(57)【要約】【課題】蛋白質含有液に調整剤等の薬品を添加することなく、安全かつ効率的に蛋白質を回収し、更に、蛋白質を分離した廃液を効率的に処理する方法及び装置を提供することを目的とする。【解決手段】蛋白質１１を含有する液体１０から蛋白質１１を分離回収する蛋白質含有液１０の処理方法において、液体１０を加熱処理して液体１０に含有する蛋白質１１を析出させる工程を有するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛋白質を含有する液体から蛋白質を分離回収する蛋白質含有液の処理方法において、
前記液体を加熱処理して該液体に含有する蛋白質を析出させる工程を有することを特徴とする蛋白質含有液の処理方法。
【請求項２】
前記液体から蛋白質が回収された残液を消化処理してガスを生成させる工程を有することを特徴とする請求項１に記載の蛋白質含有液の処理方法。
【請求項３】
前記消化処理は、嫌気性微生物による消化処理であることを特徴とする請求項２に記載の蛋白質含有液の処理方法。
【請求項４】
蛋白質を含有する液体から蛋白質を分離回収する蛋白質含有液の処理装置において、
前記液体を加熱処理して該液体に含有する蛋白質を析出させる加熱処理装置を備えることを特徴とする蛋白質含有液の処理装置。
【請求項５】
前記液体から蛋白質が回収された残液を消化処理する消化処理装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の蛋白質含有液の処理装置。
【請求項６】
前記消化処理装置は、嫌気性リアクタであることを特徴とする請求項５に記載の蛋白質含有液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛋白質を含有する廃液の有効利用に関する。さらに詳しくは、蛋白質を含有する廃液に含まれる蛋白質を回収する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酒または焼酎製造工場或いは澱粉製造工場等から排出される廃液中には、蛋白質などの栄養分が多く含有されている。そして、このような蛋白質含有液の排水量は、工場によっては、一日当たり１０００トン程度と非常に多く、廃液の有効利用が求められている。
このため、蛋白質含有液にＳＯ２等の調整剤を添加してｐＨ（ペーハー）を５程度に調整した後に約９０℃で熱処理することにより、蛋白質を析出分離させている。そして、回収された蛋白質は、食材原料として利用されたり、肥料として農地に還元したりしている。更に、蛋白質を回収（分離）して残った液体（廃液）をリアクタで処理することによりメタンガス等のバイオガスを回収して燃料として利用している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４５８６０号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、蛋白質含有液を堆肥として利用する場合には、液中の栄養分が腐敗して悪臭を放ち、悪臭公害の要因となるという問題がある。更に、液中に含まれる大量のカリウムが土壌を汚染してしまうという問題がある。また、蛋白質含有液から蛋白質を回収する際に添加されるｐＨ調整剤が、後のリアクタ処理工程において、リアクタの効率を低下させる原因となるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、蛋白質含有液にｐＨ調整剤等の薬品を添加することなく、安全かつ効率的に蛋白質を回収し、更に、蛋白質を分離した廃液を効率的に処理する方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蛋白質含有液の処理方法及び処理装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、蛋白質（１１）を含有する液体（１０）から蛋白質（１１）を分離回収する蛋白質含有液（１０）の処理方法において、液体（１０）を加熱処理して液体（１０）に含有する蛋白質（１１）を析出させる工程を有することを特徴とするようにした。これにより、蛋白質含有液から蛋白質を回収する際に、ｐＨ調整剤等の薬品を添加することがないので、回収された蛋白質を食品や堆肥として有効に利用することができる。
【０００７】
また、液体（１０）から蛋白質（１１）が回収された残液（１２）を消化処理してガス（１４）を生成させる工程を有するものでは、蛋白質含有液にｐＨ調整剤を添加していないため、後工程である消化処理に与える影響が軽減され、消化処理の効率低下を抑えることができる。
【０００８】
また、消化処理が、嫌気性微生物（６４）による消化処理であるものでは、リアクタ内の嫌気性微生物へのｐＨ調整剤の影響がないので、メタンガスの回収効率を大幅に向上させることができる。
【０００９】
第２の発明は、蛋白質（１１）を含有する液体（１０）から蛋白質（１１）を分離回収する蛋白質含有液（１０）の処理装置（１）において、液体（１０）を加熱処理して液体（１０）に含有する蛋白質（１１）を析出させる加熱処理装置（３０）を備えるようにした。これにより、蛋白質含有液から蛋白質を回収する際に、ｐＨ調整剤等の薬品を添加することがなく、熱を加えて析出させるので、回収された蛋白質を食品や堆肥として有効に利用することができる。
【００１０】
また、液体（１０）から蛋白質（１１）が回収された残液（１２）を消化処理する消化処理装置（６０）を備えるものでは、蛋白質含有液にｐＨ調整剤を添加していないため、後工程である消化装置における消化処理に与える影響が軽減され、消化処理の効率低下を抑えることができる。
【００１１】
また、消化処理装置（６０）が、嫌気性リアクタ（６０）であるものでは、嫌気性リアクタ内の微生物へのｐＨ調整剤の影響がないので、メタンガスの回収効率を大幅に向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の蛋白質含有液の処理方法の実施の形態に用いる装置の一例を示す概念図である。
処理装置１は、加熱処理装置３０、分離装置５０、リアクタ６０、ガス回収装置７０、排水処理装置８０、及びこれら各装置を連結するライン２０から構成される。
【００１３】
加熱処理装置３０は、加熱処理容器３１とヒータ３２とを備え、加熱処理容器３１内に収容された液体を加熱する。加熱処理容器３１の上部には、加熱処理容器３１内に液体を供給する供給ライン２１が連結される。供給ライン２１は、不図示の蛋白質含有液供給部から導かれて蛋白質含有液１０を加熱処理容器３１内に供給する。
【００１４】
加熱処理装置３０の下流側には、分離装置５０等が設けられ、分離装置５０と加熱処理装置３０とは、クーラ４０及び圧力調整弁２３を備えた移送ライン２２を介し接続される。クーラ４０は、移送ライン２２を介して加熱処理装置３０から移送される蛋白質含有液１０を冷却媒体４１と熱交換させることにより冷却する。また、圧力調整弁２３は、加熱処理装置３０から移送される残液１２の圧力を調整するものであり、例えば、大気圧に減圧させたりする。
【００１５】
分離装置５０は、遠心分離により液体と固体と分離する装置であって、加熱処理装置３０から移送された蛋白質含有液１０（蛋白質１１が析出した状態の蛋白質含有液１０）を残液１２と蛋白質１１に分離して、分離した蛋白質１１を回収する。
【００１６】
リアクタ（消化処理装置）６０は、有機物を含む液体を嫌気性微生物６４や酵素を利用して発酵（分解）させることにより、バイオガスと呼ばれるガス１４を生成する処理槽である。リアクタ６０は、分離装置５０から移送された残液１２を収容する容器６１、残液１２を攪拌するプロペラ６２、プロペラを回転させるモータ６３、残液１２を発酵させる微生物６４とを備える。なお、リアクタ６０が嫌気性リアクタ６０の場合には、ガス１４としてメタンガス１４が生成される。また、容器６１には、上部にガス取出口６５が設けられ、また、下端部には排水口６６が設けられる。
【００１７】
ガス取出口６５には、圧力調整弁２５を備えたガス回収ライン２４を介してガス回収装置７０が接続される。ガス回収装置７０は、リアクタ６０より取り出される水蒸気１３とガス１４を分離するとともに、不純物を取り除いたガス１４を回収するものである。
【００１８】
排水口６６の下流には、移送ライン２６を介して排水処理装置８０が連結される。排水処理装置８０は、リアクタ６０から移送された廃液１５を河川等に放流できる程度まで浄化処理し、排水口８１から排水１６を外部に放出する。
【００１９】
上記装置を用いて蛋白質含有液１０から蛋白質１１やガス１４を回収する処理は、以下のように行われる。
先ず、供給ライン２１を介して不図示の蛋白質含有液供給部から蛋白質含有液１０が加熱処理容器３１内に供給される。蛋白質含有液１０は、蛋白質１１等の有機物を含む水溶液である。そして、ヒータ３２により加熱処理容器３１内に収容された蛋白質含有液１０を加熱する。ここで、図２は、蛋白質１１の分離特性を表すグラフである。図２に示すように、加熱温度は、蛋白質含有液１０に含まれる蛋白質１１が液状化しない程度の温度であり、好ましくは、８０〜１２０℃程度である。そして、約１１０℃程度において最も効率的に蛋白質１１を析出させることができ、蛋白質含有液１０に含まれる蛋白質１１を略１００％程度まで析出させることができる。また、約１１０℃程度に加熱して析出させた蛋白質１１は、粘性が低く後処理しやすいという利点もある。なお、加熱時間は、約１〜３０分程度であり、好ましくは約５〜１０分程度である。
【００２０】
このように、加熱処理容器３１内で蛋白質含有液１０を加熱することにより、水溶性の蛋白質１１を効率的に析出させる。すなわち、蛋白質１１が水溶性から難溶性に変性することにより、液中に析出する。
【００２１】
次に、蛋白質１１が析出した蛋白質含有液１０を移送ライン２２を介して分離装置５０に移送する。そして、分離装置５０では、加熱処理装置３０から移送された蛋白質含有液１０（蛋白質１１が析出した状態の蛋白質含有液１０）を残液１２と蛋白質１１に分離して、分離した蛋白質１１を回収する。
このように、蛋白質含有液１０にｐＨ調整剤等の薬品を添加することなく、安全かつ効率的に蛋白質１１を析出させることができるので、回収した蛋白質１１を食品や堆肥として利用することができる。
【００２２】
次に、蛋白質含有液１０から蛋白質１１が回収されて残った残液１２がリアクタ６０に移送される。なお、既に、クーラ４０及び圧力調整弁２３により、残液１２の温度と圧力とは、リアクタ６０における消化処理に適した温度、圧力に調整されている。例えば、残液１２の温度を５０℃、圧力を大気圧に調整される。これにより、リアクタ６０の容器６１内に存在する嫌気性微生物６４の活動が妨げられないので、リアクタ６０の効率を低下させることがない。そして、残液１２をリアクタ６０に移送後、即座に消化処理に移行することができる。
【００２３】
残液１２がリアクタ６０の容器６１に収容されると、嫌気性微生物６４により残液１２内に含有する低分子等の有機物を発酵させる消化処理が行われる。有機物の発酵を活発化、均等化させるために、容器６１内に設けたプロペラ６２をモータ６３で回転させて残液１２を攪拌させる。消化処理には、嫌気性消化処理や好気性消化処理があり、いずれの方法も発酵を利用した有機物の分解による処理方式である。嫌気性消化法は、主に、高濃度、大容量の処理に用いられ、嫌気性リアクタ６０を用いることにより、メタンガス１４が生成される。また、好気性消化処理では、二酸化炭素等のガス１４が生成される。そして、消化処理によりメタンガス１４等のガス１４が生成されると、容器６１の上部には発酵の際の温度上昇に伴う水蒸気１３やメタンガス１４が充満する。そこで、圧力調整弁２５を開放して、ガス取出口６５からガス回収ラインを介してガス回収装置７０に水蒸気１３及びメタンガス１４を移送させる。
【００２４】
このように、従来、蛋白質含有液１０から蛋白質１１を回収する際に使用されたｐＨ調整剤が廃止され、蛋白質含有液１０に熱を加えただけなので、後工程であるリアクタ６０における消化処理に与える影響が軽減され、ガス１４の生成効率を向上させることができる。特に、嫌気性消化処理の場合では、回収されるメタンガス１４の品質が向上するとともに、メタンガス１４の回収効率を約２倍程度に向上させることが可能である。
【００２５】
そして、ガス回収装置７０では、移送された水蒸気１３とメタンガス１４とを分離するとともに、不純物を取り除いて高純度のメタンガス１４が回収される。そして、回収されたメタンガス１４は、燃料として利用することができる。なお、水蒸気１３は、大気中に放出される。また、ガス１４として二酸化炭素ガスが回収される場合には、大気中に放出してもよい。
【００２６】
一方、リアクタ６０の容器６１の下部に残留した廃液１５は、排水口６６から移送ライン２６を介して排水処理装置８０に送られる。そして、排水処理装置８０において、廃液１５を浄化処理して排水口８１から排水１６を外部に放出する。これにより、河川などへの有機物汚染が防止される。浄化処理の方法は、従来からある浄化処理と同様である。
【００２７】
以上のようして、蛋白質含有液１０から蛋白質１１、ガス１４を安全かつ効率的に回収することができる。また、蛋白質含有液１０から蛋白質１１を回収する際に、ｐＨ調整剤等の薬品を添加することがないので、回収された蛋白質１１を食品や堆肥として有効に利用することができる。さらに、蛋白質含有液１０にｐＨ調整剤を添加していないため、後工程である消化処理に与える影響が軽減され、特に、嫌気性消化処理の場合では、メタンガス１４の回収効率を大幅に向上させることができる。
【００２８】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
【００２９】
加熱処理装置３０に連結されるリアクタ６０は、１台に限らず、複数台であってもよい。加熱処理装置３０における加熱処理に比べて、リアクタ６０における消化処理は時間を要するため、複数台のリアクタ６０を設けた方が円滑に上述した処理を進めることができる。この場合、嫌気性リアクタ６０と好気性リアクタ６０とを混在させてもよい。
【００３０】
加熱処理装置３０としては、従来から知られている水熱処理装置を流用してもよい。ただし、加熱温度を上述した温度して、蛋白質１１が液状化しないように注意する必要がある。
【００３１】
また、分離装置５０とリアクタ６０の間、またリアクタ６０と排水処理装置８０の間に、残液１２、１５を貯蔵する貯蔵槽を設けてもよい。また、移送ライン２２にクーラ４０及び圧力調整弁２３を設けずに、残液１２を直接、リアクタ６０に移送してもよい。また、リアクタ６０を設けずに、廃液１５を排水処理装置８０に移送して、排水処理を行ってもよい。
【００３２】
また、蛋白質含有液１０に含まれる蛋白質１１は、植物性に限らず、動物性であってもよい。また、加熱処理装置３０の下流に新たなラインを設け、回収された蛋白質１１を更に処理する装置を設置してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば以下の効果を得ることができる。
第１の発明は、蛋白質を含有する液体から蛋白質を分離回収する蛋白質含有液の処理方法において、液体を加熱処理して液体に含有する蛋白質を析出させる工程を有することを特徴とするようにした。このため、蛋白質含有液から蛋白質を回収する際に、ｐＨ調整剤等の薬品を添加することがないので、回収された蛋白質を食品や堆肥として有効に利用することができる。
【００３４】
また、蛋白質含有液の処理方法が、更に、液体から蛋白質が回収された廃液を消化処理してガスを生成させる工程を有するようにしたので、蛋白質含有液にｐＨ調整剤を添加していないため、後工程である消化処理に与える影響が軽減され、消化処理の効率低下を抑えることができる。
【００３５】
また、ガスがメタンガスであるようにしたので、嫌気性リアクタ内の微生物へのｐＨ調整剤の影響がないので、メタンガスの回収効率を大幅に向上させることができる。
【００３６】
第２の発明は、蛋白質を含有する液体から蛋白質を分離回収する蛋白質含有液の処理装置において、液体を加熱処理して液体に含有する蛋白質を析出させる蛋白質析出装置を備えるようにした。このため、蛋白質含有液から蛋白質を回収する際に、ｐＨ調整剤等の薬品を添加することがなく、熱を加えて析出させるので、回収された蛋白質を食品や堆肥として有効に利用することができる。
【００３７】
また、処理装置が、液体から蛋白質が回収されて残った廃液を消化処理する消化処理装置を備えるようにしたので、蛋白質含有液にｐＨ調整剤を添加していないため、後工程である消化装置における消化処理に与える影響が軽減され、消化処理の効率低下を抑えることができる。
【００３８】
また、消化処理装置が、嫌気性リアクタであるようにしたので、嫌気性リアクタ内の微生物へのｐＨ調整剤の影響がないので、メタンガスの回収効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蛋白質含有液の処理装置を示す概念図である。
【図２】蛋白質の分離特性を表すグラフである。
【符号の説明】
１  処理装置
１０  蛋白質含有液（液体）
１１  蛋白質
１２  残液
１３  水蒸気
１４  メタンガス（ガス）
１５  廃液
１６  排水
２０  ライン
３０  加熱処理装置
４０  クーラ
５０  分離装置
６０  リアクタ（消化処理装置）
６４  嫌気性微生物
７０  ガス回収装置
８０  排水処理装置
【図１】
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【図２】
2004261156.tif 000004