JP2021175403A - 溶媒含有物品の濃縮システムおよび濃縮液 - Google Patents

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Abstract

【課題】正浸透を利用する溶媒含有物品の濃縮において、浸透物質流中の浸透物質が、正浸透膜を介して供給流中に移動することを抑制し、高純度の濃縮物を回収することができ、長期間の運転が可能なシステムを提供すること。【解決手段】溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aを、浸透物質流dと正浸透膜oを介して向流または並流させ、前記供給流aに含有される溶媒bを前記正浸透膜oを通過させて浸透物質流dに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流cと、希釈された浸透物質流dから成る流れeとを得る第一の工程を有する溶媒含有物品の濃縮システムであって、前記浸透物質流dが、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして前記第一の工程における浸透物質流dの温度が5〜60℃である、溶媒含有物品の濃縮システム。【選択図】図1

Description

本発明は、溶媒含有物品から溶媒を分離して濃縮するためのシステム、および該システムを用いて得られた高品位の濃縮液に関する。
含水物品から水を分離する方法として、正浸透技術が知られている。
特許文献1では、海水から成る供給流と、水にアンモニアおよび二酸化炭素を溶解して得られる浸透物質流とを、正浸透膜を介して接触させるように流して、海水中の水を正浸透膜を通過させて浸透物質流に移動させ、得られた希釈浸透物質流を蒸留塔に送って、水を得るとともにアンモニアと二酸化炭素と水とを含む混合ガスを分離し、この混合ガスを元の部屋(チャンバー)に返送する方法が記載されている。
特許文献2では、海水から成る供給流と、水にアンモニアおよび二酸化炭素を溶解して得られる浸透物質流とを、正浸透膜を介して接触させるように流して、海水中の水を正浸透膜を通過させて浸透物質流に移動させ、得られた希釈浸透物質流を、イオン交換膜、蒸留塔などを用いてアンモニウムイオンおよび炭酸イオンを個別に分離して水を得、分離したアンモニウムイオンおよび炭酸イオンを水に再溶解して元の部屋に返送する方法が記載されている。
特許文献3では、供給流と、硫酸マグネシウム水溶液から成る浸透物質流とを、正浸透膜を介して接触させるように流して、供給流中の水を正浸透膜を通過させて浸透物質流に移動させ、得られた希釈浸透物質流から浸透気化法によって水の一部を分離して、浸透物質流の濃度を一定に維持する方法が記載されている。
米国特許出願公開第2005/0145568号 特開2011−83663号公報 特開2017−113675号公報
しかし、特許文献1および2の方法では、浸透物質流中の浸透物質が、正浸透膜を介して供給流中に移動するとの問題があった。特許文献3の方法では、適用可能な浸透物質流の浸透圧が低いため、供給流を高濃度に濃縮することが難しく、さらに運転中に、浸透気化膜上に析出物が発生し、そのため長期運転が困難であるとの問題があった。
本発明は、正浸透を利用する溶媒含有物品の濃縮において、浸透物質流中の浸透物質が、正浸透膜を介して供給流中に移動することを抑制し、高純度の濃縮物を回収することができ、長期間の運転が可能なシステム、および該システムを用いて得られた高品位の濃縮液を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するべくなされたものである。
本発明者らは、正浸透プロセスを用いる濃縮システムにおいて、浸透物質流として多価のカチオンを含む無機水溶液を用い、かつ、浸透物質流の温度を制御することによって、浸透物質流から供給流中への浸透物質の移動が抑制され、高純度な濃縮液が得られるとともに、長期間の運転が可能となることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
《態様1》
溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aを、浸透物質流dと正浸透膜oを介して向流または並流させ、前記供給流aに含有される溶媒bを前記正浸透膜oを通過させて浸透物質流dに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流cと、希釈された浸透物質流dから成る流れeとを得る第一の工程を有する溶媒含有物品の濃縮システムであって、
前記浸透物質流dが、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして
前記第一の工程における浸透物質流dの温度が5〜60℃である、溶媒含有物品の濃縮システム。
《態様2》
前記溶媒bが水である、態様1に記載のシステム。
《態様3》
前記浸透物質流dの温度が15〜40℃である、態様1または2に記載のシステム。
《態様4》
前記正浸透膜oが中空糸状である、態様1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
《態様5》
前記供給流aを前記中空糸状の正浸透膜oの中空部分に流通させ、
前記浸透物質流dを前記中空糸状の正浸透膜oの外側に流通させる、
態様4に記載のシステム。
《態様6》
前記浸透物質流dが2価のカチオンを含む無機塩溶液である、態様1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
《態様7》
前記浸透物質流dが塩化マグネシウム溶液である、態様1〜6のいずれか一項に記載のシステム。
《態様8》
前記正浸透膜oが、支持層と、前記支持層上の分離活性層とを有する膜であり、
前記分離活性層が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、およびポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする層であり、
そして前記正浸透膜oの、前記溶媒bについての透過流束が1〜100kg/(m×hr)である、態様1〜7のいずれか一項に記載のシステム。
《態様9》
溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aを、浸透物質流dと正浸透膜oを介して向流または並流させ、前記供給流aに含有される溶媒bを前記正浸透膜oを通過させて浸透物質流dに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流cと、希釈された浸透物質流dから成る流れeとを得る第一の工程と、
前記浸透物質流dを、溶媒bと、濃縮された浸透物質流dから成る流れfとに分離する第二の工程と
を有し、
前記浸透物質流dが、多価のカチオンを含む無機塩溶液である、溶媒含有物品の濃縮システム。
《態様10》
前記第一の工程における前記正浸透膜oが中空糸状である、態様9に記載のシステム。
《態様11》
前記第一の工程において、前記供給流aを前記中空糸状の正浸透膜oの中空部分に流通させ、
前記浸透物質流dを前記中空糸状の正浸透膜oの外側に流通させる、
態様10に記載のシステム。
《態様12》
前記第二の工程が蒸発手段によって行われる、態様9〜11のいずれか一項に記載のシステム。
《態様13》
前記第二の工程における前記浸透物質流dの温度が50〜90℃である、態様9〜12のいずれか一項に記載のシステム。
《態様14》
前記第一の工程における前記浸透物質流dが、2価のカチオンを含む無機塩溶液である、態様9〜13のいずれか一項に記載のシステム。
《態様15》
前記第一の工程における前記浸透物質流dが、塩化マグネシウム溶液である、態様9〜14のいずれか一項に記載のシステム。
《態様16》
前記第二の工程が、多孔質膜pを用いる膜蒸留プロセスによるものであり、
前記多孔質膜pが、フッ素系高分子を含む材料により構成されている、
態様9〜15のいずれか一項に記載のシステム。
《態様17》
前記膜蒸留プロセスにおける分離膜が、溶媒bについての透過流束が1〜200kg/(m×hr)である多孔質膜である、態様16に記載のシステム。
《態様18》
前記溶媒含有物品が食品である、態様1〜17のいずれか一項に記載のシステム。
《態様19》
前記溶媒含有物品が、コーヒー抽出液、ジュース、果汁、乳製品、出汁、茶抽出液、香料乳化物、食品油乳化物、または甘味料である、態様18に記載のシステム。
《態様20》
テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分を含む茶抽出液の濃縮液であって、
前記テルペン化合物がβ−イオノンを含み、
前記茶抽出液の濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計をAterとしたとき、比Ater/Aioが0.6以上4.0以下であり、かつ、
前記濃縮液についてBrix計で測定したBrix値が7.5以上である、
濃縮液。
《態様21》
前記比Ater/Aioが1.0以上4.0以下である、態様20に記載の茶抽出液の濃縮液。
《態様22》
前記茶抽出液が緑茶抽出液であり、
脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、をさらに含み、
前記濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、前記脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドのピーク面積の合計をAaliとし、前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をAaroとしたとき、比Aali/Aioが0.03以上0.1以下であり、比Aaro/Aioが0.2以上1.0以下である、態様20または21に記載の濃縮液。
《態様23》
前記β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体が、リナロールおよびその誘導体から選択され、
前記脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも1種が、ヘキサノールであり、
前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種が、フェニルアセトアルデヒドである、
態様22に記載の濃縮液。
《態様24》
前記茶抽出液がほうじ茶抽出液であり、
芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種をさらに含み、
前記濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をAaroとしたとき、比Aaro/Aioが0.05以上0.2以下である、態様20または21に記載の濃縮液。
《態様25》
前記β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体が、リナロールおよびその誘導体、ならびにゲラニオールから選択され、
前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種が、フェニルアセトアルデヒドである、
態様24に記載の濃縮液。
本発明によれば、浸透物質流から供給流中への浸透物質の移動を抑制しつつ、供給流から溶媒を分離・除去して、溶媒含有物品の高純度の濃縮液を得ることが可能となる。本発明のシステムは、長期間の運転が可能である。
本発明は、例えば、食品の濃縮、海水の淡水化、シェールガス・油田をはじめとするガス田・油田から排出される随伴水の処理などの用途に好適に適用することができる。
本発明のプロセスを食品の濃縮に適用すれば、食品を加熱することなく高純度に濃縮することができるから、香味成分の劣化がなく、香気成分の損失が少ない、食品濃縮が可能となり、高品位かつ高濃度の濃縮食品が得られる。
図1は、本発明のシステムのある実施態様の概要を説明するための概念図である。 図2は、本発明のシステムの別の実施態様の概要を説明するための概念図である。 図3は、本発明のシステムの第一工程に用いる正浸透膜の洗浄方法の一例を示す概念図である。 実施例21〜26、参考例1〜4、および比較例6〜10およびで用いたシステムの概要を説明するための概念図である。 実施例21で得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートである。 図6は、トータルイオンクロマトグラムのチャートにおけるピーク面積を算出する手順を説明するための概念図である。
<<溶媒含有物品の濃縮システム>>
本発明の第一の観点は、
溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aを、浸透物質流dと正浸透膜oを介して向流または並流させ、前記供給流aに含有される溶媒bを前記正浸透膜oを通過させて浸透物質流dに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流cと、希釈された浸透物質流dから成る流れeとを得る第一の工程を有する溶媒含有物品の濃縮システムであって、
前記浸透物質流dは、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして
前記第一の工程における浸透物質流dの温度が5〜60℃である、溶媒含有物品の濃縮システムに関する。
本発明の溶媒含有物品の濃縮システムは、
浸透物質流dを、溶媒bと、濃縮された浸透物質流dから成る流れfとに分離する第二の工程を、さらに有していてもよい。
この観点によると、本発明は、
溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aを、浸透物質流dと正浸透膜oを介して向流または並流させ、前記供給流aに含有される溶媒bを前記正浸透膜oを通過させて浸透物質流dに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流cと、希釈された浸透物質流dから成る流れeとを得る第一の工程と、
前記浸透物質流dを、溶媒bと、濃縮された浸透物質流dから成る流れfとに分離する第二の工程と
を有し、
前記浸透物質流dが、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして
前記第一の工程における浸透物質流dの温度が5〜60℃である、溶媒含有物品の濃縮システムに関する。
以下に本発明の好ましい実施形態(以下、「本実施形態」という。)を非限定的な例として、詳細を具体的に説明する。
<第一の工程>
本実施形態の溶媒含有物品の濃縮システムにおける第一の工程は、
溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aを、浸透物質流dと正浸透膜oを介して向流または並流させ、前記供給流aに含有される溶媒bを前記正浸透膜oを通過させて浸透物質流dに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流cと、希釈された浸透物質流dから成る流れeとを得る工程である。
[溶質]
溶質とは、無機化合物および有機化合物から選択される物質をいい、好ましくは溶媒bに溶解する。
[溶媒b]
溶媒bは液体である。溶媒bは、あらゆる無機溶媒または有機溶媒であることができる。溶媒bは、供給流aにおいて液体として存在する。この溶媒bは、水である場合が多い。
[供給流a]
供給流aとは、溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品によって構成される流体である。この供給流aを構成する溶媒含有物品は、溶液であっても乳化物であってもよく、例えば、食品、海水、ガス田・油田から排出される随伴水などを挙げることができる。
本実施形態のシステムによると、浸透物質流に含まれる浸透物質が正浸透膜を介して供給流aへ移動することがなく、しかも、供給流aを加熱することを要せずに、供給流aを構成する溶媒含有物品の濃縮が可能となる。
したがって、本発明のシステムを食品の濃縮に適用すると、香味成分の劣化がなく、香気成分の損失が少ない濃縮食品を得ることが可能となる。
そのため、供給流aを構成する溶媒含有物品は、食品であることが好ましい。食品としてより好ましくは、例えば、コーヒー抽出液、ジュース(例えば、オレンジジュース、トマトジュースなど)、果汁(例えば、リンゴ、ブドウ、オレンジ、グレープフルーツ、レモンなどの果汁)、乳製品(例えば、乳酸菌飲料、生乳など)、出汁(例えば、昆布出汁、鰹出汁など)、茶抽出液(例えば、緑茶、煎茶、ほうじ茶、玉露、かぶせ茶、てん茶などの抽出液)、調味料(例えば、醤油、ウスターソース、香辛料溶液など)、香料乳化物(例えば、バニラエッセンス、ストロベリーエッセンスなどの乳化物)、食品油乳化物(例えば、菜種油、ひまわり油、紅花油、コーン油などの乳化物)、甘味料(ステビオサイド、グリチルリチン酸、ブドウ糖、果糖、麦芽糖、ショ糖、オリゴ糖、蜂蜜、メープルシロップ、アガベシロップ、パームシュガー、ココナッツシュガー、ソーマチン、水飴などの自然甘味料など)などである。
[浸透物質流d]
浸透物質流dは、浸透物質と、その溶媒と、から成り、供給流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。供給流aと浸透物質流dとを半透膜である正浸透膜oを介して接触させると、供給流a中の溶媒bが、正浸透膜oを透過して浸透物質流dに移動する。このような浸透物質流dを用いることにより、正浸透プロセスを稼働させ、溶媒含有物品を濃縮することができる。
正浸透プロセスとは、半透膜である正浸透膜oを介して浸透圧の異なる二つの流体を接触させ、浸透圧の低い側から高い側へ、溶媒を移動させるプロセスのことである。
本実施形態における浸透物質としては、多価のカチオンを含む無機塩を用いる。多価のカチオンは、水和イオン半径が大きいから、正浸透プロセスにおいて正浸透膜oを介して浸透物質流dから供給流aへ移動することが抑制され、溶媒含有物品の高純度の濃縮物を得ることが可能となる。
これら多価のカチオンを含む無機塩を浸透物質流dとして適用するためには、これらを溶媒に溶解して溶液とする。この場合の溶媒としては、例えば水が好適である。
無機塩に含まれる多価のカチオンとしては、2〜4価のカチオンが好ましい。多価のカチオンとしては、2価のカチオンとして、例えば、銅(II)イオン、鉄(II)イオン、マグネシウムイオン、マンガンイオン、クロム(II)イオン、などが例示でき;3価のカチオンとして、例えば、鉄(III)イオン、クロム(III)イオンなどを挙げることができ;4価のカチオンとして、例えば、クロム(IV)イオンなどを挙げることができる。
無機塩に含まれるアニオンとしては、例えば、ハロゲン化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオンなどを挙げることができる。ハロゲン化物イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン、またはヨウ化物イオンが好ましく、塩化物イオンがより好ましい。
多価のカチオンを含む無機塩として、具体的には例えば、2価のカチオンを含む無機塩として、例えば、塩化銅(II)、塩化鉄(II)、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化クロム(II)、硫酸銅(II)、硫酸鉄(II)、塩化鉄(III)、硫酸マグネシウム、硫酸クロム(II)、硫酸マンガン、塩化カルシウム、硫酸カルシウムなどを挙げることができ;3価のカチオンを含む無機塩として、例えば、塩化クロム(III)、硫酸鉄(III)、硫酸クロム(III)などを挙げることができる。
本実施形態における好ましい浸透物質は、2価のカチオンを含む無機塩である、特に塩化マグネシウムは、正浸透膜を介しての浸透物質の移動が少ない点で、より好ましい。また、浸透物質流dとして塩化マグネシウム溶液を用いると、本実施形態の溶媒含有物品の濃縮システムが好ましく具備する第二の工程において、多孔質膜pを用いて長期運転した場合の多孔質膜pへの付着物が少ない傾向にあり、長期間の安定運転ができる点でも好ましい。
浸透物質流dにおける溶媒は、溶媒含有物品である供給流aから分離すべき溶媒bと同種の溶媒とすることが好ましい。溶媒含有物品中の溶媒が水である場合は、浸透物質流dにおける溶媒も水であることが好ましい。
浸透物質流dにおける浸透物質の濃度は、供給流aの浸透圧より高くなるように設定される。浸透物質流dの浸透圧は、供給流aの浸透圧より高ければ、その範囲内で変動しても構わない。二つの液体間の浸透圧差を判断するには、以下のいずれかの方法によることができる。
(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方が浸透圧が高いと判断する、または
(2)二つの液体を混合後、二相分離しない場合:後述の正浸透膜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方が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。
第一の工程において、浸透物質流dの温度は5〜60℃である。浸透物質流dの温度は、好ましくは15〜40℃である。理由は定かではないが、浸透物質流dの温度が15℃未満または60℃を超える温度であれば、正浸透膜oを介して浸透物質流dから供給流aへ浸透物質が移動する量が大きくなる。
[正浸透膜o]
正浸透膜oとは、溶媒bは透過させるが、溶質は透過させない機能を有する膜である。
正浸透膜oは、単一の層から構成されるものであってもよいし、支持層とこの支持層上の分離活性層とを有する膜であってもよい。
正浸透膜oの形状としては、例えば、中空糸状、平膜状、スパイラル膜状などが挙げられる。
平膜状の正浸透膜oは、例えば、単一の層(支持層)から構成されるものであってもよいし、支持層と、該支持層上の分離活性層とを有するものであってもよい。中空糸状の正浸透膜oは、例えば、単一の層(支持層)から構成される中空糸であってもよいし、中空糸状の支持層と、該支持層の外表面もしくは内表面、またはこれらの双方の面上の分離活性層とを有するものであってもよい。
正浸透膜oの形状としては、単位体積当たりの膜面積を大きく、効率よく高濃度の濃縮が可能なことから、中空糸状が好ましい。
正浸透膜oが中空糸状であるとき、供給流aを中空糸状の正浸透膜oの中空部分に流通させ、浸透物質流dを中空糸状の正浸透膜oの外側に流通させることが、正浸透膜oの洗浄が容易となることから好ましい。
正浸透膜oにおける支持層としては、不織布から成るものが一般的である。
不織布の素材としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどが挙げられる。
正浸透膜oにおける分離活性層としては、浸透物質の阻止率が高いことから、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、および酢酸セルロースから選ばれる少なくとも1種を主成分とする層であることが好ましい。より好ましくは、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、およびポリアミドから選ばれる少なくとも1種を主成分とすることである。
分離活性層におけるポリアミドは、多官能性酸ハライドおよび多官能性芳香族アミンの界面重合により形成されることができる。
多官能性芳香族酸ハライドとは、一分子中に2個以上の酸ハライド基を有する芳香族酸ハライド化合物である。具体的には、例えば、トリメシン酸ハライド、トリメリット酸ハライド、イソフタル酸ハライド、テレフタル酸ハライド、ピロメリット酸ハライド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸ハライド、ビフェニルジカルボン酸ハライド、ナフタレンジカルボン酸ハライド、ピリジンジカルボン酸ハライド、ベンゼンジスルホン酸ハライドなどを挙げることができ、これらの単独または混合物を用いることができる。これらの芳香族酸ハライド化合物におけるハロゲン化物イオンとしては、例えば、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンなどを挙げることができる。本発明においては、特にトリメシン酸クロリド単独、またはトリメシン酸クロリドとイソフタル酸クロリドとの混合物、もしくはトリメシン酸クロリドとテレフタル酸クロリドとの混合物が好ましく用いられる。
多官能性芳香族アミンとは、一分子中に2個以上のアミノ基を有する芳香族アミノ化合物である。具体的には、例えば、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルアミン、3,5−ジアミノ安息香酸、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、1,3,5,−トリアミノベンゼン、1,5−ジアミノナフタレンなどを挙げることができ、これらの単独または混合物を用いることができる。本発明においては、特に、m−フェニレンジアミンおよびp−フェニレンジアミンから選ばれる1種以上が好適に用いられる。
多官能性酸ハライドおよび多官能性芳香族アミンの界面重合は、定法にしたがって実施することができる。
正浸透膜oの、溶媒bについての透過流束は、1〜100kg/(m×hr)であることが好ましい。この透過流束が1kg/(m×hr)未満であれば、溶媒bの分離効率が損なわれる場合があり、100kg/(m×hr)を超えると、正浸透膜oを介して浸透物質流dから濃縮物流cへの浸透物質の移動量が多くなる場合がある。
本明細書における溶媒bについての透過流束とは、正浸透膜oを通過する溶媒bの量を、正浸透膜oの単位面積当たり、および単位時間当たりに割り付けた量を意味しており、下記数式(1)により定義される。
F=L/(M×H)・・・(1)
ここで、Fは溶媒bについての透過流束(kg/(m×hr))、Lは透過した溶媒bの量(kg)、Mは正浸透膜oの表面積(m)、およびHは時間(hr)である。
溶媒bが水である場合の透過流束は、一般に「透水量」と呼ばれ、例えば、処理液として純水を用い、誘導溶液として3.5質量%食塩水を用いて測定することができる。
[流れe]
流れeとは、浸透物質流dと、供給流aから正浸透膜oを透過した溶媒bとから成る流れである。つまり、溶媒bが供給流aから正浸透膜oを介して浸透物質流dに移動することにより、希釈された浸透物質流dから成る流れeが形成される。
[濃縮物流c]
濃縮物流cとは、供給流aから、正浸透膜oを介して溶媒bが移動した後の流れであり、溶媒含有物品の濃縮物から構成される。
濃縮物流cは、本実施形態における溶媒含有物品の濃縮システムによって製造される製品である。
[第一の工程の具体的実施態様]
次に、必要に応じて図を参照しつつ、本実施形態の溶媒分離システムにおける第一の工程について説明する。
図1に、第一の工程を有する本実施形態の溶媒分離システムの、ある具体的実施態様の概要を示した。
第一の工程においては、二つの流れが正浸透膜oを介して向流または並流することが可能なように設計された正浸透ユニットAを用いる。
図1に示した第一の工程は、ユニットAにおいて、溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aと、浸透物質流dとを、正浸透膜oを介して向流させるように構成されている。ユニットAは、供給流aと浸透物質流dとを並流させる構成であってもよい。これらいずれの場合であっても、浸透物質流dは、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、温度が5〜60℃に制御されている。
このような構成により、供給流a中の溶媒bは、正浸透膜oを透過して浸透物質流dへと移動する。この溶媒bの移動は、正浸透プロセスによるものであり、小さなエネルギーで効率的な溶媒分離が可能である。
浸透物質流dは、溶媒bが移動、混合されて、希釈された浸透物質流dから成る流れeとなり、ユニットAから排出される。
供給流aは、溶媒bが移動、除去されて、濃縮された溶媒含有物品から構成される濃縮物流cとして、ユニットAから回収され、本実施形態の溶媒分離システムの製品となる。
<第二の工程>
本実施形態の溶媒分離システムにおいて任意的に採用される第二の工程は、
浸透物質流dを、溶媒bと、濃縮された浸透物質流dから成る流れfとに分離する工程である。
第二の工程において、浸透物質流dは、所定の温度に調整されていることが好ましい。第二の工程における浸透物質流dの温度は、50℃〜90℃に調整されることが好ましい。この温度が50℃未満であれば、膜蒸留による溶媒bの分離の効率が損なわれる場合があり、90℃を超えると、浸透物質流dに含まれる浸透物質が溶媒bへ移動する量が増大する場合がある。浸透物質流dの温度を調整するための熱源として、例えば熱交換器、産業プロセスの排熱などを用いることができる。
浸透物質流dを、溶媒bと流れfとに分離する工程は、例えば蒸発手段によって行うことができる。蒸発手段としては、例えば、蒸留プロセス、膜蒸留プロセスなどを挙げることができる。
蒸留プロセスとは、浸透物質流dを所定の温度に調整した後、蒸留塔に送入し、塔頂部から溶媒bを得るとともに、塔底部からは、溶媒bが除去されて濃縮された浸透物質流dから成る流れfを得る工程である。
膜蒸留プロセスとは、分離膜として多孔質膜pを用いて分離室を液相部と気相部とに分割し、浸透物質流dに含有される溶媒bが、液相部から蒸気の状態で多孔質膜pを通過して減圧の気相部に移動するように構成することにより、浸透物質流dを溶媒bと流れfとに分離する工程である。したがって、膜蒸留プロセスにおいて分離膜として用いられる多孔質膜pは、溶媒bの蒸気は通過させるが、浸透物質流dは通過させない機能を有していてよい。
第二の工程は、設備サイズを小さくすることができ、浸透物質流dから溶媒bへの浸透物質の移動を抑制できる点で、多孔質膜pを用いて行われる膜蒸留プロセスによって行われることが好ましい。
[多孔質膜p]
多孔質膜pは、溶媒bの蒸気は通過させるが、浸透物質流dは通過させない機能を有する。この機能を発現させるために、多孔質膜pは、膜の一方の面から他方の面をまで連通している細孔(連通孔)を有していてよい。この連通孔は、直通孔であってもよいし、枝分かれした孔であってもよい。
多孔質膜pが親溶媒性であると、膜蒸留の実施中に多孔質膜p中に溶媒が浸透して気相側に移動し、膜蒸留の分離効率が損なわれる場合がある。したがってウェッティング防止の観点から、多孔質膜pは、疎溶媒性、特に疎水性であることが好ましい。
疎水性を表す指標として、水接触角が知られている。本実施形態における多孔質膜pの水接触角は、膜のいずれの部位においても90°以上であることが好ましい。多孔質膜pの水接触角は、より好ましくは110°以上、さらに好ましくは120°以上である。多孔質膜pの水接触角は、特に上限はないが、180°未満であってよく、現実的には150°以下であってよい。
多孔質膜pの水接触角は、液滴法により測定される値である。本明細書における液適法では、測定対象物の表面に2μLの純水を滴下し、測定対象物と液滴とが形成する角度を投影画像からの解析によって数値化された値を、水接触角として採用する。
多孔質膜pを用いる膜蒸留の効率を高くしつつ、膜のウェッティングを抑制する観点からは、多孔質膜pの細孔の孔径および孔径分布を適切に調整することも重要である。すなわち、細孔の孔径が大きい場合、若しくは孔径分布が広い場合、またはこれらの双方の場合には、多孔質膜p中に溶媒が浸透し易くなり、ウェッティングが起こり易い傾向にある。一方で、細孔の孔径が過度に小さいと、蒸気の透過速度が損なわれる場合がある。
これら双方を考慮すると、多孔質膜pの細孔の孔径は、平均孔径として0.01μm以上から1.00μm以下であることが好ましく、0.03μm以上0.60μm以下であることがより好ましい。多孔質膜pの細孔の孔径が0.01μm未満であると、蒸気の透過抵抗が過度に大きくなって膜蒸留の効率が損なわれ、1.0μmより大きいと、膜の疎水性を向上してもウェッティング抑制が困難になるため適さない。膜蒸留効率向上およびウェッティング抑制を両立する観点から、多孔質膜pの孔径分布は狭い方が好ましい。具体的には、平均孔径に対する最大孔径の比として、1.2〜2.5の範囲内であることが好ましい。
膜蒸留の効率を十分に高くする観点から、多孔質膜pの空孔率は、50体積%以上85体積%以下であることが好ましい。空孔率が50体積%未満では、膜蒸留の効率が損なわれ、一方で85%より大きいと、膜自体の強度が低下して長期使用の際に膜の破断などの問題が発生するおそれがあるため、適さない。
多孔質膜pの形状としては、例えば、中空糸状、平膜状、スパイラル膜状などが挙げられる。これらのうち、単位体積あたりの膜面積が大きく、効率よく膜蒸留を実施できることから、多孔質膜pの形状は中空糸であることが好ましい。
中空糸膜の外径は、例えば、300μm以上5,000μm以下、好ましくは350μm以上4,000μm以下であり、中空糸膜の内径は、例えば、200μm以上4,000μm以下、好ましくは250μm以上3,000μm以下である。
本実施形態において、膜蒸留における透水性能と膜の機械的強度の観点から、多孔質膜の膜厚は、10μm〜1,000μmであることが好ましく、15μm〜1,000μmであることがより好ましい。膜厚が1,000μm以下であれば、膜蒸留の効率を高く維持することができる。他方、膜厚が10μm以上であれば、減圧下使用においても膜が変形することを防止することができる。
多孔質膜pの、溶媒bについての透過流束は、1〜200kg/(m×hr)であることが好ましい。この透過流束が1kg/(m×hr)未満であれば、溶媒bの効率的な分離が損なわれる場合があり、200kg/(m×hr)を超えると、多孔質膜pを介して流れdから溶媒bへの浸透物質の移動量が多くなる場合がある。
この透過流束は、第一の工程における多孔質膜oの、溶媒bについての透過流束と同様に定義される。
多孔質膜pの素材は、疎水性高分子を含む材料により構成されていることが好ましく、疎水性高分子中に疎水性シリカなどの無機多孔質粒子が分散された材料から構成されていてもよい。
疎水性高分子は、水に対する親和性が低い高分子であり、その例として例えば、スルホニル基を含む芳香族系高分子、ポリオレフィン、フッ素系高分子などが挙げられ、これらから成る群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含むことができる。スルホニル基を含む芳香族系高分子としては、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。フッ素系高分子としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、およびエチレン・四フッ化エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレンなどが挙げられる。疎水性、製膜性、機械的耐久性、および熱的耐久性の観点からは、フッ素系高分子が好ましい。
多孔質膜pの素材としての疎水性高分子は、その重合後、または膜を形成した後の精練によって、可塑剤などの不純物が除去されたものであることがより好ましい。
上述したように、多孔質膜のウェッティング防止のためには、膜の素材としての疎水性を高めるだけでなく、ウェッティングし易い部位の清浄を改善することも重要である。本実施形態においては、膜表面が安定した疎水性を有することとなるように、多孔質膜pの全長または一部に疎水性ポリマー塗布を行ってよい。膜の断面方向においては、中空糸膜の内側表面、外側表面、および膜厚部内の連通孔表面の少なくとも一部分がコーティングされていてもよい。
[溶媒b]
第二の工程で得られる溶媒bは、浸透物質の含有量が極めて少なく、実質的にゼロであり、本実施形態の溶媒分離システムにおける溶媒bとして、または他の用途の溶媒として、再利用することができる。
[流れf]
第二の工程で得られる流れfは、溶媒bが除去されて濃縮された浸透物質流dから成る。この流れfは、溶媒bを加えて所定の濃度に調整されたうえで、本実施形態の溶媒分離システムにおける浸透物質流dとして再利用することができる。
[膜蒸留]
第二の工程において、浸透物質流dを溶媒bと流れfとに分離する手段として膜蒸留プロセスを採用する場合について説明する。
主な膜蒸留法の原理としては、例えば以下の方法が知られている。
DCMD法(Direct Contact Membrane Distillation):膜蒸留により生成した溶媒蒸気を、多孔質膜を通して直接凝縮器に取り込む方法、
AGMD法(Air Gap Membrane Distillation):膜蒸留の気相部と、凝縮器の気相部との間に、第三の気相部を設け、凝縮器における冷却体の面上に膜蒸留の気相部からの溶媒蒸気を凝縮させて凝縮溶媒を得る方法、
VMD法(Vacuum Membrane Distillation):上記AGMD法において、第三の気相部内に真空ギャップを設け、膜蒸留の気相部からの溶媒蒸気を凝縮器まで移動させて、凝縮溶媒を得る方法、
SGMD法(Sweeping Gas Membrane Distillation):上記AGMD法において、第三の気相部中にスイーピングガスを流し、膜蒸留の気相部からの溶媒蒸気を凝縮器まで移動させて凝縮溶媒を得る方法、など。
これらのうち、VMD方式が、安定した透過水質を得られるため、好ましい。
[第二の工程の具体的実施態様]
次に、必要に応じて図を参照しつつ、本実施形態の溶媒分離システムが第二の工程を有する場合について説明する。
図2に、第一の工程および第二の工程を有する本実施形態の溶媒分離システムの、ある具体的実施態様の概要を示した。
図2に示した第一の工程は、図1と同様である。
図2における第二の工程では、膜蒸留ユニットBを用いる。このユニットBは、多孔質膜pによって液相部Lと気相部Gとに分割されており、気相部Gを減圧することが可能なように設計されている。
この第二の工程では、浸透物質流dを、ユニットBの液相部Lへ送入し、浸透物質流dに含まれる溶媒bを、多孔質膜pを介して減圧の気相部Gに移動させることによって、溶媒bと、濃縮された浸透物質流dから成る流れfとに分離する。
このとき、浸透物質流dは、液相部Lに導入される前に、上述の所定の温度(すなわち50℃〜90℃)に調整されていることが好ましい。この温度が50℃未満であれば、膜蒸留による溶媒bの分離の効率が損なわれる場合があり、90℃を超えると、浸透物質流dに含まれる浸透物質が、多孔質膜pを介して溶媒bへ移動する量が増大する場合がある。
浸透物質流dを加熱するための熱源として、例えば熱交換器q1を用いることができ、または産業プロセスなどの排熱を用いることができる。熱源として排熱を利用すると、溶媒bの分離のために新たに消費されるエネルギー量を削減することができるため、好ましい。
ユニットBの気相部Gは、好ましくは凝縮器および回収タンクの各気相部とともに、所定の圧力まで減圧されていることが好ましい。気相部Gの圧力は、装置のスケール、浸透物質流dの濃度、所望の溶媒bの生成速度などに応じて適宜に設定されてよいが、例えば、0.1〜80kPaとすることができ、1〜50kPaとすることが好ましい。
ユニットBの気相部G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、アスピレーターなどが挙げられる。
第二の工程により、浸透物質流dは、溶媒bが除去されて、濃縮された浸透物質流dから成る流れfとなり、ユニットBから排出される。
上記のとおり、この流れfは、溶媒bを加えて所定の濃度に調整されたうえで、浸透物質流dとして再利用することができる。流れfの再利用の際、冷却装置q2を用いて流れfの温度を調整してもよい。冷却装置q2としては、例えば、チラー、熱交換器などを用いることができる。
第二の工程によって浸透物質流dから蒸気として除去された溶媒bは、凝縮器で凝縮されて液体状の溶媒bとなり、例えば、回収タンクに貯蔵される。回収溶媒は、必要に応じて溶媒bとして再利用してよい。
上記説明に参照した図2におけるr1およびr2は、それぞれ、送液のためのポンプである。
図2の溶媒含有物品の濃縮システムにおいて、流れeおよび流れfを混合して浸透物質流dの濃度を調整するために、第一の工程と第二の工程との間にバッファータンクを導入してもよい。
以上のように、第一の工程および第二の工程を有する本実施形態の溶媒含有物品の濃縮システムを用いることにより、浸透物質の混合のない、高純度の濃縮物を得ることができ、同時に溶媒bを高純度で回収することが可能となる。
<溶媒含有物品の濃縮方法>
本発明の溶媒含有物品の濃縮システムでは、溶媒含有物品の濃縮方法に適用することができる。
本実施形態の溶媒含有物品の濃縮方法は、上記に説明した本実施形態の溶媒含有物品の濃縮システムを利用して、溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から溶媒bを分離して、前記溶媒含有物品を濃縮する方法である。
<<濃縮液>>
本発明の第二の観点によると、高品位の濃縮液が提供される。
上述のとおり、本発明の濃縮方法は、溶媒含有物品が食品、例えば、コーヒー抽出液、ジュース、果汁、乳製品、出汁、茶抽出液、香料乳化物、食品油乳化物、または甘味料である場合に、その効果が最大限に発揮される。以下では、溶媒含有物品が茶抽出液である場合を例として、本発明の濃縮方法によると、溶媒含有物品の風味成分が損なわれずに濃縮液を得られることについて説明する。
<茶抽出液の濃縮液>
本発明の濃縮方法に適用される茶抽出液としては、公知の任意の茶葉の抽出液を用いることができる。
茶葉としては、例えば、不発酵茶、弱発酵茶、半発酵茶、発酵茶、後発酵茶などがあるが、不発酵茶のうちの蒸製茶、釜炒製茶など、半発酵茶としての烏龍茶、および発酵茶としての紅茶がよく知られている。蒸製茶としては、例えば、緑茶、煎茶、ほうじ茶、玉露、かぶせ茶、てん茶などが挙げられる。釜炒製茶としては、例えば、嬉野茶、青柳茶などの他、各種中国茶が挙げられる。
茶抽出液は、これらの茶葉に適当な温度の水を加えて撹拌または静置することにより、調製することができる。抽出に用いる水には、例えば、抽出助剤、有機酸(例えばアスコルビン酸)、有機酸塩(例えばアスコルビン酸ナトリウム)などを予め添加しておいてもよい。抽出時に、煮沸脱気、不活性ガスの通気などを行って、水中の溶存酸素を除去し、非酸化的雰囲気下の抽出としてもよい。
茶抽出液としては、茶葉からの直接抽出液を用いてもよいし、これの代わりに茶抽出液の乾固物(例えば市販の緑茶水抽出粉末)を水に溶解して用いてもよいし、茶抽出液の濃縮液を水で希釈して用いてもよいし、これらの2種以上を混合して用いてもよい。
茶抽出液には、風味成分として、例えば、テルペン化合物、テルペン化合物誘導体、脂肪族アルコール、脂肪族アルデヒド、芳香族アルコール、芳香族アルデヒドなどが存在する。
テルペン化合物およびその誘導体としては、例えば、β−イオノン、リナロール、ゲラニオール、ネロール、メントール、タキソールなどが挙げられる。リナロールは、フルーティーな香りが強い風味成分であり、多くの茶葉の抽出液に含まれる。ゲラニオールも、フルーティーな香りが強い風味成分であり、例えばほうじ茶抽出液に含まれる。
脂肪族アルコールとしては、例えば、ヘキサノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノールなどが挙げられ、脂肪族アルデヒドとしては、例えばヘキサナールなどが挙げられる。脂肪族アルコールとしてのヘキサノールは、植物性の香りが強い風味成分であり、緑茶抽出液に含まれる。
芳香族アルコールとしては、例えば、β−フェニルエチルアルコール、α−ヘキシルシンナミックアルデヒド、ベンジルアルコールなどが挙げられ、芳香族アルデヒドとしては、例えばフェニルアセトアルデヒドなどが挙げられる。フェニルアセトアルデヒドは、甘い香りが強い風味成分であり、多くの茶葉の抽出液に含まれる。
従来技術における茶抽出液の濃縮方法として、例えば減圧蒸留法が用いられている。減圧蒸留は、例えば、圧力133Pa、温度80℃の条件下で運転される。このように、減圧蒸留は、加熱、真空下で濃縮するため、濃縮時に風味成分が揮発して散逸し易い。
テルペン化合物のうちのβ−イオノンは、常圧における沸点が267℃であり、133Paにおける沸点が90℃であり、典型的な減圧蒸留の運転条件では揮発しないため、従来方法を含めた茶抽出液濃縮物の風味成分分析における基準成分として用いることができる。そこで本発明では、各風味成分について、β−イオノンを基準とする相対濃度を調べることにより、茶抽出液の濃縮液の風味を検証した。
また、茶抽出液の濃縮液の濃度(濃縮の程度)としては、市販の糖度濃度計(Brix計)によるBrix値を適用して調べた。
本発明の茶抽出液の濃縮液は、
テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分を含む茶抽出液の濃縮液であって、
テルペン化合物が、β−イオノンを含み、
茶抽出液の濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計をAterとしたとき、比Ater/Aioが0.6以上4.0以下であり、かつ、
濃縮液についてBrix計で測定したBrix値が7.5以上である。
トータルイオンクロマトグラムにおける上記のピーク面積比Ater/Aioが0.6以上であることが、茶抽出液の風味を維持する点で好ましい。ピーク面積比Ater/Aioの値は、より好ましくは1.0以上であり、さらに好ましくは1.0を超えることである。一方で、ピーク面積比Ater/Aioの値が4.0を超えると、テルペン特有の匂いが強くなり過ぎ、茶抽出液本来の風味が損なわれるので、好ましくない。ピーク面積比Ater/Aioの値は、より好ましくは1.1〜2.0であり、さらに好ましくは1.2〜1.8である。
なお、従来技術では、ピーク面積比Ater/Aioが0.6以上4.0以下であり、Brix値が5.0以上である、茶抽出液の濃縮液は知られていない。しかしながら本発明の溶媒含有物品の濃縮システムを用いると、従来技術の水準を大きく超えて、ピーク面積比Ater/Aioが0.6以上4.0以下であり、かつ、Brix値が7.5以上である、茶抽出液の濃縮液を効率的に得ることができる。
(緑茶抽出液の濃縮液)
茶抽出液が緑茶抽出液であるとき、その濃縮液は、テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分の他に、
脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、をさらに含み、
濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドのピーク面積の合計をAaliとし、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をAaroとしたとき、比Aali/Aioが0.03以上0.1以下であり、比Aaro/Aioが0.2以上1.0以下であってよい。
緑茶抽出液の濃縮液では、トータルイオンクロマトグラムにおけるピーク面積比Ater/Aioが0.6以上4.0以下であることに加えて、
脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、β−イオノンとのピーク面積比Aali/Aioが0.03以上0.1以下であることが好ましい。このピーク面積比Aali/Aioが0.03以上であれば、濃縮液においても緑茶の風味が有効に維持されている。一方、ピーク面積比Aali/Aioが0.1を超えると、青臭く不快なにおいが強くなるため、好ましくない。ピーク面積比Aali/Aioは、より好ましくは0.04以上0.08以下である。
緑茶抽出液の濃縮液では、上記に加えてさらに、
芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、β−イオノンとのピーク面積比Aaro/Aioが0.2以上1.0以下であることが好ましい。このピーク面積比Aaro/Aioが0.2以上であることが、濃縮液における緑茶の風味が確保されており、好ましい。一方、このピーク面積比Aaro/Aioが2.0を超えると、芳香族アルコールまたはアルデヒド特有の匂いが強くなり過ぎて、緑茶本来の風味が損なわれるので好ましくない。ピーク面積比Aaro/Aioは、より好ましくは0.3以上1.0以下であり、さらに好ましくは0.4以上0.7以下である。
緑茶抽出液の濃縮液の風味成分分析では、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体から選択される成分としてリナロールおよびその誘導体に注目し、脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも1種としてヘキサノールに注目し、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種としてフェニルアセトアルデヒドに注目し、β−イオノンに対するこれらの相対濃度(ピーク面積比)によって風味成分の分析を行ってよい。この場合、リナロール誘導体としては、リナロール酸化物を選択してよい。
(ほうじ茶抽出液の濃縮液)
茶抽出液がほうじ茶抽出液であるとき、その濃縮液は、テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分の他に、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種をさらに含み、
濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をAaroとしたとき、比Aaro/Aioが0.05以上0.2以下であってよい。
ほうじ茶抽出液の濃縮液では、トータルイオンクロマトグラムにおけるピーク面積比Ater/Aioが0.6以上4.0以下であることに加えて、
芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、β−イオノンとのピーク面積比Aaro/Aioが0.05以上0.2以下であることが好ましい。このピーク面積比Aaro/Aioが0.05以上であることが、濃縮液においてもほうじ茶としての風味が維持される点で好ましい。一方、ピーク面積比Aaro/Aioが0.2を超えると、芳香族アルコールまたはアルデヒド特有の匂いが強くなり過ぎ、ほうじ茶本来の風味が損なわれるので、好ましくない。ピーク面積比Aaro/Aioは、より好ましくは0.07以上0.15以下であり、さらに好ましくは0.08以上0.12以下である。
ほうじ茶抽出液の濃縮液の風味成分分析では、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体として、リナロールおよびその誘導体、ならびにゲラニオールに注目し、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種としてフェニルアセトアルデヒドに注目し、β−イオノンに対するその相対濃度(ピーク面積比)によって風味成分の分析を行ってよい。この場合、リナロール誘導体としては、リナロール酸化物を選択してよい。
<風味成分の検出>
風味成分の濃度は、茶抽出液の濃縮液をガスクロマトグラフィー質量分析(GC/MS分析)に供し、得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートから算出される。本明細書では、トータルイオンクロマトグラムのチャートにおいて、β−イオノンのピーク面積を基準として、各風味成分のピーク面積をβ−イオノンのピーク面積に対する相対値として求め、この値を各風味成分の濃度の指標とした。
具体的には以下の操作によった。
茶抽出液の濃縮液1mgをヘッドスペース用の20mLスクリューバイヤルにとり、セプタム付きスクリューキャップにより密閉して、80℃において15分間加熱する。次いで、固相マイクロ抽出ファイバー(例えば、SIGMA−ALDRIC製のSPME Fiberなど)を、キャップのセプタムを介してバイヤル中に差し込み、80℃において15分間揮発成分を捕集する。捕集した揮発成分を、固相マイクロ抽出ファイバーからGC/MSに導入し、GC/MS分析を行い、トータルイオンクロマトグラムのチャートを得る。チャートに現れる風味成分のピークの同定は、公知の質量スペクトルデータベースによってよい。このデータベースとしては、例えば、NIST(National Institute of Standards and Technology、アメリカ国立標準技術研究所)が2017年に発行した「NIST17」などを用いてよい。
トータルイオンクロマトグラムのチャートにおけるβ−イオノンおよびその他の風味成分のピーク面積の決定手順について、図6を参照しつつ説明する。図6は、GC/MS分析で得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートの一例であり、横軸は保持時間RT、縦軸は相対強度である。
このチャートに現れるピークのうち、保持時間の短い方からn番目に現れる「ピーク(n)」のピーク面積Aは、当該「ピーク(n)」、n−1番目の「ピーク(n−1)」およびn+1番目の「ピーク(n+1)」を考慮して、以下のようにして決定される。
ピーク(n−1)とピーク(n)との間で、縦軸の値が最も小さい点「B1」を決定する。同様に、ピーク(n)とピーク(n+1)との間で、縦軸の値が最も小さい点「B2」を決定する。そして、ピーク(n)を規定する曲線と、点B1および点B2を結んだ直線とに囲まれた領域の面積を、ピーク(n)のピーク面積A(図6のチャートにおけるグレーの領域)とする。
本明細書では、トータルイオンクロマトグラムのチャートから上記のようにして決定された、β−イオノンのピーク面積Aio、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計Ater、脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドのピーク面積の合計Aali、ならびに芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をAaroを用いて、茶抽出液の濃縮液中の風味成分の濃度を評価した。
<茶抽出液の濃縮液の濃度>
上記に説明した茶抽出液の濃縮液の風味成分の濃度比は、基本的には濃縮前の茶抽出液中の風味成分の濃度比が維持されたものである。濃縮前の風味成分の濃度比が維持された茶抽出液の濃縮液は、従来知られていない。
本発明の茶抽出液の濃縮液は、Brix計で測定したBrix値が7.5以上である。濃縮前の茶抽出液のBrix値は概ね1から5程度である。したがって、Brix値7.5の茶濃縮液の濃縮率は、約1.5倍から約7.5倍濃縮に相当する。
本発明では、Brix計で測定したBrix値が7.5以上の高い濃縮率であっても、濃縮前の茶抽出液中の風味成分の濃度比が実質的に維持されている。本発明の茶抽出液の濃縮液は、Brix値が10.0以上、12.5以上、または15.0以上の高濃度まで濃縮した場合でも、濃縮前の茶抽出液中の風味成分の濃度比が実質的に維持される。本発明の茶抽出液の濃縮液では、Brix値の上限は特に限定されないが、例えば、200以下、150以下、100以下、または75以下の数値を例示することができる。
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。しかし、本発明は実施例によって限定されるものではない。
(正浸透膜oを有する正浸透ユニットAの作製)
ポリエーテルスルホン(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0.023m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およ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3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、シェル側およびコア側の双方を純水により洗浄することにより、中空糸支持層の内面にポリアミドから成る分離活性層を有する中空糸状正浸透膜oのモジュールである正浸透ユニットAを作製した。
処理液として純水を用い、誘導溶液として3.5質量%食塩水を用いて測定したこのユニットAの水についての透過流束は、10.12kg/(m×hr)であった。
(多孔質膜pを有する膜蒸留ユニットBの作製)
平均一次粒径0.016μm、比表面積110m/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、およ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。
得られたペレットを、2軸混練押出機により240℃にて溶融混練し、中空糸状に押出して中空繊維を得た。このとき、押出機先端のヘッド内の押出口に、中空糸成形用紡口を装着し、溶融物押出用円環穴から混錬溶融物を押し出し、同時に、溶融物押出用円環穴の内側にある中空部形成流体吐出用の円形穴から窒素ガスを吐出させることにより、中空糸状に押出しを行った。
中空糸状物は、空走距離20cmにて水浴(40℃)中に導入し、20m/分の速度で巻き取った。
得られた中空糸状物を、連続的に一対の第一の無限軌道式ベルト引取機で20m/分の速度で引き取り、空間温度40℃に制御した第一の加熱槽(0.8m長)を経由させた後に、第二の無限軌道式ベルト引き取り機で40m/分の速度で引き取り、長さ方向に2.0倍に延伸した。次いで、空間温度80℃に制御した第二の加熱槽(0.8m長)を経由させた後に、20℃の冷却水槽の水面にて周期的に折り曲げつつ冷却し、その後、第三の無限軌道式ベルト引取機で30m/分の速度で引き取り、延伸糸を長さ方向に1.5倍まで収縮(緩和)させた後、周長約3mの綛(カセ)で巻き取った。冷却水槽の水面における周期的な折り曲げは、一対の周長が約0.20mであり、かつ4山の凹凸ロールを用い、170rpmの回転速度で中空糸状物を連続的に挟むことにより行った。
上記処理後の中空糸状物を塩化メチレン中に浸漬して、DOPおよびDBPを抽出除去した後、乾燥させた。次いで、中空糸状物を、50質量%エチルアルコール水溶液中に浸漬した後、5質量%水酸化ナトリウム水溶液中に40℃にて1時間浸漬して、シリカを抽出除去した。その後、水洗し、乾燥して中空糸膜を得た。得られた中空糸の外径は1.25mm、内径は0.68mm、内表面の微細孔の径は0.1μm、であった。この中空糸を多孔質膜として用いた。
上記中空糸から成る多孔質膜70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0.012mの中空糸状多孔質膜pのモジュールである膜蒸留ユニットBを作製した。
処理液として純水を用い、誘導溶液として3.5質量%食塩水を用いて測定したこのユニットBの水についての透過流束(透水量)は、20.02kg/(m×hr)であった。
<実施例1>
実施例1は、図2に示したシステムを使用して実施した。
溶媒bとしては水を、浸透物質として塩化マグネシウム(II)を使用した。浸透物質流d中の塩化マグネシウム濃度は20質量%とした。
第一の工程におけるユニットAとしては、上記で作製した正浸透ユニットAを、第二の工程におけるユニットBとしては上記で作製した膜蒸留ユニットBを、それぞれ使用した。
供給流aを構成する溶媒含有物品としてはコーヒー抽出液を用い、供給速度を10ml/分として、中空糸状多孔質膜pの中空部分に流通させた。ユニットAにおける浸透物質流dの流速は24ml/分として、中空糸状多孔質膜pの外側に流通させた。ユニットBにおける浸透物質流dの流速は600ml/分とし、ユニットBの気相部Gの圧力が10kPaになるよう真空ポンプで調整した。
第一の工程におけるユニットA内の浸透物質流dの温度は25℃、第二の工程におけるユニットB内の浸透物質流dの温度は60℃として、1,000時間の長期運転を行った。この長期運転は、濃縮運転22.5時間と、これに引き続いて行われるユニットAの正浸透膜oの洗浄1.5時間とを1サイクル(24時間)として41サイクル行った後、さらに16時間の濃縮運転を行って、運転を終了した。
ユニットAの正浸透膜oの洗浄は、以下の2段階で行った。
この洗浄工程の概念図を、図3に示した。
(洗浄の第1段階)
濃縮運転を22.5時間行った後、ユニットAへの供給流aの流れは維持したまま、ユニットAへ供給される浸透物質流dの流れを溶媒b(水)に切り替えて30分間運転した。
(洗浄の第2段階)
第1段階の終了後、ユニットAへの溶媒bの流れは維持したまま、ユニットAへ供給される供給流aの流れを溶媒b(水)に切り替えて、さらに60分間運転し、洗浄を終了した。
(濃縮運転の再開)
洗浄終了後、ユニットAへ供給される流れを洗浄前の条件に戻して、濃縮運転を再開した。
[評価]
各種の評価は以下のように行った。評価結果は表1に示した。
(浸透物質の阻止性能)
i)ユニットA
運転が定常状態に達した後、溶媒含有物品の濃縮物中のカチオン(浸透物質である塩化マグネシウムに由来するMg2+イオン)の量を、Thermo Fishier Scientific社製のICP−MS、形式「iCAP Q」を用いて連続的に測定した。
そして、ユニットAにおける浸透物質の透過流束(浸透物質流dから正浸透膜oを介して溶媒含有物品の濃縮物流cに移動した、単位時間当たりのカチオンの量)を、以下の数式(2)により算出した。
F’=L’/(M×H) (2)
ここで、F’は浸透物質についての透過流束[g/(m×hr)]、L’は透過したカチオンの量(g)、Mは正浸透膜の表面積(m)、Hは時間(hr)である。
得られた浸透物質の透過流束Fの値から、以下の基準で評価した浸透物質の阻止性能を表1に示した。
A:透過したカチオンの量が検出限界以下であり、浸透物質の透過流束が0であった場合。
B:浸透物質の透過流束が、0を超え0.5g/(m×hr)以下であった場合。
C:浸透物質の透過流束が0.5g/(m×hr)を超えた場合。
ii)ユニットB
運転終了後、分離回収した溶媒bの全量中に含まれるカチオン(浸透物質である塩化マグネシウムに由来するMg2+イオン)の量を、Thermo Fishier Scientific社製のICP−MS、形式「iCAP Q」を用いて測定した。
測定された溶媒b中のカチオンの量から、以下の基準で評価した浸透物質の阻止性能を表1に示した。
A:透過したカチオンの量が1ppm未満であった場合。
B:透過したカチオンの量が1ppm以上100ppm以下であった場合。
C:透過したカチオンの量が100ppmを超えた場合。
(ユニットBにおける溶媒bの回収性)
以下の基準により評価したユニットBにおける溶媒bの回収性を、表1に示した。
A:溶媒bが得られた。
C:溶媒bが得られなかった。
(長期運転性)
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。
<実施例2〜20および比較例1〜5>
溶媒含有物品の種類、浸透物質の種類および浸透物質流d中の濃度、ユニットA内の浸透物質流dの温度、ユニットB内の浸透物質流dの温度、ならびにユニットBにおける分離プロセスを変更した他は、実施例1と同じ手順に従って溶媒含有物品の濃縮を行い、各種評価を実施した。
なお、実施例11では、ユニットBとして、多孔質膜pのモジュールの代わりに蒸留塔を使用した。
結果を表1に示した。
Figure 2021175403
Figure 2021175403
Figure 2021175403
<実施例21>
実施例21は、図4に示したシステムを使用して実施した。図4のシステムは、ユニットAから排出された供給流aを再度ユニットAに供給する循環供給ラインが設けられている他は、図2に示したシステムと同様である。
溶媒bとしては水を、浸透物質として塩化マグネシウム(II)を使用した。浸透物質流d中の塩化マグネシウム濃度は20質量%とした。
第一の工程におけるユニットAとしては、上記で作製した正浸透ユニットAに、循環供給ラインを付加したうえで使用した。第二の工程におけるユニットBとしては上記で作製した膜蒸留ユニットBを使用した。
供給流aを構成する溶媒含有物品として、ほうじ茶抽出液を用い、供給速度を117ml/分として、中空糸状多孔質膜pの中空部分に循環流通させた。ユニットAにおける浸透物質流dの流速は472ml/分として、中空糸状多孔質膜pの外側に流通させた。ユニットBにおける浸透物質流dの流速は600ml/分とし、ユニットBの気相部Gの圧力が10kPaになるよう真空ポンプで調整した。
第一の工程におけるユニットA内の浸透物質流dの温度は25℃、第二の工程におけるユニットB内の浸透物質流dの温度は60℃として、ほうじ茶抽出液が供給時の10倍の濃度に濃縮されるまで運転を行い、濃縮液を得た。
[評価]
(濃度の分析)
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。
(風味成分の分析)
得られた濃縮液をガスクロマトグラフィー質量分析(GC/MS分析)に供し、トータルイオンクロマトグラムのピーク面積から、各風味成分の濃度をβ−イオノン濃度に対する相対値として求めた。具体的には、以下の操作によった。
得られた濃縮液1mgをヘッドスペース用の20mLスクリューバイヤルにとり、セプタム付きスクリューキャップにより密閉して、80℃において15分間加熱した。次いで、SIGMA−ALDRIC製のSPME Fiber(膜厚65μm、コーティング層:ポリジメチルシロキサン−ジビニルベンゼン)を、キャップのセプタムを介してバイヤル中に差し込み、80℃において15分間揮発成分を捕集した。捕集した揮発成分を、SPME FiberからGC/MSに導入し、GC/MS分析を行った。GC/MSの分析条件は、下記のとおりである。
−GC/MS条件−
GC装置:Agilent社製、型番「7890A」
MS装置:日本電子(株)製、型番「JMS Q−1000」
カラム:Agilent社製、品名「J&W DB−5」、30m×0.25mmI.D.×液相厚0.25μm)
カラム昇温条件 :40℃にて2分保持した後、10℃/分で190℃まで昇温、その後30℃/分で250℃まで昇温し、250℃にて6分保持して終了
キャリアガス:ヘリウム
キャリアガス流量:1mL/min
注入口温度:250℃
インターフェース温度:280℃
スプリット比:スプリットレス
イオン源温度:230℃
イオン化法:電子イオン化法
イオン化電圧:70eV
測定質量範囲:10〜500
GC/MSにて検出された成分をNIST17ライブラリーにより同定した結果、テルペン化合物およびその誘導体として、β−イオノン、リナノール、リナノール酸化物、およびゲラニオールの存在が確認され、芳香族アルデヒドとして、フェニルアセトアルデヒドの存在が確認された。
得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートを図5に示した。このトータルイオンクロマトグラムにおける各成分のピーク面積を、図6に示した手法により算出した。そして、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計Ater、ならびに芳香族アルデヒドのピーク面積Aaroのそれぞれと、β−イオノンのピーク面積Aioとの比を求めて、表2に示した。
(風味の官能評価)
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茶をパネラー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人全員が風味が強いと判断した。
B:風味が強いと判断したパネラーが1人以上4人以下だった。
C:風味が強いと判断したパネラーが1人もいなかった。
<実施例22および23>
濃縮倍率をそれぞれ表2に記載のとおりに変更した他は、実施例21と同様にして濃縮液を得て、各種分析を行った。
<比較例6〜9>
ユニットAの分離プロセスを正浸透から蒸留に変更し、濃縮倍率をそれぞれ表2に記載のとおりに変更した他は、実施例21と同様にして濃縮液を得て、各種分析を行った。
以上の評価結果を表2にまとめて示す。
表2には、濃縮前のほうじ茶抽出液についての風味成分の分析結果を合わせて示した。
Figure 2021175403
<実施例24〜26>
溶媒含有物品として、ほうじ茶抽出液の代わりに緑茶集出液を用い、濃縮倍率をそれぞれ表2に記載のとおりに変更した他は、実施例21と同様にして濃縮液を得て、各種分析を行った。
これらの実施例において、GC/MSにて検出された成分をNIST17ライブラリーにより同定した結果、テルペン化合物およびその誘導体として、β−イオノン、リナノール、およびリナノール酸化物の存在が確認され、脂肪族アルコールとして、ヘキサノールの存在が確認され、そして芳香族アルデヒドとして、フェニルアセトアルデヒドの存在が確認された。
得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートから、各成分のピーク面積を算出し、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計Ater、脂肪族アルコールのピーク面積Aali、ならびに芳香族アルデヒドのピーク面積Aaroのそれぞれと、β−イオノンのピーク面積Aioとの比を求めて、表3に示した。
<比較例10〜14>
ユニットAの分離プロセスを正浸透から蒸留に変更し、濃縮倍率をそれぞれ表3に記載のとおりに変更した他は、実施例24〜26と同様にして濃縮液を得て、各種分析を行った。
以上の評価結果を表3にまとめて示す。
表3には、濃縮前の緑茶抽出液についての風味成分の分析結果を合わせて示した。
Figure 2021175403
a 供給流
b 溶媒
c 濃縮物流
d 浸透物質流
e 流れe
f 流れf
o 正浸透膜
p 多孔質膜
q1 熱交換器
q2 冷却装置
r1、r2 ポンプ
G 気相部
L 液相部

Claims (25)

  1. 溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aを、浸透物質流dと正浸透膜oを介して向流または並流させ、前記供給流aに含有される溶媒bを前記正浸透膜oを通過させて浸透物質流dに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流cと、希釈された浸透物質流dから成る流れeとを得る第一の工程を有する溶媒含有物品の濃縮システムであって、
    前記浸透物質流dが、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして
    前記第一の工程における浸透物質流dの温度が5〜60℃である、溶媒含有物品の濃縮システム。
  2. 前記溶媒bが水である、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記浸透物質流dの温度が15〜40℃である、請求項1または2に記載のシステム。
  4. 前記正浸透膜oが中空糸状である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
  5. 前記供給流aを前記中空糸状の正浸透膜oの中空部分に流通させ、
    前記浸透物質流dを前記中空糸状の正浸透膜oの外側に流通させる、
    請求項4に記載のシステム。
  6. 前記浸透物質流dが2価のカチオンを含む無機塩溶液である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
  7. 前記浸透物質流dが塩化マグネシウム溶液である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステム。
  8. 前記正浸透膜oが、支持層と、前記支持層上の分離活性層とを有する膜であり、
    前記分離活性層が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、およびポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする層であり、
    そして前記正浸透膜oの、前記溶媒bについての透過流束が1〜100kg/(m×hr)である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のシステム。
  9. 溶質および溶媒bを含有する溶媒含有物品から成る供給流aを、浸透物質流dと正浸透膜oを介して向流または並流させ、前記供給流aに含有される溶媒bを前記正浸透膜oを通過させて浸透物質流dに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流cと、希釈された浸透物質流dから成る流れeとを得る第一の工程と、
    前記浸透物質流dを、溶媒bと、濃縮された浸透物質流dから成る流れfとに分離する第二の工程と
    を有し、
    前記浸透物質流dが、多価のカチオンを含む無機塩溶液である、溶媒含有物品の濃縮システム。
  10. 前記第一の工程における前記正浸透膜oが中空糸状である、請求項9に記載のシステム。
  11. 前記第一の工程において、前記供給流aを前記中空糸状の正浸透膜oの中空部分に流通させ、
    前記浸透物質流dを前記中空糸状の正浸透膜oの外側に流通させる、
    請求項10に記載のシステム。
  12. 前記第二の工程が蒸発手段によって行われる、請求項9〜11のいずれか一項に記載のシステム。
  13. 前記第二の工程における前記浸透物質流dの温度が50〜90℃である、請求項9〜12のいずれか一項に記載のシステム。
  14. 前記第一の工程における前記浸透物質流dが、2価のカチオンを含む無機塩溶液である、請求項9〜13のいずれか一項に記載のシステム。
  15. 前記第一の工程における前記浸透物質流dが、塩化マグネシウム溶液である、請求項9〜14のいずれか一項に記載のシステム。
  16. 前記第二の工程が、多孔質膜pを用いる膜蒸留プロセスによるものであり、
    前記多孔質膜pが、フッ素系高分子を含む材料により構成されている、
    請求項9〜15のいずれか一項に記載のシステム。
  17. 前記膜蒸留プロセスにおける分離膜が、溶媒bについての透過流束が1〜200kg/(m×hr)である多孔質膜である、請求項16に記載のシステム。
  18. 前記溶媒含有物品が食品である、請求項1〜17のいずれか一項に記載のシステム。
  19. 前記溶媒含有物品が、コーヒー抽出液、ジュース、果汁、乳製品、出汁、茶抽出液、香料乳化物、食品油乳化物、または甘味料である、請求項18に記載のシステム。
  20. テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分を含む茶抽出液の濃縮液であって、
    前記テルペン化合物がβ−イオノンを含み、
    前記茶抽出液の濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計をAterとしたとき、比Ater/Aioが0.6以上4.0以下であり、かつ、
    前記濃縮液についてBrix計で測定したBrix値が7.5以上である、
    濃縮液。
  21. 前記比Ater/Aioが1.0以上4.0以下である、請求項20に記載の茶抽出液の濃縮液。
  22. 前記茶抽出液が緑茶抽出液であり、
    脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種と、をさらに含み、
    前記濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、前記脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドのピーク面積の合計をAaliとし、前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をAaroとしたとき、比Aali/Aioが0.03以上0.1以下であり、比Aaro/Aioが0.2以上1.0以下である、請求項20または21に記載の濃縮液。
  23. 前記β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体が、リナロールおよびその誘導体から選択され、
    前記脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも1種が、ヘキサノールであり、
    前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種が、フェニルアセトアルデヒドである、
    請求項22に記載の濃縮液。
  24. 前記茶抽出液がほうじ茶抽出液であり、
    芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種をさらに含み、
    前記濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をAioとし、前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をAaroとしたとき、比Aaro/Aioが0.05以上0.2以下である、請求項20または21に記載の濃縮液。
  25. 前記β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体が、リナロールおよびその誘導体、ならびにゲラニオールから選択され、
    前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも1種が、フェニルアセトアルデヒドである、
    請求項24に記載の濃縮液。
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