| 【発明の名称】 |
液状食品の処理方法および処理装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】本田 克久
【氏名】岩切 良次
【氏名】川嶋 文人
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| 【要約】 |
【課題】液状食品の歩留まりを著しく低下させることなく、短時間で効果的に液状食品から残留性有機汚染物質を除去する。
【解決手段】魚油等の液状食品を収容した第一処理容器２内へ超臨界流体を供給すると、第一処理容器２内において超臨界流体が液状食品に接触する。これにより、液状食品中の残留性有機汚染物質の一部が超臨界流体により抽出され、液状食品から除去される。超臨界流体により処理された液状食品は、続いて、供給経路５を通じて第二処理容器４へ供給され、第二処理容器４内に充填された炭素系吸着材２３に接触する。これにより、液状食品中に残留している残留性有機汚染物質は、炭素系吸着材２３に吸着され、液状食品から除去される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状食品を超臨界流体により処理する工程と、
前記超臨界流体により処理された前記液状食品を炭素系吸着材により処理する工程と、
を含む液状食品の処理方法。
【請求項２】
液状食品を収容可能な第一処理容器と、
前記第一処理容器内へ超臨界流体を供給するための供給装置と、
炭素系吸着材が充填された第二処理容器と、
前記第一処理容器から前記第二処理容器に対して前記液状食品を供給するための供給経路と、
前記第二処理容器へ供給された前記液状食品を前記第二処理容器から排出するための排出経路と、
を備えた液状食品の処理装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品の処理方法および処理装置、特に、液状食品の処理方法および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
魚油などの動物性油、植物性油、動物性エキスおよび植物性エキスなどの液状食品は、加工食品材料として用いられている他、家畜類の飼料材料としても用いられており、各種の食品や飼料において不可欠なものとなっている。これらの液状食品は、魚介類、家畜類、野菜類および海草類などの各種の動植物を原料としているが、これらの原料は、環境中に存在する残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ：Persistent Organic Pollutants）による汚染を受けている可能性がある。残留性有機汚染物質は、ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン（ＰＣＤＤｓ）およびポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ）等のダイオキシン類、コプラナ型ポリ塩化ビフェニル（Ｃｏ−ＰＣＢｓ）等のポリ塩化ビフェニル類（ＰＣＢｓ）、ジクロロジフェニルトリクロロエタン（ＤＤＴ）、アルドリン、エンドリン、クロルデン、ヘプタクロル、マイレックス、トキサフェン並びにヘキサクロロベンゼン等の有機塩素化合物のような環境中で自然分解されにくく、所謂環境ホルモンとしての作用を示す可能性がある各種の有機物質の総称であり、人の健康の保護及び環境の保全を図ることを目的としたストックホルム条約（ＰＯＰｓ条約）において、国際的協調による廃絶、削減の対象になっている有害物質である。
【０００３】
このため、液状食品は、その原料に由来する残留性有機汚染物質を含む可能性があり、食品衛生上の観点から、そこから残留性有機汚染物質を除去する必要がある。そこで、特許文献１および２は、液状食品から残留性有機汚染物質を除去する方法を提案している。特許文献１に記載の方法は、活性炭を用いてドレッシング等の液状食品を処理している。これによれば、液状食品中の残留性有機汚染物質は、活性炭に吸着され、液状食品から除去される。また、特許文献２に記載の方法は、魚油等の液状食品を超臨界二酸化炭素により処理する工程を含んでいる。これによれば、液状食品中の残留性有機汚染物質は、超臨界二酸化炭素により抽出され、液状食品から除去される。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−７５７２３号公報
【特許文献２】特開２００３−９７７７公報
【０００５】
特許文献１に記載の方法は、液状食品に活性炭を添加して混合した後、液状食品から活性炭を分離しているため、液状食品を減少させることなく（すなわち、液状食品の歩留まりを高く維持しながら）、残留性有機汚染物質を短時間で除去することができる。ところが、この方法では、一部の種類の残留性有機汚染物質が活性炭に吸着されにくいため、当該種類の残留性有機汚染物質が液状食品中に残留する可能性がある。例えば、液状食品が残留性有機汚染物質としてダイオキシン類を含む場合、ＰＣＤＤｓおよびＰＣＤＦｓは液状食品から除去されやすが、Ｃｏ−ＰＣＢｓは除去されにくく、液状食品中に残留する可能性がある。したがって、この方法は、液状食品中の残留性有機汚染物質を効果的に除去できるものとは言い難い。
【０００６】
また、特許文献２に記載の方法は、液状食品中の残留性有機汚染物質全体を効果的に除去することができるが、処理完了までに長時間を要する。また、超臨界二酸化炭素による処理過程において、残留性有機汚染物質と共に液状食品の一部が廃棄されてしまうことになるため、処理後の液状食品が著しく減少する（すなわち、液状食品の歩留まりが著しく低下する）という不都合があり、効率が悪い。例えば、特許文献２に記載の方法で液状食品を処理し、残留性有機汚染物質の９０％以上の除去を達成しようとした場合、３〜４時間程度の長時間を要し、また、液状食品の歩留まりは約３０％になる。因みに、液状食品の歩留まりを７０％程度に維持した場合、残留性有機汚染物質の数十％程度が液状食品中に残留してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、液状食品の歩留まりを著しく低下させることなく、短時間で効果的に液状食品から残留性有機汚染物質を除去することにある。
【０００８】
本願において、ダイオキシン類の用語は、ダイオキシン類対策特別措置法（平成１１年法律第１０５号）第２条の規定に倣い、ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン（ＰＣＤＤｓ）およびポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ）に加え、コプラナーポリ塩化ビフェニル（Ｃｏ−ＰＣＢｓ）を含む意味として用いる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液状食品の処理方法は、液状食品を超臨界流体により処理する工程と、超臨界流体により処理された液状食品を炭素系吸着材により処理する工程とを含んでいる。
【００１０】
本発明の処理方法において、液状食品を超臨界流体により処理すると、液状食品に含まれる残留性有機汚染物質の一部は、超臨界流体により抽出され、液状食品から除去される。また、超臨界流体により処理された液状食品を炭素系吸着材により処理すると、液状食品中に残留している残留性有機汚染物質が炭素系吸着材に吸着され、液状食品から除去される。このように、この処理方法は、超臨界流体による処理と炭素系吸着材による処理とを組み合わせているため、液状食品中の残留性有機汚染物質全体を効果的に除去することができると共に、超臨界流体による処理のみを実施する場合に比べて処理時間を短縮することができ、液状食品の歩留まりを高めることができる。
【００１１】
本発明に係る液状食品の処理装置は、液状食品を収容可能な第一処理容器と、第一処理容器内へ超臨界流体を供給するための供給装置と、炭素系吸着材が充填された第二処理容器と、第一処理容器から第二処理容器に対して液状食品を供給するための供給経路と、第二処理容器へ供給された液状食品を第二処理容器から排出するための排出経路とを備えている。
【００１２】
本発明の処理装置において、液状食品を収容した第一処理容器内へ供給装置から超臨界流体を供給すると、第一処理容器内において超臨界流体が液状食品に接触する。これにより、液状食品中の残留性有機汚染物質の一部が超臨界流体により抽出され、液状食品から除去される。このようにして超臨界流体により処理された液状食品は、続いて、供給経路を通じて第二処理容器へ供給され、第二処理容器内に充填された炭素系吸着材に接触する。これにより、液状食品中に残留している残留性有機汚染物質は、炭素系吸着材に吸着され、液状食品から除去される。このように、この処理装置は、液状食品に対し、超臨界流体による処理と炭素系吸着材による処理とを連続して実施することができるので、液状食品中の残留性有機汚染物質全体を効果的に除去することができると共に、超臨界流体による処理のみを実施する場合に比べて処理時間を短縮することができ、液状食品の歩留まりを高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る液状食品の処理方法は、液状食品に対し、超臨界流体による処理と炭素系吸着材による処理とを組み合わせて実施しているため、液状食品の歩留まりを著しく低下させることなく、短時間で効果的に液状食品から残留性有機汚染物質を除去することができる。
【００１４】
本発明に係る液状食品の処理装置は、液状食品に対し、超臨界流体による処理と炭素系吸着材による処理とを連続して実施することができるため、液状食品の歩留まりを著しく低下させることなく、短時間で効果的に液状食品から残留性有機汚染物質を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照して、本発明に係る液状食品の処理装置の一例を説明する。図において、処理装置１は、第一処理容器２、超臨界流体の供給装置３、第二処理容器４、供給経路５および排出経路６を主に備えている。
【００１６】
第一処理容器２は、耐圧容器であり、処理対象となる液状食品を収容するためのものである。
【００１７】
供給装置３は、加熱恒温槽１０、二酸化炭素供給装置１１および背圧調整器１２を主に備えている。加熱恒温槽１０は、第一処理容器２および後述する二酸化炭素供給経路１４の一部を加熱するためのものであり、第一処理容器２は、当該加熱恒温槽１０内に収容されている。
【００１８】
二酸化炭素供給装置１１は、液体二酸化炭素タンク１３と二酸化炭素供給経路１４とを主に備えている。二酸化炭素供給経路１４は、液体二酸化炭素タンク１３から延びており、液体二酸化炭素タンク１３側から冷却器１５、液体二酸化炭素タンク１３からの二酸化炭素を加圧しながら第一処理容器２内へ供給するためのポンプ１６および注入器１７をこの順に備えている。二酸化炭素供給経路１４は、加熱恒温槽１０内に収容された第一処理容器２の下部に接続されている。注入器１７は、第一処理容器２内へ供給する二酸化炭素に対し、液状食品からの残留性有機汚染物質の抽出を促進するためのエントレーナーを注入するためのものであり、エントレーナーの貯留タンク１８と、貯留タンク１８から延びかつ二酸化炭素供給経路１４に接続された、ポンプ１９を有する注入経路２０とを有している。ここで用いられるエントレーナーは、通常、液状食品の品質を損ないにくいもの、例えばエタノールである。
【００１９】
上述の二酸化炭素供給装置１１において、加熱恒温槽１０およびポンプ１６は、液体二酸化炭素タンク１３からの二酸化炭素が超臨界二酸化炭素（超臨界流体の一例）に変換されるよう、当該二酸化炭素をそれぞれ加熱および加圧可能な能力を有している。
【００２０】
背圧調整器１２は、第一処理容器２の上部から延びる廃棄経路２１に接続されており、当該廃棄経路２１からの超臨界二酸化炭素を減圧し、超臨界状態を解除するためのものである。廃棄経路２１は、第一処理容器２から背圧調整器１２へ排出する超臨界二酸化炭素の流量を調節するための圧力弁２２を有している。
【００２１】
第二処理容器４は、上部および下部に開口部を有するカラム状のものであり、内部に炭素系吸着材２３が充填されている。ここで用いられる炭素系吸着材２３は、残留性有機汚染物質の吸着能を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常、活性炭やグラファイト等である。炭素系吸着材２３は、粉末状や顆粒状等の粒子状のものであってもよいし、繊維状のものであってもよい。
【００２２】
供給経路５は、第二処理容器４に対して第一処理容器２から液状食品を供給するためのものであり、第一処理容器２の下部から延び、かつ、第二処理容器４の上部の開口部に連絡している。この供給経路５は切替弁２４を有しており、この切替弁２４には、窒素ガスタンク２５から延びる窒素ガス供給経路２６が連絡している。切替弁２４は、供給経路５を、閉鎖、第一処理容器２と第二処理容器４との連絡若しくは窒素ガス供給経路２６と第二処理容器４との連絡のいずれかに切替えるためのものである。
【００２３】
排出経路６は、第二処理容器４の下部の開口部から延びており、第二処理容器４へ供給された液状食品を排出するためのものである。
【００２４】
次に、上述の処理装置１を用いた液状食品の処理方法を説明する。先ず、第一処理容器２内に、処理対象となる液状食品を収容する。ここで、処理対象となる液状食品は、炭素系吸着材２３が充填された第二処理容器４を通過可能な性状を有する液状の食品であれば、種類が特に限定されるものではないが、例えば、魚油などの動物性油、植物性油、動物性エキスおよび植物性エキスなどである。
【００２５】
次に、切替弁２４を閉鎖した状態で加熱恒温槽１０を加熱し、また、二酸化炭素供給経路１４へ液体二酸化炭素タンク１３から二酸化炭素を供給する。二酸化炭素供給経路１４へ供給された二酸化炭素は、冷却器１５において冷却され、さらにポンプ１６により加圧されながら、かつ、加熱恒温槽１０内で加熱されながら、第一処理容器２内へ連続的に供給される。この際、ポンプ１９を併せて作動させ、貯留タンク１８内のエントレーナーを注入経路２０を通じて第一処理容器２へ供給中の二酸化炭素に注入する。
【００２６】
第一処理容器２内へ供給された二酸化炭素は、超臨界二酸化炭素になり、第一処理容器２内に収容された液状食品に接触する。この結果、液状食品に含まれる残留性有機汚染物質の一部は、超臨界二酸化炭素により抽出される。この際、超臨界二酸化炭素は、エントレーナーを含むため、液状食品から残留性有機汚染物質をより効果的に抽出する。そして、残留性有機汚染物質を抽出した超臨界二酸化炭素は、液状食品の一部と共に第一処理容器２から廃棄経路２１を通じて背圧調整器１２へ排出され、そこで減圧される。この結果、残留性有機汚染物質を抽出した超臨界二酸化炭素が気相と液相とに分離され、その液相は、廃棄経路２１からの液状食品と共に背圧調整器１２において貯留される。
【００２７】
この工程において、超臨界二酸化炭素の使用量は、通常、液状食品の重量Ｓ（ｇ）に対する超臨界二酸化炭素の全流量Ｆ（リットル）の比（Ｆ／Ｓ：以下、「溶媒流量」という）が少なくとも５０リットル／ｇになるよう設定するのが好ましい。溶媒流量が５０リットル／ｇ未満の場合は、液状食品から残留性有機汚染物質を効率的に抽出するのが困難になる可能性がある。一方、溶媒流量を５０リットル／ｇから高めていくと、液状食品からの残留性有機汚染物質の抽出量は増加するが、それに伴って液状食品そのものも廃棄経路２１を通じて排出されやすくなるので、処理後の液状食品の歩留まり（第一処理容器２内に残存している液状食品量／第一処理容器２内に仕込んだ液状食品量）が低下することになる。また、超臨界二酸化炭素の使用量も増加するため、不経済にもなる。処理後の液状食品の歩留まりの低下と、超臨界二酸化炭素の過度の消費とを抑制しつつ、液状食品から効果的に残留性有機汚染物質を除去するためには、通常、溶媒流量の上限は、１００リットル／ｇ以下に設定するのが好ましい。
【００２８】
また、上述のような超臨界二酸化炭素による液状食品の処理時間は、特に限定されるものではないが、通常、第一処理容器２において、液状食品の歩留まりが６０％以上、好ましくは７０％以上になるよう設定するのが好ましい。因みに、溶媒流量を上述の範囲に設定した場合、液状食品の歩留まりが７０％になるまでに要する処理時間は、通常、１〜２時間程度である。
【００２９】
次に、二酸化炭素供給経路１４に対する二酸化炭素の供給を停止し、また、第一処理容器２と第二処理容器４とが連絡するよう切替弁２４を切替える。これにより、第一処理容器２内の液状食品は、供給経路５を通じて第二処理容器４へ供給される。
【００３０】
次に、窒素ガス供給経路２６と第二処理容器４とが連絡するよう切替弁２４を切替える。これにより、窒素ガスタンク２５から窒素ガス供給経路２６を通じて第二処理容器４へ窒素ガスが加圧状態で供給される。そして、第二処理容器４へ供給された液状食品は、窒素ガスにより押されながら第二処理容器４内に充填された炭素系吸着材２３を通過し、排出経路６から排出される。この際、液状食品中に残留している残留性有機汚染物質、すなわち、超臨界二酸化炭素を用いた先の処理工程において除去されなかった残留性有機汚染物質は、炭素系吸着材２３に吸着し、液状食品から除去される。したがって、排出経路６から排出される液状食品を確保すれば、残留性有機汚染物質が実質的に除去された液状食品を得ることができる。
【００３１】
上述の形態の液状食品の処理方法において、背圧調整器１２に貯留された液状食品の回収を行う処理を追加してもよい。具体的には、まず背圧調整器１２に貯留された液状食品を取り出した後、エントレーナーを分離する。そして、このエントレーナーが分離された液状食品を新たに処理する液状食品と共に第一処理容器２内に収容して、上述の処理を施すようにする。このようにすると、液状食品の歩留まりをより高めることができる。
【００３２】
因みに、この形態に係る液状食品の処理方法は、ダイオキシン類による汚染が懸念される天然魚から採取される魚油の処理に用いると、特に効果的である。
【００３３】
上述の実施の形態では、超臨界流体として超臨界二酸化炭素を用いたが、超臨界二酸化炭素以外の超臨界流体、例えば、超臨界亜酸化窒素を用いた場合も本発明を同様に実施することができる。
【実施例】
【００３４】
比較例１
ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）を用いて予めダイオキシン類の含有量を測定した魚油を用意した。そして、容器内に当該魚油を２ｇ収容し、超臨界二酸化炭素により処理した。ここでは、二酸化炭素の加熱温度および圧力をそれぞれ６０℃および２８ＭＰａに設定し、超臨界二酸化炭素を生成させた。また、容器において、溶媒流量は５０リットル／ｇに設定した。超臨界二酸化炭素による魚油の処理は、魚油の歩留まりが約７０％になるまで実施した。これに要した処理時間は約１．４時間であった。
【００３５】
比較例２
比較例１において用いたものと同じ魚油２ｇを、粉末状活性炭を用いて処理した。ここでは、内径１ｃｍ、長さ５ｃｍのカラム内に市販の粉末状活性炭（関東化学株式会社製）２ｇを充填したものを用意し、このカラムの上部に魚油２ｇを添加した。そして、カラムの上部を窒素ガスで加圧し、魚油を通過させた。これに要した処理時間は約３０分であった。
【００３６】
実施例
比較例１において処理された魚油の全量を、比較例２において用いたものと同様の、粉末状活性炭を充填したカラムの上部に添加した。そして、カラムの上部を窒素ガスで加圧し、魚油を通過させた。これに要した処理時間は約３０分であった。
【００３７】
評価
各比較例および実施例において処理された魚油中に残留しているダイオキシン類量をガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）を用いて分析した。そして、処理前の魚油中に含まれていたダイオキシン類量に基づいて、ダイオキシン類の除去率を求めた。結果を表１に示す。表１において、ダイオキシン類は、ＩＵＰＡＣの基準に従って表示している。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１によると、比較例１は、魚油中に含まれていたＰＣＤＤｓ、ＰＣＤＦｓおよびＣｏ−ＰＣＢｓのいずれもが減少しているが、処理後の魚油中に多量のダイオキシン類が未だ残留しており、ダイオキシン類が効果的に除去されていない。この結果によると、比較例１においてダイオキシン類の除去率を高めるためには、魚油の歩留まりを犠牲にし、超臨界二酸化炭素による処理時間を大幅に延長する必要がある。
【００４０】
また、比較例２は、ＰＣＤＤｓおよびＰＣＤＦｓの除去率は比較的高いが、Ｃｏ−ＰＣＢｓの除去率が極めて低い。すなわち、比較例２は、ダイオキシン類の一部が魚油中に多量に残留していることになる。
【００４１】
これらの比較例に対し、実施例は、比較例１の場合と同様の歩留まりであるにも拘わらず、ダイオキシン類全体について高い除去率を示しており、ダイオキシン類が効果的に除去されている。しかも、実施例の処理に要した時間は、比較例１における処理時間の１．４時間を加えてもせいぜい２時間程度であり、短時間である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の一形態に係る処理装置の概略図。
【符号の説明】
【００４３】
１ 処理装置
２ 第一処理容器
３ 供給装置
４ 第二処理容器
５ 供給経路
６ 排出経路
２３ 炭素系吸着材
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１７５２７２
【氏名又は名称】三浦工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１６年３月３日（２００４．３．３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９８４１
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 恒彦
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| 【公開番号】 |
特開２００５−２４５２７１（Ｐ２００５−２４５２７１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年９月１５日（２００５．９．１５） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−５８７８５（Ｐ２００４−５８７８５） |
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