JPS63123803A

JPS63123803A - 大豆粕を原料とする活性炭及びその製造方法

Info

Publication number: JPS63123803A
Application number: JP61269302A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ishibashi; 修石橋
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1986-11-11
Filing date: 1986-11-11
Publication date: 1988-05-27

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は活性炭とその製造方法、特にその原料を豆乳抽
出後の大豆粕とした活性炭及びその製造方法に関するも
のである。

［発明の背景］最近数年間の年間大豆消費量は４８０万トン程度であり
、その約１／６に当たる約８４万トンが豆腐製造などの
豆乳原料として使用される。

この際、豆乳抽出を行った大豆粕は同数量の約８４万ト
ンも排出される。

しかも、近年健康食ブームから植物性蛋白質嗜好が高ま
り、豆乳抽出に用いられる大豆量が増加し、その副産物
である大豆粕も年々増加する傾向にある。

従来、この大豆粕は食用あるいは家畜などの飼料用とし
て消費されていたが、食用としては近年の食生活の高級
化及び該大豆粕自身の有する保存性の欠如という欠点よ
り大量消費は行われていない。

一方、飼料用としては乳牛あるいは養豚に消費されるが
、乳牛の飼料として大量給与した場合には繁殖障害、乳
房炎等の障害を招く恐れがあるという報告がなされてお
り、飼料用としても大豆粕の消費は年々減少傾向となっ
ている。

特に、豆腐豆乳の大量消費地である都市部においては大
豆粕の生成量と消費量のアンバランス状態が著しく、豆
乳を使用する業者は豆乳抽出後の大豆粕の処理に困惑し
ているのが現状である。

そこで、本発明者等は豆乳抽出後の大豆粕処理につき鋭
意研究を行い、活性炭製造の原料として着目したもので
ある。

［従来の技術］周知のように、活性炭は粉状、粒状あるいはペレット化
した無定形の炭素質であり、著しく発達した細孔を有し
、気体、液体あるいはこれらに混在している物質分子を
その細孔の表面に吸着するものである。そして、比較的
大径の細孔をもっている活性炭は液相用で、水道水の浄
化、清涼飲料の臭気、味、色の調整及び化学薬品、油、
脂肪などの脱色などに用いられる。

一方、微細孔を有し密度が大きな活性炭は気相用で、気
体の分離、溶媒蒸気の回収、空気調節、防毒面、更には
金属塩触媒の担体などに用いられる。

従来、このような活性炭の原料としては、ヤシ殻、ある
いは木炭などの木質系炭材が広く用いられているが、原
料の安定供給あるいは活性炭の品質の安定化などの点で
問題を有し、石炭系炭材等の研究もなされてはいるが、
賦活条件が困難であるなどの問題点が報告されている。

従って、良質の活性炭を得るため、その原料の探索が行
われているが、食品加工の場から排出される廃棄物を利
用したものとしてはコーヒー抽出粕を利用した活性炭（
日本食品工業学界誌Ｖｏ１．２７、Ｎｏ、４）が報告さ
れているのみであり、大豆粕については何らの報告も見
当たらない。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような背景に基づきなされたものであり
、その目的は従来適当な利用方法がなく多量に廃棄され
ていた豆乳抽出後の大豆粕を活性炭原料として有効に利
用することにある。

［発明の構成］前記目的を達成するために、本願第１発明に係る活性炭
は豆乳抽出を行った後の大豆粕を炭化・賦活してなるこ
とを特徴とする。

また、本願第２発明に係る活性炭の製造方法は、豆乳抽
出後の大豆粕を乾燥する乾燥工程と、該乾燥大豆粕に賦
活剤を加え加熱し炭化及び賦活を同時に行い、粗製活性
炭を形成する炭化・賦活工程と、前記粗製活性炭より不
純物を除去する洗浄工程と、を備えたことを特徴とする
。

［作用］本願第１発明に係る活性炭は、豆乳抽出を行った後の大
豆粕を原料とするので、その原料費は極めて安価なもの
となる。

また、大豆粕は繊維質を多量に含み、その炭化・賦活後
の活性炭も立体構造性に優れ、その大径細孔により液相
より脱色を行う場合、等に優れた効果を有する。

一方、本願第２発明に係る活性炭の製造方法は、その乾
燥工程により豆乳抽出後の大豆粕（一般に水分は約８５
％程度）を炭化・賦活に適した水分量（通常数Ｘ程度）
まで乾燥させる。

この後、炭化・賦活工程において、前記乾燥大豆粕に賦
活剤を加え、不活性ガス雰囲気中で加熱し炭化と賦活を
同時に行う。

ここで、賦活剤としては、塩化亜鉛、リン酸、リン酸カ
リウム、リン酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウム、硫化カリウムなどが好適である。すなわち、
豆乳抽出後の大豆粕は乾燥工程で乾燥させた後には粉末
状になるので、粉末活性炭製造に適した薬品賦活法を用
いている。

該炭化・賦活工程の後、洗浄工程で可溶物を抽出・除去
し活性炭を残留させる。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

大豆粕の製造まず、大豆よりの豆乳の抽出による大豆粕の製造過程に
ついて説明する。

最初に、大豆を洗浄した後、水中に約１０時間はど浸漬
する。この結果、軟化した大豆を、水を切った後にグラ
インダーで粉砕し呉汁を作る。

そして、該呉汁に水を加えた後加熱し、更に圧搾するこ
とで水溶性の液体すなわち豆乳と、大豆粕とに分離する
。

ここで、豆乳はそのまま製品化し、あるいは凝固材を添
加し凝固させて豆腐の製造に用いたりする。

以上のようにして得られた豆乳抽出を行った後の大豆粕
は、水分が約８５％であり、固形分の大半は繊維質であ
ることが明らかとされており、本発明者等はこの繊維質
に着目し、活性炭製造に至ったのである。

活性炭の製造豆乳抽出後の大豆粕は、乾燥炉などにより温度８０°Ｃ
前後で水分が３〜１０％梶度となるまで乾燥させる（乾
燥工程）。これは、あまりに多量の水分は、後の炭化・
賦活工程の条件設定の複雑化あるいは非効率化を招くた
め、適当な乾燥を行うものである。また、８０°Ｃ程度
の比較的低温で加熱乾燥するのは炭水化物を予め高温に
加熱すると賦活効率が低下するためである。

ところで、活性炭の製造法はガス賦活法と薬品賦活法に
分類される。

わが国では、一般に粒状活性炭はガス賦活法、粉末活性
炭は薬品賦活法ないし薬品とガスの併用による賦活法で
製造されることが多い。

そこで、本実施例において、豆乳抽出後の大豆粕を乾燥
させると粉末状になることに鑑み、薬品賦活法による活
性炭製造実験を行った。

賦活剤としては、塩化亜鉛、リン酸、リン酸カリウム、
リン酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム
、硫化カリウムなどが用いられているが、わが国で一般
に広く用いられているのは塩化亜鉛であるので、本実施
例においても塩化亜鉛を賦活剤として用いることとする
。

次に賦活条件の設定について説明する。

塩化亜鉛添加量まず、塩化亜鉛水溶液の添加量を次のごとくして定めた
。

ここで、塩化亜鉛水溶液としては、塩化亜鉛を純水で溶
解し１ｇ１ＩＩｌｌの濃度に調整したものを用いている
。

また、賦活時間及び温度は２．５時間、６００°Ｃと設
定し乾燥大豆粕を、５．０ｇを試料とした。

そして、前記塩化亜鉛水溶液番前記試料に対してそれぞ
れ１０．５０．１００　、２００　、３００　、４００
　。

５００　、６００％悉加した実験区を設定し活性炭を作
成した。

そして、精製した活性炭の収量を計測した後、その活性
炭としての吸着能力を試験する。ここで、吸着力試験は
、メチレンブルーを１７１５ＭｐＨ７，０±０．１のリ
ン酸緩衝溶液に溶解し、０．１２ｇ／１ｏＯａ＋１の濃
度に：ｊ３ａしたメチレンブルー溶液を２０１分取し５
、試作活性炭０．２０ｇに添加、３０分間振とう後Ｎｏ
、５Ｃの濾紙で濾過して３０分以内にＨ５ｎｍの波長光
を用いて吸光度を測定することにより行った。

以」二の実験結果は、第１図に示される。

同図により明らかなように、活性炭の収率は１００〜４
００％区において３０％以上と良好になり、その両側区
においては低下する。

一方、吸光度は３００〜４００％区において著しく下が
るが、１０〜２００％区及び５００〜８００％区におい
ては吸光度は上昇することが明らかである。従って、吸
着力すなわち脱色力は３００〜４００％区が最も良好で
あることが理解される。

以」−の結果より、収率及び吸着力が最適でありしかも
経済性をも満たす塩化亜鉛溶液３００％添加区をもって
最適塩化亜鉛溶液添加量とする。

最適賦活時間次に、最適賦活時間を次のようにして決定した。

すなわち、前記実験結果に基づき塩化亜鉛溶液の添加量
３００％、賦活温度を８００　＠ｃに設定し、賦活時間
を１．０　、１．５　、２．０　、２．５　、３．０　
、４．０時間とした実験区を設は前記実験例と同様にし
て試作活性炭の収率及び吸着力を測定した。

この結果は、第２図に示されており、同図より明らかな
ように、収率は賦活時間が長時間になるにつれ減少する
傾向にあるが、特に３．０時間を超過すると著しい収率
減少がみられる。

一方、吸光度は賦活時間が長時間になるにつれ」−昇す
る傾向にあり、従って脱色力に関しても賦活時間は比較
的短時間の方が良好な結果を示すことが明らかである。

しかしながら、賦活時間を余りに短くすれば、十分な炭
化・賦活が行われない可能性もあることを考慮して最適
賦活時間を２．０時間と設定した。

最適賦活温度次に、大豆粕より活性炭を製造するにあたっての最適賦
活温度について検討した。

すなわち、前述した実験結果より明らかとなった条件に
基づき、塩化亜鉛水溶液を３００％添加し、賦活時間を
２時間とした上で、賦活温度を３５０゜５００　、８０
０　、８００　’　ｃとした実験区で活性炭を製造し、
前記同様収率及び吸着力の測定を行った。

その結果は第３図に示されており、収率は温度が高くな
るにつれ低下するものの、３５０〜８００　＠ｃ区でほ
ぼ同様の値を示し、更に８００°Ｃ区となると大幅に低
下する傾向を示した。

一方、吸光度は、同じく温度が高くなるにつれ低くなり
、これより高温で賦活するほど吸着力が増すことが理解
される。

以−にの結果より収率、脱色力を考慮し、６００　’　
ｃを以て最適賦活温度とした。

実施例活性炭の製造以上の実験結果から大豆粕活性炭の製造条件としては、
塩化亜鉛水溶液の添加量は該乾燥大豆粕当たり３００％
、賦活時間は２時間、賦活温度は６００　”　ｃが最適
であることが明らかとなった。

次に具体的な大豆粕活性炭の製造方法について説明する
。

乾燥工程において、豆乳抽出後の大豆粕（水分８５％前
後）を乾燥炉等により水分３〜１０％程度になるまで乾
燥させる。

そして、塩化亜鉛などの賦活剤水溶液を前記乾燥大豆粕
の重量の３００〜４００％（好ましくは３００％）添加
する。

そして、大豆粕と賦活剤の混成物を円筒管等の容器に入
れ、電気炉などで温度５００〜６００°Ｃ（好ましくは
６００°ｃ）、２〜３時間（好ましくは２時間）加熱す
る。この間、前記賦活剤より不活性ガスが発生し、その
雰囲気中で炭化及び賦活が同時に行われる。

そして、製造された粗製活性炭を自然冷却し、濃塩酸で
粗製活性炭に混入している塩化亜鉛、鉄分などを除去し
、更に純水で洗浄後乾燥させ適当な粒度に粉砕・分別し
、粉末活性炭を製造する。

以上のようにして製造された実施例活性炭の性能を次に
示す。

活性炭の性能試験は、ＪＩＳ規ｒ６（Ｋ−１４７０−１
９６７）粉末活性炭試験方法に準じ、カラメル脱色力、
メチレンブルー脱色力及び塩化物、鉄分の含有、ｐＨ測
定を行い市販粉末活性炭と比較することにより行う。

第１表に以上の性能試験結果を示す。

前記表１より、実施例活性炭はカラメル脱色力について
は１００％近い脱色能を有し、いずれの市販活性炭より
も勝れていることが明らかである。

また、メチレンブルー脱色力は市販活性炭Ｂとほぼ同等
の値を示し、市販活性炭Ａよりは優れた結果を示す。

第４図には添加メチレンブルー溶液の量と、該溶液と活
性炭との規定接触後の吸光度の関係が示されており、同
図−点鎖線Ａは市販活性炭Ａを、二点鎖線Ｂは市販活性
炭Ｂを、実線Ｃは本実施例活性炭を、それぞれ示す。

同図より、本実施例活性炭の吸着線はほぼ市販活性炭Ｂ
に相当し、優れた吸着能ををすることが明らかである。

次に、古酒脱色試験の結果を示す。

すなわち、古酒試料としては、開封後６か月経過した清
酒を４０°Ｃ雰囲気中に約１か月装置させたものを使用
した。そして、本実施例活性炭、市販活性炭Ａ１市販活
性炭ＢそれぞれをｌＯ，ＯＢ秤量しその中に上記古酒を
２０＋ｎｌ添加し、３０分分間上う後Ｎｏ、５ｃの濾紙
で濾過し、同波を４００ｎｍの波長光で吸光度を測定し
た。

その結果は次の表２に示される。

」二記表２より、実施例活性炭は市販活性炭から比較し
て極めて良好な脱色力を有することが明らかである。

以上にように、本実施例に係る活性炭は市販活性炭と比
較し同等ないし優れた脱色力を有するが、これは実施例
活性炭の原料が大豆粕であることに起因するものと思わ
れる。すなわち、大豆粕の有する繊維質構造が、その活
性炭製造後の低比重、大表面積の要因となり、脱色力に
寄与するものと考えられる。

なお、本実施例に係る活性炭は、前記表１から塩化物及
び鉄分は検出されず、精製度も極めて高い。

更に、ｐＨは本実施例活性炭の脱色力に何ら影響を及ぼ
すものではない。また至適ｐＨを必要な際は製造工程中
の洗浄過程でｐＨ値を変化させ得るものである。

以上説明したように、本実施例に係る活性炭及びその製
造方法によれば、従来余り返り見られることのなかった
豆乳抽出後の大豆粕を原料として極めて優れた活性炭を
得ることが可能となり、優れた活性炭を安価に製造する
ことができる。

［発明の効果コ以上説明したように、本願発明に係る活性炭及びその製
造方法によれば、豆乳抽出後の大豆粕を利用して、優れ
た活性炭を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は賦活剤（塩化亜鉛溶液）添加量と本発明活性炭
の収率及び吸着力の関係を示す説明図、第２図は賦活時
間と本発明活性炭の収率及び吸着力の関係を示す説明図
、第３図は賦活温度と本発明活性炭の収率及び吸着力の関
係を示す説明図、第４図は本発明に係る活性炭と市販活性炭の吸着効果の
説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）豆乳抽出を行った後の大豆粕を炭化・賦活して得
られることを特徴とする大豆粕を原料とする活性炭。
（２）豆乳抽出後の大豆粕を乾燥する乾燥工程と、乾燥
大豆粕に賦活剤を加え加熱し、炭化及び賦活を行い粗製
活性炭を形成する炭化・賦活工程と、前記粗製活性炭よ
り不純物を除去する洗浄工程と、を備えたことを特徴とする大豆粕を原料とする活性炭の
製造方法。
（３）特許請求の範囲（２）記載の方法において、賦活
剤は塩化亜鉛溶液より成ることを特徴とする大豆粕を原
料とする活性炭の製造方法。
（４）特許請求の範囲（３）記載の方法において、塩化
亜鉛溶液は塩化亜鉛１ｇ／ｍｌを含む水溶液より成り、
乾燥大豆粕に対し３００〜４００％添加されることを特
徴とする大豆粕を原料とする活性炭の製造方法。
（５）特許請求の範囲（３）また（４）記載の方法にお
いて、炭化・賦活工程は２〜３時間加熱を行うことを特
徴とする大豆粕を原料とする活性炭の製造方法。
（６）特許請求の範囲（３）〜（５）記載の方法におい
て、炭化・賦活工程は５００〜６００℃で行うことを特
徴とする大豆粕を原料とする活性炭の製造方法。