KR20230084565A - 원료당 및 정제당의 제조 프로세스 - Google Patents

원료당 및 정제당의 제조 프로세스 Download PDF

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KR20230084565A
KR20230084565A KR1020237015971A KR20237015971A KR20230084565A KR 20230084565 A KR20230084565 A KR 20230084565A KR 1020237015971 A KR1020237015971 A KR 1020237015971A KR 20237015971 A KR20237015971 A KR 20237015971A KR 20230084565 A KR20230084565 A KR 20230084565A
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KR1020237015971A
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타카히사 마쯔야마
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신히가시니혼 세이토 가부시키가이샤
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B20/00—Purification of sugar juices

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Abstract

정제당의 제조 프로세스의 각 공정에 있어서의 영향은 물론, 원료당의 제조 프로세스의 각 공정에도 큰 영향을 미치는 미세한 탁질성분을 미세거품으로 이루어지는 오존을 사용하여 효율 높게 제거할 수 있도록 한 원료당 및 정제당의 제조 프로세스를 창출하는 것을 과제로 한다.
감미 자원 작물로부터 정제당을 정제하는 제조 프로세스로서, 감미 자원 작물로부터 원료당을 제조하는 원료당의 제조 프로세스와, 원료당으로부터 정제당을 정제하는 정제당의 제조 프로세스를 가지고, 원료당의 제조 프로세스와 정제당의 제조 프로세스의 적어도 한쪽의 제조 프로세스에, 미세거품으로 이루어지는 오존을 당액 속에 녹아들어가게 하는 것에 의해, 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거하는 오존 처리 공정을 구비하는 구성으로 한다.

Description

원료당 및 정제당의 제조 프로세스
본 발명은, 감미 자원 작물로부터 원료당을 제조하는 프로세스에 관한 것으로서, 나아가서는 원료당으로부터 정제당을 제조하는 프로세스에 관한 것이다.
예를 들어, 사탕수수, 사탕무 등의 감미 자원 작물로부터 무색 투명한 정제당을 제조하려면, 일반적으로, 감미 자원 작물로부터 적갈색의 원료당을 제조하는 원료당의 제조 프로세스와, 적갈색의 원료당으로부터 무색 투명한 정제당을 정제하는 정제당의 제조 프로세스로 나눌 수가 있다.
원료당의 제조 프로세스는 감미 자원 작물이 육성되는 농장 근처에서 행해지는 일이 많고, 그곳에서 제조된 원료당은 세계 각지의 정제당 공장으로 운반되어, 각 공장에 있어서의 정제당의 제조 프로세스에 있어서 무색 투명한 정제당으로 제조된다(예를 들어, 특허문헌 1).
종래의 원료당의 제조 프로세스는, 일반적으로, 압착기를 사용하여 사탕수수를 압착해서 당액(짠 즙)을 정제하는 압착 공정, 당액에 석회를 더해서 연속 침전조에 넣고, 불순물을 침전시켜서 제거하는 공정, 침전 후의 상징액(上澄液)으로부터 수분을 제거해서 고농도의 시럽을 정제하는 농축 공정, 시럽을 진공 결정관(結晶缶) 속에서 졸여서 자당(蔗糖)의 결정을 정제하는 결정 공정, 원심 분리기를 사용하여 결정(원료당)과 밀(蜜)로 배분하는 분리 공정, 분리된 결정을 건조기에 넣고 건조시키는 건조 공정 등을 가진다.
한편, 종래의 정제당의 제조 프로세스는, 일반적으로, 원료당에 고농도의 설탕액(砂糖液)을 더해서 용해시키고, 원심 분리기를 사용하여 원료당의 결정 표면을 덮는 밀막(蜜膜)을 분리하는 것에 의해, 불순물이 제거된 세당(洗糖)을 정제하는 세당 공정, 세당에 물을 더해서 소정 농도의 당액(로 리커(raw liquor))을 만듦과 함께, 필요에 따라 탈색 보조제로서 분탄(粉炭)을 첨가한 당액에 석회를 더하고, 탄산 가스를 불어넣어 탄산 칼슘을 생성하고, 불순물을 탄산 칼슘에 흡착시켜서 없애는 카보네이션(炭酸飽充) 공정, 카보네이션 후의 당액을 가압 여과함으로써 탄산 칼슘과 당액으로 분리시키는 가압 여과 공정, 또한 골탄(骨炭)으로 당액을 통과시킴으로써 당액을 탈색시키는 골탄 공정, 골탄을 통과시키는 것에 의해서 당액 속에 포함되게 된 미분탄을 여과기로 제거하는 제1 체크 여과 공정, 이온 교환 수지로 통과시킴으로써 당액에 포함되는 색소의 제거를 행하는 이온 교환 수지 공정, 이온 교환 수지로 통과시키는 것에 의해서 당액 속에 포함되게 된 미세물을 여과기로 제거해서 투명한 당액(파인 리커(fine liquor))을 정제하는 제2 체크 여과 공정, 투명한 당액(파인 리커)을 진공의 결정관 속에서 가열, 농축시킴으로써 무색 투명한 자당의 결정으로 이루어지는 정제당을 정제하는 결정 공정 등을 가진다.
일본공표특허공보 특표평9－511651호
그러나, 원료당에는, 사탕수수를 압착했을 때에, 사탕수수의 세포벽이나 식물 섬유질 등이 잘게 분해됨으로써 생성되는 미세한 탁질성분으로서, 셀룰로스나 펙틴산 칼슘 등이 많이 포함되어 있지만, 이와 같은 미세한 탁질성분을 상기 세당 공정 또는 카보네이션 공정에 있어서 제거하는 것은 곤란했다.
이 때문에, 특히 정제당의 제조 프로세스에 있어서의 제1 체크 여과 공정에서는, 미세한 탁질성분이 여과기에 막혀서 여과압이 높아져 버린다고 하는 문제가 있었다. 이 점에서, 여과압이 높게 되지 않도록, 당액의 농도를 낮게 하는 대응이 생각되지만, 그 경우에는 결정 공정에 있어서 결정화에 필요로 하는 증기 사용량을 증대시킬 필요가 생기기 때문에, 결과로서 에너지 코스트가 고등(高騰)한다고 하는 문제가 있다.
또한 미세한 탁질성분이, 정제당의 제조 프로세스에 있어서의 골탄 공정에 있어서의 골탄, 또는 이온교환 수지 공정에 있어서의 이온교환 수지에 막힘으로써 탈색 능력이 대폭 저하되기 쉬워지기 때문에, 분탄의 사용량을 증대시키지 않으면 안 되게 된다고 하는 문제도 있다.
본 발명은, 상기한 종래 기술에 있어서의 문제점을 해소하기 위하여, 정제당의 제조 프로세스의 각 공정에의 영향은 물론, 원료당의 제조 프로세스의 각 공정에도 큰 영향을 미치는 미세한 탁질성분을 미세한 거품(마이크로버블이라고도 함, 이하 마찬가지)으로 이루어지는 오존을 사용하여 효율 높게 분해 제거할 수 있도록 한 원료당 및 정제당의 제조 프로세스를 창출하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단 중, 본 발명의 주된 제1 수단은,
감미 자원 작물로부터 정제당을 정제하는 제조 프로세스로서,
감미 자원 작물로부터 원료당을 정제하는 원료당의 제조 프로세스와, 상기 원료당으로부터 정제당을 정제하는 정제당의 제조 프로세스를 가지고,
상기 원료당의 제조 프로세스와 상기 정제당의 제조 프로세스의 적어도 한쪽의 제조 프로세스에, 미세거품으로 이루어지는 오존을 당액 속에 녹아들어가게 하는 것에 의해, 상기 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거하는 오존 처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다고 하는 것이다.
본 발명의 제1의 주된 수단에서는, 원료당의 제조 프로세스와 정제당의 제조 프로세스의 각 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 각각 분해 제거하는 것, 또는 적어도 정제당의 제조 프로세스의 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거하는 것이 가능해진다.
또 본 발명의 주된 제2 수단은,
감미 자원 작물로부터 원료당을 제조하는 원료당의 제조 프로세스로서,
미세거품으로 이루어지는 오존을 당액 속에 녹아들어가게 하는 것에 의해, 상기 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거하는 오존 처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다고 하는 것이다.
본 발명의 제2의 주된 수단에서는, 원료당의 제조 프로세스의 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거할 수가 있다.
또 본 발명의 주된 제3 수단은,
원료당으로부터 정제당을 정제하는 정제당의 제조 프로세스로서,
미세거품으로 이루어지는 오존을 당액 속에 녹아들어가게 하는 것에 의해, 상기 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거하는 오존 처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다고 하는 것이다.
본 발명의 제3의 주된 수단에서는, 정제당의 제조 프로세스의 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거할 수가 있다.
또 본 발명의 다른 수단은, 상기 주된 제1 수단 또는 주된 제2 수단에,
원료당의 제조 프로세스가,
사탕수수를 압축기에 걸어서 짜내고, 자당을 포함하는 당액을 정제하는 압착 공정과, 당액에 석회를 더하는 석회 청정 공정과, 석회를 더한 당액을 연속 침전조에 넣고 불순물을 침전시키는 연속 침전 공정과, 연속 침전조의 상징액을 농축해서 시럽을 정제하는 농축 공정과, 진공의 결정관 속에서 시럽을 졸여서 자당의 결정을 만드는 결정 공정과, 원심 분리기에 걸어서 자당의 결정과 밀로 나누는 분리 공정과, 분리 후의 자당의 결정을 건조시키는 건조 공정을 가지고,
상기 압착 공정 후에 오존 처리 공정을 구비한다는 수단을 더한 것이다.
상기 수단에서는, 감미 자원 작물을 사탕수수로 하는 원료당의 제조 프로세스에 있어서, 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거할 수가 있다.
또 본 발명의 다른 수단은, 상기 주된 제1 수단 또는 주된 제2 수단에,
원료당의 제조 프로세스가,
사탕무를 소정의 형상으로 재단하는 재단 공정과, 재단 후의 감미 자원 작물로부터 당액을 추출하는 추출 공정과, 당액에 탄산 가스와 석회를 더해서 불순물을 없애는 카보네이션 공정과, 당액을 가압 여과함으로써 탄산 칼슘을 분리한 당액을 정제하는 여과 공정과, 이온교환 수지에 의해서 당액으로부터 색소가 제거된 당액을 정제하는 이온교환 수지 공정과, 상기 당액을 진공의 결정관 속에서 가열, 농축시킴으로써 자당의 결정을 정제하는 결정 공정과, 원심 분리기에 걸어서 밀을 분리해서 자당뿐인 결정을 취출(取出)하는 분리 공정과, 상기 분리 공정에서 얻은 결정을 건조시키는 건조 공정을 가지고,
상기 여과 공정 후에 오존 처리 공정을 구비한다는 수단을 더한 것이다.
상기 수단에서는, 감미 자원 작물을 사탕무로 하는 원료당의 제조 프로세스에 있어서, 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거할 수가 있다.
또 본 발명의 다른 수단은, 상기 주된 제1 수단 또는 주된 제3 수단에,
정제당의 제조 프로세스가,
원료당에 고농도의 설탕액을 더해서 용해시키고, 원심 분리기를 사용하여 원료당의 결정 표면을 덮는 밀막을 분리하는 것에 의해, 밀막 속에 존재하는 불순물이 제거된 세당을 정제하는 세당 공정과,
상기 세당에 물을 더해서 소정 농도의 당액(로 리커)을 정제함과 함께, 필요에 따라 탈색 보조제로서 분탄을 첨가한 당액에 석회를 더하고, 또한 탄산 가스를 불어넣어 탄산 칼슘을 생성하고, 불순물을 탄산 칼슘에 흡착시키는 카보네이션 공정과,
해당(該) 카보네이션 공정 후의 당액을 가압 여과하고, 해당 당액으로부터 불순물이 흡착되어 있는 탄산 칼슘을 없애서 분리하는 가압 여과 공정과,
해당 가압 여과 공정 후의 당액을 골탄으로 통과시켜서 탈색시키는 골탄 공정과,
당액을 여과기로 통과시킴으로써 미분탄이 제거된 당액(브라운 리커)을 정제하는 제1 체크 여과 공정과,
상기 당액(브라운 리커)을 이온교환 수지로 통과시켜서 색소를 제거하는 이온교환 수지 공정과,
해당 이온교환 수지 공정 후의 당액을 여과기를 통과시킴으로써 미세물을 제거해서 투명한 당액(파인 리커)을 정제하는 제2 체크 여과 공정과,
상기 당액을 진공의 결정관 속에서 가열, 농축시킴으로써 무색 투명한 자당의 결정을 정제하는 결정 공정을 구비하고,
상기 가압 여과 공정 후에 오존 처리 공정을 구비한다는 수단을 더한 것이다.
상기 수단에서는, 구체적인 정제당의 제조 프로세스에 있어서, 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거할 수가 있다.
또 본 발명의 다른 수단은, 상기한 수단에,
골탄 공정과 카보네이션 공정의 적어도 한쪽이 생략된다는 수단을 더한 것이다.
상기 수단에서는, 카보네이션 공정이나 골탄 공정에 필요로 하는 제조 코스트를 저감할 수가 있다.
또 본 발명의 다른 수단은, 상기 어느것인가의 수단에,
오존 처리 공정은, 교반기를 사용하여 당액 속에 오존의 미세거품을 교반 혼합하는 처리라는 수단을 더한 것이다.
상기 수단에서는, 오존의 미세거품을 당액 속에 발라 넣어 효율 높게 녹아들어가게 할 수 있고, 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분은 분해하지만, 자당에 대하여는 분해시키지 않는다고 하는 오존의 선택적 반응을 효율 높게 행하게 하는 것이 가능해진다.
본 발명은, 상기한 구성으로 되어 있으므로, 이하에 나타내는 효과를 달성한다.
원료당의 제조 프로세스 및 정제당의 제조 프로세스에서는, 오존 처리 공정을 가지는 것에 의해, 미세한 탁질성분을 분해 제거할 수 있게 되므로, 카보네이션(탄산포충) 공정을 생략하는 것이 가능해진다.
또 정제당의 제조 프로세스에서는, 여과압이 높아지지 않도록 당액의 농도를 낮게 할 필요가 없어지기 때문에, 결정 공정에 있어서의 증기 사용량이 증대하는 것을 억제할 수 있게 되고, 결과로서 에너지 코스트의 고등을 방지할 수 있다.
또한, 분탄의 사용량을 대폭 줄이는 것이 가능해지는 것에 의해 제조 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 정제당의 제조 프로세스에서는, 여과기 및 이온교환 수지에 있어서 미세한 탁질성분의 막힘이 억제되어 탈색 능력을 향상시키는 것이 가능해지는 것에 의해 골탄 공정을 생략하는 것이 가능해지고, 결과로서 제조 코스트를 저감할 수가 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예로서 원료당의 제조 프로세스의 일례를 나타내는 플로도(흐름도)이다.
도 2는, 오존 처리 공정을 나타내는 개략도이다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시예로서 정제당의 제조 프로세스의 일례를 나타내는 플로도이다.
도 4는, 제1 실시예의 변형예로서 원료당의 제조 프로세스의 일례를 나타내는 플로도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예로서 원료당의 제조 프로세스의 일례를 나타내는 플로도, 도 2는 오존 처리 공정을 나타내는 개략도이다.
본 발명은, 감미 자원 작물로부터 최종 정제물인 정제당을 제조하기 위한 프로세스인데, 이하에 있어서는 감미 자원 작물로부터 원료당을 제조하는 원료당의 제조 프로세스를 제1 실시예로 하고, 원료당으로부터 정제당을 정제하는 정제당의 제조 프로세스를 제2 실시예로 해서 설명한다.
우선, 제1 실시예로서, 감미 자원 작물로부터 원료당을 제조하는 원료당의 제조 프로세스에 대하여 설명한다.
도 1은 감미 자원 작물이 사탕수수인 경우의 예이고, 스텝 A1에 나타내는 바와 같이, 베어 낸 사탕수수를 절단기(cutter)나 세단기(shredder) 등으로 통과시켜서 잘게 재단한 후, 물을 가하면서 압축기에 걸어서 짜내고, 자당(수크로스)을 포함하는 당액(짠 즙)을 정제한다(압착 공정). 다음에, 스텝 A2에서 그 당액에 석회를 더하고(석회 청정 공정), 또한 스텝 A3의 연속 침전조에 넣고서 불순물을 침전시킨다(연속 침전 공정).
다음에, 스텝 A4에 나타내는 바와 같이, 연속 침전 공정 후의 당액에 오존 처리를 행한다(오존 처리 공정).
오존 처리 공정은, 당액 속에 오존 발생기(1)가 발생한 오존 가스를 녹아들어가게 하는 공정이다. 그래서, 본 발명에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 오존 발생기(1)가 발생한 농도 및 유량이 컨트롤된 오존 가스를, 마이크로버블 발생 장치(2)를 사용하여 50 ㎛∼100 ㎛의 미세거품으로 생성해서 탱크(3) 내의 당액 속에 추출함과 함께, 교반기(4)를 사용하여 당액 속에 미세거품을 교반 혼합한다. 여기서 교반기(4)를 사용하면, 오존의 미세거품을 당액 속에 분산시킬 수 있어, 보다 효율적으로 된다. 그 결과, 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분(濁質分)(셀룰로스나 펙틴산 칼슘 등)은 분해하지만, 자당에 대하여는 분해시키지 않는다고 하는 오존의 선택적 반응을 효율 높게 행하게 하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 분해된 미세한 탁질성분은, 오존의 미세거품의 표면에 누적해서, 응집화됨으로써 덩어리(6)로 되어 탱크(3)의 밑부(底部)에 침강하게 된다. 따라서, 덩어리(6)를 포함하는 당액을 스트레이너(거르개)(7)로 통과시켜서 거르는 것에 의해, 미세한 탁질성분이 제거된 당액을 얻을 수가 있다.
다음에, 오존 처리된 당액을 스텝 A5의 농축 공정에 있어서 농축한 시럽을 정제한다.
다음의 스텝 A6에서는, 진공의 결정관 속에서 시럽을 졸여서 자당의 결정을 만들고(결정 공정), 스텝 A7의 분리 공정에서는 원심 분리기에 걸어서 자당의 결정과 밀로 나눈 후, 스텝 A8의 건조 공정에 있어서 자당의 결정을 건조시키는 것에 의해, 적갈색의 원료당이 제조된다.
이와 같이 해서 제조된 원료당은, 각지의 정제당 공장에 있어서 정제당으로 정제된다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시예로서 원료당으로부터 정제당을 정제하는 제조 프로세스의 일례를 나타내는 플로도이다.
원료당의 결정 표면은, 불순물을 많이 포함하는 밀막으로 덮여 있는 것에 의해, 스텝 B1의 세당 공정에서는, 결정 표면으로부터 밀막을 분리해서 불순물의 제거를 행한다. 구체적으로는, 원료당에 고농도의 설탕액을 더해서 결정 표면의 밀막을 용해시킴과 함께, 원심 분리기를 사용하여 원료당의 결정 표면으로부터 밀막을 분리 제거한 세당을 정제한다.
한편, 골탄 공정(B5), 이온교환 수지 공정(B7), 제1 체크 여과 공정(B6) 및 제2 체크 여과 공정(B8)에 있어서 탈색 능력이 불충분하여, 결정화한 설탕의 색가(色價)가 규격에 들어가지 않는 경우는, 여기서 당액 속에 탈색 보조제로서의 분탄을 필요에 따라 첨가한다. 다만, 후술하는 오존 처리 공정(B4)의 효과에 의해, 상기 공정에 있어서의 탈색 효과가 현저하게 발휘되는 경우에는 분탄의 첨가를 생략해도 된다.
다음의 스텝 B2의 카보네이션(탄산포충) 공정에서는, 세당에 물을 더해서 만든 소정 농도의 당액(로 리커) 속에 석회를 더하고, 탄산 가스를 불어넣어 탄산 칼슘을 생성하고, 불순물을 탄산 칼슘에 흡착시켜서 없앤다. 스텝 B3의 가압 여과 공정에서는, 카보네이션 처리 후의 당액을 가압 여과함으로써 탄산 칼슘을 분리한 당액을 정제한다.
스텝 B4의 오존 처리 공정은, 상기 원료당의 제조 프로세스의 스텝 A4와 마찬가지(도 2 참조)이고, 당액 속에 오존 발생기(1)가 발생한 오존 가스를 녹아들어가게 해서 미세한 탁질성분(셀룰로스나 펙틴산 칼슘 등)을 제거한다. 다만, 가압 여과 공정을 거친 당액의 당농도가 높기 때문에, 통상의 오존 가스는 당액 속에 용해하기 어렵다. 그래서, 오존 발생기(1)가 발생한 오존 가스를, 마이크로버블 발생 장치(2)를 사용하여 50 ㎛∼100 ㎛의 미세거품으로 해서 탱크(3) 내의 당액 속에 추출함과 함께, 교반기(4)를 사용하여 점도가 높은 당액 속에 오존의 미세거품을 교반 혼합하고, 오존의 선택적 반응을 효율 높게 행하게 하는 것에 의해, 미세한 탁질성분이 제거된 당액을 정제한다.
다음의 스텝 B5의 골탄 공정에서는, 소뼈를 태워서 얻어지는 다공질의 숯(골탄)에 당액을 통과시킴으로써 당액을 탈색시킨다. 계속되는 스텝 B6의 제1 체크 여과 공정에서는, 골탄 공정에 있어서 골탄을 통과시키는 것에 의해서 당액 속에 약간 포함되게 된 골탄의 미분탄(微粉炭)이 여과기에 의해 제거된 당액(브라운 리커)을 정제한다. 또한 스텝 B7의 이온교환 수지 공정에서는, 당액(브라운 리커)을 이온교환 수지로 통과시켜서 미세한 불순물을 흡착시키고 제거함과 함께 이온 레벨의 색소를 제거하고, 다음의 스텝 B8의 제2 체크 여과 공정에서는, 이온교환 수지 공정에 있어서 이온교환 수지로 통과시키는 것에 의해서 당액 속에 포함되게 된 미세물을 여과기로 제거하는 것에 의해, 투명한 당액(파인 리커： FL)을 정제한다.
다음에, 투명한 당액을 진공의 결정관 속에서 가열, 농축하는 스텝 B9의 결정 공정을 경유하는 것에 의해, 최종물인 정제당이 완성된다.
상기한 오존 처리 공정은, 원료당의 제조 프로세스와 정제당의 제조 프로세스의 적어도 한쪽이 구비하고 있으면 된다. 즉, 정제당의 제조 프로세스의 오존 처리 공정(스텝 B4)은, 오존 처리 공정(스텝 A4)을 가지지 않는 원료당의 제조 프로세스를 거쳐서 제조된 원료당으로부터 정제당을 제조하는 경우에 특히 유효하지만, 원료당의 제조 프로세스가 오존 처리 공정(스텝 A4)을 가짐으로써 충분히 미세한 탁질성분이 제거되고 있는 경우에는, 정제당의 제조 프로세스에 오존 처리 공정(스텝 B4)을 가지지 않는 구성으로 하는 것도 가능하다. 또 원료당의 제조 프로세스가 오존 처리 공정(스텝 A4)을 가지는 경우이더라도, 정제당의 제조 프로세스가 오존 처리 공정(스텝 B4)을 구비하는 경우에는, 이중으로 오존 처리 공정을 행하는 것에 의해, 보다 완전하게 미세한 탁질성분이 제거된 당액을 정제하는 것이 가능해진다.
도 4는 제1 실시예의 변형예로서 원료당의 제조 프로세스의 일례를 나타내는 플로도이다. 한편, 도 4는 감미 자원 작물이 사탕무(첨채(甛菜), 비트라고도 함)의 경우이다.
스텝 C1에서는 수확 후에 세정한 사탕무의 뿌리부를 소정의 형상으로 잘게 썰어서 재단하고(재단 공정), 스텝 C2에서는 재단 후의 사탕무를 온수에 담궈서 당분을 추출시킨 당액을 추출한다(추출 공정). 스텝 C3에서는 상기 스텝 B2와 마찬가지로, 탄산 가스와 석회를 사용하여 당액으로부터 불순물을 없애고(카보네이션 공정), 계속되는 스텝 C4에서는, 상기 스텝 B3과 마찬가지로 카보네이션 후의 당액을 가압 여과함으로써 탄산 칼슘을 분리한 당액을 정제한다(여과 공정).
그리고, 스텝 C5에서는 상기 스텝 A4 및 B4와 마찬가지로, 당액에 대해서 오존 처리 공정을 행하고, 미세한 탁질성분이 제거된 당액을 정제한다. 또한, 스텝 C6에서는 오존 처리된 당액을 이온교환 수지로 통과시켜서 불순물을 흡착시킴과 함께 색소의 제거를 행해서 투명한 당액(파인 리커)을 정제한다(이온교환 수지 공정).
그리고, 스텝 C7에서는 투명한 당액을 진공의 결정관 속에서 가열, 농축시킴으로써 무색 투명한 자당의 결정을 만들고(결정 공정), 스텝 C8에서는 이들을 원심 분리기에 걸어서 밀을 분리해서, 자당뿐인 결정을 취출하고(분리 공정), 마지막 스텝 C9에서는, 분리 공정에서 얻은 결정을 건조시켜서 최종물인 원료당이 완성된다.
이상의 설명과 같이, 감미 자원 작물로부터 원료당을 정제하는 원료당의 제조 프로세스를 설명한 제1 실시예 및 그 변형예에서는 스텝 A4 및 스텝 C5에 있어서, 원료당으로부터 정제당을 정제하는 정제당의 제조 프로세스를 설명한 제2 실시예에서는 스텝 B4에 있어서, 각각 오존 처리 공정을 가짐으로써 미세한 탁질성분을 분해 제거할 수 있게 되므로, 스텝 A2, B2, C3의 카보네이션 공정을 생략하는 것이 가능해진다. 한편, 스텝 C3의 카보네이션 공정을 생략하는 경우에는 분탄의 첨가는 불가결하게(없어서는 안 되게) 된다.
또 제2 실시예에서는, 여과압이 높아지지 않도록 당액의 농도를 낮게 할 필요가 없어지기 때문에, 결정 공정에 있어서의 증기 사용량이 증대하는 것을 억제할 수 있게 되고, 결과로서 에너지 코스트의 고등을 방지할 수 있음과 함께, 분탄의 사용량을 대폭 줄이는 것이 가능해지기 때문에, 이 점에서도 제조 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 제2 실시예에서는, 여과기 및 이온교환 수지에 있어서 미세한 탁질성분의 막힘이 억제되고, 탈색 능력을 향상시키는 것이 가능해지기 때문에, 스텝 B5의 골탄 공정을 생략하는 것이 가능해진다.
한편, 제2 실시예에 있어서, 스텝 B2(카보네이션 공정) 및 스텝 B5(골탄 공정)를 생략하지 않는 경우에는 분탄의 첨가를 생략할 수가 있지만, 스텝 B2(카보네이션 공정) 및 스텝 B5(골탄 공정)를 생략하는 경우에는 분탄의 첨가를 증량하는 것이 바람직하다.
이상, 실시예에 따라서 본 발명의 구성과 그 작용 효과에 대하여 설명했지만, 본 발명의 실시 형태는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
상기 실시예에서는, 감미 자원 작물로서, 사탕수수와 사탕무인 경우를 나타내어 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 설탕벼(砂糖稻) 등 그밖의 감미 자원 작물의 경우이더라도 된다.
본 발명은, 원료당 또는 정제당을 정제하는 분야에 있어서의 용도 전개를 더욱 넓은 영역에서 도모할 수가 있다.
1：　오존 발생기
2：　마이크로버블 발생 장치
3：　탱크
4：　교반기
5：　날개(羽根)
6：　덩어리
7：　스트레이너(거르개)

Claims (9)

  1. 감미 자원 작물로부터 정제당을 정제하는 제조 프로세스로서,
    감미 자원 작물로부터 원료당을 제조하는 원료당의 제조 프로세스와, 상기 원료당으로부터 정제당을 정제하는 정제당의 제조 프로세스를 가지고,
    상기 원료당의 제조 프로세스와 상기 정제당의 제조 프로세스의 적어도 한쪽의 제조 프로세스에, 미세거품으로 이루어지는 오존을 당액 속에 녹아들어가게 하는 것에 의해, 상기 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분(濁質分)을 분해 제거하는 오존 처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 제조 프로세스.
  2. 감미 자원 작물로부터 원료당을 제조하는 원료당의 제조 프로세스로서,
    미세거품으로 이루어지는 오존을 당액 속에 녹아들어가게 하는 것에 의해, 상기 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거하는 오존 처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 원료당의 제조 프로세스.
  3. 원료당으로부터 정제당을 정제하는 정제당의 제조 프로세스로서,
    미세거품으로 이루어지는 오존을 당액 속에 녹아들어가게 하는 것에 의해, 상기 당액 속에 포함되는 미세한 탁질성분을 분해 제거하는 오존 처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 정제당의 제조 프로세스.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    원료당의 제조 프로세스가,
    사탕수수를 압축기에 걸어서 짜내고, 자당을 포함하는 당액을 정제하는 압착 공정(A1)과, 당액에 석회를 더하는 석회 청정 공정(A2)과, 석회를 더한 당액을 연속 침전조에 넣고서 불순물을 침전시키는 연속 침전 공정(A3)과, 연속 침전조의 상징액(上澄液)을 농축해서 시럽을 정제하는 농축 공정(A5)과, 진공의 결정관(結晶缶) 속에서 시럽을 졸여서 자당의 결정을 만드는 결정 공정(A6)과, 원심 분리기에 걸어서 자당의 결정과 밀(蜜)로 나누는 분리 공정(A7)과, 분리 후의 자당의 결정을 건조시키는 것에 의해 원료당이 정제되는 건조 공정(A8)을 가지고,
    상기 연속 침전 공정(A3) 후에 오존 처리 공정(A4)을 구비하는 제조 프로세스.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    원료당의 제조 프로세스가,
    사탕무를 소정의 형상으로 재단하는 재단 공정(C1)과, 재단 후의 감미 자원 작물로부터 당액을 추출하는 추출 공정(C2)과, 당액에 탄산 가스와 석회를 더해서 불순물을 없애는 카보네이션(炭酸飽充) 공정(C3)과, 당액을 가압 여과함으로써 탄산 칼슘을 분리한 당액을 정제하는 여과 공정(C4)과, 이온교환 수지에 의해서 당액으로부터 색소가 제거된 당액을 정제하는 이온교환 수지 공정(C6)과, 상기 당액을 진공의 결정관 속에서 가열, 농축시킴으로써 자당의 결정을 정제하는 결정 공정(C7)과, 원심 분리기에 걸어서 밀을 분리해서 자당뿐인 결정을 취출(取出)하는 분리 공정(C8)과, 상기 분리 공정(C8)에서 얻은 결정을 건조시킴으로써 원료당이 정제되는 건조 공정(C9)을 가지고,
    상기 여과 공정(C4) 후에 오존 처리 공정(C5)을 구비하는 제조 프로세스.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    정제당의 제조 프로세스가,
    원료당에 고농도의 설탕액(砂糖液)을 더해서 용해시키고, 원심 분리기를 사용하여 원료당의 결정 표면을 덮는 밀막(蜜膜)을 분리하는 것에 의해, 밀막 속에 존재하는 불순물이 제거된 세당(洗糖)을 정제하는 세당 공정(B1)과,
    상기 세당에 물을 더해서 소정 농도의 당액(로 리커)을 정제함과 함께, 필요에 따라 탈색 보조제로서 분탄(粉炭)을 첨가한 당액에 석회를 더하고, 또한 탄산 가스를 불어넣어 탄산 칼슘을 생성하고, 불순물을 탄산 칼슘에 흡착시키는 카보네이션 공정(B2)과,
    해당(該) 카보네이션 공정(B2) 후의 당액을 가압 여과하고, 해당 당액으로부터 불순물이 흡착되어 있는 탄산 칼슘을 없애서 분리하는 가압 여과 공정(B3)과,
    해당 가압 여과 공정(B3) 후의 당액을 골탄(骨炭)으로 통과시켜서 탈색시키는 골탄 공정(B5)과,
    당액을 여과기로 통과시킴으로써 미분탄(微粉炭)이 제거된 당액(브라운 리커)을 정제하는 제1 체크 여과 공정(B6)과,
    상기 당액(브라운 리커)을 이온교환 수지로 통과시켜서 색소를 제거하는 이온교환 수지 공정(B7)과,
    해당 이온교환 수지 공정(B7) 후의 당액을 여과기를 통과시킴으로써 미세물을 제거해서 투명한 당액(파인 리커)을 정제하는 제2 체크 여과 공정(B8)과,
    상기 당액(파인 리커)을 진공의 결정관 속에서 가열, 농축시킴으로써 무색 투명한 자당의 결정을 정제하는 결정 공정(B9)을 구비하고,
    상기 가압 여과 공정(B3) 후에 오존 처리 공정(B4)을 구비하는 제조 프로세스.
  7. 제6항에 있어서,
    골탄 공정(B5)이 생략되어 있는 제조 프로세스.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    카보네이션 공정(A2, B2, C3)이 생략되어 있는 제조 프로세스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    오존 처리 공정은, 교반기를 사용하여 당액 속에 오존의 미세거품을 교반 혼합하는 처리인 제조 프로세스.
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