JP2007527700A - 転化型液糖の製造方法 - Google Patents
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Abstract
水と、ジュースを含む天然糖の糖溶液を形成し、糖溶液のpHを1.0〜2.0の範囲に調節して転化ジュースを得、転化ジュースを濾過し、転化ジュースを脱色して糖シロップを得、糖シロップを脱塩し、脱塩した糖シロップを蒸発させ、糖シロップを冷却して液糖を形成することによって、液糖を製造する方法。
Description
関連出願への相互参照
本出願は、2001年4月18日に出願された、メキシコ国特許出願第NL/9/2001/000011号明細書に関する。同出願の主題は参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、2001年4月18日に出願された、メキシコ国特許出願第NL/9/2001/000011号明細書に関する。同出願の主題は参照によって本明細書に組み込まれる。
発明の分野
本発明は、液糖の製造方法に関する。より具体的には、最終的な糖と共に従来の糖製造方法ではよく産生された他の廃棄物が製造されるのを避け、通常は製造に大量の蒸気と電気を必要とする従来の氷砂糖製造方法と比較して、熱と電気エネルギー消費が低減された液糖の製造方法に関する。
本発明は、液糖の製造方法に関する。より具体的には、最終的な糖と共に従来の糖製造方法ではよく産生された他の廃棄物が製造されるのを避け、通常は製造に大量の蒸気と電気を必要とする従来の氷砂糖製造方法と比較して、熱と電気エネルギー消費が低減された液糖の製造方法に関する。
関連技術の説明
現在、氷砂糖は供給も生産も過剰であるため販売価格が低下し、製糖業の財政状態に影響を与えている。さらに、食品産業、特に飲料産業では、フルクトースが豊富なコーンシロップを氷砂糖の代わりに使用する傾向がある。このため全世界の市場で氷砂糖の価格がさらに低下している。
現在、氷砂糖は供給も生産も過剰であるため販売価格が低下し、製糖業の財政状態に影響を与えている。さらに、食品産業、特に飲料産業では、フルクトースが豊富なコーンシロップを氷砂糖の代わりに使用する傾向がある。このため全世界の市場で氷砂糖の価格がさらに低下している。
サトウキビから氷砂糖を製造する従来の方法は次の工程を含む。
粉砕機によってサトウキビの大きさを低減する工程。通常このような機械は、押出によってサトウキビのジュースを抽出するために、約400rpm〜500rpmの速度で回転する切刃を有する。
25重量%〜35重量%の「吸収(imbibition)」水を75℃〜85℃の温度で生のサトウキビジュースに加え、95%〜98.5%の効率的なスクロース抽出を確実に行う工程。
この工程で得られたジュースを浄化として知られる精製手順にかける工程。この工程は、サトウキビ1トンごとに0.5Kgの水酸化カルシウムを加え、ジュースのpHを7.5〜8.5のpHに上げることを含む。
ジュースを熱交換器に供給して温度を90℃〜105℃に上げ、樹脂ゴムセラムとアルブミノイド物質を沈殿させる工程。
得られたジュースを連続浄化蒸発装置に供給し、液体を沈殿スラッジと呼ばれる固体から分離する工程。沈殿スラッジは連続回転フィルタに渡され、ここで糖溶液を回収する。得られた沈殿物は0.8重量%〜1.2重量%の糖含量を有する。
12%〜15%のスクロース含量を有する糖溶液を多重効用蒸発装置(2〜3の効用)に送り込み、60%〜65%の固体濃度を達成する工程。
この工程で得た固体を85%〜90%の固体濃度を得るまで1つの効用断続蒸発装置で結晶化し、氷砂糖を含む煮詰まった塊を得る工程。結晶化不良だと結晶しない産物(糖蜜)の生産が増えるため、この工程はもっとも高価な工程である。糖蜜は、サトウキビの全含量の10%〜15%をも占める副産物である。
煮詰まった塊を缶の中で1000RPM〜1800RPMで遠心分離し、塊から氷砂糖を分離する工程。
氷砂糖を噴霧水で洗浄し、氷砂糖から糖蜜を分離する工程。
回転乾燥機によって氷砂糖を乾燥し、精製の準備ができた粗糖を得る工程。
粉砕機によってサトウキビの大きさを低減する工程。通常このような機械は、押出によってサトウキビのジュースを抽出するために、約400rpm〜500rpmの速度で回転する切刃を有する。
25重量%〜35重量%の「吸収(imbibition)」水を75℃〜85℃の温度で生のサトウキビジュースに加え、95%〜98.5%の効率的なスクロース抽出を確実に行う工程。
この工程で得られたジュースを浄化として知られる精製手順にかける工程。この工程は、サトウキビ1トンごとに0.5Kgの水酸化カルシウムを加え、ジュースのpHを7.5〜8.5のpHに上げることを含む。
ジュースを熱交換器に供給して温度を90℃〜105℃に上げ、樹脂ゴムセラムとアルブミノイド物質を沈殿させる工程。
得られたジュースを連続浄化蒸発装置に供給し、液体を沈殿スラッジと呼ばれる固体から分離する工程。沈殿スラッジは連続回転フィルタに渡され、ここで糖溶液を回収する。得られた沈殿物は0.8重量%〜1.2重量%の糖含量を有する。
12%〜15%のスクロース含量を有する糖溶液を多重効用蒸発装置(2〜3の効用)に送り込み、60%〜65%の固体濃度を達成する工程。
この工程で得た固体を85%〜90%の固体濃度を得るまで1つの効用断続蒸発装置で結晶化し、氷砂糖を含む煮詰まった塊を得る工程。結晶化不良だと結晶しない産物(糖蜜)の生産が増えるため、この工程はもっとも高価な工程である。糖蜜は、サトウキビの全含量の10%〜15%をも占める副産物である。
煮詰まった塊を缶の中で1000RPM〜1800RPMで遠心分離し、塊から氷砂糖を分離する工程。
氷砂糖を噴霧水で洗浄し、氷砂糖から糖蜜を分離する工程。
回転乾燥機によって氷砂糖を乾燥し、精製の準備ができた粗糖を得る工程。
精製方法は次の工程を含む。
回転攪拌器を有するミキサの中で72〜75°ブリックスの固形分を有するシロップと粗糖を混合し、氷砂糖から糖蜜を除去する工程。
シロップと粗糖の混合を遠心分離し、シロップからきれいな氷砂糖を分離する工程。
結晶を水に溶かし、55〜60°ブリックスの濃度を有する溶液を得る工程。
回転攪拌器を有するミキサの中で72〜75°ブリックスの固形分を有するシロップと粗糖を混合し、氷砂糖から糖蜜を除去する工程。
シロップと粗糖の混合を遠心分離し、シロップからきれいな氷砂糖を分離する工程。
結晶を水に溶かし、55〜60°ブリックスの濃度を有する溶液を得る工程。
溶液の精製は、次の工程を含む。
浄化工程。
濾過工程。
無色の(透明な)溶液を得るための脱色工程。浄化は、炭素リン酸塩、ホワイトウォッシュ処理(whitewashing)、濾過、および脱色によって行なわれる。
結晶化:脱色された溶液を蒸発させ、85〜90°ブリックスの固体濃度を得て、攪拌タンクに送る。ここで遠心分離され、溶液から精製された氷砂糖を分離する。
洗浄:精製された氷砂糖は湯で洗い、洗浄水は結晶化工程に再利用される。
乾燥:洗浄された精製氷砂糖は、水分が0.05重量%になるまで、回転乾燥器の中で熱風流の逆流で乾燥させる。
浄化工程。
濾過工程。
無色の(透明な)溶液を得るための脱色工程。浄化は、炭素リン酸塩、ホワイトウォッシュ処理(whitewashing)、濾過、および脱色によって行なわれる。
結晶化:脱色された溶液を蒸発させ、85〜90°ブリックスの固体濃度を得て、攪拌タンクに送る。ここで遠心分離され、溶液から精製された氷砂糖を分離する。
洗浄:精製された氷砂糖は湯で洗い、洗浄水は結晶化工程に再利用される。
乾燥:洗浄された精製氷砂糖は、水分が0.05重量%になるまで、回転乾燥器の中で熱風流の逆流で乾燥させる。
上記方法の主な欠点は、高含量の未処理の糖を有する、最終溶液と糖蜜が生産されることである。さらに、従来の方法では糖を結晶化するのに大きなエネルギー量(蒸気と電気)を消費する。
さらに、サトウキビの一番上の部分は結晶化可能な単糖の糖を含まないので、従来の方法では切断する必要がある。このため再回収されるサトウキビの20重量%〜25重量%も上昇する。
上記の欠点、および、コーンシロップの代替物に対する食品産業のニーズを考慮して、出願人は液糖の製造方法を開発した。
本発明の方法では、50重量%のフルクトース含量を有する液糖を含む最終生産物と、69重量%〜75重量%の高効率の糖固形分を抽出物を得る。
本発明の方法では、サトウキビの一番上の部分を処理することができるので、サトウキビのすべての部分を使用し、廃棄物の量を減らすことができる。
さらに本発明の方法は、従来の方法に比べて工程が少ないので、必要な機器の数も低減される。
最後に、本発明の方法により、従来の方法と同じエネルギーとサトウキビの量を使用してより多い糖が生産でき、糖蜜の生産を除去することができる。
発明の概要
したがって本発明の目的は、69%〜75%という高効率の抽出方法でサトウキビ固体から50%のフルクトースを含む液糖を生産する、液糖の製造方法を提供することである。
したがって本発明の目的は、69%〜75%という高効率の抽出方法でサトウキビ固体から50%のフルクトースを含む液糖を生産する、液糖の製造方法を提供することである。
本発明の別の目的は、従来の方法と同じ量のエネルギーとサトウキビを使用して、より多い糖を生産する、上記の性質の方法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、サトウキビの上の部分を処理し、サトウキビ全体を使用して廃棄物の量を減らすことのできる、上記性質の方法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、従来の方法と比べて少ない工程で、必要な機器の数も低減した、上記性質の方法を提供することである。
本発明の別の目的は、従来の方法と同じ量のエネルギーとサトウキビを使用してより多い糖を生産し、糖蜜の製造を除去する、上記の性質の方法を提供することである。
本発明の別の目的および利点は、一部は次の説明の中で述べられ、一部は説明から明らかであり、また、本発明を実施することによって理解することができる。本発明の目的および利点は、特に添付された特許請求の範囲によって指摘される要素とその組み合わせによって実現および達成される。
発明の詳細な説明
次に、本発明の好ましい実施形態と本発明の方法の結果の具体的な例に従って、本発明を説明する。
次に、本発明の好ましい実施形態と本発明の方法の結果の具体的な例に従って、本発明を説明する。
本発明による液糖の製造方法は次の工程を含んでいてもよい。
サトウキビの樹皮を破砕しサトウキビの大きさを低減するために、約400rpm〜500rpmの間の速度で回転する切刃を有する破砕機でサトウキビを破砕する工程と、
5段の4つの塊の製粉機(five stages four masses mill)からなる拡散抽出ユニットの中で25重量%〜35重量%の量の吸収水と、破砕したサトウキビとを混合する工程であって、このユニットの中で、破砕されたサトウキビは60℃〜75℃の温度で吸収水の逆流と混合される工程と、
120kg/cm2〜150kgs/cm2の圧力をかけられる抽出器によって、吸収水と混合されたサトウキビからジュースを抽出する工程であって、この工程によってサトウキビから希釈された55%の溶液は、糖の総含量の98.50%の抽出物に等しく、これによって、12〜15°ブリックスの濃度を有する、吸収水と混合されたサトウキビジュース溶液を得る工程と、
この工程で得た溶液のpHを熱交換器の中で約90℃〜100℃の温度になるまで予備加熱することによって1.0〜2.0に調節し、ついで溶液をステンレススチールで作製された攪拌反応器の中に入れ、硫酸、リン酸、および塩酸などの無機酸を加える工程とを含む。酢、プロピオン酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、およびインベルターゼ酵素などの有機酸を使用してもよい。反応器内の溶液の滞留時間は45分〜75分で、これによって、100%の転化ジュースが得られる。転化ジュースはまず、温度が約90℃〜100℃の間に維持されたタンクタイプの攪拌中和反応器の中で石灰スラリを加えることによってpHを5.5〜6.5に調節することによって精製し、次にジュースを連続浄化器に入れその底で沈殿物を沈殿させ、この沈殿物を回転フィルタでジュースから濾過し、浄化器の底で濾過されたジュースと連続浄化器の上端から中の温度が約70℃〜80度の間で維持されたバランスタンクに入れた精製されたジュースを混合し、精製された転化ジュースを得て、脱色されたシロップを得るために精製された転化ジュースを鉱物由来または植物由来の脱色活性炭カラムのタンデムの中に入れることによって精製された転化ジュースを脱色し、ついで脱色シロップをバランスタンクの中に入れ、その中でシロップの温度を約40℃〜50℃に低減して連続的に次の工程に供給する工程と、
弱塩基性マクロ網とマイクロ孔陰イオン樹脂カラムと強酸性樹脂カラムと弱塩基性陰イオン樹脂を含む脱塩タンデムに供給することによってシロップを脱塩し、出口pHを5.5〜6.5の範囲に制御し、ついで、脱塩されたシロップを約70℃〜80℃に温度を上げたバランスタンクに入れ、脱塩されたシロップを3効用下向き膜と5つの特定の果汁本体の蒸発装置によって蒸発させ、糖溶液の過熱と最終産物の質を低下させる着色物質の形成を避け、約110℃〜120℃の温度で26インチのHgの真空陰圧で動作させて、50重量%のフルクトース含量を有する最終濃度が75°ブリックスを有する最終シロップを得て、約30℃〜35℃の温度で熱交換器によってシロップ温度を低減し、冷却されたシロップを保存タンクに送る工程とを含む。
サトウキビの樹皮を破砕しサトウキビの大きさを低減するために、約400rpm〜500rpmの間の速度で回転する切刃を有する破砕機でサトウキビを破砕する工程と、
5段の4つの塊の製粉機(five stages four masses mill)からなる拡散抽出ユニットの中で25重量%〜35重量%の量の吸収水と、破砕したサトウキビとを混合する工程であって、このユニットの中で、破砕されたサトウキビは60℃〜75℃の温度で吸収水の逆流と混合される工程と、
120kg/cm2〜150kgs/cm2の圧力をかけられる抽出器によって、吸収水と混合されたサトウキビからジュースを抽出する工程であって、この工程によってサトウキビから希釈された55%の溶液は、糖の総含量の98.50%の抽出物に等しく、これによって、12〜15°ブリックスの濃度を有する、吸収水と混合されたサトウキビジュース溶液を得る工程と、
この工程で得た溶液のpHを熱交換器の中で約90℃〜100℃の温度になるまで予備加熱することによって1.0〜2.0に調節し、ついで溶液をステンレススチールで作製された攪拌反応器の中に入れ、硫酸、リン酸、および塩酸などの無機酸を加える工程とを含む。酢、プロピオン酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、およびインベルターゼ酵素などの有機酸を使用してもよい。反応器内の溶液の滞留時間は45分〜75分で、これによって、100%の転化ジュースが得られる。転化ジュースはまず、温度が約90℃〜100℃の間に維持されたタンクタイプの攪拌中和反応器の中で石灰スラリを加えることによってpHを5.5〜6.5に調節することによって精製し、次にジュースを連続浄化器に入れその底で沈殿物を沈殿させ、この沈殿物を回転フィルタでジュースから濾過し、浄化器の底で濾過されたジュースと連続浄化器の上端から中の温度が約70℃〜80度の間で維持されたバランスタンクに入れた精製されたジュースを混合し、精製された転化ジュースを得て、脱色されたシロップを得るために精製された転化ジュースを鉱物由来または植物由来の脱色活性炭カラムのタンデムの中に入れることによって精製された転化ジュースを脱色し、ついで脱色シロップをバランスタンクの中に入れ、その中でシロップの温度を約40℃〜50℃に低減して連続的に次の工程に供給する工程と、
弱塩基性マクロ網とマイクロ孔陰イオン樹脂カラムと強酸性樹脂カラムと弱塩基性陰イオン樹脂を含む脱塩タンデムに供給することによってシロップを脱塩し、出口pHを5.5〜6.5の範囲に制御し、ついで、脱塩されたシロップを約70℃〜80℃に温度を上げたバランスタンクに入れ、脱塩されたシロップを3効用下向き膜と5つの特定の果汁本体の蒸発装置によって蒸発させ、糖溶液の過熱と最終産物の質を低下させる着色物質の形成を避け、約110℃〜120℃の温度で26インチのHgの真空陰圧で動作させて、50重量%のフルクトース含量を有する最終濃度が75°ブリックスを有する最終シロップを得て、約30℃〜35℃の温度で熱交換器によってシロップ温度を低減し、冷却されたシロップを保存タンクに送る工程とを含む。
保存タンクは約0.05〜0.1atmの不活性ガス圧を有する衛生グレードのステンレススチールで作製すべきである。不活性ガスは窒素、二酸化炭素、またはこれらの混合物であってよい。
本発明の液糖の製造方法を例示し性能を比較するために、Cd.バレスS.L.Pメキシコ(Cd.Valles S.L.P Mexico)に位置する「プランデアヤラ(Plan de Ayala」という従来の製糖工場からの運用データを、2000年の「マニュアルアズカレロメキシカーノ(Manual Azucarero Mexicano)」から得た。これは、1トンの精糖と、75°ブリックスの濃度を有する1トンの液糖との比較パラメータとしてとったものである。
当業者であれば、本発明の他の実施形態は、本明細書を考慮し、本明細書に開示した本発明を実施することにより明らかになるであろう。本発明の真の範囲と精神は特許請求の範囲によって示すことが目的であり、本明細書と例はあくまでも例示的なものに過ぎない。
Claims (19)
- 水と、ジュースを含む天然糖との糖溶液を形成する工程と、
前記糖溶液のpHを1.0〜2.0の範囲に調節して、転化ジュースを得る工程と、
前記転化ジュースを濾過する工程と、
前記転化ジュースを脱色して、糖シロップを得る工程と、
前記糖シロップを脱塩する工程と、
前記脱塩された糖シロップを蒸発させる工程と、
前記糖シロップを冷却して液糖を形成する工程と、を含む液糖の製造方法。 - 前記ジュースを含む天然糖は、サトウキビ、サトウダイコン、果実、またはこれらの混合物から得られるジュースから本質的になる、請求項1に記載の方法。
- 前記糖溶液は25重量%〜35重量%の水含量を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記液糖は50重量%以下のフルクトース含量と、75°ブリックス以下の糖固形物濃度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記糖シロップを30℃〜35℃の範囲の温度に冷却して、前記液糖を形成する、請求項1に記載の方法。
- 前記液糖は不活性ガス下でステンレススチール容器に保存される、請求項1に記載の方法。
- 前記液糖は約0.05atm〜0.1atmの圧力で不活性ガス下に保存される、請求項6に記載の方法。
- 前記工程a)で、前記吸収水と前記サトウキビジュースの溶液は、
前記サトウキビ樹皮を破砕しサトウキビの大きさを低減するために、約400rpm〜500rpmの間の速度で回転する切刃を有する破砕機でサトウキビを破砕することと、
5段の4つの塊の製粉機からなる拡散抽出ユニットの中で25重量%〜35重量%の量の吸収水と、破砕したサトウキビとを混合し、このユニットの中で、破砕されたサトウキビは60℃〜75℃の温度で逆流する吸収水と混合することと、
120kg/cm2〜150kg/cm2の圧力をかけることのできる抽出製粉機で、前記吸収水と混合されたサトウキビからジュースを抽出し、総糖含量の98.50%の抽出物に等しい55%の希釈液をサトウキビから抽出し、12〜15°ブリックスの濃度を有する吸収水と混合されたサトウキビジュースの溶液を得ることと、によって得られる、請求項1に記載の液糖の製造方法。 - 前記吸収水とサトウキビジュースの溶液は、12〜15°ブリックスの濃度を有する、請求項1に記載の液糖の製造方法。
- 前記工程a)は、
熱交換器内で約90℃〜100℃の温度に達するまで前記吸収水とサトウキビの溶液を熱し、ついで該溶液をステンレススチール製の攪拌反応器に入れ、45分〜75分の滞留時間にわたって無機酸または有機酸を加えることによって行われる、請求項1に記載の液糖の製造方法。 - 前記無機酸は、硫酸、リン酸、塩酸からなる群から選択される、請求項10に記載の液糖の製造方法。
- 前記有機酸は、酢酸、プロピオン酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、インベルターゼ酵素からなる群から選択される、請求項10に記載の液糖の製造方法。
- 前記工程b)は、
温度が約90℃〜100℃の間に維持されたタンクタイプの攪拌中和反応器の中で石灰スラリを追加することによって前記転化ジュースのpHを5.5〜6.5に調節し、ついで前記ジュースを連続浄化器に入れて底で沈殿物を沈殿させ、前記沈殿物は回転フィルタによって前記ジュースから濾過され、前記浄化器の底で濾過されたジュースと、約70℃〜80℃の間で温度が維持されているバランスタンクに前記連続浄化器の上端から入れられた浄化されたジュースを混合することによって行われる、請求項1に記載の液糖の製造方法。 - 前記工程c)は、
鉱物由来または植物由来の脱色活性炭カラムのタンデムに前記転化ジュースを供給し、ついで脱色されたシロップをバランスタンク内に供給して、シロップの温度を約40℃〜50℃の間に低減することによって行われる、請求項1に記載の液糖の製造方法。 - 前記工程d)は、前記糖シロップを脱塩タンデムに供給することと(ここで、前記脱塩タンデムは、弱塩基性のマクロ網とミクロ多孔性陰イオン樹脂カラムと強酸性樹脂カラムと弱塩基性陰イオン樹脂を含む)、出口のpHを5.5〜6.5の範囲に制御し、ついで脱塩シロップをバランスタンクに入れて、温度を約70℃〜80℃に上げることと、によって行われる、請求項1に記載の液糖の製造方法。
- 前記工程e)は、3効用下向き膜と5つの特定の果汁本体の蒸発器によって行われ、糖溶液の過熱と最終産物の質を低減する着色物質の形成を防ぐために、約120℃〜130℃の間の温度で26インチHgの真空陰圧下で作動させる、請求項1に記載の液糖の製造方法。
- 前記工程f)は熱交換器によって行われる、請求項1に記載の液糖の製造方法。
- 前記糖シロップは約0.05〜0.1atmの間の不活性ガス圧を有する衛生グレードのステンレススチールタンク内に保存される、請求項1に記載の液糖の製造方法。
- 前記糖シロップは約0.05〜0.1atmの間の不活性ガス圧を有する衛生グレードのステンレススチールタンク内に保存され、前記不活性ガスは窒素、二酸化炭素、またはその混合物を含む、請求項1に記載の液糖の製造方法。
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