JP6858516B2 - Liquid food concentration method - Google Patents

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本発明は、液状食品、特にコーヒー液の濃縮方法に関する。詳しくは、例えばコーヒー抽出液から濃縮コーヒーを製造する過程において、香気成分の損失を最小限にし、香気量の多い濃縮コーヒーを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for concentrating a liquid food, particularly a coffee liquor. More specifically, the present invention relates to a method for producing concentrated coffee having a large amount of aroma by minimizing the loss of aroma components in the process of producing concentrated coffee from, for example, a coffee extract.

一般に、香味(香気および/または味)成分を有する食品は、その成分を適度に含有することが重要である。消費者は、製品の味とともに、香気にも敏感であり、これを欠くと製品に対する感覚に悪影響を及ぼす。
香気成分の含有量は、特に液状食品の濃縮加工時に減少する可能性が大きい。各種ジュース、乳酸菌飲料などの乳製品、だし汁、コーヒーなどの分野において、濃縮加工時に香気成分を維持することは、重要な問題である。特にコーヒーの分野では、可溶性粉末コーヒーを調製する際に淹れたての香りを保つことは、最大の課題とされている。
In general, it is important that foods having a flavor (aroma and / or taste) component contain the component appropriately. Consumers are sensitive to aroma as well as taste of the product, and lack of this adversely affects the sense of the product.
The content of aroma components is likely to decrease, especially during concentrated processing of liquid foods. In the fields of various juices, dairy products such as lactic acid bacteria beverages, soup stock, coffee, etc., maintaining the aroma component during concentration processing is an important problem. Especially in the field of coffee, maintaining the freshly brewed aroma when preparing soluble powdered coffee is the biggest challenge.

コーヒー抽出液の水分を単純に加熱蒸発させて濃縮すると、コーヒーの香気成分が蒸発して失われ、風味の低下した濃縮コーヒーしか得られない。
香気に優れる濃縮コーヒーを製造するために、散逸したコーヒーの香気成分を回収して濃縮したコーヒーと混合する方法、コーヒー豆粉砕物から直にコーヒー香気成分を取り出して濃縮したコーヒー抽出液と混合する方法などが検討されている。
When the water content of the coffee extract is simply heated and evaporated to concentrate, the aroma component of the coffee evaporates and is lost, and only concentrated coffee with a reduced flavor can be obtained.
In order to produce concentrated coffee with excellent aroma, a method of collecting the aroma component of the dissipated coffee and mixing it with the concentrated coffee, or taking out the coffee aroma component directly from the crushed coffee beans and mixing it with the concentrated coffee extract. Methods are being considered.

例えば、コーヒー豆粉砕物の水性スラリーをガスでストリッピングして香気成分を回収する方法が開示されている(特許文献1)。この方法では、ストリッピングされた香気成分を低温で凝縮し回収する。しかし、ストリッピング操作で香気成分を完全に取り出すことは難しく、凝縮工程でも完全回収は難しい。その結果、香気成分の回収率は不十分になる。それに加えて、ストリッピングガスの熱履歴で、香気成分が劣化するおそれがある。
また、コーヒー豆粉砕物を、加湿、加熱、および減圧して香気成分を取り出し、低温凝縮で回収する方法も開示されている(特許文献2)。この方法によっても、香気成分の取り出し、および凝縮による完全回収は難しい。熱による香気成分の劣化の懸念があることも、特許文献1と同様である。
For example, a method of recovering an aroma component by stripping an aqueous slurry of crushed coffee beans with gas is disclosed (Patent Document 1). In this method, the stripped aroma components are condensed and recovered at a low temperature. However, it is difficult to completely remove the aroma component by the stripping operation, and it is difficult to completely recover the aroma component even in the condensation process. As a result, the recovery rate of the aroma component becomes insufficient. In addition, the thermal history of the stripping gas may degrade the aroma components.
Further, a method of humidifying, heating, and depressurizing a crushed coffee bean product to take out an aroma component and recovering it by low-temperature condensation is also disclosed (Patent Document 2). Even with this method, it is difficult to take out the aroma component and completely recover it by condensing. Similar to Patent Document 1, there is a concern that the aroma component may be deteriorated by heat.

さらに、ろ過膜を使って香気成分を分離回収する方法も提案されている。特許文献3では、コーヒー抽出液を逆浸透膜によって濃縮する。しかしこの方法によると、除去した水分中に香気成分が含まれるため、濃縮除去液を減圧下で蒸発させて蒸散した香気成分を低温凝縮させて回収する工程を要する。この方法でも、蒸散した香気成分の凝縮による完全回収は難しい。コーヒー抽出液の逆浸透膜による濃縮では、コーヒーの固形成分が膜の目詰まりを起こし、十分な濃縮倍率が得られないという問題もある。
特許文献4には、逆浸透膜により得た濃縮除去液に、低圧の操作圧力の逆浸透膜処理を施すことにより、香気成分を逃さずに濃縮する方法が開示されている。しかしこの場合でも、最初の逆浸透膜による濃縮でコーヒーの固形成分が膜の目詰まりを起こし、十分な濃縮倍率が得られないという問題を有している。
Furthermore, a method of separating and recovering aroma components using a filtration membrane has also been proposed. In Patent Document 3, the coffee extract is concentrated by a reverse osmosis membrane. However, according to this method, since the removed water contains an aroma component, a step of evaporating the concentrated removal liquid under reduced pressure to condense the evaporated aroma component at a low temperature and recover it is required. Even with this method, it is difficult to completely recover the evaporated aroma components by condensing them. Concentration of coffee extract with a reverse osmosis membrane also has a problem that the solid component of coffee causes clogging of the membrane and a sufficient concentration ratio cannot be obtained.
Patent Document 4 discloses a method of concentrating an aroma component without missing it by subjecting a concentrated removal liquid obtained by a reverse osmosis membrane to a reverse osmosis membrane treatment with a low operating pressure. However, even in this case, there is a problem that the solid component of coffee causes clogging of the membrane by the first concentration by the reverse osmosis membrane, and a sufficient concentration ratio cannot be obtained.

国際公開第99/52378号International Publication No. 99/5237 特開2011−217756号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-217756 特開2003−319749号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-319794 特開2003−204757号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-204757

本発明の課題は、香気成分を有する液状食品、特にコーヒー抽出液から濃縮コーヒーを製造する過程において、香気成分の損失を最小限にし、香気量の多い濃縮コーヒーを製造する方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing concentrated coffee having a large amount of aroma by minimizing the loss of the aroma component in the process of producing concentrated coffee from a liquid food having an aroma component, particularly a coffee extract. is there.

本発明者らは、上記の問題点を解消するために鋭意検討を進め、本発明を完成させた。
本発明は以下のとおりである。
[1] 正浸透プロセスによって濃縮を行うことを特徴とする、液状食品の濃縮方法。
[2] 前記液状食品がコーヒー抽出液である、[1]に記載の濃縮方法。
[3] 前記正浸透プロセスにおける透水量を、0.1kg/(m×hr)以上20kg/(m×hr)以下の範囲に制御する、[1]または[2]に記載の濃縮方法。
[4] 前記透水量を、0.5kg/(m×hr)以上10kg/(m×hr)以下の範囲に制御する、[3]に記載の濃縮方法。
The present inventors have completed the present invention by proceeding with diligent studies in order to solve the above-mentioned problems.
The present invention is as follows.
[1] A method for concentrating liquid foods, which comprises concentrating by a forward osmosis process.
[2] The concentration method according to [1], wherein the liquid food is a coffee extract.
[3] The concentration method according to [1] or [2], wherein the amount of water permeation in the forward osmosis process is controlled in the range of 0.1 kg / (m 2 × hr) or more and 20 kg / (m 2 × hr) or less. ..
[4] The concentration method according to [3], wherein the water permeation amount is controlled in the range of 0.5 kg / (m 2 x hr) or more and 10 kg / (m 2 x hr) or less.

本発明の方法によると、液状食品を濃縮する際の香気成分の損失を最小限にし、香気量に優れる液状食品濃縮物を製造することができる。
本発明の方法は、特にコーヒー抽出液の濃縮に適する。本発明の方法によってコーヒー抽出液の濃縮を行うと、淹れたてと変わらない香気量を有する濃縮コーヒーを製造することができる。
According to the method of the present invention, it is possible to minimize the loss of aroma components when concentrating a liquid food and to produce a liquid food concentrate having an excellent aroma amount.
The method of the present invention is particularly suitable for concentrating coffee extracts. By concentrating the coffee extract by the method of the present invention, it is possible to produce concentrated coffee having the same aroma as freshly brewed.

本発明の濃縮方法に用いる中空糸膜モジュールの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the hollow fiber membrane module used for the concentration method of this invention. 本発明の濃縮方法に用いられる濃縮装置の一例の概念図である。It is a conceptual diagram of an example of the concentrator used in the concentrating method of this invention.

以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
本明細書における香味成分とは、消費者が味覚として感じる食品の味および香りを発現する成分のことをいい、特に香りを発現する成分を香気成分という。
本発明は、正浸透プロセスにより、液状食品、特にコーヒー抽出液を、香気成分の劣化、飛散などによる損失を最小限に抑えながら、効率よく高倍率に濃縮することを可能にするものである。
Hereinafter, an example of the embodiment of the present invention will be described in detail.
The flavor component in the present specification refers to a component that expresses the taste and aroma of food that consumers perceive as a taste, and in particular, a component that expresses aroma is referred to as an aroma component.
The present invention makes it possible to efficiently concentrate a liquid food, particularly a coffee extract, at a high magnification by a forward osmosis process while minimizing the loss due to deterioration and scattering of aroma components.

正浸透プロセスにおいては、処理液と誘導溶液とを、正浸透膜を介して接触させ、濃度が相対的に低い処理水から、濃度が相対的に高い誘導溶液に、両液の浸透圧差を駆動源として水が移動する。
従って、正浸透膜に印加される圧力は、送液のために必要な圧力のみでよい。そのため、処理水に浸透圧差以上の圧力を加える逆浸透による濃縮と比べて、濃縮に要するエネルギー(電力)を低減できることの他、高い圧力の印加に起因する膜の目詰まり(ファウリング)がほとんどなく、安定した透水量で長時間運転することが可能となる。
また、処理水を濃縮するために用いられる誘導溶液としては、海水など、自然界に存在する水も使用可能である。そのため、誘導溶液を準備するために要するエネルギーを低減できる。
さらに、正浸透プロセスを濃縮に用いることにより、濃縮工程における加熱が不要となるので、食品を加熱することによる香味成分の劣化がなく、香気成分の損失が少ない濃縮が可能になる。
In the forward osmosis process, the treatment solution and the induction solution are brought into contact with each other via a forward osmosis membrane, and the osmotic pressure difference between the two solutions is driven from the treated water having a relatively low concentration to the induction solution having a relatively high concentration. Water moves as a source.
Therefore, the pressure applied to the forward osmosis membrane need only be the pressure required for liquid feeding. Therefore, compared to concentration by reverse osmosis in which a pressure equal to or greater than the osmotic pressure difference is applied to the treated water, the energy (power) required for concentration can be reduced, and the membrane is almost clogged (fouling) due to the application of high pressure. It is possible to operate for a long time with a stable amount of water permeation.
Further, as the induction solution used for concentrating the treated water, water existing in the natural world such as seawater can also be used. Therefore, the energy required to prepare the induction solution can be reduced.
Further, by using the forward osmosis process for concentration, heating in the concentration step becomes unnecessary, so that the flavor component is not deteriorated by heating the food, and the concentration with less loss of the aroma component becomes possible.

本発明の、正浸透プロセスを用いる濃縮方法は、例えばコーヒー抽出液、ジュース類(例えば、オレンジジュース、トマトジュースなど)、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)などの濃縮に好適に用いられる。特に、コーヒー抽出液の濃縮に好適である。 The concentration method using the normal permeation process of the present invention includes, for example, coffee extract, juices (eg, orange juice, tomato juice, etc.), dairy products (eg, lactic acid bacteria beverage, raw milk, etc.), soup stock (eg, kelp stock, etc. It is suitably used for concentrating dairy juice, etc.). In particular, it is suitable for concentrating coffee extract.

本発明における正浸透プロセスに使用される正浸透膜の形状としては、例えば、平膜、中空糸膜などが可能である。 As the shape of the forward osmosis membrane used in the forward osmosis process in the present invention, for example, a flat membrane, a hollow fiber membrane, or the like can be used.

平膜状の正浸透膜は、例えば、支持層と、該支持層上の分離活性層とを有することができる。
平膜状の正浸透膜における支持層としては、不織布からな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。
The flat membrane-like forward osmosis membrane can have, for example, a support layer and a separation active layer on the support layer.
The support layer in the flat membrane-like forward osmosis membrane is generally made of a non-woven fabric.
Examples of the material of the non-woven fabric include polyester, polyethylene, polypropylene, polyamide and the like.

平膜状の正浸透膜における分離活性層としては、支持膜とポリアミドとからなる分離活性層が好適である。
分離活性層における支持膜の素材としては、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、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、ポリフッ化ビニリデン、および酢酸セルロースから選ばれる少なくとも1種を主成分とすることが好ましく、より好ましくはポリスルホンおよびポリエーテルスルホンから選ばれる少なくとも1種を主成分とすることであり、さらに好ましくはポリエーテルスルホンである。
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。
As the separation active layer in the flat membrane-like forward osmosis membrane, a separation active layer composed of a support film and a polyamide is suitable.
As the material of the support film in the separation active layer, for example, it is preferable that at least one selected from polysulfone, polyethersulfone, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, polyamide, polyvinylidene fluoride, and cellulose acetate is the main component. More preferably, at least one selected from polysulfone and polyether sulfone is used as a main component, and more preferably, a polyether sulfone.
The polyamide in the separation active layer can be formed by interfacial polymerization of a polyfunctional acid halide and a polyfunctional aromatic amine.

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。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。 The polyfunctional aromatic acid halide is an aromatic acid halide compound having two or more acid halide groups in one molecule. Specifically, for example, trimesic acid halide, trimellitic acid halide, isophthalic acid halide, terephthalic acid halide, pyromellitic acid halide, benzophenone tetracarboxylic acid halide, biphenyldicarboxylic acid halide, naphthalenedicarboxylic acid halide, pyridinedicarboxylic acid halide, etc. Examples thereof include benzenedisulfonic acid halide, and these alone or a mixture thereof can be used. In the present invention, particularly trimesic acid chloride alone, a mixture of trimesic acid chloride and isophthalic acid chloride, or a mixture of trimesic acid chloride and terephthalic acid chloride is preferably used.

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。 The polyfunctional aromatic amine is an aromatic amino compound having two or more amino groups in one molecule. Specifically, for example, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3 , 3'-diaminodiphenylamine, 3,5-diaminobenzoic acid, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 3,4'-diaminodiphenylsulfone, 1,3,5-tri Aminobenzene, 1,5-diaminonaphthalene and the like can be mentioned, and these alone or a mixture thereof can be used. In the present invention, in particular, one or more selected from m-phenylenediamine and p-phenylenediamine are preferably used.

中空糸状の正浸透膜は、例えば、中空糸状の支持膜と、該支持膜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ことができる。
中空糸状の正浸透膜のおける支持膜および分離活性層としては、平膜状の正浸透膜の分離活性層における支持膜およびポリアミドと、それぞれ同じ素材から構成されていてよい。
The hollow filament-like forward osmosis membrane can have, for example, a hollow filament-like support membrane and a separation active layer on the outer surface or inner surface of the support membrane, or both surfaces.
The support film and the separation active layer in the hollow thread-like forward osmosis membrane may be made of the same material as the support membrane and the polyamide in the separation active layer of the flat membrane-like forward osmosis membrane.

本発明における正浸透プロセスは、正浸透膜をモジュール化したうえで適用することが便利である。
モジュールの形態としては、正浸透膜が平膜状である場合には、例えば、プリーツ型モジュール、スパイラル型モジュールなどであることができ、正浸透膜が中空糸状である場合には、中空の糸束を円筒に充填した中空糸膜モジュールなどであることができる。
以下、中空糸膜モジュールを例として、その構成について詳細に説明する。
It is convenient to apply the forward osmosis process in the present invention after modularizing the forward osmosis membrane.
The form of the module may be, for example, a pleated module, a spiral module, etc. when the forward osmosis membrane is flat membrane-like, and a hollow fiber when the forward osmosis membrane is hollow fiber-like. It can be a hollow fiber membrane module or the like in which a bundle is filled in a cylinder.
Hereinafter, the configuration of the hollow fiber membrane module will be described in detail by taking it as an example.

本発明における中空糸膜モジュールの構成の一例を図1に示す。
中空糸膜モジュール1は、筒状体に中空糸4の複数からなる糸束を充填し、前記中空糸糸束の両端を接着剤固定部5および6で筒に固定した構造を有している。前記筒状体は、その側面にシェル側導管2および3を有し、ヘッダー7および8により密閉されている。ここで接着剤固定部5および6は、それぞれ、中空糸の孔を閉塞しないように固化されている。
上記ヘッダー7および8は、それぞれ、中空糸4の内側(中空部)に連通し、外側には連通しないコア側導管9および10を有する。これらの導管により、中空糸4の内側に、液を導入し、または液を取り出すことができる。
上記シェル側導管2および3は、それぞれ、中空糸4の外側に連通し、内側には連通していない。これらの導管により、中空糸4の外側に、液を導入し、または液を取り出すことができる。
An example of the configuration of the hollow fiber membrane module in the present invention is shown in FIG.
The hollow fiber membrane module 1 has a structure in which a tubular body is filled with a thread bundle composed of a plurality of hollow fiber 4 and both ends of the hollow fiber thread bundle are fixed to the cylinder by adhesive fixing portions 5 and 6. .. The tubular body has shell-side conduits 2 and 3 on its sides and is sealed by headers 7 and 8. Here, the adhesive fixing portions 5 and 6 are solidified so as not to block the holes of the hollow fibers, respectively.
The headers 7 and 8 have core-side conduits 9 and 10 that communicate with the inside (hollow portion) of the hollow fiber 4 and do not communicate with the outside, respectively. With these conduits, the liquid can be introduced into or taken out from the inside of the hollow fiber 4.
The shell-side ducts 2 and 3 communicate with each other on the outside of the hollow fiber 4 and not on the inside, respectively. With these conduits, the liquid can be introduced or taken out from the outside of the hollow fiber 4.

中空糸膜モジュール1は、中空糸4の複数で構成される中空糸糸束を有する。中空糸糸束の合計膜面積は、0.001m以上であることが好ましく、0.001m以上1,000m以下であることが、実用的な見地からより好ましい。 The hollow fiber membrane module 1 has a hollow fiber yarn bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes 4. Total membrane area of the hollow fiber yarn bundle is preferably at 0.001 m 2 or more, 0.001 m 2 or more 1,000 m 2 is or less, more preferably from a practical point of view.

中空糸膜モジュール1は、中空糸支持膜の表面に形成した分離活性層が、ガイドロールとの接触、モジュール形成時のハンドリングなどの際に損傷されることを避けるため、先ず中空糸支持膜をモジュール化した後に、該中空糸支持膜の表面に分離活性層を形成することによって作製することが好ましい。このような工程を経由することにより、形成された分離活性層が損傷を受けることを避けることができる。 In the hollow fiber membrane module 1, the hollow fiber support membrane is first provided in order to prevent the separation active layer formed on the surface of the hollow fiber support membrane from being damaged during contact with the guide roll, handling during module formation, and the like. After modularization, it is preferably produced by forming a separation active layer on the surface of the hollow fiber support membrane. By going through such a step, it is possible to prevent the formed separation active layer from being damaged.

本発明における処理液の正浸透プロセスによる濃縮方法につき、図2を用いて説明する。
処理液タンク11には、処理液(濃縮すべき液状食品)が充填される。処理液は、ポンプ14により配管12を通って正浸透膜モジュール15に入り、該モジュール15を通過した後、配管13を通って処理液タンク11に戻る。
誘導溶液タンク16には、誘導溶液が充填される。誘導溶液は、ポンプ19により配管8を通って正浸透膜モジュール15に入り、該モジュール15を通過した後、配管18を通って誘導溶液タンク16に戻る。
ここで、処理液はコア側導管(図1における符号9および10)を介して中空糸側を構成する中空糸の内側を通り、誘導溶液はシェル側導管(図1における符号2および3)を介して中空糸の外側を通る。このときに処理液と誘導溶液とは、正浸透膜である中空糸の壁を介して接するが、両者が直接交わることはない。そして、処理液と誘導溶液とが中空糸の壁を介して接したときに、処理液中の水が正浸透膜を通って誘導溶液側に移動して、処理液が濃縮される。
処理液および誘導溶液のうちの少なくとも一方は、系内を循環させる運転により濃縮を行ってもよいし、ワンパス運転により濃縮してもよい。
The method of concentrating the treatment liquid by the forward osmosis process in the present invention will be described with reference to FIG.
The treatment liquid tank 11 is filled with a treatment liquid (liquid food to be concentrated). The treatment liquid enters the forward osmosis membrane module 15 through the pipe 12 by the pump 14, passes through the module 15, and then returns to the treatment liquid tank 11 through the pipe 13.
The inductive solution tank 16 is filled with the inductive solution. The inductive solution enters the forward osmosis membrane module 15 through the pipe 8 by the pump 19, passes through the module 15, and then returns to the inductive solution tank 16 through the pipe 18.
Here, the treatment liquid passes through the core side conduits (reference numerals 9 and 10 in FIG. 1) to the inside of the hollow fiber constituting the hollow fiber side, and the induction solution passes through the shell side conduits (reference numerals 2 and 3 in FIG. 1). It passes through the outside of the hollow fiber. At this time, the treatment liquid and the induction solution are in contact with each other through the wall of the hollow fiber which is a forward osmosis membrane, but they do not directly intersect with each other. Then, when the treatment liquid and the induction solution come into contact with each other through the wall of the hollow fiber, the water in the treatment liquid moves to the induction solution side through the forward osmosis membrane, and the treatment liquid is concentrated.
At least one of the treatment solution and the inductive solution may be concentrated by an operation of circulating in the system, or may be concentrated by a one-pass operation.

誘導溶液とは、処理液と比較して高い浸透圧を示し、正浸透膜を介して処理液から水を移動させる機能を有する溶液を指す。この誘導溶液は、誘導溶質を高濃度で含有することにより、高い浸透圧を発現する。溶媒は、処理液の溶媒と同じであることが好ましく、液状食品の場合、典型的には水である。
前記誘導溶質としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウムなどの、水に易溶な塩類;
ショ糖、果糖、ブドウ糖などの一般的な糖類;
オリゴ糖、希少糖などの特殊な糖類;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールなどのモノアルコール類;
エチレングルコール、プロピレングリコールなどのグリコール類;
ポリエチレンオキシド、プロピレンオキシドなどの重合体;
上記重合体の共重合体などが挙げられる。
The inducing solution refers to a solution that exhibits a higher osmotic pressure than the treatment liquid and has a function of moving water from the treatment liquid via a forward osmosis membrane. This inductive solution exhibits high osmotic pressure by containing the inductive solute in a high concentration. The solvent is preferably the same as the solvent of the treatment liquid, and in the case of liquid foods, it is typically water.
Examples of the induced solute include water-soluble salts such as sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, sodium sulfate, magnesium sulfate, sodium thiosulfate, sodium sulfite, ammonium chloride, ammonium sulfate, and ammonium carbonate;
Common sugars such as sucrose, fructose, glucose;
Special sugars such as oligosaccharides and rare sugars;
Monoalcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol;
Glycos such as ethylene glycol and propylene glycol;
Polymers such as polyethylene oxide and propylene oxide;
Examples thereof include a copolymer of the above-mentioned polymer.

正浸透膜を介して誘導溶液に移動した水を、該誘導溶液から回収する方法としては、例えば、
誘導溶液における溶質として、上記重合体のうち、水溶液が温度誘起相分離を示すものを用い、水移動後の誘導溶液の温度を変えることにより水を回収する方法;
水移動後の誘導溶液を、NF膜、逆浸透膜などを用いて濃縮することにより水を回収する方法;
誘導溶液における誘導溶質として磁性体微粒子を用い、水移動後の誘導溶液に磁力を印加することにより水を回収する方法;
などが挙げられる。
上記のようにして回収された水、もしくは水除去後の誘導溶液、又はこれらの双方は、適宜に再利用してよい。
As a method of recovering the water transferred to the induction solution through the forward osmosis membrane from the induction solution, for example,
A method of recovering water by using a polymer in which the aqueous solution exhibits temperature-induced phase separation as the solute in the inductive solution and changing the temperature of the inductive solution after water transfer;
A method of recovering water by concentrating the induction solution after water transfer using an NF membrane, a reverse osmosis membrane, or the like;
A method of recovering water by using magnetic fine particles as an inductive solute in an inductive solution and applying a magnetic force to the inductive solution after water transfer;
And so on.
The water recovered as described above, the induction solution after removing the water, or both of them may be reused as appropriate.

正浸透膜モジュール15の透水量は、大きければ大きいほど好ましい。しかしながら、処理すべき原水(処理水)を、できるだけ圧損のない条件下で流すときに、処理水が枯渇して沈殿が発生するおそれを回避するため、透水量を200kg/(m×hr)以下に調整することが好ましい。
本明細書における正浸透膜モジュール15の透水量とは、正浸透膜を挟んで処理液と誘導溶液を配置したときに、両液の浸透圧差によって処理液から誘導溶液に移動する水の量を、正浸透膜の単位面積当たり、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は透水量(kg/(m×hr))、Lは透過した水の量(kg)、Mは正浸透膜の表面積(m)、Hは時間(hr)である。
The larger the amount of water permeation of the forward osmosis membrane module 15, the more preferable it is. However, when the raw water to be treated (treated water) is flowed under conditions where there is as little pressure loss as possible, the permeation amount is 200 kg / (m 2 x hr) in order to avoid the possibility that the treated water will be depleted and precipitation will occur. It is preferable to adjust as follows.
The water permeation amount of the forward osmosis membrane module 15 in the present specification is the amount of water that moves from the treatment liquid to the induction solution due to the difference in osmotic pressure between the treatment liquid and the induction solution when the treatment liquid and the induction solution are arranged across the forward osmosis membrane. , Means the amount allocated per unit area of the forward osmosis membrane and per unit time, and is defined by the following formula (1).
F = L / (M × H) ・ ・ ・ (1)
Here, F is the amount of water permeation (kg / (m 2 × hr)), L is the amount of permeated water (kg), M is the surface area of the forward osmosis membrane (m 2 ), and H is the time (hr).

本発明の濃縮方法において、透水量は、誘導溶液の濃度を調整することにより制御可能である。透水量を高くするほど濃縮効率は高くなるが、濃縮工程中に食品の成分が膜の表面に付着して透水量が低下するおそれがある。
例えばコーヒー抽出液を濃縮する場合の透水量としては、0.1kg/(m×hr)以上20kg/(m×hr)以下の範囲で濃縮するのが好ましい。濃縮効率、および膜の寿命を考慮すると、0.5kg/(m×hr)以上10kg/(m×hr)以下の範囲で濃縮するのがより好ましい。これより透水量が小さいと濃縮の効率が低下する場合があり、これより透水量が大きいと膜の寿命が低下する場合がある。
In the concentration method of the present invention, the amount of water permeation can be controlled by adjusting the concentration of the induction solution. The higher the water permeability, the higher the concentration efficiency, but there is a risk that food components will adhere to the surface of the membrane during the concentration process and the water permeability will decrease.
For example, when concentrating the coffee extract, the amount of water permeation is preferably in the range of 0.1 kg / (m 2 × hr) or more and 20 kg / (m 2 × hr) or less. Considering the concentration efficiency and the life of the film, it is more preferable to concentrate in the range of 0.5 kg / (m 2 × hr) or more and 10 kg / (m 2 × hr) or less. If the amount of water permeation is smaller than this, the efficiency of concentration may be lowered, and if the amount of water permeation is larger than this, the life of the membrane may be shortened.

本発明の方法に使用される濃縮装置の材質は、濃縮工程中に、液状食品(特にコーヒー)の香気成分の吸着、透過などが起こり難く、該香気成分の雰囲気中への蒸散などによる逸失が起こり難い材質であることが好ましい。濃縮装置は、例えば、ぺルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素系材料;これらを内部にコーティングした金属などから構成されることが好ましい。 The material of the concentrator used in the method of the present invention is unlikely to cause adsorption or permeation of aroma components of liquid foods (particularly coffee) during the concentration process, and the aroma components are lost due to evaporation into the atmosphere. It is preferable that the material is less likely to occur. The concentrator is preferably composed of, for example, a fluoromaterial such as perfluoroalkoxy alkane resin (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE); a metal coated therein or the like.

本発明の正浸透プロセスを用いる濃縮方法では、系外部から印加することが必要な圧力は、処理液および誘導溶液を送液するための圧力のみである。従って、本発明の方法は、逆浸透プロセスを用いる濃縮方法のように高い操作圧力でろ過する必要がないから、処理液中の食品成分が膜表面へ吸着することによる目詰まり(ファウリング)が小さく、膜の寿命が長いのが特長である。 In the concentration method using the forward osmosis process of the present invention, the only pressure required to be applied from outside the system is the pressure for feeding the treatment liquid and the induction solution. Therefore, the method of the present invention does not require filtration at a high operating pressure unlike the concentration method using a reverse osmosis process, so that clogging (fouling) due to adsorption of food components in the treatment liquid to the membrane surface occurs. It is characterized by its small size and long membrane life.

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。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples. However, the present invention is not limited to the examples.

[実験方法]
(正浸透モジュールの作製)
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、透水性能は1,020kg/m/hr/100kPaであった。この中空糸を支持膜として用いた。
上記中空糸支持膜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、図1に示した構造を有する、有効膜内表面積0.023mの中空糸支持膜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。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、中空糸支持膜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、正浸透モジュールを作製した。
この正浸透モジュールの透水量は、処理液として純水を用い、誘導溶液として3.5質量%食塩水を用いた場合、10.12kg/(m×hr)であった。
[experimental method]
(Making a forward osmosis module)
A 20% by mass hollow yarn spinning stock solution was prepared by dissolving polyether sulfone (manufactured by BASF, trade name "Ultrason") in N-methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). A wet hollow fiber spinning machine equipped with a double spinner was filled with the above stock solution and extruded into a coagulation tank filled with water to form hollow fibers by phase separation. The obtained hollow fiber was wound on a winder. The outer diameter of the obtained hollow fiber was 1.0 mm, the inner diameter was 0.7 mm, the diameter of the fine pores on the inner surface was 0.05 μm, and the water permeability was 1,020 kg / m 2 / hr / 100 kPa. This hollow fiber was used as a support film.
The 130 hollow fiber support membranes are filled in a cylindrical plastic housing having a diameter of 2 cm and a length of 10 cm, and both ends are fixed with an adhesive to have an effective inner surface area of 0.023 m having the structure shown in FIG. 2 hollow fiber support membrane modules were produced.
10 g of m-phenylenediamine and 0.8 g of sodium lauryl sulfate were placed in a 0.5 L container, and 489.2 g of pure water was further added and dissolved to prepare 0.5 kg of a first solution used for interfacial polymerization.
0.8 g of trimesic acid chloride was placed in another 0.5 L container, and 399.2 g of n-hexane was added and dissolved to prepare 0.4 kg of a second solution used for interfacial polymerization.
The core side (inside of the hollow fiber) of the hollow fiber support membrane module manufactured above is filled with the first solution, allowed to stand for 30 minutes, then drained, and a thin liquid film of the first solution is placed inside the hollow fiber. Formed. In this state, the second solution was fed to the core side at a flow rate of 0.15 L / min for 3 minutes to perform interfacial polymerization. The polymerization temperature was 25 ° C.
Next, nitrogen at 50 ° C. was flowed through the core side of the hollow fiber support membrane module for 30 minutes to evaporate and remove n-hexane. Further, a forward osmosis module was produced by cleaning both the shell side and the core side with pure water.
The water permeation amount of this forward osmosis module was 10.12 kg / (m 2 × hr) when pure water was used as the treatment liquid and 3.5 mass% saline solution was used as the induction solution.

(コーヒーの抽出)
ドリップ式コーヒーフィルター付きの容量1.2LのSUS304製密閉容器を十分予熱して、コーヒー豆粉砕物(ドトールコーヒー製)70gを入れ、85℃の湯100mLを入れて1分間蒸らした後、85℃の湯900mLを加えて10分間コーヒー成分を抽出した。得られた抽出液の0.5Lを、密閉系のままフィルターでろ過しながら容量1LPTFE製タンクに移送して25℃まで冷却することにより、コーヒー抽出液を得た。
(Coffee extraction)
Sufficiently preheat a 1.2-liter SUS304 closed container with a drip coffee filter, add 70 g of crushed coffee beans (made by Doutor Coffee), add 100 mL of hot water at 85 ° C, steam for 1 minute, and then steam at 85 ° C. 900 mL of hot water was added and the coffee components were extracted for 10 minutes. A coffee extract was obtained by transferring 0.5 L of the obtained extract to a tank made of 1LPTFE with a capacity of 1 LPTFE while filtering with a filter in a closed system and cooling to 25 ° C.

(コーヒーの香気成分の分析)
測定サンプルとしては、上記のコーヒー抽出液、および濃縮後のコーヒー抽出液を水で所定倍率に希釈したものをそれぞれ用いた。各サンプル1mLを容量20mLのヘッドスペースボトルに入れ、窒素パージし、80℃にて1時間加熱した後、気相部分について15分間の固相マイクロ抽出(SPME)を行って、GC/MS分析に供した。本開示においては、上記の気相部分に存在する全有機成分を香気成分として、その定量を行い、濃縮前後の香気成分の維持率(重量%)を調べた。
(Analysis of coffee aroma components)
As the measurement samples, the above coffee extract and the concentrated coffee extract diluted with water to a predetermined ratio were used. 1 mL of each sample is placed in a 20 mL headspace bottle, purged with nitrogen, heated at 80 ° C. for 1 hour, and then solid-phase microextraction (SPME) for 15 minutes is performed on the gas phase portion for GC / MS analysis. Served. In the present disclosure, all the organic components present in the gas phase portion are used as aroma components, and their quantification is performed to examine the retention rate (% by weight) of the aroma components before and after concentration.

[実施例1]
正浸透処理は、図2に示した正浸透濃縮装置を用いて行った。図2における正浸透モジュール15は、図1に示した構造を有する中空糸膜モジュールである。
処理液タンク11にコーヒー抽出液0.5kgを入れ、誘導溶液タンク16に、濃度2重量%の食塩水1kgを入れた。誘導溶液である食塩水を、送液ポンプ19により配管17を通して370mL/分の流速で正浸透モジュール15のシェル側に送液した。モジュール15を出た食塩水は、配管18を通ってタンク16に戻して循環使用した。処理液であるコーヒー抽出液を、送液ポンプ14により配管12を通して170mL/分の流速で正浸透モジュール15のコア側に送液した。モジュール15を出たコーヒー抽出液は、配管13を通ってタンク11に戻して循環させた。この操作により、処理液タンク11中のコーヒー抽出液は徐々に濃縮されることになる。
[Example 1]
The forward osmosis treatment was performed using the forward osmosis concentrator shown in FIG. The forward osmosis module 15 in FIG. 2 is a hollow fiber membrane module having the structure shown in FIG.
0.5 kg of coffee extract was placed in the treatment liquid tank 11, and 1 kg of saline solution having a concentration of 2% by weight was placed in the induction solution tank 16. The saline solution, which is the inductive solution, was sent to the shell side of the forward osmosis module 15 at a flow rate of 370 mL / min through the pipe 17 by the liquid feed pump 19. The saline solution that came out of the module 15 was returned to the tank 16 through the pipe 18 and used for circulation. The coffee extract, which is the treatment liquid, was sent to the core side of the forward osmosis module 15 at a flow rate of 170 mL / min through the pipe 12 by the liquid feed pump 14. The coffee extract from the module 15 was returned to the tank 11 through the pipe 13 and circulated. By this operation, the coffee extract in the processing liquid tank 11 is gradually concentrated.

濃縮初期の透水量は4.1kg/(m×hr)であった。
透水量が4.0±1kg/(m×hr)の範囲内を維持するように、食塩水の濃度を処理液タンク11中のコーヒー抽出液の濃縮度に合わせて変えながら正浸透処理を継続し、最終的に50gまでコーヒーを濃縮した(濃縮倍率10倍)。上記の透水量を維持するために、食塩水の濃度は2重量%から5重量%まで変化させた。
The water permeability at the initial stage of concentration was 4.1 kg / (m 2 × hr).
Forward osmosis treatment is performed while changing the concentration of the saline solution according to the concentration of the coffee extract in the treatment liquid tank 11 so that the water permeation amount is maintained within the range of 4.0 ± 1 kg / (m 2 × hr). Then, the coffee was finally concentrated to 50 g (concentration ratio 10 times). In order to maintain the above water permeability, the concentration of the saline solution was changed from 2% by weight to 5% by weight.

濃縮前のコーヒー抽出液、および濃縮後のコーヒー抽出液に純水を加えて10倍に希釈した希釈液をそれぞれサンプルとし、上記の方法によってコーヒー成分の分析を実施し、濃縮前後のコーヒー香気量の維持率を調べた。結果を表1に示す。
また、コーヒー抽出液の濃縮後、濃縮処理に使用した正浸透濃縮装置における正浸透膜の目詰まり(ファウリング)の有無を、以下の方法によって確認した。
濃縮処理後の正浸透濃縮装置をそのまま用い、処理液を元の濃縮前のコーヒー抽出液とし、誘導溶液を濃縮初期と同じ2重量%食塩水としたときの透水量を調べたところ、3.9kg/(m×hr)であった。この透水量の値は、濃縮処理初期の値とほとんど変わらないことから、濃縮処理による正浸透膜の目詰まりがほとんどないことが確認された。
The coffee extract before concentration and the diluted solution obtained by adding pure water to the coffee extract after concentration and diluting it 10 times were used as samples, and the coffee components were analyzed by the above method. The maintenance rate of coffee was examined. The results are shown in Table 1.
In addition, after the coffee extract was concentrated, the presence or absence of clogging (fouling) of the forward osmosis membrane in the forward osmosis concentrator used for the concentration treatment was confirmed by the following method.
When the forward osmosis concentrator after the concentration treatment was used as it was, the treatment liquid was the original coffee extract before concentration, and the induction solution was the same 2 wt% saline solution as in the initial concentration, the amount of water permeation was examined. It was 9 kg / (m 2 x hr). Since the value of this water permeability was almost the same as the value at the initial stage of the concentration treatment, it was confirmed that there was almost no clogging of the forward osmosis membrane due to the concentration treatment.

[実施例2]
処理液タンク1にコーヒー抽出液4kgを入れ、誘導溶液を20重量%食塩水5kgとし、さらに濃縮途中における食塩水の濃度調整を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、コーヒー抽出液の濃縮を実施した。
抽出初期の透水量は15.1kg/(m×hr)であった。
処理液の量が0.2kgになるまで濃縮されたところで、濃縮操作を停止した(濃縮倍率20倍)。濃縮後のコーヒー抽出物の希釈倍率を20倍とした他は実施例1と同様の方法により、濃縮前後のコーヒー香気量の維持率を調べた。結果を表1に示す。
濃縮処理に使用した正浸透膜モジュールを用い、処理液を元の濃縮前のコーヒー抽出液とし、誘導溶液を20重量%食塩水としたときの透水量は、5.1kg/(m×hr)であった。
[Example 2]
4 kg of coffee extract was placed in the treatment liquid tank 1, the induction solution was 5 kg of 20 wt% saline solution, and the coffee extract solution was the same as in Example 1 except that the concentration of the saline solution was not adjusted during the concentration. Was concentrated.
The water permeability at the initial stage of extraction was 15.1 kg / (m 2 × hr).
When the amount of the treatment liquid was concentrated to 0.2 kg, the concentration operation was stopped (concentration ratio 20 times). The maintenance rate of the amount of coffee aroma before and after concentration was examined by the same method as in Example 1 except that the dilution ratio of the coffee extract after concentration was set to 20 times. The results are shown in Table 1.
Using the forward osmosis membrane module used for the concentration treatment, the water permeability when the treatment solution was the original unconcentrated coffee extract and the induction solution was 20% by weight saline was 5.1 kg / (m 2 x hr). )Met.

[比較例1]
コーヒー抽出液3kgを、分離活性層がポリアミド系重合体であり、支持層がポリスルホンである逆浸透膜(日東電工(株)製、品番「NTR−759HR」)を用い、3.0MPaの操作圧力で10倍に濃縮した。
濃縮後のコーヒー抽出液を10倍希釈し、実施例1と同様の方法により、濃縮前後のコーヒー香気量の維持率を調べた。結果を表1に示す。
濃縮初期の透水量は 26.2kg/(m×hr)であり、濃縮後、処理液をもとのコーヒー抽出液に戻した時の透水量は4.2kg/(m×hr)であり、濃縮操作による逆浸透膜の目詰まりが大きいことが確認された。
[Comparative Example 1]
A reverse osmosis membrane (manufactured by Nitto Denko Corporation, product number "NTR-759HR") in which the separation active layer is a polyamide polymer and the support layer is polysulfone is used for 3 kg of coffee extract, and the operating pressure is 3.0 MPa. Was concentrated 10 times.
The coffee extract after concentration was diluted 10-fold, and the maintenance rate of the amount of coffee aroma before and after concentration was examined by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 1.
The water permeability at the initial stage of concentration is 26.2 kg / (m 2 x hr), and the water permeability when the treatment liquid is returned to the original coffee extract after concentration is 4.2 kg / (m 2 x hr). It was confirmed that the reverse osmosis membrane was largely clogged by the concentration operation.

[比較例2]
比較例1と同様の逆浸透膜処理により、コーヒー抽出液3kgを10倍に濃縮して、濃縮液を得るとともに、このときの濃縮除去液を採取した。
この採取した濃縮除去液を、51.3kPaの圧力下、82℃において蒸発させ、蒸散した成分を凝縮器にて5℃で冷却して、濃縮香気液を捕集した。
捕集した濃縮香気液を前記10倍濃縮液に混合することにより、9.5倍濃縮の濃縮コーヒー抽出液(316g)を得た。
得られた濃縮コーヒー抽出液の希釈倍率を9.5倍とした他は実施例1と同様の方法により、濃縮前後のコーヒー香気量の維持率を調べた。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
By the same reverse osmosis membrane treatment as in Comparative Example 1, 3 kg of the coffee extract was concentrated 10 times to obtain a concentrated solution, and the concentrated removal solution at this time was collected.
The collected concentrated removal liquid was evaporated at 82 ° C. under a pressure of 51.3 kPa, and the evaporated components were cooled at 5 ° C. with a condenser to collect the concentrated aroma liquid.
The collected concentrated aroma solution was mixed with the 10-fold concentrated solution to obtain a 9.5-fold concentrated coffee extract (316 g).
The maintenance rate of the coffee aroma before and after concentration was examined by the same method as in Example 1 except that the dilution ratio of the obtained concentrated coffee extract was 9.5 times. The results are shown in Table 1.

Figure 0006858516
Figure 0006858516

逆浸透膜を用いてコーヒーを濃縮した場合は香気成分の保持率は36%であった。濃縮除去液中の香気成分を加熱蒸発させて凝縮器で回収して濃縮液と合わせる方法によっても、香気成分の維持率は55重量%にとどまった。
これに対して本発明の正浸透膜を用いるコーヒーの濃縮方法では、濃縮倍率10倍で98%重量の香気成分が保持されていた。濃縮倍率20倍でも90重量%の香気成分が保持されていた。
When coffee was concentrated using a reverse osmosis membrane, the retention rate of aroma components was 36%. The maintenance rate of the aroma component was only 55% by weight by the method of heating and evaporating the aroma component in the concentrated removal liquid, collecting it with a condenser, and combining it with the concentrated liquid.
On the other hand, in the method for concentrating coffee using the forward osmosis membrane of the present invention, 98% by weight of the aroma component was retained at a concentration ratio of 10 times. Even when the concentration ratio was 20 times, 90% by weight of the aroma component was retained.

本発明の正浸透膜を用いる濃縮方法は、香気成分を含有する液状食品の濃縮に適用することができる。特に、コーヒー抽出液から濃縮コーヒーを製造する過程において、香気成分の損失を最小限にし、香気量の多い濃縮コーヒーを製造する場合に好適に用いられる。 The concentration method using the forward osmosis membrane of the present invention can be applied to the concentration of liquid foods containing aroma components. In particular, it is preferably used in the process of producing concentrated coffee from a coffee extract, in which the loss of aroma components is minimized and concentrated coffee having a large amount of aroma is produced.

1 中空糸膜モジュール
2、3 シェル側導管
4 中空糸
5、6 接着剤固定部
7、8 ヘッダー
9,10 コア側導管
11 処理液タンク
12、13 送液配管
14 送液ポンプ
15 正浸透モジュール
16 誘導溶液タンク
17、18 送液配管
19 送液ポンプ
1 Hollow fiber membrane module 2, 3 Shell side conduit 4 Hollow fiber 5, 6 Adhesive fixing part 7, 8 Header 9, 10 Core side conduit 11 Treatment liquid tank 12, 13 Liquid feed piping 14 Liquid feed pump 15 Forward osmosis module 16 Induction solution tank 17, 18 Liquid feed piping 19 Liquid feed pump

Claims (7)

正浸透プロセスによって濃縮を行う、液状食品の濃縮方法であって、
前記液状食品がコーヒー抽出液であり、
前記正浸透プロセスにおける透水量を、0.1kg/(m ×hr)以上20kg/(m ×hr)以下の範囲に制御する、
液状食品の濃縮方法。
Cormorant rows concentrated by forward osmosis process, a method for concentrating liquid food,
The liquid food is a coffee extract,
The amount of water permeation in the forward osmosis process is controlled in the range of 0.1 kg / (m 2 × hr) or more and 20 kg / (m 2 × hr) or less.
A method for concentrating liquid foods.
前記透水量を、0.5kg/(m×hr)以上10kg/(m×hr)以下の範囲に制御する、請求項に記載の濃縮方法。 The concentration method according to claim 1 , wherein the water permeation amount is controlled in the range of 0.5 kg / (m 2 x hr) or more and 10 kg / (m 2 x hr) or less. 前記正浸透プロセスが、中空糸膜状の支持膜と、前記支持膜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、中空糸状の正浸透膜を用いて行われるものであり、
前記支持膜が、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、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、ポリフッ化ビニリデン、および酢酸セルロースから選ばれる少なくとも1種を主成分とし、
前記分離活性層が、ポリアミドからなる、
請求項1または2に記載の濃縮方法。
The forward osmosis process is performed using a hollow fiber forward osmosis membrane having a hollow fiber membrane-like support membrane and a separation active layer on the outer or inner surface of the support membrane, or both surfaces. To be
The support membrane contains at least one selected from polysulfone, polyethersulfone, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, polyamide, polyvinylidene fluoride, and cellulose acetate as a main component.
The separation active layer is made of polyamide.
The concentration method according to claim 1 or 2.
前記正浸透プロセスを、前記中空糸状の正浸透膜がモジュール化された中空糸膜モジュールを用いて行う、請求項3に記載の濃縮方法。 The concentration method according to claim 3, wherein the forward osmosis process is performed using a hollow fiber membrane module in which the hollow fiber-shaped forward osmosis membrane is modularized. 前記正浸透プロセスが、支持層と、前記支持層上の分離活性層とを有する、平膜状の正浸透膜を用いて行われるものであり、
前記支持層が、不織布からなり、
前記分離活性層が、支持膜とポリアミドとからなり、
前記支持膜が、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、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、ポリフッ化ビニリデン、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、
請求項1または2に記載の濃縮方法。
The forward osmosis process is carried out using a flat membrane-like forward osmosis membrane having a support layer and a separation active layer on the support layer.
The support layer is made of a non-woven fabric.
The separation active layer is composed of a support membrane and a polyamide.
The support membrane contains at least one selected from polysulfone, polyethersulfone, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, polyamide, polyvinylidene fluoride, and cellulose acetate as a main component.
The concentration method according to claim 1 or 2.
前記正浸透プロセスを、前記平膜状の正浸透膜がモジュール化されたプリーツ型モジュールまたはスパイラル型モジュールを用いて行う、請求項5に記載の濃縮方法。 The concentration method according to claim 5, wherein the forward osmosis process is performed using a pleated module or a spiral module in which the flat membrane-like forward osmosis membrane is modularized. 正浸透プロセスに用いられる誘導溶液が、塩類、糖類、モノアルコール類、グリコール類、または重合体から選ばれる誘導溶質の水溶液である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の濃縮方法。 The concentration method according to any one of claims 1 to 6, wherein the inducing solution used in the forward osmosis process is an aqueous solution of an inducing solute selected from salts, sugars, monoalcohols, glycols, or polymers.
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