WO2016104780A1 - 酸素包接水和物およびこれを含む酸素溶解液 - Google Patents

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松本　高明
敏且 萩原
清太郎 清水
真理子 高野
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メディサイエンス・エスポア株式会社
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    • C02F1/727—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation using pure oxygen or oxygen rich gas

Definitions

  • the present invention relates to an oxygen clathrate hydrate and an oxygen solution containing the same.
  • the present applicant has proposed a technique for mixing, dissolving, and subdividing liquid phase, gas phase, and solid phase materials with respect to a fluid such as water.
  • a fluid such as water.
  • oxygen water with the feature that the state of dissolved oxygen amount of 25 ppm or more persists for 35 days or more even in an open atmosphere is produced. can do.
  • the oxygen-rich water which is commercially available conventionally, be oxygen water comparable produced by the existing of dissolved oxygen measured by the measurement method gas-liquid mixing device of Patent Document 1, the value of the SpO 2 by drinking It has also been confirmed that no increase is observed.
  • the present inventors succeeded in producing a completely new oxygen solution by a new production method improved from the conventional method. And while intensively researching the properties of this new oxygen solution using the newly established method for measuring dissolved oxygen, this new oxygen solution is released into the atmosphere even when heated. The present inventors have found that a large amount of dissolved oxygen dissolved without being contained.
  • the present invention provides the following dissolved oxygen and oxygen solution.
  • the amount of dissolved oxygen is The following steps: (1) adding a deoxygenating amino compound to an oxygen solution and heating at a temperature of 80 ° C.
  • a step of measuring the concentration of the deoxygenating amino compound contained in the oxygen solution a step of measuring the concentration of the deoxygenating amino compound contained in the oxygen solution
  • the dissolved oxygen amount (ppm) measured by the dissolved oxygen amount measuring method including the oxygen dissolved solution measured by any one of the diaphragm method, the fluorescence method and the Winkler method.
  • the oxygen-dissolved solution according to ⁇ 1> which is obtained by a difference (P1 ⁇ P2) between a dissolved oxygen amount (ppm) and a numerical value P2.
  • ⁇ 5> The following steps: (1) adding a deoxygenating amino compound to an oxygen solution and heating at a temperature of 80 ° C. or higher; (2) After the step (1), a step of measuring the concentration of the deoxygenating amino compound contained in the oxygen solution; (3) A step of calculating the amount of dissolved oxygen contained in the oxygen solution before passing through the step (1) from the concentration of the deoxygenated amino compound measured in the step (2); Of the dissolved oxygen amount (ppm) measured by the dissolved oxygen amount measuring method including the oxygen dissolved solution measured by any one of the diaphragm method, the fluorescence method and the Winkler method.
  • An oxygen-dissolved solution characterized in that the amount of dissolved oxygen obtained by the difference (P1-P2) of the dissolved oxygen content (ppm) from the numerical value P2 is 50 ppm or more.
  • the gas-liquid mixing pump of the present invention is a gas-liquid mixing pump for producing the oxygen solution, and includes a hollow housing having a substantially disk-shaped outer shape and a rotor housed in the center of the housing.
  • the housing includes a plurality of partition walls extending from the outer edge portion toward the vicinity of the center, the rotor includes a plurality of rotor blades protruding in a rib shape, and water containing gas is supplied into the housing and the rotor is provided.
  • water containing gas is supplied toward the outer edge of the housing by the pressure of the rotor blades, and the gas is dissolved in water by supervibration.
  • the oxygen-dissolved solution of the present invention contains a large amount of dissolved oxygen (oxygen clathrate hydrate) that cannot be measured by the conventional measurement method and is maintained in a dissolved state without being released into the atmosphere even when heated. ing.
  • FIG. 1 It is the schematic which illustrated one Embodiment of the oxygen solution manufacturing system. It is the figure which illustrated one Embodiment of the gas-liquid mixing pump contained in the oxygen solution manufacturing system illustrated in FIG. It is an internal perspective view which illustrated one embodiment of the gas-liquid separation device contained in an oxygen solution production system. It is a figure which shows the result of having measured the oxygen amount of the oxygen solution before a heating and after a heating. It is a photograph which shows the growth condition of the sweet basil of the 3rd day after cultivation and the 9th day. It is a photograph which shows the growth condition of sweet basil on the 15th day and 24th day after cultivation. It is a photograph which shows the growth condition of the sweet basil on the 24th day after cultivation. It is a photograph which shows the growth condition of the sweet basil on the 34th day after cultivation.
  • the inventors of the present invention have improved the conventional production apparatus to include an oxygen clathrate hydrate containing dissolved oxygen that remains dissolved in a solution even when heated to 100 ° C.
  • ice containing oxygen can be obtained by freezing the oxygen solution, and this ice also contains oxygen in a stable state.
  • the dissolved oxygen contained in the oxygen solution of the present invention is considered to be dissolved in the state of oxygen clathrate hydrate formed by oxygen molecules and water molecules.
  • oxygen clathrate hydrate is a compound in a form in which oxygen molecules are surrounded by a lattice of water molecules.
  • the oxygen clathrate hydrate contained in the oxygen-dissolved solution of the present invention can be measured by measuring the dissolved oxygen in conventional methods for measuring the amount of dissolved oxygen such as the diaphragm electrode method, the Winkler method, and the fluorescence method. However, the amount of dissolved oxygen is measured by the dissolved oxygen content measuring method newly established by the present inventors.
  • the oxygen clathrate hydrate of the present invention is considered to be completely different from the conventional oxygen water in the molecular bonding state and energy state.
  • dissolved oxygen that remains dissolved in the solution even when heated to 100 ° C. contained in the oxygen-dissolved solution of the present invention is determined by the following dissolved oxygen content measuring method devised by the present inventors. Can be measured.
  • This method for measuring the amount of dissolved oxygen is a method for measuring the amount of dissolved oxygen contained in a liquid sample, and includes the following steps: (1) A step of adding a deoxygenated amino compound to a liquid sample to prepare a predetermined concentration; (2) After the step (1), a step of heating a liquid sample containing a deoxygenated amino compound at a temperature of 80 ° C. or higher; (3) After the step (2), a step of measuring the concentration of the deoxygenated amino compound contained in the liquid sample; (4) The concentration of the deoxygenated amino compound measured in the step (3) is compared with the concentration of the deoxygenated amino compound in the step (1). Calculating the amount of dissolved oxygen contained in the liquid sample of step (1); including.
  • step (1) a deoxygenated amino compound is added to a liquid sample to prepare a predetermined concentration.
  • the liquid sample is a liquid that is a target for which the dissolved oxygen concentration is to be measured, and is typically oxygen water (oxygen solution) produced by various methods.
  • oxygen water oxygen solution
  • the dissolved oxygen concentration of commercially available oxygen water can be accurately measured.
  • Examples of the deoxygenating amino compound include carbohydrazide, diethylhydroxylamine, hydroxydiaminobenzene, and isopropylhydroxylamine, and carbohydrazide is particularly preferable.
  • carbohydrazide is conventionally used as an oxygen scavenger for plants, boilers and the like as described in Patent Document 2 and the like. In plants and boilers, if a small amount of oxygen is contained in the supplied water, etc., it may cause corrosion of metal equipment, etc., so oxygen is chemically removed by deoxygenating amino compounds such as carbohydrazide. It is desired to be removed. Then, the present inventors have created a new idea of using a deoxygenating amino compound for measuring the amount of dissolved oxygen, paying attention to the reactivity of this deoxygenating amino compound with oxygen.
  • the amount of the deoxygenating amino compound added to the liquid sample is not specifically limited, and for example, it can be prepared so that the concentration of the deoxygenating amino compound in the liquid sample is 0.01 to 2%. By adding a deoxygenating amino compound so as to be in this concentration range, it is possible to reliably react with oxygen contained in the liquid sample.
  • step (2) after the step (1), the liquid sample containing the deoxygenated amino compound is heated at a temperature of 80 ° C. or higher.
  • the heating temperature of the liquid sample containing the deoxygenating amino compound is 80 ° C. or higher, and more preferably in the range of 80 ° C. to 120 ° C.
  • the heating time depends on the amount and temperature of the liquid sample. For example, when the liquid sample is heated to 80 ° C., it takes about 3 to 4 hours, and when heated to 100 ° C., the range is about 30 minutes to 2 hours. It can be used as a guideline.
  • step (3) after the step (2), the concentration of the deoxygenated amino compound contained in the liquid sample is measured.
  • the method for measuring the concentration of the deoxygenating amino compound is not particularly limited, and a known method such as an iodine titration method (oxidation-reduction titration method) can be appropriately employed.
  • the concentration of the deoxygenated amino compound measured in the step (3) is compared with the concentration of the deoxygenated amino compound in the step (1).
  • the amount of dissolved oxygen contained in the liquid sample of the step (1) is calculated from the amount.
  • the deoxygenated amino compound reacts with oxygen in the liquid sample under a predetermined temperature condition.
  • the amount of dissolved oxygen contained in the liquid sample can be calculated from the concentration of the amino compound.
  • the liquid sample can be heated to extract all the oxygen contained in the liquid sample and react with the deoxygenated amino compound (step (2)).
  • the amount of dissolved oxygen in an oxygen solution (liquid sample) containing dissolved oxygen that could not be measured by the conventional measurement method can be accurately measured.
  • the oxygen solution produced by such a method is considered to be stably dissolved in the form of oxygen clathrate hydrate in which oxygen molecules are surrounded by lattices of water molecules.
  • conventional methods such as the diaphragm electrode method, the Winkler method, and the fluorescence method cannot measure all the oxygen dissolved in the oxygen clathrate hydrate state in the oxygen water. It is considered that the amount of dissolved oxygen originally contained cannot be measured.
  • this method for measuring dissolved oxygen heats a liquid sample (oxygen water) to react with a deoxygenated amino compound (step (2)), so that oxygen inclusion is hydrated in the liquid sample (oxygen water). Oxygen dissolved in the form of an object is taken out, and the amount of dissolved oxygen that could not be measured by the conventional measurement method can be accurately measured.
  • a difference of P1 ⁇ P2 ⁇ 50 (ppm) is generated between the dissolved oxygen concentration and the numerical value P2.
  • the difference between P1 and P2 is that the oxygen solution of the present invention has oxygen that cannot be measured by the conventional measurement method, that is, oxygen molecules are surrounded by a lattice of water molecules. This indicates that 50 ppm or more of oxygen clathrate hydrate is dissolved.
  • oxygen clathrate hydrate formed by oxygen molecules and water molecules will be described more specifically, taking as an example a form using carbohydrazide as the deoxygenating amino compound.
  • dissolved oxygen that remains dissolved in the solution even when heated to 100 ° C.” contained in the oxygen-dissolved water of the present invention can be measured by the following procedure.
  • A About the oxygen solution to measure, dissolved oxygen amount P2 (ppm) is measured by the dissolved oxygen amount measuring methods, such as the conventional diaphragm method.
  • B Carbohydrazide is added to the oxygen solution at room temperature so that the concentration becomes 0.01 to 2%.
  • C The oxygen solution of (B) is heated, and carbohydrazide and oxygen are reacted at a temperature of 80 ° C. or more for 10 minutes or more.
  • the oxygen-dissolved water of the present invention maintains the state in which oxygen is dissolved in the solution even when heated to 100 ° C. This indicates that the oxygen-dissolved water of the present invention retains dissolved oxygen very stably in water as an oxygen clathrate hydrate. Conventionally, no oxygen-dissolved water in which oxygen is not released into the atmosphere even at such a high temperature is known.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating an embodiment of an oxygen solution manufacturing system.
  • the gas-liquid mixing system S illustrated in FIG. 1 includes an RO water storage tank 1, an oxygen supply cylinder 2, a gas-liquid mixing pump 3, a gas-liquid separation device 4, and an oxygen-dissolved water storage tank 5. Yes.
  • the RO water storage tank 1 stores pure water (RO water) obtained through a reverse osmosis membrane.
  • the reverse osmosis membrane has a property of allowing water to pass and not allowing impurities other than water such as ions and salts to permeate, and a preferable reverse osmosis membrane pore size is about 2 nm or less.
  • the structure of the reverse osmosis membrane can be exemplified by various structures such as a hollow fiber membrane, a spiral membrane, a tubular membrane, etc.
  • the material of the reverse osmosis membrane is exemplified by cellulose acetate, aromatic polyamide, polyvinyl alcohol, polysulfone, etc. can do.
  • the RO water stored in the RO water storage tank 1 may be obtained using a known RO water production apparatus that is commercially available.
  • the temperature of the RO water supplied from the RO water storage tank 1 can be set to about 15 ° C to 25 ° C.
  • the RO water storage tank 1 is connected to the downstream gas-liquid mixing pump 3.
  • An oxygen supply cylinder 2 is connected to a flow path between the RO water storage tank 1 and the gas-liquid mixing pump 3.
  • a pressure regulating valve B1 is provided in the upstream flow path of the oxygen supply cylinder 2.
  • the oxygen supply cylinder 2 injects oxygen into the water (RO water) from the RO water storage tank 1.
  • the oxygen supply cylinder 2 is not specifically limited, and a known commercially available one can be used as appropriate.
  • the amount and pressure of oxygen to be injected can be designed as appropriate.
  • the gas containing oxygen injected from the oxygen supply cylinder 2 flows into the gas-liquid mixing pump 3.
  • the gas-liquid mixing pump 3 can exemplify a form in which a rotor 31 having a rotor blade (impeller) is housed in a housing 32, for example, and can pump water containing oxygen at a pressure of about 0.1 Mpa to 10 Mpa. Is preferred.
  • oxygen and water can be kneaded by the rotation of the rotor blade (impeller) 31.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a gas-liquid mixing pump included in the oxygen solution manufacturing system illustrated in FIG.
  • FIG. 2A is an internal perspective view illustrating an embodiment of the rotor of the gas-liquid mixing pump.
  • FIG. 2B is a longitudinal sectional view showing a D-D ′ section of FIG.
  • FIG. 2C is an internal perspective view illustrating an embodiment of the housing of the gas-liquid mixing pump.
  • the present inventor has newly produced a gas-liquid mixing pump for producing the oxygen solution of the present invention.
  • This gas-liquid mixing pump 3 includes a housing 32 and a rotor 31.
  • the rotor 31 includes a cylindrical rotary shaft portion 31a located at the center, and an expanding portion that extends downward from the lower end of the rotary shaft portion 31a and expands outward. 31b and a rib-shaped rotary blade 31c that protrudes upward from the expanded portion 31b.
  • the rotary blade 31c extends from the central rotary shaft portion 31a toward the outer edge portion of the expanded portion 31b. In the form illustrated in FIG. 2, eight rotary blades 31c are formed. Further, the rotary blade 31c has a certain height, the outer end is erected substantially vertically, and is inclined slightly outward with respect to the center of the rotary shaft portion 31a.
  • the housing 32 is a hollow body having a substantially disk-like outer shape and having a space inside.
  • a supply path L1 is connected to the housing 32 on the upper surface side, and a water discharge path L2 is connected to the lower surface side facing the supply path L1.
  • An oxygen supply port L3 connected to the oxygen supply cylinder 2 is provided in the supply path L1.
  • oxygen is added to the water flowing through the supply path L ⁇ b> 1 from the oxygen supply port L ⁇ b> 3, and water containing oxygen is supplied into the housing 32.
  • a cylindrical bearing portion 32a protruding outward is disposed, and a substantially circular storage space S corresponding to the shape of the rotor 31 is disposed around the bearing portion 32a. Is formed.
  • the rotating shaft 31 a of the rotor 31 is inserted inside the bearing 32 a of the housing 32, and the rotor 31 is disposed at the center of the housing 32.
  • the housing 32 is formed with a plurality of partition walls 32c extending from the outer edge 32b to the vicinity of the central storage space S.
  • the partition wall 32c is formed in a tapered shape that becomes narrower as it extends from the outer edge portion 32b to the center side. Adjacent partition walls 32c are connected via a curved surface 32d that curves outward.
  • the gas-liquid mixing pump 3 When the water containing oxygen is supplied into the housing 32 and the rotor 31 rotates, the gas-liquid mixing pump 3 is pushed away toward the outer edge portion 32b of the housing 32 while being stirred by the rotor blades 31c.
  • the water containing oxygen supplied from the rotor 31 toward the outer edge portion 32b of the housing 32 is further stirred in the vicinity of the curved surface 32d, so that the oxygen and water are effectively and uniformly dispersed and mixed.
  • the oxygen clathrate hydrate formed by oxygen molecules and water molecules can be generated.
  • An oxygen solution containing oxygen clathrate hydrate formed by oxygen molecules and water molecules flows out from the water discharge channel L2 and is supplied to the gas-liquid separator 4.
  • the housing diameter is preferably 200 to 300 mm, and the rotor diameter is preferably 80 to 150 mm.
  • the number and form of the rotor blades 31c of the rotor 31 and the number of rotations of the rotor 31 can be appropriately designed in consideration of the size and shape of the housing 32, the amount of water, the oxygen content, and the like.
  • the gas-liquid mixing pump 3 can also dissolve gases other than oxygen in water.
  • the gas-liquid separator 4 is connected to the upstream gas-liquid mixing pump 3 and to the downstream water storage tank 5.
  • a pressure adjustment valve B ⁇ b> 2 is provided between the gas-liquid separator 4 and the water storage tank 5.
  • FIG. 3 is an internal perspective view illustrating an embodiment of a gas-liquid separator included in this oxygen solution manufacturing system.
  • the gas-liquid separator 4 has a vertically long and substantially cylindrical shape, and an inlet 41 connected to the gas-liquid mixing pump 3 and an outlet 42 connected to the water storage tank 5 are disposed at the bottom.
  • the interior of the gas-liquid separator 4 is partitioned into a first chamber R1 including an inflow port 41 and a second chamber R2 including an outflow port 42 by a partition plate 43 standing from the bottom near the center. Examples of the material of the partition plate 43 include various metals.
  • a communication portion 44 is formed above the partition plate 43 so that the first chamber R1 and the second chamber R2 communicate with each other.
  • a discharge unit 45 that discharges gas is disposed at the top of the gas-liquid separator 4.
  • the oxygen solution pumped by the gas-liquid mixing pump 3 flows into the gas-liquid separator 4 from the inlet 41 and rises in the first chamber R1. Then, since the oxygen dissolving solution generates a turbulent flow when descending the second chamber R2 through the communication portion 44 beyond the upper end of the partition plate 43, oxygen and water are further mixed. Further, excess oxygen that has not dissolved in the water rises as bubbles when rising in the first chamber R1, and the oxygen-dissolved solution descends in the second chamber R2 beyond the upper end of the partition plate 43. In this case, the gas and liquid are separated and discharged from the discharge unit 45 to the outside. Then, the generated oxygen solution flows out to the water storage tank 5 through the flow path from the outlet 42.
  • the water storage tank 5 is connected to the flow path between the RO water storage tank 1 and the gas-liquid mixing pump 3 and the circulation flow path C. Therefore, the oxygen solution that has flowed out of the water storage tank 5 can be supplied again to the upstream side of the gas-liquid mixing pump 3 as necessary. By such resupply of the oxygen solution, oxygen injection from the oxygen supply cylinder 2, kneading by the gas / liquid mixing pump 3, gas / liquid separation by the gas / liquid separator 4, etc. are performed again. The stability and concentration of dissolved oxygen can be increased.
  • dissolved oxygen that is maintained in a dissolved state in a solution even when heated to 100 ° C. by circulating the oxygen solution in a range of about 10 to 30 minutes. It is possible to produce an oxygen-dissolved solution containing an oxygen clathrate hydrate containing and having an amount of dissolved oxygen of 50 ppm or more.
  • this gas-liquid mixing system is not limited to the above-described form, and may include a gas mixing rate adjusting mechanism, a valve, a filter, and the like.
  • the oxygen solution of the present invention produced by an oxygen solution production system including a gas-liquid mixing pump is easily absorbed into the body and can be taken into the body easily by drinking.
  • SpO 2 arterial oxygen saturation
  • the oxygen-dissolved solution of the present invention when used as a beverage, it can be constituted only by an oxygen-dissolved solution, or various additives can be blended within a range that does not inhibit the effect of oxygen.
  • additives include citric acid-Na, citric acid-K, sucrose, coenzyme Q-10 (water-soluble, Nissin Pharma), taurine, various amino acids, glucose, fructose, xylitol, dextrin.
  • the oxygen water A has no difference between the dissolved oxygen amount value P1 measured by the carbohydrazide method and the dissolved oxygen amount value P2 measured by the fluorescence method, and all dissolved oxygen can be measured by the conventional method. (The absence of dissolved oxygen in the form of oxygen clathrate hydrate) was confirmed.
  • carbohydrazide 0.1 g is added to commercially available oxygen water B (500 ml) immediately after opening and heated at 80 ° C. for 4 hours to react the dissolved oxygen in the oxygen water with carbohydrazide. I let you.
  • the concentration of carbohydrazide was measured by an iodometric titration method, and the amount of dissolved oxygen contained in oxygen water B was confirmed to be 35 ppm from the reaction amount of carbohydrazide. Moreover, when the amount of dissolved oxygen in the commercially available oxygen water B was measured using a fluorescent dissolved oxygen meter (ProODO manufactured by YSI), the amount of dissolved oxygen contained in the oxygen water B was found to be 35 ppm. confirmed.
  • the oxygen water B has no difference between the numerical value P1 of the dissolved oxygen amount measured by the carbohydrazide method and the numerical value P2 of the dissolved oxygen amount measured by the fluorescence method, and all the dissolved oxygen can be measured by the conventional method. (The absence of dissolved oxygen in the form of oxygen clathrate hydrate) was confirmed.
  • Example 1 Measurement 2 of dissolved oxygen amount
  • An oxygen-dissolved solution was produced using the oxygen water production system described with reference to FIGS. 1 to 3 (Samples F to J). With respect to this oxygen solution (specimens F to J), the amount of dissolved oxygen was measured by the conventional diaphragm method, fluorescence method, Winkler method, and carbohydrazide method devised by the present inventors.
  • a diaphragm type galvanic cell oxygen analyzer (DO-31P manufactured by Toa DKK) was used.
  • carbohydrazide (0.1 g) is added as a deoxygenating amino compound to the oxygen solution (specimen F to J, 500 ml) produced by the oxygen water production system described with reference to FIGS. And heated at 80 ° C. for 4 hours to react the dissolved oxygen in the oxygen water with carbohydrazide. Then, when the concentration of carbohydrazide was measured by an iodometric titration method, the dissolved oxygen content contained in the oxygen water from the reaction amount of carbohydrazide was 93.6 ppm for sample F, 81.0 ppm for sample G, and 92.2 ppm for sample H. Sample I: 90.5 ppm and Sample J: 92.1 ppm were confirmed.
  • sample F 39.0 ppm
  • sample G 30.4 ppm
  • sample H 33.2 ppm
  • sample I 32.5 ppm
  • sample J It was 31.2 ppm.
  • fluorescence method fluorescence type dissolved oxygen meter (ProODO manufactured by YSI)
  • Winkler method almost the same value was obtained.
  • the results of measurement of the dissolved oxygen amount of the oxygen solution produced using the oxygen water production system described with reference to FIGS. 1 to 3 are the numerical value P1 of the dissolved oxygen amount obtained by the carbohydrazide method, and the diaphragm method. In addition, it was confirmed that there was a difference of 50 ppm or more (50.6 ppm to 60.9 ppm) between the dissolved oxygen amount P2 obtained by the fluorescence method.
  • the oxygen solution of the present invention contains 50 ppm or more of oxygen clathrate hydrate formed by oxygen molecules and water molecules as potential dissolved oxygen that could not be measured by the conventional diaphragm method or fluorescence method. It shows that.
  • the oxygen solution of the present invention contains 50 ppm or more of oxygen clathrate hydrate formed by oxygen molecules and water molecules, and is compared with oxygen water produced by the gas-liquid mixing apparatus described in Patent Document 1. Even so, it was confirmed that a large amount of oxygen clathrate hydrate was stably contained.
  • Example 2 Examination of influence by heat treatment (1) Test method The influence of the heat treatment on the oxygen solution produced using the oxygen water production system described with reference to FIGS. 1 to 3 was examined. Specifically, the following procedure was used.
  • the oxygen solution before heating is 39.7 ppm by the fluorescence method (DO value) and 96.2 ppm by the carbohydrazide method (CH value), and is formed by oxygen molecules and water molecules. It was confirmed that the oxygen clathrate hydrate contained 56.5 ppm (CH value-DO value).
  • the oxygen solution after heating is 13.1 ppm by the fluorescence method (DO value), 68.0 ppm by the carbohydrazide method (CH value), and contains 54.9 ppm (CH value-DO value) of oxygen clathrate hydrate. It was confirmed that That is, this oxygen solution has a (CH-DO) value although the measured value (DO value) by the fluorescence method is lowered because dissolved oxygen that is not in the form of oxygen clathrate hydrate is released into the atmosphere by heating. Since there is no significant change in oxygen, the oxygen clathrate hydrate in the oxygen solution must remain dissolved in water without being released into the atmosphere even by heat treatment at 100 ° C. Was confirmed.
  • Example 3 Examination of plant growth promoting effect The following three types of water and oxygen-dissolved solutions 1 and 2 were prepared. (1) RO water obtained through a reverse osmosis membrane (DO value: 9.4 ppm / CH value: 9.5 ppm) (2) Oxygen solution 1 after heating (100 ° C., 3 minutes) obtained in Example 2 (DO value: 13.1 ppm / CH value: 68.0 ppm) (3) Oxygen solution 2 produced by setting the pressure of the gas-liquid mixing pump to be lower than the conditions of Example 2 (DO value after heating (100 ° C., 3 minutes): 4.1 ppm / CH value: 54.3 ppm) Then, using a commercially available hydroponics device, the seeds of sweet basil were sown on the sponge of the cultivation device, and the liquid fertilizer was mixed with the above RO water and oxygen-dissolved solutions 1 and 2 (room temperature 10 ° C.
  • RO water obtained through a reverse osmosis membrane DO value: 9.4 ppm / CH value: 9.5 ppm
  • 5 to 8 are photographs showing the growth status of sweet basil when 3 to 34 days have elapsed after cultivation. As shown in FIG. 5 to FIG. 8, after germination, the leaves of the sweet basil grown with the oxygen solution 1 grow rapidly after germination, and at the time of harvest (day 34), the oxygen solution 1 It was confirmed that the sweet basil cultivated by No. 2 grew greatly. Therefore, it was confirmed that the oxygen-dissolving solutions 1 and 2 were excellent in the plant growth promoting effect and could be used as a plant cultivation solution.

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Abstract

【課題】従来の測定方法では測定できなかった溶解酸素を含む新規物質およびこれを含む酸素溶解液を提供すること。 【解決手段】100℃に加熱しても溶液中に溶解した状態が維持される溶解酸素を含む酸素包接水和物とする。

Description

酸素包接水和物およびこれを含む酸素溶解液
　本発明は、酸素包接水和物およびこれを含む酸素溶解液に関する。
　本出願人は、特許文献１において、水などの流体に対して、液相、気相、固相の物質を混合、溶解、細分化する技術を提案している。この技術によれば、例えば、水と酸素を材料にした場合には、開放された大気下においても溶存酸素量が25ppm以上の状態が、35日以上持続するという特徴を持った酸素水を製造することができる。
　また、従来市販されている酸素水は、既存の測定方法によって測定された溶存酸素量が特許文献１の気液混合装置によって製造した酸素水と同程度であっても、飲用によるＳｐＯ２の値の上昇は認められないことも確認している。
WO2012/081682 特開2002-371389号公報
　一方で、本発明者らは、従来の方法を改良した新たな製造方法により、全く新しい酸素溶解液の製造に成功した。そして、この新しい酸素溶解液の性質等について、新たに確立した溶存酸素量の測定方法を利用して鋭意、研究を重ねる中で、この新しい酸素溶解液には、加熱しても大気中に放出されずに溶解している溶解酸素が多量に含まれていることを見出した。
　本発明は、新たに確立された溶存酸素量測定方法によって測定される溶存酸素量を一つの指標として、従来の測定方法では測定できなかった溶解酸素を含む酸素包接水和物を提供すること、また、この酸素包接水和物が多量に含まれている酸素溶解液を提供することを課題としている。
　本発明は、以下の溶解酸素および酸素溶解液を提供する。
＜１＞100℃に加熱しても溶液中に溶解した状態が維持される溶解酸素を含む酸素包接水和物。
＜２＞前記酸素包接水和物を含み、前記溶解酸素の量が50ppm以上であることを特徴とする酸素溶解液。
＜３＞前記溶解酸素の量は、
　以下の工程：
（１）脱酸素性アミノ化合物を酸素溶解液に添加し、80℃以上の温度で加熱する工程；
（２）前記工程（１）の後、酸素溶解液に含まれる脱酸素性アミノ化合物の濃度を測定する工程；
（３）前記工程（２）で測定された脱酸素性アミノ化合物の濃度から、前記工程（１）を経る前の酸素溶解液に含まれていた溶存酸素量を算出する工程；
を含む溶存酸素量測定方法によって測定された溶存酸素量（ppm）の数値Ｐ１と、隔膜法、蛍光法およびウィンクラー法のうちのいずれかの溶存酸素量測定方法によって測定された酸素溶解液の溶存酸素量（ppm）の数値Ｐ２との差（Ｐ１－Ｐ２）によって求められることを特徴とする前記＜１＞の酸素溶解液。
＜４＞前記の酸素溶解液を凍らせて得た氷。
＜５＞以下の工程：
（１）脱酸素性アミノ化合物を酸素溶解液に添加し、80℃以上の温度で加熱する工程；
（２）前記工程（１）の後、酸素溶解液に含まれる脱酸素性アミノ化合物の濃度を測定する工程；
（３）前記工程（２）で測定された脱酸素性アミノ化合物の濃度から、前記工程（１）を経る前の酸素溶解液に含まれていた溶存酸素量を算出する工程；
を含む溶存酸素量測定方法によって測定された溶存酸素量（ppm）の数値Ｐ１と、隔膜法、蛍光法およびウィンクラー法のうちのいずれかの溶存酸素量測定方法によって測定された酸素溶解液の溶存酸素量（ppm）の数値Ｐ２との差（Ｐ１－Ｐ２）によって得られる溶存酸素量が50ppm以上であることを特徴とする酸素溶解液。
　本発明の気液混合ポンプは、前記酸素溶解液を製造するための気液混合ポンプであって、略円盤状の外形を有する中空なハウジングと、ハウジング内部の中央に収納される回転子とを備え、ハウジングは、外縁部から中央付近に向かって延びる複数の仕切壁を備え、回転子は、リブ状に隆起した複数の回転翼を備え、気体を含む水がハウジング内に供給されて回転子が回転すると、回転翼による圧力によって、気体を含む水がハウジングの外縁部側に向かって供給されて超振動することで、気体が水に溶解することを特徴としている。
　本発明の酸素溶解液には、従来の測定方法では測定できず、加熱しても大気に放出されずに溶解した状態が維持される溶解酸素（酸素包接水和物）が多量に含まれている。
酸素溶解液製造システムの一実施形態を例示した概要図である。 図１に例示した酸素溶解液製造システムに含まれる気液混合ポンプの一実施形態を例示した図である。 酸素溶解液製造システムに含まれる気液分離装置の一実施形態を例示した内部透視図である。 加熱前と加熱後の酸素溶解液の酸素量を測定した結果を示す図である。 栽培後３日目、９日目のスイートバジルの成育状況を示す写真である。 栽培後１５日目、２４日目のスイートバジルの成育状況を示す写真である。 栽培後２４日目のスイートバジルの成育状況を示す写真である。 栽培後３４日目のスイートバジルの成育状況を示す写真である。
　本発明者らは、従来の製造装置を改良することにより、100℃に加熱しても溶液中に溶解した状態が維持される溶解酸素を含む酸素包接水和物を含み、溶解酸素量が50ppm以上（50ppm～70ppm程度）である酸素溶解液を初めて得ることに成功した。また、この酸素溶解液を凍らせることで酸素を含む氷を得ることができ、この氷にも安定な状態で酸素が含まれている。
　本発明の酸素溶解液に含まれる溶解酸素は、酸素分子と水分子によって形成された酸素包接水和物の状態で溶存していると考えられる。ここでいう「酸素包接水和物」とは、酸素分子が水分子の格子に囲まれた形態の化合物である。そして、本発明の酸素溶解液に含まれる酸素包接水和物は、例えば、隔膜電極法、ウィンクラー法、蛍光法などの従来の溶存酸素量の測定方法では、その溶解酸素を測定することはできず、本発明者らが新たに確立した溶存酸素量測定方法によってその溶解酸素の量が測定されるという特徴を有している。本発明の酸素包接水和物は、分子の結合状態やエネルギー状態が従来の酸素水とは全く異なっていると考えられる。
　具体的には、本発明の酸素溶解液に含まれる100℃に加熱しても溶液中に溶解した状態が維持される溶解酸素は、本発明者らが考案した以下の溶存酸素量測定方法によって測定することができる。
　この溶存酸素量測定方法は、液体サンプルに含まれる溶存酸素量を測定する方法であって、以下の工程；
（１）脱酸素性アミノ化合物を液体サンプルに添加して所定の濃度に調製する工程；
（２）前記工程（１）の後、脱酸素性アミノ化合物を含む液体サンプルを８０℃以上の温度で加熱する工程；
（３）前記工程（２）の後、液体サンプルに含まれる脱酸素性アミノ化合物の濃度を測定する工程；
（４）前記工程（３）で測定された脱酸素性アミノ化合物の濃度と、前記工程（１）における脱酸素性アミノ化合物の濃度とを比較して、脱酸素性アミノ化合物の反応量から前記工程（１）の液体サンプル中に含まれていた溶存酸素量を算出する工程；
　を含む。
　以下、各工程について説明する。
　工程（１）では、脱酸素性アミノ化合物を液体サンプルに添加して所定の濃度に調製する。
　液体サンプルは、溶存酸素濃度を測定すべき対象となる液体であり、通常は、各種方法で製造された酸素水（酸素溶解液）が例示される。例えば、液体サンプルとして市販の酸素水を選択した場合は、市販の酸素水の溶存酸素濃度を正確に測定することができる。
　脱酸素性アミノ化合物は、例えば、カルボヒドラジド、ジエチルヒドロキシルアミン、ヒドロキシジアミノベンゼン、イソプロピルヒドロキシルアミンのうちの１種または２種以上を例示することができ、なかでもカルボヒドラジドが特に好ましい。例えば、カルボヒドラジドは特許文献２などに記載されているように、従来はプラントやボイラーなどの酸素除去剤として使用されている。プラントやボイラーなどでは、供給される水などに微量の酸素が含まれていると、金属製の機器などの腐食の原因になるため、カルボヒドラジドなどの脱酸素性アミノ化合物によって化学的に酸素を除去することが望まれている。そして、本発明らは、この脱酸素性アミノ化合物の酸素との反応性に着目して、溶存酸素量の測定に脱酸素性アミノ化合物を利用することを新たに創案した。
　具体的には、例えばカルボヒドラジドの場合、およそ１３５℃以下の条件では、以下の化学式１の反応が起こることが知られている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　液体サンプルに脱酸素性アミノ化合物を添加する量は具体的に限定されず、例えば、液体サンプルにおける脱酸素性アミノ化合物の濃度が０．０１～２％となるように調製することができる。この濃度範囲になるように脱酸素性アミノ化合物を添加することで、液体サンプルに含まれる酸素と確実に反応させることができる。
　工程（２）では、前記工程（１）の後、脱酸素性アミノ化合物を含む液体サンプルを８０℃以上の温度で加熱する。
　脱酸素性アミノ化合物を含む液体サンプルの加熱温度は８０℃以上であり、８０℃～１２０℃の範囲がより好ましい。加熱時間は、液体サンプルの量や温度にもよるが、例えば、液体サンプルを８０℃に加熱する場合は３～４時間程度、１００℃に加熱する場合は３０分～２時間程度の範囲を一応の目安とすることができる。
　脱酸素性アミノ化合物がカルボヒドラジドの場合、この工程（２）により、上記化学式１のように液体サンプル中の酸素とカルボヒドラジドとが反応する。
　工程（３）では、前記工程（２）の後、液体サンプルに含まれる脱酸素性アミノ化合物の濃度を測定する。　
　脱酸素性アミノ化合物の濃度を測定する方法は特に限定されず、例えばヨウ素滴定法（酸化還元滴定法）などの公知の方法を適宜採用することができる。
工程（４）では、前記工程（３）で測定された脱酸素性アミノ化合物の濃度と、前記工程（１）における脱酸素性アミノ化合物の濃度とを比較して、脱酸素性アミノ化合物の反応量から前記工程（１）の液体サンプル中に含まれていた溶存酸素量を算出する。
　上記の化学式１で示したカルボヒドラジドのように、脱酸素性アミノ化合物は、所定の温度条件下で液体サンプル中の酸素と反応するため、反応式を考慮して、この反応前後の脱酸素性アミノ化合物の濃度から液体サンプルに含まれていた溶存酸素量を算出することができる。
　本発明の溶存酸素量測定方法では、液体サンプルを加熱して、液体サンプル中に含まれている酸素をすべて取り出して脱酸素性アミノ化合物を反応させることができるため（工程（２））、例えば、従来の測定方法では測定することができなかった溶存酸素を含む酸素溶解液（液体サンプル）の溶存酸素量を正確に測定することができる。
　これまでの研究から、例えばこのような方法で製造された酸素溶解液は、酸素分子が水分子の格子に囲まれた酸素包接水和物の形態で安定的に溶存していると考えられる。このため、例えば、隔膜電極法、ウィンクラー法、蛍光法などの従来の方法では、酸素水中に酸素包接水和物の状態で溶存する酸素のすべてを測定することはできず、酸素水に本来含まれている溶存酸素量を測定することはできないと考えられる。
　これに対し、この溶存酸素測定方法は、液体サンプル（酸素水）を加熱して脱酸素性アミノ化合物と反応させるため（工程（２））、液体サンプル（酸素水）中に酸素包接水和物の形態で溶存している酸素が取り出され、従来の測定方法では測定することができなかった溶存酸素量を正確に測定することができる。
　したがって、この溶存酸素測定方法によって本発明の酸素溶解液の溶存酸素濃度を測定した場合に示される溶存酸素濃度の数値Ｐ１と、隔膜電極法、ウィンクラー法、蛍光法などの従来の方法で測定された溶存酸素濃度の数値Ｐ２との間に、Ｐ１－Ｐ２≧50（ppm）となる差が生じる。そして、Ｐ１とＰ２との間にこのような差があることは、本発明の酸素溶解液には、従来の測定方法では測定できなかった酸素、すなわち、酸素分子が水分子の格子に囲まれた酸素包接水和物が50ppm以上溶存していることを示している。
　さらに、脱酸素性アミノ化合物としてカルボヒドラジドを使用する形態を例に、「酸素分子と水分子によって形成された酸素包接水和物」の測定方法の手順をより具体的に説明する。
　より具体的には、本発明の酸素溶解水に含まれる「100℃に加熱しても溶液中に溶解した状態が維持される溶解酸素」は、以下の手順で測定することができる。
（Ａ）測定する酸素溶解液について、従来の隔膜法などの溶存酸素量測定方法によって溶存酸素量Ｐ２（ppm）を測定する。
（Ｂ）常温で酸素溶解液にカルボヒドラジドを濃度が０．０１～２％となるように添加する。
（Ｃ）（Ｂ）の酸素溶解液を加熱し、80℃以上の温度で10分間以上カルボヒドラジドと酸素を反応させる。
（Ｄ）前記工程（Ｃ）の後、酸素溶解液に含まれるカルボヒドラジドの濃度をヨウ素滴定法で測定する。
（Ｅ）前記工程（Ｄ）で測定されたカルボヒドラジドの濃度と前記工程（Ｂ）で調製されたカルボヒドラジドの濃度を比較して、カルボヒドラジドの反応量から、酸素溶解液に含まれていた溶存酸素量Ｐ１（ｐｐｍ）を算出する。
（Ｆ）酸素分子と水分子によって形成された酸素包接水和物の量を、上記工程（５）で算出したＰ１と上記工程（１）で測定したＰ２との差（Ｐ１－Ｐ２）から求める。
　以下、このような方法を「カルボヒドラジド法」と記載することがある。
　そして、本発明の酸素溶解水は、100℃に加熱しても溶液中に酸素が溶解した状態が維持されることが確認されている。このことは、本発明の酸素溶解水は、溶解酸素が酸素包接水和物として水中において極めて安定に保持されていることを示している。そして、このような高温下においても酸素が大気中に放出されない酸素溶解水は、従来全く知られていない。
　次に、本発明の酸素溶解液を製造するための酸素溶解液製造システムの一実施形態について説明する。
　図１は、酸素溶解液製造システムの一実施形態を例示した概要図である。
　図１に例示した気液混合システムＳは、RO水貯蔵タンク１と、酸素供給ボンベ２と、気液混合ポンプ３と、気液分離装置４と、酸素溶解液の貯水タンク５とを含んでいる。
　RO水貯蔵タンク１は、逆浸透膜を介して得た純水（RO水）が貯蔵されている。逆浸透膜は、水を通し、イオンや塩類など水以外の不純物は透過しない性質を持っており、好ましい逆浸透膜の孔の大きさは、およそ2nm以下のものを例示することができる。逆浸透膜の構造は、中空糸膜、スパイラル膜、チューブラー膜などの各種の構造を例示することができ、逆浸透膜の材質は、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリスルホンなどを例示することができる。また、RO水貯蔵タンク１に貯蔵するRO水は、市販されている公知のRO水製造装置を使用して得たものであってよい。RO水貯蔵タンク１から供給されるRO水の水温は15℃～25℃程度に設定することができる。
　RO水貯蔵タンク１は、下流の気液混合ポンプ３と接続している。RO水貯蔵タンク１と、気液混合ポンプ３との間の流路には、酸素供給ボンベ２が接続している。また、酸素供給ボンベ２の上流側の流路には、圧力調整バルブＢ１が設けられている。
　酸素供給ボンベ２は、RO水貯蔵タンク１からの水（RO水）に酸素を注入する。酸素供給ボンベ２は、具体的に限定されず、市販されている公知のものを適宜使用することができる。注入する酸素の量や圧力などは適宜設計することができる。
　気液混合ポンプ３には、酸素供給ボンベ２から注入された酸素を含む水が流入する。気液混合ポンプ３は、例えば、回転翼（インペラ）を有する回転子３１がハウジング３２に収納された形態を例示することができ、0.1Mpa～10Mpa程度の圧力で酸素を含む水を圧送できるものが好ましい。この形態の気液混合ポンプ３の場合、回転翼（インペラ）３１の回転によって、酸素と水とを混練することができる。
　図２は、図１に例示した酸素溶解液製造システムに含まれる気液混合ポンプの一実施形態を例示した図である。
　図２（Ａ）は、気液混合ポンプの回転子の一実施形態を例示した内部透視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＤ－Ｄ’断面を示した縦断面図である。図２（Ｃ）は、気液混合ポンプのハウジングの一実施形態を例示した内部透視図である。
　図２に示したように、本発明者は、本発明の酸素溶解液を製造するための気液混合ポンプを新たに作製している。
　この気液混合ポンプ３は、ハウジング３２と回転子３１を備えている。
　図２（Ａ）（Ｂ）に例示したように、回転子３１は、中央に位置する円柱形の回転軸部３１aと、回転軸部３１aの下端から下方に延びて外方へ拡がる拡開部３１bと、拡開部３１bから上方に隆起するリブ状の回転翼３１cとを備えている。回転翼３１cは、中央の回転軸部３１aから拡開部３１bの外縁部へと向かって延びており、図２に例示する形態では、８つの回転翼３１cが形成されている。また、回転翼３１cは、一定の高さを有し、外側端が略垂直に起立しているとともに、回転軸部３１aの中心に対してやや外側に傾斜して形成されている。
　ハウジング３２は、略円盤状の外形を有し、内部に空間を有する中空体である。ハウジング３２には、上面側に供給路Ｌ１が接続しており、供給路Ｌ１と対向する下面側に吐水路Ｌ２が接続している。供給路Ｌ１には、酸素供給ボンベ２と接続する酸素供給口Ｌ３が設けられている。気液混合ポンプ３は、供給路Ｌ１を流れる水に酸素供給口Ｌ３から酸素が付加されて、酸素を含む水がハウジング３２内に供給される。
　ハウジング３２の外部の中央付近には、外側に向かって突出する円筒形の軸受部３２aが配設されており、軸受部３２aの周囲には回転子３１の形状に対応する略円形の収納空間Ｓが形成されている。ハウジング３２の軸受部３２aの内側には、回転子３１の回転軸部３１aが挿通されて、ハウジング３２の中央に回転子３１が配設される。
　ハウジング３２は、外縁部３２bから中央の収納空間Ｓ付近まで延びる仕切壁３２cが複数形成されている。仕切壁３２cは、外縁部３２bから中央側へ延びるに従って幅小となる先細形状に形成されている。また、隣接する仕切壁３２c同士は、外側に向かって湾曲する湾曲面３２dを介して接続している。
　気液混合ポンプ３は、酸素を含む水がハウジング３２内に供給されて回転子３１が回転すると、回転翼３１cによって水が撹拌されながらハウジング３２の外縁部３２b側に向かって押し流される。回転子３１からハウジング３２の外縁部３２b側に向かって供給された酸素を含む水は、湾曲面３２d付近でさらに撹拌されて、酸素と水が効果的かつ均質に分散化させて混合されるため、酸素分子と水分子によって形成された酸素包接水和物を生成することができる。酸素分子と水分子によって形成された酸素包接水和物を含む酸素溶解液は吐水路Ｌ２から流出し、気液分離装置４に供給される。
　また、例えば、ハウジングの直径は200～300ｍｍ、回転子の直径は80～150ｍｍの範囲を好ましく例示することができる。
　また、回転子３１の回転翼３１cの数や形態、回転子３１の回転数などもハウジング３２の大きさや形状、水量、酸素の含有量などを考慮して適宜設計することができる。また、気液混合ポンプ３は、酸素以外の気体を水に溶解させることもできる。
　気液分離装置４は、上流側の気液混合ポンプ３と接続し、かつ、下流側の貯水タンク５と接続している。また、気液分離装置４と貯水タンク５との間には、圧力調整バルブＢ２が設けられている。
　図３は、この酸素溶解液製造システムに含まれる気液分離装置の一実施形態を例示した内部透視図である。
　気液分離装置４は縦長の略円筒状であり、底部に、気液混合ポンプ３と接続する流入口４１と、貯水タンク５と接続する流出口４２とが配設されている。気液分離装置４の内部は、中央付近の底部から起立する仕切板４３によって、流入口４１を含む第１室Ｒ１と流出口４２を含む第２室Ｒ２とに仕切られている。仕切板４３の材料は、各種の金属などを例示することができる。そして、仕切板４３の上方は、第１室Ｒ１と第２室Ｒ２とが連通する連通部４４が形成されている。また、気液分離装置４の上部には気体を排出する排出部４５が配設されている。
　そして、気液混合ポンプ３によって圧送された酸素溶解液は、流入口４１から気液分離装置４内部に流入し、第１室Ｒ１内を上昇する。そして、酸素溶解液は、仕切板４３の上端を超えて連通部４４を通じて第２室Ｒ２内を下降する際に乱流が生じるため、酸素と水とがさらに混合される。さらに、水に溶解しなかった余剰の酸素は、第１室Ｒ１内を上昇する際に、気泡となって浮上し、酸素溶解液が仕切板４３の上端を超えて第２室Ｒ２内を下降する際に気液分離され、排出部４５から外部へ排出される。そして、生成された酸素溶解液は、流出口４２からの流路を通じて貯水タンク５へと流出する。
　そして、貯水タンク５は、RO水貯蔵タンク１と気液混合ポンプ３との間の流路と循環流路Ｃを介して接続している。したがって、必要に応じて貯水タンク５から流出させた酸素溶解液を、再び、気液混合ポンプ３の上流側に再供給することができる。このような、酸素溶解液の再供給によって、再び、酸素供給ボンベ２からの酸素の注入や気液混合ポンプ３による混練、気液分離装置４による気液分離などが行われるため、酸素溶解液中の溶解酸素の安定性、濃度を高めることができる。
　このような酸素溶解液製造システムによって、例えば、酸素溶解液の循環を10分～30分程度の範囲で行うことで、100℃に加熱しても溶液中に溶解した状態が維持される溶解酸素を含む酸素包接水和物を含有し、その溶解酸素の量が50ppm以上である酸素溶解液を製造することができる。
　なお、この気液混合システムは以上の形態に限定されることはなく、気体の混合率調整機構、弁、フィルターなどを含んでいてもよい。
　このように、気液混合ポンプを含む酸素溶解液製造システムよって製造された本発明の酸素溶解液は、体内に吸収され易く、飲用することで酸素を体内へ容易に取り込むことができ、血液中のＳｐＯ２（動脈血酸素飽和度）を上昇させることができる。
　したがって、本発明の酸素溶解液を飲料とする場合には、酸素溶解液のみによって構成することもできるし、酸素の効果を阻害しない範囲で各種の添加剤を配合することもできる。具体的には、添加剤としては、例えば、クエン酸－Ｎａ，クエン酸－Ｋ、ショ糖、コエンザイムＱ－１０（水溶性・日清ファルマ）、タウリン、各種アミノ酸、ブドウ糖、果糖、キシリトール、デキストリン、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バナジウム、鉄、クエン酸、リンゴ酸、アミノ酸などを例示することができる。
　以下、本発明の酸素溶解液について、実施例とともに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
＜比較例１＞溶存酸素量の測定１
　市販の酸素水ＡおよびＢについて、開栓後の溶存酸素量の測定を行った。なお、市販の酸素水Ａは、「溶存酸素150ppm」と表示されていたが、開栓後直ちに溶存酸素量が30ppmまで低下した。また、市販の酸素水Ｂは、「溶存酸素120ppm」と表示されていたが、開栓後直ちに溶存酸素量が35ppmまで低下した。
　この市販の酸素水Ａ及びＢについて、カルボヒドラジド法および蛍光法で溶存酸素量を測定した。
（１）カルボヒドラジド法では、市販の酸素水Ａ（500ml）にカルボヒドラジド（0.1g）を開栓後直ちに添加し、８０℃で４時間加熱して、酸素水中の溶存酸素とカルボヒドラジドを反応させた。その後、ヨウ素滴定法でカルボヒドラジドの濃度を測定したところ、そのカルボヒドラジドの反応量から酸素水Ａに含まれていた溶存酸素量は30ppmであることが確認された。また、蛍光式溶存酸素計（ＹＳＩ社製ＰｒｏＯＤＯ）を使用して、市販の酸素水Ａの溶存酸素量を測定したところ、酸素水Ａに含まれていた溶存酸素量は、30ppmであることが確認された。
　すなわち、酸素水Ａは、カルボヒドラジド法で測定した溶存酸素量の数値Ｐ１と蛍光法で測定した溶存酸素量の数値Ｐ２との間に差がなく、従来の方法ですべての溶存酸素が測定できること（酸素包接水和物の形態で溶存した酸素が存在しないこと）が確認された。（２）カルボヒドラジド法では、市販の酸素水Ｂ（500ml）にカルボヒドラジド（0.1g）を開栓後直ちに添加し、８０℃で４時間加熱して、酸素水中の溶存酸素とカルボヒドラジドを反応させた。その後、ヨウ素滴定法でカルボヒドラジドの濃度を測定しカルボヒドラジドの反応量から、酸素水Ｂに含まれていた溶存酸素量は、35ppmであることが確認された。また、蛍光式溶存酸素計（ＹＳＩ社製ＰｒｏＯＤＯ）を使用して、市販の酸素水Ｂの溶存酸素量を測定したところ、酸素水Ｂに含まれていた溶存酸素量は、35ppmであることが確認された。
　すなわち、酸素水Ｂは、カルボヒドラジド法で測定した溶存酸素量の数値Ｐ１と蛍光法で測定した溶存酸素量の数値Ｐ２との間に差がなく、従来の方法ですべての溶存酸素が測定できること（酸素包接水和物の形態で溶存した酸素が存在しないこと）が確認された。
　＜実施例１＞溶存酸素量の測定２
　図１～図３を用いて説明した酸素水製造システムを利用して酸素溶解液を製造した（検体Ｆ～Ｊ）。この酸素溶解液（検体Ｆ～Ｊ）について、従来の隔膜法、蛍光法、ウィンクラー法および本発明者らが考案したカルボヒドラジド法によって溶存酸素量を測定した。
　隔膜法では、隔膜型ガルバニ電池式酸素濃度計（東亜ＤＫＫ社製ＤＯ－３１Ｐ）を使用した。
　カルボヒドラジド法では、図１～図３を用いて説明した酸素水製造システムで製造した酸素溶解液（検体Ｆ～Ｊ、500ml）に、脱酸素性アミノ化合物としてカルボヒドラジド（0.1g）を添加し、８０℃で４時間加熱して、酸素水中の溶存酸素とカルボヒドラジドを反応させた。その後、ヨウ素滴定法でカルボヒドラジドの濃度を測定したところ、カルボヒドラジドの反応量から酸素水に含まれていた溶存酸素量は、検体Ｆ：93.6ppm、検体Ｇ：81.0ppm、検体Ｈ：92.2ppm、検体Ｉ：90.5ppm、検体Ｊ：92.1ppmであることが確認された。
　一方、酸素溶解液（検体Ｆ～Ｊ）について、隔膜法で溶存酸素量を測定したところ検体Ｆ：39.0ppm、検体Ｇ：30.4ppm、検体Ｈ：33.2ppm、検体Ｉ：32.5ppm、検体Ｊ：31.2ppmであった。なお、蛍光法（蛍光式溶存酸素計（ＹＳＩ社製ＰｒｏＯＤＯ））、ウィンクラー法で溶存酸素量を測定した場合も、ほぼ同じ値が得られた。
　以上の結果を表１にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図１～図３を用いて説明した酸素水製造システムを利用して製造した酸素溶解液についての溶存酸素量の測定結果は、カルボヒドラジド法で得られた溶存酸素量の数値Ｐ１と、隔膜法および蛍光法で得られた溶存酸素量の数値Ｐ２との間に、50ppm以上（50.6ppm～60.9ppm）の差があることが確認された。
　すなわち、本発明の酸素溶解液には、従来の隔膜法や蛍光法では測定できなかった潜在的な溶存酸素として、酸素分子と水分子によって形成された酸素包接水和物が50ppm以上存在していることを示している。
　本発明の酸素溶解液は、酸素分子と水分子によって形成された酸素包接水和物が50ppm以上含まれており、特許文献１に記載されている気液混合装置で製造した酸素水と比較しても、多量の酸素包接水和物が安定的に含まれていることが確認された。
　＜実施例２＞加熱処理による影響の検討
（１）試験方法
　図１～図３を用いて説明した酸素水製造システムを利用して製造した酸素溶解液について、加熱処理による影響を検討した。具体的には、以下の手順で行った。
　（a）試料（酸素溶解液）3リットルを三角フラスコに取り、開放のまま温度計で水温を測定した。
　（b）カセットガスコンロにアスベスト金網の載せ、その上に試料入り三角フラスコを乗せて加熱を開始した。
　（c）約35～40分で、試料の温度が100℃に達した。100℃に到達した時点から3分後に加熱を停止し、速やかにガスコンロからおろして、水道水で三角フラスコを冷却した。およそ20分間冷却し、20℃まで水温が低下した時点で取り出して静置した。
　（e）これをサンプル容器（ＰＥＴ製・500ｍｌ）に満充填し、蛍光法（測定機器：ＹＳＩ社製ＰｒｏＯＤＯ）および、実施例１、２と同様のカルボヒドラジド法によって酸素量を測定した。
（２）結果
　結果を表２および図４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２および図４に示したように、加熱前の酸素溶解液は、蛍光法（ＤＯ値）で39.7 ppm、カルボヒドラジド法（ＣＨ値）で96.2ppmであり、酸素分子と水分子によって形成された酸素包接水和物が56.5 ppm（ＣＨ値－ＤＯ値）含まれていることが確認された。
　一方、加熱後の酸素溶解液は、蛍光法（ＤＯ値）で13.1 ppm、カルボヒドラジド法（ＣＨ値）で68.0ppmであり、酸素包接水和物が54.9 ppm（ＣＨ値－ＤＯ値）含まれていることが確認された。すなわち、この酸素溶解液は、加熱によって酸素包接水和物の形態でない溶存酸素が大気中に放出されたことで蛍光法による測定値（ＤＯ値）が低下したものの、（ＣＨ－ＤＯ）値には大きな変化が見られないことから、酸素溶解液中の酸素包接水和物は、100℃の加熱処理によっても大気中に放出されることなく水中に溶解した状態が維持されていることが確認された。
　＜実施例３＞植物の成長促進効果の検討
　以下の３種類の水、酸素溶解液１、２を用意した。
（１）逆浸透膜を介して得たRO水（ＤＯ値：9.4ppm／ＣＨ値：9.5ppm）
（２）実施例２で得た加熱後（100℃、3分）の酸素溶解液１（ＤＯ値：13.1ppm／ＣＨ値：68.0ｐｐｍ）
（３）実施例２の条件よりも、気液混合ポンプの圧力を低く設定して製造された酸素溶解液２（加熱後（100℃、3分）のＤＯ値：4.1ppm／ＣＨ値：54.3ppm）
　そして、市販の水耕栽培装置を使用して、スイートバジルの種を栽培装置のスポンジに撒き、液体肥料を上記RO水、酸素溶解液１、２に混ぜて栽培した（室温10℃～20℃）。また、水位フロートによって水位を観察し、水位が低下した際に、上記RO水、酸素溶解液１、２を加えた。照明は、午前6時～午後10時まで点灯させ（16時間ＯＮ、8時間ＯＦＦ）、遮光カバーをかけて同一条件とした。
　図５～図８は、栽培後３～３４日経過時のスイートバジルの成育状況を示す写真である。
図５～図８に示されているように、発芽後、葉が出てからは酸素溶解液１によって栽培したスイートバジルの成長が早く、収穫時（３４日目）には、酸素溶解液１、２によって栽培したスイートバジルが大きく成長していることが確認された。
　したがって、酸素溶解液１、２は、植物の成長促進効果に優れ、植物栽培用の液剤として利用できることが確認された。
　１　　RO水貯蔵タンク
　２　　酸素供給ボンベ
　３　　気液混合ポンプ
　３１　回転子
　３１a 回転翼
　３２　ハウジング
　３２c 仕切壁
　４　　気液分離装置
　４１　流入口
　４２　流出口
　４３　仕切板
　４４　連通部
　４５　排出部
　Ｒ１　第１室
　Ｒ２　第２室
　５　　貯水タンク

Claims (5)

　100℃に加熱しても溶液中に溶解した状態が維持される溶解酸素を含む酸素包接水和物。
　請求項１の酸素包接水和物を含み、前記溶解酸素の量が50ppm以上であることを特徴とする酸素溶解液。
　前記溶解酸素の量は、
　以下の工程：
（１）脱酸素性アミノ化合物を酸素溶解液に添加し、80℃以上の温度で加熱する工程；
（２）前記工程（１）の後、酸素溶解液に含まれる脱酸素性アミノ化合物の濃度を測定する工程；
（３）前記工程（２）で測定された脱酸素性アミノ化合物の濃度から、前記工程（１）を経る前の酸素溶解液に含まれていた溶存酸素量を算出する工程；
を含む溶存酸素量測定方法によって測定された溶存酸素量（ppm）の数値Ｐ１と、隔膜法、蛍光法およびウィンクラー法のうちのいずれかの溶存酸素量測定方法によって測定された酸素溶解液の溶存酸素量（ppm）の数値Ｐ２との差（Ｐ１－Ｐ２）によって求められることを特徴とする請求項２の酸素溶解液。
　請求項２または３の酸素溶解液を凍らせて得た氷。
　以下の工程：
（１）脱酸素性アミノ化合物を酸素溶解液に添加し、80℃以上の温度で加熱する工程；
（２）前記工程（１）の後、酸素溶解液に含まれる脱酸素性アミノ化合物の濃度を測定する工程；
（３）前記工程（２）で測定された脱酸素性アミノ化合物の濃度から、前記工程（１）を経る前の酸素溶解液に含まれていた溶存酸素量を算出する工程；
を含む溶存酸素量測定方法によって測定された溶存酸素量（ppm）の数値Ｐ１と、隔膜法、蛍光法およびウィンクラー法のうちのいずれかの溶存酸素量測定方法によって測定された酸素溶解液の溶存酸素量（ppm）の数値Ｐ２との差（Ｐ１－Ｐ２）によって得られる溶存酸素量が50ppm以上であることを特徴とする酸素溶解液。
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