JPH11290088A

JPH11290088A - 高純度エリスリトール結晶の製造方法

Info

Publication number: JPH11290088A
Application number: JP11598398A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Morioka; 聰森岡; Takahiro Abe; 貴宏阿部; Toshihiro Maeda; 敏弘前田; Hiroaki Ishizuka; 博明石塚
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nikken Chemicals Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nikken Chemicals Co Ltd
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-26
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: JP4103171B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】純度９８重量％以上のエリスリトール結晶を高
収率で得ることが出来る工業的に有利な高純度エリスリ
トール結晶の製造方法を提供する【解決手段】エリスリトール含有培養液を原料液とし、
少なくとも、培養液から菌体を分離する菌体分離工程、
当該菌体分離工程から回収された清澄液をクロマト分離
するクロマト分離工程、当該クロマト分離工程から回収
されたエリスリトール画分の脱塩工程および脱色工程、
当該各工程を順次に経由した処理液を晶析してエリスリ
トール結晶を析出させる晶析工程を順次に包含するプロ
セスで分離・精製処理することにより、高純度エリスリ
トール結晶を製造するに当たり、上記の晶析工程から回
収された晶析母液の一部を上記の脱塩工程に循環し、そ
して、晶析母液の残部を別途に設けられた晶析工程で処
理し、当該晶析工程から回収されたエリスリトール結晶
を上記の脱色工程に供給される処理液中に循環する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高純度エリスリト
ール結晶の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エリスリトール（正確にはメソ−エリス
リトール）は、甘味料として、更には医薬品や工業薬品
などの中間体として有用な物質である。エリスリトール
は、工業的には、例えばブドウ糖を原料とし、水性培地
中の好気的条件下でエリスリトール生産菌を培養して得
られる。

【０００３】上記のエリスリトール含有培養液は、各種
の液体状または固体状の不純物を含有している。すなわ
ち、液体状不純物として、グリセリン等の副生物の他、
澱粉の酵素糖化法などで得られた精製ブドウ糖を原料と
した場合は、原料ブドウ糖中に含まれる二糖以上のオリ
ゴ糖、その反応生成物、ブドウ糖が主な構成成分である
β−１，４結合を持つ多糖類などを含有し、固体状不純
物として、菌体の他に微小懸濁物質を含有している。

【０００４】高純度エリスリトール結晶は、菌体分離、
クロマト分離、晶析の各工程を順次に包含するプロセス
で上記の培養液を処理することにより得られる。斯かる
プロセスの一例は、エリスリトール含有培養液からのエ
リスリトールの分離・回収方法として、例えば、特公平
７−３４７４８号公報に開示されている。

【０００５】上記の特許公報に記載の方法は、具体的に
は、培養液から菌体を分離する菌体分離工程、当該菌体
分離工程から回収された清澄液をクロマト分離するクロ
マト分離工程、当該クロマト分離工程から回収されたエ
リスリトール画分の脱塩工程および脱色工程、当該各工
程を経由した処理液を晶析してエリスリトール結晶を析
出させる晶析工程を順次に包含するより成る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エリスリト
ールは、前述の通り、主に甘味料として使用されるた
め、その純度は高いほど望ましい。具体的には９８重量
％以上の純度が望ましい。一方、高純度エリスリトール
結晶の製造には、上記のプロセスの様に、数多くの工程
を要するため、特に工業的規模での製造においては、目
的とするエリスリトールの収率を高める必要がある。従
って、例えば、晶析工程から回収された晶析母液中に残
存する相当量のエリスリトールを回収することが望まし
い。

【０００７】しかしながら、上記の様に前段および後段
に２つの晶析工程を設ける所謂二段晶析法を単に適用す
るだけでは純度９８重量％以上のエリスリトール結晶を
高収率で得ることは出来ない。何故ならば、晶析原料と
して後段晶析工程に供給される前段晶析工程の晶析母液
には、高濃度の不純物が含有されているが、斯かる不純
物を十分に分離し得る程にはエリスリトールの溶解度の
温度依存性は大きくないからである。

【０００８】本発明は、上記実情に鑑みなされたもので
あり、その目的は、純度９８重量％以上のエリスリトー
ル結晶を高収率で得ることが出来る工業的に有利な高純
度エリスリトール結晶の製造方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、エリスリトール含有培養液を原料液とし、少なくと
も、培養液から菌体を分離する菌体分離工程、当該菌体
分離工程から回収された清澄液をクロマト分離するクロ
マト分離工程、当該クロマト分離工程から回収されたエ
リスリトール画分の脱塩工程および脱色工程、当該各工
程を順次に経由した処理液を晶析してエリスリトール結
晶を析出させる晶析工程を順次に包含するプロセスで分
離・精製処理することにより、高純度エリスリトール結
晶を製造するに当たり、上記の晶析工程から回収された
晶析母液の一部を上記の脱塩工程に循環し、そして、晶
析母液の残部を別途に設けられた晶析工程で処理し、当
該晶析工程から回収されたエリスリトール結晶を上記の
活性炭処理工程に供給される処理液中に循環することを
特徴とする高純度エリスリトール結晶の製造方法に存す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
原料液として使用されるエリスリトール含有培養液は、
水性培地中で好気的条件下にエリスリトール生産菌を培
養することにより得られる。培養方法は、特に制限され
ず、従来公知の方法を採用することが出来る。

【００１１】例えば、培養原料としては、結晶ショ糖や
結晶ブドウ糖の他、澱粉の酵素糖化法などで得られた精
製ブドウ糖を使用することが出来る。なお、精製ブドウ
糖は、通常、ブドウ糖含有率が９３〜９７重量％であ
り、残余は、二糖類、三糖類およびそれ以上のオリゴ糖
である。

【００１２】一方、エリスリトール生産菌としては、オ
ーレオバシディウム属（特開昭６１−３１０９１号公
報）、モニリエラ・トメントサ・バール・ポリニス（特
開昭６０−１１０２９５〜８号公報）、トリコスポロノ
イデス・メガチリエンシス（特開昭６３−１９６２９８
号公報、旧名：オーレバシディウム属）、トリコスポロ
ノイデス・オエドセファリス（特開平9−２５２７６５
号公報）、キャンジダ・ゼイライデス（ＡＴＣＣ１５５
８５）、トルロプシス・ファマタ（ＡＴＣＣ１５８６）
等（特開昭４９−１１８８８９号公報）、キャンジダ・
リポリティカ（米国特許第３，７５６，９１７号明細
書）、トリゴノプシス属、キャンジダ属（特公昭４７−
４１５４９号公報）等を使用することが出来る。

【００１３】また、培地用の無機塩類としては、ＫＨ₂
ＰＯ₄ 、ＭｇＳＯ₄ 、ＣａＣｌ₂ 、Ｋ₂ＳＯ₄ 、ＣａＳ
Ｏ₄ 、ＦｅＳＯ₄、ＭｎＳＯ₄、ＺｎＳＯ₄、（ＮＨ₄）₂
ＨＰＯ₄等、窒素源としては、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、ＣＯ
（ＮＨ₂）₂、ＮＨ₄Ｃｌ、ＮＨ₄ＮＯ₃等、栄養源として
は、コーン・スティープリカー、大豆粉、各種アミノ
酸、ペプトン、チアミン、酵母エキス等が挙げられる。

【００１４】本発明においては、高純度エリスリトール
結晶を製造するため、上記の様な培養液を原料液とし、
少なくとも、培養液から菌体を分離する菌体分離工程、
当該菌体分離工程から回収された清澄液をクロマト分離
するクロマト分離工程、当該クロマト分離工程から回収
されたエリスリトール画分の脱塩工程および脱色工程、
当該各工程を順次に経由した処理液を晶析してエリスリ
トール結晶を析出させる晶析工程を順次に包含するプロ
セスで分離・精製処理する。

【００１５】そして、上記のプロセスにおいて、菌体分
離工程後の清澄液は、好ましくは軟化工程および濃縮工
程で処理された後にクロマト分離工程に供給される。ま
た、脱色工程後の処理液は、濃縮工程で処理された後に
晶析工程に供給される。そして、その後、晶析工程で分
離されたエリスリトール結晶は、乾燥工程および篩分工
程で処理されて高純度製品とされる。

【００１６】以下、本発明の好ましい製造方法の一例に
ついて、図１に示すフローシートに基づいて説明する。

【００１７】本発明において、上記の菌体分離工程（Ｓ
１）は、本発明者らの知見に従い、セラミック膜または
有機膜によるクロスフロー濾過法を使用し且つ被処理液
の温度を５０〜９０℃に維持して行なうのが好ましい。
その理由は次の通りである。

【００１８】（１）上記の菌体分離工程によれば、各種
の液体状または固体状の不純物を含有しているエリスリ
トール含有培養液に対し、固体状不純物の除去を効率的
かつ高度に行ない得るのみではなく、回収された清澄液
をクロマト分離の効率アップのために濃縮せんとした場
合にも発泡現象が著しく軽減される。従って、菌体分離
工程においてセラミック膜または有機膜によるクロスフ
ロー濾過法を使用することにより、高純度エリスリトー
ル結晶を工業的有利に製造することが出来る。

【００１９】（２）上記のクロスフロー濾過法によって
も完全に不純物を分離することは困難であり、菌体分離
後の清澄液には依然として雑菌の栄養源となる各種の不
純物が含有されている。そのため、菌体分離工程におけ
る被処理液の温度が低い場合は、雑菌が繁殖する。その
結果、甘味料や医薬品として使用される高純度エリスリ
トール結晶においては好ましくないばかりか、例えば、
クロマト分離工程における樹脂カラムの閉塞や熱交換器
における焦げ付きの原因となる。そこで、本発明におい
ては、雑菌の繁殖防止のため被処理液の温度を５０℃以
上に維持して菌体分離を行なう。処理液の温度が９０℃
を超える場合は、処理液の着色度が急激に増加すると言
う不利益がある。

【００２０】セラミック膜（多孔膜）の構造は、特に制
限されず、例えば、単層構造の他、細粒層と支持層との
二層構造であってもよい。細粒層の平均細孔は、通常
０．１〜１μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍに設定
される。また、セラミック膜の材質としては、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナ、ムライト、ジルコニア、
カーボン、コージェライト、炭化ケイ素などが挙げられ
る。有機膜の構造は、特に制限されないが、その材質と
しては、後述する温度（５０〜９０℃）において十分な
耐熱性を有するものを使用する必要がある。斯かる有機
膜としては、例えば、ポリオレフィンやポリエーテルス
ルフォン等が挙げられる。

【００２１】クロスフロー濾過法においては、循環タン
ク、ポンプ、内部に濾過膜を備えた分離エレメント及び
濾液受槽から成る設備が使用され、これらにより処理液
の循環路が形成される。そして、上記の循環路の途中に
は熱交換器を設けるのが好ましい。

【００２２】そして、クロスフロー濾過法は、原理的に
は、膜フィルター表面に濾過対象液を平行に流しながら
濾過を行い、平行流によるせん断力により堆積ケーク層
を最小に保持する濾過法である。従って、濾過膜に包囲
された流路の一端から供給された濾過対象液（原液）
は、流れながら濾過され、濾液は、濾過膜を通過して流
路と直交する方向に排出され、濃縮液は、流路の一端か
ら排出される。

【００２３】クロスフロー濾過は、操作的には回分操作
で行われ、本発明においては、（Ａ）菌体濃縮濾過、
（Ｂ）加水濾過、（Ｃ）追加濃縮濾過、（Ｄ）水洗、
（Ｅ）再生を順次に行なって１操作を終了する。特に、
追加濃縮濾過は、本発明においては、好ましい態様とし
て行われる。

【００２４】菌体濃縮濾過（Ａ）においては、図２に示
す菌体分離工程（クロスフロー濾過装置）の循環タンク
（１）にエリスリトール含有培養液を一定量供給した
後、ポンプ（２）の駆動により、濾過膜（３）と熱交換
器（６）とを通して再び循環タンク（１）に戻す培養液
の循環を開始し、濾過膜（３）を透過した清澄液（濾
液）を濾液受槽（５）に受ける。そして、所定の濃縮率
に到達した時点で菌体濃縮濾過を終了する。なお、循環
タンク（１）に供給する前のエリスリトール含有培養液
は、必要に応じて前記の温度範囲に加熱され、また、循
環液は、熱交換器（６）により前記の温度範囲に維持さ
れる（以下の加水濾過（Ｂ）及び追加濃縮濾過（Ｃ）に
おいても同じ）。

【００２５】加水濾過（Ｂ）においては、循環タンク
（１）内の濃縮液にその液面レベルを一定に保持しなが
ら連続的に水を供給して上記と同様の循環操作を行な
い、濾過膜（３）を通過した清澄液（濾液）を濾液受槽
（５）に受ける。なお、供給水は、循環タンク（１）に
供給する前に必要に応じて前記の温度範囲に加熱され
る。

【００２６】追加濃縮濾過（Ｃ）は、いわゆる搾り出し
のために行われ、加水濾過（Ｂ）における循環タンク
（１）内への水の供給を停止して更に上記と同様の循環
操作を行ない、濾過膜（３）を通過した清澄液（濾液）
を濾液受槽（５）に受ける。

【００２７】水洗（Ｄ）及び再生（Ｅ）は常法に従って
行われ、再生剤としては、例えば、０．５重量％のＮａ
ＯＨと０．２重量％のＮａＣｌＯを含有する水溶液を使
用することが出来る。操作温度は、通常、約５０〜７０
℃とされる。

【００２８】上記の菌体濃縮濾過（Ａ）、加水濾過
（Ｂ）及び追加濃縮濾過（Ｃ）においては、通常、循環
流速１〜１０ｍ／ｓ、膜間差圧０．１〜１０Ｋｇ／ｃｍ
²の条件下で行われる。そして、菌体濃縮濾過（Ａ）及
び加水濾過（Ｂ）における透過流速は、通常１００〜２
００Ｌ／ｍ²・Ｈｒとされる。そして、追加濃縮濾過
（Ｃ）においては、次第に上記の透過流速は低下してい
くが、本発明においては、透過流速が約５０Ｌ／ｍ²・
Ｈｒに到達した時点で追加濃縮濾過を終了し、水洗
（Ｄ）及び再生（Ｅ）に移行するのが好ましい。すなわ
ち、本発明者らの知見によれば、エリスリトール含有培
養液の場合、上記の範囲を超えて追加濃縮濾過を行なっ
た場合は、濾過膜（３）における閉塞状態が急激に悪化
し、次の菌体分離操作に支障を来すことがある。

【００２９】本発明においては、上記の菌体分離工程に
供するエリスリトール含有培養液のｐＨは３．５〜５．
５の範囲に調節するのが好ましい。すなわち、培養工程
から得られるエリスリトール含有培養液のｐＨを等電点
に近い上記の範囲に調節するならば、培養液中の溶解蛋
白質が析出してフロック状になりその分離が一層容易と
なる。上記のｐＨ調節には、例えば、苛性ソーダー等の
適当なアルカリ物質の水溶液が使用される。

【００３０】上記の軟化工程（Ｓ２）は、後続のクロマ
ト分離工程における分離性能の維持を目的とした工程で
ある。イオン交換樹脂としては、スルホン酸型強酸性カ
チオン交換樹脂またはカルボン酸型弱酸性カチオン交換
樹脂がＮａ型で使用される。そして充填塔に清澄液を通
してその中のＣａイオンやＭｇイオンをＮａイオンと交
換させて除去し、Ｃａ型および／またはＭｇ型に変った
カチオン交換樹脂をＮａ型に再生して繰り返し使用す
る。スルホン酸型樹脂の場合は、ＮａＣｌ水溶液で再生
し、カルボン酸型樹脂の場合は、ＨＣｌ又はＨ₂ＳＯ₄等
の強酸でＨ型に変換後、ＮａＯＨ水溶液で再生する。こ
れらの二つの方法の中では、カルボン酸型弱酸性カチオ
ン交換樹脂（Ｎａ型）を使用する方法が好ましい。

【００３１】本発明においては、上記の軟化工程は、本
発明者らの知見に従い、５０〜９０℃の温度に清澄液を
保持して行なうのが好ましい。その理由は次の通りであ
る。

【００３２】菌体分離後の清澄液には依然として雑菌の
栄養源となる各種の不純物が含有されているために雑菌
が繁殖する。従って、プロセスの初期の段階において、
雑菌の繁殖を十分に抑制するならば、エリスリトール結
晶への混入防止とは別途に、例えば、クロマト分離工程
における樹脂カラムの閉塞や熱交換器における焦げ付き
を防止して高純度エリスリトール結晶を工業的有利に製
造することが出来る。

【００３３】軟化工程で処理される清澄液の５０〜９０
℃の温度保持は、上記の充填塔に加熱手段を配置し、更
には、必要に応じ、軟化工程に供給される清澄液を予め
加熱することにより行われる。清澄液の温度が５０℃未
満の場合は、清澄液中への雑菌の混入や混入した雑菌の
繁殖防止が十分ではなく、一方、清澄液の温度が９０℃
を超える場合は、処理液の着色や樹脂の劣化が促進さ
れ、何れの場合も好ましくない。

【００３４】上記のクロマト分離前の濃縮工程（Ｓ３）
は、クロマト分離工程における効率アップを目的とした
工程である。溶解固形分濃度として、通常３０〜７０重
量％、好ましくは３５〜４５重量％になるまで濃縮す
る。

【００３５】ところで、一般に、有機物質含有水溶液の
濃縮装置としては、例えば、容器の外壁から水蒸気にて
加熱を行なうジャケット式蒸発缶、加熱管内の液流速を
高めるための循環ポンプを備えた強制循環型蒸発缶、直
立長管型に属する上昇膜型蒸発缶や流下膜型蒸発缶など
が知られている。

【００３６】上記の濃縮工程における濃縮装置として
は、上記加熱式である限り、その構造は制限されない
が、本発明者らの知見に従い、強制循環型蒸発缶または
膜型蒸発缶が好ましく採用される。特に好ましい濃縮装
置は膜型蒸発缶であり、その中では流下膜型蒸発缶が一
般的に好ましい。その理由は次の通りである。

【００３７】菌体分離工程から得られる清澄液には、前
述した各種の液体状不純物が含まれており、特に、グル
コースとアミノ酸とのメイラード反応で着色成分が生成
する。斯かる着色成分の生成は加熱時間によって促進さ
れる。また、可溶性蛋白質の影響により、濃縮時に発泡
現象が現れて清澄液の安定した濃縮は必ずしも容易では
ない。斯かる場合、ジャケット式蒸発缶では、特に濃縮
時の発泡現象を抑制するための伝熱条件の達成は一般に
困難である。これに対し、強制循環型蒸発缶や膜型蒸発
缶によれば、広い範囲の伝熱条件において、濃縮時の発
泡現象を抑制することが出来る。

【００３８】上記の流下膜型蒸発缶は、その機能的構造
上、蒸発缶と流下膜形成部とに区分でき、そして、流下
膜形成部としては、（１）プレート方式と（２）シェル
＆チユーブ形式とがあるが、その何れであってもよい。
濃縮工程の操作圧力は７０〜３００ｔｏｒｒ、液温度は
４５〜８０℃の範囲が好ましい。操作圧力が上記の範囲
より小さい場合は、発泡が激化して飛沫同伴による損
失、ひいては安定運転が不能になる傾向にあり、また、
液温度が低下するため雑菌汚染も懸念される。操作圧力
が上記範囲より大きい場合は、液温度が上昇して液の着
色が促進される傾向にある。

【００３９】上記のクロマト分離工程（Ｓ４）は、アル
カリ金属型またはアンモニウム型の強酸性カチオン交換
樹脂を充填した分離塔に清澄液を通し、次いで、水で溶
離流出させ、その流出液からエリスリトールを主成分と
する画分を分取することから成る。エリスリトールを主
成分とする画分は、通常、３〜３０重量％の濃度として
分取される。

【００４０】上記の脱塩工程（Ｓ５）は、塩類などの除
去を目的とした工程である。脱塩工程は、カチオン交換
樹脂塔、アニオン交換樹脂塔、カチオン交換樹脂とアニ
オン交換樹脂との両樹脂の混床塔より成る。

【００４１】上記の脱色工程（Ｓ６）は、活性炭による
処理工程であり、着色成分、臭気成分などの除去を目的
とした工程である。活性炭は粉末または粒状の何れでも
よい。

【００４２】上記の晶析工程の直前の濃縮工程（Ｓ７）
は、晶析工程を効率的に行なうことを目的とした工程で
ある。溶解固形分濃度として、通常３０〜７０重量％、
好ましくは４０〜６０重量％になるまで濃縮する。そし
て、斯かる濃縮工程においては、クロマト分離前の濃縮
工程の場合と同様の理由により、同様の濃縮装置および
操作条件を採用するのが好ましい。

【００４３】上記の晶析工程（Ｓ８）は、特に制限され
ないが、本発明者らの知見に従い、次の様に行なうのが
好ましい。すなわち、晶析開始時の晶析原液中のエリス
リトール濃度を３０〜６０重量％に調節し、２０℃／Ｈ
ｒ以下の冷却速度を採用し、冷却晶析途中でエリスリト
ールの種結晶を添加し、２０℃以下の温度まで冷却した
後、析出した結晶を分離する。斯かる晶析方法によれ
ば、従来法に比して一層純度が高められ且つ結晶形状が
改善された高純度エリスリトール結晶が得られる。

【００４４】そして、上記の晶析工程においては、７０
℃から６０℃迄の冷却過程経過後は、更に冷却速度を遅
くし、具体的には１０℃／Ｈｒ以下とし、２０℃以下、
好ましくは１５℃以下の温度まで冷却する。また、晶析
槽内の温度がエリスリトールの飽和溶解度に相当する温
度よりも低い温度で且つその温度差が１５℃以内の段階
において当該晶析槽にエリスリトールの種結晶を添加す
るのが好ましい。種結晶の添加時期は、晶析槽内の温度
がエリスリトールの飽和溶解度に相当する温度よりも１
〜５℃低い温度の段階が特に好ましい。また、種結晶の
添加量は、特に制限されないが、晶析槽内で析出するエ
リスリトールに対し、好ましくは０．１重量％以下、更
に好ましくは０．００１〜０．０５重量％の範囲であ
る。

【００４５】本発明においては、上記の晶析工程（Ｓ
８）から回収された晶析母液（Ｌ１）の一部を上記の脱
塩工程（Ｓ５）に循環し、そして、晶析母液の残部を別
途に設けられた晶析工程（Ｓ１３）で処理し、当該晶析
工程から回収されたエリスリトール結晶を上記の脱色工
程（Ｓ６）に供給される処理液中に循環することを特徴
とする。そして、本発明においては、上記の晶析母液
（Ｌ１）は、上述の濃縮工程と同様の仕様として別途に
設けられた濃縮工程（Ｓ１２）で処理された後に晶析工
程（Ｓ１３）に供給される。

【００４６】すなわち、本発明においては、エリスリト
ール結晶の収率を高めるため、２つの晶析工程（Ｓ８）
及び（Ｓ１３）を採用し、前段回収工程（Ｓ８）で回収
された晶析母液（Ｌ１）中に残存するエリスリトールを
後段晶析工程（Ｓ１３）で更に晶析して回収する。しか
しながら、本発明においては、所謂二段晶析法とは異な
り、後段晶析工程（Ｓ１３）で回収されたエリスリトー
ル結晶を脱塩工程（Ｌ５）の後に配置された脱色工程
（Ｓ６）に供給される処理液中に循環する。

【００４７】しかも、本発明においては、後段晶析工程
（Ｓ１３）の負荷の軽減を図るため、前段晶析工程（Ｓ
８）で回収された晶析母液（Ｌ１）の一部を上記の脱塩
工程（Ｌ５）に循環し、残部を後段晶析工程（Ｓ１３）
で処理する。

【００４８】ところで、前段晶析工程から回収された晶
析母液は、後段晶析工程で回収されたエリスリトール結
晶に比して多量の不純物を含有するため、脱塩工程およ
び脱色工程を経由させる必要があるが、上記のエリスリ
トール結晶は脱塩工程で処理する程の多量の不純物を含
有しない。従って、前段晶析工程から回収された晶析母
液は脱塩工程に循環し、後段晶析工程で回収されたエリ
スリトール結晶は脱色工程に供給される処理液中に循環
する本発明によれば、各工程における無用の負荷を軽減
することが出来る。

【００４９】しかも、脱色工程の前に脱塩工程を配置し
ているため、上記の様な循環方式による場合であって
も、脱色工程に使用される活性炭の微細孔を閉塞する様
な不純物は、予め脱塩工程で除去されるため、脱色工程
の活性炭の性能は高度に維持することが出来る。

【００５０】本発明において、晶析母液（Ｌ１）の脱塩
工程（Ｓ５）への循環割合は、好ましくは、前段晶析工
程に供給される処理液中の全溶解固形分に対するエリス
リトールの割合が８５重量％以上、好ましくは８７重量
％以上、更に好ましくは９０重量％以上となる様に調節
される。これにより、本発明においては９８重量％以上
の高純度のエリスリトールが得られる。通常、前段晶析
工程（Ｓ８）で回収された晶析母液（Ｌ１）の５０〜９
０重量％を脱塩工程（Ｓ５）に循環することにより、上
記のエリスリトール濃度を調節するのがよい。

【００５１】後段晶析工程（Ｓ１３）の晶析条件は、特
に制限されないが、前段晶析工程（Ｓ８）と同様の条件
が好適に採用される。また、後段晶析工程（Ｓ１３）の
後の結晶分離工程（Ｓ１４）は、特に制限されず、通常
の手段を採用することが出来る。なお、後段晶析工程
（Ｓ１３）から回収される晶析母液（Ｌ２）の一部は、
プロセス内への不純物の蓄積を防止するため、廃液
（Ｗ）としてパージされ、残部は濃縮工程（Ｓ１２）に
循環される。勿論、プロセスの規模が小さい場合は、晶
析母液（Ｌ２）の全部を濃縮工程（Ｓ１２）に循環し、
定期的に全部を廃液（Ｗ）としてパージしてもよい。

【００５２】前段晶析工程（Ｓ８）の後の結晶分離工程
（Ｓ９）は、特に制限されないが、本発明者らの知見に
従い、濾過面の周方向にスラリーを分散させて当該濾過
面に衝突させる構造の遠心分離装置を使用するのが好ま
しい。その理由は次の通りである。

【００５３】最も代表的なバスケット式遠心分離装置を
使用した場合、工業的に採用される運転条件下では、単
管ノズルから供給されたエリスリトール結晶含有スラリ
ーが濾過面の全体に行き渡る前に固液分離される。その
結果、エリスリトール結晶が装置内に直ちに偏在して遠
心分離装置の運転に支障が生じることがある。斯かる問
題は、前記の構造の遠心分離装置の使用により回避され
る。前記の構造の遠心分離装置は、例えば、住友重機械
工業（株）の商品「コンタベックス」や「プッシャー」
として容易に入手することが出来る。

【００５４】ところで、結晶分離工程では結晶の含水率
の低減化のために出来るだけ高い遠心力による運転が通
常行われる。ところが、本発明者らの知見によれば、エ
リスリトール結晶の硬度が比較的に高いため、過度な遠
心力を採用した場合は、遠心分離装置の内壁面への衝突
により、エリスリトール結晶の破砕が生じる。そこで、
本発明において、５０〜５００Ｇの遠心力条件下に結晶
分離を行った後、エリスリトール結晶に対して０．１〜
１重量倍で且つ５〜２０℃の洗浄水による振り掛け洗浄
を行なうのが好ましい。

【００５５】遠心力条件が５０Ｇ未満の場合は、得られ
るエリスリトール結晶の含水率が余りにも高すぎて後工
程の乾燥負荷が大きくなる。そればかりか、母液が十分
に振り切れずに製品に付着して品質低下を招く。一方、
遠心力条件が５００Ｇを超える場合は、遠心分離装置の
内壁面への衝突により、エリスリトール結晶の破砕が生
じる。遠心条件の好ましい範囲は１００〜３００Ｇであ
る。

【００５６】振り掛け洗浄における洗浄水の使用量およ
び温度は、上記の様な比較的に小さな遠心条件下におい
て、エリスリトール結晶の溶解損失を防止し且つ十分な
洗浄効果を得るとの観点から決定された条件である。す
なわち、洗浄水の使用量が０．１重量倍未満の場合は、
洗浄効果が不足して高純度のエリスリトール結晶が得ら
れない。一方、洗浄水の使用量が１重量倍を超える場合
または洗浄水の温度が２０℃を超える場合は、エリスリ
トール結晶の溶解損失が大きく経済的ではない。洗浄水
の好ましい使用量は、エリスリトール結晶に対して０．
２〜０．５重量倍であり、洗浄水の好ましい温度は１０
〜２０℃である。

【００５７】乾燥工程（Ｓ１０）は、晶析工程（Ｓ８）
から回収されたエリスリトール結晶中の水分の除去を目
的とした工程であり、通常、流動床式乾燥器が好適に使
用される。篩分工程（Ｓ１１）は、大粒径品の除去を目
的とした工程であり、通常、１０００又は１１９０ｍｍ
メッシュの振動篩装置が好適に使用される。そして、篩
分工程（Ｓ１１）から製品としてのエリスリトール結晶
（Ｐ）が回収される。

【００５８】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。

【００５９】実施例１無水結晶ブドウ糖３００ｇ／Ｌ（ブドウ糖として）及び
酵母エキス１０ｇ／Ｌ含む培地に、モニリエラ・トメン
トサ・バール・ポリニスを加え、３５℃で４８時間振と
う培養して種培地（Ａ）を得た。次いで、無水結晶ブド
ウ糖３００ｇ／Ｌ（ブドウ糖として）及びコーン・ステ
イープ・リカー３７ｇ／Ｌを含む培地６００Ｌに上記の
種培地（Ａ）１．２Ｌを加え、通気量３００Ｌ／ｍｉ
ｎ、撹拌速度３００ｒｐｍ、温度３５℃、圧力１．０ｋ
ｇ／ｃｍ²Ｇで４８時間培養して種培地（Ｂ）を得た。
次いで、無水結晶ブドウ糖４００ｇ／Ｌ（ブドウ糖とし
て）及びコーン・ステイープ・リカー１５ｇ／Ｌを含む
培地３０ｍ³に上記の種培地（Ｂ）６００Ｌを加え、通
気量１５ｍ³／ｍｉｎ、撹拌速度１００ｒｐｍ、温度３
５℃、圧力１．０ｋｇ／ｃｍ²Ｇで９０時間培養し、ブ
ドウ糖が完全になくなった時点を確認して培養を停止し
た。そして、直ちに加熱殺菌した後、セラミック膜を利
用したクロスフロー濾過法により、次の条件下で菌体を
分離した。

【００６０】すなわち、先ず、菌体濃縮濾過として、図
１に示す菌体分離工程（クロスフロー濾過装置）の循環
タンク（１）に約７０℃に加温されたエリスリトール含
有培養液を６ｍ³供給した後、ポンプ（２）の駆動によ
り、濾過膜（３）と熱交換器（６）とを通して再び循環
タンク（１）に戻す培養液の循環を開始し、濾過膜
（３）を透過した清澄液（濾液）を濾液受槽（５）に受
けた。この際、循環液温度は約７０℃、循環流速は５ｍ
／ｓ、膜間差圧は１Ｋｇ／ｃｍ²に調節した。その結
果、平均透過流速は１３０Ｌ／ｍ²・Ｈｒであった。

【００６１】次いで、加水濾過として、濾液受槽（５）
内の清澄液が２４ｍ³となった時点において、循環タン
ク（１）内の濃縮液６ｍ³にその液面レベルを一定に保
持しながら連続的に水を供給しながら、上記と同様の循
環操作を行ない、清澄液（濾液）を濾液受槽（５）に受
けた。なお、供給水は、循環タンク（１）に供給する前
に必要約７０℃に加熱した。供給水は、全量で１８ｍ³
であり、加水濾過により、濾液受槽（５）に受けた清澄
液（濾液）は、全量で１８ｍ³であった。

【００６２】次いで、追加濃縮濾過として、上記の水の
供給を停止した後も更に上記と同様の循環操作を行な
い、清澄液（濾液）を濾液受槽（５）に受けた。そし
て、透過流速が約５０Ｌ／ｍ²・Ｈｒに低下した時点で
追加濃縮濾過を終了し、次の菌体分離のため、クロスフ
ロー濾過装置の水洗・再生を行なった。追加濃縮濾過に
より、濾液受槽（５）に受けた清澄液（濾液）は、全量
で２ｍ³であった。

【００６３】上記の各操作で得た清澄液は、全量で４４
ｍ³であり、エリスリトール１２１ｇ／Ｌ及びグリセリ
ン０．３ｇ／Ｌを含有していた。

【００６４】次いで、カルボン酸型弱カチオン交換樹脂
（三菱化学株式会社商品名ダイヤイオンＷＫ−２０）の
Ｎａ型を充填した塔に上記の清澄液を４４ｍ³通し、Ｃ
ａ及びＭｇ等の硬度成分をＮａイオンと交換した。この
際、清澄液の温度は、７０℃に保持した。

【００６５】次いで、溶解固形分濃度が４０重量％にな
るまで濃縮した（一次濃縮）。濃縮装置としては、流下
膜形成部にシェル＆チューブを備えた４重効用缶を使用
した。そして、操作圧力は７４〜２２０ｔｏｒｒ、液温
度は４６〜７０℃の範囲とした。この際、減圧濃縮時に
おける液の発泡は全く認められず、濃縮操作は、安定に
行なうことが出来た。

【００６６】次いで、ジビニルベンゼン架橋ポリスチレ
ンスルホン酸のＮａ型樹脂（三菱化学株式会社商品名ダ
イヤイオンＵＢＫ−５５０）を２２ｍ³充填した分離塔
（直径２０００ｍｍ×高さ７０００ｍｍ）の塔頂から、
上記の濃縮液（温度７０℃）を１．４４ｍ³供給した。
分離塔の温度は７０℃に保持し、濃縮液の供給速度は１
１．６ｍ³／ｈｒとした。

【００６７】次いで、同じ速度で塔頂から水を引続き供
給し、流出液床容量０．５４を境にして前段と後段の二
つの画分に分けた。画分の液量は、前段が４．８ｍ³で
あり、後段が３．４ｍ³であった。そして、後段の流出
液としてエリスリトール及びグリセリンを回収した。こ
の操作を１０回繰り返し、後段流出液として合計３４ｍ
³を得た。その液組成は、エリスリトール濃度９６．５
ｇ／Ｌ、グリセリン濃度０．２ｇ／Ｌ、不明物濃度２．
０ｇ／Ｌであった。

【００６８】次いで、常法に従い、Ｈ型強酸性カチオン
交換樹脂（三菱化学式会社商品名ダイヤイオンＳＫ１
Ｂ）を充填した塔、ＯＨ型の弱塩基性アニオン交換樹脂
（三菱化学株式会社商品名ダイヤイオンＷＡ３０）を充
填した塔、および、前記のＨ型強酸性カチオン交換樹脂
とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂（三菱化学株式会社
商品名ダイヤイオンＰＡ４０８）を充填した混床塔で上
記の後段流出液を順次に処理した。

【００６９】ただし、上記の後段流出液には、Ｈ型強酸
性カチオン交換樹脂塔に供給するに先立ち、後述の結晶
分離工程（遠心分離装置）から発生する洗浄水を含む晶
析母液の一部（８ｍ³）を予め混合した。上記の晶析母
液の残部（３２ｍ³）は、後述の後段晶析工程で処理す
るため、一旦タンクに回収した。

【００７０】次いで、粒状活性炭（三菱化学（株）製
「ＤＩＡＨＯＰＥＳ−８０」）１．８Ｋｇを充填した
充填塔に上記の処理液を供給して脱色処理を行った。処
理液の温度は７０℃に保持した。

【００７１】ただし、上記の処理液には、活性炭処理に
先立ち、後述の後段晶析工程で回収されたエリスリトー
ル結晶を添加した。

【００７２】次いで、減圧下７０℃で溶解固形分濃度が
５３重量％（エリスリトール濃度：４８．０重量％）に
なるまで上記の濾液を濃縮した（二次濃縮）。濃縮装置
としては、流下膜形成部にシェル＆チューブを備えた４
重効用缶を使用した。そして、操作圧力は７４〜２２０
ｔｏｒｒ、液温度は４６〜７０℃の範囲とした。この
際、減圧濃縮時における液の発泡は全く認められず、濃
縮操作は、安定に行なうことが出来た。

【００７３】次いで、上記の７０℃の濃縮液を７．５℃
／Ｈｒの速度で１５℃まで徐冷し、その冷却途中の４２
℃（飽和温度との温度差：−３℃）の段階で３８０ｇ
（析出結晶に対する割合：０．０１重量％）の種晶を添
加して結晶を成長させてエリスリトール結晶含有スラリ
ーを得た（前段晶析工程）。

【００７４】次いで、遠心分離装置として住友重機械工
業（株）の商品「コンタベックス」を使用し、１６７Ｇ
の遠心条件を採用し且つ湿潤エリスリトール結晶に対し
て０．２重量倍の１５℃の洗浄水を使用し、結晶の分離
と洗浄を行なった。すなわち、濾過面の周方向にエリス
リトール結晶含有スラリーを分散させて当該濾過面に衝
突させながら結晶を濾別しつつ振り掛け洗浄を行なっ
た。そして、エリスリトール結晶３．５Ｔｏｎを得た。
エリスリトール結晶の純度は９９．９％、含水率は２．
４７重量％であった。洗浄水を含む晶析母液は、エリス
リトールの回収のため一旦タンクに回収した。そして、
その一部は上述の後段流出液と混合した。

【００７５】そして、上記の晶析母液の残部は、溶解固
形分濃度が６０重量％になるまで濃縮した後に晶析した
（後段晶析工程）。濃縮、晶析、結晶分離は、上記と同
様の条件で行った。回収されたエリスリトール結晶は、
全て上述の活性炭処理前の処理液に添加した。一方、晶
析母液は、上記の濃縮工程に全て循環した。

【００７６】一方、上記の前段晶析工程で回収したエリ
スリトール結晶を乾燥した。平均粒径を測定した結果、
７５０μｍであり、遠心分離前の平均粒径（７５０μ
ｍ）との比較から結晶破砕はないことが判った。結晶形
状は単結晶が主体であった。

【００７７】実施例２実施例１において、次の様に培養を行った以外は、実施
例１と同様にして高純度エリスリトールを製造した。す
なわち、エリスリトール生産菌として、トリコスポロノ
イデス・メガチリエンシスＳＮ−Ｇ４２株を使用し、
実施例１と同様の方法で種培地（Ｂ）を得た後、精製ブ
ドウ糖４００ｇ／Ｌ（ブドウ糖として）及びコーン・ス
テイープ・リカー８ｇ／Ｌを含む培地３００ｍ³に上記
の種培地（Ｂ）６００Ｌを加え、通気量１５ｍ³／ｍｉ
ｎ、撹拌速度１２０ｒｐｍ、温度３５℃、圧力１．０ｋ
ｇ／ｃｍ²Ｇで９０時間培養した。そして、その後の菌
体分離工程で得られた最終的な清澄液（濾液）の量は４
４ｍ³であり、この清澄液は、エリスリトール１２３ｇ
／Ｌ及びグリセリン０．３ｇ／Ｌを含有していた。

【００７８】実施例１と同様に各工程を経ることによ
り、純度９９．９％のエリスリトール結晶が３．５Ｔｏ
ｎ得られた。実施例１及び２の結果から、本発明によれ
ば、生産菌の種類に関係なく、エリスリトール含有培養
液から高純度エリスリトール結晶を製造し得ることが理
解される。

【００７９】

【発明の効果】本発明によれば、純度９８重量％以上の
エリスリトール結晶を高収率で得ることが出来る工業的
に有利な高純度エリスリトール結晶の製造方法が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい製造方法の一例を示すフロー
シート

【図２】本発明における好適な菌体分離工程の概念的な
説明図

【符号の説明】

Ｓ０：発酵工程Ｓ１：菌体分離工程Ｓ２：軟化工程Ｓ３：濃縮工程Ｓ４：クロマト分離工程Ｓ５：脱塩工程Ｓ６：脱色工程Ｓ７：濃縮工程Ｓ８：晶析工程Ｓ９：結晶分離工程Ｓ１０：乾燥工程Ｓ１１：篩分工程Ｓ１２：濃縮工程Ｓ１３：晶析工程Ｓ１４：結晶分離工程Ｐ：エリスリトール結晶（製品）Ｌ１：晶析母液Ｌ２：晶析母液Ｗ：廃液１：循環タンク２：ポンプ３：濾過膜４：分離エレメント５：濾液受槽６：熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前田敏弘宮城県仙台市青葉区本町一丁目２番地20号三菱化学株式会社東北支店内 (72)発明者石塚博明栃木県真岡市松山町21番地１日研化学株式会社真岡工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エリスリトール含有培養液を原料液と
し、少なくとも、培養液から菌体を分離する菌体分離工
程、当該菌体分離工程から回収された清澄液をクロマト
分離するクロマト分離工程、当該クロマト分離工程から
回収されたエリスリトール画分の脱塩工程および脱色工
程、当該各工程を順次に経由した処理液を晶析してエリ
スリトール結晶を析出させる晶析工程を順次に包含する
プロセスで分離・精製処理することにより、高純度エリ
スリトール結晶を製造するに当たり、上記の晶析工程か
ら回収された晶析母液の一部を上記の脱塩工程に循環
し、そして、晶析母液の残部を別途に設けられた晶析工
程で処理し、当該晶析工程から回収されたエリスリトー
ル結晶を上記の脱色工程に供給される処理液中に循環す
ることを特徴とする高純度エリスリトール結晶の製造方
法。
【請求項２】前段晶析工程に供給される処理液中の全
溶解固形分に対するエリスリトールの割合が８５重量％
以上となる様に、晶析母液の脱塩工程への循環割合を調
節する請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】晶析工程において、晶析開始時の晶析原
液中のエリスリトール濃度を３０〜６０重量％に調節
し、２０℃／Ｈｒ以下の冷却速度を採用し、冷却晶析途
中でエリスリトールの種結晶を添加し、２０℃以下の温
度まで冷却した後、析出した結晶を分離する請求項１又
は２に記載の製造方法。
【請求項４】晶析槽内の温度がエリスリトールの飽和
溶解度に相当する温度よりも低い温度で且つその温度差
が１５℃以内の段階において当該晶析槽にエリスリトー
ルの種結晶を添加する請求項１〜３の何れかに記載の製
造方法。
【請求項５】エリスリトールの種結晶の添加量が晶析
槽内で析出するエリスリトールに対して０．１重量％以
下である請求項３又は４に記載の製造方法。