洗米排水の固液分離方法
【課題】洗米排水から有価物を効率的に回収する目的で、平易な方法により洗米排水の固液分離を効率的かつ迅速に行うことができる、洗米排水の固液分離方法を提供する。
【解決手段】洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行った。洗米排水に酸を添加して洗米排水をｐＨ５以下とし、又は、洗米排水を室温にて１〜２４時間放置して洗米排水に含まれる微生物の作用により洗米排水をｐＨ５以下とする。酸を添加する場合は、クエン酸が好ましく用いられる。或いは、洗米排水をｐＨ５以下とした後、洗米排水にアルギン酸ナトリウム又はキトサンを添加して浮遊物を凝集させ、その後、遠心分離を行ってもよい。
【解決手段】洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行った。洗米排水に酸を添加して洗米排水をｐＨ５以下とし、又は、洗米排水を室温にて１〜２４時間放置して洗米排水に含まれる微生物の作用により洗米排水をｐＨ５以下とする。酸を添加する場合は、クエン酸が好ましく用いられる。或いは、洗米排水をｐＨ５以下とした後、洗米排水にアルギン酸ナトリウム又はキトサンを添加して浮遊物を凝集させ、その後、遠心分離を行ってもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗米排水の固液分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗米排水には、タンパク質、食物繊維、油脂、ビタミン、ミネラル、脱落デンプン等の有価物が多量に含まれており、これらの有価物を効率的に回収して利用する方法について、種々の検討が行われている。洗米排水からの有価物の回収は、はじめに、固液分離を行って水溶性画分と不溶性画分に分け、つぎに、それぞれの画分から水溶性有価物、不溶性有価物を回収することによって行われる。したがって、洗米排水から効率的に有価物を回収するためには、固液分離をいかに効率的に行うことができるかが一つの鍵となる。
【０００３】
洗米排水の固液分離に関する従来技術としては、濾過による方法が知られている（例えば、特許文献１〜３を参照）。しかし、この方法では、洗米排水中に含まれる微小粒子やコロイド状物質による目詰まりが起こって、すぐに濾速が低下するため、工業的な利用は困難であった。
【０００４】
また、生物処理を行った後に脱水する方法（例えば、特許文献４を参照）が知られている。しかし、この方法では、生物処理に長時間を要するほか、回収される有価物の成分が生物処理に用いられる微生物の作用によって変質してしまうという問題があった。
【０００５】
また、凝集処理により固形分を凝集させ、この固形分を微細気泡とともに浮上させて回収する方法（例えば、特許文献５を参照）が知られている。しかし、この方法では、回収される固形分は多量の水と気泡を含んでいるため、さらに脱水工程が必要であり、工程が複雑になってしまうという問題があった。
【０００６】
さらに、プロテアーゼ処理により固形分を凝集させ、沈降させる方法（例えば、特許文献６を参照）が知られている。しかし、この方法では、プロテアーゼを用いるために処理コストが高くなるほか、プロテアーゼによりタンパクがペプチドに分解されるため、タンパクを回収することができないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−５７７２１号公報
【特許文献２】特開平６−３２７９１６号公報
【特許文献３】特開平６−９１１４１号公報
【特許文献４】特開平５−１１１６９８号公報
【特許文献５】特開平８−２６７０５１号公報
【特許文献６】特開２００７−３８２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、洗米排水から有価物を効率的に回収する目的で、平易な方法により洗米排水の固液分離を効率的かつ迅速に行うことができる、洗米排水の固液分離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１記載の洗米排水の固液分離方法は、洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２記載の洗米排水の固液分離方法は、請求項１において、洗米排水に酸を添加して洗米排水をｐＨ５以下とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３記載の洗米排水の固液分離方法は、請求項２において、酸がクエン酸であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４記載の洗米排水の固液分離方法は、請求項１において、洗米排水を室温にて１〜２４時間放置して洗米排水に含まれる微生物の作用により洗米排水をｐＨ５以下とすることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項５記載の洗米排水の固液分離方法は、洗米排水をｐＨ５以下とした後、洗米排水にアルギン酸ナトリウム及び／又はキトサンを添加して浮遊物を凝集させ、その後、遠心分離を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の洗米排水の固液分離方法によれば、洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行うという平易な方法により、洗米排水の固液分離を効率的かつ迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の洗米排水の固液分離方法について、詳細に説明する。
【００１５】
本発明の洗米排水の固液分離方法は、洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行うものである。洗米排水をｐＨ５以下とすることにより、遠心上清の濁度、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳが大幅に低下し、固液分離の効率が向上する。
【００１６】
また、洗米排水をｐＨ５以下とすることにより、透明で粘度が低下した遠心上清が得られるため、この遠心上清をそのまま逆浸透膜処理することが可能となり、水の再利用が容易となる。さらに、逆浸透膜処理により遠心上清に含まれるビタミンやミネラル等の水溶性有価物を容易に濃縮し回収することができる。なお、ｐＨ５を超えた状態で洗米排水を遠心分離した場合には、上清に懸濁物質が残存し、逆浸透膜処理による水の再利用、水溶性有価物の回収が困難となる。
【００１７】
洗米排水をｐＨ５以下とするには、洗米排水に酸を添加すればよい。ここで添加する酸としては、特定のものに限定されず、固液分離の効率は、添加する酸の種類にはほとんど依存しない。なお、洗米排水から回収した有価物を食品用途などに用いる場合には、人体に対する安全性等の観点から、食品添加物として使用されているクエン酸が好ましく用いられる。
【００１８】
洗米排水をｐＨ５以下とするために、酸を添加する代わりに、洗米排水を室温にて放置してもよい。洗米排水を室温にて放置すると、洗米排水に含まれる微生物の作用により洗米排水がｐＨ５以下となる。放置する時間は１〜２４時間が好適である。放置する時間が１時間より短いとｐＨ５以下にならず、２４時間より長いと洗米排水に含まれる有価物が劣化する虞があり、好ましくない。
【００１９】
また、洗米排水をｐＨ５以下とした後、凝集剤を添加して浮遊物を凝集させ、その後、遠心分離を行うことにより、固液分離の効率をより向上させることができる。凝集剤としては、人体に対する安全性等の観点から、食品添加物として使用されているアルギン酸ナトリウム又はキトサンが好ましく用いられる。
【００２０】
以上の本発明の洗米排水の固液分離方法によれば、平易な方法により洗米排水の固液分離を効率的かつ迅速に行うことができ、洗米排水から有価物を変質させることなく効率的に回収することが可能となる。
【００２１】
なお、洗米排水を固液分離して得られた固形分からは、溶媒抽出やアルカリ抽出により油脂やタンパク質を回収することができる。また、アミラーゼを作用させることによりデンプンをグルコースやオリゴ糖に加水分解して、これを例えば、バイオエタノールの発酵用の原料として利用することもできる。
【００２２】
以下、具体的な実施例に基づいて、本発明について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
米国産の米２ｋｇに水３Ｌを加えて手で１分間洗米した。笊で米を分離して洗米水２．７Ｌを得た。洗米水を４０ｍＬずつ分注し、１０％のクエン酸溶液又は１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を適宜添加して表１に示すｐＨに調整し、その後、コクサン社製遠心分離機Ｈ−１0３Ｎを用いて３，０００ｒｐｍ（１，５００×ｇ）で１分間遠心分離した。遠心上清の濁度を島津社製分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いて６６０ｎｍで測定した。
【００２４】
表１に示すとおり、ｐＨ５以下の範囲で透明な遠心上清が得られた。
【００２５】
【表１】
【実施例２】
【００２６】
実施例１と同様にして洗米水２Ｌを得、これに１０％のクエン酸溶液を添加してｐＨ５．０に調整した。実施例１と同様に遠心分離を行い、遠心上清を得た。この上清のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳを洗米水と比較した。
【００２７】
表２に示すとおり遠心分離によりＢＯＤの８０％以上がＳＳ分として除去されること、遠心上清にはＳＳ分がほとんど残存しないことが確認された。
【００２８】
【表２】
【実施例３】
【００２９】
旭化成社製ペンシル型モジュールＵＳＰ−０４３を用いて、遠心上清の濾過試験を行った。実施例２と同様にして得た洗米水の遠心上清１Ｌを、クロスフロー濾過により循環流速２Ｌ／分、平均濾過圧０．０５ＭＰａの条件で濾過した。濾過速度は４０ｍL／分であり、５分後の濾速が１５ｍＬ／分にまで低下したが、その後の濾過速度の大幅な低下は見られなかった。原水１Ｌ全てを処理するのに要した時間は１時間であった。
【００３０】
一方、通常の洗米水をそのまま用いて同様の試験を行った場合には、１５ｍＬ／分の処理濾速が得られたものの、５分後の濾速が７ｍＬ／分にまで低下し、１０分後の濾速は５ｍＬ／分まで低下した。原水１Ｌ全量の処理には２時間を要した。
【実施例４】
【００３１】
実施例１と同様にして洗米水を得、ｐＨを調整してから室温に２４時間放置した。
【００３２】
表３に示すとおり、微生物が増加しｐＨが３〜４に低下した。実施例１と同様に遠心分離を行うことで、透明な遠心上清が得られた。
【００３３】
【表３】
【実施例５】
【００３４】
実施例１と同様にして洗米水を得、洗米水を４０ｍＬずつ分注し、表４に示す、６種類の酸溶液をそれぞれ用いてｐＨ４．０に調整した。実施例１と同様に遠心分離を行い、得られた遠心上清の濁度を測定した。
【００３５】
表４に示すとおり、クエン酸を用いたときに、その他の酸を用いたときと同程度の透明な遠心上清が得られた。
【００３６】
【表４】
【実施例６】
【００３７】
実施例２と同様にしてｐＨ５．０に調整した洗米水を得、これに凝集剤としてアルギン酸ナトリウム、又はキトサンを添加した。実施例１と同様に遠心分離を行い、得られた遠心上清の濁度を測定した。
【００３８】
表５に示す通り、凝集剤を添加した場合には、添加しない場合よりも透明な遠心上清が得られ、アルギン酸ナトリウム２ｐｐｍ、キトサン５０ｐｐｍにまで添加量を下げても、その効果は維持された。また、２つの凝集剤を組み合わせた場合には、単独で使用する場合よりも透明な遠心上清が得られた。
【００３９】
【表５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗米排水の固液分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗米排水には、タンパク質、食物繊維、油脂、ビタミン、ミネラル、脱落デンプン等の有価物が多量に含まれており、これらの有価物を効率的に回収して利用する方法について、種々の検討が行われている。洗米排水からの有価物の回収は、はじめに、固液分離を行って水溶性画分と不溶性画分に分け、つぎに、それぞれの画分から水溶性有価物、不溶性有価物を回収することによって行われる。したがって、洗米排水から効率的に有価物を回収するためには、固液分離をいかに効率的に行うことができるかが一つの鍵となる。
【０００３】
洗米排水の固液分離に関する従来技術としては、濾過による方法が知られている（例えば、特許文献１〜３を参照）。しかし、この方法では、洗米排水中に含まれる微小粒子やコロイド状物質による目詰まりが起こって、すぐに濾速が低下するため、工業的な利用は困難であった。
【０００４】
また、生物処理を行った後に脱水する方法（例えば、特許文献４を参照）が知られている。しかし、この方法では、生物処理に長時間を要するほか、回収される有価物の成分が生物処理に用いられる微生物の作用によって変質してしまうという問題があった。
【０００５】
また、凝集処理により固形分を凝集させ、この固形分を微細気泡とともに浮上させて回収する方法（例えば、特許文献５を参照）が知られている。しかし、この方法では、回収される固形分は多量の水と気泡を含んでいるため、さらに脱水工程が必要であり、工程が複雑になってしまうという問題があった。
【０００６】
さらに、プロテアーゼ処理により固形分を凝集させ、沈降させる方法（例えば、特許文献６を参照）が知られている。しかし、この方法では、プロテアーゼを用いるために処理コストが高くなるほか、プロテアーゼによりタンパクがペプチドに分解されるため、タンパクを回収することができないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−５７７２１号公報
【特許文献２】特開平６−３２７９１６号公報
【特許文献３】特開平６−９１１４１号公報
【特許文献４】特開平５−１１１６９８号公報
【特許文献５】特開平８−２６７０５１号公報
【特許文献６】特開２００７−３８２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、洗米排水から有価物を効率的に回収する目的で、平易な方法により洗米排水の固液分離を効率的かつ迅速に行うことができる、洗米排水の固液分離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１記載の洗米排水の固液分離方法は、洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２記載の洗米排水の固液分離方法は、請求項１において、洗米排水に酸を添加して洗米排水をｐＨ５以下とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３記載の洗米排水の固液分離方法は、請求項２において、酸がクエン酸であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４記載の洗米排水の固液分離方法は、請求項１において、洗米排水を室温にて１〜２４時間放置して洗米排水に含まれる微生物の作用により洗米排水をｐＨ５以下とすることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項５記載の洗米排水の固液分離方法は、洗米排水をｐＨ５以下とした後、洗米排水にアルギン酸ナトリウム及び／又はキトサンを添加して浮遊物を凝集させ、その後、遠心分離を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の洗米排水の固液分離方法によれば、洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行うという平易な方法により、洗米排水の固液分離を効率的かつ迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の洗米排水の固液分離方法について、詳細に説明する。
【００１５】
本発明の洗米排水の固液分離方法は、洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行うものである。洗米排水をｐＨ５以下とすることにより、遠心上清の濁度、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳが大幅に低下し、固液分離の効率が向上する。
【００１６】
また、洗米排水をｐＨ５以下とすることにより、透明で粘度が低下した遠心上清が得られるため、この遠心上清をそのまま逆浸透膜処理することが可能となり、水の再利用が容易となる。さらに、逆浸透膜処理により遠心上清に含まれるビタミンやミネラル等の水溶性有価物を容易に濃縮し回収することができる。なお、ｐＨ５を超えた状態で洗米排水を遠心分離した場合には、上清に懸濁物質が残存し、逆浸透膜処理による水の再利用、水溶性有価物の回収が困難となる。
【００１７】
洗米排水をｐＨ５以下とするには、洗米排水に酸を添加すればよい。ここで添加する酸としては、特定のものに限定されず、固液分離の効率は、添加する酸の種類にはほとんど依存しない。なお、洗米排水から回収した有価物を食品用途などに用いる場合には、人体に対する安全性等の観点から、食品添加物として使用されているクエン酸が好ましく用いられる。
【００１８】
洗米排水をｐＨ５以下とするために、酸を添加する代わりに、洗米排水を室温にて放置してもよい。洗米排水を室温にて放置すると、洗米排水に含まれる微生物の作用により洗米排水がｐＨ５以下となる。放置する時間は１〜２４時間が好適である。放置する時間が１時間より短いとｐＨ５以下にならず、２４時間より長いと洗米排水に含まれる有価物が劣化する虞があり、好ましくない。
【００１９】
また、洗米排水をｐＨ５以下とした後、凝集剤を添加して浮遊物を凝集させ、その後、遠心分離を行うことにより、固液分離の効率をより向上させることができる。凝集剤としては、人体に対する安全性等の観点から、食品添加物として使用されているアルギン酸ナトリウム又はキトサンが好ましく用いられる。
【００２０】
以上の本発明の洗米排水の固液分離方法によれば、平易な方法により洗米排水の固液分離を効率的かつ迅速に行うことができ、洗米排水から有価物を変質させることなく効率的に回収することが可能となる。
【００２１】
なお、洗米排水を固液分離して得られた固形分からは、溶媒抽出やアルカリ抽出により油脂やタンパク質を回収することができる。また、アミラーゼを作用させることによりデンプンをグルコースやオリゴ糖に加水分解して、これを例えば、バイオエタノールの発酵用の原料として利用することもできる。
【００２２】
以下、具体的な実施例に基づいて、本発明について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
米国産の米２ｋｇに水３Ｌを加えて手で１分間洗米した。笊で米を分離して洗米水２．７Ｌを得た。洗米水を４０ｍＬずつ分注し、１０％のクエン酸溶液又は１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を適宜添加して表１に示すｐＨに調整し、その後、コクサン社製遠心分離機Ｈ−１0３Ｎを用いて３，０００ｒｐｍ（１，５００×ｇ）で１分間遠心分離した。遠心上清の濁度を島津社製分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いて６６０ｎｍで測定した。
【００２４】
表１に示すとおり、ｐＨ５以下の範囲で透明な遠心上清が得られた。
【００２５】
【表１】
【実施例２】
【００２６】
実施例１と同様にして洗米水２Ｌを得、これに１０％のクエン酸溶液を添加してｐＨ５．０に調整した。実施例１と同様に遠心分離を行い、遠心上清を得た。この上清のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳを洗米水と比較した。
【００２７】
表２に示すとおり遠心分離によりＢＯＤの８０％以上がＳＳ分として除去されること、遠心上清にはＳＳ分がほとんど残存しないことが確認された。
【００２８】
【表２】
【実施例３】
【００２９】
旭化成社製ペンシル型モジュールＵＳＰ−０４３を用いて、遠心上清の濾過試験を行った。実施例２と同様にして得た洗米水の遠心上清１Ｌを、クロスフロー濾過により循環流速２Ｌ／分、平均濾過圧０．０５ＭＰａの条件で濾過した。濾過速度は４０ｍL／分であり、５分後の濾速が１５ｍＬ／分にまで低下したが、その後の濾過速度の大幅な低下は見られなかった。原水１Ｌ全てを処理するのに要した時間は１時間であった。
【００３０】
一方、通常の洗米水をそのまま用いて同様の試験を行った場合には、１５ｍＬ／分の処理濾速が得られたものの、５分後の濾速が７ｍＬ／分にまで低下し、１０分後の濾速は５ｍＬ／分まで低下した。原水１Ｌ全量の処理には２時間を要した。
【実施例４】
【００３１】
実施例１と同様にして洗米水を得、ｐＨを調整してから室温に２４時間放置した。
【００３２】
表３に示すとおり、微生物が増加しｐＨが３〜４に低下した。実施例１と同様に遠心分離を行うことで、透明な遠心上清が得られた。
【００３３】
【表３】
【実施例５】
【００３４】
実施例１と同様にして洗米水を得、洗米水を４０ｍＬずつ分注し、表４に示す、６種類の酸溶液をそれぞれ用いてｐＨ４．０に調整した。実施例１と同様に遠心分離を行い、得られた遠心上清の濁度を測定した。
【００３５】
表４に示すとおり、クエン酸を用いたときに、その他の酸を用いたときと同程度の透明な遠心上清が得られた。
【００３６】
【表４】
【実施例６】
【００３７】
実施例２と同様にしてｐＨ５．０に調整した洗米水を得、これに凝集剤としてアルギン酸ナトリウム、又はキトサンを添加した。実施例１と同様に遠心分離を行い、得られた遠心上清の濁度を測定した。
【００３８】
表５に示す通り、凝集剤を添加した場合には、添加しない場合よりも透明な遠心上清が得られ、アルギン酸ナトリウム２ｐｐｍ、キトサン５０ｐｐｍにまで添加量を下げても、その効果は維持された。また、２つの凝集剤を組み合わせた場合には、単独で使用する場合よりも透明な遠心上清が得られた。
【００３９】
【表５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行うことを特徴とする洗米排水の固液分離方法。
【請求項２】
洗米排水に酸を添加して洗米排水をｐＨ５以下とすることを特徴とする請求項１記載の洗米排水の固液分離方法。
【請求項３】
酸がクエン酸であることを特徴とする請求項２記載の洗米排水の固液分離方法。
【請求項４】
洗米排水を室温にて１〜２４時間放置して洗米排水に含まれる微生物の作用により洗米排水をｐＨ５以下とすることを特徴とする請求項１記載の洗米排水の固液分離方法。
【請求項５】
洗米排水をｐＨ５以下とした後、洗米排水にアルギン酸ナトリウム及び／又はキトサンを添加して浮遊物を凝集させ、その後、遠心分離を行うことを特徴とする洗米排水の固液分離方法。
【請求項１】
洗米排水をｐＨ５以下とし、その後、遠心分離を行うことを特徴とする洗米排水の固液分離方法。
【請求項２】
洗米排水に酸を添加して洗米排水をｐＨ５以下とすることを特徴とする請求項１記載の洗米排水の固液分離方法。
【請求項３】
酸がクエン酸であることを特徴とする請求項２記載の洗米排水の固液分離方法。
【請求項４】
洗米排水を室温にて１〜２４時間放置して洗米排水に含まれる微生物の作用により洗米排水をｐＨ５以下とすることを特徴とする請求項１記載の洗米排水の固液分離方法。
【請求項５】
洗米排水をｐＨ５以下とした後、洗米排水にアルギン酸ナトリウム及び／又はキトサンを添加して浮遊物を凝集させ、その後、遠心分離を行うことを特徴とする洗米排水の固液分離方法。
【公開番号】特開２０１０−２９７５６（Ｐ２０１０−２９７５６Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９２６２６（Ｐ２００８−１９２６２６）
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【出願人】（３９００１９９８７）亀田製菓株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【出願人】（３９００１９９８７）亀田製菓株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
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