(57)【要約】【課題】細胞を含む食品及び飼料等の細胞壁を破壊処理を行う方法において、従来にない新規で有用な細胞壁の破壊処理方法を提供すること。【解決手段】細胞を含む食品及び飼料等の細胞壁を破壊処理を行う方法。破壊処理を振動ミルで行い、破壊処理により消化率を増大させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を含む食品及び飼料等の細胞壁を振動ミルで破壊することを特徴とする細胞壁の破壊方法。
【請求項２】
前記振動ミルにおける粉砕媒体として、直径：１〜２０ｍｍ、比重：３以上のボールを使用することを特徴とする請求項１記載の細胞壁の破壊方法。
【請求項３】
前記振動ミルにおける粉砕媒体として、直径：２〜１０ｍｍ、比重：７以上のボールを使用することを特徴とする請求項２記載の細胞壁の破壊方法。
【請求項４】
前記振動ミルとして連続タイプを使用することを特徴とする請求項１、２または３記載の細胞壁の破壊方法。
【請求項５】
前記振動ミルとしてバッチタイプを使用することを特徴とする請求項１、２または３記載の細胞壁の破壊方法。
【請求項６】
前記振動ミルの湿式粉砕における運転条件が、振幅５〜４０ｍｍ、振動数１０〜３０Ｈｚであることを特徴とする請求項４、または５記載の細胞壁の破壊方法。
【請求項７】
前記振動ミルの乾式粉砕における運転条件が振幅５〜４０ｍｍ、振動数１０〜３０Ｈｚであることを特徴とする。請求項４または５記載の細胞壁の破壊方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、細胞を粉砕処理することにより細胞壁が破壊され、生物内における消化を助けることにより、生き物に対する消化効率を上げることができ、少量により従来の効果を満足させる。
【０００２】
ここでは、主として食品及び飼料中の細胞の細胞壁の破壊を例にとり説明するが、これに限られるものではない。例えば、微生物工業（発酵工場：パン・醸造工業等）で発生する微生物等にも本発明は適用できるものである。
【０００３】
【背景技術】
従来は、消化効率を上げるために細胞壁を振動ミルを使用して行う技術はない。汚泥中の細胞の細胞壁を破壊して、バクテリアに食べやすくする技術は、特願２００１−１７３３８に記した通りである。主に廃棄物スラリー中の細胞である。
【０００４】
ここで「細胞壁」とは、「植物細胞や微生物の細胞の外側をとりかこんでいる厚さ数μｍの構造、その内側にある細胞膜とは区別される。動物細胞には存在せず、植物細胞でも、鞭毛類や精子、遊走子、粘菌の変形体には見られない。」のことである（「岩波理化学辞典第５版」（１９９８）岩波書店ｐ．４９１）。
【０００５】
本発明は、細胞を含む食品及び飼料を人間、または生き物が食べるが、細胞壁が固く、消化されることが少ない。従って、新規で有用な従来に無い消化を得ることを提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の開示】
本発明は、上記課題を下記構成により解決するものである。
【０００７】
細胞を含む食品、飼料において、より消化効率を上げる方法として、細胞破壊処理を振動ミルで行うことを特徴とする。
【０００８】
上記において振動ミルにおける粉体媒体としては、通常、粉砕媒体として、粒径（直径）：１〜２０ｍｍ（望ましくは２〜１０ｍｍ）、比重：３以上（望ましくは７以上）のボールを使用することが望ましい。これらの要件を満たすことにより、微生物の細胞壁（保護膜）を確実に粉砕することができる。また、スチールは、比重が高く、硬さも高いものを選択でき、より高い粉砕能力が期待できる。
【０００９】
前記振動ミルとして連続タイプを使用することが細胞壁の破壊処理を連続的かつ高能率でできて望ましい。
【００１０】
湿式粉砕する場合、振動ミルの運転条件を、振幅５〜４０ｍｍ、振動数１０〜３０Ｈｚとすることが、細胞の破壊効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、細胞壁の破壊処理に本発明を適用した場合を例にとり説明をする。
【００１１】
ここで、細胞を含む食品及び飼料の細胞壁とは、細菌（バクテリア）、藻類、菌類、原生動物（繊毛虫類等）、その他動物（顕微鏡的なものから肉眼的なものまで）に含まれる生きた細胞の細胞壁の概念である。
【００１２】
細胞壁の破壊装置として、振動ミルを使用する。ここで、振動ミルとは、「円筒ないしトラフ状の容器中にボール（ないしロッドまたはペブ）を入れ、これをスプリング上において外から偏心作用を加えて加振をし、ボール等の細かい振動挙動によって粉砕を進める粉砕機」のことである（「改訂四版化学工学便覧」（昭５３−１０−２５）丸善ｐ．１２８８）。
【００１３】
振動ミルとしては通常円形振動タイプを使用するが螺旋旋動振動タイプであってもよい。振動ミルは回転式ボールミル（攪拌式ボールミルも同様）と異なり、その粉砕力は、回転式ボールミルを１Ｇ（重力加速度）としたとき、振動ミルは６〜３０Ｇと大きく、粉砕能力は１０〜２０倍にも達するものである。
【００１４】
具体的には、中央化工機（株）から「ＣＤ型」、「ＭＢ型」、「ＦＶ型」、「ＦＶＲ型」の各シリーズで製造販売されている振動ミルを好適に使用できる。これらの振動ミルは原則的に、振動方式が機械式で振動源左右一対、または軸心配置方式であるが、振動源片側配置タイプさらには振動方式も、電磁石方式、振動モータ方式等任意である。これらの内で、機械振動方式で連続タイプのものが処理生産性（処理能力・効率）の見地から望ましい。特に、図２に示すような「ＣＤ型振動ミル」で、上下二筒駆動方式連続タイプが望ましいが、破壊条件によっては、上下二筒が一筒で行うことがよりベターである。また、連続式にこだわることでなく、バッチ式が使われることも多い。処理能力が大きくかつ微粉砕化が容易であり、連続的に各粉砕筒２４の排出口２５Ａ、２５Ｂに配されたスリットを介して粉砕媒体（ボール）と被破壊物の分離が容易なためである。
【００１５】
この「ＣＤ型振動ミル」は、架台１８上に圧縮コイルばね（スプリング）２０で４点支持された受け台（支持板）２２を介して上下にかつ着脱可能に二筒の粉砕筒２４が配されている。そして図示しないモータ（電動機）で撓み、継ぎ手を介して駆動させる４個（２個ずつ剛軸直結）の偏心振動源（バランスウェイト）２６がスプリング２０支持部位に対応させて、受け台２２に配されている。なお、２８及び３０は、それぞれ被破壊処理物投入口接続チューブ及び被破壊処理物排出口接続チューブである。なお、上記において、圧縮コイルばね（スプリング２０）の代わりに、空気ばね、コイルばねをゴムで被覆したものも使用可能である。
【００１６】
そして、使用する粉砕媒体は、ボール径（直径）：１〜２０ｍｍ、比重：３以上、望ましくは直径：１．５〜１５ｍｍ、比重：５以上、さらに望ましくは直径：２〜１０ｍｍ、比重：７以上とする。粒径及び比重が小さすぎると、振動による衝撃・摩擦粉砕が困難となり（細胞壁を粉砕するのに必要なＧを得がたい：図１参照）、また、粒径が大きすぎると数μｍ〜数十μｍの微生物の破壊効率が低下する。比重は衝撃力の見地から大きい方が望ましいが、あまり大きすぎると、破壊動力として大出力のものが要求されるため、通常、１５以下とする。
【００１７】
しかし、本発明では特願２００１−１７３３８に記載した湿式攪拌式ミルにおける常識を打ち破ったものである。すなわち、振動ミルを使用すれば十分に上記の数μｍ〜数十μｍの微生物であっても、細胞壁の破壊が可能であることを発見して、本発明に想到した。
【００１８】
上記要件を満たす粉砕媒体（ボール）としては、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス製であってもよいが、通常、スチール（炭素鋼）製、特にステンレス製のものが望ましい。比重及び硬度として最適なものを使用でき、さらに、ステンレス製の場合は、耐腐食性も有しメンテナンス上も有利である。なお、各粉砕媒体形成材の各比重（密度：ｇ・ｃｍ−３）はアルミナ（酸化アルミニウム）：４．０、ジルコニア（酸化ジルコニウム（ＩＶ））：５．４９、鉄：７．８７４である（大木他編「化学辞典」（１９９４）東京化学同人）。
【００１９】
次に、上記振動ミルを用いての細胞壁破壊の運転条件は、湿式に限ったことでなく、乾燥物の状態で乾式にて破壊することも可能であるが、ここでは下記のごとく湿式の説明とする。
【００２０】
振動ミルに投入する被破壊物のスラリー濃度（乾燥固形分濃度：質量％）は、特に限定されないが、通常、３％以上とする。あまり薄すぎては、粉砕効率が低下する。被破壊物のスラリー濃度は、高い方が破壊効率の見地からは有利である。
【００２１】
また、被破壊物の滞留時間は、濃度・種類、加振エネルギー等により異なるが、通常、１０秒以上とする。滞留時間が短すぎては、細胞壁を生分解消化率の格段の向上に十分に寄与可能な破砕状態を得がたく、生分解率（消化率）の格段の向上を期待しがたい。なお、滞留時間は上記破砕状態を達成できれば、処理効率の見地からは可及的に短い方が望ましい。
【００２２】
このときの振動ミルの振幅ａ及び振動数νは、通常、ａ＝５〜４０ｍｍ、ν＝１０〜３０Ｈｚの範囲で要求される衝撃・摩擦力に応じて適宜選定する。振幅に比例して、振動数の自乗に比例してそれぞれ衝撃Ｇは増大するが、モータその他、継ぎ手部等に対する負荷が増大して設計が困難となる。
【００２３】
上記において、各粉砕媒体を被破壊物と分離するためのスリット間隙は、ボール径Ｄ−（０．２〜２）ｍｍ、望ましくはＤ−（０．５〜１）ｍｍとする。スリット間隙がボール径に比して小さすぎても、大きすぎても、分離効率が低下する。すなわち、ボール径がスリット間隙に近いと、ボール径のばらつきを吸収できず、スリットからボールが落下するおそれがあり、逆にボール径に比してスリット間隙が狭すぎると、相対的に被破壊物の排出効率が低下するためである。
【００２４】
【発明の作用・効果】
本発明のごとく、被破壊物を、振動ミルに投入して破壊後、生分解処理（生化学的処理）を行った場合、図２に示すごとく、細胞壁が破砕されているため、微生物等により消化されやすくなり、その消化率は格段に向上するものである。特に、湿式媒体攪拌式ミルのごとく摩擦力のみによる細胞壁の破砕でなく、振動ミルの場合、摩擦力とともに衝撃力も細胞壁の破壊に寄与するため、より効率の高い破壊が期待できる。
【００２５】
そして、被破壊物と粉砕媒体（ボール）の分離も、ボールとして大きな径のものでも使用でき、相対的に排出口のスリット間隙も大きなものとすることができて、従来の湿式媒体攪拌式ミルを使用する場合に比して、分離効率、特に連続運転する場合の処理効率も増大させることができる。
【００２６】
ボール径の大きな粉砕媒体を使用できるため、相対的に比重の小さなものでも、細胞壁の破砕が可能な衝撃を得ることができ、投入被破壊物の多様性に対応できるとともに、粉砕態様（粉砕媒体も含め）の多様化も可能となる。
【００２７】
【試験例】
以下、本発明の効果を確認するために行った試験例について説明をする。
【００２８】
試験機としては、中央化工機（株）製の下記仕様の「振動ミルＥＸ−２０型」のテスト機を使用した。
【００２９】
粉砕筒：２００φ×４００Ｌ（一筒、冷却ジャケット付き、ステンレス製、全内容量約１２Ｌ）
電動機：２．２ｋＷ×６ｐ×２台
粉砕媒体及びその充填量：ステンレス製５ｍｍφ、４５ｋｇ
振動ミル振幅・振動数：ν＝約３０ｍｍ、ν＝１６Ｈｚ
上記仕様の振動ミルに、飼料のスラリー（スラリー濃度：７〜８％）を、原液のまま汚泥供給量４Ｌ／ｈ、滞留時間３ｍｉｎの条件で連続投入して、スラリーの破壊処理を行った。
【００３０】
その結果、破壊処理しない場合に比して、破壊された細胞壁によって、吸収（消化）率が格段に向上することが分かった。
【００３１】
【産業上の利用の可能性】
本発明は、人間が「食している物」で微生物の作用により、消化・吸収を助けられている食物を湿式破壊処理することに大きな利用の可能性がある。
【００３２】
さらには、必要により乾燥した食物を乾式破壊処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の振動ミルによる細胞壁が破壊されたモデル図である。
【図２】本発明の破壊処理方法における粉砕処理に適用する振動ミルの一例を示す正面図である。
【図１】
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【図２】
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