飲料用水素含有水の製造方法
【課題】大量生産に適し、水素の溶存量のばらつきが少なく、水素濃度の高い飲料用水素含有水の製造方法を提供すること。
【解決手段】原料水を、疎水性材料からなるガス透過膜により原料水流通部と水素ガス流通部とに区画された水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給すると共に、前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給して、前記原料水に水素を溶解させ、その後、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水を容器に充填して密封し、殺菌処理する。
【解決手段】原料水を、疎水性材料からなるガス透過膜により原料水流通部と水素ガス流通部とに区画された水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給すると共に、前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給して、前記原料水に水素を溶解させ、その後、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水を容器に充填して密封し、殺菌処理する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料用に適した水素含有水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化還元電位がマイナス値を示す還元水は、老化や病気の原因物質とされる体内の活性酸素を除去でき、花粉症、アトピー、喘息などのアレルギー性疾患、胃腸などの消化器系疾患、並びに高血圧症といった健康障害も改善できることが報告されている。
【０００３】
水素は、還元力が強いため、井戸水や水道水などに水素を含有させることで、還元性を高めることができる。
【０００４】
飲料用水素含有水は、例えば、原料水中に水素ガスを散気して製造できる。しかしながら、水素ガスは大気圧では水にほとんど溶解しなので、従来より、圧力容器内の原料水に、密閉状態で水素ガスを加圧しながら含有させて製造している。
【０００５】
例えば、下記特許文献１には、空気を除去した圧力容器内に水素ガスを充填し、前記圧力容器内における水素ガスの圧力を２〜１０気圧に保ったまま、その圧力容器内にミネラルを含む原水をシャワー状に散水して水素ガスと接触させることにより、該原水中に前記圧力容器内の水素ガスを溶解せしめた後、これを高気密性容器に充填して密閉し、その状態で加熱殺菌処理を施して水素含有水を製造することが開示されている。
【特許文献１】特許第３６０６４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示された製造方法は、バッチ式であるので、生産性が悪く、水素含有水を大量に生産するには、製造装置が大型化する問題があった。また、原料水に水素を効率よく溶解させることができず、水素の消費量が嵩むばかりか、ロット毎に水素濃度がばらつき易い問題があった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、大量生産に適し、水素濃度のばらつきが少なく、水素濃度の高い飲料用水素含有水の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するにあたり、本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、原料水を、疎水性材料からなるガス透過膜により原料水流通部と水素ガス流通部とに区画された水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給すると共に、前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給して、前記原料水に水素を溶解させ、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水を容器に充填して密封し、殺菌処理することを特徴とする。
【０００９】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法によれば、水素ガス溶解モジュールの原料水流通部に原料水を供給すると共に、水素ガス溶解モジュールの水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給するので、水素ガス流通部に供給された水素ガスは、分圧差により、ガス透過膜を通過して原料水流通部を流通する原料水中に溶解し、水素ガス溶解モジュールの原料水流通部から吐出された原料水には、水素ガスが多量に溶解している。このように、本発明によれば、効率よく、短時間で原料水に水素を含有させることができるので、安定した品質の飲料用水素含有水を生産性よく製造できる。
【００１０】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給する前記原料水として、金属イオンを含有するものを用いることが好ましい。純水や超純水などの金属イオンを含まない水は、飲用した場合、浸透圧の関係で下痢などの症状が生じる恐れがある。また、飲料用水素含有水の還元力を増加させる（酸化還元電位を下げる）方法として、ｐＨを上げる（アルカリ性にする）ということが考えられる。そして、ｐＨを上げるため、電解処理を行って電解アルカリ性水を生成する方法がある。しかしながら、金属イオンを含まない水では、電解処理により電解アルカリ性水を生成することができず、より還元性の高い飲料用水素含有水を製造することが困難である。原料水として金属イオンを含有するものを用いることで、飲用に適し、より還元力の強い飲料用水素含有水を効率よく製造できる。
【００１１】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、ナノフィルターに通水して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整することが好ましい。原料水をナノフィルターに通水させることで、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのミネラル成分以外をナノフィルターで捕捉できるので、飲用に適し、より還元力の高い飲料用水素含有水を製造できる。
【００１２】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、ＲＯ膜に通水させ、次いで、金属イオンを添加して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整することが好ましい。ＲＯ膜によるろ過処理では、原料水中の不純物を効果的に除去できるものの、金属イオンまでもがＲＯ膜により除去されてしまうので、原料水をＲＯ膜に通水させた後、金属イオンを添加して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整することで、飲用に適し、より還元力の高い飲料用水素含有水を製造できる。
【００１３】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水として、ナノフィルター又はＲＯ膜に通水させたものを用い、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水に、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加することが好ましい。この態様によれば、還元力の高い嗜好飲料を製造できる。
【００１４】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、脱気処理することが好ましい。原料水を脱気処理することで、水素ガスを原料水に溶解させやすくなり、水素濃度の高い飲料用水素含有水を効率よく、かつ、短時間で製造できる。
【００１５】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、電解処理して電解酸性水と電解アルカリ性水とを生成させ、得られた電解アルカリ性水を前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給することが好ましい。ｐＨと酸化還元電位とは相関関係があり、ｐＨを上昇させることで、酸化還元電位は低下する。よって、この態様によれば、薬剤などを使用しなくても水素含有水のｐＨを上昇できるので、より還元性の高い飲料用水素含有水を効率よく製造できる。
【００１６】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記電解処理は、前記原料水を脱気処理後に行うことが好ましい。この態様によれば、還元性の高い飲料用水素含有水を効率よく製造できる。
【００１７】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、原料水の一部を電気分解し、得られた水素ガスを前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧供給して、水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給された前記原料水に水素ガスを溶解させるか、あるいは、水を電気分解し、得られた水素ガスを前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧供給して、水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給された前記原料水に水素ガスを溶解させることが好ましい。この態様によれば、水素ガスボンベなどの用意・交換、水素ガスの残量管理といった手間を省くことができる。
【００１８】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記飲料用水素含有水が嗜好飲料であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、安定した品質の飲料用水素含有水を生産性よく製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法に用いることができる飲料用水素含有水の製造装置の一実施形態について、図１を用いて説明する。
【００２１】
この製造装置２０は、活性炭素槽１と、膜ろ過装置２と、脱気装置３と、水素ガス溶解モジュール４と、ＵＶ殺菌装置５と、充填装置６とで主に構成されている。
【００２２】
活性炭素槽１では、槽内に供給された原料水を脱塩素処理する。活性炭素槽１の上流には、外部の原料水源から伸びた配管Ｌ１が接続している。また、活性炭素槽１の下流からは配管Ｌ２が伸びて膜ろ過装置２に接続している。
【００２３】
膜ろ過装置２では、活性炭素槽１で脱塩素処理された原料水（以下、「脱塩素水」と記す）をろ過処理する。膜ろ過装置２に用いるろ過膜としては、ナノフィルター（ＮＦ膜）が好ましく用いられるが、ＲＯ膜を用いることもできる。膜ろ過装置２の下流からは配管Ｌ３が伸びて脱気装置３に接続している。また、この配管Ｌ３は、途中で分岐して電気分解装置７に接続する配管Ｌ４が接続している。
【００２４】
脱気装置３では、膜ろ過装置２にてろ過処理した原料水（以下、「ろ過処理水」と記す）に溶解している、酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスなどを除去する。脱気装置３としては、真空脱気装置やガス透過膜を用いた膜脱気装置等が挙げられる。脱気装置３の下流からは配管Ｌ５が伸びて後述する水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａに接続している。
【００２５】
電気分解装置７では、ろ過処理水を電気分解して水素ガスと酸素ガスとを生成する。電気分解装置７の内部は、カソード室７ａ、アノード室７ｂ、イオン交換膜７ｃを有しており、電気分解用水（ろ過処理した原料水）が、配管Ｌ４からカソード室７ａ及びアノード室７ｂに供給される。そして、電気分解装置７のカソード室７ａ（水素ガス発生側）からは、配管Ｌ６が伸びて後述する水素ガス溶解モジュール４の水素ガス流通部４ｂに接続している。また、電気分解装置７のアノード室７ｂ（酸素ガス発生側）からは、配管Ｌ７が伸びて酸素貯留ホルダーなどに接続している。
【００２６】
水素ガス溶解モジュール４は、疎水性材料からなるガス透過膜４ｃによって、原料水流通部４ａと、水素ガス流通部４ｂとに区画されている。そして、原料水流通部４ａには前述した配管Ｌ５が、水素ガス流通部４ｂには前述した配管Ｌ６がそれぞれ接続している。原料水流通部４ａの下流からは、配管Ｌ８が伸びてＵＶ殺菌装置５に接続している。また、水素ガス流通部４ｂの下流からは、配管Ｌ９が伸びて、系外に水素ガス流通部４ｂ内の水素ガスを排出するように構成されている。
【００２７】
水素ガス溶解モジュール４に用いるガス透過膜４ｃの材質としては、疎水性を有するものであれば特に限定はなく、シリコン系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンやポリ−４−メチルぺンテン−１等のオレフィン系樹脂、ポリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂などが挙げられる。
【００２８】
水素ガス溶解モジュール４に用いるガス透過膜４ｃの形態としては、中空糸膜などが一例として挙げられる。
【００２９】
図２には、ガス透過膜４ｃとして中空糸膜を用いた水素ガス溶解モジュールの一例を示す。
【００３０】
この水素ガス溶解モジュールは、容器４１の内部に、ガス透過膜からなる中空糸膜４２が配置されている。この中空糸膜４２には、中空糸膜内部に原料水を導入するための原料水入口４３と、中空糸内部の水を外部へ排出するためのガス溶解水出口４４とが形成されており、原料水入口４３には配管Ｌ５が接続しており、ガス溶解水出口４４からは配管Ｌ８が伸びている。
【００３１】
また、容器４１には、容器４１の内部に水素ガスを導入するための水素ガス入口４５と、水素ガスを系外に排出するための水素ガス出口４６が形成されており、水素ガス入口４５には配管Ｌ６が接続しており、水素ガス出口４６からは配管Ｌ９が伸びている。また、配管Ｌ９には、容器４１内部の圧力が所定の圧力となるように弁４７が設けられている。この弁４７は、開閉弁や減圧弁、さらに抵抗などガスを加圧状態に維持できれば何でもよい。弁４７の開閉を制御することによって、容器４１内の圧力を所定値に制御できる。
【００３２】
すなわち、図２では、中空糸膜内部が、本発明の「原料水流通部」であり、容器４１の内部と中空糸膜の外側の空間４８が、本発明の「水素ガス流通部」である。
なお、図２は、中空糸膜の内側に原料水を流通させるような構成をしているが、中空糸膜の外側に原料水を流通させ、中空糸膜の内側に水素ガスを流通させるような構成にしてもよい。
【００３３】
ＵＶ殺菌装置５では、水素ガス溶解モジュール４にて水素ガスを溶解させた原料水（以下、「ガス溶解水」と記す）にＵＶ照射して雑菌や微生物などを死滅させる。ＵＶ殺菌装置５の下流からは、配管Ｌ１０が伸びて充填装置６に接続している。
【００３４】
充填装置６では、ＵＶ殺菌装置５で殺菌処理したガス溶解水を、密封容器に充填して密封し、殺菌処理する。
【００３５】
次に、本発明の飲料用水素含有水の製造方法について、上記製造装置を用いた場合を例として説明する。
【００３６】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法で用いることができる原料水としては、飲料用に適した水源から得られる水であれば特に限定はなく、例えば水道水、地下水などが挙げられる。
【００３７】
まず、配管Ｌ１から活性炭素槽１に原料水を供給し、槽内に設置された活性炭と原料水を接触させて、原料水中の塩素等を活性炭に吸着して脱塩素処理する。
【００３８】
次に、活性炭素槽１で脱塩素処理した原料水（脱塩素水）を、配管Ｌ２から膜ろ過装置２に供給してろ過処理し、浮遊物などを除去する。
【００３９】
ろ過膜としてナノフィルターを用いる場合、脱塩素水の電気伝導率が、５〜２，０００μｓ／ｃｍとなるように調整してろ過することが好ましく、１００〜１０００μｓ／ｃｍとすることがより好ましい。電気伝導率が５μｓ／ｃｍ未満であると、金属イオンなどのミネラル成分がほとんど含有していないので、飲料用としては不適である。また、２，０００μｓ／ｃｍを超えるように処理すると、ろ過処理による有機物除去などが不十分な場合があり、衛生面において問題が生じる。
【００４０】
また、ろ過膜としてＲＯ膜を用いる場合は、ＲＯ膜によるろ過処理によって脱塩素水中の金属イオンまでもがＲＯ膜により除去されてしまうので、飲料用に適したものにするには、ろ過処理を行った後、ナトリウムイオン、カリウムイオンなどの飲料に適した金属イオンを添加することが好ましく、それによって、ろ過処理水の電気伝導率が５〜２，０００μｓ／ｃｍとなるように調製することがより好ましく、１００〜１０００μｓ／ｃｍとなるように調製することが特に好ましい。もしくは、金属イオンを添加する代わりに、後述する水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａから吐出されたガス溶解水に、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加してもよく、これによって、飲料に適し、更には、嗜好性の高い水素含有水を製造できる。
【００４１】
次に、膜ろ過装置２でろ過処理した脱塩素水（ろ過処理水）を、配管Ｌ３から脱気装置３に供給すると共に、配管Ｌ４から電気分解装置７に供給する。
【００４２】
配管Ｌ３から脱気装置３に供給したろ過処理水（脱気水）は、ここで脱気処理して、ろ過処理水に溶解している酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスなどを除去する。そして、配管Ｌ５から水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａに供給する。ろ過処理水の脱気処理は、ろ過処理水に溶存しているガス濃度が１０ｐｐｍ以下になるまで行うことが好ましい。脱気処理することで、水素ガス溶解モジュール４にて、水素ガスを多量にかつ短時間で溶解させ易くなり、水素ガス濃度が高い飲料用水素含有水を効率よく製造できる。
【００４３】
また、配管Ｌ４から電気分解装置７に供給したろ過処理水は、ここで水素ガスと酸素ガスとに電気分解する。そして、電気分解装置７のカソード室７ａ側に発生した水素ガスを、水素ガス溶解モジュール４の水素ガス流通部４ｂに供給して、水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａを流通する原料水に溶解させる。また、電気分解装置７のアノード室７ｂ側に発生した酸素ガスは、配管Ｌ７から引き抜いて酸素ガスホルダーなどに供給する。
【００４４】
水素ガス溶解モジュール４では、脱気水を配管Ｌ５から原料水流通部４ａに供給すると共に、水素ガスを配管Ｌ６から水素ガス流通部４ｂに供給して水素ガス流通部４ｂ内を加圧する。水素ガス流通部４ｂ内を水素ガスで加圧することで、分圧差により、水素ガス流通部４ｂ内の水素ガスが、ガス透過膜４ｃを透過して原料水流通部４ａを流通する脱気水中に溶解する。このように、本発明では、脱気水は原料水流通部４ａを通過する際に水素ガスが溶解するので、短時間で、かつ、多量に脱気水に水素ガスを溶解させることができる。
【００４５】
水素ガス流通部４ｂ内の圧力は、大気圧以上であれば特に限定はなく、１〜５ｋｇｆ／ｃｍ３が好ましい。１ｋｇｆ／ｃｍ３未満であると、脱気水に水素ガスを十分溶解させることができないことがある。また、５ｋｇｆ／ｃｍ３を超えると、水素ガス溶解モジュールの各種設備の耐圧性や気密性を高くしなくてはならないので、経済的に不利である。
【００４６】
次に、水素ガス溶解モジュール４にて、水素ガスを溶解させた原料水（ガス溶解水）を、ＵＶ殺菌装置５でＵＶ照射して雑菌や微生物などを死滅させ、その後、限外ろ過膜などでろ過処理する。そして、必要に応じて、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加した後、充填装置６にて、例えばアルミラミネートフィルムなどで作られた袋状容器、金属缶、特に好ましくは吸い口を有するスパウト付きアルミ袋、アルミ缶などの各種容器に充填し、密封した後、殺菌処理することで飲料用水素含有水を製造できる。
【００４７】
殺菌処理条件は、６５〜９５℃で、１０〜３０分とすることが好ましい。この条件であれば、殺菌処理による水素ガスの放散を低減でき、より水素濃度の高い飲料用水素含有水が得られる。
【００４８】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法によれば、原料水に短時間で水素ガスを溶解させることができ、また、連続して製造することができるので生産性に優れる。また、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加することで、ジュース、コーヒー飲料、ココア飲料、茶飲料、乳酸飲料などの嗜好飲料にできる。
【００４９】
なお、この実施形態では、水素ガス溶解モジュール４に供給した水素ガスは、原料水を電気分解して発生した水素ガスを用いたが、電気分解装置７の代わりに水素ガスボンベなどを配置して、水素ガスボンベから水素ガス溶解モジュール４に水素ガスを供給するようにしてもよい。
【００５０】
飲料用水素含有水の製造装置の他の実施形態について、図３を用いて説明する。
【００５１】
この製造装置は、上記実施形態の製造装置と基本的な構成は同一であるが、脱気装置３と水素ガス溶解モジュール４との間に、脱気水を電解処理して電解酸性水と電解アルカリ性水とを生成させる電解装置８が配置されて点で相違する。電解装置８としては、例えば、陰極と陽極との間にイオン透過性の隔膜を有する隔膜型電解装置などが挙げられる。
【００５２】
そして、電解装置８の陰極室８ａ（電解アルカリ性水生成側）は、水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａに接続している。また、電解装置８の陽極室８ｂ（電解酸性水生成側）には、ドラフト配管Ｌ１１が接続している。
【００５３】
次に、この製造装置を用いた本発明の飲料用水素含有水の製造方法の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一箇所は、その説明は省略する。
【００５４】
この実施形態では、脱気装置３で脱気処理した原料水（脱気水）を電解装置８の陰極室８ａと陽極室８ｂとに分けて供給し、ここで電解処理して陽極室８ｂ側から電解酸性水、陰極室８ａ側から電解アルカリ性水を生成する。この場合、陰極室８ａに供給する水量を、陽極室８ｂに供給する水量よりも多くすることにより、電解酸性水よりも電解アルカリ性水の生成量を高めることができる。また、得られる電解アルカリ性水のｐＨは、電解装置８での電解条件を変更することで適宜調整できる。ただし、飲料水としてのｐＨは、およそ６．５〜８．５の範囲であることが必要であるので、得られる電解アルカリ性水のｐＨが高すぎる場合は、原料水や電解酸性水などと混合して、ｐＨを６．５〜８．５に調整することが好ましい。また、電解装置８に供給される原料水の電気伝導率が低すぎると、電解処理時の印加電圧や印加電流が大きくなるので、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどを添加して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調製することが好ましく、１００〜１０００μｓ／ｃｍとなるように調製することがより好ましい。
【００５５】
そして、電解装置８で生成した電解アルカリ性水は、水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａに供給し、水素ガスを配管Ｌ６から水素ガス流通部４ｂに供給して水素ガス流通部４ｂ内を加圧して水素ガスを溶解させる。なお、電解装置８で生成した電解酸性水は、そのまま排水してもよく、洗浄水などとして使用してもよく、電気分解装置７に供給して水素発生源として利用してもよい。
【００５６】
そして、水素ガス溶解モジュール４にて、水素ガスを溶解させた原料水（ガス溶解水）を、ＵＶ殺菌装置５でＵＶ照射して雑菌や微生物などを死滅させ、その後、限外ろ過膜などでろ過処理する。そして、必要に応じて、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加した後、充填装置６にて、スパウト付きアルミ袋やアルミ缶などの各種容器に充填し、密封した後、殺菌処理することで飲料用水素含有水を製造できる。
【００５７】
この実施形態によれば、電解装置８にて原料水を電解処理し、ここで生成した電解アルカリ性水に水素ガスを含有させるようにしたので、薬剤などを使用しなくとも、水素含有水の酸化還元電位をより低下でき、より還元性の高い飲料用水素含有水を製造できる。
【実施例】
【００５８】
図１に示す製造装置を用い、図２に示す水素ガス溶解モジュールを用いて飲料用水素含有水を製造した。
【００５９】
水道水を、活性炭素槽１に流量１０ｌ／ｍｉｎで供給して脱塩素処理した。次に、脱塩素処理した水道水を、ＮＦフィルターを備えるろ過装置２に、流量１０ｌ／ｍｉｎで供給してろ過処理した。この時、ろ過装置２から吐出された水道水の電気伝導率は１１０μｓ／ｃｍであった。次に、ろ過処理した水道水を、脱気装置３にて脱気処理し、溶存しているガス濃度を１ｐｐｍ以下にした後、図２に示す水素ガス溶解モジュールの原料水入口４３から中空糸内部に供給すると共に、水素ガスを水素ガス入口４５から容器４１内に供給し、容器内の圧力を水素ガスで１．０ｋｇｆ／ｃｍ３に加圧した。この時、水素ガス溶解モジュールから吐出された水道水の水素濃度は２〜２．５ｐｐｍであった。そして、ＵＶ殺菌を行い、スパウト付きアルミ袋に充填し、密封した後、８５℃、３０分加熱殺菌して飲料用水素含有水を製造した。
製造直後のスパウト付きアルミ袋内に充填された飲料用水素含有水の水素濃度は、およそ１．０〜１．５ｐｐｍであり、製品毎に水素濃度にばらつきがなく、水素が高濃度含有した飲料用水素含有水を生産性よく製造できた。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の飲料用水素含有水の製造方法に用いることができる飲料用水素含有水の製造装置の一実施形態である。
【図２】ガス透過膜として中空糸膜を用いた場合の水素ガス溶解モジュールの一例を示す概略図である。
【図３】本発明の飲料用水素含有水の製造方法に用いることができる飲料用水素含有水の製造装置の他の実施形態である。
【符号の説明】
【００６１】
１：活性炭素槽
２：ろ過装置
３：脱気装置
４：水素ガス溶解モジュール
４ａ：原料水流通部
４ｂ：水素ガス流通部
４ｃ：ガス透過膜
５：殺菌装置
６：充填装置
７：電気分解装置
７ａ：カソード室
７ｂ：アノード室
７ｃ：イオン交換膜
８：電解装置
８ａ：陰極室
８ｂ：陽極室
２０：製造装置
４１：容器
４２：中空糸膜
４３：原料水入口
４４：ガス溶解水出口
４５：水素ガス入口
４６：水素ガス出口
４７：弁
Ｌ１〜Ｌ１１：配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料用に適した水素含有水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化還元電位がマイナス値を示す還元水は、老化や病気の原因物質とされる体内の活性酸素を除去でき、花粉症、アトピー、喘息などのアレルギー性疾患、胃腸などの消化器系疾患、並びに高血圧症といった健康障害も改善できることが報告されている。
【０００３】
水素は、還元力が強いため、井戸水や水道水などに水素を含有させることで、還元性を高めることができる。
【０００４】
飲料用水素含有水は、例えば、原料水中に水素ガスを散気して製造できる。しかしながら、水素ガスは大気圧では水にほとんど溶解しなので、従来より、圧力容器内の原料水に、密閉状態で水素ガスを加圧しながら含有させて製造している。
【０００５】
例えば、下記特許文献１には、空気を除去した圧力容器内に水素ガスを充填し、前記圧力容器内における水素ガスの圧力を２〜１０気圧に保ったまま、その圧力容器内にミネラルを含む原水をシャワー状に散水して水素ガスと接触させることにより、該原水中に前記圧力容器内の水素ガスを溶解せしめた後、これを高気密性容器に充填して密閉し、その状態で加熱殺菌処理を施して水素含有水を製造することが開示されている。
【特許文献１】特許第３６０６４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示された製造方法は、バッチ式であるので、生産性が悪く、水素含有水を大量に生産するには、製造装置が大型化する問題があった。また、原料水に水素を効率よく溶解させることができず、水素の消費量が嵩むばかりか、ロット毎に水素濃度がばらつき易い問題があった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、大量生産に適し、水素濃度のばらつきが少なく、水素濃度の高い飲料用水素含有水の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するにあたり、本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、原料水を、疎水性材料からなるガス透過膜により原料水流通部と水素ガス流通部とに区画された水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給すると共に、前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給して、前記原料水に水素を溶解させ、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水を容器に充填して密封し、殺菌処理することを特徴とする。
【０００９】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法によれば、水素ガス溶解モジュールの原料水流通部に原料水を供給すると共に、水素ガス溶解モジュールの水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給するので、水素ガス流通部に供給された水素ガスは、分圧差により、ガス透過膜を通過して原料水流通部を流通する原料水中に溶解し、水素ガス溶解モジュールの原料水流通部から吐出された原料水には、水素ガスが多量に溶解している。このように、本発明によれば、効率よく、短時間で原料水に水素を含有させることができるので、安定した品質の飲料用水素含有水を生産性よく製造できる。
【００１０】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給する前記原料水として、金属イオンを含有するものを用いることが好ましい。純水や超純水などの金属イオンを含まない水は、飲用した場合、浸透圧の関係で下痢などの症状が生じる恐れがある。また、飲料用水素含有水の還元力を増加させる（酸化還元電位を下げる）方法として、ｐＨを上げる（アルカリ性にする）ということが考えられる。そして、ｐＨを上げるため、電解処理を行って電解アルカリ性水を生成する方法がある。しかしながら、金属イオンを含まない水では、電解処理により電解アルカリ性水を生成することができず、より還元性の高い飲料用水素含有水を製造することが困難である。原料水として金属イオンを含有するものを用いることで、飲用に適し、より還元力の強い飲料用水素含有水を効率よく製造できる。
【００１１】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、ナノフィルターに通水して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整することが好ましい。原料水をナノフィルターに通水させることで、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのミネラル成分以外をナノフィルターで捕捉できるので、飲用に適し、より還元力の高い飲料用水素含有水を製造できる。
【００１２】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、ＲＯ膜に通水させ、次いで、金属イオンを添加して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整することが好ましい。ＲＯ膜によるろ過処理では、原料水中の不純物を効果的に除去できるものの、金属イオンまでもがＲＯ膜により除去されてしまうので、原料水をＲＯ膜に通水させた後、金属イオンを添加して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整することで、飲用に適し、より還元力の高い飲料用水素含有水を製造できる。
【００１３】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水として、ナノフィルター又はＲＯ膜に通水させたものを用い、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水に、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加することが好ましい。この態様によれば、還元力の高い嗜好飲料を製造できる。
【００１４】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、脱気処理することが好ましい。原料水を脱気処理することで、水素ガスを原料水に溶解させやすくなり、水素濃度の高い飲料用水素含有水を効率よく、かつ、短時間で製造できる。
【００１５】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、電解処理して電解酸性水と電解アルカリ性水とを生成させ、得られた電解アルカリ性水を前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給することが好ましい。ｐＨと酸化還元電位とは相関関係があり、ｐＨを上昇させることで、酸化還元電位は低下する。よって、この態様によれば、薬剤などを使用しなくても水素含有水のｐＨを上昇できるので、より還元性の高い飲料用水素含有水を効率よく製造できる。
【００１６】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記電解処理は、前記原料水を脱気処理後に行うことが好ましい。この態様によれば、還元性の高い飲料用水素含有水を効率よく製造できる。
【００１７】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、原料水の一部を電気分解し、得られた水素ガスを前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧供給して、水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給された前記原料水に水素ガスを溶解させるか、あるいは、水を電気分解し、得られた水素ガスを前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧供給して、水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給された前記原料水に水素ガスを溶解させることが好ましい。この態様によれば、水素ガスボンベなどの用意・交換、水素ガスの残量管理といった手間を省くことができる。
【００１８】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法は、前記飲料用水素含有水が嗜好飲料であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、安定した品質の飲料用水素含有水を生産性よく製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法に用いることができる飲料用水素含有水の製造装置の一実施形態について、図１を用いて説明する。
【００２１】
この製造装置２０は、活性炭素槽１と、膜ろ過装置２と、脱気装置３と、水素ガス溶解モジュール４と、ＵＶ殺菌装置５と、充填装置６とで主に構成されている。
【００２２】
活性炭素槽１では、槽内に供給された原料水を脱塩素処理する。活性炭素槽１の上流には、外部の原料水源から伸びた配管Ｌ１が接続している。また、活性炭素槽１の下流からは配管Ｌ２が伸びて膜ろ過装置２に接続している。
【００２３】
膜ろ過装置２では、活性炭素槽１で脱塩素処理された原料水（以下、「脱塩素水」と記す）をろ過処理する。膜ろ過装置２に用いるろ過膜としては、ナノフィルター（ＮＦ膜）が好ましく用いられるが、ＲＯ膜を用いることもできる。膜ろ過装置２の下流からは配管Ｌ３が伸びて脱気装置３に接続している。また、この配管Ｌ３は、途中で分岐して電気分解装置７に接続する配管Ｌ４が接続している。
【００２４】
脱気装置３では、膜ろ過装置２にてろ過処理した原料水（以下、「ろ過処理水」と記す）に溶解している、酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスなどを除去する。脱気装置３としては、真空脱気装置やガス透過膜を用いた膜脱気装置等が挙げられる。脱気装置３の下流からは配管Ｌ５が伸びて後述する水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａに接続している。
【００２５】
電気分解装置７では、ろ過処理水を電気分解して水素ガスと酸素ガスとを生成する。電気分解装置７の内部は、カソード室７ａ、アノード室７ｂ、イオン交換膜７ｃを有しており、電気分解用水（ろ過処理した原料水）が、配管Ｌ４からカソード室７ａ及びアノード室７ｂに供給される。そして、電気分解装置７のカソード室７ａ（水素ガス発生側）からは、配管Ｌ６が伸びて後述する水素ガス溶解モジュール４の水素ガス流通部４ｂに接続している。また、電気分解装置７のアノード室７ｂ（酸素ガス発生側）からは、配管Ｌ７が伸びて酸素貯留ホルダーなどに接続している。
【００２６】
水素ガス溶解モジュール４は、疎水性材料からなるガス透過膜４ｃによって、原料水流通部４ａと、水素ガス流通部４ｂとに区画されている。そして、原料水流通部４ａには前述した配管Ｌ５が、水素ガス流通部４ｂには前述した配管Ｌ６がそれぞれ接続している。原料水流通部４ａの下流からは、配管Ｌ８が伸びてＵＶ殺菌装置５に接続している。また、水素ガス流通部４ｂの下流からは、配管Ｌ９が伸びて、系外に水素ガス流通部４ｂ内の水素ガスを排出するように構成されている。
【００２７】
水素ガス溶解モジュール４に用いるガス透過膜４ｃの材質としては、疎水性を有するものであれば特に限定はなく、シリコン系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンやポリ−４−メチルぺンテン−１等のオレフィン系樹脂、ポリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂などが挙げられる。
【００２８】
水素ガス溶解モジュール４に用いるガス透過膜４ｃの形態としては、中空糸膜などが一例として挙げられる。
【００２９】
図２には、ガス透過膜４ｃとして中空糸膜を用いた水素ガス溶解モジュールの一例を示す。
【００３０】
この水素ガス溶解モジュールは、容器４１の内部に、ガス透過膜からなる中空糸膜４２が配置されている。この中空糸膜４２には、中空糸膜内部に原料水を導入するための原料水入口４３と、中空糸内部の水を外部へ排出するためのガス溶解水出口４４とが形成されており、原料水入口４３には配管Ｌ５が接続しており、ガス溶解水出口４４からは配管Ｌ８が伸びている。
【００３１】
また、容器４１には、容器４１の内部に水素ガスを導入するための水素ガス入口４５と、水素ガスを系外に排出するための水素ガス出口４６が形成されており、水素ガス入口４５には配管Ｌ６が接続しており、水素ガス出口４６からは配管Ｌ９が伸びている。また、配管Ｌ９には、容器４１内部の圧力が所定の圧力となるように弁４７が設けられている。この弁４７は、開閉弁や減圧弁、さらに抵抗などガスを加圧状態に維持できれば何でもよい。弁４７の開閉を制御することによって、容器４１内の圧力を所定値に制御できる。
【００３２】
すなわち、図２では、中空糸膜内部が、本発明の「原料水流通部」であり、容器４１の内部と中空糸膜の外側の空間４８が、本発明の「水素ガス流通部」である。
なお、図２は、中空糸膜の内側に原料水を流通させるような構成をしているが、中空糸膜の外側に原料水を流通させ、中空糸膜の内側に水素ガスを流通させるような構成にしてもよい。
【００３３】
ＵＶ殺菌装置５では、水素ガス溶解モジュール４にて水素ガスを溶解させた原料水（以下、「ガス溶解水」と記す）にＵＶ照射して雑菌や微生物などを死滅させる。ＵＶ殺菌装置５の下流からは、配管Ｌ１０が伸びて充填装置６に接続している。
【００３４】
充填装置６では、ＵＶ殺菌装置５で殺菌処理したガス溶解水を、密封容器に充填して密封し、殺菌処理する。
【００３５】
次に、本発明の飲料用水素含有水の製造方法について、上記製造装置を用いた場合を例として説明する。
【００３６】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法で用いることができる原料水としては、飲料用に適した水源から得られる水であれば特に限定はなく、例えば水道水、地下水などが挙げられる。
【００３７】
まず、配管Ｌ１から活性炭素槽１に原料水を供給し、槽内に設置された活性炭と原料水を接触させて、原料水中の塩素等を活性炭に吸着して脱塩素処理する。
【００３８】
次に、活性炭素槽１で脱塩素処理した原料水（脱塩素水）を、配管Ｌ２から膜ろ過装置２に供給してろ過処理し、浮遊物などを除去する。
【００３９】
ろ過膜としてナノフィルターを用いる場合、脱塩素水の電気伝導率が、５〜２，０００μｓ／ｃｍとなるように調整してろ過することが好ましく、１００〜１０００μｓ／ｃｍとすることがより好ましい。電気伝導率が５μｓ／ｃｍ未満であると、金属イオンなどのミネラル成分がほとんど含有していないので、飲料用としては不適である。また、２，０００μｓ／ｃｍを超えるように処理すると、ろ過処理による有機物除去などが不十分な場合があり、衛生面において問題が生じる。
【００４０】
また、ろ過膜としてＲＯ膜を用いる場合は、ＲＯ膜によるろ過処理によって脱塩素水中の金属イオンまでもがＲＯ膜により除去されてしまうので、飲料用に適したものにするには、ろ過処理を行った後、ナトリウムイオン、カリウムイオンなどの飲料に適した金属イオンを添加することが好ましく、それによって、ろ過処理水の電気伝導率が５〜２，０００μｓ／ｃｍとなるように調製することがより好ましく、１００〜１０００μｓ／ｃｍとなるように調製することが特に好ましい。もしくは、金属イオンを添加する代わりに、後述する水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａから吐出されたガス溶解水に、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加してもよく、これによって、飲料に適し、更には、嗜好性の高い水素含有水を製造できる。
【００４１】
次に、膜ろ過装置２でろ過処理した脱塩素水（ろ過処理水）を、配管Ｌ３から脱気装置３に供給すると共に、配管Ｌ４から電気分解装置７に供給する。
【００４２】
配管Ｌ３から脱気装置３に供給したろ過処理水（脱気水）は、ここで脱気処理して、ろ過処理水に溶解している酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスなどを除去する。そして、配管Ｌ５から水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａに供給する。ろ過処理水の脱気処理は、ろ過処理水に溶存しているガス濃度が１０ｐｐｍ以下になるまで行うことが好ましい。脱気処理することで、水素ガス溶解モジュール４にて、水素ガスを多量にかつ短時間で溶解させ易くなり、水素ガス濃度が高い飲料用水素含有水を効率よく製造できる。
【００４３】
また、配管Ｌ４から電気分解装置７に供給したろ過処理水は、ここで水素ガスと酸素ガスとに電気分解する。そして、電気分解装置７のカソード室７ａ側に発生した水素ガスを、水素ガス溶解モジュール４の水素ガス流通部４ｂに供給して、水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａを流通する原料水に溶解させる。また、電気分解装置７のアノード室７ｂ側に発生した酸素ガスは、配管Ｌ７から引き抜いて酸素ガスホルダーなどに供給する。
【００４４】
水素ガス溶解モジュール４では、脱気水を配管Ｌ５から原料水流通部４ａに供給すると共に、水素ガスを配管Ｌ６から水素ガス流通部４ｂに供給して水素ガス流通部４ｂ内を加圧する。水素ガス流通部４ｂ内を水素ガスで加圧することで、分圧差により、水素ガス流通部４ｂ内の水素ガスが、ガス透過膜４ｃを透過して原料水流通部４ａを流通する脱気水中に溶解する。このように、本発明では、脱気水は原料水流通部４ａを通過する際に水素ガスが溶解するので、短時間で、かつ、多量に脱気水に水素ガスを溶解させることができる。
【００４５】
水素ガス流通部４ｂ内の圧力は、大気圧以上であれば特に限定はなく、１〜５ｋｇｆ／ｃｍ３が好ましい。１ｋｇｆ／ｃｍ３未満であると、脱気水に水素ガスを十分溶解させることができないことがある。また、５ｋｇｆ／ｃｍ３を超えると、水素ガス溶解モジュールの各種設備の耐圧性や気密性を高くしなくてはならないので、経済的に不利である。
【００４６】
次に、水素ガス溶解モジュール４にて、水素ガスを溶解させた原料水（ガス溶解水）を、ＵＶ殺菌装置５でＵＶ照射して雑菌や微生物などを死滅させ、その後、限外ろ過膜などでろ過処理する。そして、必要に応じて、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加した後、充填装置６にて、例えばアルミラミネートフィルムなどで作られた袋状容器、金属缶、特に好ましくは吸い口を有するスパウト付きアルミ袋、アルミ缶などの各種容器に充填し、密封した後、殺菌処理することで飲料用水素含有水を製造できる。
【００４７】
殺菌処理条件は、６５〜９５℃で、１０〜３０分とすることが好ましい。この条件であれば、殺菌処理による水素ガスの放散を低減でき、より水素濃度の高い飲料用水素含有水が得られる。
【００４８】
本発明の飲料用水素含有水の製造方法によれば、原料水に短時間で水素ガスを溶解させることができ、また、連続して製造することができるので生産性に優れる。また、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加することで、ジュース、コーヒー飲料、ココア飲料、茶飲料、乳酸飲料などの嗜好飲料にできる。
【００４９】
なお、この実施形態では、水素ガス溶解モジュール４に供給した水素ガスは、原料水を電気分解して発生した水素ガスを用いたが、電気分解装置７の代わりに水素ガスボンベなどを配置して、水素ガスボンベから水素ガス溶解モジュール４に水素ガスを供給するようにしてもよい。
【００５０】
飲料用水素含有水の製造装置の他の実施形態について、図３を用いて説明する。
【００５１】
この製造装置は、上記実施形態の製造装置と基本的な構成は同一であるが、脱気装置３と水素ガス溶解モジュール４との間に、脱気水を電解処理して電解酸性水と電解アルカリ性水とを生成させる電解装置８が配置されて点で相違する。電解装置８としては、例えば、陰極と陽極との間にイオン透過性の隔膜を有する隔膜型電解装置などが挙げられる。
【００５２】
そして、電解装置８の陰極室８ａ（電解アルカリ性水生成側）は、水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａに接続している。また、電解装置８の陽極室８ｂ（電解酸性水生成側）には、ドラフト配管Ｌ１１が接続している。
【００５３】
次に、この製造装置を用いた本発明の飲料用水素含有水の製造方法の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一箇所は、その説明は省略する。
【００５４】
この実施形態では、脱気装置３で脱気処理した原料水（脱気水）を電解装置８の陰極室８ａと陽極室８ｂとに分けて供給し、ここで電解処理して陽極室８ｂ側から電解酸性水、陰極室８ａ側から電解アルカリ性水を生成する。この場合、陰極室８ａに供給する水量を、陽極室８ｂに供給する水量よりも多くすることにより、電解酸性水よりも電解アルカリ性水の生成量を高めることができる。また、得られる電解アルカリ性水のｐＨは、電解装置８での電解条件を変更することで適宜調整できる。ただし、飲料水としてのｐＨは、およそ６．５〜８．５の範囲であることが必要であるので、得られる電解アルカリ性水のｐＨが高すぎる場合は、原料水や電解酸性水などと混合して、ｐＨを６．５〜８．５に調整することが好ましい。また、電解装置８に供給される原料水の電気伝導率が低すぎると、電解処理時の印加電圧や印加電流が大きくなるので、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどを添加して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調製することが好ましく、１００〜１０００μｓ／ｃｍとなるように調製することがより好ましい。
【００５５】
そして、電解装置８で生成した電解アルカリ性水は、水素ガス溶解モジュール４の原料水流通部４ａに供給し、水素ガスを配管Ｌ６から水素ガス流通部４ｂに供給して水素ガス流通部４ｂ内を加圧して水素ガスを溶解させる。なお、電解装置８で生成した電解酸性水は、そのまま排水してもよく、洗浄水などとして使用してもよく、電気分解装置７に供給して水素発生源として利用してもよい。
【００５６】
そして、水素ガス溶解モジュール４にて、水素ガスを溶解させた原料水（ガス溶解水）を、ＵＶ殺菌装置５でＵＶ照射して雑菌や微生物などを死滅させ、その後、限外ろ過膜などでろ過処理する。そして、必要に応じて、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加した後、充填装置６にて、スパウト付きアルミ袋やアルミ缶などの各種容器に充填し、密封した後、殺菌処理することで飲料用水素含有水を製造できる。
【００５７】
この実施形態によれば、電解装置８にて原料水を電解処理し、ここで生成した電解アルカリ性水に水素ガスを含有させるようにしたので、薬剤などを使用しなくとも、水素含有水の酸化還元電位をより低下でき、より還元性の高い飲料用水素含有水を製造できる。
【実施例】
【００５８】
図１に示す製造装置を用い、図２に示す水素ガス溶解モジュールを用いて飲料用水素含有水を製造した。
【００５９】
水道水を、活性炭素槽１に流量１０ｌ／ｍｉｎで供給して脱塩素処理した。次に、脱塩素処理した水道水を、ＮＦフィルターを備えるろ過装置２に、流量１０ｌ／ｍｉｎで供給してろ過処理した。この時、ろ過装置２から吐出された水道水の電気伝導率は１１０μｓ／ｃｍであった。次に、ろ過処理した水道水を、脱気装置３にて脱気処理し、溶存しているガス濃度を１ｐｐｍ以下にした後、図２に示す水素ガス溶解モジュールの原料水入口４３から中空糸内部に供給すると共に、水素ガスを水素ガス入口４５から容器４１内に供給し、容器内の圧力を水素ガスで１．０ｋｇｆ／ｃｍ３に加圧した。この時、水素ガス溶解モジュールから吐出された水道水の水素濃度は２〜２．５ｐｐｍであった。そして、ＵＶ殺菌を行い、スパウト付きアルミ袋に充填し、密封した後、８５℃、３０分加熱殺菌して飲料用水素含有水を製造した。
製造直後のスパウト付きアルミ袋内に充填された飲料用水素含有水の水素濃度は、およそ１．０〜１．５ｐｐｍであり、製品毎に水素濃度にばらつきがなく、水素が高濃度含有した飲料用水素含有水を生産性よく製造できた。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の飲料用水素含有水の製造方法に用いることができる飲料用水素含有水の製造装置の一実施形態である。
【図２】ガス透過膜として中空糸膜を用いた場合の水素ガス溶解モジュールの一例を示す概略図である。
【図３】本発明の飲料用水素含有水の製造方法に用いることができる飲料用水素含有水の製造装置の他の実施形態である。
【符号の説明】
【００６１】
１：活性炭素槽
２：ろ過装置
３：脱気装置
４：水素ガス溶解モジュール
４ａ：原料水流通部
４ｂ：水素ガス流通部
４ｃ：ガス透過膜
５：殺菌装置
６：充填装置
７：電気分解装置
７ａ：カソード室
７ｂ：アノード室
７ｃ：イオン交換膜
８：電解装置
８ａ：陰極室
８ｂ：陽極室
２０：製造装置
４１：容器
４２：中空糸膜
４３：原料水入口
４４：ガス溶解水出口
４５：水素ガス入口
４６：水素ガス出口
４７：弁
Ｌ１〜Ｌ１１：配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料水を、疎水性材料からなるガス透過膜により原料水流通部と水素ガス流通部とに区画された水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給すると共に、前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給して、前記原料水に水素を溶解させ、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水を容器に充填して密封し、殺菌処理することを特徴とする飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項２】
前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給する前記原料水として、金属イオンを含有するものを用いる、請求項１に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項３】
前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、ナノフィルターに通水して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整する、請求項１又は２に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項４】
前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、ＲＯ膜に通水させ、次いで、金属イオンを添加して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整する、請求項１又は２に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項５】
前記原料水として、ナノフィルター又はＲＯ膜に通水させたものを用い、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水に、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加する、請求項１に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項６】
前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、脱気処理する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項７】
前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、電解処理して電解酸性水と電解アルカリ性水とを生成させ、得られた電解アルカリ性水を前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給する、請求項１〜６のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項８】
前記電解処理は、前記原料水を脱気処理後に行う、請求項７に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項９】
原料水の一部を電気分解し、得られた水素ガスを前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧供給して、水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給された前記原料水に水素ガスを溶解させる、請求項１〜８のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項１０】
水を電気分解し、得られた水素ガスを前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧供給して、水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給された前記原料水に水素ガスを溶解させる、請求項１〜８のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項１１】
前記飲料用水素含有水が嗜好飲料である、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項１】
原料水を、疎水性材料からなるガス透過膜により原料水流通部と水素ガス流通部とに区画された水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給すると共に、前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給して、前記原料水に水素を溶解させ、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水を容器に充填して密封し、殺菌処理することを特徴とする飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項２】
前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給する前記原料水として、金属イオンを含有するものを用いる、請求項１に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項３】
前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、ナノフィルターに通水して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整する、請求項１又は２に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項４】
前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、ＲＯ膜に通水させ、次いで、金属イオンを添加して電気伝導率を５〜２，０００μｓ／ｃｍに調整する、請求項１又は２に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項５】
前記原料水として、ナノフィルター又はＲＯ膜に通水させたものを用い、前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水に、果汁、野菜抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸菌から選ばれる１種以上を添加する、請求項１に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項６】
前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、脱気処理する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項７】
前記原料水を、前記水素ガス溶解モジュールに供給する前に、電解処理して電解酸性水と電解アルカリ性水とを生成させ、得られた電解アルカリ性水を前記水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給する、請求項１〜６のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項８】
前記電解処理は、前記原料水を脱気処理後に行う、請求項７に記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項９】
原料水の一部を電気分解し、得られた水素ガスを前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧供給して、水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給された前記原料水に水素ガスを溶解させる、請求項１〜８のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項１０】
水を電気分解し、得られた水素ガスを前記水素ガス溶解モジュールの前記水素ガス流通部に加圧供給して、水素ガス溶解モジュールの前記原料水流通部に供給された前記原料水に水素ガスを溶解させる、請求項１〜８のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【請求項１１】
前記飲料用水素含有水が嗜好飲料である、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の飲料用水素含有水の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１２５６５４（Ｐ２００９−１２５６５４Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０３０５３（Ｐ２００７−３０３０５３）
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（５０７３８６７８２）株式会社バイオリサーチ (2)
【出願人】（０００００４４００）オルガノ株式会社 (606)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（５０７３８６７８２）株式会社バイオリサーチ (2)
【出願人】（０００００４４００）オルガノ株式会社 (606)
【Ｆターム（参考）】
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