JP2017209062A - アルコール含有液の精製方法及びアルコール含有液の精製装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルコール含有液中のアルデヒド化合物の除去性能と共に、脱塩性能を有するアルコール含有液の精製方法および精製装置を提供する。【解決手段】本実施形態の一態様は、遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔１０と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂が充填されたカチオン交換塔１２とを有するイオン交換システムを備え、前記アルコール含有液は、アニオン交換塔１０に通液された後、カチオン交換塔１２に通液されるアルコール含有液の精製装置１である。【選択図】図１

Description

本発明は、アルコール含有液の精製方法及びアルコール含有液の精製装置の技術に関する。

アルコール含有液、例えば、酒類の主成分はアルコールと水であるが、その他の成分としてワインや日本酒などの醸造酒では原料由来の糖分、アミノ酸、仕込み水由来のミネラル、発酵生成物のエステル類、有機酸、アルデヒド類等が含まれる。焼酎やウィスキーなどの蒸留酒では発酵生成物のうち揮発性物質であるエステル類、アルデヒド化合物、有機酸および飛沫混入によるミネラル等の不揮発成分が含まれる。特に、アルデヒド化合物が含まれていると、不快な香りの原因となり、また、ミネラル等の塩類は雑味の原因となる。

例えば、特許文献１には、アルコール含有液を、１級アミン、および／または、２級アミンを官能基に含む遊離塩基形弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させることで、アルコール含有液中のアルデヒド化合物を除去する方法が開示されている。特許文献１に記載の方法によれば、アルデヒド化合物がイオン交換樹脂の１級又は２級アミン官能基と脱水縮合してシッフ塩基を形成し、複合体として樹脂層に保持されることで、アルデヒド化合物がアルコール含有液中から除去される。

また、例えば、特許文献２には、アルコール含有液を、上記遊離塩基形弱塩基性アニオン交換樹脂とＨ形弱酸性カチオン交換樹脂との混合樹脂に通液させる方法、上記遊離塩基形弱塩基性アニオン交換樹脂に通液後、Ｈ形弱酸性カチオン交換樹脂に通液させる方法が開示されている。アルコール含有液を、遊離塩基形弱塩基性アニオン交換樹脂に通液すると、ｐＨはアルカリ性側に傾くため、酒類等では味や香りが損なわれる場合があるが、特許文献２の方法によれば、弱酸性カチオン交換樹脂により、アルコール含有液のｐＨを弱酸性から中性の範囲にｐＨ調整し、風味の変化を抑えることが可能となる。

特開２００９−１１８７８１号公報 特開２００９−２４７２８４号公報

しかし、Ｈ形弱酸性カチオン交換樹脂は、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂に比べると、雑味の原因となるミネラル等の塩類を除去する脱塩性能が低いため、風味改善効果が充分でない。

そこで、本発明は、アルコール含有液中のアルデヒド化合物の除去性能と共に、脱塩性能を有するアルコール含有液の精製方法および精製装置を提供することを目的とする。

本実施形態の一態様は、アルコール含有液を遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂、およびＨ形強酸性カチオン交換樹脂に接触させるアルコール含有液の精製方法である。

前記アルコール含有液の精製方法において、前記アルコール含有液を前記弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させた後、前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂に接触させることが好ましい。

前記アルコール含有液の精製方法において、前記アルコール含有液を前記弱塩基性アニオン交換樹脂と前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂とを混合したイオン交換樹脂に接触させることが好ましい。

前記アルコール含有液の精製方法において、前記アルコール含有液は蒸留酒であることが好ましい。

本実施形態の一態様は、遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂、およびＨ形強酸性カチオン交換樹脂を有するイオン交換システムを有し、アルコール含有液が前記イオン交換システムに通液されるアルコール含有液の精製装置である。

前記アルコール含有液の精製装置において、前記イオン交換システムは、前記弱塩基性アニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔と、前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂が充填されたカチオン交換塔と、を有し、前記アルコール含有液は、前記アニオン交換塔に通液された後、前記カチオン交換塔に通液されることが好ましい。

前記アルコール含有液の精製装置において、前記イオン交換システムは、前記弱塩基性アニオン交換樹脂と前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂とが混合充填された混床塔を有し、前記アルコール含有液は、前記混床塔に通液されることが好ましい。

前記アルコール含有液の精製装置において、前記イオン交換システムは、前記弱塩基性アニオン交換樹脂を上層とし、前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂を下層とした複床塔を有し、前記アルコール含有液は、前記複床塔に下降流で通液されることが好ましい。

前記アルコール含有液の精製装置において、前記アルコール含有液は蒸留酒であることが好ましい。

本発明によれば、アルコール含有液中のアルデヒド化合物の除去性能と共に、脱塩性能を有するアルコール含有液の精製方法および精製装置を提供することが可能となる。

本実施形態に係るアルコール含有液の精製装置の概略構成図である。 他の実施形態に係るアルコール含有液の精製装置の概略構成図である。 他の実施形態に係るアルコール含有液の精製装置の概略構成図である。 他の実施形態に係るアルコール含有液の精製装置の概略構成図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係るアルコール含有液の精製装置の概略構成図である。図１に示す精製装置１は、アニオン交換塔１０及びカチオン交換塔１２を有するイオン交換システムと、供給配管１６と、連結配管１８と、排出配管２０と、を備えている。供給配管１６は、アニオン交換塔１０に接続されている。また、連結配管１８の一端は、アニオン交換塔１０に接続され、他端は、カチオン交換塔１２に接続されている。また、排出配管２０は、カチオン交換塔１２に接続されている。

アニオン交換塔１０には、遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂（以下、単に弱塩基性アニオン交換樹脂と称する場合がある）が充填されている。当該弱塩基性アニオン交換樹脂は、１級アミンおよび２級アミンのうち少なくともいずれか一方を含むものであれば、３級アミン等を含んでいても良い。

１級アミン化合物および２級アミン化合物は、アルデヒド化合物に求核付加してイミンを形成することが知られている。そして、遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂では、上記反応を利用して、アルデヒド化合物を樹脂層に固定し、アルコール含有液からアルデヒド化合物を除去する。

遊離塩基形の１級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂としては、特に限定されないが、例えば下記式（１）で表される構成単位を有するものが挙げられる。

式中、ａ、ｂ、ｃは重合度を示す１以上の整数である。

遊離塩基形の１級アミンおよび２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂としては、特に限定されないが、下記式（２）で表される母体がスチレン系の高分子であるもの、あるいは、母体がアクリル系の高分子であるものが挙げられる。

式中、ｎ、ｄ、ｅ、ｆは重合度を示す１以上の整数である。

遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂としては、例えば、ランクセス社製レバチットＶＰＯＣ１０６５（商品名）、レバチットＡ３６５（商品名）、レバチット Ｓ ５２２１（商品名）、 ピュロライトインターナショナル社製ピュロライトＡ１０９（商品名）、ピュロライトＡ８３０（商品名）、ローム・アンド・ハース社製デュオライトＡ３６５（商品名）、三菱化学株式会社製ダイヤイオンＷＡ２０（商品名）、ＷＡ２１Ｊ（商品名）、リライトＭＧ１（商品名）等が挙げられる。

カチオン交換塔１２には、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂が充填されている。Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂としては特に限定されず、例えば、ダウケミカル社製アンバーライト２００ＣＴ（商品名）、アンバーライト１２０Ｂ（商品名）、アンバーライトＦＰＣ１１（商品名）、アンバーライトＦＰＣ１４（商品名）、ＤＯＷＥＸ８８（商品名）、ＤＯＷＥＸ ＭＯＮＯＳＰＨＥＲＥ８８（商品名）、ピュロライト株式会社製ピュロライトＣ１００（商品名）、Ｃ１５０（商品名）、Ｃ１６０（商品名）、三菱化学株式会社製ダイヤイオンＳＫ１Ｂ（商品名）、ＳＫ１１２（商品名）、ＰＫ２１２（商品名）、ＰＫ２１６（商品名）等が挙げられる。

図１の精製装置１の動作の一例を説明する。

アルコール含有液が供給配管１６に送液され、アニオン交換塔１０に供給される。アニオン交換塔１０に供給されたアルコール含有液は、遊離塩基形の１級アミン、および/または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、アルコール含有液中のアルデヒド成分のカルボニル基に、１級アミンまたは２級アミンが求核付加して、アミンの窒素上の水素がカルボニル酸素へと移動してヒドロキシ基を形成し、該ヒドロキシ基が酸触媒によりプロトン化されて脱離することによりイミンが形成される。こうして、アルコール含有液からアルデヒド化合物が除去される。また、弱塩基性アニオン交換樹脂に、アルコール含有液中のアニオン成分が酸として吸着されることで、アルコール含有液のＯＨ⁻濃度が上がり、ｐＨがアルカリ性側に傾く。

アニオン交換塔１０を流通したアルコール含有液は、連結配管１８を通り、カチオン交換塔１２に送液される。カチオン交換塔１２に送液されたアルコール含有液は、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、アルコール含有液中のＣａ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｎａ^＋等のミネラル等の塩類が吸着されると同時に、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂からＨ^＋が放出される。こうして、アルコール含有液からミネラル等が除去される（脱塩される）。またアルコール含有液中のＨ^＋濃度が上がり、ｐＨが酸性側に傾く。このように、アルデヒド化合物の除去、脱塩、およびｐＨ調整されたアルコール含有液は、精製アルコール含有液として排出配管２０から排出される。

このように、本実施形態によれば、アルコール含有液を弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させることで、アルデヒド化合物を除去することができる。また、アルコール含有液をＨ形強酸性カチオン交換樹脂に接触させることで、酸性側にｐＨ調整することが可能となり、さらに、雑味の原因となるミネラル等の塩類を除去することも可能となる。その結果、不快な香りを低減し、まろやかな口当たりを有する精製アルコール含有液を得ることが可能となる。

一般的に、酒類等では、精製前の酒類（原酒）のｐＨより、精製後の酒類のｐＨが高くなると、原酒では感じられなかったえぐみ等の雑味が生じる場合がある。本実施形態の精製方法でも、各イオン交換樹脂の性能、充填量の差によっては、精製前の酒類（原酒）のｐＨより、精製後の酒類のｐＨが高くなる場合がある。しかし、本実施形態の精製方法では、雑味の原因となるミネラル等の塩類が除去されているため、ｐＨ上昇に起因した雑味の発生を抑えることが可能となる。

本実施形態の精製対象となるアルコール含有液は特に限定されないが、例えば、日本酒、ビール、ワイン等の醸造酒、焼酎、ウィスキー、ブランデー、白酒等の蒸留酒、工業用アルコール等が挙げられる。これらの中では、本実施形態の精製方法を蒸留酒に適用することが好ましい。蒸留酒は、醸造酒に比べて、雑味の原因となるミネラルの成分量は少ないが、アミノ酸、有機酸等の風味の素となる成分も少ない。そのため、蒸留酒は、醸造酒に比べて、ミネラルによる雑味の影響が大きい。特に、ミネラルが除去されないまま、蒸留酒のｐＨが高くなると、えぐみが生じて、風味が損なわれる傾向にある。そこで、本実施形態のように、弱塩基性アニオン交換樹脂と、脱塩性能の高いＨ形強酸性カチオン交換樹脂とを併用して蒸留酒を精製することで、アルデヒド化合物の除去および脱塩による２つの風味改善効果により、蒸留酒の風味が損なわれることを抑えることが可能となる。一方、弱塩基性アニオン交換樹脂と、脱塩性能の低いＨ形弱酸性カチオン交換樹脂との併用では、蒸留酒中のミネラルはほとんど除去されないため、十分な風味改質効果が期待できないと考えられる。なお、工業用アルコール中のミネラルの濃度は、不揮発物（蒸発残分）として約５０ｐｐｍ以下であり、蒸留酒よりさらに少ないが、本実施形態の精製方法によれば、工業用アルコール中のミネラルの除去が可能となるため、より不純物の少ない工業用アルコールが得られると考えられる。

アルコール含有液のアルコール濃度は６０質量％以下であることが好ましい。アルコール濃度を６０質量％以下とすることで、弱塩基性アニオン交換樹脂が水和された状態となるため、弱塩基性アニオン交換樹脂とアルコール含有液中のアルデヒド化合物との接触効率が良くなり、アルデヒド化合物の除去効率が高くなる場合がある。

アニオン交換塔１０における、アルコール含有液の温度は特に限定されないが、−１０〜４０℃とするのが好ましい。アルコール濃度にも依存するが、通液温度を−１０℃以上とすれば溶液の凍結や粘性の増加が低減されるため、アルコール含有液と弱塩基性アニオン交換樹脂との接触効率が良くなり、アルデヒド化合物の除去効率が高くなる場合がある。また、通液温度を４０℃以下とすれば、アルコール含有液中のアルコール成分が蒸発しにくくなる。また、アルコール含有液中に香気成分が含まれる場合には、通液温度を４０℃以下とすることにより香気成分の蒸発や変性が起き難くなる。また、カチオン交換塔１２におけるアルコール含有液の温度は、アニオン交換塔１０におけるアルコール含有液の温度と同様とすることが好ましい。

アニオン交換塔１０におけるアルコール含有液の通液速度は、ＳＶ＝０．１〜５０とすることが好ましい。通液速度をＳＶ＝０．１以上とすれば、時間当たりの通液量を増大させられる。また、通液速度をＳＶ＝５０以下とすれば、アルコール含有液と弱塩基性アニオン交換樹脂との接触効率が良くなり、アルデヒド化合物の除去効率が高くなる場合がある。ここでＳＶとは、イオン交換樹脂の単位体積（Ｌ−Ｒ）に対して１時間に流通させる流量（Ｌ）であるＬ／Ｌ−Ｒ・ｈ^−１で表される空間速度である。また、カチオン交換塔１２におけるアルコール含有液の通液速度は、アニオン交換塔１０におけるアルコール含有液の通液速度と同様である。

本実施形態では、予めアルコール含有液にアルカリ性水溶液を添加して、ｐＨをアルカリ性にした後に、弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させることが好ましい。これにより、アルコール含有液中のアミノ酸や有機酸等のうまみ成分や酸味成分の吸着を減少させ、精製アルコール含有液中にこれらの成分を残すことが可能となる。アルコール含有液のｐＨは８〜１２の範囲が好ましく、９〜１０の範囲がより好ましい。アルコール含有液に添加するアルカリ性水溶液は特に限定されないが、例えば、炭酸ナトリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液を用いることができる。また、精製アルコール含有液のｐＨは特に限定されず、処理対象となるアルコール含有液のｐＨに応じて調節することが好ましい。

Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂の充填量は、例えば、精製アルコール含有液のｐＨを中性から酸性に調製するため、イオン交換容量比で、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂：弱塩基性アニオン交換樹脂が１．５：０．５〜０．５：１．５の範囲が好ましく、１．２：１〜１：１の範囲がより好ましい。

図１に示す精製装置１の変形例として、アルコール含有液がカチオン交換塔１２に通液された後、アニオン交換塔１０に通液されるアルコール含有液の精製装置が挙げられる。当該アルコール含有液の精製装置によっても、アルコール含有液の脱塩、およびアルデヒド化合物が除去される。但し、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂を通過したアルコール含有液は、ｐＨが酸性側へ傾くため、後段の弱塩基性アニオン交換樹脂では、アルデヒド化合物以外のアミノ酸や有機酸等の除去率が増加する傾向となる。したがって、当該アルコール含有液の精製装置は、アルコール含有液中の不純物を効率的に除去することができる点で、工業用アルコールの精製に好適である。

図２は、他の実施形態に係るアルコール含有液の精製装置の概略構成図である。図２に示す精製装置２は、イオン交換塔２２から構成されるイオン交換システムと、供給配管１６と、排出配管２０と、を備えている。供給配管１６および排出配管２０は、イオン交換塔２２に接続されている。

イオン交換塔２２には、弱塩基性アニオン交換樹脂と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂とが充填されている。イオン交換塔は、弱塩基性アニオン交換樹脂とＨ形強酸性カチオン交換樹脂とが混合された混床塔、あるいは、弱塩基性アニオン交換樹脂を上層とし、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂を下層として充填した複床塔等である。

図２に示す精製装置２の動作の一例を説明する。

アルコール含有液が供給配管１６に送液され、イオン交換塔２２に供給される。この際、アルカリ性水溶液をアルコール含有液に添加して、ｐＨ調整を行っても良い。イオン交換塔２２が複床塔の場合、イオン交換塔２２に供給されたアルコール含有液は、下降流で、上層の弱塩基性アニオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、主にアルコール含有液中のアルデヒド化合物等が除去される。また、弱塩基性アニオン交換樹脂にアルコール含有液中のアニオン成分が酸として吸着することで、アルコール含有液中のＯＨ⁻濃度が上がり、ｐＨがアルカリ性側に傾く。次いで、アルコール含有液は、下層のＨ形強酸性カチオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、アルコール含有液中のミネラル成分が吸着されると同時に、Ｈ^＋が放出されて、ｐＨが酸性側に傾く。そして、アルデヒド化合物の除去、脱塩、およびｐＨ調整されたアルコール含有液は、精製アルコール含有液として排出配管２０から排出される。

また、イオン交換塔２２が混床塔の場合、アルコール含有液は、弱塩基性アニオン交換樹脂に接触して、アルデヒド化合物とアニオン成分が除去されて、アルコール含有液のＯＨ⁻濃度が上がる一方で、アルコール含有液がＨ形強酸性カチオン交換樹脂に接触してミネラル成分が吸着されてＨ^＋が放出される。そして、アルデヒド化合物の除去、脱塩、およびｐＨ調整されたアルコール含有液は、精製アルコール含有液として排出配管２０から排出される。

図２に示す精製装置２の変形例として、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂を上層とし、弱塩基性アニオン交換樹脂を下層として充填した複床塔から構成されるイオン交換システムを備え、アルコール含有液が前記複床塔に下降流で通液されるアルコール含有液の精製装置が挙げられる。当該アルコール含有液の精製装置によっても、アルコール含有液の脱塩、およびアルデヒド化合物が除去される。但し、ｐＨが酸性側へ傾いたアルコール含有液が弱塩基性アニオン交換樹脂に接触するため、アルデヒド化合物以外のアミノ酸や有機酸等の除去率が増加する傾向となる。したがって、当該アルコール含有液の精製装置は、アルコール含有液中の不純物を効率的に除去することができる点で、工業用アルコールの精製に好適である。

図２の精製装置２の処理条件は、図１に示す精製装置１の処理条件と同様であることが望ましい。以下で示す精製装置の処理条件も同様である。

図３は、他の実施形態に係るアルコール含有液の精製装置の概略構成図である。図３に示す精製装置３は、前処理アニオン交換塔２４、アニオン交換塔１０、およびカチオン交換塔１２を有するイオン交換システムと、供給配管１６と、連結配管１８ａ，１８ｂと、排出配管２０と、を備えている。供給配管１６は、前処理アニオン交換塔２４に接続されている。また、連結配管１８ａの一端は、前処理アニオン交換塔２４に接続され、他端は、アニオン交換塔１０に接続されている。また、連結配管１８ｂの一端は、アニオン交換塔１０に接続され、他端は、カチオン交換塔１２に接続されている。また、排出配管２０は、カチオン交換塔１２に接続されている。

前処理アニオン交換塔２４には、ＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂が充填されている。ＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂は特に限定されないが、例えば、ダウケミカル社製アンバーライトＩＲＡ９５８、ＩＲＡ４５８、ピュロライト社製ピュロライトＡ８６０、Ａ８５０等のアクリル系のＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂、ダウケミカル社製アンバーライトＩＲＡ９００、ＩＲＡ４０２、ＩＲＡ４０２ＢＬ、ピュロライト社製ピュロライトＡ５００Ｓ、三菱化学社製ダイヤイオンＳＡ１０Ａ、ＰＡ３０８等のスチレン系のＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂等が挙げられる。

図３に示す精製装置３の動作の一例を説明する。

アルコール含有液が供給配管１６に送液され、前処理アニオン交換塔２４に供給される。供給されたアルコール含有液は、前処理アニオン交換塔２４内のＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、アルコール含有液中のアニオン成分が吸着されると同時に、ＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂からＯＨ⁻が放出される。こうして、アルコール含有液からアニオン成分が除去され、ｐＨはアルカリ性側に傾く。前処理アニオン交換塔２４から排出されたアルコール含有液は連結配管１８ａを通り、アニオン交換塔１０に送液される。送液されたアルコール含有液は、アニオン交換塔１０内の弱塩基性アニオン交換樹脂内を拡散しながら流通し、アルデヒド化合物が除去される。

アニオン交換塔１０を流通したアルコール含有液は、連結配管１８ｂを通り、カチオン交換塔１２に送液される。カチオン交換塔１２に送液されたアルコール含有液は、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、アルコール含有液中のＣａ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｎａ^＋等のミネラル成分等が吸着されると同時に、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂からＨ^＋が放出され、ｐＨが酸性側に傾く。そして、アルデヒドの除去、脱塩、およびｐＨ調整されたアルコール含有液は、精製アルコール含有液として排出配管２０から排出される。

図３の精製装置３のように、アルコール含有液中のアニオン成分を低減する前処理を行うことで、弱塩基性アニオン交換樹脂により、アルデヒド化合物が除去され易くなる。その結果、雑味、酸味等がより低減された精製アルコール含有液が得られると考えられる。

前処理アニオン交換塔２４におけるアルコール含有液の通液温度、通水速度等の処理条件は、アニオン交換塔１０、カチオン交換塔１２における処理条件と同様とすることが望ましい。以下に示す実施形態も同様である。

図３に示す精製装置３の変形例として、前処理アニオン交換塔２４、アニオン交換塔１０およびカチオン交換塔１２を有するイオン交換システムを備え、アルコール含有液が前処理アニオン交換塔２４に通液された後、カチオン交換塔１２に通液され、次いでアニオン交換塔１０に通液されるアルコール含有液の精製装置が挙げられる。当該アルコール含有液の精製装置によっても、アルコール含有液の脱塩、およびアルデヒド化合物が除去される。また、前述したように、アルデヒド化合物以外のアミノ酸や有機酸等の除去率が増加する傾向となるため、当該アルコール含有液の精製装置は、アルコール含有液中の不純物を効率的に除去することができる点で、工業用アルコールの精製に好適である。

図４は、他の実施形態に係るアルコール含有液の精製装置の概略構成図である。図４に示す精製装置４は、前処理アニオン交換塔２４およびイオン交換塔２２を有するイオン交換システムと、供給配管１６と、連結配管１８と、排出配管２０とを備えている。供給配管１６は、前処理アニオン交換塔２４に接続されている。また、連結配管１８の一端は、前処理アニオン交換塔２４に接続され、他端は、イオン交換塔２２に接続されている。また、排出配管２０は、イオン交換塔２２に接続されている。

イオン交換塔２２は、弱塩基性アニオン交換樹脂とＨ形強酸性カチオン交換樹脂とが混合された混床塔、あるいは、弱塩基性アニオン交換樹脂を上層とし、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂を下層として充填した複床塔等である。

図４に示す精製装置４の動作の一例を説明する。

アルコール含有液が供給配管１６に送液され、前処理アニオン交換塔２４に供給される。供給されたアルコール含有液は、前処理アニオン交換塔２４内のＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、アルコール含有液中のアニオン成分が吸着されると同時に、ＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂からＯＨ⁻が放出される。こうして、アルコール含有液からアニオン成分が除去され、ｐＨはアルカリ性側に傾く。前処理アニオン交換塔２４から排出されたアルコール含有液は連結配管１８を通り、イオン交換塔２２に送液される。

イオン交換塔２２が複床塔の場合、イオン交換塔２２に供給されたアルコール含有液は、下降流で、上層の弱塩基性アニオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、アルコール含有液中のアルデヒド化合物等が除去され、ｐＨがアルカリ性側に傾く。次いで、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂内を拡散して流通する。この間、アルコール含有液中のミネラル成分が吸着されると同時に、Ｈ^＋が放出されて、ｐＨが酸性側に傾く。そして、アルデヒド化合物の除去、脱塩、およびｐＨ調整されたアルコール含有液は、精製アルコール含有液として排出配管２０から排出される。

また、イオン交換塔２２が混床塔の場合、アルコール含有液は、混床塔内のイオン交換樹脂内を拡散しながら流通する。この間、アルデヒド化合物、ミネラル成分等が除去され、かつ、ｐＨが調整される。そして、アルデヒド化合物の除去、脱塩、およびｐＨ調整されたアルコール含有液は、精製アルコール含有液として排出配管２０から排出される。

図４に示す精製装置４の変形例として、前処理アニオン交換塔２４、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂を上層とし、弱塩基性アニオン交換樹脂を下層として充填した複床塔を有するイオン交換システムを備え、前処理アニオン交換塔２４に通液されたアルコール含有液が、複床塔に下降流で通液されるアルコール含有液の精製装置が挙げられる。当該アルコール含有液の精製装置によっても、アルコール含有液の脱塩、およびアルデヒド化合物が除去される。また、前述したように、アルデヒド化合物以外のアミノ酸や有機酸等の除去率が増加する傾向となるため、当該アルコール含有液の精製装置は、アルコール含有液中の不純物を効率的に除去することができる点で、工業用アルコールの精製に好適である。

以下、実施例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
アルコール含有液として、３０ｐｐｍのアセトアルデヒドを含む麦焼酎（ｐＨ４．６、導電率４５．１μＳ／ｃｍ）を用いた。遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、レバチットＡ３６５と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂として、アンバーライト２００ＣＴとを、体積比２：１で混合し、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して混床塔を作製した。

室温、通水速度ＳＶ＝９、弱塩基性アニオン交換樹脂の体積の３０倍量の麦焼酎を混床塔に通液した。通液開始から弱塩基性アニオン交換樹脂の体積の４倍量の処理液を破棄し、残りの処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率、導電率、ｐＨ、風味（香り、味）の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例２）
遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、ピュロライトＡ８３０と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂として、アンバーライト２００ＣＴとを、体積比２：１で混合し、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して混床塔を作製したこと以外は、実施例１と同様の条件として、処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率、導電率、ｐＨ、風味（香り、味）の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例３）
遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、ダイヤイオンＷＡ２０と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂として、アンバーライト２００ＣＴとを、体積比２：１で混合し、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して混床塔を作製したこと以外は、実施例１と同様の条件として、処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率、導電率、ｐＨ、風味（香り、味）の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例４）
遊離塩基形の１級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂として、アンバーライト２００ＣＴとを、体積比２：１で混合し、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して混床塔を作製したこと以外は、実施例１と同様の条件として、処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率、導電率、ｐＨ、風味（香り、味）の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例１）
遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、レバチットＡ３６５と、Ｈ形弱酸性カチオン交換樹脂として、アンバーライトＩＲＣ７６−ＨＧとを、体積比２：１で混合し、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して混床塔を作製したこと以外は、実施例１と同様の条件として、処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率、導電率、ｐＨ、風味（香り、味）の評価を行った。その結果を表１に示す。

実施例１では、アセトアルデヒド除去率が８０％であった。処理液の風味としては、原酒のまろやかな味を維持しながらフルーティーな香りとなった。一方、比較例１は、実施例１と同様なアセトアルデヒド除去率を示したが、処理液の風味としては、後味に少しえぐみが感じられた。これは、比較例１のｐＨが、原酒のｐＨより高いことに加え、原酒からミネラルが除去されなかったためであると考えられる。

処理液の導電率において、実施例１では、５．０μＳ／ｃｍまで低減されたが、比較例１では、２１．３μＳ／ｃｍまでしか低減されなかった。ここで、導電率が低いほど、処理液中のミネラル等の塩類が少ないことを意味している。したがって、実施例１の精製方法は、十分な脱塩性能が有しているが、比較例１の精製方法は、十分な脱塩性能を有していないと言える。

実施例２〜４は、いずれもアルデヒド除去率が８０％以上であった。風味としては、原酒のまろやかな味を維持しながらフルーティーな香りとなったり、すっきりとした味およびフルーティーな香りとなったりした。なお、実施例２，４については、比較例１と同様のｐＨであるが、後味にえぐみは感じられなかった。前述したように、一般的にｐＨが高くなると風味が損なわれる傾向となるが、実施例の精製方法では、原酒からミネラルが充分に除去されているため、ｐＨが高くなっても、えぐみが生じなかったものと考えられる。そして、処理液の導電率において、実施例２〜４では、５．５μＳ／ｃｍ以下の値を示し、いずれも十分な脱塩性能を有していると言える。

（比較例２）
アルコール含有液として、１８ｐｐｍのアセトアルデヒドを含む芋焼酎（ｐＨ４．７、導電率２３．０μＳ／ｃｍ）を用いた。遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、レバチットＡ３６５を２０ｍＬ、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して単床塔を作製した。

室温、通水速度ＳＶ＝１０、弱塩基性アニオン交換樹脂の体積の２０倍量の芋焼酎を単床塔に通液した。通液開始から弱塩基性アニオン交換樹脂の体積の４倍量の処理液を破棄し、残りの処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率、ｐＨ、導電率、風味（香り、味）の評価を行った。その結果を表２に示す。

比較例２では、アセトアルデヒド除去率が９３％であった。風味としては、原酒である芋焼酎の芋の香りを維持しているが、後味にえぐみが感じられた。これは、比較例２のｐＨが、原酒より高いことに加え、原酒からミネラルが除去されなかったためであると考えられる。処理液の導電率において、比較例２では、１４．５μＳ／ｃｍまでしか低減されなかった。したがって、比較例２の精製方法は、十分な脱塩性能を有していないと言える。

（比較例３）
遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、レバチットＡ３６５を２０ｍＬ、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して単床塔を作製したこと以外は、実施例１と同様の条件として、処理液を採取した。処理液について導電率を測定した結果、３１．６μＳ／ｃｍであった。原酒の導電率が４５．１μＳ／ｃｍであることから、比較例３の精製方法は、十分な脱塩性能を有していないと言える。

（実施例５）
アルコール含有液として、９９．５％エタノール溶液に５０ｐｐｍのアセトアルデヒドを添加したサンプル溶液を用いた。遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、レバチットＡ３６５と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂として、アンバージェット２００ＣＴとを、体積比２：１で混合し、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して混床塔を作製した。

室温、通水速度ＳＶ＝１０、弱塩基性アニオン交換樹脂の体積の２０倍量のサンプル溶液を混床塔に通液した。通液開始から弱塩基性アニオン交換樹脂の体積の４倍量の処理液を破棄し、残りの処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率を測定した。その結果を表３に示す。

（実施例６）
遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、ピュロライトＡ８３０と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂として、アンバージェット２００ＣＴとを、体積比２：１で混合し、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して混床塔を作製したこと以外は、実施例５と同様の条件として、処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率を測定した。その結果を表３に示す。

（実施例７）
遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂として、ダイヤイオンＷＡ２０と、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂として、アンバージェット２００ＣＴとを、体積比２：１で混合し、内径１０ｍｍのガラスカラムに充填して混床塔を作製したこと以外は、実施例５と同様の条件として、処理液を採取した。採取した処理液について、アセトアルデヒド除去率を測定した。その結果を表３に示す。

実施例５〜７では、アセトアルデヒド除去率が８９％以上であった。これにより、高濃度アルコールでも、高いアセトアルデヒド除去率を示すことが分かった。

１〜４ 精製装置、１０ アニオン交換塔、１２ カチオン交換塔、１６ 供給配管、１８，１８ａ，１８ｂ 連結配管、２０ 排出配管、２２ イオン交換塔、２４ 前処理アニオン交換塔。

Claims (9)

1. アルコール含有液を遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂、およびＨ形強酸性カチオン交換樹脂に接触させることを特徴とするアルコール含有液の精製方法。
2. 前記アルコール含有液を前記弱塩基性アニオン交換樹脂に接触させた後、前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂に接触させることを特徴とする請求項１に記載のアルコール含有液の精製方法。
3. 前記アルコール含有液を前記弱塩基性アニオン交換樹脂と前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂とを混合したイオン交換樹脂に接触させることを特徴とする請求項１に記載のアルコール含有液の精製方法。
4. 前記アルコール含有液は蒸留酒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルコール含有液の精製方法。
5. 遊離塩基形の１級アミン、および／または、２級アミン弱塩基性アニオン交換樹脂、およびＨ形強酸性カチオン交換樹脂を有するイオン交換システムを有し、アルコール含有液が前記イオン交換システムに通液されることを特徴とするアルコール含有液の精製装置。
6. 前記イオン交換システムは、前記弱塩基性アニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔と、前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂が充填されたカチオン交換塔と、を有し、
   前記アルコール含有液は、前記アニオン交換塔に通液された後、前記カチオン交換塔に通液されることを特徴とする請求項５に記載のアルコール含有液の精製装置。
7. 前記イオン交換システムは、前記弱塩基性アニオン交換樹脂と前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂とが混合充填された混床塔を有し、前記アルコール含有液は、前記混床塔に通液されることを特徴とする請求項５に記載のアルコール含有液の精製装置。
8. 前記イオン交換システムは、前記弱塩基性アニオン交換樹脂を上層とし、前記Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂を下層とした複床塔を有し、前記アルコール含有液は、前記複床塔に下降流で通液されることを特徴とする請求項５に記載のアルコール含有液の精製装置。
9. 前記アルコール含有液は蒸留酒であることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載のアルコール含有液の精製装置。
   

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