生ゴミから可燃液体を製造する方法
【課題】 生ゴミから可燃液体を製造する方法を提供する。
【解決手段】 炭水化物を多量に含有の原料を液化酵素で分解し、その液化物を得、該液化物を糖化酵素で分解し糖化物を得、該糖化物を醗酵させた後に得られる発酵物を固液分離し、その液体を蒸留して可燃液体を得る。さらに、固液分離した後の固形分と酵母エキスにより、固形分に含まれる酵母を活性化した後、該活性化物を発酵し、該発酵物を固液分離した後の液体を蒸留して可燃液体を得る方法を提供する。
【解決手段】 炭水化物を多量に含有の原料を液化酵素で分解し、その液化物を得、該液化物を糖化酵素で分解し糖化物を得、該糖化物を醗酵させた後に得られる発酵物を固液分離し、その液体を蒸留して可燃液体を得る。さらに、固液分離した後の固形分と酵母エキスにより、固形分に含まれる酵母を活性化した後、該活性化物を発酵し、該発酵物を固液分離した後の液体を蒸留して可燃液体を得る方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生ゴミから可燃液体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生ゴミから可燃液体を製造する方法として、特開２００２−１４６３６９号公報がある。この方法は、強アルカリと生ゴミを混合撹拌して流動性分解物を生成し、強酸を混合撹拌して中性状態に戻して腐敗型の嫌気性細菌を繁殖させて腐敗型嫌気性醗酵を行う。そして、所定量の生石灰の粉末を混合して撹拌して、水分と可燃性ガスと微量の微粉末が混じり合った高温ガスを回収し、この高温ガスを冷却液化して微粉末を除去して可燃性液体（アセトンとイソプロピルアルコール）を得る。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４６３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のような方法で、生ゴミを処理してアルコールを得る方法であるが、本願は他の方法で生ゴミを醗酵させて可燃液体を製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、液化分解と糖化分解を分けて行うことにあり、先ず、炭水化物を多量に含有の原料と液化酵素を液化槽に投入して液化物を得る。そして、その液化物と糖化酵素を糖化槽に投入して糖化物を得る。その後、前記糖化物を醗酵させた後に得られる醗酵物を固液分離し、その液体を蒸留して可燃液体を得る。
又、請求項２の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、炭水化物を多量に含有の原料に対し、液化酵素で液化物を得て、その液化物を糖化酵素で分解して糖化物を得る。次に、その糖化物と固液分離した後の固形分と酵母エキスを活性化槽に投入し、活性化槽を撹拌して固形分に含まれる酵母を活性化した活性化物を得る。そして、その活性化物を醗酵し、その醗酵物を固液分離した後の液体を蒸留して可燃液体を得る。
請求項３の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、固液分離機で得られる固形分を活性化槽に戻すものである。
又、請求項４の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、蒸留して得た可燃液体を液化槽に供給することによって殺菌作用をする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、液化分解と糖化分解を分けて行うことによって、糖化酵素の使用量を減少させることができる。
請求項２の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、液化分解と糖化分解を分けて行うことによって糖化酵素の使用量を減少させることができると共に、酵母の活性化によって、醗酵槽でのアルコール醗酵速度を上げることができる。
請求項３の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、酵母の再活性化により、補給酵母を減少させることができる。
又、請求項４の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、蒸留して得た可燃液体を糖化槽に供給することによって殺菌作用をする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
生ゴミを醗酵させて可燃液体を製造する方法のプロセスを図１を参照して説明する。
本発明では、液化工程では液化酵素を、糖化工程では糖化酵素をと、工程を区別することによって、糖化酵素の使用量の減少を図っている。
即ち、炭水化物を多量に含有の原料を液化酵素で分解すると、糖まで分解する割合は少ない。一方、糖化酵素を使用すると、液化と糖化を行い、糖まで分解する割合は多い。しかし、糖化酵素は液化酵素に比してコスト高であるので、糖化酵素の減少を図るために、前段で液化分解を、後段で糖化分解を行っている。
【０００８】
（液化工程）
原料となる生ゴミには、炭水化物を多量に含有のうどん、そば、中華麺、米飯等がある。
そして、予め決められた所定量の前記原料の他、水及び液化酵素を液化槽に投入し、バッチ式で、この液化槽で液化して液化物を得る。
尚、前記うどん、そば等の原料は含有水分量が異なるため、同じデンプン量となるように、前記供給する水量で調整する。
【０００９】
前記液化槽はジャケット付き容器であり、ジャケットに温水（又は熱水）を流して、投入物（原料及び液化酵素等）の温度が、設定温度になるように温水の流量調整をする。
又、原料のＰＨ値は、例えば、４〜７であり、液化槽に備えてあるＰＨ調節計のＰＨ値を「５．０」に設定し、前記原料を投入の液化槽のＰＨ値を乳酸の供給量で調整する。
又、この液化槽には撹拌機が付設してあり、投入された原料の生ゴミと酵素を撹拌機で混合する。尚、この液化槽には、後述する蒸留塔から「可燃液体（エタノール）」の一部を帰還可能な配管が設けてある。
【００１０】
この液化槽に生ゴミを投入すると共に、生ゴミの量に対して所定量の液化酵素を投入する。そして、撹拌機を起動して、この撹拌機によって前記生ゴミ等を混合しながら、乳酸によってＰＨを設定値「５．０」になるように制御すると共に、温水又は熱水で、温度の設定値「４５℃」となるように制御し、約２時間かけて液化させる。
尚、この液化槽には、後述の分流器からの「エタノール」を投入することによって、殺菌作用で雑菌汚染を防除できる。
【００１１】
（糖化工程）
次に、この糖化は糖化槽で実施し、前記液化槽で作成の液化物と糖化酵素を投入する。そして、この糖化槽に付設の撹拌機を起動し、撹拌機で液化物と糖化酵素を混合しながら、ＰＨを乳酸で「４．５」に、温度を温水又は熱水で「４０℃」になるように制御し、約２時間かけて糖化させる。
以上のように、本発明では、液化工程と糖化工程と、区別して分解することによって、糖化酵素の使用量の減少を図っている。
【００１２】
（活性化工程）
この活性化工程は、活性化槽で実施し、この活性化槽に、前記糖化槽で作成の糖化物と後述する固液分離槽からの酵母を含む固形分と共に、酵母エキスを投入する。
尚、この活性化槽は、ジャケット付き槽であり、ジャケットに温水又は熱水を流して、温度３５℃になるように調節する。
又、この活性化槽には攪拌機が付設していると共に、後述する固液分離から「酒母」の代替となる固形分の一部を帰還可能な配管が設けてある。
そして、この活性化槽では、撹拌機を起動して、１２時間程度撹拌して、固液分離槽からの酵母を活性化して、活性化物を得る。
このように、固液分離槽からの酵母を用いて、酵母を活性化することにより、酵母の補給を減少させることができる。
【００１３】
（醗酵工程）
次に、前記活性化槽で得られた活性化物を醗酵槽に移す。この醗酵槽は、ジャケット付き醗酵槽であり、温度を３０℃になるように温水又は熱水で調整する。又、この醗酵槽には攪拌機が付設してあり、ゆっくりした攪拌を維持しながら２〜３日かけて醗酵させ、この醗酵によって、エタノールが生成される。
【００１４】
（固液分離工程）
次に、前記エタノール含有の前記醗酵液を、遠心分離機（固液分離機）等によって分離し、固形分を種母として活性化槽に戻すことにによって、活性化槽に供給する種母は不要となる。尚、この固液分離は、沈殿装置等を介して行ってもよい。
【００１５】
（精製工程）
一方、液体を蒸留塔に供給し、頂部から排出のガスを冷却すると、エタノールが液化して分離でき、このエタノールは可燃液体となり種々の燃料源となる。
又、このエタノールの一部を分流器を介して液化槽に戻すことによって殺菌作用をなす。この液化槽に戻すエタノールの量は、殺菌作用を行える量であり、適宜選定する。
【００１６】
尚、前記各工程における条件は、原料等を考慮して適宜選定することはいうまでもない。又、前記各工程はバッチ式であるが、連続式で実施してもよい。又、前記液化槽、糖化槽等の温度、ＰＨ値、撹拌機の回転速度等の操業条件は、原料の種類によって異なり、適宜選定する。
又、前記液化工程、糖化工程、活性化工程及び醗酵工程は、１個の処理槽で構成してあるが、並列に複数個で構成してもよいし、直列に複数個で処理してもよい。
【００１７】
（実施例）
（イ）液化工程
原料としてのうどん（１２Ｋｇ）と水１８ｌ及び液化酵素１２ｍｌを液化槽に投入した後に、撹拌しながら、ＰＨを乳酸で「５．０」、温度を４５℃に維持しながら、２時間、液化して液化物を得る。
（ロ）糖化工程
前記液化物の全量と液糖化酵素６ｇを糖化槽に投入し、撹拌しながらＰＨの値を乳酸で「４．５」、温度を４０℃に維持しながら、２時間、糖化して糖化物を得る。
（ハ）活性化工程
前記糖化物と共に酵母エキス（１０〜１５ｇ）、及び、後述の遠心分離機で得た酵母を含有の固形分を活性化槽に投入し、撹拌しながら、温度３５℃で１２時間、酵母の活性化を図って、活性化物を得る。
【００１８】
（ニ）醗酵工程
前記活性化物を醗酵槽に移し、温度３０℃を維持し、攪拌しながら２〜３日、醗酵させる。
（ホ）固液分離工程
次に、容量５００ｍｌの遠心分離機に、前記醗酵液を投入し、６０００ｒｐｍで回転し、上澄み液を分離する工程を、約１０回繰り返す。又、この固形分を酒母として活性化槽に戻す。
（ヘ）精製工程
前記遠心分離機で得た液を、７段の蒸留塔（バブルキャップ式）で、バッチ蒸留し、頂部の冷却器で液体になったエタノール（９１〜９３度）を得た。
【００１９】
以上のように、原料（うどん等）を醗酵させて、可燃液体（エタノール）を得ることができる。
又、蒸留後に得たエタノールを液化槽に戻すので殺菌作用があるし、遠心分離機で分離された固形分を活性化槽に戻すので、酵母の補充が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】生ゴミから可燃液体を製造する方法の工程図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は生ゴミから可燃液体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生ゴミから可燃液体を製造する方法として、特開２００２−１４６３６９号公報がある。この方法は、強アルカリと生ゴミを混合撹拌して流動性分解物を生成し、強酸を混合撹拌して中性状態に戻して腐敗型の嫌気性細菌を繁殖させて腐敗型嫌気性醗酵を行う。そして、所定量の生石灰の粉末を混合して撹拌して、水分と可燃性ガスと微量の微粉末が混じり合った高温ガスを回収し、この高温ガスを冷却液化して微粉末を除去して可燃性液体（アセトンとイソプロピルアルコール）を得る。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４６３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のような方法で、生ゴミを処理してアルコールを得る方法であるが、本願は他の方法で生ゴミを醗酵させて可燃液体を製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、液化分解と糖化分解を分けて行うことにあり、先ず、炭水化物を多量に含有の原料と液化酵素を液化槽に投入して液化物を得る。そして、その液化物と糖化酵素を糖化槽に投入して糖化物を得る。その後、前記糖化物を醗酵させた後に得られる醗酵物を固液分離し、その液体を蒸留して可燃液体を得る。
又、請求項２の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、炭水化物を多量に含有の原料に対し、液化酵素で液化物を得て、その液化物を糖化酵素で分解して糖化物を得る。次に、その糖化物と固液分離した後の固形分と酵母エキスを活性化槽に投入し、活性化槽を撹拌して固形分に含まれる酵母を活性化した活性化物を得る。そして、その活性化物を醗酵し、その醗酵物を固液分離した後の液体を蒸留して可燃液体を得る。
請求項３の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、固液分離機で得られる固形分を活性化槽に戻すものである。
又、請求項４の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、蒸留して得た可燃液体を液化槽に供給することによって殺菌作用をする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、液化分解と糖化分解を分けて行うことによって、糖化酵素の使用量を減少させることができる。
請求項２の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、液化分解と糖化分解を分けて行うことによって糖化酵素の使用量を減少させることができると共に、酵母の活性化によって、醗酵槽でのアルコール醗酵速度を上げることができる。
請求項３の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、酵母の再活性化により、補給酵母を減少させることができる。
又、請求項４の生ゴミから可燃液体を製造する方法は、蒸留して得た可燃液体を糖化槽に供給することによって殺菌作用をする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
生ゴミを醗酵させて可燃液体を製造する方法のプロセスを図１を参照して説明する。
本発明では、液化工程では液化酵素を、糖化工程では糖化酵素をと、工程を区別することによって、糖化酵素の使用量の減少を図っている。
即ち、炭水化物を多量に含有の原料を液化酵素で分解すると、糖まで分解する割合は少ない。一方、糖化酵素を使用すると、液化と糖化を行い、糖まで分解する割合は多い。しかし、糖化酵素は液化酵素に比してコスト高であるので、糖化酵素の減少を図るために、前段で液化分解を、後段で糖化分解を行っている。
【０００８】
（液化工程）
原料となる生ゴミには、炭水化物を多量に含有のうどん、そば、中華麺、米飯等がある。
そして、予め決められた所定量の前記原料の他、水及び液化酵素を液化槽に投入し、バッチ式で、この液化槽で液化して液化物を得る。
尚、前記うどん、そば等の原料は含有水分量が異なるため、同じデンプン量となるように、前記供給する水量で調整する。
【０００９】
前記液化槽はジャケット付き容器であり、ジャケットに温水（又は熱水）を流して、投入物（原料及び液化酵素等）の温度が、設定温度になるように温水の流量調整をする。
又、原料のＰＨ値は、例えば、４〜７であり、液化槽に備えてあるＰＨ調節計のＰＨ値を「５．０」に設定し、前記原料を投入の液化槽のＰＨ値を乳酸の供給量で調整する。
又、この液化槽には撹拌機が付設してあり、投入された原料の生ゴミと酵素を撹拌機で混合する。尚、この液化槽には、後述する蒸留塔から「可燃液体（エタノール）」の一部を帰還可能な配管が設けてある。
【００１０】
この液化槽に生ゴミを投入すると共に、生ゴミの量に対して所定量の液化酵素を投入する。そして、撹拌機を起動して、この撹拌機によって前記生ゴミ等を混合しながら、乳酸によってＰＨを設定値「５．０」になるように制御すると共に、温水又は熱水で、温度の設定値「４５℃」となるように制御し、約２時間かけて液化させる。
尚、この液化槽には、後述の分流器からの「エタノール」を投入することによって、殺菌作用で雑菌汚染を防除できる。
【００１１】
（糖化工程）
次に、この糖化は糖化槽で実施し、前記液化槽で作成の液化物と糖化酵素を投入する。そして、この糖化槽に付設の撹拌機を起動し、撹拌機で液化物と糖化酵素を混合しながら、ＰＨを乳酸で「４．５」に、温度を温水又は熱水で「４０℃」になるように制御し、約２時間かけて糖化させる。
以上のように、本発明では、液化工程と糖化工程と、区別して分解することによって、糖化酵素の使用量の減少を図っている。
【００１２】
（活性化工程）
この活性化工程は、活性化槽で実施し、この活性化槽に、前記糖化槽で作成の糖化物と後述する固液分離槽からの酵母を含む固形分と共に、酵母エキスを投入する。
尚、この活性化槽は、ジャケット付き槽であり、ジャケットに温水又は熱水を流して、温度３５℃になるように調節する。
又、この活性化槽には攪拌機が付設していると共に、後述する固液分離から「酒母」の代替となる固形分の一部を帰還可能な配管が設けてある。
そして、この活性化槽では、撹拌機を起動して、１２時間程度撹拌して、固液分離槽からの酵母を活性化して、活性化物を得る。
このように、固液分離槽からの酵母を用いて、酵母を活性化することにより、酵母の補給を減少させることができる。
【００１３】
（醗酵工程）
次に、前記活性化槽で得られた活性化物を醗酵槽に移す。この醗酵槽は、ジャケット付き醗酵槽であり、温度を３０℃になるように温水又は熱水で調整する。又、この醗酵槽には攪拌機が付設してあり、ゆっくりした攪拌を維持しながら２〜３日かけて醗酵させ、この醗酵によって、エタノールが生成される。
【００１４】
（固液分離工程）
次に、前記エタノール含有の前記醗酵液を、遠心分離機（固液分離機）等によって分離し、固形分を種母として活性化槽に戻すことにによって、活性化槽に供給する種母は不要となる。尚、この固液分離は、沈殿装置等を介して行ってもよい。
【００１５】
（精製工程）
一方、液体を蒸留塔に供給し、頂部から排出のガスを冷却すると、エタノールが液化して分離でき、このエタノールは可燃液体となり種々の燃料源となる。
又、このエタノールの一部を分流器を介して液化槽に戻すことによって殺菌作用をなす。この液化槽に戻すエタノールの量は、殺菌作用を行える量であり、適宜選定する。
【００１６】
尚、前記各工程における条件は、原料等を考慮して適宜選定することはいうまでもない。又、前記各工程はバッチ式であるが、連続式で実施してもよい。又、前記液化槽、糖化槽等の温度、ＰＨ値、撹拌機の回転速度等の操業条件は、原料の種類によって異なり、適宜選定する。
又、前記液化工程、糖化工程、活性化工程及び醗酵工程は、１個の処理槽で構成してあるが、並列に複数個で構成してもよいし、直列に複数個で処理してもよい。
【００１７】
（実施例）
（イ）液化工程
原料としてのうどん（１２Ｋｇ）と水１８ｌ及び液化酵素１２ｍｌを液化槽に投入した後に、撹拌しながら、ＰＨを乳酸で「５．０」、温度を４５℃に維持しながら、２時間、液化して液化物を得る。
（ロ）糖化工程
前記液化物の全量と液糖化酵素６ｇを糖化槽に投入し、撹拌しながらＰＨの値を乳酸で「４．５」、温度を４０℃に維持しながら、２時間、糖化して糖化物を得る。
（ハ）活性化工程
前記糖化物と共に酵母エキス（１０〜１５ｇ）、及び、後述の遠心分離機で得た酵母を含有の固形分を活性化槽に投入し、撹拌しながら、温度３５℃で１２時間、酵母の活性化を図って、活性化物を得る。
【００１８】
（ニ）醗酵工程
前記活性化物を醗酵槽に移し、温度３０℃を維持し、攪拌しながら２〜３日、醗酵させる。
（ホ）固液分離工程
次に、容量５００ｍｌの遠心分離機に、前記醗酵液を投入し、６０００ｒｐｍで回転し、上澄み液を分離する工程を、約１０回繰り返す。又、この固形分を酒母として活性化槽に戻す。
（ヘ）精製工程
前記遠心分離機で得た液を、７段の蒸留塔（バブルキャップ式）で、バッチ蒸留し、頂部の冷却器で液体になったエタノール（９１〜９３度）を得た。
【００１９】
以上のように、原料（うどん等）を醗酵させて、可燃液体（エタノール）を得ることができる。
又、蒸留後に得たエタノールを液化槽に戻すので殺菌作用があるし、遠心分離機で分離された固形分を活性化槽に戻すので、酵母の補充が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】生ゴミから可燃液体を製造する方法の工程図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭水化物を多量に含有の原料と液化酵素を液化槽に投入して液化物を得て、
その液化物と糖化酵素を糖化槽に投入して糖化物を得て、その後、前記糖化物を醗酵させた後に得られる醗酵物を固液分離し、その液体を蒸留して可燃液体を得る生ゴミから可燃液体を製造する方法。
【請求項２】
炭水化物を多量に含有の原料と液化酵素を液化槽に投入して液化物を得て、
その液化物と糖化酵素を糖化槽に投入して糖化物を得て、その糖化物と固液分離した後の固形分と酵母エキスを活性化槽に投入し、活性化槽を撹拌して固形分に含まれる酵母を活性化した活性化物を得て、
その活性化物を醗酵し、その醗酵物を固液分離した後の液体を蒸留して可燃液体を得る生ゴミから可燃液体を製造する方法。
【請求項３】
固液分離した後の固形分を前記活性化槽に戻す請求項２の生ゴミから可燃液体を製造する方法。
【請求項４】
蒸留して得た可燃液体を液化槽に供給する請求項２又は請求項３の生ゴミから可燃液体を製造する方法。
【請求項１】
炭水化物を多量に含有の原料と液化酵素を液化槽に投入して液化物を得て、
その液化物と糖化酵素を糖化槽に投入して糖化物を得て、その後、前記糖化物を醗酵させた後に得られる醗酵物を固液分離し、その液体を蒸留して可燃液体を得る生ゴミから可燃液体を製造する方法。
【請求項２】
炭水化物を多量に含有の原料と液化酵素を液化槽に投入して液化物を得て、
その液化物と糖化酵素を糖化槽に投入して糖化物を得て、その糖化物と固液分離した後の固形分と酵母エキスを活性化槽に投入し、活性化槽を撹拌して固形分に含まれる酵母を活性化した活性化物を得て、
その活性化物を醗酵し、その醗酵物を固液分離した後の液体を蒸留して可燃液体を得る生ゴミから可燃液体を製造する方法。
【請求項３】
固液分離した後の固形分を前記活性化槽に戻す請求項２の生ゴミから可燃液体を製造する方法。
【請求項４】
蒸留して得た可燃液体を液化槽に供給する請求項２又は請求項３の生ゴミから可燃液体を製造する方法。
【図１】
【公開番号】特開２００６−３２５５１８（Ｐ２００６−３２５５１８Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５５６４８（Ｐ２００５−１５５６４８）
【出願日】平成１７年５月２７日（２００５．５．２７）
【出願人】（３９００１７３７４）名古屋コンテナー株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２７日（２００５．５．２７）
【出願人】（３９００１７３７４）名古屋コンテナー株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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