(57)【要約】  食品又は動物加工処理廃水から獣脂を回収する方法は、凝集剤を廃水に添加して廃水中の浮遊している脂肪、油及びグリース粒子を凝集させ、固体廃棄物を廃水から分離し、固体廃棄物を加工処理して獣脂を回収することを含む。凝集剤はポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーを含む。食品又は動物加工処理廃水から脂肪、油及びグリースを分離する加工処理方法も提供される。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品又は動物加工処理廃水から獣脂を回収する方法であって、凝集剤を廃水に添加して廃水中の浮遊している脂肪、油及びグリース粒子を凝集させ、固体廃棄物を廃水から分離し、固体廃棄物を加工処理して獣脂を回収することを含んでなり、前記凝集剤がポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーを含む、方法。
【請求項２】
凝集剤がカチオン性アクリルアミドコポリマー、アニオン性アクリルアミドコポリマー又は非イオン性アクリルアミドコポリマーである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーが、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ−Ｎ−メチロールアクリルアミド、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドポリマー、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドポリマー及びジメチルアミノプロピルアクリルアミドポリマー、アクリルアミド／ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートメチルクロリド第四コポリマー、アクリルアミド／アクリル酸コポリマー、アクリルアミド／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸コポリマー並びに２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド／アクリルアミドコポリマーからなる群から選択される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
アクリルアミドコポリマーが、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリルアミドプロピルスルホネート、アクリルアミド、又はこれらの混合物を含有するアクリル酸コポリマーである、請求項１記載の方法。
【請求項５】
アクリルアミドコポリマーが、ジメチルアミノエチルメタアクリレート、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリルアミドプロピルスルホネート、又はこれらの混合物を含有するアクリルアミドコポリマーである、請求項１記載の方法。
【請求項６】
アクリルアミドコポリマー中のコモノマーとアクリルアミドのモル比が約１：９９〜約９９：１である、請求項２記載の方法。
【請求項７】
ポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーが約５００〜約２００００００の数平均分子量を有する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
凝集剤を廃水に注入する、請求項１記載の方法。
【請求項９】
凝集剤を浄化器、閉じ込め空気浮上分離システム又は溶解気泡浮上分離システムで廃水に添加する、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
廃水のｐＨ値を調節することなく凝集剤を廃水に添加する、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
凝集剤を約１体積ｐｐｍ〜約３０体積ｐｐｍの量で廃水に添加する、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
固体廃棄物を沈殿させることにより廃水から分離する、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
固体廃棄物を浄化器又は浮上分離装置で廃水から分離する、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
浮上分離装置が溶解気泡浮上分離装置又は閉じ込め空気浮上分離装置である、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
固体廃棄物を加熱することにより加工処理する、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
固体廃棄物を約７０℃〜約９５℃の範囲の温度に加熱する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
獣脂を固体廃棄物から単離する、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
固体廃棄物を遠心分離機で獣脂相を含めて少なくとも２つの相に分離し、獣脂相を除去する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
食品又は動物加工処理廃水から脂肪、油及びグリースを固相に回収する方法であって、約１体積ｐｐｍ〜約３０体積ｐｐｍの凝集剤を廃水に添加して廃水中の浮遊している脂肪、油及びグリース粒子を凝集させ、固体廃棄物を廃水から分離することを含んでなり、前記凝集剤がポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーを含む、方法。
【請求項２０】
凝集剤がカチオン性アクリルアミドコポリマー、アニオン性アクリルアミドコポリマー又は非イオン性アクリルアミドコポリマーである、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
ポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーが、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ−Ｎ−メチロールアクリルアミド、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドポリマー、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドポリマー、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドポリマー、アクリルアミド／ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートメチルクロリド第四コポリマー、アクリルアミド／アクリル酸コポリマー、アクリルアミド／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸コポリマー及び２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド／アクリルアミドコポリマーからなる群から選択される、請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
アクリルアミドコポリマーが、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリルアミドプロピルスルホネート、アクリルアミド、又はこれらの混合物を含有するアクリル酸コポリマーである、請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
アクリルアミドコポリマーが、ジメチルアミノエチルメタアクリレート、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリルアミドプロピルスルホネート、又はこれらの混合物を含有するアクリルアミドコポリマーである、請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
ポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーが約５００〜約２００００００の数平均分子量を有する、請求項１９記載の方法。
【請求項２５】
凝集剤を廃水に注入する、請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
凝集剤を浄化器、閉じ込め空気浮上分離システム又は溶解気泡浮上分離システムで廃水に添加する、請求項１９記載の方法。
【請求項２７】
廃水のｐＨ値を調節することなく凝集剤を廃水に添加する、請求項１９記載の方法。
【請求項２８】
固体廃棄物を沈殿させることにより廃水から分離する、請求項１９記載の方法。
【請求項２９】
固体廃棄物を浄化器又は浮上分離装置で廃水から分離する、請求項１９記載の方法。
【請求項３０】
浮上分離装置が溶解気泡浮上分離装置又は閉じ込め空気浮上分離装置である、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に獣脂の回収に関し、より詳細には、食品又は動物加工処理廃水からの脂肪、油及びグリースの除去並びに獣脂の回収に関する。
【背景技術】
【０００２】
獣脂（タロウ）は、動物飼料において、またバイオディーゼルのようなバイオ燃料、オレオケミカル（油脂化学）及び医薬品の生産のための供給原料として重要な原料であり、動物又は植物に由来する脂肪、油及びグリース（獣脂・脂）を脂肪を精製することにより得ることができる。食品又は動物加工処理プラントからの廃水は動物の脂肪、油及びグリースを含有しており、廃水を浄化するためにこれらを除去しなければならない。
【０００３】
廃水を浄化するための伝統的な処理では、浄化器又は溶解気泡浮上分離若しくは閉じ込め空気浮上分離装置のような浮上分離装置を使用して、脂肪、油及びグリースを含む浮遊する固体粒子を、処理装置内で浮き上がるか又は沈み込む固相中に分離する。この固相はそのまま使用してもよいし、又はｔｒｉｃａｎｔｅｒ遠心分離機又は煮沸(cooking)プロセスなどでさらに処理して獣脂を分離してもよい。
【０００４】
脂肪、油及びグリースと廃水は分離するのが困難なエマルションを形成し得るので、前記固相を廃水から分離するのを補助するために乳化を破壊する凝固剤及び凝集剤を使用することが多い。伝統的に用いられている解乳処理剤は、所望の分離に作用させるために高用量レベルで使用されるアルミニウム又は鉄の金属塩のような無機物質を含有し得る。これらの処理剤は環境に対して有害であり得、脂肪、油及びグリース中に残留金属及び生成物が残り得る。これらの処理添加剤は獣脂及びバイオディーゼルの生産において汚染物質の原因となる可能性があり、バイオディーゼル反応器、ディーゼルエンジン及び全般的な獣脂品質にとって有害である。また、伝統的に使用されている解乳処理では、処理に適したアルカリ度又は酸性度を得るために廃水のｐＨ調節が必要であることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７３４４６４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
所望の獣脂品質特性を維持しながら、食品又は動物加工処理廃水から脂肪、油及びグリースを除去し、獣脂を回収するための改良された環境に優しいプロセスが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態では、食品又は動物加工処理廃水から獣脂を回収する方法は、廃水に凝集剤を添加して廃水中の浮遊している脂肪、油及びグリース粒子を凝集させ、固体廃棄物を廃水から分離し、固体廃棄物を加工処理して獣脂を回収することを含んでおり、前記凝集剤はポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーを含む。
【０００８】
別の実施形態では、食品又は動物加工処理廃水から固相中の脂肪、油及びグリースを回収する方法は、約１体積ｐｐｍ（百万分率）〜約３０体積ｐｐｍの凝集剤を廃水に添加して廃水中の浮遊している脂肪、油及びグリース粒子を凝集させ、固体廃棄物を廃水から分離することを含んでおり、前記凝集剤はポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーを含む。
【発明の効果】
【０００９】
様々な実施形態では、汚染性の無機物質を添加することなく、また処理される廃水のｐＨ調節をする必要なく、動物飼料としてＧＲＡＳの（一般に安全と認識される）処理及びレベルで、食品及び動物加工処理廃水からの脂肪、油及びグリースの除去及び獣脂の回収が増強される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
単数形態は、前後関係から明らかに他の意味が示されない限り複数の場合を包含する。同一の特性に関連する全ての範囲の終点は独立して組合せ可能であり、記載されている終点を含む。文献は全て援用により本明細書の内容の一部をなす。
【００１１】
量に関連して使用される修飾語「約」は記載されている値を含み、状況により決定される意味を有する（例えば、特定の量の測定に伴う許容範囲を含む）。
【００１２】
「任意の」又は「場合により」とは、続いて記載されている事象若しくは状況が起こっても起こらなくてもよく、又はその後に特定されている物質が存在しても存在しなくてもよいことを意味し、また、その記載は、その事象若しくは状況が起こるか又はその物質が存在する場合と、その事象若しくは状況が起こらないか又はその物質が存在しない場合とを包含することを意味する。
【００１３】
一実施形態では、食品又は動物加工処理廃水から獣脂を回収する方法は、凝集剤を廃水に添加して廃水中の浮遊している脂肪、油及びグリース粒子を凝集させ、固体廃棄物を廃水から分離し、固体廃棄物を加工処理して獣脂を回収することを含んでおり、前記凝集剤はポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーを含む。
【００１４】
食品又は動物加工処理廃水は、食肉処理場廃水並びにレストラン及びその他の食品産業からの廃水のような、食品加工処理産業又は動物加工処理産業から排出されるあらゆる種類の廃水である。食品又は動物加工処理廃水は牛、豚、羊及び家禽のような動物に由来する脂肪、油及びグリースを含んでいる。この廃水はまた沈殿し得る及び沈殿し得ない固体並びに蛋白質性物質も含有し得る。
【００１５】
凝集剤を食品又は動物加工処理廃水に加えて、浮遊している脂肪、油及びグリース粒子を凝集させる。凝集剤は、脂肪、油及びグリース粒子を廃水中に存在する他の固体から選択的に凝集させることにより、廃水から分離される脂肪、油及びグリース粒子の量を増大させる。
【００１６】
凝集剤にはポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーが包含される。一実施形態では、ポリアクリルアミドはホモポリマーである。別の実施形態では、凝集剤はカチオン性アクリルアミドコポリマー、アニオン性アクリルアミドコポリマー又は非イオン性アクリルアミドコポリマーであり得る。ポリアクリルアミドとしては、特に限定されないが、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ−Ｎ−メチロールアクリルアミド、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドポリマー、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドポリマー又はジメチルアミノプロピルアクリルアミドポリマーがある。アルキル基はメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル又はヘキシルでよい。
【００１７】
アクリルアミドコポリマーとしては、特に限定されないが、アクリルアミド／ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートメチルクロリド第四コポリマー、アクリルアミド／アクリル酸コポリマー、アクリルアミド／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸コポリマー、２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド／アクリルアミドコポリマー、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリルアミドプロピルスルホネート、アクリルアミド、若しくはこれらの混合物を含有するアクリル酸コポリマー、又はジメチルアミノエチルメタアクリレート、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリルアミドプロピルスルホネート若しくはこれらの混合物を含有するアクリルアミドコポリマーがある。
【００１８】
アクリルアミドコポリマー中のコモノマーとアクリルアミドモノマーのモル比はいかなる量でもよい。一実施形態では、アクリルアミドコポリマー中のコモノマーとアクリルアミドのモル比は約１：９９〜約９９：１の範囲であることができる。別の実施形態では、コモノマーとアクリルアミドのモル比は約２０：８０〜約９９：１である。もう１つ別の実施形態では、この比は約４０：６０〜約８０：２０である。
【００１９】
ポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーの分子量は決定的なものではないが、水に可溶性又は分散可能でなければならない。一実施形態では、数平均分子量は約５００〜約２００００００である。別の実施形態では、数平均分子量は約５０００〜約２０００００である。
【００２０】
ポリアクリレート及びアクリルアミドコポリマーは市販されているか、又は米国特許第５７３０９０５号（援用により本明細書の内容の一部をなす）に開示されているような慣用の方法で作成することができる。
【００２１】
凝集剤は任意の慣用法で廃水に添加され、廃水中に容易に分散する。一実施形態では、凝集剤は廃水に注入される。凝集剤はそのままで又は水溶液として連続的又は断続的に廃水に添加され得る。別の実施形態では、凝集剤は浄化器、閉じ込め空気浮上分離システム又は溶解気泡浮上分離システムのような従来の廃水処理装置で廃水に添加される。
【００２２】
凝集剤は広範囲のｐＨ値で作用し、廃水のｐＨの調節は必要ない。一実施形態では、凝集剤は廃水のｐＨ値を調節することなく廃水に添加される。
【００２３】
凝集剤は廃水中の浮遊している脂肪、油及びグリースを凝集させるのに有効であって、動物飼料として環境的に許容できるレベルのＧＲＡＳレベルであるいかなる量で添加してもよい。実際の用量は処理される廃水の特性に依存する。一実施形態では、凝集剤は約１体積ｐｐｍ〜約３０体積ｐｐｍの量で廃水に添加される。別の実施形態では、凝集剤は約５体積ｐｐｍ〜約２５体積ｐｐｍの量で廃水に添加される。もう１つ別の実施形態では、凝集剤は約１０体積ｐｐｍ〜約２０体積ｐｐｍの量で廃水に添加される。
【００２４】
廃水中の固体廃棄物は廃水から固相中に分離され、除去される。固相はあらゆる慣用法で分離することができる。一実施形態では、固相は沈殿により廃水から分離される。浄化器のような従来の処理装置、又は気泡浮上分離若しくは閉じ込め空気浮上分離装置のような浮上分離装置を使用して固相を廃水から分離することができる。
【００２５】
脂肪、油及びグリースを含有する固体粒子は固相中に沈殿し、固相と共に廃水から除去される。脂肪、油及びグリースの凝集した粒子も固相中に沈殿し、固相と共に廃水から除去される。
【００２６】
廃水から除去された固体廃棄物を加工処理して獣脂を回収してもよい。用語「獣脂」は、一般に、羊、子羊、家禽、牛肉及び豚肉のような動物由来の精製された脂肪、油及びグリースを含めて使用され、明確に脂肪を精製された豚肉の脂肪、油及びグリースを指す用語「ラード」を包含する。
【００２７】
一実施形態では、固体廃棄物を加熱して獣脂成分を液化する。一実施形態では、固体廃棄物は約７０℃〜約９５℃の範囲の温度に加熱される。別の実施形態では、固体廃棄物は蒸気により約７０℃〜約９５℃の範囲の温度に加熱される。もう１つ別の実施形態では、固体廃棄物は煮沸器(cooker)で加熱される。
【００２８】
別の実施形態では、獣脂を固体廃棄物から単離する。一実施形態では、加熱された固体廃棄物を遠心分離機で３つの相、すなわち粘着性の(stick)水、獣脂及び固体に分離する。遠心分離機はいかなる種類の慣用の遠心分離機又はｔｒｉｃａｎｔｅｒであってもよい。
【００２９】
もう１つ別の実施形態では、食品又は動物加工処理廃水から脂肪、油及びグリースを固相に回収する方法は、約１体積ｐｐｍ〜約３０体積ｐｐｍの凝集剤を廃水に添加して廃水中の浮遊している脂肪、油及びグリース粒子を凝集させ、固体廃棄物を廃水から分離することを含んでおり、前記凝集剤はポリアクリルアミド又はアクリルアミドコポリマーを含む。このポリアクリルアミド及びアクリルアミドコポリマーは上記のものである。
【実施例】
【００３０】
当業者が本開示をより良好に実施することができるように、例示のためであり限定するものではない以下の実施例を挙げる。
【００３１】
実施例１
牛肉処理施設由来の廃水からの浮遊脂肪、油及びグリース（ＦＯＧ）除去率を測定するためにＦＯＧ試験を実施した。ＦＯＧ試験は、Ｈｅｘａｎｅ  Ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ  ＨＥＭ  Ｏｉｌ  ＆  Ｇｒｅａｓｅ  Ｔｅｓｔ  ＥＰＡ法１６６４  ＨＥＭに従って行った。
【００３２】
凝集剤として６０／４０  ２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド／アクリルアミドコポリマー（ＧＥ  Ｗａｔｅｒ  ＆  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからＦｏｏｄＰｒｏ  ＳＡ９６９２として市販されている）を、溶解気泡浮上分離（ＤＡＦ）装置を通って流れる廃水に加えた。表１に、実施例１及び未処理の廃水試料であるＣＥ−１の結果を示す。
【００３３】
【表１】
2011529525.tif 000002
【００３４】
実施例１は、廃水からのＦＯＧの増大した除去率を示している。処理用量はＧＲＡＳレベルであり、ＤＡＦから非常に清浄な流出液が得られる。
【００３５】
実施例２
ＣＥ−１試料及び実施例１の試料で浮き上がった固相をフルスケールｔｒｉｃａｎｔｅｒ遠心分離機で遠心分離した。ＤＡＦ装置からの固相は暖かかったのでさらに加熱はしなかった。
【００３６】
遠心分離処理により、固相が３つの異なる層、すなわち獣脂、水及び固体に分離した。獣脂品質を３つのパラメーター、すなわち湿気、遊離脂肪酸及び不ケン化物について測定した。試験はＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｏｉｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔ  Ｓｏｃｉｅｔｙの試験方法に従っておこなった。すなわち、湿気はＭｅｔｈｏｄ  ＡＯＣＳ  Ｃａ  ３Ｂ−３８で、遊離脂肪酸はＡＳＴＭ  Ｄ  １９８０  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ａｃｉｄ  Ｖａｌｕｅ  ｏｆ  Ｆａｔｔｙ  Ａｃｉｄｓ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ  Ｆａｔｔｙ  Ａｃｉｄｓで、不ケン化物はＭｅｔｈｏｄ  ＡＯＣＳ  Ｃａ  ６Ａ−４０であった。データを表２に示す。
【００３７】
【表２】
2011529525.tif 000003
【００３８】
表２は、実施例１の獣脂の品質がＣＥ−１の獣脂の品質より改良されていることを示している（不ケン化物、湿気及び遊離脂肪酸に対する低い数が改良された品質を示す）。
【００３９】
例示の目的で典型的な実施形態を記載したが、以上の説明は本発明の範囲を限定するものではない。従って、本発明の思想と範囲から逸脱することなく様々な修正、適合及び変更が当業者には自明であろう。
【国際調査報告】
2011529525.tif 000004