JP2006043519A - Device and method for concentrating seawater, and concentrated water obtained thereby - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、海水の濃縮装置、濃縮方法、及び海水を濃縮処理して得られる濃縮水に関するものであり、食品用、飲料用、化粧品、あるいは医薬品などに使用することができ、特に、醤油を製造するときに用いる仕込み水あるいは寿司の調理水として使用するのに好適な濃縮水に関する。 The present invention relates to an apparatus for concentrating seawater, a concentration method, and concentrated water obtained by concentrating seawater, and can be used for foods, beverages, cosmetics, pharmaceuticals, etc. The present invention relates to concentrated water suitable for use as feed water used for manufacturing or cooking water for sushi.
必須微量元素や各種ミネラルがバランスよく、しかも豊富に含まれている海洋深層水を醤油の仕込み水や寿司の調理水として使用することは、従来から行われている。 It has been practiced to use deep ocean water, which is well-balanced and contains abundant essential trace elements and various minerals, as soy sauce preparation water and sushi cooking water.
また、従来から、海水(海洋深層水)の濃縮方法あるいは海水の淡水化方法として、海水中の水分を加熱蒸発させる蒸発法、膜分離法(特開平9−248429号)、電気透析法(特開2002−205070号)、逆浸透法(特開2000−354864号)などが知られている。 Conventionally, as a method for concentrating seawater (deep ocean water) or desalinating seawater, an evaporation method in which water in the seawater is evaporated by heating, a membrane separation method (Japanese Patent Laid-Open No. 9-248429), an electrodialysis method (specialized) No. 2002-205070) and reverse osmosis (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-354864) are known.
さらに蒸発法においては、海水の加熱に蒸気を用いることが一般的に知られており、例えばタンクに海水(海洋深層水)を注入した後、タンク内に加熱した蒸気を送り込むことにより海水を加熱し、海水の水分を蒸発させて濃縮化あるいは淡水化するといった方法がある。 Furthermore, in the evaporation method, it is generally known that steam is used to heat seawater. For example, after injecting seawater (deep seawater) into a tank, the seawater is heated by feeding the heated steam into the tank. However, there is a method of concentrating or desalination by evaporating the water of seawater.
しかしながら、このような蒸気を用いた加熱の場合、加熱用蒸気の温度が加熱される液体の沸騰温度よりある程度高くないと、速やかな伝熱が行われないとの理由により、蒸気温度を高温に設定する必要があり、蒸気温度を高温に設定すると海水が急激に熱せられるため突沸を引き起こすといった問題を引き起こしていた。 However, in the case of heating using such steam, if the temperature of the heating steam is not higher to some extent than the boiling temperature of the liquid to be heated, the steam temperature is raised to a high temperature because rapid heat transfer is not performed. It is necessary to set, and when the steam temperature is set to a high temperature, the seawater is heated rapidly, causing a problem of bumping.
そして、この突沸により、醤油の仕込み水や寿司の調理水に最適な海洋深層水に豊富に含まれるミネラル成分が損なわれ、また、急激な加熱により、不純物や硫酸カルシウムなどが生成されるといった問題も引き起こしていた。さらに、この硫酸カルシウムなどが結晶化してタンク内に沈殿すると、機械等の故障の原因ともなり、また、上記膜分離法においては膜を目詰まりさせ、膜の性能を悪化させるといった問題や、これを取り除くために作業者が過度のメンテナンスを強いられるといった問題なども引き起こすこととなっていた。 And this bumping damages the mineral components that are abundant in deep sea water, which is the best for soy sauce preparation water and sushi cooking water, and impurities, calcium sulfate, etc. are generated by rapid heating. Was also causing. In addition, if this calcium sulfate crystallizes and settles in the tank, it may cause a failure of the machine, etc., and the membrane separation method may cause problems such as clogging the membrane and deteriorating the performance of the membrane. The problem was that the operator was forced to perform excessive maintenance to remove the problem.
そこで、この発明は、海洋深層水の加熱時における加熱効率を低下させることなく、しかも加熱による突沸を抑えることができ、さらに、海水、その中でも特に海洋深層水に豊富なミネラル成分や旨み成分を損なうことなく、不純物や硫酸カルシウムなどのスケールの生成を抑えることができる海水の濃縮装置、濃縮方法、及びこれにより得られる濃縮海洋深層水を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention can suppress the bumping due to heating without reducing the heating efficiency at the time of heating the deep ocean water, and further, the mineral components and umami components abundant in the ocean water, in particular, the deep ocean water. It is an object of the present invention to provide a seawater concentrating device, a concentrating method, and a concentrated deep ocean water obtained thereby, which can suppress generation of scales such as impurities and calcium sulfate without impairing.
上記課題を解決すべく、本発明は、以下の(1)〜(11)の手段を採用している。
(1)本発明の海水の濃縮装置は、加熱処理される海水を保持する濃縮槽2と、水を利用した加熱処理に必要な熱源が供給される熱源室3と、を有する海水の濃縮装置であって、前記熱源室3が伝熱壁を介して前記濃縮槽2の外周或いは槽内に設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means (1) to (11).
(1) The seawater concentration apparatus of the present invention includes a
このようなものであれば、海水は、熱源室に供給された水を利用した熱源(例えば、蒸気や熱水)によって伝熱壁を介して間接的に加熱されるため、急激な加熱による突沸を起こすことなく海水中の水分を蒸発させることができる。このため、海水に含まれる各種成分(例えば、表層水に含まれる栄養塩類、ミネラル成分)を損なうことなく、不純物や硫酸カルシウムなどのスケールの生成を抑えることができる。 In such a case, seawater is indirectly heated through a heat transfer wall by a heat source (for example, steam or hot water) using water supplied to the heat source chamber. It is possible to evaporate water in seawater without causing water. For this reason, generation | occurrence | production of scales, such as an impurity and calcium sulfate, can be suppressed, without impairing the various components (for example, nutrient salts and mineral component contained in surface water).
特に、海水の中でも特に海面下200m又はそれよりも深い深海から取水した清浄かつミネラル成分の豊富な海洋深層水を使用した場合には、深層水の加熱が比較的緩やかに行われるため、海洋深層水に豊富な栄養塩類やミネラル成分といった旨み成分の分解、蒸発を抑えることができ、ミネラル分が豊富で上質の濃縮深層水が得られる。また、海水として表層水を使用した場合においても、表層水中に含まれる無機栄養分等の各種成分を効率的に抽出することができ、不純物や硫酸カルシウムなどのスケールの生成も抑えることができる。 In particular, in the case of using deep sea water that is clean and rich in minerals, especially from deep sea 200m below sea level or deeper than sea water, the deep sea water is heated relatively slowly. Decomposition and evaporation of umami components such as nutrient salts and mineral components abundant in water can be suppressed, and high-quality concentrated deep water rich in minerals can be obtained. Moreover, even when surface water is used as seawater, various components such as inorganic nutrients contained in the surface water can be efficiently extracted, and generation of scales such as impurities and calcium sulfate can be suppressed.
(2)また、上記濃縮装置において、前記熱源室3が、前記濃縮槽2の外周面の略下半分と接するように設けられていることが好ましい。
(2) Moreover, in the said concentration apparatus, it is preferable that the said
このようなものであれば、濃縮水の水量を確保しながら、熱源室3と濃縮槽2との接触面積を小さくすることができ、急熱による突沸も確実に防止でき、海水の蒸発量を適度にコントロールすることができる。
If it is such, while ensuring the amount of concentrated water, the contact area between the
(3)さらに、上記いずれかの濃縮装置において、前記熱源室3が、前記濃縮槽2内に設けられているものとしてもよい。
(3) Furthermore, in any of the above-described concentrating apparatuses, the
このようなものであれば、例えば濃縮槽2内に蒸気等を直接送り込んで海水を加熱する場合のような急熱を抑えることができ、また、熱源室3と海水との接触面積が大きくなり、熱源室からの伝熱効率が向上される。このため、突沸を抑えつつ、より迅速かつ効率的に海水中の水分を蒸発させることができる。
If it is such, rapid heating like the case where steam etc. are sent directly into the
(4)さらに、上記いずれかの濃縮装置において、濃縮槽2内の圧力を調整する圧力調整装置を具備するようにしてもよい。
(4) Further, in any of the above-described concentrating devices, a pressure adjusting device that adjusts the pressure in the concentrating
このようなものであれば、濃縮槽2内を減圧することで、熱源室に供給される蒸気等の温度を高温に設定することなく、キャリブレーションの発生温度等の、槽内の減圧環境を容易かつ確実に調節して、効率よく海水の濃縮化が図れる。
If this is the case, the decompression environment in the tank, such as the temperature at which the calibration is generated, can be achieved by reducing the pressure in the
(5)さらに、上記濃縮装置において、海水量を調節しながら濃縮層2内に海水を注入する海水注入装置を有するようにし、この海水注入装置に、濃縮槽2内の海水の水位が熱源室3よりも上方に位置するように、注入する海水量を適宜調節させるものとすることが好ましい。
(5) Further, the concentrator includes a seawater injecting device that injects seawater into the
このようなものであれば、海水が蒸発して水位を低下させた場合においても、海水注入装置が海水の量を適宜調節するので、海水面が熱源室よりも下方に位置することによる、いわゆる空焚きを防止することができる。熱源室が空焚き状態になると、その熱により熱源室にわずかに付着した水分が一瞬にして蒸発するため、不純物や硫酸カルシウムなどのスケールの大量生成を招くことになるが、海水注入装置によりこれを効率的に抑制或いは防止することができる。 If it is such, even when seawater evaporates and the water level is lowered, the seawater injection device adjusts the amount of seawater as appropriate, so the seawater surface is located below the heat source chamber, so-called It is possible to prevent airing. When the heat source chamber becomes empty, moisture slightly attached to the heat source chamber due to the heat evaporates instantly, resulting in the mass production of scales such as impurities and calcium sulfate. Can be efficiently suppressed or prevented.
(6)さらに、上記いずれかの濃縮装置において、注入された海水を適宜攪拌するための攪拌器を前記濃縮槽2内に設けるようにしてもよい。
(6) Furthermore, in any of the above-described concentrating devices, a stirrer for appropriately stirring the injected seawater may be provided in the concentrating
このようなものであれば、海水への伝熱効率のさらなる向上および加熱時間の短縮が可能となり、また、濃縮槽の内壁面に付着した不純物などのスケールをハンマリングによらないで剥がすことが可能となるため、メンテナンスが容易になる。 If this is the case, it is possible to further improve the efficiency of heat transfer to seawater and shorten the heating time, and it is possible to remove scales such as impurities adhering to the inner wall of the concentration tank without using hammering. Therefore, maintenance becomes easy.
(7)さらに、上記いずれかの濃縮装置において、前記熱源室を蛇管としてもよい。 (7) Furthermore, in any of the above-described concentrators, the heat source chamber may be a serpentine tube.
このようなものであれば、熱源室と海水との接触面積がさらに大きくなるため、供給される蒸気等の温度をさらに低く設定した場合においても伝熱効率を維持することができる。 If it is such, since the contact area of a heat source chamber and seawater becomes still larger, even when the temperature of the supplied steam etc. is set still lower, heat transfer efficiency can be maintained.
また、比較的細い蛇管に付着した不純物などのスケールは、蛇管が温度変化により膨張・収縮するため、ひび割れを起こし、蛇管から剥がれ易くなり自然落下することを期待できるため、ハンマリングが不要となりメンテナンスが容易になる。 In addition, the scales such as impurities attached to relatively thin serpentine tubes are expanded and contracted due to temperature changes, so they can crack and be expected to fall off the serpentine tube and fall naturally. Becomes easier.
(8)あるいは、本発明の海水の濃縮方法は、海水を保持する濃縮槽2の外周又は槽内に伝熱壁を隔てて熱源室3を設けてなる濃縮装置1において、前記濃縮槽2に海水を注入し、濃縮槽内を減圧した状態において前記熱源室3に熱源としての加熱した蒸気或いは熱水を供給し、濃縮槽2内の海水を加熱して海水中の水分を蒸発させて残留した濃縮水を得ることを特徴とする。
(8) Alternatively, the method for concentrating seawater according to the present invention is the concentrating device 1 in which the
このようなものであれば、海水は、熱源室3に供給された加熱された蒸気或いは熱水によって伝熱壁を介して間接的に加熱されるため、急激な加熱による突沸を起こすことなく海水中の水分を蒸発させることができる。また、海洋深層水に豊富なミネラル成分や旨み成分を損なうことなく、不純物や硫酸カルシウムなどのスケールの生成を抑えて海水を濃縮することができる。
If it is such, since seawater is indirectly heated via the heat transfer wall by the heated steam or hot water supplied to the
(9)また、上記濃縮方法において、前記熱源室3を、前記濃縮槽2内に設けたものとしてもよい。
(9) In the concentration method, the
このようなものであれば、熱源室3と海水との接触面積がより大きくなり、熱源室3からの伝熱効率が向上されるため、より迅速かつ効率的に海水中の水分を蒸発させることができる。
If it is such, since the contact area of the
(10)本発明の濃縮海洋深層水は、海洋深層水を前記いずれかの濃縮方法で濃縮して得られることを特徴とする。 (10) The concentrated deep ocean water of the present invention is obtained by concentrating deep ocean water by any one of the above-described enrichment methods.
このようなものであれば、海洋深層水中に含まれる各種ミネラル成分の分解、蒸発を抑えることができ、高清浄度のまま富栄養素やミネラル分が豊富な濃縮水が得られる。 With such a thing, decomposition | disassembly and evaporation of various mineral components contained in deep sea water can be suppressed, and concentrated water rich in rich nutrients and minerals can be obtained with high cleanliness.
(11)あるいは、本発明の蒸留深層水の蒸留方法は、海水を保持する濃縮槽2の外周に伝熱壁を隔てて熱源室3を設けてなる濃縮装置1において、前記濃縮槽2に海洋深層水を注入し、濃縮槽2内を減圧した状態において前記熱源室3に熱源としての加熱した蒸気又は熱水を供給し、濃縮槽2内の海洋深層水を加熱して当該深層水中の水分を蒸発させ、この蒸発水を凝縮して蒸留深層水を得ることを特徴とする。
(11) Alternatively, in the concentration method 1 of the present invention, in the concentration apparatus 1 in which the
上記手段を採用することで、海洋深層水の加熱時における加熱効率を低下させることなく、しかも加熱による突沸を抑えることができ、さらに、海洋深層水に豊富なミネラル成分や旨み成分を損なうことなく、不純物や硫酸カルシウムなどのスケールの生成を抑えることができる海水の濃縮装置及び濃縮方法とこれにより得られる濃縮海洋深層水を提供することができる。 By adopting the above means, it is possible to suppress bumping due to heating without lowering the heating efficiency when heating deep ocean water, and without compromising mineral components and umami components rich in deep ocean water. Further, it is possible to provide a seawater concentration apparatus and concentration method capable of suppressing the generation of scales such as impurities and calcium sulfate, and the concentrated deep ocean water obtained thereby.
この発明の実施形態の海水の濃縮装置及び濃縮方法について以下に説明する。
(海水の濃縮装置について)
The seawater concentration apparatus and concentration method of the embodiment of the present invention will be described below.
(About seawater concentration equipment)
図1は、この発明の海水(海洋深層水)の濃縮装置1の正面図、図2は、前記濃縮装置1の略断面図である。 FIG. 1 is a front view of a concentration device 1 for seawater (deep ocean water) according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the concentration device 1.
この濃縮装置1は、図1及び図2に示すように、海水を保持して内部で加熱処理が行われる濃縮槽2と、熱源となる加熱した蒸気が供給される熱源室3とを具備して構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the concentrating device 1 includes a concentrating
濃縮槽2は、加熱処理される海水を槽内(それ自体の内部)に保持するものである。具体的には、図1に示すように、容量650リットルの円筒状の容器であって、上端部には海水注入調整装置4が接続される海水注入口20、圧力調整装置5が接続される圧力口21、濃縮槽2の内部を目視できるようにのぞき窓22が形成されている。また、濃縮槽2の下端部には濃縮された海水を取り出すための排出口23が形成されている。
The
ここで、濃縮槽2の材質として、伝熱性、耐熱性、耐食性等に優れたステンレス鋼、モリブデン混入金属、ニッケル・クロムモリブデン鋼、耐熱合金などを使用することができる。なお、濃縮槽2のうち伝熱壁を除く外周面は、FRP(ガラス繊維強化樹脂)製のものとすることが好ましい。FRPは、軽量かつ耐熱性、断熱性に優れているという特徴を有するため、熱を外部に逃がさず、作業者は作業を安全に行うことができ、メンテナンスも容易で作業効率も向上できる。
Here, as the material of the
海水注入調整装置4は、濃縮槽3内に注入された海水の水位を測定するレベルセンサーSからの情報をもとに適宜、海水タンクに貯められた海水が自動的あるいは手動で海水注入口20から濃縮槽2内に注入されるようにする。
The seawater
ここで、海水は、濃縮槽2内に満タンに注入されるのではなく、後述するように濃縮槽2内を減圧状態にする関係上、例えば濃縮槽2の3分の2程度(より具体的には約400ないし550リットル、本実施例で好ましくは500リットル)を上限として、濃縮槽2内にある程度の空間を設けるように注入する。
Here, the seawater is not poured into the
圧力調整装置5は、圧力ポンプ50と圧力計51から成り、濃縮槽2内の圧力を調整するため、それぞれ圧力管52を介して圧力口21を通って濃縮槽2に接続されている。また、濃縮槽2の上端部には、負圧維持などのため、シールポットを接続してもよい。
The pressure adjusting device 5 includes a pressure pump 50 and a pressure gauge 51 and is connected to the concentrating
圧力ポンプ50を作動させると圧力管52を介して濃縮槽2の上端部に設けられた圧力口21から濃縮槽2内の空気が排出されるため濃縮槽2内は減圧状態となる。この減圧状態において、常温の沸点よりも低い環境下でキャリブレーションが発生し、蒸留作用がおこる。
When the pressure pump 50 is operated, the air in the
このとき、圧力計51により減圧度を確認しながら作業することにより、槽内のキャリブレーション発生環境を調節しながら海水の沸騰温度の調節および濃縮水中の塩分濃度の調節も可能となる。具体的には、例えば減圧度を高めて濃縮水中の塩分濃度を低下させ、あるいは減圧度を低くして、塩分濃度を増加させることができる。 At this time, by working while confirming the degree of decompression with the pressure gauge 51, it is possible to adjust the boiling temperature of the seawater and the salt concentration in the concentrated water while adjusting the calibration generation environment in the tank. Specifically, for example, the degree of decompression can be increased to decrease the salinity concentration in the concentrated water, or the degree of decompression can be lowered to increase the salinity concentration.
熱源室3は、水を利用した加熱処理に必要な熱源が供給される室であり、伝熱壁を介して前記濃縮槽2の外周或いは槽内に設けられている。具体的には、図1、図2に示すように、前記外周面の略下半分と接する態様で設けられている。
The
熱源室3の材質として、濃縮槽2と同様にステンレス鋼等を使用することができるが、熱源室3と濃縮槽2との接触面については伝熱効率に優れた金属等からなる伝熱壁Wを介するようにすることが好ましい。なお、伝熱壁を除く外周面をFRP製とすることで安全性の高いものとなる。
As the material of the
また、熱源室3には、ボイラーBにより製造された蒸気を熱源室3内に供給するための蒸気製造・供給装置6が接続される蒸気口30が形成されている。
In addition, the
熱源室3と濃縮槽2との接触部分は、本実施例のような濃縮槽2の外周面の略下半分に限られたものではなく、外周面の3分の2と接する態様のもの、あるいは外周面の3分の1と接するものであってもよい。ここで、海水へ伝わる熱量は、熱源室3と濃縮槽2との接触面の大きさに比例して大きくなるため、加熱効率を考慮すると接触面積を大きいものとすることが望ましい一方で、スケールが抑制或いは防止できる大きさにすることが望ましい。
The contact portion between the
すなわち、濃縮槽2内の海水が蒸発して海水の水位が下った場合、伝熱壁Wと海水との間に非接触部分ができてしまい、当該部分における熱源室3はいわゆる空焚き状態になる。熱源室3は、蒸気等により高温に保たれているため、この空焚き部分に海水の水滴等が接触すると、一瞬で蒸発し硫酸カルシウムなどの不純物(スケール)が生成され、濃縮槽2内に付着することとなる。
That is, when the seawater in the
本発明においてはこの接触面を、常時海水が充填されて空焚き部分が生じない部分となるようにしている。具体的には、海水の蒸発により水位が下がった場合、前記海水注入調整装置4により、濃縮槽2内の海面が熱源室3よりも常に上方に位置するように海水の水位コントロールがなされている。
In the present invention, this contact surface is always filled with seawater so as not to produce an empty portion. Specifically, when the water level falls due to the evaporation of seawater, the seawater level is controlled by the seawater
この海水の濃縮装置1は、上記のような構成であるから、特に以下のような効果を奏する。 Since the seawater concentrating device 1 has the above-described configuration, the following effects are particularly obtained.
海水は、熱源室3に供給された加熱された蒸気等によって伝熱壁Wを介して間接的に加熱されるため、急激な加熱による突沸を起こすことなく海水中の水分を蒸発させることができる。また、海洋深層水に豊富なミネラル成分や旨み成分を損なうことなく、不純物や硫酸カルシウムなどのスケールの生成を抑えることができる。したがって、従来の電気透析法や逆浸透法では、海洋深層水に含まれる不純物等を除去する際、醤油の仕込み水や寿司の調理水に必要とされる旨み成分も一緒に除去されてしまうといった問題も解消でき、醤油の仕込み水や寿司の調理水に特に適した濃縮深層水を提供できる。
Since the seawater is indirectly heated via the heat transfer wall W by the heated steam supplied to the
また、本実施例においては、熱源室3に供給される加熱処理に必要な熱源をボイラーBにより製造された蒸気としているが、これに限られるものではなく、例えば熱水を利用することも可能である。この場合、蒸気加熱に比べて、さらに突沸を抑えることができ、また硫酸カルシウムなどの不純物(スケール)の生成を抑えることができる。
In the present embodiment, the heat source required for the heat treatment supplied to the
濃縮装置1は、図3及び図4に示すように、濃縮槽2内に注入された海水の中心部分に攪拌器Kを設けるようにしてもよく、また、熱源室3を蛇管として濃縮槽2内に設けるようにしてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the concentrating device 1 may be provided with a stirrer K at the center of the seawater injected into the concentrating
実施例の攪拌器Kは、回転羽根方式によるものとしており、図3に示すような大型の羽根状のものを1つ有するタイプのものや、図5に示すような小型の羽根を複数有するタイプのものでもよい。なお、他の攪拌方式としても良い。回転羽根の回転軸は、濃縮槽2の槽形状の軸心に沿うものとすることが、重量及び回転の安定性、さらに伝熱効率の面から好ましい。
The stirrer K according to the embodiment is based on a rotary blade method, and has a type having one large blade shape as shown in FIG. 3 or a type having a plurality of small blades as shown in FIG. It may be. Other stirring methods may be used. The rotational axis of the rotary blade is preferably along the tank-shaped axis of the
熱源室3を濃縮槽2内に設ける態様のものとして、濃縮槽2の外周に伝熱壁Wを設けないものとした場合、濃縮槽2を、FRP(ガラス繊維強化樹脂)製のものとすることが好ましい。FRPは、軽量かつ耐熱性、断熱性に優れているという特徴を有するため、熱を外部に逃がさず、作業者は作業を安全に行うことができる。また、通常、FRPは半透明なので、濃縮槽2内の目視確認によるスケール等の早期発見やそれに伴うメンテナンスの容易化、作業効率の向上などが期待できる。
As an aspect in which the
さらに、熱源室3としての蛇管を濃縮槽2内に設ける場合においては、図4に示すように、濃縮槽2の略下半分の中心に位置させることが好ましい。これにより、海水は、蛇管が完全に浸る程度まで注入すればよく、濃縮槽2内の上部に減圧のための空間を設けることができ、蒸発が進んで海水の水位が下がった場合においても前記海水注入調整装置4により適宜水位調整できるため、常に海面を蛇管よりも上方に保つことができ、蛇管の空焚きを防止できるからである。
Furthermore, when the serpentine tube as the
蛇管の大きさは、図4に示すような濃縮槽2の略半分のものに限られたものではなく、濃縮槽2の3分の2あるいは3分の1の大きさとしてもよい。
The size of the snake tube is not limited to approximately half of the
上述のように、攪拌器Kを用いて海水を適宜攪拌すると、海水中に多くの気泡を発生させることができ、海水の表面積の増大及び熱源室3からの熱交換の効率向上により海水への伝熱効率が向上し、蒸発量も増え、加熱時間を短縮することもできる。また、海水の表面積の増大に伴い、蒸発面積も増大されるため、攪拌器Kによっても海水の突沸が抑えられ、スケールの防止も図れる。
As described above, when the seawater is appropriately stirred using the stirrer K, a large number of bubbles can be generated in the seawater, and the surface area of the seawater is increased and the efficiency of heat exchange from the
また、長期使用によってスケールが濃縮槽2の内壁や蛇管に付着した場合においても、メンテナンスの際、濃縮槽2内に水又は海水を注入して、攪拌器Kで攪拌することにより濃縮槽2の内壁や蛇管に付着したスケールを容易に剥がすことができる。このため、従来のようなハンマリングが不要となりメンテナンスが容易になる。ここで、付着スケールの溶解性を鑑みると、メンテナンス時の注入水は、海水よりも水道水であることが好ましい。この注入水はまた、約40度超ないし約90度程度の熱水、中でも約80度程度の熱水であると、付着スケール中の硫酸カルシウムをはじめとする成分が、より短時間に溶解するため好ましい。なお、前記約40度超ないし約90度未満という数値は、真空蒸発法において、塩分濃度11.2%(W/W)の深層水では40度で硫酸カルシウムが析出し始めること、及び、塩分濃度17.8%(W/W)の深層水では90度で硫酸カルシウムが析出し始めることに基づく。
In addition, even when the scale adheres to the inner wall or the serpentine tube of the
また、熱源室3を濃縮槽2内に設けることにより、外周面に設けた場合よりも、熱源室3と海水との接触面は大きくなるため、さらに伝熱効率を向上させることができ、供給される蒸気等の温度を低温に設定した場合でも加熱効率を低下させることなく海水中の水分を蒸発させることができる。
In addition, by providing the
(海水の濃縮方法について)
次に、この発明の実施形態の海水の濃縮方法について以下に説明する。図5は、この発明の海洋深層水の濃縮方法の概略構成を示したフロー図である。
(About seawater concentration method)
Next, a method for concentrating seawater according to an embodiment of the present invention will be described below. FIG. 5 is a flowchart showing a schematic configuration of the deep ocean water concentration method of the present invention.
本実施形態の濃縮方法は、図5に示すように、(1)濃縮槽2内の海洋深層水を加熱処理する加熱工程と、(2)濃縮槽2内を減圧処理する減圧工程と、(3)濃縮槽2内の海洋深層水の水位を調節する水位調節工程とから成る。以下、各工程について分節して説明する。
As shown in FIG. 5, the concentration method of the present embodiment includes (1) a heating step for heat-treating deep ocean water in the
(1.加熱工程)
加熱工程は、濃縮槽2内の海洋深層水を加熱し、水分を蒸発させることにより海洋深層水を濃縮する工程である。具体的には、ボイラーBにより加熱した水蒸気を生成した後、蒸気管60を通して熱源室3へ水蒸気を供給し、水蒸気の熱が伝熱壁Wを介して間接的に濃縮槽2内の海洋深層水に伝熱されるようにしたものである。
(1. Heating process)
The heating step is a step of concentrating the deep ocean water by heating the deep ocean water in the
(2.減圧工程)
減圧工程は、濃縮槽2内を減圧する工程である。具体的には、圧力(真空)ポンプ50を作動させ、圧力管52を介して濃縮槽2の上端部に設けられた圧力口21から濃縮槽2内の空気を排出させて濃縮槽2内を減圧状態とする。ここで、圧力管52は、圧力計51とも接続されているため、所望の圧力となるよう随時確認しながら圧力コントロールが可能となる。減圧環境下では、水の沸点が下がるため、海洋深層水の蒸発が促進される。
(2. Depressurization step)
The decompression step is a step of decompressing the
(3.水位調節工程)
水位調節工程は、水分が蒸発することにより海洋深層水の水位が下がる場合において、適宜海洋深層水を補充する工程である。図5に示すように、濃縮槽2の外周面の略下半分と接触するように設けられた熱源室3において、海水の濃縮が進むにつれ当初500リットル程度であった海水は、キャリブレーションの発生によって水位が下がり、250リットル付近で伝熱壁Wと海水との間に非接触部分ができてしまい、当該部分においてはいわゆる空焚き状態になってしまう。
(3. Water level adjustment process)
The water level adjusting step is a step of appropriately replenishing the deep sea water when the water level is lowered due to the evaporation of water. As shown in FIG. 5, in the
そして、熱源室3は高温に保たれているため、この空焚き部分に海水の水滴等が触れると、一瞬で蒸発し硫酸カルシウムなどの不純物(スケール)が生成され、濃縮槽2内に付着してしまう。本工程は、この空焚きを防止するため、海水注入調整装置4により、濃縮槽2内の海水面の水位が、熱源室3よりも常に上方に位置するように水位コントロールするものである。
And since the
このように、海水の蒸発と補充を数回繰り返すことにより海洋深層水に豊富なミネラル成分や旨み成分が損なうことなく、不純物や硫酸カルシウムなどの生成を抑えて海水を濃縮することができる。 In this way, by repeating the evaporation and replenishment of seawater several times, it is possible to concentrate seawater while suppressing the generation of impurities, calcium sulfate, and the like without damaging mineral components and umami components rich in deep ocean water.
海水の蒸発と補充の回数及び海面の上限と下限の幅(量)は、目的とする濃縮水の用途および量によって決定される。あらかじめ所望の塩分濃度と量をコントロールパネルで設定しておけば、コンピュータ制御された海水注入調整装置4が、レベルセンサーSや圧力センサーからの情報をもとに、シールポットや給水電磁弁等によって自動的に海水面のコントロールを行い、海水の蒸発と補充を繰り返す。
The number of times seawater evaporates and replenishes, and the width (amount) of the upper and lower limits of the sea level is determined by the intended use and amount of concentrated water. If the desired salinity and amount are set in advance on the control panel, the seawater
この際、濃縮槽2内の海面の上限と下限の位置の把握は、レベルセンサーSの他、濃縮槽2内の圧力変化を測定して電子的に把握するようにすることもできる。
At this time, the upper and lower positions of the sea level in the
本発明の実施形態においては、例えば、当初の塩分濃度が3.4%の海水(海洋深層水)から醤油の仕込み水として使用する濃縮水(濃縮深層水)であって、塩分濃度が6〜18%(好ましくは7〜10%)の濃縮水が製造されるように設定し、また海面の上限を500リットル、下限を250リットルに設定した場合、海水注入調整装置4は自動的に水位コントロールを2回から5回繰り返す。
In the embodiment of the present invention, for example, concentrated water (concentrated deep water) used as feed water for soy sauce from seawater (deep ocean water) having an initial salinity of 3.4%, the salinity is 6 to When the concentration is set so that 18% (preferably 7-10%) of concentrated water is produced, and the upper limit of the sea level is set to 500 liters and the lower limit is set to 250 liters, the seawater
さらに、図5に示すように、圧力ポンプ50により圧力管52を介して濃縮槽2から吸引された水蒸気をコンデンサCで凝縮し、さらに気液分離器7にかけて液体とし、水量が一定になったら水抜出しポンプによって気液分離器7から抜き出すことにより、蒸留深層水を生成することもできる。このようにして回収された蒸留深層水は、食品、飲料、化粧品など様々な用途に使用することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 5, when the water vapor sucked from the
(醤油の仕込み水に適用した場合の効果)
本発明の濃縮水を例えば醤油の仕込み水に適用する場合の効果につき説明する。一般的には醤油の中でも塩分濃度8%(W/V)以下或いは9%(W/W)以下の醤油が減塩醤油と言われるが、従来法(例えばイオン交換膜法)によって製造された濃縮水を使用した減塩醤油は、海水に含まれるミネラル分などの旨み成分が損なわれており味が落ちるといった問題、防腐剤としてのアルコールや塩化カリウムを混入させている場合には風味が落ちるといった問題や、微生物や乳酸菌の活発化といった問題があった。
(Effect when applied to soy sauce feed water)
The effects when the concentrated water of the present invention is applied to, for example, soy sauce charging water will be described. Generally, among soy sauces, soy sauce having a salt concentration of 8% (W / V) or less or 9% (W / W) or less is said to be low-salt soy sauce, but produced by a conventional method (for example, an ion exchange membrane method). Reduced salt soy sauce using concentrated water has a problem that the taste component such as minerals contained in seawater is impaired and the taste goes down. And problems such as activation of microorganisms and lactic acid bacteria.
これに対し、上述したような本発明の濃縮方法により製造された濃縮水を醤油の仕込み水に適用すれば、これらの問題は発生せず、海水中の各種成分が均等に濃縮され、栄養塩類やミネラル分などの旨み成分が豊富でかつ不純物の混入していない上質な濃縮水(塩分濃度7〜10%)と味も風味もよく、コクのある減塩醤油(塩分濃度6〜8%)を精製することができる。これは、醗酵過程において大きな減塩効果を発揮することができることによる。 On the other hand, if the concentrated water produced by the concentration method of the present invention as described above is applied to the soy sauce charge water, these problems do not occur, and various components in the seawater are uniformly concentrated, and the nutrient salts Rich concentrated water (salt concentration 7-10%) that is rich in umami ingredients such as minerals and minerals, and has good taste and flavor, rich salted soy sauce (salt concentration 6-8%) Can be purified. This is because a large salt reduction effect can be exhibited in the fermentation process.
また、当該減塩醤油は、減塩であり、また色が薄いものであるにも拘らず、通常の醤油と同程度以上の風味、コク或いは辛さを有する。特別な脱色のための工程を経ることなく、減塩醤油を作る過程において色の薄い醤油ができるため、生産性に優れたものとなる。 In addition, the low-salt soy sauce is low-salt and has a flavor, richness, or hotness comparable to or higher than that of normal soy sauce, despite being light in color. Since the light-colored soy sauce can be produced in the process of making the low-salt soy sauce without going through a special decolorization process, the productivity is excellent.
さらに、上記した通常の醤油と同程度以上の辛さによって、本発明の濃縮方法により精製した濃縮水は、防腐対策として冷却管理する必要もなく保存が容易である。 Furthermore, the concentrated water purified by the concentration method of the present invention has the same degree of spiciness as or more than the above-mentioned normal soy sauce, and can be stored easily without requiring cooling management as a preservative measure.
(食酢調味料に適用する場合の効果)
本発明の濃縮水を、例えば食酢調味料に使用した場合の効果につき説明する。一般的に食酢調味料は、水に高酸度酢、砂糖、及び天日精製塩を混入して得られるものである。食酢調味料は、その全体の塩類濃度によって「辛さ」のひとつの指標が決まる。
(Effect when applied to vinegar seasoning)
The effect when the concentrated water of the present invention is used for, for example, a vinegar seasoning will be described. Generally, vinegar seasonings are obtained by mixing high acidity vinegar, sugar, and sun-purified salt in water. In vinegar seasonings, one index of “spiciness” is determined by the overall salt concentration.
尚、塩類とは、天日精製塩や濃縮海水に含まれるNaCl、及びその他のMgCl2、KCl、CaSO4、MgBr2をはじめとするミネラル等をいう。また、塩類のうちNaClの濃度が塩分(NaCl)濃度である。 The salt refers to NaCl contained in sun-purified salt or concentrated seawater, and other minerals such as MgCl 2 , KCl, CaSO 4 , and MgBr 2 . Further, among the salts, the NaCl concentration is the salinity (NaCl) concentration.
ここで、上記水の代わりに「本発明による濃縮海水を混入した食酢調味料」を、「水道水のみ使用した従来の食酢調味料」と比較すると、本発明では従来と同程度の所定「辛さ」を有しながら、従来比10ないし20%程度(具体的には約15%程度)の減塩効果を得ることができ、また、従来よりもまろやかで、ふくよかな味覚を得られることが判明した。 Here, in comparison with the “conventional vinegar seasoning mixed with concentrated seawater according to the present invention” instead of the above-mentioned water with the “conventional vinegar seasoning using only tap water”, the present invention has a predetermined “spicy” It is possible to obtain a salt reducing effect of about 10 to 20% (specifically, about 15%) compared to the conventional technology, and a mellow and plump taste compared to the conventional technology. found.
これは、従来と同じ塩類濃度とした場合、本発明の濃縮海水にはNaCl以外の豊富な種類の塩類が、従来よりも高割合で、しかも均等に高濃縮されることによる。 This is because, when the salt concentration is the same as that of the prior art, abundant types of salts other than NaCl are concentrated in the concentrated seawater of the present invention at a higher rate and more uniformly than in the past.
すなわち本発明では、濃縮海水によるNaCl以外の塩類が含有されていることから、天日精製塩の混入量を従来量の10ないし20%程度減らしても、食酢調味料を同程度の塩類濃度とすることができる。これは、NaCl以外の天然塩類で代替したものと考えることができる。また、この代替によって本発明によるほうが、海水ミネラルがバランス良く多量に含まれることとなって、「辛さ」の指標は従来と同じであっても、まろやかさ等が味覚に加わることとなる。 That is, in the present invention, since salts other than NaCl in concentrated seawater are contained, even if the amount of sun-purified salt is reduced by about 10 to 20% of the conventional amount, the vinegar seasoning has the same salt concentration. can do. This can be considered as a substitute for natural salts other than NaCl. In addition, according to this alternative, the present invention contains a larger amount of seawater minerals in a well-balanced manner, and even if the index of “spiciness” is the same as before, mellowness and the like are added to the taste.
尚、上記減塩効果の数値は、海水中の塩類の成分割合を(NaCl:それ以外のミネラル)=(77.9:22.1)とし、また、天日精製塩中の塩類の成分割合を(NaCl:それ以外のミネラル)=(95:5)としている。また、従来の食酢調味料の所定塩分(NaCl)濃度を10%としている。 In addition, the numerical value of the said salt reduction effect is the component ratio of the salt in seawater (NaCl: other minerals) = (77.9: 22.1), and the component ratio of the salt in the sun refined salt (NaCl: other minerals) = (95: 5). Moreover, the predetermined salt (NaCl) density | concentration of the conventional vinegar seasoning is 10%.
そして、本発明により塩分(NaCl)濃度17.0%の均等な濃縮海水が得られるものとしてシミュレートした値である。この17.0%とは、本発明の海水濃縮装置では、温度90度でNaCl濃度17.8%となったときにスケールが析出し始めるという実験結果に基づく数値であり、本発明の濃縮装置で、スケールの付着しない水位コントロールを続けることによって、最大17.0%程度のNaCl濃度の濃縮海水ができると考えられることによるものである。 And it is the value simulated as what can obtain the equal concentration seawater of 17.0% of salinity (NaCl) density | concentration by this invention. This 17.0% is a numerical value based on the experimental result that the scale starts to precipitate when the NaCl concentration reaches 17.8% at a temperature of 90 degrees in the seawater concentrator of the present invention. This is because it is considered that concentrated seawater having a maximum NaCl concentration of about 17.0% can be obtained by continuing the control of the water level where no scale adheres.
このような食酢調味料を、他の食品より比較的大量に摂取される寿司の合わせ酢に使用する場合、人体への減塩効果が極めて大きいものとなる。 When such a vinegar seasoning is used as a sushi vinegar that is consumed in a relatively large amount compared to other foods, the salt reducing effect on the human body is extremely large.
また、この多量のミネラルによって、食品の鮮度(色、香り、身の締まりや、柑橘系食品における酸味)が保たれ、雑菌の繁殖が抑えられ、肉質や味、風味がまろやかになる。 In addition, this large amount of minerals keeps the freshness of the food (color, fragrance, tightness and acidity in citrus foods), suppresses the growth of germs, and makes the meat quality, taste and flavor mellow.
さらに、市販のミネラル含有水と比しても大量のミネラルを摂取できることとなるため、本発明による濃縮海水は、調味料の成分水としても有用である。 Furthermore, since a large amount of mineral can be ingested as compared with commercially available mineral-containing water, the concentrated seawater according to the present invention is also useful as a component water of seasonings.
本発明は、醤油、味噌などの調味料や寿司、漬物(発酵食品)などの食品産業、あるいは発酵法による医薬品などの医療業、化粧品などの美容・健康産業といった各種産業にて利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in various industries such as seasonings such as soy sauce and miso, food industries such as sushi and pickles (fermented foods), medical industries such as pharmaceuticals by fermentation, and beauty and health industries such as cosmetics. .
1 濃縮装置
2 濃縮槽
20 海水注入口
21 圧力口
22 のぞき窓
23 排出口
3 熱源室
30 蒸気口
4 海水注入調整装置
5 圧力調整装置
50 圧力ポンプ
51 圧力計
52 圧力管
6 蒸気製造調整装置
60 蒸気管
7 気液分離器
W 伝熱壁
B ボイラー
K 攪拌器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
In a concentrating device (1) comprising a heat source wall (3) provided on the outer periphery of a concentrating tank (2) for holding seawater, a deep sea water is injected into the concentrating tank (2), and the concentrating tank (2) Supplying heated steam or hot water as a heat source to the heat source chamber (3) in a state where the inside is depressurized, and heating the deep sea water in the concentration tank (2) to evaporate the water in the deep water And a method of distilling the distilled deep water, wherein the evaporated water is condensed to obtain distilled deep water.
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