JP6147395B2

JP6147395B2 - 動植物生体用水素水の製造装置

Info

Publication number: JP6147395B2
Application number: JP2016131503A
Authority: JP
Inventors: 博椛澤; 広藤極; 理沙椛澤
Original assignee: 有限会社シリーズ
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2032-03-12
Also published as: JP2016172256A

Description

本発明は、動物・植物の成長に寄与する水溶液の製造装置に関するものである。

従来、植物特に花卉など花瓶に挿した花を長持ちさせるには、水溶性の栄養剤を溶解した延命剤が用いられてきた。その延命剤の主な成分としては、高級アルコールエチレンオキサイド、脂肪酸エチレンオキサイド、脂肪酸アミドエチレンオキサイド、アルキルフェノールエチレンオキサイド、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド、高級アルキルアミンエチレンオキサイド、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイドがある。このような花卉などの植物を長持ちさせる従来の技術としては、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。

また、動物においての水溶性活性効果のある水溶液として、ペクチン、カラギーナン、カゼイン、カードラン、アルギン酸類、大豆多糖類、プルラン、セルロース類、キサンタンガム、カルメロース塩、ポリグリセリンエステル類、ショ糖脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、グリコール脂肪酸エステル類がある。その他、動物においての水溶性活性効果のある水溶液として、ビタミンＢ群として、B1 (チアミン) 、 B2 (リボフラビン)、B3 (ナイアシン、ニコチンアミド)、 B5 (パントテン酸, デクスパンテノール、パンテチン)、 B6 (ピリドキシン、ピリドキサールリン酸、ピリドキサミン)、B7 (ビオチン) 、 B9 (葉酸、ジヒドロ葉酸) 、 B12 (シアノコバラミン、ヒドロキソコバラミン、メチルコバラミン)がある。また、さらに他の、動物においての水溶性活性効果のある水溶液として、ビタミンC群として；アスコルビン酸・デヒドロアスコルビン酸等があった。

動物の生物種により、たとえばビタミンCはヒトではビタミンであるが、犬はビタミンＣを体内で合成できる。その他、活性物質としては、抗酸化作用のある物質として酵素、ビタミン、植物栄養素の３種類がある。

特開２００７−１５３７９３

動植物の生命体の細胞レベルにおいては、過度な活性物質は、生命体の各部位において、ときにはリスクを伴う場合がある。

速やかな活性化物質としては、動物、植物に共通する活性特性を示す抗酸化作用のある水素水が近年見直されてきたが、製造後の時間経過に伴い分解、酸化により酸化還元電位の変化（劣化）により動植物に対する効果、つまりその抗酸化力だけ見てもその作用にバラ付きがあった。このような現状から動植物生体用の安定した抗酸化力、さらに新たな活性特性物質が含まれる水溶液の製造方法が望まれていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、動物・植物の成長、或いは長期間の生存に寄与する動植物生体用水素水の製造装置を提供することである。

本発明は、上述のような課題を解決するために、生体の成長に妨げとなる活性酸素を除去する抗酸化物質が含まれて、動物・植物の成長に寄与する水素水の製造装置であり、電解槽と、電解槽の内部に配置されたカソード電極と、電解槽の内部において、前記カソード電極の下方に当該カソード電極に対して非平行に配置されたアノード電極と、前記カソード電極とアノード電極との間に配置された水透過性の隔膜と、多孔質材料からなり、前記隔膜の上側に配置された容器部材と、電解槽の底部付近及び前記容器部材の上側部位に設けられた原水供給口と、電解槽の頂部付近に設けられた水素水取出し口とを備え、前記容器部材には、還元型グルタチオンが封入されていることを要旨とする。

本発明の動植物生体用水素水の製造装置において、アノード電極とカソード電極は平板構造を有し、これらの電極には枝状のスリットが設けられていてもよい。また、アノード電極とカソード電極は、側方から見たとき、一方の電極本体部分が左方から右方へ上がる傾斜構造に形成される一方、他方の電極本体部分が右方から左方へ上がる傾斜構造に形成されることにより、前記非平行の配置を実現してもよい。

本発明によれば、花卉などの植物を生体用活性水溶液に挿しておくことにより、１週間以上は長持ちさせることができる。本発明の生体用活性水溶液は、植物の根付苗、挿し木、花卉などに有効であり、挿し木の場合冠水してから苗床に挿した場合の成功率が格段に上がる。また、根付苗・花卉は開花後も長期に咲かせることができ、その果実(種)の成長もよく、採取した種による実生の発芽発生率も向上する。さらに、果樹、園芸品種、種苗産業の研究者など開花後も長期に咲かせることができ、花の延命、及び結実の成功率向上により、果樹・種子の生産量の増加が期待できる。

また、養鶏、養豚、酪農などの飼育において成長に寄与し、有効で安全な飼育が可能で本発明の水溶液に含まれる成分により、インフルエンザの対策、家畜の繁殖(採卵、受胎)にも有効であり、動物園の種の保存として、絶滅危惧動物の繁殖に期待が持てる。尚、動物の場合は飲料水となる。

本発明の一実施の形態に係る動植物生体用水素水の製造装置の全体構成を概略的に示す概念図である。上記製造装置に組み込まれる水素水発生器を正面側から見た断面図である。上記製造装置に組み込まれる水素水発生器のカソード電極槽平面図である。上記製造装置の水素水発生器に備えられたカソード電極及びアノード電極を示す平面図である。上記製造装置のエグゼクタ部分における流体の混合流れ部分を示す断面図である。電流値を固定して時間経過に沿ってデューティを変えて電流を印加する例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施に用いられる動植物生体用水素水の製造装置の全体構成を概略的に示す概念図である。この実施の形態に係る製造装置は、水素水発生器１と、この水素水発生器１に管路６を介して接続され当該水素水発生器１により生成された水素水を還元型グルタチオン混合液と混合させるエグゼクタ２と、水素水発生器１に対して並列にエグゼクタ２に管路６を介して接続され還元型グルタチオン混合液を生成し又は保持するグルタチオン溶液タンク３と、エグゼクタ２に管路６を介して接続され当該エグゼクタ２において混合された水素水・還元型グルタチオン混合水溶液を管路６に沿って送給する定量ポンプ４と、定量ポンプ４に管路６を介して接続され定量ポンプ４により送給された水素水・還元型グルタチオン混合水溶液を貯留するタンク部材５を備えて成る。

図２及び図３は上記製造装置に組み込まれる水素水発生器１の構造を示す図で、図２は、上記製造装置に組み込まれる水素水発生器１を正面側から見た断面図、図３は上記製造装置に組み込まれる水素水発生器のカソード電極槽平面図である。また、図４は上記水素水発生器１の構成要素のうち、特にカソード電極及びアノード電極を示す平面図である。

本実施の形態に係る水素水発生器１は、装置本体としての電解槽１０と、電解槽１０の内部の中段部位付近に配置されたカソード電極１１と、電解槽１０の内部において、前記カソード電極１１の下方位置に配置されたアノード電極１２と、前記カソード電極１１とアノード電極１２との間に配置された隔膜１３と、前記隔膜１３の上側に近接して配置された容器部材１４とを備えている。

この水素水発生器１において、カソード電極１１とアノード電極１２とは平板構造を有し、また、上下位置関係で対（つい）の構成になっている。また、カソード電極１１とアノード電極１２とは、図４に示すように、平板構造の電極本体に枝状のスリット２５が設けられている。さらに、カソード電極１１は、その側方から見たとき、平板構造の電極本体部分が図１の正面図で見て左方から右方へ上がる傾斜構造に形成される一方、アノード電極１２は、その側方から見たとき、平板構造の電極本体部分が図１の正面図で見て右方から左方へ上がる傾斜構造に形成されることにより、アノード電極１２とカソード電極１１とは相互に非平行に配置されている。

隔膜１３は水透過性の材料から構成されている。また容器部材１４は、多孔質材料からなり、内部が空洞で開閉可能な閉鎖構造を有する一方、その端部に補充口１５を有している。したがって、容器部材１４は、内部に水反応性或いは水混合性の材料を収容可能である一方で、水が内部へ浸透することができる機能を有する。この実施の形態においては、容器部材１４には、補充口１５を通して還元型グルタチオン溶液１６が封入される。隔膜１３と容器部材１４とは上下関係にほとんど接するように配置されることにより、電解槽１０の底部から供給された水をろ過させつつ還元型グルタチオン混合液と混合させるろ過・混合ユニットを形成する。なお、図２中、符号１７はカソード電極１１に電流を供給するカソードリード線、１８はアノード電極１２に電流を供給するアノードリード線をそれぞれ示す。カソードリード線１７は電源のマイナス電極に接続され、アノードリード線１８は電源のプラス電極に接続される。

電解槽１０には、当該電解槽１０の底部付近に設けられ当該電解槽１０に原水１９を供給する第１原水供給口２１と、電解槽１０の中段部位付近に設けられ当該電解槽１０に原水１９を供給する第２原水供給口２２と、電解槽１０の上端部付近に設けられ当該電解槽１０において生成された水素水２０を排出する水素水取出し口２３と、電解槽１０の中段部位付近に、上記第２原水供給口２２とは別に設けられ、電解槽１０内に滞留した水を排出する排水口２４とが設けられている。第２原水供給口２２は、容器部材１４よりも上側の電解槽１０の部位に設けられている。また、排水口２４は、隔膜１３及び容器部材１４のユニットよりも下側の電解槽１０の部位に設けられている。

以上のような構成を有する動植物生体用活性水溶液の製造装置について、動作を説明する。容器部材１４には還元型グルタチオン水溶液１６が封入されるがこの還元型グルタチオン水溶液１６は、濃度４０〜７０％のエタノール水溶液に還元型グルタチオン粉末を５〜１０％混合させて生成される混合溶液(基材１)である。他方グルタチオン溶液タンク３には、事前に採取された水素水１００重量部に、基材１を１０〜２０重量部添加して生成された還元型グルタチオン混合溶液２８(基材２)が収容されている。電解槽１０には、第１原水供給口２１及び第２原水供給口２２に原水１９が供給され、電解槽１０に満たされる。原水１９が電解槽１０に満たされると、カソード電極１１（マイナス側）にはカソードリード線１７を介して電流が供給され、アノード電極１２（プラス側）にはアノードリード線１８を介して電流が供給される。これにより原水１９は、電解槽１０内で電気分解され、カソード電極１１付近には水素とヒドリド(hydride,H-)の濃度が高い水（水素水２０）が生成される一方、アノード電極１２付近には酸素濃度が高い水（酸素水）が生成される。そして、水素水２０は、水素水取出し口２３の下流側に接続された定量ポンプ４の吸引動作と第２原水供給口２２の原水１９により電解槽１０内で生じる流体の流れにより、電解槽１０内において、容器部材１４から流出した還元型グルタチオン水溶液１６と混合される。水素水２０は水素水取出し口２３から流出し、管路６を通ってエグゼクタ２に到達し、そこでグルタチオン溶液タンク３から供給された還元型グルタチオン混合溶液２８と混合する。

還元型グルタチオン混合溶液２８と水素水２０との混合割合は、エグゼクタ２の構成により、水素水１００重量部に、基材２を１０〜２０重量部添加した混合割合であり、これにより本発明の生体用活性水溶液が生成される。この生体用活性水溶液はタンク部材５に貯留される。

図５は、エゼクタ２(混合器)の動作原理を説明する図である。この図に示されているように、水素水２０と還元型グルタチオン混合液２８は、管内の所定のスロート部(のど)２６と合流部のノズル２７により形成されたエグゼクタ２により上述した混合割合で混合される。混合されてできた生体用活性水溶液は定量ポンプ４の吸引動作により取り出され、タンク部材５に貯留される。

なお、上述のカソード電極１１（マイナス側）及びアノード電極１２（プラス側）への電流供給に際して、アノード電極とカソード電極間には、例えば直流でデューティ７０〜９０％の電流を印加すると効果的である。図６は電流値を固定して時間経過に沿ってデューティを変えて電流を印加する例を示す図である。図６に示す例では電流値を２０Ａ（アンペア）とし、デューティ７５％として電流を印加している。この他にも、例えばパラメータとして２０Ａとか２５Ａどちらか一方を選択しデューティ７０・７５・８０・９０％を選択する事により電解の仕事量を変化させることもできる。電解の仕事量は、電解の運転中の水温の上昇、原水水質の違い、大気圧によっても変化する為に原水に合う経験値を探す必要がある。消費電力の増大と、水素水２０の生成量との関係は必ずしも比例の関係にはらず、熱エネルギーで消費される部分もある。

また、水素水２０の劣化についての実験を行った。この実験では、酸化還元電位は、HANNA-Instrument社製の測定器「HI 98121/Combo 3」を使って測定した。また、試料サンプルとして、水素水生成機(株式会社ササキ社製の水素水生成機「SR-1600C)」で生成した水素水を専用容器に５００ｍｌ入れた物と、同じ水素水５００ｍｌに還元型グルタチオン（この実験説明においてのみ、ＧＳＨと表記する）粉末０．０３gを添加した水溶液と、同じ水素水５００ｍｌにＧＳＨ粉末０．２８g添加した水溶液との３種を用意して比較した。その結果は下記に示す通りである。

「水素水ＧＳＨ添加量−経過時間比較」酸化還元電位(単位mV)
水素水ＧＳＨ添加量＼経過時間７２ｈ９６ｈ１２０ｈ
ＧＳＨ０．００g −３０６mV −２５４mV −２０６mV
ＧＳＨ０．０３g −４５６mV −４１６mV −３２４mV
ＧＳＨ０．２８g −４６０mV −４５０mV −４３５mV

この実験結果により、１２０時間経過後のＧＳＨ０．２８g添加した水素水の酸化還元電位−４３５mVで劣化が少なく有効であった。

また、容器部材１４に封入される還元型グルタチオン水溶液１６には、この還元型グルタチオン水溶液１６ (基材１)に対して、グリチルリチン酸２Ｋを、還元型グルタチオンとの混合比１：２〜１：５で混合、すなわち、
グリチルリチン酸２Ｋ：還元型グルタチオン＝１：２〜１：５
の混合比で混合するとより効果の高い動植物生体用活性水溶液が得られる。

この点に関し、活性酸素は、植物や動物の生体内にあって、細菌やウィルス、カビなどの異物が体内に侵入してきた際には、それらから守ってくれる役割をしている為、活性酸素の働きで生体の健康を保つ上で適度に必要とされ、また余分な活性酸素を除去しバランスを保つ必要もある。活性水素水を大量に与えた場合生体の活性酸素の働きを阻害し、異物が体内に侵入してきた際には、それらから守ってくれる役割を担うことができない場合があり、グリチルリチン酸２Ｋの働きで、これらの細菌やウィルス、カビなどの異物を除去、抗炎症作用、殺菌する為に有効である。また、水素水と、還元型グルタチオンと、グリチルリチン酸２Ｋの３種混合水溶液は、水素水の還元力の低下を招くことが無い物質の為、生体の活性に特に有効である。

以上より、本発明の生体用活性水溶液は、植物の根付苗、挿し木、花卉などに有効であり、挿し木の場合冠水してから苗床に挿した場合の成功率が格段に上がる。また、根付苗・花卉は開花後も長期に咲かせることができ、その果実(種)の成長もよく、採取した種による実生の発芽発生率も向上する。

本発明の生体用活性水溶液を使った実験用にバラの植木を使い開花後何日間花を咲かせられるか実験を行い、通常３〜４日で花弁が散り始めるが、本発明の生体用活性水溶液を根元に散布した結果、７．５日間咲いていた。また、サンシュユ（山茱萸、学名:Cornus officinalis Sieb. et Zucc.）の枝物花卉を活けて開花まで観察した。水道水で活けた方は、開花までに蕾が落ちてしまったが、本発明の生体用活性水溶液を使用した方は、開花してさらに３〜４日維持できた。

本発明の生体用活性水溶液は、植物の根付苗、挿し木、花卉などに有効であり、挿し木の場合冠水してから苗床に挿した場合の成功率が格段に上がる。また、根付苗・花卉は開花後も長期に咲かせることができ、その果実(種)の成長もよく、採取した種による実生の発芽発生率も向上する等、利用可能性は大きい。

１水素水発生器
２エグゼクタ
３グルタチオン溶液タンク
４定量ポンプ
５タンク部材
６管路
１０電解槽
１１カソード電極
１２アノード電極
１３隔膜
１４容器部材
２０水素水
２１第１原水供給口
２２第２原水供給口
２３水素水取出し口
２４排水口
２５スリット
２６スロート部
２７ノズル部
２８グルタチオン混合液

Claims

電解槽と、
電解槽の内部に配置されたカソード電極と、
電解槽の内部において、前記カソード電極の下方に当該カソード電極に対して非平行に配置されたアノード電極と、
前記カソード電極とアノード電極との間に配置された水透過性の隔膜と、
多孔質材料からなり、前記隔膜の上側に配置された容器部材と、
電解槽の底部付近及び前記容器部材の上側部位に設けられた原水供給口と、
電解槽の頂部付近に設けられた水素水取出し口と、を備え、
前記容器部材には、還元型グルタチオンが封入されていることを特徴とする水素水の製造装置。
前記アノード電極とカソード電極は平板構造を有し、これらの電極には枝状のスリットが設けられていることを特徴とする請求項１記載の水素水の製造装置。
前記アノード電極とカソード電極は、側方から見たとき、一方の電極本体部分が左方から右方へ上がる傾斜構造に形成される一方、他方の電極本体部分が右方から左方へ上がる傾斜構造に形成されていることを特徴とする請求項２記載の水素水の製造装置。