WO2019111490A1 - 糖液の精製方法及び糖液精製装置 - Google Patents

糖液の精製方法及び糖液精製装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019111490A1
WO2019111490A1 PCT/JP2018/034342 JP2018034342W WO2019111490A1 WO 2019111490 A1 WO2019111490 A1 WO 2019111490A1 JP 2018034342 W JP2018034342 W JP 2018034342W WO 2019111490 A1 WO2019111490 A1 WO 2019111490A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exchange resin
liquid
ion exchange
solution
alkali
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/034342
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊樹 宮嶋
英也 八尾
Original Assignee
オルガノ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オルガノ株式会社 filed Critical オルガノ株式会社
Publication of WO2019111490A1 publication Critical patent/WO2019111490A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B20/00Purification of sugar juices
    • C13B20/14Purification of sugar juices using ion-exchange materials

Definitions

  • a starch sugar solution or sucrose solution is brought into contact with a mixed bed of an OH form strong base anion exchange resin or an OH form strong base anion exchange resin and a cation exchange resin
  • a sugar solution comprising a step of purifying the solution and a step of bringing the OH form strongly basic anion exchange resin into contact with an alkali regenerating solution to regenerate the OH form strongly basic anion exchange resin. It relates to the purification method.
  • ion exchange treatment is performed as a post-treatment of purification processes such as granular activated carbon filtration and bone charcoal filtration.
  • the ion exchange treatment includes an ion exchange treatment for decolorization and an ion exchange treatment for desalting.
  • Ion exchange treatment for the purpose of desalting generally involves a double bed pre-desalting system using a strongly acidic cation exchange resin layer and a weakly basic anion exchange resin layer, and strongly acidic cation exchange resin and A mixed bed type finish desalting system using a type II strongly basic anion exchange resin.
  • the pre-desalting system removes most of the salts, pigments and other impurities in the stock solution, and the final desalting system performs finish desalting, decolorization and pH adjustment.
  • This desalting treatment is widely used industrially, and is an excellent method as a method for purifying a sugar solution because a high purity sugar solution can be obtained.
  • Regeneration of the ion exchange resin in the mixed bed type sugar liquid purification system (finishing desalting system) using the above-mentioned strongly acidic cation exchange resin and strongly basic anion exchange resin has conventionally been carried out as follows. . First, after performing sugar solution processing in a mixed bed tower, backwashing in the mixed bed tower makes use of the difference in specific gravity of both resins to make a strongly acidic anion exchange resin into a lower layer, strongly basic anion exchange Separate the resin in the upper layer. Then, an acid regenerating solution such as a hydrochloric acid aqueous solution is passed through the strong acid cation exchange resin in the lower layer to regenerate the strong acid cation exchange resin.
  • an acid regenerating solution such as a hydrochloric acid aqueous solution is passed through the strong acid cation exchange resin in the lower layer to regenerate the strong acid cation exchange resin.
  • an alkali regenerating solution such as an aqueous solution of sodium hydroxide is passed through the strongly basic anion exchange resin in the upper layer to regenerate the strongly basic anion exchange resin.
  • an alkali regenerating solution such as an aqueous solution of sodium hydroxide is passed through the strongly basic anion exchange resin in the upper layer to regenerate the strongly basic anion exchange resin.
  • water is allowed to pass through the other ion exchange resin, and the regeneration solution waste liquid is collected from the collector installed at the separation interface of both ion exchange resins. And discharge waste water. After regenerating both ion exchange resins, they are mixed to form a mixed bed.
  • the pigment, organic impurities and salts in the sucrose solution to be treated are adsorbed and removed by the ion exchange resin.
  • the ion exchange resin since many of the dyes in the sucrose solution to be treated are anionic, the amount of adsorption to the strongly basic anion exchange resin is large.
  • the amount of regeneration agent supplied in the regeneration step of the ion exchange resin tower and the amount of regeneration waste liquid discharged are as small as possible from the viewpoint of lowering running cost of purification equipment and water quality environment preservation preferable.
  • the strongly basic anion exchange resin used in the step of desalting and purifying starch sugar solution and sucrose solution has the role of adsorbing and removing most of the pigment, and the regeneration efficiency is poor. Therefore, in order to maintain the product quality of the liquid to be treated, an excess of alkali regenerating agent is required as compared to the ion exchange capacity possessed by the strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower. Become. As a result, the amount of regenerating agent used and the amount of regenerating wastewater increase, so these reductions become an issue.
  • the pH of the regenerating agent supplied to the ion exchange resin tower and the pH of the regenerating waste solution discharged from the ion exchange resin tower are measured with a pH meter, When reached, the supply of the regenerating agent is stopped to optimize the supply amount of the regenerating agent so that the amount of the regenerating agent supplied is not too short, and the regenerating agent waste liquid exhibiting a pH similar to that of the regenerating agent is It is disclosed to recover and reuse as an initial regenerating agent of
  • an object of the present invention is to provide a method for purifying a sugar solution which can reduce the amount of waste liquid of the alkali regenerating solution without reducing the quality of the sugar solution to be treated.
  • the sucrose solution is passed through an ion exchange resin tower (1) packed with an OH form strong basic anion exchange resin, and the OH solution is strongly basic.
  • Sugar liquid purification step (1) to obtain purified sugar liquid by contacting with anion exchange resin, and after replacing the sucrose liquid in the ion exchange resin tower (1) with water, the ion exchange resin tower (1) And the anion regeneration resin regeneration step (1) for regeneration of the OH type strongly basic anion exchange resin by passing the alkali regeneration solution and then washing water.
  • each anion exchange resin regeneration step (1) the pH value of the ion exchange resin tower effluent discharged from the ion exchange resin tower (1) is represented by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0 (1) Collecting and recovering the ion exchange resin tower discharge liquid satisfying the condition, and then permeating the recovered ion exchange resin tower discharge liquid to the nanofiltration membrane to perform a nanofiltration membrane treatment to obtain a recycled alkali regenerating liquid,
  • the ion exchange resin tower (1) is treated with the nanofiltration membrane treatment previously performed as the alkali regeneration solution after the previous anion exchange resin regeneration step (1)
  • the recycled alkali regenerating solution obtained by the above is then passed, and then the alkali regenerating new solution is allowed to pass or, in the ion exchange resin column (1), as the alkali regenerating solution, the previous anion exchange
  • the starch sugar solution or sucrose solution is passed through an ion exchange resin tower (2) filled with a mixed bed of OH type strongly basic anion exchange resin and cation exchange resin.
  • a sugar solution purification step (2) for obtaining a purified sugar solution by bringing the starch sugar solution or the sucrose solution into contact with a mixture of the OH form anion exchange resin and the cation exchange resin; and the ion exchange resin After replacing the starch sugar solution or sucrose solution in the tower (2) with water, the alkali regenerating solution is passed through the ion exchange resin tower (2), and then the wash water is passed through the OH
  • a method of purifying a sugar solution alternately repeating an anion exchange resin regeneration step (2) of regenerating a strong base anion exchange resin In each anion exchange resin regeneration step (2), the pH value of the ion exchange resin tower effluent discharged from the ion exchange resin tower (2) is represented by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of al
  • the recycled alkali regeneration solution obtained by the above is then passed through, and then the alkali regeneration new solution is allowed to pass, or the anion exchange resin regeneration step (previous step) is carried out as the alkali regeneration solution in the ion exchange resin tower (2). 2) passing a mixed solution of a recycled alkali regenerating solution and an alkali regenerating new solution obtained by the nanofiltration membrane treatment performed later,
  • the present invention provides a method for purifying a sugar solution characterized by
  • the present invention (3) is characterized in that the volume ratio of the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution used in the anion exchange resin regeneration step is 1: 4 to 4: 1.
  • the present invention provides (1) or (2) a method for purifying a sugar solution.
  • the pH value of the ion exchange resin tower effluent permeated to the nanofiltration membrane is represented by the following formula (3): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-0.5 (3) It is an object of the present invention to provide a method for purifying a sugar solution as described in any one of (1) to (3), characterized in that
  • the present invention (5) is an ion exchange resin tower packed with OH type strong basic anion exchange resin and subjected to purification of sucrose solution,
  • a sugar solution supply pipe which is connected to the ion exchange resin column and which is a liquid transfer pipe of sucrose solution to the ion exchange resin column;
  • An alkali regenerating new solution supply pipe which is connected to the sugar solution supply pipe and is a delivery pipe of the alkali regeneration new solution into the sugar solution supply pipe;
  • a purified sugar solution discharge pipe which is a discharge pipe of the purified sugar solution processed in the ion exchange resin column;
  • a recovery tank for the ion exchange resin tower exhausted alkali regeneration liquid in which the ion exchange resin tower exhausted alkali regeneration liquid is stored,
  • a waste pipe which is a discharge pipe, A first switching valve attached to the waste pipe; A second switching valve attached to the ion exchange resin tower drained alkali regenerating solution collecting pipe after the branch position of the waste liquid pipe;
  • the pH meter, the first switching valve, and the second switching valve are electrically connected, and the pH value sent from the pH meter can be expressed by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0 (1) While the ion exchange resin tower discharge liquid does not flow to the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid collection pipe after the branch position of the waste liquid pipe while not satisfying While the switching valve and the second switching valve are controlled, and the pH value sent from the pH meter satisfies the above equation (1), the ion exchange resin column discharge liquid is discharged to the waste liquid pipe.
  • a control unit that controls the first switching valve and the second switching valve so as not to flow and to flow into the ion exchange resin column discharged alkaline regenerated liquid collection pipe downstream of the branch position of the waste liquid pipe;
  • a nanofiltration membrane module comprising a nanoseparation membrane, wherein purification of the ion exchange resin tower discharged alkaline regeneration solution is performed, The recovery tank of the ion exchange resin tower discharged alkali regenerating solution and the treated liquid side of the nanofiltration membrane module are connected, and the liquid treated side of the nanofiltration membrane module from the inside of the recovery tank of the ion exchange resin tower discharged alkali reclaimed solution
  • a liquid-supplying pipe which is a liquid-feeding pipe of the ion exchange resin tower drained alkaline regeneration liquid to the A reservoir for the recycled alkaline regeneration solution, in which the recycled alkaline regeneration solution is stored;
  • the permeate side of the nanofiltration membrane module is connected to the storage tank of the recycled alkali regeneration liquid, and the permeate of the nano
  • the present invention (6) is an ion exchange resin tower filled with a mixed bed of OH type strongly basic anion exchange resin and cation exchange resin, and purification of starch sugar solution or sucrose solution is performed
  • a sugar solution supply pipe connected to the ion exchange resin tower which is a liquid feed tube for a starch sugar solution or sucrose solution to the ion exchange resin tower
  • An alkali regenerating new solution supply pipe which is connected to the sugar solution supply pipe and is a delivery pipe of the alkali regeneration new solution into the sugar solution supply pipe
  • a purified sugar solution discharge pipe which is a discharge pipe of the purified sugar solution processed in the ion exchange resin column
  • a collector installed in the ion exchange resin tower A recovery tank for the ion exchange resin tower exhausted alkali regeneration liquid, in which the ion exchange resin tower exhausted alkali regeneration liquid is stored
  • a waste pipe which is a discharge pipe, A first switching valve attached to the waste pipe; A second switching valve attached to the ion exchange resin tower drained alkali regenerating solution collecting pipe after the branch position of the waste liquid pipe;
  • the pH meter, the first switching valve, and the second switching valve are electrically connected, and the pH value sent from the pH meter can be expressed by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0 (1) While the ion exchange resin tower discharge liquid does not flow to the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid collection pipe after the branch position of the waste liquid pipe while not satisfying While the switching valve and the second switching valve are controlled, and the pH value sent from the pH meter satisfies the above equation (1), the ion exchange resin column discharge liquid is discharged to the waste liquid pipe.
  • a control unit that controls the first switching valve and the second switching valve so as not to flow and to flow into the ion exchange resin column discharged alkaline regenerated liquid collection pipe downstream of the branch position of the waste liquid pipe;
  • a nanofiltration membrane module comprising a nanoseparation membrane, wherein purification of the ion exchange resin tower discharged alkaline regeneration solution is performed, The recovery tank of the ion exchange resin tower discharged alkali regenerating solution and the treated liquid side of the nanofiltration membrane module are connected, and the liquid treated side of the nanofiltration membrane module from the inside of the recovery tank of the ion exchange resin tower discharged alkali reclaimed solution
  • a liquid-supplying pipe which is a liquid-feeding pipe of the ion exchange resin tower drained alkaline regeneration liquid to the A reservoir for the recycled alkaline regeneration solution, in which the recycled alkaline regeneration solution is stored;
  • the permeate side of the nanofiltration membrane module is connected to the storage tank of the recycled alkali regeneration liquid, and the permeate of the nano
  • the present invention it is possible to provide a method for purifying a sugar solution which can reduce the amount of waste liquid of the alkali regenerating solution without reducing the quality of the to-be-treated sugar solution.
  • a sucrose solution is passed through an ion exchange resin column (1) packed with an OH form strong basic anion exchange resin, and the sucrose solution is Sugar solution purification step (1) to obtain purified sugar solution by contacting with OH type strong basic anion exchange resin, and after replacing sucrose solution in the ion exchange resin tower (1) with water, the ion An anion regeneration resin regeneration step (1) for regenerating the OH-type strongly basic anion exchange resin by passing an alkali regenerating solution through an exchange resin tower (1) and then a washing water
  • the pH value of the ion exchange resin tower effluent discharged from the ion exchange resin tower (1) is represented by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0 (1) Collecting and recovering the ion exchange resin
  • the method for purifying a sugar solution according to the first aspect of the present invention is a method for purifying a sugar solution in which a sugar solution purification step (1) and an anion exchange resin regeneration step (1) are alternately repeated.
  • the sugar liquid purification process (1) which concerns on the purification method of the sugar liquid of the 1st form of this invention is a sucrose liquid in the ion exchange resin tower (1) with which OH type strongly basic anion exchange resin is packed. It is a step of passing the solution and bringing the sucrose solution into contact with an OH form strong basic anion exchange resin to obtain a purified sugar solution.
  • the sugar liquid purified in the sugar liquid purification step (1) is sucrose liquid.
  • the sucrose solution is an aqueous solution containing saccharides such as sucrose as a main component.
  • the concentration (Brix value) of sucrose solution is usually 40 to 70, preferably 50 to 60.
  • the physical properties of sucrose solution are pH 6.0 to 9.0 and color value 30 to 1000 (ICUMSA).
  • the passing temperature is 40 to 70 ° C.
  • the passing speed is 0.5 to It is 5.0 BV / h. If the flow rate is too fast, the desalting performance of the anion exchange resin tends to be low, and if the flow rate is too slow, the productivity tends to be low.
  • the sucrose solution is purified by bringing the sucrose solution into contact with the strongly basic anion exchange resin regenerated to the OH form in the previous anion exchange resin regeneration step (1). , To obtain purified sugar solution.
  • sucrose solution is passed through an ion exchange resin tower (1) filled with an OH form strong basic anion exchange resin, and then a weakly acidic cation exchange resin is filled It is also possible to flow through the ion exchange resin tower (3).
  • Examples of the weakly acidic cation exchange resin filled in the ion exchange resin column (3) include Amberlite FPC 3500, IRC 76, FPC 76J, Diaion WK10, WK11, Dowex MAC-3 and the like.
  • the ion of the OH-type strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower (1) The exchange capacity is gradually reduced, and the purification capacity is lost if the ion exchange capacity is too low. Therefore, after purifying a certain amount of sugar solution, it is necessary to regenerate the strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin column (1) using an alkali regenerating solution. Therefore, in the method of purifying a sugar liquid according to the first aspect of the present invention, after performing the sugar liquid purification step (1), the anion exchange resin regeneration step (1) is performed.
  • the timing of switching from the sugar solution purification process (1) to the anion exchange resin regeneration process (1) depends on the total amount processed of the sugar solution in the sugar solution purification process (1) and the conductivity of the purified post-treated sugar solution. It is appropriately selected depending on the color value and pH.
  • the ion exchange resin tower (1 ) Is a step of regenerating the OH-type strongly basic anion exchange resin by passing an alkali regenerating solution and then a washing water.
  • the alkali regeneration solution used for regeneration of the strongly basic anion exchange resin in the ion exchange resin column (1) is an aqueous solution of sodium hydroxide and potassium hydroxide, preferably It is sodium hydroxide aqueous solution.
  • an alkali regeneration solution, a recycled alkali regeneration solution, or a mixed solution of an alkali regeneration new solution and a recycle alkali regeneration solution is used as the alkali regeneration solution.
  • the ion exchange resin column (1) is charged after performing the sugar solution purification step (1) and before performing the anion exchange resin regeneration step (1)
  • sucrose in the ion exchange resin tower (1) is used because some or all of the strongly basic anion exchange resins are in salt form other than OH form.
  • the alkali regenerating solution is passed through the ion exchange resin tower (1) to make the strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower (1) alkaline regenerated.
  • the strongly basic anion exchange resin in a salt form other than the OH form is regenerated into the OH form strongly basic anion exchange resin.
  • the strongly basic anion exchange resin is brought into contact with the strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower (1) to obtain a strongly basic anion exchange.
  • the pigment and organic impurities in the sugar solution adsorbed with the resin are eliminated by the alkali regenerating solution.
  • the anion exchange resin regeneration step (1) after passing a predetermined amount of alkali regeneration solution, subsequently, the solution to be passed is switched to washing water, and the washing water is passed to the ion exchange resin tower (1) Liquid and removing the alkali regenerating liquid remaining in the ion exchange resin tower (1), the OH-type strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower (1) is purified from the sugar solution To be able to
  • the flow rate of the alkali regenerating solution is appropriately selected in consideration of the anion exchange resin amount, and it is the flow rate of the washing water, but usually the extrusion of the regenerating agent, Wash water with a volume ratio of 1 to 2 times the amount of the anion exchange resin is used, and 4 to 10 volumes of wash water with a volume ratio of the anion exchange resin amount is used for the subsequent washing.
  • the anion exchange resin regeneration step (1) in the case of using the ion exchange resin tower (3) packed with weak acid cation exchange resin, the anion exchange resin regeneration step (1) If necessary, the acid regeneration solution may be passed through the ion exchange resin column (3), and then the washing water may be passed through to regenerate the weak acid cation exchange resin. .
  • the anion exchange resin regeneration step (1) is carried out to regenerate the strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower (1). After the reaction, the sugar solution purification step (1) is performed again.
  • the sugar liquid purification step (1) and the anion exchange resin regeneration step (1) are alternately repeated.
  • each anion exchange resin regeneration step (1) the strongly basic anion exchange resin is passed and discharged from the ion exchange resin tower (1) Among the ion exchange resin column effluents to be collected, the pH value is the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0 (1)
  • the ion exchange resin tower discharge liquid satisfying the condition (1) is collected, and then the ion exchange resin tower discharge liquid satisfying the formula (1) is allowed to permeate through the nanofiltration membrane to perform nanofiltration membrane treatment to obtain a recycled alkali regenerating liquid.
  • the sugar remaining in the ion exchange resin tower (1) Since the solution is discharged, the pH of the effluent of the ion exchange resin tower immediately after switching from the sugar solution purification step (1) to the anion exchange resin regeneration step (1) is about 7.0 to 10.0. .
  • the pH of the ion exchange resin tower discharge becomes high, and thereafter, the pH of the ion exchange resin tower discharge is (i) When an alkali regenerating solution is first passed through a recycled alkali regenerating solution and then an alkali regenerating new solution is passed, the pH is maintained at about the same level as the alkali regenerating new solution, and (ii) the alkali regenerating solution When a mixture of recycled alkali regeneration solution and alkali regeneration new solution is passed, the pH is maintained at about the same pH as the mixture of recycled alkali regeneration solution and alkali regeneration new solution.
  • the strongly basic anion exchange resin is passed and discharged from the ion exchange resin tower (1)
  • the pH value is the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0
  • the ion exchange resin tower discharge liquid which satisfies the above, preferably the pH value is the following formula (2): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration step-1.0 (2)
  • the ion exchange resin tower discharge liquid which fulfills the above is collected as an alkali regenerating liquid for recycling.
  • the ion exchange resin tower discharge liquid having a pH value satisfying the above is collected, the ion exchange resin tower discharge liquid of a portion where the strongly basic anion exchange resin can be efficiently regenerated when reused as an alkali regenerating liquid Can be collected, so the amount of alkaline regenerated new solution used can be reduced.
  • the collected ion exchange resin tower effluent is provided with a collection tank for the ion exchange resin tower effluent, and the collected ion exchange resin tower effluent, that is, the pH value is preferably the above formula (1), preferably The ion-exchange resin tower discharge liquid which satisfy
  • each anion exchange resin regeneration step (1) immediately after switching from the sugar solution purification step (1) to the anion exchange resin regeneration step (1), a certain amount of alkali regeneration solution is passed, After a certain amount of washing water is passed after the liquid passing through the ion exchange resin column (1) is switched from the alkali regenerating solution to the washing water, the pH value is preferably the above formula (1) (preferably the above formula ( 2) Ion exchange resin column discharge liquid which does not satisfy
  • each anion exchange resin regeneration step (1) only the ion exchange resin tower effluent having a pH value satisfying the above equation (1) (preferably the above equation (2)) is collected, and the pH value is above
  • the ion exchange resin tower discharge liquid which does not satisfy the formula (1) (preferably the above formula (2)) is discharged out of the system as an alkali regeneration waste liquid.
  • the ion exchange resin tower discharge liquid recovered and stored in the recovery tank of the ion exchange resin tower discharge liquid is allowed to permeate through the nanofiltration membrane to perform a nanofiltration membrane treatment to obtain a recycled alkali regenerating liquid.
  • the nanofiltration membrane is not particularly limited, and the material is, for example, polysulfone or polyethersulfone, the shape of the membrane is flat membrane, hollow fiber, tubular membrane, the structure is spiral type, cylindrical type, tubular type or the like.
  • the nanofiltration membrane include HYDRACoRe 70 pHT (manufactured by Nitto Denko Corporation), MPS 34 pH (manufactured by KOCH Corporation), and the like.
  • the treatment conditions for treating the collected ion exchange resin tower effluent with a nanofiltration membrane are not particularly limited.
  • the amount of permeation of the amount of effluent is 50 to 90% of the amount of effluent of the collected ion exchange resin tower.
  • the pH value of the liquid to be treated to be permeated to the nanofiltration membrane in other words, the ion exchange resin tower effluent stored in the recovery tank of the ion exchange resin tower effluent, is represented by the following formula (3): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-0.5 (3) Meet.
  • the pH value of the ion exchange resin tower effluent permeated to the nanofiltration membrane is smaller than the above range, the pH value of the recycled alkali regenerating solution obtained by performing the nanofiltration membrane treatment is too low, so the nanofiltration membrane treatment is carried out
  • the resulting recycled alkali regenerating solution can not be used as a regenerating solution for the next anion exchange resin regeneration step (1).
  • the recycled alkali regenerating solution obtained by nanofiltration membrane treatment is used as a part of the alkali regenerating solution used in the next anion exchange resin regenerating step (1) use.
  • the collected ion exchange resin tower When the effluent is used as it is in the next anion exchange resin regeneration step (1) and used as an alkali regeneration solution, the strongly basic anion exchange resin is contaminated with a dye, an organic impurity or the like.
  • the collected ion exchange resin tower discharge liquid that is, an ion exchange resin tower whose pH value satisfies the above formula (1), preferably the above formula (2)
  • the effluent is allowed to permeate through the nanofiltration membrane to remove contaminants such as dyes and organic impurities, and the nanofiltration membrane treatment solution is obtained as a recycled alkali regenerating solution.
  • the alkali regenerating solution once used for regenerating a strongly basic anion exchange resin is reused as a recycled alkali regenerating solution, It is possible to prevent the deterioration of the quality of the liquid sugar to be treated due to contaminants such as pigment and organic impurities.
  • Ion exchange resin tower effluent which has been subjected to nanofiltration membrane treatment but a storage tank for recycled alkali regeneration liquid is provided, in which ion exchange resin tower effluent which has been subjected to nanofiltration membrane treatment, ie, recycled alkali Reclaim the regenerating fluid.
  • a predetermined amount of ion exchange resin column effluent is collected, and then a membrane filter treatment is performed to obtain a recycled alkali regenerating solution as an anion. It is used as a part of the alkali regenerating solution used in the exchange resin regeneration step (1).
  • each anion exchange resin regeneration step (1) in each anion exchange resin regeneration step (1), (i) the ion exchange resin tower (1) first as an alkali regeneration solution.
  • the recycled alkali regeneration solution obtained by the nanofiltration membrane treatment carried out after the previous anion exchange resin regeneration step (1) is passed and then the alkali regeneration new solution is passed or (ii) an ion exchange resin tower In (1), a mixed solution of a recycled alkali regenerating solution and an alkali regenerating new solution obtained by the nanofiltration membrane treatment carried out after the previous anion exchange resin regenerating step (1) is passed as an alkali regenerating solution.
  • the alkali regeneration new solution is an alkali regeneration solution which has never been passed through the ion exchange resin column (1).
  • the alkali regeneration solution is an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide, preferably an aqueous solution of sodium hydroxide.
  • the concentration of alkali in the alkali regeneration solution is usually 0.5 to 2.0 mol / L, preferably 1.0 to 1.5 mol / L.
  • the pH of the alkali regenerated new solution is 13.7 to 14.3, preferably 14.0 to 14.2.
  • the recycled alkali regenerating solution stored in the reservoir of the recycled alkali regenerating solution is passed through the ion exchange resin column (1), and then the alkali regenerating new solution is passed through.
  • the ratio by volume of the recycled alkali regenerating solution and the amount of the alkali regenerated new solution used is 1: 0.25 to 4.0, preferably 1: 1.0 to 4.0.
  • the regeneration of the strongly basic anion exchange resin into the OH form in the anion exchange resin regeneration step (1) is favorably performed. While maintaining it, it is possible to reduce the amount of alkali regeneration solution used and the amount of alkali regeneration waste solution.
  • the recycled alkali regenerating solution stored in the storage tank of the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution are mixed, and the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution are mixed.
  • a mixed solution of the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution is passed through the ion exchange resin column (1).
  • the method for preparing the mixture of the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution is not particularly limited.
  • the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution are supplied to the mixed solution preparation tank, and stirring and mixing are carried out therein.
  • Alkaline regeneration solution is supplied to the ion exchange resin column (1) of the new solution by supplying the recycled alkali regeneration solution, whereby the alkali regeneration solution is supplied to the ion exchange resin column (1).
  • regeneration liquid are mentioned.
  • the ratio of the amount of the recycled alkaline regeneration solution to the amount of the alkaline regeneration new solution used is 1: 0.25 to 4.0, preferably 1: 1.0 to 2.0 in volume ratio.
  • the ratio of the amount used of the recycled alkali regeneration solution and the alkali regeneration new solution is in the above range, the regeneration of the strongly basic anion exchange resin into the OH form in the anion exchange resin regeneration step (1) is favorably performed. While maintaining it, it is possible to reduce the amount of alkali regeneration solution used and the amount of alkali regeneration waste solution.
  • the sugar liquid purification apparatus is an ion exchange resin tower packed with OH-type strongly basic anion exchange resin and subjected to purification of sucrose liquid,
  • a sugar solution supply pipe which is connected to the ion exchange resin column and which is a liquid transfer pipe of sucrose solution to the ion exchange resin column;
  • An alkali regenerating new solution supply pipe which is connected to the sugar solution supply pipe and is a delivery pipe of the alkali regeneration new solution into the sugar solution supply pipe;
  • a purified sugar solution discharge pipe which is a discharge pipe of the purified sugar solution processed in the ion exchange resin column;
  • a waste pipe which is a discharge pipe, A first switching valve attached to the waste pipe; A second switching valve attached to the ion exchange resin tower drained alkali regenerating solution collecting pipe after the branch position of the waste liquid pipe;
  • the pH meter, the first switching valve, and the second switching valve are electrically connected, and the pH value sent from the pH meter can be expressed by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0 (1) While the ion exchange resin tower discharge liquid does not flow to the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid collection pipe after the branch position of the waste liquid pipe while not satisfying While the switching valve and the second switching valve are controlled, and the pH value sent from the pH meter satisfies the above equation (1), the ion exchange resin column discharge liquid is discharged to the waste liquid pipe.
  • a control unit that controls the first switching valve and the second switching valve so as not to flow and to flow into the ion exchange resin column discharged alkaline regenerated liquid collection pipe downstream of the branch position of the waste liquid pipe;
  • a nanofiltration membrane module comprising a nanoseparation membrane, wherein purification of the ion exchange resin tower discharged alkaline regeneration solution is performed, The recovery tank of the ion exchange resin tower discharged alkali regenerating solution and the treated liquid side of the nanofiltration membrane module are connected, and the liquid treated side of the nanofiltration membrane module from the inside of the recovery tank of the ion exchange resin tower discharged alkali reclaimed solution
  • a liquid-supplying pipe which is a liquid-feeding pipe of the ion exchange resin tower drained alkaline regeneration liquid to the A reservoir for the recycled alkaline regeneration solution, in which the recycled alkaline regeneration solution is stored;
  • the permeate side of the nanofiltration membrane module is connected to the storage tank of the recycled alkali regeneration liquid, and the permeate of the nano
  • the sugar liquid purification apparatus of the first form of the present invention is an apparatus for carrying out the purification method of the sugar liquid of the first form of the present invention.
  • the sugar liquid purification apparatus according to the first aspect of the present invention is a form in which a single bed of OH-type strongly basic anion exchange resin is packed in an ion exchange resin tower.
  • FIG. 1 is a flow diagram showing a configuration example of a sugar liquid purification apparatus according to a first form of the present invention in which the purification method of a sugar liquid according to the first aspect of the present invention is suitably carried out.
  • the sugar solution purification apparatus 30a is filled with the OH type strong basic anion exchange resin 3a, and is connected to the ion exchange resin tower 4a where the purification of the sucrose solution 1a is performed, and the ion exchange resin tower 4a, and the ion exchange resin tower Connected to the sugar solution supply pipe 21 which is a liquid transfer pipe of the sucrose solution 1a to 4a and the sugar liquid supply pipe 21, and the alkali regeneration new liquid which is a liquid supply pipe of the alkali regeneration new liquid 5 into the sugar liquid supply pipe 21
  • a wash water supply pipe 25 which is connected to the supply pipe 24 and the sugar solution supply pipe 21 or the alkali regeneration new solution supply pipe 24 and which is a liquid transfer pipe of the wash water 6 into the sugar liquid supply pipe 21;
  • the purified sugar solution discharge pipe 22 which is a discharge pipe of the purified sugar solution 7a treated in the above, the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharge alkali regenerating solution in which the ion exchange resin tower discharge alkali re
  • the sucrose solution 1a is supplied from the sugar solution supply pipe 21 to the ion exchange resin tower 4a filled with the strongly basic anion exchange resin 3a, and the strongly basic anion is Desalting and decoloring of the sucrose solution 1a is performed by contacting with the exchange resin 3a, and the purified sugar solution 7a is discharged from the purified sugar solution discharge pipe 22.
  • sucrose solution 1a is stopped and the anion exchange tree regeneration step (1) is performed.
  • the washing water 6 is supplied to the ion exchange resin tower 4a through the sugar solution supply pipe 21, and the washing water is discharged from the purified sugar solution discharge pipe 22, The sugar solution remaining in the tower is replaced with water.
  • the recycled alkali regeneration solution stored in the reservoir 12 of the alkali regeneration new solution 5 or the recycled alkali regeneration solution, or the recycled alkali regeneration stored in the reservoir 12 of the alkali regeneration new solution 5 and the recycled alkali regeneration solution The solution is supplied to the ion exchange resin tower 4a through the sugar solution supply pipe 21 and brought into contact with the strongly basic anion exchange resin 3a to regenerate the strongly basic anion exchange resin 3a, whereby the ion exchange resin is produced.
  • the column is discharged from the ion exchange resin column 4a as the column discharged alkali regeneration liquid.
  • the ion exchange resin tower drained alkali regenerating solution discharged from the ion exchange resin tower 4a is sent to the pH meter 9 through the purified sugar solution discharge pipe 22 and the ion exchange resin tower drained alkali regenerating solution collection pipe 23, where pH Make a measurement of Then, among the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid, one having a pH less than the specified pH is discharged from the waste liquid pipe 13 out of the system, while one having the specified pH is collected from the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid
  • the solution is sent through the pipe 23 to the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharged alkaline regeneration solution and recovered.
  • the ion exchange resin tower discharged alkali regeneration liquid one having a pH less than the specified pH is discharged from the waste liquid pipe 13 out of the system, and the ion exchange resin tower discharged alkali regenerated liquid collecting pipe having the specified pH.
  • the liquid transfer to the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharged alkali regeneration liquid through the above is performed by the control unit (not shown) performing control to switch the first switching valve 8a and the second switching valve 8b.
  • the ion exchange resin tower discharge alkali regenerating solution collected in the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharge alkali regenerating solution is supplied from the liquid supply pipe 17 to the nanofiltration membrane module 11.
  • Purification of the ion exchange resin tower drained alkaline regeneration solution is performed with a nanofiltration membrane.
  • the permeated water of the nanofiltration membrane is sent as a recycled alkaline regeneration solution to the storage tank 12 of the recycled alkaline regeneration solution and stored.
  • the concentrated solution of the nanofiltration membrane module 11 is pulled back to the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharged alkali regenerating solution through the pullback pipe 18.
  • the recycled alkali regeneration solution stored in the reservoir 12 of the recycled alkali regeneration solution is used for regeneration of the strongly basic anion exchange resin 3a in the next anion exchange resin regeneration step (1).
  • the strongly basic anion exchange resin, the ion exchange resin tower, and the nanofiltration membrane according to the sugar liquid purification apparatus of the first aspect of the present invention have strong basicity according to the purification method of the sugar liquid of the first aspect of the present invention It is the same as the anion exchange resin, the ion exchange resin tower, and the nanofiltration membrane.
  • the purified sugar liquid discharge pipe, the ion exchange resin column discharge alkali regenerating liquid collection pipe, and the waste liquid pipe are provided with a switching valve for changing the liquid feeding path. .
  • the weakly acidic cation exchange resin is filled, as necessary, in the latter stage of the ion exchange resin column filled with the strong basic anion exchange resin.
  • the weakly acidic cation exchange resin according to the first embodiment of the sugar liquid purification apparatus of the present invention is the same as the weakly acidic cation exchange resin according to the first method of the present invention.
  • the method for purifying a sugar liquid according to the second aspect of the present invention is a starch sugar liquid or a starch sugar liquid or an ion exchange resin tower (2) packed with a mixed bed of an OH form strongly basic anion exchange resin and a cation exchange resin.
  • the alkali regenerating solution is passed through the ion exchange resin tower (2), and then the washing water is passed
  • the anion exchange resin regenerating step (2) of regenerating the OH-type strongly basic anion exchange resin by repeating the steps of:
  • the pH value of the ion exchange resin tower effluent discharged from the ion exchange resin tower (2) is represented by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0 (1) Collecting and recovering the ion exchange resin tower discharge liquid satisfying the condition, and then permeating the recovered ion exchange resin tower discharge liquid to the
  • the recycled alkali regeneration solution obtained by the above is then passed through, and then the alkali regeneration new solution is allowed to pass, or the anion exchange resin regeneration step (previous step) is carried out as the alkali regeneration solution in the ion exchange resin tower (2).
  • the method for purifying a sugar solution according to the second aspect of the present invention is a method for purifying a sugar solution in which a sugar solution purification step (2) and an anion exchange resin regeneration step (2) are alternately repeated.
  • the sugar liquid purification process (2) which concerns on the purification method of the sugar liquid of the 2nd form of this invention is an ion exchange resin tower with which the mixed bed of OH form strongly basic anion exchange resin and cation exchange resin is packed.
  • a starch sugar solution or a sucrose solution is passed through, and the starch sugar solution or sucrose solution is brought into contact with a mixed bed of an OH form strongly basic anion exchange resin and a strongly acidic cation exchange resin, and purified. It is a process of obtaining a sugar liquid.
  • the sucrose solution purified in the sugar solution purification step (2) according to the method for purifying a sugar solution according to the second aspect of the present invention is a sugar solution purification step according to the method for purifying a sugar liquid according to the first embodiment It is similar to the sucrose solution purified in 1).
  • the starch sugar liquid refined in the sugar liquid purification step (2) is a generic term for sugar liquids produced using starch as a raw material and using an enzyme and an acid.
  • the starch sugar solution is roughly classified into a glucose solution containing glucose as a main component, an isomerized sugar solution containing glucose and fructose as a main component, and a starch syrup containing dextrin, maltose, glucose and the like as a main component.
  • the concentration of glucose-based glucose solution (Brix value) is usually 20 to 40, preferably 30 to 35.
  • the concentration of the isomerized sugar solution mainly composed of glucose and fructose is usually 30 to 55, preferably 40 to 45.
  • the concentration of the dextrin and maltose and the starch syrup containing glucose as a main component is usually 25-45, preferably 35-40.
  • the conditions for passing sucrose solution to the ion exchange resin column (2) in the sugar solution purification step (2) are 40 to 70 ° C., and the flow rate is 0.5 to 5.0 BV / h It is.
  • the passage temperature is 30 to 70 ° C., and the passage rate is 2.0 to It is 10.0 BV / h.
  • the passage temperature is 30 to 60 ° C., and the passage rate is 2. It is 0 to 15.0 BV / h.
  • the passing temperature is 40 to 70 ° C., and the passing speed is 2.0 to 10 It is .0 BV / h.
  • the strongly basic anion exchange resin according to the sugar solution purification step (2) is, for example, Amberlite (registered trademark, hereinafter the same) IRA 900, IRA 400, IRA 402BL, IRA 404J, Diaion (registered trademark) SA 10A, SA 11A, PA 306, PA 308, etc.
  • Form I strongly basic anion exchange resins and form II strongly basic anion exchange resins such as Amberlite IRA 411 S, IRA 410, IRA 910, FPA 910, Diaion SA 20, PA 418 etc. may be mentioned.
  • strong acid cation exchange resin concerning a sugar liquid refinement process (2)
  • Amberlite 200CT, IR120B, IR124, FPC10, FPC20, Diaion SK1B, SK102, PK208, PK212 etc. are mentioned and weak acid cation exchange resin Examples thereof include Amber Light FPC 3500, IRC 76, FPC 76 J, Diaion WK10, WK11, Dowex (registered trademark) MAC-3, and the like.
  • a starch sugar solution or a starch sugar solution or a mixed bed of a cation exchange resin and a strongly basic anion exchange resin regenerated to the OH form in the previous anion exchange resin regeneration step (2)
  • the starch sugar solution or sucrose solution is purified by contacting with sucrose solution to obtain a purified sugar solution.
  • the ion of the OH type strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower (2) The exchange capacity is gradually reduced, and the purification capacity is lost if the ion exchange capacity is too low. Therefore, after purifying a certain amount of sugar solution, it is necessary to regenerate the strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin column (2) using an alkali regenerating solution. Therefore, in the method for purifying a sugar liquid according to the second aspect of the present invention, after performing the sugar liquid purification step (2), the anion exchange resin regeneration step (2) is performed.
  • the timing for switching from the sugar solution purification step (2) to the anion exchange resin regeneration step (2) is the total amount of sugar solution processed in the sugar solution purification step (2), and the conductivity of the purified post-treated sugar solution , PH and color value, it is appropriately selected.
  • the anion exchange resin regeneration step (2) according to the method for purifying a sugar liquid according to the second aspect of the present invention, first, washing water is passed through the ion exchange resin tower (2), and the ion exchange resin tower (2) B) replace the starch syrup solution or sucrose solution with water.
  • the washing water is passed into the ion exchange resin tower (2) from the lower part of the ion exchange resin tower (2) in an upward flow to use the difference in specific gravity.
  • the strongly basic anion exchange resin is separated into the upper layer and the cation exchange resin into the lower layer.
  • the alkali regeneration solution is passed through the strongly basic anion exchange resin layer after separation from the upper part in a descending flow, and the strong base anion exchange resin after separation
  • the ion exchange resin tower effluent which has passed through the strongly basic anion exchange resin layer is collected in a collector installed near the boundary between the layer and the cation exchange resin layer, and discharged from the ion exchange resin tower (2).
  • the anion exchange resin regeneration step (2) after passing a predetermined amount of alkali regeneration solution, the solution passing through the strongly basic anion exchange resin layer is switched to washing water. Subsequently, wash water is passed through the strongly basic anion exchange resin layer, and the liquid which has passed through the strongly basic anion exchange resin layer is collected in a collector and discharged from the ion exchange resin tower (2) to carry out ion exchange.
  • the alkaline regenerated liquid remaining in the strongly basic anion exchange resin layer in the resin tower (2) is removed, and the OH type strong basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower (2) is a sugar solution. In a state where it can be refined.
  • the OH type strongly basic anion exchange resin is regenerated.
  • the alkali regeneration solution used for regeneration of the strongly basic anion exchange resin in the ion exchange resin tower (2) is an aqueous solution of sodium hydroxide and potassium hydroxide, preferably It is sodium hydroxide aqueous solution.
  • an alkali regeneration solution, a recycled alkali regeneration solution, or a mixed solution of an alkali regeneration new solution and a recycle alkali regeneration solution is used as the alkali regeneration solution.
  • the ion exchange resin column (2) in the anion exchange resin regeneration step (2), since some or all of the strongly basic anion exchange resin being used is in a salt form other than the OH form.
  • the alkali regenerating solution is passed through the strongly basic anion exchange resin layer to obtain the strongly basic anion exchange resin.
  • the strongly basic anion exchange resin in the salt form other than the OH form is regenerated into the OH form strongly basic anion exchange resin by bringing
  • the strongly basic anion exchange resin is brought into contact with the alkali regeneration solution in the ion exchange resin column (2) to obtain the sugar to which the strongly basic anion exchange resin is adsorbed. Dyes and organic impurities in the solution are eliminated by the alkali regenerating solution.
  • the flow rate of the alkali regenerating solution is appropriately selected in consideration of the amount of anion exchange resin, and the flow rate of the washing water is usually an anion in the extrusion of the regenerating agent.
  • a volume of wash water with a volume ratio of 1 to 2 times the amount of exchange resin is used, and a volume of wash water with a volume ratio of 4 to 10 times a volume of anion exchange resin is used for subsequent washing.
  • the cation regeneration resin layer is regenerated from the lower portion in an upward flow.
  • the solution is passed through, collected in the collector of the ion exchange resin tower (2), discharged from the ion exchange resin tower (2), and downflowed from the top of the ion exchange resin tower (2) to form strongly basic anion exchange.
  • wash water is passed and collected in a collector, and the wash water having passed through the strongly basic anion exchange resin layer is discharged from the ion exchange resin column (2), and then from the lower part in an upward flow
  • the cation exchange resin can also be regenerated by passing washing water through the cation exchange resin layer, collecting it in the collector of the ion exchange resin tower (2) and discharging it from the ion exchange resin tower (2).
  • the anion exchange resin regeneration step (2) is carried out to regenerate the strongly basic anion exchange resin packed in the ion exchange resin tower (2). After that, the OH-type strongly basic anion exchange resin separated into two layers and the strongly acidic cation exchange resin are mixed, and the sugar liquid purification step (2) is performed again.
  • the sugar liquid purification step (2) and the anion exchange resin regeneration step (2) are alternately repeated.
  • each anion exchange resin regeneration process (2) after separating into a strongly basic anion exchange resin layer and a strongly acidic cation exchange resin layer
  • the pH value of the ion exchange resin tower effluent which passes through the strongly basic anion exchange resin layer and is discharged from the ion exchange resin tower (2) is represented by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0
  • the ion exchange resin tower discharge liquid satisfying the condition (1) is collected, and then the ion exchange resin tower discharge liquid satisfying the formula (1) is allowed to permeate through the nanofiltration membrane to perform nanofiltration membrane treatment to obtain a recycled alkali regenerating liquid.
  • the sugar remaining in the ion exchange resin tower (2) Since the liquid is discharged, the pH of the ion exchange resin tower effluent immediately after switching from the sugar liquid purification step (1) to the anion exchange resin regeneration step (2) is about 6.0 to 8.0.
  • the pH of the ion exchange resin tower discharge becomes high, and thereafter, the pH of the ion exchange resin tower discharge is (i) When an alkali regenerating solution is first passed through a recycled alkali regenerating solution and then an alkali regenerating new solution is passed, the pH is maintained at about the same level as the alkali regenerating new solution, and (ii) the alkali regenerating solution When a mixture of recycled alkali regeneration solution and alkali regeneration new solution is passed, the pH is maintained at about the same pH as the mixture of recycled alkali regeneration solution and alkali regeneration new solution.
  • each anion exchange resin regeneration step (2) a strong basic anion exchange resin layer and a strongly acidic cation exchange resin layer are strongly separated.
  • the pH value is the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0
  • the pH value of the ion exchange resin tower discharge liquid satisfying the following formula (2): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration step-1.0 (2)
  • the ion exchange resin tower discharge liquid which fulfills the above is collected for recycling alkaline regeneration liquid.
  • a part where the strongly basic anion exchange resin can be efficiently regenerated when it is reused as an alkali regenerating solution by collecting the ion exchange resin tower effluent with a pH value of the ion exchange resin tower effluent satisfying the above. Since it is possible to collect the ion exchange resin tower effluent, it is possible to reduce the amount of use of the alkali regenerating solution and to reduce the amount of the alkali regenerating waste solution.
  • the collected ion exchange resin tower effluent is provided with a collection tank for the ion exchange resin tower effluent, and the collected ion exchange resin tower effluent, that is, the pH value is preferably the above formula (1), preferably The ion-exchange resin tower discharge liquid which satisfy
  • each anion exchange resin regeneration step (2) immediately after the sugar solution purification step (2) is switched to the anion exchange resin regeneration step (2), a certain amount of alkali regeneration solution is allowed to flow, After a certain amount of washing water is passed after the liquid passing through the ion exchange resin column (2) is switched from the alkali regenerating solution to the washing water, the pH value is preferably the above formula (1) (preferably the above formula ( 2) Ion exchange resin column discharge liquid which does not satisfy
  • each anion exchange resin regeneration step (2) only the ion exchange resin tower effluent having a pH value satisfying the above equation (1) (preferably the above equation (2)) is collected, and the pH value is above
  • the ion exchange resin tower discharge liquid which does not satisfy the formula (1) (preferably the above formula (2)) is discharged out of the system as an alkali regeneration waste liquid.
  • the ion exchange resin tower discharge liquid recovered and stored in the recovery tank of the ion exchange resin tower discharge liquid is allowed to permeate through the nanofiltration membrane to perform a nanofiltration membrane treatment to obtain a recycled alkali regenerating liquid.
  • the nanofiltration membrane is not particularly limited, and the material is, for example, polysulfone or polyethersulfone, the shape of the membrane is flat membrane, hollow fiber, tubular membrane, the structure is spiral type, cylindrical type, tubular type or the like.
  • the nanofiltration membrane include HYDRACoRe 70 pHT (manufactured by Nitto Denko Corporation), MPS 34 pH (manufactured by KOCH Corporation), and the like.
  • the treatment conditions for treating the collected ion exchange resin tower effluent with a nanofiltration membrane are not particularly limited.
  • the amount of permeation of the amount of effluent is 50 to 90% of the amount of effluent of the collected ion exchange resin tower.
  • the pH value of the liquid to be treated to be permeated to the nanofiltration membrane in other words, the ion exchange resin tower effluent stored in the recovery tank of the ion exchange resin tower effluent, is represented by the following formula (3): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-0.5 (3) Meet. If the pH value of the ion exchange resin tower effluent permeated to the nanofiltration membrane is smaller than the above range, the nanofiltration membrane treatment is performed, and the recycled alkali regenerating solution obtained by performing the nanofiltration membrane treatment is too low. The alkali regenerating solution can not be used as the regenerating solution for the next anion exchange resin regeneration step (2).
  • the recycled alkali regenerating solution obtained by nanofiltration membrane treatment is used as part of the alkali regenerating solution used in the next anion exchange resin regenerating step (2) use.
  • the ion exchange resin tower discharge liquid discharged from the ion exchange resin tower (2), since the pigment, the organic impurities, etc. which are desorbed from the strongly basic anion exchange resin are present, the collected ion exchange resin tower If the discharged solution is used as an alkali regenerating solution as it is in the next anion exchange resin regenerating step (2), the strongly basic anion exchange resin is contaminated with a dye, an organic impurity or the like.
  • the collected ion exchange resin tower discharge liquid that is, an ion exchange resin tower whose pH value satisfies the above formula (1), preferably the above formula (2)
  • the effluent is allowed to permeate through the nanofiltration membrane to remove contaminants such as dyes and organic impurities, and the nanofiltration membrane treatment solution is obtained as a recycled alkali regenerating solution.
  • the alkali regenerating solution once used for regenerating a strongly basic anion exchange resin is reused as a recycled alkali regenerating solution, It is possible to prevent the deterioration of the quality of the liquid sugar to be treated due to contaminants such as pigment and organic impurities.
  • the storage tank of recycling alkali regeneration liquid is provided, the ion exchange resin tower discharge liquid which performed nano filtration membrane processing is stored in it.
  • a predetermined amount of ion exchange resin column effluent is collected, and then a nanofiltration membrane treatment is performed to obtain a recycled alkali regenerating solution, It is used as a part of the alkali regenerating solution used in the ion exchange resin regeneration step (2).
  • each anion exchange resin regeneration step (2) in each anion exchange resin regeneration step (2), (i) the ion exchange resin tower (2) first as an alkali regeneration liquid.
  • the recycled alkali regeneration solution obtained by the nanofiltration membrane treatment carried out after the previous anion exchange resin regeneration step (2) is passed and then the alkali regeneration new solution is passed or (ii) an ion exchange resin tower In (2), a mixed solution of a recycled alkali regenerating solution and an alkali regenerating new solution obtained by the nanofiltration membrane treatment performed after the previous anion exchange resin regenerating step (2) is passed as an alkali regenerating solution.
  • the alkaline regenerated new solution is an alkaline regenerated solution which has never been passed through the ion exchange resin column (2).
  • the alkali regeneration solution is an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide, preferably an aqueous solution of sodium hydroxide.
  • the concentration of alkali in the alkali regeneration solution is usually 0.5 to 2.0 mol / L, preferably 1.0 to 1.5 mol / L.
  • the pH of the alkali regenerated new solution is 13.7 to 14.3, preferably 14.0 to 14.2.
  • the recycled alkali regenerating solution stored in the reservoir of the recycled alkali regenerating solution is passed through the ion exchange resin column (2), and then the alkali regenerated new solution is passed through.
  • the ratio of the amount of the recycled alkaline regeneration solution to the amount of the alkaline regeneration new solution used is 1: 0.25 to 4.0, preferably 1: 1.0 to 2.0 in volume ratio.
  • the regeneration of the strongly basic anion exchange resin into the OH form in the anion exchange resin regeneration step (2) is favorably performed. While maintaining it, it is possible to reduce the amount of alkali regeneration solution used and the amount of alkali regeneration waste solution.
  • the recycled alkali regenerating solution stored in the storage tank of the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution are mixed, and the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution are mixed.
  • the mixed solution of recycled alkali regenerating solution and alkali regenerating new solution is passed through the ion exchange resin column (2).
  • the method for preparing the mixture of the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution is not particularly limited.
  • the recycled alkali regenerating solution and the alkali regenerating new solution are supplied to the mixed solution preparation tank, and stirring and mixing are carried out therein.
  • the alkali regeneration new solution is recycled in the supply tube to the ion exchange resin tower (2)
  • Examples thereof include a method of mixing with an alkali regenerating solution.
  • the ratio of the amount of recycled alkali regenerating solution to the amount of alkaline regeneration new solution used is 1: 0.25 to 4.0, preferably 1: 0.5 to 2.0 in volume ratio.
  • the regeneration of the strongly basic anion exchange resin into the OH form in the anion exchange resin regeneration step (2) is favorably performed. While maintaining it, it is possible to reduce the amount of alkali regeneration solution used and the amount of alkali regeneration waste solution.
  • the sugar liquid purification apparatus is an ion exchange in which a mixed bed of OH type strongly basic anion exchange resin and cation exchange resin is packed and purification of starch sugar liquid or sucrose liquid is performed.
  • a sugar solution supply pipe connected to the ion exchange resin tower which is a liquid feed tube for a starch sugar solution or sucrose solution to the ion exchange resin tower;
  • An alkali regenerating new solution supply pipe which is connected to the sugar solution supply pipe and is a delivery pipe of the alkali regeneration new solution into the sugar solution supply pipe;
  • a purified sugar solution discharge pipe which is a discharge pipe of the purified sugar solution processed in the ion exchange resin column;
  • a collector installed in the ion exchange resin tower A recovery tank for the ion exchange resin tower exhausted alkali regeneration liquid, in which the
  • a waste pipe which is a discharge pipe, A first switching valve attached to the waste pipe; A second switching valve attached to the ion exchange resin tower discharged alkali regenerating solution collecting pipe after the branch position of the waste liquid pipe;
  • the pH meter, the first switching valve, and the second switching valve are electrically connected, and the pH value sent from the pH meter can be expressed by the following formula (1): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin regeneration process-2.0 (1) While the ion exchange resin tower discharge liquid does not flow to the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid collection pipe after the branch position of the waste liquid pipe while not satisfying While the switching valve and the second switching valve are controlled, and the pH value sent from the pH meter satisfies the above equation (1), the ion exchange resin column discharge liquid is discharged to the waste liquid pipe.
  • a control unit that controls the first switching valve and the second switching valve so as not to flow and flow to the ion exchange resin column discharged alkaline regenerated liquid collection pipe downstream of the branch position of the waste liquid pipe;
  • a nanofiltration membrane module comprising a nanoseparation membrane, wherein purification of the ion exchange resin tower discharged alkaline regeneration solution is performed, The recovery tank of the ion exchange resin tower discharged alkali regenerating solution and the treated liquid side of the nanofiltration membrane module are connected, and the liquid treated side of the nanofiltration membrane module from the inside of the recovery tank of the ion exchange resin tower discharged alkali reclaimed solution
  • a liquid-supplying pipe which is a liquid-feeding pipe of the ion exchange resin tower drained alkaline regeneration liquid to the A reservoir for the recycled alkaline regeneration solution, in which the recycled alkaline regeneration solution is stored;
  • the permeate side of the nanofiltration membrane module is connected to the storage tank of the recycled alkali regeneration liquid, and the permeate of the nanofiltration
  • the sugar liquid purification apparatus of the second form of the present invention is an apparatus for carrying out the purification method of sugar liquid of the second form of the present invention.
  • the sugar liquid refinement device according to the second aspect of the present invention is a form in which a mixed bed of OH type strongly basic anion exchange resin and cation exchange resin is packed in an ion exchange resin tower.
  • FIG. 3 is a flow diagram showing a configuration example of a sugar liquid purification apparatus of a second form of the present invention in which the purification method of a sugar liquid of the second form of the present invention is suitably carried out.
  • the sugar solution purification apparatus 30b is filled with a mixed bed 3b of OH-type strongly basic anion exchange resin and cation exchange resin, and an ion exchange resin tower 4b in which purification of starch sugar solution or sucrose solution 1b is performed, It is connected to the ion exchange resin column 4b, and is connected to the sugar liquid supply pipe 21 which is a liquid feed pipe of the starch sugar liquid or sucrose liquid 1a to the ion exchange resin tower 4a, and the sugar liquid supply pipe 21. It is connected to the alkali regeneration new solution supply pipe 24 which is a liquid transfer pipe of the alkali regeneration new solution 5 and the sugar solution supply pipe 21 or the alkali regeneration new solution supply pipe 24 and supplies the washing water 6 into the sugar solution supply pipe 21.
  • a washing water supply pipe 25 which is a liquid pipe, a purified sugar liquid discharge pipe 22 which is a discharge pipe of the purified sugar liquid 7b treated by the ion exchange resin tower 4b, and a collector 14 installed in the ion exchange resin tower 4b , Ion exchange resin tower discharge alkali regeneration It leads to the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid, the collector 14 and the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid recovery tank 10 where the oil is stored, and from the collector 14 the recovery tank of the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid 10, an ion exchange resin tower discharge alkali regenerating solution collection pipe 23, which is a liquid transfer pipe of the ion exchange resin tower discharge alkali regenerating solution, and a pH meter 9 attached to the ion exchange resin tower discharge alkali regenerating solution collection pipe 23,
  • the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid is branched from the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid collection pipe 23 at the
  • the waste liquid pipe 13 which is a discharge pipe, the first switching valve 8a attached to the waste liquid pipe 13, and the ion-exchange
  • the pH value sent from the pH meter 13 is electrically connected to the second switching valve 8b attached to the column discharge alkaline regeneration liquid collection pipe 23, the pH meter 9, the first switching valve 8a and the second switching valve 8b.
  • the starch sugar solution or sucrose solution 1b is loaded from the sugar solution supply pipe 21 with the mixed bed 3b of strongly basic anion exchange resin and acidic cation exchange resin. Desalting and decolorization of starch sugar solution or sucrose solution 1b is carried out by supplying to exchange resin column 4b and contacting with mixed bed 3b of strongly basic anion exchange resin and acidic cation exchange resin, and purified sugar solution discharge The purified sugar solution 7 b is discharged from the pipe 22.
  • the washing water 6 is supplied to the ion exchange resin tower 4 b through the sugar solution supply pipe 21, and the washing water is discharged from the purified sugar solution discharge pipe 22, The sugar solution remaining in the tower is replaced with water. Then, by passing washing water into the ion exchange resin tower 4b from the lower part of the ion exchange resin tower 4b in an upward flow, a strongly basic anion exchange resin is produced in the ion exchange resin tower 4b due to the specific gravity difference. In the upper layer, the cation exchange resin is separated in the lower layer.
  • the recycled alkali regenerating solution stored in the reservoir 12 of the alkali regenerated new solution 5 or the recycled alkali regenerated solution, or the alkali regenerated new solution 5 and the recycled alkali regenerated solution Is supplied to the strongly basic anion exchange resin layer after separation in the ion exchange resin tower 4b through the sugar solution supply pipe 21, and the strongly basic anion is stored.
  • the strongly basic anion exchange resin is regenerated by being brought into contact with the exchange resin, collected in the collector 14, and discharged from the ion exchange resin tower 4b as an ion exchange resin tower discharged alkali regeneration liquid.
  • the ion exchange resin tower discharge liquid discharged from the ion exchange resin tower 4b is sent to the pH meter 9 through the ion exchange resin tower discharge liquid collection pipe 23, and the pH is measured here.
  • the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid one having a pH less than the specified pH is discharged from the waste liquid pipe 13 out of the system, while one having the specified pH is collected from the ion exchange resin tower discharge alkali regeneration liquid
  • the solution is sent through the pipe 23 to the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharged alkaline regeneration solution and recovered.
  • the ion exchange resin tower discharged alkali regeneration liquid one having a pH less than the specified pH is discharged from the waste liquid pipe 13 out of the system, and the ion exchange resin tower discharged alkali regenerated liquid collecting pipe having the specified pH.
  • the liquid transfer to the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharged alkali regeneration liquid through the above is performed by the control unit (not shown) performing control to switch the first switching valve 8a and the second switching valve 8b.
  • the ion exchange resin tower discharge alkali regenerating solution collected in the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharge alkali regenerating solution is supplied from the liquid supply pipe 17 to the nanofiltration membrane module 11.
  • Purification of the ion exchange resin tower drained alkaline regeneration solution is performed with a nanofiltration membrane.
  • the permeated water of the nanofiltration membrane is sent as a recycled alkaline regeneration solution to the storage tank 12 of the recycled alkaline regeneration solution and stored.
  • the concentrated solution of the nanofiltration membrane module 11 is pulled back to the recovery tank 10 of the ion exchange resin tower discharged alkali regenerating solution through the pullback pipe 18.
  • the recycled alkali regeneration solution stored in the reservoir 12 of the recycled alkali regeneration solution is used for regeneration of the strongly basic anion exchange resin 3a in the next anion exchange resin regeneration step (2).
  • the strongly basic anion exchange resin, the acidic cation exchange resin, the ion exchange resin tower, and the nanofiltration membrane according to the sugar liquid purification apparatus of the second aspect of the present invention are for purifying the sugar liquid of the first aspect of the present invention
  • the method is the same as the strongly basic anion exchange resin, the acidic cation exchange resin, the ion exchange resin tower, and the nanofiltration membrane.
  • the purified sugar liquid discharge pipe, the ion exchange resin column discharge alkali regenerating liquid collection pipe, and the waste liquid pipe are provided with a switching valve for changing the liquid feeding path. .
  • Example 1 It carried out using the purification apparatus of the sucrose liquid of the flow shown in FIG.
  • the ion exchange resin column was packed with 100 mL of OH type strong base anion exchange resin (Amberlite IRA 458 RF).
  • Sucrose liquid raw material (Brix 55.00%, conductivity 77.7 ⁇ S / cm, color value 458) was introduced into the ion exchange resin tower under the conditions of 45 ° C. liquid temperature and 200 mL / h flow rate. Then, 3000 mL was passed to obtain a purified sucrose solution.
  • the transition of pH and OD 420 of the effluent is shown in FIG. Then, the effluent having a pH value of less than 13.5 was blown off as an alkali regenerating waste solution, and only the effluent having a pH value of 13.5 or more was collected in a recovery tank. After passing the aqueous NaOH solution and the ion exchange water into the ion exchange resin tower, the pH of all the ion exchange resin tower effluent collected in the recovery tank was 13.80, and the OD 420 was 1.460.
  • Nanofiltration membrane treatment was carried out by passing the membrane under the flow-through conditions for acquiring the permeated liquid corresponding to 80% of the recovered ion exchange resin column drained liquid volume to obtain a recycled alkali regenerating liquid.
  • the amount of the obtained recycled alkali regenerating solution was 200 mL.
  • the permeate, ie, the pH of the recycled alkaline regeneration solution was 13.81, the OD 420 was 0.044, the pH of the concentrate was 13.81, and the OD 420 was 8.220.
  • Example 2 It carried out using the purification apparatus of the starch sugar liquid of the flow shown in FIG.
  • the ion exchange resin tower was packed with a mixture of 200 mL of OH type strongly basic anion exchange resin (Amberlite IRA 910) and 100 mL of H type strongly acidic cation exchange resin (Amberlite IR 120B).
  • washing water was passed through the strongly acidic cation exchange resin layer, and discharged from the lower part of the ion exchange resin tower.
  • the pH of the effluent discharged from the ion exchange resin column was measured with a pH meter, and the absorbance of OD 420 was measured with a 10 mm cell using an absorbance meter.
  • the transition of pH and OD 420 of the effluent is shown in FIG.
  • the effluent having a pH value of less than 13.5 was blown off as an alkali regenerating waste solution, and only the effluent having a pH value of 13.5 or more was collected in a recovery tank.
  • the pH of the total ion exchange resin column effluent collected in the recovery tank was 13.87, and the OD 420 was 4.680.
  • supply the pressure of the ion exchange resin tower effluent collected in the recovery tank to a nanofiltration flat membrane tester (sulfonated polyethersulfone membrane, 70% salt rejection: 70%), and set the supply pressure to 2.0 MPa.
  • Nanofiltration membrane treatment was carried out by passing the membrane under the flow-through conditions for acquiring the permeated liquid corresponding to 80% of the recovered ion exchange resin column drained liquid volume to obtain a recycled alkali regenerating liquid.
  • the amount of the obtained recycled alkali regenerating solution was 400 mL.
  • the permeate, ie, the pH of the recycled alkaline regeneration solution was 13.89, the OD 420 was 1.160, the pH of the concentrate was 13.83, and the OD 420 was 53.100.
  • Sucrose liquid raw material (Brix 55.00%, conductivity 80.6 ⁇ S / cm, color number 412) was introduced into the ion exchange resin tower under the conditions of 45 ° C. liquid temperature and 200 mL / h flow rate. Then, 3000 mL was passed to obtain a purified sucrose solution.
  • the transition of pH and OD 420 of the effluent is shown in FIG. Then, the effluent having a pH value of less than 11.0 was blown off as an alkali regenerating waste solution, and only the effluent having a pH value of 11.0 or more was collected in the recovery tank. After passing an aqueous solution of NaOH and ion exchange water into the ion exchange resin column, the pH of the total ion exchange resin column effluent collected in the recovery tank was 13.34, and the OD 420 was 1.290.
  • Nanofiltration membrane treatment was carried out by passing the membrane under the flow-through conditions for acquiring the permeated liquid corresponding to 80% of the recovered ion exchange resin column drained liquid volume to obtain a recycled alkali regenerating liquid.
  • the amount of the obtained recycled alkali regenerating solution was 200 mL.
  • the permeate, ie, the pH of the recycled alkaline regeneration solution was 13.33, the OD 420 was 0.052, the pH of the concentrate was 13.30, and the OD 420 was 7.790.
  • the pH value of the ion exchange resin tower discharge liquid processed in nanofiltration membrane processing is the following formula (3): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin column regeneration process-0.5 (3) No, it was not possible to obtain a recycled regenerating solution having a pH suitable for the next regeneration step.
  • washing water was passed through the strongly acidic cation exchange resin layer, and discharged from the lower part of the ion exchange resin tower.
  • the pH of the effluent discharged from the ion exchange resin column was measured with a pH meter, and the absorbance of OD 420 was measured using an absorbance meter.
  • the transition of pH and OD 420 of the effluent is shown in FIG.
  • the effluent having a pH value of less than 11.0 was blown off as an alkali regenerating waste solution, and only the effluent having a pH value of 11.0 or more was collected in the recovery tank.
  • the pH of all the ion exchange resin tower effluent collected in the recovery tank was 13.13, and the OD 420 was 4.440.
  • Nanofiltration membrane treatment was carried out by passing the membrane under the flow-through conditions for acquiring the permeated liquid corresponding to 80% of the recovered ion exchange resin column drained liquid volume to obtain a recycled alkali regenerating liquid.
  • the amount of the obtained recycled alkali regenerating solution was 400 mL.
  • the permeate, ie, the pH of the recycled alkaline regeneration solution was 13.16, the OD 420 was 1.230, the pH of the concentrate was 13.12, and the OD 420 was 36.430.
  • the pH value of the ion exchange resin tower discharge liquid processed in nanofiltration membrane processing is the following formula (3): PH value of ion exchange resin column effluent ⁇ pH value of alkali regenerated new solution used in anion exchange resin column regeneration process-0.5 (3) No, it was not possible to obtain a recycled regenerating solution having a pH suitable for the next regeneration step.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

糖液精製工程(1)と、陰イオン交換樹脂再生工程(1)と、を交互に繰り返す糖液の精製方法であって、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、該イオン交換樹脂塔(1)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0(1)を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取して回収し、次いで、回収したイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行い、得られるリサイクルアルカリ再生液を、次回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)で用いるアルカリ再生液の一部として用いることを特徴とする糖液の精製方法。 本発明によれば、被処理糖液の品質を低下させず、且つ、アルカリ再生液の廃液量を少なくすることができる糖液の精製方法を提供することができる。

Description

糖液の精製方法及び糖液精製装置
 本発明は、デンプン糖液や蔗糖液を、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形強塩基性陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との混合床に接触させて、デンプン糖液又は蔗糖液の精製を行う工程と、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂を、アルカリ再生液に接触させて、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う工程と、を交互に繰り返す糖液の精製方法に関する。
 デンプン糖液を精製する場合、粒状活性炭濾過、骨炭濾過等の精製工程の後処理として、イオン交換処理が行われている。イオン交換処理には、脱色を目的としたイオン交換処理と、脱塩を目的としたイオン交換処理がある。
 脱塩を目的としたイオン交換処理は、一般に、強酸性陽イオン交換樹脂層と弱塩基性陰イオン交換樹脂層とを用いた複床式の前脱塩システムと、強酸性陽イオン交換樹脂とII形強塩基性陰イオン交換樹脂を用いた混床式の仕上げ脱塩システムとによって構成される。前脱塩システムで原液中の塩類、色素、その他の不純物の大部分を除去し、仕上げ脱塩システムで仕上げ脱塩、脱色、pH調整を行う。この脱塩処理は工業的に広く使用されており、高純度の糖液が得られる点で、糖液の精製方法として、優れた方法である。
 上記の強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂を用いる混床式糖液精製装置(仕上げ脱塩システム)におけるイオン交換樹脂の再生は、従来、次のようにして行われてきた。先ず、混床塔で糖液処理を行った後、混床塔内で、逆洗によって、両樹脂の比重差を利用して、強酸性陽イオン交換樹脂を下層に、強塩基性陰イオン交換樹脂を上層に分離する。そして、下層の強酸性陽イオン交換樹脂に塩酸水溶液等の酸再生液を通液して、強酸性陽イオン交換樹脂の再生を行う。また、上層の強塩基性陰イオン交換樹脂に水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ再生液を通液して、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う。このとき、一方のイオン交換樹脂層への再生液の通液時には、他方のイオン交換樹脂には水を通水して、両イオン交換樹脂の分離界面に設置されているコレクターより、再生液廃液及び廃水を排出する。両イオン交換樹脂を再生した後は、これらを混合して、混床を形成させる。
 そして、デンプン糖液の主成分であるD-グルコースやフルクトースのような単糖類は、アルカリ領域において分解して、着色物質を生成することが知られている。そのため、デンプン糖液の脱塩精製に用いられる強塩基性陰イオン交換樹脂には、脱塩精製工程で生じる着色物質が吸着される。
 また、蔗糖液の脱色、脱塩精製において、イオン交換樹脂を用いる方法が広く普及している。脱塩処理システムとしては、蔗糖液を、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂塔とH形弱酸性陽イオン交換樹脂塔とに順に通液するリバース式システム、OH形陰イオン交換樹脂とH形陽イオン交換樹脂の混床塔に通液する混床式シムテム、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂塔とOH形強塩基性陰イオン交換樹脂とH形弱酸性陽イオン交換樹脂の混床塔とに順に通液するシステムなどが知られている(特許文献1参照)。
 そして、被処理蔗糖液中の色素や有機不純物、塩類は、イオン交換樹脂に吸着除去される。特に、被処理蔗糖液中の色素の多くは、アニオン性であるため、強塩基性陰イオン交換樹脂への吸着量が多い。
 塩類、色素及び有機不純物を吸着した強塩基性陰イオン交換樹脂の再生については、再生剤として塩類水溶液を強塩基性陰イオン交換樹脂に接触させることにより、吸着されている塩類、色素及び有機不純物等が、強塩基性陰イオン交換樹脂から脱着し、再生廃液中に移動する。再生廃液中の色素や有機不純物は、生物処理によって分解される。
 ここで、精製設備の低ランニングコスト化、水質環境保全の観点から、イオン交換樹脂塔の再生工程で供給する再生剤の量及び排出される再生廃液の量は、可能な限り少量であることが好ましい。
 しかし、上記のデンプン糖液や蔗糖液の脱塩精製工程で用いられる強塩基性陰イオン交換樹脂は、大部分の色素を吸着除去する役割を持ち、また、再生効率が悪い。よって、被処理液の製品品質を維持するためには、イオン交換樹脂塔に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂が保有するイオン交換容量と比較して、過剰なアルカリ再生剤が必要となる。そのため、再生剤の使用量及び再生廃水の量が多くなるので、これらの削減が課題となっている。
 そこで、例えば、特許文献2では、イオン交換樹脂塔に供給する再生剤のpHと同イオン交換樹脂塔から排出される再生廃液のpHをpH計によって測定し、再生剤廃液のpHが一定基準に達すると、再生剤の供給を停止することで、再生剤の供給量を過不足ないように最適化し、再生剤と同程度のpHを示す再生剤廃液を同イオン交換樹脂塔の次再生工程での初期再生剤として回収及び再利用することが開示されている。
特開平2-295499号公報 特開平9-117679号公報
 しかし、特許文献2の方法であっても、再生工程における再生剤廃液の量が多いこと、及び再利用する再生剤廃液中に、色素や有機不純物等が含まれているために、再生のときに、強塩基性陰イオン交換樹脂に、色素や有機不純物等が吸着してしまい、これが、被処理糖液の精製品質の低下を招くという問題があった。
 従って、本発明の目的は、被処理糖液の品質を低下させず、且つ、アルカリ再生液の廃液量を少なくすることができる糖液の精製方法を提供することにある。
 上記課題は、以下の本発明により解決される。
 すなわち、本発明(1)は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔(1)に、蔗糖液を通液して該蔗糖液を、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂に接触させて、精製糖液を得る糖液精製工程(1)と、該イオン交換樹脂塔(1)内の蔗糖液を水に置換した後、該イオン交換樹脂塔(1)に、アルカリ再生液を通液し、次いで、洗浄水を通液することにより、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う陰イオン交換樹脂再生工程(1)と、を交互に繰り返す糖液の精製方法であって、
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、該イオン交換樹脂塔(1)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取して回収し、次いで、回収したイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行うこと、
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、該イオン交換樹脂塔(1)に、該アルカリ再生液として、先に、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液するか、又は該イオン交換樹脂塔(1)に、該アルカリ再生液として、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液すること、
を特徴とする糖液の精製方法を提供するものである。
 また、本発明(2)は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床が充填されているイオン交換樹脂塔(2)に、デンプン糖液又は蔗糖液を通液して、該デンプン糖液又は該蔗糖液を、該OH形陰イオン交換樹脂及び該陽イオン交換樹脂の混合物に接触させて、精製糖液を得る糖液精製工程(2)と、該イオン交換樹脂塔(2)内のデンプン糖液又は蔗糖液を水に置換した後、該イオン交換樹脂塔(2)に、アルカリ再生液を通液し、次いで、洗浄水を通液することにより、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う陰イオン交換樹脂再生工程(2)と、を交互に繰り返す糖液の精製方法であって、
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、該イオン交換樹脂塔(2)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取して回収し、次いで、回収したイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行うこと、
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、該イオン交換樹脂塔(2)に、該アルカリ再生液として、先に、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液するか、又は該イオン交換樹脂塔(2)に、該アルカリ再生液として、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液すること、
を特徴とする糖液の精製方法を提供するものである。
 また、本発明(3)は、前記陰イオン交換樹脂再生工程において使用する前記リサイクルアルカリ再生液と前記アルカリ再生新液との体積比が、1:4~4:1であることを特徴とする(1)又は(2)いずれかの糖液の精製方法を提供するものである。
 また、本発明(4)は、前記ナノ濾過膜に透過される前記イオン交換樹脂塔排出液のpH値が、下記式(3):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-0.5   (3)
を満たすことを特徴とする(1)~(3)いずれかの糖液の精製方法を提供するものである。
 また、本発明(5)は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されており、蔗糖液の精製が行われるイオン交換樹脂塔と、
 該イオン交換樹脂塔に繋がり、該イオン交換樹脂塔への蔗糖液の送液管である糖液供給管と、
 該糖液供給管に繋がり、該糖液供給管内へのアルカリ再生新液の送液管であるアルカリ再生新液供給管と、
 該糖液供給管又は該アルカリ再生新液供給管に繋がり、該糖液供給管内への洗浄水の送液管である洗浄水供給管と、
 該イオン交換樹脂塔で処理された精製糖液の排出管である精製糖液排出管と、
 イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液が貯留されるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と、
 該精製糖液排出管から分岐し、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該精製糖液排出管から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管であるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管と、
 該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設されるpH計と、
 該pH計より後段且つ該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽より前段で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管から分岐し、規定のpH未満のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の排出管である廃液管と、
 該廃液管に付設される第一切り替え弁と、
 該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設される第二切り替え弁と、
 該pH計、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁に電気的に繋がり、該pH計から送られてくるpH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たさない間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管には流れず、該廃液管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御し、且つ、該pH計から送られてくるpH値が上記式(1)を満たしている間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管には流れず、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御する制御部と、
 ナノ分離膜を備え、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製が行われるナノ濾過膜モジュールと、
 該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側に繋がり、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽内から該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側への該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管である被処理液供給管と、
 リサイクルアルカリ再生液が貯留されるリサイクルアルカリ再生液の貯留槽と、
 該ナノ濾過膜モジュールの透過液側と該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの透過液側から該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽への該ナノ濾過膜モジュールの透過液であるリサイクルアルカリ再生液の送液管である透過液送液管と、
 該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側と該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽への該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液の送液管である濃縮液引き戻し管と、
 該糖液供給管から分岐し、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽から該糖液供給管へのリサイクルアルカリ再生液の送液管であるリサイクルアルカリ再生液供給管と、
を有することを特徴とする糖液精製装置を提供するものである。
 また、本発明(6)は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床が充填されており、デンプン糖液又は蔗糖液の精製が行われるイオン交換樹脂塔と、
 該イオン交換樹脂塔に繋がり、該イオン交換樹脂塔へのデンプン糖液又は蔗糖液の送液管である糖液供給管と、
 該糖液供給管に繋がり、該糖液供給管内へのアルカリ再生新液の送液管であるアルカリ再生新液供給管と、
 該糖液供給管又は該アルカリ再生新液供給管に繋がり、該糖液供給管内への洗浄水の送液管である洗浄水供給管と、
 該イオン交換樹脂塔で処理された精製糖液の排出管である精製糖液排出管と、
 該イオン交換樹脂塔内に設置されるコレクターと、
 イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液が貯留されるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と、
 該コレクターと該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該コレクターから該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管であるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管と、
 該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設されるpH計と、
 該pH計より後段且つ該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽より前段で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管から分岐し、規定のpH未満のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の排出管である廃液管と、
 該廃液管に付設される第一切り替え弁と、
 該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設される第二切り替え弁と、
 該pH計、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁に電気的に繋がり、該pH計から送られてくるpH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たさない間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管には流れず、該廃液管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御し、且つ、該pH計から送られてくるpH値が上記式(1)を満たしている間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管には流れず、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御する制御部と、
 ナノ分離膜を備え、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製が行われるナノ濾過膜モジュールと、
 該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側に繋がり、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽内から該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側への該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管である被処理液供給管と、
 リサイクルアルカリ再生液が貯留されるリサイクルアルカリ再生液の貯留槽と、
 該ナノ濾過膜モジュールの透過液側と該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの透過液側から該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽への該ナノ濾過膜モジュールの透過液であるリサイクルアルカリ再生液の送液管である透過液送液管と、
 該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側と該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽への該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液の送液管である濃縮液引き戻し管と、 
 該糖液供給管から分岐し、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽から該糖液供給管へのリサイクルアルカリ再生液の送液管であるリサイクルアルカリ再生液供給管と、
を有することを特徴とする糖液精製装置を提供するものである。
 本発明によれば、被処理糖液の品質を低下させず、且つ、アルカリ再生液の廃液量を少なくすることができる糖液の精製方法を提供することができる。
本発明の第一の形態の糖液精製装置の構成例を示すフロー図である。 実施例1のイオン交換樹脂塔排出液のpH及びOD420の推移を示すグラフである。 本発明の第二の形態の糖液精製装置の構成例を示すフロー図である。 実施例2のイオン交換樹脂塔排出液のpH及びOD420の推移を示すグラフである。 比較例1のイオン交換樹脂塔排出液のpH及びOD420の推移を示すグラフである。 比較例2のイオン交換樹脂塔排出液のpH及びOD420の推移を示すグラフである。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔(1)に、蔗糖液を通液して該蔗糖液を、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂に接触させて、精製糖液を得る糖液精製工程(1)と、該イオン交換樹脂塔(1)内の蔗糖液を水に置換した後、該イオン交換樹脂塔(1)に、アルカリ再生液を通液し、次いで、洗浄水を通液することにより、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う陰イオン交換樹脂再生工程(1)と、を交互に繰り返す糖液の精製方法であって、
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、該イオン交換樹脂塔(1)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取して回収し、次いで、回収したイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行うこと、
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、該イオン交換樹脂塔(1)に、該アルカリ再生液として、先に、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液するか、又は該イオン交換樹脂塔(1)に、該アルカリ再生液として、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液すること、
を特徴とする糖液の精製方法である。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法は、糖液精製工程(1)と陰イオン交換樹脂再生工程(1)とを、交互に繰り返して行う糖液の精製方法である。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法に係る糖液精製工程(1)は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔(1)に、蔗糖液を通液して、蔗糖液をOH形強塩基性陰イオン交換樹脂に接触させて、精製糖液を得る工程である。
 糖液精製工程(1)において精製される糖液は蔗糖液である。蔗糖液は、スクロース等の糖類を主成分とする水溶液である。蔗糖液の濃度(Brix値)は、通常、40~70、好ましくは50~60である。蔗糖液の物性としては、pHが6.0~9.0、色価が30~1000(ICUMSA)である。
 糖液精製工程(1)において、イオン交換樹脂塔(1)に蔗糖液を通液するときの条件としては、通液温度は、40~70℃であり、通液速度は、0.5~5.0BV/hである。なお、通液速度が速過ぎると陰イオン交換樹脂の脱塩性能が低くなり易く、また、通液速度が遅過ぎると生産性が低くなり易い。
 糖液精製工程(1)に係る強塩基性陰イオン交換樹脂としては、アンバーライト(登録商標、以下同様)IRA900、IRA400、IRA402BL、IRA404J、IRA458RF、ダイヤイオン(登録商標)SA10A、SA11A、PA306、PA308等のI形強塩基性陰イオン交換樹脂が挙げられる。
 糖液精製工程(1)では、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)でOH形に再生された強塩基性陰イオン交換樹脂に、蔗糖液を接触させることにより、蔗糖液の精製を行い、精製糖液を得る。
 糖液精製工程(1)では蔗糖液を、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔(1)に通液した後、弱酸性陽イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔(3)に通液することもできる。
 イオン交換樹脂塔(3)に充填されている弱酸性陽イオン交換樹脂としては、アンバーライトFPC3500、IRC76、FPC76J、ダイヤイオンWK10、WK11、ダウエックスMAC-3等が挙げられる。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、糖液精製工程(1)を行うことにより、イオン交換樹脂塔(1)に充填されているOH形強塩基性陰イオン交換樹脂のイオン交換容量は徐々に低下し、そして、イオン交換容量が低くなり過ぎると、精製能力が失われる。よって、ある程度の量の糖液の精製を行った後、イオン交換樹脂塔(1)に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂を、アルカリ再生液を用いて再生する必要がある。そのため、本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、糖液精製工程(1)を行った後、陰イオン交換樹脂再生工程(1)を行う。なお、糖液精製工程(1)から陰イオン交換樹脂再生工程(1)への切り替えのタイミングは、糖液精製工程(1)での糖液の総処理量、精製後処理糖液の導電率、色価、pHにより、適宜選択される。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法に係る陰イオン交換樹脂再生工程(1)は、イオン交換樹脂塔(1)内の蔗糖液を水で置換した後、イオン交換樹脂塔(1)に、アルカリ再生液を通液し、次いで、洗浄水を通液することにより、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う工程である。
 陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、イオン交換樹脂塔(1)内の強塩基性陰イオン交換樹脂の再生に用いられるアルカリ再生液は、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウムであり、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液である。後述するように、陰イオン交換樹脂再生工程(1)においてアルカリ再生液として用いられるのは、アルカリ再生新液、リサイクルアルカリ再生液、又はアルカリ再生新液とリサイクルアルカリ再生液の混合液である。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法において、糖液精製工程(1)を行った後且つ陰イオン交換樹脂再生工程(1)を行う前のイオン交換樹脂塔(1)内に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂は、一部または全部がOH形以外の塩形になっているので、陰イオン交換樹脂再生工程(1)では、イオン交換樹脂塔(1)内の蔗糖液を水で置換した後、イオン交換樹脂塔(1)に、アルカリ再生液を通液して、イオン交換樹脂塔(1)内に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂に、アルカリ再生液を接触させることにより、OH形以外の塩形になっている強塩基性陰イオン交換樹脂を、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂に再生する。
 また、陰イオン交換樹脂再生工程(1)では、イオン交換樹脂塔(1)内に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂に、アルカリ再生液を接触させることにより、強塩基性陰イオン交換樹脂が吸着した糖液中の色素や有機不純物が、アルカリ再生液により脱離する。
 陰イオン交換樹脂再生工程(1)では、所定量のアルカリ再生液を通液した後、続いて、通液する液を洗浄水に切り替えて、イオン交換樹脂塔(1)に、洗浄水を通液し、イオン交換樹脂塔(1)内に残留するアルカリ再生液を除去することにより、イオン交換樹脂塔(1)に充填されているOH形強塩基性陰イオン交換樹脂を、糖液の精製が行える状態にする。
 陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、アルカリ再生液の通液量は陰イオン交換樹脂量を考慮して適宜選択され、洗浄水の通液量であるが、通常、再生剤の押出しに、陰イオン交換樹脂量の体積比1~2倍量の洗浄水が用いられ、続く洗浄に、陰イオン交換樹脂量の体積比4~10倍量の洗浄水が用いられる。
 また、本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、弱酸性陽イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔(3)を用いる場合には、陰イオン交換樹脂再生工程(1)を行った後、必要に応じて、イオン交換樹脂塔(3)に、酸性再生液を通液し、次いで、洗浄水を通液して、弱酸性陽イオン交換樹脂の再生を行うこともできる。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、陰イオン交換樹脂再生工程(1)を行い、イオン交換樹脂塔(1)に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行った後は、再び、糖液精製工程(1)を行う。
 このようにして、本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、糖液精製工程(1)と陰イオン交換樹脂再生工程(1)とを、交互に繰り返し行う。
 そして、本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、強塩基性陰イオン交換樹脂を通過し、イオン交換樹脂塔(1)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取し、次いで、上記式(1)を満たすイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行う。
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、糖液精製工程(1)から陰イオン交換樹脂再生工程(1)に切り替わった直後は、イオン交換樹脂塔(1)内に残留している糖液が排出されるため、糖液精製工程(1)から陰イオン交換樹脂再生工程(1)に切り替わった直後のイオン交換樹脂塔の排出液のpHは、7.0~10.0程度である。そして、イオン交換樹脂塔(1)を通過したアルカリ再生液が排出されはじめると、イオン交換樹脂塔排出液のpHは高くなっていき、その後、イオン交換樹脂塔排出液のpHは、(i)アルカリ再生液として、先に、リサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液した場合は、アルカリ再生新液と同程度pHで推移し、また、(ii)アルカリ再生液として、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液した場合は、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液と同程度のpHで推移する。その後、イオン交換樹脂塔(1)に通液する液が、アルカリ再生液から洗浄水に切り替わり、洗浄水がイオン交換樹脂塔(1)から排出されはじめると、イオン交換樹脂塔排出液のpHは低くなっていき、イオン交換樹脂塔から排出される排出水は、洗浄水と同程度のpHまで低くなっていく。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、強塩基性陰イオン交換樹脂を通過し、イオン交換樹脂塔(1)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液、好ましくはpH値が下記式(2):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-1.0   (2)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を、リサイクル用のアルカリ再生液として採取する。pH値が上記を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取することにより、アルカリ再生液として再使用したときに、効率的に強塩基性陰イオン交換樹脂の再生が行える部分のイオン交換樹脂塔排出液を採取することができるので、アルカリ再生新液の使用量を少なくすることができる。
 採取したイオン交換樹脂塔排出液であるが、イオン交換樹脂塔排出液の回収槽を設けて、その中に、採取したイオン交換樹脂塔排出液、すなわち、pH値が上記式(1)、好ましくは上記式(2)を満たすイオン交換樹脂塔排出液を回収し一旦全量を貯留する。そして、採取したpH値が上記式(1)、好ましくは上記式(2)を満たすイオン交換樹脂塔排出液の全量を一旦回収槽に貯留して、下記式(3):
イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-0.5   (3)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を得る。
 なお、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、糖液精製工程(1)から陰イオン交換樹脂再生工程(1)に切り替わった直後からある程度のアルカリ再生液が通液されるまで、及びイオン交換樹脂塔(1)に通液する液が、アルカリ再生液から洗浄水に切り替わってからある程度の洗浄水が通液された後は、pH値が上記式(1)(好ましくは上記式(2))を満たさないイオン交換樹脂塔排出液が、イオン交換樹脂塔(1)から排出される。そこで、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)においては、pH値が上記式(1)(好ましくは上記式(2))を満たすイオン交換樹脂塔排出液のみを採取し、pH値が上記式(1)(好ましくは上記式(2))を満たさないイオン交換樹脂塔排出液は、アルカリ再生廃液として、系外へ排出する。
 次いで、イオン交換樹脂塔排出液の回収槽に回収され貯留されているイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行う。
 ナノ濾過膜としては、特に制限されず材質はポリスルホン、ポリエーテルスルホン等、膜の形状は平膜、中空糸、管状膜、構造はスパイラル型、円筒型、チューブラー型等が挙げられる。ナノ濾過膜としては、例えば、HYDRACoRe70pHT(日東電工社製)、MPS 34pH(KOCH社製)等が挙げられる。採取したイオン交換樹脂塔排出液をナノ濾過膜で処理するときの処理条件としては、特に制限されず、例えば、供給圧力は0.5~3.0MPa、ナノ濾過膜で透過させるイオン交換樹脂塔排出液量の透過量は、採取したイオン交換樹脂塔排出液量の50~90%である。
 ナノ濾過膜に透過される被処理液、言い換えると、イオン交換樹脂塔排出液の回収槽に貯留されているイオン交換樹脂塔排出液のpH値は、下記式(3):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-0.5   (3)
を満たす。ナノ濾過膜に透過されるイオン交換樹脂塔排出液のpH値が上記範囲より小さいと、ナノ濾過膜処理を行い得られるリサイクルアルカリ再生液のpH値が低過ぎるために、ナノ濾過膜処理を行い得られるリサイクルアルカリ再生液を、次回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)の再生液として用いることができなくなる。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、ナノ濾過膜処理を行い得られたリサイクルアルカリ再生液を、次回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)で用いるアルカリ再生液の一部として使用する。
 イオン交換樹脂塔(1)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液中には、強塩基性陰イオン交換樹脂から脱離する色素や有機不純物等が存在しているので、採取したイオン交換樹脂塔排出液をそのまま、次回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)で、アルカリ再生液として使用すると、強塩基性陰イオン交換樹脂を色素や有機不純物等で汚染してしまうことになる。そこで、本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、採取したイオン交換樹脂塔排出液、すなわち、pH値が上記式(1)、好ましくは上記式(2)を満たすイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、色素や有機不純物等の汚染物質を除去して、ナノ濾過膜処理の処理液を、リサイクルアルカリ再生液として得る。そのため、本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、一度、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生用に使用されたアルカリ再生液を、リサイクルアルカリ再生液として、再使用する場合に、色素や有機不純物等の汚染物質による被処理糖液の品質の低下を防ぐことができる。
 ナノ濾過膜処理を行ったイオン交換樹脂塔排出液であるが、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽を設けて、その中に、ナノ濾過膜処理を行ったイオン交換樹脂塔排出液、すなわち、リサイクルアルカリ再生液を貯留する。
 本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、上記のようにして、所定のイオン交換樹脂塔排出液を採取し、次いで、濾過膜処理を行い得たリサイクルアルカリ再生液を、陰イオン交換樹脂再生工程(1)で用いるアルカリ再生液の一部として用いる。
 つまり、本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、(i)イオン交換樹脂塔(1)に、アルカリ再生液として、先に、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液するか、又は(ii)イオン交換樹脂塔(1)に、アルカリ再生液として、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液する。
 アルカリ再生新液は、一度もイオン交換樹脂塔(1)に通液されていないアルカリ再生液のことである。アルカリ再生新液は、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウムであり、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液である。アルカリ再生新液中のアルカリの濃度は、通常、0.5~2.0mol/L、好ましくは1.0~1.5mol/Lである。アルカリ再生新液のpHは、13.7~14.3、好ましくは14.0~14.2である。
 上記(i)の形態では、イオン交換樹脂塔(1)に、先に、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に貯留しておいたリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液する。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の使用量の比率は、体積比で、1:0.25~4.0、好ましくは1:1.0~4.0である。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の使用量の比率が、上記範囲にあることにより、陰イオン交換樹脂再生工程(1)での強塩基性陰イオン交換樹脂のOH形への再生を良好に保ちつつ、且つ、アルカリ再生新液の使用量及びアルカリ再生廃液の量を少なくすることができる。
 上記(ii)の形態では、先に、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に貯留しておいたリサイクルアルカリ再生液と、アルカリ再生新液と、を混合して、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を得、次いで、イオン交換樹脂塔(1)に、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液する。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液の調製方法は、特に制限されず、例えば、混合液調製槽に、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液を供給して、その中で撹拌及び混合する方法、アルカリ再生新液のイオン交換樹脂塔(1)への供給管に、リサイクルアルカリ再生液を供給することにより、アルカリ再生新液のイオン交換樹脂塔(1)への供給管内で、アルカリ再生新液とリサイクルアルカリ再生液との混合とを行う方法等が挙げられる。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の使用量の比率は、体積比で、1:0.25~4.0、好ましくは1:1.0~2.0である。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の使用量の比率が、上記範囲にあることにより、陰イオン交換樹脂再生工程(1)での強塩基性陰イオン交換樹脂のOH形への再生を良好に保ちつつ、且つ、アルカリ再生新液の使用量及びアルカリ再生廃液の量を少なくすることができる。
 本発明の第一の形態の糖液精製装置は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されており、蔗糖液の精製が行われるイオン交換樹脂塔と、
 該イオン交換樹脂塔に繋がり、該イオン交換樹脂塔への蔗糖液の送液管である糖液供給管と、
 該糖液供給管に繋がり、該糖液供給管内へのアルカリ再生新液の送液管であるアルカリ再生新液供給管と、
 該糖液供給管又は該アルカリ再生新液供給管に繋がり、該糖液供給管内への洗浄水の送液管である洗浄水供給管と、
 該イオン交換樹脂塔で処理された精製糖液の排出管である精製糖液排出管と、
 イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液が貯留されるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と、
 該精製糖液排出管から分岐し、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該精製糖液排出管から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管であるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管と、
 該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設されるpH計と、
 該pH計より後段且つ該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽より前段で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管から分岐し、規定のpH未満のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の排出管である廃液管と、
 該廃液管に付設される第一切り替え弁と、
 該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設される第二切り替え弁と、
 該pH計、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁に電気的に繋がり、該pH計から送られてくるpH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たさない間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管には流れず、該廃液管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御し、且つ、該pH計から送られてくるpH値が上記式(1)を満たしている間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管には流れず、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御する制御部と、
 ナノ分離膜を備え、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製が行われるナノ濾過膜モジュールと、
 該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側に繋がり、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽内から該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側への該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管である被処理液供給管と、
 リサイクルアルカリ再生液が貯留されるリサイクルアルカリ再生液の貯留槽と、
 該ナノ濾過膜モジュールの透過液側と該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの透過液側から該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽への該ナノ濾過膜モジュールの透過液であるリサイクルアルカリ再生液の送液管である透過液送液管と、
 該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側と該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽への該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液の送液管である濃縮液引き戻し管と、 
 該糖液供給管から分岐し、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽から該糖液供給管へのリサイクルアルカリ再生液の送液管であるリサイクルアルカリ再生液供給管と、
を有することを特徴とする糖液精製装置である。
 本発明の第一の形態の糖液精製装置は、本発明の第一の形態の糖液の精製方法を実施するための装置である。本発明の第一の形態の糖液精製装置は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の単床がイオン交換樹脂塔に充填されている形態である。
 図1を参照して、本発明の第一の形態の糖液精製装置を用いて、本発明の第一の形態の糖液の精製方法を実施する形態例について説明する。図1は、本発明の第一の形態の糖液の精製方法が好適に実施される本発明の第一の形態の糖液精製装置の構成例を示すフロー図である。糖液精製装置30aは、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂3aが充填されており、蔗糖液1aの精製が行われるイオン交換樹脂塔4aと、イオン交換樹脂塔4aに繋がり、イオン交換樹脂塔4aへの蔗糖液1aの送液管である糖液供給管21と、糖液供給管21に繋がり、糖液供給管21内へのアルカリ再生新液5の送液管であるアルカリ再生新液供給管24と、糖液供給管21又はアルカリ再生新液供給管24に繋がり、糖液供給管21内への洗浄水6の送液管である洗浄水供給管25と、イオン交換樹脂塔4aで処理された精製糖液7aの排出管である精製糖液排出管22と、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液が貯留されるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10と、精製糖液排出管22から分岐し、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に繋がり、精製糖液排出管22からイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管であるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23と、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23に付設されるpH計9と、pH計9より後段且つイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10より前段で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23から分岐し、規定のpH未満のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の排出管である廃液管13と、廃液管13に付設される第一切り替え弁8aと、廃液管13の分岐位置より後段のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23に付設される第二切り替え弁8bと、pH計9、第一切り替え弁8a及び第二切り替え弁8bに電気的に繋がり、pH計9から送られてくるpH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たさない間は、イオン交換樹脂塔排出液が、廃液管13の分岐位置より後段のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23には流れず、廃液管13に流れるように、第一切り替え弁8a及び第二切り替え弁8bを制御し、且つ、pH計9から送られてくるpH値が上記式(1)を満たしている間は、イオン交換樹脂塔排出液が、廃液管13には流れず、廃液管13の分岐位置より後段のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23に流れるように、第一切り替え弁8a及び第二切り替え弁8bを制御する制御部(図示しない。)と、ナノ分離膜を備え、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製が行われるナノ濾過膜モジュール11と、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10とナノ濾過膜モジュール11の被処理液側に繋がり、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10内からナノ濾過膜モジュール11の被処理液側へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管である被処理液供給管17と、リサイクルアルカリ再生液が貯留されるリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12と、ナノ濾過膜モジュール11の透過液側とリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に繋がり、ナノ濾過膜モジュール11の透過液側からリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12へのナノ濾過膜モジュール11の透過液であるリサイクルアルカリ再生液の送液管である透過液送液管19と、ナノ濾過膜モジュール11の濃縮液側とイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に繋がり、ナノ濾過膜モジュール11の濃縮液側からイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10へのナノ濾過膜モジュール11の濃縮液の送液管である濃縮液引き戻し管18と、糖液供給管21から分岐し、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に繋がり、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽12から糖液供給管21へのリサイクルアルカリ再生液の送液管であるリサイクルアルカリ再生液供給管20と、を有する。精製糖液排出管22及びpH計9より前段のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23には、送液経路を変えるための切り替え弁8c、8dが付設されている。
 先ず、糖液精製工程(1)では、蔗糖液1aを、糖液供給管21より、強塩基性陰イオン交換樹脂3aが充填されているイオン交換樹脂塔4aに供給し、強塩基性陰イオン交換樹脂3aと接触させることで、蔗糖液1aの脱塩脱色が行われ、精製糖液排出管22より、精製糖液7aを排出させる。
 そして、糖液精製工程(1)で、所定量の蔗糖液1aの脱塩脱色を行った後、蔗糖液1aの供給を停止し、陰イオン交換樹再生工程(1)を行う。
 陰イオン交換樹脂再生工程(1)では、先ず、洗浄水6を、糖液供給管21を経て、イオン交換樹脂塔4aに供給し、精製糖液排出管22より、洗浄水を排出させて、塔内に残っている糖液を水で置換する。次いで、アルカリ再生新液5又はリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に貯留されているリサイクルアルカリ再生液、あるいは、アルカリ再生新液5及びリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に貯留されているリサイクルアルカリ再生液を、糖液供給管21を経て、イオン交換樹脂塔4aに供給し、強塩基性陰イオン交換樹脂3aと接触させることで、強塩基性陰イオン交換樹脂3aの再生を行い、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液液として、イオン交換樹脂塔4aから排出させる。イオン交換樹脂塔4aから排出させたイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液を、精製糖液排出管22及びイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23を経て、pH計9へ送り、ここで、pHの測定を行う。そして、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液液のうち、規定のpH未満のものを、廃液管13から系外へ排出させ、一方、規定のpHのものを、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23を通って、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に送液し回収する。なお、このとき、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液液のうち、規定のpH未満のものの廃液管13からの系外へ排出と、規定のpHのもののイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23を経るイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10への送液は、図示しない制御部が、第一切り替え弁8a及び第二切り替え弁8bを切り替える制御を行うことによりなされる。
 次いで、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に回収されたイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液を、被処理液供給管17からナノ濾過膜モジュール11に供給し、ナノ濾過膜モジュール11のナノ濾過膜で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製を行う。ナノ濾過膜の透過水を、リサイクルアルカリ再生液として、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に送液し貯留する。また、ナノ濾過膜モジュール11の濃縮液を、引き戻し管18より、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に引き戻す。
 そして、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に貯留されたリサイクルアルカリ再生液を、次の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、強塩基性陰イオン交換樹脂3aの再生に用いる。
 本発明の第一の形態の糖液精製装置に係る強塩基性陰イオン交換樹脂、イオン交換樹脂塔、ナノろ過膜は、本発明の第一の形態の糖液の精製方法に係る強塩基性陰イオン交換樹脂、イオン交換樹脂塔、ナノろ過膜と同様である。
 本発明の第一の形態の糖液精製装置は、精製糖液排出管、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管及び廃液管には、送液経路を変えるための切り替え弁が付設されている。
 本発明の第一の形態の糖液精製装置は、必要に応じて、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔の後段に、弱酸性陽イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔を有することができる。本発明の第一の形態の糖液精製装置に係る弱酸性陽イオン交換樹脂は、本発明の第一の形態の糖液の精製方法に係る弱酸性陽イオン交換樹脂と同様である。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床が充填されているイオン交換樹脂塔(2)に、デンプン糖液又は蔗糖液を通液して、該デンプン糖液又は該蔗糖液を、該OH形陰イオン交換樹脂及び該強酸性用イオン交換樹脂に接触させて、精製糖液を得る糖液精製工程(2)と、該イオン交換樹脂塔(2)内のデンプン糖液又は蔗糖液を水に置換した後、該イオン交換樹脂塔(2)に、アルカリ再生液を通液し、次いで、洗浄水を通液することにより、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う陰イオン交換樹脂再生工程(2)と、を交互に繰り返す糖液の精製方法であって、
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、該イオン交換樹脂塔(2)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取して回収し、次いで、回収したイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行うこと、
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、該イオン交換樹脂塔(2)に、該アルカリ再生液として、先に、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液するか、又は該イオン交換樹脂塔(2)に、該アルカリ再生液として、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液すること、
を特徴とする糖液の精製方法である。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法は、糖液精製工程(2)と陰イオン交換樹脂再生工程(2)とを、交互に繰り返して行う糖液の精製方法である。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法に係る糖液精製工程(2)は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床が充填されているイオン交換樹脂塔(2)に、デンプン糖液又は蔗糖液を通液して、デンプン糖液又は蔗糖液を、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び強酸性陽イオン交換樹脂の混合床に接触させて、精製糖液を得る工程である。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法に係る糖液精製工程(2)において精製される蔗糖液は、本発明の第一の形態の糖液の精製方法に係る糖液精製工程(1)において精製される蔗糖液と同様である。
 糖液精製工程(2)において精製されるデンプン糖液は、澱粉を原料として酵素や酸を用いて製造される糖液の総称である。デンプン糖液としては、大別して、グルコースを主成分とするブドウ糖液、グルコースとフルクトースが主成分の異性化糖液、デキストリンやマルトース及びブドウ糖などを主成分とする水飴が挙げられる。グルコースを主成分とするブドウ糖液の濃度(Brix値)は、通常20~40、好ましくは30~35である。グルコースとフルクトースが主成分の異性化糖液の濃度は、通常30~55、好ましくは40~45である。デキストリンやマルトース及びブドウ糖などを主成分とする水飴の濃度は、通常25~45、好ましくは35~40である。
 糖液精製工程(2)において、イオン交換樹脂塔(2)に蔗糖液を通液する時の条件としては、40~70℃であり、通液速度は、0.5~5.0BV/hである。糖液精製工程(2)において、イオン交換樹脂塔(2)にブドウ糖液を通液するときの条件としては、通液温度は、30~70℃であり、通液速度は、2.0~10.0BV/hである。糖液精製工程(2)において、イオン交換樹脂塔(2)に異性化糖液を通液するときの条件としては、通液温度は、30~60℃であり、通液速度は、2.0~15.0BV/hである。糖液精製工程(2)において、イオン交換樹脂塔(2)に水飴を通液するときの条件としては、通液温度は、40~70℃であり、通液速度は、2.0~10.0BV/hである。
 糖液精製工程(2)に係る強塩基性陰イオン交換樹脂は、アンバーライト(登録商標、以下同様)IRA900、IRA400、IRA402BL、IRA404J、ダイヤイオン(登録商標)SA10A、SA11A、PA306、PA308等のI形強塩基性陰イオン交換樹脂、及びアンバーライトIRA411S、IRA410、IRA910、FPA910、ダイヤイオンSA20、PA418等のII形強塩基性陰イオン交換樹脂が挙げられる。
 糖液精製工程(2)に係る強酸性陽イオン交換樹脂としては、アンバーライト200CT、IR120B、IR124、FPC10、FPC20、ダイヤイオンSK1B、SK102、PK208、PK212等が挙げられ、弱酸性陽イオン交換樹脂としては、アンバーライトFPC3500、IRC76、FPC76J、ダイヤイオンWK10、WK11、ダウエックス(登録商標)MAC-3等が挙げられる。
 糖液精製工程(2)では、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)でOH形に再生された強塩基性陰イオン交換樹脂と、陽イオン交換樹脂との混合床に、デンプン糖液又は蔗糖液を接触させることにより、デンプン糖液又は蔗糖液の精製を行い、精製糖液を得る。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、糖液精製工程(2)を行うことにより、イオン交換樹脂塔(2)に充填されているOH形強塩基性陰イオン交換樹脂のイオン交換容量は徐々に低下し、そして、イオン交換容量が低くなり過ぎると、精製能力が失われる。よって、ある程度の量の糖液の精製を行った後、イオン交換樹脂塔(2)に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂を、アルカリ再生液を用いて再生する必要がある。そのため、本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、糖液精製工程(2)を行った後、陰イオン交換樹脂再生工程(2)を行う。なお、糖液精製工程(2)から陰イオン交換樹脂再生工程(2)への切り替えのタイミングは、糖液精製工程(2)での糖液の総処理量、精製後処理糖液の導電率、pH、色価により、適宜選択される。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法に係る陰イオン交換樹脂再生工程(2)では、先ず、イオン交換樹脂塔(2)内に洗浄水を通液し、イオン交換樹脂塔(2)内のデンプン糖液又は蔗糖液を水に置換する。次いで、陰イオン交換樹脂再生工程(2)では、イオン交換樹脂塔(2)の下部から上向流で、イオン交換樹脂塔(2)内に洗浄水を通液することにより、比重差を用いて、イオン交換樹脂塔(2)内で、強塩基性陰イオン交換樹脂を上層に、陽イオン交換樹脂を下層に、分離させる。次いで、陰イオン交換樹脂再生工程(2)では、上部から下降流で、分離後の強塩基性陰イオン交換樹脂層に、アルカリ再生液を通液し、分離後の強塩基性陰イオン交換樹脂層と陽イオン交換樹脂層の境界近傍に設置されているコレクターに、強塩基性陰イオン交換樹脂層を通過したイオン交換樹脂塔排出液を集め、イオン交換樹脂塔(2)から排出させる。
 陰イオン交換樹脂再生工程(2)では、所定量のアルカリ再生液を通液した後、強塩基性陰イオン交換樹脂層に通液する液を、洗浄水に切り替える。続いて、洗浄水を強塩基性陰イオン交換樹脂層に通液し、コレクターに強塩基性陰イオン交換樹脂層を通過した液を集め、イオン交換樹脂塔(2)から排出させて、イオン交換樹脂塔(2)内の強塩基性陰イオン交換樹脂層に残留するアルカリ再生液を除去し、イオン交換樹脂塔(2)に充填されているOH形強塩基性陰イオン交換樹脂を、糖液の精製が行える状態にする。
 以上にようにして、陰イオン交換樹脂再生工程(2)では、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う。
 陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、イオン交換樹脂塔(2)内の強塩基性陰イオン交換樹脂の再生に用いられるアルカリ再生液は、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウムであり、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液である。陰イオン交換樹脂再生工程(2)においてアルカリ再生液として用いられるのは、アルカリ再生新液、リサイクルアルカリ再生液、又はアルカリ再生新液とリサイクルアルカリ再生液の混合液である。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法において、糖液精製工程(2)を行った後且つ陰イオン交換樹脂再生工程(2)を行う前のイオン交換樹脂塔(2)内に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂は一部または全部が、OH形以外の塩形になっているので、陰イオン交換樹脂再生工程(2)では、イオン交換樹脂塔(2)内で、強塩基性陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂とを分離させた後、強塩基性陰イオン交換樹脂層に、アルカリ再生液を通液して、強塩基性陰イオン交換樹脂に、アルカリ再生液を接触させることにより、OH形以外の塩形になっている強塩基性陰イオン交換樹脂を、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂に再生する。
 陰イオン交換樹脂再生工程(2)では、イオン交換樹脂塔(2)内で、強塩基性陰イオン交換樹脂に、アルカリ再生液を接触させることにより、強塩基性陰イオン交換樹脂が吸着した糖液中の色素や有機不純物が、アルカリ再生液により脱離する。
 陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、アルカリ再生液の通液量は陰イオン交換樹脂量を考量して、適宜選択され、洗浄水の通液量は通常、再生剤の押出しに、陰イオン交換樹脂量の体積比1~2倍量の洗浄水が用いられ、続く洗浄に、陰イオン交換樹脂量の体積比4~10倍量の洗浄水が用いられる。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、陰イオン交換樹脂再生工程(2)を行った後、必要に応じて、下部から上向流で、陽イオン交換樹脂層に、酸性再生液を通液し、イオン交換樹脂塔(2)のコレクターに集め、イオン交換樹脂塔(2)から排出させると共に、イオン交換樹脂塔(2)の上部から下降流で、強塩基性陰イオン交換樹脂層に、洗浄水を通液し、コレクターに集め、強塩基性陰イオン交換樹脂層を通過した洗浄水を、イオン交換樹脂塔(2)から排出させ、次いで、下部から上向流で、陽イオン交換樹脂層に、洗浄水を通液し、イオン交換樹脂塔(2)のコレクターに集め、イオン交換樹脂塔(2)から排出させることにより、陽イオン交換樹脂の再生を行うこともできる。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、陰イオン交換樹脂再生工程(2)を行い、イオン交換樹脂塔(2)に充填されている強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行った後は、2層に分離しているOH形強塩基性陰イオン交換樹脂と強酸性陽イオン交換樹脂とを混合し、再び、糖液精製工程(2)を行う。
 このようにして、本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、糖液精製工程(2)と陰イオン交換樹脂再生工程(2)とを、交互に繰り返し行う。
 そして、本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、強塩基性陰イオン交換樹脂層と強酸性陽イオン交換樹脂層とに分離後の強塩基性陰イオン交換樹脂層を通過し、イオン交換樹脂塔(2)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取し、次いで、上記式(1)を満たすイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行う。
 各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、糖液精製工程(2)から陰イオン交換樹脂再生工程(2)に切り替わった直後は、イオン交換樹脂塔(2)内に残留している糖液が排出されるため、糖液精製工程(1)から陰イオン交換樹脂再生工程(2)に切り替わった直後のイオン交換樹脂塔排出液のpHは、6.0~8.0程度である。そして、イオン交換樹脂塔(2)を通過したアルカリ再生液が排出されはじめると、イオン交換樹脂塔排出液のpHは高くなっていき、その後、イオン交換樹脂塔排出液のpHは、(i)アルカリ再生液として、先に、リサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液した場合は、アルカリ再生新液と同程度pHで推移し、また、(ii)アルカリ再生液として、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液した場合は、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液と同程度のpHで推移する。その後、イオン交換樹脂塔(2)に通液する液が、アルカリ再生液から洗浄水に切り替わり、洗浄水がイオン交換樹脂塔(2)から排出されはじめると、イオン交換樹脂塔排出液のpHは低くなっていき、洗浄水と同程度のpHまで低くなっていく。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、強塩基性陰イオン交換樹脂層と強酸性陽イオン交換樹脂層とに分離後の強塩基性陰イオン交換樹脂層を通過し、イオン交換樹脂塔(2)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を、好ましくは、イオン交換樹脂塔(2)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(2):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-1.0   (2)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を、リサイクルアルカリ再生液用として採取する。イオン交換樹脂塔排出液のpH値が上記を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取することにより、アルカリ再生液として再使用したときに、効率的に強塩基性陰イオン交換樹脂の再生が行える部分のイオン交換樹脂塔排出液を採取することができるので、アルカリ再生液の使用量を少なくし、且つ、アルカリ再生廃液の量を少なくすることができる。
 採取したイオン交換樹脂塔排出液であるが、イオン交換樹脂塔排出液の回収槽を設けて、その中に、採取したイオン交換樹脂塔排出液、すなわち、pH値が上記式(1)、好ましくは上記式(2)を満たすイオン交換樹脂塔排出液を回収し一旦全量を貯留する。そして、採取したpH値が上記式(1)、好ましくは上記式(2)を満たすイオン交換樹脂塔排出液の全量を一旦回収槽に貯留して、下記式(3):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-0.5   (3)
を満たすイオン交換樹脂塔排出液を得る。
 なお、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、糖液精製工程(2)から陰イオン交換樹脂再生工程(2)に切り替わった直後からある程度のアルカリ再生液が通液されるまで、及びイオン交換樹脂塔(2)に通液する液が、アルカリ再生液から洗浄水に切り替わってからある程度の洗浄水が通液された後は、pH値が上記式(1)(好ましくは上記式(2))を満たさないイオン交換樹脂塔排出液が、イオン交換樹脂塔(2)から排出される。そこで、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)においては、pH値が上記式(1)(好ましくは上記式(2))を満たすイオン交換樹脂塔排出液のみを採取し、pH値が上記式(1)(好ましくは上記式(2))を満たさないイオン交換樹脂塔排出液は、アルカリ再生廃液として、系外へ排出する。
 次いで、イオン交換樹脂塔排出液の回収槽に回収され貯留されているイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行う。
 ナノ濾過膜としては、特に制限されず材質はポリスルホン、ポリエーテルスルホン等、膜の形状は平膜、中空糸、管状膜、構造はスパイラル型、円筒型、チューブラー型等が挙げられる。ナノ濾過膜としては、例えば、HYDRACoRe70pHT(日東電工社製)、MPS 34pH(KOCH社製)等が挙げられる。採取したイオン交換樹脂塔排出液をナノ濾過膜で処理するときの処理条件としては、特に制限されず、例えば、供給圧力は0.5~3.0MPa、ナノ濾過膜で透過させるイオン交換樹脂塔排出液量の透過量は、採取したイオン交換樹脂塔排出液量の50~90%である。
 ナノ濾過膜に透過される被処理液、言い換えると、イオン交換樹脂塔排出液の回収槽に貯留されているイオン交換樹脂塔排出液のpH値は、下記式(3):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-0.5   (3)
を満たす。ナノ濾過膜に透過されるイオン交換樹脂塔排出液のpH値が上記範囲より小さいと、ナノ濾過膜処理を行い得られるリサイクルアルカリ再生液の低過ぎるために、ナノ濾過膜処理を行い得られるリサイクルアルカリ再生液を、次回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)の再生液として用いることができなくなる。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、ナノ濾過膜処理を行い得られたリサイクルアルカリ再生液を、次回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)で用いるアルカリ再生液の一部として使用する。
 イオン交換樹脂塔(2)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液中には、強塩基性陰イオン交換樹脂から脱離する色素や有機不純物等が存在しているので、採取したイオン交換樹脂塔排出液をそのまま、次回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)のときに、アルカリ再生液として使用すると、強塩基性陰イオン交換樹脂を色素や有機不純物等で汚染してしまうことになる。そこで、本発明の第一の形態の糖液の精製方法では、採取したイオン交換樹脂塔排出液、すなわち、pH値が上記式(1)、好ましくは上記式(2)を満たすイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、色素や有機不純物等の汚染物質を除去して、ナノ濾過膜処理の処理液を、リサイクルアルカリ再生液として得る。そのため、本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、一度、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生用に使用されたアルカリ再生液を、リサイクルアルカリ再生液として、再使用する場合に、色素や有機不純物等の汚染物質による被処理糖液の品質の低下を防ぐことができる。
 ナノ濾過膜処理を行ったイオン交換樹脂塔排出液であるが、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽を設けて、その中に、ナノ濾過膜処理を行ったイオン交換樹脂塔排出液を貯留する。
 本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、上記のようにして、所定のイオン交換樹脂塔排出液を採取し、次いで、ナノ濾過膜処理を行い得たリサイクルアルカリ再生液を、陰イオン交換樹脂再生工程(2)で用いるアルカリ再生液の一部として用いる。
 つまり、本発明の第二の形態の糖液の精製方法では、各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、(i)イオン交換樹脂塔(2)に、アルカリ再生液として、先に、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液するか、又は(ii)イオン交換樹脂塔(2)に、アルカリ再生液として、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液する。
 アルカリ再生新液は、一度もイオン交換樹脂塔(2)に通液されていないアルカリ再生液のことである。アルカリ再生新液は、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウムであり、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液である。アルカリ再生新液中のアルカリの濃度は、通常、0.5~2.0mol/L、好ましくは1.0~1.5mol/Lである。アルカリ再生新液のpHは、13.7~14.3、好ましくは14.0~14.2である。
 上記(i)の形態では、イオン交換樹脂塔(2)に、先に、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に貯留しておいたリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液する。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の使用量の比率は、体積比で、1:0.25~4.0、好ましくは1:1.0~2.0である。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の使用量の比率が、上記範囲にあることにより、陰イオン交換樹脂再生工程(2)での強塩基性陰イオン交換樹脂のOH形への再生を良好に保ちつつ、且つ、アルカリ再生新液の使用量及びアルカリ再生廃液の量を少なくすることができる。
 上記(ii)の形態では、先に、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に貯留しておいたリサイクルアルカリ再生液と、アルカリ再生新液と、を混合して、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を得、次いで、イオン交換樹脂塔(2)に、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液する。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液の調製方法は、特に制限されず、例えば、混合液調製槽に、リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液を供給して、その中で撹拌及び混合する方法、アルカリ再生新液のイオン交換樹脂塔(2)への供給管に、リサイクルアルカリ再生液を供給することにより、アルカリ再生新液のイオン交換樹脂塔(2)への供給管内で、リサイクルアルカリ再生液との混合とを行う方法等が挙げられる。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の使用量の比率は、体積比で、1:0.25~4.0、好ましくは1:0.5~2.0である。リサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の使用量の比率が、上記範囲にあることにより、陰イオン交換樹脂再生工程(2)での強塩基性陰イオン交換樹脂のOH形への再生を良好に保ちつつ、且つ、アルカリ再生新液の使用量及びアルカリ再生廃液の量を少なくすることができる。
 本発明の第二の形態の糖液精製装置は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床が充填されており、デンプン糖液又は蔗糖液の精製が行われるイオン交換樹脂塔と、
 該イオン交換樹脂塔に繋がり、該イオン交換樹脂塔へのデンプン糖液又は蔗糖液の送液管である糖液供給管と、
 該糖液供給管に繋がり、該糖液供給管内へのアルカリ再生新液の送液管であるアルカリ再生新液供給管と、
 該糖液供給管又は該アルカリ再生新液供給管に繋がり、該糖液供給管内への洗浄水の送液管である洗浄水供給管と、
 該イオン交換樹脂塔で処理された精製糖液の排出管である精製糖液排出管と、
 該イオン交換樹脂塔内に設置されるコレクターと、
 イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液が貯留されるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と、
 該コレクターと該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該コレクターから該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管であるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管と、
 該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設されるpH計と、
 該pH計より後段且つ該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽より前段で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管から分岐し、規定のpH未満のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の排出管である廃液管と、
 該廃液管に付設される第一切り替え弁と、
 該廃液管の分岐位置より後段の該該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設される第二切り替え弁と、
 該pH計、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁に電気的に繋がり、該pH計から送られてくるpH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たさない間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管には流れず、該廃液管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御し、且つ、該pH計から送られてくるpH値が上記式(1)を満たしている間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管には流れず、該廃液管の分岐位置より後段の該該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御する制御部と、
 ナノ分離膜を備え、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製が行われるナノ濾過膜モジュールと、
 該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側に繋がり、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽内から該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側への該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管である被処理液供給管と、
 リサイクルアルカリ再生液が貯留されるリサイクルアルカリ再生液の貯留槽と、
 該ナノ濾過膜モジュールの透過液側と該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの透過液側から該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽への該ナノ濾過膜モジュールの透過液であるリサイクルアルカリ再生液の送液管である透過液送液管と、
 該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側と該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽への該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液の送液管である濃縮液引き戻し管と、 
 該糖液供給管から分岐し、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽から該糖液供給管へのリサイクルアルカリ再生液の送液管であるリサイクルアルカリ再生液供給管と、
を有することを特徴とする糖液精製装置である。
 本発明の第二の形態の糖液精製装置は、本発明の第二の形態の糖液の精製方法を実施するための装置である。本発明の第二の形態の糖液精製装置は、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床がイオン交換樹脂塔に充填されている形態である。
 図3を参照して、本発明の第二の形態の糖液精製装置を用いて、本発明の第二の形態の糖液の精製方法を実施する形態例について説明する。図3は、本発明の第二の形態の糖液の精製方法が好適に実施される本発明の第二の形態の糖液精製装置の構成例を示すフロー図である。糖液精製装置30bは、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床3bが充填されており、デンプン糖液又は蔗糖液1bの精製が行われるイオン交換樹脂塔4bと、イオン交換樹脂塔4bに繋がり、イオン交換樹脂塔4aへのデンプン糖液又は蔗糖液1aの送液管である糖液供給管21と、糖液供給管21に繋がり、糖液供給管21内へのアルカリ再生新液5の送液管であるアルカリ再生新液供給管24と、糖液供給管21又はアルカリ再生新液供給管24に繋がり、糖液供給管21内への洗浄水6の送液管である洗浄水供給管25と、イオン交換樹脂塔4bで処理された精製糖液7bの排出管である精製糖液排出管22と、イオン交換樹脂塔4b内に設置されるコレクター14と、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液が貯留されるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10と、コレクター14とイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に繋がり、コレクター14からイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管であるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23と、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23に付設されるpH計9と、pH計9より後段且つイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10より前段で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23から分岐し、規定のpH未満のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の排出管である廃液管13と、廃液管13に付設される第一切り替え弁8aと、廃液管13の分岐位置より後段のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23に付設される第二切り替え弁8bと、pH計9、第一切り替え弁8a及び第二切り替え弁8bに電気的に繋がり、pH計13から送られてくるpH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
を満たさない間は、イオン交換樹脂塔排出液が、廃液管13の分岐位置より後段のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23には流れず、廃液管13に流れるように、第一切り替え弁8a及び第二切り替え弁8bを制御し、且つ、pH計9から送られてくるpH値が上記式(1)を満たしている間は、イオン交換樹脂塔排出液が、廃液管13には流れず、廃液管13の分岐位置より後段のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23に流れるように、第一切り替え弁8a及び第二切り替え弁8bを制御する制御部(図示しない。)と、ナノ分離膜を備え、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製が行われるナノ濾過膜モジュール11と、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10とナノ濾過膜モジュール11の被処理液側に繋がり、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10内からナノ濾過膜モジュール11の被処理液側へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管である被処理液供給管17と、リサイクルアルカリ再生液が貯留されるリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12と、ナノ濾過膜モジュール11の透過液側とリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に繋がり、ナノ濾過膜モジュール11の透過液側からリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12へのナノ濾過膜モジュール11の透過液であるリサイクルアルカリ再生液の送液管である透過液送液管19と、ナノ濾過膜モジュール11の濃縮液側とイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に繋がり、ナノ濾過膜モジュール11の濃縮液側からイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10へのナノ濾過膜モジュール11の濃縮液の送液管である濃縮液引き戻し管18と、糖液供給管21から分岐し、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に繋がり、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽12から糖液供給管21へのリサイクルアルカリ再生液の送液管であるリサイクルアルカリ再生液供給管20と、を有する。精製糖液排出管22及びpH計9より前段のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23には、送液経路を変えるための切り替え弁8c、8dが付設されている。
 先ず、糖液精製工程(2)では、デンプン糖液又は蔗糖液1bを、糖液供給管21より、強塩基性陰イオン交換樹脂及び酸性陽イオン交換樹脂の混合床3bが充填されているイオン交換樹脂塔4bに供給し、強塩基性陰イオン交換樹脂及び酸性陽イオン交換樹脂の混合床3bと接触させることで、デンプン糖液又は蔗糖液1bの脱塩脱色が行われ、精製糖液排出管22より、精製糖液7bを排出させる。
 そして、糖液精製工程(2)で、所定量のデンプン糖液又は蔗糖液1bの脱塩脱色を行った後、デンプン糖液又は蔗糖液1bの供給を停止し、陰イオン交換樹再生工程(2)を行う。
 陰イオン交換樹脂再生工程(2)では、先ず、洗浄水6を、糖液供給管21を経て、イオン交換樹脂塔4bに供給し、精製糖液排出管22より、洗浄水を排出させて、塔内に残っている糖液を水で置換する。次いで、イオン交換樹脂塔4bの下部から上向流で、イオン交換樹脂塔4b内に洗浄水を通液することにより、比重差で、イオン交換樹脂塔4b内で、強塩基性陰イオン交換樹脂を上層に、陽イオン交換樹脂を下層に、分離させる。次いで、イオン交換樹脂塔4bの上部から下降流で、アルカリ再生新液5又はリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に貯留されているリサイクルアルカリ再生液、あるいは、アルカリ再生新液5及びリサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に貯留されているリサイクルアルカリ再生液を、糖液供給管21を経て、イオン交換樹脂塔4b内の分離後の強塩基性陰イオン交換樹脂層に供給し、強塩基性陰イオン交換樹脂と接触させることで、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行い、コレクター14に集め、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液として、イオン交換樹脂塔4bから排出させる。次いで、イオン交換樹脂塔4bから排出させたイオン交換樹脂塔排出液を、イオン交換樹脂塔排出液採取管23を通って、pH計9へ送り、ここで、pHの測定を行う。そして、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液液のうち、規定のpH未満のものを、廃液管13から系外へ排出させ、一方、規定のpHのものを、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23を通って、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に送液し回収する。なお、このとき、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液液のうち、規定のpH未満のものの廃液管13からの系外へ排出と、規定のpHのもののイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管23を経るイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10への送液は、図示しない制御部が、第一切り替え弁8a及び第二切り替え弁8bを切り替える制御を行うことによりなされる。
 次いで、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に回収されたイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液を、被処理液供給管17からナノ濾過膜モジュール11に供給し、ナノ濾過膜モジュール11のナノ濾過膜で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製を行う。ナノ濾過膜の透過水を、リサイクルアルカリ再生液として、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に送液し貯留する。また、ナノ濾過膜モジュール11の濃縮液を、引き戻し管18より、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽10に引き戻す。
 そして、リサイクルアルカリ再生液の貯留槽12に貯留されたリサイクルアルカリ再生液を、次の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、強塩基性陰イオン交換樹脂3aの再生に用いる。
 本発明の第二の形態の糖液精製装置に係る強塩基性陰イオン交換樹脂、酸性陽イオン交換樹脂、イオン交換樹脂塔、ナノろ過膜は、本発明の第一の形態の糖液の精製方法に係る強塩基性陰イオン交換樹脂、酸性陽イオン交換樹脂、イオン交換樹脂塔、ナノろ過膜と同様である。
 本発明の第二の形態の糖液精製装置は、精製糖液排出管、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管及び廃液管には、送液経路を変えるための切り替え弁が付設されている。
 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に制限されるものではない。
(実施例1)
 図1に示すフローの蔗糖液の精製装置を用いて行った。イオン交換樹脂塔には、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA458RF)を100mL充填した。
(1)糖液精製工程
 イオン交換樹脂塔に、蔗糖液原料(Brix55.00%、導電率77.7μS/cm、色価458)を、液温45℃、流速200mL/hの通液条件で、3000mL通液し、精製蔗糖液を得た。
(2)陰イオン交換樹脂再生工程
 糖液精製工程の終了後、イオン交換樹脂塔に、1NのNaOH水溶液(pH14)200mL(2.0L/L-R)を、400mL/hの流速で、下降流でイオン交換樹脂塔に通液し、次いで、イオン交換水(洗浄水)200mLを、400mL/hの流速で、下降流でイオン交換樹脂塔に通液した。このとき、イオン交換樹脂塔から排出される排出液のpHをpH計で測定すると共に、吸光度計を用いてOD420の吸光度を10mmセルによって測定した。排出液のpH及びOD420の推移を、図2に示す。
 そして、pH値が13.5未満の排出液は、アルカリ再生廃液としてブローし、pH値が13.5以上の排出液のみを回収槽に回収した。イオン交換樹脂塔へのNaOH水溶液及びイオン交換水の通液後、回収槽に回収された全イオン交換樹脂塔排出液のpHは13.80であり、OD420は1.460であった。
 次いで、回収槽に回収されたイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過平膜試験機(スルホン化ポリエーテルスルホン膜、塩阻止率:70%)に、供給圧力を2.0MPaとし、回収槽に回収されたイオン交換樹脂塔排出液量の80%に当たる透過液を取得する通液条件で通液して、ナノ濾過膜処理を行い、リサイクルアルカリ再生液を得た。得られたリサイクルアルカリ再生液の量は200mLであった。
 透過液、すわなち、リサイクルアルカリ再生液のpHは13.81であり、OD420は0.044であり、また、濃縮液のpHは13.81であり、OD420は8.220であった。
(実施例2)
 図3に示すフローのデンプン糖液の精製装置を用いて行った。イオン交換樹脂塔には、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA910)を200mLと、H形強酸性陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR120B)を100mLの混合物を充填した。
(1)糖液精製工程
 イオン交換樹脂塔に、デンプン糖液原料(Brix42%、導電率17.9μS/cm、pH3.64)を、液温35℃、流速400mL/hの通液条件で、6400mL通液し、精製デンプン糖液を得た。
(2)陰イオン交換樹脂再生工程
 糖液精製工程の終了後、イオン交換樹脂塔の下部から上向流で、洗浄水を通液し、イオン交換樹脂塔内の樹脂層を150%展開し、強塩基性陰イオン交換樹脂を上層に、強酸性陽イオン交換樹脂を下層に分離した。
 次いで、イオン交換樹脂塔の上部から、1NのNaOH水溶液(pH14)400mL(2.0L/L-R)を、800mL/hの流速の下降流で、続いて、イオン交換水(洗浄水)400mLを、800mL/hの流速で、強塩基性陰イオン交換樹脂層に通液し、強塩基性陰イオン交換樹脂層と強酸性陽イオン交換樹脂層の境界部に設置されたコレクターから排出させると共に、境界部に設置されているディストリビューターから下降流で、強酸性陽イオン交換樹脂層に、洗浄水を通液し、イオン交換樹脂塔の下部から排出させた。このとき、イオン交換樹脂塔から排出される排出液のpHをpH計で測定すると共に、吸光度計を用いてOD420の吸光度を10mmセルによって測定した。排出液のpH及びOD420の推移を、図4に示す。
 そして、pH値が13.5未満の排出液は、アルカリ再生廃液としてブローし、pH値が13.5以上の排出液のみを回収槽に回収した。イオン交換樹脂塔へのNaOH水溶液及びイオン交換水の通液後、回収槽に回収された全イオン交換樹脂塔排出液のpHは13.87であり、OD420は4.680であった。
 次いで、回収槽に回収されたイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過平膜試験機(スルホン化ポリエーテルスルホン膜、塩阻止率:70%)に、供給圧力を2.0MPaとし、回収槽に回収されたイオン交換樹脂塔排出液量の80%に当たる透過液を取得する通液条件で通液して、ナノ濾過膜処理を行い、リサイクルアルカリ再生液を得た。得られたリサイクルアルカリ再生液の量は、400mLであった。
 透過液、すわなち、リサイクルアルカリ再生液のpHは13.89であり、OD420は1.160であり、また、濃縮液のpHは13.83であり、OD420は53.100であった。
(比較例1)
 図1に示すフローの蔗糖液の精製装置を用いて行った。イオン交換樹脂塔には、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA458RF)を100mL充填した。
(1)糖液精製工程
 イオン交換樹脂塔に、蔗糖液原料(Brix55.00%、導電率80.6μS/cm、色価412)を、液温45℃、流速200mL/hの通液条件で、3000mL通液し、精製蔗糖液を得た。
(2)陰イオン交換樹脂再生工程
 糖液精製工程の終了後、イオン交換樹脂塔に、1NのNaOH水溶液(pH14)200mL(2.0L/L-R)を、400mL/hの流速で、下降流でイオン交換樹脂塔に通液し、次いで、イオン交換水(洗浄水)300mLを、400mL/hの流速で、下降流でイオン交換樹脂塔に通液した。このとき、イオン交換樹脂塔から排出される排出液のpHをpH計で測定すると共に、吸光度計を用いてOD420の吸光度を10mmセルによって測定した。排出液のpH及びOD420の推移を、図5に示す。
 そして、pH値が11.0未満の排出液は、アルカリ再生廃液としてブローし、pH値が11.0以上の排出液のみを回収槽に回収した。イオン交換樹脂塔へのNaOH水溶液及びイオン交換水の通液後、回収槽に回収された全イオン交換樹脂塔排出液のpHは13.34であり、OD420は1.290であった。
 次いで、回収槽に回収されたイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過平膜試験機(スルホン化ポリエーテルスルホン膜、塩阻止率:70%)に、供給圧力を2.0MPaとし、回収槽に回収されたイオン交換樹脂塔排出液量の80%に当たる透過液を取得する通液条件で通液して、ナノ濾過膜処理を行い、リサイクルアルカリ再生液を得た。得られたリサイクルアルカリ再生液の量は200mLであった。
 透過液、すわなち、リサイクルアルカリ再生液のpHは13.33であり、OD420は0.052であり、また、濃縮液のpHは13.30であり、OD420は7.790であった。
 比較例1は、回収した陰イオン交換樹脂塔排出液のpHが11.0以上であったため、pH値が下記式(1):
 イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂塔再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0     (1)
を満たしていないことから、排出液中のアルカリが薄くなり、回収槽に回収された全イオン交換樹脂塔排出液のpHは13.34となった。
 そのため、ナノ濾過膜処理において処理される前記イオン交換樹脂塔排出液のpH値が下記式(3):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂塔再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-0.5      (3)
を満たすことができず、次回の再生工程に用いるに適切なpHであるリサイクル再生液を得ることができなかった。
(比較例2)
 図3に示すフローのデンプン糖液の精製装置を用いて行った。イオン交換樹脂塔には、OH形強塩基性陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA910)を200mLと、H形強酸性陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR120B)を100mLの混合物を充填した。
(1)糖液精製工程
 イオン交換樹脂塔に、デンプン糖液原料(Brix42%、導電率9.5μS/cm、pH3.92)を、液温35℃、流速400mL/hの通液条件で、6400mL通液し、精製デンプン糖液を得た。
(2)陰イオン交換樹脂再生工程
 糖液精製工程の終了後、イオン交換樹脂塔の下部から上向流で、洗浄水を通液し、イオン交換樹脂塔内の樹脂層を150%展開し、強塩基性陰イオン交換樹脂を上層に、強酸性陽イオン交換樹脂を下層に分離した。
 次いで、イオン交換樹脂塔の上部から、1NのNaOH水溶液(pH14)400mL(2.0L/L-R)を、800mL/hの流速の下降流で、続いて、イオン交換水(洗浄水)600mLを、800mL/hの流速で、強塩基性陰イオン交換樹脂層に通液し、強塩基性陰イオン交換樹脂層と強酸性陽イオン交換樹脂層の境界部に設置されたコレクターから排出させると共に、境界部に設置されているディストリビューターから下降流で、強酸性陽イオン交換樹脂層に、洗浄水を通液し、イオン交換樹脂塔の下部から排出させた。このとき、イオン交換樹脂塔から排出される排出液のpHをpH計で測定すると共に、吸光度計を用いてOD420の吸光度を測定した。排出液のpH及びOD420の推移を、図6に示す。
 そして、pH値が11.0未満の排出液は、アルカリ再生廃液としてブローし、pH値が11.0以上の排出液のみを回収槽に回収した。イオン交換樹脂塔へのNaOH水溶液及びイオン交換水の通液後、回収槽に回収された全イオン交換樹脂塔排出液のpHは13.13であり、OD420は4.440であった。
 次いで、回収槽に回収されたイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過平膜試験機(スルホン化ポリエーテルスルホン膜、塩阻止率:70%)に、供給圧力を2.0MPaとし、回収槽に回収されたイオン交換樹脂塔排出液量の80%に当たる透過液を取得する通液条件で通液して、ナノ濾過膜処理を行い、リサイクルアルカリ再生液を得た。得られたリサイクルアルカリ再生液の量は、400mLであった。
 透過液、すわなち、リサイクルアルカリ再生液のpHは13.16であり、OD420は1.230であり、また、濃縮液のpHは13.12であり、OD420は36.430であった。
 比較例2は、回収した陰イオン交換樹脂塔排出液のpHが11.0以上であったため、pH値が下記式(1):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂塔再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0     (1)
を満たしていないことから排出液中のアルカリが薄くなり、回収槽に回収された全イオン交換樹脂塔排出液のpHは13.13となった。
 そのため、ナノ濾過膜処理において処理される前記イオン交換樹脂塔排出液のpH値が下記式(3):
   イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂塔再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-0.5      (3)
を満たすことができず、次回の再生工程に用いるに適切なpHであるリサイクル再生液を得ることができなかった。
1a     蔗糖液
1b     デンプン糖液又は蔗糖液
3a     強塩基性陰イオン交換樹脂
3b     強塩基性陰イオン交換樹脂と強酸性陽イオン交換樹脂の混合床
4a、4b  イオン交換樹脂塔
5      アルカリ再生新液
6      洗浄水
7a、7b  精製糖液
8      切り替え弁
9      pH計
10     イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽
11     ナノ濾過膜モジュール
12     リサイクルアルカリ再生液の貯留槽
13     廃液管
14     コレクター
17     被処理液供給管
18     濃縮液引き戻し管
19     透過液送液管
20     リサイクルアルカリ再生液供給管
21     糖液供給管
22     精製糖液排出管
23     イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管
24     アルカリ再生新液供給管
25     洗浄水供給管
30a、30b 糖液精製装置

Claims (6)

  1.  OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されているイオン交換樹脂塔(1)に、蔗糖液を通液して該蔗糖液を、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂に接触させて、精製糖液を得る糖液精製工程(1)と、該イオン交換樹脂塔(1)内の蔗糖液を水に置換した後、該イオン交換樹脂塔(1)に、アルカリ再生液を通液し、次いで、洗浄水を通液することにより、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う陰イオン交換樹脂再生工程(1)と、を交互に繰り返す糖液の精製方法であって、
     各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、該イオン交換樹脂塔(1)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
       イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
    を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取して回収し、次いで、回収したイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行うこと、
     各々の陰イオン交換樹脂再生工程(1)において、該イオン交換樹脂塔(1)に、該アルカリ再生液として、先に、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液するか、又は該イオン交換樹脂塔(1)に、該アルカリ再生液として、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(1)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液すること、
    を特徴とする糖液の精製方法。
  2.  OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床が充填されているイオン交換樹脂塔(2)に、デンプン糖液又は蔗糖液を通液して、該デンプン糖液又は該蔗糖液を、該OH形陰イオン交換樹脂及び該陽イオン交換樹脂の混合物に接触させて、精製糖液を得る糖液精製工程(2)と、該イオン交換樹脂塔(2)内のデンプン糖液又は蔗糖液を水に置換した後、該イオン交換樹脂塔(2)に、アルカリ再生液を通液し、次いで、洗浄水を通液することにより、該OH形強塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う陰イオン交換樹脂再生工程(2)と、を交互に繰り返す糖液の精製方法であって、
     各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、該イオン交換樹脂塔(2)から排出されるイオン交換樹脂塔排出液のうち、pH値が下記式(1):
       イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
    を満たすイオン交換樹脂塔排出液を採取して回収し、次いで、回収したイオン交換樹脂塔排出液を、ナノ濾過膜に透過させて、リサイクルアルカリ再生液を得るナノ濾過膜処理を行うこと、
     各々の陰イオン交換樹脂再生工程(2)において、該イオン交換樹脂塔(2)に、該アルカリ再生液として、先に、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液を通液し、次いで、アルカリ再生新液を通液するか、又は該イオン交換樹脂塔(2)に、該アルカリ再生液として、前回の陰イオン交換樹脂再生工程(2)後に行ったナノ濾過膜処理により得たリサイクルアルカリ再生液とアルカリ再生新液の混合液を通液すること、
    を特徴とする糖液の精製方法。
  3.  前記陰イオン交換樹脂再生工程において使用する前記リサイクルアルカリ再生液と前記アルカリ再生新液との体積比が、1:4~4:1であることを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載の糖液の精製方法。
  4.  前記ナノ濾過膜に透過される前記イオン交換樹脂塔排出液のpH値が、下記式(3):
       イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-0.5   (3)
    を満たすことを特徴とする請求項1~3いずれか1項記載の糖液の精製方法。
  5.  OH形強塩基性陰イオン交換樹脂が充填されており、蔗糖液の精製が行われるイオン交換樹脂塔と、
     該イオン交換樹脂塔に繋がり、該イオン交換樹脂塔への蔗糖液の送液管である糖液供給管と、
     該糖液供給管に繋がり、該糖液供給管内へのアルカリ再生新液の送液管であるアルカリ再生新液供給管と、
     該糖液供給管又は該アルカリ再生新液供給管に繋がり、該糖液供給管内への洗浄水の送液管である洗浄水供給管と、
     該イオン交換樹脂塔で処理された精製糖液の排出管である精製糖液排出管と、
     イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液が貯留されるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と、
     該精製糖液排出管から分岐し、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該精製糖液排出管から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管であるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管と、
     該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設されるpH計と、
     該pH計より後段且つ該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽より前段で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管から分岐し、規定のpH未満のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の排出管である廃液管と、
     該廃液管に付設される第一切り替え弁と、
     該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設される第二切り替え弁と、
     該pH計、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁に電気的に繋がり、該pH計から送られてくるpH値が下記式(1):
       イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
    を満たさない間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管には流れず、該廃液管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御し、且つ、該pH計から送られてくるpH値が上記式(1)を満たしている間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管には流れず、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御する制御部と、
     ナノ分離膜を備え、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製が行われるナノ濾過膜モジュールと、
     該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側に繋がり、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽内から該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側への該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管である被処理液供給管と、
     リサイクルアルカリ再生液が貯留されるリサイクルアルカリ再生液の貯留槽と、
     該ナノ濾過膜モジュールの透過液側と該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの透過液側から該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽への該ナノ濾過膜モジュールの透過液であるリサイクルアルカリ再生液の送液管である透過液送液管と、
     該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側と該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽への該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液の送液管である濃縮液引き戻し管と、
     該糖液供給管から分岐し、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽から該糖液供給管へのリサイクルアルカリ再生液の送液管であるリサイクルアルカリ再生液供給管と、
    を有することを特徴とする糖液精製装置。
  6.  OH形強塩基性陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合床が充填されており、デンプン糖液又は蔗糖液の精製が行われるイオン交換樹脂塔と、
     該イオン交換樹脂塔に繋がり、該イオン交換樹脂塔へのデンプン糖液又は蔗糖液の送液管である糖液供給管と、
     該糖液供給管に繋がり、該糖液供給管内へのアルカリ再生新液の送液管であるアルカリ再生新液供給管と、
     該糖液供給管又は該アルカリ再生新液供給管に繋がり、該糖液供給管内への洗浄水の送液管である洗浄水供給管と、
     該イオン交換樹脂塔で処理された精製糖液の排出管である精製糖液排出管と、
     該イオン交換樹脂塔内に設置されるコレクターと、
     イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液が貯留されるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と、
     該コレクターと該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該コレクターから該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽へのイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管であるイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管と、
     該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設されるpH計と、
     該pH計より後段且つ該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽より前段で、イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管から分岐し、規定のpH未満のイオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の排出管である廃液管と、
     該廃液管に付設される第一切り替え弁と、
     該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に付設される第二切り替え弁と、
     該pH計、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁に電気的に繋がり、該pH計から送られてくるpH値が下記式(1):
       イオン交換樹脂塔排出液のpH値≧陰イオン交換樹脂再生工程で用いたアルカリ再生新液のpH値-2.0   (1)
    を満たさない間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管には流れず、該廃液管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御し、且つ、該pH計から送られてくるpH値が上記式(1)を満たしている間は、イオン交換樹脂塔排出液が、該廃液管には流れず、該廃液管の分岐位置より後段の該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液採取管に流れるように、該第一切り替え弁及び該第二切り替え弁を制御する制御部と、
     ナノ分離膜を備え、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の精製が行われるナノ濾過膜モジュールと、
     該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽と該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側に繋がり、該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽内から該ナノ濾過膜モジュールの被処理液側への該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の送液管である被処理液供給管と、
     リサイクルアルカリ再生液が貯留されるリサイクルアルカリ再生液の貯留槽と、
     該ナノ濾過膜モジュールの透過液側と該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの透過液側から該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽への該ナノ濾過膜モジュールの透過液であるリサイクルアルカリ再生液の送液管である透過液送液管と、
     該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側と該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽に繋がり、該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液側から該イオン交換樹脂塔排出アルカリ再生液の回収槽への該ナノ濾過膜モジュールの濃縮液の送液管である濃縮液引き戻し管と、 
     該糖液供給管から分岐し、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽に繋がり、該リサイクルアルカリ再生液の貯留槽から該糖液供給管へのリサイクルアルカリ再生液の送液管であるリサイクルアルカリ再生液供給管と、
    を有することを特徴とする糖液精製装置。
PCT/JP2018/034342 2017-12-07 2018-09-18 糖液の精製方法及び糖液精製装置 WO2019111490A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017235034A JP6993859B2 (ja) 2017-12-07 2017-12-07 糖液の精製方法及び糖液精製装置
JP2017-235034 2017-12-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019111490A1 true WO2019111490A1 (ja) 2019-06-13

Family

ID=66750900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/034342 WO2019111490A1 (ja) 2017-12-07 2018-09-18 糖液の精製方法及び糖液精製装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6993859B2 (ja)
WO (1) WO2019111490A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113617227A (zh) * 2021-08-24 2021-11-09 郑州中科新兴产业技术研究院 一种用于淀粉糖脱盐过程中智能化污染防控方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09117679A (ja) * 1995-10-24 1997-05-06 Japan Organo Co Ltd イオン交換樹脂塔の再生方法
JPH09225324A (ja) * 1996-02-22 1997-09-02 Japan Organo Co Ltd 有機不純物除去用のイオン交換樹脂または合成吸着材の再生方法
JP2000503900A (ja) * 1996-10-21 2000-04-04 オルリ 無機ナノ濾過膜及び糖産業におけるその使用
JP2001078800A (ja) * 1999-09-10 2001-03-27 Japan Organo Co Ltd 混床式糖液精製装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09117679A (ja) * 1995-10-24 1997-05-06 Japan Organo Co Ltd イオン交換樹脂塔の再生方法
JPH09225324A (ja) * 1996-02-22 1997-09-02 Japan Organo Co Ltd 有機不純物除去用のイオン交換樹脂または合成吸着材の再生方法
JP2000503900A (ja) * 1996-10-21 2000-04-04 オルリ 無機ナノ濾過膜及び糖産業におけるその使用
JP2001078800A (ja) * 1999-09-10 2001-03-27 Japan Organo Co Ltd 混床式糖液精製装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113617227A (zh) * 2021-08-24 2021-11-09 郑州中科新兴产业技术研究院 一种用于淀粉糖脱盐过程中智能化污染防控方法
CN113617227B (zh) * 2021-08-24 2024-02-13 郑州中科新兴产业技术研究院 一种用于淀粉糖脱盐过程中智能化污染防控方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6993859B2 (ja) 2022-01-14
JP2019097527A (ja) 2019-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101548023B (zh) 糖清汁的处理
US4855494A (en) Process for producing citric acid
LU505449B1 (en) Sucrose decoloring method and system
JPH03126617A (ja) 逆浸透膜分離プロセスを有する希土類の分離精製システム
JP6265750B2 (ja) 蔗糖溶液の精製方法および精製装置
WO2019111490A1 (ja) 糖液の精製方法及び糖液精製装置
KR100463268B1 (ko) 혼상식(混床式) 당액 정제장치 및 그의 재생법
CN210620667U (zh) 一种牛磺酸母液除杂回收系统
JP4273203B2 (ja) 高純度塩化ナトリウムの製造方法
JP3231228B2 (ja) イオン交換樹脂塔の再生方法
CN217628184U (zh) 一种核苷提纯系统
JP4192557B2 (ja) 糖液の精製方法
JPH09225324A (ja) 有機不純物除去用のイオン交換樹脂または合成吸着材の再生方法
JP2020058296A (ja) 糖液の精製装置および精製方法
CN112410474B (zh) 一种精炼糖离子交换脱色节水工艺
JP4294203B2 (ja) 糖液精製装置の再生法
US20230371556A1 (en) Purification method with recycling of effluents
US20220098684A1 (en) Method for Bleaching Sugar With Effluent Recycling
JP3311875B2 (ja) 糖液の脱塩精製装置
JP4216998B2 (ja) 混床式糖液精製装置の再生法
JP2001232217A (ja) イオン交換樹脂の再生法
JPH0520075B2 (ja)
JP4210408B2 (ja) 糖液精製装置の強酸性カチオン交換樹脂塔の再生法
CN115057901A (zh) 一种核苷提纯系统及提纯工艺
JP4274505B2 (ja) 糖液の精製法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18886744

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18886744

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1