(57)【要約】【課題】本願発明は、３Ｒ（Ｒｅｕｓｅ再使用，Ｒｅｄｕｃｅ減量，Ｒｅｃｙｃｌｅ再利用）を実現する、小規模の酒造工場内に設備できる密閉循環系の固液分離処理する方法、処理装置並びに固液分離システムを提供することを目的とする。【解決手段】光合成細菌希釈した光合成細菌処理水と酒類粕とを同時混合し又は同時撹拌し、５分間以内で凝集分離させ、配送管を通して直接連続遠心分離装置であるスクリュウデカンタ形遠心分離機及び／又は自動排出型遠心分離機に得られた凝集分離液を配送し、凝集分離液を固形物と清澄分離液とに固液分離し、清澄分離液を紫外線照射により、紫外線に強い光合成細菌を残存し、その他の微生物を殺菌し、残存する光合成細菌を増殖培養し、これを再利用する酒類粕の密閉循環系固液分離システムである。【選択図】図１
2008290049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
菌体数１０の４乗〜１０の１３乗個／ｍＬの光合成細菌を用いて酒類粕を固形物と分離液とに固液分離する酒類粕の固液分離方法において、
培養した光合成細菌（１０の６乗〜１０の１３乗個／ｍＬ）を水で希釈し、希釈して得た光合成細菌処理水（１０の４乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）に対して粗取りフィルターした酒類粕（７５ｖｏｌ％以下１０ｖｏｌ％以上）を、密閉型同時混合機を用いて同時混合し若しくは同時攪拌しながら、５分間以内に凝集分離を生じせしめる同時混合工程と、
得られた凝集分離液を連続遠心分離装置に直接に配送し、凝集分離液を固形物と清澄分離液とに固液分離する連続固液分離工程と、
得られた清澄分離液中の光合成細菌以外の雑菌を殺菌する清澄分離液殺菌工程と、
殺菌された清澄分離液を光照射して培養する光合成細菌培養工程と
を主とした構成とする酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項２】
前記の連続固液分離工程が粗固液分離工程と清澄固液分離工程とから構成する請求項１に記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項３】
請求項１に記載の連続遠心分離装置又は請求項２に記載の粗固液分離工程の連続遠心分離装置がスクリュウデカンタ形遠心分離機である酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項４】
前記の清澄固液分離工程の連続遠心分離装置が自動排出型遠心分離機である請求項１から請求項３のいずれかに記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項５】
前記の清澄分離液殺菌工程に用いる殺菌装置が紫外線連続殺菌浄水装置である請求項１から請求項４のいずれかに記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項６】
前記の光合成細菌培養工程において、さらに富栄養素を添加することなく、波長が４００〜７００ｎｍを主として含む光線を照射しながら、残存する光合成細菌を増殖培養することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項７】
前記の粗固液分離工程と清澄固液分離工程との間に、希釈して得た光合成細菌処理水（１０の４乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）に清澄分離液を連続的に若しくは間歇的に又は一度に投入しながら、回転数１０００〜５０００ｒｐｍの攪拌機を用いて、空気を取り込みながら激しく撹拌するミキシング工程を導入することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項８】
前記の清澄分離液殺菌工程において紫外線照射して光合成細菌以外の細菌を滅菌した分離液（滅菌分離液ともいう）を、光合成細菌培養工程を経ないで、直接光合成細菌処理水（１０の４乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）として用いる又は光合成細菌処理水（１０の４乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）に添加することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項９】
前記の光合成細菌が紅色光合成細菌及び／又はラン色細菌（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ）である請求項１から請求項８のいずれかに記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システムおいて、粗固液分離工程で分級され、清澄固液分離工程の固液分離で得られる固形物の食物繊維。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の酒類粕の密閉循環系固液分離システムおいて増殖培養された光合成細菌を用いる土壌改質資材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酒類粕を固液分離する方法、固液分離装置ならびに固液分離システムに関するものである。より詳しくは酒類粕を生物学的に短時間に凝集分離し、固液分離する方法、それらの固液分離装置ならびに密閉循環系固液分離システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開平１１−２６２３８２号（以下、特許文献１という）に、「（１）焼酎粕廃液に米糠、その他穀類の糠、及び穀類の茎や葉を粉砕したものを混入し、水分を粗抜きしてペースト状にした焼酎粕を粒状に分散させて、乾燥させてなることを特徴とする焼酎粕の処理方法である。
（２）水分を粗抜きしてペースト状にした焼酎粕に、粒状に分散させた乾燥処理済みの焼酎粕を添加してなることを特徴とする前記（１）記載の焼酎粕の処理方法である。
（３）粒状に分散させた焼酎粕を搬出して、緩やかな傾斜台の上に敷き拡げ、裏返し撹きならしながら、傾斜面を下方向へ撹き移動させて、天日乾燥させてなることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の焼酎粕の処理方法である。（特許文献５の第０００８〜００１０段落）」の記載がある。
【０００３】
特開２００５−３０５３９８号（以下、特許文献２という）に、「焼酎粕を含む焼酎蒸留廃水に同量の他の廃水を混合し、静置法により上澄液を得る方法、この上澄液をＰＨ無調整、無希釈のままこの液に馴養した好酸性微生物群を接種して好気条件下で曝気処理する方法、さらにＰＨ８前後で活性汚濁処理する方法が知られている（例えば、特開平１１−１８８３７０号）及び条件：Ｗ／Ｈ＞４は、オゾンを加えると特に脱臭効果を高めるのに有効である。本発明の効果をより高めるために、キャビテーションで発生する渦の中心に塩素やオゾンなどの殺菌効果のある物質を導入するようにしている。キャビテーションで廃液中の大腸菌類などの塊をばらばらに分解し、オゾンの導入により廃液にオゾンを溶解し脱臭させる効果を生む。オゾン等の殺菌効果のある物質を導入することによって廃液を効率よく溶解し細胞を破壊し殺菌、脱臭する。廃液を改質する方法は、基本的に前述の構成になる扁平空間に液体を導入し、前述の前者の条件を適用した場合には液体に奇数個又は偶数個のキャビテーション渦流を形成する。少なくとも１個の渦が常態的に発生する。後者の条件は、渦流が共振的に２つ発生する。本発明のキャビテーションを含む噴流崩壊は、焼酎粕を含めた有機性廃棄物の廃液の改質のために広く有効に利用されるのである。（特許文献７の第００２７段落）」の記載がある。
【０００４】
特開２００２−２７２４４５号（以下、特許文献３という）に、「焼酎粕廃液に米糠、その他穀類の糠、及び穀類の茎や葉を粉砕したものを混合撹拌してペースト状にし、粒状に分散した焼酎粕をタンクの上方から降らせ、該タンクは底部が漏斗状に形成され、漏斗状の底部の上方にはタンクの中心より斜下方へ段々に多数のフイン板が配設されて、前記漏斗状の底部よりタンク内にエアーを噴出させると共に、前記フイン板とフイン板の間にエアーを通気させて、タンク内に降り積もる焼酎粕を乾燥させてなることを特徴とする焼酎粕の処理方法。（特許文献８の第請求項１）及びエアーをタンク内に噴出させて乾燥させることにより、熱エネルギーを消費することなく乾燥させることができるので、ランニングコストの低減が図られ、焼酎粕の処理費用を安価にすることができる。（特許文献８の第００２０段落の発明の効果）」の記載がある。
【０００５】
特開２０００−２３６５６号（以下、特許文献４という）に、澱粉質原料を発酵させた後蒸留して焼酎原酒とする焼酎製造装置において、蒸留釜１、ガラス繊維又は炭素繊維製であって嫌気性微生物が付着した中空筒状担体２を縦に並べた固定床３付き反応槽４、蒸留釜１と反応槽４とに接続されて蒸留釜１内の焼酎粕１６を前記微生物の活性温度に冷却して反応槽４へ送る冷却器５、及び反応槽４に接続したバイオガス燃焼式の蒸気発生機６を備え、蒸留後に残る焼酎粕１６を反応槽４で分解すると共にその分解時に生じるバイオガスの燃焼により蒸留釜１加熱用の蒸気を発生させてなるものである。（特許文献４の第００１４段落）及びガラス繊維又は炭素繊維は嫌気性微生物の捕捉性に優れており、とくに従来は担体へ固定することが困難であるとされていた嫌気性高温微生物をも効率よく捕捉・担持することができる。嫌気性高温微生物は５０〜６０℃で高い活性を示す微生物であり、３６〜３８℃近辺が適温である従来の嫌気性中温微生物に比し約２倍の活性を有し、被処理液中の固形分をも効率よく分解することができる。好ましくは本発明で用いる嫌気性微生物を嫌気性高温微生物、例えば高温メタン生成菌とする。（特許文献４の第００１６段落）」の記載がある。
特開平６−３１５３６９（以下、特許文献５という）に、「焼酎の蒸留廃液に麹菌を加えて、これを培養して、当該培養物を固液分離することを特徴とする、焼酎の蒸留廃液の処理方法である。
培養時間は、２４〜７２時間であり、好ましくは４８時間程度である。
培養装置として内筒回転型醗酵装置を用いる場合この場合における初発ｐＨは５．０  〜７．０  であり、好ましくはｐＨ５．５  程度である。培養温度は、３０〜３７℃であり、好ましくは３５℃付近である。そして、内筒の回転数は、１００  〜６００ｒｐｍであり、好ましくは３４０ｒｐｍ程度である。
【０００６】
培養時間は、２４〜７２時間であり、好ましくは４８時間程度である。次に、上記により得られる培養物を固液分離する、かかる固液分離分離手段として、例えば自然沈澱法、遠心脱水法等の通常公知の手段を用いることができる。特に遠心脱水法は、蒸留廃液の迅速な処理が可能であるという点において好ましい。なお、当該遠心脱水法においては、２０００〜５０００ｒｐｍ  程度で遠心脱水を行うのが好ましい。（特許文献５の第００１４、００１５段落）」の記載がある。
【０００７】
特開平７−１４８４９７（以下、特許文献６という）には、「本発明は、このような新知見に基づきなされたものであって、その基本的技術思想は、植物繊維または植物繊維を主成分とする混合物とともにトリコスポロン属菌を、固形分を含む食品廃水に添加して速やかに固形分を凝集させ、容易に固形分を分離除去する点である。（段落番号０００６）また、微生物処理に当り、処理対象廃液に植物繊維及び／又はその含有物を添加しておくことが必要である。（段落番号０００９）」の記載がある。
これを裏付ける「麦焼酎及びソバ焼酎の蒸留廃液それぞれ７５ｍｌに植物性繊維、菌体懸濁液の順に添加して、固液分離のための濾過性の改善の評価を行った。植物性繊維としてＫＣ−フロックＷ−５０（武田薬品工業株式会社製品）を１．０ｇ添加し攪拌後、Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ  ｓｐ．  Ｍ１１１（ＦＥＲＭ  Ｐ−１１９６０）（以下、Ｍ１１１と略称する）菌体懸濁液を最終濃度が３×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるよう添加し、総量１００ｍｌとした。（濾過条件）桐山ロートＳ−６０（有限会社  桐山製作所製品）（直径６ｃｍ）の底面にステンレス製網（３３０ｍｅｓｈ、４５μｍ）を敷き、その上に凝集させた廃液を注ぎ、５００ｍｍＨｇで吸引濾過した。試験は室温（２０℃）で行い、所定時間に得られた濾過液を測定して、その結果を図１及び図２に示した。（実施例１段落番号００１５、００１６）」の記載がある。
特開２００２−１４２６８６（以下、特許文献７という）には、「焼酎蒸留粕に稲わらを混合して粉砕することにより、粉砕物の粒度分布の範囲が０．１〜３５００μｍ程度に広がり、この広範囲の粒度分布の焼酎蒸留粕と稲わらとの混合・粉砕物を圧搾濾過すると、かかる混合・粉砕物が濾過層を形成し、高粘度の焼酎蒸留粕においても効率のよい固液分離が達成しうることを見い出し、また、混合・粉砕物を圧搾濾過することにより得られる圧搾残渣が家畜等の優れた飼料として利用可能であり、また、濾過液も飼料や有用有機物源として有効に利用しうることを見い出し、本発明を完成するに至った。（段落番号０００７）」の記載がある。
特開２００３−２３５５１３（以下、特許文献８という）には、「焼酎廃液を凍結して液内のさつまいも食物繊維細胞を破壊し、その後解凍する工程と、解凍後の液内の固形分を微砕する工程と、微砕後の固形分を含む液を洗浄濾過して高純度のさつまいも食物繊維を含む固形分を取得する工程と、を含む焼酎廃液を原料とするさつまいも食物繊維の製造方法（段落番号０００６）」であり、「急速凍結工程において、第１実施形態と同様に水の体積膨張により、さつまいもの細胞壁を破壊し内部のでんぷん成分を離脱させ、あるいは離脱させやすくする。次に、加熱解凍などを経て得たある程度の水分を含む繊維成分の固形分を例えば、グラインダや、マスコロイダ等の磨砕機を用いて砥石間間隙０．０３ｍｍ以下で微砕させる（段落番号００１７）。」の記載がある。
特開２００１−１２０２２８（以下、特許文献９という）には、「澱粉粕１５ｇを振動ミルに入れ１０分間粉砕後、開口径３５μｍと１５０μｍの篩を用い流水中で篩い、開口径１５０μｍの篩の上に残ったものは更に１分間振動ミルで擦り潰し、再度、開口径３５μｍと１５０μｍの篩を用い流水中で篩った。この操作を４回繰り返すと、開口径１５０μｍの篩の上にはサツマイモ澱粉粕はなくなった。開口径３５μｍの篩上に食物繊維は回収でき、澱粉と細かく砕かれた食物繊維は、この篩で篩い落とされた。得られた食物繊維は全食物繊維の約５０％の回収率であり、良質の食品素材としての食物繊維を得ることができた。」の記載がある。
山本  和夫ら（以下、非特許文献１という）によれば、「紅色非硫黄細菌は光合成細菌であり、種々の高濃度有機性廃水の処理に活用できることが知られている。しかし、従来の方法では、混合培養系となる実際の処理の現場で、この非硫黄細菌を選択的に増殖させることが難しく、一時期注目を浴びたものの、残念ながら普及するまでに至っていない。
本研究室では、赤外線フィルターを用いると、処理槽内での紅色非硫黄細菌の増殖を選択的に行え、しかも増殖した菌体は魚のエサなどの有価物として有効利用できる一石二鳥の廃水処理プロセスを開発している。このプロセスは食品生産工場などの廃水処理に適用すれば、消費エネルギーが少なく、低コストで、かつ環境に優しい廃水処理プロセスとなる。」とのインターネットによる記載がある。
【０００８】
新村  孝善ら（以下、非特許文献２という）によれば、「「排水処理の方法として、物理的処理法（スクリーン、沈砂池など）、化学的処理法（中和処理、凝集沈殿など）があり、これらの方法では水溶性有機物の除去には、ほとんど効果がない」とされ、「生物学的処理法として、嫌気性処理（メタン発酵法など）と好気性処理法（活性汚泥法）」がある（ページ１０）。
処理の現状として、焼酎粕の利用・処理（４）に、高速メタン発酵処理（ＵＡＳＢ：メタン菌類を高濃度で保持）を、サザングリーン協同組合が稼働しており、国分酒造協同組合が多段式ＵＡＳＢをプラント試験中である。また、メタン発酵処理を九州化工株式会社とサツマ化工が嫌気池型を稼働中、白金酒造株式会社が膜併用・高温発酵を稼働中、西薩クリーンサンセット協同組合が建設中、濱田酒造株式会社、田苑酒造株式会社、山元酒造株式会社がＮＥＤＯフィールドテスト実施中である。いずれも、運転管理と廃棄物（残渣や余剰汚泥）の有効利用、消化液（液肥として利用可能）を放流する場合は処理も必要などの課題があるとしている（ページ２６）」の報告がある。
【０００９】
石井  優ら（以下、非特許文献３という）によれば、「指宿酒造組合、知覧酒造組合所属の焼酎メーカー（１６社、２０工場）から発生する焼酎もろみの処理をしている。処理量は芋焼酎もろみ：５００ｔ／ｄ、麦焼酎もろみ：２００ｔ／ｄである。処理工程として、（１）固液分離工程、（２）乾燥工程、（３）メタン発酵処理工程、（４）脱リン工程、（５）活性汚泥処理工程、（６）余剰汚泥処理工程の工程をマテリアル・エネルギーバランス良く運転管理する。乾燥飼料として年間１８００ｔ生産している。」との稼働現状を報告している。
【特許文献１】特開平１１−２６２３８２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０５３９８号公報
【特許文献３】特開２００２−２７２４４５号公報
【特許文献４】特開２０００−２３６５６号公報
【特許文献５】特開平６−３１５３６９号公報
【特許文献６】特開平７−１４８４９７号公報
【特許文献７】特開２００２−１４２６８６号公報
【特許文献８】特開２００３−２３５５１３
【特許文献９】特開２００１−１２０２２８
【非特許文献１】山本  和夫ら、環境安全研究センター「光合成細菌を用いた高濃度有機性廃水の処理と有価物生産との同時水処理システムの開発」、インターネット。
【非特許文献２】新村  孝善、鹿児島県工業技術センター、「鹿児島県内の有機性排水や焼酎粕等の処理現状と今後の動向」、環境ビジネス連携フォーラム  ｉｎ  鹿児島、Ｋ−ＲＩＰ、かごしま水処理研究会主催、平成１９年３月６日、講演１。
【非特許文献３】石井  優、サザングリーン協同組合、「焼酎粕からの有効利用の現状」、環境ビジネス連携フォーラム  ｉｎ  鹿児島、Ｋ−ＲＩＰ、かごしま水処理研究会主催、平成１９年３月６日、講演２。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１には、「焼酎粕廃液に米糠、その他穀類の糠等を混入し、水分を粗抜きして、天日乾燥させる」方法であるが、多量の混入物が必要であり、天日乾燥するための広大な面積の土地が必要であり、開放系であり、臭気等の環境保全あるいは菌体の散逸などに多くの問題がある。
特許文献２には、「焼酎粕を含む焼酎蒸留廃水に同量の他の廃水を混合し、静置法により上澄液を得る方法、この上澄液をＰＨ無調整、無希釈のままこの液に馴養した好酸性微生物群を接種して好気条件下で曝気処理する方法、さらにＰＨ８前後で活性汚濁処理する方法が知られている」とあるが、沈降する「他の廃水」を的確に、安定的に供給することが明確でなく、又オゾン等の殺菌装置等による細胞を破壊、殺菌、脱臭をする必要があり、その曝気処理、オゾン等の殺菌装置等が必要となり、開放系の処理にも問題がある。
特許文献３には、「焼酎粕廃液に米糠、その他穀類の糠、及び穀類の茎や葉を粉砕したものを混合撹拌してペースト状にし、粒状に分散した焼酎粕をタンクの上方から降らせ、該タンクは底部が漏斗状に形成され、漏斗状の底部の上方にはタンクの中心より斜下方へ段々に多数のフイン板が配設されて、前記漏斗状の底部よりタンク内にエアーを噴出させると共に、前記フイン板とフイン板の間にエアーを通気させて、タンク内に降り積もる焼酎粕を乾燥させてなることを特徴とする焼酎粕の処理方法。（特許文献３の第請求項１）及びエアーをタンク内に噴出させて乾燥させることにより、熱エネルギーを消費することなく乾燥させることができるので、ランニングコストの低減が図られ、焼酎粕の処理費用を安価にすることができる。（特許文献３の第００２０段落の発明の効果）」の記載があるが、焼酎粕とその他粉砕したものを混合撹拌して焼酎粕を乾燥させてなることを特徴とする焼酎粕の処理方法は、大量処理に対応する「その他粉砕したもの」を大量に用意すること、乾燥した物質を廃棄することの問題点がある。
特許文献４には、澱粉質原料を発酵させた後蒸留して焼酎原酒とする焼酎製造装置において、前記微生物の活性温度に冷却して反応槽４へ送る冷却器５、及び反応槽４に接続したバイオガス燃焼式の蒸気発生機６を備え、バイオガスの燃焼により蒸留釜１加熱用の蒸気を発生させてなるものである。・・・好ましくは本発明で用いる嫌気性微生物を嫌気性高温微生物、例えば高温メタン生成菌とする」の記載があるが、加熱乾燥による固液分離の方法であり、過熱や、メタン発酵等は、安定処理とコストに問題がある。
【００１１】
特許文献５には、「焼酎の蒸留廃液に麹菌を加えて、これを培養して、当該培養物を固液分離することを特徴とする、焼酎の蒸留廃液の処理方法である。培養時間は、２４〜７２時間であり、好ましくは４８時間程度である。」とあり、本来、焼酎を製造するための麹菌を用いているので、これを加えて、４８時間程度培養し、発酵する必要がある。培養し、発酵するために焼酎を製造すると同様の設備とエネルギーとを必要とする問題がある。
さらに開放系であること、３Ｒ（Ｒｅｕｓｅ再使用，Ｒｅｄｕｃｅ減量，Ｒｅｃｙｃｌｅ再利用）を実現できない問題がある。
特許文献６には、「植物繊維または植物繊維を主成分とする混合物とともにトリコスポロン属菌を」併用することにより、固液分離が可能となることを実施例と結果のグラフ図で示し、トリコスポロン属菌のみではほとんど固液分離されないことなど、発明を開陳している。しかしながら、植物繊維または植物繊維を添加してもなお、ろ液量は６０％であり、固液分離は不十分であり、添加物による固形分の利用の制限や廃棄の問題、コストアップの問題がある。さらに開放系であること、３Ｒ（Ｒｅｕｓｅ再使用，Ｒｅｄｕｃｅ減量，Ｒｅｃｙｃｌｅ再利用）を実現できない問題がある。
特許文献７には、「焼酎蒸留粕に稲わらを混合して粉砕することにより、粉砕物の粒度分布の範囲が０．１〜３５００μｍ程度に広がり、この広範囲の粒度分布の焼酎蒸留粕と稲わらとの混合・粉砕物を圧搾濾過する」方法であるが、焼酎粕は九州地区だけで４６万トン／年排出されるので、その量に見合う稲わらを用意すること、この膨大な量を粉砕すること、さらにこれを圧搾濾過することの労力、コスト、エネルギーを考えると現実味は薄く、得られた圧搾残渣をすべて飼料、肥料に利用することには難しく、廃棄処分にますます問題を残すことになる。さらに開放系であること、３Ｒ（Ｒｅｕｓｅ再使用，Ｒｅｄｕｃｅ減量，Ｒｅｃｙｃｌｅ再利用）を実現できない問題がある。
特許文献９には、焼酎粕を「凍結乾燥」、「粉砕」、「洗浄濾過」の処理を施して食物繊維を得るので、エネルギーコストのみならず、さらに廃棄物処理を行う必要があるという問題がある。
特許文献１０には、サツマイモ澱粉粕をメッシュの異なる篩の間で「振動ミル粉砕」しながら、流水中で篩うことにより食物繊維を得るので、さらに排水処理を行う必要があるという問題がある。
【００１２】
本願発明は、生物学的に光合成細菌を用いて、酒類粕原液を希釈させながら、同時混合し、撹拌して凝集分離し、固液分離することで、固形分を減容すること（Ｒｅｄｕｃｅ）、安全な食品を分離して得られた固形物を食物繊維などに再使用でき（Ｒｅｕｓｅ）、分離液を培地として光合成細菌を増殖し再利用でき（Ｒｅｃｙｃｌｅ）、乾燥や分解処理することなく、多量のエネルギーコストの負担がなく、プラント建設の初期投資やランニングコストを低く抑え、臭気を抑え、処理時間が短かく、さらに小規模の酒造工場内に設備できる密閉循環系の固液分離処理する方法、処理装置並びに固液分離システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来技術が廃棄物を分解処理することを目的としており、掛かるエネルギーコストを低減するために濃縮する手段或いは燃焼してエネルギーを供給する手段を検討し、そこで新たに発生した廃棄物を含めて、曝気槽による処理をするものである。
本願発明者は、発想を転換し、酒類粕原液（単に酒類粕とも略称する）を廃棄物と捉えないで、安全な食品を生産する副産物と捉え、これを有効利用することを目的として、分解処理するのではなく、分離処理することとし、濃縮するのではなく、希釈することとし、水の潜熱及び／又は残存する有機物を、高温熱エネルギーを用いて処理するのでなく、環境に優しい、低温での生物処理することとし、３Ｒ（Ｒｅｕｓｅ再使用，Ｒｅｄｕｃｅ減量，Ｒｅｃｙｃｌｅ再利用）を実現することを基本概念とする。
また、現状において、曝気槽による処理では、活性汚泥を馴養したものあるいはリン蓄積菌、硝化菌または脱窒菌の一つ以上を含む方法であり、処理システムは開放系であり、大規模な設備を伴うので、小規模の酒造工場内に処理設備を設置することが難しい。
そこで、菌体が散逸して酒造現場に混入し汚染することを防止できる、酒造工場内に処理設備を設置できる、小規模な設備である、密閉系の処理システムを創出することも基本概念とする。
鋭意研究の結果、生物学的に、たとえば光合成細菌を水により希釈した光合成細菌処理水と酒類粕原液とを同時混合し又は同時撹拌して、５分間以内で凝集分離させ、配送管を通して連続遠心分離装置に得られた凝集分離液を直接に配送し、凝集分離液を固形物と清澄分離液とに固液分離し、清澄分離液を紫外線照射により殺菌し、残存する光合成細菌を増殖培養し、これを再利用することにより発明を完成し、上記課題を解決した。すなわち、
本願発明は、光合成細菌とくに、紅色光合成細菌及び／又はラン色細菌（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ）を含んだ希釈した光合成細菌処理水と酒類粕とを同時混合し又は同時撹拌し、５分間以内で凝集分離させ、配送管を通して直接連続遠心分離装置であるスクリュウデカンタ形遠心分離機及び／又は自動排出型遠心分離機に得られた凝集分離液を配送し、凝集分離液を固形物と清澄分離液とに固液分離し、清澄分離液を紫外線照射により、紫外線に強い光合成細菌を残存し、その他の微生物を殺菌し、残存する光合成細菌を増殖培養し、これを再利用する酒類粕の密閉循環系固液分離システムを実現したものである。
本願発明にいう光合成細菌としては、ロドスピリラム  ルブラム（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ  ｒｕｂｒｕｍ  ）などのロドスピリラム属（  Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ  ）、ロドシュードモナス  ビリディス（  Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｖｉｒｉｄｉｓ  ）、ロドシュードモナス  ゲラチノーサ（  Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｇｅｌａｔｉｎｏｓ  ）、ロドシュードモナス  プラストリス（  Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐａｌｕｓｔｒｉｓ  ）、ロドシュードモナス  スルフィドフィラ（  Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｕｌｆｉｄｏｐｈｉｌａ  ）、ロドシュードモナス  カプシュラタス（Ｃ０ｐｓｕｌａｔｕｓ）、ロドシュードモナス  シェフロイデス（Ｓｐｈｅｒｏｉｄｅｓ）、ロドシュードモナス  ジェラテイコバ（Ｇｅｌａｔｉｋｏｂａ）などのロドシュードモナス属（  Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ）及びロドバクター  スフェロイデス（  Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ  ）、ロドバクター  キャプスレイタ（  Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔａ  ）などのロドバクター属（  Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ）、クロマチューム  ビノサム（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ  ｖｉｎｏｓｕｍ）などのクロマチューム属があげられる。
本願発明にいう紅色光合成細菌（プロテオバクテリア）は、紅色非硫黄性細菌、紅色硫黄性細菌、ラン色細菌であり、紅色非硫黄性細菌は、光合成細菌に属する細菌のうちのロドスピリラセエ科（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌａｃｅａｅ）に分類されるもので、例えば、ロドバクター属（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ）、ロドシュードモナス属（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、ロドスピリルム属（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ）、ロドミクロビウム属（Ｒｈｏｄｏｍｉｃｒｏｂｉｕｍ）、ロドチラス属（Ｒｈｏｄｏｃｙｃｌｕｓ）等の細菌であれば、特に限定されることなく利用することができる。かかる細菌の具体例としては、ロドシュードモナス  パルスチルス（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐａｌｓｔｒｉｓ）、ロドバクター  カプスラタス（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ）、ロドバクター  スファエロイデス（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ）、ロドシクルス  ゲラチノサス（Ｒｈｏｄｏｃｙｃｌｕｓ  ｇｅｌａｔｉｎｏｓｕｓ）、ロドスピリウム  ラバーム（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ  ｒｕｂｒｕｍ）、ロドシュードモナス  シュフエロイデス（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｍｏｎａｓ  ｓｈｆｒｅｒｏｉｄｅｓ）などの細菌、及び耐アルカリ性光合成細菌が挙げられる。
本願発明にいう耐アルカリ性光合成細菌とは、特許３６３９９０５号に記載された耐アルカリ性光合成細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓに属する）、耐アルカリ性ラン色細菌（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓに属する）であり、より具体的には、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルａ、ノイロスポレン、リオコピンを有する光合成細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｓ）Ａ株、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルａ、ノイロスポレンを有する光合成細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｓ）Ｂ株、耐アルカリ性でクロロフィルａ、およびβカロチンを有すラン色細菌（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ）Ｃ株から選ばれた少なくとも一つを含む微生物群をいう。
本願発明にいう共生菌株として、乳酸菌、アルコール酵母、ビール酵母、パン酵母、酒酵母、葡萄酒酵母、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、ストレプトコックス（Ｓｔｒｅｐｔｃｏｃｃｕｓ）、スタフイロコックス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）、クリプトコックス（Ｃｒｙｐｔｃｏｃｃｕｓ）、デバリオマイセス（Ｄｅｂａｒｙｏｍｙｃｅｓ）、エンドマイコプシス（Ｅｎｄｏｍｙｃｏｐｃｉｓ）、ハンセニュラ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ）、クロッケラ（Ｋｌｏｅｋｅｒａ）、ピシヤ（Ｐｉｃｈｉａ）、ロドトルラ（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ）、サッカロマイセス（ｓｏｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ）、シゾサッカロマイシス（ｓｅｈｉｓｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ）、トルロプシス（Ｔｏｒｕｌｏｐｓｉｓ）、シュードモナス（Ｐｓｅｄｏｍｏｎａｓ）、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、リゾプス（Ｒｈｉｓｏｐｕｓ）、クルイベロマイセス（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ）、プリューロタス（Ｐｌｅｕｒｏｔｕｓ）、キューネロマイセス（Ｋｕｅｈｎｅｒｏｍｙｃｅｓ）、プラムリナ（Ｐｌａｍｍｕｌｉｎａ）、アセトベクター（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）、ストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）、ノカルデア（Ｎｏｃａｒｄｉａ）が挙げられる。
【００１４】
本願発明にいう酒類粕は、酒類製造時に、酒類を得たのちに発生する残分である。ここで、酒類として、日本酒、洋酒、ビール、リキュール、雑酒、焼酎などが挙げられる。焼酎として、芋焼酎、麦焼酎、米焼酎、ごま焼酎、ひえ焼酎、とうもろこし焼酎、黒糖焼酎などが挙げられる。
本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムは、菌体数１０の４乗〜１０の１３乗個／ｍＬ（記号Ｌはリットルの単位記号とする）の光合成細菌を用いて酒類粕を固形物と分離液とに固液分離する酒類粕の固液分離方法において、
光合成細菌（１０の６乗〜１０の１３乗個／ｍＬ）を水で希釈し、希釈して得た光合成細菌処理水（１０の４乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）に対して粗取りフィルターした酒類粕７５ｖｏｌ％以下１０ｖｏｌ％以上を、密閉型同時混合機を用いて同時混合し若しくは同時攪拌しながら、５分間以内に凝集分離を生じせしめる同時混合工程と、
得られた凝集分離液を連続遠心分離装置に直接に配送し、凝集分離液を固形物と清澄分離液とに固液分離する連続固液分離工程と、
得られた清澄分離液中の光合成細菌以外の雑菌を殺菌する清澄分離液殺菌工程と、
殺菌された清澄分離液を光照射して培養する光合成細菌培養工程と
を主とした構成とする。
本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムにおける連続固液分離工程が粗固液分離工程と清澄固液分離工程とから構成するものも含まれる。
本発明の前記の連続遠心分離装置又は粗固液分離工程の連続遠心分離装置がスクリュウデカンタ形遠心分離機であることを特徴とするものは、酒類粕の密閉循環系固液分離システムに用いると好ましい。
本発明の前記の清澄固液分離工程の連続遠心分離装置が自動排出型遠心分離機であること、好ましくはハイドロストップシステム自動排出型固液分離機であることを特徴とするものは、酒類粕の密閉循環系固液分離システムに用いると好ましい。
本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムには、前記の清澄分離液殺菌工程に用いる殺菌装置が紫外線連続殺菌浄水装置であるものも含まれる。さらに、紫外線連続殺菌浄水装置として特開２００６−１１６５３６に記載のハニカム型紫外線連続殺菌浄水装置が小型で、処理容量が大きく、安価でランニングコストも安いので、より好ましい。
本発明の前記の光合成細菌培養工程において、波長が４００〜７００ｎｍを主として含む光線を照射しながら、残存する光合成細菌をさらに富栄養素を添加することなく、増殖培養することを特徴とするものも酒類粕の密閉循環系固液分離システムに含まれる。波長が４００〜７００ｎｍを主として含む光源として、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ＬＥＤランプが挙げられる。
さらに、本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムには、前記の粗固液分離工程と清澄固液分離工程との間に、希釈して得た光合成細菌処理水（１０の４乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）に清澄分離液を連続的に若しくは間歇的に又は一度に投入しながら、回転数１０００〜５０００ｒｐｍの攪拌機を用いて、空気を取り込みながら激しく撹拌するミキシング工程を導入することを特徴とするものも含まれる。攪拌機として渦流ポンプ、ジェットポンプを用いるものも本発明に含まれる。
本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムにおいて、前記の清澄分離液殺菌工程において紫外線照射して光合成細菌以外の細菌を滅菌した分離液（滅菌分離液ともいう）を、光合成細菌培養工程を経ないで、直接光合成細菌処理水（１０の４乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）として用いる又は光合成細菌処理水（１０の４乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）に添加することを特徴とするものも含まれる。
本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムに用いられる前記の光合成細菌が、紅色光合成細菌及び／又はラン色細菌（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ）であることを特徴としているものも本発明に含まれる。
本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムおいて、粗固液分離工程で分級され、清澄固液分離工程の固液分離で得られる固形物を、食物繊維として再使用することも本発明に含まれる。
本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムおいて増殖培養された光合成細菌を用いて、土壌改質資材として再使用することも本発明に含まれる。
なお、焼酎粕には酒酵母などの共生菌株が潜在的に存在するが、これらの共生菌株をさらに光合成細菌に添加するものであっても、本発明に含まれる。
【００１５】
前記共生菌株がバチルス菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、或いは乳酸菌、アルコール酵母、ビール酵母、パン酵母、酒酵母、葡萄酒酵母、ストレプトコックス（Ｓｔｒｅｐｔｃｏｃｃｕｓ）、スタフイロコックス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）、クリプトコックス（Ｃｒｙｐｔｃｏｃｃｕｓ）、ハンセニュラ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ）、サッカロマイセス（ｓｏｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ）、シゾサッカロマイシス（ｓｅｈｉｓｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ）、トルロプシス（Ｔｏｒｕｌｏｐｓｉｓ）から選ばれた少なくとも一つをバチルス菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）に混合したものを用いても酒類粕を固液分離することができ、後工程の清澄分離液殺菌工程において紫外線照射によりこれらの共生菌株を滅菌し、殺菌すると、光合成細菌培養工程において、残存する光合成細菌を増殖し、再利用することができるので、実質的に本発明の酒類粕の密閉循環系固液分離システムに含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように本願発明は、これまで困難とされてきた酒類製造工場から排出される酒類粕を生物学的な処理のみによって、安全に、容易に、極めて短時間に固液分離処理することができるのみならず、小規模な設備で、汚染防止できる密閉循環系固液分離システムであることから、酒造工場内に処理設備を設置できる。
中小の酒造会社（たとえば焼酎粕２０ｔｏｎ／ｄａｙ以下）においても、一日の焼酎粕排出量を一日で分離処理できる。
【００１７】
本願発明は、蒸留や乾燥することがなく、多量のエネルギーコストの負担がない。
酒造工場の生産ラインから直接配管を通して、酒造工場の焼酎粕貯蔵槽から直接配管を通して、本発明の密閉循環系固液分離システムに連結することで処理できる。操作が容易である上、制御し易く、プラント建設の初期投資を低く抑えることができる。所要エネルギーが混合機や
循環のためのポンプ電力などであるからランニングコストを低く抑えることができる。
静置沈降槽、曝気槽などを設置することなく、密閉系であるため、酒造りに不必要な雑菌が混入汚染することもない。
単純に固液分離された固形物は、安全な食品生産物である酒類の副生物であり、これらには糖質を含まず、安全な食物繊維として再使用することができる。
清澄分離液には、有機物、無機塩類が含まれており、残存する光合成細菌の富栄養素となり、新たに富栄養素を添加することなく、増殖培養することができる。増殖培養された光合成細菌を再び光合成細菌処理水に添加して再利用することができる。
このように固液分離することで、固形分を減容すること（Ｒｅｄｕｃｅ）、安全な食品を分離して得られた固形物を食物繊維などに再使用でき（Ｒｅｕｓｅ）、分離液を培地として光合成細菌を増殖し再利用でき（Ｒｅｃｙｃｌｅ）、従来「バイオ系廃棄物の再使用は、原形をとどめないので、不可能」といわれていること、「必要量の生産計画が極めて困難」といわれていることを克服できる。
固形物を有効活用しないで、産業廃棄物としても、減容できるので、廃棄コストを著しく低下できる。光合成細菌の働きとして、
１：土壌中の悪臭物質（硫化水素、カプタン類など）や、二酸化炭素を除去して、ガス害を軽減する。
２：菌体からの分泌物（アミノ酸、核酸塩基、高エネルギーリン酸化合物など）が、根の伸長や根張りに影響する。
３：土壌中の放線菌が増殖することによる、病害抑制となる。
４：菌体自体が、５０％以上タンパク質で構成されているので、死滅後も他の土着菌の餌になる。
５：好気性菌と土壌中で共存すると、窒素固定活性が高まる。
があり、これらを利用して土壌改質剤を作成する。本発明の培養光合成細菌を、水田土壌やレンコン栽培土壌の改質剤に添加し、ゴルフ場のグリーン土壌の改質剤に添加し、稲、芝生などの根腐れを予防することに有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本願発明の実施の形態の例として、酒類粕の密閉循環系固液分離システムの基本フローの概念図を図１に示す。この酒類粕の密閉循環系固液分離システムの基本フローに基づいて説明する。
【００１９】
密閉循環系固液分離システムは、同時混合工程、連続固液分離工程、清澄分離液殺菌工程、光合成細菌培養工程を主とした工程により構成される。図中の太い線で結ばれたループが本発明の基本的な密閉循環系固液分離システムである。各工程の生成物の利用目的に沿って変形システムを構成する。
【００２０】
〔同時混合工程〕
同時混合工程は、酒類粕を粗取りフィルターし、定量ポンブで密閉型同時混合機に、培養した光合成細菌を水で希釈した光合成細菌処理水を定量ポンブで密閉型同時混合機に輸送し、同時に混合・撹拌する作業をする工程である。
酒類製造工場から排出した酒類粕の原液を貯蔵する酒類粕原液槽の吐出口のバルブを開け、酒類粕を粗取りフィルターに掛ける。通常は、食品生産物の副生物であるから、金属、小石、布きれなどが混入していないけれども、後工程の連続遠心分離装置を保全するために設置するものである。粗取りフィルターは、３ｍｍ以上の異物を除去できる粗いメッシュの金網からなるフィルターであればよい。さらに磁性体を除去する強力な磁石を併用してもよい。粗取りフィルターされた酒類粕を外気に触れることなく、密閉した配送管を通して定量ポンプに配送する。酒類粕の温度、予定処理量を基に、定量ポンブの吐出量を設定する。
【００２１】
一方、光合成細菌培養工程で培養した光合成細菌（１０の４乗〜１０の１３乗個／ｍＬ）を貯蔵する培養菌貯蔵槽から光合成細菌を所定の菌体数（１０の２乗〜１０の１２乗個／ｍＬ）になるまで水で希釈し、得た光合成細菌処理水を貯蔵する処理水貯蔵槽に貯蔵する。
水の温度、酒類粕の温度、予定処理量を基に、処理水貯蔵槽から輸送する定量ポンブの吐出量を設定する。光合成細菌が酒類粕を凝集分離する適切な温度範囲が、１０〜４５度Ｃ、好ましくは、２５〜３５度Ｃである。光合成細菌処理水と酒類粕とを混合した混合液の温度が、この温度範囲になるように設定する。
【００２２】
密閉型同時混合機として、市販の２液混合反応器などを用いても良い。密閉されたタンク内に２液が乱流状態で混合し、若しくは撹拌すれば、或いは３０秒以内に均一に混合すればよい。
たとえば、遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプ、回転ポンプ、渦流ポンプ、ジェットポンプ、シーレットポンプ、マグネットドライブシールレスポンプ、ＩＮＤＡＧミキシングポンプ、ＩＮＤＡＧダイナミックミキサなど２００〜５０００ｒｐｍの回転数の性能を有する、混合できる、撹拌できる、移送比率の変更できる程度の装置であり、ベッセル容量が大きく、処理滞留時間を制御できる、長繊維を粉砕できる装置であればさらに好ましい。
ギヤポンプ等の定量ポンプにより所定の混合比となるようにして、光合成細菌処理水に対して酒類粕が７５ｖｏｌ％以下１ｖｏｌ％以上、好ましくは５０ｖｏｌ％以下１０ｖｏｌ％以上の容量比となるようにして、密閉型同時混合機に供給する。混合比は、密閉循環系固液分離システムであるから、水を多量に使用しないで、適度に液体のマテリアルバランスがとれる値に設定することが好ましい。酒類粕の成分組成、処理時の温度、処理量に依存するので、運転状況により適切に、補償しながら設定する。
〔連続固液分離工程〕
前工程でミクロ的に凝集分離されている凝集分離液を、マクロ的に固液分離する工程であり、粗固液分離工程及び清澄固液分離工程の２工程から構成されるのが好ましい。清澄固液分離工程の連続遠心分離装置に対する保全のためであり、有効利用する食物繊維を高品質に取得するためでもある。マクロ的に固液分離する分離機には多種多様な機種があり、これらを検討した結果、密閉循環系のシステムを構築するものとして、連続遠心分離装置を選択する。さらに、実用的であり、大量の処理できる、長時間連続運転ができる、耐用年数が長く、メンテナスが容易なものとして、スクリュウデカンタ形遠心分離機および自動排出型遠心分離機がとくに優れていることが分かった。
【００２３】
スクリュウデカンタ形遠心分離機の一例の概略図を図２に示す。外胴ボウルは、円筒形と円錐形を一体にしたボウルで、両端を軸受けで支持されており、大径側には分離液の排出口、小径側には固形物の排出口がある。外胴ボウルを回転数ｍａｘ６０００ｒｐｍで回転する。大径側の分離液の排出口には、液面高さΔＮの壁が設けてあり、そこで分離液を溢れさせて、液体出口から分離液として次工程に送る。ワッシャーにより、液面をさらに１０ｍｍまで調整することができる。高いほど滞留時間が増加し、分離能が向上する。内胴スクリュウは内胴とそれに溶接したスクリウ羽根で構成され、外胴ボウルと回転数差をつけてスクリュウを回転すると、遠心力で外胴ボウルの内側に溜まった固形分をスクリウ羽根で固体出口に搬送する。固体出口から遠心力で飛散し、捕集ケーシングに排出する。フィードパイプはパイプホルダーで支持され、処理液である凝集分離液を外胴ボウル内に供給する。外胴ボウルを回転数ｍａｘ６０００ｒｐｍで回転することにより、遠心力ｍａｘ３５００Ｇを発生し、固液分離する。高速回転すると、シールドケース内に充満する清浄空気Ａを図中のＢ，Ｃから凝集分離液に巻き込む。ミクロバルブ、マイクロバルブ、ナノバブルが発生し、酒類粕の微少粒子に吸着し、見かけ上比重が小さくなり、分離液と共に排出される。酒類粕粒子を分級する作用がある。食物繊維として回収する時の条件設定の一つとなる。
【００２４】
スクリュウデカンタ形遠心分離機の本体をシールドケースで覆い、内部を清浄空気Ａで充満する。外気からの雑菌を系内に持ち込まなくすること、逆に系内の菌体を外気に放出しなくすることを目的としている。光合成細菌以外の菌体は、設置環境にある菌体なので、問題は生じ難いが、より酒造会社の安心を与えるためにオプションとして装備する。
【００２５】
自動排出型遠心分離機であるハイドロストップシステム自動排出型固液分離機（ウエストファリアセパレーター株式会社製）の概略図を図３に示す。原液供給口１から粗固液分離工程で固液分離された分離液を供給する。矢印に沿って移動し、ディスクセット４のミリ単位の狭い間隙に流入した分離液は層流となり、ディスク壁面で流速がゼロとなるので、ディスクを高速回転数１２０００〜４８００ｒｐｍで発生した遠心力１００００Ｇ以下３５００Ｇ以上の力で、スラッジスペース５に飛散させる。スラッジスペース５に固形分が蓄積する。固形分排出孔を開閉することにより蓄積した固形分を排出する。ディスクセット４の間隙及び遠心力の強さとの関係から、固形物の粒径は３００〜１０μｍに分布する。排出された固形分を衛生的に捕集し、食物繊維として利用する。
【００２６】
固液分離された清澄分離液はセントリペタルポンプ３の作動により清澄液出口２に送られる。この清澄分離液を清澄分離液糟（Ｉ）に貯蔵する。
シールドケース内に充満する清浄空気Ａを図中のＢ，Ｃから凝集分離液に巻き込む。ミクロバルブ、マイクロバルブ、ナノバブルが発生する。自動排出型固液分離機の場合、処理液の性状に依存するが、遠心力が大きいため、１０μｍ以上の粒子は固形分として分離される。
【００２７】
図１では、二系統の連続固液分離処理についてフローを示している。第一の系統は、粗固液分離工程から清澄固液分離工程への２工程から構成されている。酒類粕の固形粒子は、数μｍから数ｃｍの幅広い粒子分布をもつ繊維素であり、水との比重差も小さく、スクリュウデカンタ形遠心分離機の遠心力で全ての粒子を固液分離することが難しい。先ず、同時混合工程でミクロ的に凝集分離されている凝集分離液を、連続遠心分離装置であるスクリュウデカンタ形遠心分離機に直接供給する。同時混合機とスクリュウデカンタ形遠心分離機の原液供給口とを直接に配管で連結するが、緩衝効果を持つタンクを付帯してもよい。
酒類粕の大きい粒径粒子の部分を固形物（Ｉ）として分離する。酒類粕の小さい粒径粒子の部分を液体に残存させて、分離液として次工程の清澄固液分離工程に供給する。
得られた分離液を透明容器に採取して観察する。採取時には白濁しているが、数分経過すると半透明の黄色液体となる。１〜２時間経過すると、もやもやした固形物が容器の底部に浮遊する。１週間くらいは目視では変化を識別できない。１〜２月経過すると、もやもやした固形物が底部に沈殿し、上部は透明感のある黄色液体となる。
【００２８】
スクリュウデカンタ形遠心分離機で固液分離された分離液を、より強い遠心力をもつ連続遠心分離器であるハイドロストップシステム自動排出型固液分離機により固液分離する。
光合成細菌のサイズが２μｍ以下であり、これを水と分離するには遠心力１２０００Ｇ以上の遠心力が必要である。ハイドロストップシステム自動排出型固液分離機は最大１００００Ｇの遠心力であるから、光合成細菌が清澄分離液側に残存する。通常の運転条件では、１０μｍ以上の酒類粕の固形分を固形物（ＩＩ）として分離する。分離された清澄分離液を清澄分離液糟（Ｉ）に貯蔵する。
得られた清澄分離液を透明容器に採取して観察する。採取時には白濁しているが、数分経過すると透明感のある黄色液体となる。１〜２月経過しても底部に沈殿物を生じない。
【００２９】
第二の系統は、粗固液分離工程からミキシング工程を経て清澄固液分離工程に至る連続固液分離処理である。この変形として粗固液分離工程から遠心分離液糟（Ｉ）に貯蔵し、或いは粗固液分離工程から直接ミキシング工程を経て清澄固液分離工程に至る系統、粗固液分離工程から遠心分離液糟（Ｉ）に貯蔵し、殺菌処理し、光合成細菌の増殖培養する系統も含まれる。
粗固液分離工程、清澄固液分離工程の連続遠心分離装置は、第一系統と同様なスクリュウデカンタ形遠心分離機、自動排出型遠心分離機を用いる。
〔ミキシング工程〕
粗固液分離工程で得られた分離液の固液分離を促進する方法として、希釈して得た光合成細菌処理水をエアレーションしながら高速撹拌（１０００〜５０００ｒｐｍ）又は空気を巻き込みながら高速撹拌（１０００〜５０００ｒｐｍ）している中に、前記の固液分離装置により固液分離された分離液を連続的に又は間歇的に投入し、ＰＨが６．０に、好ましくは６．５になるまで投入する。
又は、ＰＨが６．０に、好ましくは６．５になると予測される前記の光合成細菌処理水と分離液とを同時に混合し、エアレーションしながら高速撹拌（１０００〜５０００ｒｐｍ）又は空気を巻き込みながら高速撹拌（１０００〜５０００ｒｐｍ）する。
このとき、波長４００〜７００ｎｍを主として含む光線を照射しながら投入すると処理能力（投入量、ＢＯＤの低下など）が向上する。この操作をミキシング工程といい、構成する機器類をミキシング装置という。ミキシング装置には、遠心ポンプ、渦流ポンプ、ジェットポンプなどが含まれる。
【００３０】
この撹拌された分離液をミキシング液といい、モヤモヤと浮遊する固形分と沈降する固形分を含む。これらの固形分の粒子を顕微鏡で観察すると非常に小さく、１０〜１００μｍである。連続遠心分離装置を用いて、このミキシング液を固液分離する。得られた分離液をミキシング分離液ともいう。このミキシング分離液を一昼夜静置してｐＨを測定しても、その値は変化しなかった。前記の分離液のＢＯＤが５０００ｐｐｍ以上であるのに対して１０００ｐｐｍ以下にもなる。
【００３１】
ミキシング工程を終えたままの分離液は、長時間の経過とともにｐＨが低下する。これを再度ミキシング処理するとｐＨ値が回復する。
〔清澄分離液殺菌工程〕
光合成細菌を効率よく増殖培養する一つの方法として、他の微生物を共存させないことを見出したので、低圧水銀灯の２５０ｎｍの紫外線を長時間照射して光合成細菌を生存させ、その他の微生物を死滅し、殺菌させる。紫外線は一般に透過力が小さく、液体中において、到達距離が短く、照射強度も弱まる。照射強度を強めるために、大型紫外線ランプを用いると、発生する熱で液体の温度が上がり、光合成細菌が死滅してしまう。
【００３２】
本願発明者らが発明した特開２００６−１１６５３６公報に記載の小型紫外線殺菌浄水装置（ハニカム型紫外線連続殺菌浄水装置という）を作製した。この装置の概略図を図４に示す。
殺菌槽ハウジング１０６内に複数の殺菌槽仕切り板１０９の処理流路１１０を通じて相互に連接された複数の正四角形殺菌槽１０５ないし紫外線ランプ１０４からなる。図のように、正四角形殺菌槽１０５を９個連結したものであり、殺菌槽ハウジング１０６を正四角形としている。紫外線ランプ１０４を正四角形殺菌槽１０５に一本挿入する。
処理流路１１０は、殺菌槽仕切り板１０９の上部または下部に交互に設ける。処理流路１１０の開口は、上部のとき高さ２０〜３０ｍｍ、下部のとき高さ１５〜２０ｍｍとする。殺菌槽１０５のサイズは、（７０〜９０）ｍｍ×（７０〜９０）ｍｍ×（３００〜４００）ｍｍである。
【００３３】
使用する紫外線ランプ（２５３．７ｎｍ）がＳ社製型式ＧＬＤ１５ＭＱの場合、水中における照射強度は、光源から５ｍｍのとき１２２５０μｗ、３５ｍｍのとき４２５０μｗである。
紫外線に比較的強いといわれる枯草菌を殺菌するのにかかる照射量が３３３００μｗ・ｓｅｃ／ｃｍ２であるから、菌の致死量となる基準値を３６０００μｗ・ｓｅｃ／ｃｍ２として、処理水量、正四角形殺菌槽サイズ、槽本数などを設計して、ハニカム型紫外線連続殺菌浄水装置を作製する。
また、殺菌槽ハウジング１０６には、複数の紫外線ランプソケット１０３、複数の磁歪振動子１１５、超音波発信器１１４を装着し、架台１１３を取り付けている。
具体的には清澄分離液が、殺菌槽ハウジング１０６内に流入する流入口１０１側から、流入パイプ１０７、複数の正四角形殺菌槽１０５、複数の処理流路１１０を通過して、流出パイプ１０８、流出口１０２の順で移動し、その間で紫外線照射され、殺菌処理される。得られた液を紫外線殺菌分離液という。滅菌した紫外線殺菌分離液を培養菌処理水槽及び／又は培養菌貯蔵槽に還流し、光合成細菌を再利用する。
〔光合成細菌培養工程〕  これらの分離液（凝集分離液、遠心分離液、ミキシング液、清澄分離液、および滅菌した紫外線殺菌分離液を含む）には、有機酸、タンパク質、微少な粒子（懸濁物など）、繊維素および微生物（光合成細菌など）などが含まれていて、処理１サイクルのＢＯＤが６０００〜３００ｐｐｍである。
【００３４】
可溶性有機酸、可溶性タンパク質、可溶性脂肪、無機塩類、微少な粒子（繊維素、懸濁物など）は、光合成細菌の富栄養素である。そこで、これらの分離液を液状培地そのものとして用いる。
増殖培養する方法の一つとして、光合成細菌の場合を示す。
嫌気性光合成細菌のときは、上記した液状培地を光照射できる増殖培養槽に投入し、酒類粕処理と同じ光合成細菌ならば、温度２０〜４５度Ｃ、波長４００〜７００ｎｍを主として含む光線を照射しながら培養する。撹拌することなく、静置し、２４時間以上経過すると紅色となり、増殖培養されていることが目視される。波長が４００〜７００ｎｍを主として含む光源として、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ＬＥＤランプなどがある。
光合成細菌は、液中を活発に動き回るので、静置したままでよいが、窒素ガスなどの不活性ガスを導入し、緩やかに撹拌してもよい。
【００３５】
一方、好気性光合成細菌のときは、上記の方法に代えて圧搾空気など滅菌された空気または酸素ガスを増殖培養槽に導入して、温度２０〜４５度Ｃ、波長４００〜７００ｎｍを主として含む光線を照射しながら培養する。
さらに、紫外線殺菌分離液に増殖培養した光合成細菌（１０の１０乗〜１０の１３乗個／ｍＬ）を適量添加することにより、濃い紅色に増殖培養した光合成細菌（１０の１１乗〜１０の１３乗個／ｍＬ）を１〜２日間短縮して増殖培養することができる。
〔光合成細菌（佐藤菌）の培養法〕
三河環境微生物  さとう研究所の市販する光合成細菌液（元菌）を用いる。これは水田の表面の土壌から分離し、拡大培養した光合成細菌である。紅色で、「たんぼ」のドブ臭いにおいがし、ｐＨ＝８．５前後であり、次のような性質を有する。１．土壌中の硫化水素など分解産物の無毒化。２．ビタミンＢ１２、カロチン、核酸など菌体産物の利用。３．土壌や堆肥中の放線菌の増殖促進「フザリウムなどとの拮抗」。４．大腸菌、サルモネラ菌など腸内細菌の自然界からの消滅促進。５．土壌，汚水、堆肥などの脱窒素作用また反対の窒素固定作用。
したがって、紅色硫黄細菌を主体とする紅色光合成細菌である。これを佐藤元菌と称する。
この佐藤元菌の拡大培養法をするにあたり、原体菌水溶液（ワインのロゼ色、ｐＨ＝８．３５）を顕微鏡で観察すると、光合成細菌の他多種類の多数の雑菌が確認された。
【００３６】
原体菌水溶液（ワインのロゼ色、ｐＨ＝８．３５）を１０倍に希釈し、紫外線照射して雑菌を死滅させ、佐藤元菌のみの水溶液とした。
【００３７】
培地組成として、水５０Ｌ対して
塩化アンモニウム      ４０〜６０ｇ
炭酸水素ナトリウム    ４０〜６０ｇ
酢酸ナトリウム        ４０〜６０ｇ
塩化ナトリウム        ４０〜６０ｇ
リン酸水素二カリウム    ８〜１２ｇ
硫酸マグネシウム        ８〜１２ｇ
ＤＬ−リンゴ酸        １０〜１５ｇ
ペプトン                ８〜１２ｇ
酵母エキス              ４〜６ｇ
を混合するものである。
添加した後、２，３ｍｉｎ撹拌し、培地水を作製する。
２５〜４０度に温調することができる、空気を遮断することができる、雑菌を混入しないようにできる培養釜であって、光を照射できるものを用意する。
この培養釜に培地水を所定量投入し、佐藤元菌水溶液（ワインのロゼ色、ｐＨ＝８．３５）を添加し、撹拌する。水温ヒータにて温度約３２度で温調し、日の当たるところで、１２日間培養する。ロゼ色透明のものが濃紅色に変化する。ｐＨ＝８．５となる。
これを培養佐藤菌という。
〔耐アルカリ性光合成細菌の培養法〕
特許３６９９９８７号で得られた耐アルカリ性光合成細菌を拡大培養した菌体浄化資材を用いた。この菌体浄化資材（エコ菌と称して市販）は、紅色非硫黄性細菌、ラン色細菌及び土壌菌（バチルス菌を含む）を混合したものであり、特願２００６−１１２３３６の実施例に用いたものである。
たとえば、水２０Ｌにエコ菌２Ｋｇを混合し、３２度に昇温し、２４Ｈｒ放置後、濾過する。濾液を紫外線照射（１２００μＷ、４０秒間）して、土壌菌を滅菌する。
得られた耐アルカリ性光合成細菌の水溶液を培養佐藤菌の培養法と同様に紫外線照射して殺菌し、培養を行った。ただし、濃紅色に変化するまでに３週間を要した。ｐＨ＝８．３〜８．７である
これを培養耐アルカリ性光合成細菌という。
【実施例１】
【００３８】
〔光合成細菌の増殖培養法〕
塩素で殺菌した５０Ｌ水槽を準備した。水槽にはあらかじめマグネットスターラーを入れておく。
芋焼酎粕を固液分離した分離液をハニカム型紫外線連続殺菌浄水装置（紫外線強度（ＭＡＸ１２０００μＷ．ＭＩＮ４０００μＷ））を用いて、５４０秒間連続して照射し、紫外線殺菌分離液を用意する。この紫外線殺菌分離液４３Ｌを塩素で殺菌した５０Ｌ水槽に投入した。濃紅色の培養佐藤菌及び／又は培養耐アルカリ性光合成細菌（１０の１０乗〜１０の１３乗個／ｍＬ）７Ｌをこれに植種した。水槽に雑菌が混入しないように、蓋をし、目張りをした。水温を３０℃〜３５℃に保ち、マグネットスターラーを回転させながら、５００Ｗのハロゲンランプを光源として、５０ｃｍ離れた所から水槽に向かって連続照射し、光合成細菌を培養した。無色透明であった水槽内が３日後には濃紅色となり、光合成細菌が増殖培養された。増殖培養して得た光合成細菌を培養光合成細菌という。
【実施例２】
【００３９】
〔ＩＨＩ社スクリュウデカンタ形遠心分離機（横型連続式遠心分離機ＨＳ−２０５Ｌ型）を用いた固液分離性能評価〕
芋焼酎会社ＯＧ社から、芋焼酎粕の原液を３００Ｌ入手し、これを小分けして入れた２０Ｌポリ容器１５個と、培養光合成細菌９Ｌ入り容器２本をＩＨＩ社に搬送し、スクリュウデカンタ形遠心分離機の固液分離性能評価を実施した。実施の概略図を図５に示す。図に示すように、今回は「芋焼酎粕の固液分離はいままで成功していない。」とのＩＨＩ社の要望をいれて、凝集剤（光合成細菌）を添加混合した撹拌槽のところから、定量ポンプによる処理量の設定、スクリュウデカンタ形遠心分離機（ＨＳ−２０５Ｌ型）での処理、分離液と固形分の回収までの実施とした。試験機ＨＳ−２０５Ｌ型の処理量から、他の機種と実プラント機の処理量が予測でき、改良する点を見出し、オプションも選定できる。小酒造メーカ（焼酎粕１０ｔｏｎ／ｄａｙ）において、光合成細菌処理水に対して焼酎粕１０ｖｏｌ％の処理を１日で完了すると想定するならば、公称能力が５〜６ｔｏｎ／ｈｒである型式ＨＳ−３２５Ｌの機種が対象となる。これに対応する処理が可能か否かを評価することとなる。試験機ＨＳ−２０５Ｌ型で０．７ｔｏｎ／ｈｒの処理量が対応する。そこで、サンプル量から計算して、０．３、０．５、０．７、１．０、１．５ｔｏｎ／ｈｒの５水準の処理量を試験することとした。その結果に基づいて、自動排出型遠心分離機用の大量の遠心分離液を作成する。
【００４０】
ここで、公称能力は、ＳＳ濃度が１．５〜２．５％の標準的スラリーについての沈降能力基準処理量を示す。処理能力は原液の性状（ＳＳ濃度、粘度、粒径、比重など）、凝集剤使用の有無、によって異なる。
【００４１】
まず、試験機ＨＳ−２０５Ｌ型の外胴ボウルの回転数を５６００ｒｐｍとし、遠心力をｍａｘの３５００Ｇに固定し、内胴スクリュウの回転数差を１０ｒｐｍに固定し、始動した。定量ポンプの処理量設定値を０．３ｔｏｎ／ｈｒに設定した。
次に、１ｔタンクに投げ込みヒータ（図示せず）を入れ、水道水を４５０リットル投入し、撹拌しながら水温を３５度Ｃに昇温した。これに培養光合成細菌９Ｌを投入し、５分間撹拌し、培養菌処理水を作成した。外胴ボウルの回転数が安定していることを確認する。
【００４２】
培養菌処理水に１５０Ｌの焼酎粕原液を１分３０秒で投入し、３０秒後に５００ｍＬビーカーに混合液を採取した。
【００４３】
同時に定量ポンプの前にあるバルブを開き、０．３ｔｏｎ／ｈｒの流量でスクリュウデカンタ形遠心分離機に供給した。５分後に２００ｍＬビーカー１個、ペットボトル２本、２０Ｌポリタンク２個にサンブリングした。捕集ケーシングから落下した、受け皿の固形物をポリエチレン袋に適当量採取し、密封した。
【００４４】
サンプリング終了後、定量ポンプの処理量設定値を０．５ｔｏｎ／ｈｒに設定した。設定した５分後に、２００ｍＬビーカー１個、ペットボトル２本、２０Ｌポリタンク２個にサンブリングした。捕集ケーシングから落下した、受け皿の固形物をポリエチレン袋に適当量採取し、密封した。
【００４５】
引き続き、同様に、サンプリング終了後、定量ポンプの処理量設定値を０．７、１．０、１．５ｔｏｎ／ｈｒに順次設定して実験した。それぞれの水準で同様に、２００ｍＬビーカー１個、ペットボトル２本、２０Ｌポリタンク２個にサンブリングした。捕集ケーシングから落下した、受け皿の固形物をポリエチレン袋に適当量採取し、密封した。
【００４６】
培養菌処理水と焼酎粕とを混合攪拌して２分後の混合液を、卓上遠心分離器を用いて遠心力３５００Ｇで５分間、遠心分離した。その結果を図６（ａ）に示す。４３ｍＬの分離液に対して固形部分が目盛約４．４を示すところまで固液分離している。液状部分は半透明の薄茶色である。この分離結果を見て、ＩＨＩ社の担当者は「このようにきれいに固液分離したのは初めてだ。予定通り実験を進めることができる。」と評価した。
【００４７】
卓上遠心分離器を用いて遠心力３５００Ｇで分離液４０ｍＬを遠心分離時間１０分間、遠心分離し、上澄液を除いたものの写真を図６（ｂ）に示す。固形物がガラス壁にしっかり付着していることが分かる。
【００４８】
得られた分離液を透明容器に採取して観察する。採取時には白濁しているが、数分経過すると半透明の黄色液体となる。１〜２時間経過すると、もやもやした固形物が容器の底部に浮遊する。１週間くらいは目視では変化を識別できない。１〜２月経過すると、もやもやした固形物が底部に沈殿し、上部は透明感のある黄色液体となる。
スクリュウデカンタ形遠心分離機の固液分離性能評価をした。分離液の色相、ＳＳについては目視により、沈殿物については１〜２時間以上静置していたペットボトルにおける「もやもやとした浮遊物」の底からの高さにより、処理量については固液分離しているか否かにより判定した。結果を表１に示す。１．５ｔｏｎ／ｈｒの処理量について色相、沈殿物の判定を×印とせず、◇印としたのは、固液分離されて固形物が取得できており、分離液にある固形物のサイズも小さく、食物繊維に利用する場合には、却って収量増加する条件となるからである。
【００４９】
【表１】
2008290049.tif 000003
【００５０】
また、これらの結果から、スクリュウデカンタ形遠心分離機の公称能力が５〜８ｔｏｎ／ｈｒｋＨＳ−３６５Ｌ、さらに１０〜１６ｔｏｎ／ｈｒのＨＳ−５０５Ｌまたは１６〜２３ｔｏｎ／ｈｒのＨＳ−５０６Ｌの大量処理ができる機種も選定できることが分かる。
標準型を密閉型に設計変更するにあたっても、凝集分離液、分離液、固形物の出入口部の密閉化及び外気との遮断に関しては、サニタリータイプを基に手を加えることにより達成できることも分かった。
【００５１】
供給後５分後にビーカーに採取した遠心分離液を、卓上遠心分離器を用いて遠心力３５００Ｇで分離液４０ｍＬを遠心分離時間１０分間、遠心分離したものの写真のうち０．３、０．７ｔｏｎ／ｈｒを図７（ａ）に、上澄液を除いたものの写真のうち０．３、０．５、０．７、１．０ｔｏｎ／ｈｒを図７（ｂ）示す。
凝集分離液にある固形物を見かけ上８０〜９５ｗｔ％固液分離していることがわかる。
【００５２】
芋焼酎粕原液、混合液、０．３、０．５、０．７、１．０、１．５ｔｏｎ／ｈｒ処理量について、ＢＯＤの分析結果、ｐＨ、乾燥法による固形含有率の測定結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
2008290049.tif 000004
【００５４】
さらに、２ケ月後に、ペットボトルの沈殿高さｍｍ、上澄液の乾燥法による固形含有率の測定結果を表３に示す。上澄液の固形含有率から混合液もいずれの分離液も０．４ｗｔ％とほぼ一定の値を示している。これは、不揮発性の可溶物質の含有率を示していると考えられる。不溶物質であるＳＳ（繊維質、灰分、微少懸濁物など）は、表２の固形含有率から表３の固形含有率を差し引いた実固形含有率である。スクリュウデカンタ形遠心分離機による固形物の分離除去率は、１００（１−分離液／混合液）で計算される。これを表３に示す。
【００５５】
【表３】
2008290049.tif 000005
【００５６】
乾燥法による固形含有率の測定について説明する。
【００５７】
風袋になる東洋アルミホイルプロダクツ株式会社製アルミ皿の重量を計る。重量計は、株式会社石田衛器製作所製の誘電式計りＱＢ−２５０を使用する。重量計に載せたまま、ゼロ調整し、東洋アルミホイルプロダクツ株式会社製アルミ皿に検体１００ｇを入れる。ホットプレートを１００℃にセットし、その上に検体を入れたアルミ皿を載せ、水分が完全に無くなるまで乾燥する。直ちに、乾燥後アルミ皿の重量を計り、この乾燥後重量からアルミ皿（風袋）の重量を差し引きし、正味重量を得る。正確な検体重量で割って固形含有率を算出する。
スクリュウデカンタ形遠心分離機の捕集ケーシングを開いたときの固形物ケーキの状態を図８に示す。固体出口から飛散し、捕集ケーシングに当たり、付着しながら積層し、鍾乳石のように延びて固形物ケーキを形成する。振動、重力により落下し、受け皿に堆積する。
捕集ケーシングから落下し、受け皿に堆積した固形物を採取したものの含水率を乾燥法により測定した。結果を表４に示す。含水率はいずれの供給量についても８７〜９０ｗｔ％とほぼ同程度である。
【００５８】
【表４】
2008290049.tif 000006
【実施例３】
【００５９】
〔排出口液面高さの及ぼす影響〕
実施例２の結果を踏まえて、外胴ボウル大径側の分離液の排出口の液面高さΔＮの壁をワッシャーにより、液面をさらに１０ｍｍまで調整することができる。実施例２の場合、液面高さΔＮ＋５ｍｍであったから、液面高さΔＮ＋７ｍｍとした実験及び次工程の自動排出型遠心分離機の検討用サンプルを作成する。
【００６０】
実施例２と同様に、試験機ＨＳ−２０５Ｌ型の外胴ボウルの回転数を５６００ｒｐｍとし、遠心力をｍａｘの３５００Ｇに固定し、内胴スクリュウの回転数差を１０ｒｐｍに固定し、始動した。定量ポンプの処理量設定値を１．０ｔｏｎ／ｈｒに設定した。
次に、１ｔタンクに投げ込みヒータ（図示せず）を入れ、水道水を４５０リットル投入し、撹拌しながら水温を３５度Ｃに昇温した。これに培養光合成細菌９Ｌを投入し、５分間撹拌し、培養菌処理水を作成した。外胴ボウルの回転数が安定していることを確認する。
【００６１】
培養菌処理水に１５０Ｌの焼酎粕原液を１分３０秒で投入し、３０秒後に５００ｍＬビーカーに混合液を採取した。
【００６２】
同時に定量ポンプの前にあるバルブを開き、１．０ｔｏｎ／ｈｒの流量でスクリュウデカンタ形遠心分離機に供給した。５分後に２００ｍＬビーカー１個、ペットボトル２本、２０Ｌポリタンク１個にサンブリングした。捕集ケーシングから落下した、受け皿の固形物をポリエチレン袋に適当量採取し、密封した。
【００６３】
定量ポンプの前にあるバルブを閉じ、外胴ボウルの回転を停止し、ワッシャーを取り替えて液面高さをΔＮ＋７ｍｍとした。
再び外胴ボウルの回転を所定の値に設定し、始動した。定量ポンプの前にあるバルブを開き、１．０ｔｏｎ／ｈｒの流量でスクリュウデカンタ形遠心分離機に供給した。５分後に２００ｍＬビーカー１個、ペットボトル２本、２０Ｌポリタンク１個にサンブリングした。捕集ケーシングから落下した、受け皿の固形物をポリエチレン袋に適当量採取し、密封した。
【００６４】
定量ポンプの前にあるバルブを閉じ、外胴ボウルの回転を停止し、ワッシャーを取り替えて液面高さをΔＮ＋５ｍｍに戻した。
再び外胴ボウルの回転を所定の値に設定し、始動した。定量ポンプの前にあるバルブを開き、０．７ｔｏｎ／ｈｒの流量でスクリュウデカンタ形遠心分離機に供給した。５分後に２００ｍＬビーカー１個、ペットボトル２本、２０Ｌポリタンク２個にサンブリングした。引き続き、残りの混合液が処理し終えるまで、分離液を１ｔｏｎタンクに送り、貯蔵した。貯蔵した分離液を撹拌しながら、２０Ｌポリタンクに詰めた。捕集ケーシングから落下した、受け皿の固形物をポリエチレン袋に適当量採取し、密封した。
【００６５】
三水準の分離液のＢＯＤの分析結果、ｐＨ、乾燥法による固形含有率の測定結果を表２に併せて示す。各処理量の固形物の乾燥法による含水率を測定し、結果も表４に併せて示す。含水率は約８８ｗｔ％であった。固形含有率は０．６ｗｔ％であった。
【００６６】
２ｍｍの高さの変化では、液面高さの影響がほとんど見られなかった。もっと高くできる機種による実験をする必要がある。
【実施例４】
【００６７】
〔ハイドロストップシステム自動排出型固液分離機を用いた芋焼酎粕の固液分離性能評価〕
実施例３で大量に用意した分離液をハイドロストップシステム自動排出型固液分離機（ウエストファリアセパレーター株式会社製型式ＳＡ１型）を用いてさらに固液分離を実施した。今回は「芋焼酎粕の固液分離はいままで成功していない。」とのウエストファリアセパレーター株式会社の要望をいれて、卓上型ＳＡ１型の本機を用いた。芋焼酎粕が固液分離できれば、本機の固液分離データに基づいて、機種を選定することができ、ディスクセットの枚数や間隙を最適に設定することができる。
【００６８】
実施例３で大量に用意した分離液を３００Ｌ撹拌槽に入れ、インバータ制御した定量ギヤポンプを用いて供給量４４０，５９０，１１２５，２２００，３４００，４２００，５２５０ｍＬ／ｍｉｎの７水準をハイドロストップシステム自動排出型固液分離機に順次供給し、固液分離の実験をした。
【００６９】
まず、定量ギヤポンプを用いて、水槽から水を供給量４４０ｍＬ／ｍｉｎでハイドロストップシステム自動排出型固液分離機に供給し、いわゆる水運転をする。排出量が４４０ｍＬ／ｍｉｎであることを確認し、焼酎粕分離液を供給する。３分経過すると覗き窓の色が無職透明から淡い黄色に変化する。５分経過から５分毎にペットボトルに１本づつ採取する。１５〜３５分では薄黄色であり、４０分以降は徐徐に薄くなる。７０分の採取の終了後、スラッジスペースにある固形物を排出し、採取した。
【００７０】
５９０ｍＬ／ｍｉｎの供給に設定し、５分経過して供給量を測定し，１０分、２０分、３０分に分離液を採取した。採取し終わるとスラッジスペースにある固形物を排出し、採取した。以降、１１２５，２２００，３４００，４２００，５２５０ｍＬ／ｍｉｎの５水準を、同様な手順で固液分離を行った。
【００７１】
得られた分離液は透明感があり、二ヶ月経過しても沈殿物は確認できなかった。２０分で採取したペットボトルを並べて撮影した写真を図９に示す。排出した固形物を同様に撮影した写真を図１０に示す。２０分で採取したものを検体として、ＢＯＤの分析結果、ｐＨ、乾燥法による固形含有率を算出した。不揮発性の可溶物質を差し引いて実固形含有率も算出した。結果を表５に示す。
なお、実施例３で大量に用意した分離液をさらに培養光合成細菌５０倍希釈処理水を等量混合し、処理量７００ｍＬ／ｍｉｎで固液分離した清澄分離液のデータも記載している。
【００７２】
【表５】
2008290049.tif 000007
【００７３】
スクリュウデカンタ形遠心分離機で分離液側に分離された０．２ｗｔ％の不揮発性の不溶物質が０．１７ｗｔ％（除去率８５％）から０．１１ｗｔ％（除去率６５％）まで除去されていることかが分かる。
【実施例５】
【００７４】
〔自動排出型固液分離機を用いた麦焼酎粕の固液分離性能評価〕
ＳＨ酒造株式会社から入手した麦焼酎粕を、シーレックスポンプを用いて、麦焼酎粕５Ｌ／ｍｉｎ、培養光合成細菌１００倍希釈した処理水１５Ｌ／ｍｉｎの供給量で同時混合した。これを回転濾過器とスクリュープレス型圧搾装置を用いて固液分離した。
培養光合成細菌１００倍希釈した処理水に固液分離した分離液を等量混合し撹拌した。これを焼酎粕の８倍希釈液と表示する。実施例４と同様に、２６０，６２０，８６０，１０００ｍＬ／ｍｉｎの供給量でウエストファリアセパレーターＳＡ１型に供給し、固液分離した。
供給量６２０ｍＬ／ｍｉｎの経時変化を撮影した写真を図１２に示す。ほとんど無色透明の分離液であった。麦焼酎粕、１：３混合液、８倍希釈液、清澄分離液を撮影した写真を図１３に示す。麦焼酎粕に対する固液分離性能は素晴らしく良好である。
【００７５】
供給量２６０，６２０，８６０，１０００ｍＬ／ｍｉｎの固液分離において、スラッジスペースにある固形物を排出し、採取した。撮影した写真を図１４に示す。麦焼酎粕の場合、芋焼酎粕の場合と異なり、２層に分離していることがわかる。
【００７６】
麦焼酎粕原液、１：３混合液、８倍希釈液（実験前）、８倍希釈液（６２０ｍＬ／ｍｉｎ）のＢＯＤの分析結果、ｐＨ、乾燥法による固形含有率を算出した。結果を表６に示す。
【００７７】
【表６】
2008290049.tif 000008
【実施例６】
【００７８】
〔ミキシング処理の効果〕    ミキシング工程の概略図を図１５に示す。水２４０Ｌを処理水槽２７に入れる。次に佐藤元菌を拡大培養した培養光合成細菌４０Ｌを加え軽く混合して、７倍希釈した処理水を作成する。実施例３の大量に作成した遠心分離液８０Ｌを分離液槽２８に投入した。処理水槽２７の７倍希釈した処理水２８０Ｌを送水ポンプ２９でポンプアップしてミキシング槽２２に供給した。次いで、遠心分離液８０Ｌを送水ポンプ３１でポンプアップしてミキシング槽２２に供給した。ミキシング用ブレード２３をミキシングモーター２１で回転数３４００ｒｐｍの高速で回転し、空気を巻き込みながらミキシングを行った。１０分毎に、スタートから２４０分後まで水温とｐＨの変化を記録した。
ミキシング時間３０，５０，７０，９０分のときミキシング液を採取し、それぞれ５２０，５２０，４８０，４８０ｍＬ／ｍｉｎの供給量でハイドロストップシステム自動排出型固液分離機ＳＡ１型を用いて固液分離した。分離液を撮影した写真を図１６に示す。僅かに黄色を帯びた透明な液体であり、キミシングした効果は良好であった。キミシング０、３０，７０，９０分のときのＢＯＤの分析結果はそれぞれ２６００，２２００，２０００，１６００ｐｐｍであった。
【００７９】
次いでこれをハロゲンランプ５００Ｗで照射した。４日目で濃い紅色となり、光合成細菌が培養された。
【実施例７】
【００８０】
〔ミキシング処理と紫外線殺菌の効果〕実施例６と同様にミキシング実験を行い、ミキシング時間１０分〜２４０分でのＰＨと水温の変化を記録した。表７に示す。  ２４０分ミキシング処理したミキシング液を、ハイドロストップシステム自動排出型固液分離機ＳＡ１型を用いて固液分離した。得られた清澄分離液を、ハニカム型紫外線連続殺菌浄水装置を用いて、紫外線強度（ＭＡＸ１２０００μＷ．ＭＩＮ４０００μＷ）を連続して５４０秒間照射し、殺菌し、紫外線殺菌分離液を得た。
【００８１】
【表７】
2008290049.tif 000009
【００８２】
５０Ｌ水槽を３コ準備し水槽内を塩素殺菌した。紫外線殺菌分離液４３Ｌに、培養光合成細菌７Ｌを植種し、蓋をし、水槽の縁にテープを貼り密閉し、雑菌の混入を防止した。
【００８３】
水槽内を３０℃〜３５℃に保ち、水槽の前面から５０ｃｍ離れた所から５００Ｗのハロゲンランプを用いて連続照射し、光合成細菌の培養を開始した。紫外線殺菌分離液を撹拌しないが、三槽いずれも７２時間後に植種した培養光合成細菌と同等の色になった。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】酒類粕の密閉循環系固液分離システムのフロー図である。
【図２】スクリュウデカンタ形遠心分離機の概略図である。
【図３】自動排出型固液分離機の概略図である。
【図４】ハニカム型紫外線連続殺菌浄水装置の概略図である。
【図５】スクリュウデカンタ形遠心分離機の実験概略図である。
【図６】芋焼酎粕の混合液を卓上遠心分離器を用いて固液分離した図である。
【００８５】
（ａ）３５００Ｇで５分間処理したものである。
【００８６】
（ｂ）３５００Ｇで１０分間処理したものである。
【図７】遠心分離液を卓上遠心分離器を用いて固液分離した図である。
【００８７】
（ａ）処理量０．３，０．７ｍＬ／ｍｉｎの遠心分離液を３５００Ｇで５分間処理したものである。
【００８８】
（ｂ）処理量０．３，０．５，０．７，１．０ｍＬ／ｍｉｎの遠心分離液を３５００Ｇで１０分間処理し、底部に付着した固液分離の図である。
【図８】捕集ケーシングを開いて、固形物ケーキが付着している状態の図である。
【図９】０．７ｍＬ／ｍｉｎの遠心分離液をハイドロストップシステム自動排出型固液分離機を用いて供給量４４０，５９０，１１２５，２２００，３４００，４２００，５２５０ｍＬ／ｍｉｎの７水準で固液分離した清澄分離液の図である。
【図１０】０．７ｍＬ／ｍｉｎの遠心分離液をハイドロストップシステム自動排出型固液分離機を用いて供給量４４０，５９０，１１２５，２２００，３４００，４２００，５２５０ｍＬ／ｍｉｎの７水準で固液分離した固形物の図である。
【図１１】芋焼酎粕の遠心分離液をハイドロストップシステム自動排出型固液分離機で固液分離する処理時間の及ぼす清澄分離液の図である。
【図１２】麦焼酎粕の遠心分離液をハイドロストップシステム自動排出型固液分離機で固液分離する処理時間の及ぼす清澄分離液の図である。
【図１３】麦焼酎粕を固液分離した効果を示す図である。
【図１４】麦焼酎粕の遠心分離液をハイドロストップシステム自動排出型固液分離機で固液分離した固形物ＩＩの図である。
【図１５】ミキシング工程の実験概略図である。
【図１６】芋焼酎粕のミキシング効果を示す写真である。
【符号の説明】
【００８９】
２１    ミキシングモーター
２２    ミキシング槽
２３    ミキシング用ブレード
２４    供給パイプ
２５    排出バルブ
２６    排出パイプ
２７    処理水槽
２８    分離液槽
２９    送水ポンプ
３１    送水ポンプ
１００  紫外線殺菌浄水装置
１０１  流入口
１０２  流出口
１０３  紫外線ランプソケット
１０４  紫外線ランプ
１０５  殺菌槽
１０６  殺菌槽ハウジング
１０７  流入パイプ
１０８  流出パイプ
１０９  槽仕切り板
１１０  処理流路
１１１  流路パイプ
１１２  連結パイプ
１１３  架台
１１４  超音波発信器
１１５  磁歪振動子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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