(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、栄養価が高く、粗飼料の特性を備え、かつ、保存期間が長い反芻動物用飼料を提供することである【解決手段】  ａ）クラフトパルプをペレット化する工程、ｂ）ペレット化されたクラフトパルプを下記式１で表される昇温速度ｓが５℃／秒以上２００℃／秒以下の範囲で加熱処理する殺菌工程を有する、クラフトパルプを含有する反芻動物用飼料ペレットを製造する。ｓ（℃／ｓｅｃ.）＝ΔＴ／ｔ    （式１）（ΔＴはクラフトパルプの上昇温度、ｔはダイス孔内での滞留時間。）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラフトパルプを含有する反芻動物用飼料ペレットの製造において、
ａ）クラフトパルプをペレット化する工程、
ｂ）ペレット化されたクラフトパルプを下記式１で表される昇温速度ｓが５℃／秒以上２００℃／秒以下の範囲で加熱処理する殺菌工程、
を有する反芻動物用飼料ペレットの製造方法。
ｓ（℃／ｓｅｃ.）＝ΔＴ／ｔ    （式１）
（ΔＴはクラフトパルプの上昇温度、ｔはダイス孔内での滞留時間。）
【請求項２】
前記クラフトパルプをペレット化する工程と前記ペレット化されたクラフトパルプを加熱処理する殺菌工程を同時に行うことを特徴とする請求項１記載の反芻動物用飼料ペレットの製造方法。
【請求項３】
ペレットの長さが１〜２００ｍｍである、請求項１または２に記載の反芻動物用飼料ペレットの製造方法。
【請求項４】
ペレットの直径が３〜１０ｍｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の芻動物用飼料ペレットの製造方法。
【請求項５】
ペレット化する前のクラフトパルプの水分率を３５質量％以下に脱水することによってなる、請求項１〜４のいずれかに記載の芻動物用飼料ペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反芻動物用飼料ペレットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、牧畜分野においては、家畜の乳量の増加や増体重などを目的に、栄養価の高い濃厚飼料が、牧草などの粗飼料とともに使用されることが多い。
【０００３】
濃厚飼料は、トウモロコシ、麦類、大豆などの易消化性炭水化物（デンプンなど）を多く含む一方、粗飼料は、牧草を乾燥した干草（乾草、わら類）や、青刈りした牧草を発酵させたもの（サイレージ化したもの）などを主とする。
【０００４】
反芻動物が粗飼料を摂取し消化することが可能であるのは、ルーメン（第一胃）を有するためである。ルーメンは、反芻動物が有する複数の胃のうち最大の容積を占め、粗飼料中のセルロースやヘミセルロースなどの難消化性の多糖類を分解（ルーメン発酵）し得る微生物群（ルーメン微生物）が豊富に含まれている。
【０００５】
しかし、粗飼料中のセルロースやヘミセルロースは、リグニン類と結合し、それぞれリグニン−セルロース複合体やリグニン−ヘミセルロース複合体として存在している場合が多い。このような複合体は、ルーメン発酵において十分に分解されないおそれがあり、粗飼料は、飼料効率が不十分になりやすいという問題点があった。また、未消化物が多くなると糞量の増加を引き起こすため、環境面においても望ましくないとされていた。
【０００６】
さらにまた、粗飼料は、牧草の収穫量や作柄により影響を受けやすく、供給量が不安定である。特にわが国では粗飼料の多くを輸入に頼っているため、概して価格変動が大きく、また、輸出国の諸事情により輸入困難になる場合もあり、牧場経営を圧迫する場合がある。
【０００７】
このため、牧草に代替でき、飼料効率に優れ、安価であり、且つ安定的に入手可能な反芻動物用飼料が望まれている。
【０００８】
ここで、飼料中の栄養濃度を高めるため、易消化性の炭水化物（デンプン）を多く含む濃厚飼料を粗飼料に配合することが一般に行われている。乳用家畜の乳量を維持し、或いは、肉用家畜の増体を維持するためは、飼料摂取量をも増加させる必要があるが、乳量の増加や体格の増強にともなうエネルギー要求量の増加率は、摂取飼料量の増加率を超えるためである。ところが、濃厚飼料中のデンプンなどの炭水化物は、第一胃（ルーメン）のｐＨを急激に低下させることがあり、結果としてルーメンアシドーシスが発生することがある。ルーメンアシドーシスとは、反芻動物の疾病の一種であり、炭水化物に富む穀物、濃厚飼料、果実類などを急激に摂取することにより引き起こされる。ルーメンアシドーシスにおいては、ルーメン内において、グラム陽性乳酸生成菌、特にStreptcoccus bovisおよびLactobacillus属微生物が増加し、乳酸あるいは揮発性脂肪酸（ＶＦＡ：Volatile Fatty Acid）の異常な蓄積が生じ、ルーメン内のｐＨが低下する（ｐＨ５以下）。その結果、ルーメン内のプロトゾア（原生動物）、及びある種の細菌の減少あるいは消滅を引き起こす。特に急性アシドーシスは、ルーメンの鬱血や脱水症（胃内容浸透圧の上昇に伴い体液が大量に胃内に移動）、さらには昏睡や死をもたらすため、極めて危険である。
【０００９】
ルーメンアシドーシスの予防には、飼料配合の急激な変化を避け、ルーメン発酵を安定化させ、ｐＨの変動を少なくすることが重要である。また、唾液には重曹が含まれｐＨ調節に寄与するため、十分な反芻により唾液分泌のできる飼料を給与することも重要である。ただし、ルーメンアシドーシスを恐れ、飼料の栄養価を低くすると、エネルギーが不足して乳生産量が低下してしまうという懸念もある。
【００１０】
ルーメンアシドーシスを予防する飼料として、特許文献１には、木質原料に高衝撃力を与えて粉砕し微粒子化した家畜飼料が開示されている。
【００１１】
また、ペレット化した飼料に関して、特許文献２には、加工食品残渣をペレット化して飼料を製造することが提案されている。
【００１２】
さらに、特許文献３には、リグノセルロースバイオマスをペレット化して反芻動物の飼料とすることが記載されている（特表２０１３−５１８８８０号公報）。
【００１３】
特許文献４には、家畜飼料の腐敗を防止するためにオゾンに接触させて殺菌処理する保存性の改善方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−８２３８１号公報
【特許文献２】特開平１０−７５７１９号公報
【特許文献３】特表２０１３−５１８８８０号公報
【特許文献４】特開平８−１３１０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
一般に、トウモロコシのような濃厚飼料の多給は、発酵性が高いために栄養価が高く、ミルクの脂肪含量の増加や脂肪交雑が高くなる一方で、反芻刺激の低下に伴い、ルーメンアシドーシスの発症や、分娩前後に種々の代謝障害や繁殖障害を引き起こすことが知られている。また、飼料ペレットは一般に、腐敗が速いため取り置きが難しい。製造後、早急に反芻動物へ給与する必要がある。
【００１６】
そこで本発明の課題は、栄養価が高く、粗飼料の特性を備え、かつ、保存期間が長い反芻動物用飼料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の発明者らは、上記課題について鋭意検討したところ、リグノセルロース材料を原料として製造したパルプをペレット化し、同時に反芻動物の反芻を促進しうる、保存性の良い飼料ペレットを製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１８】
すなわち、本発明は以下の発明を含む。
（１）  クラフトパルプを含有する反芻動物用飼料ペレットの製造において、
ａ）クラフトパルプをペレット化する工程、
ｂ）ペレット化されたクラフトパルプを下記式１で表される昇温速度ｓが５℃／秒以上２００℃／秒以下の範囲で加熱処理する殺菌工程、
を有する反芻動物用飼料ペレットの製造方法。
ｓ（℃／ｓｅｃ.）＝ΔＴ／ｔ    （式１）
（ΔＴはクラフトパルプの上昇温度、ｔはダイス孔内での滞留時間。）
（２）  前記クラフトパルプをペレット化する工程と前記ペレット化されたクラフトパルプを加熱処理する殺菌工程を同時に行うことを特徴とする請求項１記載の反芻動物用飼料ペレットの製造方法。
（３）  ペレットの長さが１〜２００ｍｍである、請求項１または２に記載の反芻動物用飼料ペレットの製造方法。
（４）  ペレットの直径が３〜１０ｍｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の芻動物用飼料ペレットの製造方法。
（５）  ペレットの水分率が３５質量％以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の芻動物用飼料ペレットの製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、反芻動物の嗜好性が高く、しかもハンドリングの容易なペレットの形態で、保存性の良い飼料を得ることができる。また、本発明の反芻動物用飼料は、木材などのリグノセルロース原料から製造できるので安定的に供給することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の反芻動物用飼料ペレットは、反芻動物に適用される。反芻動物としては、例えば、乳牛及び肥育牛などの牛、羊、山羊などが挙げられる。本発明の飼料を反芻動物に給与する時期、すなわち適用対象である反芻動物の年齢、体格、健康状態等には特に制限はなく、例えば、哺乳期の仔牛から成牛まで用途があると考えられる。
【００２１】
本発明の反芻動物用飼料ペレットは、クラフトパルプを含有するが、クラフトパルプを５０質量％以上含有することが好ましく、８０質量％以上がより好ましく、クラフトパルプのみからなっていてもよい。また、クラフトパルプのカッパー価は特に下限は限定されないが、例えば５以上１００未満とすることができ、５以上４５以下であることが好ましく、５以上１５未満であることがさらに好ましい。カッパー価が５以上１５未満である酸素脱リグニン処理したクラフトパルプが特に好ましい。（下限の限定について、上記のように追記しました。説明の流れが不自然になるようであれば削除していただいても構いません。ご判断いただけますでしょうか？）
本発明の反芻動物用飼料ペレットは、クラフトパルプを含有するものであるが、他の公知のパルプ化法によって製造されたパルプを併用することができる。例えば、機械パルプ、化学パルプのいずれもが適用可能である。機械パルプとしては、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナーグラウンドウッドパルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）等が挙げられる。化学パルプとしては、クラフトパルプ（ＫＰ）、溶解クラフトパルプ（ＤＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、溶解サルファイトパルプ（ＤＳＰ）等が挙げられる。また、漂白パルプ、未漂白パルプのいずれも使用できる。これらの中では、酸素脱リグニン処理した化学パルプ、漂白化学パルプなどが好ましい。
【００２２】
原料の木材としては、例えば、広葉樹、針葉樹、雑木、タケ、ケナフ、バガス、パーム油搾油後の空房が使用できる。具体的には、広葉樹としては、ブナ、シナ、シラカバ、ポプラ、ユーカリ、アカシア、ナラ、イタヤカエデ、センノキ、ニレ、キリ、ホオノキ、ヤナギ、セン、ウバメガシ、コナラ、クヌギ、トチノキ、ケヤキ、ミズメ、ミズキ、アオダモ等が例示される。針葉樹としては、スギ、エゾマツ、カラマツ、クロマツ、トドマツ、ヒメコマツ、イチイ、ネズコ、ハリモミ、イラモミ、イヌマキ、モミ、サワラ、トガサワラ、アスナロ、ヒバ、ツガ、コメツガ、ヒノキ、イチイ、イヌガヤ、トウヒ、イエローシーダー（ベイヒバ）、ロウソンヒノキ（ベイヒ）、ダグラスファー（ベイマツ）、シトカスプルース（ベイトウヒ）、ラジアータマツ、イースタンスプルース、イースタンホワイトパイン、ウェスタンラーチ、ウェスタンファー、ウェスタンヘムロック、タマラック等が例示される。
【００２３】
パルプ化工程
本発明における飼料ペレットは、リグノセルロース原料をクラフト蒸解して得られるクラフトパルプを含み、特に好ましくは木材由来のクラフトパルプを含む。特に本発明においては、カナダ標準濾水度（ＣＳＦ）が４００ｍｌ以上のクラフトパルプを使用することによって反芻動物のルーメンにおける消化速度を緩やかにし、ルーメンにおける反芻を促進するような飼料ペレットを製造することが可能になる。好ましい態様において、本発明に用いるクラフトパルプのカナダ標準濾水度は４５０ｍｌ以上であり、５００ｍｌ以上や５５０ｍｌ以上としてもよい。一般に、クラフトパルプのカナダ標準濾水度は、公知の方法によって低下させることができる。
【００２４】
木材チップからクラフトパルプを製造する場合、木材パルプは蒸解液と共に蒸解釜へ投入され、クラフト蒸解に供する。また、ＭＣＣ、ＥＭＣＣ、ＩＴＣ、Ｌｏ−ｓｏｌｉｄなどの修正クラフト法の蒸解に供しても良い。また、１ベッセル液相型、１ベッセル気相／液相型、２ベッセル液相／気相型、２ベッセル液相型などの蒸解型式なども特に限定はない。すなわち、本願のアルカリ性水溶液を含浸し、これを保持する工程は、従来の蒸解液の浸透処理を目的とした装置や部位とは別個に設置してもよい。好ましくは、蒸解を終えた未晒パルプは蒸解液を抽出後、ディフュージョンウォッシャーなどの洗浄装置で洗浄する。
【００２５】
クラフト蒸解工程は、前加水分解処理した木材チップをクラフト蒸解液とともに耐圧性容器に入れて行うことができるが、容器の形状や大きさは特に制限されない。木材チップと薬液の液比は、例えば、１．０〜５．０Ｌ／ｋｇとすることができ、１．５〜４．５Ｌ／ｋｇが好ましく、２．０〜４．０Ｌ／ｋｇがさらに好ましい。
【００２６】
また、本発明においては、絶乾チップ当たり０．０１〜１．５質量％のキノン化合物を含むアルカリ性蒸解液を蒸解釜に添加することもできる。キノン化合物の添加量が０．０１質量％未満であると添加量が少なすぎて蒸解後のパルプのカッパー価が低減されず、カッパー価とパルプ収率の関係が改善されない。さらに、粕の低減、粘度の低下の抑制も不十分である。また、キノン化合物の添加量が１．５質量％を超えてもさらなる蒸解後のパルプのカッパー価の低減、及びカッパー価とパルプ収率の関係の改善は認められない。
【００２７】
使用されるキノン化合物はいわゆる公知の蒸解助剤としてのキノン化合物、ヒドロキノン化合物又はこれらの前駆体であり、これらから選ばれた少なくとも１種の化合物を使用することができる。これらの化合物としては、例えば、アントラキノン、ジヒドロアントラキノン（例えば、１，４−ジヒドロアントラキノン）、テトラヒドロアントラキノン（例えば、１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン、１，２，３，４−テトラヒドロアントラキノン）、メチルアントラキノン（例えば、１−メチルアントラキノン、２−メチルアントラキノン）、メチルジヒドロアントラキノン（例えば、２−メチル−１，４−ジヒドロアントラキノン）、メチルテトラヒドロアントラキノン（例えば、１−メチル−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン、２−メチル−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン）等のキノン化合物であり、アントラヒドロキノン（一般に、９，１０−ジヒドロキシアントラセン）、メチルアントラヒドロキノン（例えば、２−メチルアントラヒドロキノン）、ジヒドロアントラヒドロアントラキノン（例えば、１，４−ジヒドロ−９，１０−ジヒドロキシアントラセン）又はそのアルカリ金属塩等（例えば、アントラヒドロキノンのジナトリウム塩、１，４−ジヒドロ−９，１０−ジヒドロキシアントラセンのジナトリウム塩）等のヒドロキノン化合物であり、アントロン、アントラノール、メチルアントロン、メチルアントラノール等の前駆体が挙げられる。これら前駆体は蒸解条件下ではキノン化合物又はヒドロキノン化合物に変換する可能性を有している。
【００２８】
蒸解液は、木材チップが針葉樹の場合、対絶乾木材チップ重量当たりの活性アルカリ添加率（ＡＡ）を１６〜２２質量％とすることが好ましい。活性アルカリ添加率を１６質量％未満であるとリグニンやヘミルロースの除去が不十分となり、２２質量％を超えると収率の低下や品質の低下が起こる。ここで活性アルカリ添加率とは、ＮａＯＨとＮａ２Ｓの合計の添加率をＮａ２Ｏの添加率として換算したもので、ＮａＯＨには０．７７５を、Ｎａ２Ｓには０．７９５を乗じることでＮａ２Ｏの添加率に換算できる。また、硫化度は２０〜３５％の範囲が好ましい。硫化度２０％未満の領域においては、脱リグニン性の低下、パルプ粘度の低下、粕率の増加を招く。
【００２９】
クラフト蒸解は、１２０〜１８０℃の温度範囲で行うことが好ましく、１４０〜１６０℃がより好ましい。温度が低すぎると脱リグニン（カッパー価の低下）が不十分である一方、温度が高すぎるとセルロースの重合度（粘度）が低下する。また、本発明における蒸解時間とは、蒸解温度が最高温度に達してから温度が下降し始めるまでの時間であるが、蒸解時間は、６０分以上６００分以下が好ましく、１２０分以上３６０分以下がさらに好ましい。蒸解時間が６０分未満ではパルプ化が進行せず、６００分を超えるとパルプ生産効率が悪化するために好ましくない。
【００３０】
また、本発明におけるクラフト蒸解は、Ｈファクター（Ｈｆ）を指標として、処理温度及び処理時間を設定することができる。Ｈファクターとは、蒸解過程で反応系に与えられた熱の総量を表す目安であり、下記の式によって表わされる。Ｈファクターは、チップと水が混ざった時点から蒸解終了時点まで時間積分することで算出する。Ｈファクターとしては、３００〜２０００が好ましい。
【００３１】
Ｈｆ＝∫exp（43.20−16113／Ｔ）ｄｔ
［式中、Ｔはある時点の絶対温度を表す］
本発明においては、蒸解後得られた未漂白（未晒）パルプは、必要に応じて、種々の処理に供することができる。例えば、クラフト蒸解後に得られた未漂白パルプに対して、漂白処理を行うことができる。
【００３２】
クラフト蒸解で得られたパルプについて、酸素脱リグニン処理を行うことができる。本発明に使用される酸素脱リグニンは、公知の中濃度法あるいは高濃度法がそのまま適用できる。中濃度法の場合はパルプ濃度が８〜１５質量％、高濃度法の場合は２０〜３５質量％で行われることが好ましい。酸素脱リグニンにおけるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを使用することができ、酸素ガスとしては、深冷分離法からの酸素、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）からの酸素、ＶＳＡ（Vacuum Swing Adsorption）からの酸素等が使用できる。
【００３３】
酸素脱リグニン処理の反応条件は、特に限定はないが、酸素圧は３〜９ｋｇ／ｃｍ２、より好ましくは４〜７ｋｇ／ｃｍ２、アルカリ添加率はパルプ絶乾重量当たり０．５〜４質量％、処理温度８０〜１４０℃、処理時間２０〜１８０分、この他の条件は公知のものが適用できる。なお、本発明において、酸素脱リグニン処理は、複数回行ってもよい。また、酸素脱リグニン処理などを施した後のクラフトパルプのカッパー価は５〜１５であることが好ましい。
【００３４】
さらなるカッパー価の低下、白色度の向上を目的とする場合、酸素脱リグニン処理が施されたパルプは、例えば、次いで洗浄工程へ送られ、洗浄後、多段漂白工程へ送られ、多段漂白処理を行うことができる。本発明の多段漂白処理は、特に限定されるものではないが、酸（Ａ）、二酸化塩素（Ｄ）、アルカリ（Ｅ）、酸素（Ｏ）、過酸化水素（Ｐ）、オゾン（Ｚ）、過酸等の公知の漂白剤と漂白助剤を組み合わせるのが好適である。例えば、多段漂白処理の初段は二酸化塩素漂白段（Ｄ）やオゾン漂白段（Ｚ）を用い、二段目にはアルカリ抽出段（Ｅ）や過酸化水素段（Ｐ）、三段目以降には、二酸化塩素や過酸化水素を用いた漂白シーケンスが好適に用いられる。三段目以降の段数も特に限定されるわけではないが、エネルギー効率、生産性等を考慮すると、合計で三段あるいは四段で終了するのが好適である。また、多段漂白処理中にエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）等によるキレート剤処理段を挿入してもよい。
【００３５】
本発明の飼料ペレットは、他の飼料と併せて反芻動物に給与することができる。他の飼料成分としては、粗飼料（例えば牧草）、濃厚飼料（例えばトウモロコシ、麦などの穀類、大豆などの豆類）、ふすま、米糠、おから、蛋白質、脂質、ビタミン、ミネラルなどや添加剤（保存料、着色料、香料等）、等が挙げられる。これらの他の飼料成分はペレット化を行う際に、クラフトパルプに混合させてもよい。
【００３６】
本発明の反芻動物用飼料ペレットは、水分含有率を１５％以下とすることが好ましい。水分含有率を１５％以下とすることで、運搬性が向上し、微生物による腐敗を軽減できる。
【００３７】
ペレット化工程
本発明における反芻動物用飼料ペレットは、公知の方法によってクラフトパルプを含む原料をペレット化することによって製造することができる。
【００３８】
ペレット化は、圧縮成型によって行われ、公知の装置を使用することができる。ペレタイザーは特に限定されないが、例えば、リングダイ式やフラットダイ式のペレタイザーを好適な例として挙げることができる。具体的には、ブリケッター（北川鉄工所製）、リングダイ式ペレタイザー（ＣＰＭ製）、フラットダイ式ペレタイザー（ダルトン製）等が望ましい。
【００３９】
ペレットの形状やサイズは特に制限されないが、例えば、ペレットの直径を３〜１０ｍｍとすることが好ましい。ペレットの長さは、例えば、１〜２００ｍｍとすることが好ましく、４〜８０ｍｍとしてもよい。
【００４０】
本発明におけるペレタイザーによる処理条件としては、特に限定されるものではないが、ダイスの有効孔長としては、例えば５ｍｍ以上、好ましくは１５ｍｍ以上、さらに好ましくは２５ｍｍ以上である。また、ペレタイザーでのペレット化処理に先立って、必要に応じて、パドルミキサーなどの公知の混合、攪拌装置やミストスプレーなどの公知の水分調整装置を用いて、クラフトパルプに予備処理を施すことも可能である。
【００４１】
ペレット化する前のクラフトパルプの含水率は３５質量％以下とすることができ、１０〜３５質量％が好ましい。このような含水率であるとペレット化し易く、ペレット成型の際の熱によってパルプの乾燥を同時に図ることができ効率的である。
【００４２】
殺菌工程
本発明の反芻動物用飼料の製造方法は、ペレット化されたクラフトパルプを昇温速度５℃／秒以上２００℃／秒以下で加熱処理する殺菌工程を有する。
【００４３】
本発明における、昇温速度５℃／秒以上２００℃／秒以下で加熱処理する殺菌工程としては特に限定されるものではない。例えば、ブリケッターやペレタイザーを用いて、クラフトパルプをペレット化する工程とペレット化されたクラフトパルプを加熱処理して殺菌する工程を同時に行うことができる。このうち、ペレタイザーを用いることが好ましい。ペレタイザーが好適に利用できるメカニズムは明らかではないが、高圧下でクラフトパルプを小径のダイスの穴に圧密させ、動力による圧力エネルギーが摩擦力を通じて熱エネルギーに変化され、ダイス全体が昇温するとともに、形成されたペレット温度が瞬時に上昇するものと考えられる。
【００４４】
本発明の殺菌工程における、昇温速度は５℃／秒以上２００℃／秒以下であり、２０℃／秒以上２００℃／秒以下が好ましく、５０℃／秒以上２００℃／秒以下がより好ましい。これらの範囲であれば、十分な殺菌効果が得られ、経時的な腐敗や異臭発生が抑制される。
【００４５】
昇温速度を５℃／秒以上２００℃／秒以下とする発明の殺菌工程を、ペレタイザーを用いて実施する場合の昇温速度を導く手順について以下に説明する。
【００４６】
ペレタイザーは、クラフトパルプがダイス孔で圧密されつつ通過し、その際、動力から変換された圧力エネルギーが摩擦力を通じて熱エネルギーに変化され、ダイス孔の出口から開放されるまでに形成されたペレット温度が瞬時に上昇する。本発明ではこの瞬時のペレット温度上昇を殺菌に利用するものである。
【００４７】
ペレタイザーの能力に係る本質的な因子としては、モーター容量（ｋＷ）、処理量（ｋｇ／ｈｒ）、均質圧力（ＭＰａ）、ダイス孔直径（ｍｍ）、ダイス孔有効長（ｍｍ）、その他、ダイス板圧やダイス孔形状、等がある。
【００４８】
ダイス孔有効長Ｌ（ｍｍ）のダイス孔内を通過するクラフトパルプのダイス孔壁面での摩擦によるダイス孔１ｍ当りの圧力損失△ｐ／Ｌ(ＭＰａ／ｍ)は、Fanningの式から式１で表される。なお、以下、ｆは管摩擦係数であり、Blasiusの式にて管摩擦係数ｆは、乱流域（Ｒｅ≦１×１０５）においてレイノルズ数Ｒｅとの間でｆ＝０．０７９１Ｒｅ−０．２５の実験式が提案されている。ペレタイザーにおいて、クラフトパルプがダイス孔を通過する際の流動状態は十分に乱流域にあり、式１では管摩擦係数ｆの算出において便宜上Ｒｅ＝１×１０５とし、管摩擦係数ｆ＝０．００４を得た。また、以下、クラフトパルプの密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、クラフトパルプのダイス孔の平均速度をｕａ（ｍ／ｓｅｃ.）、ダイス孔直径をｄ（ｍｍ）と表記する。
△ｐ／Ｌ＝４ｆ×ρ×ｕａ２／（２（ｄ×１０００）×１×１０６）  （式１）
【００４９】
また、ペレタイザーの能力に係る重要な因子として、ダイス板圧やダイス孔形状などがあり、前記ダイス孔の摩擦抵抗に加えて、これら因子はダイス孔諸抵抗損失として見積もる必要があるが、これらはペレタイザー設計上のノウハウとして秘匿される場合やその定量化が困難である場合が多く、以下の通り、これらを包括的ダイス孔長ＬＸ（ｍ）と定義する。
【００５０】
このとき、包括的ダイス孔長ＬＸ（ｍ）は、前記１ｍ当りの圧力損失△ｐ／Ｌ、均質圧力（処理圧）Ｐｈから、式２にて導くことができる。
ＬＸ＝Ｐｈ／（△ｐ／Ｌ）  （式２）
【００５１】
次いで、ダイス孔内での滞留時間ｔ（ｓｅｃ.）は、本発明で定義した包括的ダイス孔長ＬＸ（ｍ）とクラフトパルプのダイス孔の通過速度ｕａ（ｍ／ｓｅｃ.）から、式３にて導くことができる。なお、前記通過速度ｕａは、ダイス孔１つ当たりの処理量をＱ（ｋｇ／ｈｒ）、密度ρ（ｋｇ／ｍ３）、ダイス孔直径ｄ（ｍｍ）、円周率πを用いて、式４から計算できる。
ｔ＝ＬＸ／ｕａ  （式３）
ｕａ＝（Ｑ／ρ／３６００）／（（ｄ／２）２×π）  （式４）
【００５２】
即ち、式２〜式４から、ダイス孔内での滞留時間ｔ（ｓｅｃ.）は、以下の如く導くことができる。
ｔ＝ＬＸ×（ｄ／２）２×π／（Ｑ／ρ／３６００）  （式５）
【００５３】
また、本発明の殺菌工程における昇温速度（℃／ｓｅｃ.）を定義するに当って、任意の流体の上昇温度ΔＴ（℃）は、ペレタイザーの均質圧力Ｐ（ＭＰａ）、比熱Ｃ（Ｊ／ｇ・Ｋ）、密度ρ（ｋｇ／ｍ３）から、式６にて導くことができる。
ΔＴ＝Ｐ／（Ｃ×ρ／１０００）  （式６）
【００５４】
式５から得られたダイス孔内での滞留時間ｔ（ｓｅｃ.）、並びに、式６から得られた任意のクラフトパルプの上昇温度ΔＴ（℃）から、式７にて、任意のペレタイザーにて、任意の温度のクラフトパルプの均質処理を行う際の昇温温度ｓ（℃／ｓｅｃ.）を導くことができる。
昇温速度ｓ（℃／ｓｅｃ.）＝ΔＴ／ｔ  （式７）
【００５５】
但し、クラフトパルプの比熱はＪＩＳ  Ｋ７１２３、比重はＪＩＳ  Ｚ７３０２−９、絶乾率（水分、固形分濃度）はＪＩＳ  Ｐ８２０３にて測定する。また、前記物性値において、本発明において、実際の処理温度に対応する物性値（文献値）が見出せない場合には、既存データからの推定値、或いは、四捨五入による近似値を採用することは許容される。例えば、ペレタイザーの入口温度は２７℃である場合に、近似値として３０℃の物性値を使用する。また、クラフトパルプに１０重量％未満の他の飼料原料が含まれる場合、例えば、全量クラフトパルプが処理されたものとする。
【００５６】
以上まとめると、昇温速度ｓは以下のように表される。
ｓ（℃／ｓｅｃ.）＝ΔＴ／ｔ    （式７）
ΔＴはクラフトパルプの上昇温度であり下記式６で、ｔはダイス孔内での滞留時間であり下記式５で表される。
ΔＴ＝Ｐ／（Ｃ×ρ／１０００）  （式６）
Ｐ（ＭＰａ）はペレタイザーの均質圧力、Ｃ（Ｊ／ｇ・Ｋ）はクラフトパルプの比熱、ρ（ｋｇ／ｍ３）はクラフトパルプの密度である。
ｔ＝ＬＸ×（ｄ／２）２×π／（Ｑ／ρ／３６００）  （式５）
ＬＸ（ｍ）は包括的ダイス孔長、ｄ（ｍｍ）はダイス孔直径、πは円周率、Ｑ（ｋｇ／ｈｒ）はダイス孔１つ当たりの処理量、ρ（ｋｇ／ｍ３）はクラフトパルプの密度であり、Ｌｘは下記式２で表される。
ＬＸ＝Ｐｈ／（△ｐ／Ｌ）  （式２）
Ｐｈは均質圧力（処理圧）、△ｐ／Ｌはダイス孔１ｍ当りの圧力損失であり下記式１で表される。
△ｐ／Ｌ＝４ｆ×ρ×ｕａ２／（２（ｄ×１０００）×１×１０６）  （式１）
ｆは管摩擦係数、ｕａ（ｍ／ｓｅｃ.）はダイス孔を通過するクラフトパルプの平均速度である。
【００５７】
本発明の殺菌工程における圧力としては、下限は０．８ＭＰａ以上が好ましく、１５ＭＰａ以上がより好ましく２５ＭＰａ以上がさらに好ましい。上限は、２００ＭＰａ以下が好ましい。これらの範囲であれば、十分な殺菌効果が得られ、経時的な腐敗や異臭発生を抑制できる。これらの圧力を加える装置としては、特に限定されないが、例えば、ペレタイザーを用いることができる。ペレタイザーの押出圧は通常測定することができないが、ペレットの断面積、つまり、ダイスの孔の１つ当たりの開口面積と、プレスロースの自重及びプレスロール固定時の締め付けによる加重から計算することができる。すなわち、圧力Ｐ（ＭＰａ）、ペレット断面積Ｓ（ｍ２）、プレスロールの重量および締め付け加重Ｆ（ｋｇｆ）から、式８にて表すことができる。
【００５８】
Ｐ＝Ｆ×９．８０６６５／Ｓ／１０６  （式８）
殺菌工程にペレタイザーを用いた場合の温度条件としては、開始の際、クラフトパルプの温度が０℃以上であることが好ましく、１５℃以上であることがより好ましい。また、加熱処理後の温度は８０℃以下であることが好ましい。１０℃以上であれば、殺菌処理が十分にでき好ましい。８０℃以上であると処理後にペレットの表層に焦げ等が発生する可能性があり好ましくない。
【００５９】
殺菌工程にペレタイザーを用いた場合、ペレタイザー処理後のペレットの温度が外気温を上回る場合には適宜冷却を行うことが好ましい。
【００６０】
なお、本発明において殺菌を目的として使用するペレタイザーは、ペレット化処理工程で用いられるペレタイザーと同一でもよく、また、前工程のペレット化処理と殺菌処理とを非連続的に実施しても、連続的に実施してもよい。連続的に実施する場合は、殺菌工程に供されるクラフトパルプの温度を１０℃以上の温度とすることが好ましい。
【００６１】
本発明の反芻動物用飼料ペレットは、反芻動物に給与されるものであり、長期保存可能な飼料は乳牛などを取り扱う酪農家等にとって好ましく、動物の健康に影響を与え得る防腐剤や抗菌剤、制菌剤などを使用することなく殺菌することができるので、細菌及びこうした薬剤に十分な耐性がない子牛や出産直後の牛などにも好適に用いることができる。
【実施例】
【００６２】
以下に実験例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実験例によって何ら限定されるものではない。なお、本明細書において、濃度や％は特に断らない限り質量基準であり、数値範囲はその端点を含むものとして記載される。
【００６３】
［実施例１｝
半径（Φ）が９．５ｍｍ〜２５．４ｍｍのユーカリ材チップ（絶乾３００ｇ相当）を耐圧釜に入れ、活性アルカリ添加率１４％、硫化度２５％、Ｈファクター８３０、液比２．５の条件にてクラフト蒸解を行って広葉樹未晒クラフトパルプ（カッパー価：１７．６、ＩＳＯ白色度：３６．４％）を得た。
この広葉樹未晒クラフトパルプを水道水で洗浄し、濃度１０％に調整後、酸素添加率２．１％（絶乾パルプ重量当たり）、水酸化ナトリウム１．４％（絶乾パルプ重量当たり）、１００℃、６０分にて酸素脱リグニン処理を行い、広葉樹酸素脱リグニンクラフトパルプ（ＬＯＫＰ、カッパー価：１１．１、ＩＳＯ白色度：５４．７％）を得た。
次いで、ＬＯＫＰを遠心脱水機（ＹＳ−７ＳＳＡ、岩月機械製作所製）によって水分率３０重量％となるまで脱水した後、リングダイ式小型ペレタイザー（カリフォルニアペレットミル製、モーター容量３０ｋｗ）でΦ６ｍｍ、有効厚３５ｍｍのダイにて処理して、飼料ペレットを製造するとともに、殺菌工程に処した。プレスロールの重量および締め付け加重の合計は２００ｋｇｆ、ダイスの孔１つ当たりの処理量は０．５ｋｇ／ｈｒで、ペレット化及び殺菌工程前後のペレタイザー入口及び出口における材の温度はそれぞれ、３０℃、８８．５℃であった。また、前記計算式によって算出される昇温速度は１５．０７℃／ｓｅｃ．であった。
【００６４】
［実施例２｝
ペレット化及び殺菌工程において、ダイスの孔１つ当たりの処理量を１．０ｋｇ／ｈｒとした以外は、上記実施例１と同様の操作にて飼料ペレットを得た。また、この時のペレット化及び殺菌工程前後のペレタイザー入口及び出口における材の温度はそれぞれ、０℃、５８．２℃であった。また、前記計算式によって算出される昇温速度は２９．９７℃／ｓｅｃ．であった。
【００６５】
［実施例３］
ペレット化及び殺菌工程において、プレスロールの重量および締め付け加重を３３０ｋｇｆ、ダイスの孔１つ当たりの処理量を４．０ｋｇ／ｈｒとした以外は、上記実施例１と同様の操作にて飼料ペレットを得た。また、この時のペレット化及び殺菌工程前後のペレタイザー入口及び出口における材の温度はそれぞれ、０℃、９６．０℃であった。また、前記計算式によって算出される昇温速度は１９７．７９℃／ｓｅｃ．であった。
【００６６】
［比較例１］
上記実施例１において、殺菌工程のペレタイザーのプレスロールの重量および締め付け加重を２０ｋｇｆとした以外は、上記実施例１と同様の操作にて飼料ペレットを得た。なお、ペレット化工程終了時のペレタイザー出口におけるペレットの温度は３５．８℃であった。また、前記計算式によって算出される昇温速度は１．５０７℃／ｓｅｃ．であった。
【００６７】
［比較例２］
上記実施例１において、殺菌工程のペレタイザーのプレスロールの重量および締め付け加重を４００ｋｇｆとした以外は、上記実施例１と同様の操作にて飼料ペレットを得た。なお、ペレット化工程終了時のペレタイザー出口におけるペレットの温度は１１６．８℃で、ペレット表面が焦げて黒変した。また、前記計算式によって算出される昇温速度は２３９．７５℃／ｓｅｃ．であった。
【００６８】
［比較例３］
上記実施例１において、ペレット化工程および殺菌工程を省略して所定の工程を終了した以外は、上記実施例１と同様の操作にて３０重量％となるまで脱水したＬＯＫＰを得た。
【００６９】
［比較例４］
配合飼料として、ＴＭＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｍｉｘｅｄ  Ｒａｔｉｏｎ）飼料を各種試験に用いた。
【００７０】
［比較例５］
粗飼料として、バミューダグラス乾草（タケダ社製、バミューダヘイベール、米国産）を各種試験に用いた。
【００７１】
＜昇温速度＞
前記記載の方法により算出した。条件および結果を表１に示す。ここで、パルプの比熱ＣはＪＩＳ  Ｋ７１２３に準じて測定した。パルプの密度ρはＪＩＳ  Ｋ２１５１  ６かさ密度試験方法に準じて測定した。
【００７２】
【表１】
2018113931.tif 000002
【００７３】
＜一般細菌数試験法＞
一般細菌数についてはＪＩＳ  Ｋ０１０１に準拠して測定し、飼料ペレット試料１ｇ中の細菌数として計測した。
更に、実施例、比較例で得られた製造直後の飼料ペレットを１Ｌのねじ口ガラス瓶に５００ｇずつ取り分け、フタをして３０℃、９０日間放置した後、各サンプルについて、上記一般細菌数試験に供した。
【００７４】
【表２】
2018113931.tif 000003
【００７５】
表２より、実施例１〜３の飼料ペレットは、細菌数の増加が抑制されており、経時的な腐敗を抑制されていることがわかる。一方、殺菌工程が不十分であった比較例１や殺菌工程を経なかった比較例３は細菌が観測され、経時的に増大したことがわかる。また、殺菌工程で過剰な温度にさらされた比較例２は焦げにより外観を損なっている。
【００７６】
＜給与試験（ｉｎｓｉｔｕ消化試験）＞
ルーメン内における消化性を、ｉｎ  ｓｉｔｕ法で測定した（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆＤａｉｒｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  ｖｏｌ．  ７１，  ｐａｇｅｓ  ２０５１−２０６９，  １９８８，  Ｊａｍｅｓ Ｅ．  Ｎｏｃｅｋ）。
供試動物（牛）のルーメン内に、サンプル５ｇ（風乾重）を秤量したポリエステルバッグ（＃Ｒ１０２０、ポリエステル、１０ｃｍ×２０ｃｍ、平均孔径５０±１５μｍ、ＡＮＫＯＭ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐ．、Ｆａｉｒｐｏｒｔ、ＮＹ、ＵＳＡ）を投入した。投入後、２時間、４時間、８時間、２４時間、４８時間、７２時間、９６時間の時点でルーメン内からポリエステルバッグを取り出し、水で洗浄し、６０℃で乾物恒量を求め、消化率を算出した。また、ルーメン内には投入せず、水で洗浄しただけの飼料の入ったポリエステルバッグを、分解時間０時間の試料とした。
各試料の測定は、実施日を異ならせて３連で行った。表３に経過時間と消化率の試験結果を示す。
【００７７】
【表３】
2018113931.tif 000004
【００７８】
表３より、実施例１〜４の飼料ペレットは、消化速度は比較例４、５に比べて低いが、４８時間以降は高い消化率を示した。従って、濃厚飼料や牧草に比較して最終的な消化率は高いものの消化速度が遅いことからルーメンアシドーシスの予防の効果があると思われる。