JPH0667950B2

JPH0667950B2 - 含水ショ糖脂肪酸エステルの乾燥方法

Info

Publication number: JPH0667950B2
Application number: JP63121129A
Authority: JP
Inventors: 修策松本; 由夫畑川; 明彦中島
Original assignee: DKS CO. LTD.
Current assignee: DKS CO. LTD.
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPH01290691A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、ショ糖脂肪酸エステルの水溶液又は泥漿の乾
燥方法の改良に関する。

【従来の技術】（背景）水溶液状態の又は泥漿状の含水ショ糖脂肪酸エステルの
乾燥は、ショ糖脂肪酸エステル製造の最後の工程であっ
て、この乾燥には、一般に真空下での加熱蒸発法が用い
られる。ここに乾燥に対象となる含水ショ糖脂肪酸エス
テルは、通常、水分80％以上のものは水溶液状態に、ま
た水分80％未満のものはスラリー（泥漿）状をなしてい
るのが普通である。これらショ糖脂肪酸エステルの含水
物は、一般に40℃近辺から急激に粘度が上昇し、50℃近
辺で最高値となるが、同温度を50℃を越えると急激に粘
度が下がるという極めて特異な粘性挙動を呈する。（出
願人会社刊《シュガーエステル物語》108頁）このほ
か、単に真空下で加熱して水分を蒸発させることは、著
しい発泡性のため、実質的に不可能である。そして、も
し加熱時の温度が高く、かつ加熱体との接触時間が長い
場合には、ショ糖脂肪酸エステルが分解を起こし、強度
の着色及びカラメル化を引き起すのみでなく、分解によ
り遊離した脂肪酸により酸価も上昇してくる（特公昭37
-9966参照）。特に水分蒸発の終期には、ショ糖脂肪酸エステルの持つ
軟化点又は融点の低さという特性（例えば、ショ糖モノ
ステアレートの軟化点は52℃近辺、ショ糖ジステアレー
トの融点は110℃付近）のため、ショ糖脂肪酸エステル
自体が残存している水を抱水する傾向を持ち、このこと
が脱水を著しく困難としている。加えて、溶媒と比較し
て、水の蒸発潜熱が異常に高い（500Kcal/Kg-H₂O以上）
こと及び蒸発温度の高いこと等も、乾燥を困難ならしめ
る一因となっている。それ故、例えば別形式の乾燥法として、泥漿を加熱して
連続的に真空室へ供給、放出させ所謂、フラッシュ式の
乾燥機を用いた場合においても、水の持つ大きな潜熱の
ために、充分な脱水、乾燥には種々の困難がつき纏い、
たとえ、これらの困難を克服できたとしても、真空下で
脱水、乾燥された後のショ糖脂肪酸エステルは、溶融状
態にあるため、それを乾燥機より取出してから融点以下
まで冷風等を吹きつけて冷却し、固化させ、最後に粉砕
機で粉砕するという多くの工程を必要とし、しかも最終
の粉砕工程では粉塵爆発の懸念が附随する。参考までに
以上の諸工程を列記すると以下の通りである。 (1)真空下で泥漿の脱水、乾燥 (2)真空状態の乾燥機より、溶融状態のショ糖脂肪酸エ
ステルの取出し (3)取出された溶融物の冷却と固化 (4)固化したショ糖脂肪酸エステルの粉砕しかも最終の粉砕工程では粉塵爆発の懸念が附随する。以上のように、含水ショ糖脂肪酸エステルの乾燥が著し
く困難であるという事情のため、本エステルを水で精製
する方法（所謂、水媒法精製）はこれまで行われておら
ず、専ら溶媒を用いる精製法が採用されてきている。（従来技術の問題点）しかし、通常の溶媒は引火性を有し、かつその蒸気は概
して人体に有害であるため、その工業的取扱いは以下の
問題点が附随する。爆発、火災に備えて、電気装置の防爆化が必要となる
こと。爆発、火災に備えて、製造装置の密閉化が必要となる
こと。爆発、火災に備えて、建物全体の耐火構造が必要とな
ること。場合により、冷却に伴なう自衛消防隊の設置による人
員、器材の配置が必要となること。漏洩した溶媒蒸気による作業場の労働環境の悪化、ひ
いては労働衛生的考慮から来る作業シフトの増加による
口数の増加。上記〜の理由による固定費の増大。溶媒の蒸発損失により比例費が上昇すること。製品のショ糖脂肪酸エステル中に溶媒が残留する危険
性（注：ショ糖脂肪酸エステルの主要な用途は食品用で
あるので、残留溶媒には特別の注意が必要となる。）。

【発明が解決しようとする課題】

以上のような溶媒の使用から派生する問題の抜本的な解
決策として、無溶媒精製法の出現は従来から切望されて
いたのであるが、実用的な方法はこれまで存在していな
かった。本発明は、ショ糖脂肪酸エステルの無溶媒精製法の一環
として、本品の水溶液又はスラリーを効率的に乾燥する
手段を提供するのを目的とする。

【課題を解決するための手段】

（概要）本発明者は、含水ショ糖脂肪酸エステルの乾燥法につき
種々研究を試みた結果、水分60-96％のショ糖脂肪酸エ
ステル泥漿の脱水乾燥には、噴霧乾燥法が適しているこ
とを見出した。本発明はこの知見を発展させたものであ
って、ショ糖脂肪酸エステルの水溶液又は泥漿の噴霧乾
燥に際し、該溶液又は泥漿を回転円盤又はノズルを介し
て霧化させることを特徴とする、含水ショ糖脂肪酸エス
テルの乾燥方法を要旨とする。以下、本発明方法の詳細
につき記述する。（原理）本発明方法では、水溶液状態又は泥漿状態の含水ショ糖
脂肪酸エステルをポンプを介して噴霧乾燥塔へ連続的に
供給し、回転円盤（ディスク）の遠心力により微細な霧
状微粒子に分割して乾燥気流と接触させる。これにより
水の蒸発面積が極めて大きくなり、このため極めて短時
間内（噴霧してから数秒以内）に脱水、乾燥を完了し得
る。なお霧化手段としてノズルも利用できるが、含水シ
ョ糖脂肪酸エステルの粘度が大であるため、回転円盤の
利用が望ましい。（実施条件）ショ糖脂肪酸エステルの溶液又は泥漿の供給温度は40℃
〜80℃の間で任意に変更できるが、品質面の考慮から望
ましくは40℃〜60℃の範囲内の温度を選ぶ。上記溶液又は泥漿を回転円盤により霧化させる場合、例
えば円盤の直径が５〜10cmφのときは、15,000〜24,000
rpmの回転数が適当である。塔内へ送風される空気は、溶液又は泥漿中の水分を蒸発
させるに必要な熱量以上を保有すべきであり、従って空
気温度が低い場合は、より多量の空気量が必要である。
この際の空気温度は10℃〜100℃の広範囲であってよい
が、対象ショ糖脂肪酸エステルの乾燥効率と熱分解防止
とを配慮して、60℃〜80℃の間の温度を選ぶのが有利で
ある。送風空気中の湿度も前記の空気温度と共に乾燥効率に関
係する。作業上好適な絶対湿度は、大略、の範囲であるが、特に、の範囲にあるのが経済的である。噴霧乾燥塔の所要容積、所要塔経、所要高さなどの諸条
件は、以上の噴霧条件を前提に設計される。塔の設計及
び作業条件が適当であれば、水分５％以下の粉末化され
た乾燥ショ糖脂肪酸エステルが、噴霧乾燥塔の下部より
連続的に排出される。得られた製品は、熱履歴が短いた
め、品質的に極めて優れ、かつ乾燥作業用の人員を殆ど
必要としない。

【作用】

本発明によると、ショ糖脂肪酸エステルの水溶液又はス
ラリーのような自体低融点の物質の高粘度液状物であっ
ても、霧化状態のまま殆ど瞬間的に乾燥されて一挙に粉
末状となるので、熱履歴の短い極めて良質の粉末状ショ
糖脂肪酸エステルが得られる。このため、後の「発明の
効果」項に詳記したような優れた派生効果が奏される。

【実施例】

以下、実施例及び比較例により発明実施の形態及び効果
を具体的に示すが、勿論これは例示であって、発明思想
の限定を意味するものではない。実施例１ステアリン酸メチルエステル：ショ糖＝1:2（モル比）
の混合物に、触媒としての炭酸カリウムを対固形物当り
３％（重量）、溶媒としてジメチルスルホキシドを固形
物に対し４倍量（重量）加え、水分を充分に除いてか
ら、反応器中で激しく攪拌しながら30Torrの真空下に90
℃で７時間反応させた。終了後、反応混合物を酢酸で中和して触媒を失活させ、
次いでジメチルスルホキシドを減圧下に留去後、pHを中
性領域に保ちつつ水を添加後、さらに塩酸でpH3.5に調
整した。沈澱したショ糖脂肪酸エステルを濾取し、これに水を添
加後、再び酸を加えて洗浄する操作を数回繰返した後、
得られた沈澱に水を加え、pHを中性付近まで再調整する
ことにより、以下の組成の水溶液を得た。因に、この水
溶液は泥漿状で、粘度が大であった。ショ糖ステアリン酸エステル＝ 7.7％未反応糖＝ 0.22％未反応ステアリン酸メチル＝ 0.34％ステアリン酸＝ 0.28％ステアリン酸カリウム＝ 0.68％揮発分（ジメチルスルホキシド）＝0.2％酢酸カリウム＝ 0.02％水＝ 90.6％合計＝ 100.00％この泥漿を、50℃で直径2.0mφ、直筒部長1.5m噴霧乾燥
塔へ供給し、以下の条件下に噴霧、乾燥させた。回転円盤径＝10cmφ 回転円盤回転数数＝20,000rpm 入口空気温度＝70℃、噴霧乾燥塔の下部より得られた粉末状ショ糖脂肪酸エス
テルは、水分1.75％、嵩比重0.43の流動性の良い粉末
で、その酸価は乾燥前と相違ない5.1であった。また、
ショ糖脂肪酸エステル中のモノエステル量も、乾燥前後
を通じ68％と全く変化していなかった。乾燥は、約２時間安定して継続でき、当初懸念された噴
霧乾燥塔の内部壁への付着等のトラブルは発生しなかっ
た。実施例２ショ糖を脂肪酸ソーダ石鹸と共に、触媒の存在下にステ
アリン酸メチルエステルと反応させ、下記組成の反応混
合物を得た。ショ糖ステアリン酸エステル（モノエステル52％）＝46.3％未反応ショ糖＝22.1％未反応ステアリン酸メチルエステル＝2.5％ステアリン酸ソーダ＝26.4％ステアリン酸＝1.5％触媒(K₂CO₃) ＝1.2％合計＝100.00％この反応混合物を乳酸中和して触媒を失活させ後、pHを
中性領域に保ちつつ水を添加後、これに数％の塩濃度と
なるよう食塩を加えてショ糖脂肪酸エステルを塩析し
た。沈澱したショ糖脂肪酸エステルを水相から濾別し、これ
に水を添加後、再び食塩水で洗浄する操作を数回繰返し
た。得られた沈澱に水を加え、pHを中性付近に調整する
ことにより、下記組成の水溶液が得られた。この水溶液
は泥漿状で、粘度が大であった。ショ糖ステアリン酸エステル＝8.25％未反応糖＝0.08％未反応ステアリン酸メチルエステル＝0.45％ステアリン酸ソーダ＝4.63％ステアリン酸＝0.25％水、食塩＝86.34％合計＝100.00％この泥漿を、実施例１と同様の条件で、噴霧乾燥し、粉
末状のショ糖ステアリン酸エステルの粉末を得た。この粉末状ショ糖脂肪酸エステル中の水分は1.56％、酸
価は4.1であり、噴霧乾燥の前後で酸価に変化がなく、
その他強度の着色等、熱劣化の徴候がないことが確認さ
れた。なお、ショ糖脂肪酸エステル中のモノエステル量も乾燥
前後で全く変化がなく、共に51％を占めていた。比較例１実施例１で得られた泥漿5.0Kgを5Torrの真空下に10容
のニーダー内で、90℃に混練、加熱しつつ脱水乾燥し
た。 130分経過後にニーダー内の被乾燥物の水分を測ったと
ころ、水分6.2％と高く、酸価も8.3であり、脱水乾燥前
の約1.6倍もの値に増加していた。しかも、乾燥物は熱
劣化のため色相が劣化し、カラメル化していた。なお、ショ糖脂肪酸エステル中のモノエステル量も、乾
燥前の68％から61.3％に減少していた。比較例２実施例２で得られた泥漿5.0Kgを、5Torrの真空下に10
容のニーダー内で95℃に加熱、混練しつつ脱水、乾燥し
た。 130分経過後にニーダー内の被乾燥物の水分を測ったと
ころ、水分8.1％と高く、酸価も9.1に増加していた。加えて、乾燥物は熱劣化のため強度に着色し、かつモノ
エステル量も、乾燥前の51％から43.3％に減少してい
た。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明は含水ショ糖脂肪酸エステル
を常圧下に直接粉末化しうる技術を開発したことによ
り、以下の如き多大の工業的価値を有する。 (1)溶媒を使用することなく、安価な水を使用するだけ
でショ糖脂肪酸エステルの精製が可能となること。 (2)ショ糖脂肪酸エステルの乾燥を、常圧下に至短時間
内に行なえるため、乾燥による熱劣化が全くないこと。 (3)精製に際し溶媒を用いないので、防爆仕様の高価な
電気装置が不要となること。 (4)(3)に伴ない、溶剤の爆発、火災の心配がなくなった
こと。 (5)(3)に伴ない、精製用溶媒が製品へ混入する恐れがな
いこと。 (6)(3)に伴ない、作業場の衛生条件が向上すると同時
に、蒸発溶媒による公害発生への配慮も不要となるこ
と。 (7)低コストのプラント設計が容易であること。 (8)溶媒を必要とせず、かつ運転に殆ど人手を必要とし
ないので、製造原価の低減が可能となること。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ショ糖脂肪酸エステルの水溶液又は泥漿の
噴霧乾燥に際し、該溶液又は泥漿を回転円盤又はノズル
を介して霧化させることを特徴とする、含水ショ糖脂肪
酸エステルの乾燥方法。
【請求項２】泥漿状ショ糖脂肪酸エステル中の水分が60
〜96％である請求項１記載の方法。
【請求項３】噴霧乾燥時の空気流の湿度と温度が、夫々である請求項１記載の方法。