JP2003061700A - 砂糖精製方法及びその設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】原糖からの精製糖製造における省エネルギー
化。 【解決手段】脱塩工程に際し；擬似移動床式連続分離部
を一対備えた脱塩装置を使用し、被処理糖液を、再利用
化処理直前のカラムから再利用化処理直後のカラムま
で、第１の分離部のカラムおよび第２の分離部のカラム
の順に繰返し流通させて、陰イオン交換樹脂による脱塩
処理および陽イオン交換樹脂による脱塩処理をこの順に
繰返し行う脱塩処理を行う。また、結晶化工程に際し；
プレート型蒸発装置を用いて３重以上の多重効用方式で
被処理液を濃縮した後、この濃縮糖液を結晶缶に供給し
結晶化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原糖から精製糖を
製造する方法及び設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、砂糖の製造方法は二段階に大別
される。最初の段階は、産地の原料糖工場で、収穫され
たさとうきびから粗糖と呼ばれる原糖を製造する段階で
あり、次の段階は、精製糖工場において、洗糖工程、清
浄化工程（炭酸飽充工程、脱色・脱塩工程）、結晶化工
程、結晶分離工程をこの順に経て原糖から精製糖を製造
する段階である。

【０００３】後者の精製糖の製造段階について更に詳説
すれば、図１に示すようになる。すなわち、先ず原糖に
糖蜜を混ぜるとともに加熱し、原糖の結晶表面に付着し
た不純物を溶かし出した後、これらを遠心分離機にかけ
て結晶と不純物に振り分ける（洗糖工程）。

【０００４】次いで、表面を洗浄した原糖を温水に溶か
した後、石灰を加え炭酸ガスを吹き込み、不純物を沈殿
させた後にろ過し（炭酸飽充工程）、さらにこの糖液か
ら、活性炭や骨炭、イオン交換樹脂などを用いて不純物
を取り除く。活性炭や骨炭を用いた不純物の分離が脱色
工程であり、更にイオン交換樹脂を用いた不純物の分離
が脱色・脱塩工程である。この脱色・脱塩工程によっ
て、糖液が無色透明になる。

【０００５】しかる後、この糖液をカランドリア型蒸発
装置により濃縮し、結晶缶により煮詰めて糖蜜中に結晶
を生じさせて白下となし（結晶化工程）、次いでこの白
下を遠心分離機にかけて結晶分を取り出す（結晶分離工
程）ことによって、純度の高い真白な精製糖（グラニュ
糖）を得ることができる。通常、この結晶分はドライヤ
ーやクーラーで乾燥させた後に包装して製品となる。

【０００６】遠心分離機で振り分けられた糖蜜にはかな
りの糖分が残存しているので、通常の場合、煎糖処理及
び結晶分離工程を何度か繰り返して、歩留まりの向上を
図る。なお、この繰返し回数が多くなるとカラメルが生
成され、得られる精製糖は黄褐色の三温糖などになる。
一方、結晶がもはや製品として得られなくなった糖蜜
は、洗糖工程の糖蜜とともに回収煎糖され、その結晶は
洗糖工程以降等に返送され、リサイクルされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来方
法の説明からも容易に理解できるように、砂糖の精製に
は非常に多数の装置及び工程を必要とするため、エネル
ギーを非常に多く消費するものであった。

【０００８】そこで、本発明の主たる課題は、省エネル
ギー化を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は次記のとおりである。 ＜請求項１記載の発明＞洗糖工程又は原料直接溶解工
程、少なくともイオン交換樹脂を用いた脱塩処理を行う
清浄化工程、結晶化工程、および結晶分離工程をこの順
に経て原糖から精製糖を製造する方法であって、前記清
浄化工程に際し；イオン交換樹脂を内装したカラムを少
なくとも５体備え、各カラムは再利用化処理を介して被
処理液の脱塩に繰返し使用されるとともに、常に、少な
くとも２体のカラムが被処理液の脱塩に使用され、残り
のカラムが再利用化処理されるように、各カラムに対す
る被処理液及び再利用化液の供給を順次切り替えながら
実質的に連続して脱塩処理を行うように構成された、擬
似移動床式連続分離部を少なくとも一対使用し、第１の
分離部のカラムには陰イオン交換樹脂を、及び第２の分
離部のカラムには陽イオン交換樹脂をそれぞれ充填し、
被処理糖液を、再利用化処理直前のカラムから再利用化
処理直後のカラムまで、第１の分離部のカラムおよび第
２の分離部のカラムの順に繰返し流通させて、陰イオン
交換樹脂による脱塩処理および陽イオン交換樹脂による
脱塩処理をこの順に繰返し行う脱塩処理を行い、他方、
前記結晶化工程に際し；プレート型蒸発装置を用いて３
重以上の多重効用方式で被処理液を濃縮した後、この濃
縮糖液を結晶缶に供給し結晶化を行う、ことを特徴とす
る砂糖精製方法。

【００１０】（作用効果） （イ）清浄化処理に際して、従来は、固定床式分離装置
を用いたバッチ処理により脱塩処理を行っていたが、か
かる固定床式分離装置ではイオン交換樹脂の全てを有効
に利用できず、再利用化処理の頻度が高くなり、再利用
化液（再利用化に使用する液体。例えば、洗浄液及び再
生液。）使用量も非常に多くなっていた。

【００１１】そこで本発明では、イオン交換樹脂を用い
た糖液の清浄化工程に際し、敢えて擬似移動床式連続分
離により脱塩を行うこととした。これによって、イオン
交換樹脂の全てを有効に利用できるようになり、再利用
化処理の頻度及び再利用化液の使用量も最小限に抑える
ことができ、省エネルギー化を図ることができるように
なる。

【００１２】（ロ）さらに本発明の脱塩処理では、擬似
移動床式連続分離部を一対使用し、第１の分離部のカラ
ムには陰イオン交換樹脂を、及び第２の分離部のカラム
には陽イオン交換樹脂をそれぞれ充填し、被処理糖液
を、再利用化処理直前のカラムから再利用化処理直後の
カラムまで、第１の分離部のカラムおよび第２の分離部
のカラムの順に繰返し流通させて、陰イオン交換樹脂に
よる脱塩処理および陽イオン交換樹脂による脱塩処理を
この順に繰返し行う。

【００１３】このように、糖液を陰イオン交換樹脂に先
ず接触させ、次に陽イオン交換樹脂に接触させると各イ
オン交換樹脂が有効に作用するところ、本発明ではこれ
を繰返し行う。しかも、かかる順序での分離を繰返し行
うだけでなく、本発明では各分離部のカラムのイオン交
換樹脂を汚れの多い方から順に使用するため、分離効率
が非常に高くなる。したがって、本発明の脱塩処理によ
れば、前述のように連続分離処理が行える上に、不純物
を著しく低い濃度まで効率良く分離できるようになる。

【００１４】そして、このように不純物を著しく低い濃
度まで効率良く分離できると、後の結晶化工程において
結晶化が容易となり、結晶回収効率が向上するため、糖
蜜のリサイクル量が減少し、それによって結晶化工程で
得られる結晶スラリー（生成結晶と糖蜜とからなる）の
量が減少し、結晶化工程のみならず結晶分離工程の負担
が減る（通常はバッチ処理なので、バッチサイクル数及
び洗浄水が低減する）。その結果、当該結晶化工程およ
び結晶分離工程におけるエネルギー消費を低減すること
ができる。

【００１５】（ハ）他方、結晶化工程に際し、従来はカ
ランドリア型の蒸発装置を用い、被処理糖液をＢｘ６０
〜７０程度まで濃縮し、残りの負荷を結晶缶に担わせて
いた。しかし、周知のように結晶缶はエネルギー効率が
悪いものである。また、蒸発装置側の負荷を上げるべく
単純にカランドリア型蒸発装置を多重効用にすると、カ
ランドリア型蒸発装置が本質的に有する滞留時間の長さ
によってカラメル生成による褐色変化（以下、褐変とい
う）が起こり易い。よって従来は、３重以上の多重効用
にしても高温域での糖液の着色問題を考慮して一次側蒸
気温度に制約を受けるため蒸発装置の効率が高くなかっ
た。

【００１６】これに対して、本発明ではプレート型蒸発
装置を用いて、３重以上の多重効用方式で被処理糖液を
濃縮し、その後に結晶缶において結晶化を行うものであ
る。かかるプレート型蒸発装置は、伝熱効率の高さ（エ
ネルギー効率の高さ）とスペース効率の良さが主な特徴
として知られているが、滞留時間が短いという特徴もあ
り、糖液を高温で加熱するにしても褐変が少なくでき
る。よって、３重以上の多重効用方式で従来よりも高温
まで加熱することができ、より効率の良い蒸発濃縮処理
が可能となる。具体的に、プレート型蒸発装置を用い
て、３重以上の多重効用方式で被処理糖液を濃縮した場
合、褐変を少なくしながらも糖液を濃度Ｂｘ７０〜７２
程度まで濃縮できる。したがって、本発明によれば、エ
ネルギー効率の悪い結晶缶の負荷を低減することがで
き、更なる省エネルギー化を図ることができる。

【００１７】＜請求項２記載の発明＞熱電供給設備を用
いて発生させた電力及び熱源を、砂糖の精製に使用する
電力機器及び熱源利用機器にそれぞれ供給する、請求項
１記載の砂糖精製方法。

【００１８】（作用効果）ここまでの説明からも容易に
理解されるように、砂糖の精製には各種装置を駆動する
ための電力だけでなく、蒸発装置等の各種装置で熱源を
も多量に必要とするものである。

【００１９】そこで、本請求項３記載のように、近時、
注目を浴びている熱電供給設備（コージェネレーション
システム）を使用し、電力及び熱源を、砂糖の精製に使
用する電力機器及び熱源利用機器Ｍにそれぞれ供給する
ようにすれば、更なる省エネルギー化を図ることができ
る。

【００２０】＜請求項３記載の発明＞前記熱源を、前記
蒸発装置における加熱熱源として供給する、請求項２記
載の砂糖精製方法。

【００２１】（作用効果）砂糖の精製においては、特に
結晶化工程の蒸発装置及び結晶缶において熱源利用量が
多い。よって、蒸発装置の熱源として熱電供給設備を用
いて発生させた熱源を利用するのが望ましい。

【００２２】＜請求項４記載の発明＞洗糖手段又は原料
直接溶解手段、少なくともイオン交換樹脂を用いた脱塩
処理を行う清浄化手段、結晶化手段、および結晶分離手
段を備え、この順に各手段による処理を行って原糖から
精製糖を製造する設備であって、前記清浄化手段とし
て；イオン交換樹脂を内装したカラムを少なくとも５体
有し、各カラムは再利用化処理を介して被処理液の脱塩
に繰返し使用されるとともに、常に、少なくとも２体の
カラムが被処理液の脱塩に使用され、残りのカラムが再
利用化処理されるように、各カラムに対する被処理液及
び再利用化液の供給を順次切り替えながら実質的に連続
して脱塩処理を行うように構成された、擬似移動床式連
続分離部を少なくとも一対備えるとともに、第１の擬似
移動床式連続分離部のカラムには陰イオン交換樹脂が、
及び第２の擬似移動床式連続分離部のカラムには陽イオ
ン交換樹脂がそれぞれ充填され、被処理糖液を、再利用
化処理直前のカラムから再利用化処理直後のカラムま
で、第１の擬似移動床式連続分離部のカラムおよび第２
の擬似移動床式連続分離部のカラムの順に繰返し流通さ
せて、陰イオン交換樹脂による脱塩処理および陽イオン
交換樹脂による脱塩処理をこの順に繰返し行う脱塩処理
を行うように構成された、分離装置を備え、前記結晶化
手段として；３重以上の多重効用方式で被処理糖液を濃
縮するように構成されたプレート型蒸発装置と、これに
より濃縮した糖液の結晶化を図る結晶缶とを備えた、こ
とを特徴とする砂糖精製設備。

【００２３】（作用効果）請求項１記載の発明と同様の
作用効果が奏せられる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しつつ詳説する。図２は、本発明に係
る砂糖精製設備例１のフロー図を示している。工程の流
れ自体は図１に示すフローチャートと基本的に同様であ
る。設備に搬入された原糖は、図示しない倉庫等の貯蔵
手段に蓄えられ、そこから必要に応じて取り出され洗糖
工程に供給される。

【００２５】洗糖工程では、混合装置２において原糖に
糖蜜を混ぜるとともに加熱溶解し、原糖の結晶表面に付
着した不純物を溶かし出した後、これらを遠心分離機３
にかけて結晶を残し不純物を取り除く。

【００２６】このようにして表面を洗浄した原糖は、炭
酸飽充工程に供給される。炭酸飽充工程では、先ず原糖
結晶を溶解装置４Ａにおいて温水に溶かし糖液とした
後、石灰を加え、炭酸飽充塔４Ｂにおいて炭酸ガスを吹
き込み、不純物を沈殿させる。次いで、この不純物が沈
殿した糖液をろ過装置５においてろ過し、不純物を取り
除く。

【００２７】不純物を取り除いた糖液は次いで脱色工程
に供給される。脱色工程では、活性炭や骨炭を充填した
カラム６内に糖液を通液し、特に着色の原因となる不純
物を取り除く。

【００２８】（本発明の第１のポイント）脱色を終えた
糖液は、さらにイオン交換樹脂を用いて不純物を取り除
く脱塩装置７に供給される。この脱塩に際して、本発明
では特に図３に示すような擬似移動床式連続分離部７
１，７２を一対使用した脱塩を行う。

【００２９】より詳細には、各第１及び第２の分離部７
１，７２は、イオン交換樹脂を内装したカラムを１２体
Ａ〜Ｌ、ａ〜ｌ備え、各カラムＡ〜Ｌ、ａ〜ｌは再利用
化処理（洗浄処理、再生処理及び洗浄処理をこの順に行
う）を介して被処理液の脱塩に繰返し使用されるととも
に、常に、６体のカラム（図３の状態では、Ａ〜Ｆ、ａ
〜ｆ）が被処理液の脱塩に使用され、残りの６体のカラ
ムが再利用化処理（図３の状態では、カラムＫ，Ｌ、
ｋ，ｌが脱塩直後の洗浄処理、カラムＩ，Ｊ、ｉ，ｊが
再生処理、カラムＧ，Ｈ、ｇ，ｈが脱塩直前の洗浄処
理）されるように、各カラムＡ〜Ｌ、ａ〜ｌに対する被
処理液及び再利用化液の供給を順次切り替えながら実質
的に連続して脱塩処理を行うように構成されたものであ
る。

【００３０】本発明の場合、脱塩処理に少なくとも２体
のカラムが必要となり、洗浄・再生処理に少なくとも各
１体づつのカラムが必要になるので、各分離部７１，７
２のカラム数は少なくとも５体必要である。図示例で
は、第１分離部のカラム数と第２分離部のカラム数とを
同じにしてあるが、異なるようにしても良い。

【００３１】そして本発明では、特に、第１の分離部の
カラムＡ〜Ｌには陰イオン交換樹脂が、第２の分離部の
カラムａ〜ｌには陽イオン交換樹脂がそれぞれ充填さ
れ、全体としては次のような脱塩処理がなされる。

【００３２】すなわち、いま第１及び第２の分離部７
１，７２が図３に示す状態にあるとすると、脱色処理さ
れた被処理糖液は、先ず、第１の分離部７１における再
利用化処理直前（本例の場合、洗浄処理）のカラムＡお
よび更にその前段階のカラムＢに供給される。このよう
に本発明では各分離部７１，７２における一回の脱塩処
理を複数のカラムで行うようにすることができる（もち
ろん単数のカラムで行っても良い）。

【００３３】これら第１の分離部７１のカラムＡ，Ｂに
供給された被処理糖液は、陰イオン交換樹脂層内を通液
される過程で、一回目の陰イオン交換樹脂による脱塩処
理がなされた後排出され、当該第１の分離部７１のカラ
ムＡ，Ｂから第２の分離部７２における再利用化処理直
前（本例の場合、洗浄処理）のカラムａおよび更にその
前段のカラムｂに供給され、第２の分離部７２のカラム
ａ，ｂ内の陽イオン交換樹脂層内を通液される過程で、
一回目の陽イオン交換樹脂による脱塩処理がなされる。
これで一回目の脱塩処理が完了する。これら一回目の脱
塩処理に用いられる各カラムＡ，Ｂ、ａ，ｂは、再利用
化処理に近いことからも判るようにそれぞれ汚れがかな
り進行したカラムである。

【００３４】一回目の脱塩処理を終えた被処理糖液は、
本発明では再び第１の分離部７１に戻され、今度は一回
目の脱塩処理に用いたカラムよりも綺麗な、第１の分離
部７１のカラムＣ，Ｄおよび第２の分離部７２のカラム
ｃ，ｄの順に通液され、二回目の陰イオン交換樹脂によ
る脱塩処理および陽イオン交換樹脂による脱塩処理がこ
の順になされる。

【００３５】更に、二回目の脱塩処理を終えた被処理糖
液は、本発明では再び第１の分離部７１に戻され、今度
は二回目の脱塩処理に用いたカラムよりも綺麗な再利用
化処理直後及びその次段の、第１の分離部７１のカラム
Ｅ，Ｆおよび第２の分離部７２のカラムｅ，ｆの順に通
液され、三回目の陰イオン交換樹脂による脱塩処理およ
び陽イオン交換樹脂による脱塩処理がこの順になされ
る。

【００３６】一方、第１の分離部７１のカラムＫ，Ｌ及
び第２の分離部のカラムｋ，ｌは脱塩後洗浄処理とな
り、第１の分離部７１のカラムＫ及び第２の分離部のカ
ラムｋに対して外部から洗浄液（水又は温水）が供給さ
れ、これらカラムＫ，ｋを通過した洗浄液は次いで脱塩
処理終了直後のカラムＬ，ｌそれぞれに供給される。か
かる脱塩後洗浄処理では、カラムＫ，Ｌ、カラムｋ，ｌ
内のイオン交換樹脂に付着した糖分等が洗い出され、甘
水が排出される。かかる甘水は洗糖工程および炭酸飽充
工程に供給し、再利用することができる。

【００３７】また、第１の分離部７１のカラムＩ，Ｊ及
び第２の分離部のカラムｉ，ｊは再生処理となり、第１
の分離部７１のカラムＩ及び第２の分離部のカラムｉに
対して外部から再生液（例えば、第１の分離部７１に対
しては水酸化ナトリウム水溶液、第２の分離部７２に対
しては塩酸）が供給され、これらカラムＩ，ｉを通過し
た再生液は次いで洗浄処理終了直後のカラムＪ，ｊにそ
れぞれ通された後、廃液とされる。なお本例では、再生
液の一部として次述の再生後洗浄処理において使用済み
となった洗浄液を利用し、液体の節約を図っている。

【００３８】さらに 第１の分離部７１のカラムＧ，Ｈ
及び第２の分離部のカラムｇ，ｈは再生後（脱塩前）洗
浄処理となり、第１の分離部７１のカラムＧ及び第２の
分離部のカラムｇに対して外部から洗浄液（水又は温
水）が供給され、これらカラムＧ，ｇを通過した洗浄液
は次いで再生処理終了直後のカラムＨ，ｈにそれぞれ通
される。かかる再生後洗浄処理によって、イオン交換樹
脂中に含まれる再生液が洗い出される。この再生液を含
む洗浄処理後の洗浄液は、再生処理段のカラムＩ，ｉに
再生液の一部として供給される。

【００３９】そしてかかる状態が所定時間経過すると、
図４に示すように、再利用化処理直前（本例の場合、洗
浄処理）のカラムＡ，ａの汚れが所定限度まで達するた
め、各カラムに対する被処理液及び再利用化液の供給が
切り替えられる。今度は、カラムＢ，ｂ〜Ｇ，ｇが脱塩
処理となり、カラムＡ，ａ及びＬ，ｌが脱塩後洗浄処理
となり、カラムＪ，ｊ〜Ｋ，ｋが再生処理となり、カラ
ムＨ，ｈ〜Ｉ，ｉが再生後洗浄処理となる。

【００４０】かくして、擬似移動床式連続分離方式を採
用しながらも、被処理糖液を、再利用化処理直前のカラ
ムＡ，ａから再利用化処理直後のカラムＦ，ｆ，まで、
第１の分離部のカラム７１および第２の分離部のカラム
７２の順に繰返し流通させて、陰イオン交換樹脂による
脱塩処理および陽イオン交換樹脂による脱塩処理をこの
順に複数回にわたり繰返し行うことができる。

【００４１】そして、このように敢えて擬似移動床式連
続分離により脱塩を行うことにより、イオン交換樹脂の
全てを有効に利用できるようになり、再利用化処理の頻
度及び再利用化液の使用量も最小限に抑えることがで
き、省エネルギー化を図ることができるようになる。

【００４２】また、糖液を陰イオン交換樹脂に先ず接触
させ、次に陽イオン交換樹脂に接触させると各イオン交
換樹脂が有効に作用するところ、本発明ではこれを繰返
し行う。しかも、かかる順序での分離を繰返し行うだけ
でなく、本発明では各分離部のカラムのイオン交換樹脂
を汚れの多い方から順に使用するため、分離効率が非常
に高くなる。したがって、本発明の脱塩処理によれば、
前述のように連続分離処理が行える上に、著しく不純物
濃度の低い処理済糖液を得ることができる。

【００４３】本例では、三回目の脱塩処理を終えた処理
済糖液は、続く結晶化工程に供給される。本発明では、
かかる繰返し脱塩処理に際し、繰返し回数は適宜定める
ことができる。また上記例では、各分離部において各繰
返しステップで使用するカラム数が同じ（２体）とされ
ているが、ステップ相互で異ならしめることもできる。

【００４４】他方、このような擬似移動床式連続分離部
を一対使用した本発明の繰返し脱塩を行う場合、周知の
擬似移動床式連続分離技術を応用し、各カラムに対応し
て、被処理液供給・排出用、洗浄液供給・排出用、再生
液供給・排出用等の多数の配管を適宜設け、各配管にコ
ントロールバルブを設けることによって、各カラムに対
する液体の供給・排出を切り替えることができる。しか
しその場合、装置構成が複雑になり過ぎるきらいがあ
る。

【００４５】そこで、本発明に特に好適な脱塩装置例７
を図５〜８に示した。この脱塩装置７では、第１の分離
部７１及び第２の分離部７２は共通の構成を有する。図
５及び図８には実際は第１の分離部７１しか現れない
が、第２の分離部７２も同様の構成であるため、その構
成が判るように括弧書きで第２の分離部７２の符号を付
してある。

【００４６】各分離部７１，７２は、回転中心線周りに
断続的に回動可能とされたターンテーブル（カラム支持
手段）７１ｔ，７２ｔと、このターンテーブル７１ｔ，
７２ｔ上の周縁部に周方向にある間隔をおいてで配置さ
れた１２体のカラムＡ〜Ｌ，ａ〜ｌ（カラム数について
は前述のとおりである）と、これら各カラムＡ〜Ｌ，ａ
〜ｌに対する液体の供給・排出を共通的に切り替える切
り替えバルブ７１ｖ，７２ｖと、図示しないターンテー
ブルの回転駆動装置とをそれぞれ備える。よって、各分
離部のカラムは対応するターンテーブルの回転伴って回
転される。

【００４７】図７に示すように、切り替えバルブ７１
ｖ，７２ｖは固定本体部８１，８２と、その下面に対し
て摺動自在に且つ液密に当接された状態で、縦軸Ａｘ周
りに回転自在とされた回転プレート９１，９２とから構
成されている。回転プレート９１，９２には本体部８
１，８２に対する当接面からその反対側の面まで貫通す
る回転供給孔９１ｉ，９２ｉが、周縁部の周方向に沿っ
て等間隔でカラム数と同数形成され、その内側にも同様
に貫通する回転排出孔９１ｘ，９２ｘが周方向に沿って
等間隔でカラム数と同数形成されている。本体部８１，
８２における回転プレート９１，９２との当接面には、
回転プレート９１，９２の回転供給孔９１ｉ，９２ｉ及
び回転排出孔９１ｘ，９２ｘと対応する配置及び数の、
固定供給孔８１ｉ，８２ｉ及び固定排出孔８１ｘ，８２
ｘがそれぞれ形成されている。

【００４８】そして図６に示すように、回転プレートの
各回転供給孔９１ｉ，９２ｉ及び各回転排出孔９１ｘ，
９２ｘと、対応する各カラムＡ〜Ｌ，ａ〜ｌとが、供給
管路１０１及び排出管路１０２を介してそれぞれ接続さ
れる。

【００４９】かくして、ターンテーブル７１ｔ，７２ｔ
を所定角度回転させ、対応するカラムＡ〜Ｌ，ａ〜ｌを
一体的に回転させれば、それに伴って対応する切り替え
バルブ７１ｖ，７２ｖの回転プレート９１，９２が固定
本体部８１，８２に対して回転し、本体部８１，８２の
固定供給孔８１ｉ，８２ｉ及び固定排出孔８１ｘ，８１
ｘとそれぞれ対応連通する、回転プレート９１，９２の
回転供給孔９１ｉ，９２ｉ及び回転排出孔９１ｘ，９２
ｘが周方向に切り替わる。よって、本体部８１，８２の
固定供給孔８１ｉ，８２ｉ及び固定排出孔８１ｘ，８２
ｘに、種類の異なる配管を接続しておけば、各分離部７
１，７２のカラムＡ〜Ｌ，ａ〜ｌの一体的な回転移動を
それぞれ行うだけで、それら各分離部７１，７２のカラ
ムＡ〜Ｌ，ａ〜ｌに対する配管を切り替えることがで
き、バルブ数及び配管数を著しく少なくすることができ
る。

【００５０】具体的に前述の本発明の繰返し脱塩を行う
場合には、切り替えバルブの本体側の配管は図８に示す
ようになる。この図８には、第１の分離部７１における
切り替えバルブ７１ｖの本体部８１（以下、第１の本体
部という）の横断面、および第２の分離部７２における
切り替えバルブ７２ｖの本体部８２（以下、第２の本体
部という）の横断面のみが示されており、回転プレート
９１，９２は示されていない。ただし、図８中に矢印で
示された回転方向は対応する回転プレート９１，９２の
回転方向をそれぞれ表している。

【００５１】さらに詳説すれば、第１の本体部８１にお
けるいずれかの隣接する固定供給孔８１ｉ，８１ｉには
未脱塩の被処理糖液の供給管路２００が接続され、これ
ら固定供給孔８１ｉ，８１ｉと周方向に対応する固定排
出孔８１ｘ，８１ｘは、第２の本体部８２におけるいず
れかの隣接する固定供給孔８２ｉ，８２ｉと管路２０１
を介して接続され、これら固定供給口８２ｉ，８２ｉと
周方向に対応する固定排出口８２ｘ，８２ｘは、被処理
液の供給管路２００が接続された第１の本体部８１の固
定供給孔８１ｉ，８１ｉに対して回転プレート回転方向
とは反対側に隣接する、第１の本体部８１の固定供給孔
８１ｉ，８１ｉと管路２０２を介して接続される。ここ
までの配管２００〜２０２で、前述の一回目の脱塩及び
二回目の脱塩系への供給がなされる。

【００５２】さらに、この第１の本体部８１における管
路２０２が接続された二回目脱塩用の固定供給孔８１
ｉ，８１ｉと周方向に対応する固定排出孔８１ｘ，８１
ｘは、第２の本体部８２における管路２０１と接続され
た一回目脱塩用の固定供給孔８２ｉ，８２ｉに対して回
転プレート回転方向とは反対側に隣接する、二回目脱塩
用の固定供給孔８２ｉ，８２ｉと管路２０３を介して接
続され、これら固定供給口８２ｉ，８２ｉと周方向に対
応する固定排出口８２ｘ，８２ｘは、第１の本体部７１
における管路２０２が接続された二回目脱塩用の固定供
給孔８１ｉ，８１ｉに対して回転プレート回転方向とは
反対側に隣接する、三回目脱塩用の固定供給孔８１ｉ，
８１ｉと管路を２０４介して接続される。ここまでの配
管２０２〜２０４で、前述の二回目の脱塩および三回目
の脱塩系への供給がなされる。

【００５３】さらに、この第１の本体部８１における管
路２０４が接続された三回目脱塩用の固定供給孔８１
ｉ，８１ｉと周方向に対応する固定排出孔８１ｘ，８１
ｘは、第２の本体部８２における管路２０３と接続され
た二回目脱塩用の固定供給孔８２ｉ，８２ｉに対して回
転プレート回転方向とは反対側に隣接する、三回目脱塩
用の固定供給孔８２ｉ，８２ｉと管路２０５を介して接
続され、これら三回目脱塩用の固定供給口８２ｉ，８２
ｉと周方向に対応する固定排出口８２ｘ，８２ｘは、処
理済糖液を後述する結晶化工程へ供給する管路２０６と
接続される。

【００５４】他方、第１及び第２の本体部８１，８２に
おける残りの固定供給孔８１ｉ，８２ｉ及び固定排出孔
８１ｘ，８２ｘに対する固定配管は、本体部８１，８２
毎に個別に構成されており、具体的には、脱塩後洗浄処
理における新規洗浄液の供給管路２１０・前段カラムへ
の循環用管路２１１・甘水排出管路２１２、再生処理に
おける新規再生液の供給管路２２０・後段カラムへの循
環用管路２２１・排出（廃液）管路２２２、再生後洗浄
処理における新規洗浄液の供給管路２３０・前段カラム
への循環用管路２３１がそれぞれ接続されている。

【００５５】かかる配管によって、前述の繰り返し脱塩
を行うことができるとともに、各分離部毎に、再利用化
処理（脱塩後洗浄・再生・再生後洗浄）をそれぞれ行わ
しめることができるようになる。

【００５６】さて、かくして脱色・脱塩工程を経た糖液
は無色透明となり、続いて結晶化工程に供給される。

【００５７】（本発明の第２のポイント）結晶化工程に
おいては、先ず糖液を蒸発装置９により濃縮し、次いで
結晶缶１０により煮詰めて糖蜜中に結晶を生じさせて白
下となす。ただし、本発明ではこの蒸発濃縮に際し、特
にプレート型熱交換器を３基以上備えたプレート式蒸発
装置９を用い、３重以上の多重効用方式で被処理糖液を
濃縮する。

【００５８】プレート式蒸発装置及び多重効用方式につ
いては当業者間において非常に良く知られた技術である
のでここでは詳細な説明を省略するが、プレート型蒸発
装置９を用いて３重以上の多重効用方式で被処理糖液を
濃縮し、その後に結晶缶１０において結晶化を行うと、
従来よりも滞留時間を短くすることができるので、褐変
を少なくしながらも高温まで加熱することができ、より
効率の良い蒸発濃縮処理が可能となる。具体的に、プレ
ート型蒸発装置９を用いて、３重以上の多重効用方式で
被処理糖液を濃縮した場合、褐変を少なくしながらも糖
液を濃度Ｂｘ７０〜７２程度まで濃縮できる。したがっ
て、本発明によれば、エネルギー効率の悪い結晶缶１０
の負荷を低減することができ、更なる省エネルギー化を
図ることができる。

【００５９】さらに、前述のように本発明の繰返し脱塩
を行って不純物を著しく低い濃度まで分離すると、本結
晶化工程において結晶化が容易となり、結晶回収効率が
向上するため、糖蜜のリサイクル量が減少し、それによ
って結晶化工程で得られる結晶スラリー（生成結晶と糖
蜜とからなる）の量が減少し、結晶分離工程の負担が減
る（通常はバッチ処理なので、バッチサイクル数及び結
晶洗浄水が低減する）。その結果、当該結晶分離工程に
おけるエネルギー消費を低減する。かかるエネルギー消
費は、装置の規模等にもよるので一概にはいえないが、
本発明者が試算したところによると、結晶化工程におけ
る蒸気消費量が１２％以上減少し、電力消費量が６％以
上減少することが判った。

【００６０】このようにして、結晶化工程で得られた白
下は次いで結晶分離工程に供給される。結晶分離工程で
は、白下を遠心分離機１１にかけて結晶分を取り出すこ
とによって、純度の高い真白な精製糖を得ることができ
る。通常、この結晶分はドライヤーやクーラーで乾燥さ
せた後に包装して製品となる。

【００６１】遠心分離機１１で振り分けられた糖蜜には
かなりの糖分が含まれているので、通常の場合、煎糖処
理及び結晶分離工程を何度か繰り返して、歩留まりの向
上を図る。なお、この繰返し回数が多くなるとカラメル
が生成され、得られる精製糖は黄褐色の三温糖などにな
る。一方、結晶がもはや製品として得られなくなった糖
蜜は、洗糖工程の糖蜜とともに回収煎糖され、その結晶
は洗糖工程以降等に返送され、リサイクルされる。

【００６２】（その他）上記脱塩処理に関して、イオン
交換樹脂の種類によっては、イオン交換樹脂と高温糖液
とを接触させると糖が分解する及び樹脂が分解する場合
がある。また、及び脱塩処理前の入側糖液を単に冷却し
ただけでは糖液の粘度が上昇し、イオン交換樹脂層内を
通液させにくくなるので、併せて入側糖液を希釈して粘
度を下げておき、脱塩処理後の出側糖液を結晶化に先立
って蒸発装置により濃縮する必要がある。

【００６３】他方、砂糖の精製処理には各種装置を駆動
するための電力だけでなく、蒸発装置等の各種装置で熱
源をも多量に必要とする。そこで図２に示すように、近
時、注目を浴びている熱電供給設備（コージェネレーシ
ョンシステム）２０を使用し、電力及び熱源を、砂糖の
精製に使用する電力機器及び熱源利用機器Ｍにそれぞれ
供給するようにすれば、更なる省エネルギー化を図るこ
とができる。図示例では、既存のボイラ３０及び蓄熱器
３１を用いた熱源供給設備に加える形で熱電供給設備２
０を設け、これらからの電力及び熱源を電力機器及び熱
源利用機器Ｍにそれぞれ供給するように構成している。
特に結晶化工程の蒸発装置９において熱源利用量が多い
ので、図示のように熱電供給設備２０を用いて発生させ
た熱源を蒸発装置９に直接供給できるように構成するの
が望ましい。

【００６４】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、非常に多
くのエネルギーを必要とする砂糖の精製において、省エ
ネルギー化を図ることができる等の利点がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】砂糖の精製フローチャートである。

【図２】精製設備のフロー図である。

【図３】擬似移動床式連続分離部を一対使用した脱塩処
理の説明図である。

【図４】擬似移動床式連続分離部を一対使用した脱塩処
理の、他の状態を示す説明図である。

【図５】脱塩装置例の平面図である。

【図６】図５のVI-VI端面図である。

【図７】図５のVII部を拡大して示す縦断面図である。

【図８】切り替えバルブの本体側の配管例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…砂糖精製設備、２…溶解装置、３…遠心分離機、４
…溶解装置、５…ろ過装置、６…活性炭等充填カラム、
７…脱塩装置、７１…第１の分離部、７２…第２の分離
部、９…蒸発濃縮装置、１０…結晶缶、１１…遠心分離
機、２０…熱電供給設備。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１３Ｆ 1/04 Ｃ１３Ｆ 1/04 (72)発明者 和田 哲義 東京都中央区日本橋浜町２−４−３ 和田 製糖株式会社内 (72)発明者 隅田 隆男 東京都中央区日本橋浜町２−４−３ 和田 製糖株式会社内 (72)発明者 日野 正夫 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 (72)発明者 斉藤 英弥 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 (72)発明者 飯島 裕 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 Ｆターム(参考） 4D017 AA07 BA12 CA17 CB01 DA02 DB01 EA01 4D076 AA07 AA16 AA24 BA35 DA28 FA02 FA04 FA15 FA20 FA22 HA11 JA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】洗糖工程又は原料直接溶解工程、少なくと
   もイオン交換樹脂を用いた脱塩処理を行う清浄化工程、
   結晶化工程、および結晶分離工程をこの順に経て原糖か
   ら精製糖を製造する方法であって、 前記清浄化工程に際し；イオン交換樹脂を内装したカラ
   ムを少なくとも５体備え、各カラムは再利用化処理を介
   して被処理液の脱塩に繰返し使用されるとともに、常
   に、少なくとも２体のカラムが被処理液の脱塩に使用さ
   れ、残りのカラムが再利用化処理されるように、各カラ
   ムに対する被処理液及び再利用化液の供給を順次切り替
   えながら実質的に連続して脱塩処理を行うように構成さ
   れた、擬似移動床式連続分離部を少なくとも一対使用
   し、 第１の分離部のカラムには陰イオン交換樹脂を、及び第
   ２の分離部のカラムには陽イオン交換樹脂をそれぞれ充
   填し、 被処理糖液を、再利用化処理直前のカラムから再利用化
   処理直後のカラムまで、第１の分離部のカラムおよび第
   ２の分離部のカラムの順に繰返し流通させて、陰イオン
   交換樹脂による脱塩処理および陽イオン交換樹脂による
   脱塩処理をこの順に繰返し行う脱塩処理を行い、他方、
   前記結晶化工程に際し；プレート型蒸発装置を用いて３
   重以上の多重効用方式で被処理液を濃縮した後、この濃
   縮糖液を結晶缶に供給し結晶化を行う、ことを特徴とす
   る砂糖精製方法。
2. 【請求項２】熱電供給設備を用いて発生させた電力及び
   熱源を、砂糖の精製に使用する電力機器及び熱源利用機
   器にそれぞれ供給する、請求項１記載の砂糖精製方法。
3. 【請求項３】前記熱源を、前記蒸発装置における加熱熱
   源として供給する、請求項２記載の砂糖精製方法。
4. 【請求項４】洗糖手段又は原料直接溶解手段、少なくと
   もイオン交換樹脂を用いた脱塩処理を行う清浄化手段、
   結晶化手段、および結晶分離手段を備え、この順に各手
   段による処理を行って原糖から精製糖を製造する設備で
   あって、 前記清浄化手段として；イオン交換樹脂を内装したカラ
   ムを少なくとも５体有し、各カラムは再利用化処理を介
   して被処理液の脱塩に繰返し使用されるとともに、常
   に、少なくとも２体のカラムが被処理液の脱塩に使用さ
   れ、残りのカラムが再利用化処理されるように、各カラ
   ムに対する被処理液及び再利用化液の供給を順次切り替
   えながら実質的に連続して脱塩処理を行うように構成さ
   れた、擬似移動床式連続分離部を少なくとも一対備える
   とともに、 第１の分離部のカラムには陰イオン交換樹脂が、及び第
   ２の分離部のカラムには陽イオン交換樹脂がそれぞれ充
   填され、 被処理糖液を、再利用化処理直前のカラムから再利用化
   処理直後のカラムまで、第１の分離部のカラムおよび第
   ２の分離部のカラムの順に繰返し流通させて、陰イオン
   交換樹脂による脱塩処理および陽イオン交換樹脂による
   脱塩処理をこの順に繰返し行う脱塩処理を行うように構
   成された、分離装置を備え、 前記結晶化手段として；３重以上の多重効用方式で被処
   理糖液を濃縮するように構成されたプレート型蒸発装置
   と、これにより濃縮した糖液の結晶化を図る結晶缶とを
   備えた、 ことを特徴とする砂糖精製設備。