JP2014181144A - 非晶質シリカを豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭、及び非晶質シリカ豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭の製造方法、並びに非晶質シリカを豊富に含む食品、農業用肥料および飼料。 - Google Patents

Abstract

【課題】水溶性の非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質を含まない非晶質シリカを豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭、及び非晶質シリカ豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭の製造方法、並びに非晶質シリカを豊富に含む食品、農業用肥料および飼料の提供。
【解決手段】もみ殻あるいは稲わらが、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって炭化された、非晶質シリカを豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭であって、前記炭化装置にて、もみ殻あるいは稲わらを炭化する温度範囲は、５００℃〜７００℃であるもみ殻炭あるいは稲わら炭とする。更に前記もみ殻炭あるいは稲わら炭を３０〜１００℃の範囲にのイオン交換水にて撹拌して、前記もみ殻炭あるいは稲わら炭に含まれる非晶質シリカをイオン交換水に溶かして抽出することを特徴とする非晶質シリカの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、もみ殻あるいは稲わらを無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化する炭化装置によって炭化された非晶質シリカを豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭、及び非晶質シリカを豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭の製造方法、並びに非晶質シリカを豊富に含むもみ殻炭食品、稲わら炭食品、食品添加物、飼料及びもみ殻あるいは稲わら炭から溶出させた非晶質シリカの食品、飼料、肥料、植物活性剤に関する。

従来のもみ殻炭からの非晶質シリカの製造方法に関しては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１には、非晶質シリカの製造方法について記載されており、もみ殻を流動床焼成炉で第１次焼成し、ついで、外熱式回転炉にて第２次焼成してもみ殻炭を作成し、前記もみ殻炭から、非晶質シリカを製造する方法が開示されている。

特開平７−１９６３１２

特許文献１の非晶質シリカの製造方法は、第１次焼成と、第２次焼成の２回の焼成工程が、必要であって、焼成工程が煩雑という問題点があった。また、非晶質シリカの用途については、コンクリートの補強材のみの開示であって、発がん性物質を含まないことが必須である食品や飼料、及び水溶性の非晶質シリカを用いることが必須である食品、飼料、肥料については開示されていない。

本発明の課題は、水溶性の非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質を含まないもみ殻炭あるいは稲わら炭、及び非晶質シリカ豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭の製造方法、並びに非晶質シリカを豊富に含む食品、農業用肥料および飼料を得ることである。

本発明のもみ殻炭、あるいは稲わら炭は、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置を使用して、５００℃〜７００℃の温度域で炭化されたもみ殻炭、あるいは稲わら炭であり、水溶性の非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質である結晶性シリカやベンツピレンを含まないため、食品（サプリメントを含む）、あるいは農業用肥料、あるいは飼料（家畜用及び愛がん動物用）の用途に利用し得るものである。

請求項１に係る発明は、もみ殻が、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって５００℃〜７００℃の温度範囲によって炭化され、非晶質シリカを豊富に含む含むことを特徴とするもみ殻炭である。
もみ殻を炭化する温度が、５００℃を下回ると、炭化時に発がん性物質であるベンツピレンが生成し、また、もみ殻を炭化する温度が７００℃を上回ると、もみ殻中の非晶質シリカが結晶化して水に溶け難く、生体に吸収され難くなるばかりか、場合によっては、人体に対して発がん性を有してしまうという不具合が発生する。

請求項２に係る発明は、前記もみ殻炭は、人体にとって発がん性を有する結晶性シリカやベンツピレンを含まないことを特徴とする請求項１記載のもみ殻炭である。

請求項３に係る発明は、前記もみ殻炭が含む非晶質シリカは、水溶性であることを特徴とする請求項１または２記載のもみ殻炭である。

請求項４に係る発明は、稲わらが、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって５００℃〜７００℃の温度範囲によって炭化され、非晶質シリカを豊富に含む含むことを特徴とする稲わら炭である。
稲わら炭を炭化する温度が、５００℃を下回ると、炭化時に発がん性物質であるベンツピレンが生成し、また、稲わら炭を炭化する温度が７００℃を上回ると、もみ殻中の非晶質シリカが結晶化して水に溶け難く、生体に吸収され難くなるばかりか、場合によっては、人体に対して発がん性を有してしまうという不具合が発生する。

請求項５に係る発明は、前記稲わら炭は、人体にとって発がん性を有する結晶性シリカやベンツピレンを含まないことを特徴とする請求項４記載の稲わら炭である。

請求項６に係る発明は、前記稲わら炭が含む非晶質シリカは、水溶性であることを特徴とする請求項４または５記載の稲わら炭である。

請求項７に係る発明は、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって、温度範囲が５００℃〜７００℃にて、もみ殻を炭化してもみ殻炭を作成することを特徴とするもみ殻炭の製造方法である。

請求項８に係る発明は、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって、温度範囲が５００℃〜７００℃にて、稲わらを炭化して稲わら炭を作成することを特徴とする稲わら炭の製造方法である。

請求項９に係る発明は、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって、温度範囲が５００℃〜７００℃にて、もみ殻を炭化してもみ殻炭を作製するか、あるいは温度範囲が５００℃〜７００℃にて、稲わらを炭化して稲わら炭を作製し、前記もみ殻炭あるいは稲わら炭を、イオン交換水に投入して、前記イオン交換水の温度範囲３０℃〜１００℃にて撹拌して、前記もみ殻炭あるいは稲わら炭に含まれる非晶質シリカをイオン交換水に溶かして抽出することを特徴とする非晶質シリカの製造方法である。

請求項１０に係る発明は、請求項７記載のもみ殻炭の製造方法によって製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８記載の稲わら炭の製造方法によって製造された稲わら炭、あるいは請求項９記載の非晶質シリカの製造方法によって製造された非晶質シリカを含有することを特徴とする食品である。

請求項１１に係る発明は、請求項７記載のもみ殻炭の製造方法によって製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８記載の稲わら炭の製造方法によって製造された稲わら炭、あるいは請求項９記載の非晶質シリカの製造方法によって製造された非晶質シリカを含有することを特徴とする農業用肥料である。

請求項１２に係る発明は、請求項７記載のもみ殻炭の製造方法によって製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８記載の稲わら炭の製造方法によって製造された稲わら炭、
あるいは請求項９記載の非晶質シリカの製造方法によって製造された非晶質シリカを含有することを特徴とする飼料である。

請求項１、２、３によるもみ殻炭によれば、人体、あるいは植物、家畜に有用で、吸収され易い水溶性である非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質、ベンツピレンを含まないもみ殻炭を得ることができ、食品、肥料、飼料等に用いることができる。

請求項４、５、６による稲わら炭によれば、人体、あるいは植物、家畜に有用で、吸収され易い水溶性である非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質、ベンツピレンを含まない稲わら炭を得ることができ、食品、肥料、飼料等に用いることができる。

請求項７によるもみ殻炭の製造方法によれば、水溶性である非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質、ベンツピレンを含まないもみ殻炭を得ることができる。

請求項８による稲わら炭の製造方法によれば、水溶性である非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質、ベンツピレンを含まない稲わら炭を得ることができる。

請求項９による非晶質シリカの製造方法によれば、もみ殻炭あるいは稲わら炭を用いて、吸収され易い水溶性である非晶質シリカを安定して製造することができる。

請求項１０による食品によれば、もみ殻炭、あるいは稲わら炭、あるいは前記もみ殻炭、稲わら炭から抽出した非晶質シリカを含む食品を提供することができ、人体の骨の強化、美肌効果、血管の栄養成分の補強、抗酸化力の強化等の効果がある。

請求項１１による農業用肥料によれば、もみ殻炭、あるいは稲わら炭、あるいは前記もみ殻炭、稲わら炭から抽出した非晶質シリカを含む農業用肥料を提供することができ、植物の成長の促進、および茎の強度を向上させる等の効果がある。

請求項１２による飼料によれば、もみ殻炭、あるいは稲わら炭、あるいは前記もみ殻炭、稲わら炭から抽出した非晶質シリカを含む飼料を提供することができ、家畜及び愛がん動物の健康維持、肉質の向上等の効果がある。

本発明によれば、水溶性の非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質を含まないもみ殻炭あるいは稲わら炭、及び非晶質シリカ豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭の製造方法、並びに非晶質シリカを豊富に含む食品、農業用肥料および飼料を得ることができる。

もみ殻を、炭化温度５００℃で炭化したもみ殻炭の、シリカのＸ線回折データである。 炭化温度５００℃のもみ殻炭からの、シリカ溶出試験結果。 本実施例にて使用する炭化装置の図。 もみ殻炭を含有するペレット型食品の図。 もみ殻炭を詰めたカプセル型食品の図。

本発明の実施の形態による非晶質シリカを豊富に含むもみ殻炭は、もみ殻を、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって炭化されたもみ殻炭であって、前記炭化装置にて、もみ殻が炭化される温度範囲は、５００℃〜７００℃であることを特徴とする。

本発明の実施の形態による非晶質シリカを豊富に含む稲わら炭は、稲わらを、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって炭化された稲わら炭であって、前記炭化装置にて、稲わらが炭化される温度範囲は、５００℃〜７００℃であることを特徴とする。

ここで、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置の一例として、図３に本発明に使用するもみ殻、あるいは稲わらを炭化するための、炭化装置の１例の構成図を示した。図３に示すように、本発明で使用される炭化装置（還元炭化処理装置）は、内部に螺旋羽と攪拌羽１を配置した回転する一つのキルン２と、この一つのキルン２の内部に投入された廃棄物を含む有機物等を無酸素雰囲気の還元状態で間接加熱しつつ有機物等に蓄熱して一つのキルン２の内部全体に熱を供給する燃焼室３と、燃焼室３内に臨むバーナー等の加熱源４と、キルン２の内部に投入された有機物等に含まれる水分を燃焼室３の間接加熱によって蒸発させるようにキルン２の内部にエリア設定された乾燥部２ａと、乾燥部２ａで乾燥処理された有機物等を間接加熱分解させることで炭化させるようにキルン２の内部にエリア設定された炭化部２ｂと、を備えている。

本発明の非晶質シリカを豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭、及び非晶質シリカ豊富に含むもみ殻炭あるいは稲わら炭の製造方法、並びに非晶質シリカを豊富に含む食品、農業用肥料および飼料の実施例について、以下記載する。

（実施例１）
図１は、図３の炭化装置によって、もみ殻を、それぞれ上のカーブから、炭化温度２５０℃、３００℃、３５０℃、４５０℃、５００℃、７００℃で炭化したもみ殻炭中のシリカのＸ線回折データである。ここで、もみ殻炭中のシリカのＸ線回折データ６個のカーブ共に、ブロードなカーブを描いており、もみ殻炭中のシリカ炭化温度２５０℃〜７００℃の間にて非晶質であることが分かる。しかし、炭化温度５００℃未満では、発がん性のベンツビレンが発生するので、実際の使用できるのは、５００℃〜７００℃の範囲で炭化したもみ殻炭である。
なお、稲わら炭についても、図３の炭化装置によって炭化した稲わら炭については、もみ殻炭と同様の結果が得られている。

（実施例２）
図２は、炭化温度５００℃のもみ殻炭からの、シリカ溶出試験結果である。
試験方法は、イオン交換水５００ｍＬをビーカーに入れ、乳鉢で軽く粉砕したもみ殻炭（炭化温度５００℃）１．０ｇを投入し、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃の各温度条件に制御し、スターラーで撹拌（１０００ｒｐｍ）しながら１時間おきに溶液を採取〜ろ過（５Ａ）し、吸光光度計を用いて溶液中のＳｉ濃度を測定した。
ここで、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃の各温度条件の順番に、Ｓｉ濃度が上昇していることがわかる。

（実施例３）
図４は、もみ殻炭を含有するペレット型食品５０１の図である。５０１は、ペレット型の形状であって、請求項７の製造方法にて製造されたもみ殻炭１０１が、バインダー６００により固められて形成されている。
ペレット型食品５０１は、もみ殻炭１０１に含まれる非晶質シリカの作用にて、人体の骨の強化、美肌効果、血管の栄養成分の補強、抗酸化力の強化等の効果がある。
なお、５０１の形態としては、固体でなく、ゼリー状の形態であっても構わない。この場合、水がなくても、人体が、飲み込むことができるという長所がある。
なお、もみ殻炭に変えて、稲わら炭を使用しても、同様の効果が期待できる。

（実施例４）
図５は、請求項７の製造方法にて製造されたもみ殻炭（炭化温度５００℃）を詰めたカプセル型食品５００の図である。カプセル４００の内部には、もみ殻炭１００と、乳酸菌、アップルペクチン、オリゴ糖を詰め、前記カプセルの原料は、非遺伝子組み換えのとうもろこしを用いた。
カプセル型食品５００は、もみ殻炭１００に含まれる非晶質シリカの作用にて、人体の骨の強化、美肌効果、血管の栄養成分の補強、抗酸化力の強化等の効果がある。

ここで、ケイ素は人体にも含まれ、毛髪、爪、血管、骨、関節や細胞壁などに存在しており、生体内のケイ素はコラーゲンを束ねる作用を持ち、骨、毛髪、爪、コラーゲンの再生や補強、維持に役立つ他、肌の保湿などにも影響を及ぼす。
更に、ケイ素は腸壁から吸収され、血管を通る際、血管内部の付着物を可溶化する作用があり、動脈硬化の予防にも効果がある。
なお、もみ殻炭に変えて、稲わら炭を使用しても、同様の効果が期待できる。

（実施例５）
本実施例は、請求項７により製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８により製造された稲わら炭を農業用肥料として用いる例である。粉砕した前記もみ殻炭、あるいは稲わら炭を直接、田畑に散布する方法である。これにより、植物の成長の促進、あるいは茎の強化が行われる。なお、イチゴ栽培においては、うどんこ病の発生を１０分の１程度に抑えられる効果がある。

（実施例６）
本実施例は、請求項７により製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８により製造された稲わら炭を飼料として用いる例である。粉砕した前記もみ殻炭、あるいは稲わら炭を直接、家畜の飼料に混ぜる方法である。
これによって、家畜及び愛がん動物の健康を増進し、また肉質の改善も行われる。

（実施例７）
本実施例は、請求項７により製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８により製造された稲わら炭から、非晶質シリカを抽出し、前記非晶質シリカを利用する使用方法である。
⇒人間向け食品、飼料の添加剤
ＤＨＡ強化食品やカルシウム強化食品のイメージである。
⇒酢やお酒のように使う液体状態の健康補助剤、健康補助剤

例えば、ご飯を炊くときに10ｍｌ添加とか、コーヒーに２滴とかいった使い方である。
⇒ゼリー状で利用する栄養補助食品への応用。
⇒原液で利用する栄養補助飲料
シリカ水のような応用である。
⇒濃縮されたものを希釈して利用する栄養補助飲料

⇒乾燥させたものの粉末利用
⇒肥料、液肥、植物活性剤

本発明によれば、貴重な非晶質シリカを豊富に含み、かつ発がん性物質を含まない、食用も可能なもみ殻炭、稲わら炭、および非晶質シリカを提供することができ、人体の健康増進、及び植物の生育の促進、及び畜産業の発展に寄与する。

２…キルン
２ａ 乾燥部
２ｂ 炭化部
２ｄ 蓄熱部
２ｃ 内部空間
２in 入口
２out 出口
３…燃焼室
３ａ…排気管
４…加熱源
５…配管部
６…冷却部
７…脱臭部
８…乾留ガス回収部
９…補助加熱源
１０…蒸気煙経路
１１…油化部
１２…配水管
１３…ファン
１４…ホッパ
１５…原料供給配管
１６…供給スクリュー
１７…第２排出配管
１８…冷却装置
１９…接続管（下流側排ガス管）
１９ａ 下流側排ガス管上管
１９b 下流側排ガス管下管
２０…搬送スクリュー
２１…搬送スクリュー
２２…蒸気抜きパイプ（上流側排ガス管）
２２ａ 上流側排ガス管上管
２２b 上流側排ガス管下管
２３ 煙突部
２４ 循環管
２５ ガス抜きパイプ
３０ 接続部
６０ 回収部
Ｐ 投入素材
Ｑ 炭化された素材
１００、１０１ もみ殻炭
２００ カプセルのフタ
３００ カプセルの容器
４００ カプセル
５００ カプセル型食品
５０１ ペレット型食品
６００ バインダー

Claims (12)

1. もみ殻が、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって５００℃〜７００℃の温度範囲によって炭化され、
   非晶質シリカを豊富に含む含むことを特徴とするもみ殻炭。
2. 前記もみ殻炭は、人体にとって発がん性を有する結晶性シリカやベンツピレンを含まないことを特徴とする請求項１記載のもみ殻炭。
3. 前記もみ殻炭が含む非晶質シリカは、水溶性であることを特徴とする請求項１または２記載のもみ殻炭。
4. 稲わらが、無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって
   ５００℃〜７００℃の温度範囲によって炭化され、
   非晶質シリカを豊富に含む含むことを特徴とする稲わら炭。
5. 前記稲わら炭は、人体にとって発がん性を有する結晶性シリカやベンツピレンを含まないことを特徴とする請求項４記載の稲わら炭。
6. 前記稲わら炭が含む非晶質シリカは、水溶性であることを特徴とする請求項４または５記載の稲わら炭。
7. 無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって、温度範囲が５００℃〜７００℃にて、もみ殻を炭化してもみ殻炭を作成することを特徴とするもみ殻炭の製造方法。
8. 無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって、温度範囲が５００℃〜７００℃にて、稲わらを炭化して稲わら炭を作成することを特徴とする稲わら炭の製造方法。
9. 無酸素雰囲気中にて、撹拌しながら炭化される炭化装置によって、温度範囲が５００℃〜７００℃にて、もみ殻を炭化してもみ殻炭を作製するか、あるいは温度範囲が５００℃〜７００℃にて、稲わらを炭化して稲わら炭を作製し、前記もみ殻炭あるいは稲わら炭を、イオン交換水に投入して、前記イオン交換水の温度範囲３０℃〜１００℃にて撹拌して、
   前記もみ殻炭あるいは稲わら炭に含まれる非晶質シリカをイオン交換水に溶かして抽出することを特徴とする非晶質シリカの製造方法。
10. 請求項７記載のもみ殻炭の製造方法によって製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８記載の稲わら炭の製造方法によって製造された稲わら炭、あるいは請求項９記載の非晶質シリカの製造方法によって製造された非晶質シリカを含有することを特徴とする食品。
11. 請求項７記載のもみ殻炭の製造方法によって製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８記載の稲わら炭の製造方法によって製造された稲わら炭、あるいは請求項９記載の非晶質シリカの製造方法によって製造された非晶質シリカを含有することを特徴とする農業用肥料。
12. 請求項７記載のもみ殻炭の製造方法によって製造されたもみ殻炭、あるいは請求項８記載の稲わら炭の製造方法によって製造された稲わら炭、あるいは請求項９記載の非晶質シリカの製造方法によって製造された非晶質シリカを含有することを特徴とする飼料。

Images