JPH0691795B2 - サトウキビを処理してなる動物用飼料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はサトウキビを多数の固相部分に破砕分離する処
理方法を用い、サトウキビの分別によって得た新規な動
物用飼料に関する。

従来の技術 サトウキビは植物材料（p1ant materia1）またはバイオ
マスに転化する太陽エネルギーのもっとも効率のよい転
化器の１つである。サトウキビは太陽捕捉（so1arcaptu
re）の効率が約３％になると推定される。

世界の多くの熱帯地域では食物タンパク質が不足してい
る。植物タンパク質のこの不足は単胃および反芻動物用
として適当な飼料の不足をもたらすことになる。世界の
温暖地域において、これらの動物が飼育されており、大
部分の穀物が温暖気候において良く生育されている。サ
トウキビは世界の熱帯地域で広大に生育されており、こ
の材料は動物用の飼料として利用され、これらの地域に
おいて植物タンパク質を利用する必要性が増大してい
る。このために、サトウキビ全体またはその部分を動物
用飼料として利用することについて多くの研究がされて
いる。精製糖の製造以外の目的のためにサトウキビを利
用する必然性は、世界の砂糖市場において供給過剰にな
っている現状から、これらの一次輸出を行う多くの熱帯
地域の国及び外国貿易業者にとって、より増大してい
る。また、砂糖市場はとうもろこしから製造される砂糖
の使用の増加によって狭められている。

不幸にして、サトウキビの高い繊維含有量は反芻動物性
に乳量の生産を目的とする動物において不利益となって
いる。これは反芻動物において生ずる醗酵消化におい
て、飼料中の高い糖含有量のために繊維消化が抑制され
るためであり、この結果高い繊維含有量レベルが達成で
きる生産性が生かせないことになる。

サトウキビの高い繊維含有量はセルロース系材料を消化
できない単胃動物の飼料としても望ましくない。

動物飼料としてサトウキビの欠点を克服する多くの研究
がされている。基本的には、これらの従来技術のプロセ
スは次の３つのカテゴリーに分けられる。すなわち、 （ａ）サトウキビに添加物を補充すること、 （ｂ）サトウキビ抽出液（cane juice）または一次糖密
の如きサトウキビから得られた液体部分を利用するこ
と、および （ｃ）サトウキビの外皮からたゞ分離したサトウキビの
芯（pith）を利用することである。

これらの第１の手段についてはラッセル（Wi11iam S.Ru
sse11）氏による「サトウキビの小球状化植物（Sugarca
ne Pe1letizing P1ant）」（「The Sugar Journa1」ペ
ージ22（1974年１月））の文献に例示されている。この
文献には、植物、必要に応じて小枝（tops）や葉を含む
全サトウキビを粉砕し、乾燥することについて記載され
ている。一旦、サトウキビを乾燥し、半粉末状（semime
a1）にして、糖密の如き添加物、およびタンパク質含有
量を高めまたはミネラル欠乏を補充する他材料を乾燥サ
トウキビに配合している。

また、高い繊維質飼料は動物が新陳代謝する時に多くの
熱を発生し、この事は高い周囲温度下で、動物について
の悪影響をもたらす。

上述する第２の手段についてはプレストン（T.R.Presto
n）氏およびウイリス（M.B.Wi11is）氏による「強化牛
肉の生産（Intensive Beef Prodnction）」（1970）お
よびメナ（A.Mena）、エリオット（R.E11iott）および
プレストン（T.R.Preston）氏による「肥育ブタ用のエ
ネルギー源としてのサトウキビジュース」6,ページ338
〜344（1981）の文献に例示されている。これらの文献
には反芻動物および非反芻動物にサトウキビの液体部分
を与えることについて報告されている。これに関連する
問題はプレストン（R.T.Preston）氏による「局部的に
入手しうる資源を用いて熱帯地域においてブタおよび家
禽を飼育する指針」について報告されている。この文献
には、飼料を輸送する場合にはサトウキビの液体部分は
多量の水分を含んでいるために不経済であること、飼料
の貯蔵寿命が短いこと、および通常、乾燥飼料として設
計されている大規模畜産施設において高水分飼料を配合
するのに不便であることが指摘されている。また、いず
れの場合においても、家禽を液体飼料に適応させるのは
望ましくない。無論、このような高水分飼料を脱水する
ことも経済的ではない。糖密の場合、糖密の高濃度の可
溶性ミネラル物質（最終糖密の10〜12％）は、その最終
糖密のレベルがブタにおいて30〜50％以上になると、ブ
タは「生理学的」下痢を起すことになる。最終糖密を高
いレベルで与える場合には、下痢性作用がブタにおいて
食物の摂取を抑制し、また糖密が体表面に付着して家禽
に不快感を与えることになる。清浄化し、かつ糖の結晶
化を防ぐためにグルコースおよびガラクトースに部分的
に加水分解したサトウキビの抽出液から作られる高試験
用または完全な糖密の使用には、抽出液の醗酵を停止す
るため75°ブリックス度に濃縮する必要がある。この濃
縮工程はエネルギー消費が著しく、かつプロセスの実施
が経済的でない。

上述する第３の手段は、ピドギン（W.J.Pidgin）氏によ
る「動物飼料とする脱外皮（derinded）サトウキビ」
（「Wor1d Anima1 Review」vo1.II,ページ１（1974））
と題する文献に例示されている。この文献にはサトウキ
ビを長さ方向に裂き、やわらかいサトウキビ芯を外皮か
ら分離するサトウキビ分離機と称されている機械につい
て記載されている。脱外皮材料は「コムフイス（Comfit
h）」と云われており、糖貯蔵細胞、および維管束を含
んでいるが、しかし芯は含んでいない。維管束からの繊
維分は、ある種の単胃動物において飼料摂取の妨げにな
ることが確かめられている。

本発明はサトウキビの固相分別する新規な方法、すなわ
ち、上述する従来技術の問題点を除去し、サトウキビを
飼料として利用する新規な処理方法に指向することであ
る。

発明の開示 本発明は、少なくとも１部の繊維質および非繊維質部分
をサトウキビから分離するサトウキビの処理方法におい
て、（ａ）サトウキビ片に破砕力を加えてサトウキビの
外皮および維管束の部分からなる繊維質厚膜組織細胞を
非繊維厚膜組織細胞およびその含有物から破砕により物
理的に分離すると共に、厚膜組織細胞の繊維質特性を十
分に保持するようにし、（ｂ）サトウキビ材料を乾燥
し、および（ｃ）サトウキビ材料を繊維質材料を含む少
なくとも１部分および非繊維質材料を含む少なくとも１
部分に分離する工程から得られる反芻動物、単胃動物用
飼料に関する。

更に、他の観点から見ると、本発明は乾燥した主として
非繊維質柔組織細胞を繊維質厚膜組織細胞から大部分除
去することからなる。

本発明に用いられる方法と上述する従来技術の方法との
差はサトウキビの構造を考慮するか否かにあるものと思
われる。サトウキビ植物は根、茎および葉から構成さて
いる。本発明においては、茎が最も重要な部分を構成
し、かつ植物の栄養分の大部分を含んでいることから茎
が最も重要な部分であると考える。一般に、茎は円筒状
で、かつ細長い節間により分離された一連の節から形成
されている。節間の横方向区分から見て、節間は主とし
て次の３つの構成部分から作られている：すなわち、 （ａ）表皮細胞、および厚膜組織細胞として知られてい
る数層の厚い壁の木質化細胞から形成されている外皮、 （ｂ）多数の茎の大部分を占める薄い壁の貯蔵細胞から
なる基本組織または柔組織、および （ｃ）柔組織を通じて分散し、かつ厚膜組織細胞、木質
部、師管部、および環状および螺旋状部分を含む種々の
組織を形成する維管束である。茎の外皮および維管束は
バガスの繊維を含んでいる。柔組織はやわらかく、破砕
しやすく、この細胞は大部分の植物液を含んでおり、こ
れから糖が回収される。

本発明の方法においては任意の種類のサトウキビを用い
ることができるが、高い糖分を有する変種を用いるのが
好ましい。糖は蔗糖として存在することはさして重要で
はないので、サトウキビはその生育の任意の段階におい
て本発明の目的のために収穫することができる。

サトウキビは焼いても焼かなくても良く、また、棒状ま
たは棒片状に形成される。

ある場合にはサトウキビは抽出液を分離するために部分
的に破砕される。この部分的に破砕されたサトウキビの
使用は、本発明の範囲に含まれる。

上述する従来技術の第３の方法はサトウキビを２つの固
相部分、すなわち、１つの部分の外皮と他の部分の柔組
織および維管束に分離する作用をしている。これに対し
て、本発明の方法では柔組織細胞を、外皮および維管束
に見られる繊維質厚膜組織細胞への付着物から殆んど完
全に分離することを指向するものである。本発明により
始めて、反芻動物および単胃動物用の飼料として使用で
きるサトウキビから別個の分離部分に分離できる高い糖
分の低繊維質固体材料を生成する。また、この材料は非
糖固形分から糖を分離する物理的または化学的プロセス
を用いて砂糖を生成する原料として用いることができ
る。サトウキビの繊維質部分はそれ自体、動物飼料また
は燃料として、または建築材料等に使用することができ
る。

本発明の望ましい実施例においては、外皮部分および維
管束部分を互いに分離して、それぞれ別々に使用する
が、または動物飼料としてまたは他の目的のめに柔組織
と組合わせて用いることができる。本発明により得られ
る種々のサトウキビ部分は、動物飼料として用いる場合
には、通常、ミネラル，タンパク質補足物およびビタミ
ンのような他の飼料添加物と混合することができる。飼
料はそれ自体で、または小麦，大麦，カラスムギ，トウ
モロコシ，サトウキビ小枝（tops）または葉，モロコシ
属の各種植物，大豆，肉粉（meat mea1）または醸造用
酵母のような他の通常の飼料と混合して用いることがで
き、またサトウキビ抽出液または糖密または他の適当な
飼料と混合することができる。

本発明の方法はサトウキビを破砕し、このサトウキビを
乾燥し、および分解したサトウキビを少なくとも繊維質
および非繊維質部分に分離する３工程からなる。この３
工程の任意の２または２以上の工程は同時に行うことが
でき、または別々に行うこともできる。分離工程は、破
砕工程が少なくとも部分的かつ不完全に行われた後は行
うことができないが、しかしこれらの工程は任意所望の
順序で行うことができる。また、本発明においては１工
程を部分的に行い、次に第２工程を行い、次いで第１工
程を完成することができる。それ故、１つの工程で少な
くとも部分的に破砕する前にサトウキビを部分的に乾燥
し、次いで分離工程の前または後で乾燥を完了させるこ
とができる。

破砕工程は、サトウキビを処理する特定変種のサトウキ
ビの節間長さより著しく短い長さの片に破砕する必要が
ある。しかしながら、サトウキビは、繊維質材料の短い
区分が多量に生成するように横方向に切断しないように
するのが望ましい。また破砕工程はサトウキビを長さ方
向に破砕し、柔組織を繊維質外皮および維管束から遊離
しやすくする。

本発明の望ましい実施例においては、前記工程から得ら
れる繊維質材料を2cm以上、好ましくは2.5cm以上、特に
好ましくは3cm以上の平均長さを有している。ある用途
においては、6cm以上の繊維長さが望ましい。繊維質材
料があまりに短い場合には、得られた乾燥材料を所望部
分に分離し難くなる。

本発明の１実施例においては、破砕工程を、予備破砕機
で少なくとも部分的に破砕し、次いで適当な乾燥機に入
れるようにする。予備破砕機としてはサトウキビを適当
な大きさの片に破砕するのに適した機械を用いることが
できる。望ましい実施例においては、予備破砕機は複数
の軸方向に向うボスを有する軸と、軸に沿って離間して
設けられた打撃片または羽根から構成されている。軸は
ハウジング内で回転され、このハウジングはリムまたは
他の移動止め部材を有しており、この移動止め部材はボ
ス，打撃片または羽根が移動する通路に隣接するリブの
内側に配置されている。ハウジングの少なくとも１部に
は破砕したサトウキビ片を予備破砕機から送出させる適
当な大きさの穴が設けられる。多くの他の同じ装置を破
砕工程のこの部分に用いることができる。

本発明の他の実施例において、破砕工程を乾燥塔での乾
燥と同時に行うことができる。この乾燥塔はその下端部
に複数の回転羽根を配置している。この回転羽根はサト
ウキビ片を乾燥塔の上向に投げると共に、サトウキビ片
を横方向におよび長さ方向に破砕するのを助ける。破砕
は実質的に乾燥塔における熱によって助けられる。機械
的、熱的または化学的破砕，切断または押しつぶす機械
の多くの他の配置は上記破砕および乾燥工程と同じ工程
を実施するのに適用することができる。また、サトウキ
ビを機械的に切断し、次いで更にマイクロ波を用いて破
砕することができ、また実際上、最初の破砕にマイクロ
波を用いることができる。

乾燥は60〜600℃、好ましくは80〜300℃、特に好ましく
は80〜220℃の乾燥機温度で行うのが望ましい。脱水に
おける温度および時間はサトウキビの炭化、木炭化（ch
arring）またはキャラメル化を避けると共に、糖分を所
望程度に減少するように選択する必要がある。新規なサ
トウキビの水分は50〜70重量％の範囲である。この水分
を乾燥工程で20重量％以下、好ましくは８〜18重量％、
特に10〜16重量％に減少させるのが望ましい。この水分
レベルは、サトウキビを長期間にわたり安定に貯蔵でき
る貯蔵寿命を有し、かつ経済的に輸送できる製品状態で
発酵を起さない程度に減少するのが好ましい。しかしな
がら、経済的に許容されない程度に水分を減少する必要
はない。

乾燥工程は比較的短くするのが好ましく、乾燥機内の滞
留時間は0.1〜20秒、特に好ましくは0.1〜４秒にするの
が望ましい。特に、本発明の好適な実施例においては、
サトウキビ材料を空気流、重力または機械的手段を用い
る乾燥機に少なくとも部分的に運搬するようにすること
ができる。

必要に応じて、上述する速やかな乾燥工程の次に、サト
ウキビ材料の水分またはその部分を更に減少させる第２
の長い乾燥工程を行うことができる。最初の乾燥および
「熱衝撃」を好ましい温度範囲の下端の温度で行う場合
には、顕微鏡下で観察した場合にシロップ液体が若干の
柔組織細胞内に残留するのを確めた。好ましくは120℃
以下、特に50〜100℃の温度における低い温度乾燥工程
は、かかるシロップ液体がもやは存在しなくなるまで、
継続することができる。本発明の他の実施例において
は、シロップ液体を含有する最初に乾燥した柔組織細胞
を更に乾燥しないので、他の乾燥飼料と混合し、および
／またはペレット化することができる。

乾燥温度を調整するために、乾燥機に空気または他のガ
スを、乾燥機において失われる熱を考慮して所望の乾燥
温度より高い温度で導入することができる。調整される
ガスの入口温度を選択する場合には、サトウキビを予め
調製する分量に対して、すなわち、サトウキビの破片の
大きさおよび形状、空気の速度および乾燥機におけるサ
トウキビの滞留時間を考慮する必要がある。

必要に応じて、乾燥工程またはその１部分を、周囲圧力
より低い圧力で行うことができる。勿論、減圧を用いる
場合には、低い乾燥温度を用いることになる。

乾燥機において好ましい温度範囲を越えて温度が高くな
る場合には、乾燥機内でサトウキビ抽出液の小滴がガス
流中に飛散して柔組織細胞を激しく破壊する傾向がある
ことを確めた。これらの抽出液の小滴は糖または木炭
（char）に乾燥され、炭素を形成し、乾燥ガス流によっ
て運び去られ、このために最終製品の糖分を減少するこ
とになり、望ましくない。他方において、ガス温度は柔
組織細胞を厚膜組織細胞から破砕分離する助けをする
「熱衝撃」作用を生ずるようにする必要がある。この
「熱衝撃」は柔組織細胞の含有物を速やかに沸騰または
フラッシングすることによって生じさせることができ
る。柔組織含有物の蒸発から得られる糖は乾燥柔組織細
胞壁の上にまたはその内に堆積させるのが望ましく、こ
れによって乾燥ガス流中への失損をなくすことができ
る。

破砕および乾燥工程中、サトウキビ抽出液はサトウキビ
の固体部分上に粘性液体の滲出物を形成する。サトウキ
ビの固相分別について上述した従来の手段では、最終生
成物には残らない上述した一時の液相を含んでいるもの
と思われるが、しかし固相生成物にはまた残留水分を含
んでいると考えられる。

分離工程は、細い柔組織部分を繊維質部分から篩い分け
ることによって行うことができるが、しかしこの目的の
ために、空気選別（winnowing）または他の機械的選別
のような他の工程を用いることもできる。繊維質部分は
重く、かつ一般に硬い破片の外皮部分、および小さく、
軽く、かつ一般にやわらかい破片の維管部分に選別によ
ってまたはある他の類似工程によって分離することがで
きる。例えば、材料を反芻動物の飼料として用いる場合
には、必要に応じて分離工程は外皮部分を柔組織および
維管束からなる残留材料から分離するように行うことが
できる。しかしながら、この場合には、柔組織および維
管束を共に回収すると共に、これらは複合物のように互
いに付着している従来技術における「コムフイス」と異
なり、互いに分離することができる。

次に、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１ オーストリア，ニュー サウス ウオレス のコンドン
グで生育したCP44-101変種の焼畑（fie1d burnt）２年
生育サトウキビ20kgを予備破砕機およびKIX型SH2.5脱水
機に通した。脱水機はP.C.T.W083/02495特許出願明細書
に記載されている。脱水機の内容についてもこの明細書
に記載されている。予備破砕機は回転軸、この軸に沿っ
て離間して設けられた複数の放射状に突出する鋼製ボ
ス、およびこれらの軸および羽根を包囲する円筒状ハウ
ジングからなる通常の機械構成部分から構成される。ハ
ウジングの内面には２個の隣接する羽根の通路間に存在
し、回転するように配置した一連の放射状に内方に向う
突出部が設けられる。また、ハウジングの部分には12.5
cm×12.5cm正方形の穴が設けられており、これを通して
破壊した材料が予備破砕機から脱水機に送られる。

15〜20cm長さのサトウキビ小片を予備破砕機に送り、次
いで脱水機に送った。脱水機は370℃の脱水機チャンバ
ー入口温度で60％の最大空気流で操作した。

新鮮なサトウキビ20kgから、7.65kgの乾燥材料を回収し
た。この乾燥材料を篩い分けによって乾燥柔組織細胞、
および約50重量％の乾燥分からなる乾燥含有物を含む細
い、殆んど粉末状の生成物の第１部分；サトウキビの維
管束から誘導された細かい繊維からなり、かつ約15重量
％の乾燥分を含むやわらかい繊維質生成物の第２部分；
およびサトウキビの外皮から誘導され、かつ約35％の乾
燥分を含む硬い繊維質生成物の第３部分に分離した。

こうして得られた３つの部分を分析し、この結果を次の
表に示す： 実施例２ 21kgの実施例１に記載したと同じサトウキビを、空気流
を最大設定に設定し、脱水機チャンバー入口温度を290
±20℃にした以外は実施例１に記載すると同様に処理し
た。機械に最初に通して8.25kgの乾燥分を得た。これを
機械に通した２回目に、5.0kgの生成物を得た。乾燥分
を篩い分けによって分離し、実施例１におけると同様の
結果を得た。

実施例３ 実施例１に記載したと同様に処理したオーストラリア，
サウス イースト クイーンランドで生育したサトウキ
ビから得た３つの部分を試験してその消化性を調べた。
これらの３つの各部分の試料をナイロン製の袋に入れ、
24時間メヒシバを与えた羊の前胃に入れた。こうして得
られた消化率を調べた。： 部分１は80重量％消化率の柔組織材料を含んでいた。

部分２は71重量％消化率の維管束を含んでいた。

部分３は60重量％消化率の外皮を含んでいた。

また、これら３つの部分を窒素分について分析し、この
結果を次に示す： 部分1:窒素２重量％ 部分2:窒素１重量％ 部分3:窒素0.5重量％

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サトウキビの外皮および維管束の部分から
   なる繊維質厚膜組織細胞の上側または内側に乾燥した糖
   分を部分的に含有させ、該サトウキビ材料を繊維質材料
   を含む部分と非繊維質材料を含む部分に分離し、乾燥す
   ることによって粉末状になった繊維質厚膜組織細胞に、
   ミネラル、タンパク質補足物、ビタミン等の飼料添加物
   を選択的に混合させてなる、反芻動物又は単胃動物用飼
   料。