JPS58198299A - 糖液の濃縮方法 - Google Patents
糖液の濃縮方法Info
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- JPS58198299A JPS58198299A JP7842782A JP7842782A JPS58198299A JP S58198299 A JPS58198299 A JP S58198299A JP 7842782 A JP7842782 A JP 7842782A JP 7842782 A JP7842782 A JP 7842782A JP S58198299 A JPS58198299 A JP S58198299A
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- Japan
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- membrane
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- sugar
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明杖、糖液の濃縮方法に関し、更に詳しくは、逆浸
透法を利用した糖液の濃縮方法に関する。
透法を利用した糖液の濃縮方法に関する。
従来よシ、セルロースはセルラーゼ（セルロース糖化酵
素）によシ糖化できることが知られている。この時、全
糖濃度が６〜７ ％ （Ｓｏｍｅｇｙｉ −ＮＩｌｓｏ
ｎ法）になるまでは、比較的効率よく、セルロースが分
解され糖が生成するが、それ以上に全糖濃度が高まると
、生成した糖による阻害が起こシ、糖の生成速度（糖化
速度）が低下する。生成した糖を糖化液から分離・除去
し、糖化液中の全糖濃度ｔ−６〜７チ以下に保持するこ
とにょシ、糖化速度を高めることができるが、生成され
た糖液の濃度が低くなる。従って、この糖液を用いてア
ルコール発酵を行なった場合、得られたものｂアルコー
ル濃度が低くなるので、アルコールｍＦｌ’に高める友
めの蒸留の際に、多葉のエネルギー″ｆｒ要するという
問題がある。
素）によシ糖化できることが知られている。この時、全
糖濃度が６〜７ ％ （Ｓｏｍｅｇｙｉ −ＮＩｌｓｏ
ｎ法）になるまでは、比較的効率よく、セルロースが分
解され糖が生成するが、それ以上に全糖濃度が高まると
、生成した糖による阻害が起こシ、糖の生成速度（糖化
速度）が低下する。生成した糖を糖化液から分離・除去
し、糖化液中の全糖濃度ｔ−６〜７チ以下に保持するこ
とにょシ、糖化速度を高めることができるが、生成され
た糖液の濃度が低くなる。従って、この糖液を用いてア
ルコール発酵を行なった場合、得られたものｂアルコー
ル濃度が低くなるので、アルコールｍＦｌ’に高める友
めの蒸留の際に、多葉のエネルギー″ｆｒ要するという
問題がある。
即ち、本発明は前述した従来の糖液の製造方法の問題点
を解消したもので、高濃度の糖液を効率よく得ることの
できる糖液の濃縮方法を提供することを目的とする。
を解消したもので、高濃度の糖液を効率よく得ることの
できる糖液の濃縮方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記し次点について鑑みて、鋭意研究管
重ねぇ結果、セルロースを酵素により糖化して得られる
糖化液を限外濾過（以下、ｒｕ、ｐ’Ｊという、）膜で
処理後、逆浸透（以下、「Ｒｏｏ、」という、）膜で処
理することによシ、本発明の目的を達成できることを見
出し、本発明を完成するに至った。
重ねぇ結果、セルロースを酵素により糖化して得られる
糖化液を限外濾過（以下、ｒｕ、ｐ’Ｊという、）膜で
処理後、逆浸透（以下、「Ｒｏｏ、」という、）膜で処
理することによシ、本発明の目的を達成できることを見
出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の糖液の濃縮方法は、セルロースを＃索に
よシ糖化して得られる糖化液ｉ Ｕ、 Ｆ、膜で処理し
、酵素及び未分解セルロースを含有する濃縮液と、精製
された糖液を含有する透過液とに分離した後、該濃縮液
を糖化工程に返送するとともに、該透過液ｆｔＲ，Ｏ，
膜で処理することを特徴とするものである。
よシ糖化して得られる糖化液ｉ Ｕ、 Ｆ、膜で処理し
、酵素及び未分解セルロースを含有する濃縮液と、精製
された糖液を含有する透過液とに分離した後、該濃縮液
を糖化工程に返送するとともに、該透過液ｆｔＲ，Ｏ，
膜で処理することを特徴とするものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明に用いるセルロース糖化酵素としては、セルラー
ゼが挙げられる。
ゼが挙げられる。
セルロースの糖化け、セルラーゼ音用いる場合、セルロ
ースミ１〜２０重量％、好ましくは、５〜１０重量％及
びセルラーゼを０．１〜１０！ｉ饅、好ましくは、０゜
５〜２．０重量優を含有する水溶液を、ｐｉ（３，５〜
７．５ 、好マシくハ、ｐＨ４，０〜５．０に調整し、
３０〜６０℃、好ましくは、４０〜５０℃で２〜１２０
時間、好ましくは、２４〜４８時間反応させることによ
シ行なうことができる。
ースミ１〜２０重量％、好ましくは、５〜１０重量％及
びセルラーゼを０．１〜１０！ｉ饅、好ましくは、０゜
５〜２．０重量優を含有する水溶液を、ｐｉ（３，５〜
７．５ 、好マシくハ、ｐＨ４，０〜５．０に調整し、
３０〜６０℃、好ましくは、４０〜５０℃で２〜１２０
時間、好ましくは、２４〜４８時間反応させることによ
シ行なうことができる。
このようにして得た糖化液を分離・精製するために用い
るＵ、 Ｆ、膜は、分画分子量５００〜１００．０００
のものであればよいが、特に、分画分子量６，０００〜
２０，０００のものが好ましい。この時、Ｕ、 Ｆ、膜
の分画分子量が１００，０００以上であると、酵素の一
部が透過液中に漏れて、酵素と糖との分離効率が悪化す
るため、酵素の回収率が低下する。
るＵ、 Ｆ、膜は、分画分子量５００〜１００．０００
のものであればよいが、特に、分画分子量６，０００〜
２０，０００のものが好ましい。この時、Ｕ、 Ｆ、膜
の分画分子量が１００，０００以上であると、酵素の一
部が透過液中に漏れて、酵素と糖との分離効率が悪化す
るため、酵素の回収率が低下する。
前記Ｕ、 Ｆ、換金用いて、０．５〜２０ ｋｙｒ／ｍ
２、好ｔしくは、１〜１０ ｋｇｆ／ｃｍ２の操作圧力
で処理することによ）、全糖濃度的６〜７−の透過液を
得ることができる。次いで、これ′ｔ−Ｒ，Ｏ，膜を用
いて、２０〜１００ ｋＩＩｆ １０ｓ２、好マシくハ
、４０〜７０ｋｇｆ／ｌｌ＋２の操作圧力で処理するこ
とにょシ、全糖濃度が１５〜２０％である＄ｌｋ液を得
ることができる。
２、好ｔしくは、１〜１０ ｋｇｆ／ｃｍ２の操作圧力
で処理することによ）、全糖濃度的６〜７−の透過液を
得ることができる。次いで、これ′ｔ−Ｒ，Ｏ，膜を用
いて、２０〜１００ ｋＩＩｆ １０ｓ２、好マシくハ
、４０〜７０ｋｇｆ／ｌｌ＋２の操作圧力で処理するこ
とにょシ、全糖濃度が１５〜２０％である＄ｌｋ液を得
ることができる。
用いるＲ１０．膜は、一般には、その素材が酢酸セルロ
ース系、ポリアクリロニトリル系、ポリベンズイミダゾ
ール系、ポリスルホン系、芳香族ポリアミド系等の耐熱
、耐圧性膜であるものが好ましい。
ース系、ポリアクリロニトリル系、ポリベンズイミダゾ
ール系、ポリスルホン系、芳香族ポリアミド系等の耐熱
、耐圧性膜であるものが好ましい。
また、ｖｔ、ｏ、１１１ｍ軸分離率は９９−以上あれば
よいが、特に９９．５１Ｇ以上であることが好ましい。
よいが、特に９９．５１Ｇ以上であることが好ましい。
８．０．膜一段で処理する場合、目的とする糖液の全糖
濃度が高まるに従い、高い操作圧力全必要とする。ｔた
、操作圧力はＲｏｏ、膜の耐圧限度以下でならなければ
ならないため、濃縮限界がある。
濃度が高まるに従い、高い操作圧力全必要とする。ｔた
、操作圧力はＲｏｏ、膜の耐圧限度以下でならなければ
ならないため、濃縮限界がある。
それ以上の全糖濃度の糖液は、次のようにして得られる
ことが、研究の結果、明らかとなった。
ことが、研究の結果、明らかとなった。
即ち、Ｒ，Ｏ，膜を二段に設け、一段目の８．０．膜と
して、糖分能率が９９−以上のもの、好ましくは、９９
．５−以上のものを用いて、２０〜１００ ｋｇｆ／ａ
ｎ２、好ましくは、４０〜７０ ｋｇｆ／ｌＩ２の操作
圧力で処理することにより、全糖濃度的１５〜２０％の
糖液を得ることができる。次いで、この糖液を二段目の
８．０．膜として、糖分能率が３０〜９０−のもの、好
ましくは、４０〜８〇−のものを用いて、２０〜１００
ｋｇｆ／ｍ２、好ましくは、４０〜７０に９ｆ／ｌＩ
２の操作圧力で処理することによシ、全糖濃度的３０〜
４０％の糖液を得ることができる。その理由を以下に記
す。
して、糖分能率が９９−以上のもの、好ましくは、９９
．５−以上のものを用いて、２０〜１００ ｋｇｆ／ａ
ｎ２、好ましくは、４０〜７０ ｋｇｆ／ｌＩ２の操作
圧力で処理することにより、全糖濃度的１５〜２０％の
糖液を得ることができる。次いで、この糖液を二段目の
８．０．膜として、糖分能率が３０〜９０−のもの、好
ましくは、４０〜８〇−のものを用いて、２０〜１００
ｋｇｆ／ｍ２、好ましくは、４０〜７０に９ｆ／ｌＩ
２の操作圧力で処理することによシ、全糖濃度的３０〜
４０％の糖液を得ることができる。その理由を以下に記
す。
Ｒ６０，法における輸送方程式は、次式（１）の近似式
で示される。
で示される。
Ｊｖ＝：ム（Δｐ−Δπ）−Ａ（Δｐ−（Δπ（Ｃｍ）
−Δπ（Ｃｍ））） −（１）Ｊｖ：体積流束（透過水
量）（３’／、、２・畠・Ｃ〕ム：純水透過係数［ｍｏ
ｌ／ａ＋＋２・ｓｅｅ ・ａｈａ ］Δｐ：操作圧力 Δπ：浸透圧差 ΔＫ（Ｃ鵞）：高圧細膜界面溶液の浸透圧Δπ（Ｃｓ）
：透過側溶液の浸透圧 前記式（１）から、透過水量Ｊｖは、（Δｐ−Δπ）で
示される有効圧力に比例し、Ｊｖｔ増加させるには、有
効圧力全増加させればよいことがわかる。
−Δπ（Ｃｍ））） −（１）Ｊｖ：体積流束（透過水
量）（３’／、、２・畠・Ｃ〕ム：純水透過係数［ｍｏ
ｌ／ａ＋＋２・ｓｅｅ ・ａｈａ ］Δｐ：操作圧力 Δπ：浸透圧差 ΔＫ（Ｃ鵞）：高圧細膜界面溶液の浸透圧Δπ（Ｃｓ）
：透過側溶液の浸透圧 前記式（１）から、透過水量Ｊｖは、（Δｐ−Δπ）で
示される有効圧力に比例し、Ｊｖｔ増加させるには、有
効圧力全増加させればよいことがわかる。
従って、操作圧力を高めることなく透過水量を増加させ
るには、浸透圧差Δπ金小さく、即ち、透過側溶液の浸
透圧ΔＫ（Ｃｓ）？高めればよい、Δπ（Ｃ３）を高め
るということは、透過液の溶質（糖）濃度を高めること
を意味する。従って、Ｒ，０，膜を二段に設け、一段目
のＲ１０，膜、即ち、比較的糖分隠事の高いＲ１０，膜
で処理し、ある程度まで糖製ｔｔ高めた後、二段目の８
．０．膜、即ち、比較的糖分離率の低いＢ、０．膜で処
理することにより、より低い操作圧力で高濃度の糖液を
得ることができる。
るには、浸透圧差Δπ金小さく、即ち、透過側溶液の浸
透圧ΔＫ（Ｃｓ）？高めればよい、Δπ（Ｃ３）を高め
るということは、透過液の溶質（糖）濃度を高めること
を意味する。従って、Ｒ，０，膜を二段に設け、一段目
のＲ１０，膜、即ち、比較的糖分隠事の高いＲ１０，膜
で処理し、ある程度まで糖製ｔｔ高めた後、二段目の８
．０．膜、即ち、比較的糖分離率の低いＢ、０．膜で処
理することにより、より低い操作圧力で高濃度の糖液を
得ることができる。
この場合、即ち、糖分隠事の低いＲｏｏ、膜で処理した
場合、一部の糖が透過液中に移行するため、軸回収率が
低下するが、これは透過液を再度、糖分隠事の高いＲ，
０，膜で処理することによシ解決する。その工程系統の
一例を図に示す。
場合、一部の糖が透過液中に移行するため、軸回収率が
低下するが、これは透過液を再度、糖分隠事の高いＲ，
０，膜で処理することによシ解決する。その工程系統の
一例を図に示す。
図に示す工程に従って処理することにょシ、全糖濃度的
３０〜４０−の糖液ｔ−９９％以上の循回収率で得るこ
とができる。このようにして得れる高濃度め糖液を用い
てアルコール発酵を行なえば、高濃度のアルコール水溶
液を得ることができ、また、蒸留によシ、さらにアルコ
ール濃度を高める際にも、要するエネルギーは少なくて
済む。
３０〜４０−の糖液ｔ−９９％以上の循回収率で得るこ
とができる。このようにして得れる高濃度め糖液を用い
てアルコール発酵を行なえば、高濃度のアルコール水溶
液を得ることができ、また、蒸留によシ、さらにアルコ
ール濃度を高める際にも、要するエネルギーは少なくて
済む。
以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明する。
実施例
図に示す工程系統に従って、以下のように実施した。セ
ルロース（山陰国策パルプ社製 Ｗ−１００）金５重量
％及びセルラーゼ（ヤクルト社製 ８−３）ｔ−０，５
重量％含有する水溶液ｔ−１１！（５，０，に調整し、
４０℃で２４時間反応させて糖化処理を行ない全糖濃度
６．７５−の糖化液を得た。
ルロース（山陰国策パルプ社製 Ｗ−１００）金５重量
％及びセルラーゼ（ヤクルト社製 ８−３）ｔ−０，５
重量％含有する水溶液ｔ−１１！（５，０，に調整し、
４０℃で２４時間反応させて糖化処理を行ない全糖濃度
６．７５−の糖化液を得た。
この糖化液を操作圧力３ｋＩＩｆ／ｃＭ１２で分画分子
量２０．０００のＵ、 Ｆ、膜で処理し、未分解セルロ
ース及びセルロースを分離し、糖化槽ｌに返送し友。
量２０．０００のＵ、 Ｆ、膜で処理し、未分解セルロ
ース及びセルロースを分離し、糖化槽ｌに返送し友。
一方、透過液（全糖濃度６．７５ ％ ） Ｆｉ、操作
圧力６０ ｋｌ／ｌ／ｃａｔ２、温度４０℃の操作条件
下において、糖分隠事９９％（塩化す） ＩＪウム分離
率９６．２チ）の酢酸セルロース系Ｒ００，膜で処理し
た。その結果、濃縮液側に全糖濃度１９．２−の濃縮糖
液が循回収率９９．５１で得られた。同、この時の平均
透過流束は０．２２５ ｍ”７ｍ２・ムｙであった。ま
た、透過液中には０．０５％程度の糖が含まれているた
め、 ゛糖化槽１に返送した。
圧力６０ ｋｌ／ｌ／ｃａｔ２、温度４０℃の操作条件
下において、糖分隠事９９％（塩化す） ＩＪウム分離
率９６．２チ）の酢酸セルロース系Ｒ００，膜で処理し
た。その結果、濃縮液側に全糖濃度１９．２−の濃縮糖
液が循回収率９９．５１で得られた。同、この時の平均
透過流束は０．２２５ ｍ”７ｍ２・ムｙであった。ま
た、透過液中には０．０５％程度の糖が含まれているた
め、 ゛糖化槽１に返送した。
同、得られ九濃縮糖液をブースターポンプ８によｐ１操
作圧力６０ ｋｌｔ／ｙｓ２、温度４０℃の条件下にお
い゛て、糖分隠事７２．９＊（塩化ナトリウム分離率３
６．７１）の酢酸セルロース系凰、０．膜で処理し、透
過液￥ｒＲ，０，原液槽３に返送しながら操作ｔｆｆｔ
”けたところ、第２１． Ｏ，装置５の濃縮液側に全糖
濃度３３．３−の濃縮糖液が全糖回収率９９．９−で得
られた。この時の平均透過流束は０．２８２ｍ３７．２
・ムｙであった。
作圧力６０ ｋｌｔ／ｙｓ２、温度４０℃の条件下にお
い゛て、糖分隠事７２．９＊（塩化ナトリウム分離率３
６．７１）の酢酸セルロース系凰、０．膜で処理し、透
過液￥ｒＲ，０，原液槽３に返送しながら操作ｔｆｆｔ
”けたところ、第２１． Ｏ，装置５の濃縮液側に全糖
濃度３３．３−の濃縮糖液が全糖回収率９９．９−で得
られた。この時の平均透過流束は０．２８２ｍ３７．２
・ムｙであった。
ｔた、Ｕ、Ｆ、膜で処理する際のＵ、 Ｆ、膜の分画分
子量の影響について検討するために、以下の試験を行な
った。
子量の影響について検討するために、以下の試験を行な
った。
０．５−セルラーゼ水溶液全分画分子量がそれぞれ１０
０，０００，２０，０００．６，０００である３種類の
Ｕ、Ｆ、＠で処理し、透過液のセル２−ゼ活性をＦＰＡ
法（Ｆｌｌｔｓｒ Ｐａｐ＠ｒム５ｓａｙ ）に従って
測定した。その結果を表に示す。
０，０００，２０，０００．６，０００である３種類の
Ｕ、Ｆ、＠で処理し、透過液のセル２−ゼ活性をＦＰＡ
法（Ｆｌｌｔｓｒ Ｐａｐ＠ｒム５ｓａｙ ）に従って
測定した。その結果を表に示す。
表
本平均分子量２０，０００のポリエチレングリコールの
０．５−水溶液に対する分離率３０〜５〇本平均分子量
２０，０００のポリエチレングリコールのＯ，Ｓ＊水溶
液に対する分離率７０〜９０チ ＊本本平均分子量６，０００のポリエチレングリコール
の０．５％水溶液に対する分離率７５〜９０チ表から、
分画分子量１００，０００のＵ、 Ｆ、膜を用いた場合
には、酵素が透過液中に漏れるため酵素回収−が低下す
ることがわかる。
０．５−水溶液に対する分離率３０〜５〇本平均分子量
２０，０００のポリエチレングリコールのＯ，Ｓ＊水溶
液に対する分離率７０〜９０チ ＊本本平均分子量６，０００のポリエチレングリコール
の０．５％水溶液に対する分離率７５〜９０チ表から、
分画分子量１００，０００のＵ、 Ｆ、膜を用いた場合
には、酵素が透過液中に漏れるため酵素回収−が低下す
ることがわかる。
図は、本発明の実施例の工程を示す系統図である。
１・・・糖化槽、２・・・Ｕ、 Ｆ、装置、３・・・Ｒ
，Ｏ，原液槽、４・・・第１ Ｒ，０，装置、５・・・
第２１．０．装置、６・・・低圧ポンプ、７・・・高圧
ポンプ、８・・・ブースターポンプ。
，Ｏ，原液槽、４・・・第１ Ｒ，０，装置、５・・・
第２１．０．装置、６・・・低圧ポンプ、７・・・高圧
ポンプ、８・・・ブースターポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ セルロース全酵素により糖化して得られる糖化液を
限外ｆ過膜で処理し、酵素及び未分解セルロースを含有
する濃縮液と、精製された糖液を含有する透過液とに分
離した後、該濃縮液を糖化工程に返送するとともに、該
透過液を逆浸透膜で処理することｔ４Ｉ黴とする糖液の
濃縮方法。 ２ 限外ｒ過膜の分画分子量が２０，０００以下である
特許請求の範囲第１項記載の濃縮方法。 ３ 逆浸透膜が二段に設けられている特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の濃縮方法。 ４一段目の逆浸透膜の糖分−率が９９−以上でＴｏり、
二段目の逆浸透膜の糖分間車が３０〜９０チである４！
杵請求の範囲第３項記載の濃縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7842782A JPS58198299A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 糖液の濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7842782A JPS58198299A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 糖液の濃縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198299A true JPS58198299A (ja) | 1983-11-18 |
| JPH0158960B2 JPH0158960B2 (ja) | 1989-12-14 |
Family
ID=13661738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7842782A Granted JPS58198299A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 糖液の濃縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198299A (ja) |
Cited By (9)
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-
1982
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