JPH0428415B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は飲料液の硅藻土過工程の改良された
方法に関するものである。 硅藻土過は今日に至るまで広く飲料液の過
に採用されており、その一般的な方法は紙又は
布等の多孔性基材に硅藻土を水等の液体に分散
懸濁させたものを通過させて基材表面に硅藻土の
微多孔層を形成させ、このようにして形成された
微多孔層を通して飲料液を過するものである。
硅藻土過は飲料液中に含まれる種々の懸濁物を
除去し、大量の飲料液を迅速に過できるばかり
でなく飲料液中に追加して分散される新たな硅藻
土により形成される新たな過面を必要に応じて
生ぜしめることによつて、いわゆる単なる微多孔
質紙等の表面過と異なつて目づまりのない体
積過を効果的に行うことのできる優れた方法で
ある。 しかし乍ら、硅藻土過もすべての面で完全で
はなく、幾つかの改良を要望される点が存在す
る。例えば、過層の形成は往々にして完全でな
く懸濁物の洩れが生じ易い。特に、最初飲料液を
流し初める時点で、未だ硅藻土の過層の厚みが
薄く、部分的に見れば厚みの均一性にバラツキが
生ずる為完全な過が期待できない部分が存在す
る等の問題がある。また、硅藻土は繊維状の材
と比較すれば相互のからみ合いと形態保持性がそ
れほど充分ではないために、送液圧変動を小さく
する必要がありプレコートを行つた硅藻土懸濁液
の清澄化後に飲料液に切り替える際や又飲料液の
タンク切替えに際するタンク液面ヘツド差等に起
因する液圧変動等も往々にしても硅藻土過の完
全さを損なう原因となる。硅藻土過のこれらの
欠点を補うため種々の過助材が試されてきた。
中でも石綿は極めて微細な繊維束を有するため
過層を形成した際の相互のからみ合いが良く信頼
性の高い微多孔層を形成するため飲料液の過に
際して屡々使用された。 しかし乍ら、近年石綿の発癌性等のため飲料液
の過に石綿は使用されなくなり、これに代替す
るために提供されている種々の繊維材料は粗大で
あつて微多孔性の層ができない、嵩高く比重が小
さいため緊密に充実した過層が形成できない等
種々の欠点を有し、総合的に満足すべき過助材
たり得るものは無い。 特開昭48−48775号によればチタン酸カリウム
繊維を含有する流体透過性微孔性材料の製造方法
が開示されている。この発明によればチタン酸カ
リウム繊維は0.5μｍより小さい直径と５／１〜
300／１の長さ対直径の比（この比をアスペクト
比と言う）を有するジチタン酸カリウムよりも高
級なチタン酸カリウム繊維であつて、該繊維材料
は相互に接着されて微多孔性の流体透過性微多孔
性材料を形成している。 しかしながら、上記チタン酸カリウム繊維を用
いた場合にも、硅藻土過の場合と同様に、液圧
変動等により過が不完全になることがあり、又
過効率の点でも不充分である。 本発明者は、硅藻土を用いる飲料水過におけ
る前記問題点を解決するため、特に上記チタン酸
カリウム繊維及びそれに加えて酸化チタン繊維を
過助材として使用することについて種々研究し
た結果、特定の酸化チタン繊維又はチタン酸カリ
ウム繊維を、飲料液硅藻土過における過助材
として特定量用いることにより、ほぼ完全な過
ができ、又過効率も充分であることを見出し、
本発明を完成した。 即ち本発明は、液体に均一に懸濁された硅藻土
を、多孔性基材を通して該懸濁液を通過させるこ
とにより多孔性基材の一面に沈着させて微多孔層
とし、形成された微多孔層を過層として飲料液
を過する方法に於て、平均繊維長が5μｍ以上
で且つアスペクト比が20〜80の酸化チタン繊維又
は（及び）６−チタン酸カリウム若しくはこれよ
り高級なチタン酸カリウム繊維を液体に均一に懸
濁させ、硅藻土懸濁液の通過に先立つて、又は硅
藻土と上記繊維とが懸濁された状態で、ないしは
硅藻土懸濁液の通過後に多孔性基材を通して通過
させることにより、上記繊維と硅藻土とが混合又
は積層された状態の微多孔層を形成させること、
並びに６−チタン酸カリウム若しくはこれより高
級なチタン酸カリウム繊維の使用量が硅藻土100
重量部に対して90〜130重量部であり、又酸化チ
タン繊維の使用量が硅藻土200重量部に対して70
〜150重量部であることを特徴とする飲料液の
過方法に係る。 チタン酸カリウム繊維は、一般式K₂O・nTiO₂
若しくはK₂O・nTiO₂・1/2H₂Oで示される単結
晶又は多結晶の針状繊維でｎが１、２、３、４、
６、８、12等のものが知られている。ｎが２、４
のものは、酸化チタンの八面体連鎖とカリウムイ
オンが層状構造を形成しており、カリウムイオン
の移動性が大きく容易に該イオンが抽出され、イ
オン交換性を示す。ｎが６、８のものは、酸化チ
タンの八面体が閉じたトンネル構造を形成し、カ
リウムイオンはトンネル内に存在するため、イオ
ンの移動性は小さく容易に抽出又はイオン交換を
生じない。ｎが４の４−チタン酸カリウム繊維を
フラツクス法で作成し、これからカリウムイオン
を抽出してｎがより高級な６及び８の化学量論理
組成物となし、しかるのちこのものを焼成して６
−チタン酸カリウム及び８−チタン酸カリウムの
トンネル構造への変換をおこなうことができる。
また、４−チタン酸カリウムからカリウムイオン
を塩酸等の無機酸又は酢酸等の有機酸を用いて、
ほぼ完全に抽出して酸化チタン繊維の一種であ
り、一般式TiO₂・nH₂O（式中、ｎは０＜ｎ≦１／４ を示す）で表わされるチタニヤ水和物繊維が作成
でき、更にチタニヤ水和物繊維を焼成して、ｎが
０のアナターゼ繊維とすることもできる。これら
はすべて公知の方法にて行うことができる。チタ
ニヤ水和物繊維は、４−チタン酸カリウムと同じ
層状構造を有し、もとカリウムイオンの存在した
層間に水和プロトンがオキソニウムイオンとして
置換されたものである。 これらの繊維の物理的な形態寸法を様々なもの
が得られるが、大別して平均繊維長5μｍ以下の
微細な繊維のグループと平均繊維長が10〜20μｍ
程度のグループの二通りのものが得られる。ま
た、形態的にはアスペクト比が10以下の繊維と言
うよりも寧ろやや長い鉢状結晶のものとアスペク
ト比が20〜80程度の繊維状のものとに区分され
た。 本発明に言う平均繊維長、及びアスペクト比
は、下記のようにして測定、算出される。即ち、
繊維0.1ppmの水分散液100mlを直径40mm、孔径
0.2μｍを有する東洋紙(株)製「メンブランフイル
ター」で吸引過し乾燥後、金スパツターを施し
走査型電子顕微鏡で1000〜2000倍程度の倍率に拡
大し、１視野当り10本以上の繊維長及び繊維径を
測定する。５視野以上の平均値を算出し、平均繊
維長／平均繊維径の比をアスペクト比とする。 本発明においては、平均繊維長が5μｍ以上で、
且つアスペスト比が20〜80程度である６−チタン
酸カリウム若しくはこれより高級なチタン酸カリ
ウム繊維又は（及び）酸化チタン繊維（上記チタ
ニア水和物繊維若しくはアナターゼ繊維だけでな
くルチル繊維も含まれる）を用いる。その理由
は、清酒の過を例にとつて説明する。即ち清酒
の製造においては、清酒独特のいわゆる「てり」
を出すため、仕上げの段階で活性炭を入れて色や
臭いを除去し、次いで活性炭を過することが行
われているが、この活性炭過を例にとつて説明
する。 小型のフイルタープレスに紙をセツトして硅
藻土及び上記各種の繊維を水に分散させ懸濁液を
つくりこれらの懸濁液をフイルタープレスを通し
て通過させ、紙へのプレコートを行う。次い
で、清酒に活性炭を分散させ、これを一定時間静
置した上澄液を該プレコートされたフイルタープ
レスを通して過し、液をそれぞれサンプリン
グして孔径0.2〜0.65μｍの「メンプランフイルタ
ー」（これは微多孔性表面フイルターである。）で
吸引過して活性炭の透過の有無を判定した。
過に際し、外乱因子として故意に液圧変化を与え
たりポンプの停止と送液等種々の条件でのテスト
をくり返し行つたところ、硅藻土単独のプレコー
ト層を有する場合に比べて、明らかに上記特定の
チタン酸カリウム繊維又は酸化チタン繊維のプレ
コート層を併用した場合がフイルター面の黒ずみ
が少い。チタン酸カリウム繊維又は酸化チタン繊
維の寸法に関して言えば5μｍ以下の平均繊維長
を有するグループ及びその形態がアスペクト比10
以下のグループのもの（これらは同時に寸法5μ
ｍ以下でアスペクト比が10以下のものである場合
が多いが）に関して硅藻土単独の場合と比べ目立
つた改良効果は認められなかつた。 それに対して、寸法が5μｍ以上、特に10〜20μ
ｍ程度で、且つアスペクト比が20〜80程度のもの
については、極めて顕著な改良効果があり、使用
量が、これらのいずれの繊維においても、通常約
70ｇ／m²程度以上のときは活性炭のフイルター面
への洩れは肉眼では全く観察されなかつた。これ
は液圧変動を与えたりいろいろな条件下で過テ
ストを行つても変りがなかつた。 清酒では、一般に硅藻土過工程は、おり下げ
工程に引きつづいて行われ、上澄液の過が行わ
れたのちはタンク底部に沈降したおりの過が為
される。硅藻土過は、極めて大切な工程で清酒
の清澄さと色調や「てり」がきまると共に味にも
悪影響が与えられてはならない。従つて、使用さ
れる過助剤は、これらのすべての観点から厳し
く選別されるが、一方作業の容易さ、工程の安定
性、過効率（長時間の過作業において過速
度の顕著な低下を招かぬこと）及び一回のプレコ
ートで（幾層かのプレコートを形成することを含
む）過することのできる最大可処理液量等も同
時に重要である。酒造メーカーに於て、これらの
すべての観点から長期間に亘る試験の結果、上記
特定のチタン酸カリウム繊維又は酸化チタン繊維
は、硅藻土過工程の過助剤として極めて優秀
であることが判つた。 本発明における硅藻土としては特に限定される
ことなく、この分野で用いられているものをいず
れも使用できる。代表的なものとしては、例えば
ジヨンズマンビル社の「セライト」があり、粒子
の細い順に「フイルターセル」、「スタンダードス
ーパーセル」、「ハイフロースーパーセル」、「セラ
イト535」、「セライト545」等がある。硅藻土は、
通常鉄イオン等の不純物を含んでいるので、酸洗
いしてから使用するのが好ましい。又硅藻土の粘
度は、特に限定されないが、通常0.1〜100μｍ程
度とするのが好ましい。 本発明における過基材としては、公知のもの
をいずれも使用でき、具体的には、例えばコツト
ン、合繊等によつて形成した紙、布等を挙げ
ることができる。 本発明においては、硅藻土100重量部に対して、
チタン酸カリウム繊維を90〜180重量部程度、又
は硅藻土200重量部に対して、酸化チタン繊維を
70〜150重量部程度の割合いで組合せして使用す
る。この場合、過基材上に180〜350ｇ／m²程度
コーテイングしたとき、過流量６／m²／min
程度以上、最大可処理液量45Kl以上、液の濁度
６以下という実用的に優れた過効率が得られ
る。上記組合せよりチタン酸カリウム繊維又は酸
化チタン繊維の混合量が少ない場合は、過流量
は多いが濁度が高く、又チタン酸カリウム繊維又
は酸化チタン繊維の混合量が多すぎる場合は、濁
度は低くなるが過流量が小さくなり実用上いず
れの場合も好ましいものとは言えない。 尚、４−チタン酸カリウム繊維については試験
過を行つたところ、過中にカリウムイオンの
溶出が認められた。清酒中にはもともとカリウム
イオンが存在するため、大量の清酒を過する製
造工程ではそれほど味等に影響を与えるものでは
ないが、過液量が少量の場合には無視できない
ことが判つた。また、ビール、ワイン、ウイスキ
ー等の飲料水の過においては、いずれも過工
程前後のイオン成分の変化は好ましくない現象で
あり、２−チタン酸カリウム、４−チタン酸カリ
ウム等低級のチタン酸カリウム繊維は、硅藻土
過において飲料液の過に使用するには不適当で
あることがわかつた。これに対し、６−チタン酸
カリウム及び８−チタン酸カリウムとチナニヤ水
和物繊維及びアナターゼ繊維は、そのようなこと
がなく、適切な素材であることがわかつた。 飲料液の硅藻土過を行つている現場では、プ
レコートの層の構成及びそれぞれの材料によるプ
レコートの順序は、場合により様々である。例え
ば最初にやや粗い硅藻土をプレコートし、次いで
中程度のもの、最後に細かい硅藻土をコーテイン
グする等の多層形成の技術が実際に採用されてい
る。 本発明においては、前記特定の酸化チタン繊維
又はチタン酸カリウム繊維と硅藻土とが混合又は
積層された状態となれば良い。 ６−チタン酸カリウム若しくはこれより高級な
チタン酸カリウム繊維、及び水和チタニヤ繊維、
アナターゼ繊維等の酸化チタン繊維は、単層とし
て硅藻土と共に水等に分散した懸濁液から紙、
布等の基材にプレコートして使用することがで
きる。また、これらの繊維は、硅藻土と混合せ
ず、硅藻土のコーテイングに先立つて、紙、
布等の基材表面にプレコートしても良く、硅藻土
のプレコートの後からこれらの繊維をコーテイン
グしても良く、又硅藻土の層間にこれらの繊維が
層として介在するようにプレコートされても良
い。いずれの場合にも、前述の通り、６−チタン
酸カリウム若しくはこれより高級なチタン酸カリ
ウム繊維又は（及び）酸化チタン繊維であつて、
その寸法、形態が、長さ5μｍよりも大きな平均
繊維長を有し、且つアスペクト比が20〜80のもの
を、通常70ｇ／m²以上程度使用して、硅藻土と併
用することにより、過層がくずれにくくなり、
過もほぼ完全となり、極めて安定した望ましい
過結果を得ることができる。この場合、前述の
通り、硅藻土の種類、使用量はとくに制限される
ものでなく、飲料液の種類や製造メーカーの固有
の技術によつて選択された銘柄、使用量が選ばれ
る。一般的に、６−チタン酸カリウム若しくはこ
れより高級チタン酸カリウム繊維又は（及び）酸
化チタン繊維の併用によつて硅藻土の使用量は少
なくすることができるが、硅藻土の使用量は、通
常100ｇ／m²程度以上、少なくとも50ｇ／m²程度
以上とするのが好ましい。硅藻土は、通常はじめ
に上記の量プレコートして過を開始するが、
過中における飲料水中の分散、懸濁成分による目
づまり防止のため、適宜飲料水に添加分散して追
加のコーテイングを行つても良い。 ６−チタン酸カリウム若しくはこれより高級な
チタン酸カリウム繊維と水和チタニヤ繊維、アナ
ターゼ繊維等の酸化チタン繊維（勿論、酸化チタ
ン繊維は、ルチン繊維であつてもよい）はそれぞ
れ単一種類の化学組成、構造、寸法及び形態のも
のを使用してもよいが、場合によつては上記の異
なつた種類のものを併用しても良い。併用の仕方
は二種以上の異なつた上記繊維を混合して１つ以
上の層を形成しても良いが、例えば寸法の異なつ
た繊維を２層以上順に硅藻土を介在させるか又は
介在させないで層形成を行つても良い。繊維寸
法、形態の異なつた６−チタン酸カリウム若しく
はこれより高級なチタン酸カリウム繊維又は（及
び）酸化チタン繊維が併用される場合、或いは繊
維の製造方法に起因して繊維寸法や形態が著しく
広い分布を有する繊維が使用される場合には、そ
の主たる部分は平均繊維長5μｍ以上、アスペク
ト比が20〜80でなければならないが、一部これら
の形状寸法から外れた繊維が存在することは実用
上差支えない。 コツトン、リンター等の天然セルローズ繊維、
レーヨン、キユプラ等の再生セルローズ繊維、パ
ルプ繊維やフイプリツド等の合成パルプ繊維は、
紙、布の表面に補助的な層を形成する目的で
使用されるが、これら及びその他の過助材、例
えばガラス繊維等も本発明の過を行ううえで、
いかなる態様にせよ併用することは差支えない。 本発明の改良された飲料液の硅藻土過は、清
酒、ビール、ワイン等の醸造酒、ウイスキー、ブ
ランデー、焼酎等の蒸溜酒の製造工程に特に適し
ているが、非アルコール性のその他の飲料液の
過にも極めて有用である。これらの飲料液の過
工程は最近種々の優れた過材料例えばサブミク
ロンの超微多孔質の極めて均一な孔径を有する
紙やセラミツク・フイルターが実用に供されてい
るにも拘らず、依然として硅藻土過がその最も
重要な位置付けを失つていない。また、硅藻土
過は、上記の精密な過に先立つてほとんどのに
ごりを別するための主要な過として実施され
ている。例えば、ビールの製造においては、硅藻
土過の後にこうぼ菌やその他一切の細菌を除去
して非加熱で保存性のよい生ビールを製造するた
めに、高価な超微多孔質のフイルターを使用して
いるが、このフイルターは表面フイルターである
ため、硅藻土過が常に完全に、再現性良く行わ
れないとすぐに目づまりにより過速度の低下や
寿命の短縮を招く。本発明の改良された硅藻土
過には、プレコート層中に少なくとも一層の均一
微細で且つくずれにくい繊維層を形成しているた
め、ビール等の硅藻土過が極めて安定化し、超
微多孔質フイルターの過効率を低下させず一定
した長寿命化を達成させる効果もある。 以下本発明の実施態様と作用効果を実施例によ
り説明する。 実施例 １ 紙型の内外食品(株)製「ダイナミツクフイルタ
ー」を使用し、清酒の合過工程における６−チ
タン酸カリウム繊維（大塚化学薬品(株)製、「テイ
スモーＤ」、直径0.2〜0.5μｍ、長さ10〜20μｍ、
アスペクト比40〜60）と硅藻土（(株)今野商店製、
「スーパーライト１号」）よりなる過層をプレコ
ートし清酒の過流量と得られた清酒の混濁を測
定した。その結果（第１表）、硅藻土100ｇ／m²に
対し、チタン酸カリウム繊維90〜180ｇ／m²が実
用上最適な過材であることがわかつた。

【表】 実施例 ２ 三和(株)製「シヨートレスフイルター」（紙型）
を使用し、清酒の過工程におけるチタニヤ水和
物繊維（TiO₂・1/4H₂O）（大塚化学薬品(株)試作
品、直径0.5μｍ、長さ12μｍ、アスペクト比24）
と硅藻土（(株)今野商店製、「スーパーライト１
号」）よりなる過層をプレコートし、清酒の
過流量と得られた清酒の混濁を測定した。その結
果（第２表）、硅藻土200ｇ／m²に対して酸化チタ
ン繊維70〜150ｇ／m²混合した過層が最も良い
性能を示した。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体に均一に懸濁された硅藻土を、多孔性基
   材を通して該懸濁液を通過させることにより多孔
   性基材の一面に沈着させて微多孔層とし、形成さ
   れた微多孔層を過層として飲料液を過する方
   法に於て、平均繊維長が5μｍ以上で且つアスペ
   クト比が20〜80の酸化チタン繊維又は（及び）６
   −チタン酸カリウム若しくはこれより高級なチタ
   ン酸カリウム繊維を液体に均一に懸濁させ、硅藻
   土懸濁液の通過に先立つて、又は硅藻土と上記繊
   維とが懸濁された状態で、ないしは硅藻土懸濁液
   の通過後に多孔性基材を通して通過させることに
   より、上記繊維と硅藻土とが混合又は積層された
   状態の微多孔層を形成させること、並びに６−チ
   タン酸カリウム若しくはこれより高級なチタン酸
   カリウム繊維の使用量が硅藻土100重量部に対し
   て90〜130重量部であり、又酸化チタン繊維の使
   用量が硅藻土200重量部に対して70〜150重量部で
   あることを特徴とする飲料液の過方法。 ２ 天然若しくは再生セルローズ繊維又は（及
   び）合成繊維の懸濁液から形成された過層を補
   助的に併用する特許請求の範囲第１項に記載の
   過方法。