JPH04218400A - デキストロースの製造方法及び装置 - Google Patents
デキストロースの製造方法及び装置Info
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- JPH04218400A JPH04218400A JP3086026A JP8602691A JPH04218400A JP H04218400 A JPH04218400 A JP H04218400A JP 3086026 A JP3086026 A JP 3086026A JP 8602691 A JP8602691 A JP 8602691A JP H04218400 A JPH04218400 A JP H04218400A
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-
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- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
- C07H1/06—Separation; Purification
- C07H1/08—Separation; Purification from natural products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/02—Monosaccharides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/20—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of an exo-1,4 alpha-glucosidase, e.g. dextrose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/06—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of starch or raw materials containing starch
- C13K1/08—Purifying
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- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,例えばデキストロース
を製造するための処理食物をナノ濾過する方法及び装置
に関する。
を製造するための処理食物をナノ濾過する方法及び装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】蒸発,冷凍濃縮,または冷凍乾燥は,食
物,薬剤及び生化学工業に使用されるありふれた脱水技
術である。単に水を液体から蒸気に変化させる蒸発は,
蒸発した水1ポンドに対して約1000BTUの入力(
540kcal/kg)を必要とする。一方,水を液体
から固体にする凍結は,各凍結された水1ポンドに対し
て約144BTUを必要とされる。
物,薬剤及び生化学工業に使用されるありふれた脱水技
術である。単に水を液体から蒸気に変化させる蒸発は,
蒸発した水1ポンドに対して約1000BTUの入力(
540kcal/kg)を必要とする。一方,水を液体
から固体にする凍結は,各凍結された水1ポンドに対し
て約144BTUを必要とされる。
【0003】膜濾過は,脱水を成し遂げるために変化を
必要としないので,かなりエネルギーを節約することが
できる。複雑な熱輸送又は熱発生装置を必要としないこ
ともある程度の利点である。わずかに電気エネルギーの
みが,ポンプモータの運転に必要である。もう一つの利
点は,膜濾過は(例えば,微生物の繁殖を防ぎ,又は熱
に不安定な成分の変性を防ぐために)常温又はより低い
温度で行われ,また(例えば,微生物の繁殖問題を抑制
し,濃縮水の粘度を低下させ,輸送コストを下げたり,
もしくは物質輸送を改善するために,高温で行われるこ
とである。小さな分子は普通は,自由にフィルタ膜を通
り抜けるので,フィルタ膜の両側の小さな分子の濃度は
処理中においても略等しく,原供給溶液に略等しい。そ
れゆえ,膜濾過は,他の脱水処理よりも多くの利点を有
する。
必要としないので,かなりエネルギーを節約することが
できる。複雑な熱輸送又は熱発生装置を必要としないこ
ともある程度の利点である。わずかに電気エネルギーの
みが,ポンプモータの運転に必要である。もう一つの利
点は,膜濾過は(例えば,微生物の繁殖を防ぎ,又は熱
に不安定な成分の変性を防ぐために)常温又はより低い
温度で行われ,また(例えば,微生物の繁殖問題を抑制
し,濃縮水の粘度を低下させ,輸送コストを下げたり,
もしくは物質輸送を改善するために,高温で行われるこ
とである。小さな分子は普通は,自由にフィルタ膜を通
り抜けるので,フィルタ膜の両側の小さな分子の濃度は
処理中においても略等しく,原供給溶液に略等しい。そ
れゆえ,膜濾過は,他の脱水処理よりも多くの利点を有
する。
【0004】ムニアチェリアン(Munir Cher
an)による“超濾過ハンドブック(Ultrafil
tration Handbook)”と題するランカ
スタPA17604ニューオランダアベニューのテクノ
ミック出版社(Technomics Publish
ing (Co., Inc .)から出版された本に
は,流体系から2以上の成分を分離する膜濾過について
述べられている。膜は,それを通過する1以上の種の物
質移動を抑制するが,制限され又は調節された通過を許
す選択障壁でもある。膜濾過は,液体流中の溶解された
溶質を分離するために混合物のある成分を通過させる一
方の成分を保持する隔壁を使用している。
an)による“超濾過ハンドブック(Ultrafil
tration Handbook)”と題するランカ
スタPA17604ニューオランダアベニューのテクノ
ミック出版社(Technomics Publish
ing (Co., Inc .)から出版された本に
は,流体系から2以上の成分を分離する膜濾過について
述べられている。膜は,それを通過する1以上の種の物
質移動を抑制するが,制限され又は調節された通過を許
す選択障壁でもある。膜濾過は,液体流中の溶解された
溶質を分離するために混合物のある成分を通過させる一
方の成分を保持する隔壁を使用している。
【0005】膜は多孔質対無多孔質構造によって分類さ
れる。浸透は,膜の両側の水の化学ポテンシャルの差に
応じて,溶媒が希釈液側から半透膜を通って濃縮液側移
動することである。
れる。浸透は,膜の両側の水の化学ポテンシャルの差に
応じて,溶媒が希釈液側から半透膜を通って濃縮液側移
動することである。
【0006】その他の主たる5つの膜分離法は,粒子径
に応じて,可逆的浸透,もしくは超濾過,(ultra
filtratio),マイクロ濾過(microfi
ltration ),透析および電気透析である。可
逆透析または超濾過は,溶解した分子をイオン範囲まで
分離することができる。可逆浸透もしくは過濾過(hy
perfiltration)は,脱水に関係し,一方
,超濾過は微細なコロイド又はサスペンジョンを同時に
濃縮しかつ分別することにより精製する。可逆浸透また
は過濾過は,溶媒(水)自身以外のほとんど全ての成分
を保持する。一方,超濾過は巨大分子即ち約10〜20
0A以上の粒子を保持する。超濾過の操作にはかなり低
い圧力が必要とされるのみである。可逆浸透,超濾過ま
たは過濾過は,相変化または相間物質移送を含まない連
続分子分離法であり,それゆえこれらの処理方法は食料
医薬,生物学的プロセスには重要な処理方法である。以
上の理由及びその他の理由からデキストロースのような
食品の生産に膜濾過を用いると便利である。
に応じて,可逆的浸透,もしくは超濾過,(ultra
filtratio),マイクロ濾過(microfi
ltration ),透析および電気透析である。可
逆透析または超濾過は,溶解した分子をイオン範囲まで
分離することができる。可逆浸透もしくは過濾過(hy
perfiltration)は,脱水に関係し,一方
,超濾過は微細なコロイド又はサスペンジョンを同時に
濃縮しかつ分別することにより精製する。可逆浸透また
は過濾過は,溶媒(水)自身以外のほとんど全ての成分
を保持する。一方,超濾過は巨大分子即ち約10〜20
0A以上の粒子を保持する。超濾過の操作にはかなり低
い圧力が必要とされるのみである。可逆浸透,超濾過ま
たは過濾過は,相変化または相間物質移送を含まない連
続分子分離法であり,それゆえこれらの処理方法は食料
医薬,生物学的プロセスには重要な処理方法である。以
上の理由及びその他の理由からデキストロースのような
食品の生産に膜濾過を用いると便利である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】デキストロース分子は
,マルトース及び小糖類とほとんど同様の性質を有して
いる分子又は他の物質から分離されなければならないの
で,化学供給原料として,デキストロースを用いた場合
に,充分な高純度を有するデキストロースの流れを得る
ことが困難であるとの欠点があった。高純度デキストロ
ース(すなわち,純度が99%より大きい)を製造する
通常の方法は,時間と費用をかけて非常に高濃度のシロ
ップを結晶化する必要があった。それゆえ,安価で高純
度のデキストロース流を供給するために非結晶代替方法
が必要とされる。
,マルトース及び小糖類とほとんど同様の性質を有して
いる分子又は他の物質から分離されなければならないの
で,化学供給原料として,デキストロースを用いた場合
に,充分な高純度を有するデキストロースの流れを得る
ことが困難であるとの欠点があった。高純度デキストロ
ース(すなわち,純度が99%より大きい)を製造する
通常の方法は,時間と費用をかけて非常に高濃度のシロ
ップを結晶化する必要があった。それゆえ,安価で高純
度のデキストロース流を供給するために非結晶代替方法
が必要とされる。
【0008】従来においては,膜は酷似した物質を分離
することはできなかった。可逆浸透膜を通す拡散では,
浄化した水流を提供するためにデキストロース,マルト
ース及び塩を含む溶液を濃縮することができたが,マル
トース及び塩を取り除くことによってデキストロースを
精製することができなかった。一方,従来の超濾過は,
発酵体や化学製品を精製もしくは分離するための手段を
提供はするが,マルトースやデキストロースのようなか
なり酷似した化合物を精製もしくは分離することは困難
であった。
することはできなかった。可逆浸透膜を通す拡散では,
浄化した水流を提供するためにデキストロース,マルト
ース及び塩を含む溶液を濃縮することができたが,マル
トース及び塩を取り除くことによってデキストロースを
精製することができなかった。一方,従来の超濾過は,
発酵体や化学製品を精製もしくは分離するための手段を
提供はするが,マルトースやデキストロースのようなか
なり酷似した化合物を精製もしくは分離することは困難
であった。
【0009】従って,本発明の一つの技術的課題は,化
学供給流を処理し精製する新規な方法及び装置を提供す
ることにある。ここで,本発明の技術的課題は食物加工
において用いられる供給流を精製することである。これ
に関連して,デキストロース供給流を分離及び精製する
方法及び装置を提供することである。
学供給流を処理し精製する新規な方法及び装置を提供す
ることにある。ここで,本発明の技術的課題は食物加工
において用いられる供給流を精製することである。これ
に関連して,デキストロース供給流を分離及び精製する
方法及び装置を提供することである。
【0010】本発明のもう一つの技術的課題は,より速
く,より安く,そしてエネルギー効率よく,デキストロ
ースを製造する方法及び装置を提供することにある。こ
の技術的課題は,食物加工供給流中のデキストロースを
もっとも親密な関係にある成分から分離することにある
。
く,より安く,そしてエネルギー効率よく,デキストロ
ースを製造する方法及び装置を提供することにある。こ
の技術的課題は,食物加工供給流中のデキストロースを
もっとも親密な関係にある成分から分離することにある
。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は,ナノ濾過用膜
を供給流の流入及び流出側もしくは,その近辺に設ける
ことを特徴としている。まず,コーン澱粉の生成得られ
供給流はゼラチン化,デキストリン化及びサッカリン化
の各工程を経由して,グルコースシロップの流れを得る
。この方法で,約95%のデキストロースと5%のこの
糖類及び三糖類からなる純度のグルコースシロップを生
成できる。本発明では,このグルコースシロップを更に
精製し,5%の非デキストロース残留物質の大部分を除
去するためにナノ濾過法を使用する。このナノ濾過工程
の後,99%よりかなり大きな純度を有するデキストロ
ースを含む物質が得られる。
を供給流の流入及び流出側もしくは,その近辺に設ける
ことを特徴としている。まず,コーン澱粉の生成得られ
供給流はゼラチン化,デキストリン化及びサッカリン化
の各工程を経由して,グルコースシロップの流れを得る
。この方法で,約95%のデキストロースと5%のこの
糖類及び三糖類からなる純度のグルコースシロップを生
成できる。本発明では,このグルコースシロップを更に
精製し,5%の非デキストロース残留物質の大部分を除
去するためにナノ濾過法を使用する。このナノ濾過工程
の後,99%よりかなり大きな純度を有するデキストロ
ースを含む物質が得られる。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。図
1に示す特定の供給原料の流れの最初の工程は,デンマ
ーク国,バジュエードノボ工業の酵素部門によって出版
された「ノボハンドブック オブ プラクティカル
バイオテクノロジー」から引用した。供給原料の流
れは,加工されたコーンから製造した澱粉スラリー20
から始まる。このスラリー20は,高温(100℃)で
α−アミラーゼ酵素中にさらされた。このα−アミラー
ゼは,液化工程の一部として澱粉をゼラチン化及び液化
する。 α−アミラーゼの存在で,澱粉は,グルコアミラーゼ酵
素中にさらされたデキストリンシロップを供給するため
に,22と24で夫々示されるゼラチン化とそれからデ
キストリン化する工程でクッキングされる。この工程及
びこの工程に続く工程として符号26で示すように糖化
があり,この工程でグルコースシロップになる。
1に示す特定の供給原料の流れの最初の工程は,デンマ
ーク国,バジュエードノボ工業の酵素部門によって出版
された「ノボハンドブック オブ プラクティカル
バイオテクノロジー」から引用した。供給原料の流
れは,加工されたコーンから製造した澱粉スラリー20
から始まる。このスラリー20は,高温(100℃)で
α−アミラーゼ酵素中にさらされた。このα−アミラー
ゼは,液化工程の一部として澱粉をゼラチン化及び液化
する。 α−アミラーゼの存在で,澱粉は,グルコアミラーゼ酵
素中にさらされたデキストリンシロップを供給するため
に,22と24で夫々示されるゼラチン化とそれからデ
キストリン化する工程でクッキングされる。この工程及
びこの工程に続く工程として符号26で示すように糖化
があり,この工程でグルコースシロップになる。
【0013】この工程は,約95%のデキストロースと
約5%の2又は3糖類からなるグルコースシロップ27
を導く。従来においては,残りの5%の2または3糖類
を除去する簡単な方法はなかった。製造業者は,糖類を
含むグルコースシロップをそのまま販売するかにコスト
上昇となるもう一つの酵素を使用する更なる工程を行っ
ていた。
約5%の2又は3糖類からなるグルコースシロップ27
を導く。従来においては,残りの5%の2または3糖類
を除去する簡単な方法はなかった。製造業者は,糖類を
含むグルコースシロップをそのまま販売するかにコスト
上昇となるもう一つの酵素を使用する更なる工程を行っ
ていた。
【0014】本発明によれば,酵素処理工程は,ナノ濾
過工程によって省略される。さらに,特にグルコースシ
ロップ27は,ナノフィルタ膜28を通り抜ける。この
濾過により,2及び3糖類からデキストロースを分離し
,さらに酵素処理工程よりもきわめて速く低コストでよ
り純粋なデキストロース流を生成する。
過工程によって省略される。さらに,特にグルコースシ
ロップ27は,ナノフィルタ膜28を通り抜ける。この
濾過により,2及び3糖類からデキストロースを分離し
,さらに酵素処理工程よりもきわめて速く低コストでよ
り純粋なデキストロース流を生成する。
【0015】更に詳述すると,ナノ濾過は,可逆浸透膜
と超濾過膜との間の加圧駆動膜を使用している。それは
「ナノフィルタ膜」と呼ばれる。ナノ濾過による除去性
能は,1価アニオンを有する塩やイオン化していない分
子量150以下の有機物質に対しては低く,2価及び多
価アニオンを有する塩及び約300以上の分子量を有す
る有機物質については高い。塩及び砂糖の希釈された流
れに作用させると,これらナノフィルタ膜は1価イオン
に比して砂糖及び2価イオンを保持する。
と超濾過膜との間の加圧駆動膜を使用している。それは
「ナノフィルタ膜」と呼ばれる。ナノ濾過による除去性
能は,1価アニオンを有する塩やイオン化していない分
子量150以下の有機物質に対しては低く,2価及び多
価アニオンを有する塩及び約300以上の分子量を有す
る有機物質については高い。塩及び砂糖の希釈された流
れに作用させると,これらナノフィルタ膜は1価イオン
に比して砂糖及び2価イオンを保持する。
【0016】驚くべきことに,高濃度デキストロース供
給流に使ったとき,これらのナノフィルタ膜は原料の供
給流よりも非常に高純度の初期透過デキストリン供給流
を主成するということを発見した。さらに,下流処理工
程において用いられるとき,これらの膜は2糖類及びよ
り高価な糖類を除去するのみではなく,ある程度2価塩
を取り除き,それによって高純度生成物を生じることが
分った。
給流に使ったとき,これらのナノフィルタ膜は原料の供
給流よりも非常に高純度の初期透過デキストリン供給流
を主成するということを発見した。さらに,下流処理工
程において用いられるとき,これらの膜は2糖類及びよ
り高価な糖類を除去するのみではなく,ある程度2価塩
を取り除き,それによって高純度生成物を生じることが
分った。
【0017】現在,ミネアポリス,NM 55435
,7200オームズレーンにあるフィルムテック社は2
種のナノフィルタ膜,NF70及びNF50(NFはナ
ノフィルタの略称である)を市販している。各々の膜は
定量できないが負の表面電荷を有する。フィルタ膜NF
70は,網状構造の若香族性ポリアミドである。NF4
0とNF70は類似しているが,NF40膜は幾分Na
Cl除去能力に劣る。このことは,NF40の膜の有す
る細孔が幾分NF70膜の有する細孔よりも大きいこと
を示している。例としてフィルムテック社によれば,ナ
ノフィルタ膜NF70は表1,表2,表3に示されてい
るとおりである。
,7200オームズレーンにあるフィルムテック社は2
種のナノフィルタ膜,NF70及びNF50(NFはナ
ノフィルタの略称である)を市販している。各々の膜は
定量できないが負の表面電荷を有する。フィルタ膜NF
70は,網状構造の若香族性ポリアミドである。NF4
0とNF70は類似しているが,NF40膜は幾分Na
Cl除去能力に劣る。このことは,NF40の膜の有す
る細孔が幾分NF70膜の有する細孔よりも大きいこと
を示している。例としてフィルムテック社によれば,ナ
ノフィルタ膜NF70は表1,表2,表3に示されてい
るとおりである。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】フィルムテック社のナノフィルタ膜の操作
条件および性能の一例を表4に示す。
条件および性能の一例を表4に示す。
【0022】
【表4】
【0023】ナノフィルタ膜の他の製造元は,ミネソタ
55428,ニューホープ4974カントリーロード1
8ノース,ニューホープにあるフィルトレーションエン
ジニアリング社(Filtration Engine
ering Co.,Inc) である。フィルトレー
ションエンジニアリング社のFE−700−002膜は
,同社によれば,低分子量分子間に弁別可能な除去特性
を有する網状構造のポリアミドである。この膜の除去性
能は可逆浸透と超濾過の間の特性を有している。膜の細
孔構造は,NaCl及びCaSO4 間の分離を可能と
する。この膜の有用性は,除去物の濃縮能力によって,
増大する。
55428,ニューホープ4974カントリーロード1
8ノース,ニューホープにあるフィルトレーションエン
ジニアリング社(Filtration Engine
ering Co.,Inc) である。フィルトレー
ションエンジニアリング社のFE−700−002膜は
,同社によれば,低分子量分子間に弁別可能な除去特性
を有する網状構造のポリアミドである。この膜の除去性
能は可逆浸透と超濾過の間の特性を有している。膜の細
孔構造は,NaCl及びCaSO4 間の分離を可能と
する。この膜の有用性は,除去物の濃縮能力によって,
増大する。
【0024】この膜はpHの変化,イオン強度,温度の
ようなプロセスの流れパラメータにおいて,ユーザにか
なりの自由度を与える。FE−700−002膜の特性
は表5のとおりである。
ようなプロセスの流れパラメータにおいて,ユーザにか
なりの自由度を与える。FE−700−002膜の特性
は表5のとおりである。
【0025】
【表5】
【0026】オスモニック社は実験膜として「オスモM
X−06」を製造している。これはフィルトレーション
エンジニアリング膜に類似した薄いフィルムである。し
かしながら,この膜の仕様は公表されていない。ナノフ
ィルタ膜全部について,硫酸マグネシウムの除去能力は
かなり高く(90〜98%)一方,塩化ナトリウムの除
去能力は50%以下の範囲にある。これらの膜は負に帯
電しているので,主に溶質の除去を決定するものはアニ
オン反発である。例えば,塩化カルシウムの除去能力は
,塩化ナトリウムのそれとほぼ同じ(低くさえある)で
あり,一方,硫酸ナトリウムの除去能力は硫酸マグネシ
ウムの除去能力と同様である。2価及び多価アニオンは
充分除去される。高荷電カチオンが,ナノフィルタ膜と
相互に作用して正の全表面電荷を与えるとの知られてい
ないケースが判明した。一般的に本発明によれば,所要
の低分子量化合物又は分子の5.0〜50%溶液は,約
600PSIの圧力以下でナノフィルタ膜へ供給される
。低分子量とは500MW以下である。生成物は膜を透
過し,一方種々の大きな分子は通過できず,膜に保持さ
れる。膜を通過するどんな分子の量は,供給流中の分子
の分子量は,分子量,イオン電荷,濃度に依存する。 本発明の実験を行う間に,デキストロースは低濃度にお
いては,膜に保持される。しかしながら,28%のデキ
ストロースが使用されたとき,デキストロースはある程
度浸透し,一方,より分子量の大きなオリゴ糖は捕獲さ
れる。
X−06」を製造している。これはフィルトレーション
エンジニアリング膜に類似した薄いフィルムである。し
かしながら,この膜の仕様は公表されていない。ナノフ
ィルタ膜全部について,硫酸マグネシウムの除去能力は
かなり高く(90〜98%)一方,塩化ナトリウムの除
去能力は50%以下の範囲にある。これらの膜は負に帯
電しているので,主に溶質の除去を決定するものはアニ
オン反発である。例えば,塩化カルシウムの除去能力は
,塩化ナトリウムのそれとほぼ同じ(低くさえある)で
あり,一方,硫酸ナトリウムの除去能力は硫酸マグネシ
ウムの除去能力と同様である。2価及び多価アニオンは
充分除去される。高荷電カチオンが,ナノフィルタ膜と
相互に作用して正の全表面電荷を与えるとの知られてい
ないケースが判明した。一般的に本発明によれば,所要
の低分子量化合物又は分子の5.0〜50%溶液は,約
600PSIの圧力以下でナノフィルタ膜へ供給される
。低分子量とは500MW以下である。生成物は膜を透
過し,一方種々の大きな分子は通過できず,膜に保持さ
れる。膜を通過するどんな分子の量は,供給流中の分子
の分子量は,分子量,イオン電荷,濃度に依存する。 本発明の実験を行う間に,デキストロースは低濃度にお
いては,膜に保持される。しかしながら,28%のデキ
ストロースが使用されたとき,デキストロースはある程
度浸透し,一方,より分子量の大きなオリゴ糖は捕獲さ
れる。
【0027】乳酸のような有機酸塩の場合,塩又は遊離
酸として存在するかいなかに依存して,多少浸透液流中
にあらわれる。この流れは,塩として存在する場合より
も,遊離酸としての方が速く膜を浸透する。
酸として存在するかいなかに依存して,多少浸透液流中
にあらわれる。この流れは,塩として存在する場合より
も,遊離酸としての方が速く膜を浸透する。
【0028】図2は,製品名「オスモ19T」なる実験
装置を示している。この装置は,次のような動作例の実
験を行わせるために,実験室で用いられた。この装置は
,グルコースシロップ27を貯える開口タンク50を有
している。この開口タンク50は,供給ポンプ52と圧
力ポンプ54を通って膜容器56に結合されている。 圧力計58は毎分4〜5ガロンで約450PSIに維持
されている。適当なバルブ手段60は,ポンプ54を通
過した供給流の一部分を新たに入力される供給流と混合
するために,矢印Aで示されるフィードバックループを
形成するように限定された流路を与える。この限定され
た流れは,ラインの圧力を450PSIに調整するため
の緩ショウともなる。膜容器56はステンレススチール
管と考えてよい。その内部には,流入側と流出側室に分
割するように,直径方向に拡がった膜を有する。両室は
膜を通してのみ連通される。膜はデキストロースよりも
大きな粒子を通さないストレーサと考えてさしつかえな
い。実際には,膜は複雑な螺線形状である。とくかく,
原料は,膜の流入側室で容器56にはいり,膜を通過し
,そして62で浸透液として流れ側室から出る。何か小
さな分子は,このプロセスの早い段階で除去されている
ので,62での浸透液はほとんど純粋のデキストロース
である。それゆえ,膜の流入側で,膜を通過しなかった
物質は膜をつまらせる。この目詰りをさけるために,物
質即ち「残留物」の一部を流入側からパイプ64を通っ
てタンクに戻す。圧力計66は,約430PSIにセッ
トされ,これにより,膜の両側に20PSIの差を生じ
る。バイブ68は,戻される残留物の量を調整するため
にセットされている。
装置を示している。この装置は,次のような動作例の実
験を行わせるために,実験室で用いられた。この装置は
,グルコースシロップ27を貯える開口タンク50を有
している。この開口タンク50は,供給ポンプ52と圧
力ポンプ54を通って膜容器56に結合されている。 圧力計58は毎分4〜5ガロンで約450PSIに維持
されている。適当なバルブ手段60は,ポンプ54を通
過した供給流の一部分を新たに入力される供給流と混合
するために,矢印Aで示されるフィードバックループを
形成するように限定された流路を与える。この限定され
た流れは,ラインの圧力を450PSIに調整するため
の緩ショウともなる。膜容器56はステンレススチール
管と考えてよい。その内部には,流入側と流出側室に分
割するように,直径方向に拡がった膜を有する。両室は
膜を通してのみ連通される。膜はデキストロースよりも
大きな粒子を通さないストレーサと考えてさしつかえな
い。実際には,膜は複雑な螺線形状である。とくかく,
原料は,膜の流入側室で容器56にはいり,膜を通過し
,そして62で浸透液として流れ側室から出る。何か小
さな分子は,このプロセスの早い段階で除去されている
ので,62での浸透液はほとんど純粋のデキストロース
である。それゆえ,膜の流入側で,膜を通過しなかった
物質は膜をつまらせる。この目詰りをさけるために,物
質即ち「残留物」の一部を流入側からパイプ64を通っ
てタンクに戻す。圧力計66は,約430PSIにセッ
トされ,これにより,膜の両側に20PSIの差を生じ
る。バイブ68は,戻される残留物の量を調整するため
にセットされている。
【0029】パイロットシステム(図3)は量の生産の
試験をするために工場に設置される。この例において,
グルコースシロップ27は,供給パイプ70をから入り
,ポンプ72を通り,流量計74を経て容器56とほぼ
同様に設計された膜タンク容器76へ供給される。圧力
計74は,膜への流入圧力を制御する。循環ループ(矢
印Bで示される)はバルブ80によって制御されている
流れを有する。
試験をするために工場に設置される。この例において,
グルコースシロップ27は,供給パイプ70をから入り
,ポンプ72を通り,流量計74を経て容器56とほぼ
同様に設計された膜タンク容器76へ供給される。圧力
計74は,膜への流入圧力を制御する。循環ループ(矢
印Bで示される)はバルブ80によって制御されている
流れを有する。
【0030】精製されたデキストロース生成物の流出は
符号82で示される。圧力計84は圧力計66と同様の
方法によって膜の背圧を維持している。圧力制御弁86
は,圧力計84の読みを所要圧力に維持するように調節
されている。残留物の一部は88で,ポンプ72の流入
側に循環される。もう一つのバルブ90は,残留物の一
部を取り出すように設定されている。この取り出された
物質は,図1の工程中の適当な上流点に戻したり,もし
くは,実質的に純粋なデキストロース以外の生成物を製
造するために用いても良い。
符号82で示される。圧力計84は圧力計66と同様の
方法によって膜の背圧を維持している。圧力制御弁86
は,圧力計84の読みを所要圧力に維持するように調節
されている。残留物の一部は88で,ポンプ72の流入
側に循環される。もう一つのバルブ90は,残留物の一
部を取り出すように設定されている。この取り出された
物質は,図1の工程中の適当な上流点に戻したり,もし
くは,実質的に純粋なデキストロース以外の生成物を製
造するために用いても良い。
【0031】例1
オスモ19Tパイロットシステムを用い,サッカリ
ン化されたコーン澱粉から導かれた供給流のデキストリ
ン精製のために,3種の膜が試験された。その結果を表
6,表7に示す。
ン化されたコーン澱粉から導かれた供給流のデキストリ
ン精製のために,3種の膜が試験された。その結果を表
6,表7に示す。
【0032】
【表6】
【0033】
【表7】
【0034】例2
より大規模の実験をフィルトレーションエンジニア
リング社のUO膜を用いて行った。生産規模の操業での
濾過を決定するために,連続運転システムが決定された
。 膜は,1000平方フィートの濾過面積を有している。 この結果は表8に示されている。
リング社のUO膜を用いて行った。生産規模の操業での
濾過を決定するために,連続運転システムが決定された
。 膜は,1000平方フィートの濾過面積を有している。 この結果は表8に示されている。
【0035】
【表8】
【0036】毎日の平均は生成物と原料比の一日平均は
,表9に示されている。
,表9に示されている。
【0037】
【表9】
【0038】例3
乾燥固体量の異るデキストロース液20ガロンのバ
ッチをオスモ19T試験システムについて,フィルムテ
ック社NF−40膜を用いて処理した。その処理条件,
供給及び生成物流の流量と純度は表10に示されている
。
ッチをオスモ19T試験システムについて,フィルムテ
ック社NF−40膜を用いて処理した。その処理条件,
供給及び生成物流の流量と純度は表10に示されている
。
【0039】
【表10】
【0040】例4
例2で使用したものと同様なシステムから5日後に
得られた結果を表11,表12に示す。
得られた結果を表11,表12に示す。
【0041】
【表11】
【0042】
【表12】
【0043】例5
約36%の乳酸イオンを含む濃縮500,000M
Wの超濾過したLactobacillus Case
i 発酵培養液を,約10%の乳酸に希釈し,超濾過(
50,000挿入分子量)し,そしてpHを6.0及び
2.3に硫酸で調整後ナノ濾過した。例5で使用した発
酵培溶液は1L 当り140gのデキストロース,5g
/L の抽出イースト,1L 当り30gの水洗乾燥固
体および1L 当り(NH4 )2 PO4 を1グラ
ムを含有している溶液を48時間発酵して得られた。こ
のもろみは,pHコントロールのために加えられたアン
モニアを含むLactobacillus Casei
亜種rhamnosus で,pH6.0,100℃
にて発酵された。デキストロースの全部が発酵したとき
,培溶液を超濾過し,36%乳酸イオンに濃縮した。
Wの超濾過したLactobacillus Case
i 発酵培養液を,約10%の乳酸に希釈し,超濾過(
50,000挿入分子量)し,そしてpHを6.0及び
2.3に硫酸で調整後ナノ濾過した。例5で使用した発
酵培溶液は1L 当り140gのデキストロース,5g
/L の抽出イースト,1L 当り30gの水洗乾燥固
体および1L 当り(NH4 )2 PO4 を1グラ
ムを含有している溶液を48時間発酵して得られた。こ
のもろみは,pHコントロールのために加えられたアン
モニアを含むLactobacillus Casei
亜種rhamnosus で,pH6.0,100℃
にて発酵された。デキストロースの全部が発酵したとき
,培溶液を超濾過し,36%乳酸イオンに濃縮した。
【0044】この例は,オスモMXO6膜をもつオスモ
19Tパイロットシステムによって,ほぼ400PSI
,45℃にて行なわれた。超濾過した物質(A)の試料
,pH6でナノ濾過された物質(B)及びpH2.3で
ナノ濾過された物質(C)は,全て,その後の処理のた
めにpH2.4に調整され,乳酸20〜30%の間の濃
度に濃縮された。これらのサンプルをHPLC(高圧液
体クロマトグラフィ)分析し,その結果を表13に示す
。
19Tパイロットシステムによって,ほぼ400PSI
,45℃にて行なわれた。超濾過した物質(A)の試料
,pH6でナノ濾過された物質(B)及びpH2.3で
ナノ濾過された物質(C)は,全て,その後の処理のた
めにpH2.4に調整され,乳酸20〜30%の間の濃
度に濃縮された。これらのサンプルをHPLC(高圧液
体クロマトグラフィ)分析し,その結果を表13に示す
。
【0045】
【表13】
【0046】表13からわかるように,ナノフィルタ膜
によって2糖類の大部分は取り除かれ,いくらかの単糖
類が取り除かれている。また,乳酸がイオン化しないp
Hにおいて,浸透液中の乳酸対無機塩の比が増加し,そ
れによって高い精製率が得られる。
によって2糖類の大部分は取り除かれ,いくらかの単糖
類が取り除かれている。また,乳酸がイオン化しないp
Hにおいて,浸透液中の乳酸対無機塩の比が増加し,そ
れによって高い精製率が得られる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
ナノ濾過を用いることによって,低コスト,低エネルギ
ー消費にて99%を充分に越える純度を有するデキスト
ロースを容易に提供することができる。
ナノ濾過を用いることによって,低コスト,低エネルギ
ー消費にて99%を充分に越える純度を有するデキスト
ロースを容易に提供することができる。
【図1】本発明に係るデキストロースの製造工程を示す
図である。
図である。
【図2】ミネソタのオスミックミネトンカ会社の「オス
モ19T」と示される装置を示す図である。
モ19T」と示される装置を示す図である。
【図3】本発明を実施するためのプラトンに用いられる
パイロットシステムのフローチャート図である。
パイロットシステムのフローチャート図である。
20 澱粉スラリー
22 ゼラチン化
23 デキストリン化
26 糖化
27 グルコースシロップ
28 ナノフィルタ膜
50 タンク
54 圧力ポンプ
56 容器
58 圧力計
60 バルブ手段
66 圧力計
68 バルブ
70 供給パイプ
72 ポンプ
74 圧力計
76 膜タンク容器
80 バルブ
84 圧力計
86 圧力制御弁
90 バルブ
Claims (22)
- 【請求項1】 高純度デキストロースを製造する方法
において, (a)コーン澱粉スラリーを形成する工程と,(b)前
記コーン澱粉スラリーをゼラチン化及びデキストリン化
させるに充分な時間,α−アミラーゼの存在化でクッキ
ングする工程と, (c)前記(b)工程でデキストリン化され生成物をグ
ルコアミラーゼ酵素で60℃にて処理して糖化し,結果
物としてグルコーズシロップを生成する工程と,(d)
前記グルコースシロップをナノ濾過して,高純度デキス
トロースを製造する工程とを含むことを特徴とするデキ
ストロースの製造方法。 - 【請求項2】 請求項1のデキストロースの製造方法
において,前記(d)工程のナノ濾過は,デキストロー
ス分子を透過させるが2糖類又は3糖類の分子を透過さ
せない大きさの細孔を有する膜を通して前記グルコース
シロップを通過させる工程を含むことを特徴とするデキ
ストロースの製造方法。 - 【請求項3】 請求項1のデキストロースの製造方法
において,前記(d)工程のナノ濾過として,400〜
425PSIの圧力及び120°F〜145°Fの温度
範囲内で前記グルコースシロップをナノフィルタ膜によ
って濾過する工程を含むことを特徴とするデキストロー
スの製造方法。 - 【請求項4】 請求項1のデキストロースの製造方法
において,前記(d)工程のナノ濾過として,実質的に
96〜99.7%の範囲の純度のデキストロース溶液を
通過するナノフィルタ膜を用いて,前記グルコースシロ
ップを濾過する工程を含むことを特徴とするデキストロ
ースの製造方法。 - 【請求項5】 請求項1のデキストロースの製造方法
において,前記(d)工程のナノ濾過は,純度が少なく
とも90%のデキストロース溶液を透過させるナノフィ
ルタ膜を用いて,前記グルコースシロップを濾過する工
程を含むことを特徴とするデキストロースの製造方法。 - 【請求項6】 請求項3のデキストロースの製造方法
において,精製される有機酸溶液のpHが当該有機酸の
pK以下であることを特徴とするデキストロースの製造
方法。 - 【請求項7】 請求項6のデキストロースの製造方法
において,前記有機酸のpKより1小さなpHでナノ濾
過する工程を有することを特徴とするデキストロースの
製造方法。 - 【請求項8】 請求項6のデキストロースの製造方法
において,前記pHを実質的に2.3〜2.4の範囲内
に調製する工程を含むことを特徴とするデキストロース
の製造方法。 - 【請求項9】 請求項6のデキストロースの製造方法
において,10%乳酸塩を含むナノ濾過されたLact
obacillus Casei 培養液を供給し,希
釈された乳酸イオンをナノ濾過する工程を有することを
特徴とするデキストロースの製造方法。 - 【請求項10】 デキストロースと2糖類及び3糖類
とのグルコースシロップ混合物を含む原料を精製する方
法であって,前記精製方法は,網状構造を有するポリア
ミドからなるナノフィルタ膜によって,前記原料をナノ
濾過する工程を含み,前記ナノフィルタ膜は,以下(イ
)乃至(ニ)の特性を有することを特徴とする方法。 (イ)約43L /m2 /hrの浸透流生成圧が4〜
20バール以内。 (ロ)操業pHが2〜10の範囲内。 (ハ)最大温度が45℃。 (ニ)溶質除去率が,NaClに対して40−70%,
MgSO4 に対して90〜98%,グルコースに対し
て90〜98%ショ糖に対して98〜99%。 - 【請求項11】 デキストロースと2糖類及び3糖類
とのグルコースシロップ混合物を含む原料を精製する方
法であって,前記混合物を,網状構造のポリアミドから
なるナノフィルタ膜を透過させる工程を含み,前記ナノ
フィルタ膜は,以下(ホ)の分子通過特性を有すること
を特徴とする方法。 (ホ)NaCl95%,乳酸0−4%,MgSO4 5
%,CaCl2 70%,リン酸カルシウム20〜60
%,クエン酸10〜95%,酢酸10〜95%。 - 【請求項12】 請求項10の方法において,前記ナ
ノフィルタ膜は,少なくとも分子量500を有する分子
のうちの約95%を除去することを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項10の方法において,前記ナ
ノフィルタ膜は,分子量が200を越えない分子の約5
%を除去することを特徴とする方法。 - 【請求項14】 少くとも一部がデキストロースの分
子量範囲にある固体原料と溶媒とからなる供給流を処理
する装置において,前記装置は,容器と,この容器内に
設けられ,当該容器内を入口側と出口側とに分割し,こ
の両側間の唯一の通路を形成するとともに,デキストロ
ース分子の大きさよりも大きなものを排除し,より小さ
なものを通過させる細孔を有し,ナノフィルタ膜と,前
記入口側と出口側間の予め定められた圧力差によって,
前記供給流が前記容器を通るように導入するための手段
と,前記容器の上流側に設けられた前記導入手段へ前記
入口側の原料の一部をフィールドバックする手段と,前
記入口側にある前記原料のあるものを取り出す手段とを
備えたことを特徴とする装置。 - 【請求項15】 請求項14の装置において,前記圧
力差は,ほぼ20[ポンド/インチ]であることを特徴
とする装置。 - 【請求項16】 請求項14の装置において,前記ナ
ノ濾過は,実質的に96〜99.7%の範囲のデキスト
ロース純度をもつ溶液を透過させるナノフィルタ膜によ
って,前記グルコースシロップを濾過する工程を含むこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項17】 請求項14の装置において,前記供
給流はグルコースシロップであり,前記ナノフィルタ膜
は少くとも99%のデキストロース純度を有する乾燥固
体を通過させることを特徴とする装置。 - 【請求項18】 請求項14の装置において,有機酸
溶液のpHは少くとも当該有機酸のpK以下であること
を特徴とする装置。 - 【請求項19】 請求項14の装置において,前記ナ
ノフィルタ膜は,網状構造のポリアミドからなり,以下
(ヘ)乃至(リ)の特性を有することを特徴とする装置
。 (ヘ)約43L /m2 /hの浸透流生成圧が4〜2
0バールの範囲内。 (ト)操業pHが2〜10であること。 (チ)最大温度が45℃あること。 (リ)溶質除去率が,NaClに対して40〜70%,
MgSO4 に対して90〜98%,グルコースに対し
て90〜98,ショ糖に対して98〜99%であること
。 - 【請求項20】 請求項14の装置において,前記ナ
ノフィルタ膜は,網状構造のポリアミドからなり,近似
的に以下(ヌ)の分子通過特性を有することを特徴とす
る装置。 (ヌ)NaClに対して95%,乳酸に対して0〜4%
,MgSO4 に対して5%,塩化カルシウムに対して
70%,リン酸カルシウムに対して20〜60%,クエ
ン酸10〜95%,及び酢酸10〜95%。 - 【請求項21】 請求項14の装置において,前記ナ
ノフィルタ膜は分子量が少なくとも500の有分子のう
ちの約95%を除去することを特徴とする装置。 - 【請求項22】 請求項14の装置において,前記ナ
ノフィルタ膜は,分子量が200を越えない分子の約5
%を除去することを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US49834490A | 1990-03-23 | 1990-03-23 | |
| US07/498344 | 1990-03-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218400A true JPH04218400A (ja) | 1992-08-07 |
Family
ID=23980686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3086026A Withdrawn JPH04218400A (ja) | 1990-03-23 | 1991-03-25 | デキストロースの製造方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5869297A (ja) |
| EP (1) | EP0452238A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04218400A (ja) |
| AR (1) | AR246985A1 (ja) |
| CA (1) | CA2038485A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005533494A (ja) * | 2002-06-27 | 2005-11-10 | ダニスコ スイートナーズ オイ | 糖の結晶化 |
| JP4756232B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2011-08-24 | ダニスコ スイートナーズ オイ | 分離プロセス |
| JP2013501825A (ja) * | 2009-08-11 | 2013-01-17 | エフピーイノベイションズ | ナノ結晶性セルロース製造からの廃液の流れの分画 |
| JP2023537404A (ja) * | 2021-05-25 | 2023-08-31 | 浙江▲華▼康葯▲業▼股▲フン▼有限公司 | コーンスターチを用いたエリスリトール・液状ソルビトール同時生産システム及び方法 |
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| US5773076A (en) * | 1996-02-01 | 1998-06-30 | A.E. Staley Manufacturing Company | Process for recovery of insoluble protein from steep water |
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| FR2762616B1 (fr) * | 1997-04-28 | 1999-07-16 | Roquette Freres | Procede de fabrication d'un hydrolysat d'amidon a haute teneur en dextrose |
| US6329182B1 (en) * | 1997-11-26 | 2001-12-11 | Novozymes A/S | Method of producing oligosaccharide syrups, a system for producing the same and oligosaccharide syrups |
| US6129788A (en) * | 1997-11-26 | 2000-10-10 | Novo Nordisk A/S | Method of producing saccharide preparations |
| US5853487A (en) * | 1998-04-27 | 1998-12-29 | Roquette Freres | Process for producing low de starch hydrolysates by nanofiltration fractionation and blending of resultant products, preferably in liquid form, with other carbohydrates |
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- 1991-03-21 EP EP19910460016 patent/EP0452238A3/en not_active Withdrawn
- 1991-03-22 AR AR91319291A patent/AR246985A1/es active
- 1991-03-25 JP JP3086026A patent/JPH04218400A/ja not_active Withdrawn
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1992
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| EP0452238A2 (en) | 1991-10-16 |
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