本発明の飲料用水素含有水の製造方法に� ��いることができる飲料用水素含有水の製造� ��置の一実施形態について、図1を用いて説明 する。

 この製造装置20は、活性炭素槽1と、膜ろ� ��装置2と、脱気装置3と、水素ガス溶解モジ� �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。

 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� �、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� �L2が伸びて膜ろ過装置2に接続している。

 膜ろ過装置2では、活性炭素槽1で脱塩素� �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� �としては、ナノフィルター(NF膜)が好ましく� ��いられる。また、RO膜を用いることもでき� �。膜ろ過装置2の下流からは配管L3が伸びて� �気装置3に接続している。また、この配管L3� �、途中で分岐して電気分解装置7に接続する� ��管L4が伸びている。

 脱気装置3では、膜ろ過装置2にてろ過処� �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� �脱気装置やガス透過膜を用いた膜脱気装置� �が挙げられる。脱気装置3の下流からは配管L 5が伸びて、後述する水素ガス溶解モジュー� �4の原料水流通部4aに接続している。

 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� �(ろ過処理した原料水)が、配管L4からカソー� ��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� �側)からは、配管L6が伸びて、後述する水素� �ス溶解モジュール4の水素ガス流通部4bに接� �している。また、電気分解装置7のアノード� ��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。

 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� ��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L 5が接続しており、水素ガス流通部4bには前述 した配管L6が接続している。原料水流通部4a� �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� ��らは、配管L9が伸びて、系外に水素ガス流� �部4b内の水素ガスを排出するように構成され ている。

 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� ��あれば特に限定はなく、シリコン系樹脂、� ��リエチレンやポリプロピレンやポリ-4-メチ� ��ぺンテン-1等のオレフィン系樹脂、ポリフ� �オロエチレン等のフッ素系樹脂などが挙げ� �れる。

 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� ��して挙げられる。

 図2には、ガス透過膜4cとして中空糸膜を� ��いた水素ガス溶解モジュールの一例を示す� ��

 この水素ガス溶解モジュールは、容器41� �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� ��内部に原料水を導入するための原料水入口4 3と、中空糸内部の水を外部へ排出するため� �ガス溶解水出口44とが形成されている。そし て、原料水入口43には配管L5が接続している� �また、ガス溶解水出口44からは配管L8が伸び� ��いる。

 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� ��スを系外に排出するための水素ガス出口46� �形成されている。そして、水素ガス入口45に は配管L6が接続している。また、水素ガス出� ��46からは配管L9が伸びている。また、配管L9� ��は、容器41内部の圧力が所定の圧力となる� �うに弁47が設けられている。この弁47は、開� ��弁や減圧弁、さらに抵抗などガスを加圧状� ��に維持できれば何でもよい。弁47の開閉を� �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。

 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� ��と中空糸膜の外側の空間48が、本発明の「� �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。

 UV殺菌装置5では、水素ガス溶解モジュー� ��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� �物などを死滅させる。UV殺菌装置5の下流か� �は、配管L10が伸びて充填装置6に接続してい� ��。

 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。

 次に、本発明の飲料用水素含有水の製造� ��法について、上記製造装置を用いた場合を� ��として説明する。

 本発明の飲料用水素含有水の製造方法で� ��いることができる原料水としては、飲料用� ��適した水源から得られる水であれば特に限� ��はなく、例えば水道水、地下水などが挙げ� ��れる。

 まず、配管L1から活性炭素槽1に原料水を� ��給し、槽内に設置された活性炭と原料水を� ��触させて、原料水中の塩素等を活性炭に吸� ��して脱塩素処理する。

 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� ��してろ過処理し、浮遊物などを除去する。

 ろ過膜としてナノフィルターを用いる場� ��、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� ��導率が5μs/cm未満であると、ろ過処理後の水 は、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� ��ると、ろ過処理による有機物除去などが不� ��分な場合があり、衛生面において問題が生� ��る。

 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� ��ので、飲料用に適したものにするには、ろ� ��処理を行った後、ナトリウムイオン、カリ� ��ムイオンなどの飲料に適した金属イオンを� ��加することが好ましく、それによって、ろ� ��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� ��なるように調製することが特に好ましい。� ��しくは、金属イオンを添加する代わりに、� ��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、� ��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� ��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。

 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� ��すると共に、配管L4から電気分解装置7に供� ��する。

 配管L3から脱気装置3に供給したろ過処理� ��(脱気水)は、ここで脱気処理して、ろ過処� �水に溶解している酸素ガス、窒素ガス、炭� �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� ��で行うことが好ましい。脱気処理すること� ��、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。

 また、配管L4から電気分解装置7に供給し� ��ろ過処理水は、ここで水素ガスと酸素ガス� ��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� ��ス溶解モジュール4の水素ガス流通部4bに供� ��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� ��素ガスは、配管L7から引き抜いて酸素ガス� �ルダーなどに供給する。

 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� ��して水素ガス流通部4b内を加圧する。水素� �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� ��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� ��する際に水素ガスが溶解するので、短時間� ��、かつ、多量に脱気水に水素ガスを溶解さ� ��ることができる。

 水素ガス流通部4b内の圧力は、大気圧以上� �あれば特に限定はなく、1~5kgf/cm ³ が好ましい。1kgf/cm ³ 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、5kg f/cm ³ 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。

 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、U V殺菌装置5でUV照射して雑菌や微生物などを� �滅させ、その後、限外ろ過膜などでろ過処� �する。そして、必要に応じて、果汁、野菜� �出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、茶� �出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳酸� �から選ばれる1種以上を添加した後、充填装� ��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。

 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。

 本発明の飲料用水素含有水の製造方法に� ��れば、原料水に短時間で水素ガスを溶解さ� ��ることができ、また、連続して製造するこ� ��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� ��、茶抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及� ��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。

 なお、この実施形態では、水素ガス溶解� ��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� �を配置して、水素ガスボンベから水素ガス� �解モジュール4に水素ガスを供給するように� ��てもよい。

 飲料用水素含有水の製造装置の他の実施� ��態について、図3を用いて説明する。

 この製造装置は、上記実施形態の製造装� ��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� �を電解処理して電解酸性水と電解アルカリ� �水とを生成させる電解装置8が配置されて点� ��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。この実 施形態では、隔膜型電解装置を使用している 。そして、電解装置8の陰極室8a(電解アルカ� �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� ��置8の陽極室8b(電解酸性水生成側)には、ド� �フト配管L11が接続している。

 次に、この製造装置を用いた本発明の飲� ��用水素含有水の製造方法の他の実施形態に� ��いて説明する。なお、上記実施形態と同一� ��所は、その説明は省略する。

 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� ��極室8bとに分けて供給し、ここで電解処理� �ることで、陽極室8b側から電解酸性水が生成 され、陰極室8a側から電解アルカリ性水が生� ��される。この場合、陰極室8aに供給する水� �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� ��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5~2,000μ s/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。

 そして、電解装置8で生成された電解アル カリ性水は、水素ガス溶解モジュール4の原� �水流通部4aに供給し、水素ガスを配管L6から� ��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で生成された電解酸性水は、その� �ま排水してもよく、洗浄水などとして使用� �てもよく、電気分解装置7に供給して水素発� ��源として利用してもよい。

 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� �死滅させ、その後、限外ろ過膜などでろ過� �理する。そして、必要に応じて、果汁、野� �抽出物、カカオ抽出物、コーヒー抽出物、� �抽出物、生薬抽出物、蜂蜜、甘味料及び乳� �菌から選ばれる1種以上を添加した後、充填� ��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。

 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。