JP2013233120A - 卵殻と卵殻膜との分離回収方法及び分離回収装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回収効率が良く、卵殻膜のタンパク質に変性を生じさせずに卵殻と卵殻膜とを分離回収することができる卵殻と卵殻膜との分離回収方法及びその装置を提供する。
【解決手段】卵殻１を収納する卵殻ケース３を構成する。冷却及び加圧された炭酸水溶液Ｐを貯留する耐圧タンク１０を構成する。耐圧タンク１０内に貯留した水溶液に炭酸ガスを吹き込んで炭酸水溶液Ｐを生成するガスノズル１４を設ける。耐圧タンク１０内の水溶液と炭酸ガスとを混合して炭酸水溶液Ｐの濃度を平均化する混合羽根１３を設ける。蓋体１２の上端部にマグネットカップリング２０を装着する。マグネットカップリング２０を介して装着されたエアモータ３０にて混合羽根１３を回転させる。卵殻１を収納した卵殻ケース３ごと耐圧タンク１０の炭酸水溶液Ｐ内に浸漬する。分離された卵殻ケース３上の卵殻膜２と分離後の卵殻１とをそれぞれ回収する。
【選択図】 図１
【解決手段】卵殻１を収納する卵殻ケース３を構成する。冷却及び加圧された炭酸水溶液Ｐを貯留する耐圧タンク１０を構成する。耐圧タンク１０内に貯留した水溶液に炭酸ガスを吹き込んで炭酸水溶液Ｐを生成するガスノズル１４を設ける。耐圧タンク１０内の水溶液と炭酸ガスとを混合して炭酸水溶液Ｐの濃度を平均化する混合羽根１３を設ける。蓋体１２の上端部にマグネットカップリング２０を装着する。マグネットカップリング２０を介して装着されたエアモータ３０にて混合羽根１３を回転させる。卵殻１を収納した卵殻ケース３ごと耐圧タンク１０の炭酸水溶液Ｐ内に浸漬する。分離された卵殻ケース３上の卵殻膜２と分離後の卵殻１とをそれぞれ回収する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、各種卵の卵殻と卵殻膜とを分離して夫々を優れた資源として活用することができる卵殻と卵殻膜との分離回収方法及び分離回収装置に関する。
卵は、黄身、白身、卵殻、全てが人間の役に立ち、本来まったく捨てるところがない優れた資源である。しかしながら卵殻及び卵殻膜だけは、そのまま放置すると付着した卵白や卵黄が腐敗して悪臭を放つため、大半は産業廃棄物として処理されている。現在、日本全国の業界全体で６万６５００トンが産業廃棄物として処理され、この処理費用は液卵工場だけでも年間１１億〜１６億円程度が費やされている。優れた資源である卵殻の活用が日本はおろか世界のどの国でも行われていない理由は、卵殻と卵殻膜が強固に張り付いており、この卵殻膜の剥離が困難なことが原因に挙げられる。
卵殻と卵殻膜とが強固に張り付いているのは、図１０に示すように、卵殻１を構成している結晶状のパリセード層１Ａにおける乳頭層１Ｂの乳頭核１Ｃと称する先端部分が、卵殻膜２を構成する蛋白質の網目状の繊維内部に入り込み、乳頭核１Ｃが卵殻膜２に連続した状態になっている卵殻特有の構造による。
そこで、卵殻から卵殻膜を分離する従来の方法として、これまで大別して二つの方法が提案されている。一つは、特許文献１に記載されている如く、卵殻を塩酸、硫酸、酢酸等の弱酸性水溶液に浸漬して卵殻膜を剥離する方法である。
二つ目は、例えば特許文献２、３に記載されているように、卵殻を細かく砕き、卵殻と卵殻膜との比重差を利用して卵殻膜を分離する方法である。
卵殻膜の主要構成成分はタンパク質である。このタンパク質は、熱・酸・圧力などによって変性（化学的、物理的性質等が変化する現象）することが知られている。
そのため、特許文献１の如く、塩酸、硫酸、酢酸等の弱酸性水溶液に卵殻を浸漬して卵殻膜を剥離する方法では、卵殻を分離することはできても、卵殻膜を構成するタンパク質が弱酸性の影響を受けて変性するので、卵殻膜を回収することはできない。また、アルコール、エーテル等の有機溶剤などを使用しても、卵殻膜を効率良く分離することは困難であった。
一方、特許文献２、３に記載されているように、卵殻を細かく砕き、卵殻と卵殻膜との比重差を利用して卵殻膜を分離する方法では、卵殻に卵殻膜が付着した部分が残るため効率の良い回収とはいえなかった。しかも、比重差を利用して分離する方法では、粉砕手段に加え、砕いた卵殻膜と卵殻とのふるい分け手段、更にふるい分けした卵殻膜と卵殻とを比重差で選別する選別手段など、多くの工程やその工程に伴う各種の装置が必要になっていた。したがって、装置全体として極めて大掛かりな構成になり、分離回収に極めて多くのコストやエネルギーが必要になる。
そこで本発明は上述の課題を解消すべく創出されたもので、極めて回収効率が良くエネルギーの使用が少なくて済み、しかも卵殻膜のタンパク質が変性しない卵殻と卵殻膜との分離回収方法及び分離回収装置の提供を目的とするものである。
上述の目的を達成すべく本発明における第１の手段は、卵殻１から卵殻膜２を分離回収する方法であって、卵殻１内から付着した卵白及び卵黄を洗浄除去した後、該卵殻１を水に浸漬する浸漬工程１００と、卵殻１を浸漬した水に加圧下で炭酸ガスを充填し高濃度の炭酸水溶液Ｐを生成する加圧工程２００と、炭酸水溶液Ｐの圧力を減圧して炭酸水溶液Ｐ中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生工程３００と、マイクロバブルが発生した炭酸水溶液Ｐに加圧下にて炭酸ガスを再補充する再加圧工程４００と、卵殻の乳頭核が溶解した時点で卵殻１から卵殻膜２を分離し夫々を回収する回収工程５００と、を有する分離回収方法にある。
第２の手段は、各種卵の空の卵殻１から卵殻膜２を分離回収する装置であって、卵殻１を収納する卵殻ケース３と、冷却及び加圧された炭酸水溶液Ｐを貯留する耐圧タンク１０とで構成され、該耐圧タンク１０に、卵殻１を収納した卵殻ケース３ごと耐圧タンク１０の炭酸水溶液Ｐ内に浸漬した状態で耐圧タンク１０内の炭酸水溶液Ｐに炭酸ガスを吹き込んで炭酸ガスを補充するガスノズル１４と、耐圧タンク１０内の炭酸水溶液Ｐの圧力を減圧して炭酸水溶液Ｐ中にマイクロバブルを発生させる圧抜き弁１８と、を備え、卵殻ケース３上の卵殻の乳頭核が溶解した時点で卵殻膜２と卵殻１とをそれぞれ回収することにある。
第３の手段において、前記耐圧タンク１０は、前記炭酸水溶液Ｐを貯留する容器体１１と、該容器体１１の開口上部を密閉する蓋体１２とで構成され、耐圧タンク１０に貯留した炭酸水溶液Ｐを大型冷蔵庫Ｑの内部で耐圧タンク１０ごと冷却するように構成したことにある。
第４の手段において、前記耐圧タンク１０は、耐圧タンク１０内の水溶液と炭酸ガスとを混合して炭酸水溶液Ｐの濃度を平均化する混合羽根１３を備え、該混合羽根１３は、前記蓋体１２の上端部に装着したマグネットカップリング２０に回転軸１３Ｃが連結され、該マグネットカップリング２０を介して装着されたエアモータ３０にて回転するように構成したものである。
第５の手段において、前記混合羽根１３は、前記耐圧タンク１０に貯留した水溶液の水面付近から水面上部を撹拌する上部混合羽根１３Ａと、該上部混合羽根１３Ａの下に設置され、炭酸水溶液Ｐ内に下向きの流れを形成するように撹拌する下部混合羽根１３Ｂとで構成されている。
第６の手段の前記卵殻ケース３は、前記卵殻１を個別に隔離収納する網目状を成し、卵殻１の乳頭核１Ｃが溶解して分離した卵殻ケース３上の卵殻１と卵殻膜２とを卵殻ケース３ごと回収するように構成したものである。
第７の手段の前記卵殻ケース３は、前記卵殻１を個別に隔離収納する網目状を成し、卵殻１全てが溶解した時点で残った卵殻膜２を卵殻ケース３ごと回収し、卵殻１が溶解した耐圧タンク１０内の炭酸水溶液Ｐを加熱して卵殻１の成分を析出回収するように構成したものである。
本発明の請求項１に記載のごとく、炭酸水溶液Ｐの圧力を減圧して炭酸水溶液Ｐ中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生工程３００により、マイクロバブルは卵殻１の表面に大量に付着し、且つ、炭酸水溶液Ｐ中に長い時間留まることになる。更に、マイクロバブルが発生した炭酸水溶液Ｐに加圧下にて炭酸ガスを再補充する再加圧工程４００により、マイクロバブルとして付着していた炭酸ガスと水と卵殻１（炭酸カルシウム）とが反応し、卵殻１において卵殻膜２と接合している部分が炭酸水素カルシウムとなって水溶化する。この結果、卵殻１の乳頭核が溶解した時点で卵殻１から卵殻膜２を分離することができるので、回収工程５００にて卵殻１と卵殻膜２とを夫々回収することができる。
請求項２のように、卵殻１を収納する卵殻ケース３と、冷却及び加圧された炭酸水溶液Ｐを貯留する耐圧タンク１０とで構成され、該耐圧タンク１０に、耐圧タンク１０内の炭酸水溶液Ｐに炭酸ガスを吹き込んで炭酸ガスを補充するガスノズル１４と、耐圧タンク１０内の炭酸水溶液Ｐの圧力を減圧して炭酸水溶液Ｐ中にマイクロバブルを発生させる圧抜き弁１８と、を備えたことで、炭酸水溶液Ｐ中にマイクロバブルを容易に発生させることが可能になる。この結果、炭酸水溶液Ｐで卵殻膜２及び卵殻１を分離回収することが可能になり、卵殻膜のタンパク質に変性を生じさせずに卵殻と卵殻膜とを容易に分離回収することができる。しかも、卵殻を細かく砕き比重差を利用して分離する方法に比べて極めて回収効率が良く資源エネルギーの使用が少なくて済む。
請求項３のごとく、耐圧タンク１０に貯留した炭酸水溶液Ｐを大型冷蔵庫Ｑの内部で耐圧タンク１０ごと冷却するように構成したことにより、シンプルな構成でありながら、一定の圧力下で炭酸水溶液Ｐを効率良く冷却することができる。この結果、卵殻から卵殻膜を分離する作用を促進し、極めて効率の良い回収が可能になる。
請求項４によると、炭酸水溶液Ｐの濃度を平均化する混合羽根１３を備えているので、耐圧タンク１０内に貯留した水溶液に効率良く均一に炭酸ガスを溶け込ませることができる。更に、マグネットカップリング２０を介して装着したエアモータ３０にて混合羽根１３を回転するように構成したことで、耐圧タンク１０内から炭酸ガスの漏出がなく、しかも、低温の大型冷蔵庫Ｑ内でもエアモータ３０によって混合羽根１３を確実に連続回転させることができるものである。
請求項５のごとく、前記混合羽根１３は、上部混合羽根１３Ａと下部混合羽根１３Ｂとで構成されているので、上部混合羽根１３Ａが炭酸水溶液Ｐの上面に溜まった炭酸ガスを再び炭酸水溶液Ｐ内に取り込み、下部混合羽根１３Ｂが均一の濃度の炭酸水溶液Ｐを生成する。したがって、これらを同時に回転させる混合羽根１３により、極めて効率良く炭酸水溶液Ｐを生成することができるようになった。
請求項６のように、卵殻ケース３は、卵殻１を個別に隔離収納する網目状を成し、卵殻１の乳頭核１Ｃが溶解して分離した卵殻ケース３上の卵殻１と卵殻膜２とを卵殻ケース３ごと回収するように構成したことにより、卵殻１と卵殻膜２とのいずれも原型を留めた状態で回収することができる。しかも、回収時間が極めて早くなる利点がある。
請求項７のように、前記卵殻ケース３は、前記卵殻１を個別に隔離収納する網目状を成し、卵殻１全てが溶解した時点で残った卵殻膜２を卵殻ケース３ごと回収し、卵殻１が溶解した耐圧タンク１０内の炭酸水溶液Ｐを加熱して卵殻１の成分を析出回収するように構成したことにより、どのような種類の卵でも、確実に卵殻１を分離することができる。
本発明によると、極めて回収効率が良く資源エネルギーの使用が少なくて済み、しかも卵殻膜のタンパク質に変性を生じさせずに卵殻と卵殻膜とを分離回収することができるなどといった当初の目的を達成した。
本発明は、鶏卵のほか、スッポン卵やウズラ卵などの各種卵の卵殻１と卵殻膜２とを分離回収する方法及び装置である。本発明回収方法は、浸漬工程１００、加圧工程２００、マイクロバブル発生工程３００、再加圧工程４００、回収工程５００にて回収される（図１３参照）。
浸漬工程１００は、卵殻１内から付着した卵白及び卵黄を洗浄除去した後、該卵殻１を水に浸漬する工程である。加圧工程２００は、卵殻１を浸漬した水に加圧下で炭酸ガスを充填して高濃度の炭酸水溶液Ｐを生成する工程である。
マイクロバブル発生工程３００は、炭酸水溶液Ｐの圧力を減圧して炭酸水溶液Ｐ中にマイクロバブルを発生させる工程である。この工程で、圧力下で高濃度の炭酸水溶液Ｐの中に溶解された炭酸ガスは、減圧されることで、過飽和状態になり、水溶液から飛び出そうとする過程で大量のマイクロバブルが発生する。このマイクロバブルは、直径が５０μm以下の超微小気泡であり、水面への上昇速度が極めて遅い。しかも、マイクロバブルの炭酸ガスは、卵殻１に大量に付着するので、卵殻１の周囲に炭酸ガスを長時間接触させることが可能になる。
再加圧工程４００は、マイクロバブルが発生した炭酸水溶液Ｐに加圧下にて炭酸ガスを再補充する工程である。この工程で、炭酸ガスを再補充すると、卵殻１に大量に付着していたマイクロバブルの炭酸ガスと水と卵殻１の炭酸カルシウムとが反応し、卵殻１表面は炭酸水素カルシウムとなって水溶化する。
回収工程５００は、卵殻１の乳頭核が溶解した時点で卵殻１から卵殻膜２を分離し夫々を回収する工程である。このとき、卵殻１の乳頭核が溶解した時点とは、溶解が始まった時点から、全て溶解した時点までを含むものである。
本発明装置の基本構成は、卵殻１を収納する卵殻ケース３と、冷却及び加圧された炭酸水溶液Ｐを貯留する耐圧タンク１０とで構成されている。この耐圧タンク１０は、前記炭酸水溶液Ｐを貯留する容器体１１と、該容器体１１の開口上部を密閉する蓋体１２とを備え、耐圧タンク１０に貯留した炭酸水溶液Ｐを大型冷蔵庫Ｑの内部で耐圧タンク１０ごと冷却するように構成している。
耐圧タンク１０は、ガスノズル１４と圧抜き弁１８とを備えている。ガスノズル１４は、耐圧タンク１０内の水溶液に加圧下で炭酸ガスを吹き込み、高濃度の炭酸水溶液Ｐを生成する部材である。炭酸ガスの充填は、卵殻１を収納した卵殻ケース３ごと耐圧タンク１０の水溶液内に浸漬した状態で行う。圧抜き弁１８は、耐圧タンク１０内の炭酸水溶液Ｐの圧力を減圧する弁で、炭酸水溶液Ｐ中にマイクロバブルを発生させる際に使用する。
図示の耐圧タンク１０は、Ｏリング１２Ａを介した蓋体１２を容器体１１の開口上部に開閉自在に装着したもので、この蓋体１２には、さらに耐圧タンク１０内の圧力を計測する圧力計１７やこの圧力を調整する圧抜き弁１８、耐圧タンク１０の安全性を確保する安全弁１９が装着されている（図１参照）。容器体１１の底部には、耐圧タンク１０から炭酸水溶液Ｐを排出する排水口１１Ｂが網１１Ａを介して設けられている。この排水口１１Ｂには排水弁１６が連結されており、この排水弁１６を介して炭酸水溶液Ｐを排出するものである。
さらに、耐圧タンク１０の内部には、混合羽根１３とガスノズル１４とを備えている。ガスノズル１４は、貯留した水溶液に炭酸ガスを吹き込むことで、耐圧タンク１０内で炭酸水溶液Ｐを生成するものである。図示例では、大型冷蔵庫Ｑ内の耐圧タンク１０に炭酸ガスを供給するために、予め大型冷蔵庫Ｑの外部に炭酸ガスを供給する炭酸ボンベＱ１を備えておき、この炭酸ボンベＱ１からホースを介して耐圧タンク１０のガス入口弁１５に連結している（図９参照）。そして、このガスノズル１４から耐圧タンク１０内の水溶液中に炭酸ガスを充填して炭酸水溶液Ｐを生成すると共に、生成された炭酸水溶液Ｐの炭酸ガス濃度を一定にするために炭酸ガスを補充する。
混合羽根１３は、耐圧タンク１０内の水溶液と炭酸ガスとを混合して炭酸水溶液Ｐの生成を促進させると共に、炭酸水溶液Ｐの濃度を平均化するものである（図１参照）。図示の混合羽根１３は、前記蓋体１２の上端部に装着したマグネットカップリング２０に回転軸１３Ｃを連結し、該マグネットカップリング２０を介して装着したエアモータ３０にて回転するように構成している。このエアモータ３０は、圧縮空気の力で回転せしめるモータで、特に、寒冷地などでも安定した回転力が得られるものである。図示のエアモータ３０は、予め大型冷蔵庫Ｑの外部に備えてあるコンプレッサＱ２からホースを介して連結部３０に圧縮空気を供給するものである（図９参照）。尚、図９中、符号Ｑ３はガスリーク、符号Ｑ４はサイレンサを示している。なおＱ３とＱ４は兼用も可能である。
図示のマグネットカップリング２０は、隔壁２３内の内ローター２２を、磁力を用いて隔壁２３外の外ローター２４で回転せしめるもので、外ローター２４はエアモータ３０にて回転させ、内ローター２２に連結した回転軸１３Ｃを回転せしめるものである（図２参照）。この回転軸１３Ｃは、蓋体１２の貫通口１２Ｂを貫通しているが、隔壁２３内の軸受２１が密封状態で回転軸１３Ｃを支持している。尚、軸受２１は、Ｏリング２１Ａを介して蓋体１２に装着されており、この軸受２１にベアリング２１Ｂを介して回転軸１３Ｃが装着されている。
更に、混合羽根１３は、上部混合羽根１３Ａと下部混合羽根１３Ｂとを１本の回転軸１３Ｃに固定した構造を成している（図３参照）。上部混合羽根１３Ａは、耐圧タンク１０に貯留した水溶液の水面付近から水面上部を撹拌する部位である（図１参照）。また、下部混合羽根１３Ｂは、上部混合羽根１３Ａの下に設置され、炭酸水溶液Ｐ内に下向きの流れを形成するように撹拌する部位である。これら上部混合羽根１３Ａと下部混合羽根１３Ｂとは、エアモータ３０の駆動力にて回転軸１３Ｃが回転することにより同時に回転する。炭酸ガスは、低温下で水と撹拌して混ぜるほど水に溶け込む性質を有している。そのため、水面上の炭酸ガスや充填された炭酸ガスを効率良く撹拌して炭酸水溶液Ｐにさらに取り込むことで、濃度の高い炭酸水溶液Ｐを生成することが可能になる。
卵殻ケース３は、卵殻膜２付の卵殻１を収納した状態で卵殻ケース３ごと耐圧タンク１０の炭酸水溶液Ｐ内に浸漬するものである（図１参照）。そして、炭酸水溶液Ｐの作用で卵殻膜２と卵殻１とを分離すると共に、分離された卵殻ケース３上の卵殻膜２と、卵殻膜２を分離した卵殻１とをそれぞれ回収する。
この回収手段は、卵殻１内から付着した卵白及び卵黄を洗浄除去した後、該卵殻１を炭酸水溶液Ｐに浸漬することで卵殻１から卵殻膜２を分離させ、夫々を回収するものである。すなわち、炭酸水溶液Ｐ内に卵殻１を浸漬すると、次のような反応が起こり、炭酸カルシウムは水と炭酸ガスと結び付き、「炭酸水素カルシウム」となる。この炭酸水素カルシウムが水溶性であるため、水は「炭酸水素カルシウム水溶液」となるので、卵殻１は水に溶解し、卵殻膜２は残ることになる。
「ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｃａ（ＨＣＯ3）2」
尚、浸漬させる炭酸水溶液Ｐは、炭酸ガスボリューム2.0v/v以上であることが好ましく、より好ましくは炭酸ガスボリューム4.0v/v以上である。
「ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｃａ（ＨＣＯ3）2」
尚、浸漬させる炭酸水溶液Ｐは、炭酸ガスボリューム2.0v/v以上であることが好ましく、より好ましくは炭酸ガスボリューム4.0v/v以上である。
卵殻ケース３は、卵殻１を個別に隔離収納する網目状を成している。そして、炭酸水溶液Ｐの作用で卵殻１の乳頭核１Ｃが溶解すると、卵殻１から卵殻膜２が分離する。さらに、分離した卵殻膜２と卵殻１とは、別々になった状態で卵殻ケース３上に収容される（図７（ロ）参照）。そこで、分離した卵殻１と卵殻膜２とを卵殻ケース３ごと回収するものである。
このような分離手段によると、比較的短時間で回収することができる。例えば、炭酸ガスボリューム4v/v（水温４℃、圧力2.0Kg/cm2）の条件では、スッポン卵１〜２日間、ウズラ卵２〜３日間、鶏卵３〜５日間炭酸水溶液Ｐに浸漬する。また、炭酸ガスボリューム8v/v（水温４℃、圧力5.0Kg/cm2）の条件下での浸漬日数は、スッポン卵約１日間、ウズラ卵１〜２日間、鶏卵２〜３日間となる。浸漬後、図７（イ）のように、耐圧タンク１０から卵殻ケース３と卵殻１を取り出して乾燥させると、同図（ロ）の如く、卵殻膜２が卵殻１から自然に剥離して分離するので、夫々回収する。
また、乳頭核１Ｃの溶解のみでなく卵殻１を全溶解させることができる。この場合は、卵殻１全てが溶解した時点で残った卵殻膜２を卵殻ケース３ごと回収し、卵殻１が溶解した炭酸水溶液Ｐを加熱して卵殻１の成分を析出回収する手段となる。
すなわち、卵殻１全てが溶解した時点で回収する手段では、卵殻ケース３から卵殻膜２を回収した後、卵殻１が溶解している水を加熱する。そうすると、炭酸水素カルシウムの溶解度が低下し、炭酸水素カルシウムは、次のように、水と炭酸ガスと炭酸カルシウムに分離する。
「Ｃａ（ＨＣＯ3）2→ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2」
水に溶けない炭酸カルシウムは沈殿するので、この沈殿物を回収する（図８参照）。この回収方法では浸漬させる炭酸水溶液の圧力・温度・炭酸ガスボリュームによって溶解できる卵殻量が決まる（図１２参照）。そのため、予め計算した上で溶解可能量の卵殻を浸漬させることになる。例えば、水温10℃で炭酸ガス圧1×105 Paの炭酸水溶液に浸漬させる場合には、炭酸カルシウムの溶解度は 1.11g / 水 1dm3なので、炭酸水溶液1Lに対して1gの卵殻という割合を目安に浸漬させると良い（表１参照）。なお所要日数は、卵の厚みやサイズ、種類によって異なるが、炭酸ガスボリューム4v/v（水温４℃、圧力2.0Kg/cm2）の条件では、スッポン卵なら約４日、鶏卵なら約10日で卵殻は完全に溶解する。
「Ｃａ（ＨＣＯ3）2→ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2」
水に溶けない炭酸カルシウムは沈殿するので、この沈殿物を回収する（図８参照）。この回収方法では浸漬させる炭酸水溶液の圧力・温度・炭酸ガスボリュームによって溶解できる卵殻量が決まる（図１２参照）。そのため、予め計算した上で溶解可能量の卵殻を浸漬させることになる。例えば、水温10℃で炭酸ガス圧1×105 Paの炭酸水溶液に浸漬させる場合には、炭酸カルシウムの溶解度は 1.11g / 水 1dm3なので、炭酸水溶液1Lに対して1gの卵殻という割合を目安に浸漬させると良い（表１参照）。なお所要日数は、卵の厚みやサイズ、種類によって異なるが、炭酸ガスボリューム4v/v（水温４℃、圧力2.0Kg/cm2）の条件では、スッポン卵なら約４日、鶏卵なら約10日で卵殻は完全に溶解する。
卵殻ケース３は、洗浄した卵殻１を設置するケースである。好ましくは、この卵殻ケース３の中に、卵の内面側を下に向けて卵殻１を設置する（図７、８参照）。逆に内面側を上に向けて卵殻１を設置すると、溶解及び剥離した卵殻が水の攪拌に伴い卵殻内に入って卵殻膜に付着したり溜まったりしてしまう。内面側を下にして卵殻１を設置すればこのような不都合が解消され、卵殻膜２が卵殻１から分離するので卵殻膜２の回収に都合がよくなる。また内面側を下にすることでマイクロバブルの付着率も向上する。このとき、卵殻１同士が重なり合っていると、接触面は炭酸水溶液Ｐに触れることができずに分離効率が低下する。そのため、卵殻ケース３は、網目状に形成され、卵殻１を個別に収納できるように仕切３Ａが設けられている（図４参照）。図示例では、卵殻ケース３の開口上部に蓋４を施蓋すると共に、卵殻ケース３の下端部に脚３Ｂを設けてある（図５参照）。そして、網を重ねる際には脚３Ｂと開口上部３Ｃが相互に組み合うため安定し、かつ網同士が重なって網目が密になることなく積み重ねることができる（図６参照）。なお、実験によると、卵殻ケース３や蓋４の網目は２８メッシュ程度が好ましい。
卵殻１を浸漬する炭酸水溶液Ｐは、冷却及び加圧下にて炭酸ガスを補充すると、炭酸ガスの溶解度が高くなる（図１１参照）。しかも、カルシウムと反応することで減少する炭酸ガスを順次補うことによって、炭酸水溶液Ｐの炭酸ガスボリュームを常に高い状態に保ち反応を促進することができる。但し、水温０℃以下では氷結するので炭酸水溶液Ｐを作れない。一方、圧力は高い方が炭酸ガスの溶解度が高くなるが、この圧力に耐え得る圧力タンクが必要になるので、圧力が高くなるほどタンクが大型化することになる。そのため、これまでの実験による最適条件として、水温４℃以下、圧力5.0Kg/cm2程度の条件下で、炭酸ガスボリューム8.55v/vを目安に調整するのが好ましい。
本発明分離回収方法及びその装置により得られた卵殻１は、肥料等の土壌改造剤、食品のカルシウム補強剤、台所用品などとして利用可能である。また、特殊な分野では、人工プラスチック、きのこの培地、超大型ポスター紙、生分解性物質などへの利用も可能である。
一方、卵殻膜２は、一般的な分野で人工皮膚、栄養剤、光学フィルター、可食性包装材などに利用され、専門的分野として、廃液浄化（脱色）、重金属（金、銀、白金、ウラン、パラジウム）の回収（吸着）、ペプチドの生産などに利用することが可能である。
また、本発明の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で自由な設計変更が可能である。更に、卵殻ケース３の大きさを変えることにより、鶏卵、スッポン卵、ウズラ卵のほか、どのような種類の卵にも使用することが可能である。
Ｐ 炭酸水溶液
Ｑ 大型冷蔵庫
１ 卵殻
２ 卵殻膜
３ 卵殻ケース
３Ａ 仕切
３Ｂ 脚
４ 蓋
１０ 耐圧タンク
１１ 容器体
１１Ａ 網
１１Ｂ 排水口
１２ 蓋体
１２Ａ Ｏリング
１２Ｂ 貫通口
１３ 混合羽根
１３Ａ 上部混合羽根
１３Ｂ 下部混合羽根
１４ ガスノズル
１５ ガス入口弁
１６ 排水弁
１７ 圧力計
１８ 圧抜き弁
１９ 安全弁
２０ マグネットカップリング
２１ 軸受
２２ 内ローター
２３ 隔壁
２４ 外ローター
２５ ローターカバー
３０ エアモータ
４０ 台車
４１ キャスター
１００ 浸漬工程
２００ 加圧工程
３００ マイクロバブル発生工程
４００ 再加圧工程
５００ 回収工程
Ｑ 大型冷蔵庫
１ 卵殻
２ 卵殻膜
３ 卵殻ケース
３Ａ 仕切
３Ｂ 脚
４ 蓋
１０ 耐圧タンク
１１ 容器体
１１Ａ 網
１１Ｂ 排水口
１２ 蓋体
１２Ａ Ｏリング
１２Ｂ 貫通口
１３ 混合羽根
１３Ａ 上部混合羽根
１３Ｂ 下部混合羽根
１４ ガスノズル
１５ ガス入口弁
１６ 排水弁
１７ 圧力計
１８ 圧抜き弁
１９ 安全弁
２０ マグネットカップリング
２１ 軸受
２２ 内ローター
２３ 隔壁
２４ 外ローター
２５ ローターカバー
３０ エアモータ
４０ 台車
４１ キャスター
１００ 浸漬工程
２００ 加圧工程
３００ マイクロバブル発生工程
４００ 再加圧工程
５００ 回収工程
Claims (7)
- 卵殻から卵殻膜を分離回収する方法であって、卵殻内から付着した卵白及び卵黄を洗浄除去した後、該卵殻を水に浸漬する浸漬工程と、卵殻を浸漬した水に加圧下で炭酸ガスを充填し高濃度の炭酸水溶液を生成する加圧工程と、炭酸水溶液の圧力を減圧して炭酸水溶液中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生工程と、マイクロバブルが発生した炭酸水溶液に加圧下にて炭酸ガスを再補充する再加圧工程と、卵殻の乳頭核が溶解した時点で卵殻から卵殻膜を分離し夫々を回収する回収工程と、を有することを特徴とする卵殻と卵殻膜との分離回収方法。
- 各種卵の空の卵殻から卵殻膜を分離回収する装置であって、卵殻を収納する卵殻ケースと、冷却及び加圧された炭酸水溶液を貯留する耐圧タンクとで構成され、該耐圧タンクに、卵殻を収納した卵殻ケースごと耐圧タンクの炭酸水溶液Ｐ内に浸漬した状態で耐圧タンク内の炭酸水溶液に炭酸ガスを吹き込んで炭酸ガスを補充するガスノズルと、耐圧タンク内の炭酸水溶液の圧力を減圧して炭酸水溶液中にマイクロバブルを発生させる圧抜き弁と、を備え、卵殻ケース上の卵殻の乳頭核が溶解した時点で卵殻膜と卵殻とをそれぞれ回収することを特徴とする卵殻と卵殻膜との分離回収装置。
- 前記耐圧タンクは、前記炭酸水溶液を貯留する容器体と、該容器体の開口上部を密閉する蓋体とで構成され、耐圧タンクに貯留した炭酸水溶液を大型冷蔵庫の内部で耐圧タンクごと冷却するように構成した請求項２記載の卵殻と卵殻膜との分離回収装置。
- 前記耐圧タンクは、耐圧タンク内の水溶液と炭酸ガスとを混合して炭酸水溶液Ｐの濃度を平均化する混合羽根を備え、該混合羽根は、前記蓋体の上端部に装着したマグネットカップリングに回転軸が連結され、該マグネットカップリングを介して装着されたエアモータにて回転するように構成した請求項２又は３記載の卵殻と卵殻膜との分離回収装置。
- 前記混合羽根は、前記耐圧タンクに貯留した水溶液の水面付近から水面上部を撹拌する上部混合羽根と、該上部混合羽根の下に設置され、炭酸水溶液内に下向きの流れを形成するように撹拌する下部混合羽根とで構成された請求項４記載の卵殻と卵殻膜との分離回収装置。
- 前記卵殻ケースは、前記卵殻を個別に隔離収納する網目状を成し、卵殻の乳頭核が溶解して分離した卵殻ケース上の卵殻と卵殻膜とを卵殻ケースごと回収するように構成した請求項２記載の卵殻と卵殻膜との分離回収装置。
- 前記卵殻ケースは、前記卵殻を個別に隔離収納する網目状を成し、卵殻全てが溶解した時点で残った卵殻膜を卵殻ケースごと回収し、卵殻が溶解した耐圧タンク内の炭酸水溶液を加熱して卵殻の成分を析出回収するように構成した請求項２記載の卵殻と卵殻膜との分離回収装置。
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