JPS58880B2 - シヨ糖液から着色物を除去する能力の高い粒状活性炭と骨炭との混合物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ショ糖液の脱色および脱灰に使われる粒状活
性炭と骨炭との混合物に関する。

ショ糖を精製する方法は次の単位操作および単位プロセ
スに細別されよう。

糖精製所内の貯蔵設備から、原料ショ糖は原料糖量き場
へ大量に移さされる。

精製におけるこの第１工程はアソイネーション（ａｆｆ
ｉｎａｔｉｏｎ）であり、そこにおいては、粘着性糖蜜
のフィルムを除くために原料糖結晶を濃厚シロップで処
理する。

得られたシロップを遠心分離し、糖結晶を水でスプレー
する。

洗浄された結晶をメルター（ｍｅｌｔｅｒ）中へ降ろし
、その中でそれの約半分の重量の熱水および／または井
水中に溶解する。

第２工程は清澄化であり、そこにおいては濾過および固
形不純物の除去による清澄化のための原料液をつくる。

この操作中、石灰乳および二酸化炭素あるいはリン酸を
加えて綿状沈殿を形成する。

この沈殿は懸濁状および／またはコロイド状物質を絡ん
でいるので濾過により、工程から本物質は除かれる。

得られた流出液は不溶性物質を含んでいない、次にかな
りの量の溶解不純物（すなわち着色物および灰成分）を
除去する吸着剤にこの流出液を通す。

従来は、この操作に用いられる吸着剤は骨炭であった。

過去において骨炭が広く用いられたのは、骨炭がこの工
程に要求される程に膨大な量を入手し得る最初の物質で
あったことと、現行の精製操作に深く根をおろした確立
されたプロセス理論であることと、受容されうる品質の
最終製品が晶出する清澄液を生産するのに必要な精製（
すなわち脱色および脱灰）を骨炭が提供することとによ
る。

砂糖きび液（ｃａｎｅ １ｉｑｕｏｒ）を骨炭に通すこ
とによって液の脱色と脱灰とを同時に行なう古典的方法
を、多くの現在の精製所は依然として採用している。

骨炭は充分に水で洗浄し、その炭素含有率を維持するた
めに制御された雰囲気において約４８２℃（９００°Ｆ
）ないし約６４９℃（１２００°Ｆ）の温度に加熱して
再生される。

一般に、骨炭の着色除去能力が、その有効寿命を決定す
る制限因子である。

もし有効寿命を延ばすことができれば、労力およびその
他の処理費を大きく節約することができる。

従来、骨炭と活性炭とは単−床において使用するために
直接組み合せられることはなかった。

一般に、骨炭の再生に必要な条件は活性炭の再生には不
充分であり、活性炭の再生に充分な条件は骨炭を破損す
ると信じられていた。

故に、骨炭と活性炭との劣化した混合物を、最初にそれ
らの成分部分に分離することなしに、混合物として再生
できるとは考えられなかった。

さらに、骨炭精製所において現在用いられている装置に
おける上記混合物の取扱いについて配慮されている。

その他、活性炭と所謂骨炭スケルトンとを組合せること
も試みられたが、その場合には劣化した活性炭を、再活
性前に混合物中の骨炭から分離した。

米国特許第２，２０９，０６９号においては、炎状の劣
化した骨炭を粉状の活性炭と組合せ、消耗させた後、水
力によって活性炭を骨炭から分離した。

本発明においては、粒状活性炭と骨炭とが組合せられ、
白シヨ糖液および黄色糖製造用のその他の原料液の処理
用脱色・脱灰剤を提供する。

この混合物は再生サイクル中、分離を必要としない。

かかるプロセス変形は、操作費において著るしい節約を
実現し、精製所にいくつかの利益をもたらす。

これらの利益は、（ａ）必要な処理水の量および生成す
るせ水量の著るしい減少；（ｂ）脱色が隘路である精製
所の融解能力の増加；（ｃ）有効寿命の延長による混合
物の再生の必要の減少および熱処理と必要な水との減少
に関連するエネルギー消費の減少；（ｄ）労務費の減少
；（ｅ）より良好な全プロセスの制御；および（ｆ）生
成する甘木の品質の改良を包含している。

本発明によって、混合物の脱灰能力とその脱色能力とを
平衡させることができ、両方のパラメーターを大体同時
に使い尽すようになる。

この目的のために、通常の精製床における慣用の骨炭の
代りになる物は、１０重量パーセント以上の活性炭を使
用する骨炭と粒状活性炭との混合物であるが、本発明の
混合物は活性炭を１０ないし５０重量パーセント含有す
る。

最も好ましい組成物は１０ないし３０重量パーセントの
活性炭を含有する。

この組成物の残りは本質的には骨炭であるが、所望によ
り活性炭の３ないし８重量パーセントの、酸化マグネシ
ュウム、所謂硬焼マグネサイトの如きｐＨ制御剤を含有
できる。

ｐＨ制御剤は、糖シロップにおける好ましくないｐＨの
移動およびシロップの処理時における糖含量の必然的な
反転（加水分解）を抑制する。

この制御剤または他の適当な物質を本発明の組成物に不
規則に加えることができるが、この剤が活性炭の含浸剤
であることが非常に好適である。

この混合物を、流動床および他の拡大された床（これら
に限定されるものではない）の如き、吸着剤を収容する
ために現在用いられている任意の炭だめ中の骨炭の代り
に用いることができ、骨炭用に現在用いられている装置
において本混合物を適当に取り扱うことが可能であり、
それによって新たな資本投資の必要を省くかまたは最小
にする。

さらに、本混合物を、精製所において骨炭に用いられて
いる標準的な方法によって予備湿潤（ｐｒ−ｅｗｅｔ）
することも可能であり、これによって生成する甘木の量
が骨炭操作において現在生成する量とはほとんど同様で
ある。

骨炭の脱灰能力と脱色能力との平衡は新たに発見された
目標ではないが、粒状活性炭の添加によってそれを成し
遂げた発見が独特のものであるのは、この混合物を最初
に分離し、個々の成分を独立にそれぞれの最適の条件に
おいて再生するのでなく、組成物として骨炭と粒状活性
炭との２つを再生できることが今まで判らなかったから
である。

本発明者らは、粒状活性炭と骨炭との混合物を再生し、
能力の著るしい損失なしに最低５回のサイクルを通じて
使用できることを見出した。

再生工程においては、骨炭再生用の既設のへレショフ（
Ｈｅｒｒｅｓｈｏｆｆ）キルンおよびレトルト型キルン
の如き現行の装置を用いることができる。

再生においては、劣化した床を洗浄して糖液の除去、お
よび脱灰能力の再生を行なう。

次に、劣化した床を吸着容器から抜き取り、過剰の洗浄
水を吸着剤から切る。

次に、おろされた混合物を再生キルンに入れる。

温度を約４８２８℃（９００°Ｆ）ないし約６４９℃（
１２００°Ｆ）の制限内の操作値に上げる。

混合物の再生は、通常０．５ないし２パーセントの制御
されたレベルの酸素を含有するガス雰囲気において、行
なわれなければならない。

空気中に通常見出される酸素を燃焼ガスおよび／または
流れで置き換えることによって、制御された雰囲気を維
持することができる。

湿潤または水切りされた混合物を炉内で加熱する間、再
生帯へ流れの予備源を加えてもよい。

かかる再生条件は、混合物の最初の脱色能力の少くとも
９０パーセントを再生時に回復するものである。

通常、多重火床炉（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｈｅａｒ−ｔｈ
ｆｕｒｎａｃａ）においては約４８２℃（９００’Ｆ
）ないし約６４９℃（１２００°Ｆ）の範囲の温度にお
いて４時間までの時間で充分である。

しかし、温度が低ければ、たとえば約４２７℃（８００
°Ｆ）ないし約６４９℃（１２００°Ｆ）の範囲におい
ては、時間が長くなり、９時間までの時間が必要となろ
う。

以下の実験結果は、本発明の混合物の有用性と性能とを
説明するものである。

い直径約２５．４ｍｍ（１インチ）、床深さ約６２．２
Ｃｍ（２０，４フイート）の平行な２本のカラムを使い
骨炭および骨炭／未使用の粒状活性炭混合物を用いて検
討を行った。

カラムからの流出糖溶液を、色に関しては分光光度計に
よる４２０．５６０および７２０ｎｍにおける吸収の測
定、ｐＨ測定、ブリックス（ｂｒｉｘ）計による糖濃度
の測定、および電気伝導法による灰分分析を行なった。

これらの試験をショ糖工業において定着している分析技
術に従って行なった。

第１サイクルにおいては、骨炭と未使用の粒状活性炭と
を混合物として用いた。

約６２２ｃｍ（２０，４フイート）の床深さにおいて、
骨炭と粒状活性炭との混合物は、常に脱色用の骨炭系よ
り性能が優れていた。

約２０パーセント着色水準（ｃｏｌｏｒ ｂｒｅａｋｔ
ｈｒｏｕｇｈ １ｅｖｅｌ）までは、骨炭／粒状活性炭
混合物は、骨炭のみによって得られる流出液着色度と等
しい着色度の流出液を、骨炭によって得られる運転時間
の約２倍の運転時間にわたって生成した。

灰分除去（電気伝導度法により測定）については、骨炭
カラムは骨炭／粒状活性炭混合物より灰分除去能力が４
０パーセント多かった。

特に約６２２ｃｍ（２０，４フイート）深さの床におけ
る流出糖液のカルシュラム含有率を測定した。

１４０時間稼働時においてさえ、骨炭カラムは骨炭／粒
状活性炭カラムに比較してカルシウムを７パーセント多
く除去した。

劣化した骨炭および骨炭／粒状活性炭混合物を、精糖所
において使用されている標準作業法に従って脱せ木（ｓ
ｗｅｅｔ ｏｆｆ） Ｌ／、続いて約５３８℃（１００
０°Ｆ）において典型的な骨炭再生条件を用いて再生し
た（より詳細は後述する）。

再生された骨炭／粒状活性炭混合物を用いてカラムによ
る検討を繰返した。

これらの検討においては、新たに骨炭または骨炭／粒状
活性炭混合物の補填をしなかった。

取扱いおよび再生による損失の結果として床の全深さは
、骨炭および骨炭／粒状活性炭の両方の系とも、第１回
目のサイクルにおける約６２２Ｃｍ（２０，４フイート
）から第２回目のサイクルにおいては約５９２ｃｍ（１
９，４フイート）に減少した。

この深さが少くなった床においてさえ、骨炭／粒状活性
炭混合物は、骨炭によって得られる運転時間の約１．９
倍の運転時間にわたって骨炭のみによって得られる流出
液の着色度と等しい着色度の流出液を提供した。

これらの結果は、劣化した混合物が、最初の脱色能力の
少くとも９５パーセントを回復するように再生されうる
ことを示す。

上記の結果は、糖の脱色用に、骨炭／粒状活性炭混合物
が、骨炭のみよりも著るしく良好な性能であることを示
す。

骨炭カラムは、灰分除去については混合物よりも良かっ
たが、カルシウム除去は僅かによいだけであった。

本発明の混合物の実験室的再生は、次の操作に従って行
なうのが好適である。

劣化した骨炭／粒状活性炭混合物を工業的な標準作業法
に従って、脱せ木した。

次に、この混合物を空気中、室温にて一晩乾燥した。

この混合物をヘレショフ炉に類似の炉内で再生した。

炉を約５３８℃（１０００°Ｆ）に保った。

混合物を炉に入れた時、温度は約５３８℃（１ｏｏｏ°
Ｆ）から約３１６℃（６００°Ｆ）に下がる。

炉を約５３８℃ （１０００°Ｆ）という好適な温度に
戻すための時間は約２０分であった。

混合物を２５分間約５３８℃（１０００°Ｆ）にて再生
した。

全工程中、制御された酸素雰囲気を維持した。

３１／分のガス（窒素中０．５パーセントの酸素）流速
を用いた。

再生後、混合物を炉から取り出し、密閉容器に移し、空
気にさらされることを最小限にした。

室温まで冷却後、本発明のプロセスに再使用するために
貯蔵する。

本発明において使用する粒状活性炭および骨炭は８ない
し５０メツシユが適当であり、好ましくは８ないし４０
または８ないし３５メツシユである。

この表現は、粒状物の０ないし５重量パーセントが米国
標準篩の大きい方の篩の上に残り、かつ、０ないし５重
量パーセントが上記範囲の小さい方の篩を通過すること
を意味する。

一般に、粒状物の大きさは、それがろ液中に懸濁し、床
から出る程に小さくない限り、またはばくろ表面積が非
常に限定される程に大きくない限り、任意の粒度で充分
である。

当業者は糖液のろ適用に日常粒状骨炭を使用しており、
かつ、一般に粒状活性炭は、それと一諸に使用する骨炭
の大きさと等しい粒度範囲を持っていなければならない
。

好適な活性炭は酸化マグネシウムを含浸したものであり
、登録商標カンソルフ（ＣＡＮＢＳＵＲＢ）で入手可能
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１０ないし５０重量パーセントの粒状活性炭と５０な
   いし９０重量パーセントの粒状骨炭とを含有することを
   特徴とするショ糖液用脱色・脱灰剤。 ２ 約１０ないし約３０重量パーセントの粒状活性炭を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のシ
   ョ糖液用脱色・脱灰剤。 ３ 粒状骨炭と活性炭とが約８ないし５０メツシユであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のショ
   糖液用脱色・脱灰剤。