説明

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

【課題】
本発明は、焼却処理方式と比較して格段に安価な運転費用で、且つ公害問題や地球環境問題(CO発生)を発生させずに、BSE由来の異常プリオンを100%確実に不活化して、連鎖蓄積を完全に断つことを課題とする。
【解決手段】
本発明の装置は、前処理として特定危険部位や肉骨粉を水、又は温水、又は熱水と混合して湿式粉砕ないし微細粒化した後、そのまま処理温度503°K(230℃)、処理圧力2.78MPaA(28.53Kg/cmA)の亜臨界状態に移行して、1時間以内で異常プリオンを不活化処理するものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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。
【0009】
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/cmA)、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
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。
【実施例】
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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以下に低減されていると考えられる。
【0017】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0018】
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。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】図1は、全体のフローシートである。
【図2】図2は、全体の組立の上面図である。

【特許請求の範囲】
【請求項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、これら被処理物を水、又は温水又は熱水と混合して湿式粉砕ないし微細粒化させて反応槽へ輸送し、そのまま亜臨界状態に移行させて分解処理する工程を含む処理方法。
【請求項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。
【請求項3】
前記温水が40°〜60℃であり、前記熱水が70°〜95℃である請求項1に記載の処理方法。
【請求項4】
前記被処理物を事前に水、又は前記温水、又は前記熱水と混合させて湿式粉砕ポンプで湿式粉砕しながら、そのまま該湿式粉砕ポンプで反応槽まで輸送する前処理工程を含む請求項1〜3のいずれか一に記載の処理方法。
【請求項5】
粉砕サイズが、輸送配管の内径寸法(φ50mm〜φ80mm)以下とする請求項1又は4に記載の処理方法。
【請求項6】
湿式粉砕ポンプを1段、若しくは2段で使用し、且つワンパス粉砕、あるいは循環粉砕することで、被処理物を適宜のサイズへ調整することが可能な請求項1,4,5のいずれか一に記載の処理方法。
【請求項7】
前記湿式粉砕時の閉塞要因になりやすい表皮や筋、脂肪部位を容易に粉砕するために、温水、又は熱水を循環媒体として使用する請求項3又は4に記載の処理方法。
【請求項8】
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。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate


【公開番号】特開2006−43690(P2006−43690A)
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−189762(P2005−189762)
【出願日】平成17年6月29日(2005.6.29)
【出願人】(501203344)独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構 (827)
【出願人】(505127721)公立大学法人大阪府立大学 (688)
【出願人】(504255227)ニッシンエンジニアリング株式会社 (1)
【出願人】(591037373)三菱長崎機工株式会社 (12)
【Fターム(参考)】