JP2005065541A - Liquid filtration apparatus and method for producing clarified sugar solution - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体から不純物を分離して清澄な液体を得る液体濾過装置に関し、特に、不純物を含む糖液から不純物を分離して清澄化糖液を得る糖液濾過装置および清澄化糖液の生産方法に関する。 The present invention relates to a liquid filtration device that separates impurities from a liquid and obtains a clear liquid, and more particularly, a sugar solution filtration device that separates impurities from a sugar solution containing impurities to obtain a clarified sugar solution and a clarified sugar solution. It relates to the production method.
デンプン等を液化して得られるブドウ糖液などの糖液には、脂肪酸やタンパク質などの不純物が不溶性の懸濁物質(SS)として0.1〜0.5重量%程度含まれている。このため、糖液からこれらの不純物を分離し、清澄化糖液を回収する。 Sugar solution such as glucose solution obtained by liquefying starch or the like contains about 0.1 to 0.5% by weight of impurities such as fatty acids and proteins as insoluble suspended solids (SS). For this reason, these impurities are separated from the sugar solution, and the clarified sugar solution is recovered.
糖液から不純物を分離する方法としては、珪藻土などの濾過助剤をプレコートした真空濾過機を用いて糖液を濾過する珪藻土濾過法がある。しかし、この方法では濾過に伴い、濾過残渣と濾過助剤とが混ざった廃棄物が大量に発生するほか、濾過残渣を飼料等として再利用することができないという問題がある。 As a method for separating impurities from a sugar solution, there is a diatomaceous earth filtration method in which a sugar solution is filtered using a vacuum filter pre-coated with a filter aid such as diatomaceous earth. However, in this method, there is a problem that a large amount of waste in which the filtration residue and the filter aid are mixed is generated along with the filtration, and the filtration residue cannot be reused as feed.
そこで濾過助剤を使用しない濾過方法として、限外濾過(UF)膜や精密濾過(MF)膜を用いた膜濾過法が利用されている。例えば、特開2002−112800号公報(特許文献1)には、有効膜面積が異なる第1から第3までの3段の膜分離手段を備え、第3の膜分離手段にダイアフィルトレーション濾過(原液に水などの溶媒を加えながら濾過する濾過方法)を行なうための洗浄液添加手段を設けたデンプン糖化液精製装置が開示されている。 Therefore, as a filtration method that does not use a filter aid, a membrane filtration method using an ultrafiltration (UF) membrane or a microfiltration (MF) membrane is used. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-112800 (Patent Document 1) includes first to third three-stage membrane separation means having different effective membrane areas, and the third membrane separation means has a diafiltration filtration. A starch saccharified solution refining device provided with a washing solution adding means for performing (a filtration method of filtering while adding a solvent such as water to a stock solution) is disclosed.
このデンプン糖化液精製装置では、第1および第2の膜分離手段により原液中のSSの濃縮分離を行って、SSが除去された清澄化糖液を回収するとともに、SSが濃縮された濃縮液を第3の膜分離手段によりダイアフィルトレーション濾過して、濃縮液に残ったブドウ糖を回収する。このデンプン糖化液精製装置では、デンプン糖化液からブドウ糖を効率的に回収でき、かつ装置を小型化することができる。また、珪藻土を含んだ大量の廃棄物を発生させることがない。 In this starch saccharified liquid purification apparatus, concentrated saccharified liquid from which SS has been removed is recovered by performing concentrated separation of SS in the stock solution by the first and second membrane separation means, and concentrated liquid in which SS is concentrated. Is filtered by diafiltration by a third membrane separation means, and glucose remaining in the concentrate is recovered. In this starch saccharified solution purification device, glucose can be efficiently recovered from the starch saccharified solution, and the device can be miniaturized. In addition, a large amount of waste containing diatomaceous earth is not generated.
ところで、上記の装置は膜分離手段を複数段設けるため、装置構成が大がかりとなり、狭いスペースのところでは設置できない。一方で、膜分離手段を単段とすると効率的な濃縮が行なえず、目的物質の回収率が低下する。
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、糖などの目的物質の回収率を低下させることなく、装置構成が簡易で省スペース化を実現することができる液体濾過装置および清澄化糖液の生産方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and the object thereof is a liquid capable of realizing a space saving with a simple apparatus configuration without reducing the recovery rate of a target substance such as sugar. An object of the present invention is to provide a filtration device and a method for producing a clarified sugar solution.
本発明は、膜分離手段を1段とし、この膜分離手段に対して被処理液を循環させながら膜濾過を行なう。そして、被処理液中のSSが濃縮されてきたときには、SSが濃縮された濃縮液が循環しているこの膜分離手段に対して、適宜希釈用液を供給することにより、当該濃縮液に対するダイアフィルトレーション濾過を行なって、当該濃縮液中に残存している糖などの目的物質を十分に回収する。その後、膜分離手段の洗浄などを行なって、この膜分離手段が再生使用不可能になるまで繰り返し使用し続けるようにした。特に、本発明においては、循環された濃縮液を含む被処理液のSS濃度が濃縮限界まで濃縮されたときにダイアフィルトレーション濾過を行うようにしている。 In the present invention, the membrane separation means is in one stage, and membrane filtration is performed while circulating the liquid to be treated through the membrane separation means. When SS in the liquid to be treated has been concentrated, a diluting liquid is appropriately supplied to the membrane separation means in which the concentrated liquid in which SS is concentrated circulates, so that Filtration filtration is performed to sufficiently recover the target substance such as sugar remaining in the concentrate. Thereafter, the membrane separation means was washed, and the membrane separation means was continuously used until it could not be reused. In particular, in the present invention, diafiltration filtration is performed when the SS concentration of the liquid to be processed including the circulated concentrated liquid is concentrated to the concentration limit.
より具体的には、本発明は以下を提供する。 More specifically, the present invention provides the following.
(1)被処理液中の不純物を分離する透過膜を介して被処理液側と透過液側とに仕切られた構造を備える膜分離手段と、この膜分離手段の被処理液側に対して被処理液を供給する被処理液供給手段と、前記膜分離手段に接続され、前記膜分離手段により被処理液中の不純物が濃縮された濃縮液を前記膜分離手段の被処理液側から排出し、この排出された濃縮液を前記膜分離手段の被処理液側に循環させる濃縮液循環手段と、を備えた液体濾過装置であって、前記被処理液供給手段は、前記濃縮液循環手段に接続されており、この濃縮液循環手段を介して、前記膜分離手段に被処理液を供給するものであり、かつ、前記膜分離手段に対してダイアフィルトレーション濾過を行なうための希釈用液を供給する加液機構を備えるものである液体濾過装置。 (1) Membrane separation means having a structure partitioned into a liquid to be treated side and a permeate side through a permeable membrane that separates impurities in the liquid to be treated, and the liquid to be treated side of the membrane separation means A treatment liquid supply means for supplying a treatment liquid and a concentrated liquid that is connected to the membrane separation means and in which impurities in the treatment liquid are concentrated by the membrane separation means is discharged from the treatment liquid side of the membrane separation means. And a concentrated liquid circulating means for circulating the discharged concentrated liquid to the treated liquid side of the membrane separation means, wherein the treated liquid supply means is the concentrated liquid circulating means. For supplying a liquid to be treated to the membrane separation means through the concentrate circulation means and for diafiltration filtration for the membrane separation means Liquid filtration having a liquid addition mechanism for supplying liquid Location.
(2)前記循環された濃縮液を含む被処理液が濃縮限界まで濃縮されたことを検知する濃縮限界検知手段をさらに備え、この濃縮限界検知手段によって濃縮限界が検知されたときに、前記被処理液供給手段から希釈用液が供給され、前記膜分離手段によりダイアフィルトレーション濾過が行なわれるものである(1)記載の液体濾過装置。 (2) Concentration limit detection means for detecting that the liquid to be treated containing the circulated concentrated liquid has been concentrated to the concentration limit, and when the concentration limit is detected by the concentration limit detection means, The liquid filtration apparatus according to (1), wherein a dilution liquid is supplied from the treatment liquid supply means, and diafiltration filtration is performed by the membrane separation means.
(3)前記液体濾過装置は、不純物を含む糖液を濾過して不純物が除去された清澄化糖液を得る糖液濾過装置である(1)または(2)記載の液体濾過装置。 (3) The liquid filtration device according to (1) or (2), wherein the liquid filtration device is a sugar solution filtration device that obtains a clarified sugar solution from which impurities are removed by filtering a sugar solution containing impurities.
(4)被処理液中の不純物を分離する透過膜を介して被処理液側と透過液側とに仕切られた構造を備える膜分離手段を用いて不純物を含む糖液中の不純物を除去して清澄化糖液を得る清澄化糖液の生産方法であって、前記膜分離手段の被処理液側において被処理液を循環させながら、当該被処理液側に被処理液を加圧供給することによって当該被処理液を清澄化糖液と濃縮液とに分離をして清澄化糖液を得る原液濾過工程と、この原液濾過工程が進行した後、被処理液を循環させた状態で、前記濃縮液中から清澄化糖液をさらに濾取するダイアフィルトレーション濾過工程と、を備えた清澄化糖液の生産方法。 (4) Removing impurities in the sugar solution containing impurities using a membrane separation means having a structure partitioned into a liquid to be treated side and a permeate side through a permeable membrane that separates impurities in the liquid to be treated. A clarified sugar solution producing method for obtaining a clarified sugar solution, wherein the solution to be treated is circulated on the treatment solution side of the membrane separation means while the treatment solution is pressurized and supplied to the treatment solution side. In this state, the liquid to be treated is separated into a clarified sugar liquid and a concentrated liquid to obtain a clarified sugar liquid, and after the raw liquid filtration process has progressed, the liquid to be treated is circulated. A diafiltration step of further filtering the clarified sugar solution from the concentrated solution, and a method for producing a clarified sugar solution.
(5)前記被処理液が濃縮限界に達した時点で前記ダイアフィルトレーション濾過工程を実施する(4)記載の清澄化糖液の生産方法。 (5) The method for producing a clarified sugar liquid according to (4), wherein the diafiltration filtration step is performed when the liquid to be treated reaches a concentration limit.
本発明の液体濾過装置で処理される液体としては、糖やアミノ酸、酵素などの目的物質が溶解した液体に他の物質が不純物として含まれる液体が挙げられる。本発明の液体濾過装置は、かかる液体からなる原液中の不純物を分離することにより、不純物が除去された、目的物質の溶解液を得る。本発明の液体濾過装置は特に、不純物を含む糖液を濾過して不純物が除去された清澄化糖液を生産する糖液濾過装置とすることが好ましい。 Examples of the liquid processed by the liquid filtration device of the present invention include a liquid in which other substances are contained as impurities in a liquid in which a target substance such as sugar, amino acid, or enzyme is dissolved. The liquid filtration apparatus of the present invention obtains a solution of the target substance from which impurities have been removed by separating the impurities in the stock solution composed of such liquids. The liquid filtration device of the present invention is particularly preferably a sugar solution filtration device that produces a clarified sugar solution from which impurities are removed by filtering a sugar solution containing impurities.
ここで、本明細書でいう「不純物を含む糖液」とは、ブドウ糖、ショ糖などの糖類が溶解した液体であって、糖類以外に脂肪酸やタンパク質、繊維質などの不純物をSSとして0.1〜0.5重量%程度含んだ液体を意味する。本発明の糖液濾過装置の処理対象となる不純物を含む糖液としては、例えばサトウキビ搾汁、テンサイ糖抽出液、コーンスターチなどのデンプンを酵素により液化および糖化して得られるブドウ糖液などが挙げられる。不純物を含む糖液は通常、0.7〜1.2cp前後の粘度を有し、60〜80℃に加温された状態で濾過処理される。一方、「清澄化糖液」とは、不純物を含む糖液から不純物を分離して得られる糖液であって、SSを実質的に含まない。 Here, the “sugar solution containing impurities” as used herein is a liquid in which saccharides such as glucose and sucrose are dissolved, and impurities such as fatty acids, proteins, and fibers other than saccharides are set to 0. It means a liquid containing about 1 to 0.5% by weight. Examples of the sugar solution containing impurities to be processed by the sugar solution filtering device of the present invention include sugarcane juice, sugar beet sugar extract, glucose solution obtained by liquefying and saccharifying starch such as corn starch with an enzyme, and the like. . The sugar solution containing impurities usually has a viscosity of about 0.7 to 1.2 cp and is filtered in a state heated to 60 to 80 ° C. On the other hand, the “clarified sugar solution” is a sugar solution obtained by separating impurities from a sugar solution containing impurities, and does not substantially contain SS.
「被処理液」とは、本発明の液体濾過装置の濾過処理対象となる液体を指し、具体的には濾過処理前の不純物を含む原液、膜分離手段の被処理液側から排出される液体であってSSが濃縮された液体(「濃縮液」と称する)、ダイアフィルトレーション濾過用に供給される希釈用液およびこれらの混合物を含む。すなわち、本発明の被処理液供給手段は、被処理液として不純物を含む糖液などの原液のみならず、ダイアフィルトレーション濾過用の希釈用液をも供給するものである。被処理液供給手段で原液と希釈用液の両方を供給するようにすることで、装置を簡素化して、かつ目的物質の回収率の低下を防止することができる。 The “liquid to be treated” refers to a liquid to be filtered by the liquid filtration apparatus of the present invention, specifically, a stock solution containing impurities before the filtration process, and a liquid discharged from the liquid to be treated side of the membrane separation means. And SS-concentrated liquid (referred to as “concentrated liquid”), diluting liquid supplied for diafiltration and mixtures thereof. That is, the treatment liquid supply means of the present invention supplies not only a stock solution such as a sugar solution containing impurities as a treatment liquid but also a dilution liquid for diafiltration filtration. By supplying both the undiluted solution and the diluting solution with the liquid to be treated, the apparatus can be simplified and the recovery rate of the target substance can be prevented from being lowered.
膜分離手段に備えられる「透過膜」とは、原液中に溶解した糖類などの目的物質を透過させる一方、不純物である不溶性のSSは透過させない膜である。したがって、「不純物」とは、液体中に溶解した糖分子などの目的物質より大きくて透過膜を透過しない物質全般を指し、主として不溶性懸濁物質であるSSを意味する。透過膜の具体例としては、例えば分画分子量が1万以上、好ましくは5万以上のUF膜あるいは孔径が0.01〜10μm、好ましくは0.05〜0.5μm程度のMF膜が挙げられる。 The “permeation membrane” provided in the membrane separation means is a membrane that allows permeation of a target substance such as saccharide dissolved in the stock solution but does not permeate insoluble SS as an impurity. Accordingly, “impurities” refer to all substances that are larger than the target substance such as sugar molecules dissolved in the liquid and do not permeate the permeable membrane, and mainly mean SS that is an insoluble suspended substance. Specific examples of the permeable membrane include a UF membrane having a molecular weight cut-off of 10,000 or more, preferably 50,000 or more, or an MF membrane having a pore diameter of about 0.01 to 10 μm, preferably about 0.05 to 0.5 μm. .
また、本発明の液体濾過装置には、被処理液が濃縮限界まで濃縮されたことを検知する濃縮限界検知手段を設けることが好ましい。濃縮限界検知手段を設けることにより、濃縮限界まで濃縮倍率を上げて原液中の糖などの目的物質を回収した上で、高倍率に濃縮された濃縮液のダイアフィルトレーション濾過を実施することができるため、ダイアフィルトレーション濾過対象液の液量を少なくしてダイアフィルトレーション濾過に要する時間を短縮することができる。 The liquid filtration device of the present invention is preferably provided with a concentration limit detection means for detecting that the liquid to be treated has been concentrated to the concentration limit. By providing a concentration limit detection means, it is possible to increase the concentration ratio to the concentration limit and collect the target substance such as sugar in the stock solution, and then perform diafiltration filtration of the concentrated liquid concentrated at a high magnification. Therefore, the time required for diafiltration can be reduced by reducing the amount of the diafiltration target liquid.
本発明においては、従来は多段に設けられていた膜分離手段を単段とするため、装置が複雑化せず、狭いスペースのところにも設置でき、かつ、装置の設置および維持管理が容易となる。また、本発明においては、濃縮液を膜分離手段に循環させる濃縮液循環手段を設けるとともに、被処理液供給手段を原液のみならず希釈用液をも供給するものとする。このため、原液を希釈せずに濾過する通常の濾過処理と、高濃縮された濃縮液を希釈しながら濾過するダイアフィルトレーション濾過とを一台の膜分離手段により行なうことができ、簡素化された装置で効率よく目的物質を回収することができる。すなわち、本発明においては、一台の膜分離手段により、原液を高度に濃縮して清澄な液体を連続的に得るとともに、高倍率に濃縮された濃縮液中に残存する目的物質を回収することができるため、膜分離手段を単段にしても糖などの目的物質の回収率が低下することを防止できる。 In the present invention, since the membrane separation means conventionally provided in multiple stages is made into a single stage, the apparatus is not complicated, can be installed in a narrow space, and the installation and maintenance of the apparatus are easy. Become. In the present invention, a concentrated liquid circulating means for circulating the concentrated liquid to the membrane separation means is provided, and the liquid to be treated is supplied not only to the stock solution but also to the dilution liquid. For this reason, it is possible to perform a normal filtration process that filters the undiluted solution without diluting, and a diafiltration filtration that filters while diluting the highly concentrated concentrate with a single membrane separation means. The target substance can be efficiently recovered with the apparatus thus constructed. That is, in the present invention, a single membrane separation means highly concentrates the stock solution to continuously obtain a clear liquid, and collects the target substance remaining in the concentrated solution concentrated at a high magnification. Therefore, even if the membrane separation means is a single stage, it is possible to prevent the recovery rate of the target substance such as sugar from decreasing.
さらに、本発明は被処理液中のSS濃度が濃縮限界値となったことを検知する濃縮限界検知手段を設ける。このため、膜の目詰まりを防止しつつ、原液を高濃縮し、ダイアフィルトレーション濾過に要する時間を短縮化するという効率的な装置の運転を行なうことができる。 Furthermore, the present invention provides a concentration limit detecting means for detecting that the SS concentration in the liquid to be treated has reached the concentration limit value. For this reason, it is possible to perform an efficient operation of the apparatus that highly concentrates the stock solution and shortens the time required for diafiltration while preventing clogging of the membrane.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図1は本発明に係る一実施形態の糖液濾過装置を示す模式図である。なお、以下の説明にあたって、同一構成については同一符合を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a sugar liquid filtration device according to an embodiment of the present invention. In the following description, the same reference numerals are given to the same components.
図1において、糖液濾過装置1は膜分離手段20と、被処理液供給手段10と、濃縮液循環手段30とを備える。濃縮液循環手段30は、膜分離手段20と被処理液供給手段10とに接続され、被処理液を、被処理液供給手段10から膜分離手段20へ供給する。
In FIG. 1, the sugar
被処理液供給手段10は、被処理液を膜分離手段20に供給する手段であり、膜分離手段20の入り口圧力が0.1〜0.8Mpa、好ましくは0.2〜0.6Mpa、出口圧力が0.0〜0.4Mpa程度となるように被処理液を加圧して膜分離手段20に供給する。被処理液供給手段10は、所定量の被処理液を貯留するための貯留タンク12、被処理液が通る被処理液管13および被処理液を膜分離手段20に送り込むポンプ14を備える。貯留タンク12には、原液管11と後述する加液機構50とが接続され、さらに内部には液面計82が設けられている。また、原液管11には流量計81が設けられ、本実施形態において流量計81と液面計82とは協働して被処理液が濃縮限界まで濃縮されたことを検知する。
The treatment liquid supply means 10 is a means for supplying the treatment liquid to the membrane separation means 20, and the inlet pressure of the membrane separation means 20 is 0.1 to 0.8 Mpa, preferably 0.2 to 0.6 Mpa, and the outlet. The liquid to be treated is pressurized and supplied to the membrane separation means 20 so that the pressure is about 0.0 to 0.4 MPa. The processing liquid supply means 10 includes a
被処理液管13は、貯留タンク12と濃縮液循環手段30とに接続されている。また被処理液管13の途中にはポンプ14が設けられている。被処理液は、貯留タンク12から取り出し、被処理液管13を介してポンプ14、循環ポンプ32により所定の圧力となるように加圧して濃縮液循環手段30を介して膜分離手段20に供給する。なお、被処理液供給手段10の構成は上述したものに限られず、被処理液を加圧して膜分離手段20へ供給できる任意の部材で構成することができる。例えば、貯留タンク12と膜分離手段20の高度差を利用したり、貯留タンク12内を加圧するなどして貯留タンク12内の液体の圧力を高めることによりポンプ14を用いることなく被処理液を膜分離手段20へ送り出すように構成することもできる。
The
本発明において、被処理液供給手段10は、濾過処理前の原液のみならずダイアフィルトレーション濾過用の希釈用液をも膜分離手段20に供給する。本実施形態では被処理液供給手段10は、特に、加液機構50を備えることによって希釈用液を膜分離手段20に供給する。加液機構50とは、ダイアフィルトレーション濾過を行なう場合に、原液となる濃縮液を希釈する希釈用液を供給するための手段である。加液機構50は、少なくとも希釈用液が通る希釈用液管51を備える。希釈用液管51は、必要に応じて希釈用液の供給量を計測する希釈用液流量計52や保安フィルター、流量調整弁(図示せず)などを含んでよい。本実施形態では、加液機構50は希釈用液管51を貯留タンク12に接続することにより貯留タンク12において濃縮液を希釈する構成としている。しかし、希釈用液管51を原液管11に接続するとともに、原液管11に流路切り替え弁などを設けることにより、希釈用液が原液管11の少なくとも一部を通って貯留タンク12に入るように構成することもできる。
In the present invention, the to-be-processed liquid supply means 10 supplies not only the raw solution before the filtration process but also the diluting liquid for diafiltration filtration to the membrane separation means 20. In this embodiment, the to-be-processed liquid supply means 10 supplies the liquid for dilution to the membrane separation means 20 by providing the
膜分離手段20は、液体中の不純物を分離する透過膜を介して空間が被処理液側と透過液側とに仕切られた構造を備える。このような構造を備える膜分離手段としては、金属や樹脂など任意の素材からなる筐体(ハウジング)内に任意の形状の透過膜を備えた膜モジュール21が挙げられる。膜モジュールの形式としては中空糸型、スパイラル型、平膜型など任意の形式のものを使用することができる。チューブ状の膜を複数本内蔵したチューブラー型の膜モジュールは不純物であるSSの高濃縮が可能で、好適に用いることができる。
The membrane separation means 20 has a structure in which a space is partitioned into a liquid to be processed side and a permeate side through a permeable membrane that separates impurities in the liquid. An example of membrane separation means having such a structure is a
透過膜としては、不純物を含む糖液を原液とする本実施形態の場合、糖類を透過させる一方、SSを透過させない膜であれば材質を問うことなく、有機膜、無機膜のいずれをも用いることができる。しかし、セラミック膜や焼結金属膜などの無機膜は化学的、物理的強度が高く、50倍程度の高い濃縮率を得ることができるため、60〜80℃に加温された状態の粘性を有する原液が膜分離手段20に供給される糖液濾過に適している。特に、ステンレス粒子を焼結した焼結面に酸化チタンなどの異種金属を更に焼結コーティングして薄い濾過層を形成した焼結金属膜は濾過効率および強度が高く、好ましい。また、膜濾過方式としては、クロスフロー式とするのが好ましい。クロスフロー式濾過では、濃縮液が透過液に対して垂直方向に流れるため、膜表面にスラッジ(不純物が濃縮された汚泥)が堆積して濾過効率が低下することを防ぐことができる。このような膜分離手段として、特に内径5〜25mm、好ましくは8〜22mmの焼結金属膜チューブを金属製の円筒形ハウジング内に50〜1,000本内蔵した、長さ1.5〜12m、好ましくは3〜6m程度のチューブラー型金属膜モジュールが好適である。 As the permeable membrane, in the case of this embodiment using a sugar solution containing impurities as a stock solution, any organic membrane or inorganic membrane can be used regardless of the material as long as it is a membrane that allows saccharides to permeate but not SS. be able to. However, since inorganic films such as ceramic films and sintered metal films have high chemical and physical strength and can obtain a concentration ratio as high as 50 times, the viscosity in a state heated to 60 to 80 ° C. The stock solution is suitable for sugar solution filtration in which the membrane separation means 20 is supplied. In particular, a sintered metal film in which a thin filtration layer is formed by further sintering and coating a dissimilar metal such as titanium oxide on a sintered surface obtained by sintering stainless steel particles is preferable because of high filtration efficiency and strength. The membrane filtration method is preferably a cross flow method. In the cross-flow filtration, since the concentrated liquid flows in a direction perpendicular to the permeated liquid, it is possible to prevent sludge (sludge in which impurities are concentrated) from accumulating on the membrane surface and reducing the filtration efficiency. As such a membrane separation means, a sintered metal membrane tube having an inner diameter of 5 to 25 mm, preferably 8 to 22 mm, is incorporated in a metal cylindrical housing in a length of 1.5 to 12 m. Preferably, a tubular metal membrane module of about 3 to 6 m is suitable.
本実施形態では、膜分離手段20は、金属製の円筒形ハウジング内に直径19mm、孔径0.1μmのチューブ状焼結金属膜を備えた膜モジュール21を備える。膜モジュール21には、膜モジュール21の透過液側から清澄化糖液を排出する清澄化糖液管61、膜モジュール21内の空気を排出するエア抜き管71および被処理液を膜モジュール21内に導入する混合液管33が接続されている。清澄化糖液管61は、清澄化糖液回収機構60を構成し、図1に示すように必要に応じて定流量弁62や流量計63などを含むことができる。エア抜き管71は、エア抜き時にエア抜き管71を開いて膜モジュール21内の空気を排出するためのエア抜き弁72を備え、エア抜き機構70を構成する。
In the present embodiment, the membrane separation means 20 includes a
膜モジュール21の一例を図2に示す。図2は、本体200、下部液室201および上部液室202とから構成されるクロスフロー式の膜モジュール21である。膜モジュール21の下部液室201と上部液室202はいずれもフランジ205によって本体200と接続されている。本体200には清澄化糖液を取り出すために開口部206が設けられ、開口部206において清澄化糖液管61が接続されている。また、本体200の内部には、複数の中空形状透過膜からなるチューブ210が内蔵されている。
An example of the
膜モジュール21の本体200内部の空間は、図2に示すように、チューブ210の膜面を境界として被処理液側m(破線を引いた部分)と透過液側n(破線を引いていない部分)とに仕切られている。また、本体200内部には仕切り板220が設けられ、これにより上向流濾過室221と下向流濾過室222とに仕切られている。また、下部液室201は区画板230により被処理液室203と濃縮液室204とに仕切られている。上部液室202には必要に応じて被処理液の逆流を防止する整流板240が設けられる。
As shown in FIG. 2, the space inside the
被処理液は、混合液管33から膜モジュール21内の被処理液室203に導入し、上向流濾過室221に設けられたチューブ210内を上向流(矢印aの方向)で移動させる。チューブ210は被処理液中に溶解している糖分子を透過させる一方、SSは透過させない膜で構成されている。このため、チューブ210内に被処理液を流すことにより、SSが分離された清澄化糖液は被処理液の流れに対して垂直の方向(矢印bの方向)へ移動し、チューブ210外の透過液側nへ漉し出される。また、SSが濃縮された濃縮液は被処理液側mにとどまったまま、被処理液室203から上部液室202へ入り(矢印aからcで示す方向)、下向流濾過室222内のチューブ210内を下降流で移動して(矢印dの方向)、濃縮液室204に入ったのち、濃縮液管31を介して膜モジュール21外へ濃縮液として排出される。このとき、下向流濾過室222内においても被処理液としての濃縮液がクロスフロー式で膜濾過され、SSが分離された清澄化糖液がチューブ210外の透過液側n(矢印eの方向)へ漉し出される。
The liquid to be processed is introduced from the mixed
次に、糖液濾過装置1の濃縮液循環手段30について図1を用いて説明する。濃縮液循環手段30とは、膜分離手段20によって被処理液中の不純物であるSSが濃縮された濃縮液を膜分離手段20の被処理液側から排出し、この排出された濃縮液を被処理液側に戻すという循環をさせる手段である。濃縮液循環手段30は、特に、膜分離手段20の外側で循環路を形成する配管を備える。配管としては金属や樹脂などを素材とする管を好適に用いることができ、この配管の容積は膜分離手段20の容積や濃縮液の循環量などに対応させ、適宜設定することが好ましい。膜分離手段20容積などに応じて配管の容積を調整することにより、膜分離手段20内での被処理液の流速や濃縮液循環手段30内の液体の流速を調整し、装置内でのスラッジの堆積を防止することができる。また、かかる配管には被処理液供給手段10が接続され、貯留タンク12から供給される液体を当該濃縮液に混合する。貯留タンク12から供給される液体は、濃縮液循環手段30内を循環する液体に比してSS濃度が低いため、膜分離手段20に供給される被処理液のSS濃度をある程度希薄に保つことができる。
Next, the concentrated liquid circulating means 30 of the sugar
本実施形態においては、濃縮液循環手段30は、濃縮液を膜分離手段20から排出する濃縮液管31、濃縮液を循環させる循環ポンプ32および濃縮液を膜分離手段20の被処理液側に供給する混合液管33を備える。濃縮液管31と混合液管33とは循環ポンプ32を介して接続され、膜分離手段20の外側で循環路を形成している。循環ポンプ32の吸い込み側には濃縮液管31が、循環ポンプ32の吐出側には混合液管33が接続されている。また、濃縮液管31には被処理液管13が接続され、貯留タンク12から供給される被処理液を、濃縮液と混合して濃縮液管31の一部および混合液管33を介して膜分離手段20に供給する。また、濃縮液管31には被処理液管13との接続点より前方(上流側)において、濃縮液の一部を貯留タンク12に戻す返送機構90および濾過残渣を装置外へ排出するための排出機構40が接続されている。返送機構90は、濃縮液管31と貯留タンク12とに接続された返送管91を備える。この返送管91によって濃縮液循環手段30中の濃縮液の一部が貯留タンク12に戻される。また、返送管91には圧力調整弁92が設けられ、濃縮液の循環流量を調整する。本実施形態においては、圧力調整弁92は、清澄化糖液管61に設けられた弁62と協働して被処理液の圧力を一定に保つとともに清澄化糖液を一定流量で回収するために用いられる。
In the present embodiment, the concentrated
濃縮限界検知手段とは、濃縮液と原液とが混合されてなる被処理液が膜濾過装置に複数回、循環されて処理された結果、被処理液中のSSが濃縮されて被処理液が濃縮限界に達したことを検知する手段である。濃縮限界検知手段の具体例としては流量計、液面計、濁度計、圧力計などを挙げることができる。濃縮限界とは、被処理液をより高い倍率に濃縮することが好ましくない状態になることを意味する。被処理液の濃縮限界は、使用する膜分離手段によっても異なるが、濃縮倍率が5〜50倍、好ましくは10〜20倍程度、混合液中のSS濃度が1〜10重量%、好ましくは2〜4重量%となる点である。本実施態様においては、濃縮限界検知手段として原液管11に流量計81を設けるとともに、貯留タンク12に液面計82を設ける。そして、流量計81から求められる原液供給量に対し、濃縮液量が1/5〜1/50の所定の値(例えば、濃縮限界を濃縮倍率20倍とする場合は1/20)となった時点を液面計82により検知する。また、被処理液が濃縮限界に達したことは貯留タンク12などに濁度計を設けることで検知することもできる。さらには、膜分離手段20の膜圧を計測したり、流量計63を用いて清澄化糖液の流量を計測することにより濃縮限界に達した時点を検知することもできる。
Concentration limit detection means means that the liquid to be treated, which is a mixture of the concentrate and the undiluted solution, is circulated through the membrane filtration device a plurality of times and processed, so that SS in the liquid to be treated is concentrated and the liquid to be treated is It is a means for detecting that the concentration limit has been reached. Specific examples of the concentration limit detecting means include a flow meter, a liquid level meter, a turbidity meter, and a pressure gauge. The concentration limit means that it is not preferable to concentrate the liquid to be processed at a higher magnification. The concentration limit of the liquid to be treated varies depending on the membrane separation means used, but the concentration ratio is 5 to 50 times, preferably about 10 to 20 times, and the SS concentration in the mixed solution is 1 to 10% by weight, preferably 2 It is a point which becomes -4 weight%. In the present embodiment, a
次に、図1を参照して糖液濾過装置1を用いた清澄化糖液の生産方法について説明する。説明は、不純物を含む糖液を原液として膜分離手段20により濾過して原液中の不純物を分離した清澄化糖液を回収する原液濾過工程から行なう。
Next, a method for producing a clarified sugar solution using the sugar
原液濾過工程においては、まず、原液管11に設けられた原液供給用の弁(図示せず)を開放し、ポンプ14および循環ポンプ32を停止した状態で、不純物を含む糖液を原液として貯留タンク12に供給する。貯留タンク12に所定量の原液を貯留してからポンプ14を稼動させ、原液を被処理液として被処理液管13、混合液管33、濃縮液管31を通して膜分離手段20へ供給する。このとき、エア抜き弁72を開けて膜モジュール21内の空気を排出する。空気が排出された後、エア抜き弁72を閉じ、ポンプ14と循環ポンプ32の両方を稼動させ、圧力調整弁92とポンプ14から送り出す被処理液の流量を調整して被処理液としての原液を所定の値にまで加圧して被処理液管13および混合液管33を介して膜分離手段20に供給する。ポンプ14から送り出す被処理液の流量はインバータでポンプ14の回転数を調整するなどして行なう。膜分離手段20においては、膜モジュール21によりクロスフロー式で被処理液を膜濾過処理する。このとき、弁62は開いた状態とし、膜モジュール21の透過液側から清澄化糖液管61を介して不純物が除去された清澄化糖液を回収する。一方、膜モジュール21の被処理液側からは濃縮液管31を介して不純物が濃縮された濃縮液を取り出す。
In the stock solution filtration step, first, a stock solution supply valve (not shown) provided in the
膜モジュール21から取り出した濃縮液は、循環ポンプ32により濃縮液管31および混合液管33を介して膜分離手段20へ循環させる。濃縮液管31の途中には返送管91が接続されており、返送管91を介して濃縮液循環手段30から適宜、濃縮液の一部を抜き出して貯留タンク12へ返送する。貯留タンク12へ返送する濃縮液は、濃縮液循環手段30内の液体のSS濃度に応じて連続的または間欠的に抜き出すことができる。一方、濃縮液管31には被処理液管13も接続されており、被処理液管13を介して貯留タンク12内の液体を適宜、濃縮液に混合しながら被処理液として膜分離手段20へ供給して原液濾過工程を実施する。貯留タンク12内の液体は、濃縮液循環手段30内の濃縮液に比してSS濃度が低いため、濃縮液の循環量、貯留タンク12への返送量または貯留タンク12内の液体の供給量を適宜調整することにより、膜分離手段20へ供給する被処理液のSS濃度を調整し、濃縮液循環手段30にスラッジが堆積することを防止することができる。なお、貯留タンク12には、液面計82が設けられ、内部の液体が所定量以下とならないように原液管11から不純物を含む糖液が連続的または間欠的に供給される。
The concentrated liquid taken out from the
本実施態様においては、濃縮液の濃縮倍率は原液管11から供給される原液供給量と清澄化糖液管61から引き抜かれる清澄化糖液の引き抜き量が増えるにしたがって大きくなる。この結果、原液と濃縮液とを含む被処理液のSS濃度が次第に上昇して濃縮限界に達する。本発明では、濃縮液を膜分離手段20に循環させ、原液と混合して膜濾過する原液濾過工程を一定時間継続したのち、貯留タンク12へ不純物を含む糖液を供給することを停止する。本実施態様では、原液管11に設けた流量計81で原液供給量を測定し、所定量の原液を供給した時点を検知し、この時点で原液の供給を停止する。
In the present embodiment, the concentration rate of the concentrated liquid increases as the stock solution supply amount supplied from the
原液の供給を停止したのち、希釈用液管51から希釈用液として60〜80℃の温水を貯留タンク12に供給し、高濃縮された濃縮液中の糖を回収するダイアフィルトレーション濾過工程に移る。本発明において、原液濾過工程を終了してダイアフィルトレーション濾過工程に移行する時点としては、濃縮限界検知手段で検知した濃縮限界に達した時点とすることが好ましい。本実施態様では、原液の供給を停止したのち、引き続き濃縮液を循環させながら貯留タンク12内の液体を膜分離手段20へ供給し、貯留タンク12内の液面計82により、貯留タンク12内に残存する液体の量が所定値以下となった時点を濃縮限界に達した時点として検知する。
A diafiltration filtration step in which, after stopping the supply of the stock solution, hot water at 60 to 80 ° C. is supplied from the
ダイアフィルトレーション濾過工程では、貯留タンク12に不純物を含んだ糖液を供給する代わりに希釈用液として温水を供給し、濃縮液を希釈して膜分離手段20で膜濾過する。ダイアフィルトレーション濾過工程においては、貯留タンク12に希釈用液管51から温水を供給して、濃縮液循環手段30から返送管91を介して返送される濃縮液を希釈して所定の圧力に加圧して膜分離手段20へ供給する。膜分離手段20においては、濃縮液が希釈された液体を被処理液として、膜モジュール21を用いてクロスフロー式でダイアフィルトレーション濾過を行なう。このとき、膜モジュール21の透過液側からは清澄化糖液管61を介して不純物が除去された清澄化糖液を回収し、膜モジュール21の被処理液側からは濃縮液管31を介して濃縮液を取り出す。
In the diafiltration filtration step, warm water is supplied as a diluting solution instead of supplying the sugar solution containing impurities to the
ダイアフィルトレーション濾過工程においても、膜モジュール21から取り出した濃縮液は、循環ポンプ32により濃縮液管31および混合液管33を介して膜分離手段20へ循環させる。また、濃縮液の一部は、返送管91を介して貯留タンク12へ返送する。貯留タンク12へは、希釈用液管51から温水を適宜、連続的または間欠的に供給し、濃縮液を希釈して膜分離手段20へ供給する。ダイアフィルトレーション濾過工程においても、濃縮液循環手段20内の濃縮液の一部を抜き出して貯留タンク12へ返送するとともに、よりSS濃度が低い貯留タンク12内の液体を当該濃縮液と混合して被処理液として膜分離手段へ供給する。このため、濃縮液を循環させることにより、濃縮液循環手段30内にスラッジが堆積することを防止することができる。なお、温水は原液濾過工程で処理した原液の5〜20重量%、好ましくは10〜15重量%程度の量を供給する。温水の供給は希釈用液管51に希釈用液流量計52を設け、これにより供給量を計測、調整することができる。
Also in the diafiltration step, the concentrated liquid taken out from the
ダイアフィルトレーション濾過工程では所定量の温水を供給した後、温水の供給を停止する。この状態でしばらく、ダイアフィルトレーション濾過を継続し、貯留タンク12内の液面が下限値以下になった時点でダイアフィルトレーション濾過工程を終了する。ダイアフィルトレーション濾過工程を終了したのち、膜分離手段20などに残った濾過残渣は排出弁42を開いて排出管41より排出する。排出した濃縮残渣は、飼料等として再利用することができる。濾過残渣を排出したのちの糖液濾過装置1には新たに原液として不純物を含む糖液を供給し、上記の原液濾過工程およびダイアフィルトレーション濾過工程を繰り返す。なお、濾過残渣を排出したあと、不純物を含む糖液を供給するのに先立って糖液濾過装置1は薬品により洗浄することが好ましい。薬品洗浄は図示しない洗浄液供給手段から水酸化ナトリウム溶液などの洗浄液を貯留タンク12に供給し、洗浄液を被処理液供給手段10、膜分離手段20および濃縮液循環手段30全体に通液することにより装置全体を洗浄したのち、洗浄液に代えて温水を供給して同様の操作を行なって装置全体をすすぎ洗浄する。
In the diafiltration process, after supplying a predetermined amount of hot water, the supply of hot water is stopped. In this state, diafiltration filtration is continued for a while, and the diafiltration filtration step is terminated when the liquid level in the
本発明においては、濃縮液を循環させながら原液とともに膜分離手段に供給して清澄化糖液を生産するとともに原液を濃縮する。このため、膜分離手段を複数段設けることなく、原液を10〜20倍程度の高濃度に濃縮し、高効率で清澄化糖液を回収することができる。また、本発明においては、一台の膜分離手段で通常の原液の濾過と濃縮液を希釈しながら濾過するダイアフィルトレーション濾過とを行なうことができるため、装置を簡素化し、かつ糖回収率を低下させることがない。 In the present invention, the concentrated solution is circulated and supplied to the membrane separation means together with the stock solution to produce a clarified sugar solution and concentrate the stock solution. For this reason, without providing a plurality of membrane separation means, the stock solution can be concentrated to a high concentration of about 10 to 20 times, and the clarified sugar solution can be recovered with high efficiency. Further, in the present invention, normal membrane filtration and diafiltration filtration for diluting the concentrated solution can be performed with a single membrane separation means, thus simplifying the apparatus and reducing the sugar recovery rate. Is not reduced.
図1に示す糖液濾過装置を用い、デンプンを酵素で処理して得たブドウ糖液を原液として清澄化糖液を生産した。原液のブドウ糖液としては下記の組成および性状のものを用いた。
「ブドウ糖液」
ブドウ糖濃度:25重量%
SS濃度 :0.4重量%
粘度 :粘度0.8cp
温度 :60℃
A clarified sugar solution was produced using a glucose solution obtained by treating starch with an enzyme using the sugar solution filtering apparatus shown in FIG. As the stock glucose solution, the following composition and properties were used.
"Glucose solution"
Glucose concentration: 25% by weight
SS concentration: 0.4% by weight
Viscosity: viscosity 0.8 cp
Temperature: 60 ° C
膜モジュールの仕様は以下の通りである。
「膜モジュール」
使用膜 :ステンレス316L粒子を焼結したチューブ状の金属膜の内側表面に二酸化チタンを焼結して焼結皮膜を形成した、チューブラー型焼結金属膜
膜孔径 :0.1μm
膜径 :19mm
膜長さ :3m
膜本数 :80本
膜面積 :14m2
膜モジュール容積:100L
The specifications of the membrane module are as follows.
"Membrane module"
Used membrane: Tubular type sintered metal membrane formed by sintering titanium dioxide on the inner surface of a tubular metal membrane obtained by sintering stainless steel 316L particles Pore diameter: 0.1 μm
Film diameter: 19mm
Film length: 3m
Number of membranes: 80 membrane areas: 14 m 2
Membrane module volume: 100L
糖液濾過装置の運転は、ポンプで送り出す被処理液の流量を調整するとともに、返送管に設けた圧力調整弁を用いて膜モジュール出口圧力が0.3Mpaで一定となるよう、被処理液を加圧した。ブドウ糖液は12kLを原液管から適宜貯留タンクに補給し、膜分離手段へ供給した。膜分離手段から排出された濃縮液は、3,000L/minの流量で膜分離手段へ循環させた。濃縮液管と混合液管はステンレス製の直径200mmの管で構成し、その容積は80Lとした。濃縮液の一部は貯留タンクへ返送し、返送管の圧力調整弁により、濃縮液の返送量が6,000L/hrとなるように調整した。この原液濾過工程において、被処理液の濃縮限界値は被処理液中のSS濃度が未処理の原液であるブドウ糖液の20倍となる値(濃縮倍率20倍)とした。原液のSS濃度、膜モジュールの濃縮率、および濃縮液の循環量から、原液を12kL供給して濃縮液の残存量が0.6kLとなる時点を被処理液が濃縮限界値に達する時点と算出した。そして、原液管に設けた流量計81により、原液を12kL供給した時点で原液の供給を停止した後、貯留タンクに設けた液面計により液面が下限値を下回った時点(濃縮液が0.6kLになった時点)を被処理液が濃縮限界に達した時点として検知した。
The operation of the sugar liquid filtration apparatus is to adjust the flow rate of the liquid to be processed sent out by the pump and to adjust the flow rate of the liquid to be processed so that the outlet pressure of the membrane module is constant at 0.3 Mpa using the pressure adjusting valve provided in the return pipe. Pressurized. The glucose solution was replenished appropriately 12 kL from the stock solution tube to the storage tank and supplied to the membrane separation means. The concentrated liquid discharged from the membrane separation means was circulated to the membrane separation means at a flow rate of 3,000 L / min. The concentrated solution tube and the mixed solution tube were made of stainless steel having a diameter of 200 mm, and the volume thereof was 80 L. A part of the concentrate was returned to the storage tank, and the return of the concentrate was adjusted to 6,000 L / hr by the pressure adjustment valve of the return pipe. In this stock solution filtration step, the concentration limit value of the liquid to be treated was set to a value (
被処理液が濃縮限界に達した時点で貯留タンクには60℃の温水1.5kLを0.1kLずつ分割して加え、濃縮液を循環させながらダイアフィルトレーション濾過を行い、清澄化糖液を回収した。貯留タンク内の液体が所定量以下になった時点でダイアフィルトレーション濾過を終了し、排出管の排出弁を開いて装置内の濃縮液を濃縮残渣として装置外へ排出した。この処理を5回繰り返し、実質25時間で64kLの清澄化糖液(ブドウ糖濃度23重量%、SS濃度0%)を得た。清澄化糖液に含まれるブドウ糖の回収率は99.7%であった。 When the liquid to be treated reaches the concentration limit, 1.5 kL of 60 ° C. warm water is divided into 0.1 kL at a time, and diafiltration is performed while circulating the concentrated liquid. Was recovered. Diafiltration filtration was terminated when the liquid in the storage tank became a predetermined amount or less, the discharge valve of the discharge pipe was opened, and the concentrated liquid in the apparatus was discharged out of the apparatus as a concentrated residue. This treatment was repeated 5 times to obtain a 64 kL clarified sugar solution (glucose concentration: 23 wt%, SS concentration: 0%) in substantially 25 hours. The recovery rate of glucose contained in the clarified sugar solution was 99.7%.
[参考例]
参考例として、図3に示す糖液濾過装置2により、実施例と同じ原液の濾過を行なった。図3の糖液濾過装置2は、第1の被処理液供給手段510、第1の膜分離手段520、第1の濃縮液循環手段530からなる原液濾過システムと、第2の被処理液供給手段610、第2の膜分離手段620、第2の濃縮液循環手段630からなるダイアフィルトレーション濾過システムを備える。第1の被処理液供給手段510は第1原液管511、第1貯留タンク512、第1ポンプ514、第1被処理液管513からなるが、希釈用液供給機構を備えない。第1の膜分離手段520は第1膜モジュールを備え、第1膜モジュールには第1清澄化糖液管561が接続されている。第1の濃縮液循環手段530は、第1濃縮液管531、第1循環ポンプ532、第1混合液管533を備える。ただし、第1濃縮液管531には返送管は設けられず、実施例の糖液濾過装置における排出管の代わりに、濃縮液をダイアフィルトレーション濾過システムに供給するための送液管700が接続されている。送液管700は中継タンク701、第2原液管611を介して濃縮液を第2貯留タンク612へ供給する。
[Reference example]
As a reference example, the same stock solution as in the example was filtered by the sugar
第2の被処理液供給手段610は第2原液管611、第2貯留タンク612、第2ポンプ614、第2被処理液管613からなる。第2貯留タンク612には、希釈用液を供給する希釈用液管651が接続されているが、濃縮限界検知手段としての流量計は設けられていない。第2の膜分離手段620は第2膜モジュールを備え、第2膜モジュールには第2清澄化糖液管661が接続されている。第2の濃縮液循環手段630は、第2濃縮液管631、第2循環ポンプ632、第2混合液管633を備え、第2濃縮液管631には返送管691が接続されるほか、濃縮残渣を排出するための排出管641が接続されている。
The second processed liquid supply means 610 includes a second
参考例の糖液濾過装置2の第1膜モジュールおよび第2膜モジュールは実施例と同じもので、その他の構成についても、実施例と同じ名称の構成は実施例と同じ仕様とした。なお、第1膜モジュールおよび第2膜モジュールには第1および第2のエア抜き手段が設けられ、第1清澄化糖液管561および第2清澄化糖液管661には弁が、返送管には圧力調整弁が設けられているがこれらについては図示を省略した。
The first membrane module and the second membrane module of the sugar
参考例においては、第1原液管511を介して12kLの原液を第1貯留タンク512に供給する。第1貯留タンク512内の原液は第1ポンプ514、第1被処理液管513、第1循環ポンプ532および第1混合液管533を介して第1の膜分離手段520へ供給する。第1の膜分離手段520では、濃縮液を濃縮液管531、第1循環ポンプ532および第1混合液管533により循環させながら原液と混合して被処理液とし、第1の膜分離手段520によりクロスフロー式で濾過する。第1の膜分離手段520から排出される濃縮液は、第1の膜分離手段520へ循環させるが第1貯留タンク512へは返送しない。ただし、濃縮液の一部は送液管700、中継タンク701を介してダイアフィルトレーション濾過システムへ供給する。
In the reference example, 12 kL of the stock solution is supplied to the
第2貯留タンク612には第2原液管611を介して第1膜分離手段520から排出された濃縮液を貯留する。また、希釈用液管651から希釈用液として1.5kLの温度60℃の温水を第2貯留タンク612に対して0.1kLずつ定容量加水し、第2の膜分離手段620においてクロスフロー式でダイアフィルトレーション濾過を行なった。第2清澄化糖液管661からは清澄化糖液を回収した。一方、第2の膜分離手段620から排出される濃縮液は第2濃縮液管631、第2循環ポンプ632および第2混合液管633を介して第2の膜分離手段620へ循環させた。また、濃縮液の一部は返送管691を介して第2貯留タンク612へ返送した。
The
第2濃縮液管631には排出管641を接続し、適宜、濃縮残渣を排出した。参考例においては第1の膜分離手段520から排出される濃縮液の全量を第2の膜分離手段620で実施例と同じ構成で濃縮とダイアフィルトレーション濾過とをする構成とした。このため、原液を希釈せずに濾過を行う原液濾過システムでは原液を濃縮限界まで濃縮しない。一方で、ダイアフィルトレーション濾過システムにおいては第1の膜分離手段520から排出される濃縮液を希釈してダイアフィルトレーション濾過処理を行い、清澄化糖液を回収した。
A
この結果、25時間の処理でデンプン糖化液から54kLの清澄化糖液(ブドウ糖濃度23重量%、SS濃度0%)を得た。清澄化糖液に含まれるブドウ糖の回収率は実施例と同様、99.7%であった。実施例では、濾過時間25時間で64kLの清澄化糖液が得られたのに対し、参考例では54kLの清澄化糖液が得られるにとどまった。 As a result, a clarified sugar solution of 54 kL (glucose concentration of 23% by weight, SS concentration of 0%) was obtained from the starch saccharified solution by treatment for 25 hours. The recovery rate of glucose contained in the clarified sugar solution was 99.7% as in the example. In the examples, a clarified sugar solution of 64 kL was obtained at a filtration time of 25 hours, whereas a clarified sugar solution of 54 kL was only obtained in the reference example.
本発明の液体濾過装置は、不溶性懸濁物を含む液体を濾過して、かかる液体中の目的物質が溶解した清澄な液体を取得することに用いることができる。特に、脂肪酸などの不純物を含む糖液から、かかる不純物が除去された清澄化糖液を生産することに用いることができる。 The liquid filtration device of the present invention can be used for filtering a liquid containing an insoluble suspension to obtain a clear liquid in which a target substance in the liquid is dissolved. In particular, it can be used to produce a clarified sugar solution from which impurities such as fatty acids are removed.
1 糖液濾過装置
10 被処理液供給手段
20 膜分離手段
21 膜モジュール
30 濃縮液循環手段
40 排出機構
50 加液機構
60 清澄化糖液回収機構
70 エア抜き機構
90 返送機構
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記被処理液供給手段は、前記濃縮液循環手段に接続されており、この濃縮液循環手段を介して、前記膜分離手段に被処理液を供給するものであり、かつ、前記膜分離手段に対してダイアフィルトレーション濾過を行なうための希釈用液を供給する加液機構を備えるものである液体濾過装置。 Membrane separation means having a structure partitioned into a liquid to be treated side and a permeate liquid side through a permeable membrane that separates impurities in the liquid to be treated, and a liquid to be treated with respect to the liquid to be treated of the membrane separation means The liquid to be treated is supplied to the membrane separation means, and the concentrated liquid in which the impurities in the liquid to be treated are concentrated by the membrane separation means is discharged from the liquid to be treated side of the membrane separation means. A concentrated liquid circulating means for circulating the discharged concentrated liquid to the treated liquid side of the membrane separating means,
The treatment liquid supply means is connected to the concentrate circulation means, and supplies the treatment liquid to the membrane separation means via the concentrate circulation means, and to the membrane separation means A liquid filtration apparatus comprising a liquid addition mechanism for supplying a dilution liquid for performing diafiltration filtration.
前記膜分離手段の被処理液側において被処理液を循環させながら、当該被処理液側に被処理液を加圧供給することによって当該被処理液を清澄化糖液と濃縮液とに分離をして清澄化糖液を得る原液濾過工程と、
この原液濾過工程が進行した後、被処理液を循環させた状態で、前記濃縮液中から清澄化糖液をさらに濾取するダイアフィルトレーション濾過工程と、を備えた清澄化糖液の生産方法。 Clarification is achieved by removing impurities in the sugar solution containing impurities using a membrane separation means having a structure that is divided into the treatment liquid side and the permeate side through a permeable membrane that separates impurities in the treatment liquid. A method for producing a clarified molasses to obtain a molasses,
While circulating the treatment liquid on the treatment liquid side of the membrane separation means, the treatment liquid is separated into a clarified sugar liquid and a concentrated liquid by supplying the treatment liquid under pressure to the treatment liquid side. A stock solution filtration step to obtain a clarified sugar solution,
A diafiltration step of further filtering the clarified sugar solution from the concentrated solution in a state in which the liquid to be treated is circulated after the stock solution filtration step proceeds, and producing a clarified sugar solution comprising Method.
The method for producing a clarified sugar liquid according to claim 4, wherein the diafiltration filtration step is performed when the liquid to be treated reaches a concentration limit.
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