JP2021052682A - 糖を含む濃縮液、濃縮システム及び濃縮方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 糖を含む溶質と、液体媒体とを含む原料液の濃縮液である食料品であって、
前記濃縮液が、Brix値50以上、及び紫外可視分光光度計測定における450nmでの吸光度0.1以上1.0以下を有する、食料品。
[2] 前記濃縮液が、前記紫外可視分光光度計測定における450nmでの吸光度0.2以上0.8以下を有する、上記態様1に記載の食料品。
[3] 前記原料液が、メープル樹液及びココナッツ液体胚乳からなる群から選択される、上記態様1又は2に記載の食料品。
[4] 上記態様1〜3のいずれかに記載の食料品を製造するための原料液濃縮システムであって、正浸透膜、並びに前記正浸透膜で互いに隔てられた原料液側空間及び誘導溶液側空間を有する正浸透膜ユニットを備える、原料液濃縮システム。
[5] 前記原料液濃縮システムが、
糖を含む溶質と、液体媒体とを含む原料液を前記原料液側空間に供給する原料液流路と、
誘導物質と溶媒とを含む誘導溶液を前記誘導溶液側空間に供給する誘導溶液流路と、
前記正浸透膜ユニットから、原料液の濃縮液を取り出す濃縮液流路と、
前記正浸透膜ユニットから、希釈された誘導溶液を取り出す希釈誘導溶液流路と、
を更に備え、
前記正浸透膜は、原料液中の液体媒体を誘導溶液中に拡散させるとともに、誘導溶液中の誘導物質を原料液中に逆拡散させることによって、原料液を濃縮するとともに誘導溶液を希釈し、
誘導溶液から原料液中に逆拡散する前記誘導物質の透過流束F’の、原料液から誘導溶液中に拡散する前記液体媒体の透過流束Fに対する割合である逆拡散/フラックス比(F’/F比)が、0.01g/L以上、3g/L以下である、上記態様4に記載の食料品濃縮システム。
[6] 前記逆拡散/フラックス比(F’/F比)が0.015g/L以上1g/L以下である、上記態様5に記載の原料液濃縮システム。
[7] 前記希釈された誘導溶液から前記液体媒体を除去して再生誘導溶液を生成する再生機構を更に有し、前記再生誘導溶液が前記誘導溶液流路に再循環される、上記態様5又は6に記載の原料液濃縮システム。
[8] 前記再生機構が、液体媒体蒸発機構である、上記態様7に記載の食料品濃縮システム。
[9] 前記誘導物質が無機塩である、上記態様5〜8のいずれかに記載の食料品濃縮システム。
[10] クロスフローろ過方式である、上記態様4〜9のいずれかに記載の原料液濃縮システム。
[11] 前記原料液の温度を5℃以上50℃以下の範囲に調整する温度制御機構を更に備える、上記態様4〜10のいずれかに記載の原料液濃縮システム。
[12] 前記正浸透膜が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリイミン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、スルホン化テトラフルオロエチレン、及びポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする薄膜層を有する、上記態様4〜11のいずれかに記載の原料液濃縮システム。
[13] 前記正浸透膜が中空糸膜である、上記態様4〜12のいずれかに記載の原料液濃縮システム。
[14] 前記濃縮液流路の下流に、濃縮液を加熱濃縮する加熱濃縮ユニットを更に備える、上記態様4〜13のいずれかに記載の原料液濃縮システム。
[15] 上記態様1〜3のいずれかに記載の食料品の製造方法であって、
糖を含む溶質と、液体媒体とを含む原料液を正浸透膜に通すことによって前記原料液を濃縮する正浸透工程を含む、方法。
[16] 前記正浸透工程を、正浸透膜、並びに前記正浸透膜で互いに隔てられた原料液側空間及び誘導溶液側空間を有する正浸透膜ユニットを用いて行い、
前記正浸透工程において、前記原料液を前記原料液側空間に供給し、誘導物質と溶媒とを含む誘導溶液を前記誘導溶液側空間に供給し、原料液中の液体媒体を誘導溶液中に拡散させるとともに誘導溶液中の誘導物質を原料液中に逆拡散させることによって、原料液を濃縮するとともに誘導溶液を希釈し、
前記正浸透工程において、誘導溶液から原料液中に逆拡散する前記誘導物質の透過流束F’の、原料液から誘導溶液中に拡散する前記液体媒体の透過流束Fに対する割合である逆拡散/フラックス比(F’/F比)が、0.01g/L以上、3g/L以下である、上記態様15に記載の方法。
[17] 前記逆拡散/フラックス比(F’/F比)が0.015g/L以上1g/L以下である、上記態様15又は16に記載の方法。
[18] 前記希釈された誘導溶液から前記液体媒体を除去して再生誘導溶液を生成し、前記再生誘導溶液を前記誘導溶液として再利用する誘導溶液再生工程を更に含む、上記態様15〜17のいずれかに記載の方法。
[19] 前記誘導溶液再生工程が、液体媒体蒸発工程である、上記態様15〜18のいずれかに記載の方法。
[20] 前記誘導物質が無機塩である、上記態様15〜19のいずれかに記載の方法。
[21] 前記正浸透工程をクロスフローろ過方式で行う、上記態様15〜20のいずれかに記載の方法。
[22] 前記原料液の温度を5℃以上50℃以下の範囲に維持する、上記態様15〜21のいずれかに記載の方法。
[23] 前記正浸透膜が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリイミン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、スルホン化テトラフルオロエチレン、及びポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする薄膜層を有する、上記態様15〜22のいずれかに記載の方法。
[24] 前記正浸透膜が中空糸膜である、上記態様15〜23のいずれかに記載の方法。
[25] 前記正浸透工程の後に、原料液の濃縮液を更に加熱濃縮する加熱濃縮工程を更に含む、上記態様15〜24のいずれかに記載の方法。
本発明の一態様は、糖を含む原料液の濃縮液である食料品を提供する。一態様において、当該濃縮液は、Brix(ブリックス)値50以上を有する。また一態様において、当該濃縮液は、紫外可視分光光度計測定における450nmでの吸光度0.1以上1.0以下を有する。
本発明の一態様は、上記の濃縮液である食料品を製造するための原料液濃縮システムであって、正浸透膜ユニットを備えるシステムを提供する。正浸透膜ユニットは、正浸透膜と、該正浸透膜で互いに隔てられた、原料液側空間及び誘導溶液側空間を有する。一態様において、原料液濃縮システムは、原料液と、誘導物質を含有する誘導溶液とを、正浸透膜を介して接触させ、原料液中の液体媒体(典型的には水)を誘導溶液中に移動(すなわち拡散)させ、かつ、誘導溶液中の誘導物質を原料液中に移動(すなわち逆拡散)させることにより、原料液の濃縮及び誘導溶液の希釈が行われるように構成されている。正浸透膜には原料液中の有用成分が吸着しにくいため、正浸透膜を用いたシステムは、原料液中の風味成分が良好に維持された濃縮液を製造できるとともに、長期的な運転が可能である点で有利である。
糖を含む溶質と、液体媒体とを含む原料液を原料液側空間に供給する原料液流路と、
誘導物質と溶媒とを含む誘導溶液を誘導溶液側空間に供給する誘導溶液流路と、
正浸透膜ユニットから、原料液の濃縮液を取り出す濃縮液流路と、
正浸透膜ユニットから、希釈された誘導溶液を取り出す希釈誘導溶液流路と、
を備える。
正浸透膜oは、原料液中の液体媒体bは透過させるが溶質は透過させない又は透過させ難い機能を有する膜である。一態様において、正浸透膜oは、誘導溶液d中の誘導物質が濃縮原料液c中へ逆拡散する機能を有してよい。すなわち、正浸透膜oは、逆浸透膜としての機能も有する膜であってよい。しかしながら、圧力によって液体媒体を除去する逆浸透プロセスと、原料液と誘導溶液との浸透圧の差を利用する正浸透プロセスとは、液体媒体除去に活用される駆動力の違いに起因して、適切な膜構造が異なる。本実施形態の原料液濃縮システムにおいては、原料液中の有用成分の維持等、正浸透プロセスによる利点を良好に得る観点から、正浸透膜oとしては、正浸透機能がより高い膜を使用することが好ましい。
F=L/(M×H) (1)
ここで、Fは液体媒体bについての透過流束(L/(m2×hr))であり、Lは正浸透膜oを透過した液体媒体bの量(単位:L)であり、Mは正浸透膜oの表面積(単位:m2)であり、Hは時間(単位:hr)である。
液体媒体bが水である場合の透過流束は、一般に「透水量」と呼ばれる。
ここで、F’は誘導溶液中の誘導物質についての透過流束[g/(m2×hr)]、L’は正浸透膜oを透過した誘導物質の量(単位:g)、Mは正浸透膜oの表面積(単位:gm2)、Hは時間(単位:ghr)である。
ここで、Rは誘導溶液中の誘導物質を原料液中へ移動(すなわち逆拡散)させる透過流束F’の、原料液から誘導溶液中に移動(すなわち拡散)する液体媒体の透過流束Fに対する割合[単位:g/L]である。
次に、本実施形態の原料液濃縮システムを構成する各要素について、以下に詳説する。
原料液aとしては、≪濃縮液≫の項において説明した原料液を使用できる。原料液は、溶質及び液体媒体bを含有する流体であって、本実施形態の原料液濃縮システムによって濃縮されることが予定されているものである。本実施形態の原料液濃縮システムでは、原料液aの溶質組成がほぼそのまま維持されつつ液体媒体が除去された濃縮液が得られる。そのため、本実施形態の原料液濃縮システムを食料品又はその原料の濃縮に適用すると、食料品又はその原料の品質を維持した状態でこれらを濃縮することが可能となる。
原料液aに含まれる液体媒体bは、典型的には水であるが、一態様において、エタノール等を含む場合がある。
誘導溶液dは、誘導物質を含有する。誘導溶液dは、原料液aよりも高い浸透圧を持ち、かつ、正浸透膜oを著しく変性させない流体である。
誘導物質は、原料液の組成との対比において当該原料液よりも高い浸透圧を誘導溶液にもたらし得る物質であればよく、特に、水に対する溶解性が高い物質が、浸透圧調整の簡便さの点で好ましい。本実施形態で使用可能な誘導物質としては、例えば塩、糖、アルコール、重合体等を挙げることができる。一態様において、誘導溶液は、塩、糖、アルコール、及び重合体からなる群から選択される1種以上を含む溶液であってよい。なかでも、誘導溶液は、高い浸透圧を持つ点で、塩として無機塩を含むことが好ましい。
糖としては、例えば、ショ糖,果糖,ブドウ糖等の一般的な糖類、及びオリゴ糖,希少糖等の特殊な糖類を;
アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等のモノアルコール;エチレングルコール、プロピレングリコール等のグリコール等を挙げることができる。
(1)二つの液体を混合後、二相分離する場合:二相分離後に、体積が増えた方の液体の浸透圧が高いと判断する、又は、
(2)二つの液体を混合後、二相分離しない場合:正浸透膜oを介して二つの液体を接触させ、一定時間の経過後に体積が大きくなった液体の浸透圧が高いと判断する。このときの一定時間とは、その浸透圧差に依存するが、一般的には数分から数時間の範囲である。
誘導溶液dに含まれてよい溶媒は、水、エタノール等であってよいが、原料液aから分離すべき液体媒体と同種であることが好ましく、この観点で好ましくは水である。
正浸透膜ユニットにおいて濃縮されて得られる濃縮原料液cは、原料液a中の液体媒体以外の成分が良好に維持されつつ液体媒体bの少なくとも一部が選択的に分離されることにより得られる。本実施形態の原料液濃縮システムでは、原料液aから分離される液体媒体bの量又は割合を任意に制御することができる。
正浸透膜ユニットの原料液側空間Rには濃縮対象物である原料液aが導入され、誘導溶液側空間Dには誘導溶液dが導入される。これらの流れの方向は、向流でも並流でもよい。原料液側空間Rに導入される原料液aの線速は、0.03cm/s以上15cm/s以下とすることが好ましい。理由は定かではないが、0.03cm/s以上であれば、原料液が膜に接触する時間が長すぎず、原料液に含まれる溶質の膜表面への固着が起こり難い。線速が15cm/s以下であれば、膜への押し付け圧力が大きくなりすぎず、原料液に含まれる溶質の膜表面への固着が起こり難い。
正浸透膜ユニットの原料液側空間Rに導入される原料液aの温度は、好ましくは5℃以上50℃以下である。理由は定かではないが、原料液aの温度が5℃以上であれば運転中の透過流速の低下を回避し易く長期運転が可能であり、50℃以下であれば原料液a中の成分の一部が変性することを回避し易く、風味の低下を抑制できる。原料液aの温度は、より好ましくは、10℃以上であり、より好ましくは、40℃以下である。一態様において、原料液濃縮システムは、原料液の温度を上記範囲に調整する温度制御機構を更に備える。
一態様において、原料液濃縮システムは、希釈された誘導溶液から液体媒体を除去して再生誘導溶液を生成する再生機構を更に有する。一態様において、再生誘導溶液は、誘導溶液流路に再循環される。再生機構としては、
(1)図3に示す誘導溶液再生ユニット33、すなわち、希釈誘導溶液eから液体媒体bを除去して、希釈誘導溶液eの濃縮物である再生誘導溶液gを得て、得られた再生誘導溶液gを誘導溶液dとして使用するように構成されたユニット、又は
(2)図4に示す誘導溶液再生ユニット43、すなわち、誘導溶液dから溶媒を除去して、誘導溶液dの濃縮物である濃縮誘導溶液hを得て、得られた濃縮誘導溶液hと希釈誘導溶液eとを混合して混合物(再生誘導溶液g)を得て、得られた再生誘導溶液gを誘導溶液dとして使用するように構成されたユニット、
が挙げられる。
希釈誘導溶液e又は誘導溶液dは、液相部に導入される前に、20℃以上90℃以下の範囲に温度調整されていることが好ましい。この温度が20℃以上であれば、膜蒸留による液体媒体b又は溶媒の分離の効率が損なわれ難く、90℃以下であれば、希釈誘導溶液e又は誘導溶液dに含まれる誘導物質が、半透膜を通過して液体媒体b又は溶媒へ移動する量の増大を回避し易い。
膜蒸留ユニットの気相部は、所定の圧力まで減圧されていることが好ましい。気相部の圧力は、装置のスケール、誘導溶液dの濃度、所望の液体媒体bの生成速度等に応じて適宜に設定されてよいが、例えば、0.1kPa以上80kPa以下とすることが好ましく、1kPa以上50kPa以下とすることがより好ましい。膜蒸留ユニットの気相部を減圧するための減圧装置としては、例えば、ダイアフラム真空ポンプ、ドライポンプ、油回転真空ポンプ、エジェクタ、アスピレーター等が挙げられる。
図3に示す誘導溶液再生ユニットとして膜蒸留ユニットを用いる場合、希釈誘導溶液eから液体媒体bが分離されて、濃縮された希釈誘導溶液である再生誘導溶液gが生成し、膜蒸留ユニットから排出される。得られた再生誘導溶液gは、必要に応じて希釈誘導溶液eと混合されて所定の濃度に調整されたうえで、誘導溶液dとして再利用することができる。再生誘導溶液gの再利用の際、冷却装置を用いて再生誘導溶液gの温度を調整してもよい。
本発明の一態様は、前述したような原料液の濃縮方法(すなわち、原料液の濃縮液である食料品の製造方法)を提供する。該方法は、糖を含む溶質と、液体媒体とを含む原料液を正浸透膜に通すことによって原料液を濃縮する正浸透工程を含む。
誘導溶液中の誘導物質を原料液中へ移動させる、誘導物質の逆拡散速度は、以下の方法により測定した。運転終了後、濃縮原料液に含まれる誘導物質の量と、誘導溶液に含まれる誘導物質の量とを、Thermo Fishier Scientific社製のICP−MS、形式「iCAP Q」を用いて測定した。下記数式(3)に従って、運転により移動した誘導物質の透過流束を計算した。
R=F’/F (3)
ここで、Rは誘導溶液中の誘導物質を原料液中へ移動(すなわち逆拡散)させる透過流束F’の、原料液から誘導溶液中に移動(すなわち拡散)する液体媒体の透過流束Fに対する割合[g/L]である。
循環機構における、濃縮原料液の線速度を、下記数式に従って計算した。
X=Y/Z
ここで、Xは濃縮原料液の線速度[cm/s]、Yは濃縮原料液の流速[cm3/s]、Zは総中空糸内断面積[cm2]である。濃縮原料液の流速は、株式会社キーエンス社製の形式「FD−X」を用いて測定した。
以下の実施例は、図5に示す構成の原料液濃縮システムを使用して実施した。
≪原料液濃縮システムの作製≫
<正浸透膜oを有する正浸透膜ユニットの作製>
(1)中空糸状支持膜モジュールの作製
ポリエーテルスルホン(PES:BASF社製、商品名「Ultrason」)をN−メチル−2−ピロリドン(和光純薬(株)製)に溶解して20質量%の中空糸紡糸原液を調製した。二重紡口を装備した湿式中空糸紡糸機に上記の原液を充填し、水を満たした凝固槽中に押し出し、相分離により中空糸を形成した。得られた中空糸は巻き取り機に巻き取った。得られた中空糸の外径は1.0mm、内径は0.7mm、内表面の微細孔の径は0.05μmであった。この中空糸を支持層として用いた。
上記中空糸支持層130本を、2cm径、10cm長の円筒状プラスチックハウジングに充填し、両端部を接着剤で固定することにより、有効膜内表面積0.023m2の中空糸支持層モジュールを作製した。
0.5L容器に、m−フェニレンジアミン10g及びラウリル硫酸ナトリウム0.8gを入れ、さらに純水489.2gを加えて溶解し、界面重合に用いる第1溶液を0.5kg調製した。
別の0.5L容器に、トリメシン酸クロリド0.8gを入れ、n−ヘキサン399.2gを加えて溶解し、界面重合に用いる第2溶液0.4kgを調製した。
微細孔性中空糸支持膜モジュールのコア側(中空糸の内側)に第1溶液を充填し、30
分静置した後に液を抜いて、中空糸の内側に第1溶液の薄い液膜を形成した。
平均一次粒径0.016μm、比表面積110m2/gの疎水性シリカ(日本アエロジル社製、品名「AEROSIL−R972」)23質量部、フタル酸ジオクチル(DOP)31質量部、及びフタル酸ジブチル(DBP)6質量部をヘンシェルミキサーで混合した後、さらに重量平均分子量が310,000のポリフッ化ビニリデン(SOLVAY社製、品名「Solef6010」)40質量部を添加し、再度ヘンシェルミキサーで混合して混合物を得た。この混合物を2軸混練押し出し機によりペレット化した。
実施例1では、図5に示した構成の原料液濃縮システムを使用して上記のメープル樹液の濃縮を行った。図5に示した原料液濃縮システムの正浸透膜ユニットに、原料液a(メープル樹液)を線速3.3cm/sで、誘導溶液dを線速1.9cm/sで、それぞれ流した。このとき、原料液aの温度が25℃に保たれ、クロスフロー方式でろ過が行われるように設定した。誘導溶液dとしては、誘導物質として塩化マグネシウム20質量%を含有する水溶液を使用した。第一の工程の実施時間は、原料液aを、循環機構で循環させながらBrix値70まで濃縮した。
誘導溶液の誘導物質濃度を一定に保つために、上記で作製した誘導溶液再生ユニットを用いて誘導溶液再生工程を行った。誘導溶液再生ユニットに、誘導溶液dを流速600ml/分にて流し、誘導溶液再生ユニットの気相部の圧力が絶対圧で10kPaになるように真空ポンプで調節して、膜蒸留を行い、濃縮誘導溶液hを得た。
正浸透工程で得られた希釈誘導溶液eと、膜蒸留で得られた濃縮誘導溶液hとを、バッファタンク(混合機構として)中で混合して誘導溶液dを調製(再生)し、正浸透工程に循環させて使用した。
(濃度の分析)
原料液、及び得られた濃縮液の濃度を、(株)アタゴ製の糖度計「PAL−S」によるBrix値として測定した。
運転開始1分後、運転中に移動した原料液aから誘導溶液dへ透過した液体媒体bの量(L)をエー・アンド・デイ社製電子天秤(GX−12K)にて測定した。下記数式(1)に従って、運転により移動した液体媒体の初期透過流束を計算した。
F=L/(M×H) (1)
ここで、Fは液体媒体bについての透過流束(L/(m2×hr))であり、Lは正浸透膜oを透過した液体媒体bの量(単位:L)であり、Mは正浸透膜oの表面積(単位:m2)であり、Hは時間(単位:hr)である。
運転終了直後、運転中に移動した原料液aから誘導溶液dへ透過した液体媒体bの量(L)をエー・アンド・デイ社製電子天秤(GX−12K)にて測定した。上記数式(1)に従って、運転により移動した液体媒体の透過流束を計算した。
運転終了後、濃縮原料液に含まれる誘導物質の量と、誘導溶液に含まれる誘導物質の量とを、Thermo Fishier Scientific社製のICP−MS、形式「iCAP Q」を用いて測定した。下記数式(2)に従って、運転により移動した誘導物質の透過流束を計算した。
F’=L’/(M×H) (2)
ここで、F’は誘導溶液中の誘導物質についての透過流束[g/(m2×hr)]、L’は透過した誘導物質の量(単位:g)、Mは正浸透膜の表面積(単位:gm2)、Hは時間(単位:ghr)である。
糖度計(アタゴ社 PAL−1)を蒸留水で0%に補正した後に、試料を蒸留水(富士フィルム和光純薬、046−16971)で適宜希釈し、糖度計により目的の糖度に調整した。調整した試料について限外ろ過フィルター(アミコンウルトラ−0.5、PLGCウルトラセル−10メンブレン、10kDa、UFC501008)を用いろ過した後、ろ液について分光光度計用のスクリューキャップ付き二面透明石英セル(ジーエルサイエンス株式会社 S15−UV−10、光路長10mm、光路幅10mm)に試料を十分量入れ、UV/visスペクトルの測定を行った。ブランクは前述の蒸留水を用いた。UV/visの分析条件は、下記のとおりである。
−UV/vis条件−
UV/vis装置:日本分光 JASCO V−770
測定モード:Abs
測定波長 : 800〜200nm
データ取込間隔:0.5nm
光源:D2、WI
光源切換:340nm
補正:ベースライン
得られた濃縮液を純水で希釈して濃縮前の濃度に調整した濃縮液還元液をパネラー5人の賞味に供し、以下の基準により風味を評価した。
A:パネラー5人全員が原料本来の風味が強いと判断した。
B:原料本来の風味が強いと判断したパネラーが1人以上4人以下であった。
C:原料本来の風味が強いと判断したパネラーが1人もいなかった。
以下の基準により評価した濃縮システムの長期運転性を、表1に示した。
A:1,000時間問題なく運転できた。
B:500時間以上1,000時間未満の範囲では、問題なく運転できた。
C:500時間の運転ができなかった。
原料液aをBrix値が2.0のココナッツ液体胚乳とし、Brix値50まで濃縮した他は実施例1と同様に実施した。
界面重合を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
0.5L容器に、m−フェニレンジアミン10g及びラウリル硫酸ナトリウム0.8gを入れ、さらに純水489.2gを加えて溶解し、界面重合に用いる第1溶液を0.5kg調製した。別の0.5L容器に、トリメシン酸クロリド0.8gを入れ、n−ヘキサン399.2gを加えて溶解し、界面重合に用いる第2溶液0.4kgを調製した。
上記で製造した中空糸支持層モジュールのコア側(中空糸の内側)に第1溶液を充填し、30分静置した後に液を抜いて、中空糸の内側に第1溶液の薄い液膜を形成した。この状態で、第2溶液をコア側に0.15L/分の流量で30分送液し、界面重合を行った。重合温度は25℃とした。次いで、中空糸支持層モジュールのコア側に50℃の窒素を30分流してn−ヘキサンを蒸散除去した。さらに、この正浸透膜ユニットの内部に80℃の温水を流入させ、攪拌容器の中で10時間浸漬させた。10時間経過後、温水を取り除き、正浸透膜ユニットを作製した。結果を表1に示す。
界面重合を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で、濃縮、評価を実施した。
0.5LL容器に、m−フェニレンジアミン10g及びラウリル硫酸ナトリウム0.8gを入れ、さらに純水489.2gを加えて溶解し、界面重合に用いる第1溶液を0.5kg調製した。別の0.5L容器に、トリメシン酸クロリド0.8gを入れ、n−ヘキサン399.2gを加えて溶解し、界面重合に用いる第2溶液0.4kgを調製した。
微細孔性中空糸支持膜モジュールのコア側(中空糸の内側)に第1溶液を充填し、30
分静置した後に液を抜いて、中空糸の内側に第1溶液の薄い液膜を形成した。次に、コア側圧力調整装置によりコア側圧力を常圧に設定し、シェル側圧力調整装置によりシェル側圧力を絶対圧として10kPaの減圧に設定した。この状態で30分静置した後、この圧力を維持したまま、第2溶液送液ポンプにより第2溶液をコア側に1.5L/分の流量で0.5分送液し、界面重合を行った。重合温度は25℃とした。
正浸透工程の前に逆浸透工程を行った。逆浸透膜としては日東電工(株)製の品番「NTR−759HR」)を用い、2.0MPaの操作圧力にて原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値20まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で作製した正浸透膜ユニットを用いてBrix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
正浸透工程の前に逆浸透工程を行った。逆浸透膜としては日東電工(株)製の品番「NTR−759HR」)を用い、2.0MPaの操作圧力にて原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値20まで濃縮した。次に、実施例3と同一条件で作製した正浸透膜ユニットを用いてBrix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
正浸透工程の前に逆浸透工程を用いた。逆浸透膜としては日東電工(株)製の品番「NTR−759HR」)を用い、2.0MPaの操作圧力にて原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値20まで濃縮した。次に、実施例4と同一条件で作製した正浸透膜ユニットを用いてBrix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値60まで正浸透工程で濃縮した他は実施例1と同様に実施した。次に、常圧蒸留装置を用い、110℃にて蒸留を行い、Brix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値50まで正浸透工程で濃縮した他は実施例1と同様に実施した。次に、常圧蒸留装置を用い、110℃にて蒸留を行い、Brix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
正浸透工程の前に逆浸透工程を行った。逆浸透膜としては日東電工(株)製の品番「NTR−759HR」)を用い、2.0MPaの操作圧力にて原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値20まで濃縮した。次にBrix値60まで正浸透工程で濃縮した。次に、常圧蒸留装置を用い、110℃にて蒸留を行い、Brix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
正浸透工程の前に逆浸透工程を行った。逆浸透膜としては日東電工(株)製の品番「NTR−759HR」)を用い、2.0MPaの操作圧力にて原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値20まで濃縮した。次にBrix値50まで正浸透工程で濃縮した。次に、常圧蒸留装置を用い、110℃にて蒸留を行い、Brix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
原料液aの温度を表1に記載の条件に変更した以外は、実施例5と同一条件で、評価を実施した。
正浸透工程の代わりに、常圧蒸留装置を用い、110℃にて蒸留を行った以外は、実施例1と同一条件で、濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
逆浸透膜としては日東電工(株)製の品番「NTR−759HR」)を用い、2.0MPaの操作圧力にて原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値20まで濃縮した。次に、常圧蒸留装置を用い、110℃にて蒸留を行い、Brix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
原料液aであるBrix値が2.0のメープル樹液をBrix値20まで正浸透工程で濃縮した他は実施例1と同様に実施した。次に、常圧蒸留装置を用い、110℃にて蒸留を行い、Brix値70まで濃縮した。次に、実施例1と同一条件で、評価を実施した。
FO:正浸透工程
RO:逆浸透工程
蒸留:常圧蒸留工程
11 正浸透膜ユニット
12 加熱濃縮ユニット
33,43 誘導溶液再生ユニット
44 混合機構
r 循環機構
Claims (25)
- 糖を含む溶質と、液体媒体とを含む原料液の濃縮液である食料品であって、
前記濃縮液が、Brix値50以上、及び紫外可視分光光度計測定における450nmでの吸光度0.1以上1.0以下を有する、食料品。 - 前記濃縮液が、前記紫外可視分光光度計測定における450nmでの吸光度0.2以上0.8以下を有する、請求項1に記載の食料品。
- 前記原料液が、メープル樹液及びココナッツ液体胚乳からなる群から選択される、請求項1又は2に記載の食料品。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の食料品を製造するための原料液濃縮システムであって、正浸透膜、並びに前記正浸透膜で互いに隔てられた原料液側空間及び誘導溶液側空間を有する正浸透膜ユニットを備える、原料液濃縮システム。
- 前記原料液濃縮システムが、
糖を含む溶質と、液体媒体とを含む原料液を前記原料液側空間に供給する原料液流路と、
誘導物質と溶媒とを含む誘導溶液を前記誘導溶液側空間に供給する誘導溶液流路と、
前記正浸透膜ユニットから、原料液の濃縮液を取り出す濃縮液流路と、
前記正浸透膜ユニットから、希釈された誘導溶液を取り出す希釈誘導溶液流路と、
を更に備え、
前記正浸透膜は、原料液中の液体媒体を誘導溶液中に拡散させるとともに、誘導溶液中の誘導物質を原料液中に逆拡散させることによって、原料液を濃縮するとともに誘導溶液を希釈し、
誘導溶液から原料液中に逆拡散する前記誘導物質の透過流束F’の、原料液から誘導溶液中に拡散する前記液体媒体の透過流束Fに対する割合である逆拡散/フラックス比(F’/F比)が、0.01g/L以上、3g/L以下である、請求項4に記載の食料品濃縮システム。 - 前記逆拡散/フラックス比(F’/F比)が0.015g/L以上1g/L以下である、請求項5に記載の原料液濃縮システム。
- 前記希釈された誘導溶液から前記液体媒体を除去して再生誘導溶液を生成する再生機構を更に有し、前記再生誘導溶液が前記誘導溶液流路に再循環される、請求項5又は6に記載の原料液濃縮システム。
- 前記再生機構が、液体媒体蒸発機構である、請求項7に記載の食料品濃縮システム。
- 前記誘導物質が無機塩である、請求項5〜8のいずれか一項に記載の食料品濃縮システム。
- クロスフローろ過方式である、請求項4〜9のいずれか一項に記載の原料液濃縮システム。
- 前記原料液の温度を5℃以上50℃以下の範囲に調整する温度制御機構を更に備える、請求項4〜10のいずれか一項に記載の原料液濃縮システム。
- 前記正浸透膜が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリイミン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、スルホン化テトラフルオロエチレン、及びポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする薄膜層を有する、請求項4〜11のいずれか一項に記載の原料液濃縮システム。
- 前記正浸透膜が中空糸膜である、請求項4〜12のいずれか一項に記載の原料液濃縮システム。
- 前記濃縮液流路の下流に、濃縮液を加熱濃縮する加熱濃縮ユニットを更に備える、請求項4〜13のいずれか一項に記載の原料液濃縮システム。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の食料品の製造方法であって、
糖を含む溶質と、液体媒体とを含む原料液を正浸透膜に通すことによって前記原料液を濃縮する正浸透工程を含む、方法。 - 前記正浸透工程を、正浸透膜、並びに前記正浸透膜で互いに隔てられた原料液側空間及び誘導溶液側空間を有する正浸透膜ユニットを用いて行い、
前記正浸透工程において、前記原料液を前記原料液側空間に供給し、誘導物質と溶媒とを含む誘導溶液を前記誘導溶液側空間に供給し、原料液中の液体媒体を誘導溶液中に拡散させるとともに誘導溶液中の誘導物質を原料液中に逆拡散させることによって、原料液を濃縮するとともに誘導溶液を希釈し、
前記正浸透工程において、誘導溶液から原料液中に逆拡散する前記誘導物質の透過流束F’の、原料液から誘導溶液中に拡散する前記液体媒体の透過流束Fに対する割合である逆拡散/フラックス比(F’/F比)が、0.01g/L以上、3g/L以下である、請求項15に記載の方法。 - 前記逆拡散/フラックス比(F’/F比)が0.015g/L以上1g/L以下である、請求項15又は16に記載の方法。
- 前記希釈された誘導溶液から前記液体媒体を除去して再生誘導溶液を生成し、前記再生誘導溶液を前記誘導溶液として再利用する誘導溶液再生工程を更に含む、請求項15〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記誘導溶液再生工程が、液体媒体蒸発工程である、請求項15〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記誘導物質が無機塩である、請求項15〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記正浸透工程をクロスフローろ過方式で行う、請求項15〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記原料液の温度を5℃以上50℃以下の範囲に維持する、請求項15〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記正浸透膜が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリイミン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、スルホン化テトラフルオロエチレン、及びポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする薄膜層を有する、請求項15〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記正浸透膜が中空糸膜である、請求項15〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記正浸透工程の後に、原料液の濃縮液を更に加熱濃縮する加熱濃縮工程を更に含む、請求項15〜24のいずれか一項に記載の方法。
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