、密閉容器2から取り出し、予め純水を貯留した洗浄用容器8へ浸漬する。
The tree from which the combined water has been extracted in this manner is taken out from the sealed
これは、結合水を抽出した樹木においては、抽出中に結合水に含まれる樹木成分が細胞壁に付着するため、結合水を全て抽出することができない。そこで、この結合水を抽出した樹木を、純水を貯留した洗浄用容器8に浸漬し、超音波発生装置9により洗浄用容器8に振動を与えることで、この振動が樹木に伝達され、細胞壁に付着した樹木成分を洗い出し、結合水を吸い出す通路を確保する。
This is because, in a tree from which bound water has been extracted, the tree components contained in the bound water adhere to the cell wall during the extraction, so that all of the bound water cannot be extracted. Therefore, the tree from which the combined water has been extracted is immersed in a
超音波発生装置9を稼働させて超音波を発生させ、洗浄用容器8内の樹木を洗浄する。この洗浄を、5分程度行う。
The
そして洗浄が完了した樹木を、再度、密閉容器2へ格納して、真空ポンプ3の吸引による結合水の抽出を行う。
Then, the cleaned tree is stored in the sealed
このようにして、有縁壁孔のトーラスの一部または全部を破壊する処理が施された樹木から結合水を抽出することができる。 In this way, the bound water can be extracted from the tree that has been subjected to the treatment for destroying part or all of the torus of the walled hole.
本実施の形態の結合水の抽出装置を用いて、直径70mmの杉材を、長さ600mmの長さに切断し、水中衝撃波による処理を施したものを、密閉容器2へ入れ、真空ポンプ3を稼働させた。その結果、1時間あたり140mlの結合水を第1の貯留容器5および第2の貯留容器7に抽出することができた。また、抽出後の杉材を、純水を貯留した洗浄容器8へ入れ、超音波発生装置9から5分間ほど超音波による振動を杉材へ与えた。その後、再度、杉材を密閉容器2へ入れ、真空ポンプ3を稼働させた。これにより、第1の貯留容器5および第2の貯留容器7に、純水を含む結合水が150ml抽出することができた。
Using the combined water extraction device of the present embodiment, a cedar wood having a diameter of 70 mm is cut into a length of 600 mm, and treated with an underwater shock wave is placed in a sealed
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、マイクロミストセパレータ4は、密閉容器2と、第1の貯留容器5との間に接続されているが、マイクロミストセパレータのメッシュフィルターに付着する結合水の影響を避けるために、第1の貯留容器の後にマイクロミストセパレータを接続することも可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, The
本発明は、細胞の閉塞有縁壁孔のトーラスが破壊された樹木から、細胞内に含まれる樹木成分を含む結合水を抽出する結合水の抽出方法に好適である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention is suitable for the extraction method of combined water which extracts the combined water containing the tree component contained in a cell from the tree with which the torus of the block | closed wall hole of a cell was destroyed.
1 結合水の抽出装置
2 密閉装置
3 真空ポンプ
4 マイクロミストセパレータ
5 第1の貯留容器
5a 導入管
5b 導出管
6 冷却装置
7 第2の貯留装置
7a 導入管
7b 導出管
8 洗浄用容器
9 超音波発生装置
9a 伝達手段
10 衝撃波発生装置
10a 容器
10b 蓋
10c 保持部
11 水
12 爆薬
13 樹木
20 細胞
21 有縁壁孔
22 マルゴ
23 トーラス
24 結合水
25 細胞壁
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