JP3869240B2 - 油脂含有物質処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油脂を含む食品やあるいは食品残渣などの油脂含有物質を処理して、油脂などの有用物質を分離回収する油脂含有物質処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物の再資源化、再生利用などによる有効利用が推進されており、食品廃棄物においても「食品循環資源再生利用促進法」により、外食、食品各社は、生ゴミ、食品かすの一部について再資源化が義務付けられている。
生ゴミ、食品かすについては、従来、堆肥・有機肥料などに転換されている例もあるが、その使用量や用途に制限があり、食品残渣などの大量の油脂含有食品廃棄物については、その大半が焼却処分されているのが現状である。
また、このような油脂含有食品廃棄物から、有機溶媒を用いて油脂を抽出し、回収する方法もあるが、コストや安全性の面で問題があり、実用性に欠けるという問題点がある。
一方、これらの油脂含有食品廃棄物を、特定量の水の存在化に、特定の温度圧力で高温高圧処理して、油脂の分解や劣化を抑制しながら、食品や飼料などに再生することが可能な油脂を、安全かつ簡単に分離回収する方法がある。この方法は高速な加水分解作用や水中に油脂が分散したエマルジョンを破壊する作用により、効率よく油脂などの有用成分を回収することができるという特徴を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この亜臨界領域の高温、高圧条件で処理する方法の場合、被処理物を所定の温度に加熱して昇温するための加熱昇温部にスケールが発生しやすく、機器の内面に付着して伝熱効率を低下させたり、機器内部を閉塞させたりするという問題点がある。
【０００４】
そこで従来は、かかる問題点を解決するために、ＣＩＰ洗浄などを行って性能の回復を図りつつ、操業を行っているのが実情であり、ＣＩＰ洗浄などのために操業効率が低下し、設備の大型化、処理コストの増大などを招くという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、加熱昇温部におけるスケールの発生を抑制、防止して、効率よく油脂含有物質を処理し、油脂などの有用物質を回収することが可能な油脂含有物質処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明（請求項１）の油脂含有物質処理装置は、
油脂含有物質を処理するために用いられる油脂含有物質処理装置であって、
(ａ)油脂含有物質と水を含有するクリーム状、スラリー状、又はミンチ状の原料流体を、下記管型反応器に供給する供給手段と、
(ｂ)前記供給手段から供給される原料流体を、亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまで加熱昇温し、内部を通過させながら水熱反応を行わせる管型反応器であって、
管型の反応器本体と、
原料流体を亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまで加熱昇温するために、スチームを前記反応器本体に直接に投入するスチーム供給手段と、
前記反応器本体の、少なくとも前記スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、前記反応器本体の外周側から冷却する冷却手段と
を有する管型反応器と、
(ｃ)前記管型反応器において水熱反応を行わせた原料流体（反応処理物）から有用物質を分離する分離手段と
を具備することを特徴としている。
【０００７】
本発明（請求項１）の油脂含有物質処理装置は、反応器本体にスチームを直接に投入するスチーム供給手段と、少なくともスチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、反応器本体の外周側から冷却する冷却手段を備えた管型反応器を用いるようにしているので、従来のように、反応器の外部から間接加熱を行う場合に生じるような加熱昇温部へのスケールの発生を抑制、防止して、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、効率よく油脂含有物質を処理し、油脂などの有用物質を確実に回収することが可能になる。
【０００８】
すなわち、本発明の油脂含有物質処理装置においては、(１)原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまでは、外部からの間接加熱を行わずに、スチーム供給手段により、反応器本体にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温するようにしているので、反応器本体の内壁にスケールが付着することを抑制することが可能になるとともに、(２)スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、冷却手段により反応器本体の外周側から冷却するようにしているので、管型の反応器本体の内壁に凝縮水による液膜が形成され、この液膜によりスケールの付着がさらに確実に抑制、防止される。したがって、管型の反応器本体の加熱昇温部へのスケールの発生を確実に抑制、防止して、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、効率よく油脂含有物質を処理することが可能になる。
【０００９】
また、本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることなく、水のみを使用して、油脂含有物質から、油脂、たんぱく質、炭水化物などの他の有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００１０】
なお、本発明において処理の対象となる油脂含有物質としては、油脂を含む種々の食品（例えば、マーガリン、バター、クリーム、チョコレート、マヨネーズ、ソース類、ドレッシング類、チーズなどを含有する食品、それらの少なくとも１種が用いられているパン類、菓子類、ケーキ類、アイスクリーム類、ピザ類、シチュー類、スープ類、レトルト食品など）、食品残渣（例えば、食品の製造工場、スーパー、小売店、レストランその他の飲食店、弁当販売店などにおける製造・加工・調理などの際に生ずる残渣、賞味期限切れ食品、売れ残り食品、食べ残し食品など）、魚滓（主に、魚肉、はらわたなど）が例示されるが、本発明において処理の対象となる油脂含有物質はこれらに限定されるものではない。
【００１１】
また、請求項２の油脂含有物質処理装置は、スチームを前記反応器本体に直接に投入するスチーム供給手段がスチームインジェクターであることを特徴としている。
【００１２】
スチームを反応器本体に直接に投入するためのスチーム供給手段として、スチームインジェクターを用いることにより、高圧の管型反応器に確実にスチームを供給することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
なお、原料流体を管型反応器に供給するための供給手段として、高圧スラリーポンプを用いることにより、高圧の管型反応器に確実に原料流体を供給することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００１３】
また、請求項３の油脂含有物質処理装置は、前記管型反応器を構成する反応器本体を外周側から冷却する冷却手段がジャケット式冷却器であることを特徴としている。
【００１４】
管型反応器を構成する反応器本体を外周側から冷却する冷却手段として、ジャケット式冷却器を用いることにより、反応器本体の所定の領域を外周側から確実に冷却することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００１５】
また、請求項４の油脂含有物質処理装置は、前記管型反応器がインラインミキサーを備えていることを特徴としている。
【００１６】
管型反応器がインラインミキサーを備えている場合、原料流体を管型反応機内で混合、分散させて、さらに効率よく水熱反応を行わせることが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
なお、インラインミキサーとは、ひねり羽根などの流動制御部材により原料流体の流れを制御して、通過する原料流体を混合させるように構成された静止型ミキサーを意味する広い概念であり、その具体的な構成に特別の制約はない。
【００１７】
また、請求項５の油脂含有物質処理装置は、前記管型反応器を構成する反応器本体として、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管が用いられていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の油脂含有物質処理装置においては、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまでは、外部からの間接加熱を行わずに、スチーム供給手段により、反応器本体にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温するようにしているが、亜臨界領域の温度及び圧力に達した後は、通常、亜臨界領域の温度及び圧力を維持することが必要となる場合があるが、その場合に、管型反応器を構成する反応器本体として、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管を用いることにより、反応器本体内の原料流体との伝熱効率を向上させて、反応速度を向上させることが可能になる。また、スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を構成する反応器本体にも伝熱促進管を用いることが可能である。その場合、より確実に、反応器本体の内壁に凝縮水による液膜が形成されるようにすることが可能になり、スケールの付着をさらに確実に抑制、防止することができるようになる。
なお、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管とは、内周面に溝、凹凸、突起などをも受けることにより、管の内外の伝熱が促進されるように構成された種々の構造の管を意味する広い概念であり、その具体的な構造の特別の制約はない。
【００１９】
また、請求項６の油脂含有物質処理装置は、前記分離手段が、前記管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収するものであることを特徴としている。
【００２０】
有用物質を分離するための分離手段により、管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収することにより、油脂含有物質から油脂を効率よく回収することが可能になる。
【００２１】
また、請求項７の油脂含有物質処理装置は、前記分離手段が、前記管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収するとともに、水相及び固相の少なくとも一方を分離して回収するものであることを特徴としている。
【００２２】
本発明は、油脂を回収するのみではなく、水相及び固相の少なくとも一方を分離して回収するための油脂含有物質処理装置としても用いることが可能であり、水相や固相を分離して回収することにより、例えば、水溶性のアミノ酸系の物質や、水に不溶のタンパク質などを回収することが可能になり、本発明をより有用ならしめることができる。
【００２３】
また、請求項８の油脂含有物質処理装置は、前記管型反応器の出口側には、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部と、背圧を制御しつつ原料流体（反応処理物）を系外に排出するための減圧機構が配設されていることを特徴としている。
【００２４】
管型反応器の出口側に、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部と、背圧を制御しつつ原料流体を系外に排出するための減圧機構が配設された構成とすることにより、管型反応器内の圧力を所定の圧力に保ちつつ、容易に取り扱うことができる程度に冷却された反応処理物を、管型反応器から安全かつ確実に排出することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。なお、この減圧機構としては、反応処理物の形態によって背圧弁や減圧ノズル、あるいは容積式の汲み出し機構などを用いることが可能である。
【００２５】
また、請求項９の油脂含有物質処理装置は、前記油脂含有物質が、油脂を含む食品及び／又は食品残渣であることを特徴としている。
【００２６】
食品及び／又は食品残渣は、油脂などの有用物質を含むものが多く、かかる食品及び／又は食品残渣の処理に本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、食品及び／又は食品残渣を処理して、有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００２７】
また、請求項１０の油脂含有物質処理装置は、前記原料流体が、水分以外の成分１００重量部に対して、水分を１００〜５００重量部の割合で含有するものであることを特徴としている。
【００２８】
被処理物（原料流体）の水分の含有割合を、水分以外の成分１００重量部に対して、１００〜５００重量部の割合とすることにより、確実に水熱反応を行わせて、効率のよく水熱反応を行わせしめ、油脂含有物質を確実に処理することが可能になる。
なお、加熱加圧処理時に、油脂含有物質中の水以外の成分１００重量部に対して水の割合が１００重量部未満になると、油脂含有物質からの油脂の回収率が低下するとともに、油脂の分解や酸化などによる変質や劣化が生じやすくなり、また、水以外の成分１００重量部に対して水の割合が５００重量部を超えると、加熱加圧装置の大型化、加熱加圧処理時の必要熱量の増大を招き、不経済となるばかりでなく、処理時間の長期化、熱効率の低下などを招く。
【００２９】
また、請求項１１の油脂含有物質処理装置は、
前記原料流体を前記管型反応器において、
温度：１２０〜２５０℃
圧力：０．２〜４．０ＭＰａ
反応時間：１〜２０分
の条件下で加熱加圧して水熱反応を行わせること
を特徴としている。
【００３０】
温度１２０〜２５０℃、圧力０．２〜４．０ＭＰａ、反応時間１〜２０分の条件下で加熱加圧して水熱反応を行わせることにより、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることなく、水のみを使用して、油脂含有物質から、油脂、たんぱく質、炭水化物などの他の有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００３１】
なお、加熱加圧処理を１２０〜２５０℃の温度範囲で行うことが望ましいのは、(ａ)加熱加圧処理温度が１２０℃未満になると、油脂の回収率が低下し、しかもタンパク質や炭水化物などの他の有用物質の滅菌が不十分になり、分離回収した有用物質の保存性が低下すること、(ｂ)加熱加圧処理温度が２５０℃を超えると、分離回収される油脂その他の有用成分の分解、変質、劣化が大きくなり、食品や飼料などに再利用することができなくなることによる。
【００３２】
また、加熱加圧処理を０．２〜４．０ＭＰａの圧力範囲で行うことが望ましいのは、(ａ)加熱加圧処理の圧力が０．２ＭＰａ未満になると、油脂の回収率が低下すること、(ｂ)加熱加圧処理の圧力が４．０ＭＰａを超えると、分離回収される油脂および他の有用成分の分解、変質、劣化が大きくなり、食品や飼料などに再利用することができなくなることによる。
【００３３】
また、加熱加圧処理の時間は、油脂含有物質の種類、水の含有量などにもよるが、処理効率、油脂の回収率、分離回収される油脂の品質などの見地から、一般的に１〜２０分程度とすることが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示して、その特徴とするところを詳しく説明する。なお、図１は本発明の一実施形態にかかる油脂含有物質処理装置の構成を示す図である。
【００３５】
この実施形態の油脂含有物質処理装置は、被処理物である油脂含有物質を含む原料流体を、撹拌・混合して、均一に分散されたスラリーとするための撹拌機１を備えた撹拌・混合槽２と、亜臨界領域の所定の温度及び圧力にまで加熱昇温し、内部を通過させながら原料流体を水熱反応させる管型反応器３と、撹拌・混合槽２内の、均一に分散されたスラリー状の原料流体を管型反応器３に供給するための高圧スラリーポンプ４と、管型反応器３において水熱反応させた反応処理物から、有用物質である油分を分離する油水分離槽（分離手段）５とを備えている。
【００３６】
そして、この実施形態の油脂含有物質処理装置においては、管型反応器３が、所定の長さの管をつづら折り状に曲折させた管型の反応器本体１１と、原料流体を亜臨界領域の所定の温度及び圧力にまで加熱昇温するために、スチームを反応器本体１１に直接に投入するためのスチームインジェクター（スチーム供給手段）１２と、反応器本体１１の、少なくともスチームインジェクター１２によりスチームが供給される位置Ｐ１から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置Ｐ２までの領域を、反応器本体１１の外周側から冷却するジャケット式冷却器（冷却手段）１３とを備えている。また、反応器本体１１の、ジャケット式冷却器（冷却手段）１３が配設された領域より下流部分には、亜臨界領域の温度及び圧力を維持するためのヒータ１８が配設されている。なお、経路が短い場合などにおいては、保温するだけでよく、ヒータ１８が不要な場合もある。
【００３７】
なお、管型反応器３はインラインミキサーを備えた構成とすることも可能である。また、反応器本体１１は伝熱促進管を用いて構成することも可能である。
【００３８】
また、管型反応器３の出口側の所定の領域には、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部１４と、背圧を制御しつつ原料流体（反応処理物）を系外に排出するための減圧機構１５が配設されている。
【００３９】
また、この実施形態の油脂含有物質処理装置においては、油水分離槽（分離手段）５において分離された油分が、分離油分槽１６に溜められた後、油分精製設備１７に送られて精製された後、精製された油分が回収されるように構成されている。
【００４０】
なお、この実施形態の油脂含有物質処理装置においては、分離手段５において油分を分離、回収するようにしているが、本発明は、油脂を回収するのみではなく、水相や固相を分離して回収するための油脂含有物質処理装置としても用いることが可能である。
【００４１】
次に、上記油脂含有物質処理装置を用いて油脂含有物質を処理する方法について説明する。
なお、この実施形態では、無脂乳固形分の含有量が５重量％、植物性油脂の含有量が４５．５重量％、水の含有量が４９．５重量％である植物性油脂クリーム（回収品）を原料流体（油脂含有物質）とし、この原料流体（油脂含有物質）から油分を回収する場合を例にとって説明する。
【００４２】
(1)まず、撹拌・混合槽２において均一に混合された原料流体（植物性油脂クリーム）を、高圧スラリーポンプ４から管型反応器３に供給し、スチームインジェクター１２から管型反応器３にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温する。
【００４３】
なお、このとき、ジャケット式冷却器（冷却手段）１３に冷却水を供給して、反応器本体１１の、スチームインジェクター１２によりスチームが供給される位置Ｐ１から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置Ｐ２までの領域を、反応器本体１１の外周側から冷却する。
【００４４】
このように、Ｐ１からＰ２までの領域においては、外部加熱を行わずに、スチーム供給手段により、反応器本体１１にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温することにより、反応器本体１１の内壁にスケールが付着することを抑制することが可能になるとともに、スチームインジェクター（スチーム供給手段）１２によりスチームが供給される位置Ｐ１から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置Ｐ２までの領域を、反応器本体１１の外周側から冷却することにより、反応器本体１１の内壁に凝縮水による液膜が形成され、この液膜によってスケールの付着がさらに確実に抑制、防止される。
【００４５】
(2)そして、原料流体を、亜臨界領域の所定の温度（この実施形態では１４０℃）及び圧力（この実施形態では０．３８ＭＰａ）にまで加熱昇温し、その後はその温度及び圧力を保ちながら、管型反応器３の内部を通過させて水熱反応を行わせる。
なお、原料流体が亜臨界領域に達して、温度及び圧力がほぼ一定になると、その亜臨界領域の温度及び圧力において、管型反応器３内で目的の反応が生起し、原料流体が滞留しない限り、この部分でのスケールの付着はほとんど発生しない。
【００４６】
(3)それから、管型反応器３の出口側の２重管式の冷却部１４に冷却水を供給して、原料流体（反応処理物）を所定の温度にまで冷却するとともに、減圧機構１５により背圧を制御しつつ反応処理物を系外に排出する。
【００４７】
(4)そして、系外に排出された反応処理物を油水分離槽５に導いて、油相と、固形分を含む水相に分離し、油相を分離油分槽１６に溜めた後、油分精製設備１７に送って精製し、油分を回収する。
なお、この実施形態では、原料流体（植物性油脂クリーム）に含有される油脂の約９８％を分離回収することができた。
【００４８】
また、上述のように、本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、管型反応器３の加熱昇温部へのスケールの発生を抑制、防止して、効率よく油脂含有物質を処理できることが確認された。
【００４９】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、処理すべき油脂含有物質の種類、高圧スラリーポンプの型式や性能、スチームインジェクターの具体的な構成、反応器本体のスチームインジェクターによりスチームが供給される位置から、亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を冷却するジャケット式冷却器（冷却手段）の構成、管型反応器の具体的な構造や寸法、構成材料、分離手段の構造、原料流体の水分含有率、反応温度や圧力、反応時間などの諸条件、水熱反応させた反応処理物から分離・回収すべき油相、水相、及び固相の種類などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように、本発明（請求項１）の油脂含有物質処理装置は、反応器本体にスチームを直接に投入するスチーム供給手段と、少なくともスチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、反応器本体の外周側から冷却する冷却手段を備えた管型反応器を用いるようにしているので、従来のように、反応器の外部から間接加熱を行う場合に生じるような加熱昇温部へのスケールの発生を抑制、防止して、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、効率よく油脂含有物質を処理し、油脂などの有用物質を確実に回収することができる。
【００５１】
すなわち、本発明の油脂含有物質処理装置においては、(１)原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまでは、外部からの間接加熱を行わずに、スチーム供給手段により、反応器本体にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温するようにしているので、反応器本体の内壁にスケールが付着することを抑制することが可能になるとともに、(２)スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、冷却手段により反応器本体の外周側から冷却するようにしているので、管型の反応器本体の内壁に凝縮水による液膜が形成され、この液膜によりスケールの付着がさらに確実に抑制、防止される。したがって、管型の反応器本体の加熱昇温部へのスケールの発生を確実に抑制、防止して、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、効率よく油脂含有物質を処理することができるようになる。
【００５２】
また、本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることなく、水のみを使用して、油脂含有物質から、油脂、たんぱく質、炭水化物などの他の有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００５３】
また、請求項２の油脂含有物質処理装置のように、スチームを反応器本体に直接に投入するためのスチーム供給手段として、スチームインジェクターを用いるようにした場合、高圧の管型反応器に確実にスチームを供給することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００５４】
また、請求項３の油脂含有物質処理装置のように、管型反応器を構成する反応器本体を外周側から冷却する冷却手段として、ジャケット式冷却器を用いるようにした場合、反応器本体の所定の領域を外周側から確実に冷却することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００５５】
また、請求項４の油脂含有物質処理装置のように、管型反応器がインラインミキサーを備えている場合、原料流体を管型反応機内で混合、分散させて、さらに効率よく水熱反応を行わせることが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
【００５６】
また、請求項５の油脂含有物質処理装置のように、管型反応器を構成する反応器本体として、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管を用いた場合、反応器本体内の原料流体との伝熱効率を向上させて、反応速度を向上させることが可能になる。
【００５７】
また、請求項６の油脂含有物質処理装置のように、有用物質を分離するための分離手段により、管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収するようにした場合、油脂含有物質から油脂を効率よく回収することが可能になる。
【００５８】
また、本発明は、請求項７のように、水相及び固相の少なくとも一方を分離して回収するための油脂含有物質処理装置としても用いることが可能であり、水相や固相を分離して回収することにより、例えば、水溶性のアミノ酸系の物質や、水に不溶のタンパク質などを回収することが可能になり、本発明をより有用ならしめることができる。
【００５９】
また、請求項８の油脂含有物質処理装置のように、管型反応器の出口側に、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部と、背圧を制御しつつ原料流体を系外に排出するための減圧機構が配設された構成とした場合、管型反応器内の圧力を所定の圧力に保ちつつ、容易に取り扱うことができる程度に冷却された反応処理物を、管型反応器から安全かつ確実に排出することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。
【００６０】
また、食品及び／又は食品残渣は、油脂などの有用物質を含むものが多く、請求項９のように、かかる食品及び／又は食品残渣の処理に本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、食品及び／又は食品残渣を処理して、有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００６１】
また、請求項１０の油脂含有物質処理装置のように、被処理物（原料流体）の水分の含有割合を、水分以外の成分１００重量部に対して、１００〜５００重量部の割合とすることにより、確実に水熱反応を行わせて、効率のよく水熱反応を行わせしめ、油脂含有物質を確実に処理することが可能になる。
【００６２】
また、請求項１１の油脂含有物質処理装置のように、温度１２０〜２５０℃、圧力０．２〜４．０ＭＰａ、反応時間１〜２０分の条件下で水熱反応を行わせることにより、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることなく、水のみを使用して、油脂含有物質から、油脂、たんぱく質、炭水化物などの他の有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる油脂含有物質処理装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 撹拌機
２ 撹拌・混合槽
３ 管型反応器
４ 高圧スラリーポンプ
５ 油水分離槽（分離手段）
１１ 反応器本体
１２ スチームインジェクター（スチーム供給手段）
１３ ジャケット式冷却器（冷却手段）
１４ ２重管式の冷却部
１５ 減圧機構
１６ 分離油分槽
１７ 油分精製設備
１８ ヒータ
Ｐ１ スチームが供給される位置
Ｐ２ 原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、油脂を含む食品やあるいは食品残渣などの油脂含有物質を処理して、油脂などの有用物質を分離回収する油脂含有物質処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物の再資源化、再生利用などによる有効利用が推進されており、食品廃棄物においても「食品循環資源再生利用促進法」により、外食、食品各社は、生ゴミ、食品かすの一部について再資源化が義務付けられている。
生ゴミ、食品かすについては、従来、堆肥・有機肥料などに転換されている例もあるが、その使用量や用途に制限があり、食品残渣などの大量の油脂含有食品廃棄物については、その大半が焼却処分されているのが現状である。
また、このような油脂含有食品廃棄物から、有機溶媒を用いて油脂を抽出し、回収する方法もあるが、コストや安全性の面で問題があり、実用性に欠けるという問題点がある。
一方、これらの油脂含有食品廃棄物を、特定量の水の存在化に、特定の温度圧力で高温高圧処理して、油脂の分解や劣化を抑制しながら、食品や飼料などに再生することが可能な油脂を、安全かつ簡単に分離回収する方法がある。この方法は高速な加水分解作用や水中に油脂が分散したエマルジョンを破壊する作用により、効率よく油脂などの有用成分を回収することができるという特徴を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この亜臨界領域の高温、高圧条件で処理する方法の場合、被処理物を所定の温度に加熱して昇温するための加熱昇温部にスケールが発生しやすく、機器の内面に付着して伝熱効率を低下させたり、機器内部を閉塞させたりするという問題点がある。
【０００４】
そこで従来は、かかる問題点を解決するために、ＣＩＰ洗浄などを行って性能の回復を図りつつ、操業を行っているのが実情であり、ＣＩＰ洗浄などのために操業効率が低下し、設備の大型化、処理コストの増大などを招くという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、加熱昇温部におけるスケールの発生を抑制、防止して、効率よく油脂含有物質を処理し、油脂などの有用物質を回収することが可能な油脂含有物質処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明（請求項１）の油脂含有物質処理装置は、
油脂含有物質を処理するために用いられる油脂含有物質処理装置であって、
(ａ)油脂含有物質と水を含有するクリーム状、スラリー状、又はミンチ状の原料流体を、下記管型反応器に供給する供給手段と、
(ｂ)前記供給手段から供給される原料流体を、亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまで加熱昇温し、内部を通過させながら水熱反応を行わせる管型反応器であって、
管型の反応器本体と、
原料流体を亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまで加熱昇温するために、スチームを前記反応器本体に直接に投入するスチーム供給手段と、
前記反応器本体の、少なくとも前記スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、前記反応器本体の外周側から冷却する冷却手段と
を有する管型反応器と、
(ｃ)前記管型反応器において水熱反応を行わせた原料流体（反応処理物）から有用物質を分離する分離手段と
を具備することを特徴としている。
【０００７】
本発明（請求項１）の油脂含有物質処理装置は、反応器本体にスチームを直接に投入するスチーム供給手段と、少なくともスチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、反応器本体の外周側から冷却する冷却手段を備えた管型反応器を用いるようにしているので、従来のように、反応器の外部から間接加熱を行う場合に生じるような加熱昇温部へのスケールの発生を抑制、防止して、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、効率よく油脂含有物質を処理し、油脂などの有用物質を確実に回収することが可能になる。
【０００８】
すなわち、本発明の油脂含有物質処理装置においては、(１)原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまでは、外部からの間接加熱を行わずに、スチーム供給手段により、反応器本体にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温するようにしているので、反応器本体の内壁にスケールが付着することを抑制することが可能になるとともに、(２)スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、冷却手段により反応器本体の外周側から冷却するようにしているので、管型の反応器本体の内壁に凝縮水による液膜が形成され、この液膜によりスケールの付着がさらに確実に抑制、防止される。したがって、管型の反応器本体の加熱昇温部へのスケールの発生を確実に抑制、防止して、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、効率よく油脂含有物質を処理することが可能になる。
【０００９】
また、本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることなく、水のみを使用して、油脂含有物質から、油脂、たんぱく質、炭水化物などの他の有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００１０】
なお、本発明において処理の対象となる油脂含有物質としては、油脂を含む種々の食品（例えば、マーガリン、バター、クリーム、チョコレート、マヨネーズ、ソース類、ドレッシング類、チーズなどを含有する食品、それらの少なくとも１種が用いられているパン類、菓子類、ケーキ類、アイスクリーム類、ピザ類、シチュー類、スープ類、レトルト食品など）、食品残渣（例えば、食品の製造工場、スーパー、小売店、レストランその他の飲食店、弁当販売店などにおける製造・加工・調理などの際に生ずる残渣、賞味期限切れ食品、売れ残り食品、食べ残し食品など）、魚滓（主に、魚肉、はらわたなど）が例示されるが、本発明において処理の対象となる油脂含有物質はこれらに限定されるものではない。
【００１１】
また、請求項２の油脂含有物質処理装置は、スチームを前記反応器本体に直接に投入するスチーム供給手段がスチームインジェクターであることを特徴としている。
【００１２】
スチームを反応器本体に直接に投入するためのスチーム供給手段として、スチームインジェクターを用いることにより、高圧の管型反応器に確実にスチームを供給することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
なお、原料流体を管型反応器に供給するための供給手段として、高圧スラリーポンプを用いることにより、高圧の管型反応器に確実に原料流体を供給することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００１３】
また、請求項３の油脂含有物質処理装置は、前記管型反応器を構成する反応器本体を外周側から冷却する冷却手段がジャケット式冷却器であることを特徴としている。
【００１４】
管型反応器を構成する反応器本体を外周側から冷却する冷却手段として、ジャケット式冷却器を用いることにより、反応器本体の所定の領域を外周側から確実に冷却することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００１５】
また、請求項４の油脂含有物質処理装置は、前記管型反応器がインラインミキサーを備えていることを特徴としている。
【００１６】
管型反応器がインラインミキサーを備えている場合、原料流体を管型反応機内で混合、分散させて、さらに効率よく水熱反応を行わせることが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
なお、インラインミキサーとは、ひねり羽根などの流動制御部材により原料流体の流れを制御して、通過する原料流体を混合させるように構成された静止型ミキサーを意味する広い概念であり、その具体的な構成に特別の制約はない。
【００１７】
また、請求項５の油脂含有物質処理装置は、前記管型反応器を構成する反応器本体として、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管が用いられていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の油脂含有物質処理装置においては、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまでは、外部からの間接加熱を行わずに、スチーム供給手段により、反応器本体にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温するようにしているが、亜臨界領域の温度及び圧力に達した後は、通常、亜臨界領域の温度及び圧力を維持することが必要となる場合があるが、その場合に、管型反応器を構成する反応器本体として、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管を用いることにより、反応器本体内の原料流体との伝熱効率を向上させて、反応速度を向上させることが可能になる。また、スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を構成する反応器本体にも伝熱促進管を用いることが可能である。その場合、より確実に、反応器本体の内壁に凝縮水による液膜が形成されるようにすることが可能になり、スケールの付着をさらに確実に抑制、防止することができるようになる。
なお、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管とは、内周面に溝、凹凸、突起などをも受けることにより、管の内外の伝熱が促進されるように構成された種々の構造の管を意味する広い概念であり、その具体的な構造の特別の制約はない。
【００１９】
また、請求項６の油脂含有物質処理装置は、前記分離手段が、前記管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収するものであることを特徴としている。
【００２０】
有用物質を分離するための分離手段により、管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収することにより、油脂含有物質から油脂を効率よく回収することが可能になる。
【００２１】
また、請求項７の油脂含有物質処理装置は、前記分離手段が、前記管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収するとともに、水相及び固相の少なくとも一方を分離して回収するものであることを特徴としている。
【００２２】
本発明は、油脂を回収するのみではなく、水相及び固相の少なくとも一方を分離して回収するための油脂含有物質処理装置としても用いることが可能であり、水相や固相を分離して回収することにより、例えば、水溶性のアミノ酸系の物質や、水に不溶のタンパク質などを回収することが可能になり、本発明をより有用ならしめることができる。
【００２３】
また、請求項８の油脂含有物質処理装置は、前記管型反応器の出口側には、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部と、背圧を制御しつつ原料流体（反応処理物）を系外に排出するための減圧機構が配設されていることを特徴としている。
【００２４】
管型反応器の出口側に、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部と、背圧を制御しつつ原料流体を系外に排出するための減圧機構が配設された構成とすることにより、管型反応器内の圧力を所定の圧力に保ちつつ、容易に取り扱うことができる程度に冷却された反応処理物を、管型反応器から安全かつ確実に排出することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。なお、この減圧機構としては、反応処理物の形態によって背圧弁や減圧ノズル、あるいは容積式の汲み出し機構などを用いることが可能である。
【００２５】
また、請求項９の油脂含有物質処理装置は、前記油脂含有物質が、油脂を含む食品及び／又は食品残渣であることを特徴としている。
【００２６】
食品及び／又は食品残渣は、油脂などの有用物質を含むものが多く、かかる食品及び／又は食品残渣の処理に本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、食品及び／又は食品残渣を処理して、有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００２７】
また、請求項１０の油脂含有物質処理装置は、前記原料流体が、水分以外の成分１００重量部に対して、水分を１００〜５００重量部の割合で含有するものであることを特徴としている。
【００２８】
被処理物（原料流体）の水分の含有割合を、水分以外の成分１００重量部に対して、１００〜５００重量部の割合とすることにより、確実に水熱反応を行わせて、効率のよく水熱反応を行わせしめ、油脂含有物質を確実に処理することが可能になる。
なお、加熱加圧処理時に、油脂含有物質中の水以外の成分１００重量部に対して水の割合が１００重量部未満になると、油脂含有物質からの油脂の回収率が低下するとともに、油脂の分解や酸化などによる変質や劣化が生じやすくなり、また、水以外の成分１００重量部に対して水の割合が５００重量部を超えると、加熱加圧装置の大型化、加熱加圧処理時の必要熱量の増大を招き、不経済となるばかりでなく、処理時間の長期化、熱効率の低下などを招く。
【００２９】
また、請求項１１の油脂含有物質処理装置は、
前記原料流体を前記管型反応器において、
温度：１２０〜２５０℃
圧力：０．２〜４．０ＭＰａ
反応時間：１〜２０分
の条件下で加熱加圧して水熱反応を行わせること
を特徴としている。
【００３０】
温度１２０〜２５０℃、圧力０．２〜４．０ＭＰａ、反応時間１〜２０分の条件下で加熱加圧して水熱反応を行わせることにより、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることなく、水のみを使用して、油脂含有物質から、油脂、たんぱく質、炭水化物などの他の有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００３１】
なお、加熱加圧処理を１２０〜２５０℃の温度範囲で行うことが望ましいのは、(ａ)加熱加圧処理温度が１２０℃未満になると、油脂の回収率が低下し、しかもタンパク質や炭水化物などの他の有用物質の滅菌が不十分になり、分離回収した有用物質の保存性が低下すること、(ｂ)加熱加圧処理温度が２５０℃を超えると、分離回収される油脂その他の有用成分の分解、変質、劣化が大きくなり、食品や飼料などに再利用することができなくなることによる。
【００３２】
また、加熱加圧処理を０．２〜４．０ＭＰａの圧力範囲で行うことが望ましいのは、(ａ)加熱加圧処理の圧力が０．２ＭＰａ未満になると、油脂の回収率が低下すること、(ｂ)加熱加圧処理の圧力が４．０ＭＰａを超えると、分離回収される油脂および他の有用成分の分解、変質、劣化が大きくなり、食品や飼料などに再利用することができなくなることによる。
【００３３】
また、加熱加圧処理の時間は、油脂含有物質の種類、水の含有量などにもよるが、処理効率、油脂の回収率、分離回収される油脂の品質などの見地から、一般的に１〜２０分程度とすることが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示して、その特徴とするところを詳しく説明する。なお、図１は本発明の一実施形態にかかる油脂含有物質処理装置の構成を示す図である。
【００３５】
この実施形態の油脂含有物質処理装置は、被処理物である油脂含有物質を含む原料流体を、撹拌・混合して、均一に分散されたスラリーとするための撹拌機１を備えた撹拌・混合槽２と、亜臨界領域の所定の温度及び圧力にまで加熱昇温し、内部を通過させながら原料流体を水熱反応させる管型反応器３と、撹拌・混合槽２内の、均一に分散されたスラリー状の原料流体を管型反応器３に供給するための高圧スラリーポンプ４と、管型反応器３において水熱反応させた反応処理物から、有用物質である油分を分離する油水分離槽（分離手段）５とを備えている。
【００３６】
そして、この実施形態の油脂含有物質処理装置においては、管型反応器３が、所定の長さの管をつづら折り状に曲折させた管型の反応器本体１１と、原料流体を亜臨界領域の所定の温度及び圧力にまで加熱昇温するために、スチームを反応器本体１１に直接に投入するためのスチームインジェクター（スチーム供給手段）１２と、反応器本体１１の、少なくともスチームインジェクター１２によりスチームが供給される位置Ｐ１から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置Ｐ２までの領域を、反応器本体１１の外周側から冷却するジャケット式冷却器（冷却手段）１３とを備えている。また、反応器本体１１の、ジャケット式冷却器（冷却手段）１３が配設された領域より下流部分には、亜臨界領域の温度及び圧力を維持するためのヒータ１８が配設されている。なお、経路が短い場合などにおいては、保温するだけでよく、ヒータ１８が不要な場合もある。
【００３７】
なお、管型反応器３はインラインミキサーを備えた構成とすることも可能である。また、反応器本体１１は伝熱促進管を用いて構成することも可能である。
【００３８】
また、管型反応器３の出口側の所定の領域には、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部１４と、背圧を制御しつつ原料流体（反応処理物）を系外に排出するための減圧機構１５が配設されている。
【００３９】
また、この実施形態の油脂含有物質処理装置においては、油水分離槽（分離手段）５において分離された油分が、分離油分槽１６に溜められた後、油分精製設備１７に送られて精製された後、精製された油分が回収されるように構成されている。
【００４０】
なお、この実施形態の油脂含有物質処理装置においては、分離手段５において油分を分離、回収するようにしているが、本発明は、油脂を回収するのみではなく、水相や固相を分離して回収するための油脂含有物質処理装置としても用いることが可能である。
【００４１】
次に、上記油脂含有物質処理装置を用いて油脂含有物質を処理する方法について説明する。
なお、この実施形態では、無脂乳固形分の含有量が５重量％、植物性油脂の含有量が４５．５重量％、水の含有量が４９．５重量％である植物性油脂クリーム（回収品）を原料流体（油脂含有物質）とし、この原料流体（油脂含有物質）から油分を回収する場合を例にとって説明する。
【００４２】
(1)まず、撹拌・混合槽２において均一に混合された原料流体（植物性油脂クリーム）を、高圧スラリーポンプ４から管型反応器３に供給し、スチームインジェクター１２から管型反応器３にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温する。
【００４３】
なお、このとき、ジャケット式冷却器（冷却手段）１３に冷却水を供給して、反応器本体１１の、スチームインジェクター１２によりスチームが供給される位置Ｐ１から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置Ｐ２までの領域を、反応器本体１１の外周側から冷却する。
【００４４】
このように、Ｐ１からＰ２までの領域においては、外部加熱を行わずに、スチーム供給手段により、反応器本体１１にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温することにより、反応器本体１１の内壁にスケールが付着することを抑制することが可能になるとともに、スチームインジェクター（スチーム供給手段）１２によりスチームが供給される位置Ｐ１から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置Ｐ２までの領域を、反応器本体１１の外周側から冷却することにより、反応器本体１１の内壁に凝縮水による液膜が形成され、この液膜によってスケールの付着がさらに確実に抑制、防止される。
【００４５】
(2)そして、原料流体を、亜臨界領域の所定の温度（この実施形態では１４０℃）及び圧力（この実施形態では０．３８ＭＰａ）にまで加熱昇温し、その後はその温度及び圧力を保ちながら、管型反応器３の内部を通過させて水熱反応を行わせる。
なお、原料流体が亜臨界領域に達して、温度及び圧力がほぼ一定になると、その亜臨界領域の温度及び圧力において、管型反応器３内で目的の反応が生起し、原料流体が滞留しない限り、この部分でのスケールの付着はほとんど発生しない。
【００４６】
(3)それから、管型反応器３の出口側の２重管式の冷却部１４に冷却水を供給して、原料流体（反応処理物）を所定の温度にまで冷却するとともに、減圧機構１５により背圧を制御しつつ反応処理物を系外に排出する。
【００４７】
(4)そして、系外に排出された反応処理物を油水分離槽５に導いて、油相と、固形分を含む水相に分離し、油相を分離油分槽１６に溜めた後、油分精製設備１７に送って精製し、油分を回収する。
なお、この実施形態では、原料流体（植物性油脂クリーム）に含有される油脂の約９８％を分離回収することができた。
【００４８】
また、上述のように、本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、管型反応器３の加熱昇温部へのスケールの発生を抑制、防止して、効率よく油脂含有物質を処理できることが確認された。
【００４９】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、処理すべき油脂含有物質の種類、高圧スラリーポンプの型式や性能、スチームインジェクターの具体的な構成、反応器本体のスチームインジェクターによりスチームが供給される位置から、亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を冷却するジャケット式冷却器（冷却手段）の構成、管型反応器の具体的な構造や寸法、構成材料、分離手段の構造、原料流体の水分含有率、反応温度や圧力、反応時間などの諸条件、水熱反応させた反応処理物から分離・回収すべき油相、水相、及び固相の種類などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように、本発明（請求項１）の油脂含有物質処理装置は、反応器本体にスチームを直接に投入するスチーム供給手段と、少なくともスチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、反応器本体の外周側から冷却する冷却手段を備えた管型反応器を用いるようにしているので、従来のように、反応器の外部から間接加熱を行う場合に生じるような加熱昇温部へのスケールの発生を抑制、防止して、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、効率よく油脂含有物質を処理し、油脂などの有用物質を確実に回収することができる。
【００５１】
すなわち、本発明の油脂含有物質処理装置においては、(１)原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまでは、外部からの間接加熱を行わずに、スチーム供給手段により、反応器本体にスチームを直接に投入して、原料流体を加熱昇温するようにしているので、反応器本体の内壁にスケールが付着することを抑制することが可能になるとともに、(２)スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、冷却手段により反応器本体の外周側から冷却するようにしているので、管型の反応器本体の内壁に凝縮水による液膜が形成され、この液膜によりスケールの付着がさらに確実に抑制、防止される。したがって、管型の反応器本体の加熱昇温部へのスケールの発生を確実に抑制、防止して、設備の大型化や構造の複雑化などを招いたりすることなく、効率よく油脂含有物質を処理することができるようになる。
【００５２】
また、本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることなく、水のみを使用して、油脂含有物質から、油脂、たんぱく質、炭水化物などの他の有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００５３】
また、請求項２の油脂含有物質処理装置のように、スチームを反応器本体に直接に投入するためのスチーム供給手段として、スチームインジェクターを用いるようにした場合、高圧の管型反応器に確実にスチームを供給することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００５４】
また、請求項３の油脂含有物質処理装置のように、管型反応器を構成する反応器本体を外周側から冷却する冷却手段として、ジャケット式冷却器を用いるようにした場合、反応器本体の所定の領域を外周側から確実に冷却することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００５５】
また、請求項４の油脂含有物質処理装置のように、管型反応器がインラインミキサーを備えている場合、原料流体を管型反応機内で混合、分散させて、さらに効率よく水熱反応を行わせることが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
【００５６】
また、請求項５の油脂含有物質処理装置のように、管型反応器を構成する反応器本体として、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管を用いた場合、反応器本体内の原料流体との伝熱効率を向上させて、反応速度を向上させることが可能になる。
【００５７】
また、請求項６の油脂含有物質処理装置のように、有用物質を分離するための分離手段により、管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収するようにした場合、油脂含有物質から油脂を効率よく回収することが可能になる。
【００５８】
また、本発明は、請求項７のように、水相及び固相の少なくとも一方を分離して回収するための油脂含有物質処理装置としても用いることが可能であり、水相や固相を分離して回収することにより、例えば、水溶性のアミノ酸系の物質や、水に不溶のタンパク質などを回収することが可能になり、本発明をより有用ならしめることができる。
【００５９】
また、請求項８の油脂含有物質処理装置のように、管型反応器の出口側に、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部と、背圧を制御しつつ原料流体を系外に排出するための減圧機構が配設された構成とした場合、管型反応器内の圧力を所定の圧力に保ちつつ、容易に取り扱うことができる程度に冷却された反応処理物を、管型反応器から安全かつ確実に排出することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。
【００６０】
また、食品及び／又は食品残渣は、油脂などの有用物質を含むものが多く、請求項９のように、かかる食品及び／又は食品残渣の処理に本発明の油脂含有物質処理装置を用いることにより、食品及び／又は食品残渣を処理して、有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【００６１】
また、請求項１０の油脂含有物質処理装置のように、被処理物（原料流体）の水分の含有割合を、水分以外の成分１００重量部に対して、１００〜５００重量部の割合とすることにより、確実に水熱反応を行わせて、効率のよく水熱反応を行わせしめ、油脂含有物質を確実に処理することが可能になる。
【００６２】
また、請求項１１の油脂含有物質処理装置のように、温度１２０〜２５０℃、圧力０．２〜４．０ＭＰａ、反応時間１〜２０分の条件下で水熱反応を行わせることにより、有機溶媒やアルカリ水溶液などを用いることなく、水のみを使用して、油脂含有物質から、油脂、たんぱく質、炭水化物などの他の有用物質を効率よく回収することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる油脂含有物質処理装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 撹拌機
２ 撹拌・混合槽
３ 管型反応器
４ 高圧スラリーポンプ
５ 油水分離槽（分離手段）
１１ 反応器本体
１２ スチームインジェクター（スチーム供給手段）
１３ ジャケット式冷却器（冷却手段）
１４ ２重管式の冷却部
１５ 減圧機構
１６ 分離油分槽
１７ 油分精製設備
１８ ヒータ
Ｐ１ スチームが供給される位置
Ｐ２ 原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置
Claims (11)
- 油脂含有物質を処理するために用いられる油脂含有物質処理装置であって、
(ａ)油脂含有物質と水を含有するクリーム状、スラリー状、又はミンチ状の原料流体を、下記管型反応器に供給する供給手段と、
(ｂ)前記供給手段から供給される原料流体を、亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまで加熱昇温し、内部を通過させながら水熱反応を行わせる管型反応器であって、
管型の反応器本体と、
原料流体を亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達するまで加熱昇温するために、スチームを前記反応器本体に直接に投入するスチーム供給手段と、
前記反応器本体の、少なくとも前記スチーム供給手段によりスチームが供給される位置から、原料流体が亜臨界領域の所定の温度及び圧力に達する位置までの領域を、前記反応器本体の外周側から冷却する冷却手段と
を有する管型反応器と、
(ｃ)前記管型反応器において水熱反応を行わせた原料流体（反応処理物）から有用物質を分離する分離手段と
を具備することを特徴とする油脂含有物質処理装置。 - スチームを前記反応器本体に直接に投入するスチーム供給手段がスチームインジェクターであることを特徴とする請求項１記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記管型反応器を構成する反応器本体を外周側から冷却する冷却手段がジャケット式冷却器であることを特徴とする請求項１又は２記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記管型反応器がインラインミキサーを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記管型反応器を構成する反応器本体として、伝熱を促進する構造を備えた伝熱促進管が用いられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記分離手段が、前記管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記分離手段が、前記管型反応器において水熱反応を行わせた反応処理物から油相を分離して回収するとともに、水相及び固相の少なくとも一方を分離して回収するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記管型反応器の出口側には、原料流体（反応処理物）を冷却するための２重管式の冷却部と、背圧を制御しつつ原料流体（反応処理物）を系外に排出するための減圧機構が配設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記油脂含有物質が、油脂を含む食品及び／又は食品残渣であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記原料流体が、水分以外の成分１００重量部に対して水分を１００〜５００重量部の割合で含有するものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の油脂含有物質処理装置。
- 前記原料流体を前記管型反応器において、
温度：１２０〜２５０℃
圧力：０．２〜４．０ＭＰａ
反応時間：１〜２０分
の条件下で加熱加圧して水熱反応を行わせること
を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の油脂含有物質処理装置。
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