以褐藻類為原料的凝聚劑用原料，使用該原料的凝聚劑，該凝聚劑的製造方法及使用該凝...的製作方法

2023-12-10 09:04:07

專利名稱：以褐藻類為原料的凝聚劑用原料，使用該原料的凝聚劑，該凝聚劑的製造方法及使用該凝 ...的製作方法
技術領域：
本發明涉及以褐藻(brown algae)類為原料的凝聚劑用原料，使用該原料的凝聚齊U，該凝聚劑的製造方法，以及使用該凝聚劑的淨化方法。
背景技術：
現在，人們擔心所攝取的物質中，工業合成的化學物質對人體的影響，淨化水的凝聚劑也是這種化學物質場合，對人體會有什麼樣的影響，令人擔心。於是，考慮使用藻朊酸， 作為即使人攝取也沒有安全性問題的凝聚劑。在褐藻類的細胞間大量地含有藻朊酸，人類自古將褐藻類作為食物攝取，顯然對人類健康沒有問題。並且，褐藻類不成為商品部分大量地被廢棄，其處理也成為問題。於是，提出用稀鹽酸清洗預定廢棄的褐藻類，改變為易萃取所包含的藻朊酸，在用該鹽酸清洗後的褐藻類添加碳酸鈉，作為褐藻膏。在褐藻膏中，組織內的藻朊酸因碳酸鈉影響，從組織內部溶出到水溶液中，發揮凝聚功能。不分離殘留的不溶性組織，將海藻膏直接作為凝聚劑使用。通過使得褐藻類含有的藻朊酸溶解到組織外側，將含水狀態的褐藻膏添加/混合在被處理水，此後，若在被處理水中添加/混合氯化鈣的水溶液，則被處理水中的藻朊酸以捲入懸濁物質狀態與鈣離子反應，經形成交聯結構凝膠化後，在被處理水中析出沉澱，淨化被處理水。專利文獻專利文獻1日本特開2000-245403號公報專利文獻2日本特開2005-331195號公報專利文獻3日本特開2007-136^6號公報非專利文獻非專利文獻1「使用海藻膏的疏浚用凝聚劑的開發-不伴隨萃取藻朊酸的裙帶菜膏的調製及其泥水凝聚性能」日本水產學會雜誌VOL. 74，NO. 4,688-69非專利文獻2獨立行政法人新能源/產業技術綜合開發機構平成18年度產業技術研究促進事業研究成果報告書「關於淨化殘渣的對疏浚用凝聚/團粒化劑的應用的研究」平成19年12月國立大學法人東京海洋大學模牧子本發明人等試著以褐藻類為原料，用圖2所示方法製造凝聚劑。即，水洗所取得的褐藻類，除去附著的鹽分，將其浸漬在0. 12 0. 24M左右的稀鹽酸，水洗後，用粉碎機(攪拌機、粉碎處理機)粉碎，在得到的褐藻類泥漿中加入0. 75%左右的碳酸鈉水溶液混合，在利用水蒸氣凝聚熱的乾燥機(滾筒式乾燥機)使得該褐藻類泥漿乾燥成薄片狀，將其粉碎作為凝聚劑。但是，由於成為原料的褐藻類所含水份量不一定，因此，每個批次的所得到的褐藻類泥漿的含水份量不同，即使在褐藻類泥漿中添加/混合一定量的碳酸鈉，相對褐藻類泥漿的碳酸鈉濃度也每個批次不同，相對褐藻類泥漿，不能使得相同濃度條件的碳酸鈉反應， 因此，存在所得到的凝聚劑的凝聚能力在各個批次產生偏差的問題。為了解決這個問題，需要對每批測定含水率，決定碳酸鈉投入量，存在作業工序煩雜的問題。又，當在褐藻類泥漿加入碳酸鈉水溶液混合時，為了提高後面乾燥工序的效率，需要儘量減少水份，但是，為此，褐藻類泥漿流動性差，因此，用一般的攪拌混合方法，難以在褐藻類泥漿均勻混合碳酸鈉水溶液，不能在褐藻類泥漿中使得碳酸鈉均一反應，因此，存在所得到的凝聚劑的凝聚能力產生偏差的問題。又，製造的膏含水狀態場合，由於在使用前的期間會發生腐壞，因此，必須乾燥後保存。由於必須大量乾燥內部空氣難以流通、難使其乾燥的膏狀褐藻類，因此，在普通乾燥機中不能使得褐藻類乾燥，必須使用利用水蒸氣凝聚熱使得對象物乾燥的滾筒式乾燥機那樣的特殊乾燥機，因此，與使用普通乾燥機場合相比，乾燥成本變高，存在凝聚劑製造成本變高的問題。

發明內容
本發明欲解決的課題是以褐藻類為原料用低成本得到具有所希望的凝聚能力且凝聚能力無偏差的凝聚劑。本發明人發現可以不使得鈉的化合物與褐藻類反應，僅僅由褐藻類粉末和鈉化合物的粉末組成的混合粉末直接可以作為凝聚劑使用，根據該發現得到本發明。S卩，本發明最主要特徵在於，將用酸的水溶液處理的褐藻類的乾燥粉末作為凝聚劑用原料，將鈉的化合物粉末混入到該凝聚劑用原料中，將其用於被處理水的淨化。在此，本發明涉及的凝聚劑用原料，將用酸的水溶液處理後進行水洗的褐藻類的乾燥粉末作為主成份。又，本發明涉及的凝聚劑由用酸的水溶液處理後進行水洗的褐藻類的乾燥粉末和鈉的化合物粉末的混合粉末組成。又，本發明涉及的凝聚劑的製造方法的特徵在於，包括用酸的水溶液處理褐藻類的工序；對用酸的水溶液處理的該褐藻類進行水洗的工序；乾燥經水洗的褐藻類的工序；將乾燥的該褐藻類粉碎成粉末狀的工序；混合粉碎成粉末狀的該褐藻類粉末和鈉的化合物粉末的工序。又，本發明涉及的另一種凝聚劑的製造方法的特徵在於，包括用酸的水溶液處理褐藻類的工序；對用酸的水溶液處理的該褐藻類進行水洗的工序；乾燥經水洗的褐藻類的工序；將鈉的化合物粉末混入到乾燥的該褐藻類的工序；將混入鈉的化合物粉末的該褐藻類粉碎成粉末狀的工序。在此，作為褐藻類可以列舉例如裙帶菜、海帶、銅藻、巖藻等海藻，但是，作為本發明能使用的褐藻類並不限於上述海藻，只要是含有藻朊酸的公知海藻都可以使用。又，作為褐藻類，並不限於衝上海岸被廢棄者，或作為食品加工殘渣被廢棄者，作為凝聚劑的原料使用，可以從海裡採取，也可以在海中栽培，作為凝聚劑原料使用。
又，作為酸，可以使用例如鹽酸，但本發明不限於此，只要能促進藻朊酸的活性化， 也可以使用上述以外的酸(例如硫酸、磷酸、檸檬酸等)。作為酸，使用鹽酸場合，較好的是，濃度為0. IM 0. 3M的稀鹽酸，稀鹽酸的濃度處於該範圍場合，被處理水的SS濃度為50ppm以下。更好的是，濃度為0. 12M 0. 3M的稀鹽酸，這是由於稀鹽酸處於該範圍場合，被處理水的SS濃度為30ppm以下，且稀鹽酸的消耗量少。在本發明中，所述「 30ppm以下」包含「 30ppm，，(下文皆如此)。稀鹽酸的濃度超過0. 3M場合，被處理水的SS濃度為30ppm以下，但與淨化效果相比，稀鹽酸的消耗量白白地增加，用水清洗以稀鹽酸處理的褐藻類場合，稀鹽酸難以從褐藻類除去，增加其後添加的碳酸鈉的消耗，因此，稀鹽酸濃度上限停止在0. 3M。因此，並不是排除稀鹽酸濃度超過0. 3M場合。又，所謂用酸的水溶液處理，不僅將海藻浸漬在酸的水溶液，也可以將酸噴射到海藻上等，只要使酸的水溶液附著在海藻表面，成為酸的水溶液作用在細胞間那樣的狀態，不管用什麼方法使其成為那種狀態就行。又，作為鈉的化合物，若從容易採購角度考慮，可以使用碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉等，但本發明不限於此，只要能使得鈉離子作用於藻朊酸，也可以使用上述以外的鈉化合物。作為鈉的化合物，使用碳酸鈉場合，較好的是，混合粉末中包含的比例為5 IOwt %，碳酸鈉處於該範圍場合，被處理水的SS濃度為50ppm以下。又，更好的是，碳酸鈉的比例為7. 5 10wt%場合，這是由於碳酸鈉處於該範圍場合，被處理水的SS濃度為30ppm 以下，且碳酸鈉的消耗量比較少。又，過剩的鈉離子在被處理水處理時會妨害藻朊酸和鈣離子的交聯反應，這也是理由之一。碳酸鈉的含有比例超過10wt%場合，被處理水的SS濃度也為30ppm以下，但與淨化效果相比，碳酸鈉消耗量白白地增加，因而，上限停止在10wt%。因此，並不排除碳酸鈉濃度超過IOwt^場合。又，本發明涉及的淨化方法的特徵在於，包括混合上述凝聚劑和水製作凝聚劑液的工序；將該凝聚劑液添加到被淨化水中進行混合的工序；在添加該凝聚劑液混合的該被淨化水中，添加氯化鈣進行混合的工序。在此，在該被淨化水中添加氯化鈣進行混合時，為了不破壞該淨化水中的渾濁成分凝集形成的絮凝物，較好的是，慢慢混合該被淨化水和氯化鈣。本發明涉及的另一淨化方法的特徵在於，包括在被淨化水中添加氯化鈣進行混合的工序；混合上述凝聚劑和水製作凝聚劑液的工序；在添加氯化鈣混合的被淨化水中，添加該凝聚劑進行混合的工序。在此，在該被淨化水中添加該凝聚劑液進行混合時，為了不破壞該被淨化水中的渾濁成分凝集形成的絮凝物，較好的是，慢慢混合該被淨化水和該凝聚劑液。 又，在上述淨化方法中，在被淨化水中添加的氯化鈣的添加量相對淨化水1L，較好的是，處於0. 5 1. Og/L範圍。氯化鈣的添加量在0. 5 1. Og/L範圍，可以得到所希望的淨化效果，氯化鈣的添加量不足0. 5g/L時，沒有足夠的凝聚能力，即使氯化鈣的添加量超過1. Og/L，沒有進一步提高凝聚能力的效果。下面說明本發明的效果本發明為了製造凝聚劑，不需要使得褐藻類和鈉的化合物反應，因此，不需要為了製造凝聚劑，將褐藻類製成泥狀，因此，省去了使得非常難以乾燥的褐藻類泥乾燥的麻煩且成本高的工序，具有將褐藻類為原料能容易且廉價地製造凝聚劑的效果。又，本發明使用的褐藻類是乾燥的粉末，不含有如膏狀的褐藻類那樣含有比例不明的水分，因此，可以準確求取應添加的鈉化合物的添加量，因此，具有能得到凝聚特性一定且優質的凝聚劑的優點。這種場合，不會不考慮分取膏狀褐藻類使其乾燥後，求得膏狀褐藻類的含水比例， 但是，這樣場合，費時費力，很麻煩，考慮到實際從褐藻類製造凝聚劑使用的現場場合，並不是任何地方誰都能容易的製造。又，本發明不是在褐藻類膏中混合鈉化合物的水溶液得到凝聚劑，而是將鈉化合物的粉末混合在褐藻類粉末得到凝聚劑，因此，褐藻類和鈉化合物雙方都是粉末，保存期間中能抑制變質，在將使用前稀釋到適合投入的濃度，因此，具有能得到均勻凝聚劑的優點。又，不是使得破碎製成膏狀的褐藻類乾燥，而是保持海藻狀態使其乾燥，將其製成粉末，因此，不需要使用大型的特殊乾燥機，能使用普通的乾燥機乾燥，因此，具有能以低成本製得粉末狀凝聚劑的優點。又，本發明涉及的凝聚劑不使用使得成為膏狀的褐藻類乾燥的特殊乾燥機，而是保持海藻狀態使其乾燥的普通乾燥機，即，能使用只要將乾燥對象物放入升高溫度的乾燥室內使其乾燥的、不管哪裡都能得到的乾燥機製造，因此，能有效地利用例如在冷僻的海邊等被廢棄而白白地腐爛的海藻，作為凝聚劑。又，本發明將混合鈉化合物的粉末的該褐藻類粉碎成粉末狀製造凝聚劑場合，能夠使鈉化合物粉末進一步粉碎成微粒，且使鈉化合物的粉末更良好地分散/混合在生成的褐藻類粉末中，具有能得到凝聚能力更高的凝聚劑的優點。又，本發明不是從海藻提取純淨的藻朊酸，而是僅僅用酸的水溶液處理海藻，將其作為凝聚劑使用，因此，與從海藻中萃取純淨的藻朊酸將其作為凝聚劑使用場合相比，能極廉價地得到凝聚劑，因此，具有能以極低成本淨化處理被處理水的優點。又，本發明涉及的凝聚劑是將人長期食用也對人體無害的海藻為原料製成，因此， 對於被淨化的水，完全沒有必要如從化學合成物質製作凝聚劑場合那樣，擔心環境荷爾蒙等的危險性，具有安全性非常高的優點。


圖1是表示本發明涉及的凝聚劑製造方法的工序圖。圖2是表示本發明人試驗的作為比較例的凝聚劑製造方法的工序圖。
具體實施例方式不損害對人健康的安全性，實現本發明的以褐藻類為原料用低成本得到具有所希望的凝聚能力的凝聚劑的目的。[實施例1]
根據圖1所示工序圖說明本發明涉及的凝聚劑的製造例。首先，採得作為褐藻類的鮮裙帶菜(鮮褐藻類)，對其進行水洗，除去附著在表面的鹽分後，浸漬在0 1. 2M的稀鹽酸一小時。鮮裙帶菜因浸漬在稀鹽酸，成為表面粘滑的狀態。接著，將鮮裙帶菜從稀鹽酸中撈起，水洗該鮮裙帶菜，除去稀鹽酸後，放入乾燥機， 以80°C進行6小時乾燥。鮮裙帶菜因乾燥大幅度減少容積，IOOg的鮮裙帶菜成為18g的乾燥裙帶菜。然後，將乾燥裙帶菜用粉碎機粉碎，得到裙帶菜粉，在所得到的裙帶菜粉中加入碳酸鈉粉末，良好地混合，得到由裙帶菜粉和碳酸鈉粉末構成的粉末狀凝聚劑。在此，碳酸鈉粉末的比例設為7. 5wt%。然後，將該凝聚劑0. 5g和水69. 5ml混合調製凝聚劑液。在該階段，碳酸鈉溶解於水，裙帶菜粉中的藻朊酸和碳酸鈉反應，溶出到凝聚劑液中。接著，使用該凝聚劑液，以被處理水lt，添加凝聚劑50g，氯化鈣500g的條件，淨化 SS濃度為10，OOOppm的被處理水，研究碳酸鈉相對裙帶菜粉的適宜的比例。首先，在被處理水中添加氯化鈣水溶液，強制攪拌。此後，若在該被處理水中添加凝聚劑液，強制攪拌，則在被處理水中形成絮凝物。這是由於水溶液中的藻朊酸和氯化鈣反應，經形成交聯結構凝膠化後，析出到被處理水中。該凝膠化的藻朊酸絮凝一邊纏取被處理水中的浮遊物一邊逐漸成長變大。接著， 靜置被處理水，隨著時間該絮凝物沉澱，沉清液體成為清澈。測定三小時後被處理水的沉清液體的SS濃度，其結果如表1所示表 權利要求
1.一種凝聚劑用原料，其特徵在於，將用酸的水溶液處理後進行水洗的褐藻類的乾燥粉末作為主成份。
2.如權利要求1所述的凝聚劑用原料，其特徵在於，上述酸的水溶液為濃度0.IM 0. 3M的鹽酸水溶液。
3.一種凝聚劑，其特徵在於，由用酸的水溶液處理後進行水洗的褐藻類的乾燥粉末和鈉的化合物粉末的混合粉末組成。
4.如權利要求3所述的凝聚劑，其特徵在於，上述酸的水溶液為濃度0.IM 0. 3M的鹽酸水溶液，上述鈉的化合物為碳酸鈉，上述混合粉末中含有的該碳酸鈉的比例為5 10重量％。
5.一種凝聚劑的製造方法，其特徵在於，包括 用酸的水溶液處理褐藻類的工序；對用酸的水溶液處理的該褐藻類進行水洗的工序；乾燥經水洗的褐藻類的工序；將乾燥的該褐藻類粉碎成粉末狀的工序；混合粉碎成粉末狀的該褐藻類粉末和鈉的化合物粉末的工序。
6.如權利要求5所述的凝聚劑的製造方法，其特徵在於，上述酸的水溶液為濃度 0. IM 0. 3M的鹽酸水溶液，上述鈉的化合物為碳酸鈉，上述混合粉末中含有的該碳酸鈉的比例為5 10重量％。
7.一種凝聚劑的製造方法，其特徵在於，包括 用酸的水溶液處理褐藻類的工序；對用酸的水溶液處理的該褐藻類進行水洗的工序； 乾燥經水洗的褐藻類的工序； 將鈉的化合物粉末混入到乾燥的該褐藻類的工序； 將混入鈉的化合物粉末的該褐藻類粉碎成粉末狀的工序。
8.如權利要求7所述的凝聚劑的製造方法，其特徵在於，上述酸的水溶液為濃度 0. IM 0. 3M的鹽酸水溶液，上述鈉的化合物為碳酸鈉，上述混合粉末中含有的該碳酸鈉的比例為5 10重量％。
9.一種淨化方法，其特徵在於，包括混合權利要求3或4所述的凝聚劑和水製作凝聚劑液的工序；將該凝聚劑液添加到被淨化水中進行混合的工序；在添加該凝聚劑液混合的該被淨化水中，添加氯化鈣進行混合的工序。
10.一種淨化方法，其特徵在於，包括 在被淨化水中添加氯化鈣進行混合的工序；混合權利要求3或4所述的凝聚劑和水製作凝聚劑液的工序； 在添加氯化鈣混合的被淨化水中，添加該凝聚劑進行混合的工序。
11.如權利要求項9或10所述的淨化方法，其特徵在於，上述氯化鈣的添加量為0.5 lg/L0
全文摘要
本發明以褐藻類、特別是準備廢棄的褐藻類為原料，能以低成本得到凝聚能力無偏差的均質的凝聚劑。本發明用酸的水溶液處理褐藻類，對於用酸的水溶液處理的該褐藻類進行水洗，乾燥水洗的褐藻類，將乾燥的該褐藻類粉碎成粉末狀，得到褐藻類粉末。然後，將粉碎成粉末狀的該褐藻類粉末和鈉的化合物粉末混合，得到凝聚劑。也可以在將鈉的化合物混合在褐藻類狀態下粉碎褐藻類得到凝聚劑。該凝聚劑由用酸的水溶液處理的褐藻類的乾燥粉末和鈉化合物粉末的混合粉末組成，該混合粉末中包含的鈉化合物粉末優選比例為5～10重量％。
文檔編號C02F1/54GK102574030SQ201080046610
公開日2012年7月11日 申請日期2010年11月17日 優先權日2009年11月18日
發明者佐藤道祐, 安岡啟一, 榎牧子 申請人:國立大學法人東京海洋大學