JPH088841B2 - 製餡廃水中の呈味成分回収法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は豆類を製餡する工場から排出される廃水を放
流するに先立って浄化処理を行なうとともに、廃水中に
含まれる有価物、特に呈味成分を回収する方法に関す
る。

（従来の技術） 従来より菓子、餅類、パン類あるいはインスタント食
品などの甘味食品等に用いられる餡類のうち例えばつぶ
餡を原料豆類より製造する方法としては、土砂、夾雑物
などを除去する洗浄工程、必要に応じて水中で煮沸する
一回乃至数回の渋切工程、引続きさらに充分軟化・膨潤
するまで水中で煮沸するまたは蒸煮する本煮熟工程を順
次経由した上、加糖・混練することが一般に行なわれて
いる。この方法において上記各工程から排出される廃水
は生物化学的酸素要求量（BOD）が著しく高い値を示
し、その汚染度ならびに含有主成分の一例を示せば第１
表の如くである。

また、所謂こし餡の製造法は、上記つぶ餡製法におけ
る本煮熟の後に、磨砕工程、固液分離工程および水中に
浸漬する一次晒し並びに二次晒し工程、フィルタ−プレ
スなどによる脱水工程を経て加糖・混練する。この際に
各工程から排出される廃水量並びに水質の典型例を第２
表に示す。

上記廃水はその高いBOD値に鑑み、環境保全の必要上
から例えば活性汚泥法など慣用の好気的生化学的処理を
施したうえで放流され、副生する余剰汚泥などの生汚泥
は直接脱水しコンポスト化または焼却などの処分に付し
ている現状にある。

しかしながら、固形分の多い直接脱水汚泥の燃焼には
厖大な熱エネルギーが消費されるなど、処理費用が嵩む
うえに、活性汚泥処理法は、莫大な設備投資と熱動力そ
の他の維持経費を要し、生産コスト上昇の主因をなして
いた。

また石油エネルギー危機が叫ばれて以来、省エネルギ
ー型でしかも有効活用可能性の見込まれるメタンガスを
生成する嫌気性消化法が見直されているが、この方法は
長大な処理時間を要するために設備が大型化し、従って
大きい設置空間を占めるという問題点が付帯する。

上述のような多くの問題点を抱えた廃水処理システム
の合理化は産業界の従来均しく渇望するところであっ
た。

一方、前記製餡廃水は、渋切工程および煮熟工程より
なる煮沸処理において原料豆より抽出された各種成分、
例えば第１表中に示した遊離アミノ酸やタンニン等を多
量に含有しており、それらの中には当然有価成分も含ま
れると思われるにも拘らず、その回収、有効利用は全く
等閑視されたまま廃水処理に付されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は、製餡工程の廃水処理システムの合理化
研究の過程で、廃水中に多量の有価物、特に原料豆の呈
味成分が含有されていることに着目し、その回収利用に
成功するとともに、かかる回収法を改良された廃水処理
工程に組込むことによって、廃水処理法の大幅な合理化
を達成し得たものである。

本発明の第一の目的は、製餡工場より排出される廃水
の合理化された処理システムを提供するにある。

本発明の第二の目的は、製餡工場廃水中の有価物、特
に呈味成分を回収するにある。

本発明の第三の目的は、原料豆特有の香味豊かな餡を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するための基本をなす本発明は、渋
切工程と煮熟工程とを含んでなる煮沸処理を施して豆類
を製餡するに際して、上記渋切工程および煮熟工程の少
なくとも一方より排出される廃水を限外濾過に付してそ
の透過液を回収することを特徴とする製餡廃水中の呈味
成分回収法である。

上記限外濾過によってその透過液中の遊離アミノ酸／
タンニン比率（以下A/T比という）は好ましくは少なく
とも1.5である。

また前記限外濾過は好ましくはアミノ酸阻止率40％以
下で且つタンニン阻止率60％以上の限外濾過膜を用いて
行なわれる。

本発明方法の好ましい態様においては、前記透過液に
さらに脱水工程を施して減容する。

かかる脱水工程は好ましくは逆浸透膜による濃縮であ
り、更に好ましくは逆浸透膜による濃縮とそれに続く乾
燥とよりなる。

また前記限外濾過に先立って予備的濾過により廃水中
の懸濁固形分を実質的に除去することは特に好適であ
る。

本発明方法を適用する廃水は本煮熟（以下、単に煮熟
という）工程より排出される煮熟廃水であることが効果
的である。

製餡原料の豆類としては最も普遍的で重要なものは小
豆である。

またかかる呈味成分回収法を製餡廃水処理システムの
一環に組み込んでなる本発明方法は、渋切工程と煮熟工
程とを含んでなる煮沸処理を施して豆類を製餡するに際
して上記渋切工程および煮熟工程の少なくとも一方より
排出される廃水を限外濾過に付してその透過液を回収す
るとともに保持液を生化学的消化工程に付すことにより
なる廃水処理システムに組込まれたことを特徴とする製
餡廃水中の呈味成分回収法である。

上記生化学的消化工程は嫌気性消化工程を含んでな
る。

以下に本発明方法の構成をその態様につき添付図面を
参照して詳述する。

本発明の基本をなす呈味成分回収法のフローシートを
第１図に示す。同図中、PFはプレフィルター、UFは限外
濾過膜、ROは逆浸透膜、またSDはスプレードライ工程を
それぞれ表わす。

本発明方法にいう製餡廃水とは、小豆、隠元豆、豌
豆、ウズラ豆など多種に及ぶ豆類を原料とする製餡工程
より排出されるものを含むが、以下の説明においては特
に代表的な小豆より製餡廃水について述べる。

本発明方法を適用する廃水は、煮沸処理廃水、すなわ
ち第１表中の渋切工程より排出されるものおよび煮熟工
程より排出されるものを共に含むことができ、A/T比
が、概ね１以下すなわち等量乃至タンニンリッチの状態
のものである。有価物回収効率の面からは煮熟廃水のみ
を処理することが最も望ましく、それに例えば渋切二回
目の廃水を混合すれば目的とする有価物を略々無駄なく
回収することができる。

本発明方法は、上述の廃水を限外濾過（UF）に付して
タンニンよりも遊離アミノ酸を過剰に含有する透過液を
得てそれを回数することよりなる。かかる限外濾過によ
って透過液中のA/T比を少なくとも約1.5となすことが好
ましく、その為にはアミノ酸阻止率40％以下で且つタン
ニン阻止率60％以上の限外濾過膜を適用することがよ
い。限外濾過は市販の限外濾過膜を備えた限外濾過器を
用いて加圧下に行なわれるが、上記阻止率を限外濾過膜
の分画分子量などの特性に応じて実験的に測定し、適宜
な性能を有する濾過器を選択する。例えば分画分子量6,
000〜30,000程度の濾過膜は好適に使用し得ることが実
験的に確認されている。市販の限外濾過膜のうちから代
表的製品の仕様と煮熟廃水中のアミノ酸阻止率とタンニ
ン阻止率とを第３表に示す。

前述のようにして得られたアミノ酸リッチな限外濾過
膜透過液は呈味増強成分を豊富に含有するのでそのまま
製餡工程へ戻して、加等混練直前の原料に添加するか、
または充填・包装して香味料として出荷する。

また、上記透過液はさらに脱水処理を施して成分濃度
を大とすることが好ましく、かかる脱水処理は公知また
は慣用の蒸留、蒸発等によることもできるが、熱エネル
ギーの節約および低沸点有用成分の揮散防止の観点か
ら、逆浸透膜（RO）による濃縮が最も望ましい。逆浸透
膜としては、塩阻止率が少なくとも70％程度のものであ
れば通常90％以上のアミノ酸阻止率を示し、上記濃縮の
目的に好適に使用される。

逆浸透膜保持液は呈味増強成分の濃縮エキス状でその
まま香味剤として使用可能であるが、それをさらに乾燥
して粉末状とすることにより、商品価値を著しく高める
ことができる。かかる乾燥は公知の手段を適宜に適用す
ることができ、就中、第１図に示したスプレイドライ
（SD）、凍結乾燥、真空乾燥などが好適である。

前記限外濾過に先立って図示の如く予備的濾過すなわ
ち平均孔径約10μｍ程度のプレフィルター（PF）を通し
て廃水中の夾雑物やSSなどを極力取除くことは、限外濾
過膜の効率維持に有効であり頗る好ましい。

次いで第２図は上述の基本的本発明方法を組み込んで
なる廃水処理システムの具体例を示すフローシートであ
る。

同図においてUF膜保持液は嫌気処理槽に導かれ、必要
に応じて晒し廃水と合体された上で、必要に応じ緩攪拌
下、温度約30〜60℃の範囲で嫌気性条件下に消化され
る。次いでそ他廃水、例えば、洗浄、渋切、晒し、脱水
等各工程の廃水と湊合されて活性汚泥法などによる公知
・慣用の好気性消化処理を受ける。これら嫌気性または
好気性の生化学的消化は状況によって何れか一方とする
ことができるが省エネルギー面および少量に濃縮された
UF保持液の消化効率面などを考慮すれば、少なくとも嫌
気性消化を適用することが経済的に最も有利である。ま
た嫌気性消化に際して有機物の分解に伴って発生するメ
タンガスは捕集して工程の熱源として利用し得る。

（作 用） 製餡廃水中に原料豆より熱水抽出された各種有機質成
分が含まれており、その中には、例えば強い収斂性の味
を呈するタンニンのような食感・風味に悪影響を及ぼす
嫌味成分と、原料豆特有の香味、滋味を与える遊離アミ
ノ酸を主体とする呈味成分とを多量に含有する。嫌味成
分の主体をなすタンニンは約600〜2,000の高い分子量を
示す一方、呈味成分のアミノ酸類の分子量は約一桁小さ
い。本発明方法において、A/T比が約１以下である主と
して煮熟廃水を含んでなる煮沸処理段階の廃水は、適宜
に選択された限外濾過膜の作用によって高分子量のタン
ニン等の嫌味成分が阻止されて保持液側に多く捕集され
透過液のA/T比は約1.5以上となり、呈味成分が効率良く
回収される。かかる呈味成分は逆浸透膜処理に付し、逆
浸透膜保持液を濃縮エキスとして採取し、またはさらに
乾燥脱水することにより著しく減容することができる。
また逆浸透膜は塩阻止率が高いため透過液は充分清浄化
され、工程への循環再使用を可能とする。さらに適宜孔
径のプレフィルターを設ければ、夾雑物、SS等を捕捉
し、限外濾過膜の良好な効率を長時間維持する作用があ
る。

上述のような呈味成分回収法を組み込んだ製餡廃水処
理システムにおいては、限外濾過膜保持液として減量濃
縮を受けた被処理液は、比較的小容量の嫌気処理槽中で
効率良く容易に消化されメタンガスを発生し、BOD値は
激減するため、そのまま放流可能であるが、他の廃水と
合体してさらに好気性処理に付し容易に浄化することも
できる。

（実施例） 以下に本発明方法を実施例についてさらに詳述する。

実施例１ 懸濁有機質固形分含量460mg/、遊離アミノ酸含量30
0mg/およびタンニン含量390mg/の小豆つぶ餡製造工
程の煮熟廃水を、第１図の工程フローシートに示す如
く、プレフィルター、限外濾過膜、逆浸透膜を順次通し
凍結乾燥を行なって乾燥粉末とした。

上記工程の実験装置の内容並びに規模は次の通りであ
った。

〔使用膜の性状〕

プレフィルター：平均孔径10μｍ UF膜：第３表に示したものから使用 RO膜:SC−Ｌ（東レ製，酢酸セルロース膜，塩阻止率70
％） 膜処理液より前述のごとくにして得た凍結乾燥粉末を
それぞれ生餡に添加して食し、呈味増強効果をパネリス
ト12名によるパネルテストにより評価した。評点は、粉
末を添加して小豆らしさが増強したとした者の比率で表
わした。

その結果を第３図に示す。同図から明らかなように、
プレフィルター透過液（A/T比:0.7〜1.0）の呈味増強効
果はさほど認められず、限外濾過膜透過液（A/T比＞1.
1）を添加した場合、小豆らしさの評価は高くなり、特
にA/T比1.5以上のものは顕著な呈味増強効果を示した。
また逆にUF膜保持液より得たタンニンリッチなものは負
の効果が現れた。すなわちタンニンを主体とする嫌味成
分が限外濾過膜でかなり阻止され、逆透過膜で遊離アミ
ノ酸を主体とする呈味増強成分が回収されているものと
認められる。また呈味効果の強さについては、A/T比が
大きく影響しており、その値の増大とともに効果も増す
ことが判明した。

実施例２ 容量３の嫌気処理槽に嫌気性菌固定化用担体として
多孔質セラミックスを装填し、煮熟廃水および晒し廃水
をそれぞれ処理した。その結果を第４表に示す。

処理条件は、高温槽温度55±２℃とした。上表から明
らかな通り、煮熟廃水の嫌気性処理は適宜に条件を選択
することによりHRT0.6日という短時間でBOD値を著しく
低減させることができ、この効果は濃縮減量された限外
濾過膜保持液で尚一層顕著となり、後続の好気処理を容
易化した。

（発明の効果） 本発明方法は叙上のような構成になり、優れた作用を
有するものであって、従来、徒らに廃棄していた製餡廃
水中に含まれる豊富な香味、滋味を有する呈味成分など
の有価物を回収し再利用することができ、特にその回収
に限外濾過膜を適用して、その濃縮に逆浸透膜を用いた
から、頗る安価に高い収率を以って有価物を取得し得
る。また限外濾過膜透過液として捕集した呈味成分をそ
のまま製餡工程に循環せしめて加糖・混練時に添加すれ
ば優れた香味・風味を具えた餡製品を提供することがで
きる。次いで、逆浸透膜で濃縮したエキスおよびそれを
さらに乾燥した粉末状呈味成分は、著しく減容され且つ
包装取扱いともに至便であるから、流通段階ならびに使
用に際し極めて好都合な商品価値の高い製品となる。さ
らにまた、限外濾過直前にプレフィルターを設けること
により限外濾過膜の効率を長時間良好に維持することが
できる。逆浸透膜透過液は再生水として製餡工程に循環
再使用し得るから節水効果もある。

このような顕著な効果を伴う呈味成分回収法を製餡廃
水処理システムに組込むことにより、煮熟廃水の効率的
嫌気処理が可能となり、嫌気処理設備の小型化が達成さ
れる。また嫌気処理により副生するメタンガスの利用の
みならずBOD値が著しく低下するために従来の好気処理
は極めて容易に進行し、好気処理施設も小型化が可能と
なり、余剰汚泥の減少による省エネルギー効果とも併せ
て、廃水処理システムの徹底した合理化が達成される。

このような廃水処理システム自体の合理化に加え、有
価物回収再利用による付加価値は、両々相俟って、大き
い経済的利益をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の基本工程フローシート、 第２図は、廃水処理システムに組込まれた本発明方法の
工程フローシートであり、また 第３図は、本発明方法の効果を例証するためのパネルテ
ストの結果を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 廣二 愛知県小牧市篠岡３丁目26番地の５ (56)参考文献 特開 昭48−88243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15662（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】渋切工程と煮熟工程とを含んでなる煮沸処
   理を施して、小豆、隠元豆、豌豆、ウズラ豆からなる群
   より選ばれた少なくとも１種の豆類を製餡するに際し
   て、上記渋切工程および煮熟工程の少なくとも一方より
   排出される廃水を限外濾過に付してその透過液を回収す
   ることを特徴とする製餡廃水中の呈味成分回収法。
2. 【請求項２】前記限外濾過により透過液中の遊離アミノ
   酸／タンニン比率（A/T比）を少なくとも1.5とする特許
   請求の範囲第１項記載の製餡廃水中の呈味成分回収法。
3. 【請求項３】前記透過液にさらに脱水処理を施す特許請
   求の範囲第１項記載の製餡廃水中の呈味成分回収法。
4. 【請求項４】渋切工程と煮熟工程とを含んでなる煮沸処
   理を施して、小豆、隠元豆、豌豆、ウズラ豆からなる群
   より選ばれた少なくとも１種の豆類を製餡するに際し
   て、上記渋切工程および煮熟工程の少なくとも一方より
   排出される廃水を限外濾過に付してその透過液を回収す
   るとともに、保持液を嫌気性消化工程を経て廃棄するこ
   とを特徴とする製餡廃水中の呈味成分回収法。