JPH0356720B2

JPH0356720B2 -

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Publication number: JPH0356720B2
Application number: JP25991984A
Authority: JP
Priority date: 1984-12-11
Filing date: 1984-12-11
Publication date: 1991-08-29
Also published as: JPS61139400A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、製糖工場の製造工程中途の糖蜜また
は廃糖蜜の清浄法に関するもので、詳しくは、糖
蜜に水酸化カルシウムを加えて高アルカリ調整
し、これにイソプロピルアルコールを加えて高ア
ルカリ、高アルコール含有下で凝集する色素、多
糖類、２価以上のカルシウム、マグネシウム、ケ
イ酸、硫酸根等の無機塩類を沈澱濾別した後、炭
酸ガスにより残留カルシウムを炭酸カルシウムに
形成させて濾別除去し、さらに電気透析装置を用
いて残存塩類を除去精製する糖蜜の精製方法に関
するものである。

（従来の技術）甘蔗、甜菜等を原料とする製糖、あるいは糖の
精製においては、糖結晶の分離母液である糖蜜
は、通常、糖結晶が経済的に晶析回収しうるま
で、３回以上、数回にわたつて繰返し煎糖分離を
行なつて得られるものであるが、通常、かゝる操
作を複数回繰返して行なうと、糖蜜中の糖分は
徐々に減少していく反面、蔗糖以外の粘性多糖
類、ゴム質物、色素、還元糖、蛋白糖、無機塩類
等が濃縮されて来て、煎糖による糖の回収率が極
度に低下していき、逆には経済的な回収操作が困
難となる。廃糖蜜は、これらの回収操作が経済的
に限度に来た末に工程系外に排出されてくるもの
であるが、それにも拘らず、これには、通常、蔗
糖が30％内外、還元糖を含めると50％以上もの糖
分を含有しており、製糖工場における有価物損失
の最大のものとなつている。

（発明が解決しようとする問題点）このような実状に鑑み、製糖工場では古くから
多くの清浄技術が模索研究されて来たが、その多
くは、純糖率が50〜60％以上の、廃糖蜜に比べれ
ば比較的純度の高い糖液を清浄して再結晶法を適
用する方法か、あるいは、低純度糖液の清浄をす
るにしても、純糖率アツプがせいぜい10ポイント
以下の効果しかなく、これを用いて再結晶法を適
用して蔗糖の回収を行なうことは困難であるた
め、そのまゝ醗酵原料としたり、その他蔗糖を回
収せずに利用されることが多かつた。例えば前者
の例としては、石灰清浄法、炭酸飽充法、燐酸清
浄法あるいはイオン交換法等が挙げられ、また、
後者の例としては、遠心分離や限外濾過膜分離法
等を挙げることができる。たゞ、高純糖率アツプ
のごく特殊な方法としてイオンクロスト分離法を
挙げることができるが、この方法の場合、処理液
が極度に低濃度となつてエネルギー多消費となる
上に、除去排出した排水中の色素類が微生物処理
上、困難であり、濃縮焼却あるいは外洋投棄に多
額の費用を要する等、多くの難点があり、いまな
お、これらの問題点の解決に多くの努力が傾けら
れている現状にある。

ところで、糖蜜、とくに廃糖蜜の場合、不純物
が高濃度に濃縮されて糖分純度が余りにも低く過
ぎるために、これを清浄して再び再結晶法により
糖回収をしようとする場合、10または15ポイント
程度の純糖率アツプでは、１段の煎糖分離程度し
か期待できず、糖回収による経済性はきわめて低
い。これに対して、清浄処理により純糖率を30ポ
イント近く上げられれば２段煎糖分離が可能とな
るために、経済性はきわめて高くなつてくる。製
糖工場、とくに甘蔗糖工場では、従来、このよう
な清浄効果の優れた方法が開発されていなかつた
ために、原料当り３％という大量の廃糖蜜を排出
させられているが、もし、このような高清浄効率
の方法が見出せれば、蔗糖回収率は大きく改善さ
れることになる。

そこで、このような観点から発明者等は、さき
に甘蔗糖蜜に関して電気透析による脱塩清浄法の
発明を完成し、これを開示した（特公昭58−
53920号）。しかし、この方法では、多量に含有さ
れる廃糖蜜色素類を工程系外に排出した場合、排
水処理に膨大な費用を要するので、主として塩類
のみを除去し、糖回収率を50％以下として、色素
その他の不純物は不本意ながら糖蜜中に残留させ
る方法を採用することにより、一応実用化される
に至つた。したがつて、この方法は糖分を撤底的
に回収する上からは、なお問題を残している。そ
こで、さらにこれらの問題を解決すべく研究を重
ねた結果、純糖率アツプが30ポイント以上とな
り、２段煎糖分離再結晶法が採用可能となるため
に、糖回収率を大巾に向上させることができ、さ
らに公害防止対策上、何らの問題を残すことなく
解決でき、しかも清浄効果のきわめて高い本発明
を完成した。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するため採られた本発明にお
ける手段は、次のとおりである。まず、前段とし
て、あらかじめ糖蜜濃度を50％程度に希釈し、含
有懸濁物質を遠心分離法によりスラツジとして除
去する。この操作は、本発明にとつて必ずしも必
須の工程ではないが、懸濁物質の多いものにあつ
ては、次工程におけるスラツジ量もかなりのもの
となるので、スラツジ中のアルコール分と糖分の
回収処理上、前もつてスラツジ量を減少させてお
く方が望ましい。

次に、上記操作により得た遠心分離清澄液に水
を加えて、ブリツクス度（固形分濃度）20〜35％
程度に希釈し、次いで13％程度の石灰乳でPHを
10.0〜12.5に調整し、この希釈糖蜜量に対して1.5
〜4.0倍量の85〜95％イソプロピルアルコールを
混合撹拌し、直ちに生じてくる凝集沈澱物を沈澱
槽もしくは濾過装置により除去し清澄化する。清
澄液となつた糖、アルコール混合液は、真空蒸発
（留）装置を用い、まず、第１段装置によりブリ
ツクス度30〜35％まで濃縮して主としてアルコー
ル分を回収し、次に第２段蒸発装置により水分の
みを蒸発除去してブリツクス度50〜60％に濃縮
し、これを加温下、炭酸ガス飽充装置でPH7.5〜
8.5になるまで炭酸ガスを飽充し、生じた炭酸カ
ルシウムを珪藻土濾過により除去清澄化する。而
して、この炭酸飽充処理後の液は灰分レベルが高
いので、電気透析装置により約50〜70％脱塩す
る。

この一連の操作により、廃糖蜜であれば、通
常、純糖率が28〜32ポイントも上昇し、脱色率が
85〜90％程度、多糖類及びオリゴ糖の除去率70〜
75％、MgO、SO₄、SiO₂等の無機塩類が75〜90
％程度と、抜群の清浄効果を発揮する。一方、蔗
糖、ブドウ糖、ビタミン、アミノ酸類の損失は10
％以下と少ない。たゞし、果糖のみは、約50〜60
％程度分解もしくは除去されて減少する。

続いて、本発明の特徴について詳述する。ま
ず、石灰乳を添加してPH調整をする前の遠心分離
清澄液の希釈濃度であるが、アルコール処理後の
再濃縮を考慮すれば、濃度は極力濃い方が望まし
いと云える。ところが、糖蜜含有不純物の大部分
は、例えば、色素、ガム物質、デキストラン、ポ
リフエノール類等、粘の強いものが多く、このよ
うな不純物が多ければ多いほど凝集沈澱スラツジ
の粘度が高くなるため、取扱い操作が困難とな
る。希釈糖蜜の濃度が高い場合、添加石灰当りの
粘性不純物が多いために、粘度が高くなるので、
糖蜜希釈濃度は通常ブリツクス度25％程度が望ま
しいと云える。また、処理PHは、第１図の如く清
浄効率上、きわめて重要なフアクターであり、PH
を高くするほど高脱色率と高純糖率アツプが得ら
れる。しかし、PHが12.0を超えると、激しく蔗糖
の分解が生じるようになるので、PHアツプは12.5
が限度である。たゞしこの場合、PHの調整剤は水
酸化カルシウムが望ましく、これ以外の他のアル
カリ剤はPHを10以上に調整すると、スラツジ粘度
が高くなつて取扱困難となるほか、蔗糖の分解も
著しくなり不適当である。この点、石灰は粘質物
を包蔵し、粘度を緩和し、取扱いが容易である。

次に、混合するアルコール濃度ならびに希釈糖
蜜に対するアルコール容量比が糖蜜清浄効果に及
ぼす影響を第２，３図に示す。この第２，３図の
結果から判るように、混合するアルコールは、高
濃度で倍量が多いほど清浄効果は高まるが、しか
し、アルコール類は共沸混合性が強いこと、糖、
アルコール混合液中のトータルアルコール％が60
％以上であれば清浄効果は充分達せられることを
勘案すれば、混合に使用するアルコール濃度は90
％程度で充分であろう。

糖蜜の希釈度が清浄効果とどのような関係にあ
るかを示したのが第４図であるが、同図から判る
ように、ブリツクス度30〜35％附近がやゝ清浄効
果は高いと云える。しかし、ブリツクス度30％を
超えるとスラツジの粘度の上昇、糖分の回収率の
悪化等、別のマイナスフアクターが生じてくるよ
うになるので、清浄効果、糖回収率等を総合的に
勘案した場合、ブリツクス度25％附近が最も望ま
しい希釈度であると云えるであろう。このように
して石灰で高PHに調整して多量のアルコールを加
えれば、きわめて大きな清浄効果が得られる訳で
あるが、高PHであることと、残留石灰も多量に含
有するため、そのまゝでは糖液の使用はできな
い。そこで、残留石灰の除去と、PHを中性附近に
戻す必要があり、その手段としては炭酸飽充法が
最も適している。加温下、炭酸ガスを吹き込み、
炭酸カルシウムを形成させて濾別することによ
り、純糖率が約３ポイント上昇し、残留石灰が約
16000PPMから8000〜9000PPM程度に減少する
とともに、Ash／sd％も19.10％から15.3へと減少
する。

しかしながら、この時点での灰分レベルは原液
糖蜜の灰分レベルとほゞ同一レベルと高いため、
脱塩する必要がある。塩類含有量が多く、高色
価、高濃度の液の脱塩処理法としては、カチオン
交換膜、中性膜を組み合わせて用いるTD式電気
透析法が適する。上記炭酸飽充処理後の液を電気
透析装置により約65％程度脱塩すると、さらに純
糖率が８〜９ポイント上昇するので、この時点で
は、無処理糖蜜原液に比べると純糖率アツプが約
30ポイント達成されることになり、再結晶法にお
ける２段煎糖分離法の採用が可能となつてくるの
である。

（実施例）以下、実施例により本発明を説明する。

実施例１甘蔗糖工場の廃糖蜜を採取し、これをかあらか
じめ石灰乳でPH7.0に調整し、ブリツクス度50％
に希釈して遠心分離した清澄液を、ブリツクス度
30％に再希釈した。これを１ずつサンプルとし
て、それぞれ13％の石灰乳を添加し、PHを7.0、
8.0、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0に調整し、これ
に、常温下、それぞれ95％イソプロピルアルコー
ルを３（３倍量）ずつ混合撹拌し、生じてくる
凝集沈澱物を東洋濾紙No.２で濾過してスラツジを
除去し、得られた清澄糖アルコール混合液をロー
タリーエバポレーターで濃縮し分析したところ、
表１のとおりの結果が得られた。該表に示すとお
り、石灰乳調整PHが高くなるほど、純糖率アツプ
は著しく、PH12.0の個所で純糖率アツプ、脱色
率、脱塩率ともに最高の清浄効果があることが判
る。なお、PH12.0を超えるところから蔗糖の分解
が認められ、PH調整は12.5を限度とすべきと考え
る。

実施例２ブリツクス度25％に希釈した遠心分離清澄液１
ずつを採り、これに13％石灰乳を加えてPH12.0
に調整した希釈糖蜜に、それぞれ95％イソプロピ
ルアルコール１倍量、２倍量、３倍量、４倍量を
混合撹拌し、凝集沈澱してくる沈澱物を東洋濾紙
No.２で濾過してスラツジを除去し、得られた清澄
糖アルコール混合液をロータリーエバポレーター
で濃縮し、2NHClでPH7.0に調整した後、分析し
たところ、表２のとおりの結果が得られた。表２
に示すとおり、アルコール倍率を増やすほど、純
糖率アツプ、脱色率、脱塩率ともに著しくアツプ
し、清浄効果が挙がることが認められる。

実施例３ブリツクス度25％に希釈した遠心分離清澄液１
ずつを採り、これに13％石灰乳を加えてPH12.0
に調整した希釈糖蜜３サンプルを用意し、それぞ
れ90％イソプロピルアルコール、90％エチルアル
コール、95％アセトンを３倍量ずつ混合撹拌し、
凝集沈澱してくる沈澱物を東洋濾紙No.２で濾過し
てスラツジを除去し、得れる清澄糖アルコール混
合液をロータリーエバポレーターで濃縮し、これ
を分析したところ、表３のとおりの結果が得られ
た。同表に示すとおり、清浄効果の最も高いのは
アセトンであるが、アセトンは沸点が低く、自然
蒸発等、回収率がきわめて悪い。また、エチルア
ルコールは清浄効果および回収率においてイソプ
ロピルアルコールよりやゝ劣り、濾過沈降性にお
いても多少難点が難められるが、アセトンと異な
り実用上、障害となるような欠点は無い。

実施例４ブリツクス度25％に希釈した遠心分離清澄液サ
ンプル２を採取し、これに13％石灰乳を加えて
PH12.0に調整した後に、90％イソプロピルアルコ
ール６（３倍量）を混合撹拌し、生じてくる凝
集沈澱物を東洋濾紙No.２でスラツジ除去した。清
澄糖アルコール液をロータリーエバポレーターで
ブリツクス度35％まで蒸留濃縮したところ97.6％
分のアルコール分が回収された。濃縮したブリツ
クス度35％液の中から100ml採取し、糖液中の残
留アルコール分を測定したところ、0.4％であつ
た。また、一方、さきに除去したスラツジ中のア
ルコール分を蒸留測定したところ、21.29％含有
されていた。アルコール分測定に使用した残りの
濃縮糖液をさらにロータリーエバポレーターでブ
リツクス度56％まで濃縮し、１ビーカーに移
し、60℃湯溶中でPHメーターによりコントロール
しながら炭酸ガスを吹き込み、PH7.5になつたと
ころで対糖液当り２％の珪藻土をプレコートした
ヌツチエで濾過して分析したところ、表４のとお
りとなつた。

実施例５実施例４と同一の処理法により、アルコール、
炭酸飽充処理した廃糖蜜の処理液（ブリツクス度
50.46％、purity 57.83、st.cv352）５を作成し、
カチオン交換膜（旭化成工業製Aciplex ck−１）
とポリビニール中性膜（台糖製Ｎ−４）を20対組
み合わせた膜面積2.88dm²の電気透析装置を用い、
セル電圧1.8V、135分間電気透析（脱塩率65.50
％）した。その結果を、無処理原廃糖蜜の分析値
とともに表５に比較掲載した。この表から判るよ
うに、無処理廃糖蜜を基準にして比較すると、純
糖率アツプが32.69ポイント、脱色率84.68％、脱
灰率70.60％、cao／sd除去率91.12％、MgO／sd
除去率94.35％という抜群の清浄効果が得られた。

（発明の効果）本発明は上記のように構成されるので、糖蜜、
とくに廃糖蜜の糖回収率を大巾に向上させ、精製
を効率よく行なうことができる。しかも、公害防
止の見地からも何ら欠けるところは無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は調整PHと清浄効果との関係を示す図、
第２図はアルコール濃度別清浄効果を、第３図は
アルコール容量比別清浄効果をそれぞれ示す図、
第４図は糖蜜希釈濃度別清浄効果を示す図であ
る。

【表】

【表】 (注) 真空ポンプ排気よりアルコールガスのロスあり
。冷却水温度を下げれば防止可能。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１糖蜜に水を加えてブリツクス度20〜35％に希
釈した後に石灰乳液を加えてPH10.0〜12.5に調整
し、これに希釈糖蜜量に対して1.5〜4.0倍量のイ
ソプロピルアルコールを混合撹拌して凝集沈澱物
を沈降または濾別し、得られた脱色清澄液を真空
蒸発（留）装置によりアルコール分および一部の
水分を蒸発（留）除去して、ブリツクス度25〜60
％となつた濃縮糖液に加温下PH7.0〜8.5まで炭酸
ガスを吹き込んで残留カルシウムの大部分を炭酸
カルシウムに形成させて濾別し、さらに電気透析
装置を用いて残余の塩類を脱塩精製することを特
徴とする糖蜜の精製方法。２混合するイソプロピルアルコールの濃度が85
〜95％の範囲内のものである特許請求の範囲第１
項記載の糖蜜の精製方法。