專利名稱：制造飲料用含氫水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造飲料用含氫水的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于半導(dǎo)體用硅基板、液晶用玻璃基板等的洗滌所使用的在(超)純水中溶解有氫氣的溶氫水(簡(jiǎn)稱為氫水)具有高還原性，因而具有抑制金屬的氧化、抑制食品類的腐敗的效果，此外，在轉(zhuǎn)用于飲用的情況下，可以期待改善各種健康障礙，從而受到關(guān)注。作為制造溶氫水的方法，有例如使來(lái)自氣瓶的氫氣、或利用水的電解而產(chǎn)生的氫氣溶解于原水中的方法。然而，如果僅僅將氫氣供給至原水中，則在室溫、大氣壓下，溶解于原水中的氮?dú)狻?氧氣等會(huì)妨礙氫氣的溶解，因此該溶解氫濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到氫的飽和濃度。因此，提出了例如通過(guò)在除去了空氣的壓力容器內(nèi)填充氫氣，在將該壓力容器內(nèi)的氫氣的壓力保持在2 10大氣壓的狀態(tài)下，在該壓力容器內(nèi)淋浴狀地噴灑原水使其與氫氣接觸，從而使氫氣有效地溶解的方法(專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特許第3606466號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題由于上述專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的制造方法為間歇式，因此生產(chǎn)性低，為了大量生產(chǎn)氫水，存在需要將制造裝置大型化那樣的問(wèn)題。此外，存在不僅不能將氫氣有效地溶解于原料水中，而且每批次氫濃度產(chǎn)生偏差那樣的問(wèn)題。用于解決課題的方法本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在封閉的體系中反復(fù)實(shí)施首先從作為原料的水中脫氣殘存氣體，接著將所得的脫氣水和加壓后的氫氣導(dǎo)入到氣體透過(guò)膜組件中，使氫氣溶解于脫氣水中的工序，從而可以更有效率地提高所得的氫水中溶解氫濃度，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明涉及一種連續(xù)地制造飲料用含氫水的方法，其特征在于，包含下述工序(a)凈化工序，在凈化裝置中將作為原料的水過(guò)濾和凈化，將所得的凈化水輸送至脫氣裝置；(b)脫氣工序，將供給至所述脫氣裝置的凈化水脫氣，將所得的脫氣水輸送至溶氫裝置；(c)溶氫工序，使氫氣溶解在供給至所述溶氫裝置的脫氣水中，將所得的溶氫水輸送至殺菌裝置；(d)殺菌工序，將供給至所述殺菌裝置的溶氫水殺菌，將所得的含氫水輸送至填充裝置；(e)填充工序，將供給至所述填充裝置的含氫水填充至密封容器中，將被填充的水制品輸送至加熱殺菌裝置；以及(f)加熱殺菌工序，將輸送至所述加熱殺菌裝置的水制品加熱殺菌，所述溶氫裝置具備氣體透過(guò)膜組件，所述氣體透過(guò)膜組件通過(guò)氣體透過(guò)膜被劃分為水室和氣體室，使所述脫氣水通過(guò)水室，另一方面，將氫氣加壓供給至氣體室，從而使氫氣溶解于所述脫氣水中，并且，使由工序(d)獲得的含氫水的一部分返回至工序(b)的脫氣裝置，在工序(b) 工序(d)之間進(jìn)行水循環(huán)。在本發(fā)明的制造方法中，所述凈化裝置優(yōu)選具備活性炭過(guò)濾裝置和MF膜過(guò)濾裝置。此外，所述脫氣裝置優(yōu)選具備氣體脫氣膜組件，所述氣體脫氣膜組件通過(guò)氣體脫氣膜被劃分為水室和氣體室，使所述凈化水通過(guò)水室，另一方面，將氣體室減壓。此外，所述殺菌裝置優(yōu)選具備紫外線照射裝置和MF膜過(guò)濾裝置。此外，在本發(fā)明的制造方法中，暫時(shí)停止向所述脫氣裝置供給凈化水，在所述(b) 脫氣工序、(c)溶氫工序和(d)殺菌工序之間進(jìn)行水循環(huán)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的飲料用含氫水的制造方法，通過(guò)在封閉的體系中連續(xù)地進(jìn)行凈化、 脫氣、溶氫和殺菌的各處理，特別是通過(guò)使用供給加壓后的氫氣的氣體透過(guò)膜組件來(lái)進(jìn)行氫氣的溶解，尤其是通過(guò)利用水循環(huán)反復(fù)進(jìn)行脫氣、溶氫和殺菌的處理，從而可以制造使氫氣有效率地以高濃度溶解的含氫水。特別是在本發(fā)明的制造方法中，通過(guò)停止向脫氣裝置供給凈化水，然后在所述(b) 脫氣工序、(C)溶氫工序和(d)殺菌工序之間使水反復(fù)循環(huán)，從而可以更有效率地使氫氣以高濃度溶解。此外，根據(jù)本發(fā)明的飲料用含氫水的制造方法，作為在凈化工序和殺菌工序中使用的膜過(guò)濾裝置，采用精密過(guò)濾膜(MF膜)。因此，能夠在原水中繁殖的大腸菌群等一般細(xì)菌、病原性原蟲(chóng)隱孢子蟲(chóng)屬(Cryptosporidium)等可以完全除去，并且決定飲料用氫水的味道的鈉離子、鉀離子等原水中溶解的礦物成分可以原樣殘留，并可以制造安全且美味的含氫水。


圖1為表示可以用于本發(fā)明的飲料用含氫水的制造方法的飲料用含氫水制造裝置的一形態(tài)的圖。圖2為表示可以用于本發(fā)明的飲料用含氫水的制造方法的氣體脫氣膜組件的一形態(tài)的圖。圖3為表示可以用于本發(fā)明的飲料用含氫水的制造方法的氣體透過(guò)膜組件的一形態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式制造本發(fā)明的飲料用含氫水的方法的特征在于，包括(a)凈化工序、(b)脫氣工序、(C)溶氫工序、(d)殺菌工序、(e)填充工序和(f)加熱殺菌工序而構(gòu)成，在封閉的體系中連續(xù)地進(jìn)行各工序，特別是特征在于，在所述(c)溶氫工序中，使用具備氣體透過(guò)膜組件的溶氫裝置。以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。(a)凈化工序本工序是在凈化裝置中將作為原料的水過(guò)濾，將所得的凈化水輸送至脫氣裝置的工序。作為原料的水只要是由適于飲用的水源供給的水即可，沒(méi)有特別地限制，可列舉水道水(通過(guò)供應(yīng)水道事業(yè)用的水道、專用水道或簡(jiǎn)易專用水道而供給的水)、地下水等。上述凈化裝置具備活性炭過(guò)濾裝置和膜過(guò)濾裝置。通過(guò)上述活性炭過(guò)濾裝置進(jìn)行作為原料的水的霉味、三鹵甲烷的除去、脫氯處理等。此外，通過(guò)安全濾過(guò)過(guò)濾裝置來(lái)除去浮游物(包含活性炭等)、大腸桿菌等細(xì)菌、隱孢子蟲(chóng)屬等病原性原蟲(chóng)等。作為可以用于膜過(guò)濾裝置的膜，可列舉精密過(guò)濾膜(MF膜)、超濾膜(UF膜)、納米濾過(guò)膜(NF膜)、反滲透膜(R0膜)，但是如果考慮操作性、在飲用的情況下作為味道的決定因素的礦物成分的殘存性，則優(yōu)選使用MF膜。也可以使用NF膜、RO膜進(jìn)行膜透過(guò)處理，但由于甚至連鈉離子、鉀離子等溶解于原水中的礦物成分都會(huì)被除去，因此為了制成適于飲用的水，需要調(diào)整這些礦物成分的殘存率、或重新添加，從而操作變得復(fù)雜，因此不優(yōu)選。(b)脫氣工序本工序是將供給至脫氣裝置的凈化水脫氣，將所得的脫氣水輸送至溶氫裝置的工序。上述脫氣裝置只要可以進(jìn)行氧氣、氮?dú)?、二氧化碳等溶解氣體的脫氣即可，沒(méi)有特別地限制，可以使用例如真空脫氣裝置、具備內(nèi)置氣體透過(guò)膜的組件(氣體脫氣膜組件)的脫氣裝置，但為了可以將微量溶解的氣體有效地脫氣，優(yōu)選使用具備氣體脫氣膜組件的脫
氣^^直ο該氣體脫氣膜組件通過(guò)氣體脫氣膜被劃分為水室和氣體室，使上述凈化水通過(guò)水室，將氣體室減壓，從而將在水室中流動(dòng)的溶解氣體脫氣。對(duì)本工序所使用的氣體脫氣膜(中空纖維膜)的種類沒(méi)有特別地限制，可列舉例如，聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物、聚乙烯基苯酚-聚二甲基硅氧烷-聚砜嵌段共聚物、聚G-甲基戊烯-1)、聚(2，6_ 二甲基苯醚)、聚四氟乙烯等的高分子膜。另外，為了提高脫氣效率，可以在加熱下實(shí)施本工序，在該情況下，為了提高之后的溶氫的效率，優(yōu)選冷卻至室溫(25°C左右)。(c)溶氫工序本工序是使氫氣溶解于供給至溶氫裝置的脫氣水中，將所得的溶氫水輸送至殺菌裝置的工序。作為上述溶氫裝置，由于每單位時(shí)間、每單位空間的氫氣溶解量大，容易提高氫氣的溶解效率，因此使用具備氣體透過(guò)膜組件的溶氫裝置。上述氣體透過(guò)膜組件通過(guò)氣體透過(guò)膜被劃分為水室和氣體室，使上述脫氣水通過(guò)水室，向氣體室供給氫氣，從而使氫氣溶解于在水室中流動(dòng)的脫氣水中。作為本工序所使用的氣體透過(guò)膜，可列舉作為上述的氣體脫氣膜所舉出的高分子膜。對(duì)氫氣的供給方法沒(méi)有特別地限制，可以使用例如由市售的高純度氫氣瓶、水的電解等獲得的氫氣。此外，在將氫氣供給至該氣體透過(guò)膜組件的氣體室時(shí)，通過(guò)施加大氣壓以上例如 1. 2大氣壓 2. 0大氣壓左右的壓力而供給氫氣，可以提高溶解氫濃度。然而，如果施加超過(guò)2. 0大氣壓的壓力，則需要提高氣體透過(guò)膜組件的各種設(shè)備的耐壓性、氣密性，導(dǎo)致制造成本增加，因此不優(yōu)選。(d)殺菌工序本工序是將供給至殺菌裝置的溶氫水殺菌，將所得的含氫水輸送至填充裝置的殺菌工序。上述殺菌裝置具備紫外線照射裝置和膜過(guò)濾裝置，通過(guò)上述紫外線照射裝置殺菌溶氫水，通過(guò)膜過(guò)濾裝置再次除去浮游物、細(xì)菌等。在本工序中，也優(yōu)選與上述凈化裝置同樣地使用MF膜過(guò)濾裝置，通過(guò)使用與上述凈化裝置所用的MF膜相比孔徑小的MF膜，可以完全地除去上述浮游物等，因此更優(yōu)選。另外，在本發(fā)明中，以使由工序(d)獲得的含氫水的一部分返回至工序(b)的脫氣裝置，在工序(b) 工序(d)之間進(jìn)行水循環(huán)為特征，特別是通過(guò)在水循環(huán)中暫時(shí)停止向上述脫氣裝置供給凈化水，從而可以更有效率地使氫氣溶解于脫氣水中，并可以制造氫氣溶解濃度高的含氫水。具體而言，可以在室溫、大氣壓下將通常為1.6ppm左右的氫溶解濃度提高至約2倍。(e)填充工序本工序是將供給至填充裝置的含氫水填充至密封容器中，將填充后的水制品輸送至加熱殺菌裝置中的工序。作為上述密封容器，沒(méi)有特別地限定，可列舉用層壓膜等制造的袋狀容器、金屬罐等，由于鋁層壓膜制的袋狀容器的氣密性高、可以防止氫的流出，因此特別優(yōu)選。在該袋狀容器上可以設(shè)置塑料制的入口(管口)等。并且，使用與上述密封容器的種類相對(duì)應(yīng)的填充裝置，將含氫水填充于密封容器中，進(jìn)行密封。(f)加熱殺菌工序本工序是將輸送至加熱殺菌裝置的水制品進(jìn)行加熱殺菌的工序，使用例如加熱蒸氣殺菌裝置，在85 90°C下在20分鐘 1小時(shí)期間加熱殺菌水制品。實(shí)施例通過(guò)附圖更具體地說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明不限定于此?？梢杂糜诒景l(fā)明的飲料用含氫水的制造方法的飲料用含氫水制造裝置的一形態(tài)示于圖1。本制造裝置1主要大致分為制造含氫水的裝置和將制造的含氫水進(jìn)行填充的裝置。制造含氫水的裝置主要由原料水供給裝置2、過(guò)濾塔3、安全濾過(guò)塔4、中間罐5、脫
6氣塔6、電解裝置7、溶氫塔8、UV殺菌裝置9和MF裝置10構(gòu)成。其中，上述的(a)工序所用的凈化裝置相當(dāng)于過(guò)濾塔3 (活性炭過(guò)濾裝置)和安全濾過(guò)塔4 (安全濾過(guò)過(guò)濾裝置)， (b)工序所用的脫氣裝置相當(dāng)于脫氣塔6，(c)工序所用的溶氫裝置相當(dāng)于溶氫塔8，(d)工序所用的殺菌裝置相當(dāng)于UV殺菌裝置9 (紫外線照射裝置)和MF裝置10 (MF過(guò)濾裝置)。此外，填充含氫水的裝置主要由填充裝置11、加熱殺菌裝置12和包裝裝置13構(gòu)成。首先，從原料水供給裝置2供給的作為原料的水經(jīng)由配管Ll供給至填充有活性炭層的過(guò)濾塔3，在這里進(jìn)行活性炭處理，從而進(jìn)行脫氯處理。接下來(lái)，從過(guò)濾塔3排出的水經(jīng)由配管L2被送入到設(shè)置有MF膜的安全濾過(guò)塔4 中。然后，從安全濾過(guò)塔4排出的凈化水經(jīng)由配管L3被送入到中間罐5中。中間罐5發(fā)揮暫時(shí)儲(chǔ)存經(jīng)過(guò)了凈化工序的凈化水的作用，控制儲(chǔ)存水量，從而可以有效率地實(shí)施溶氫。即，通過(guò)暫時(shí)停止凈化水的供給，在中間罐5、脫氣塔6、溶氫塔8、UV 殺菌裝置9、MF裝置10之間以后述方式進(jìn)行水循環(huán)，從而可以有效率地提高含氫水的氫溶解濃度。接著，從中間罐5排出的凈化水經(jīng)由配管L4被送入到脫氣塔6中。脫氣塔6中設(shè)置有氣體脫氣膜組件61，該氣體脫氣膜組件61如圖2所示，通過(guò)氣體脫氣膜611被劃分為水室612和氣體室613。而且，氣體室613通過(guò)真空泵14保持減壓， 從而溶解于在水室612中流動(dòng)的凈化水中的氣體(氧氣、氮?dú)?、二氧化碳?透過(guò)氣體脫氣膜611而移動(dòng)至氣體室613中，從而在水室612中流動(dòng)的凈化水被脫氣。脫氣了溶解氣體的脫氣水接著經(jīng)由配管L5被送入到設(shè)置有氣體透過(guò)膜組件81的溶氫塔8中。該氣體透過(guò)膜組件81如圖3所示，通過(guò)氣體透過(guò)膜811被劃分為水室812和氣體室813。而且在氣體室813中，由電解裝置7制造的氫氣通過(guò)配管LlO供給。供給至電解裝置7的水從上述原水供給裝置2經(jīng)由配管L9來(lái)供給。而且，在氣體透過(guò)膜組件81中，通過(guò)將由電解裝置7供給的氫氣加壓，送入到氣體室813中，從而氫氣由于分壓差而透過(guò)氣體透過(guò)膜811，供給至在水室812中流動(dòng)的脫氣水， 從而制造溶氫水。這樣獲得的溶氫水通過(guò)配管L6供給至UV殺菌裝置9，通過(guò)UV照射進(jìn)行殺菌處理。 接著，通過(guò)配管L7供給至MF裝置10，在這里進(jìn)行膜過(guò)濾處理。所得的含氫水的一部分通過(guò)配管L8返回至中間罐5。因而，含氫水在中間罐5 — 脫氣塔6 —溶氫塔8 — UV殺菌裝置9 — MF裝置10 —中間罐5中循環(huán)，從而可以有效率地提高含氫水的氫溶解濃度。實(shí)際上使用圖1所示那樣的制造裝置，使用水道水作為原料水而獲得的、通過(guò)本發(fā)明的飲料用含氫水的制造方法獲得的含氫水通過(guò)以上述方式進(jìn)行水循環(huán)，可以將氫溶解濃度提高至例如2. 97ppm左右(2. 85 3. 09ppm)。另一方面，得到了未經(jīng)水循環(huán)時(shí)的氫離子濃度限于2. 82ppm左右的結(jié)果。此外，所得的氫水的pH為6. 5 7. 3，礦物含量(硬度)為30 50mg/L，并且未檢測(cè)到一般細(xì)菌和大腸菌類。
以上述方式在中間罐5 MF裝置10中循環(huán)、提高了氫溶解濃度的水接著通過(guò)配管Lll被送入到填充裝置11中。填充裝置11中設(shè)置有填充罐和填充機(jī)，上述含氫水首先被供給至填充罐中，然后采用填充機(jī)密封填充至密封容器中。接著，將密封填充于密封容器中的水制品在加熱殺菌裝置12中加熱殺菌，最后采用包裝裝置13進(jìn)行裝箱處理。如上所述，通過(guò)采用上述的構(gòu)成，本發(fā)明的飲料用含氫水的制造方法可以使氫氣有效率地以高濃度溶解，而且可以制造安全且美味的含氫水。符號(hào)說(shuō)明
1…飲料用含氫水制造裝置
2…原料水供給裝置
3…過(guò)濾塔
4…安全濾過(guò)塔
5…中間罐
6…脫氣塔
61…氣體脫氣膜組件
611…氣體脫氣膜
612…水室
613…氣體室
7…電解裝置
8…溶氫塔
81…氣體透過(guò)膜組件
811…氣體透過(guò)膜
812…水室
813…氣體室
9…UV殺菌裝置
10...MF 裝置
11…填充裝置
12…加熱殺菌裝置
13…包裝裝置
14…真空泵
Ll L1L···配管。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)地制造飲料用含氫水的方法，其特征在于，包含下述工序(a)凈化工序，在凈化裝置中將作為原料的水過(guò)濾和凈化，將所得的凈化水輸送至脫氣裝置；(b)脫氣工序，將供給至所述脫氣裝置的凈化水脫氣，將所得的脫氣水輸送至溶氫裝置；(c)溶氫工序，使氫氣溶解在供給至所述溶氫裝置的脫氣水中，將所得的溶氫水輸送至殺菌裝置；(d)殺菌工序，將供給至所述殺菌裝置的溶氫水殺菌，將所得的含氫水輸送至填充裝置；(e)填充工序，將供給至所述填充裝置的含氫水填充至密封容器中，將被填充的水制品輸送至加熱殺菌裝置；以及(f)加熱殺菌工序，將輸送至所述加熱殺菌裝置的水制品加熱殺菌，所述溶氫裝置具備氣體透過(guò)膜組件，所述氣體透過(guò)膜組件通過(guò)氣體透過(guò)膜被劃分為水室和氣體室，使所述脫氣水通過(guò)水室，另一方面，將氫氣加壓供給至氣體室，從而使氫氣溶解于所述脫氣水中，并且，使由工序(d)獲得的含氫水的一部分返回至工序(b)的脫氣裝置，在工序(b) 工序(d)之間進(jìn)行水循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造飲料用含氫水的方法，所述凈化裝置具備活性炭過(guò)濾裝置和MF膜過(guò)濾裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造飲料用含氫水的方法，所述脫氣裝置具備氣體脫氣膜組件，所述氣體脫氣膜組件通過(guò)氣體脫氣膜被劃分為水室和氣體室，使所述凈化水通過(guò)水室， 另一方面，將氣體室減壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造飲料用含氫水的方法，所述殺菌裝置具備紫外線照射裝置和MF膜過(guò)濾裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造飲料用含氫水的方法，暫時(shí)停止向所述脫氣裝置供給凈化水，在所述(b)脫氣工序、(c)溶氫工序和(d)殺菌工序之間進(jìn)行水循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供可以有效率地提高溶解氫濃度的制造飲料用含氫水的方法。作為解決本發(fā)明課題的方法是一種連續(xù)地制造飲料用含氫水的方法，其特征在于，具有下述工序(a)凈化工序，將作為原料的水過(guò)濾和凈化；(b)脫氣工序，將供給至脫氣裝置的凈化水脫氣；(c)溶氫工序，使氫氣溶解在供給至具備氣體透過(guò)膜組件的溶氫裝置的脫氣水中；(d)殺菌工序，將供給至殺菌裝置的溶氫水殺菌；(e)填充工序，將供給至填充裝置的含氫水填充至密封容器中，將被填充的水制品輸送至加熱殺菌裝置；和(f)加熱殺菌工序，將輸送至加熱殺菌裝置的水制品加熱殺菌，其中，使由工序(d)獲得的含氫水的一部分返回至工序(b)的脫氣裝置，在工序(b)～工序(d)之間進(jìn)行水循環(huán)。
文檔編號(hào)C02F1/44GK102438954SQ20108002196
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者五十嵐純一 申請(qǐng)人:雪福克股份有限公司