JP7048939B2 - 蔗糖の回収方法および蔗糖回収装置 - Google Patents
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<希釈工程>
原糖蜜を水で希釈して、原糖蜜の粘度調整を行い、糖希釈液を生成する。好ましくは、粘度が、42~1900mPa・sとなるように、原糖蜜を水で希釈する。表1に、糖濃度が40質量%、水分が23.5質量%、その他が36.5質量%の組成の原糖蜜の場合における、原糖蜜を水で希釈した希釈倍率、希釈倍率毎の粘度(mPa・s)、希釈倍率毎の糖濃度(質量%)、および希釈倍率毎の水分(質量%)を示す。粘度は、30℃において、株式会社エー・アンド・デイのSV型粘度計SV-100を用いて測定した。
希釈工程により得られた糖希釈液に溶媒を添加し、糖希釈液と溶媒とを積層させる。このとき、糖希釈液と溶媒とは、撹拌や振とうといった強い外力を与えて完全には混合させず、糖希釈液上に溶媒を積層して、両者を静かに接触させる。理由については後述する。ここで、溶媒は、親水性が高く、微量または少量の水を含有する。溶媒は、更に、蔗糖の溶解度が低いものが好ましい。ここで、微量または少量の水を含有する溶媒とは、例えば、水分が20質量%以下、10質量%以下、1%質量以下、0.1質量%以下等であって、好ましくは、溶媒と共沸組成または共沸組成近傍となる水分である。例えば、エタノール、メタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、アセトニトリル等である。本実施形態において回収した蔗糖を食品として使用する場合には、溶媒としてエタノールを用いるのが好ましい。
積層工程後、糖希釈液の層と溶媒の層との間に中間層が生成される。この中間層は、糖希釈液から溶媒へと移行した蔗糖と溶媒とを含む。なお、中間層には、溶媒を除くと蔗糖が主成分として含まれ、原糖蜜のその他の成分は少ない。このように、中間層に原糖蜜のその他の成分が多く混ざることを防いで、中間層には蔗糖が多く含まれるようにするために、強い外力を与えて完全には混合させず糖希釈液上に溶媒を積層させている。
中間層生成工程で生成された中間層を回収する。中間層回収後、積層した糖希釈液と溶媒とを静置したり、再度タッピングを行ったりすることで、再度中間層を生成させることができる。このとき、中間層を回収したことで溶媒の量が減っているので、溶媒を再添加するのが好ましい。
回収した中間層から蔗糖を回収する。具体的には、回収した中間層を遠心分離し、上清画分と沈殿画分とに分離する。沈殿画分を、エバポレータを用いて溶媒を蒸発させ、その後、凍結乾燥することで、蔗糖を含む固形分が得られる。上清画分は、溶媒であって、積層工程や中間層生成工程で添加する溶媒として再利用することができる。
表2は、異なる水分の糖希釈液に溶媒エタノールを積層させて、生成した中間層量を示す表である。本実施例においては、原糖蜜として、糖分が40質量%、水分が21質量%、その他が39質量%の組成のものを用いた。また、エタノールには、純度が99.5%(和光純薬工業株式会社)のものを用いた。なお、本実施例に限らず、全ての実施例において、使用した溶媒は和光純薬工業株式会社のものである。そして、原糖蜜を水で希釈し、所要の水分量の糖希釈液を生成し、糖希釈液に溶媒を積層させた。その後、1回/秒で1分タッピングを行い、蔗糖を含む中間層を得た。
表3は、異なる水分量の糖希釈液に溶媒メタノールを積層させて、生成した中間層量を示す表である。本実施例においても、実施例1と同様に、原糖蜜として、糖分が40質量%、水分が21質量%、その他が39質量%の組成のものを用いた。また、メタノールには、純度が99.8%のもの、を用いた。そして、原糖蜜を水で希釈し、所要の水分量の糖希釈液を生成し、糖希釈液に溶媒を積層させた。その後、1回/秒で1分タッピングを行い、蔗糖を含む中間層を得た。
表4は、同一の水分の糖希釈液に異なる溶媒を積層させて、生成した中間層量を示す表である。本実施例においても、実施例1,2と同様に、原糖蜜として、糖分が40質量%、水分が21質量%、その他が39質量%の組成のものを用いた。また、プロパノールには純度が99.0%以上のもの、イソプロパノールには純度が99.0%以上のもの、アセトンには純度90.0%以上、アセトニトリルには純度99.8%以上のもの、THFには純度99.5%以上のものを用いた。そして、原糖蜜を水で希釈し、糖濃度23質量%および水分55質量%に調整した糖希釈液を生成し、糖希釈液に溶媒を積層させた。その後、1回/秒で1分タッピングを行い、蔗糖を含む中間層を得た。
表5は、図2に示した蔗糖回収装置1において、循環機構40を用いて糖希釈液を循環させない場合の蔗糖回収率を示す表である。また、表6は、図2に示した蔗糖回収装置1において、循環機構40を用いて糖希釈液を循環させた場合の蔗糖回収率を示す表である。
表7は、図2に示した蔗糖回収装置1を用いて、所定の水分の糖希釈液から、溶媒にエタノールを用いて生成される経過時間毎の蔗糖回収率を示す表である。本実施例において、原糖蜜として、糖分が44.5質量%、水分が21.6質量%、その他が33.9質量%の組成のものを用いた。また、溶媒として、純度が99.5%のエタノールを用いた。そして、原糖蜜を水で希釈し、糖濃度27質量%および水分55質量%に調整した糖希釈液59gを生成し、糖希釈液に溶媒を積層させ、中間層抜き出し機構20、溶媒供給機構30、循環機構40、および撹拌機構50を稼働させて、中間層を回収した。撹拌羽根の回転速度は20rpmで10秒毎に反転させた。循環機構40を用いた糖蜜の循環速度は3.0ml/min、中間層の抽出速度は0.2ml/minとした。
表8は、図2に示した蔗糖回収装置1を用いて、所定の水分の糖希釈液から、溶媒にエタノールを用いて生成された蔗糖回収率を示す表である。本実施例において、原糖蜜として、糖分が44.5質量%、水分が21.6質量%、その他が33.9質量%の組成のものを用いた。また、溶媒として、純度が99.5%のエタノールを用いた。そして、原糖蜜を水で希釈し、糖濃度27質量%および水分55質量%に調整した糖希釈液61gを生成し、糖希釈液に溶媒を積層させ、中間層抜き出し機構20、溶媒供給機構30、循環機構40、および撹拌機構50を稼働させて、中間層を回収した。
中間層生成槽 10
中間層抜き出し機構 20
管路 21
ポンプ 22
溶媒供給機構 30
管路 31
ポンプ 32
循環機構 40
管路 41
ポンプ 42
撹拌機構 50
撹拌軸 51
撹拌羽根 52
糖希釈液 100
中間層 110
溶媒 120
Claims (6)
- 蔗糖を含有する作物由来の抽出物を水で希釈して、水分が30~55質量%かつ糖濃度が23~35質量%の糖希釈液を生成する希釈工程と、
親水性を有して前記水と混和し、前記蔗糖の溶解度が前記水より低く、かつ水分が0質量%超過~20質量%以下である溶媒を、前記糖希釈液に積層する積層工程と、
積層した前記糖希釈液の層と前記溶媒の層との間に、移行した蔗糖および水と、前記溶媒とが混合した中間層を生成する中間層生成工程と、
前記中間層生成工程で生成した中間層を回収する中間層回収工程と、
を含み、前記中間層回収工程で回収した中間層から前記溶媒を除去して前記蔗糖を回収する蔗糖回収方法。 - 前記中間層生成工程から前記中間層回収工程の間において、積層された前記糖希釈液の層から糖希釈液を抜き出し、抜き出した糖希釈液を前記溶媒の層中に滴下して当該積層された前記糖希釈液の層に戻すことで、当該糖希釈液を溶媒中を循環させる循環工程を含む請求項1に記載の蔗糖回収方法。
- 前記中間層生成工程から前記中間層回収工程の間において、積層された前記糖希釈液の層内のみを撹拌し、当該糖希釈液の層内の前記糖濃度を均一化する撹拌工程を含む請求項1または請求項2に記載の蔗糖回収方法。
- 前記糖希釈液の粘度が、42~1900mPa・sである請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の蔗糖回収方法。
- 前記溶媒が、エタノール、メタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、アセトン、またはアセトニトリルである請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の蔗糖回収方法。
- 蔗糖を含有する作物由来の抽出物を水で希釈して水分が30~55質量%かつ糖濃度が23~35質量%の糖希釈液と、親水性を有して前記水と混和し、蔗糖の溶解度が前記水より低く、かつ水分が0質量%超過~20質量%以下の溶媒とを積層させ、積層した前記糖希釈液の層と前記溶媒の層との間に、移行した蔗糖および水と、前記溶媒とが混合した中間層を生成する中間層生成槽と、
前記中間層生成槽において生成した中間層を抜き出す中間層抜き出し機構と、
前記中間層生成槽中に、前記溶媒を供給する溶媒供給機構と、
前記中間層生成槽の前記糖希釈液を抜き出し、前記溶媒中に供給する循環機構と、
を備える蔗糖回収装置。
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JP2018060747A JP7048939B2 (ja) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 蔗糖の回収方法および蔗糖回収装置 |
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Cheng-Peng Li, Miao Du,Role of solvents in coordination supramolecular systems,Chemical Communications,2011年,47,p5958-5972 |
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