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機動性 凍結濃縮装置.jpg
差速分離機.jpg
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②  高機動性凍結濃縮装置 

  液の凍結による濃縮は他の濃縮技術(蒸発、膜)に比べ次の特性を持ちます。

 1)最も良質な濃縮液が得られる(水溶液中の各種溶質の相互比の変動がない)。

 2)熱に弱い溶質(酵素、ビタミン等)、発泡性溶質(植物性液)及び腐食性液体等の濃縮が可能。

 3)エネルギ消費量が非常に少ない(必要エネルギ ≒ 水の凝固潜熱 × 冷凍機のエネルギ効率:水の凝固潜熱は蒸発潜熱の 1/7、冷凍機のエネルギ効率(=稼働エネルギ/冷却エギ(熱))は 1/2~1/10)

   

 しかし、既存の凍結濃縮の装置は次の問題点を持ちます。

 1)高濃度を目的とした場合、その構成・操作が複雑及び処理量/(単位時間・装置容積)が少ない。このため装置が大型化し、同時に装置コストが非常に高い。

 2)原液及び濃度の異なる各種濃縮液を機動的(容易・迅速)に得ることが出来ない(蒸発及び膜等の他の濃縮技術装置も同じ)。

 本開発の装置(特許)は、上記凍結濃縮の特性を生かし、かつ上記既存濃縮装置の問題点を解決しています。

凍結濃縮装置のための要素機器及び制御技術の進歩  

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海洋深層水からの 天然の高濃度マグネシウムミネラルバランス液の生産

    本開発装置により海洋深層水から天然の新規高濃度ミネラル液(Mg及びCaリッチ、Ca/Mg<2、NaCl低減)及び塩の生産を行う事ができます。 

この天然の新規高濃度ミネラル液及び塩は  各種料理、調味料(味噌、醤油等)、加工食品(肉加工品:ソーセージ等、畜産製品:チーズ等、魚加工品:カマボコ等)及び機能性飲料等へ使用することができます。

この天然の新規高濃度ミネラル液の使用により摂取量の不足しているMg及びCaをバランスよく(Mg/Ca < 2)摂取することができます。特に高齢者は(吸収率の低下により)Mgミネラルの不足が懸念されています。

1) 凍結による海水の濃縮

 海水(塩分濃度3.5wt%)はミネラルMg、Ca及びNaを含んでいます。 海水を低温度で冷却した場合、海水温度-1.8℃以下から氷を析出し(濃縮)、また-6℃以下(塩分濃度10wt%以上)からNa2SO4を析出し(このためCaが保持され、かつNaが低減する)、さらに-22.9℃以下(塩分濃度24.8wt%以上)からNaCl・2H2Oを大量に析出します(Naが低減する)。左記過程において冷却濃縮液のMg及びCaの濃度はCl濃度(≒水分の除去割合)に正確に比例して増加します。  この低温度における海水の結晶析出の特性は、Mg及びCaを多量に含み、Ca/Mg < 2(Caの摂取に必要)で、かつCaがNaClの塩辛さ及びMgの苦みを抑え、さらにNaの低減された良質で天然のミネラル濃縮液が得られることを示しています。

 

2)海洋深層水

 海洋深層水事業地域は日本全国に15カ所あります。これらの地域では 海洋深層水RO膜濃縮液(約5wt%)が得られています。このRO膜濃縮液は、凍結濃縮処理をさらに低コスト化する(凍結濃縮前の)前処理液として利用できます。

 また、海洋深層水は、表層海水に比べ染物資及び細菌数が非常に少なく(濃縮液の生産のための)不純物除去のためのろ過等の前処理を低コスト化します。 

3)海洋深層水からの 天然の高濃度マグネシウムミネラルバランス液

  上記高濃度ミネラル液は、必須ミネラル栄養素Mg及びCaを豊富に、またバランスよく(Ca/Mg<2)含み以下の健康問題を改善します。

a)Mgは、その摂取量の多い人ほど免疫機能(ウイルス等への感染抵抗)が強化されることが明らかにされてきています(S. Nouri-Majd et al. Front Nutr. Vol. 9  2022 May; D. T. Dibaba et al., Eur J Clin Nutr. , Vol. 68, 2014; etc.)(特に高齢者はMgの吸収率が低下します)。また、Mgの摂取不足は高血圧、心疾患及び糖尿病等々の発症率を高めます(Costello R. B. et al., Key indicators. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2017; etc.)。

b)Caの摂取不足(加齢等:図2 参照)は重要な疾患の原因となっています(急増する心筋梗塞、骨粗鬆症、老人性痴呆症等々)。また、CaのCa/Mg < 2での摂取は心疾患の発症率を低下させます(図3参照)。さらに、Caは(NaClの塩辛さ及びMgの苦みを抑え)ミネラル液に食材の味を生かすまろやかさを与え、また(Mgによる)コク・味の深みを生かします。   

c)Naは世界的にその摂取量が過剰であり、WHOはその低減を勧告しています(高血圧、循環器疾患等々の原因)(図4,5参照)。

d)当高濃度ミネラル液は、天然のミネラル液でありミネラルがイオン化されています。このためミネラルの身体への吸収率が高い​です(吸収率の低下する高齢者等への利用に好適です)。

既存の海水濃縮技術との比較: 当社装置は機動性、エネルギ消費量、処理量及び高濃度化に優位性を持ちます。

  

    本凍結濃縮装置による
海洋深層水濃縮液のミネラル含有量例
              (食塩との比較) 
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​図1 Mgの年代別摂取量
年齢とCa吸収能の変化.jpg
​図2 年齢とCa吸収能の変化
食塩と凍結濃縮液のミネラル含有量230807.jpg
○ CaとMaの比  虚血性心疾患死.jpg
図3 ミネラルバランスの必要性(Ca/Mg)
○ 各国の塩分摂取量.jpg
​図4 各国のNaCl摂取量(2015年)
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​図5 NaCl摂取量と年齢による血圧の上昇
免疫機能改善Mgミネラル液の生産

​塩と料理

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