JPH10128342A - 高濃度オゾン水及びオゾン氷の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】食堂の厨房等の殺菌に使用できる程度に高濃度
にオゾンを含有する高濃度オゾン水の製造方法及び長期
保存可能な高濃度オゾン氷の製造方法を提供すること。 【解決手段】本発明の高濃度オゾン水の製造方法は、原
水にオゾンを溶解する前に、予め該原水を脱気すること
特徴とし、好ましい態様としては、原水を脱気する脱気
部１と該脱気部１の脱気水を導入する貯留槽５を設け、
該貯留槽５内の水を導出し、該導出過程に設けられた溶
解部３で前記水にオゾンを溶解して該貯留槽５に返送
し、次いで前記導出と前記返送を繰り返して前記貯留槽
５内のオゾン水を循環することである。また、本発明の
高濃度オゾン氷の製造方法は、原水にオゾンを溶解する
前に、予め該原水をして製造された高濃度オゾン水を製
氷させてオゾン氷を製造することである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高濃度オゾン水及
びオゾン氷の製造方法に関し、詳しくは、食堂の厨房等
の殺菌に使用できる程度に高濃度にオゾンを含有する高
濃度オゾン水の製造方法及び長期保存可能な高濃度オゾ
ン氷の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾン（Ｏ₃ ）は、特有の臭気を持つガ
スで、大気上層の成層圏や中間圏では強力な太陽紫外線
による光化学反応によってかなりの濃度で生成している
物質である。このオゾン（Ｏ₃ ）は、酸素（Ｏ₂ ）を分
裂させてできる三重項の酸素原子（Ｏ）と別の酸素が結
合してできた物質である。その生成方法としては、具体
的には、乾燥空気または酸素中で無声放電により生成す
ることができ、その他フッ素と水とが作用するとき、リ
ンが酸化するとき、酸素を加熱するとき、硫酸の電気分
解、特定の紫外線やＸ線又は陰極線などを乾燥空気又は
酸素にあてることによっても生成することができる。

【０００３】オゾンは極めて不安定な物質で、分解し安
定な酸素の形態に戻りやすい物質であり、オゾンが分解
する際に発生する酸素原子（発生期酸素）が強い酸化力
を有するため、オゾンは殺菌力等に優れていると言われ
ている。オゾンの殺菌力は酸素の約２２倍の殺菌力を持
つとも言われており、殺菌・消毒、脱臭、漂白、酸化な
どの目的で、上水道処理、廃水処理及び香料の合成等で
使用されていることが知られている。また、有機物の除
去、除鉄、除マンガン、除フェノール、除シアンなどの
効果もある。

【０００４】このオゾンの強力な殺菌力を利用して、食
堂の厨房等の殺菌を手軽に行うには、オゾンを溶解した
水で殺菌する方法が挙げられるが、一般に市販のオゾン
水製造装置で製造されるオゾン水のオゾン濃度は１ppm
以下である。オゾン水による微生物の不活性化効果は一
般的には、21℃、pH 7.0のオゾン水が菌濃度１０⁵個/g
の大腸菌を５秒で死滅させるには、１ppm 程度のオゾン
水であればよいが、実際の食品、例えば魚介類には１ｇ
当たり、3.9 ×１０⁵ 個の微生物が付着しているので、
１ppm 程度の市販のオゾン水では、完全な殺菌を短時間
で行うには不十分である。また、オゾンが随時自己分解
し減少してしまうことも考慮すると、少なくとも殺菌剤
等としては４ppm 以上のオゾンを含有することが必要で
ある。

【０００５】また、この従来のオゾン濃度が１ppm 程度
のオゾン水を製氷したオゾン氷では、時間が経つにつれ
てオゾン氷からオゾンが脱気してしまい、オゾン氷とし
て長期に保存すると殺菌効果を果たさないという問題が
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、食
堂の厨房等の殺菌に使用できる程度に高濃度にオゾンを
含有する高濃度オゾン水の製造方法及び長期保存可能な
高濃度オゾン氷の製造方法を提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る高濃度オゾン水の製造方法は、原水にオゾンを
溶解する前に、予め該原水を脱気すること特徴とする。

【０００８】好ましくは、原水を脱気して得られた脱気
水を導入する貯留槽を設け、該貯留槽内の水を導出し、
該導出過程に設けられた溶解部で前記水にオゾンを溶解
して該貯留槽に返送し、次いで前記導出と前記返送を繰
り返して前記貯留槽内のオゾン水を循環することであ
り、更に好ましくは、前記貯留槽が耐オゾン性の材料で
作られた貯留槽本体と蓋体からなり、該貯留槽本体が上
方が開放した槽であり、該蓋体が該貯留槽内部の水の面
上に密接し該水の上下動に応じて上下動するフィルムで
あることである。

【０００９】また、原水を脱気して得られた脱気水を一
旦貯留し、使用時にオゾンを溶解することも好ましい態
様である。

【００１０】上記課題を解決する本発明に係る高濃度オ
ゾン氷の製造方法は、原水にオゾンを溶解する前に、予
め該原水を脱気して製造された高濃度オゾン水を製氷さ
せてオゾン氷を製造することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基いて説明する。まず、図１に基づいて、本発明の高
濃度オゾン水の製造方法の基本原理について説明する。
本発明は、原水にオゾンを溶解する前に、予め該原水を
脱気することに特徴を有しているものであり、図１にお
いて、１は原水を脱気する脱気部である。本発明におい
て、原水としては、水道水、井戸水、人工海水等を用い
ることができるが、半導体等に付着した微生物を殺菌す
るためには、工業用純水が好ましい。

【００１２】脱気部１に導入された原水は、真空ポンプ
２によって脱気される。真空度は１００〜０torrが好ま
しい。

【００１３】次に、脱気処理を行った脱気水は、溶解部
３に導入され、オゾン発生機４で発生したオゾンと気液
接触し、オゾンを高濃度に溶解し、高濃度オゾン水が製
造される。

【００１４】本来、原水は微小（数ミクロン）の気体
（気泡）をその中に含有しており、その量は酸素量で測
定した場合、１０ppm 前後であり、これを空気量に換算
すると約５０ppm に相当する。従来は、かかる空気溶解
水に直接オゾン（ガス）を溶解させる手段が採用されて
いたため、オゾン溶解量に限度があったが、本発明者ら
は、原水を予め脱気し、原水に溶解している気体（気
泡）を除去することによって、純度１００％のオゾンガ
スを使用した時は５０ppm 以上という高濃度のオゾン水
を製造することが可能になったのである。

【００１５】オゾン発生機４は、特に限定される訳では
ないが、例えば、セラミック板に＋と−の電極を設けた
オゾン発生機を使用することができる。オゾン発生機に
低電力（１２Ｖ、２５ｍＡ程度）で空気又は酸素を導入
しながら無声放電を行うとオゾンが発生する。導入する
空気又は酸素は乾燥しているものが使用され、オゾンの
発生効率からすれば、酸素を使用することが好ましい。

【００１６】本発明の溶解部３は、ミクロンの単位まで
微小にしたオゾンの気泡を脱気水に溶解させるものであ
り、オゾンの気泡が微小であるため、脱気水との接触面
積が大きく、このため高濃度のオゾン水の製造が実現可
能となった。本発明の溶解部３には、例えば、ミキシン
グノズルや静的混合機を使用することができる。

【００１７】オゾンは不安定な物質であり、その半減期
は、空気中（常温）では約１５分位であるが、水中では
空気中の数倍（約４０分〜１時間）の速度で半減期とな
ることを本発明者らは実験より見出した。本発明によっ
て製造したオゾン水はオゾンの半減期になる前に使用す
ることが好ましく、より好ましくは、オゾン水を製造し
た直後に使用することである。

【００１８】次に、本発明の高濃度オゾン水の製造方法
の好ましい実施形態について、図２に基づいて説明す
る。

【００１９】図２において、５は脱気部１で得られた脱
気水をラインＡより導入する貯留槽であり、脱気水を導
入し一旦貯留する役割を果たす。貯留槽５内の水は、ラ
インＥから導出され、該導出過程に設けられた溶解部３
において、ラインＢから送られるオゾンと気液接触し、
高濃度オゾン水となる。次いで、該オゾン水は貯留槽５
に返送される。この導出と返送を繰り返して前記貯留槽
５内のオゾン水を循環する。このように循環することに
よって、オゾン濃度を高濃度に維持しながら貯留するこ
とができ、製造したオゾン水を貯留し、一度に多量に使
用したい場合などに好ましい態様である。

【００２０】貯留槽５に貯留される水は、運転開始時に
はオゾンを含有していない脱気水であるが、運転を継続
するにつれてオゾン水の割合が増し、更に循環すること
によってそのオゾン濃度は一定になる。図２において、
６は循環ポンプである。

【００２１】貯留槽５としては、例えば、耐オゾン性の
材料で作られた貯留槽本体５１と蓋体５２からなり、貯
留槽本体５１は上方が開放した槽であり、蓋体５２は、
貯留槽５内部の水の面上に密接し、該水の上下動に応じ
て上下動するフィルムである。従って、蓋体５２によっ
て貯留槽５の内部の水に空気が混入しないように密閉す
ることができる。蓋体５２は耐オゾン性のフィルムで製
造することができる。蓋体５２には、空気を排出する脱
気弁５４を設けることが好ましい。

【００２２】貯留槽本体５１は耐オゾン性の材料で形成
されており、耐オゾン性の金属としては、ステンレス、
チタン、アルミニウム、クロム、ニッケル等があり、好
ましくはステンレス、チタンである。また耐オゾン性の
プラスチックとしては、塩化ビニル、テフロン、ナイロ
ン等があり、好ましくは塩化ビニル、テフロンである。
更に耐オゾン性ゴムとしては、フッ素ゴム、エチレン・
プロピレンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等があ
り、好ましくはフッ素ゴムである。本発明において、耐
オゾン性フィルムとしては、塩化ビニルフィルムが好ま
しい。

【００２３】図２に示す態様において、貯留槽５に貯留
されているオゾン水をラインＦから引き抜いて使用して
もよいし、また、オゾン水を貯留することなく、直接使
用する場合にはラインＣ、Ｄ及び自動弁等を設け、ライ
ンＧから高濃度オゾン水を直接取り出すことができる。
具体的には、図２に示すように、自動弁１０１、１０
２、１０３、１０４を設け、自動弁１０１を閉じかつ自
動弁１０３を開けてラインＣに脱気水を導入し、自動弁
１０２を閉じかつ自動弁１０４を開けてラインＤからオ
ゾンを通し、溶解部３ａで該脱気水と該オゾンを気液接
触させるような構成を採用することができる。

【００２４】本発明の高濃度オゾン水の製造方法は、図
２に示すように、使用態様によって異なる二系列の高濃
度オゾン水の製造方法を一つの装置に組み込んでもよい
し、別々の装置にしてもよく、目的に応じて選択使用で
きる。尚、別々の装置に分ける場合には、自動弁１０
１、１０２、１０３、１０４は不要で、ラインも単純化
できる。

【００２５】図３は本発明の貯留槽５の一例を示す横断
面図である。貯留槽本体５１を円筒の槽で形成する場合
は、蓋体５２と貯留槽本体５１の接続部５３、５３、５
３、５３は図示のようにボルト等で締めることができ
る。

【００２６】次に、本発明のオゾン氷の製造方法につい
て説明する。本発明のオゾン氷の製造方法は、前述した
本発明の高濃度オゾン水の製造方法によって製造された
高濃度オゾン水を製氷機７によって製氷し、高濃度オゾ
ン氷を製造する。

【００２７】この際に、オゾン水中のオゾンの半減期に
なる前までに、速やかに（約１５分位で）製氷すること
が重要である。オゾンは低温の水中であると、更にその
半減期になる時間が長くなり、更に、このオゾン水を氷
結すると、オゾンが高濃度を維持した状態でオゾン氷に
なる。通常のオゾン水（オゾン濃度１ppm 程度）を製氷
した場合には、氷の状態でも時間が経つにつれてオゾン
が氷から抜けてしまい易いが、本発明によって製造され
た高濃度オゾン氷は、オゾンがミクロンの単位まで微小
の気泡状態で溶解しているので、時間が経ってもオゾン
が抜けてしまうことがなく、殺菌効果が持続する。従っ
て、例えば、鮮魚を輸送する際に魚の周辺に本発明によ
って製造された高濃度オゾン氷を置いておくと、鮮魚が
腐ることなく長時間の輸送を可能にする。

【００２８】高濃度オゾン氷を製造する場合には、一度
に素早く製氷することが重要であるので、予め貯留槽５
に高濃度で貯留しているオゾン水（図２のラインＦ）を
使用することが好ましいが、溶解部から直に製造される
オゾン水（図２のラインＧ）を使用して高濃度オゾン氷
を製造してもよい。

【００２９】本発明において、蓋体５２は、図２に示し
たフィルム以外にも、貯留槽内部の水の面上に密接し該
水の上下動に応じて上下動するような構造であればよ
く、例えば、蓋体５２が蛇腹状に形成されたものであっ
てもよい。また、蓋体５２が浮蓋であってもよい。

【００３０】また、本発明において、脱気部１には脱気
槽を設けることが好ましいが、ライン中で脱気すること
もできる。ライン中で脱気する場合には、原水はポンプ
より圧送することが好ましい。また、本発明の脱気部１
は、脱気水を一旦貯留しておき、その後、使用する時に
オゾンを溶解し、高濃度オゾン水を製造するような構造
であってもよく、脱気水を予め多量に作り、溜めて置く
ことができるので、オゾン水を製造する度に脱気水を作
る手間が省ける。この場合には、脱気部１は耐圧性の脱
気槽であることが好ましい。

【００３１】本発明において、原水を脱気部１に導入す
る前に、原水中の微量の不純物等を除去する除去部を設
けることは好ましく、除去部としては、例えばフィルタ
ーを用いることができる。

【００３２】また、前述の除去部に加えて、原水中の殺
菌を行う流水殺菌機を設けることも好ましい態様であ
る。流水殺菌機としては、例えば紫外線（ＵＶ）ランプ
を用いることができる。

【００３３】本発明によれば、高濃度にオゾンを含有す
る水及び氷が得られ、この高濃度オゾン水及び氷を食堂
等の調理場、食器類、野菜や果物類、まな板、包丁等に
数秒間浸漬するのみで、ほぼ無菌状態にまで殺菌・除菌
することが可能である。また、一旦高濃度オゾン水及び
氷によって無菌状態になった食材は通常の冷蔵庫内でも
鮮度保持期間が長くなるという効果もある。従って学校
給食場、病院厨房、諸施設厨房等における食中毒予防の
一手段として利用可能である。更に、半導体洗浄に用い
られる超純水の殺菌にも効果を発揮する。

【００３４】特に、高濃度オゾン氷は、長時間の輸送の
際の保冷材として利用でき、保冷を行いながら、殺菌材
としての役割も果たし、非常に有効な利用が可能であ
る。

【００３５】本発明によって製造した高濃度オゾン水及
び高濃度オゾン氷を使用すると、オゾンが瞬時に酸素と
酸素原子に分解して、該酸素原子の酸化力によって各種
の殺菌、滅菌等が行われる。一般的に人間はオゾンを0.
5 〜1.0 ppm で１〜２時間暴露していると、上部気道に
刺激を感じたり、１ppm 以上では疲労感や頭痛を感じ
る。残存オゾンは、ある濃度以上では人体に影響を及ぼ
すと言われている物質である。本発明においては、オゾ
ンがミクロンの単位まで微細な気泡の状態で溶解してい
るので、オゾンの分解率が高く、残存オゾンの問題は少
ないが、必要に応じて、残存オゾン分解設備を設けるこ
とは好ましい。残存オゾン設備としては活性炭吸着や２
４３ｎｍ以上の波長の紫外線による分解等及び排気設備
が挙げられる。

【００３６】

【実施例】本発明の実施例について説明する。かかる実
施例によって本発明が限定されるものではない。

【００３７】実施例１ 使用装置：図２に示すオゾン水製造装置（ラインＡ） 脱気部の真空度：１０torr オゾン発生機から発生したオゾン純度：約３０％ 上記のオゾン発生装置を使用して高濃度オゾン水を得た
所、オゾン濃度は約１５ppm であった（オゾン濃度の測
定方法：気相パージ検知管法）。

【００３８】実施例２ 実施例１で製造した高濃度オゾン水を用いて製氷庫（日
立社製）を用いて製氷して高濃度オゾン氷を得た。１ヶ
月経過後に、上記高濃度オゾン氷を溶解してオゾン水を
得、該オゾン水中のオゾン濃度を測定した所、約１５pp
m であった。

【００３９】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、食堂の厨
房等の殺菌に使用できる程度に高濃度にオゾンを含有す
る高濃度オゾン水の製造方法及び長期保存可能な高濃度
オゾン氷の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す説明図

【図２】本発明の他の実施の形態を示す説明図

【図３】貯留槽の一例を示す横断面図

【符号の説明】

１：脱気部 ２：真空ポンプ ３：溶解部 ４：オゾン発生機 ５：貯留槽 ５１：貯留槽本体 ５２：蓋体 ５３：接続部 ５４：脱気弁 ６：循環ポンプ ７：製氷機 １０１、１０２、１０３、１０４：自動弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原水にオゾンを溶解する前に、予め該原水
   を脱気すること特徴とする高濃度オゾン水の製造方法。
2. 【請求項２】原水を脱気して得られた脱気水を導入する
   貯留槽を設け、該貯留槽内の水を導出し、該導出過程に
   設けられた溶解部で前記水にオゾンを溶解して該貯留槽
   に返送し、次いで前記導出と前記返送を繰り返して前記
   貯留槽内のオゾン水を循環することを特徴とする請求項
   １記載の高濃度オゾン水の製造方法。
3. 【請求項３】前記貯留槽が耐オゾン性の材料で作られた
   貯留槽本体と蓋体からなり、該貯留槽本体が上方が開放
   した槽であり、該蓋体が該貯留槽内部の水の面上に密接
   し該水の上下動に応じて上下動するフィルムであること
   を特徴とする請求項２記載の高濃度オゾン水の製造方
   法。
4. 【請求項４】原水を脱気して得られた脱気水を一旦貯留
   し、使用時にオゾンを溶解することを特徴とする請求項
   １記載の高濃度オゾン水の製造方法。
5. 【請求項５】原水にオゾンを溶解する前に、予め該原水
   をして製造された高濃度オゾン水を製氷させてオゾン氷
   を製造することを特徴とする高濃度オゾン氷の製造方
   法。