JPH10290977A - 生ゴミ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 骨を含む生ゴミを容易に分解処理することが
できる，生ゴミ処理方法を提供する。 【解決手段】 生物の骨格を形成している骨を含む生ゴ
ミ１を分解するための生ゴミ処理方法である。まず，骨
の中から灰分を除去する脱灰処理を行い，その後，生ゴ
ミに含まれる蛋白質を分解する分解処理を行う。分解処
理を行う前又は分解処理とともに骨に含まれる蛋白質を
変性させること，蛋白質の変性方法は生ゴミを加熱する
加熱処理，蛋白質変性剤を生ゴミに添加して蛋白質を変
性させる方法，アルカリ変性させる方法等を用いるこ
と，脱灰処理は，無機酸，有機酸，キレート剤等の脱灰
剤２を用いることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，生ゴミ処理方法に関し，特に，
生ゴミ中の骨の分解方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より，家庭や飲食店などから排出され
る生ゴミと称される有機性廃棄物を微生物を利用して分
解処理することが行われている。近年では，この微生物
を利用した生ゴミ分解装置が製品化されている。例え
ば，特開平４−４０８４号公報に開示されているよう
に，小型の処理槽と，該処理槽を有機性廃棄物の微生物
分解に適した環境に保持するための通気手段や温度制御
手段を備え，処理槽に投入された生ゴミを，炭水化物分
解酵素，蛋白質分解酵素，脂質分解酵素などの酵素群の
働きによって分解するものがある。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，生ゴミの中に
生物の骨が混入している場合がある。骨の成分は，一般
に，水分約３０重量％，脂質約２５重量％，蛋白質約２
０重量％，灰分約２５重量％であり，カルシウムなどの
灰分を多量に含む。この灰分は微生物により分解されに
くい。このため，生ゴミの中に骨が含まれている場合に
は，骨の分解が非常に困難である。そのため，処理槽の
中で生ゴミが分解されず，最終的には処理槽から生ゴミ
が溢れ出るおそれがあるという問題がある。

【０００４】特に，特開平７−２２７５８８号公報，特
開平８−６６６３９号公報ではディスポ−ザ−にて破砕
する方法が提唱されているが，この破砕方法は生ゴミを
見かけ上細かくしているだけで分解しているわけではな
い。そのため，これらの方法によっては，生ゴミが十分
に分解されず，処理槽内の生ゴミが溢れ出るという問題
は解決されていない。

【０００５】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，骨を
含む生ゴミを容易に分解処理することができる，生ゴミ
処理方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は，生物の骨格を形成してい
る骨を含む生ゴミを分解するための生ゴミ処理方法おい
て，まず，上記骨の中から灰分を除去する脱灰処理を行
い，その後，上記生ゴミに含まれる蛋白質を分解する分
解処理を行うことを特徴とする生ゴミ処理方法である。

【０００７】本発明において，生ゴミとは，家庭や飲食
店などから排出される有機性廃棄物をいい，この中には
一般に生物の骨格を形成している骨のほか，蛋白質，炭
水化物，脂質などの有機物，及び水分などが含まれてい
る。上記有機物の分解とは，１種の有機化合物が２種以
上のより簡単な化合物に変化することをいう。

【０００８】本発明の作用及び効果について説明する。
骨の組織は，非常に密度の高い結合組織である。そのた
め，表面の蛋白質は蛋白質分解酵素等により分解される
が，骨の内部の蛋白質は分解されにくい状態にある。そ
の理由は，骨の組織を形成しているリン酸カルシウム等
の灰分が蛋白質分解酵素等の進入を妨げるため，骨の内
部の蛋白質はほとんど分解されないためであると考えら
れる。

【０００９】そこで，本発明においては，先に脱灰処理
を行うことにより，リン酸カルシウム等の灰分を予め溶
出させて骨中の蛋白質が蛋白質分解酵素の作用を受け易
くする。その後，生ゴミに対して蛋白質分解酵素等を用
いて蛋白質分解を行う。これにより，骨の表面だけでな
く内部まで蛋白質分解酵素が入り込むことができ，骨全
体を分解することができる。

【００１０】また，蛋白質分解酵素は，骨に含まれる蛋
白質だけでなく，骨以外の生ゴミ成分に含まれる蛋白質
をも分解する。このため，生ゴミ全体を分解することが
できる。更に，分解後の蛋白質は低分子化して，溶液中
に溶出し，生ゴミの固形物のない状態にすることができ
る。

【００１１】また，従来の生ゴミ処理機では骨の分解は
ほとんど不可能であるため，注意書きで投入を禁止した
り，メンテナンスで２ヶ月〜６ヶ月毎に骨などの未分解
物を除去して対応している。しかし，本発明によれば，
骨を完全に分解することができるため，これらの問題を
解決することができる。また，脱灰処理後の生ゴミは分
解処理によって十分に分解することができるため，分解
処理の際に処理槽から生ゴミが溢れ出るという問題は生
じない。従って，本発明によれば，生ゴミを処理槽から
溢れ出させることなく，容易に分解処理することができ
る。

【００１２】次に，請求項２の発明のように，上記分解
処理を行う前には，上記骨に含まれる蛋白質を変性させ
ることが好ましい。これにより，骨の中の蛋白質の分解
が容易となる。その理由は，上記変性処理により，骨に
強度を与えている蛋白質の一種であるコラーゲンが変性
を受け，分解処理によって分解されやすいゼラチンにす
ることができるからである。

【００１３】また，請求項３の発明のように，上記分解
処理を行う際には，上記骨に含まれる蛋白質を変性させ
ながら，上記分解処理を行うことが好ましい。これによ
り，上記と同様に骨内部の蛋白質の分解が容易となる。
また，変性処理と分解処理を同時に行うことによって，
処理工程を短縮化することができる。

【００１４】次に，請求項４の発明のように，上記蛋白
質の変性方法は，上記生ゴミを加熱する加熱処理，蛋白
質変性剤を生ゴミに添加する変性剤添加方法，又は／及
びアルカリを生ゴミに添加するアルカリ添加方法である
ことが好ましい。これにより，容易に蛋白質を変性させ
ることができる。上記変性剤としては，例えば，尿素，
塩酸グアニジンなどを用いることができる。また，アル
カリ変性ではｐＨが１１以上である場合には変性効果が
大きいが，それ以下でもかまわない。

【００１５】次に，請求項５の発明のように，上記脱灰
処理は，無機酸，有機酸及びキレート剤のグループから
選ばれた１種又は２種以上を，上記生ゴミに添加するこ
とにより行うことが好ましい。これにより，脱灰処理を
容易かつ効率的に行う事ができる。

【００１６】次に，請求項６の発明のように，上記無機
酸は，塩酸であることが好ましいが，その他に硫酸，硝
酸等を用いることもできる。また，請求項７の発明のよ
うに，上記有機酸は，乳酸，蟻酸又は／及びクエン酸で
あることが好ましい。これにより，生ゴミのｐＨが４以
下になり，脱灰処理を十分に行うことができる。特に蟻
酸は非常に強力な酸であるため脱灰効果が高い。乳酸，
クエン酸は，生ゴミ中に一般に混在している乳酸菌等の
微生物の分泌物，果実類の酸の主成分である。そのた
め，脱灰処理においてこれらをそのまま用いるか又は積
極的に培養，添加することにより，容易に脱灰処理を行
うことができる。

【００１７】また，請求項８の発明のように，上記キレ
ート剤は，エチレンジアミン四酢酸であることが好まし
い。これにより，脱灰処理を効果的に行うことができ
る。

【００１８】また，請求項９の発明のように，上記分解
処理は，蛋白質分解可能な酵素又は微生物を用いて行う
ことがことが好ましい。これにより，コストや工数の低
減が可能になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施形態例１ 本発明の実施形態例は，図１，図２に示すごとく，生物
の骨格を形成している骨を含む生ゴミを分解処理する方
法である。まず，図１に示すごとく，骨の中から灰分を
除去する脱灰処理を行い（図１（ｂ）），次に生ゴミ中
の蛋白質を変性させ（図１（ｃ）），その後，生ゴミに
含まれる蛋白質を分解する分解処理を行う（図１
（ｄ））。

【００２０】以下，本例の生ゴミ処理方法の詳細につい
て説明する。まず，図１（ａ）に示すごとく，食用鶏の
骨を５ｍｍ角程度に割って生ゴミ１とした。次いで，図
１（ｂ）に示すごとく，０．１ｇの生ゴミ１を脱灰剤２
の中に入れて，２４時間静置することにより，脱灰処理
を行った。脱灰剤としては，０．５Ｍのエチレンジアミ
ン四酢酸（以下，ＥＤＴＡという。）の水溶液を用い
た。次に，図１（ｃ）に示すごとく，脱灰後の生ゴミ１
に６０℃３０分間の加熱処理を行って，生ゴミに含まれ
る蛋白質を熱変性させた。

【００２１】次に，図１（ｄ）に示すごとく，蛋白質変
性をした生ゴミを酵素溶液３に浸漬し，３７℃に保持し
て攪拌することにより，生ゴミの分解処理を行った。酵
素溶液は，０．０１Ｍの塩化カルシウムを含む０．０５
Ｍトリス塩酸緩衝液に，生ゴミの乾燥重量の１％トリプ
シンを溶解させて調製した。その結果，生ゴミ（骨）は
２４時間以内に完全に分解されて固形物残渣は残ってお
らず泥漿状態となった。

【００２２】また，脱灰処理から分解処理までの生ゴミ
の中の固形物（骨）の残存率を経時的に測定した。生ゴ
ミの中における固形物の残存率は，重量測定の方法によ
りもとめた。その結果を図２に示した。同図から知られ
るように，脱灰処理後には骨の６０％が溶解し，分解処
理後にはほぼ完全に骨が溶解したことがわかった。

【００２３】一方，比較のために，上記の方法とは逆に
生ゴミの処理を行った。即ち，生ゴミに加熱変性を行
い，次いで上記酵素溶液に２４時間浸漬，攪拌して蛋白
質の分解を行い，その後上記脱灰剤を用いて脱灰処理を
行った。この場合には，図３に示すごとく，生ゴミ
（骨）はあまり分解されず，固形物残渣が残っていた。
これらのことから，分解処理の前に脱灰処理を行うこと
により，骨などを含む生ゴミであっても容易にかつ効果
的に処理することができることが分かる。

【００２４】なお，生ゴミ中の蛋白質の変性は，６０℃
３０分間の加熱により行ったが，加熱温度を高くしても
よい。これにより，熱変性時間を短縮化する事ができ
る。また，酵素溶液は酵素が分泌された上清液として用
いたが，蛋白質分解酵素を分泌生産する微生物を含む培
養液をそのまま用いることもできる。

【００２５】実施形態例２ 本例においては，乳酸を用いて脱灰処理を行った後に，
微生物を用いて分解処理を行った。即ち，まず，実施形
態例１で用いた食用鶏の骨の５ｍｍ角片を生ゴミとして
準備した。次に，この生ゴミを１０％乳酸水溶液に２４
時間浸漬して，脱灰処理を行った。

【００２６】次いで，分解処理に用いる酵素溶液を，以
下のようにして準備した。即ち，Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｌ
ｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓをニュートリエントブロス
（Ｄｉｆｃｏ社製）で１日間培養し，その培養液を本培
養液（ペプトン：０．０５重量％，酵母エキス：０．０
２５重量％，スキムミルク：０．２重量％）の中に１重
量％となるように添加することにより植菌し，３７℃で
１日間培養した。

【００２７】次いで，培養液を遠心分離し，その上清を
採取した。この上清には，上記微生物から溶出した蛋白
質分解酵素が含まれている。この上清を，酵素溶液とし
た。次に，脱灰処理をした生ゴミを，上記酵素溶液の中
に入れ，５０℃で攪拌しながら分解処理を行った。生ゴ
ミは，約１５時間でほぼ完全に分解した。

【００２８】本例の生ゴミ処理方法においては，分解処
理の温度を５０℃と高くすることにより，蛋白質の熱変
性と分解とを同時に行うことができ，また分解速度を早
くすることができた。このことから，分解処理温度は，
酵素の至適温度に近くかつできるだけ高温で行うことが
好ましいことが分かる。また，分解処理は，生ゴミを攪
拌しながら行っているため，生ゴミと分解酵素との接触
機会が増えて分解速度が早くなった。

【００２９】実施形態例３ 本例においては，脱灰処理の方法について検討した。即
ち，脱灰剤として，１Ｎ塩酸水溶液，９９％酢酸水溶
液，１０％，９０％乳酸水溶液，０．５ＭのＥＤＴＡ水
溶液を用い，実施形態例１と同様の生ゴミ（５ｍｍ角片
の骨）について数日間脱灰処理を行った。時間経過にと
もなって，生ゴミ（骨）の残存率を測定した。その結果
を図４に示した。

【００３０】同図より知られるように，脱灰はほぼ１日
で完了した。また，生ゴミ中の灰分はほぼ二十数％であ
るのに対して，脱灰処理により７０％程度重量が減少し
た。このことから，脱灰と同時に脂質や低分子物質が溶
液中に溶出していることが分かる。

【００３１】実施形態例４ 本例においては，脱灰処理におけるｐＨの影響を調査し
た。脱灰剤としては，所定のｐＨとなるように調製した
塩酸水溶液（無機酸）と，乳酸水溶液（有機酸）を用い
た。生ゴミとしては，実施形態例１と同様の生ゴミ
（骨）を用いた。脱灰処理は，１日間，２日間とした。
脱灰処理後の骨の残存率を実施形態例３と同様の方法に
より測定した。その結果を図５に示した。

【００３２】同図に示すように，脱灰処理においてはｐ
Ｈが脱灰効果に対して大きな影響を及ぼすことが明らか
となった。即ち，脱灰剤として塩酸を用いる場合，ｐＨ
が低いほど脱灰効果は高い。一方，脱灰剤として乳酸を
用いる場合，ｐＨが極度に低いと粘性が高いため脱灰効
果は低いものの，所定のｐＨ以下において高い脱灰効果
を示した。このように，酸の種類によって脱灰処理に最
適なｐＨは異なるものの，ｐＨ４以下の条件下で脱灰処
理を行うことが望ましいことがわかる。

【００３３】また，脱灰剤としては，乳酸の他に酢酸，
ギ酸，クエン酸などの有機酸を用いることができる。こ
れらの有機酸は，工業的に製造された工業製品であって
も生体由来のものであってもかまわない。

【００３４】例えば家庭において本発明の生ゴミ処理方
法を使用する場合には，微生物が生産する乳酸を利用し
て微生物と骨とが接触するようにして脱灰処理を行うこ
とが好ましい。これにより，容易に脱灰処理を行うこと
ができる。この場合用いられる微生物としては，例えば
Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ａｒａｂｉｎｏｓｕｓ，
Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｆａｅｃａｌｉｓなど
があるが，乳酸を生産する微生物であればいずれの微生
物を用いてもよく，これらに限定するものではない。ま
た，事業向けに大規模に本発明を使用する場合には，有
機酸に浸漬して脱灰処理を行うことが好ましい。

【００３５】また，蛋白質の分解は，トリプシン，ペプ
シン，パパイン，コラゲナーゼなどの蛋白質分解酵素等
を用いることができるが，これらに限定されない。分解
処理に用いる微生物は，Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉ
ｌｉｓなどの他の微生物でもかまわない。有機物分解温
度は特に限定しないが，分解の至適温度でおこなうこと
が好ましい。更に，生ゴミには蛋白質のほかにも，炭水
化物，脂質等の有機物を含んでいる。これらの有機物を
分解するために，上記分解処理の際に，炭水化物分解酵
素，脂質分解酵素等の有機分解酵素を添加することもで
きる。

【００３６】なお，骨の大きさは小さいほど脱灰処理を
短時間に行うことができるので，生ゴミ中の骨を物理的
手段により粉砕した後，本処理法を行ってもよい。ま
た，以上の実施の形態において示された試薬の濃度，温
度，加熱時間などはあくまでも一実施形態であり，これ
らの数値は特に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における，生ゴミ処理方法の説明
図。

【図２】実施形態例１における，生ゴミ処理の時間経過
に伴う骨の残存率を示す線図。

【図３】比較例における，生ゴミ処理の時間経過に伴う
骨の残存率を示す線図。

【図４】実施形態例３における，脱灰剤と骨の残存率と
の関係を示す線図。

【図５】実施形態例４における，ｐＨが脱灰剤の脱灰性
能に与える影響を示す線図。

【符号の説明】

１．．．生ゴミ， ２．．．脱灰剤， ３．．．酵素溶液，

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物の骨格を形成している骨を含む生ゴ
   ミを分解するための生ゴミ処理方法おいて，まず，上記
   骨の中から灰分を除去する脱灰処理を行い，その後，上
   記生ゴミに含まれる蛋白質を分解する分解処理を行うこ
   とを特徴とする生ゴミ処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記分解処理を行う
   前には，上記骨に含まれる蛋白質を変性させることを特
   徴とする生ゴミ処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１において，上記分解処理を行う
   際には，上記骨に含まれる蛋白質を変性させながら，上
   記分解処理を行うことを特徴とする生ゴミ処理方法。
4. 【請求項４】 請求項２又は３において，上記蛋白質の
   変性方法は，上記生ゴミを加熱する加熱処理，蛋白質変
   性剤を生ゴミに添加する変性剤添加方法，又は／及びア
   ルカリを生ゴミに添加するアルカリ添加方法であること
   を特徴とする生ゴミ処理方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
   上記脱灰処理は，無機酸，有機酸及びキレート剤のグル
   ープから選ばれた１種又は２種以上を，上記生ゴミに添
   加することにより行うことを特徴とする生ゴミ処理方
   法。
6. 【請求項６】 請求項５において，上記無機酸は，塩酸
   であることを特徴とする生ゴミ処理方法。
7. 【請求項７】 請求項５において，上記有機酸は，乳
   酸，蟻酸又は／及びクエン酸であることを特徴とする生
   ゴミ処理方法。
8. 【請求項８】 請求項５において，上記キレート剤は，
   エチレンジアミン四酢酸であることを特徴とする生ゴミ
   処理方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか一項において，
   上記分解処理は，蛋白質分解可能な酵素又は微生物を用
   いて行うことを特徴とする生ゴミ処理方法。