【０００１】
【技術分野】
本発明は、廃棄洋菓子からアルコールや水素の燃料を製造する方法に関する。特に、バームクーヘン、ショートケーキ、ホットケーキ等の糖質含有率が高い廃棄洋菓子に好適な発明である。
【０００２】
【背景技術】
従来、廃棄洋菓子は、そのまま燃焼させるか、又は、産業廃棄物として、生ゴミ処理されているのが現状である。
【０００３】
しかし、廃棄洋菓子は、砂糖、澱粉（炭水化物）等の糖質含有率が高いとともに、塩分（隠し味として食塩を含有させる）も含むため、ダイオキシン等の公害物を発生する。また、廃棄洋菓子は、腐敗が進行し易く、その処理を速くしないと、腐敗し悪臭を出すおそれがある。
【０００４】
なお、本発明者らが知る限りにおいては、廃棄洋菓子を発酵させて有用物を製造する先行技術文献情報は存在しない。
【０００５】
【発明の開示】
本発明は、上記にかんがみて、廃棄洋菓子を燃焼処理せずに有用物である燃料に変換できる廃棄洋菓子からの燃料の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、上記課題
（目的）を下記構成の廃棄洋菓子からの製造方法により解決するものである。
【０００７】
糖質を固形分基準で４５質量％以上含んだ廃棄洋菓子を、酵母菌によりアルコール発酵させて燃料用エチルアルコールを製造することを特徴とする。
【０００８】
糖質を固形分基準で４５質量％以上含んだ廃棄洋菓子を、水素発酵菌により水素発酵させて燃料用水素を製造することを特徴とする。
【０００９】
上記、廃棄洋菓子が、固形分基準で糖質を６５％以上含むものが望ましい。エチルアルコール又は水素の原料あたりの回収効率が増大するためである。
【００１０】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の一つは、糖質を固形分基準で４５質量％以上含んだ廃棄洋菓子を、酵母菌によりアルコール発酵させて燃料用アルコールを製造するものである。
【００１１】
ここで、糖質とは、糖分（砂糖等の少糖類）及び多糖類（澱粉等）を含む概念である。
【００１２】
廃棄洋菓子とは、主として、食べ残し、売れ残ったもの、及び、工場生産による不良品を含む概念である。
【００１３】
廃棄洋菓子としては、アップルパイ（４５％；５９％）、シュークリーム（５５％；４８％）、ショートケーキ（３１％；７０％）、ゼリー（７９％；９６％）、ババロア（６７％；５２％）、ミルクプリン（７６％；６４％）、アンパン（３５％；８５％）、クリームパン（３６％；８７％）ホットケーキ（４０％；８６％）、ウエハス（ウェーハー）（２％；７１％）、サブレ（４％；７０％）、ビスケット（２％；７８％）、キャラメル（８％；８２％）、ドロップ（２％；１００％）、マシュマロ（１８％；９６％）、チョコレート（１％；６０％）、チュ−インガム（２％；７９％）、あんまん（３６％；７８％）、肉まん（４１％；７１％）、バームクーヘン等を挙げることができる。なお、括弧内には、代表的な水分及び固形分基準糖質濃度を前後に記載した（「食品成分データ集」ＵＲＬ：ｈｔｐｐ：／／ｗｗｗ４．ｏｃｎ．ｎｅ．ｊｐ／￣ｋａｔｏｎｅｔ／ｓｙｏｋｕｈｉｎｎ／ｙｏｕｋａｓｉ．ｈｔｍ参照）。また、バームクーヘンは、市販レシピによると糖質約７５％で砂糖が糖質中約４５％含有させる処方である。
【００１４】
そして、これらの洋菓子のうち、糖質を固形分基準で５０％以上、望ましくは６５％以上、さらに望ましくは７５％以上を含むものが、アルコール発酵させるに際して、対原料回収効率が良好である。特に、これらのうちで、水分含有率の低い方（望ましくは２０％以下）が、粉砕効率が良好であり望ましい。さらには、糖質中の砂糖含有率の高いもの（望ましくは３０％以上、さらに望ましくは４０％以上）が、糖化の時間が少なくて済みのぞましい。
【００１５】
そして、上記廃棄洋菓子を使用して、図１に示すような工程を経て、アルコール燃料を製造する。
【００１６】
（１）第１工程（クラッシング工程）
クラッシャーを使用して、３〜５ｍｍに粉砕する。この粉砕に使用するクラッシャーとしては、特に限定されないが、ピンミル、又は、ニ軸押出機等の先端に網目（開き：３〜５ｍｍ）を備えてものを使用する。なお、クラッシャーに投入する前に、洋菓子を包んでいるアルミ箔やプラスチック類は取り除いておく
（２）第２工程（油脂分離工程）
油脂分離機又は油脂資化槽（油脂酵素分解槽）を用いて油脂成分を除去する。油脂成分は、発酵阻害成分であるため、取り除いておく必要がある。
【００１７】
ここで、油脂分離機としては、例えば、投入攪拌槽と静置分離槽と、オーバーフローした油脂を受ける油受け槽と、水に溶けた糖質を貯留する糖質液槽とに遮蔽板に仕切られた４槽からなる構造のものを使用できる。
【００１８】
また、油脂資化槽は、油脂資化酵母で油脂を発酵源とする発酵槽である。
【００１９】
（３）第３工程（スラリー調製工程）
次に、上記油脂成分除去原料を、攪拌機ないし混練機を備えたスラリー調製槽に投下して、通常、水又は温水を添加して、固形分濃度１０〜２５％のスラリーを調製する。
【００２０】
（４）第４工程（蒸煮工程）
上記スラリーを、蒸煮釜に移し蒸煮する。このときの蒸煮条件は、例えば、８０〜１２８℃×６０〜３０ｍｉｎの間で適宜設定をする。この蒸煮は、殺菌すると同時に、他の糖質のうちの澱粉成分のα化をして糖化が円滑に行なわれるようにする。上記条件において、温度が低すぎると、α化が充分進行せず、逆に温度が高過ぎると、炭化して（焦げて）発酵不適物となる。
【００２１】
（５）第５工程（糖化工程）
上記蒸煮工程を経た原料は、糖化槽へスラリーポンプ等により移送され、糖質を構成する澱粉質の糖化（液化、加水分解）を行なう。糖化には、麹やαアミラーゼ等の糖化酵素（加水分解酵素）を添加して行なう。このときの糖化（加水分解）条件は、例えば、５５℃×２ｈとする。
【００２２】
（６）第６工程（発酵工程）
上記糖化工程を経た原料（液化糖）は、発酵槽へ移し、アルコール酵母を加えてアルコール発酵（生成成分は主としてエチルアルコール）をさせる。ここで、アルコール発酵の条件は、例えば、３０〜３２°×４ｄａｙとする。また、アルコール酵母として具体的には、「Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｌ Ｈａｕｓｅｎ Ｒａｓｓｅ ＩＩ」を好適に使用可能である。そして、発酵生成物は、フィルターでこしてアルコール含有液（エチルアルコール）とする。
【００２３】
（７）第７工程（蒸留工程）
上記アルコール含有液を、蒸留塔（蒸留設備）へ移し、アルコール濃度約９５％まで蒸留により濃縮させる。
【００２４】
こうして、計算上は、糖質（澱粉＋糖分）１００ｋｇに対して約６８Ｌのエチルアルコール溶液（９５ｖｏｌ％）が得られる。
【００２５】
本発明の他の一つは、糖質を固形分濃度で４５質量％以上含んだ廃棄洋菓子を、水素発酵菌により水素発酵させて燃料用水素を製造することを特徴とするものである。
【００２６】
燃料用水素の製造方法は、上記第５工程までは、同じである。そして、第６工程（発酵工程）において、アルコール酵母菌の代わりに水素発酵菌を使用し、得られた水素は、第６工程において、蒸留濃縮する代わりに、コンプレッサで圧縮減容化して、水素ボンベ等に封入してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
上記の如く、従来、燃焼廃棄または生ごみ処理に準じて廃棄されて、ほとんど有効利用されていなかった廃棄洋菓子を、その成分（糖質とくに砂糖等の少糖類の含有率の高さ）に着目して、効率よく発酵させて燃料化できることを見出して本発明の廃棄洋菓子からの燃料の製造方法に想到したものである。
【００２８】
そして、これらの燃料は、自動車用や工業用燃料（例えば、燃料電池）としての利用が可能となるものである。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の効果を確認するために行なったジャーファーメンター（保温ジャケット付き発酵試験容器：容量５Ｌ）を用いて、行った試験例について説明をする。なお、酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｌ Ｈａｕｓｅｎ Ｒａｓｓｅ ＩＩ）は予め寒天培養したものを用いた。
【００３０】
原料としてのホットケーキ（廃棄洋菓子：糖質８６％、脂質４．３％）２．５ｋｇを、スプーン等で２ｍｍ程度に破砕して、水をいれて約５０℃に維持した温水中に投入し、よくかき混ぜて溶解分散させる。そして、所定時間放置して浮遊してきた油成分を除去する。
【００３１】
その後、沸騰殺菌した後、蓋をして、５５℃まで冷却させて、糖化酵素（液体麹）４００ｃｃを添加し、該温度に維持しながら攪拌し２ｈかけて糖化（液化）を行なう。
【００３２】
続いて、冷却して約３３℃になったところで、アルコール酵母（酒母）８００ｃｃを加えて、徐冷しながら３０〜３２℃位に保持して４日かけてアルコール発酵を行なった。こうして、約１２ｖｏｌ％エチルアルコール（アルコール含有液）４Ｌを得た。
【００３３】
上記アルコール含有液を、実験用環流タイプ蒸留器をいれ、環流比３で行った。こうして約５００ｃｃの９５ｖｏｌ％エチルアルコールを得た。収量が少ないのは、効率の悪い小容量の実験器で行なったためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄洋菓子からのアルコール燃料の製造方法を示す工程図である。[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a method for producing alcohol or hydrogen fuel from waste western confectionery. In particular, the present invention is suitable for waste Western confectionery having a high sugar content such as baumkuchen, shortcake, and hotcake.
[0002]
[Background Art]
Conventionally, waste western confectionery is burned as it is or is processed as garbage as industrial waste.
[0003]
However, waste Western confectionery has a high sugar content such as sugar and starch (carbohydrate), and also contains salt (containing salt as a secret taste), thereby generating pollutants such as dioxin. In addition, waste Western confectionery tends to rot, and if the processing is not performed quickly, it may rot and give off a bad smell.
[0004]
In addition, as far as the present inventors know, there is no prior art document information for producing useful products by fermenting waste Western confectionery.
[0005]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In view of the above, an object of the present invention is to provide a method for producing fuel from waste Western confectionery that can convert waste Western confectionery into useful fuel without burning treatment.
[0006]
The present invention solves the above-mentioned problems (objects) by a method for producing from a waste Western confectionery having the following configuration.
[0007]
A waste Western confectionery containing 45% by mass or more of saccharide on a solid basis is alcohol-fermented with yeast to produce ethyl alcohol for fuel.
[0008]
It is characterized in that waste Western confectionery containing saccharides at 45% by mass or more on a solid content basis is subjected to hydrogen fermentation by hydrogen fermenting bacteria to produce hydrogen for fuel.
[0009]
The above-mentioned waste Western confectionery desirably contains sugars of 65% or more on a solid content basis. This is because the recovery efficiency per raw material of ethyl alcohol or hydrogen is increased.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One aspect of the present invention is to produce a fuel alcohol by subjecting a waste Western confectionery containing 45% by mass or more of carbohydrate on a solid content basis to alcohol fermentation by yeast.
[0011]
Here, the saccharide is a concept including a sugar (oligosaccharide such as sugar) and a polysaccharide (starch or the like).
[0012]
The waste Western confectionery is a concept mainly including leftovers, unsold products, and defective products produced by factories.
[0013]
As waste Western confectionery, apple pie (45%; 59%), cream puff (55%; 48%), shortcake (31%; 70%), jelly (79%; 96%), bavarois (67%; 52%) ), Milk pudding (76%; 64%), amppan (35%; 85%), cream pan (36%; 87%), hot cake (40%; 86%), wafer (wafer) (2%; 71%) ), Sable (4%; 70%), biscuit (2%; 78%), caramel (8%; 82%), drop (2%; 100%), marshmallow (18%; 96%), chocolate (1 %; 60%), chewing gum (2%; 79%), sweet bean (36%; 78%), meat bean (41%; 71%), baumkuchen and the like. In the parentheses, representative water and solid content standard carbohydrate concentrations are described before and after ("Food composition data collection" URL: http://www4.ocn.ne.jp/@katonenet/syokuhinn/youukasi). .Htm). According to Baumkuchen, according to a commercial recipe, sugar is contained in about 75% and sugar is contained in about 45% in sugar.
[0014]
And among these Western confectioneries, those containing 50% or more, preferably 65% or more, more preferably 75% or more of saccharides on a solid basis have a good raw material collection efficiency in alcohol fermentation. In particular, among these, the one with a lower moisture content (preferably 20% or less) is preferable because the pulverization efficiency is good. Furthermore, those having a high sugar content in the carbohydrate (preferably 30% or more, more preferably 40% or more) require less time for saccharification.
[0015]
Then, an alcohol fuel is manufactured through the steps shown in FIG. 1 using the waste Western confectionery.
[0016]
(1) First step (crushing step)
Grind to 3-5 mm using a crusher. The crusher used for this pulverization is not particularly limited, but a pin mill or a twin-screw extruder having a mesh (opening: 3 to 5 mm) at the tip is used. Before putting into the crusher, remove the aluminum foil and plastics surrounding the confectionery. (2) Second step (oil and fat separation step)
The oil and fat component is removed using an oil and fat separator or an oil and fat assimilation tank (oil and oil enzymatic decomposition tank). The fat component is a fermentation inhibiting component and must be removed.
[0017]
Here, as the oil / fat separator, for example, a shielding plate is divided into a charging / stirring tank and a stationary separation tank, an oil receiving tank for receiving overflowing oil / fat, and a carbohydrate liquid tank for storing carbohydrate dissolved in water. A structure having four tanks can be used.
[0018]
The fat and oil assimilation tank is a fermentation tank using fat and oil as a fermentation source with fat and oil assimilating yeast.
[0019]
(3) Third step (slurry preparation step)
Next, the oil / fat component-removing raw material is dropped into a slurry preparation tank provided with a stirrer or a kneader, and usually water or hot water is added to prepare a slurry having a solid content of 10 to 25%.
[0020]
(4) Fourth step (steaming step)
The slurry is transferred to a steaming pot and steamed. The steaming conditions at this time are appropriately set, for example, in the range of 80 to 128 ° C. × 60 to 30 min. In this steaming, at the same time as sterilization, the starch component of other carbohydrates is pregelatinized so that saccharification can be carried out smoothly. Under the above conditions, if the temperature is too low, the pregelatinization does not proceed sufficiently, and if the temperature is too high, on the other hand, it is carbonized (burned) and becomes unsuitable for fermentation.
[0021]
(5) Fifth step (saccharification step)
The raw material that has undergone the above-mentioned steaming step is transferred to a saccharification tank by a slurry pump or the like, and saccharifies (liquefaction, hydrolysis) the starch constituting the saccharide. Saccharification is performed by adding a saccharifying enzyme (hydrolytic enzyme) such as koji or α-amylase. The saccharification (hydrolysis) conditions at this time are, for example, 55 ° C. × 2 hours.
[0022]
(6) Sixth step (fermentation step)
The raw material (liquefied sugar) that has passed through the saccharification step is transferred to a fermentation tank, and alcohol yeast is added to perform alcohol fermentation (mainly ethyl alcohol). Here, the conditions of alcohol fermentation are, for example, 30 to 32 ° × 4 days. In addition, specifically, "Saccharomyces cerevisial Hausen Rase II" can be suitably used as the alcohol yeast. Then, the fermentation product is rubbed with a filter into an alcohol-containing liquid (ethyl alcohol).
[0023]
(7) Seventh step (distillation step)
The alcohol-containing liquid is transferred to a distillation column (distillation equipment) and concentrated by distillation to an alcohol concentration of about 95%.
[0024]
Thus, in calculation, about 68 L of an ethyl alcohol solution (95 vol%) is obtained for 100 kg of saccharide (starch + sugar).
[0025]
Another feature of the present invention is to produce hydrogen for fuel by hydrogen-fermenting waste confectionery containing saccharides at a solid concentration of 45% by mass or more using hydrogen-fermenting bacteria.
[0026]
The method for producing hydrogen for fuel is the same up to the fifth step. Then, in the sixth step (fermentation step), hydrogen fermentation bacteria are used in place of the alcohol yeast, and the obtained hydrogen is compressed and reduced in volume by a compressor in the sixth step instead of being concentrated by distillation. It may be sealed in a cylinder or the like.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, waste Western confectionery that has been conventionally discarded according to combustion waste or garbage disposal and has not been used effectively has been focused on its components (the high content of oligosaccharides such as sugars, especially sugar). Then, they found that they can be fermented efficiently to produce fuel, and conceived a method for producing fuel from waste Western confectionery of the present invention.
[0028]
These fuels can be used as automobile or industrial fuels (for example, fuel cells).
[0029]
【Example】
Hereinafter, test examples performed using a jar fermenter (a fermentation test container with a heat retaining jacket: capacity 5 L) performed to confirm the effects of the present invention will be described. In addition, the yeast (Saccharomyces cerevisial Hausen Rase II) used what was previously agar-cultured.
[0030]
2.5 kg of hot cake (waste western confectionery: 86% saccharide, 4.3% fat) as a raw material is crushed into about 2 mm with a spoon or the like, poured into warm water maintained at about 50 ° C. Stir well to dissolve and disperse. Then, the oil component which has been left standing for a predetermined time is removed.
[0031]
Then, after sterilizing by boiling, it is covered, cooled to 55 ° C., 400 cc of saccharifying enzyme (liquid koji) is added, and the mixture is stirred while maintaining the temperature and saccharification (liquefaction) is performed for 2 hours.
[0032]
Subsequently, when the temperature reached about 33 ° C. after cooling, 800 cc of alcohol yeast (shumo) was added, and the temperature was kept at about 30 to 32 ° C. while gradually cooling, and alcohol fermentation was carried out for 4 days. Thus, 4 L of about 12 vol% ethyl alcohol (alcohol-containing liquid) was obtained.
[0033]
The above alcohol-containing liquid was introduced at a reflux ratio of 3 with an experimental reflux type still. Thus, about 500 cc of 95 vol% ethyl alcohol was obtained. The low yield is due to the inefficient and small-volume laboratory equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process chart showing a method for producing alcohol fuel from waste Western confectionery of the present invention.
