JPS63291556A - 製餡廃水中の呈味成分回収法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は豆類を製餡する工場から排出される廃水を放流
するに先立って浄化処理を行なうとともに、廃水中に含
まれる有価物、特に呈味成分を回収する方法に関する。

（従来の技術） 従来より菓子、餅類、パン類あるいはインスタント食品
などの甘味食品等に用いられる餡類のうち例えばつぶ餡
を原料豆類より製造する方法としては、土砂、夾雑物な
どを除去する洗浄工程、必要に応じて水中で煮沸・する
−回乃至数回の渋切工程、引続きさらに充分軟化・膨潤
するまで水中で煮沸するまたは蒸煮する本煮熟工程を順
次経由した上、加糖・混練することが一般に行なわれて
いる。この方法において上記各工程から排出される廃水
は生物化学的酸素要求ｉ　（ＢＯＤ）が著しく高い値を
示し、その汚染度ならびに含有主成分の一例を示せば第
１表の如くである。

第　１　表　　つぶ餡工程廃水 また、所謂こし餡の製造法は、上記つぶ餡製法における
本煮熟の後に、磨砕工程、固液分離工程および水中に浸
漬する一次晒し並びに二次晒し工程、フィルタープレス
などによる脱水工程を経て加糖・混練する。この際に各
工程から排出される廃水量並びに水質の典型例を第２表
に示す。

第　２　表　　こし餡工程廃水 上記廃水はその高いＢＯＤ値に鑑み、環境保全の必要上
から例えば活性汚泥法など慣用の好気的生化学的処理を
施したうえで放流され、副生ずる余剰汚泥などの生汚泥
は直接脱水しコンポスト化または焼却などの処分に付し
ている現状にある。

しかしながら、固形分の多い直接脱水汚泥の燃焼には厖
大な熱エネルギーが消費されるなど、処分費用が嵩むう
えに、活性汚泥処理法は、真穴な設備投資と熱動力その
他の維持経費を要し、生産コスト上昇の主因をなしてい
た。

また石油エネルギー危機が叫ばれて以来、省エネルギー
型でしかも有効活用可能性の見込まれるメタンガスを生
成する嫌気性消化法が見直されているが、この方法は長
大な処理時間を要するために設備が大型化し、従って大
きい設置空間を占めるという問題点が付帯する。

上述のような多くの問題点を抱えた廃水処理システムの
合理化は産業界の従来均しく渇望するところであった。

一方、前記製餡廃水は、渋切工程および煮熟工程よりな
る煮沸処理において原料豆より抽出された各種成分、例
えば第１表中に示した遊離アミノ酸やタンニン等を多量
に含有しており、それらの中には当然有価成分も含まれ
ると思われるにも拘らず、その回収、有効利用は全く等
閑視されたまま廃水処理に付されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は、製餡工程の廃水処理システムの合理化研
究の過程で、廃水中に多量の有価物、特に原料豆の呈味
成分が含有されていることに着目し、その回収利用に成
功するとともに、かかる回収法を改良された廃水処理工
程に組込むことによって、廃水処理法の大幅な合理化を
達成し得たものである。

本発明の第一の目的は、製餡工場より排出される廃水の
合理化された処理システムを提供するにある。

本発明の第二の目的は、製餡工場廃水中の有価物、特に
呈味成分を回収するにある。

本発明の第三の目的は、原料豆特有の香味豊かな餡を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するための基本をなす本発明は、渋切
工程と煮熟工程とを含んでなる煮沸処理を施して豆類を
製餡するに際して、上記渋切工程および煮熟工程の少な
くとも一方より排出される廃水を限外濾過に付してその
透過液を回収することを特徴とする製餡廃水中の呈味成
分回収法である。

上記限外濾過によってその透過液中の遊離アミノ酸／タ
ンニン比率（以下Ａ／Ｔ比という）は好ましくは少なく
とも１．５である。

また前記限外濾過は好ましくはアミノ酸阻止率４０％以
下で且つタンニン阻止率６０％以上の限外濾過膜を用い
て行なわれる。

本発明方法の好ましい態様においては、前記透過液にさ
らに脱水工程を施して減容する。

かかる脱水工程は好ましくは逆浸透膜による濃縮であり
、更に好ましくは逆浸透膜による濃縮とそれに続く乾燥
とよりなる。

また前記限外濾過に先立って予備的濾過により廃水中の
懸濁固形分を実質的に除去することは特に好適である。

本発明方法を適用する廃水は本煮熟（以下、単に煮熟と
いう）工程より排出される煮熟廃水であることが効果的
である。

製餡原料の豆類としては最も普遍的で重要なものは小豆
である。

またかかる呈味成分回収法を製餡廃水処理システムの一
環に組み込んでなる本発明方法は、渋切工程と煮熟工程
とを含んでなる煮沸処理を施して豆類を製餡するに際し
て上記渋切工程および煮熟工程の少なくとも一方より排
出される廃水を限外濾過に付してその透過液を回収する
とともに保持液を生化学的消化工程に付すことよりなる
廃水処理シテスムに組込まれたことを特徴とする製餡廃
水中の呈味成分回収法である。

上記生化学的消化工程は嫌気性消化工程を含んでなる。

以下に本発明方法の構成をその態様につき添付図面を参
照して詳述する。

本発明の基本をなす呈味成分回収法のフローシートを第
１図に示す。同図中、ＰＦはプレフィルタ−１ＵＦは限
外濾過膜、ＲＯは逆浸透膜、またＳＤはスプレードライ
工程をそれぞれ表わす。

本発明方法にいう製餡廃水とは、小豆、隠元豆、鋺豆、
ウズラ豆など多種に及ぶ豆類を原料とする製餡工程より
排出されるものを含むが、以下の説明においては特に代
表的な小豆よりの製餡廃水について述べる。

本発明方法を適用する廃水は、煮沸処理廃水、すなわち
第１表中の渋切工程より排出されるものおよび煮熟工程
より排出されるものを共に含むことができ、Ａ／Ｔ比が
、概ね１以下すなわち等量乃至タンニンリッチの状態の
ものである。有価物回収効率の面からは煮熟廃水のみを
処理することが最も望ましく、それに例えば洗清二回目
の廃水を混合すれば目的とする有価物を略々無駄なく回
収することができる。

本発明方法は、上述の廃水を限外濾過（ＵＦ）に付して
タンニンよりも遊離アミノ酸を過剰に含有する透過液を
得てそれを回収することよりなる。

かかる限外濾過によって透過液中のＡ／Ｔ比を少なくと
も約１．５となすことが好ましく、その為にはアミノ酸
阻止率４０％以下で且つタンニン阻止率６０％以上の限
外濾過膜を適用することがよい。

限外濾過は市販の限外濾過膜を備えた限外濾過器を用い
て加圧下に行なわれるが、上記阻止率を限外濾過膜の分
画分子量などの特性に応じて実験的に測定し、適宜な性
能を有する濾過器を選択する。

例えば分画分子１１６．０００〜３０．０００程度の濾
過膜は好適に使用し得ることが実験的に確認されている
。市販の限外濾過膜のうちから代表的製品の仕様と煮熟
廃水中のアミノ酸阻止率とタンニン阻止率とを第３表に
示す。

前述のようにして得られたアミノ酸リッチな限外濾過膜
透過液は呈味増強成分を豊富に含有するのでそのまま製
餡工程へ戻して、加糖混練直前の原料に添加するか、ま
たは充填・包装して香味料として出荷する。

また、上記透過液はさらに脱水処理を施して成分濃度を
大とすることが好ましく、かかる脱水処理は公知または
慣用の蒸留、蒸発等によることもできるが、熱エネルギ
ーの節約および低沸点有用成分の揮散防止の観点から、
逆浸透膜（ＲＯ）による濃縮が最も望ましい。逆浸透膜
としては、塩阻止率が少なくとも７０％程度のものであ
れば通常９０％以上のアミノ酸阻止率を示し、上記濃縮
の目的に好適に使用される。

逆浸透膜保持液は呈味増強成分の濃縮エキス状でそのま
ま香味剤として使用可能であるが、それをさらに乾燥し
て粉末状とすることにより、商品価値を著しく高めるこ
とができる。かかる乾燥は公知の手段を適宜に適用する
ことができ、就中、第１図に示したスプレィドライ（Ｓ
Ｄ）、凍結乾燥、真空乾燥などが好適である。

前記限外濾過に先立って図示の如く予備的濾過すなわち
平均孔径約１０μｍ程度のプレフィルタ−（ＰＦ）を通
して廃水中の夾雑物やＳＳなどを極力取除くことは、限
外濾過膜の効率維持に有効であり頗る好ましい。

次いで第２図は上述の基本的本発明方法を組み込んでな
る廃水処理システムの具体例を示すフローシートである
。

同図においてＵＦ膜保持液は嫌気処理槽に導かれ、必要
に応じて晒し廃水と合体された上で、必要に応じ緩撹拌
下、温度約３０〜６０°Ｃの範囲で嫌気性条件下に消化
される。次いでその他廃水、例えば、洗浄、洗清、晒し
、脱水等各工程の廃水と湊合されて活性汚泥法などによ
る公知・慣用の好気性消化処理を受ける。これら嫌気性
または好気性の生化学的消化は状況によって何れか一方
とすることができるが省エネルギー面および少量に濃縮
されたＵＦ保持液の消化効率面などを考慮すれば、少な
くとも嫌気性消化を通用することが経済的に最も有利で
ある。また嫌気性消化に際して有機物の分解に伴って発
生するメタンガスは捕集して工程の熱源として利用し得
る。

（作　用） 製餡廃水中には原料豆より熱水抽出された各種有機質成
分が含まれており、その中には、例えば強い収斂性の味
を呈するタンニンのような食感・風味に悪影響を及ぼす
嫌味成分と、原料豆特有の香味、滋味を与える遊離アミ
ノ酸を主体とする呈味成分とを多量に含有する。嫌味成
分の主体をなすタンニンは約６００〜２．０００の高い
分子量を示す一方、呈味成分のアミノ酸類の分子量は約
−相手さい。本発明方法において、Ａ／Ｔ比が約１以下
である主として煮熟廃水を含んでなる煮沸処理段階の廃
水は、適宜に選択された限外濾過膜の作用によって高分
子量のタンニン等の嫌味成分が阻止されて保持液側に多
く捕集され透過液のＡｌ１比は約１．５以上となり、呈
味成分が効率良く回収される。かかる呈味成分は逆浸透
膜処理に付し、逆浸透膜保持液を１縮エキスとして採取
し、またはさらに乾燥脱水することにより著しく減容す
ることができる。また逆浸透膜は塩阻止率が高いため透
過液は充分清浄化され、工程への循環再使用を可能とす
る。さらに適宜孔径のプレフィルタ−を設ければ、夾雑
物、ＳＳ等を捕捉し、限外濾過膜の良好な効率を長期間
維持する作用がある。

上述のような呈味成分回収法を組み込んだ製餡廃水処理
システムにおいては、限外濾過膜保持液として減量濃縮
を受けた被処理液は、比較的小容量の嫌気処理槽中で効
率良く容易に消化されメタンガスを発生し、ＢＯＤ値は
激減するため、そのまま放流可能であるが、他の廃水と
合体してさらに好気性処理に付し容易に浄化することも
できる。

（実施例） 以下に本発明方法を実施例についてさらに詳述する。

実施炎上 悲濁有機質固形分含量４６０■／１、遊離アミノ酸含量
３００■／ｌおよびタンニン含量３９０■／ｌの小豆つ
ぶ箔製造工程の煮熟廃水を、第１図の工程フローシート
に示す如く、プレフィルタ−１限外濾過膜、逆浸透膜を
順次通し凍結乾燥を行なって乾燥粉末とした。

上記工程の実験装置の内容並びに規模は次の通りであっ
た。

〔膜実験装置〕限外濾過・逆浸透兼用装置タンク容量：
２０１，６０！！、、１５０ｆＵＦポンプ：　１００　
Ｉ！、／ｍｉｎ　Ｘ　１０　ｋｇ／ｃｆｌＲＯポンプ：
　３０　ｊｌ！　／ｍｉｎ　Ｘ　６０　ｋｇ／ｃｆ〔使
用膜の性状〕 プレフィルター二平均孔径１０μｍ ＵＦ膜　　　　：第３表に示したものから使用ＲＯ膜　
　　　：５Ｃ−Ｌ（東し製、酢酸セルロース膜、塩阻止
率７０％） 膜処理液より前述のごとくにして得た凍結乾燥粉末をそ
れぞれ生餡に添加して食し、呈味増強効果をパネリスト
１２名によるパネルテストにより評価した。評点は、粉
末を添加して小豆らしさが増強したとした者の比率で表
わした。

その結果を第３図に示す。同図から明らがなように、プ
レフィルタ−透過液（Ａ／Ｔ比：０．７〜１．０）の呈
味増強効果はさほど認められず、限外濾過膜透過液（Ａ
／Ｔ比＞　１．１　）を添加した場合、小豆らしさの評
価は高くなり、特にＡ／Ｔ比１．５以上のものは顕著な
呈味増強効果を示した。また逆にＵＦ膜保持液より得た
タンニンリッチなものは負の効果が現れた。すなわちタ
ンニンを主体とする嫌味成分が限外濾過膜でかなり阻止
され、逆浸透膜で遊離アミノ酸を主体とする呈味増強成
分が回収されているものと認められる。また呈味効果の
強さについては、Ａ／Ｔ比が大きく影響しており、その
値の増大とともに効果も増すことが判明した。

実施１ 容量３１の嫌気処理槽に嫌気性菌固定化用担体として多
孔質セラミックスを装填し、煮熟廃水および晒し廃水を
それぞれ処理した。その結果を第４表に示す。

第　４　表　　嫌気処理 ”ＩＩＲＴ　　：水理学的滞留時間 ”Ｄ−ＢＯＤ　：溶解性ＢＯＤ 処理条件は、高温槽温度５５±２°Ｃとした。上表から
明らかな通り、煮熟廃水の嫌気性処理は適宜に条件を選
択することによりＨＲＴ　０．６日という短時間でＢＯ
Ｄ値を著しく低減させることができ、この効果は濃縮減
量された限外濾過膜保持液で尚一層顕著となり、後続の
好気処理を容易化した。

（発明の効果） 本発明方法は叙上のような構成になり、優れた作用を有
するものであって、従来、徒らに廃棄していた製餡廃水
中に含まれる豊富な香味、滋味を有する呈味成分などの
有価物を回収し再利用することができ、特にその回収に
限外濾過膜を適用して、その濃縮に逆浸透膜を用いたか
ら、頗る安価に高い収率を以って有価物を取得し得る。

また限外濾過膜透過液として捕集した呈味成分をそのま
ま製餡工程に循環せしめて加糖・混練時に添加すれば優
れた香味・風味を具えた餡製品を提供することができる
。次いで、逆浸透膜で濃縮したエキスおよびそれをさら
に乾燥した粉末状呈味成分は、著しく減容され且つ包装
取扱いともに至便であるから、流通段階ならびに使用に
際し極めて好都合な商品価値の高い製品となる。さらに
また、限外濾過直前にプレフィルタ−を設けることによ
り限外濾過膜の効率を長時間良好に維持することができ
る。逆浸透膜透過液は再生水として製餡工程に循環再使
用し得るから節水効果もある。

このような顕著な効果を伴う呈味成分回収法を製餡廃水
処理システムに組込むことにより、煮熟廃水の効率的嫌
気処理が可能となり、嫌気処理設備の小型化が達成され
る。また嫌気処理により副生するメタンガスの利用のみ
ならずＢＯＤ値が著しく低下するために従来の好気処理
は極めて容易に進行し、好気処理施設も小型化が可能と
なり、余剰汚泥の減少による省エネルギー効果とも併せ
て、廃水処理シテスムの徹底した合理化が達成される。

このような廃水処理システム自体の合理化に加え、有価
物回収再利用による付加価値は、両々相俟って、大きい
経済的利益をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の基本工程フローシート、第２図
は、廃水処理システムに組込まれた本発明方法の工程フ
ローシートであり、また第３図は、本発明方法の効果を
例証するためのパネルテストの結果を示すグラフである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、渋切工程と煮熟工程とを含んでなる煮沸処理を施し
   て豆類を製餡するに際して、上記渋切工程および煮熟工
   程の少なくとも一方より排出される廃水を限外濾過に付
   してその透過液を回収することを特徴とする製餡廃水中
   の呈味成分回収法。 ２、前記限外濾過により濾過液中の遊離アミノ酸／タン
   ニン比率（Ａ／Ｔ比）を少なくとも１．５とする特許請
   求の範囲第１項記載の製餡廃水中の呈味成分回収法。 ３、前記透過液にさらに脱水処理を施す特許請求の範囲
   第１項記載の製餡廃水中の呈味成分回収法。 ４、渋切工程と煮熟工程とを含んでなる煮沸処理を施し
   て豆類を製餡するに際して、上記渋切工程および煮熟工
   程の少なくとも一方より排出される廃水を限外濾過に付
   してその透過液を回収するとともに、保持液を生化学的
   消化工程に付すことよりなる廃水処理システムに組込ま
   れたことを特徴とする製餡廃水中の呈味成分回収法。 ５、生化学的消化工程が少なくとも嫌気性消化工程を含
   んでなる特許請求の範囲第４項記載の製餡廃水中の呈味
   成分回収法。