| 【発明の名称】 |
ミネラル成分を含有する精製蔗糖液の製造方法および製造装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】栗田 貴充
【氏名】大部 晃史
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| 【要約】 |
【課題】効率的にミネラル分の豊富な精製蔗糖液を製造するための方法を提供する。
【解決手段】原料蔗糖液をアニオン交換樹脂層に接触流下させながら脱色して脱色蔗糖液を得た後に、該脱色蔗糖液の一部をカチオン交換樹脂層に接触流下させながら軟化して脱色軟化蔗糖液を製造し、該脱色蔗糖液の残部をカチオン交換樹脂層に通液せずに脱色軟化蔗糖液に加えることを特徴とするミネラル成分を含有する精製蔗糖液の製造方法。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 原料蔗糖液をアニオン交換樹脂層に接触流下させながら脱色して脱色蔗糖液を得た後に、該脱色蔗糖液の一部をカチオン交換樹脂層に接触流下させながら軟化して脱色軟化蔗糖液を製造し、該脱色蔗糖液の残部をカチオン交換樹脂層に通液せずに脱色軟化蔗糖液に加えることを特徴とするミネラル成分を含有する精製蔗糖液の製造方法。
【請求項２】 原料蔗糖液をアニオン交換樹脂で処理する脱色手段と、脱色手段から得られる脱色蔗糖液の一部をカチオン交換樹脂で処理して脱色軟化蔗糖液を得る軟化手段と、脱色手段から得られる脱色蔗糖液の残部を軟化手段を経由せずに脱色軟化蔗糖液に加える脱色蔗糖液添加手段を設けたことを特徴とするミネラル分を含有する精製蔗糖液の製造装置。
【請求項３】 脱色手段がアニオン交換樹脂塔であり、軟化手段がカチオン交換樹脂塔であり、脱色蔗糖液添加手段が脱色蔗糖液を分流し脱色軟化蔗糖液に合流させる流路であることを特徴とする請求項２に記載のミネラル分を含有する精製蔗糖液の製造装置。
【請求項４】 脱色手段が複層床の上層のアニオン交換樹脂層であり、軟化手段が複層床の下層のカチオン交換樹脂層であり、脱色蔗糖液添加手段が複層床のアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層の界面付近に設けた集液装置と集液装置から得られた脱色蔗糖液の一部を脱色軟化蔗糖液に合流させる流路であることを特徴とする請求項２に記載のミネラル分を含有する精製蔗糖液の製造装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ミネラル成分を含有する精製蔗糖液の製造方法およびその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原糖を洗糖、溶解、炭酸飽充、濾過、脱色などの各工程を経て得られる原料蔗糖液は、さらに精製処理を行なうことにより精製蔗糖液となる。
【０００３】原料蔗糖液の精製法としては、活性炭処理、骨炭処理、イオン交換樹脂処理などによる脱色処理と、イオン交換樹脂処理による軟化処理や脱塩処理を併用する方法が挙げられる。
【０００４】精製法としては、特に原料蔗糖液を強塩基性アニオン交換樹脂塔および弱酸性カチオン交換樹脂塔に順次通液するリバース式システムや、原料蔗糖液を強塩基性アニオン交換樹脂と弱酸性カチオン交換樹脂との混床塔に通液する混床式システムが広く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】リバース式システムや混床式システムで精製処理した蔗糖液は、カチオン交換樹脂で脱塩処理されているため、カルシウム等のミネラル分が極めて少ないものとなってしまう。健康志向の高まりから近年になり消費者は、ミネラル分の少ない精製糖よりも、ミネラル分の豊富な三温糖や黒糖を好む傾向にある。
【０００６】近年の消費者の嗜好に合うようなミネラル分の豊富な精製糖を製造するために、精製処理後の精製蔗糖液にミネラル分を添加することが行なわれている。
【０００７】図３のフロー図により、従来のリバース式システムにおけるミネラル分添加方法を説明する。
【０００８】従来のリバース式システムの精製装置３０において、１０はアニオン交換樹脂塔、１１はカチオン交換樹脂塔、１はアニオン交換樹脂塔１０に連結された原料蔗糖液導入管、３はアニオン交換樹脂塔１０とカチオン交換樹脂塔１１との間に設けられた連絡配管、２はカチオン交換樹脂塔１１に設けられた精製蔗糖液流出管である。
【０００９】原料蔗糖液は導入管１を介し、水酸化物イオン形の強塩基性アニオン交換樹脂１３が充填されたアニオン交換樹脂塔１０に下向流で供給される。原料蔗糖液はアニオン交換樹脂１３層に接触しながら流下し、アニオン成分と着色成分はアニオン交換樹脂１３に吸着される。脱アニオン脱色蔗糖液はアニオン交換樹脂塔１０の下部から流出し、連絡配管３を介して弱酸性カチオン交換樹脂塔１１上部に供給される。脱アニオン脱色蔗糖液は水素イオン形のカチオン交換樹脂１４層に接触しながら流下し、脱カチオンされてカチオン交換樹脂塔１１の下部から精製蔗糖液流出管２を介して精製蔗糖液が得られる。ミネラル分５はカチオン交換樹脂塔１１から流出する精製蔗糖液に添加される。
【００１０】しかしながら、上記方法は、図３に示すように精製蔗糖液にミネラル分を後段で添加するという作業と設備、スペースが必要となってしまう。また、添加するミネラル分は別途用意せねばならず、コストの上昇を招いてしまう。
【００１１】本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の欠点を解消し、効率的にミネラル分の豊富な精製蔗糖液を製造するための方法および製造装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、アニオン交換樹脂層を通過した脱色蔗糖液の一部をミネラル分として精製蔗糖液に添加することにより上記課題が解決できることを見出し本発明を完成した。
【００１３】すなわち、上記課題を解決するための本発明は、原料蔗糖液をアニオン交換樹脂層に接触流下させながら脱色して脱色蔗糖液を得た後に、該脱色蔗糖液の一部をカチオン交換樹脂層に接触流下させながら軟化して脱色軟化蔗糖液を製造し、該脱色蔗糖液の残部をカチオン交換樹脂層に通液せずに脱色軟化蔗糖液に加えることを特徴とするミネラル成分を含有する精製蔗糖液の製造方法に関するものである。
【００１４】また、上記課題を解決するための他の発明は、原料蔗糖液をアニオン交換樹脂で処理する脱色手段と、脱色手段から得られる脱色蔗糖液の一部をカチオン交換樹脂で処理して脱色軟化蔗糖液を得る軟化手段と、脱色手段から得られる脱色蔗糖液の残部を分離し軟化手段を経由せずに脱色軟化蔗糖液に加える脱色蔗糖液分離添加手段を設けたことを特徴とするミネラル分を含有する精製蔗糖液の製造装置に関するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明における原料蔗糖液とは、特に限定されるものではないが、例えば洗糖、溶解、炭酸飽充、濾過、脱色などの各工程を経て得られるものである。
【００１６】本発明の製造方法の最初の工程は、まず原料蔗糖液をアニオン交換樹脂層に通液して脱色蔗糖液を得る工程である。用いられるアニオン交換樹脂は、着色成分を吸着しうるものであれば特に限定されないが、例えばローム アンド ハース社製強塩基性アニオン交換樹脂アンバーライトＸＴ５００７、ＩＲＡ４０２ＢＬ、ＩＲＡ４０２、ＩＲＡ９００，中塩基性アニオン交換樹脂アンバーライトＩＲＡ４７８ＲＦ、弱塩基性アニオン交換樹脂アンバーライトＩＲＡ６７、ＸＥ５８３、ＩＲＡ９６ＳＢ等を挙げることができる。
【００１７】次いで、脱色蔗糖液の一部をカチオン交換樹脂層に通液して軟化処理し、脱色軟化蔗糖液を得る。カチオン交換樹脂は、軟化できるものであれば特に限定されないが、例えばローム アンド ハース社製の強酸性カチオン交換樹脂アンバーライトＩＲ１２０Ｂ、ＩＲ１２４、ＩＲ１１８、２５２、弱酸性カチオン交換樹脂アンバーライトＩＲＣ５０、ＩＲＣ７６等を挙げることができる。
【００１８】脱色蔗糖液の残部は、カチオン交換樹脂層を通液させず、上記脱色軟化蔗糖液に加える。すなわち硬度成分を含有する脱色蔗糖液を上記脱色軟化蔗糖液に加えることによりミネラル分を含有する精製蔗糖液を得ることができる。また、脱色軟化蔗糖液に加える脱色蔗糖液の量を調整することにより、処理済の精製蔗糖液中のミネラル分の濃度を任意に変更することができる。
【００１９】脱色蔗糖液に含まれるミネラル分としては、例えばカルシウム、マグネシウム、鉄等がある。
【００２０】次に本発明の製造装置を説明する。
【００２１】本発明のミネラル分を含有する精製蔗糖液を製造する装置は、原料蔗糖液をアニオン交換樹脂で処理する脱色手段と、脱色手段から得られる脱色蔗糖液の一部をカチオン交換樹脂で処理して脱色軟化蔗糖液を得る軟化手段と、脱色手段から得られる脱色蔗糖液の残部を軟化手段を経由せずに精製蔗糖液に加える脱色蔗糖液添加手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２２】本発明の製造装置は、上記手段を有するものであるが、具体的には、脱色手段としてアニオン交換樹脂塔を採用し、軟化手段としてカチオン交換樹脂塔を採用した多塔型の製造装置でも、上層にアニオン交換樹脂、下層にカチオン交換樹脂を積層した複層床型の製造装置であってもよい。
【００２３】脱色蔗糖液の一部を、軟化手段に通液せずに、脱色軟化蔗糖液に加える脱色蔗糖液添加手段としては、以下の手段を挙げることができる。
【００２４】例えば、多塔型製造装置の場合は、脱色蔗糖液を分流し脱色軟化蔗糖液に合流させる流路を脱色蔗糖液添加手段として挙げることができるが、より具体的には、例えばアニオン交換樹脂塔とカチオン交換樹脂塔の間の連絡配管を分岐させ、カチオン交換樹脂塔に設けた脱色軟化蔗糖液流出配管へ接続させる配管を設ければよい。
【００２５】複層床型製造装置の場合は、複層床内のアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面付近に集液装置を設け、配管により集液装置と脱色軟化蔗糖液流出配管を接続したものを挙げることができる。集液装置は上層のアニオン交換樹脂層を通液した脱色蔗糖液の一部を集液できるものであれば特に限定されないが、例えば上面の周方向に孔を形成したリング状配管を挙げることができる。
【００２６】本発明の製造装置において、処理済の精製蔗糖液中のミネラル分濃度を調整するには、脱色蔗糖液を分流した配管にバルブを設け、バルブにより流量を調整すればよい。ミネラル分濃度の調整は、原料蔗糖液のミネラル分をあらかじめ測定し、その結果に基づいて、添加する脱色蔗糖液の量を調整するか、処理済の精製蔗糖液のカルシウム濃度等を測定し、フィードバック制御により上記バルブの開閉度を調整してもよい。フィードバック制御を行なうことにより、原料蔗糖液の品質が変動しても、安定した処理済精製蔗糖液を得ることができる。
【００２７】本発明のミネラル成分を含有する精製蔗糖液の製造装置を再生するには、従来公知の方法に従えばよく、例えば食塩水を、アニオン交換樹脂およびカチオン交換樹脂に通薬すればよい。
【００２８】以下、図面に基づき本発明の製造装置の実施形態を説明する。
【００２９】実施形態１図１は、多塔型の本発明製造装置２０の一実施形態を示すフロー図である。
【００３０】図１において、１０はアニオン交換樹脂塔、１１はカチオン交換樹脂塔、１はアニオン交換樹脂塔１０に連結された原料蔗糖液導入管、３はアニオン交換樹脂塔１０とカチオン交換樹脂塔１１との間に設けられた連絡配管、４は脱色蔗糖液を分流するための分岐配管、２はカチオン交換樹脂塔１１に設けられた脱色軟化蔗糖液流出管、１５は流量計、１７はバルブである。
【００３１】まず、原料蔗糖液は原料蔗糖液導入管１を介して、アニオン交換樹脂塔１０の上部に供給される。供給された原料蔗糖液はアニオン交換樹脂１３層に接触しながら流下して脱色され、脱色蔗糖液としてアニオン交換樹脂塔１０から流出する。脱色蔗糖液の一部は、連絡配管３を介してカチオン交換樹脂塔１１に供給され、カチオン交換樹脂１４層に接触しながら流下し、脱色軟化蔗糖液として脱色軟化蔗糖液流出配管２を介して流出する。脱色蔗糖液の残部は、連絡配管３に設けた分岐配管４により分流されカチオン交換樹脂塔１１を経由せずに、脱色軟化蔗糖液流出管２に合流する。
【００３２】分岐配管４にはバルブ１７を設け、バルブ１７の開閉度を調整することにより、処理済精製蔗糖液のミネラル分濃度を調整することができる。バルブ１７の開閉度の調整は、分岐配管４に設けた流量計１５および脱色軟化蔗糖液流出配管２に設けた流量計１５により測定した脱色蔗糖液と脱色軟化蔗糖液の流量に基づいて行なえばよい。
【００３３】図１に示したフロー図では、分岐配管４の終端を、脱色軟化蔗糖液流出配管２に接続した例を示したが、分流した脱色蔗糖液を脱色軟化蔗糖液に添加できればよく、例えば、貯槽を設け、そこへ脱色蔗糖液と脱色軟化蔗糖液を流出させるようにしてもよい。
【００３４】実施形態２図２は、複層床型の本発明製造装置３０の一実施形態を示したフロー図である。
【００３５】図２において、１２は複層床、１は複層床１２に連結された原料蔗糖液導入管、１３はアニオン交換樹脂、１４はカチオン交換樹脂、１６は脱色蔗糖液の一部を取出すための集液装置、６は集液された脱色蔗糖液を脱色軟化蔗糖液に合流させるための集液装置１６に設けられた配管、２は複層床１２下部に設けられた脱色軟化蔗糖液流出管、１５は流量計、１７はバルブである。
【００３６】まず原料蔗糖液は、原料蔗糖液導入管１を介して複層床１２の上部から供給される。複層床１２内に供給された原料蔗糖液は上層のアニオン交換樹脂１３層に接触しながら流下し、脱色され脱色蔗糖液となる。脱色蔗糖液の一部は下層の弱酸性カチオン交換樹脂１４層に接触しながら流下して軟化され、脱色軟化蔗糖液が複層床１２下部より脱色軟化蔗糖液流出管２を介して流出する。アニオン交換樹脂１３層に接触流下した脱色蔗糖液の残部は、アニオン交換樹脂１３層とカチオン交換樹脂１４層の境界面付近に設けた集液装置１６により集液される。集液された脱色蔗糖液は、カチオン交換樹脂１４に接触することなく、配管６を介して脱色軟化蔗糖液に合流する。図２では、配管６の終端は脱色軟化蔗糖液流出配管２に接続されている例を示したが、脱色蔗糖液を脱色軟化蔗糖液に添加できればよく、例えば、貯槽を設け、そこへ脱色蔗糖液と精製蔗糖液を流出させるようにしてもよい。
【００３７】脱色軟化蔗糖液に加える脱色蔗糖液の量は、脱色軟化蔗糖液流出管２と配管６にそれぞれ設けた流量計１５で流量を計測し、配管６に設けたバルブの開閉度を調整して行なえばよい。
【００３８】
【実施例】以下、本発明方法を実施例により説明する。
【００３９】実施例１強酸性カチオン交換樹脂（ローム＆ハース社製、「アンバーライトＩＲ１２０Ｂ」）１６ｍｌを下層に充填し、最強塩基性アニオン交換樹脂（ローム＆ハース社製、「アンバーライトＸＴ５００７」）４０ｍｌを上層に充填し、両イオン交換樹脂の境界面に脱色蔗糖液抜き出し用の配管を設置した軟化脱色カラムを用いて、通液温度５０℃、通液流量２００ｍｌ／ｈの通液条件で表１に示した原料蔗糖液１８００ｍｌを処理した。脱色蔗糖液抜き出し用配管にはバルブを設け、バルブの開閉により脱色軟化蔗糖液に加える脱色蔗糖液の量を調整した。
【００４０】再生処理は、下向流式で１０％食塩水６０ｍｌ全量を流量２００ｍｌ／ｈで両樹脂層に通薬し、最強塩基性アニオン交換樹脂と強酸性カチオン交換樹脂の再生を同時に行なう方法とした。
【００４１】まず、脱色蔗糖液と脱色軟化蔗糖液の比率を１：１として通液したところ、各処理液の性状は表２と表３に示す値になった。
【００４２】次に脱色蔗糖液と脱色軟化蔗糖液の比率を変えて抜き出したときの、両処理液の混合液の性状を表４に示した。
【００４３】ここで、ＲＢＵは色価であり、次式で算出した値を示す。
【００４４】ＲＢＵ＝（ＯＤ420−ＯＤ720）×１０００×１００／｛Ｂｘ×糖液の密度（ｇ／ｍｌ）×５（ｃｍ）｝
ただし、Ｂｘ：ブリックス糖濃度（％）
ＯＤ420：波長４２０ｎｍにおける吸光度（５ｃｍセルを使用）
ＯＤ720：波長７２０ｎｍにおける吸光度（５ｃｍセルを使用）
【００４５】表２〜４に示した結果から明らかなように、本発明方法によれば、完全脱色軟化蔗糖液と脱色蔗糖液の流量比を変えることにより、精製蔗糖液中のミネラル分含量を所望の任意の値（脱色蔗糖液のミネラル分含量未満から脱色軟化蔗糖液のミネラル分含量を超える範囲）に調整することができる。例えば、カルシウム硬度で１００ｍｇＣａＣＯ3／Ｌの精製蔗糖液が必要な時は、脱色蔗糖液と脱色軟化蔗糖液を等量で混合すればよい。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
【発明の効果】請求項１に記載した本発明方法は、効率的にミネラル分の豊富な精製蔗糖液を製造することができ、脱色蔗糖液をミネラル分として利用するため別途ミネラル分を用意する必要がなく、コストを低減できる。また、脱色蔗糖液と脱色軟化蔗糖液の流量比を変えることにより、任意のミネラル分含量の精製蔗糖液を製造することができる。
【００５１】請求項２ないし４に記載の本発明は、既存の製造設備を少し変更するだけでミネラル分を含有する精製蔗糖液を製造することができ、上記効果に加え、従来技術のようなミネラル分を後段で添加する作業と設備、スペースが不要である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４４００
【氏名又は名称】オルガノ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月２７日（２０００．４．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６７５４１
【弁理士】
【氏名又は名称】岸田 正行 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２９９４００（Ｐ２００１−２９９４００Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月３０日（２００１．１０．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１２７７１１（Ｐ２０００−１２７７１１） |
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