JP2001299400A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【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。

Description

【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、ＩＲ
Ａ９６ＳＢ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、ＩＲ
１２４、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６０
ｍｌ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（ｃ
ｍ）｝ 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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のミネラル分を含有する精製蔗糖液の製
造装置の一実施形態を示すフロー図。

【図２】本発明のミネラル分を含有する精製蔗糖液の製
造装置の一実施形態を示すフロー図。

【図３】従来のミネラル分を含有する精製蔗糖液の製造
装置の一例を示すフロー図。

【符号の説明】

１ 原料蔗糖液導入管 ２ 脱色軟化蔗糖液流出管 ３ 連絡配管 ４ 分岐配管 ５ ミネラル ６ 配管 １０ アニオン交換樹脂塔 １１ カチオン交換樹脂塔 １２ 複層床 １３ アニオン交換樹脂 １４ カチオン交換樹脂 １５ 流量計 １６ 集液装置 １７ バルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。