JPH0112479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異性化糖液およびブドウ糖液などので
んぷん転化糖液の高度精製方法に関する。

従来より異性化糖液などのでんぷん転化糖液の
高度精製方法としては第１図に示すとおり、ある
程度精製された異性化糖液１を脱塩工程２（イオ
ン交換樹脂を使用）により脱塩し、次いで活性炭
添加工程３（品質のよい精製活性炭粉末を0.05〜
0.1％／液添加）により、液中の微粒子（SS分）
を活性炭に吸着せしめ、しかる後布によるプレ
スフイルター工程４により過し、透明性（テ
リ）を向上せしめ、さらに要求度に応じてはチエ
ツクフイルター工程５（ゼータープラスフイルタ
ーなどの使い捨てフイルター、または微細な珪藻
土をプレコートしたセラミツクフイルターを使
用）により除菌し、最後に濃縮工程６を経て精製
異性化糖液７を得る方法がある。しかしながらこ
のような方法では活性炭の添加工程３や、プレス
フイルター工程４（SS分除去）およびチエツク
フイルター工程５（除菌）という２段の過工程
を必要とするので、精製工程が煩雑であり、その
ために変動費などの費用もかさむという欠点があ
る。さらにまたこのような方法では布によるプ
レスフイルター４は過精度がわるく除菌できな
いので、除菌を必要とする場合にはその後のチエ
ツクフイルター５をかならず必要とし、またプレ
スフイルター４は自動化できず、さらにまたフイ
ルターの張替に多大の人手を要するなどの欠点が
ある。またプレスフイルター工程４を通過させる
前にはSS分を吸着するために活性炭の添加工程
３において精製された高級な活性炭粉末を使わね
ばならず、これらの変動費もかなり高い。また粉
末活性炭を含んだ洗浄液は作業現場をきたなく
し、かつ使用後の処理にも困り、また0.05〜0.1
％／液というわずかな活性炭粉末を自動供給およ
び分散することも煩雑であり、また困難なことで
もある。さらにまたチエツクフイルター工程５に
おけるカートリツジタイプのフイルターは高価で
もあるし、さらに逆洗や、再生ができない場合が
多く、処理量が限定されてしまう。とくにチエツ
クフイルター５として過精度の高い目の細かい
ものを使用したのではすぐ目詰りを起すのである
程度荒いものを使わざるをえないし、またたとえ
目の荒いものを使用しても１カ月〜数カ月に１回
は全数取替えなければならない。またフイルター
エレメント同志の締付を完全にするのが困難なた
め、過液側（２次側）に菌がリークする恐れが
あり、菌が過液側にリークし始めると、過液
側で菌が増殖し、過液の菌数が多くなり、充分
な除菌効果は期待できない。さらにチエツクフイ
ルター５として微細珪藻土をプレコートしたセラ
ミツクフイルターを使用する場合は、初流はほと
んど除菌されないので、過液を原液に戻して循
環させねばならないし、また使用済の珪藻土の廃
棄処分に困るという問題もある。

さらにまた特開昭51−101141号公報に記載され
ているように糖化液を限外過膜（膜の分画分子
量値5000以下、膜の孔径0.004μ以下）を用いて残
留するオリゴ糖やデキストリンを分画除去し、高
純度のマルトースを製造する方法も知られている
が、該発明の目的は溶解しているオリゴ糖やデキ
ストリンと溶解しているマルトースを分画するこ
とであつて、不溶性のSS分を過により除去し、
精製する本発明とは基本的に異なる。したがつて
該発明で用いる膜の孔径はその目的から当然きわ
めて微細でなければならない。該発明で用いてい
るような孔径の極めて微細な限外過膜では一時
的な過効果は非常に優れているが、すぐ目詰り
し、フラツクスが低下するという欠点があり、そ
のために膜面積を大きくする必要があり、ひいて
は膜の取り替え代が高価となる。

本発明はこれらの従来方法の欠点を一挙に解決
したもので、でんぷん転化糖液を脱色および／ま
たは脱塩処理して得られる濁度0.02〜0.9の糖液
をさらに平均孔径0.01〜1μの微細多孔質中空繊維
膜により濁度0.05以下に過することを特徴とす
るでんぷん転化糖液の精製法である。

本発明の要旨をより明瞭にするために、第２図
により説明すると、まず異性化糖液１を脱塩工程
２により脱塩し、次いで平均孔径0.01〜1μの微細
多孔質中空繊維膜よりなる過工程ＡによりSS
分の除去、菌の除去をほぼ完全に行ない、最後に
濃縮工程６を経て精製異性化糖液を得るのが本発
明の方法である。すなわち本発明の方法の特徴は
従来方法の第１図と対比すれば明らかなごとく、
従来方法における活性炭の添加工程３、プレスフ
イルター工程４およびフイルター工程５の煩雑な
工程を、平均孔径0.01〜1μの微細多孔質中空繊維
による過工程に置き替えたことおよびそれによ
つて前記したとおりの従来方法の欠点を一挙に改
善したことにある。

さらに本発明の方法によれば平均孔径0.01〜1μ
の微細多孔質中空繊維を用いることにより、過
効果の点、とくに除菌性の点で第１図に示すよう
な従来方法にくらべ、はるかに優れており、また
中空繊維膜の孔径は特開昭51−101141号公報に記
載の限外過膜のような極めて微細なものではな
く、ある程度の大きさを有しているので、中空繊
維膜の孔が目詰りして過能力がおちた場合で
も、空気逆洗などにより過能力を再生させるこ
とができる。そのために中空繊維膜の寿命が長く
６ケ月〜２年取替えが不要である。また中空繊維
膜を薬液により洗浄することが可能なため、空気
逆洗などでは完全には除去しえなかつたSS分も
完全に除去して膜再生を行なうとともに、過液
側を間けつ的に殺菌できるので、増殖もおさえる
ことができる。さらにまた中空繊維膜であるため
膜面積を大きくとれるので、大規模な工業装置に
も容易に適用しうるという利点もある。このよう
に本発明の方法の工業的価値の大きさは著しいも
のである。

本発明で用いる中空繊維膜の平均孔径は0.01〜
1μであることが必須であり、0.01μ未満では目詰
りがしやすく、またフラツクスが低下し、精製能
率は著しく悪くなる。また1μを越えるものでは
SS分および菌の除去を完全に行なうことができ
ない。フラツクスを低下させず、しかもSS分お
よび菌の除去をより完全に行なうには平均孔径
0.02〜0.2μのものが好ましい。なおここにいう平
均孔径とはコロイダルシリカ、エマルジヨン、ラ
テツクスなど粒子径既知の各種基準物質を中空繊
維膜で過した際その90％が排除される基準物質
の粒子径をいう。また孔径は均一であることが好
ましい。

中空繊維膜としては酢酸セルローズ系、ポリア
クリロニトリル系、ポリメタクリル酸エステル
系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリビニル
アルコール系、ポリオレフイン系、ポリスルホン
系などの素材を通常の紡糸方法（湿式法、乾式
法、溶融法など）により得たものなどがあげられ
る。

ここで系とは30モル％、場合によつては20モル
％未満の他の素材を共重合したもの、あるいは30
重量％、場合によつては20重量％未満の他の素材
をブレンドしたものを含むことを意味する。この
うちとくにポリビニルアルコール系の中空繊維膜
が、広範囲のPH領域にわたつて安定であることな
どの理由により好ましく、さらに過工程の過
温度を高温にすれば処理温度が高まるため50〜90
℃の熱水に耐える中空繊維膜であれば一層望まし
い。この理由によりポリビニルアルコール系の中
空繊維膜の中でも特開昭52−21420、同54−
117380に記載されているような耐熱性があり、し
かも機械的特性の優れた、たとえばグルタルアル
デヒドのような多価アルデヒドによる架橋化ポリ
ビニルアルコール系中空繊維、あるいはホルムア
ルデヒドのようなモノアルデヒドとグルタルアル
デヒドのような多価アルデヒドによる架橋化ポリ
ビニルアルコール系中空繊維が効果的である。ま
た中空繊維膜の外径は200〜3000μ、好ましくは
500〜2000μ、膜厚は50〜500μ、好ましくは100〜
400μである。さらに本発明においては中空繊維
膜はモジユール化されて、過工程において使用
される。モジユールの型としては多数本（数十〜
数十万本）の中空繊維膜を束ねてモジユール内で
Ｕ字型にしたもの、あるいは中空繊維束の一端を
適当なシール材により一括封止したもの、または
一端を適当なシール材により中空繊維膜を一本一
本フリー状態で封止したものあるいは中空繊維膜
の両端を開口したものなどがある。このなかでも
一端をフリー状態で封止したものが好ましい。ま
た糖液は中空繊維膜の内側（内圧式）あるいは外
側（外圧式）のいづれかに流すことによつて過
されるが、なかんずく外圧式の方が好ましい。

本発明においてでんぷん転化糖液とは第２図に
示すような異性化糖液あるいはブドウ糖液がその
代表的なものであり、本発明の方法は第２図に示
すような異性化糖液の精製に著しい効果を示すも
のである。

また脱色としては従来よりよく用いられている
活性炭による脱色が代表的なものとしてあげら
れ、また脱塩とは従来よりよく用いられているイ
オン交換樹脂による脱塩が代表的なものとしてあ
げられる。また脱色および／または脱塩処理する
とはこれらのいづれかの処理をすること、あるい
は脱色したあと脱塩処理すること、あるいは脱塩
したあと脱色処理することを意味する。この場
合、脱色または脱塩の前に、または脱色および脱
塩の前あるいは中間において適宜過工程を入れ
ることは自由である。

でんぷん転化糖液が異性化糖液である場合は、
通常異性化糖液を第２図に示すとおり脱塩（イオ
ン交換樹脂を使用）したあと、中空繊維膜による
過工程で処理することになる。またでんぷん転
化糖液がブドウ糖液の場合は、まず前処理とし
て、糖化液を過（珪藻土などを使用）し、次い
で必要ならばもう一度過（たとえば前述した中
空繊維膜を使用）し、次に活性炭により脱色およ
び脱脂し、次に必要ならばもう一度過（たとえ
ば前述した中空繊維膜を使用）したあと、本発明
の工程であるイオン交換樹脂により脱塩し、ある
程度精製されたブドウ糖液をさらに中空繊維膜に
よる過工程で高度に精製することになる。この
場合処理後のブドウ糖液は第２図に示す異性化糖
液のときと同様に濃縮工程を経て精製ブドウ糖液
となる。

このように異性化糖液、ブドウ糖液などのでん
ぷん転化糖液を脱色および／または脱塩処理して
得られるある程度精製された糖液の濁度は前処理
の程度により0.02〜0.9である。ここにいう濁度
とは100mmセルを使用した際の720ｍμの波長にお
ける吸光度のことをいう。

濁度が0.2以上であればJASの規格を逸脱する
のでさらに精製する必要があり、0.2以下でもさ
らに高度の液性を必要とする場合には、これを平
均孔径0.01〜1μの中空繊維膜による過工程にお
いて過温度50〜90゜で処理することにより、濁
度0.05以下、場合によつては0.02以下のきわめて
透明度（テリ）の優れた高度に精製された転化糖
液を得ることができる。

中空繊維膜による過工程において処理される
糖液の濃度は効率および粘度の点より25〜
75Brix、好ましくは30〜60Brixであり、高Brix
になるに従い高温で過することが粘度の点より
好ましい。たとえば20℃と60℃の粘度が各々9cp
と3cpである糖液では過温度が20℃より60℃の
方が約３倍の過速度となり、高温過が非常に
有効である。さらにまた一部の耐熱性菌を除いて
は55℃以上では死滅するので微生物対策の点でも
高温過は有利である。

また本発明においては中空繊維膜による過工
程を0.5〜４Kg／cm²の気体（場合によつては無菌
的な気体）により逆洗して中空繊維膜に付着した
SS分などを除去することができる。0.5Kg／cm²以
下の気体では逆洗効果は充分でないし、また４
Kg／cm²以上では圧力が高過ぎ、省エネルギーおよ
びシステムとしての耐圧性の点で好ましくなく、
さらに場合によつては中空繊維膜が破壊される恐
れがある。ここで気体とは空気がその代表的なも
のである。また中空繊維膜による過工程後ある
いは逆洗工程後に中空繊維膜を薬液洗浄して中空
繊維膜に付着した有機物および／または無機物な
どを除去することもできる。ここで薬液洗浄とは
付着した有機物および／または無機物を除去する
ために苛性ソーダで処理する方法、あるいは付着
した金属類を除去するために酸（塩酸、硫酸など
の無機酸、あるいは蟻酸、修酸、スルフアミン酸
などの有機酸：好ましくは塩酸）で処理する方
法、あるいは苛性ソーダで処理し、次いで酸で処
理する方法または酸で処理し、次で苛性ソーダで
処理する方法などである。とくに50〜90℃の熱ア
ルカリ液で膜を再生することはきわめて有効であ
る。また中空繊維膜による過工程を水洗するこ
とももちろん可能である。

これらの気体による逆洗、薬液洗浄あるいは水
洗などの洗浄はシーケンスコントロールにより適
宜行なうことができる。たとえば気体による逆洗
を複数回行なつたあとで、必要ならば水洗も１な
いし複数回行ない、薬液洗浄を１回行なうという
一連の洗浄工程をシーケンスコントロールにより
連続的に繰返し、それによつて中空繊維膜による
過工程と過工程の洗浄工程とを交互に繰り返
しながら長期間安定的に運転することができる。
また過工程と逆洗工程をシーケンスコントロー
ルで連続的に繰り返し目詰りが多くなつた所で手
動で薬洗するいわゆるセレクトスイツチ方式で長
期間安定的に運転することもできる。

以上述べた如く本発明は従来法では得られない
優れた品質の糖液を自動的に得ることができ、し
かも工業的大規模スケールにも容易に適用できる
という点で大きな特長を有している。

本発明はシヨ糖の転化糖シロツプ、シヨ糖シロ
ツプ、水あめ、シヨ糖糖蜜、シヨ糖廃糖蜜などの
処理にも適用できる。

次に本発明を実施例によりさらに具体的に説明
する。

実施例 １ 糖化液を過（珪藻土を使用）し、脱色（活性
炭を使用）し、次いで脱塩（イオン交換樹脂を使
用）して得られたブドウ糖液（Brix50、濁度0.5、
生菌数2000コ／c.c.）をグルタルアルデヒドおよび
ホルムアルデヒドにより架橋化して得られた耐熱
性ポリビニルアルコール系中空繊維膜（平均孔径
0.1μ、均一微細構造、外径800μ、内径400μ）を用
いたモジユール（中空繊維束の一端をフリー状態
で封止したもので、外圧式のモジユール）によ
り、過温度70℃で過したところ、過液は濁
度0.02、生菌数が０コ／c.c.（標準寒天培養地で37
℃、48時間培養後に測定）となり、一工程で高度
に精製されたブドウ糖液が得られた。

実施例 ２ 実施例１で用いたのと同じ耐熱性ポリビニルア
ルコール系中空繊維１ｍ長のもの3000本をバンド
ル化して７m²の膜面積を有するエレメント（中空
繊維束の一端をフリー状態で封止したもの）を得
た。このエレメント55本を着脱可能なモジユール
タンクにセツトした。このようなモジユールタン
クを２基（したがつて合計のエレメント数は110
本、総膜面積770m²）製作した。

一方異性化した液を脱塩（イオン交換樹脂を使
用）して得られた異性化糖液（Brix42、濁度0.1、
生菌数300コ／c.c.）を上記モジユールタンク２基
を用いて外圧式により、６ケ月間連続処理を行な
つた。

この際過温度は60℃とし、過工程60分と
2.0Kg／cm²の無菌空気による逆洗工程３分をシー
ケンスコントロールし、過と逆洗の繰返しを９
回実施してから、60℃の２％苛性ソーダと20℃の
0.5％塩酸による薬洗工程を入れた。この一連の
工程を繰り返し行ない、６ケ月間連続的に実施し
た。

その結果、逆洗時間および薬洗時間を含めて平
均12m²／時間の過液が得られ、その過液の濁
度は平均0.02、生菌数は０〜１コ／c.c.であり、高
度に精製された異性化糖液が自動的に得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法による異性化糖液の精製工程
を示し、第２図は本発明の方法による異性化糖液
の精製工程を示す。 １……異性化糖液、２……脱塩工程、３……活
性炭添加工程、４……プレスフイルター工程、５
……チエツクフイルター工程、６……濃縮工程、
７……精製異性化糖液、Ａ……中空繊維膜による
過工程。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ でんぷん転化糖液を脱色および／または脱塩
   処理して得られる濁度0.02〜0.9の糖液をさらに
   平均孔径0.01〜1μの微細多孔質中空繊維膜により
   濁度0.05以下に過することを特徴とするでんぷ
   ん転化糖液の高度精製方法。 ２ でんぷん転化糖液が異性化糖液である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３ でんぷん転化糖液がブドウ糖液である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４ 微細多孔質中空繊維膜がポリビニルアルコー
   ル系中空繊維膜である特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項記載の方法。 ５ 微細多孔質中空繊維膜による過工程と、そ
   の工程を0.5〜４Kg／cm²の気体により逆洗する工
   程をシーケンスコントロールする特許請求の範囲
   第１、第２、第３または第４項記載の方法。 ６ 微細多孔質中空繊維膜による過工程と、そ
   の工程を苛性ソーダおよび／または酸により薬液
   洗浄する工程を含む特許請求の範囲第１、第２、
   第３、第４または第５項記載の方法。 ７ 微細多孔質中空繊維膜による過工程の過
   温度が50〜90℃である特許請求の範囲第１、第
   ２、第３、第４、第５または第６項記載の方法。