(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厨房から出る廃油脂を含む廃水などの含油脂廃水の処理方法において、固定化酵素が充填されてなるバイオリアクターの一端を含油脂廃水をグリーストラップ内に入水させる入水管との接続箇所に取り付け、含油脂廃水の外部位置に設置し、該グリーストラップに溜まった含油脂廃水を前記バイオリアクターに循環させて分解することを特徴とする含油脂廃水の処理方法。
【請求項２】
厨房から出る廃油脂を含む廃水などの含油脂廃水の処理方法において、固定化酵素が充填されてなる隣通し相互に連通する２以上のバイオリアクターをグリーストラップに連設し、最端部に位置するバイオリアクターの一端が厨房などからの含油脂廃水をグリーストラップ内に入水させる入水管との接続箇所に取り付け、含油脂廃水の外部位置に設置し、該グリーストラップに溜まった含油脂廃水を前記バイオリアクターに循環させて分解することを特徴とする含油脂廃水の処理方法。
【請求項３】
グリーストラップに溜まった含油脂廃水を吸引ポンプによりバイオリアクターに循環させて分解することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の含油脂廃水の処理方法。
【請求項４】
グリーストラップに溜まった含油脂廃水を撹拌することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の含油脂廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厨房から出る廃油脂を含む含油脂廃水の処理方法に関し、詳細には、廃水に含まれる廃油脂などを固定化酵素により分解して浄化する処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給食センター、レストランなどの厨房や食肉センター、食品・水産加工場などから排出される廃水は、動植物性の油脂を含むため、その処理が不可欠である。  そのため、給食センター等では、厨房から出る含油脂廃水を入水管を介してグリーストラップと呼ばれる桝に流入させ、ここで廃水に含まれる廃油脂の処理を行い、下水などに廃油脂が流出するのを防止している。廃油脂の処理は、ストレーナーやグリーストラップに取り付けられたネットで廃油脂を回収する方法、あるいはグリーストラップ内に投入された微生物や酵素により廃油脂を分解する方法などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ストレーナーやネットで廃油脂を回収する方法は、頻回にストレーナーの掃除やネットの交換しなければならず煩雑であり、また悪臭などにより作業環境が劣悪であるため、つい作業が億劫になりがちで廃油脂を十分に回収できないことが往々としてあった。また、グリーストラップには一度に大量の廃水が流入することがあるため、グリーストラップに投入された微生物や酵素がグリーストラップから流失し易く、廃油脂を十分に分解し得ないことがあり、他方、廃油脂の分解性を高めようとすれば、微生物や酵素を毎日のように補填しなければならず煩雑であるばかりか、コストが高くなるということもあった。
更に、廃油脂の処理を処理専門業者に委託して行ってもコストが掛かるということがあった。
このような状況下、廃油脂を十分に除去できないとグリーストラップでは、廃油脂がスカム（廃油脂が廃水表面で汚泥状になること）を形成したり、ボール状になり、有機物の腐敗などで悪臭を発散するばかりか、ハエ、ゴキブリ、ネズミなどが寄り付き、衛生上からも問題が生じることがあった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、固定化酵素を用いて簡便で確実かつ安価に含油脂廃水を処理する方法に関する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ね本発明に想到した。すなわち、本発明は、厨房から出る廃油脂を含む廃水などの含油脂廃水の処理方法において、固定化酵素が充填されてなるバイオリアクターの一端を含油脂廃水をグリーストラップ内に入水させる入水管との接続箇所に取り付け、含油脂廃水の外部位置に設置し、該グリーストラップに溜まった含油脂廃水を前記バイオリアクターに循環させて分解することを特徴とする含油脂廃水の処理方法に関する。
【０００６】
上記構成の発明によれば、含油脂廃水を繰り返し固定化酵素に接触させることができるため、脂肪酸とグリセリンに簡易かつ確実に分解することができる。また、バイオリアクターに充填された固定化酵素を用いることにより、酵素がグリーストラップから流失することがないため、安価に含油脂廃水を処理できる。
なお、グリーストラップとは、厨房などから排出させる含油脂廃水を一旦溜め、廃油脂を処理するために用いる桝をいい、阻集器ともいう。
【０００７】
また、厨房から出る廃油脂を含む廃水などの含油脂廃水の処理方法において、固定化酵素が充填されてなる隣通し相互に連通する２以上のバイオリアクターをグリーストラップに連設し、最端部に位置するバイオリアクターの一端が厨房などからの含油脂廃水をグリーストラップ内に入水させる入水管との接続箇所に取り付け、含油脂廃水の外部位置に設置し、該グリーストラップに溜まった含油脂廃水を前記バイオリアクターに循環させて分解することを特徴とする含油脂廃水の処理方法に関する。
【０００８】
上記構成の発明によれば、含油脂廃水を固定化酵素が充填された多数のバイオリアクターを通過させることができるため、脂肪酸とグリセリンに簡易かつ確実に分解することができる。また、含油脂廃水を固定化酵素が充填された多数のバイオリアクターを通過させ、繰り返し固定化酵素に接触させることができるため、脂肪酸とグリセリンに簡易かつ確実に分解することができる。
【０００９】
また、上記の発明において、含油脂廃水を吸引ポンプによりバイオリアクターに循環させて分解してもよい。さらに、グリーストラップに溜まった含油脂廃水を撹拌してもよい。
【００１３】
【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ながら詳細に説明する。なお、第１実施形態〜第３実施形態において、原則として同一の要素には同一の符号を用いる。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１に示すように、入水管４０とグリーストラップ１０との接続箇所にバイオリアクター２０の一端が取り付けられている。バイオリアクター２０上部のグリーストラップ１０には、吸引ポンプ３０が設置されている。吸引ポンプ３０には、吸引管３１と排出管３２が取り付けられ、吸引管３１の先端はグリーストラップ１０の底部近傍に至り、また排出管３２の先端は入水管４０との接続箇所近傍でバイオリアクター２０に接続されている。
【００１５】
グリーストラップ１０の底部中央には、モータ７１により駆動されるブレード７２を備えた撹拌機７０が設置されている。
【００１６】
バイオリアクター２０は、合成樹脂やステンレスなど剛性のある素材により円筒状に形成されており、中には固定化酵素が充填されている。固定化酵素は、公知の方法により作製できる。すなわち、不溶性の担体に酵素を結合させる担体結合法（物理的吸着法、イオン結合法、共有結合法）、架橋法、包括法などにより酵素を固定し、固定化された種々のバイオリアクター２０を用いて酵素による廃油脂の分解反応を行わせることができる。
【００１７】
固定化される酵素は、油脂を分解するリパーゼで、リパーゼは動物性、植物性、微生物由来など種々の起源のものを用いることができるが、カンジダ・ルゴーサ（Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａ）又はシュードモナス・セパシア（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａ）が生産するものがより好ましい。また、酵素で分解する油脂は、動物性でも植物性でも良いが、大豆油がより好適である。
【００１８】
続いて、本発明の含油脂廃水の処理方法について説明する。厨房などから出る含油脂廃水６０は、入水管４０を介してバイオリアクター２０内に排出される。バイオリアクター２０内に排出された含油脂廃水６０は、固定化酵素と接触し脂肪酸とグリセリンに分解される。分解された脂肪酸とグリセリン及び未分解の含油脂廃水６０は、バイオリアクター２０の他端からグリーストラップ１０内に落下し、グリーストラップ１０に溜められる。
グリーストラップ１０に溜まった未分解の含油脂廃水６０は、吸引ポンプ３０により吸引され、更にバイオリアクター２０に排出され、分解される。このようにして、含油脂廃水６０は、バイオリアクター２０を繰り返し循環すると共に撹拌機７０により撹拌されるので、固定化リパーゼの作用により均一かつ十分に分解される。
【００１９】
厨房などから出る含油脂廃水６０は、常時、グリーストラップ１０に排出されるものではなく、例えば、食器や天ぷら鍋などの洗浄、廃油脂の廃棄、作業場の床の清掃などにより水と共に排出され、夜間など作業をしない場合は排出されない。したがって、含油脂廃水６０が排出されない夜間などに上記で説明した含油脂廃水６０をバイオリアクター２０に長時間に亘り循環させることができるので、固定化酵素により確実に分解することが可能となる。一方、例えば、翌朝などの作業開始に伴い大量な水が使用されれば、グリーストラップ１０がオーバーフローし出水管５０から分解された脂肪酸やグリセリンが円滑に排出される。また、この際、酵素は固定化されているため、出水管５０から流失することがなく、繰り返し使用が可能でコストの低減化が図れる。
【００２０】
図示しないが、バイオリアクターは、その一端を入水管とグリーストラップの接続箇所に取り付けることなく閉塞させた構成でグリストラップに設置し、上記のように吸引ポンプで廃油脂廃水を循環させる構成としても良い。また、含油脂廃水を撹拌しない構成としても良い。
【００２１】
〔第２実施形態〕
図２に示すように、固定化酵素が充填されてなる隣通し相互に連通する２以上のバイオリアクター２０、２１、２２、２３、２４をグリーストラップ１０に連設し、最端部に位置するバイオリアクター２０の一端が厨房などからの含油脂廃水６０をグリーストラップ１０内に入水させる入水管４０との接続箇所に取り付けられ、含油脂廃水６０を各バイオリアクター２０、２１、２２、２３、２４に通過させて分解させるように構成したものである。この処理方法によれば、入水管４０から排出された含油脂廃水６０は、多数のバイオリアクター２０、２１、２２、２３、２４内を通過し脂肪酸とグリセリンに分解される。この場合、第１実施形態と同様に、グリーストラップ１０に吸引ポンプを設置し、含油脂廃水６０を繰り返し循環させる構成としても良い。また、グリーストラップ１０に撹拌機を設置しても良い。図示しないが、バイオリアクターは、その一端を入水管とグリーストラップの接続箇所に取り付けることなく閉塞させた構成でグリーストラップに設置し、第１実施形態のように吸引ポンプで廃油脂廃水を循環させる構成としても良い。なお、用いられる酵素や酵素の固定化方法については、第１実施形態と同様であるので、その記載を割愛する。
【００２２】
〔第３実施形態〕
図３に示すように、固定化酵素が充填されてなる含油脂廃水６０のみ通過自在な収容具に相当するネット８０を含油脂廃水６０中に吊着配置し、グリーストラップ１０に溜まった含油脂廃水６０を撹拌し分解させるように構成したものである。ネット８０の穴あき部位は、固定化酵素は通過できず、含油脂廃水６０のみ通過できるように構成されているので、含油脂廃水６０が撹拌機７０により撹拌されることと相俟って固定化酵素と接触を繰り返し、脂肪酸とグリセリンに確実に分解される。収容具は、固定化酵素の通過を阻害し、含油脂廃水のみを通過させられるものであれば、前記のネット８０に限定されるものではなく、例えば多数の透孔を備えた袋体などであっても良い。なお、用いられる酵素や酵素の固定化方法については、第１実施形態と同様であるので、その記載を割愛する。
【００２３】
また、第１実施形態又は第２実施形態の含油脂廃水の処理方法において、併せて固定化酵素が充填されてなる含油脂廃水のみ通過自在な収容具を含油脂廃水中に配置しても良い。
【００２４】
本発明は、その技術的範囲の属する限り、形態を種々変更して具体化できるので、以下に例示する。
（１）含油脂廃水を撹拌できる限り、撹拌機に限定されるものではなく、種々の手段を採用でき、例えば超音波を用いて行うこともできる。
（２）含油脂廃水をバイオリアクターへ循環させることができる限り、吸引ポンプに限定されるものではなく、種々の手段を採用できる。
（３）固定化する酵素は、リパーゼのみに限定されるものではなく、例えばアミラーゼ、プロテアーゼなど他の酵素を固定化し併用することもできる。
（４）本発明の含油脂廃水の処理方法は、厨房のみならず含油脂廃水が排出されるあらゆる場所に広く適用できる。
【００２５】
【実施例】
次いで、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２６】
〔実施例１〕（廃天ぷら油の分解試験１）
カンジダ・ルゴーサ（Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａ）が生産するリパーゼ剤（リパーゼＡＹ「アマノ」３０Ｇ、天野エンザイム社製）を固定化し、廃天ぷら油の分解能を調べた。
【００２７】
酵素の固定化は以下のように行った。３００ｍｌ容ガラスビーカーにポリプロピレン担体（アキュレルＥＧ１００（アクゾノーベル（株）製））８ｇを入れ、１００ｍｌのエタノールで湿潤させた後、デカンテーションで６０ｍｌのエタノールを除去した。次いで、０．１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）２００ｍｌを添加し撹拌した。その後、担体をガラスフィルターでろ過した。ろ過後、担体にリパーゼＡＹ「アマノ」３０Ｇ（リパーゼ活性１０５，０００ｕ／ｇ、当社法（天野法）による）２５ｇを含む０．１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）１００ｍｌを添加し、低温室で２４時間撹拌した。ガラスフィルターでろ過した後、真空乾燥して固定化リパーゼを得た。酵素の固定化率は、６２．７％であった（計算上の固定化酵素力価：２１０，０００ｕ／ｇ）。
【００２８】
上記で得られた固定化リパーゼ・乾物１ｇ、廃天ぷら油（大豆油、給食センターから入手）５０ｇ及び水３０ｍｌを１００ｍｌ容三角フラスコに取り、撹拌子（３５×７ｍｍオクタゴン撹拌子）とマグネチックスタラーを用いて、４０℃、５００ｒｐｍで４時間撹拌し、廃天ぷら油を分解した。途中、１、２、３時間目毎に各２ｍｌをサンプリングし、３０００ｒｐｍで５分間遠心分離して、その上澄みの酸価を測定し、鹸化価（１９０と設定）から、廃天ぷら油の分解率を求めた。
【００２９】
また、繰り返し使用による廃天ぷら油の分解能についても試験を行った。すなわち、各分解終了後（４時間の分解後）、反応液を６０メッシュ篩いでろ過し、固定化リパーゼを集めて低温室保存し、１回目と同様の方法で２回目、３回目の分解試験に供した。
【００３０】
試験の結果を表１に示した。この分解試験は、実際に何度も繰り返し用いられた廃天ぷら油を試験に供して、固定化リパーゼによる分解能を模擬的に行ったものである。その結果、固定化酵素により含油脂廃水を十分に分解できた。また、固定化酵素を繰り返し用いても含油脂廃水を十分に分解でき、従来のように酵素を頻回に補充する必要がないので、低コストで含油脂廃水の処理が可能であることが判明した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
〔実施例２〕（廃天ぷら油の分解試験２）
各種微生物に由来するリパーゼ剤について、廃天ぷら油の分解能を試験した。  表２に示した各リパーゼ剤５，２５０単位（脂肪消化力試験法：当社法（天野法）による）分を冷水に溶解し、３０ｍｌにメスアップした。この酵素の溶解液全量と廃天ぷら油（大豆油、給食センターから入手）５０ｇを１００ｍｌ容三角フラスコにとり、撹拌子（３５×７ｍｍオクタゴン撹拌子）とマグネチックスターラーで５００ｒｐｍに保ちつつ、４０℃の恒温槽に放置した。
放置開始後、１時間毎に４時間までそれぞれ２ｍｌをサンプリングし、３０００ｒｐｍで５分間遠心分離し、その上澄みの酸価を測定し、廃天ぷら油の鹸化価（１９０と設定）から分解能を求めた。
【００３３】
【表２】
0004190772.tif 000003
【００３４】
結果は、表３に示した。表３から分かるように、アスペルギルス・ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）、ムコール・ジャバニカス（Ｍｕｃｏｒ ｊａｖａｎｉｃｕｓ）及びリゾパス・エスピー（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｓｐ．）に由来するリパーゼ剤では、廃天ぷら油が全く分解されないか殆ど分解されなかった。一方、シュードモナス・セパシア（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａ）及びカンジダ・ルゴーサ（Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａ）に由来するリパーゼ剤は前三者に比べ高い分解能を示し、カンジダ・ルゴーサ（Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａ）に由来するリパーゼ剤は特に高い分解能を示した。
【００３５】
【表３】
0004190772.tif 000004
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されるため、以下の効果を奏する。
本発明は、含油脂廃水を繰り返し固定化酵素に接触させることができるため、グリーストラップにおいてストレーナーやネットの交換が不要で煩雑な作業を回避でき、簡易かつ確実に含油脂廃水の処理ができるばかりか、酵素を頻回に充填する必要がなく、安価に含油脂廃水の処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の含油脂廃水の処理方法を概略的な断面で示す説明図である。
【図２】第２実施形態の含油脂廃水の処理方法を概略的な平面で示す説明図である。
【図３】第３実施形態の含油脂廃水の処理方法を概略的な断面で示す説明図である。
【符号の説明】
１０                              グリーストラップ
２０、２１、２２、２３、２４      バイオリアクター
３０                              吸引ポンプ
４０                              入水管
５０                              排水管
６０                              含油脂廃水
７０                              撹拌機
８０                              ネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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