KR20020037277A - 단분산 음이온 교환체에 의한 당즙 탈색 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단분산 이온 교환체, 바람직하게는 음이온 교환체에 의한 당즙 (sugar juice)의 탈색 방법, 및 상기 이온 교환체의 당즙 탈색을 위한 용도에 관한 것이다.

Description

단분산 음이온 교환체에 의한 당즙 탈색 {Sugar Juice Decolourization by Means of Monodisperse Anion Exchangers}
본 발명은 단분산 이온 교환체를 사용하여 당즙을 탈색하는 방법, 및 당즙 탈색을 위한 단분산 이온 교환체의 용도에 관한 것이다. 바람직하게는 단분산 음이온 교환체가 본 발명의 용도를 위해 사용된다.
고급 당의 제조를 간략히 하거나, 액당의 수율 또는 생산성을 향상시키기 위해서 조 당 용액의 실질적인 탈색 또는 탈염이 통상적이다. 즉, 예를 들면, 당 시럽의 색소 함량이 비교적 높으면 추가의 작업 없이는 고품질 추출 잔류물 또는 맑은 물 형상의 액체 당 시럽이 제조될 수 없다. 그러나, 오늘날 이러한 품질 등급의 당은 대부분의 소비자에 의해, 예를 들어 가정용 설탕 또는 음료 산업에서 요구된다.
당은 많은 식물로부터 제조된다. 경제적 측면에서 사탕무우 및 사탕수수 뿐만 아니라 옥수수, 밀, 벼, 카사바(cassava), 감자 또는 전분 가수분해물로부터 당을 제조하는 것이 중요하다.
당을 제조하는 동안, 사탕무우 코세트를 뜨거운 물로 추출하거나, 사탕수수를 압착함으로써 조 당 용액, 즉 묽은 즙 또는 압착 즙을 수득할 수 있다. 상기 조 당 용액은 당 함유물 외에 그 공급원에 따라 알칼리 금속 이온 및 알칼리 토금속 이온, 염소 이온 및 황산 이온, 피롤리돈카르복실산 및 아미노산과 같은 다양한 비-당 함유물을 포함한다. 압착 즙을 농축하는 동안 기타 색소, 예컨대 카라멜 색소 및 멜라노이딘이 형성된다.
당에 존재하는 착색된 구성물은 주로 음이온성인 것들이다. 일부가 고분자량인 다수의 상이한 물질들이 존재한다. 이들은 예를 들어, 카르복실기, 아미노기, 페놀기 및 기타 구조적 원소를 포함할 수 있다.
심하게 착색된 조 용액(> 1000 ICUMSA)의 경우 당 용액은 탄화, 아황산화 또는 인산화를 기초로 한 침전법에 의해 탈색시킬 수 있다. 덜 착색된 용액(< 1000 ICUMSA)은 결정화와 같은 물리적 방법에 의해, 또는 이온 교환체 또는 활성탄을 사용한 흡착법에 의해 탈색시킬 수 있다.
용액의 색소 함량은 420 nm에서 광도 측정에 의해 결정된다. 상세한 것은 분석법에서 설명한다. 색소 함량의 단위는 ICUMSA이다.
ICUMSA는 생성물 1000·Ecoe와 같다.
Ecoe는 흡광 계수이다.
당 용액을 탈색시키기 위해, 가교된 폴리스티렌/디비닐벤젠 또는 폴리아크릴레이트 기재의 비드형 흡착제 수지를 이용한다. 흡착제 수지는 일반적으로 상이한 다공도의 강염기성 음이온 교환체이다. 용도에 따라 매크로다공질 (macroporous)또는 겔(gel)형이 바람직하게 사용된다. 색소 함량에 따라, 1-, 2- 또는 3-단계 공정을 사용한다. 한편으로는 아크릴레이트 및(또는) 스티렌/디비닐벤젠 기재의 이온 교환체 및 다른 한편으로는 매크로다공질 및(또는) 겔형의 가장 다양한 조합을 생각해볼 수 있다.
음이온성 색소 성분과 이온 교환체에 대한 전하의 이온성 상호작용 및 색소 성분의 비극성 부분과 스티렌/디비닐벤젠 매트릭스의 소수성 상호작용이 강염기성 음이온 교환체 상에 착색된 당 구성물을 고정화하는 데 필수적인 2개의 메카니즘이다 (M. Bento, Int. Sugar JNL., 1998, Vol.100, No.1191, p.111).
US-A 2 874 132호에서는, 0.5 내지 2 중량％의 디비닐벤젠 함량을 갖는 스티렌/디비닐벤젠 기재의 4차 암모늄기를 포함하는 겔형 강염기성 음이온 교환체가 당즙 탈색에 사용된다. 상기 음이온 교환체는 특히 약산성 양이온 교환체와 함께한 혼합층 형태로 사용된다.
US-A 4 193 817호에서는, 스티렌/디비닐벤젠 기재의 염화물 형태로 4차 암모늄기를 포함하는 매크로다공질 강염기성 음이온 교환체가 사탕수수 당의 당즙 탈색에 사용된다. 상기 이온 교환체는 칼럼에 충전된다. 적어도 2개의 칼럼이 연속적으로 연결되어 있다.
문헌 [Rohm & Haas, amber - hi - lites, No.108, 1968년 11월, p.239]에는 사탕수수 및 사탕무우 당 용액을 탈색시키기 위한 강염기성 겔형 및 매크로다공질 음이온 교환체의 용도가 기재되어 있다.
매크로다공질 음이온 교환체 및 아크릴성 수지는 당즙 탈색시 겔형 음이온교환체보다 높은 색소 성분 흡착 용량 및 높은 물리적 안정성을 갖는다.
비드(bead)형 흡착제 수지의 효율은 특히, 다공도, 내표면적, 입자 크기 및 관능가에 의해 결정된다. 미립자는 보다 큰 외표면적을 가지며, 그 결과 흡착 용량이 우수하다. 그러나, 흡착제 수지층을 통해 당 용액 여과시 매우 급속히 생성되는 최대 허용 압력 강하 및 매우 농축된 당 시럽의 높은 점도 때문에 심한 제한이 따른다. 대조적으로 굵은 비드는 단지 낮은 압력 강하를 일으키지만, 당 색소에 대한 흡착 용량이 낮은 것이 특징이다.
선행 기술에 사용된 이온 교환체 및 흡착제는 넓은 비드 크기 분포를 갖는 비드 중합체 (불균질분산 이온 교환체)이다. 이들 흡착제 수지의 비드 직경은 대략 0.3 내지 1.2 ㎜이다. 수지 아래의 비드 중합체는 공지된 현탁 중합법에 의해 제조할 수 있다 ([Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed., Vol.A21, 363-373, VCH Verlagsgesellschaft mbh, 바인하임 1992] 참조).
상이한 크기의 이온 교환체가 존재하면 비드는 색소에 대한 상이한 흡착 용량을 나타낸다. 이로 인해 넓은 흡착면 및 분리면이 생성된다.
따라서 본 발명의 목적은 넓은 흡착면 및 분리면의 단점을 피하면서 고품질 및 고급의 당을 수득할 수 있는 적합한 이온 교환체를 찾는 것이다. 고품질 및 고급은 당즙의 가능한 가장 낮은 탈색으로 나타난다.
최근에, 가능한한 균일한 입자 크기를 갖는 이온 교환체 (단분산 이온 교환체)가 다른 응용분야에서 중요성이 증가했다.
단분산 이온 교환체는 불균질분산 이온 교환체에 비해 특히 낮은 압력 강하, 높은 이용가능 용량, 향상된 동역학 및 뚜렷한 분리면 및 우수한 기계적 안정성 및 삼투 안정성을 갖는다.
단분산 이온 교환체는 단분산 비드 중합체를 관능화하여 수득할 수 있다.
본원에서, 물질은 입자의 90 부피％ 이상 또는 90 질량％ 이상의 직경이 최대 빈도 직경의 ±10 ％ 폭을 갖는 대략 최대 빈도 직경 범위의 직경인 때의 단일분산으로서 기재되어 있다. 예를 들어, 그 구의 최대 빈도 직경이 0.50 ㎜인 비드 중합체의 경우, 90 부피％ 이상 또는 90 질량％ 이상이 0.45 ㎜ 내지 0.55 ㎜의 크기 범위이거나, 또는 그 구의 최대 빈도 직경이 0.70 ㎜인 경우, 90 부피％ 이상 또는 90 질량％ 이상이 0.77 ㎜ 내지 0.63 ㎜의 크기 범위를 갖는다.
이온 교환체는 미크로다공질 또는 겔형 또는 매크로다공질 비드 중합체 형태로 존재하거나 사용할 수 있다.
미크로다공질 또는 겔형 또는 매크로다공질은 당 분야의 문헌, 예를 들어 [Adv. Polymer Sci., Vol.5, pp.113-213 (1967)]에 공지되어 있다.
단분산 이온 교환체를 제조하는 하나의 가능성으로는 단분산 비관능화 중합체("시드")를 단량체 중에서 팽윤시킨 다음 중합하는 시드/피드(seed/feed) 공정이 있다. 시드/피드 공정은 예를 들어, 특허 EP-0 098 130 B1, EP-0 101 943 B1, EP-A 418 603호, EP-A 448 391호, EP-A 0 062 088호, US-A 4 419 245호에 기재되어 있다.
단분산 이온 교환체를 제조하는 또다른 가능성은 균일하게 발달된 단량체 액적을 단량체의 적층 스트림의 진동성 여기에 의해 형성한 다음 중합하는 방법에 의해 하층의 단분산 비드 중합체를 제조하는 것이다 (US-A 4 444 961호, EP-0 046 535호, DE-A-19954393호 참조).
매크로다공질 단일 분산 비드 중합체 제조시, 단량체/세공-형성 물질 혼합물의 균일하게 형성된 액적을 단량체 및 세공 형성 물질의 혼합물의 적층 스트림의 진동성 여기에 의해 형성한 다음 중합한다.
본 발명에 사용할 음이온 교환체는 단분산 형태의 비드 중합체 형태로 나타난다. 이에는 2차 또는 3차 아미노기 또는 4차 암모늄기 또는 이들의 혼합물이 있다. 즉, 트리메틸아민, 디메틸암모늄, 트리메틸암모늄 및 히드록시에틸암모늄기가 일반적이다.
이들은 이 중 대부분이 스티렌, 비닐톨루엔, 에틸스티렌, α-메틸스티렌 또는 이들의 고리-할로겐화 유도체, 예컨대 클로로스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물로 이루어진 에틸렌성 단일불포화 단량체의 가교 중합체로 구성되며, 또한 비닐벤질 클로라이드, 아크릴산, 이들의 염 또는 에스테르, 특히 이들의 메틸 에스테르, 또한 비닐나프탈렌, 비닐자일렌, 또는 아크릴산 또는 메타크릴산의 아미드 또는 니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
중합체는 가교되며, 바람직하게는 분자 당 하나 이상, 바람직하게는 2 또는 3개의 공중합성 C=C 이중결합을 포함하는 가교 단량체로 공중합함으로써 가교된다.상기 가교 단량체로는 예를 들어, 다관능성 비닐방향족, 예컨대 디- 또는 트리비닐벤젠, 디비닐에틸벤젠, 디비닐톨루엔, 디비닐자일렌, 디비닐에틸벤젠, 디비닐나프탈렌, 다관능성 알릴방향족, 예컨대 디- 또는 트리알릴벤젠, 다관능성 비닐 헤테로사이클 또는 알릴 헤테로사이클, 예컨대 트리비닐 또는 트리알릴 시아누레이트 또는 이소시아누레이트, N,N'-C1-C6-알킬렌디아크릴아미드 또는 -디메타크릴아미드, 예컨대 N,N'-메틸렌디아크릴아미드 또는 -디메타크릴아미드, N,N'-에틸렌디아크릴아미드 또는 -디메타크릴아미드, 분자 당 2 내지 4개의 OH 기를 갖는 포화 C2-C20폴리올의 폴리비닐 에테르 또는 폴리알릴 에테르, 예를 들어, 에틸렌 글리콜 디비닐 에테르 또는 에틸렌 글리콜 디알릴 에테르 또는 디에틸렌 글리콜 디비닐 에테르 또는 디에틸렌 글리콜 디알릴 에테르, 분자당 2 내지 4개의 OH기를 갖는 불포화 C3-C12-알콜 또는 포화 C2-C20폴리올의 에스테르, 예컨대 알릴 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디비닐에틸렌우레아, 디비닐프로필렌우레아, 디비닐 아디페이트, 2 또는 3개의 고립 C=C 이중결합을 포함하는 지방족 또는 지환족 올레핀, 예컨대 헥사-1,5-디엔, 2,5-디메틸헥사-1,5-디엔, 옥타-1,7-디엔, 1,2,4-트리비닐시클로헥산이 있다. 그 자체로 증명된 가교 단량체로는 특히 (이성질체 혼합물로서) 디비닐벤젠, 및 디비닐벤젠과 2 또는 3개의 C=C 이중결합을 포함하는 지방족 C6-C12-탄화수소의 혼합물이 있다. 가교 단량체는 일반적으로 사용된 중합성 단량체의 전체 양을 기준으로 1 내지 80 중량％, 바람직하게는 2 내지 25 중량％의 양으로 사용한다.
가교 단량체는 순수한 형태로 사용할 필요는 없으나, 저순도의 산업적으로 처리된 혼합물 (예를 들어, 에틸스티렌과 혼합된 디비닐벤젠) 형태로 사용할 수 있다.
단량체 및 가교제의 공중합은 통상 단량체 가용성인 자유 라디칼 형성제에 의해 개시된다. 바람직한 자유 라디칼 형성 촉매에는 예를 들면, 디아실 퍼옥시드, 예컨대 디아세틸 퍼옥시드, 디벤조일 퍼옥시드, 디-p-클로로벤조일 퍼옥시드, 라우로일 퍼옥시드, 퍼옥시에스테르, 예컨대 tert-부틸 퍼옥시아세테이트, tert-부틸 퍼옥테이트, tert-부틸 퍼옥시피발레이트, tert-부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트, 디시클로헥실 퍼옥시디카르보네이트, 알킬 퍼옥시드, 예컨대 비스(tert-부틸퍼옥시부탄), 디쿠밀 퍼옥시드, tert-부틸 쿠밀 퍼옥시드, 히드로퍼옥시드, 예컨대 쿠멘 히드로퍼옥시드, tert-부틸 히드로퍼옥시드, 케톤 퍼옥시드, 예컨대 시클로헥사논 히드로퍼옥시드, 메틸 에틸 케톤 히드로퍼옥시드, 아세틸아세톤 퍼옥시드 또는 바람직하게는 아조이소부티로디니트릴이 있다.
자유 라디칼 형성제는 촉매량, 즉 바람직하게는 단량체 및 가교제 전체를 기준으로 0.01 내지 2.5 중량％, 특히 0.12 내지 1.5 중량％로 사용할 수 있다.
수-불용성 단량체/가교제 혼합물을 수성상에 첨가하여 분산상 중의 단량체/가교제 액적 및 생성된 비드 중합체를 안정화시키며, 바람직하게는 하나 이상의 보호성 콜로이드를 포함한다. 보호성 콜로이드에는 천연 및 합성 수용성 중합체, 예를 들어, 젤라틴, 전분, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 또는 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴 에스테르의 공중합체가 있다. 또한 매우 적합한 화합물에는 셀룰로오스 유도체, 특히 셀룰로오스 에테르 또는 셀룰로오스 에스테르, 예컨대 메틸 히드록시에틸 셀룰로스, 메틸 히드록시프로필 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스 또는 카르복시메틸 셀룰로스가 있다. 사용된 보호성 콜로이드의 양은 수성상을 기준으로 통상 0.02 내지 1 중량％, 바람직하게는 0.05 내지 0.3 중량％이다.
수성상/유기상의 중량비는 바람직하게는 0.5 내지 20, 특히 0.75 내지 5의 범위이다.
본 발명의 특정 구현예에 따르면, 염기성 중합체는 중합하는 동안 완충계의 존재하에 제조된다. 중합을 개시할 때 수성상의 pH가 14 내지 6, 바람직하게는 12 내지 8이도록 설정한 완충계가 바람직하다. 이러한 조건 하에서 카르복실산기를 포함하는 보호성 콜로이드는 전체적으로 또는 부분적으로 염으로서 나타난다. 이 방법에서, 보호성 콜로이드의 작용은 유리하게 영향받는다. 수성상 중의 완충 농도는 바람직하게는 수성상 ℓ당 0.5 내지 5000 mmol, 특히 2.5 내지 100 mmol이다.
가능한한 균일한 입자 크기를 갖는 단분산 비드 중합체를 제조하기 위해, 단량체 스트림을 수성상으로 주입하여, 생성된 단량체 액적을 진동-여기된 제트 분해 및(또는) 미소캡슐화함으로써 균일한 크기의 액적 생성 및 응집 회피를 확실히 한다 (EP 0 046 535 B1 및 EP 0 051 210 B1).
중합 온도는 사용된 개시제의 분해 온도에 의존한다. 일반적으로 50 내지150 ℃, 바람직하게는 55 내지 100 ℃이다. 중합은 0.5 내지 일정 시간 동안 발생한다. 중합 개시가 저온, 예를 들어 60 ℃에서 시작하고 반응 온도가 중합 전환율이 증가함에 따라 증가하는 온도 프로그램을 사용하는 것이 유용하다.
생성된 비드 중합체는 시드/피드 공정이라는 중간체 단계를 통해 입자 크기를 증가시키면서 관능화하도록 공급될 수 있다. 시드/피드 공정은 기존에 수득한 중합체("시드")를 중합성 단량체("피드")로 팽윤시키고 중합체에 침투한 단량체를 중합하는 공정 단계를 포함한다. 적합한 시드/피드 공정은 예를 들어, EP 0 098 130 B1, EP 0 101 943 B1 또는 EP 0 802 936 B1에 기재되어 있다.
본 발명에 따라 사용될 단분산 이온 교환체가 매크로다공질 구조를 수득하기 위해 예를 들면, 문헌 [Seidl et al., Adv. Polym. Sci., Vol.5 (1967), p.113 내지 213]에 기재된 바와 같이 세공-형성 물질을 단량체/가교제 혼합물에 첨가하며, 예를 들면 지방족 탄화수소, 알콜, 에스테르, 에테르, 케톤, 트리알킬아민, 니트로 화합물, 바람직하게는 헥산, 옥탄, 이소옥탄, 이소도데칸, 이소데칸, 메틸 이소부틸 케톤 또는 메틸 이소부틸 카르비놀을 단량체와 가교제 전체를 기준으로 1 내지 150 중량％, 바람직하게는 40 내지 100 중량％, 특히 50 내지 80 중량％로 첨가할 수 있다.
매크로다공질 비드 중합체는 대략 50 Å 이상의 세공 직경을 갖는다.
놀랍게도, 스티렌/디비닐벤젠 기재의 겔형 및 매크로다공질 단분산 음이온 교환체가 불균질분산 음이온 교환체에 비해 당 용액을 더욱 완전히 탈색 및 탈염할 수 있음을 발견하였다.
분석법
본 발명에 사용될 단분산 음이온 교환체, 이하 흡착제 수지 (1 수지 부피 = 1 층 부피 [BV]는 예를 들어 G0 유리 프릿(frit)을 포함하는 가열가능한 유리 필터 튜브에 세척한다. 필요하다면, 수지 층을 통상적인 수지 비드의 분류를 위해, 및 수지 층에 임의의 단편을 제거하기 위해 15 분 동안 다시 세척한다.
목적하는 실험온도, 즉 20 ℃ 내지 100 ℃, 바람직하게는 55 ℃ 내지 85 ℃로 상기 계를 가열한 후, 당의 5 내지 72 ％ 건조 물질 함량 및 50 내지 3000 ICUMSA의 색소 함량으로 탈색할 당 수용액을 상부로부터 하부의 하중 방향으로 또는 역류 방향으로 흡착제 수지층을 통해 여과시킨다. 상방향 유동 로딩의 경우, 고정층의 형성이 후에 요구될 수 있다. 탈색하는 동안의 여과율은 시간 당 1 내지 5 층부피이다. 이 장치로 탈색될 수 있는 당 용액의 부피는 초기 용액의 색소 함량에 의존한다. 색소 함량에 따라 사이클 당 50 내지 200 층부피가 가능하다.
탈색이 의도되는 당 용액이 통과한 후, 흡착제 수지는 탈이온수를 사용하여 스위트-오프(sweet-off), 즉 당을 제거한다. 이 경우, 상부로부터 공급된 물의 전면이 필터 유출물에서 당이 더이상 검출되지 않을 때까지 (건조 물질 함량 = 0) 필터로부터 더 진한 농도의 용액을 대신한다. 스위트-오프하는 동안 유동율은 로딩하는 동안 형성된 유동율에 상응한다. 당 산업에서 중요한 변수인 스위트-오프에 요구되는 물 부피는 흡착제 수지에 따라 2 내지 4 BV이다.
이어서, 흡착제 수지는 10 ％ NaCl 및 1 내지 2 ％ NaOH 농도의 염화나트륨 알칼리 용액 2 BV로 재생시키며, 이 단계에서 선행 로딩 동안 흡착된 당 색소를 제거한다. 재생 용액은 1시간에 걸쳐 수지층을 통해 여과한 다음, 동일한 유동율을 갖는 탈이온수로 대체하고, 잔류 화학 물질은 또한 pH 7이 될 때까지 탈이온수로 세척한다. 여기에 요구되는 물 부피가 결정된다.
이러한 사이클의 완료 후, 흡착제 수지는 다음 탈색에 이용한다.
ICUMSA 계산
(420 nm 파장에서의 광도 색 측정)
색소 (ICUMSA) = 1000·Ecoe
Ecoe= 100 ×Ext./(l ×％ DM ×D)
Ecoe= 흡광 계수 (㎠/g)
Ext. = 420 nm 파장에서의 흡광
l = 쿠베트 경로 길이 (㎝)
％ DM = 건조 물질 함량 (％)
D = 밀도 (g/㎤)
<실시예>
단분산 및 불균질분산 음이온 교환체를 사용하는 당 용액의 탈색
층부피 수지 A단분산겔형강염기성음이온 교환체 수지 B불균질분산겔형강염기성음이온 교환체 수지 C단분산매크로다공질강염기성음이온 교환체 수지 D불균질분산매크로다공질강염기성음이온 교환체
5 91.8 79.0 88.8 86.5
10 91.6 72.0 88.7 86.3
55 82.4 53.0 77.1 74.0
65 80.3 50.1 74.7 71.4
72 79.0 47.2 72.4 69.0
표 1의 제1열은 수지 A 내지 D를 사용하여 여과된 탈색될 사탕무우 당 용액의 층부피 중의 액체의 양을 나타낸다.
탈색될 사탕무우 당 용액의 색소 함량은 1000 ICUMSA, 온도는 75 ℃이며 건조 물질 함량은 65 ％이다. 로딩은 시간 당 3 층부피의 공간 속도에서 행하며, 총 로딩 시간은 24시간이다.
표 1의 제2열 내지 제5열은 상기 수지에 대한 탈색될 사탕무우 당 용액의 피드로부터의 탈색 비율을 나타낸다.
단분산 겔형 및 매크로다공질 강염기성 음이온 교환체는 불균질분산 형에 비해 상당히 우수한 탈색 성능을 나타낸다.
표 2는 단분산 겔형 및 매크로다공질 강염기성 음이온 교환체 및 불균질분산 강염기성 매크로다공질 음이온 교환체를 위한 헹굼 물, 스위트-온(sweet-on) 물 및 스위트-오프 물로서 요구되는 물의 양을 제공한다.
스위트-온 물 부피: 탈색용으로 제조된 음이온 교환체에 피드 중의 당 농도가 유출물 중의 당 농도와 동일해질 때까지 소정 농도, 예를 들어 60 브릭스(Brix)의 당 용액을 공급한다. 여기에 요구된 물의 양을 스위트-온 물 부피라 한다.
스위트-오프 물 부피: 탈색에 제공된 당 용액이 통과한 후, 흡착제 수지를 탈이온수로 스위트-오프, 즉 당을 제거한다. 이 과정 동안, 상부로부터 공급된 물 전면은 당이 더이상 필터 유출물에서 검출되지 않을 때까지 (건조 함량 = 0) 필터로부터 더 진한 용액의 당 용액을 대신한다.
스위트-오프에 요구된 물의 부피를 스위트-오프 물 부피라 한다.
헹굼 물: 당 용액의 수지에의 로딩이 완료된 후, 수지를 염화나트륨 알칼리 용액의 2 층부피로 재생시킨다. 재생 화학 물질의 잔류물을 탈이온수로 세척한다.
여기에 요구된 물 부피를 헹굼 물이라 한다.
당즙 탈색의 헹굼물, 스위트-온 물 및 스위트-오프 물 부피
레와티트 모노 플러스(Lewatit Mono Plus)(등록상표) 레와티트 모노 플러스(등록상표) 레와티트(Lewatit)(등록상표)
M500 MP500 MP500
헹굼 물(층 부피) 2.25 2.75 4.0
스위트-온(층 부피) 1.25 1.25 1.5
스위트-오프(층 부피) 1.25 1.75 2.0
두 개의 단분산 헹굼액은 불균질분산 강염기성 매크로다공질 음이온 교환체에 비해 상당히 적은 양의 물을 요구한다.
단분산 겔형 강염기성 음이온 교환체는 단분산 매크로다공질 강염기성 음이온 교환체보다 상기 공정을 위해 더 적은 양의 물을 요구한다.
본 발명에 따라 넓은 흡착면 및 분리면의 단점을 피하면서 고품질 및 고급의 당을 수득할 수 있는 적합한 이온 교환체를 수득하였다.

Claims (6)

  1. 단분산 음이온 교환체를 사용하는 것을 특징으로 하는, 이온 교환체의 당즙 (sugar juice) 탈색을 위한 용도.
  2. 제1항에 있어서, 단분산 음이온 교환체가 미크로다공질 또는 겔형 또는 매크로다공질 비드 중합체 형태로 사용되는 것을 특징으로 하는 용도.
  3. 제1항에 있어서, 단분산 음이온 교환체가 1차 또는 3차 아미노기 또는 4차 아미노기 또는 이들의 혼합물로 관능화된 것임을 특징으로 하는 용도.
  4. 제1항에 있어서, 단분산 음이온 교환체가 에틸렌성 단일불포화 단량체의 가교된 중합체로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 용도.
  5. 단분산 음이온 교환체를 사용하는 것을 특징으로 하는 당즙 탈색 방법.
  6. 제5항에 있어서, 사용될 단분산 음이온 교환체를 가열가능한 유리 필터 튜브에 플러슁 투입하고, 상기 계를 20 ℃ 내지 100 ℃로 가열하고, 탈색될 당 수용액을 상부로부터 하부의 하중 방향으로 또는 역류 방향으로 흡착제 수지층을 통해 여과시킨 다음, 흡착제 수지를 탈이온수와 함께 배출하고, 최종적으로 흡착제 수지를재생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
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