JP2014018778A - 焼酎粕を有効利用した排泄物処理材及びその製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポータブルトイレやストーマ保有者用として安価な排泄物処理材と、連続的な大量生産が容易となる製造装置と、原料調整、加熱乾燥処理の製造方法とを提供する。
【解決手段】サツマイモなどの発酵材料に由来するデンプン、糖類、繊維、有機酸を始めとする有機化合物と、醸造過程で用いられる麹菌や酵母菌の菌体と、を含む焼酎粕を主成分とする乾燥粉体を、排泄物処理材として利用する。そこで焼酎粕と焼酎粕の濾液を重量比８：２〜２：８で混合した混合原料を、１５０〜２３０℃で３〜６分加熱乾燥した乾燥粉体を粉末状もしくはペレット状とした。
【選択図】なし

Description

本発明は、介護・看護に使用される排泄物処理材に関して、とくに焼酎粕（芋焼酎粕）を有効利用した排泄物処理材とその製造方法及び製造装置に関するものである。

介護・看護の現場では、日常的に要介護者の排泄ケアが行われており、従来、介護者と要介護者の身体的・精神的負担を軽減する手段の一つとして、紙おむつやポータブルトイレ等が使用されている。特に、要介護者の身体の自由度によって、紙おむつあるいはポータブルトイレ等使用が選択されている。

しかしながら、排泄ケアにおいては、排泄後の処理に多大な労力と時間を要する。例えば、便の性状が水様性の場合、紙おむつ使用においては、臀部を著しく汚染するため、汚染箇所の清掃が必要であり、要介護者のみならず介護者への身体的・精神的負担が大きい。また、ポータブルトイレ使用においては、ポリ容器に付着した便の洗浄を要するため、介護者の負担が増す。

このように、紙おむつは、例えば排泄ケアの回数を軽減するなど、介護者の負担軽減のために使用しているにも関わらず、横漏れ等による身体や衣服の汚染、使用済み紙おむつを廃棄する際に便を取り除くよう自治体から指示されるなど、介護者の身体的・精神的負担の要因とさえなっている。さらに、使用済み紙おむつは、外側が大腸菌郡に汚染されているにも関わらず、多くが他の家庭ごみと一緒に家庭内に保管されており、大腸菌が感染拡大する危険性があるとともに、大量のごみ廃棄は環境への負荷が大きい。

また、従来使用されている紙おむつは、高分子吸収材の使用により、吸水性能が高く、２，３回の排尿に対応できる。しかしながら、水様性便に対しては、便の水分を多少吸収できるものの、紙おむつの表面に残る汚物処理方法は、進歩することなく、改良の余地を有している。そして、ポータブルトイレにおいても、ポリ容器の表面に付着した便の処理に困難を要することは上述したとおりであり、排泄後の処理は、排泄ケアに係る問題であった。一方、人工肛門から排泄される水様性便の凝固材として高分子吸収材があるが、ゼリー状となり水洗トイレでの処理は好ましくない。また、日常的に使用するには高価であるため、普及していない。このため、人工肛門保有者の生活上の悩みである便漏れや皮膚のかぶれについては未だ解決していないのが現状である。これらの問題点を解決する手段として、本発明者らによって、水様性の排泄物を固形化し、その処理を簡便にする乾燥粉体とその製造方法が先に提案されている（特許文献１）。

特開２０１０−１６６８７５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の製造方法は、加熱したプレート表面で焼酎粕そのものを乾燥させて膜化し、掻取り装置でその膜を剥離するというものであり、乾燥粉体の製造までに時間を要するため、連続的な大量生産が困難であるという問題があった。装置の大型化や、複数の装置を設置し並列運転することで、大量生産を実施することができるが、装置の大きさや数に比例したスペースが必要となり、狭い場所では実施できない上に、製造コストが嵩むため、排泄物処理材の価格高騰を招くことになる。さらに、粉末状であるため飛散しやすく、特に人工肛門（以下、ストーマ）保有者においては、ストーマバッグ内に処理材を導入しにくいという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、ポータブルトイレやストーマ保有者用として安価で扱いやすい排泄物処理材と、連続的な大量生産が容易となる製造装置と、原料調整、加熱乾燥処理の製造方法とを提供することを目的とする。

このため本発明の排泄物処理材は、焼酎粕と焼酎粕の濾液とからなる混合原料を加熱乾燥し、粉末状体もしくはペレット状体に成形したことを第１の特徴とし、前記焼酎粕がサツマイモを原料としたことを第２の特徴とする。また、その製造方法は、排泄物処理材を得る工程において、前記混合物を１５０〜２３０℃に加熱される板状の加熱乾燥部に薄膜状に載置し乾燥粉末を得ることを特徴とする。さらに、その製造装置は、混合原料を貯蔵し連続又は間欠的に前記混合原料を供給する混合貯蔵槽と、前記混合貯蔵槽の下部に設けられた加熱乾燥部と、前記加熱乾燥部端に設けた金属剥離機と、機械の温度や駆動を制御する制御部とを備えたことを第１の特徴とし、前記加熱乾燥部が混合原料を薄膜状に載置し搬送する搬送機能を備えたことを第２の特徴とする。

本発明は、以下の優れた効果を有する。
（１）乾燥粉末は、加熱乾燥されると共に搬送されるため、連続式に製造ができる。また、製造途中での吸湿を防止することができる。
（２）原料に焼酎粕を用いており、薬品等を含んでいないため、廃棄する際に環境への問題がない。
（３）原料が、焼酎粕と焼酎粕の濾液とし一定の粘性を有するため、加熱乾燥部に均一に広がり安定して製造される。
（４）ペレット状であるため、ストーマバッグ内に導入しやすい。

本発明に係る製造装置を示す側面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視図である。 本発明に係る排泄物処理材のペレット化された状態を示す参考写真である。

本発明で用いる焼酎粕は、サツマイモ、麦、そば、米などの発酵材料に由来するデンプン、糖類、繊維、有機酸を始めとする有機化合物と、醸造過程で用いられる麹菌や酵母菌の菌体と、を含むものである。特にサツマイモを原料とする乾燥粉体では、水分を奪う浸透圧吸水、微細構造・繊維等により生じる毛細管現象、さらに異なった粒子形がもたらす団粒吸水が相互に作用して他に類を見ない吸水力があり、粘調性を有する下痢便など扱いにくい物質の固形化等に効果が確認されている。このことから、本発明においても、焼酎粕は、繊維成分を多く含むサツマイモを原料の素材とすることが好ましい。

原料については、原料の噴出しやすさ、加熱乾燥時の均一な広がりやすさを考慮し、一定の粘性を有することが求められる。そこで、乾燥粉体製造の前処理として、焼酎粕と焼酎粕を濾過することにより得られる焼酎粕の濾液とを混ぜ合わせることで、原料の含水率を調整する。濾過には、濾紙や濾布を用いることができるが、目詰まり防止の観点から、濾布を利用することが好ましい。焼酎粕と焼酎粕の濾液は、一定の容積をもつ槽において、混合され、貯蔵され原料として用いる。焼酎粕と焼酎粕の濾液の混合比（重量比）は、任意に設定可能であるが、本発明を実施する上での最適な条件を求める。

混合原料の噴出しやすさ、加熱乾燥時の均一な広がりやすさを実現するために、また、最良の加熱乾燥を実現するために、混合原料と加熱乾燥の試験を行った。焼酎粕は、サツマイモ焼酎の製造過程で生じた焼酎粕を用いた。焼酎粕濾液は、サツマイモ焼酎粕を濾布により濾過して得られた濾液を用いた。加熱乾燥は、加熱乾燥プレートを備える電熱式の小型乾燥機を用いて行った。加熱乾燥時間は５分間で統一した。試験の評価は、加熱乾燥時の広がり具合、加熱乾燥後の薄膜状態をもとに行った。試験結果を表１に記す。

焼酎粕：濾液が１０：０の場合、混合原料は粘性が高く、加熱乾燥プレートに均一な広がりが困難であった。このため、低温では加熱乾燥状態は不良である。しかし高温（出力１．５ｋＷ、２３０℃）では加熱乾燥温度が高いことから焼酎粕は加熱乾燥プレートに広がりやすいことが判った。ただし、一部に炭化が過剰に生じるケースがあった。焼酎粕：濾液が８：２の場合、混合原料は粘性が比較的高く、加熱乾燥プレートに均一な広がりがやや困難であった。一方、焼酎粕：濾液が２：８の場合、混合原料は粘性が比較的低く、加熱乾燥プレートへ均一な広がりは良好であるが、低温では焼酎粕の固体分と液体分の凹凸が顕著に現れ、加熱乾燥後は、均一な薄膜状態とならなかった。加熱温度が高いと瞬時に液体分を乾燥し良好な薄膜状態を得られることが判った。加熱乾燥プレートへの均一の広がりと加熱乾燥後の薄膜状態を実現できるのは、焼酎粕と原液の重量混合比が、６：４又は５：５で混合した場合であった。さらに、加熱乾燥温度においては、出力１．５ｋＷ、２３０℃が良好であった。本試験の結果、焼酎粕：濾液を重量比６：４〜５：５で混合し、これを５分間、温度２３０℃で加熱乾燥を行うと、良好な乾燥粉体を得ることが判明した。このため、焼酎粕と焼酎粕の濾液の混合比（重量比）は、好ましくは８：２〜２：８、さらに好ましくは６：４〜５：５とする。

試験で用いた製造装置１概要を図１に示す。製造装置１は、原料を混合し貯蔵する混合貯蔵槽２、ベルトコンベア３ａと加熱ヒーター３ｂ（シーズヒーター）を組み合わせた加熱乾燥部３、ベルトコンベア３ａ下流端に設けた金属剥離機４、機械の温度や駆動を制御する制御部（図示せず）から構成される。混合貯蔵槽２は、内部に原料を混ぜ合わせるための撹拌装置２ａと、下部にノズルや蛇口等の噴出口を備えており、ベルトコンベア３ａの上流側上部に設けられている。そのため、混合貯蔵槽２内部の原料は、十分に混ぜ合わされて、ベルトコンベア３ａへ連続又は間欠的に供給される。金属剥離機４は、金属板の一辺がベルトコンベア３ａの表面に当接するように設けられており、ヘラの要領でベルトコンベア３ａから乾燥された混合原料を剥離する。制御部からの出力信号により、１０個の加熱ヒーター３ｂの出力を個別制御し、ベルトコンベア３ａ表面を１２０〜２００℃（外気温２０℃）の範囲で設定することができる。また、ベルトコンベアの速度も任意に設定することができる。この制御部は、製造装置１に隣接して設けられているが、装置に組み込んで一体化しても良い。

混合貯蔵槽２内で、焼酎粕：濾液を重量比５：５で混合し、混合原料を混合貯蔵槽２下部の噴出口から、ベルトコンベア３ａへと供給した。ベルトコンベア３ａ表面の最高温度を２００℃に設定し、ベルトコンベア３ａの送り速度（回転数）と乾燥粉体の状態について試験を行った。試験結果を表２に記す。

表２に示すように、ベルトコンベア３ａの送り速度（回転数）が１００〜２００ｒｐｍでは、速度が遅く、ベルトコンベア３ａ終端に到達するまでに時間を要する。この結果、加熱乾燥中に焦げが生じ、乾燥粉体が過剰に炭化し、乾燥粉体の状態は不良となった。一方、５００ｒｐｍ以上では、ベルトコンベア３ａによる搬送中の加熱乾燥時間が不十分で、乾燥状態が不完全となり、炭化割合が不足すると考えられる。本試験の結果、最適な乾燥粉体を得るための速度は３００〜４００ｒｐｍが好ましいことが判明した。なお、この速度における加熱乾燥時間は４分となり、前述した良好な乾燥粉体を得た時間に近い時間を得られた。

混合貯蔵槽２内の混合原料は、混合貯蔵槽２下部のノズルや蛇口等の噴出口から、混合貯蔵槽２下部に設けられた加熱乾燥部３へと供給される。混合原料は、加熱乾燥部３にて、加熱され水分が蒸発し乾燥することとなる。加熱乾燥温度は、水分を蒸発乾燥させるのに十分な温度であれば良く、特に制限はない。混合原料の過剰な炭化防止、加熱乾燥時のエネルギー使用量等の観点から、好ましくは１００〜３００℃程度、さらに好ましくは１５０〜２３０℃が良い。また、加熱乾燥時間に関しても、水分を蒸発乾燥させるのに十分な時間であれば良く、特に制限はない。混合原料の過剰な炭化防止、加熱乾燥時のエネルギー使用量等の観点から、好ましくは３０秒〜１０分間程度、さらに好ましくは３〜６分間とする。

乾燥粉体の製造工程においては、焼酎粕と焼酎粕の濾液の混合原料を加熱乾燥しつつ、これをベルトコンベア３ａにより搬送することで、連続的に乾燥粉体の製造をすることも可能である。すなわち、混合貯蔵槽２下部の噴出口から、ベルトコンベア３ａ上流に焼酎粕と焼酎粕の濾液の混合原料を供給し、ベルトコンベア３ａに供給され載置された混合原料を下流へと搬送する途中で、混合原料を加熱乾燥するものである。ベルトコンベア３ａ上流では溶液状あるいはペースト状であった混合原料は、搬送の過程で加熱乾燥され、ベルトコンベア３ａ下流では乾燥粉体へと変化する。このとき、ベルトコンベア３ａ自体を加熱乾燥に適した所定の温度に加熱しても良い。また、加熱乾燥部３に使用する加熱乾燥手段は、前に述べた加熱温度に到達できるものであれば良く、例えばシーズヒーター、セラミックヒーター、遠赤外線ヒーター、温風ヒーター等の公知の熱源を利用することができる。いずれの手法を採用するかは、生産規模、エネルギー消費等を考慮し、当業者であれば最適に選択することができる。ベルトコンベア３ａ下流端に、ヘラ等の剥離手段を備えることで、搬送されてきた乾燥粉体は、容易に搬送部から剥離され、所定の容器等に収容される。

かかる工程を採用することによって、ポータブルトイレ又はストーマ保有者の排泄物処理材の用途として最適な乾燥粉体を得ることができる。すなわち、このときの乾燥粉体は、全体に占める炭化割合（全体に占める炭化部分の重量割合）が０〜５０％の範囲内にあるため、浸透圧吸水、毛細管現象、団粒吸水による吸水力が高い点が特徴である。

ポータブルトイレ又はストーマ保有者の排泄物処理材として、この乾燥粉体を使用するためには、上記の製造方法により得られた乾燥粉体を、所定の大きさ（寸法、粒径等）に破砕あるいは粉砕し、または粒形等に成型することとなる。乾燥粉体の加工処理を施すことで、使用機器に最適な形態となる。また、乾燥粉体の有する浸透圧吸水、毛細管現象、団粒吸水による吸水力が一層発揮されることとなる。

焼酎粕：濾液を重量比５：５で混合した混合原料を、図１に示すような装置１を用いて、加熱乾燥温度（ベルトコンベア表面温度）２００℃、ベルトコンベア速度３００ｒｐｍの条件で、乾燥粉体を製造した。この乾燥粉体を粉末化処理したものをポータブルトイレ用排泄物処理材として、図３に示すように、ペレット化したものをストーマ保有者用排泄物処理材として、機能の確認を行った。

あらかじめ５０ｇの粉末化処理した乾燥粉体をポータブルトイレの差込便器に投下し、これに模擬下痢状便２００ｇを流してその変化を観察した。さらに流速毎分２リットルの流水で洗浄し、その時間を記録した。この結果、模擬下痢状便は全く便器に付着することなく、全て乾燥粉体により固形化された。さらに、その後の流水で洗浄を試みると、約４０秒で全量が破棄された。使用水量は流速より換算して、１．６リットルであった。

ストーマ付き人体模型にストーマバッグを装着し、ペレット化した乾燥粉体５０ｇをあらかじめ適用し、水分１００ミリリットルをその後加え、変化を観察した。ストーマバッグの内容物（ペレット化した乾燥粉体）は水分を得ても、流動性を持つことなく、ほぼ固形化した。さらに、これを外し、流水にて洗浄を試みた。内容物は味噌のようなペースト状と化し、残りは水に拡散して、容易に洗浄化された。完全な洗浄には約２分を要し、約２リットルの水が必要であった。

本発明者らは鋭意研究を行い、原料調整から乾燥加工条件、乾燥方法など一連のプロセスを検討し、実用的な乾燥粉体の製造方法を完成するに至った。すなわち本発明は以下の内容を包含する。
（１）焼酎粕と焼酎粕の濾液とからなる混合原料を加熱乾燥し、粉末状体もしくはペレット状体に成形したことを特徴とする排泄物処理材。
（２）前記焼酎粕がサツマイモを原料としたことを特徴とする前記（１）記載の排泄物処理材。
（３）前記（１）に記載の排泄物処理材を得る工程において、前記混合物を１５０〜２３０℃に加熱される板状の加熱乾燥部に薄膜状に載置し乾燥粉末を得ることを特徴とする製造方法。
（４）前記混合原料を貯蔵し連続又は間欠的に前記混合原料を供給する混合貯蔵槽と、前記混合貯蔵槽の下部に設けられた加熱乾燥部と、前記加熱乾燥部端に設けた金属剥離機と、機械の温度や駆動を制御する制御部とを備えたことを特徴とする前記（１）または前記（２）のいずれかに記載の排泄物処理材の製造装置。
（５）前記加熱乾燥部が混合原料を薄膜状に載置し搬送する搬送機能を備えたことを特徴とする前記（４）に記載の排泄物処理材の製造装置。
本発明は、上記（１）〜（５）を主旨とするため、具体的な構成は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

１ 製造装置
２ 混合貯蔵槽
２ａ 撹拌装置
３ 加熱乾燥部
３ａ ベルトコンベア
３ｂ 加熱ヒーター
４ 金属剥離機

Claims (5)

1. 焼酎粕と焼酎粕の濾液とからなる混合原料を加熱乾燥し、粉末状体もしくはペレット状体に成形したことを特徴とする排泄物処理材。
2. 前記焼酎粕がサツマイモを原料としたことを特徴とする請求項１記載の排泄物処理材。
3. 請求項１に記載の排泄物処理材を得る工程において、前記混合物を１５０〜２３０℃に加熱される板状の加熱乾燥部に薄膜状に載置し乾燥粉末を得ることを特徴とする製造方法。
4. 前記混合原料を貯蔵し連続又は間欠的に前記混合原料を供給する混合貯蔵槽と、前記混合貯蔵槽の下部に設けられた加熱乾燥部と、前記加熱乾燥部端に設けた金属剥離機と、機械の温度や駆動を制御する制御部とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の排泄物処理材の製造装置。
5. 前記加熱乾燥部が混合原料を薄膜状に載置し搬送する搬送機能を備えたことを特徴とする請求項４に記載の排泄物処理材の製造装置。

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