JPH01256400A

JPH01256400A - 糖液処理に用いるカチオン塔

Info

Publication number: JPH01256400A
Application number: JP63083720A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamamoto; 明山本; Yoichi Kojima; 小島　陽一; Akihisa Mochizuki; 望月　章久
Original assignee: Japan Maize Products Co Ltd; Nihon Shokuhin Kako Co Ltd
Current assignee: Japan Maize Products Co Ltd; Nihon Shokuhin Kako Co Ltd
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1989-10-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、蔗ａ液、ブドウ糖液、果糖液、ブドウ糖と果
糖の混合糖液、水飴、蜂蜜等の各種の糖液の処理に用い
るカチオン塔に関するものである。

［従来の技術Ｊｐ糖液、ブドウＷＮ液、果糖液、ブドウ糖と果糖の混合
糖液、水飴、蜂蜜等の各種の糖液を精製する場合、通常
、糖液中のカチオンを除去するためのカチオン塔、糖液
中のアニオンを除去するためのアニオン塔が用いられ、
またこれらの両塔の処理Ｆ液をさらに処理するために、
両塔の後段にカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を混
合して用いる混床塔が用いられることがある。

これらのアニオン塔あるいは混床塔に用いられる各種の
アニオン交換樹脂は糖液中の無機アニオンおよび色素成
分等の有機物を除去するものであるが、サイクルを重ね
るとともに当該アニオン交換樹脂か有機物汚染を受けて
その性能が低下するのでこれを防止するために、あるい
は元来アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂では除
去しにくい有機物をあらかじめ除去するために、有機物
吸着樹脂を充填した有機物吸着塔が用いられることがあ
る。

すなわち、先に糖液を有機物吸着塔に通液して糖液中の
有機物をあらかじめ除去し、次いでカチオン塔、アニオ
ン塔、あるいはアニオンＩｇ、カチオン塔の順に通液し
、そして場合によっては次いで混床塔で処理するもので
ある。

このような有機物吸着塔を用いる従来のブドウ糖精製装
置のフローは第２図に示した通りである。

すなわち、粗製ブドウ糖をプレコートフィルターやフィ
ルタープレス等の濾過装置（図示せず）で処理して懸濁
物を除去し、次いで粒状活性炭や粉状活性炭を用いる吸
着装置（図示せず）で有機物を荒取りし、このような前
処理装置を経て処理されたブドウ糖原液ｌを原液槽２に
滞留させる。

次いで原液ポンプ３を用いて有機物吸着樹脂４を充填し
た有機物吸着塔５にブドウ糖原液１を通液して、原液中
に残留する色素成分、蛋白質、それ自身は色を呈してい
ないがｐｉｌ、４度等の条件により容易に色素成分に化
学変化するハイドロモノフルフラール（）ＩＭｓ）等の
各種の有機物を吸着し、その処理液を一次処理液槽６に
滞留させる。

次いで一次ポンブ７を用いて当該槽６内の処理ブドウ糖
液をカチオン交換樹脂８を充填したカチオンｖ、９、次
いでアニオン交換樹脂１０を充填したアニオン塔１１に
順に通液して糖液中の無機カチオン、無機アニオンおよ
び残留する少量の色素成分等の有機物を除去し、その処
理液を二次処理液槽１２に滞留させる。

次いで二次ポンプ１３を用いて当該槽１２内の処理ブド
ウ糖液をカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹
脂１４を充填した混床塔１５に通液して、残留する微量
のカチオン、アニオン、有機物を除去し、その処理液を
精製ブドウ糖液滞留槽１６に滞留させる。なお、当該槽
１６内の精製ブドウＦｉｍ１８は移送ポンプ１７によっ
てたとえば濃縮装置（図示せず）等に移送される。

また、上述した通液処理を行なった後、以下のような再
生工程を行なう。

すなわち、有機物吸着塔５においては、常法により当該
吸着塔５内の糖液を水で置換するスィートニングオフを
行なった後に、逆洗、沈整を行ない、再生剤としてたと
えば水酸化ナトリウム溶液、塩化ナトリウム溶液、水酸
化ナトリウムと塩化ナトリウム溶液の混合溶液等を通液
して、吸着した有機物を脱着し、常法により押し出し、
洗浄を行なう。

また、カチオン塔９においては、常法によりスィートニ
ングオフ、逆洗、沈整、再生剤としての塩酸あるいは硫
酸の通液、押し出し、洗浄を順に行ない、また、アニオ
ン塔１１においては常法によりスィートニングオフ、逆
洗、沈整、再生剤としての水酸化ナトリウム溶液の通液
、押し出し、洗浄を順に行なう。

さらに、混床塔１４においては常法によりスィートニン
グオフを行なった後、逆洗、沈整を行なってカチオン交
換樹脂を下層に、アニオン交換樹脂を上層に分離して、
当該カチオン交換樹脂には再生剤として塩酸あるいは硫
酸を通液するとともに押し出し、洗浄を行ない、また当
該アニオン交換樹脂には再生剤として水酸化ナトリウム
溶液を通液するとともに押し出し、洗浄を行ない、次い
で両イオン交換樹脂を混合する。

各項において以上のような再生工程を行なった後、スィ
ートニングオンを行ない、次いで前述した糖液の通液処
理を行なう。

このように各項は糖液の通液処理と再生工程を交互に行
なうが、有機物吸着樹脂と各イオン交換樹脂の吸着容量
の関係から有機物吸着塔５と、カチオン塔９、アニオン
塔１１．混床塔１５の３塔との糖液通液処理時間に差が
ある。

すなわち、−数的には有機物吸着塔５の前記通液時間は
７２時間（３日）〜１６８時間（７日）に対して、前述
した３塔の通液時間は１２時間〜２４時間である。

ところで、有機物吸着樹脂４がその吸着の対象とする有
機物は糖液中に含まれる比較的高分子の有機物であり、
当該吸着樹脂５に吸着された有機物をなるべく早く脱着
した方が望ましい。

というのは時間が経れば経るだけ、当該有機物が吸着樹
脂の粒子内の奥まで拡散して行き、より脱着しずらくな
る傾向となるからである。

さらに、第２図に示したごとく有機物吸着樹脂を用いる
処理装置は塔数が４塔、ポンプが４台および槽を４槽も
必要とし、設備費が嵩むし、設置面積も広くなるという
欠点を有している。

「発明が解決しようとする課題」本発明は、有機物吸着樹脂を用いる糖液の処理装置に関
する上述した問題点に鑑みてなされたもので、有機物吸
着樹脂に吸着させた有機物をなるべく速やかに脱着する
ことによって、当該樹脂粒子の奥まで有機物を拡散させ
ないようにして当該樹脂に有機物が蓄積することを防止
するとともに、装置の設備費、および設置面積を削減す
ることを目的とする。

「課題を解決するための手段」かかる目的を達成するために、本発明者等は種々検討を
行なった結果、有機物吸着樹脂の密度はカチオン塔に用
いるカチオン交換樹脂の密度と比較して小さく、逆洗に
より容易に二層に分離が可能であること、およびカチオ
ン交換樹脂の上部に有機物吸着樹脂を積層させた複層床
に糖液な下降流で通すことによっても、当該有機物吸＠
樹脂は充分に有機物を吸着する能力を発揮することを知
見した。

本発明は、かかる知見に基づくもので、糖液の脱カチオ
ンを行なうカチオン塔において、当該カチオン塔のカチ
オン交換樹脂充填層の上層に、有機物吸着樹脂充填層を
形成して複層床とし、さらに有機物吸着樹脂充填層の上
方に被処理糖液の流入管を、カチオン交換樹脂充填層の
下方に処理糖液の流出管をそれぞれ設けたことを特徴と
する糖液処理に用いるカチオン塔に関するものである。

「作用」カチオン交換樹脂充填層の上層に、有機物吸着樹脂充填
層を形成して複層床としたので、被処理糖液を有機物吸
着樹脂層、カチオン交換樹脂層の順に一貫して通液する
ことにより、ｍ−の塔で有機物の吸着とカチオン物質の
除去を行なうことができる。また、有機物吸着樹脂の再
生をカチオン交換樹脂の再生と合わせて行なうことによ
り、従来に比較して有機物吸着樹脂の再生頻度が大とな
るので、当該吸着樹脂に吸着された有機物が粒子の奥ま
で拡散する以前に脱着することが可能となり、当該吸着
樹脂に有機物が蓄積することを効果的に防止することが
できる。

「実施例」以下に本発明の実施例を図面にしたがって詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例によるカチオン塔の構造を示
す説明図であり、カチオン塔１９の下層にカチオン交換
樹脂８の充填層を形成し、その上部に有機物吸着樹脂４
の充填層を形成して複層床とする。

カチオン塔１９の上部、すなわち有機物吸着樹脂４の充
填層の上方に第１デイストリビユータ２０を内設し、当
該第１デイストリビユータ２０に被処理糖液の流入管２
Ｉを連通ずる。また、カチオン塔１９の下部、すなわち
カチオン交換樹脂８の充填層の下方に処理糖液の流出管
２２を設ける。

また、有機物吸着樹脂４の充填層のやや上方に第２デイ
ストリビユータ２３を内設し、当該第２デイストリビユ
ータ２３に再生剤流入管２４Ａを連通ずる。

さらに、有機物吸着樹脂４の充填層とカチオン交換樹脂
８の充填層の境界面にコレクタ２５を内設し、当該コレ
クタ２５に再生廃液流出管２６を連通ずる。また、被処
理糖液の流入管２１に水の流入管２７、逆洗水排出管２
８を分岐して連通ずるとともに、処理糖液の流出管２２
に、逆洗水流人管２９．再生剤流入管２４Ｂ、ブロー管
３０、薄物流出管３１をそれぞれ分岐して連通ずる。さ
らにカチオン塔１９の最上部に空気流入管３２を連通ず
るとともに、空気流入管３２に空気抜き管３３を分岐し
て連通ずる。

なお、３４はイオン交換樹脂等の充填粒子は通過させず
、液体は通過させる多孔板であり、３５は目皿を示し、
また３６ないし４８はそれぞれ弁を示す。

次に、本発明によるカチオン塔の操作を説明する。

まず、糖液を処理する場合は以下の操作を行なう、すな
わち、弁３９．４０および弁４６を開口して空気流入管
３２から圧縮空気を流入し、有機物吸着樹脂４充填層の
上方のフリーボード内に存在する水を樹脂面までブロー
管３０から排出する。

次いで、弁３９は開口したまま、弁４０、弁４６を閉じ
るとともに、弁４１、弁３６、弁４７を開口し、被処理
Ｆ液の流入管２１から被処理糖液な流入して充填層内の
水を糖液と置換（スィートニングオン）し、薄物液を薄
物流出管３１力；ら流出させる。なお５本操作中にフリ
ーボード内が糖液で満たされたら弁３９、弁４１を閉じ
る。また、前記流出管３１から流出する糖液の濃度が被
処理糖液とほぼ同じ濃度になった時点で、弁３６は開口
したまま、弁４７を閉じるとともに弁４８を開口し、処
理糖液を処理糖液の流出管２２から流出させる通液を行
なう。当該通液処理により被処理糖液は有機物吸着樹脂
４、次いでカチオン交換樹脂８を通過するので、被処理
糖液中の色素成分、蛋白質、前述のハイドロモノフルフ
ラール等の有機物が有機物吸着樹脂４に吸着され、また
被処理糖液中の無機カチオン等のカチオン物質が除去さ
れる。処理糖液の流出管２２から流出した糖液は、続い
てアニオン塔１１（第２図参照）、また、必要に応じ混
床塔１５（第２図９照）で処理する。

このような通液処理をあらかじめ定めた時間（定体積あ
るいはブレークスルー点）で行なった後、以下の再生工
程を行なう。

すなわち、弁４８を開口したまま弁３６を閉じるととも
に、弁３９、弁４０を開口し、空気流入管３２から圧縮
空気を流入し、フリーボード内の糖液な樹脂面まで抜（
６次いで、弁４０、弁４８を閉じるとともに弁４１．弁
３７、弁４７を開口して、水の流入管２７から水を流入
し、充填層内の糖液を水と置換（スィートニングオ〕）
し、薄物液を薄物流出管３１から流出させる。なお１本
操作中にフリーボード内が水で満たされたら弁３９、弁
４１を閉じる。また、前記流出管３１から流出する液体
に糖がほとんど含まれなくなる時点で弁３７、弁４７を
閉じ、弁４４、弁３８を開口し、逆洗水流入管２９から
逆洗水を流入し、カチオン交換樹脂８、有機物吸着樹脂
４を常法により逆洗し、逆洗排水を逆洗水排出管２８か
ら流出させる。規定時間逆洗を行なった後、弁４４、弁
３８を閉じ、逆洗水の流入を止めて沈整を行なう。

カチオン交換樹脂８の密度より有機物吸着樹脂の密度は
小さいので、前述の逆洗、沈整により。

下層がカチオン交換樹脂８層および上層が有機物吸着樹
脂４層となった複層床が形成される。

このような逆洗、沈整を行なった後、続いて有機物吸着
樹脂４とカチオン交換樹脂８の再生を行なう。

すなわち、弁４２、弁４３．弁４５を開口し、再生剤流
入管２４Ａから水酸化ナトリウム溶液、塩化ナトリウム
溶液、水酸化ナトリウムと塩化ナトリウム溶液の混合？
８液等の再生剤を再生剤流入管２４Ａから流入するとと
もに、支持水を再生剤流入管２４Ｂから流入し、再生廃
液を再生廃液流出管２６から流出させる。

次いで、弁の開口はそのままで、常法により再生剤流入
管２４Ａから押し出し水を流入する。なお、前記再生剤
および押し出し水を５０℃前後に加温しても差し支えな
い、当該再生工程により、有機物吸着樹脂４に吸着され
た有機物が脱着される。

次に、弁４２、弁４３、弁４５の開口はそのままで、再
生剤流入管２４Ｂから塩酸、硫酸等の再生剤を流入する
とともに再生剤流入管２４Ａから支持水を流入し、再生
廃液を再生廃液流出管２６から流出させる０次いで、弁
の開口はそのままで常法により再生剤流入管２４Ｂから
押し出し水を流入する。

当該再生工程によりカチオン交換樹脂８に吸着されたカ
チオン物質が脱着される。

次に、弁４３を開口したまま弁４２、弁４５を閉じ、弁
３７、弁４４を開口し、水の流入管２７、逆洗水流入管
４４から洗浄水を流入し、洗浄廃水を再生廃液流出管２
６から流出し、両樹脂の洗浄を行なう。また、当該洗浄
か終了した後、弁３７は開口したまま弁４３、弁４４を
閉し、弁４６を開口して、洗浄水を水の流入管２７から
流入し、洗浄廃水をブロー管３０から流出させる一貫洗
浄を必要に応して行なう。

以上が再生工程であり、当該再生工程が終了した後、前
述したスィートニングオンを行ない、再び糖液の通液を
行なう。

本発明に用いる有機物吸着樹脂４としては、被処理ＦＭ
中の色素成分、蛋白質、ハイドロモノフルフラール等の
各種の有機物を吸着することのできるものであればいか
なるものも用いることができ、例えば［アンバーライト
Ｉ　ＲＡ−４０１、ＸＡＤ−２、Ｉ　ＲＡ−９３４（商
品名、ローム・アンド・ハース社製）、［有機物吸着樹
脂Ｈ８、ＫＳＪ　　（商品名、北越炭素■製）、［ダイ
ヤイオンＷＡ−３０Ｊ　　（商品名、三菱化成工業■製
）等を用いることができる。

また、本発明に用いるカチオン交換樹脂８としては、「
アンバーライトＩＲ−１２０、ＩＲ−１２０ＢＪ　　（
商品名、ローム・アンド・ハース社製）、［ダイヤイオ
ン５ＫＩＢＪ（商品名、三菱化成工業■製）、ｒＤｕｏ
　Ｉ　ｉ　ｔｅ　　Ｃ−２０Ｊ（商品名、ダイヤモンド
・シャムロツタ社製）等の強酸性カチオン交換樹脂を用
いることが好ましく、場合によっては弱酸性カチオン交
換樹脂を用いることもできる。

「発明の効果」以上説明したごとく、本発明のカチオン塔は、カチオン
交換樹脂層の上方に有機物吸着樹脂を充填した複層床と
し、被処理糖液を有機物吸着樹脂層、カチオン交換樹脂
層の順に一貫して通液するので、単一の塔で有機物の吸
着とカチオン物質の除去を行なうことができる。

したがって、第２図に示した従来必要とされていた有機
物吸着塔５、−次処理液槽６、−次ボンブ７を省略する
ことが可能となり、装置の設備費を削減できるとともに
、設置面積を減少させることができる。また、有機物吸
着樹脂の再生をカチオン交換樹脂の再生と合わせること
により、従来に比較して有機物吸着樹脂の再生頻度が大
となるので、当該吸着樹脂に吸着された有機物が粒子の
奥まで拡散する以前に脱着することが可能となり、当該
吸着樹脂に有機物が蓄積することを効果的に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のカチオン塔の構造を示す説
明図であり、第２図は従来のブドウｒＰｊ精製装置のフ
ローを示す説明図である。１・・・ブドウ糖原液　　　２・・・原液槽３・・・原
液ポンプ　　　　４・・・有機物吸着樹脂５・・・有機
物吸着塔　　　６・・・−次処理液槽７・・−一次ボン
ブ　　　　８・・−カチオン交換樹脂９・・−カチオン
ｔ７４　　　　Ｉｏ・・・アニオン交換樹脂１１・・・
アニオン塔　　　１２・・・二次処理液槽１３・・・二
次ポンプ　　　１４・・・混合樹脂１５・・−混床塔１６・・・精製ブドウ糖液滞留槽１７・・−移送ポンプ　　　１８・・・精製ブドウ糖液
１９・・・カチオン物質苔２０・・・第１デイストリビユータ２１・・・被処理糖液の流入管２２・・・処理糖液の流出管２３・・・第２デイストリビユータ２４・・−再生剤流入管　　２５・・・コレクタ２６・
・・再生廃液流出管　２７・・・水の流入管２８・・・
逆洗水排出管　　２９・・・逆洗水流入管３０・・・ブ
ロー管　　　　３１・・・薄物流出管３２・・・空気流
入管　　　３３・・・空気抜き管３４・・・多孔板　　
　　　３５・・・目皿３６〜４８・・・弁特許出願人　　　日本食品化工株式会社同代理人　　　
弁理士　松井　茂第１図手続上１３正書（自発）昭和６３年　５月１２０

Claims

【特許請求の範囲】

糖液の脱カチオンを行なうカチオン塔において、当該カ
チオン塔のカチオン交換樹脂充填層の上層に、有機物吸
着樹脂充填層を形成して複層床とし、さらに有機物吸着
樹脂充填層の上方に被処理糖液の流入管を、カチオン交
換樹脂充填層の下方に処理糖液の流出管をそれぞれ設け
たことを特徴とする糖液処理に用いるカチオン塔。