JP4070781B2 - Ｂｓｅの発症原因となる異常プリオン蛋白質を含む特定危険部位の亜臨界水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、牛の牛海綿状脳症（ＢＳＥ）の発症原因となる異常プリオン蛋白質が蓄積する危険性の高い特定危険部位（頬肉を除く頭部、せき髄、回腸遠位部又は腸全体、せき柱）及び肉骨粉を、短時間で確実に不活化させる処理技術に関する。

ＢＳＥは１９８５年２月にイギリスで初めて報告されて以来、各国から発症の報告が後を絶たない。我国でも２００１年９月に１頭目が確認されて以来、２００５年６月までに２０頭が確認されている。現在までのところ、確実な原因究明は行われていないが、発症各国共に牛の食肉処理工程で発生する特定危険部位を含んだ残滓をレンダリング処理して製造した肉骨粉を牛の飼料として与える連鎖飼育法を取り入れていることから、この過程で異常プリオンが連鎖蓄積されていったという説が有力になってきている。言い換えれば、これまで常用されてきたレンダリング処理では異常プリオンは完全には不活化又は失活してないということになる。

現在日本では、牛の食肉処理工程からの特定危険部位を含んだ残滓の再利用はおろか、上記連鎖蓄積を断つ目的で、正常牛を含めた全頭の上記特定危険部位、及び肉骨粉に対し、膨大な処理費用が発生する焼却処理が行政指導で義務付けられており、行政並びに製造者の大きな負担となっている。

現在の焼却処理は、投入する上記特定危険部位の状態（寸法、新鮮度、冷凍・冷蔵処理の状態など）により、常に完全な焼却とは言えず、多分に焼却が不十分なまま焼却を終了してしまうおそれがある。

また、現在の焼却処理では、ダイオキシン問題や地球温暖化問題（ＣＯ_２の発生）が常に付きまとい、地球環境保全の見地からも好ましくない。

水は３７４℃，２１８ａｔｍ（６７４°Ｋ，２２．１Ｍｐａ）の臨界点で水蒸気の密度と等しくなり、液相の水でも気相の水蒸気でもない均一な混合流体になる。この臨界点よりも温度、圧力の低い高温水を亜臨界水と称し、２５０℃付近で加水分解力が最大になり、有機物は高速で水溶性のアミノ酸などの低分子に分解する。このように、亜臨界水が有機物を分解するのは公知の事実であるが、完全に分解させるには１）被処理物の種類とその状態、２）処理量、３）処理温度、４）処理滞留時間の相関関係がある。牛を処理対象とした場合、１）については、各と畜場毎にまちまちであり、極端な話をすれば牛一頭毎にまちまちである。よって、単に亜臨界水処理を行えば完全に分解させることができることには繋がらない。従来の場合、このような完全分解を要求される場合には、安全サイドに運転条件を設定するしかなく、不必要に処理温度・処理圧力を上げて、且つ処理滞留時間を延ばして処理することが必要となり、設備費の高騰、運転コストの高騰と非常に不経済であった。従って、これらの各処理条件の必要とする限界を定めることは重要である。

本発明は、焼却処理方式と比較して異常プリオンを１００％確実に不活化させて、連鎖蓄積を完全に断つこと、これを所望の処理条件を定めることで格段に安価な運転費用で、且つ公害や地球環境問題を発生させずに、達成することを課題とする。

前記課題を達成するために、本発明は、前処理として上記牛の特定危険部位や肉骨粉を水、又は温水又は熱水と混合し破砕機による湿式粉砕（通常２〜５ｍｍの細片）ないしホモジナイザによる微細粒化して反応槽へ輸送し、そのまま亜臨界状態に移行して分解処理する処理方法を特徴とするものである。

本発明者は、各種条件でのテストを繰り返し実機製作のための最適な中心条件として処理温度２２０〜２３０℃、処理圧力２．３〜２．７８ＭＰａＡ（２３．６〜２８．５３Ｋｇ／ｃｍ^２Ａ）、処理すべきスラリー濃度３５重量％、所定の処理温度到達後の滞留時間５〜３０分を見出した。また、湿式粉砕ポンプについてもテストを行い、３５重量％前後のスラリー濃度まで問題なく継続粉砕して、そのまま亜臨界反応槽へ移液できることを確認した。

被処理物（特定危険部位、肉骨粉等）の形態はどのような形、条件でも構わない。よって、死亡牛が全牛状態であっても、且つ冷凍状態であっても構わない。本発明ではこれらを粗砕機で粗砕した後、予め所定量の水、又は温水（４０°〜６０℃）、又は熱水（７０°〜９５℃）を貯留している原料調整槽に少量づつ投入し、１段目の湿式粉砕ポンプで粗粉砕循環を掛け、１バッチ分を全て受け入れる。その後、２段目の湿式粉砕ポンプに切り替えて固形分を所定の大きさまで２次粉砕し、このポンプでそのまま亜臨界反応槽へ移液する。亜臨界反応槽の運転条件は、処理温度２２０℃〜２３０℃、処理圧力２．３〜２．７８ＭＰａＡ、スラリー濃度３５重量％、所定の処理温度到達後の滞留時間約１時間であるが、実際にはこの条件下であれば５分〜３０分程度で異常プリオンの不活化が完了している。

以下に本発明の実施例を示す図に従って説明するが、これに限定されるものでないことは言う迄もない。

図１において、被処理物原料はリフトカー１に分載されて粗砕機２に投入され、原料は回転破砕刃２′で粗砕された後スクリューコンベア２″を経て原料投入ポンプ３により原料輸送管４を通り受け６とスクリューコンベア６′を通して原料調整槽５に投入される。原料調整槽５にはモータ７によって回転される攪拌翼８が軸架され、また水、温水（４０°〜６０℃）、熱水（７０°〜９５℃）を適宜加熱供給できる亜臨界水処理用温水源９、槽内を適宜洗浄するとき水又は温水を供給する洗浄用温水源１０が噴射ノズル１１に接続されている。

原料調整槽５の底部には三方弁１５から管路１２を介し１段目粗粉砕循環用の湿式粉砕ポンプ１３及び、三方弁１５から管路１６を介して２段目の２次粉砕（精砕）移液用の湿式粉砕ポンプ１４が配置され、原料が充分に粉砕された段階でスラリーは管路１８、三方弁１７、弁２６を経て亜臨界反応槽１９に送入される。この被処理物は１０００ｋｇの特定危険部位を約１８００〜１９００ｋｇの水、温水、熱水のいずれかと混合した３５重量％スラリーが１バッチの仕込み量となる。亜臨界反応槽１９は３．５ｍ^３内容積のジャケット２０及び攪拌翼２１′が付いたステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）製の竪型円筒圧力容器である。ジャケット２０部分には熱媒入口２４から熱媒油が通油され、反応槽内の被処理物温度が温度計２３で計測され熱媒出口２４′から出て温度制御２５されるかたちでジャケット２０に還流される。攪拌翼２１′は必要に応じて反応槽内の亜臨界反応を万遍なく促進させる際に回転させ、バッチ処理後に槽内に洗浄用温水源２８からノズル２７を介して温水を噴出して洗浄する。

反応処理された被処理物は亜臨界反応槽１９下底から篩分機３０に取出され固形分残渣を除いた分解水溶液が冷却水入口３２と出口３３を有する冷却コイルを設けた分解水溶液受槽３１で沈降処理された後、ポンプ３９により排水処理設備４０へ送出される。この場合、篩分機３０上部からの高温排気が管路３５を経て、また亜臨界反応槽１９の高圧排気の一部が凝縮器３６で凝縮され管路３８を通じて分解水溶液受槽３１に送入される。

本発明では、事前に水、又は温水、又は熱水を加えて湿式粉砕ないし微細粒化する前処理を導入することで、亜臨界水と被処理物との接触面積を格段に増加させ、臨界水処理や焼却処理と比較して低温度で短時間に分解させることを可能とした。結果として設備費と運転コストを大幅に削減させることとなり、経済性、確実性、安全性の全ての面で、不十分であった焼却処理に代わる異常プリオンの完全な不活化処理法として確立することができた。

亜臨界水処理による異常プリオン蛋白質（感染性蛋白質）の不活化能を、ハムスター異常プリオン株（Ｓｃ２３７）感染脳乳剤を用いて検討した結果は次のようである。
ハムスター異常プリオン株Ｓｃ２３７感染脳乳剤（１０ｗ／ｖ％−ＰＢＳ（りん酸緩衝生理食塩水））１ｍｌを容量約５ｍｌの反応管に封入し、硝酸カリウムと亜硝酸ナトリウムを加温溶解したソルトバス中に反応管を浸せきして下表中の条件下で亜臨界水処理を行った。亜臨界水処理サンプルは、ハムスタープリオン蛋白質高発現トランスジェニックマウス（ＴｇＨａＮＳＥ）に脳内接種（５頭／実験区）し、バイオアッセイで異常プリオン蛋白質の不活性化を検討中である。未処理の脳乳剤を接種した対照群は４２日で死亡・発症したのに対し、亜臨界水処理サンプルを接種した実験群では接種後、現在４６０日経過しても生存しており、感染価は亜臨界水処理により少なくとも１／１０^６以下に低減されていると考えられる。

前述の如く、本発明による処理方法は現在焼却処理されているものの代替処理方法であり、確実性、安全性、経済性の全ての面で焼却処理に勝っていることから、全面的に利用されるものと考える。

図１は、全体のフローシートである。 図２は、全体の組立の上面図である。

Claims (7)

1. 牛の牛海綿状脳症（ＢＳＥ）の関連特定部位又は肉骨粉を被処理物とする分解処理方法であって、被処理物を粗砕した後、水、又は４０℃〜６０℃の温水又は７０℃〜９５℃の熱水と混合して攪拌して原料を調整する際に、前記原料を、湿式粉砕ポンプを用いて一段目の粗粉砕循環により粗粉砕した後、湿式粉砕ポンプを用いて２次粉砕し、湿式粉砕ないし微細粒化させて反応槽へ輸送し、そのまま亜臨界水状態に移行させて分解処理する工程を含む処理方法。
2. 前記牛海綿状脳症関連特定部位が、頬肉を除く頭部、せき髄、回腸遠位部又は腸全体、せき柱である請求項１に記載の処理方法。
3. 粉砕サイズが、輸送配管の内径寸法以下とする請求項１または２に記載の処理方法。
4. 前記一段目の粗粉砕循環の循環媒体として、温水、又は熱水を使用する請求項１または２に記載の処理方法。
5. 前記分解反応処理中を通じて、若しくは分解反応開始後一定時間経過後に攪拌機を作動させることによって、分解処理進行中、若しくは分解処理が完了した残渣固形分を微細化させる請求項１に記載の処理方法。
6. 牛の牛海綿状脳症（ＢＳＥ）の関連特定部位又は肉骨粉を被処理物とする分解処理システムであって、
   被処理物を粗砕処理する粗砕機と、
   前記破砕処理された被処理物に、水、又は４０℃〜６０℃の温水又は７０℃〜９５℃の熱水を供給して攪拌して原料を調整する原料調整槽と、
   前記原料調整槽の下部に設けられた三方弁と、
   前記三方弁から管路を介して配置され、前記原料を調整する工程中で、前記被処理物を、湿式粉砕ポンプを用いて水、又は４０℃〜６０℃の温水又は７０℃〜９５℃の熱水と共に循環させながら粗粉砕する、１段目の湿式粉砕ポンプと、
   前記三方弁から管路を介して配置され、前記粗粉砕した被処理物を精砕する２段目の湿式粉砕ポンプと、
   前記２段目の湿式粉砕ポンプと前記原料調整槽と前記亜臨界反応槽との間に配置され、前記原料調整槽と前記亜臨界反応槽とへの前記被処理物の送入を切り替える三方弁と、
   送入された被処理物を亜臨界水処理する亜臨界反応槽と
   を含む分解処理システム。
7. 被処理物を粗砕処理する粗砕機と、前記粗砕された被処理物を調整する原料調整槽と、調整された原料を亜臨界水処理する亜臨界水反応槽とを有する亜臨界水処理装置であって、
   前記原料調整槽の下部に設けられた三方弁と、
   前記三方弁から管路を介してそれぞれ配置された、１段目湿式粉砕ポンプと２段目の湿式粉砕ポンプと、
   前記２段目の湿式粉砕ポンプと前記原料調整槽と前記亜臨界水反応槽との間に配置され、前記原料調整槽と前記亜臨界水反応槽とへの被処理物の送入を切り替える三方弁と、
   を備える亜臨界処理装置。

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