JP4995173B2 - オゾン氷製造方法及びオゾン氷製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、氷中にオゾンガスを気泡として含むオゾン氷の製造方法及びオゾン氷製造装置に関する。
近年、鮮魚、野菜などの生鮮食料品を始めとする生ものを冷蔵すると共に、殺菌、消毒、消臭するために、氷中にオゾンガスを気泡として含むオゾン氷が使用されている。ここでオゾンガスは、自己分解して酸素となり２次汚染の心配がないことから、塩素系殺菌剤など他の殺菌剤の代替として注目を集めている。
これまでに考案されたオゾン氷の製造方法は、大きく２つに分類される。１つはオゾンガスを気泡として含む水を冷却凍結する方法であり（例えば、特許文献１参照）、もう１つは氷粉体にオゾンガスを供給しながら圧縮する方法である（例えば、特許文献２参照）。
特許文献１には、オゾンを溶解させたオゾン水を、加圧状態で冷却凍結してオゾン氷を作製する方法が記載されている。特許文献２には、降雪を収容体に入れて内部の空気を排出した後に、オゾンガスを送入しながら圧縮してオゾン氷を作製する方法が記載されている。
一方、特許文献３には、電解法で生成したオゾン水を冷却凍結することにより、オゾン氷を作製する方法が記載されている。なお、特許文献４や非特許文献１には、電解法で用いる電解セルの電極や原料水の成分を工夫することにより、陽極において高濃度のオゾン水を生成する方法が記載されている。
しかしながら、従来のオゾンガスを気泡として含む水を冷却凍結する方法や、氷粉体にオゾンガスを供給しながら圧縮する方法は、オゾンガスがより安定な酸素ガスへと短時間で分解することから、オゾン氷をその融点よりも十分低い温度で保管する必要があり、作製したオゾン氷の貯蔵安定性に問題があった。従って、従来の方法では、オゾン氷の殺菌作用を長期間にわたり保持することが困難であった。
そこで、本発明の目的は、オゾン氷の貯蔵安定性を向上させたオゾン氷の製造方法及びオゾン氷製造装置を提供することにある。
上記目的を達成するために創案された本発明は、酸素ガスを気泡として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷を製造するオゾン氷製造方法である。
これには作製した氷に、波長が１３０〜２４２ｎｍの紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化するとよい。
水の電気分解により陽極で発生した酸素ガスを気泡として含む水を冷却凍結して酸素ガスを気泡として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射することにより、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷を製造してもよい。
マイクロバブルにした酸素ガスと水を混合して酸素ガスを気泡として含む水にし、その酸素ガスを含有する水を冷却凍結して酸素ガスを気泡として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射することにより、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷を製造してもよい。
氷粉体に酸素ガスを供給し、これを加圧焼結して酸素ガスを気泡として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射することにより、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷を製造してもよい。
海氷、氷河などの天然氷を採取し、酸素ガスを気泡中のガス成分として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射してオゾン氷を製造してもよい。
また本発明は、水を電気分解し、酸素ガスを気泡として含む水を生成するための電解セルと、酸素ガスを気泡として含む水を収容し、これを冷却凍結して酸素ガスを気泡として含む氷を作製する冷却容器と、その冷却容器に収容した酸素ガスを気泡として含む氷に紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷にするための紫外線照射器とを備えたオゾン氷製造装置である。
本発明によれば、オゾン氷の貯蔵安定性を向上できる。
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。図１は、本発明の好適な第１の実施形態を示すオゾン氷製造方法を説明する概略図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係るオゾン氷製造方法は、酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷（酸素気泡含有氷）１１を作製し、作製した氷１１に紫外線を照射し、氷１１中の酸素ガスｇ２をオゾン化してオゾン氷（オゾン気泡含有氷）１を製造する方法である。
酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１の密度ρは、外部から孤立した気泡ｂが氷１１中に含まれるように（氷１１中に酸素ガスが気泡ｂとして閉じこめられるように）、５５０〜９１０ｋｇ／ｍ3、好ましくは８３０〜８７０ｋｇ／ｍ3にするとよい。５５０ｋｇ／ｍ3以上となると氷粒子の充填と併せて空隙が閉じる（孤立した気泡が存在する）ようになるが、８３０ｋｇ／ｍ3未満では空隙が残る。一方、８７０ｋｇ／ｍ3を超えると気泡が少なすぎ、氷中の酸素ガスが少なくなる。ここでρ＝８３０ｋｇ／ｍ3の氷１１は、氷１１の全体積に対し、水が凍結した純粋な氷部分の体積が９０％、気泡ｂの体積が１０％である。
酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１の密度ρは、例えば、冷却凍結する前の水に混合する酸素ガスのマイクロバブルの量や凍結速度、また加圧焼結により氷を作製する場合には氷粉体の結晶粒径、加圧時の温度、加圧圧力を調整することで制御する。
図２には、加圧焼結法により作製した、酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１の気泡の一例を示した。図２中の氷１１の密度ρは８７０ｋｇ／ｍ3であり、気泡ｂの大きさは約０．１〜０．２ｍｍである。ここで、気泡を含まない氷の密度は９１７ｋｇ／ｍ3であることから、氷１１の全体積に対し、気泡ｂは５％を占める。
作製した氷１１には、波長が１３０〜２４２ｎｍ、好ましくは１８０〜２２０ｎｍの紫外線を照射するとよい。
オゾン氷１中のオゾンガスｇ３の濃度は、紫外線の照射時間にもよるが、基本的には、酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１の密度ρと、照射する紫外線の波長、そして温度で決まる。本実施形態では、オゾン氷１中のオゾンガスｇ３の濃度を１〜３０ｐｐｍにした。
作製した氷１１に照射する紫外線の波長は、より詳細には、１）酸素分子が酸素原子に解離すること、２）生成したオゾンガスが酸素ガスに分解しにくいこと、そして３）氷による吸収の影響が小さいことの主に３点を考慮して決定する。
１）については、２４２ｎｍよりも短い波長の紫外線が酸素分子に照射されると、酸素原子へと解離する。
２）については、図３（出典：杉光英俊、“オゾンの基礎と応用”株式会社光琳出版、平成８年）に示すように、オゾンガス（Ｏ3）は波長２２０〜３００ｎｍにハートレー吸収帯という強い吸収帯を有するため、この波長範囲の光がオゾンガスに照射されると、オゾンガスの分解が卓越して生じる。つまり、紫外線照射によるオゾンガスの生成は、オゾンガスの分解との競合反応である。なお、波長２００ｎｍ以下では酸素分子の吸収係数が急激に増大し、特に１４０〜１７０ｎｍの波長領域では酸素分子による紫外線吸収がオゾンガスによる紫外線吸収を上回る。
３）については、図４（出典：V. F. Petrenko and R. W. Whitworth, “Physics of Ice”, Oxford Uni.Press,1999）に示すように、氷は波長２００ｎｍ付近に吸収端があり、１８０ｎｍで吸収係数は１００ｍ-1程度となる。これよりも長い波長で吸収係数が小さいので氷による光の吸収の影響が小さい。
１）〜３）を考慮すると、酸素分子を酸素原子に解離し、生成したオゾンガスの分解を抑制する波長領域、そして氷による紫外線の吸収が小さい波長である１８０〜２２０ｎｍの紫外線を作製した氷１１に照射することが実用上は好ましい。後述する原理実証実験では、水銀ランプが放射する紫外線のうち、波長が１９３ｎｍの紫外線を用いた。
図４に示すように、波長１９３ｎｍの紫外線の吸収係数は１〜２ｍ-1である。ここで氷の吸収による入射光強度の減衰率Ｉ（ｘ）／Ｉ0は、入射光が氷試料表面に対して鉛直に入射した際の反射率を下式（１）で示されるＲとし、氷の吸収係数をα（ｍ-1）とすると、下式（２）
で求められ、指数関数的に小さくなる。図５に、α＝１、１０、１００の場合の計算結果を示す。作製した氷１１の厚さを０．５ｍとし、またα＝１とすると、減衰率Ｉ（ｘ）／Ｉ0は０．６となり、４０％の光エネルギーが氷に吸収されることとなる。
ここで、図６を用いて、第１の実施形態に係るオゾン氷製造方法をより詳細に説明する。図６に示すように、図１で説明した酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１を製造する方法としては、３つの方法、すなわち
方法１）マイクロバブル発生器（マイクロバブル発生装置）を利用して製造する方法
方法２）電解セルを利用して製造する方法
方法３）加圧焼結容器を利用して製造する方法
がある。
方法１）マイクロバブル発生器（マイクロバブル発生装置）を利用して製造する方法
方法２）電解セルを利用して製造する方法
方法３）加圧焼結容器を利用して製造する方法
がある。
方法１）
まず、マイクロバブル発生器６２を用意する。用意したマイクロバブル発生器６２に、酸素ガスボンベから原料の１つである酸素ガスｇ２を供給し、酸素ガスｇ２を気泡の径が１００μｍ以下のマイクロバブルにする。マイクロバブルにした酸素ガスｇ２ともう１つの原料である水ｗとを混合し、酸素ガスを気泡として含む水（酸素気泡含有水）ｂｗ１にする。酸素気泡含有水ｂｗ１を冷却容器６３に収容し、その冷却容器６３で酸素気泡含有水ｂｗ１を冷却凍結し、図１の酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１を作製する。そして、作製した氷１１に、紫外線照射器（紫外線照射装置）６４から紫外線を照射し、氷１１中の酸素ガスｇ２をオゾン化すると、オゾン氷１が得られる。
まず、マイクロバブル発生器６２を用意する。用意したマイクロバブル発生器６２に、酸素ガスボンベから原料の１つである酸素ガスｇ２を供給し、酸素ガスｇ２を気泡の径が１００μｍ以下のマイクロバブルにする。マイクロバブルにした酸素ガスｇ２ともう１つの原料である水ｗとを混合し、酸素ガスを気泡として含む水（酸素気泡含有水）ｂｗ１にする。酸素気泡含有水ｂｗ１を冷却容器６３に収容し、その冷却容器６３で酸素気泡含有水ｂｗ１を冷却凍結し、図１の酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１を作製する。そして、作製した氷１１に、紫外線照射器（紫外線照射装置）６４から紫外線を照射し、氷１１中の酸素ガスｇ２をオゾン化すると、オゾン氷１が得られる。
方法２）（図６中の点線枠Ｍ２で囲まれたフローチャート）
まず、水を電気分解するための電解セル７１を用意する。電解セル７１は、図７に示すように、固体電解質膜（陽イオン交換膜）７２を陽極７３と陰極７４とで両側から挟み、これら陽極７３と陰極７４に直流電源７５を接続し、陽極側に水供給口７６と水排出口７７を設けて構成される。電解セル７１では、水供給口７６に水ｗを供給して両極７３，７４に直流電圧を印加した場合、陽極７３において酸素ガスが発生し、発生した酸素ガスが水排出口７７から電気分解されなかった水ｗと共に排出される。一方、陰極７４においては、水素ガスが発生する。
まず、水を電気分解するための電解セル７１を用意する。電解セル７１は、図７に示すように、固体電解質膜（陽イオン交換膜）７２を陽極７３と陰極７４とで両側から挟み、これら陽極７３と陰極７４に直流電源７５を接続し、陽極側に水供給口７６と水排出口７７を設けて構成される。電解セル７１では、水供給口７６に水ｗを供給して両極７３，７４に直流電圧を印加した場合、陽極７３において酸素ガスが発生し、発生した酸素ガスが水排出口７７から電気分解されなかった水ｗと共に排出される。一方、陰極７４においては、水素ガスが発生する。
図６に戻り、用意した電解セル７１に原料となる水ｗを供給し、その水ｗを電解セル７１で電気分解し、酸素ガスを気泡として含む水（水＋酸素ガス（気泡の径が数１０μｍのマイクロバブル）（酸素気泡含有水））ｂｗ２と水素ガスｇｈとを生成する。本実施形態では、水素ガスｇｈは廃棄する。酸素気泡含有水ｂｗ２を冷却容器６３に収容し、その冷却容器６３で酸素気泡含有水ｂｗ２を冷却凍結し、図１の酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１を作製する。そして、作製した氷１１に、紫外線照射器６４から紫外線を照射し、氷１１中の酸素ガスｇ２をオゾン化すると、オゾン氷１が得られる。
方法３）
まず、密閉容器内に収容した氷粉体を０℃以下で加圧して焼結するための容器（加圧焼結容器）６５を用意する。用意した容器６５に、原料の１つである氷粉体ｉｐを収容して密閉する。氷粉体ｉｐは、ブロック状の氷を破砕して氷粉体にできる氷粉体製造器（かき氷製造器などでもよい）で作製する。次に、密閉した容器６５を減圧し、容器内部の空気を除去する。そして、酸素ガスボンベからもう１つの原料である酸素ガスｇ２を供給し、この状態で氷粉体ｉｐを加圧焼結し、図１の酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１を作製する。作製した氷１１に、紫外線照射器６４から紫外線を照射することにより、オゾン氷１が得られる。
まず、密閉容器内に収容した氷粉体を０℃以下で加圧して焼結するための容器（加圧焼結容器）６５を用意する。用意した容器６５に、原料の１つである氷粉体ｉｐを収容して密閉する。氷粉体ｉｐは、ブロック状の氷を破砕して氷粉体にできる氷粉体製造器（かき氷製造器などでもよい）で作製する。次に、密閉した容器６５を減圧し、容器内部の空気を除去する。そして、酸素ガスボンベからもう１つの原料である酸素ガスｇ２を供給し、この状態で氷粉体ｉｐを加圧焼結し、図１の酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１を作製する。作製した氷１１に、紫外線照射器６４から紫外線を照射することにより、オゾン氷１が得られる。
方法１や方法２で用いる冷却容器６３や、方法３で用いる容器６５には、酸素気泡含有水ｂｗ１，ｂｗ２、または氷粉体ｉｐを冷却するために、冷媒を用いる。この冷媒を冷却するための冷熱には、例えば、ＬＮＧ（液化天然ガス）プラントから排出される低温廃熱を利用する。これにより、ＬＮＧタンク、およびその付帯設備の付加価値も向上できる。
本発明者らは、これまでに、後述する原理実証実験を最も簡便な方法１で実施した。方法２の利点は、他の方法で必要となる酸素ガスボンベを準備する必要がないこと、また、電解セル７１の陽極表面において発生する酸素ガスの気泡径が数１０μｍ（１０〜５０μｍ）と小さいことにある。気泡の径が小さいと、酸素気泡含有水ｂｗ２を冷却凍結するとき、酸素気泡含有水ｂｗ２中で気泡の滞留時間が長くなるため、気泡の径が大きい場合に比べてより多数の気泡ｂを含む氷１１を作製できる。方法３の利点は、他の方法よりも氷中に含まれる気泡の内圧（酸素ガスの濃度）を高めることができること、すなわち方法１や方法２と比較して高濃度のオゾン氷１を製造できることにある。一方、方法１や方法２の利点は、酸素気泡含有水ｂｗ１，ｂｗ２を冷却凍結するため、方法３のように加圧焼結する場合に比べると、オゾン氷１を短時間で製造できることにあり、大量生産に向いている。
本実施形態の作用を説明する。
本実施形態に係るオゾン氷製造方法は、従来のようにオゾン水を冷却凍結してオゾン氷を製造する方法や、氷粉体にオゾンガスを供給しながら圧縮してオゾン氷を製造する方法とは異なり、あらかじめオゾンガスを含むオゾン氷を製造する方法ではない。
本実施形態に係るオゾン氷製造方法では、まず、酸素ガスｇ２を気泡ｂとして閉じこめた氷１１を作製している。本実施形態に係るオゾン氷製造方法では、例えば、オゾン氷１の使用に際して、作製した氷１１に紫外線を照射することで、氷１１中の酸素ガスｇ２をオゾン化して簡単にオゾン氷１が得られる。
これにより、本実施形態に係るオゾン氷製造方法によれば、従来のオゾン氷製造方法の問題であったオゾン氷の貯蔵安定性を改善することができ、オゾン氷１の適用範囲を拡大することができる。具体的な効果としては、以下の３点を挙げることができる。
（１）オゾン氷１だけでなく、オゾン氷１の前段階である氷（酸素気泡含有氷）１１も商品として利用でき、氷の融点近傍で氷１１を商品として保管することが可能となる。従来のようにオゾン氷をその融点近傍の温度において保管した場合、オゾンガスが酸素ガスへと分解しやすくなる。そこで、従来はオゾンガスの分解を抑制するために、オゾン氷を製造した後はその融点よりも十分に低い温度で保管する必要があった。
（２）使用に際して氷１１に紫外線を照射することにより、オゾン氷１が得られるため、氷１１を商品として長距離輸送することが可能となる。
（３）オゾン氷１を商品として長距離輸送した場合には、気泡ｂ中のオゾンガスｇ３が分解するが、オゾン氷１の使用に際して、長距離輸送後のオゾン氷１に再び紫外線を照射すれば、酸素ガスへと分解したオゾンガスを再生することが可能となる。
また、第１の実施形態に係るオゾン氷製造方法では、酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１の密度ρを、気泡ｂが氷１１中に含まれるように８３０〜８７０ｋｇ／ｍ3とすれば、生鮮食料品保存の際に必要とされる３ｐｐｍ以上のオゾンガスｇ３を閉じこめたオゾン氷１を製造できる。
上記実施形態では、酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１を人工的に作製する方法で説明したが、氷１１は、南極やグリーンランドを始めとする氷河・氷床など、自然界にも天然氷（自然氷）として存在する。したがって、海氷、流氷、氷河、氷床などの天然氷を採取し、採取した天然氷の構造（氷の密度、気泡の成分など）を調べた上で、採取した天然氷（酸素ガスを気泡中のガス成分として含む氷）を所望の大きさに加工して作製したものを、氷１１として用いてもよい。
本発明者らは、本実施形態に係るオゾン氷製造方法の原理実証実験も行った。
図１で説明した酸素ガスｇ２を気泡ｂとして含む氷１１を、マイクロバブルを含むイオン交換水を液体窒素雰囲気において急速冷却することで作製した。図８に示すように、作製した氷１１を紫外線透過するケース８１内に収容して小トレー８２上に置き、その小トレー８２を、冷媒として液体窒素ｎを満たした大トレー８３内に浸した。大トレー８３の片側に、紫外線照射器として水銀ランプ８４を設け、さらにケース８１の上方に、水銀ランプ８４の紫外線のうち波長が１９３ｎｍのみの紫外線を反射して氷１１に照射する反射ミラー８５を設けた。なお、大トレー８３の片側の内面には、水銀ランプ８４からの光が氷１１に直接照射されるのを防止するため、アルミホイル８６を立てた。氷１１に１９３ｎｍの紫外線を１５分間照射した後、常温において氷１１を融解し、ヨウ化カリウムを添加した。その結果、ヨウ素による着色が認められ、図１で説明したオゾン氷１を作製できることを確認した。
次に、図９を用いて、本実施形態に係るオゾン氷製造方法に用いるオゾン氷製造装置の一例を説明する。
図９に示すように、本実施形態に係るオゾン氷製造装置９０は、上述した方法２に用いるオゾン氷製造装置である。このオゾン氷製造装置９０は、酸素ガスを気泡として含む水（酸素気泡含有水）ｂｗ２を生成するための電解セル７１と、酸素気泡含有水ｂｗ２を収容し、これを冷却凍結して酸素ガスｇ２を気泡として含む氷（酸素気泡含有氷）１１を作製する冷却容器６３と、その冷却容器６３に収容した酸素気泡含有氷１１に紫外線を照射し、酸素気泡含有氷１１中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷（オゾン気泡含有氷）１にするための紫外線照射器６４とを備えて主に構成される。
電解セル７１の水供給口７６には、原料となる水ｗを電解セル７１に供給するための水供給管９７が接続される。電解セル７１の水排出口７７には、冷媒室９２の一側面の上部を貫通し、冷却室９１に酸素気泡含有水ｂｗ２を供給するための酸素気泡含有水供給管９８が接続される。
冷却容器６３は、その中心部に、上方と下方が貫通された角筒あるいは円筒状の冷却室９１が形成されると共に、その冷却室９１の周囲に、不凍液などの冷媒ｃを循環させて冷却室９１内を０℃未満に保つための冷媒室９２が形成されてなる。
冷却室９１の内周壁には、冷却室９１からオゾン氷１を氷の圧力融解を利用して取り出す方法、すなわち上方から押して下方に取り出すための凹凸加工を施した凹凸部９３が形成されている。また、冷却室９１の下部には、紫外線を透過する石英ガラスなどの透過部材からなる下蓋９４が設けられている。
冷媒室９２の一側面の下部には、冷媒室９２内に冷媒ｃを供給する冷媒供給管９５が接続され、冷媒室９２の他側面の上部には、冷媒室９２内の冷媒ｃを冷媒室９２外に排出する冷媒排出管９６が接続される。冷媒供給管９５と冷媒排出管９６とは、冷熱源の近傍で接続されて冷媒循環ラインを構成しており、冷媒ｃを冷熱源からの冷熱で熱交換しながら循環させる。冷熱源としては、上述したように、例えば、ＬＮＧプラントから排出される低温廃熱を利用する。
また、冷媒室９２の側面には、冷媒ｃの温度を測定するために熱電対などの温度センサＴが設けられ、この温度センサＴからのセンサ信号に基づき、図示しないコントローラなどの制御手段により、冷却容器６３内に供給された酸素気泡含有水ｂｗ２の冷却凍結時間と冷媒ｃの循環量が制御される。
冷却室９１の下方には、製氷時に冷却室９１の下蓋９４に対向するように進出し、氷取り出し時に後退する水銀ランプなどの紫外線照射器６４が進退自在に設けられる。
冷却室９１の上方には、氷取り出し用の与圧ピストンｐ１が油圧式の駆動機構ｄ１により昇降自在に設けられる。この与圧ピストンｐ１は、冷却室９１の上部蓋としての役目と、酸素気泡含有氷１１に上方から圧力を加える役目とを果たす。
冷却室９１の紫外線照射器６４よりも下方には、氷受け用のピストンｐ２が油圧式あるいは空気圧式の駆動機構ｄ２により昇降自在に設けられる。氷受け用のピストンｐ２には、下蓋９４に張り付いたオゾン氷１の底面を溶かすためのヒーターが備えられる。氷受け用のピストンｐ２の一側方には、氷押出し用のピストンｐ３が油圧式あるいは空気圧式の駆動機構ｄ３により進退自在に設けられる。氷受け用のピストンｐ２の他側方には、オゾン氷１を外部に搬出するためのベルトコンベアなどの搬出手段９９が設けられる。
水ｗの供給量、電解セル７１のＯＮ／ＯＦＦ、紫外線照射器６４、各ピストンｐ１〜ｐ３、ｐ２に備えられたヒーター、搬送手段９９の動作は、上述した制御手段で一括して制御される。
オゾン氷製造装置１では、オゾン氷１の製造に先立ち、冷却室９１の下部に下蓋９４を取り付け、冷却室９１の上部付近まで与圧ピストンｐ１を降下させ、紫外線照射器６４、ピストンｐ２，ｐ３を後退した状態にしておく。
この状態で図９および図１０に示すように、冷媒室９２に冷媒ｃを循環させ、電解セル７１に原料となる水ｗを供給し（Ｆ１）、その水ｗを電解セル７１で電気分解して酸素気泡含有水ｂｗ２を生成する（Ｆ２，Ｆ３）。
生成した酸素気泡含有水ｂｗ２を冷却容器６３内に供給して収容し、その冷却容器６３内で酸素気泡含有水ｂｗ２を冷却凍結し、酸素気泡含有氷１１を作製する（Ｆ４）。そして、冷却室９１の下蓋９４に対向するように紫外線照射器６４を進出させ、酸素気泡含有氷１１に、その下方から下蓋９４を介して紫外線を照射し（Ｆ５）、酸素気泡含有氷１１中の酸素ガスをオゾン化すると、オゾン氷１が得られる（Ｆ６）。
その後、紫外線照射器６４を後退させ、ピストンｐ２を上昇させる。ピストンｐ２上に備えられたヒーターを用いて下蓋９４を加熱し、下蓋９４に張り付いたオゾン氷１の底面を溶かした上で下蓋９４を外し、与圧ピストンｐ１をさらに降下させてオゾン氷１の上面に圧力を加え、オゾン氷１を下方に押し出して冷却容器６３から取り出す（Ｆ７）。
取り出したオゾン氷１をピストンｐ２で受けたらピストンｐ２を降下させ、ピストンｐ２上のオゾン氷１をピストンｐ３で側方から押し出して搬出手段９９に送り、搬出手段９９でオゾン氷１を外部に搬出する。
このように、オゾン氷製造装置１によれば、冷却容器６３内で酸素気泡含有水ｂｗ２を冷却凍結する点がバッチ式であることを除けば、原料である水ｗからオゾン氷１をほぼ連続して製造できる。また、オゾン氷製造装置１では、上述した方法２を簡単に実施して実現できる。
１ オゾン氷
ｇ２ 酸素ガス
ｂ 気泡
１１ 酸素ガスを気泡として含む氷
ｇ２ 酸素ガス
ｂ 気泡
１１ 酸素ガスを気泡として含む氷
Claims (7)
- 酸素ガスを気泡として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷を製造することを特徴とするオゾン氷製造方法。
- 作製した氷に、波長が１３０〜２４２ｎｍの紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化する請求項１記載のオゾン氷製造方法。
- 水の電気分解により陽極で発生した酸素ガスを気泡として含む水を冷却凍結して酸素ガスを気泡として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷を製造する請求項１または２記載のオゾン氷製造方法。
- マイクロバブルにした酸素ガスと水を混合して酸素ガスを気泡として含む水にし、その酸素ガスを含有する水を冷却凍結して酸素ガスを気泡として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷を製造する請求項１または２記載のオゾン氷製造方法。
- 氷粉体に酸素ガスを供給し、これを加圧焼結して酸素ガスを気泡として含む氷を作製し、作製した氷に紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷を製造する請求項１または２記載のオゾン氷製造方法。
- 海氷、氷河などの天然氷を採取し、酸素ガスを気泡中のガス成分として含む氷を作製する請求項１または２記載のオゾン氷製造方法。
- 水を電気分解し、酸素ガスを気泡として含む水を生成するための電解セルと、酸素ガスを気泡として含む水を収容し、これを冷却凍結して酸素ガスを気泡として含む氷を作製する冷却容器と、その冷却容器に収容した酸素ガスを気泡として含む氷に紫外線を照射し、氷中の酸素ガスをオゾン化してオゾン氷にするための紫外線照射器とを備えたことを特徴とするオゾン氷製造装置。
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