JP2007044047A - 生動物素材の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生動物素材の処理方法を提供する。
【解決手段】 生動物素材を粉砕し、この粉砕生動物素材を加熱し、得られた生動物素材を遠心分離にかけ、この生動物素材を、ミール相、水分相および油相に分離し、水分相をスプレー乾燥する工程を具備してなり、ミール相およびスプレー乾燥された水分相を回転乾燥にかけ、その後の処理のための望ましい水分量のミールを収集することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は概略的に栄養補助物質の処理に係るもので、特に、生動物素材の処理方法、食品素材をその栄養成分を維持させつつ乾燥させる方法に関する。

食品添加剤は、食品の化学的、物理的特性および品質を好ましいものに改良するために食品の処理の間に添加されるものである。食品添加剤の最も重要な形態の１つは栄養補助物質である。この栄養補助物質は一般にミネラル、ビタミンからなり、これらは食品の処理の間に失われた栄養価を復元させるため、あるいは食品の栄養成分の自然の量を補うために食品に添加される。農業動物の健康および成育を高めるため栄養補助物質を使用する重要性は動物農業の分野で古くから認められてきた。

食品精製処理からの副生物から栄養補助物質を製造することが非常に好ましいことも古くから認められてきた。特に、これらの副生物の商業的利用を確立することにより、食品精製プロセスの経済的実行可能性が高められ、さもなくば困難である廃物の取扱が容易となり、又はその困難をすべて回避することができる。これは特に、大量の廃物が生産される家禽生産工業において重要な考えとなる。従って、羽や屑肉を食品産物のための栄養補助物質として利用、処理するための種々の方法が開発されている。このような方法のための従来の技術が例えば文献１［米国特許３，２７２，６３２（Ｓｐｅｅｒ）］｝および文献２［米国特許４，２６９，８６５（Ｒｅｔｒｕｍ）］に開示されている。

羽や屑肉などの廃物を栄養補助物質として処理するための従来の方法の主な欠点の１つは、各種アミノ酸およびたんぱく質の熱劣化であり、それにより栄養源としてのこれらの物質が著しく失われる。従って、重要なアミノ酸およびたんぱく質の熱劣化を回避し、栄養価の高い栄養補助物質を得ることができるような羽や屑肉などの廃物の改良された処理方法の開発が求められている。
米国特許第３，２７２，６３２号 米国特許第４，２６９，８６５号

本発明の主たる目的は、生動物素材を著しく高められた栄養価を与える補助物質に変換することができる経済的、効果的な生動物素材の処理方法を提供することである。このような補助物質は、若い動物において、特に小豚のような農業動物において血漿の生産を促進するのに好適に利用することができる。
本発明の他の目的は、加水分解された羽や屑肉のような食品素材を乾燥する方法であって、この所望の水分とする乾燥の間および乾燥の後においてアミノ酸やたんぱく質のような食品素材中の感熱性栄養成分が無劣化で消化性のよい状態に維持されるような方法を提供することである。
本発明の他の目的は、食品素材をより効率的に乾燥するための装置を提供することである。
その他の本発明の目的、利益および他の特徴については、以下の記載の検証、実施などから当業者が明らかに理解し得るであろう。本発明の目的、利点は添付の請求項に具体的に記載した手段、その組合わせから理解し得るであろう。

以上および他の目的を達成するため、本発明の方法は、食品補助物質として処理される家禽の羽および屑肉などを含む排物などの原料物質を乾燥させるための装置を提供する。この装置はスプレー乾燥装置を含み、このスプレー乾燥装置はスプレー乾燥チャンバーを画成するハウジングと出口とを有する。バーナーはスプレー乾燥装置内に収納されている。更に、原料物質を粉砕し、上記装置内にスプレーさせる手段が設けられている。更に、回転乾燥ドラムが上記スプレー乾燥装置の下流側に設けられ、これには上記スプレー乾燥装置の出口と連通する入口が設けられている。従って、乾燥される原料物質は連続的にスプレー乾燥され、回転乾燥され、所望の水分量となるように処理される。

更に具体的に述べると、上記ハウジングは上記出口と反対側に設けられた末端キャップと、空気供給通路を形成する互いに離間する内外壁部とを有する。この空気供給通路は上記出口の近傍から内壁に沿って上記末端キャップ近傍の環状排出口に向けて延びている。これによりスプレー乾燥チャンバーへ移送される以前における空気の予備加熱と内部シェル部に対する冷却がなされる。

好ましくは、上記スプレー乾燥装置に収納されるバーナーは環状バーナーであり、粉砕スプレー手段は排出パイプとスプレーノズルが同軸的に設けられ上記環状バーナーを通って上記スプレー乾燥チャンバーへと延びている。更に、上記スプレー乾燥チャンバーには円錐状デフレクターが設けられている。このデフレクターは上記排出パイプおよびスプレーノズルの周りに同軸的に突設されている。この円錐状デフレクターは上記環状排出口からの空気を外側に向け、かつ、上記環状バーナーに向って送り出すようになっていて、熱いスポットおよび冷たいスポットを排除することにより均一な加熱温度およびより一定したスプレー乾燥をなし得る。

更に、上記スプレー乾燥装置は、加圧空気源と原料物質供給源とを備え、それぞれ加圧下で空気を、また、原料物質を排出パイプおよびスプレーノズルへと移送させ得るようになっている。また、排出パイプは、加圧空気を通過させる空気ジャケット内に設けられた原料供給管を具備する。この空気ジャケットは、上記排出パイプを上記環状バーナーによる直接加熱から絶縁し、原料物質がその部位で乾燥して上記供給管を詰まらせることのないようにしている。

本発明の他の態様によれば、原料供給シュートが上記排出パイプおよびスプレーノズルの下流側に設けられている。この原料供給シュートは、比較的水分の少ない原料物質を上記乾燥装置へ移送させるのに利用される。比較的高い水分の原料物質のための排出パイプおよび比較的低い水分の原料物質のための原料供給シュートを有するこのスプレー乾燥構造体は、原料物質を所望の水分量に均一に乾燥させ、同時に、原料物質中の感熱性栄養成分（例えば、アミノ酸やたんぱく質）がその栄養価が損なわれることなく、熱劣化から守られるよう機能するようになっている。

更に、本発明によれば、回転乾燥ドラムを駆動させる手段が設けられる。この回転乾燥ドラムは排出口を備えてなる。更に、本装置は上記回転乾燥ドラムの排出口と連通する収集装置を具備してなる。この収集装置は、更に処理するため、所望の水分量に乾燥された原料物質を収集すべく機能する。

本発明の他の態様によれば、原料物質を乾燥させるための方法が提供される。特に、食品補助のための飼料として処理される加水分解された羽や屑肉のような排物を乾燥させるための方法が提供される。この方法は、第１の比較的多い水分量の原料物質をスプレー乾燥および回転乾燥させることを含む。更に、この方法は、第２の比較的少ない水分量の原料物質を、第１の比較的多い水分量の原料物質と共に、直接、回転乾燥させることを含む。すなわち、比較的少ない水分量の原料物質はスプレー乾燥させない。従って、この比較的少ない水分量の原料物質は、感熱性を有する重要なアミノ酸およびたんぱく質の熱劣化に至るような高い熱レベルに曝されることはない。原料物質が効率良く処理、乾燥されるようにするため、原料物質は６０−８５ｐｓｉｇ、好ましくは７５−８０ｐｓｉｇの圧力の加圧空気によりスプレーされる。更に、空気流速度は上記回転乾燥ドラム内において実質的に４５０−５５０フィート／分に維持される。

最後に、本発明の更に他の態様によれば、生動物素材の処理方法が提供される。この方法は、生動物素材を１／４インチ未満の大きさに粉砕することを含む。この粉砕の後、生動物素材は加熱され、部分的に破壊され、ついで遠心分離にかけられ、この部分的に処理された生動物素材を、ミール相、水分相および油相に分離する。ついで、水分相をスプレー乾燥し、ミール相およびスプレー乾燥された水分相を回転乾燥にかけ、水分相に含まれるミールの部分を更に回収し、その後、水分を揮発、除去させる。これにより、別の廃液処理の必要性がなくなり、勿論、この方法は環境的にも優しいアプローチである。最後に、この方法は、後の処理のための望ましい水分量のミールを収集する過程を含む。

その他の本発明の目的については、以下の好ましい具体例の記載などから当業者が明らかに理解し得るであろう。明らかなように、本発明は他の実施例も当然可能であり、その細部については本発明の趣旨から逸脱しない範囲で当然、種々の変更が可能である。従って、ここに記載した図面、説明は単に例示に過ぎず、限定を意図するものではない。

本明細書の１部をなす添付図面は本発明の幾つかの特徴を詳細な説明と共に示すもので、それにより本発明の原理を説明するものである。
以下、加水分解された羽、全血、家禽の屑肉から形成される栄養補助物質のごとき原料物質を乾燥させるための本発明の装置１０を示す図１ないし６を参照して本発明を説明する。図１に示すように、装置１０は、スプレー乾燥部位１２、回転乾燥部位１４および一次固形／ミール収集部位１６からなっている。

更に詳述すると、このスプレー乾燥部位１２は、外側筒状壁部１８と内側筒状壁部２０とを有するハウジングを具備してなる。図示のように、内側筒状壁部２０は同軸的に外側筒状壁部１８内部に配置されていて、それらの間に環状空気供給通路２２を形成している。この空気供給通路２２は、末端キャップ２６の近傍の環状通気口２４に向って内側筒状壁部２０に沿って延びている。なお、この末端キャップ２６は外側筒状壁部１８の閉塞している。外側筒状壁部１８、内側筒状壁部２０および末端キャップ２６によりスプレー乾燥チャンバー２８が構成され、その内部に空気が環状通気口２４を介して供給されるようになっている。

図１、２、２ａに示すように、環状バーナー３０がスプレー乾燥チャンバー２８内に内側筒状壁部２０と同軸的に配置されている。更に、原料物質粉砕スプレー装置３２が末端キャップ２６との関連で摺動自在に設けられている。この粉砕スプレー装置３２は、加圧空気供給口３６および原料物質供給口３８を基端に有する充填パイプ３４と、先端部のスプレーノズル４０とを具備してなる。充填パイプ３４は図示のように同軸的に配置されていて、環状バーナー３０の内側を通ってスプレー乾燥チャンバー２８内に延びている。更に図７との関連で示すように、加圧空気供給口３６が加圧空気源４２に接続され、この加圧空気源４２から６０−８５ｐｓｉｇ、好ましくは７５−８０ｐｓｉｇの圧力の加圧空気が供給されるようになっている。同様に、原料物質供給口３８が原料物質供給源、例えば処理されるべき原料物質を収容する貯蔵タンク４４に接続されている。具体的に述べると、貯蔵タンク４４からの原料物質が原料物質供給口３８を介して導入され、供給管４６を通ってスプレーノズル４０に導かれるようになっている。加圧空気源４２からの加圧空気は加圧空気供給口３６を介して導入され、充填パイプ３４を通過する。この充填パイプ３４は、供給管４６の周りの空気ジャケットとして機能し（図２ａ参照）、環状バーナー３０により生じる乾燥装置内の高温から供給管内の原料物質を保護するようになっている。従って、供給管４６内においては、原料物質の乾燥は生ぜず、管内での原料物質の自由な流れが確保されるようになっている。更に、充填パイプ／ジャケット３４内の空気は予備加熱されていて、従って、乾燥されるべき原料物質に水分が付加されないようになっている。粉砕スプレー装置３２が末端キャップ２６との関連で摺動自在に設けられているため、スプレー乾燥チャンバー２８内に延びるスプレーノズル４０の位置は調整可能となっている。すなわち、スプレーノズル４０を例えば点Ａ（図２参照）に位置させることにより、より急速な乾燥が得られる。この位置において、原料物質は環状バーナー３０の近傍でノズル４０からスプレーされから、原料物質はより高い乾燥温度に曝されることになる。

その他、スプレーノズル４０を例えば点Ｂ（図２参照）に位置させてもよい。この位置において、原料物質は環状バーナー３０から遠い下流側でノズル４０からスプレーされることになり、原料物質は熱の直接的適用から回避され、より低い乾燥温度に曝されることになる。このスプレーノズル４０の環状バーナー３０との関連位置は、特定の用途の必要性に応じて適当に調整することができる。

図１、２に示すように、円錐状デフレクター４８は充填パイプ３４により支持され、充填パイプ３４の周りから同心的に突出している。この円錐状デフレクター４８は環状通気口２４からの空気を環状バーナー３０に向けて外側にそらす役目をする。これにより空気の均一な加熱が確保され、製品の不均質な乾燥につながる熱いスポットおよび冷たいスポットの発生を実質的に排除することにより乾燥機の性能を高めることができる。

図１、２に示すように、スプレー乾燥部位１２の内壁２０は出口５０を画成している。この出口５０は、回転乾燥部位１４の回転ドラム５４により画成されている乾燥チャンバー５２と直接、連通している。更に、充填パイプ３４およびスプレーノズル４０より下流側のスプレー乾燥部位１２の内壁２０には原料物質供給シュート５６が設けられている。比較的水分の少ない原料物質はこの供給シュート５６から導入され、従って、環状バーナー３０からの熱に直接的に曝されことはない。これにより、比較的水分の少ない原料物質中の感熱性栄養成分（例えば、アミノ酸やたんぱく質）が熱劣化から守られ、その後の飼料製品の栄養価が損なわれるのを回避している。

スプレー乾燥部位１２と回転乾燥部位１４との間の封止が図５に明瞭に示されている。すなわち、スプレー乾燥部位１２のハウジングの静止内壁２０にはＵ字形シールフランジ５８が外側に向けて突設されている。回転乾燥部位１４の回転ドラム５４にはｎ字形のフランジ６０が内側に向けて突設されていて、内壁２０のＵ字形シールフランジ５８と係合自在となっている。これらＵ字形シールフランジ５８とｎ字形のフランジ６０とにより、バッフル様シールが形成され、空気がスプレー乾燥部位１２から回転乾燥部位１４へ流れる時の空気流の損失を少なくすることができる。

回転乾燥部位１４の構造自体については周知である。すなわち、断熱囲い板を具備するこの回転ドラム５４には少なくとも２つのタイヤ・アセンブリー６２が組込まれている。各タイヤ・アセンブリー６２はドラム５４に固定されたバンド６６上のシム６８を介して設けられたタイヤ６４を具備している。また、各タイヤ・アセンブリー６２はトラニオン・アセンブリー７０上に載置されている。各トラニオン・アセンブリー７０はほぼ６０ないし９０度の円弧に沿って延びており、タイヤ６４を受理し回転ドラム５４の重量を支持する２つのトラニオンローラ７２からなるセットを具備してなる。張出しローラ７３はタイヤ６４のトラニオンローラ７２と整合を維持させる。モータ７４が設けられていて回転ドラム５４に設けられ分断されたスプロケット７６と係合するチェーン７５を介して回転ドラム５４を駆動させるようになっている。

図３に示すように、回転乾燥ドラム５４には、装着ブラケット７９により支持された一連の任意的ターゲット又はプレート７８が回転乾燥ドラム５４の中央に同心的に配置されている。これらは、回転乾燥ドラム５４中を流れる空気をそらす役目をなし、原料物質が乾燥されつつ、この空気により回転乾燥ドラム５４の側壁に向けて運ばれる。これは周知のように乾燥作用を高めさせる。

乾燥ドラムの出口８２は、１次固体／ミール収集装置１６を画成するハウジング８４への入口８３と連通している。回転乾燥ドラム５４と収集ハウジング８４との間に形成されている封止部が図６に詳しく示されている。図示のように、回転乾燥ドラム５４は外方へ突出するフランジ８６を含み、収集ハウジング８４は外方へ突出するＴ字形フランジ８８を含んでいる。図６に示すように、Ｔ字形フランジ８８の脚部９２上にボイラー・ロープ・パッキング９０が設けられている。この構成は、より冷たい雰囲気で汚染されるのを防止し、乾燥装置の効率を最大限にしている。

１次固体／ミール収集装置１６は、更に一対の排出スクリュー９４、９６を備えている。第１排出スクリュー９４は回転乾燥部位１４の回転乾燥ドラム５４と長手方向において整合している。この第１排出スクリュー９４はモーター９８に駆動され、乾燥した原料物質を第２の部分的に下に位置する排出スクリュー９６へ向けて供給するようになっている。この第２排出スクリュー９６はモーター（図示しない）により駆動され、乾燥した原料物質を排出シュート（図示しない）に向けて移送させ、後の処理に供される。さらに、上部排出ダクト９９が設けられていて、１次固体／ミール収集装置１６からの空気流を下記の処理方法に従って、サイクロトン１１４へ向けて流すようになっている（図７）。

次に、本発明の乾燥装置１０の使用について、原料物質の乾燥方法および生動物素材の処理方法と関連させて説明する。
上記方法および図７に示す方法に従って、家禽屑肉からなる原料物質がビン（貯蔵容器）１００から供給され、粉砕機１０２に向けて送られ、ここで所望のサイズ、コンシステンシーに粉砕される（例えば、直径が１／４インチより大きいものはない）。粉砕の後、原料物質は粉砕機１０２から加熱ユニット１０４へ向けて供給される。ここで、その製品が華氏１９５ないし２０５度に加熱され、原料物質を部分的に崩壊させて、ミール、水相および油相に分解させる。これら３の相は３方遠心分離機１０６へ送られて、油相が分離され、油貯蔵容器１０８へ送られる。同時に、水相がスプレー水貯蔵タンク４４へ送られる。

ここから、水相がポンプ１１０により排出パイプ３４の原料物質入口３８へ送られる。供給源４２からの圧縮空気が同じ排出パイプ３４の圧縮空気入口３６へ送られ、この空気および原料物質が一緒になってノズル４０を介して、完全な円錐形スプレーパターンでスプレー乾燥部位１２のスプレー乾燥チャンバー２８内へスプレーされる。環状バーナー３０には、内方に向けられたガス噴出口（複数）が設けられていて、炎をノズル４０へ向けて放出し得るようになっている。このスプレーパターンおよび内方へのガス噴出口により、原料物質は急速に乾燥され、このスプレー処理の間において、原料物質が装置内壁へ付着するのが回避される。同時に、３方遠心分離機１０６からのミールが供給シュート５６へ向けて送られ、さらに上述のように乾燥装置１０の回転乾燥装置１４内に移送されるようになっている。

このような構成の結果、水相はスプレー乾燥部位１２にてスプレー乾燥され、ついで、回転乾燥部位１４にて回転乾燥される。一方、ミールは単に回転乾燥部位１４にて回転乾燥されるのみである。従って、高水分の水相はより高温に曝され、かつ、より大きく乾燥され、蒸発により水分が除去され、ミールのための追加的原料物質の回収がなされる。同時に、比較的低い水分のミールはより低い温度に曝され、乾燥の程度の少ない。従って、感熱性のアミノ酸、たんぱく質および他の栄養源が熱劣化から守られる。処理されたミールは１次固体／ミール収集装置１６中に回収される。

この乾燥装置の正しい操作を確実にするため、加圧空気源４２からの加圧空気がほぼ６０−８５ｐｓｉｇ、好ましくは７５−８０ｐｓｉｇで供給される。同時に、誘導ドラフトファン１１２が下流側に設けられていて、回転乾燥ドラム５４においてほぼ４５０−５５０フィート／分の空気流量が維持される。この空気流量により乾燥された原料物質又はミールが回転乾燥ドラム５４を通って１次固体／ミール収集装置１６へ運ばれる。サイクロン１１４およびスクラバー１１６は装置外へ排気される前にこの空気を清浄化する。１次固体／ミール収集装置１６およびサイクロン１１４に回収されたミールはついでミル１１８に移送される。ミル１１８からのミールはついでスクリーン１２０に送られ分粒がなされ、その後、貯蔵ビン１２２に送られ、更に処理するため又は輸送のため、そこで一時、貯蔵される。これらのプロセスを経たミールの水分量は５−８％であることが好ましい。

以上、本発明の好ましい具体例について述べたが、これらは単に説明のためのものであり、これらに限定されることを意図したものではない。すなわち、上記記載から種々の改良、変更が可能である。つまり、上記実施例は本発明の原理を最も理解され易くするために選択されたものであり、当業者が本発明を利用して特別の使用に適するように種々変更し得ることは明らかであろう。従って、それらの改良、変形も添付された請求の範囲に当然含まれるものである。

原料物質のスプレー乾燥および回転乾燥を組合わせて行うための本発明の装置を模式的に示す部分断面図。 図１に示す乾燥装置のスプレー乾燥装置部分を詳細に示す断面図。 乾燥装置部分を示す図２の２ａ−２ａ線に沿う断面図。 図１に示す乾燥装置の回転乾燥ドラム部分を詳細に示す断面図。 図１に示す乾燥装置の第１次固形又はミール収集部分を示す断面図。 スプレー乾燥装置部分と回転乾燥ドラム部分との間の封止部分の細部を示す断面図。 回転乾燥ドラム部分とミール収集部分の間の封止部分の細部を示す断面図。 生動物素材を処理するための方法を示すブロック図。

符号の説明

１０ 装置
１２ スプレー乾燥部位
１４ 回転乾燥部位
１６ 一次固形／ミール収集部位
１８ 外側筒状壁部
２０ 内側筒状壁部
２２ 空気供給通路
２４ 環状通気口
２６ 末端キャップ
２８ スプレー乾燥チャンバー
３０ 環状バーナー
３２ 原料物質粉砕スプレー装置
３４ 充填パイプ
３６ 加圧空気供給口
３８ 原料物質供給口

４０ スプレーノズル
４２ 加圧空気源
４４ 貯蔵タンク
４６ 供給管
４８ 円錐状デフレクター
５０ 出口
５２ 乾燥チャンバー
５４ 回転ドラム
５６ 原料物質供給シュート
５８ Ｕ字形シールフランジ
６０ フランジ
６２ タイヤ・アセンブリー
６４ タイヤ
６６ バンド
６８ シム
７０ トラニオン・アセンブリー
７２ トラニオンローラ
７３ 張出しローラ
７４ モータ
７５ チェーン
７６ スプロケット

７８ ターゲット又はプレート
８２ 乾燥ドラムの出口
８４ 収集ハウジング
８６ フランジ
８８ Ｔ字形フランジ
９０ ボイラー・ロープ・パッキング
９２ 脚部
９４、９６ 排出スクリュー
９８ モーター
１１４ サイクロトン

Claims (4)

1. 生動物素材を粉砕し、
   該粉砕生動物素材を加熱し、
   得られた生動物素材を遠心分離にかけ、この生動物素材を、ミール相、水分相および油相に分離し、
   水分相をスプレー乾燥する工程を具備してなり、
   ミール相およびスプレー乾燥された水分相を回転乾燥にかけ、
   その後の処理のための望ましい水分量のミールを収集することを特徴とする生動物素材の処理方法。
   
2. ６０−８０ｐｓｉｇの圧力の加圧空気でスプレー乾燥することを含む請求項１に記載の方法。
   
3. 回転乾燥ドラム内の空気流量を４５０−５５０フィート／分にて維持する請求項２に記載の方法。
   
4. 収集される望ましい水分量のミールが約５％ないし約８％の水分量を有する請求項１に記載の方法。

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