| 【発明の名称】 |
ポルフィランの量産方法と製造装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】結城 一志
【氏名】沖 千嘉之輔
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥した板海苔や、淡水洗い後脱水して乾燥した海苔原藻を蒸煮して乾燥するポルフィラン用原料海苔の製法と保存方法。
【請求項２】
ポルフィラン製造の第一工程は、[請求項１]に記載した方法で保存していた原料海苔を、水にさらし多糖以外の夾雑物を洗い出して除去し、多糖を含有する残渣を得る夾雑物除去工程である。
第二工程は、夾雑物を除去した残渣を温水中に投入し、温度を保ちながら攪拌を続けポルフィラン抽出液を得る抽出工程である。
第三工程は、抽出液と固形残渣を篩い分け、固形残渣を搾り残存抽出液を回収して、篩分した抽出液と一緒に濾過をする工程である。
抽出液を搾り取った固形残渣は[請求項１]に記載した乾燥装置で乾燥し、袋詰めして飼肥料製品とする。
第四工程は、抽出液を濃縮する工程である。
第五工程は、濃縮した抽出液から微小な不純物を透析で分別除去する工程である。
又はこの工程での分別除去方法が透析法ではなく、公知の方法の、少量の酢酸緩衝液や塩を加えた後、濃縮抽出液とほぼ等容積のアルコールを添加して沈殿分別する工程でもよい。
第六工程は、乾燥工程で常法の温風での通気乾燥・噴霧乾燥や真空凍結乾燥で実施する乾燥工程である。
以上の６工程で製造するポルフィランの製造方法。
【請求項３】
第四工程で濃縮した抽出液を、袋・瓶に充填して加熱滅菌を施し、食品の増粘材・気泡材・保健食素材、その他入浴剤添加物・保湿材とする粗ポルフィランとその製造方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、未利用海苔から産業的に価値があるポルフィランと飼・肥料を産出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、環境汚濁や悪臭で課題が多かった廃棄海苔にも多くの有効成分のポ
ルフィランや飼・肥料の原料が存在することが知られていた。
特にポルフィランは学問的にその製法や物性に関する研究は確立しているが、産業的に大量製造する方法は未開発である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７１９２号公報（特許請求の範囲その他） この技術によると海苔などの葉体を３０〜１００μｍの範囲に粉砕する工程。２次に８〜１２％の含水エチルアルコールを原料海苔粉末の３５０〜４５０倍もの多くを使用して洗浄する工程。 ３洗浄後濾過をした残渣を熱水抽出し、ポルフィラン含有濾液を得て、この濾液を濃縮する工程。 ４.３で得た濃縮液に塩酸や乳酸のアルカリ金属塩等を添加し、エチルアルコールを徐々に加えて分別沈殿しポルフィランを得る工程。 ５含水ポルフィランを凍結乾燥等で乾燥してポルフィラン製品にする工程。以上の工程で製造する技術が示されている。 その他、特開平１０−６００２。特開平１１−３１０６０３。なども研究室段階での新技術である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
未利用海苔の海洋投棄や焼却が厳しく禁止されている今日、この投棄や焼却海苔を有効活用して価値を生み出す技術の開発は、業界が求めている最大の課題であり、本発明はこの課題を解決する。
【０００５】
特開２００４−２７１９２の問題は
において「原料海苔を微粉砕し」と述べているが、製粉設備の購入費が高価で設置場所、オペレーターの工費、光熱費などを計算すると高価な原価になる。
２で４５０倍もの含水エチルアルコールで洗浄すると記載されているが、
１Ｋｇのポルフィランの製造に要するエチルアルコールの費用はほぼ２０万円にも達する。
アルコールの飛散による環境汚染を解決する策がとられていない。
８０％蒸留回収しても略４万円の原価上昇となり産業としては不向きである。
【０００６】
３洗浄後の濾過、抽出残渣の濾過等固液分離工程で、微細紛海苔が濾材に目詰まりする問題があり、その回復方法が解決されていない。遠心分離法で処理する汎用の装置があるが、精密で高価すぎて不向きである。
４濾液を濃縮する工程において実験室用のロータリーエパポレーターが例示されているが、汎用性の高い実験室用装置では数トン処理する産業用には容量不足であり高価すぎる。
「濃縮液に塩酸や乳酸のアルカリ金属塩等を添加し、エチルアルコールを徐々に加えて分別沈殿したポルフィランを得る」とあるが、特に食品・化粧料には化学薬品の添加が嫌われている今日、このような工程で製造された製品は市場性がない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本発明は産業的経済効果をあげるため、収率にこだわらず、原料海苔の２５％程度のポルフィランの製造を目標とした。
基本的にエチルアルコールをはじめ工業薬品的な物をできるだけ使用しない技術である。
【０００８】
課題解決の手段を具体的に説明する。
廃棄するしかない未利用原藻から異物を除去して、淡水で洗浄し通気乾燥して乾燥バラ海苔にする。
この乾燥は当発明の発明者が開発した乾燥装置「乾燥海苔フレーク製造装置」(特開２００２−２０９５６０)を使用すると格安に乾燥できる。
【０００９】
この乾燥装置の概要を第１図に示し説明する。
原料の投入部（Ａ）で投入した原藻は、送風機（Ｆ）で送るヒーター（７）で加熱した温風と一緒に旋回気流乾燥部（Ｂ）へ入り、ここで乾燥して乾燥製品分離部（Ｃ）へ入る。
分離した乾燥原藻は製品受け（Ｅ）へ入り、湿った乾燥空気は空気調整部（Ｄ）で新鮮空気へ熱エネルギーを受け渡して屋外へ排気する。
以上原藻の乾燥について記載した。この装置は蒸煮した原料海苔の乾燥にもそのまま使用する。
【００１０】
[請求項１]に記載した蒸煮乾燥する板海苔や原藻の保存方法について説明する。まず板海苔は切手大に断裁しておく。コンベアー（１）は耐熱性の網で構成し下方の蒸気噴出口（２）から蒸気が噴射している。
コンベアーに乗せた切手大の海苔や乾燥原藻は投入部への移送中に蒸煮が終了し、旋回気流乾燥部で乾燥してポルフィラン用原料海苔ができる。
酸化防止剤を同封し密封して原料海苔が完成する。
この原料海苔は蒸煮する工程で自己消化酵素が完全に失活し、水分３％程度まで乾燥しているので常温で３年間ほどの長期保存が可能になっている。
【００１１】
[請求項２]の全工程を図２に示す。
第一工程（夾雑物除去）
蒸煮した海苔の表面は多糖が固化していて、常温水や冷水ではポルフィランは微量しか溶失しない。長期間の保存中に付着したほこりや汚れを洗い流してもポルフィランの損失は微量である。
蒸煮した原料海苔を洗浄・抽出槽（３）に入れ常温の水をそそぎ、すすぎ洗いをする。そのまま弁（４）を開き汚れ水を排水する。
次に弁を閉じて水道水を入れて浸漬する。
静かに少量の常温水を注ぎ溢れさせ続け略一晩放置すると、固化した表層のポルフィランが透析膜の働きをして細胞内部の夾雑物が溶けだし、ポルフィランを含有した残渣が残る。
【００１２】
この工程では、水だけで洗浄するためエチルアルコールは全く不要である。さらに夜間放置してこの工程は完了するため人権費は無料でコスト安である。水を溢れさせ続けいるため夾雑物は残存せず、ろ過作業も不要である。
この工程で残留した夾雑物は次工程の抽出工程でも残渣内に停滞し抽出液中に溶け出ない。
【００１３】
第二工程（抽出）
この工程は保温のため封じた槽内は、ボイラー（１７）からの温水を温水ポンプ（２７）循環し、７０〜８０℃に保ち攪拌羽根（２１）を回転させながら放置する。
この工程も無人で処理するため人権費は節減されている。
高温すぎてポルフィランの特徴をなくすオートクレーブなどでの措置は無用である。残渣に停滞していた夾雑物は飼肥料の価値を高める。
【００１４】
第三工程（濾過）
この工程での抽出済み固形物は微粉砕していない海苔であるため、容易に濾過をすることができる。
固形物に残存している抽出液の絞り取りも、遠心分離機（２８）で簡単に処理できる。精密濾過は抽出液が透明になるまで行うが、織り目が小さい布で処理し、濾過した布は洗濯で再生が可能で繰り返し使用できる。
当然この工程はデカンターなどの汎用の遠心分離機での処理も可能である。
【００１５】
第四工程（濃縮）
図３にこの濃縮工程に使用する装置を示し説明する。
濃縮槽（５）内を水が７０℃以下で沸騰する気圧まで減圧する。減圧は高圧ポンプ（２９）で圧送する水でアスピレーター現象の減圧手段（９）で行う。
上部に凝縮器（６）を配備し、冷水ポンプ（７）を作動し冷却機（３０）で冷した水を循環する。ドレン盤（８）で受けた凝縮水は減圧手段の吸引管を介して濃縮槽外へ排水する。
濾過した抽出液は濃縮槽へ移送し、ポルフィランが変質しない７０℃程度まで加熱する。加熱はボイラー（１７）からの温水を、温水ポンプ（２７）で外槽（１５）と内槽（１６）の間隙部分へ循環させて行う。
槽内の抽出液は攪拌機（３１）で、満遍なく略１／１０まで濃縮する。
この濃縮液はそのまま食品の増粘材、胃酸過多症や便秘症の保健食として、
販売することもできる。
【００１６】
第五工程（透析）
ポルフィランの含有率９０％以下のポルフィラン製品を製造する場合は、この工程を省き濃縮液を常法の噴霧乾燥や凍結真空乾燥で粉末製品にする。 含有率９０％以上の製品を製造する場合は透析処理を施す。
透析処理の略図を図４に示し説明する。
筒状の透析水槽（１０）の内側に間隔をあけて、透析膜（１１）を脱着自在に貼り付けた金網筒（１２）を取り付けている。金網筒の芯に回転羽根（１３）を装備している。
水を入れた槽の筒芯と同芯に、透析膜を貼り付けた金網筒に濃縮液を入れ、
回転羽で攪拌している。
槽と金網筒との間に水を注ぎつづけ溢れ口（１４）から排水する。
【００１７】
特開２００４−２７１９２に記載してあるエチルアルコールでの分別沈殿で除去される不純物は、この透析工程で完全に除去することができる。
又沈殿を促進する目的で添加する「濃縮液に塩酸や乳酸のアルカリ金属塩等」は添加せず、無添加のポルフィランを得ることができる。
さらに沈殿したポルフィランには、添加しないので塩の存在も皆無である。
ただし短期間で製造するときは、公知のアルコール沈殿法で分別しても良い。
【００１８】
第六工程（乾燥）
この工程での乾燥方式は常法の噴霧乾燥が最適である。
濃縮液は高粘性であるため、霧状に噴出するノズルが詰まる問題がある
が、８０℃の品温に耐えるポルフィランの特性を生かし、２流体ノズルを装備した噴霧乾燥装置を採用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施例１
平成１４年２月、収穫した板海苔を切手大に裁断して蒸煮・乾燥し室温で保存していたフレーク状海苔４Ｋｇを原料として製造したポルフィランの工程を図２により説明する。
製造着手日は平成１６年３月で原料海苔は、蒸煮加工して満２年経過して
いた。
【００２０】
第一工程（洗浄）
この工程で使用した洗浄・抽出槽（３）を図３に示し説明する。
内容積５００リットルの舟形水槽で、側面と底面は２重構造である。
加熱時には、この外槽（１５）と内槽（１６）の間には加熱手段のボイラー（１７）で加熱した温水を循環する。
底部には、漏斗状の網状フイルター（１８）を装備し、最底にはバルブ（１９）を介して残渣取出管（２０）へ接続している。
網状フイルターの下側には開口して、液を取り出す弁（４）を配置している。
内槽の下部に攪拌羽根（２１）を回転させる仕組みにしている。
上部側面に、流失防止網（２２）を介して排水する溢口(２３)を開口している。
【００２１】
フレーク状原料海苔４Ｋｇを洗浄・抽出槽(３)に投入し水道水をふりかけ攪拌せず手早く洗った。その後弁（４）を開き汚れ水を排水した。
排水が終了すると弁を閉じ、給水弁（２４）を開き水道水をそそぎ、洗った海苔を浸漬した。槽の底に配備したノズル（２５）から毎時２５０リットルの水道水を注ぎつづけた。溢れ水は槽に配備した流出防止金網（２２）を介し排水しつづけ、１０時間放置した。
夕方、夾雑物の残留がないことを確認して水道水の供給を止め「洗浄透析」の第一工程を終了した。
【００２２】
第二工程（抽出）
夾雑物を除去した残渣は、弁（４）を開き排水すると漏斗形の網状フイルター（１８）に濾しとられ槽内に残った。
その後、弁を閉じて、給水弁（２４）を開き水道水を２００リットル入れ、攪拌羽根（２１）を回転させた。
外槽（１５）と内槽（１６）の間にボイラー（１７）で加熱している温水をポンプ（２６）で循環させ、残渣と水の温度を７０℃に保って攪拌した。 一晩経過後、弁（４）を開き抽出液を取り出した。
【００２３】
第三工程(濾過)
残渣は金網濾過の後布袋に入れ遠心分離機で抽出液を搾り、前に取り出していた抽出液と合わせて精密濾過処理をした。
精密濾過処理は、織り目の緻密さで３段階の布袋を用意し、遠心分離機で
緻密な順に濾過をして透明な抽出液１４８リットルを得た。
絞った残渣は前にのべた「乾燥海苔フレーク製造装置」で乾燥し２，７７Ｋｇの飼料原料にした
【００２４】
第四工程（濃縮）
濃縮槽（５）は別に装備した減圧手段（２６）で略５００mmHgに減圧して、ボイラー（１７）で加熱し、水が７０℃で沸騰するよう設定した。
濃縮槽の上部に凝縮器（６）を配備し冷却装置で冷却した水｛１８℃｝を冷水ポンプ（２６）で循環した。
凝縮器からの凝縮水を受けるドレンは減圧手段からの管を分岐して吸引排水するように配管している。
濾過した抽出液を凝縮槽に吸引して作動し、８時間後５５リットルの濃縮した抽出液を得た。
【００２５】
第五工程（透析）
筒状の透析水槽（１０）の内側に間隔をあけて、透析膜（１１）を脱着自
財に貼り付けた金網筒（１２）を取り付けている。金網筒の芯に回転羽根（１
３）を装備している。
水を入れた透析槽の筒芯と同芯に、透析膜を貼り付けた金網筒に濃縮液を入れ、回転羽で攪拌した。
槽と金網筒との間に水を注ぎつづけ溢れ口（１４）から排水し放置し微細な不純物を除去し４９リットルの純粋なポルフィラン液を得た。
【００２６】
第六工程（乾燥）
純粋ポルフィラン液を３４０mm×２５０mm×高さ５０mmアルミ容器１０に分注して、−５０℃の冷凍庫で凍結した。つづいて真空度１．１Ｐａコールドとラップ温度−７０℃の真空凍結乾燥装置で乾燥し８００ｇのポルフィランを製造した。
【００２７】
実施例２
この項に示す実施例は平成１４年３月に収穫し、前記「乾燥海苔フレーク製造装置」で海苔原藻を蒸煮・乾燥して保存していたフレーク状バラ海苔を原材料としてポルフィランを製造した例である。
フレーク状海苔１０Ｋｇを原料として製造したポルフィランの工程を図２により説明する。
製造着手日は平成１６年３月で原料海苔は、養殖末期の色落ちした老化海苔原藻であった。
【００２８】
第一工程（洗浄）実施例１と同じ装置で作業し、洗浄・透析の浸漬も同じ１２時間とした。
溢れ水を薄層クロマトグラフィーで定性分析して、この工程でたんぱく質が主な夾雑物が除去されていることを確認した。
第二工程（抽出）も実施例１と同じ装置で処理したが、浸漬水の量を２倍の４００リットルとし８０℃に保ち一晩抽出をつづけた。
【００２９】
第三工程(濾過)は田辺製作所製デカンター｛ＺＬ−２｝で遠心分離して実施し３３０リットルの清澄な抽出液を得た。
第四工程（濃縮）実施例１と同装置で濃縮し、３０リットルまで濃縮した。
この濃縮液に少量の酢酸緩衝液を加えたのち、緩やかに攪拌しながら等容積のアルコールを加えてポルフィランの沈殿を生成させた。
液は蒸留してアルコールを回収した。
第六工程（乾燥）
当初は７5℃で加熱乾燥し、アルコールを気化分離し蒸留乾燥のあと、通気乾燥して２Ｋｇのポルフィランを製造した
【００３０】
「実施形態の効果」
・海苔を蒸煮し乾燥すると、冷凍・冷蔵しなくても２年間もの長期間保蔵ができた。
・蒸煮、乾燥した海苔は冷水または常温水に浸漬しても、ポルフィランの溶失が少ない、しかも蛋白などの夾雑物は溶失する。
・ポルフィランは、７０℃〜８０℃の温水で容易に溶け出す。
・エチルアルコールを添加せず、又は少量使って純度が高いポルフィランを格安に多量製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の蒸煮・乾燥装置を示す。
【図２】本発明の全工程を示す
【図３】本発明の主装置を示す
【図４】透析装置を示す
【符号の説明】
【００３２】
(Ａ) 原料海苔投入部 （Ｆ）送風機
（Ｂ）旋回気流乾燥部 （Ｃ）乾燥製品分離部
（Ｄ）空気調整部 （Ｅ）製品受け
（１）コンベアー （２）蒸気噴出口
（３）洗浄・抽出槽 （４）弁
（５）濃縮槽 （６）凝縮器
（７）ヒーター （８）ドレン盤
（９）減圧手段 （１０）透析槽
（１１）透析膜 （１２）金網筒
（１３）回転羽根 （１４）溢口
（１５）外槽 （１６）内槽
(１７) ボイラー （１８）フイルター
(１９) バルブ （２０）残渣取出管
（２１）攪拌羽根 （２２）流出防止網
（２３）溢れ口 （２４）給水弁
（２５）ノズル （２６）冷水ポンプ
（２７）温水ポンプ （２８）遠心分離機
（２９）高圧ポンプ （３０）冷却機
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１２３１９２
【氏名又は名称】沖 千嘉之輔
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| 【出願日】 |
平成１６年５月３１日（２００４．５．３１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００５−３４１８０６（Ｐ２００５−３４１８０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−１６１６４１（Ｐ２００４−１６１６４１） |
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