JP2007174948A - 酵素水製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】酵素を活性化させる活性化槽と、活性化槽に酵素液を供給する酵素液供給手段と、活性化槽に酵素液を希釈するための水を供給する給水手段と、活性化槽内の希釈された酵素液を一定の温度範囲に保温することによって酵素が活性化された酵素水に転じるための保温手段と、得られた酵素水を活性化槽から排出する排出手段とを備えた酵素水製造装置を、活性化酵素の収率をより高め易いものにする。
【解決手段】希釈用の水を予熱するための予熱水槽２を設け、給水手段として、予熱水槽２で得られた温水を活性化槽３に供給する送水手段１０，１２を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、酵素を活性化させる活性化槽と、前記活性化槽に酵素液を供給する酵素液供給手段と、前記活性化槽に酵素液を希釈するための水を供給する給水手段と、前記活性化槽内の希釈された酵素液を一定の温度範囲に保温することによって酵素水に転じさせるための保温手段と、得られた酵素水を前記活性化槽から排出する排出手段とを備えた酵素水製造装置に関する。

この種の酵素水製造装置としては、本発明に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された酵素水製造装置は、微生物酵素を活性化させる活性化槽と、活性化槽に酵素液（液体微生物）を供給する酵素液供給手段（製剤供給管）と、前記活性化槽に酵素液を希釈するための水を供給する給水手段（給水管）と、活性化槽内に配置されたヒータ（保温手段）とを備えるので、酵素液に含まれる微生物酵素を活性化（廃油やタンパク質を分解し易い状態に転じる）し、保温によって活性化された微生物酵素を多量に含む酵素水を製造することができる。得られた酵素水は厨房のグリストラップなどに投入することで、同トラップに溜まっている有機物を分解させることに使用できる。また、活性化槽内の液面レベルを検出する検出装置として、互いに検出レベルが異なる複数種類のセンサユニットを用意してあるので、この中から所望の生成量に適合したセンサユニットを適宜選択して用いることにより、活性化微生物酵素水の生成量を種々に変えることが可能となっている。

特開２００４−２４２６７３号公報（段落番号０００７、００２５〜００２９、図５、図６）

しかし、特許文献１に記された酵素水製造装置では、酵素水生成速度を高めるためには、酵素液を水で所定濃度まで希釈した液をヒータで３５〜４０℃に加熱、保温する手順を取る必要があった。ところが、水による希釈と所定時間にわたる保温とによって活性化した微生物酵素には、４０℃を大きく超える温度と遭遇すると死滅する性質があり、且つ、２０℃前後の水道水を３５〜４０℃に加熱するためには、ヒータの表面は６０℃付近に達するので、ヒータの極近傍で微生物酵素が死滅し、その結果、活性化した酵素の収率を十分に高めることは困難であった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による酵素水製造装置の持つ前述した欠点に鑑み、活性化酵素の収率をより高め易い酵素水製造装置を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、酵素を活性化させる活性化槽と、前記活性化槽に酵素液を供給する酵素液供給手段と、前記活性化槽に酵素液を希釈するための水を供給する給水手段と、前記活性化槽内の希釈された酵素液を一定の温度範囲に保温することによって酵素が活性化された酵素水に転じさせるための保温手段と、得られた酵素水を前記活性化槽から排出する排出手段とを備えた酵素水製造装置であって、
前記希釈用の水を予熱するための予熱水槽を備え、前記給水手段は前記予熱水槽で得られた温水を前記活性化槽に供給する送水手段からなる点にある。

したがって、本発明の第１の特徴構成による酵素水製造装置では、未だ酵素液を含まない希釈用の水を予熱水槽で活性化に適した３５〜４０℃に予熱し、この予熱された水を送水手段で活性化槽に供給後に酵素液を添加して所定濃度に希釈された酵素液を調製し、所定時間保温すれば目的の酵素水が得られる。そのため、酵素液を含まない水を所定温度の温水にする際には、ヒータなどの加熱手段の表面温度が酵素に与える影響を考慮することなく目的の水温まで迅速に昇温できるので、酵素水の生産能力が高められる。また、この活性化槽では予熱水槽から供給された温水に対して温度を高めるための再加熱は必要なく保温手段による保温を行えば良いので、仮にこの保温を活性化槽の液に浸漬されたヒータを用いて実施する場合でも、従来の構成のように温度を高めるための加熱が必要な場合に比して、ヒータの表面温度は低く設定できるので、結果的に、微生物酵素の熱による死滅が効果的に抑制され、活性化酵素の収率をより高めることができ、また、活性化槽に設置するヒータは容量の小さなもので良い。さらに、活性化槽にて酵素水の生成を行っている時に、予熱水槽で次のバッチのための希釈用の水の予熱を平行して行うことができるので、酵素水の生産効率が向上する。

本発明の他の特徴構成は、前記送水手段は前記予熱水槽から前記活性化槽に延設された配管に介装されたポンプを有する点にある。

本構成であれば、予熱水槽の位置を活性化槽よりも高いレベルに設定しなくても送水が可能になるので、予熱水槽が活性化槽と同じ高さレベルに配置された構成、予熱水槽が活性化槽から遠隔した別室などに配置された構成など、自由な構成で実施することが可能となる。また、予熱水槽で予熱された水をポンプで活性化槽に強制的に送り出すので、送水に要する時間を短縮できる。

本発明の他の特徴構成は、前記活性化槽の液面下の抽出位置から延びた補助配管が前記配管の一部に接続されており、前記ポンプが、前記活性化槽内の液体を前記補助配管から抽出し、前記配管を介して前記活性化槽の前記抽出位置から離間した位置に戻す循環経路を構成している点にある。

本構成であれば、循環経路を構成するポンプが、活性化液槽の特定位置で抽出された液体を活性化液槽内の前記特定位置から離れた別の位置に再供給するので、活性化液槽に貯留された液体内で温度および微生物酵素の濃度を積極的に均一化させ、その結果、酵素水の生成効率を高める、或いは、得られる酵素水の質を高めるなどの作用が得られる。

本発明の他の特徴構成は、前記ポンプは前記活性化槽で得られた酵素水を強制排出する排出ポンプとして機能する。

本構成であれば、活性化槽で得られた酵素水を排出ポンプで迅速に排出することで、次のバッチ用の酵素水の生成工程を直ぐに開始でき、その結果、酵素水の生成効率を高めることができる。また、本構成であれば、得られた酵素水を、活性化液槽よりも低い液面レベルに配置された酵素水容器だけでなく、活性化液槽と同じ液面レベル或いは活性化液槽よりも高い液面レベルに配置した酵素水容器にでも送り出すことができる。

本発明の他の特徴構成は、前記保温手段が、前記活性化槽を構成する外壁に介装された断熱層からなる点にある。

本構成であれば、送水手段によって予熱水槽から活性化槽に送り込まれた希釈用の温水を、酵素液供給手段によって供給された酵素液が含まれた状態で、断熱層で包囲された活性化槽内にて、保温用のヒータを用いることなく保温し、目的の酵素水を得ることができる。したがって、酵素水製造装置の構造を簡略化でき、また、ランニングコストを低減できる。

以下に本発明による最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る酵素水製造装置の概略構成図である。図１に示すように、酵素水製造装置１は、棒状の主ヒータ４ａを備えた予熱水槽２、棒状の補助ヒータ４ｂを備えた活性化槽３、液体状の酵素製剤を収納した製剤ボトル５、製剤ボトル５内の酵素製剤（酵素液の一例）を活性化槽３に注入するための給液管路６及び給液ポンプ７、予熱水槽２内に希釈用水を供給するための給水管路８を備えている。給水管路８の一部には給水管路８の開閉操作と給水速度とを制御するための定量弁９が介装されている。

給液ポンプ７としては、設定された量の液体をパルス状に供給することの可能なソレノイド駆動式の定量ポンプ等を用いることができる。
ヒータ４ａ、４ｂは、予熱水槽２と活性化槽３の各底部より僅かに上方の位置に水平に設置されている。ヒータ４ａ、４ｂは耐腐食性の高いセラミックヒータからなり、ヒータ４ａ、４ｂと各槽の底部との間には数ｃｍの間隙が設けられている。
尚、酵素製剤は休眠微生物と酵素を非活性化させた混合濃縮液体である。尚、酵素製剤に用いる休眠微生物としては、種々の発酵食品の製造、カビ駆除などに一般的に用いられている、バシラス・サプティリス、バシラス・コアギュランス、アスペルジルス・フラバス・オリザー、サッカロマイセス・セレヴィシェなどを適用可能である。

予熱水槽２の底部と活性化槽３の底部の第１位置３ａとの間には、予熱水槽２で得られた温水を活性化槽３に強制的に送るための送水配管１０（給水手段及び送水手段の一例）が延設されており、送水配管１０の中間には送水ポンプ１２（給水手段及び送水手段の一例）が介装されている。
また、活性化槽３の底部の第２位置３ｂ（液面下の位置の一例）からは、送水配管１０の送水ポンプ１２よりも予熱水槽２側の一部に接続された補助配管１４が延びている。補助配管１４は電磁式の第１三方弁Ｖ１を介して送水配管１０に接続されている。さらに、活性化槽３内で生成された酵素水を排出する排出管路１６が、送水配管１０上の送水ポンプ１２よりも下流側に電磁式の第２三方弁Ｖ２を介して接続されている。
製剤ボトル５の後方には、定量給液ポンプ７、定量弁９、送水ポンプ１２、及び、第１と第２三方弁Ｖ１，Ｖ２の駆動制御を行い、また、予熱水槽２に貯留された水の温度を測定する温度センサ（不図示）からの出力信号を用いてヒータ４ａの駆動制御を行い、さらに、活性化液槽３に貯留された液体の温度を測定する温度センサ（不図示）からの出力信号を用いてヒータ４ｂの駆動制御を行うための制御用基板（不図示）が配置されている。

ここで、送水配管１０のうち、予熱水槽２から第１三方弁Ｖ１までを第１管部１０ａ、第１三方弁Ｖ１から送水ポンプ１２までを第２管部１０ｂ、送水ポンプ１２から第２三方弁Ｖ２までを第３管部１０ｃ、第２三方弁Ｖ２から活性化槽３までを第４管部１０ｄと命名しておく。
第１三方弁Ｖ１は、補助配管１４と第２管部１０ｂとを連通させ、第１管部１０ａを補助配管１４並びに第２管部１０ｂから遮断する第１姿勢（図１）、及び、第１管部１０ａと第２管部１０ｂとを連通させ、補助配管１４を第１管部１０ａ並びに第２管部１０ｂから遮断する第２姿勢（図２）の間で切り換え可能に構成されている。
また、第２三方弁Ｖ２は、第３管部１０ｃと第４管部１０ｄとを連通させ、排出管路１６を第３管部１０ｃ並びに第４管部１０ｄから遮断する第１姿勢（図１）、及び、第３管部１０ｃと排出管路１６とを連通させ、第４管部１０ｄを第３管部１０ｃ並びに排出管路１６から遮断する第２姿勢（図４）の間で切り換え可能に構成されている。

予熱水槽２および活性化槽３に液体が全く貯留されていない初期状態から運転を開始する際には、先ず、図１に示すように、第１三方弁Ｖ１を第１姿勢に、第２三方弁Ｖ２を第１姿勢にしておき、定量弁９を全開にすることで予熱水槽２に所定量の水を溜める。この時、主ヒータ４ａの全体が浸漬された時点で主ヒータ４ａの電源をＯＮに切り換えることができる。尚、予熱水槽２には液面レベルを検出するフロートセンサ（不図示）が設けられており、定量弁９を介して供給される水の液面が所定の液面レベルに達したら定量弁９が閉じられる。
主ヒータ４ａの加熱によって予熱水槽２内の水が４０℃に達したら、図２に示すように、第１三方弁Ｖ１を第２姿勢に切り換え、同時に、送水ポンプ１２を駆動させることで、予熱水槽２内の温水の全部を活性化槽３に送り込む。但し、主ヒータ４ａの全体が浸漬される最小量の温水を予熱水槽２に残した状態で、活性化槽３への送水を中止することで、給水管路８からの新たな給水を行う前から次のバッチのための主ヒータ４ａによる加熱を開始できるようにしても良い。

予熱水槽２内の温水が活性化槽３に十分に送り込まれた後で、図３に示すように、第１三方弁Ｖ１を第１姿勢に戻し、送水ポンプ１２を運転すると循環経路が形成され、活性化槽３内の液体を活性化槽３の底部の第１位置３ａから抽出し、補助配管１４及び送水配管１０の一部を介して、活性化槽３の底部の第２位置３ｂから活性化槽３内に戻す循環操作が開始される。この循環操作は、活性化液槽３に貯留された液体内で温度および微生物酵素の濃度を積極的に均一化させ、その結果、酵素水の生成効率を高める、或いは、得られる酵素水の質を高めるなどの働きをする。この循環操作を開始するのと同時に、給液管路６及び給液ポンプ７を介して、温水量に適した量の酵素製剤を製剤ボトル５から活性化槽３に注入する。酵素製剤の注入が行われて以降は、活性化槽３内の液が３５〜４０℃の温度範囲を逸脱しないように、補助ヒータ４ｂを適宜に入り切り操作する。この場合、補助ヒータ４ｂの表面温度は温水の保温が目的なので、予熱水槽２で温水を生成するために用いられる主ヒータ４ａの表面温度よりも低く設定できる。

酵素製剤が温水によって希釈され、３５〜４０℃で保温されると、微生物酵素の活性化工程が自動的に開始される。一般に、約２０〜３０分間の保温期間で適切な濃度の酵素水が得られる。
次に、図４に示すように、第１三方弁Ｖ１を第１姿勢に維持したまま、第２三方弁Ｖ２を第２姿勢に切り換えると、活性化槽３内の酵素水が、送水ポンプ１２によって補助配管１４から強制的に抽出されて、下方のポリタンク５０などに排出される。

ポリタンク５０などに回収された酵素水は、飲食店などの厨房の床に散布する形態で用いられる。散布された酵素水は、グリストラップに流入し、グリストラップに停留してそこの有機物を分解する。同時に、散布された酵素水は、床の表面に付着している油分などを分解してぬめりを解消し、グリストラップに至る排水管の詰まりを予防する作用も果たす。
引き続き、酵素水の製造を継続する場合には、上述した、予熱水槽２内の温水の全部を送水ポンプ１２で活性化槽３に送り込む操作が完了し、第１三方弁Ｖ１を第１姿勢に切り換えた時点で、即刻、予熱水槽２に次のバッチの酵素水製造のための水を溜め、主ヒータ４ａによる加熱を開始することができる。

〔別実施形態〕
〈１〉図５〜図８に示す酵素水製造装置５１は、活性化槽で生成された酵素水を自重で排出させる構成とすることで、流路の切り換え弁を一つで済ますことが可能な構成となっている。
予熱水槽４２の底部と活性化槽４３の底部の第１位置４３ａとの間には、予熱水槽４２で得られた温水を活性化槽４３に強制的に送るための送水配管２０（給水手段及び送水手段の一例）が延設されており、送水配管２０の中間には電磁式の四方弁Ｖが介装され、四方弁Ｖと活性化槽４３との間には送水ポンプ３２（給水手段及び送水手段の一例）が介装されている。
また、活性化槽４３の底部の第２位置４３ｂ（液面下の位置の一例）からは四方弁Ｖに接続された補助配管２４が延びている。さらに、活性化槽４３内で生成された酵素水を排出する排出管路２６が、四方弁Ｖを介して補助配管２４と連通可能に接続されている。

ここで、送水配管２０のうち、予熱水槽４２から四方弁Ｖまでを第１管部２０ａ、四方弁Ｖから送水ポンプ３２までを第２管部２０ｂと命名しておく。
四方弁Ｖには４つの配管、すなわち、送水配管２０の第１管部２０ａ、送水配管２０の第２管部２０ｂ、補助配管２４、及び、排出管路２６が接続されている。そして、四方弁Ｖは、これら４つの配管のうち、送水配管２０の第１管部２０ａと送水配管２０の第２管部２０ｂとのみを連通させる第１姿勢（図６）、送水配管２０の第２管部２０ｂと補助配管２４とのみを連通させる第２姿勢（図５）、及び、補助配管２４と排出管路２６とのみを連通させる第３姿勢（図８）の間で切り換え可能に構成されている。

予熱水槽４２および活性化槽４３に液体が全く貯留されていない初期状態から運転を開始する際には、先ず、図５に示すように、四方弁Ｖを第２姿勢にしておき、定量弁９を全開にすることで予熱水槽４２に所定量の水を溜める。この時、主ヒータ４ａの全体が浸漬された時点で主ヒータ４ａの電源をＯＮに切り換えることができる。尚、予熱水槽４２には液面レベルを検出するフロートセンサ（不図示）が設けられており、定量弁９を介して供給される水の液面が所定の液面レベルに達したら定量弁９が閉じられる。
主ヒータ４ａの加熱によって予熱水槽４２内の水が３５〜４０℃の温度範囲に達したら、図６に示すように、四方弁Ｖを第１姿勢に切り換え、同時に、送水ポンプ３２を駆動させることで、予熱水槽４２内の温水の全部または大半を活性化槽４３に送り込む。

予熱水槽４２内の温水の十分な量が活性化槽４３に送り込まれた後で、図７に示すように、四方弁Ｖを第２姿勢に戻し、送水ポンプ３２を運転すると循環経路が形成され、活性化槽４３内の液体を底部の第２位置４３ｂから抽出し、補助配管２４及び送水配管２０の一部を介して、第２位置４３ｂとは離間した活性化槽４３の底部の第１位置４３ａから活性化槽４３内に戻す循環操作が開始される。この循環操作は、活性化液槽３に貯留された液体内で温度および微生物酵素の濃度を積極的に均一化させ、その結果、酵素水の生成効率を高める、或いは、得られる酵素水の質を高めるなどの働きをする。この循環操作を開始するのと同時に、給液管路６及び給液ポンプ７を介して、温水量に適した量の酵素製剤を製剤ボトル５から活性化槽４３に注入する。酵素製剤の注入が行われて以降は、活性化槽４３内の液が３５〜４０℃の温度範囲を逸脱しないように、補助ヒータ４ｂを適宜に入り切り操作する。この場合、補助ヒータ４ｂの表面温度は温水の保温が目的なので、予熱水槽２で温水を生成する際に用いられる主ヒータ４ａの表面温度よりも低い温度に設定できる。尚、酵素製剤の活性化槽４３への注入は、予熱水槽４２内の温水の活性化槽４３への送水開始と同時に開始しても良い。

酵素製剤が温水によって希釈され、３５〜４０℃で保温されると、微生物酵素の活性化工程が自動的に開始される。一般に、約２０〜３０分間の保温期間で適切な濃度の酵素水が得られる。
次に、図８に示すように、四方弁Ｖを第３姿勢に切り換えると、活性化槽４３内の酵素水が、補助配管２４から自重で抽出されて、下方のポリタンク５０などに排出される。
引き続き、酵素水の製造を継続する場合には、上述した、予熱水槽４２内で得られた温水の全部を送水ポンプ３２で活性化槽４３に送り込む操作が完了し、四方弁Ｖを第２姿勢に切り換えた時点で、即刻、予熱水槽４２に次のバッチの酵素水製造のための水を溜め、主ヒータ４ａによる加熱を開始することができる。

〈２〉上述した三方弁Ｖ１，Ｖ２、及び、四方弁Ｖは、ロータリーソレノイドなどによって駆動される電磁式とされているが、手動回転式のコックとしても良い。また、回転式ではなくソレノイドなどによって駆動される摺動式の弁でも良い。

〈３〉図９の酵素水製造装置５１は、主ヒータ４ａを備えた活性化槽５３と、活性化槽５３よりも上方に配置された予熱水槽５２とを有する。定量弁９を介して予熱水槽５２に貯留された水が適切な温度の温水になると、予熱水槽５２の底部に設置された排水弁Ｖａ（送水手段の一例）を開放することで、希釈用水として得られた温水の全体を下方の活性化槽５３に重力で送水することができる。また、予熱水槽５２から活性化槽５３への温水の送水と同時に、温水の量に適合した量の酵素液を給液ポンプ７によって製剤ボトル５から活性化槽５３へ注入することで、酵素液と希釈用水との効率的な混合を図る。酵素製剤の注入が行われて以降は、活性化槽３内の液が３５〜４０℃の温度範囲を逸脱しないように、活性化槽５３の補助ヒータ４ｂを適宜に入り切り操作する。約２０〜３０分間の保温期間で適切な濃度の酵素水が得られるので、活性化槽３の底部に設置された排液弁Ｖｂを開放することで、酵素水を下方のポリタンク５０などに重力で供給される。

〈４〉活性化槽を構成する側壁を、その中間層などに断熱層（保温手段）が介装された断熱型の側壁とすることができる。この場合、活性化槽に保温用のヒータを駆動することなく、或いは、保温用のヒータを設けることなく、活性化に適した３５〜４０℃に所定期間にわたって保温し、目的の酵素水を得ることができる。

酵素水製造装置（温水生成工程）の概略構成図 図１の酵素水製造装置（給水工程）の概略構成図 図１の酵素水製造装置（循環保温工程）の概略構成図 図１の酵素水製造装置（酵素水排出工程）の概略構成図 別実施形態による酵素水製造装置（温水生成工程）の概略構成図 図５の酵素水製造装置（給水工程）の概略構成図 図５の酵素水製造装置（循環保温工程）の概略構成図 図５の酵素水製造装置（酵素水排出工程）の概略構成図 さらに別の実施形態による酵素水製造装置の概略構成図

符号の説明

Ｖ１ 第１三方弁（送水手段）
Ｖ２ 第２三方弁
Ｖ 四方弁（送水手段）
Ｖａ 排水弁（送水手段）
Ｖｂ 排液弁
１ 酵素水製造装置
２ 予熱水槽
３ 活性化槽
４ａ 主ヒータ
４ｂ 補助ヒータ
５ 製剤ボトル
６ 給液管路
７ 給液ポンプ
８ 給水管路
９ 定量弁
１０ 送水配管（送水手段）
１２ 送水ポンプ（送水手段）
１４ 補助配管
１６ 排出管路
２０ 送水配管（送水手段）
２４ 補助配管
２６ 排出管路
３２ 送水ポンプ（給水手段及び送水手段）
４２ 予熱水槽
４３ 活性化槽
５０ ポリタンク
５１ 酵素水製造装置
５２ 予熱水槽
５３ 活性化槽

Claims (5)

1. 酵素を活性化させる活性化槽と、前記活性化槽に酵素液を供給する酵素液供給手段と、前記活性化槽に酵素液を希釈するための水を供給する給水手段と、前記活性化槽内の希釈された酵素液を一定の温度範囲に保温することによって酵素が活性化された酵素水に転じさせるための保温手段と、得られた酵素水を前記活性化槽から排出する排出手段とを備えた酵素水製造装置であって、
   前記希釈用の水を予熱するための予熱水槽を備え、前記給水手段は前記予熱水槽で得られた温水を前記活性化槽に供給する送水手段からなる酵素水製造装置。
2. 前記送水手段は前記予熱水槽から前記活性化槽に延設された配管に介装されたポンプを有する請求項１に記載の酵素水製造装置。
3. 前記活性化槽の液面下の抽出位置から延びた補助配管が前記配管の一部に接続されており、前記ポンプが、前記活性化槽内の液体を前記補助配管から抽出し、前記配管を介して前記活性化槽の前記抽出位置から離間した位置に戻す循環経路を構成している請求項２に記載の酵素水製造装置。
4. 前記ポンプは前記活性化槽で得られた酵素水を強制排出する排出ポンプとして機能する請求項３に記載の酵素水製造装置。
5. 前記保温手段は前記活性化槽を構成する外壁に介装された断熱層からなる請求項１から４のいずれか一項に記載の酵素水製造装置。

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