JP2004008920A - ニンニク残渣廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ニンニク残渣物を効率よくメタン発酵処理する。
【解決手段】ニンニク残渣廃棄物１を微生物処理（発酵処理装置１２）するに先立って、該ニンニク残渣廃棄物１を加熱処理（加熱処理装置１１）する。廃棄物１は、加熱処理前に望ましくは破砕または粉砕してスラリー化する。加熱し処理温度を望ましくは６０〜１５０℃の範囲内に調整する
【効果】ニンニク残渣廃棄物中の殺菌作用を有するアリシン等の物質を薬品を用いることなく加熱処理で分解でき、ランニングコストを低減でき、メタン発酵処理などの微生物処理を効率よく行うことを可能とする。また、加熱処理後の処理液が極端に酸性側に移行しないので加熱処理装置を安価な材質で作製できる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニンニク残渣廃棄物を安価で効率よく処理することができる処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食品加工業等で発生する、エキスを抽出したニンニク残渣やニンニク残渣を含む廃棄物において残存有機物を減少させることができる微生物処理の実現が要望されており、特に有用なバイオガスが得られるメタン発酵処理が有望視されている。ところで、ニンニク残渣廃棄物中には殺菌（抗菌）作用を有するアリシンという物質が含有しており、そのまま発酵処理を行うと、強い殺菌（抗菌）作用を有する上記アリシンなどにより微生物処理に寄与する微生物の活動が停止または低下する。そのため、微生物処理に先だって、殺菌作用を有する物質の分解が必要であった。
【０００３】
このような観点から本願出願人は、微生物処理に先立ってニンニク残渣廃棄物を酸化分解処理する方法を提案している。この方法に用いられる装置を図５に基づいて説明する。
該装置は、ニンニク残渣廃棄物を導入して破砕、希釈を行えるスラリー化装置３０を備えており、該スラリー化装置３０で前処理された廃棄物は、フェントン酸化処理装置３１に搬送される。フェントン酸化処理装置３１には、鉄貯留槽３２と過酸化水素貯留槽３３とが接続されており、したがってフェントン酸化処理装置３１内のスラリーに、所望量の鉄および過酸化水素を添加できるように構成されている。フェントン酸化処理装置３１の搬出側にはメタン発酵処理装置３４が接続されている。該発酵処理装置３４は、種汚泥を備えており、装置内温度を適宜の温度に調整できる構成となっている。
【０００４】
次に、上記装置を用いたメタン発酵処理について説明する。
ニンニク残渣廃棄物２０は、スラリー化装置３０に導入され、例えば固形物は粉砕される。さらに該装置３０に供給される希釈水２１と混合され、スラリー２２を得る。スラリー化装置３０から搬出されたスラリー２２は、フェントン酸化処理装置３１に導入され、先ず、鉄貯留槽３２から塩化第一鉄４水和物を供給し、スラリー２２に対する鉄濃度が例えば０．０１〜０．５質量％となるように添加量を調整する。さらに上記スラリー２２に、過酸化水素貯留槽３３から過酸化水素（例えば３５質量％）を供給し、スラリー２２の固形物質量に対し、過酸化水素量が１０〜１００質量％となるように過酸化水素の添加量を調整する。その後、フェントン酸化処理装置３１を昇温させてフェントン酸化処理を行う。該装置３１でフェントン酸化処理されたスラリー２２は、フェントン酸化処理液２３としてメタン発酵処理装置３４に導入され、適宜の発酵温度でメタン発酵処理が行われる。
【０００５】
上記フェントン酸化処理により、ニンニクに含まれる、強い殺菌（抗菌）作用を有するアリシンなどが分解または低分子化され、後工程で、ニンニク成分により微生物処理に寄与する微生物の活性が阻害されるのを防止する。なお、酸化処理としてはフェントン酸化処理に限定されないが、ＯＨラジカルによる酸化分解処理が好ましい。また、後工程である発酵処理もメタン発酵に限定されるものではなく、コンポスト化処理や活性汚泥処理等の他の微生物処理であってもよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のフェントン酸化処理を用いた前処理装置では、処理する毎に過酸化水素と塩化第一鉄４水和物などの鉄塩を必要とし、ランニングコストが割高であるなどの欠点があった。また、フェントン酸化処理後の処理液は極端に酸性側に移行するため、フェントン酸化処理装置の内壁を耐腐食性の材質にする必要がありイニシャルコストも割高であるなどの欠点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような処理方法における課題を解決するためになされたものであり、処理工程で薬品を使うことなく処理することによりコスト低減でき、また、処理後の処理液が極端に酸性側に移行しないので、前処理装置が割安な材質で作製できるなど、大幅なコスト低減が可能な処理システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明のニンニク残渣廃棄物の処理方法のうち、請求項１記載の発明は、ニンニク残渣廃棄物を微生物処理するに先立って、該ニンニク残渣廃棄物を加熱処理することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載のニンニク残渣廃棄物の処理方法は、請求項１記載の発明において、ニンニク残渣廃棄物を破砕または粉砕してスラリー化し、その後、前記加熱処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載のニンニク残渣廃棄物の処理方法は、請求項１または２に記載の発明において、前記加熱処理に際し、処理温度を６０〜１５０℃の範囲内に調整することを特徴とする。
【００１１】
すなわち本発明によれば、コスト高になる薬品を用いることなくニンニク残渣廃棄物に前処理を施し、かつ殺菌（抗菌）作用を有するアリシンを無毒化することで、ランニングコストの低減を可能とし、かつメタン発酵等の微生物発酵処理を可能にしたものである。また、前処理装置の材質を安価な材質で作製することが可能となりイニシャルコストの低減を可能としたものである。
【００１２】
なお、本発明のニンニク残渣は、通常は、ニンニクからエキスを絞った後の残渣である。しかし、本発明としてはこの原料に限定されるものではなく、ニンニクそのものやニンニクを加工した際に排出される残渣にも適用できる。また、ニンニク残渣廃棄物は、実質的にニンニク残渣のみからなる廃棄物の他、ニンニク残渣を主として含む廃棄物を対象とすることもできる。ニンニク残渣を主に含むものとしては、質量％で２％以上ニンニク残渣を含むものが挙げられる。
【００１３】
なお、本発明の処理方法では、上記加熱処理のさらに前処理として破砕または粉砕を行いスラリー化するのが望ましい。
上記ニンニク残渣廃棄物の破砕、粉砕は、既知の破砕機等を用いて行うことができ、本発明としては、その手段が特に限定されるものではない。また、スラリー化に際しては必要に応じて希釈水を添加することもできる。ニンニク残渣廃棄物の水分量が多い場合には希釈水を加えないものであってもよい。
【００１４】
また、本発明では、上記のように微生物処理の前処理として加熱処理が必須となる。この加熱処理により、ニンニク残渣中に含まれるアリシン等の、微生物の活動を阻害する物質が分解され、後工程での微生物処理が円滑に進行する。なお、加熱処理は、廃棄物温度が６０℃以上となるように行うのが望ましい。６０℃未満の加熱では、アリシン等の分解が十分になされないためである。一方、１５０℃を越えると、微生物処理の阻害物質が生成し、その後の微生物処理の際にバイオガス生成量が低下するため、加熱処理温度における加熱温度は６０〜１５０℃が望ましい。なお、加熱時間は、廃棄物の容量等によっても影響を受けるため、一義的に定められないが、アリシン等の分解を確実に行わせるために廃棄物が上記温度に加熱された状態で、例えば３０分以上保持するのが望ましい。一方、長時間加熱してもコストが嵩むばかりで効率が悪くなるので、２時間未満とするのが望ましい。
【００１５】
上記加熱処理を施したニンニク残渣廃棄物には、上記のように微生物処理がなされる。該微生物の種別や処理に際しての発酵装置等の構造は特に限定されるものではなく、適宜の方法が選択される。代表的には種汚泥を備えた発酵槽内等で行うメタン発酵が例示される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態の処理方法を実施する処理装置を、図１に基づいて説明する。
該処理装置は、必要に応じて希釈水２を混合したニンニク残渣廃棄物１を機械破砕する機械破砕装置１０を備えており、該機械破砕装置１０の搬出側に、加熱処理装置１１が接続されている。該加熱処理装置１１は、装置内に被処理物を収容して所望の温度に保持して、所望時間加熱することができる。さらに該加熱処理装置１１の搬出側にはメタン発酵処理装置１２が接続されている。該メタン発酵処理装置１２は、温度調整を可能とした発酵槽であり、該発酵槽内に種汚泥を収容して、槽内に導入した有機性廃棄物をメタン発酵させることができる。
【００１７】
次に、上記処理装置を用いたメタン発酵処理方法について説明する。
エキスを絞った後のニンニク残渣廃棄物１を希釈水２とともに機械破砕装置１０に導入し、装置内で混合しつつ粉砕し、スラリー３とする。なお、本発明としては水分量が多い場合には希釈水を加えないものであってもよい。破砕装置の構成や破砕の程度も適宜選定することができる。
【００１８】
上記により生成したスラリー３は、加熱処理装置１１に導入される。その後、加熱処理装置１１内を加熱して昇温させ、処理温度６０〜１５０℃、処理時間１時間の条件で加熱処理を行う。次いで、加熱処理液４は種汚泥を備えたメタン発酵処理装置１２に導入され、適宜の発酵温度（例えば発酵温度５５℃）でメタン発酵処理を行う。該発酵処理装置１２ではバイオガス５が発生し、残りは脱離液６となる。これらバイオガス５及び脱離液６は、既知のメタン発酵処理方法と同様に利用、処分することができる。
【００１９】
【実施例】
次に上記実施形態の処理方法に基づいてニンニク残渣廃棄物を処理した実施例について説明する。
機械破砕装置１０では、エキスを絞った後のニンニク残渣廃棄物に希釈水を添加して固形物濃度４．７質量％のスラリーとし、該スラリーを加熱処理装置１１にて加熱処理を行った。加熱処理は、処理温度１０５℃、処理時間１時間で行った。また、比較のため、加熱処理を行わなかったものを用意した。
【００２０】
各供試材のスラリー（加熱処理有り、無し）は種汚泥との質量比が１９：１となるようにメタン発酵処理装置１２内に投入し、発酵温度５５℃でメタン発酵処理を行った。この際の日数の経過に伴う累積バイオガス発生量を図２に示した。また、スラリーを投入することなく種汚泥のみ（ブランク）で発生するバイオガス発生量を同じく図２に示した。図から明らかなように、加熱処理を行わない場合には、種汚泥に比べてバイオガス発生量の増加は少なく、廃棄物から充分にバイオガスが発生していない。一方、前処理として加熱処理を行ったものでは、少ない日数でバイオガスが発生しており、ブランクと比較して約１．３倍（７日経過時）のバイオガスが発生した。また、加熱処理有りおよび加熱処理無しの相対バイオガス発生量（＝加熱処理有りまたは加熱処理無しのバイオガス発生量−ブランクの発生量）を比較すると、加熱処理有りでは加熱処理無しの３．８倍のバイオガスが発生した（７日経過時）。
【００２１】
また、加熱処理による処理作用を検証するため試験を行った。先ず、ニンニク残渣廃棄物からなる上記スラリーを用意した。このスラリーの低級脂肪酸を測定し、図３に示した。加熱処理後の処理液の低級脂肪酸を同じく図３に示した。図３から明らかなように、本発明に示す加熱処理を行うことにより、総有機酸濃度で１．７倍、その中でもギ酸濃度では２．４倍、酢酸濃度では１．５倍の増加が見られた。これにより本発明の熱処理により、熱分解が十分に進行していることが分かる。
【００２２】
次に、上記スラリーのｐＨを測定し、図４に示した。また、該スラリーに対し加熱処理後の処理液のｐＨおよび、比較としてフェントン酸化処理後の処理液のｐＨを同じく図４に示した。図４から明らかなように、フェントン酸化処理液ではｐＨが未処理と比較して３．０以上も低下したにもかかわらず、加熱処理液では０．２程度しかｐＨの低下は見られなかった。したがって、本発明によれば、処理装置等に高度な耐腐食性が要求されることもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ニンニク残渣廃棄物中の殺菌作用を有する物質を薬品を用いることなく加熱処理で分解することで、ランニングコストを低減でき、メタン発酵処理などの生物処理を可能とする。また、加熱処理後の処理液が極端に酸性側に移行しないため、加熱処理装置を安価な材質で作製できイニシャルコストの低減にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に用いられる処理装置を示す概略図である。
【図２】実施例でのメタン発酵処理における経過日数と累積バイオガス量との関係を示すグラフである。
【図３】同じく前処理後（加熱処理有無）の処理液の有機酸濃度を示すグラフである。
【図４】同じく各前処理後（未処理のものを含む）の処理液のｐＨを示すグラフである。
【図５】従来の処理装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１　　ニンニク残渣廃棄物
２　　希釈水
３　　スラリー
４　　加熱処理液
５　　バイオガス
６　　脱離液
１０　　機械破砕装置
１１　　加熱処理装置
１２　　メタン発酵処理装置

Claims (3)

1. ニンニク残渣廃棄物を微生物処理するに先立って、該ニンニク残渣廃棄物を加熱処理することを特徴とするニンニク残渣廃棄物の処理方法。
2. ニンニク残渣廃棄物を破砕または粉砕してスラリー化し、その後、前記加熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載のニンニク残渣廃棄物の処理方法。
3. 前記加熱処理に際し、処理温度を６０〜１５０℃の範囲内に調整することを特徴とする請求項１または２に記載のニンニク残渣廃棄物の処理方法。

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