JP4717424B2 - 海苔の雑藻駆除及び病害防除のための海苔処理方法及び海苔処理剤 - Google Patents
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Description
これらの雑藻、病害の駆除、防除方法として、潮の干満周期を利用して海苔網を空中へ一定時間吊り上げて乾燥を行い、雑藻類及び病原菌と海苔の乾燥に対する抵抗性の差を利用して、雑藻駆除、病害防除が行われている。
このため、業界では、海洋環境への負荷ができるだけ少なく、かつ有効性の高い海苔処理技術の実用化が切望されている。
電気分解液を利用して殺菌消毒を行う場合、その電気分解液は通常、隔膜式の電解槽を用いて陽極室で生成される強酸性水が使用される。その電解槽に使われる隔膜とは、電気分解によって生じたある種のイオンや電子は透過するが、水をはじめとする多くの分子は自由に通過しにくい微妙な構造の膜である。
そのため、処理には多量の電解液が必要になることなどから、使用する電解液は一回使用で廃棄するのではなく、繰り返し循環使用することが好ましいが、多量の汚れが付いている海苔網を処理した電解液を循環させた場合、隔膜式電解槽では隔膜の目詰まり、破損が心配され、設備化が困難である。
しかしながら、塩酸を添加した溶液を電気分解した場合、添加された塩酸も電解されるため、電解途中でpHが変動し、その殺菌作用は不安定であるという課題を有するものである。
(1) 有機酸の海水溶液を電気分解して得られる電気分解液を用いて行う海苔の雑藻駆除及び海苔の病害駆除のための海苔処理方法であって、上記有機酸が、酸解離指数(pKa)4以上の有機酸の少なくとも1種からなり、かつ、有機酸の海水溶液のpHが2〜5の範囲であることを特徴とする海苔処理方法。
(2) 有機酸がプロピオン酸、酢酸、コハク酸から選ばれる少なくとも1種である上記(1)記載の海苔処理方法。
(3) 電気分解の方式が、陽極、陰極の間に隔膜を設けない無隔膜式とする上記(1)又は(2)に記載の海苔処理方法。
(4) 電気分解液のpHが3〜5の範囲であり、かつ、酸化還元電位が1140mv以上で、遊離有効塩素濃度が1ppm以上である上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の海苔処理方法。
(5) 上記(1)〜(4)の何れか一つに記載の条件で調製した電気分解液を用いて、海苔網を浸漬処理又は散布処理で処理する海苔処理方法。
(6) 電気分解液の調製は、海苔作業船上に設置された電気分解槽で行うと共に、海作業船上に設置された処理槽内で海苔網の処理を行い、かつ、電気分解槽と処理槽とはポンプを用いて電気分解液の循環を行い、海苔処理中は上記(4)に記載した処理液の性状を保持すべく電気分解が行われることを特徴とする海苔処理方法。
(7) 上記(1)〜(4)の何れか一つに記載の条件で調製した電気分解液からなることを特徴とする海苔処理剤。
ここで、上記「雑藻類の駆除」とは、海苔に着生または混生するケイ藻類等の雑藻類を選択的に殺藻除去することを意味する。また、「病原細菌類の駆除、防除」とは、スミノリ症の原因となる針状細菌をはじめとして、緑斑病、擬似しろぐされ病等の原因となる細菌類の殺菌除去することを意味する。更に、「病害の防除もしくは予防」とは、海苔病害の治療または海苔が病害に冒されるのを予防することを意味する。また、「海苔の活性化」とは、海苔の生長促進、海苔の色、艶などの品質を向上させることを意味する。
また、本発明において、浸漬(液浸)処理とは、海苔の生育着生している海苔網をローラー等を用いて処理槽内へ手繰りこみ一定時間浸漬、または処理液中を通過させることをいう。また、散布処理とは、推進装置を備えた海苔処理船(潜り船ともいう)、または箱舟で海苔網の下を潜って海苔網を空中に持ち上げ、シャワーまたは散液ノズル等を用いて海苔網の下または上から処理液を散布することをいう。
本発明の海苔処理方法は、有機酸の海水溶液を電気分解して得られる電気分解液を用いて行う海苔の雑藻駆除及び海苔の病害駆除のための海苔処理方法であって、上記有機酸が、酸解離指数(pKa)4以上の有機酸の少なくとも1種からなることを特徴とするものである。
用いることができる有機酸は、酸解離指数(pKa)4以上の有機酸、例えば、プロピオン酸(pKa4.87)、酢酸(pKa4.76)、コハク酸(pKa4.21)、酪酸(pKa4.8)、吉草酸(pKa4.8)カプロン酸(pKa4.8)などの少なくとも1種(各単独、又は2種以上の混合物)が挙げられる。好ましくは、異臭が少なく使用し易い等の点から、コハク酸、酢酸、プロピオン酸の少なくとも1種望ましい。
なお、酸解離指数(pKa)4未満(電離定数が1×10 −4 超過)の酸、例えば、乳酸(pKa3.86)、リンゴ酸(pKa3.40)、クエン酸(pKa3.16)、酒石酸(pKa3.06)、フマル酸(pKa3.02)等を使用した場合には、電気分解によって生成した塩素等の酸化力の強い物質はこれら電離の大きな酸と反応し、電解液の酸化還元電位(ORP)及び遊離有効塩素(ACC)濃度はなかなか上昇せず、また、一旦上昇しても、電解電力の印加を中止すると、酸化還元電位及び遊離有効塩素濃度は速やかに低下し、殺菌力のある電解液を安定して供給することができないという課題が生じ、好ましくない。
本発明では、有機酸として、上記酸解離指数(pKa)4以上の有機酸の少なくとも1種を用いる場合には、電解液との反応性が低く、酸化還元電位及び有効塩素濃度の低下は起こりにくく、従って、安定した電解液が供給されるものとなる。
従って、本発明では、更なる使用性等の点から、特に好ましくは、コハク酸を主成分(有機酸中に50重量%以上)とし、更にプロピオン酸及び/又は酢酸を含有せしめることが望ましい。これにより、更により望ましい被電解液が供給できるものとなる。
このpHが2未満であると、電解液中に分子状塩素(Cl2)の含有比率が高くなり、塩素ガス発生の危険性が高くなり、一方、pHが5を越えると、殺藻殺菌効果の低下が見られ、好ましくない。
本発明の効果が更に有効に作用するためには、得られる電気分解液は、pHが酸性であればよいが、pH3〜5であることが好ましい。この電気分解液のpHが3未満であると、電解液中に塩素化合物は分子状塩素(Cl2)の含有比率が高くなり、塩素ガス発生の危険性が高くなり、一方、pHが5を越えると、殺菌力に劣る次亜塩素酸イオン(OCl−)の比率が高くなり、殺藻殺菌効果の低下が見られ、好ましくない。従って、有害ガスの発生が防げ、かつ、殺菌、殺藻効果の高い次亜塩素酸(HOCl)の比率が高くなるpH3〜5の範囲にすることが好ましい。
また、海苔処理に使用する電解液の酸化還元電位(ORP)は、水素電極換算値で1140mv以上の酸化状態で、1ppm以上の遊離有効塩素濃度(ACC)の発生がある性状を示すものであればよいが、好ましくは、酸化還元電位(ORP)は。1150mv以上とすることが望ましく、更に好ましくは、1150〜1220mvとすることが望ましく、有効塩素濃度(ACC)は3ppm以上、更に好ましくは3〜15ppmとすることが更に望ましい。
これらの海苔処理では、電気分解液と海苔が接触する時間、つまり、処理時間は、調製された電解液の性状及び、対象とする雑藻、病原菌により異なるが、1秒〜1分の間であることが好ましく、更に好ましくは、5秒〜30秒であることが望ましい。
上記処理槽で処理した後、海苔網は直ちに海水中に戻し通常の養殖が継続される。
本発明に用いる電気分解槽に用いる電極は、陽極にカーボン、白金、パラジウム、イリジウム等が用いられるが、電解効率等の面から白金又は白金被覆電極を使用することが好ましい。陰極には、鉄、ステンレス、又はチタン等が用いられるが、防食性等の点から、ステンレス又はチタンを用いることが好ましい。
図中、21は処理槽、22は電解液貯槽、23は電気分解槽、24は電解用酸原液貯槽、25はpH制御器、26は遊離塩素濃度制御機又はORP制御機、27は電解液補給配管、28は電解液回収配管、29は海苔網である。
本実施形態では、養殖海苔の雑藻駆除及び病害菌防除を短時間で連続的に行うことができる。すなわち、図1に示したシステムの構造の処理船が、例えば、約10〜20m/分の速度で前方へ移動するものであれば、処理槽21で処理された海苔網29は、5秒から30秒で海苔処理が行われる。
なお、電解液の少しくらいのpH値変動は、殺藻効果、殺菌効果に影響を与えないが、pHに影響を与える上述の有機酸の濃度は電解液の酸化還元電位に大きな影響を与え、ひいては、殺藻効果、殺菌効果に影響するため、運転中は常時pHを調整することが望ましい。
本発明では、処理槽21には、上述の条件で調製した電気分解液を連続的に供給して、浸漬処理又は散布処理で海苔処理することができることとなる。
ORP及びpHの測定は、東興化学社製パーソナルpH/ORPメータで測定、有効塩素(ACC)は関東化学(株)製「残留塩素測定用ラピッドDPD試薬」で検出した。
塩酸、コハク酸、酢酸及びプロピオン酸のそれぞれにつき数段階のpHの海水溶液(被電解液)を調製し、それぞれにつき電気分解を行い、それぞれの電解液の性状を印加時間の経過と共にその経時変化を評価した。
また、印加開始30分経過後の電解液を用い、海苔の付着ケイ藻であるタベラリア及びリクモフォーラの殺藻試験、針状細菌の殺菌試験及び海苔葉体細胞に対する傷害性試験を行った。
電気分解は、陽極にカーボン、陰極に鉄を使用し、電解電力は6V×0.35Aとした。電解液の調製及び海苔葉体処理の温度は、11℃であった。
これらの試験結果を下記表1〜表4に示す。
これに対して、上記表2〜4の結果から明らかなように、コハク酸電解液、酢酸電解液及びプロピオン酸電解液では、pH3〜5のいずれも電解液中のpH変化は軽微で、かつ、ACCの発生状況も良好であった。このため、ケイ藻類殺藻及び殺菌効果も高く性能の安定した電解液が生成されることが判明した。
コハク酸0.05重量%及び酢酸0.05重量%を添加した海水溶液と、塩酸0.007重量%添加した海水溶液、コハク酸0.05重量%及びプロピオン酸0.05重量%を添加した海水溶液、コハク酸0.05重量%と、酢酸0.025重量%とプロピオン酸0.025重量%を添加した海水溶液からなる被電解液を電気分解し、印加中及び印加中止後の電解液性状の経時変化を評価した。電気分解には、実施例1で使用した電解槽を使用したが、電気分解は、陽極に白金を、陰極にステンレスを使用し、電解電力は6V×0.5Aとした。また、印加開始30分経過後の電解液を用い、海苔の付着ケイ藻であるタベラリア及びリクモフォーラの殺藻試験、針状細菌の殺菌試験及び海苔葉体細胞に対する傷害性試験を行った。
電解液の調製及び海苔葉体処理の温度は、11℃であった。
これらの試験結果を下記表5及び表6に示す。
これに対して、塩酸を添加した被電解液は、印加後、ORP及びACCの上昇に時間がかかり、電解液が酸化力を示すようになるのに、20分間の印加時間を要した。また、ORPが高くなった時間頃からpHの上昇が起こり、印加30分後には1.0以上のpH上昇が見られた。このpH上昇は、印加中止後にも続き、24時間後には更に0.5以上のpH上昇が見られ、この試験においても塩酸よりはコハク酸、酢酸を添加した方が安定した性能の電解液が生成された。
モノカルボン酸であるプロピオン酸、酢酸、乳酸、ジカルボン酸であるコハク酸、リンゴ酸、酒石酸、フマル酸、トリカルボン酸であるクエン酸の海水溶液を電気分解し、印加中及び印加中止後の電解液性状の経時変化を測定した。
各有機酸の濃度は、0.1%、0.2%及び0.4%とし、電気分解は試験例1及び2で使用した実験装置を使用して実施した。電解電極は、陽極にカーボン、陰極にチタンを使用し、電解電力は6V×0.2Aとした。電解温度は11℃であった。
これらの試験結果を下記表7〜9に示す。
これらプロピオン酸、コハク酸及び酢酸の酸解離指数(pKa)は、それぞれ4.87、4.21及び4.76であり、pKaはすべて4以上の酸である。
これに対して、乳酸、リンゴ酸及び酒石酸の低濃度電解液では、ORPのある程度の上昇、及び低濃度ではあるがACCの発生も認められる。しかしながら、印加時間が長くなると、ORPは逆に低下する傾向が見られマイナス電位を示すようになる。また、印加を中止してもこの変化は継続又は促進された。更に、これら有機酸の高濃度液では、ORPは上がることなく、印加時間と共に低下した。これらの酸の酸解離指数(pKa)は、それぞれ3.86、3.40、3.06であった。
また、フマル酸及びクエン酸では、遊離有効塩素の生成は、最も少なく、特にフマル酸では全く発生が認められなかった。塩素の生成が少ないため、ORPの上昇も低く、1000mv以上に達したのは、低濃度クエン酸区の一時期のみであった。これらの酸の解離指数(pKa)はフマル酸が3.02、クエン酸が3.16であった。
21 処理槽
Claims (7)
- 有機酸の海水溶液を電気分解して得られる電気分解液を用いて行う海苔の雑藻駆除及び海苔の病害駆除のための海苔処理方法であって、上記有機酸が、酸解離指数(pKa)4以上の有機酸の少なくとも1種からなり、かつ、有機酸の海水溶液のpHが2〜5の範囲であることを特徴とする海苔処理方法。
- 有機酸がプロピオン酸、酢酸、コハク酸から選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の海苔処理方法。
- 電気分解の方式が、陽極、陰極の間に隔膜を設けない無隔膜式とする請求項1又は2に記載の海苔処理方法。
- 電気分解液のpHが3〜5の範囲であり、かつ、酸化還元電位が1140mv以上で、遊離有効塩素濃度が1ppm以上である請求項1〜3の何れか一つに記載の海苔処理方法。
- 請求項1〜4の何れか一つに記載の条件で調製した電気分解液を用いて、海苔網を浸漬処理又は散布処理で処理する海苔処理方法。
- 電気分解液の調製は、海苔作業船上に設置された電気分解槽で行うと共に、海苔作業船上に設置された処理槽内で海苔網の処理を行い、かつ、電気分解槽と処理槽とはポンプを用いて電気分解液の循環を行い、海苔処理中は請求項4に記載した処理液の性状を保持すべく電気分解が行われることを特徴とする海苔処理方法。
- 請求項1〜4の何れか一つに記載の条件で調製した電気分解液からなることを特徴とする海苔処理剤。
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