JPH0372900A - 蔗糖液の精製方法及び処理設備 - Google Patents

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、甘蔗糖精製において蔗糖型液糖を製造する際
の精製方法、並びに精製装置に関するものである。

（従来の技術） 一般じせｍＩ！精製工場においては、主にグラニユー糖
や白砂糖（上白糖）などの固形糖を製造しているが、こ
の固形糖製造ラインを利用して、一部、清涼飲料・食品
などの工業用向けに液状砂！（以下「液糖」という）も
製造している。

固形糖の製造ラインは、原料粗糖を洗糖して溶解したの
ち、炭酸飽充、活性炭脱色およびイオン交換脱色などの
脱色工程を経て清澄な糖液（通常「ファインリカー」と
いう）を得、これを濃縮結晶化して固形糖とするもので
ある。

これに対して液糖は、固形糖製造ラインで得られるファ
インリカーを原料として、これを更に脱塩、脱色し、精
密濾過した後、糖濃度をＢｒ＋ｘ８８　（常温において
蔗糖液が結晶化しない上限濃度）程度に濃縮して製品と
するものであり、製品はタンクローリ−やガロン缶など
で飲料製造メーカー等に出荷される。

なお、上記ファインリカーを精製して液糖を製造する脱
塩、脱色のための装置としてはイオン交換装置が通常用
いられ、例えば蔗糖の転化を防止する目的から強塩基性
陰イオン交換樹脂（Ｒ−ＯＨ型）と弱酸性陽イオン交換
樹脂（Ｒ−Ｈ型）を使用し、これら樹脂を各々別の樹脂
塔に充填して通液する二床式、あるいは両樹脂を混合し
た単基に通液する混床式、さらには二床式の後段に弱塩
基性陰イオン交換樹脂（Ｒ−ＯＨ型）を充填した樹脂塔
を用いる三基式のものが使用される。

ところで上記液糖を製造する場合には、上述のようにｍ
Ｉｉ液は飽和濃度の面から糖濃度Ｂｒ１ｘ１１８程度ま
で濃縮されて製品とされ、また取扱い時の液糖の流動性
を高めるために例えば４０℃程度の温度で貯蔵、取扱い
するのが普通であるが、この濃度、温度では液糖貯蔵中
での微生物の繁殖を防止することが難かしく、そのまま
では液糖の腐敗を招くという問題がある。そこでこの液
糖の腐敗防止という観点から、貯蔵タンク内を常に清潔
に洗浄したり、貯蔵中に流入する空気の清浄化を図ると
共に、従来、貯蔵タンク内部、または貯蔵タンクから外
部循環バイブの間で液糖を常時循環させながら、紫外線
殺菌灯で紫外線な液糖に照射して微生物の繁殖を防止す
る方法が採用されている。

（発明が解決しようとする課題） この紫外線照射によって微生物の繁殖を防止する効果を
十分に得るためには、例えば２５３．７Ｉの波長の紫外
線を液糖内部まで十分に到達させることが必要となるが
、蔗糖液においては高い紫外線透過率を確保することは
容易でないという問題がある。そしてこのために、例え
ば上記したファインリカーの脱塩、脱色処理のみでは清
涼飲料・食品などの製造工場において貯蔵中の腐敗防止
のために要求されている紫外線透過率８０％程度以上の
要求を満足することができず、せいぜい７０％前後程度
の紫外線透過率しか達成できない場合が多い。

液糖における紫外線透過率が低いという問題は、上記波
長の紫外線を吸収してその透過率を低下させる物質（紫
外線吸収物質）が液糖中に含有されていることに起因す
ると考えられている。この物質は一般に有機性不純物と
総称されるものに包含され、その特定は必ずしも容易で
ないが、本発明目的の達成のためにその特定が特に意義
をもつわけではない。

ところで、種々の問題が未解決であったり経済性を欠く
等の理由で現在工業的に実施されてはいないが、糖液中
から有機性不純物を除去する方法は従来からいくつか知
られている。

例えばファインリカーを製造する工程中で行なわれてい
る脱色処理において、使用している活性炭を多量とする
ことで、上記紫外線吸収物質を含む不純物をその活性炭
の使用量に応じて除去できることが経験的に知られてい
る。しかしこの方法は、本来紫外線吸収物質の除去を必
要としてない固形糖製造分のファインリカーについても
不純物を除去しなければ目的が達成できないので、活性
炭使用量が著しく増大し、有機性不純物除去のために、
固形糖製造のランニングコストまでが大幅に増大すると
いう問題を招いてしまい、工業的な実施には適さない。

これを改良して、製造されたファインリカーのうちから
固形糖製造分を除外し、残った分のファインリカーにつ
いて行なう精製幻埋、すなわちイオン交換樹脂を用いた
脱塩、脱色の処理に先立って、ファインリカーを活性炭
で処理する方法も考えられる。このようＣすれば、上記
したような固形糖製選分に応じた活性炭使用量の増加と
いう問題は一定程度解消される。しかしながらこの液Ｗ
精製工程での活性炭による先行処理の方式では、ファイ
ンリカー中に存在する色素等の有機性不純物もこの活性
炭で吸着することになるから、本来イオン交換樹脂で除
去できる分まで活性炭で吸着することになって、活性炭
使用量の削減が十分でない。

このようなことから、液糖内社含有されている紫外線吸
収物質の除去のための工業的に有効な方法はいまだ提案
されていないというのが現状である。

本発明者はこれらの問題点を種々考慮し、液ＩＩ精製の
工程において、ファインリカーをイオン交換樹脂で脱塩
、脱色処理する工程と、粒状活性炭を用いて紫外線吸収
の原因物質を除去処理する工程を組み合わせつつ、高品
質の液糖を安定して製造することができ、しかも操作が
容易でラニングコストが少なく安価な製品を提供するこ
とができる方法を検討して本発明を開発するに至ったの
である。

すなわち本発明の目的は、紫外線を吸収して液糖に対す
る紫外線透過率を低下させる物質を、液糖中から除去し
、紫外線透過率の向上、ひいては紫外線照射による微生
物の殺菌を有効化して、液糖の腐敗防止を効果的に達成
することができる新規な液糖の精製方法、及び装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段及び作用）上記の目的を達
成するためになされた本発明方法の特徴は、脱色工程か
ら得られたファインリカーを脱塩、脱色処理した後、こ
の脱塩、脱色処理した糖液な粒状活性炭に接触させて不
純物を吸着除去処理する蔗糖液の精製工程と、上記粒状
活性炭をアルカリ再生液に接触させた後、酸でｐＨ６〜
８に調整する再生工程とをサイクルとして繰返すようじ
したことにある。

粒状活性炭の再生は、一般には再生炉Ｃおいて燃焼する
ことが必要とされているが、粒状活性炭を燃焼再生して
再使用する場合は、極めて高価な燃焼再生設備が必要と
なり、また操作も複雑で処理社時間がかかるという問題
があるために本発明の目的には不向きである。

また仮に粒状活性炭の代りに粉末活性炭を使用する場合
は、粉末活性炭を液糖から回収する濾過工程が後段に必
要となるし、粉末活性炭は使捨てとなるためにそのコス
トも小さくなく、かつ粉末活性炭に含まれる微量の無機
不純物の溶出により液糖の品質低下を招く虞れもあって
やはり工業的な液糖精製処理の方法としては不向きであ
る。

これＣ対して、粒状活性炭は、粉末活性炭に比べて無機
質の溶出が少なく、また塔への充填方式で使用できるた
めに予め溶出する不純物を薬液によって洗浄除去してお
くことも可能であり、かつ液糖からの活性炭の分別に濾
過の必要がないという利点がある他、極めて注目すべき
ことに、本発明の糖液精製の目的で使用する場合には、
アルカリ再生液との接触による再生を行なえば、この粒
状活性炭は繰り返し使用しても不純物除去能の低下がな
いことが実験的に確認され、しかもアルカリ再生と酸に
よるｐＨ調整を併用することで、精製製品の品質低下も
全くなくすることができるという事実も知見された。

したがって本発明者はこのような知見に基づいて上記本
発明をなすに至ったのである。

本発明方法は、粒状活性炭を使用して、糖液と粒状活性
炭の接触処理をイオン交換樹脂による脱塩、脱色工程の
後段において行なわせることと、アルカリ再生液で再生
した粒状活性炭は酸でｐＨ６〜８に調整することの操作
を組み合わせたことにその特徴があり、このような方法
によって初めて、精製糖液の高い品質を維持しかつ紫外
線吸収物質の充分な除去を実現しつつ、活性炭の再生使
用と、その再生使用のために通常の焼成域によらないア
ルカリ再生液での再生法の採用を可能とし、粉末活性炭
の使捨て方式に比べた使用活性炭の利用有効化、繰返し
使用による低コスト化、粒状活性炭使用による後段での
濾過工程の不要化を達成できる。

本発明方法は上述のように、焼成法によらないアルカリ
再生液での活性炭再生法を採用出来るため、装置を密閉
化したクローズドシステムを実現することに適している
という優れた特徴があり、これによって工業的な実施に
おいて極めて重視されている装置外部から異物混入（所
謂コンタミ）の虞れがない設備を構成できるという利点
があり、実際の工業的設備に本発明を通用した場合の利
益はきわめて大きいものがある１本発明におけるアルカ
リ再生法は、粒状活性炭を力性ソーダ、力性カリ、炭酸
ナトリウム等のアルカリ水溶液に浸漬し、あるいは通液
接触させることで行なうことができる。再生の操作は、
通常は力性ソーダ等のアルカリ再生液を活性炭充填塔に
通液することで行なわれるが。

充填塔からこれを取出して行なうようにしてもよい。

本発明における粒状活性炭の再生は、通常の再生炉を使
用した燃焼方式の再生に比べ、作業性・操作性に優れ、
設備的にも有利な装置を提供できると共に、ランニング
コストが大幅に削減できるという利点があり、本発明方
法の特に優れた特徴の一つである。

アルカリ再生液と接触させた後の粒状活性炭は、例えば
塩酸、硫酸等の酸に接触させることでｐＨ調整される。

この酸接触によるｐＨ調整も本発明方法の特徴の一つで
あり、ｐＨ調整は、酸接触させ次いで水洗した後、ファ
インリカーを通液した場合、その処理糖液のｐＨが通常
６〜８、好ましくは６．５〜７．５程度となるように行
なわれ、これによって初めて、次サイクルにおいて処理
された精製液糖の高い紫外線透過率を確保しつつ、精製
液糖の高純度な品質を達成することができる特徴がある
。

なお以上のアルカリ再生処理、及び酸接触による９Ｈ調
整の処理のための作業は、この粒状活性炭工程の前段に
設けられている脱塩処理装置で使用するイオン交換樹脂
の再生と同時に行なうことができ、しかも同イオン交換
樹脂の再生とほぼ同一の時間ですむため、処理の効率に
おいても優れているという特徴がある。

このような本発明方法の精製処理は、代表的には次の設
備によって好適に実現される。すなわち、脱色工程から
得られたファインリカーを通す脱塩、脱色処理装置と、
この脱塩、脱色処理装置で脱塩、脱色処理した糖液な粒
状活性炭に接触させる粒状活性炭を用いた不純物除去処
理装置と、不純物除去処理装置の粒状活性炭にアルカリ
再生液を接触させる再生処理手段と、アルカリ再生後の
粒状活性炭に酸を接触させるｐＨ調整手段とを備えたと
ころにあり、上記不純物除去装置を粒状活性炭を充填し
た密閉型の塔として、上記再生処理手段であるアルカリ
再生液の通液手段、及び上記ｐＨ調整手段である酸通液
手段をこの塔に接続した設備を例示することができる。

本発明において、原料であるファインリカーは従来と同
様に固形１！製造ラインから得られるものを用いること
ができる。このファインリカーを脱塩、脱色処理するた
めに用いられる脱塩、脱色処理装置としては、代表的じ
はＯＨ型の強塩基性陰イオン交換樹脂（例えばアンバー
ライトＩＲＡ−４０２ＢＬ　（商品名；ロームアンドハ
ース社製：以下同じ）　、ＩＲＡ−４１１５，ＸＴ−５
００７、ダイヤイオンＰへ−３１２（商品名；三菱化成
社製）等）を充填したＡ塔と、Ｈ型の弱酸性陽イオン交
換樹脂（例えばアンバーライトＩＲＣ−７６、ＩＲＣ−
５０（以上、ロームアンドハース社製）、レバチットＧ
ＮＰ−８０（商品名；バイエル社製）等）を充填したに
塔とを直列に配置して、ファインリカーをＡ塔からに塔
に通液するリバース式と称される脱塩脱色精製装置、上
記両イオン交換樹脂を充填混合した単一の塔にファイン
リカーを通液する混床式の脱塩脱色精製装置、等を特に
好ましいものとして例示することができる。

この脱塩、脱色処理装置の後段に、粒状活性炭を充填し
たＣ塔が配置され、上記に塔を通った糖液が通液される
。

図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図で
あり、１は強塩基性陰イオン交換樹脂２を充填したＡ塔
であり、３は弱酸性陽イオン交換樹脂４を充填したに塔
であり、５は粒状活性炭６を充填したＣ塔であり、また
太線は処理ラインを示し、細線はＣ塔の再生ラインを示
す。

また７はアルカリ再生液槽、８は酸再生液槽、９．１０
はエゼクタ−１１ないし２１はそれぞれ弁を示し、アル
カリ再生液［７、エゼクタ−９、弁１６ないし弁１８お
よび配管でアルカリ再生液を接触させる再生処理手段を
構成し、また酸再生液槽８、エゼクタ−１０、弁１９な
いし弁２１および配管でｐＨ調整手段を構成する。

ファインリカーを処理するにあたっては、弁１１とに塔
１およびＡ塔３廻りの弁（図示せず）を開口し、太線の
処理ラインを用いて、ファインリカーをに塔１、Ａ塔３
、Ｃ塔５の順に直列に通液する。

規定の通液が終了した後、弁１１と、Ｋ塔１およびＡ塔
３廻りの弁を閉じ、Ｋ＠ｔおよびＡ塔３を常法により再
生する。

一方Ｃ塔５の再生は以下の通りとする。

まず弁１２、弁１３を開口して再生水管２２から純水な
どの再生水を供給し、Ｃ塔５内のファインリカーを押出
し、洗浄する。

次いで弁１２．弁１３を閉じて、必要であれば弁１４お
よび弁１５を開口して、Ｃ塔下部から再生水を流入し、
粒状活性炭６を逆洗する。

規定時間逆洗した後、弁１４．１５を閉じ粒状活性炭６
を沈整する。

次に、弁１６．弁１７．弁１８．弁１３を開口し、アル
カリ再生液４′！７内の力性ソーダ溶液をエゼクタ−９
を用いて希釈しながら、ディストリビュータ２３から供
給し、力性ソーダ溶液を粒状活性炭６に接触させる。粒
状活性炭６に接触させる力性ソーダ溶液としては、濃度
が０．４８　Ｎ１．ＯＮのもので、使用量は３〜５倍量
（３〜５　ＢＶ）が適当で、通薬の流速としてはＳＶ２
〜ＳＶ４程度とする。規定量の力性ソーダ溶液を通薬し
た後、弁１７のみを閉じ、ＩＢＶ程度の再生用水のみを
同じ経路で流して、力性ソーダ溶液を押出した後、弁１
６．弁１８．弁１３を閉じる。

次いで弁１２および弁１３を開口して、再生用水を下降
流で通水し、粒状活性炭６を洗浄する。洗浄水量として
は５ＢＶ程度が適当である。

次に弁１２を閉じ、弁１３を開口したまま弁１９、弁２
０．弁２１を開口して、酸再生液槽８内の塩酸をエゼク
タ−１０を用いて希釈しながら、ディストリビュータ２
３から供給し、塩酸を粒状活性炭６に接触させる０粒状
活性炭６に接触させる塩酸としては、濃度が０．４　Ｎ
〜１、ＯＮのもので、使用量としては０．２〜Ｉ　ＢＶ
が適当で、通薬の流速としてはＳＶ２〜４程度とする。

なおり性ソーダ溶液を通薬した後の洗浄の度合によって
塩酸の使用量は相違し、充分に洗浄した場合は塩酸の使
用量が少なくて済む。

規定量の塩酸を通薬した後、弁２０のみを閉じ、ＩＢＶ
程度の再生用水のみを同じ経路で流して、塩酸を押出し
た後、弁１９．弁２１．弁１３を閉じる。

次いで弁１２および１３を開口して、再生用水を下降流
で通水し、粒状活性炭６を洗浄する。洗浄水量としては
５ＢＶ程度が適当である。

なお本発明において用いる粒状活性炭とは、上記目的Ｃ
従って使用できるものであれば特に制限されるものでは
ないが、一般的には粒径１５０〜２３８０μ口程度、好
ましくは４２５〜１６８０μ鴎程度のものが好適に用い
られ、例えばダイヤホープ５−ａＯ（商品名：三菱化成
社製）、クレハビーズＢＡＣ−ＭＰ　（商品名；クレハ
化学社製）等を例示することができる。

本発明は前記の構成をなすことによって、少ない活性炭
の使用量で効率のよい糖液精製を行なうことができ、ま
た使用した活性炭はアルカリ再生液との接触により再生
できるので、粒状活性炭を用いてクローズドシステムと
して精製装置を構成することができるという利点とあい
まって、従来にない極めて優れた液Ｗ精製装置を提供で
きる。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

実施例１ 図面に示したように、強塩基性陰イオン交換樹脂（アン
バーライトＩＲＡ−４０２ＢＬ　（ＯＨ型））５００ｍ
ｆｔを充填したＡ塔１と、弱酸性陽イオン交換樹脂脂ア
ンバーライトＩＲＣ−５０（Ｈ型）　）　２００ｍｊ２
を充填したに塔３とからなるリバース式の液糖精製装置
の後段に、粒状活性炭（タレへＢＡＣ−ＭＰ）２００ｆ
ｆｌｕを充填した活性炭充填塔（Ｃ塔）５を配置し、フ
ァインリカーをこれらの冬場に順次に温度５０℃、ＳＶ
　５．４で通液した。なおＣ塔の処理の前後における糖
液の濃度、ｐＨ１色、電気伝導率、紫外線′Ｊ！ｉ通率
を測定してその結果を下記表１に示した。

この族１の結果から分るように、Ｃ塔によって処理した
液糖は、リバース式の精製装置で処理した直後の糖液に
比べて紫外線透過率（２５３，７ｎｍの透過率）が大幅
に向上（透過率を１８％向上）しており、本発明の目的
である紫外線吸収物質の除去が効率的に達成されている
ことが分った。既に述べたように液糖の紫外線殺菌のた
めには、紫外線透過率８０％以上が実用上求められる一
つの基準とされており、本実施例の結果である液糖の紫
外線透過率８４．９％はこの基準を十分満足している。

またこの効果に加えて、本実施例の処理で得られた液糖
は、　ｐＨ７の中性で得られ、高い脱色率が認められる
と共に、また還元糖の増加は全くなく、電気伝導率も向
上した。

実施例２ 糖液の処理量４０ＢＶの処理と、下記に従った粒状活性
炭の再生処理とを１サイクルとして、計５サイクル（サ
イクルＮｏ１〜５）の処理を繰返した。そして各サイク
ルの粘液処理で得られた液糖の紫外線透過率およびｐＨ
を測定してその結果を下記表２に示した。

粒　性、の　生　理 温水をＣ塔に通すことより粒状活性炭に付着している糖
液を押出し洗浄した後、　０．５規定力性ソーダ溶液４
ＢＶをＳＶ２で通薬して活性炭の再生を行ない、次に５
ＢＶの水洗浄を行なった後０．５規定塩酸溶液を０．５
ＢＶ通薬してｐＨ調整を行ない、更に５ＢＶの水洗浄を
行なう。

表　　　２ （表中における原液は族１と同様） なお再生時のｐＨ調整はｐＨ７，３とした。

この族２の結果から分るように、活性炭の再生処理を行
なった後の糖液処理においても、得られた液糖の紫外線
透過率は全て８０％以上の値を示しており、また活性炭
再生処理による所謂サイクリングアップによる能力低下
も認められなかった。

なお液糖のｐＨも略中性を示し、活性炭再生による影響
は特に認められなかった。

比較例 実施例２における活性炭の再生処理において塩酸溶液に
よる活性炭のｐＨ調整を行なわなかった他は、実施例２
と同様に活性炭の再生処理を行なった。そしてこの再生
処理後のＣ塔を用いて糖液処理を行なって実施例１と同
様の測定をした結果を下記衣３に示した。

この表３の結果から分るように、得られた液糖の紫外線
透過率は８０％以上を達成したものの、上記実施例に比
べてその向上率は６〜７％程度と小さかった。また得ら
れた液糖の９ＨがｐＨ８，９と高いために濃縮工程の適
正ｐＨに適合できず、液１１濃縮工程において着色を起
こす問題を招いた。

（発明の効果） 以上述べた如く、本発明の蔗糖液の精製方法及び処理設
備は、液糖精製処理における脱塩処理の後段において、
粒状活性炭を用いた有機性不純物である紫外線吸収物質
の除去処理を行なうものであり、アルカリ再生とｐＨ調
整を組み合わせることによって初めて、従来にない優れ
た不純物除去ひいては得られた液糖の高い紫外線透過率
を達成でき、また粒状活性炭の繰り返し使用、液糖の高
品質、安価で操作性に優れた設備を提供できるという効
果があり、しかも工業的に特に要求される外部からの異
物混入の虞れが、装置のクローズド化によって完全に防
止できるという効果もある等その有用性は極めて大きい
ものがある。

４、図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明
図である。

１・・・Ａ塔　　　　　３・・・Ｋ塔 ５・・・Ｃ塔　　　　　７・・・アルカリ再生液槽８・
・・酸再生液槽　　９，１０・・・エゼクタ−他４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、脱色工程から得られたファインリカーをイオン交換
   樹脂を用いて脱塩、脱色処理した後、この脱塩、脱色処
   理した糖液を粒状活性炭に接触させて不純物を吸着除去
   処理する蔗糖液の精製工程と、上記粒状活性炭をアルカ
   リ再生液に接触させた後、酸でｐＨ６〜８に調整する再
   生工程とを繰返すことを特徴とする蔗糖液の精製方法。 ２、脱色工程から得られたファインリカーをイオン交換
   樹脂に接触させる脱塩、脱色処理装置と、この脱塩、脱
   色処理装置で脱塩、脱色処理した糖液を粒状活性炭に接
   触させる粒状活性炭を用いた不純物除去処理装置と、不
   純物除去処理装置の粒状活性炭にアルカリ再生液を接触
   させる再生処理手段と、アルカリ再生後の粒状活性炭に
   酸を接触させるｐＨ調整手段とを備えたことを特徴とす
   る蔗糖液の精製処理設備。 ３、上記不純物除去処理装置が、密閉容器内に粒状活性
   炭を充填した装置であることを特徴とする請求項２に記
   載した蔗糖液の精製処理設備。 ４、上記再生処理手段及びｐＨ調整手段が、粒状活性炭
   の充填塔に薬液を通液する手段であることを特徴とする
   請求項２又は３に記載した蔗糖液の精製処理設備。