JPH04262786A - 粒状のクエン酸およびその塩の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】クエン酸は食品酸味剤として、ならびに
薬学、工業および洗剤配合剤において使用される吸湿性
の有機酸である。クエン酸を配合した液体洗剤の人気が
増大したので、この商業的に価値ある有機酸の成長が主
要な責任となっている。

【０００２】クエン酸は、基質としての糖蜜または糖、
たとえばブドウ糖、果糖もしくはショ糖、または転化乳
糖と生物触媒としての菌類たとえばクロカビ（Ａｓｐｅ
ｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ）または酵母たとえばカンデ
ィダ・リポリチカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ｌｉｐｏｌｙｔｉ
ｃａ）を使用する培養発酵法により商業的に生産されて
いる。この発酵生成物は典型的には消費された微生物の
生物体、炭水化物、アミノ酸、タンパク質および塩類、
ならびにクエン酸を含有しており、これを発酵培養液か
ら分離して純粋な生成物を得なければならない。

【０００３】クエン酸塩、特にナトリウム塩はキーレー
ト剤、風味増強剤、ならびにクエン酸より高いｐＨが必
要な薬学的、食品および工業的応用面における緩衝剤と
しての使用に適している。これらの塩は典型的にはクエ
ン酸溶液を適当なカチオンを有する塩基、たとえば　Ｎ
ａＯＨ　で中和して製造される。

【０００４】文献は、不純な発酵培養液の精製のための
多くの技術を記載している。公刊された文献の中でも、
ヘキスト社（Ｈｏｅｃｈｓｔ　ＡＧ）の公開ヨーロッパ
特許出願１６７，９５７は酸の溶液を弱塩基性の吸着剤
、イオン交換樹脂、好ましくは第３級アミノ基を含有す
るものと接触させ、ついで水および／または水蒸気を用
いて酸を脱着させることにより、無水酸性化合物を単離
する方法を開示している。

【０００５】ベンキーザー社（Ｂｅｎｃｋｉｓｅｒ　Ｇ
ｍｂＨ）の公開明細書　ＤＥ　３５０２９２４には膜濾
過、好ましくは限外濾過を非イオン性樹脂、たとえばポ
リスチレンまたはポリアクリルアミド上への不純物の吸
着および結晶化とともに含むクエン酸の精製方法が記載
されている。

【０００６】米国特許４，８５１，５７３には、発酵培
養液を第　３級アミン官能性基またはピリジン官能性基
と架橋したアクリル樹脂またはスチレン樹脂の基剤とを
有する弱塩基性アニオン交換樹脂の水不溶性の巨大膜構
造ゲルと接触させてクエン酸をその培養液から分離する
方法が開示されている。クエン酸は水または希硫酸によ
り脱着させる。

【０００７】ヨーロッパ特許明細書１６３，８３６は、
スプレーノズルを用いて造粒する物質のスラリー／溶液
を流動床にスプレー導入して顆粒を形成させる工程を含
む、狭い粒径分布を有する顆粒の連続的製造方法を開示
している。流動床からオフガスとともに逸散する微細な
物質は分離してその後の顆粒形成用の核として流動床に
戻し、選別用の気体流を調整して所望のサイズの顆粒を
形成させる。流動床装置の流入板に組み込まれた１個ま
たは２個以上の向流重力選別器を通して完成した顆粒を
放出する。この手法で造粒し得るとして開示されている
物質の中にはクエン酸がある。

【０００８】バニール（Ｂａｎｉｅｌ）らの米国特許４
，２７５，２３４は、水溶液を水不溶性の有機溶媒とこ
れに溶解している少なくとも１種のその炭素原子の凝集
数が少なくとも２０である第２級または第３級アミンと
よりなる水不溶性の抽出剤と接触させる第１の抽出段階
と、元の水溶液から分離した有機抽出剤を水性液体で、
第１の抽出段階の温度より少なくとも２０℃高い温度で
除去する逆抽出段階とよりなる抽出工程による有機酸の
その水溶液からの回収方法を記載している。

【０００９】クエン酸発酵培養液の精製に使用する他の
方法にはイオン交換、ナノ濾過、およびいわゆる石灰／
硫酸法、すなわち、適当なカルシウムイオン源、たとえ
ば水酸化カルシウム（石灰）を添加して僅かに溶解する
クエン酸のカルシウム塩を形成させることによりクエン
酸を回収する方法が含まれる。この沈澱をさらに硫酸で
処理して硫酸カルシウム（石膏）と遊離の酸の溶液とを
得る方法により精製する。

【００１０】クエン酸の製造中に予備的な精製段階を使
用するにも拘わらず、その製造の最終段階は典型的には
蒸発、結晶化および遠心装置を含む一連の結晶化段階を
包含する。慣用の結晶化の組み立ては、バッチ真空パン
蒸発器または補助的な貯槽系および適当な遠心装置と組
み合わせた強制循環蒸発器よりなるものである。これら
の系内では、形成された結晶を母液から分離して、バッ
チ的操作でも連続的操作でも実行し得る次の結晶化段階
に進行する。

【００１１】

【発明の概要】本発明は、基質としての適当な炭素源／
水素源の適当な微生物の存在下における発酵によりクエ
ン酸含有発酵培養液を製造する工程を含む、クエン酸顆
粒またはクエン酸塩顆粒の製造方法である。微生物の生
物体残留物を分離したのちに、この方法は典型的にはク
エン酸の量を基準にして少なくとも約２重量％の未反応
の基質と発酵副生成物とを残すであろうが、この発酵培
養液を流動床装置の室に注入し、ここで注入した物質を
上昇する空気流に懸濁させることにより適当な種物質と
接触させてクエン酸の顆粒を形成させる。これらの顆粒
は、結晶化技術により製造した粒状クエン酸と比較して
改良されたばら積み取り扱い特性を有することが見いだ
された。たとえば超遠心によりさらに生成すれば、水に
溶解して透明な溶液を与え、したがって飲料の目的に適
したクエン酸顆粒が得られる。追加の精製段階、たとえ
ば石灰‐硫酸法、液液抽出、樹脂吸着、膜精製および電
気透析にかけた発酵培養液のスプレー造粒により、結晶
化を受けた物質と比較して改良された流動特性を有する
顆粒が得られる。

【００１２】塩が望ましい場合には、所望のカチオンを
含有する塩基でクエン酸溶液を中和する。いかなるアル
カリ金属またはアルカリ土類金属の塩も製造することが
できるが、最適の性能と低いコストとのためにナトリウ
ム塩が好ましい。適当な塩基には、Ｍ　がアルカリ金属
またはアルカリ土類のカチオンであり、ｎ　が１または
２　であるとして、Ｍ（ＯＨ）ｎ、（Ｍ）ｎＣＯ３およ
び　Ｍ（ＨＣＯ３）ｎが含まれる。典型的には、この中
和段階は粗クエン酸溶液を所望の程度に精製したのちに
実施する。

【００１３】

【発明の記述】クエン酸は典型的には炭素源および水素
源としての適当な基質、たとえばブドウ糖、ショ糖、乳
糖、糖蜜またはパラフィンの発酵により製造する。微生
物、たとえばクロカビ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎｉ
ｇｅｒ）種の菌の適当な株は、基質のクエン酸への異化
により発酵を進行させる原因となる。この工程により、
クエン酸を菌の生物体を含む多量の不純物とともに含有
する粗発酵培養液が形成される。この発酵培養液は、典
型的には、最終生成物を与える結晶化を含む多段階法に
より精製する。結晶化は、経費が加わるという欠点と、
再循環させるかまたはさらに精製しなければならない残
留母液に関する問題とを有している。加えて、結晶化し
た物質も破砕して微細物となる傾向を有している。現状
では、クエン酸はばら積みで市販されてはいない。より
有意には、結晶化した物質はケーキ化して、ケーキ化お
よびひび割れによる貧弱な流動特性を示す傾向を有する
。現状では、全ての市販のクエン酸はある種の型の水分
障壁を備えた１トンまたはそれ以下の小形の容器に充填
されている。全てのばら積み移送装置は、クエン酸を扱
う場合にはその結晶の破砕が容易であるために最小化さ
れている。スプレー造粒技術で発酵培養液の含有クエン
酸を回収することにより、これらのばら積み処理の困難
さを軽減し得ることがここに見いだされた。クエン酸は
十分にスプレー乾燥することはできないが、使用するク
エン酸流の純度の状態とは無関係に、スプレー造粒によ
り優れたばら積み処理性を有するクエン酸生成物が得ら
れることが見いだされたのである。

【００１４】この方法の最初の段階には、粗発酵培養液
を精製して、これから生物体を実質的に除去する工程が
含まれる。この分離段階は生物体を十分に除去し、続く
スプレー造粒段階においてスプレーノズルを通して培養
液を濾過することを可能にしなければならないが、これ
は、通常の固／液分離技術、たとえば真空ドラム濾過器
またはベルト放出濾過器を用いて達成される。傾瀉を伴
う遠心も菌糸体の除去に使用することができる。この濾
過段階では、クエン酸の量を基準にして２重量％ないし
３０重量％（典型的には５重量％ないし１０重量％）の
量で濾液に留まる不純物、たとえばタンパク質および炭
水化物、または未反応の基質は完全には除去されない。

【００１５】特にスプレー造粒段階を比較的高い温度で
実施する場合には部分的に精製したクエン酸含有発酵培
養液の脱カチオンが望ましい。この段階に適したイオン
交換樹脂にはローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ　＆　
Ｈａａｓ）のアンバライト（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ）２０
０、ダウケミカル社（Ｄｏｗ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ
．）のデュオライト（Ｄｕｏｌｉｔｅ）Ｃ−　２９１お
よびバイエル社（Ｂａｙｅｒ　ＡＧ）のレワチット（Ｌ
ｅｗａｔｉｔ）ＳＰ−１１２が含まれる。

【００１６】塩が望ましい場合には、クエン酸と比較し
て塩の溶解度が低いので、好ましくは中和の前にクエン
酸溶液を所望の程度精製する。塩の純度はもちろん、中
和するクエン酸溶液と中和に使用する塩基との純度に依
存する。したがって、希望がスプレー造粒に適したクエ
ン酸溶液を得ることである上記の精製段階は、クエン酸
塩が所望の生成物である場合にも同様に適用可能である
。

【００１７】濾過または遠心した、溶液中のクエン酸の
重量を基準にして少なくとも約２重量％の未反応の基質
と、好ましくは５０重量％ないし７５重量％のクエン酸
または２０重量％ないし７５重量％のその塩を含有する
クエン酸またはクエン酸塩含有物質を流動床反応器の室
に導入し、ここで、クエン酸または他の適当な種物質よ
りなる種粒子とともに上昇する空気流に懸濁させる。未
反応基質の量は約３０重量％程度の高いものであっても
よい。これより有意に高い量は、クエン酸またはその塩
の過剰な凝集のために、スプレー造粒を困難にするであ
ろう。結晶化した、またはスプレー造粒したクエン酸ま
たはクエン酸塩を種物質として使用することができる。 これに替えて他の物質、特にリンゴ酸および／またはフ
マル酸、ならびに甘味剤、たとえばアスペルテーム（Ａ
ｓｐｅｒｔａｍｅＲ）も種物質として、またはスプレー
造粒工程に使用するクエン酸溶液とを組み合わせて使用
して、混合クエン酸含有顆粒を得ることもできる。典型
的には、上記の種粒子の形状は球形であり、サイズは直
径５ないし１，０００ミクロンの範囲である。温度条件
および圧力条件は、水の蒸発と顆粒形成とが起きるなら
ば、この操作を成功させるために決定的なものではない
。この方法は顆粒が所望のサイズ、典型的には直径２０
０ないし２，０００ミクロンに成長するまで行う。

【００１８】ここでも結晶化を伴わない超遠心により発
酵培養液をさらに精製すれば、スプレー造粒により、水
に溶解させた場合に結晶様の透明な溶液を与える生成物
が得られる。したがって、この種の生成物は多くの飲料
の場合のような色が重要でない食品における使用に適し
ている。約１，０００ドールトン以上の分子量を有する
全ての溶質を除去する膜を用いる超遠心段階は通常の手
段により実施することができる。

【００１９】超遠心は、透過選択性膜を通して加圧下で
液体を循環させる精製／濃縮段階である。溶媒および低
分子量の化学種はこの膜を通して移送され、一方、高分
子量の化学種は再循環液体中に留まる。１，０００ドー
ルトンの制限値を有する膜を用いる濾過では、なお、未
反応の基質および他の不純物が濾液中に残存している。 未反応の基質は、約２５０ドールトン以上の分子量を有
する溶質を除去するナノ濾過によりさらに減少する。

【００２０】結晶化なしに精製したクエン酸またはクエ
ン酸塩生成物が望ましい場合には、生物体を分離したの
ちに発酵培養液をさらに精製／回収手段、たとえば上記
の石灰／硫酸法または上に挙げた米国特許４，２７５，
２３４に開示されている液‐液抽出工程にかける。一般
にはこの方法は、選択した溶質に対して異なる親和性を
有する２種の非混和性の液体を接触させてこの溶質を一
方の相に移送し、ついで２相を分離する工程を包含する
。 溶質と溶媒との間の親和性は温度、ｐＨまたは他の値を
変えて変化させることができる。米国特許４，２７５，
２３４に記載された方法では、クエン酸水溶液を、水非
混和性の有機溶媒とこれに溶解させた少なくとも１種の
、その炭素原子凝集数が少なくとも２０である第２級ア
ミンまたは第３級アミンとよりなる水非混和性の抽出剤
と接触させ、続いて、元の水溶液から分離した有機抽出
剤を第１の抽出段階の温度より少なくとも２０℃高い温
度で水性液体により除去する逆抽出工程を行う。クエン
酸塩が望ましい場合には、これに替えて、溶媒を水性塩
基により除去することもできる。ついで、回収したクエ
ン酸発酵培養液を上記のようにしてスプレー造粒する。 結晶化なしに高純度のクエン酸またはその塩を得るのに
使用し得る他の技術には樹脂吸着、膜精製および電気透
析が含まれる。直接結晶化では、自由に流動して結晶化
生成物と比較してばら積みでの取り扱いの間の損耗が少
ないことが見いだされているスプレー造粒により製造し
たものとは対照的に、相互に結合して貧弱な流動特性を
を持つ傾向を有する結晶が得られるので、クエン酸含有
発酵培養液はこの方法のいかなる段階においても結晶化
工程にかけない。造粒前に結晶化により回収したクエン
酸を再溶解させることも可能であろうが、この段階は本
発明の利点を得るには不必要であり、結晶化段階の使用
に固有の回収工程の全体としての経費を増加させるので
、実際上望ましくない。

【００２１】本発明を実用化する方法は、使用する乾燥
器が空気温度と流動床流通量とが可変であるユニグラッ
ト（Ｕｎｉ−Ｇｌａｔｔ）実験室型流動床型である以下
の実施例により、さらに説明される。この装置は、この
装置の膨張室の底部に適合する種粒子用の容器（直径５
　１／２″×　高さ６　１／２″）よりなる６インチの
ウルスター（Ｗｕｒｓｔｅｒ）挿入部を有する。ウルス
ターの底部の板は流動床を通して空気を分配する孔を有
しており、中央部の孔はこの板の残余の孔より直径が大
きい。分配管と呼ばれる円筒状の中空管（直径２　３／
４″×　長さ６″）がこれらの直径の大きい孔の上に支
持されていて、この分配管を通して上昇する空気流が分
配管の外周を上昇するものよりも大きくなっている。こ
の空気流は、種粒子の量および密度を基準にして、粒子
が分配管の内部を膨張室に向かって上昇し、ついで分配
管の外側を落下して空気流がより少ない領域に戻り、一
方流動床は流動化と乾燥とが保たれているように調節さ
れる。この空気流の差が粒子に循環する上昇および下降
の運動を与える。上方を指向する分配管の底部にスプレ
ーノズルが設置されている。この配置が噴霧された液体
を被覆される種粒子の運動と向流関係に保ち、クエン酸
粒子のスムーズな、連続的な形成という結果を生む。種
粒子の循環流運動の速度は、分配管を流通する空気の量
、および分配管の外側を流動する空気の量を調整して調
節することができる。

【００２２】ウルスター挿入部の分配管の高さは鉛直方
向に調節可能であり、底板から１／４″ないし３／４″
の範囲で調節した。密度の高い種粒子を使用する場合に
は、分配管の外側の孔の３／４以内を閉塞して分配管の
内側を通って粒子を上昇させる空気の線速度をより高く
し、スプレー領域を通る物質のスムーズな循環を維持す
る。全空気流を調節して分配管を通る種粒子の良好な流
れを得、分配管の外側の流動床を流動状態に保つ。造粒
工程中の典型的な操作温度はクエン酸に対しては５０℃
ないし１５０℃、クエン酸塩をスプレー造粒する場合に
は５０℃ないし２００℃であるが、ナノ濾過していない
発酵培養液を使用する場合には約８０ないし１２０℃の
温度が好ましい。これは、この物質が高温で融解してス
プレー造粒段階を複雑化する未発酵の糖を含有する場合
である。供給速度は３ｍｌ／分ないし１５ｍｌ／分の範
囲で変化した。噴霧空気圧は１ないし４バールの範囲で
あった。予備選別した均一なサイズのクエン酸顆粒が望
ましい場合には、ＤＥ　３，８０８，２７７に記載され
ている装置を使用することができる。この装置は、供給
小滴のあるものが蒸発と乾燥とにより種物質に転化する
ので種粒子を工程内で生成させることが可能であり、し
たがって外部から種物質を添加する必要を消滅させ、ま
たは減少させる。

【００２３】

【実施例】

【００２４】

【実施例Ｉ】クエン酸（１５重量％）を含有する粗発酵
器ビールを１立方メートルの撹拌発酵器で製造した。ト
ウモロコシ澱粉の酵素的転化により製造したブドウ糖を
痕跡量の元素の溶液で２０重量／体積％に希釈し、滅菌
し、クロカビ（Ａ．　ｎｉｇｅｒ）の胞子を接種した。 通気（１ｖｖｍ）しながら５　日間培養したのちには、
発酵可能な糖の大部分がクエン酸に転化し、発酵は終了
していた。

【００２５】この物質を加圧濾過器を用いて濾過して実
質的に全ての生物体を除去し、濾液を強酸性カチオン交
換樹脂、すなわちダウのデュオライト　Ｃ−２９１を通
して脱カチオンし、ナトリウム、カリウム、マグネシウ
ム、アンモニウムおよび他の望ましくないカチオンを除
去した。６０℃の実験室用ロトバップ（ｒｏｔｏｖａｐ
）で結果物を６８重量％のクエン酸および約５％の未発
酵糖とにまで真空濃縮した。この濃縮溶液を、上記のウ
ルスターカラムを装着したユニグラットのフィルム被覆
器中に噴霧して、水の蒸発につれてクエン酸粒子が生成
する流動床を形成させた。スプレー造粒の工程中に、直
径約２００ミクロンのクエン酸の種結晶をカラム中の熱
空気流（１１０℃）に懸濁させた。クエン酸溶液を流動
床に噴霧すると液体の薄いフィルムが各種粒子を被覆し
、その表面で急速に乾燥してタマネギ様の累積層を形成
する。 流動床温度と湿度とにより制御される乾燥速度は、凝集
工程において湿った粒子が衝突してともに乾燥する前に
表面乾燥を起こさせるようなものでなければならない。 この実験においては、流動床温度および相対湿度はそれ
ぞれ８５℃および５％であった。この粒子は試行が完了
するときに平均直径８００ミクロンのサイズにまで成長
することができた。直径２００ミクロンの種粒子を使用
し、その直径を８００ミクロンにまで増加させれば、こ
の工程において良好な能力が達成される。スプレー造粒
したクエン酸粒子は、その形状が僅かな不規則性を有す
る球形であることが見いだされた。顆粒に関する類似の
実験においては、クエン酸が一連の結晶層の形状である
ことが見いだされた。これは、２個または３個以上の種
粒子が凝集して弱く付着した極めて不規則な形状を形成
する凝集工程とは対照的である。これらの粒子は、真の
顆粒と比較して通常は柔らかく、脆い。

【００２６】このクエン酸顆粒は、クエン酸溶液を６０
℃で７５重量％にまで蒸発させ、過飽和にしてクエン酸
結晶を得る結晶化により製造し、この結晶を遠心により
回収し、水で洗浄し、熱空気中で空気乾燥した粒状クエ
ン酸より、ケーキ形成が減少していること、およびばら
積み処理特性の双方に関して優れていることが見いださ
れた。これらの改良された性質は以下のようにして測定
した： Ａ．　　ケーキ形成試験： ｉ．　　本件実施例の記載と同様にして製造したスプレ
ー造粒したクエン酸の試料と結晶化させたクエン酸の試
料とを、相対湿度７０％、８０Ｆの制御された雰囲気中
で、開放容器中で７２時間貯蔵した。試験において、ス
プレー造粒した物質はケーキ形成を示さなかったが、結
晶化させたクエン酸は軽度の、ないし中程度のケーキ形
成を示した。

【００２７】ｉｉ．　　スプレー造粒したクエン酸の試
料５０ポンドを、重合体内張りを有する標準的な二重紙
袋に入れ、米国インディアナ州エルカート（Ｅｌｋｈａ
ｒｔ，Ｉｎｄｉａｎａ，ＵＳＡ）にある空気調節してい
ない倉庫で１年間貯蔵した。この期間の終わりにもケー
キ形成は観測されなかった。結晶化させたクエン酸は、
この条件下でしばしばケーキを形成した。

【００２８】Ｂ．　　粒子の硬度および損耗ばらの粒子
の硬度をインストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）１０００　型
硬度試験器を用いて試験した。４　回の試行の平均値は
、この実験のスプレー造粒した物質と結晶化した物質と
の比較で０．７８の硬度比を与え、粒子硬度の有意の差
異を示した。

【００２９】ばら積み処理条件をシミュレートするよう
に設計した室を通して試料を制御された速度の空気流に
送る装置に、スプレー造粒したクエン酸および結晶化さ
せたクエン酸の試料５ポンドを注入して損耗試験を行っ
た。スプレー造粒させた物質はこれらの試験条件に耐え
て、結晶化した試料より粒子損耗が３ないし４倍少なく
、正常なばら積み処理の間に製造される微細物の量が有
意に減少するという利点を与えていることが見いだされ
た。

【００３０】ばら積み硬度、損耗および長期ケーキ形成
の実験に使用したスプレー造粒クエン酸は、ＤＥ　３，
８０８，２７７に記載されている装置を用いてスプレー
造粒したものであった。

【００３１】

【実施例ＩＩ】脱カチオンした発酵ビールを、１，００
０ドールトンの公称制限値を有する４″の螺旋限外濾過
膜を通して閉じたループ中を循環させてさらに精製した
ことを除いて、先の実施例と同様にしてクエン酸顆粒を
製造した。除去する高分子量の不純物、たとえば炭水化
物およびタンパク質を残してクエン酸の９９．５％が透
過するまでこの方法を継続した。得られる透過物を上記
のものと同様にして造粒し、見掛け上実施例１で製造し
たものと同様の生成物を得た。その性質は以下のとおり
であった： かさ密度：７００　−　８５０　ｇ／ｌ色：淡い黄褐色 サイズ：６００　−　１２００ミクロン形状：球形、僅
かに不規則 これらの顆粒は水に溶解させて５０重量％の溶液とする
と結晶様の透明な溶液を形成したが、実施例１の方法で
製造した顆粒は同様な条件下で曇った溶液を与えた。

【００３２】

【実施例ＩＩＩ】ａ．　　発酵培養液を超遠心したのち
に以下のようにして液‐液抽出にかけたことを除き、上
の実施例の記載と同様にしてクエン酸顆粒を製造した。

【００３３】１３．８重量／体積％のクエン酸を含有す
る脱カチオンした２０リットルの発酵器ビールを室温で
、以下の組成を有する２０リットルの溶媒と接触させた
。

【００３４】

【表１】 　　　　　　　　　　　　　　成分　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　重量／体積％
　　　　　　　　　　トリラウリルアミン　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　３４．０　　　　　
　　　　　ジラウリルアミン　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　０．５　　　　　　　　　
　１８０　−　２１０℃　で沸騰する石油留分　　　　
　　　　　６０．５　　　　　　　　　　１−Ｎ−オク
タノール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　５．０ 　　各分画を分離したのち、溶媒を再度２０リットルの
新しいビールと接触させ、混合し、沈澱させて再度分離
した。クエン酸１６３０ｇが溶媒に抽出された。この溶
媒を５５℃で１リットルの水で洗浄して捕捉されたビー
ルの小滴を除去し、再度分離した。この工程において、
２１８ｇのクエン酸が逆抽出された。ついで、この溶媒
を８０−９７℃の範囲の温度で４リットルの水で抽出し
た。この工程を反復して８リットル中に１．２２ｋｇの
クエン酸を得た。

【００３５】活性炭で処理し、５０重量％にまで蒸発さ
せたのち、この物質をＵ．Ｓ．Ｐ．種クエン酸に被覆さ
せた。

【００３６】精製した培養液を上と同様にして結晶化段
階にかけることなくスプレー造粒機に導入した。１２％
の種と８８％の被覆溶液からの最終重量との最終組成を
有するクエン酸粒子を備えた造粒段階が、実質的にこの
顆粒の損耗がなかった実施例１で形成された物質より有
意に良好なばら積み処理特性を持って形成された。

【００３７】

【実施例ＩＶ】糖蜜を基質として使用したことを除き、
上記のものと同様にして発酵を実行した。発酵生成物を
濾過して生物体を除去し、蒸発させて３５％の固体を含
有する生成物を得、これをユニグラット造粒機中で、５
ｍｌ／分の供給速度、８５℃の出口温度でスプレー造粒
した。製造された顆粒は、色が暗く、サイズの均一性が
若干劣ることを除いて、基質としてデキストロースを用
いた上記のものと同様の性質を有していた。

【００３８】

【実施例Ｖ】クエン酸をスプレー乾燥する企画により、
器壁への大量の沈積のための妨害があって作業が成功し
ないことが明らかになった。

【００３９】諸条件および試験方法は以下のとおりであ
った： 乾燥器の型：　　　　　　ヌビローサ（Ｎｕｂｉｌｏｓ
ａ）、流体ノズル２個 供給原料：　　　　　　　　精製したクエン酸の水溶液
、室温、６０％の飽和濃度 乾燥パラメーター：窒素、導入温度１４０℃、排出温度
７０℃ 結果：　　　　　　　　　　　　スプレーした生成物の
ほとんど全てが壁に固着して光沢のある、高密度の層を
形成した。乾燥パラメーターを変化させてもこの現象は
回避できなかった。

【００４０】

【実施例ＶＩ】脱カチオンしたクエン酸発酵培養液を超
遠心して懸濁している物体および５００−１０００ドー
ルトンの最小範囲を有する溶質を除去し、ついで５０重
量％のクエン酸含有量にまで真空中で蒸発させた。この
培養液を５０重量％の水酸化ナトリウム溶液で中和して
ｐＨ９．０とし、クエン酸の三ナトリウム塩を形成させ
た。上に挙げた　ＤＥ　３，８０８，２７７　の装置を
用い、導入気体温度１３０−１４０℃、排出気体温度６
５−８０℃　で、この溶液５０リットルを連続的にスプ
レー造粒した。回収した生成物２５ｋｇは以下の諸特性
を示した： かさ密度：０．９−１．１ｋｇ／ｌ 色：淡い黄褐色 粒子サイズ：９７．３％が３００ないし６００ミクロン
形状：球形、僅かに不規則ではあるが、極めて平滑で光
沢あり 損耗：結晶化させたクエン酸三ナトリウムと比較して２
０ないし５０倍損耗が少ない

【００４１】

【実施例ＶＩＩ】バッチを超遠心せず、単に０．１−０
．３ミクロンの公称制限値範囲を有する接線方向の流動
ミクロフィルターを使用して透明にしたのみであること
を除き、前の実施例と同様にしてクエン酸三ナトリウム
顆粒を製造した。これらの粒子の間に見られる唯一の差
異は１０重量％の溶液の透明度である。すなわち、実施
例ＶＩで製造したクエン酸三ナトリウムの溶液は結晶様
の透明であったが、この実施例の物質を用いたものは極
めて僅かな濁りを有していた。

【００４２】

【実施例ＶＩＩＩ】発酵基質として糖蜜を使用したこと
を除き、前の実施例に記載したものと同様にしてクエン
酸三ナトリウム顆粒を製造した。生物体を除去したのち
、石灰‐硫酸法により培養液を精製し、固体水酸化ナト
リウムでｐＨ８．５にまで中和して５４％のクエン酸三
ナトリウム溶液を造粒原料として得た。得られた生成物
は９８％のクエン酸三ナトリウムと評価され、以下の諸
特性を示した： 色：白色 サイズ：９６．７　％が５００ないし８５００ミクロン
形状：平滑で光沢のある表面を有する球形かさ密度：０
．９−１．１ｋｇ／ｌ 損耗試験は、この生成物が　Ｕ．Ｓ．Ｐ．結晶化クエン
酸ナトリウム生成物と比較して優れたばら積み処理特性
を有することを示した。

【００４３】

【実施態様】

【００４４】

【実施態様項１】　　基質としての適当な炭素源および
水素源を適当な微生物の存在下に発酵させてクエン酸を
上記の微生物の生物体残留物を含む不純物とともに含有
する発酵培養液を製造するクエン酸の製造方法との組合
わせにおいて、上記の発酵培養液を処理して上記の生物
体を実質的に除去し、クエン酸とクエン酸の重量を基準
にして約２ないし３０重量％の未反応の基質および他の
不純物とを含有する部分的に精製した生成物を得、この
生成物をさらに精製することなく流動床反応器の室に導
入し、ここで、これを種粒子とともに上昇する空気流に
懸濁させてクエン酸の粒子を形成させることを特徴とす
る改良。

【００４５】

【実施態様項２】　　上記の部分的に精製した生成物が
５ないし１０％の未反応基質および他の不純物を含有す
る実施態様項１記載の方法。

【００４６】

【実施態様項３】　　上記の処理した生成物が５０ない
し７５重量％のクエン酸を含有する実施態様項１記載の
方法。

【００４７】

【実施態様項４】　　上記の種粒子を外部から添加し、
この種粒子の形状が球形であり、サイズが直径５ないし
１，０００ミクロンの範囲である実施態様項１記載の方
法。

【００４８】

【実施態様項５】　　上記のクエン酸顆粒をその最長寸
法において２００ないし２，０００のサイズに成長させ
る実施態様項１記載の方法。

【００４９】

【実施態様項６】　　流動床反応器に侵入する空気が５
０ないし１５０℃の温度である実施態様項１記載の方法
。

【００５０】

【実施態様項７】　　上記の発酵培養液を上記の生物体
の分離後に濾過装置を通過させて１，０００　ドールト
ン以上の粒子を除去する実施態様項１記載の方法。

【００５１】

【実施態様項８】　　上記の濾過装置が２５０ドールト
ン以上の物質を除去する実施態様項７記載の方法。

【００５２】

【実施態様項９】　　上記の種粒子がクエン酸、リンゴ
酸またはフマル酸よりなる実施態様項１記載の方法。

【００５３】

【実施態様項１０】　　上記の発酵培養液の流動床反応
器への導入に先立ってリンゴ酸またはフマル酸を上記の
発酵培養液に添加する実施態様項１記載の方法。

【００５４】

【実施態様項１１】　　実施態様項１の方法により製造
したクエン酸顆粒。

【００５５】

【実施態様項１２】　　ａ）　　適当な炭素源および水
素源を適当な微生物の存在下に発酵させてクエン酸を上
記の微生物からの生物体残留物および他の不純物ととも
に含有する発酵培養液を製造することによって不純なク
エン酸水溶液を製造し； ｂ）　　上記の生物体を慣用の液／固分離技術により除
去して部分的に精製したクエン酸溶液を得；ｃ）　　上
記の部分的に精製したクエン酸溶液を１段階または２段
階以上の結晶化以外の回収工程にかけてさらに精製した
溶液を得； ｄ）　　上記のさらに精製した溶液を流動床反応器の室
に導入し、ここで、これを種粒子とともに上昇する空気
流に懸濁させてクエン酸の粒子を形成させることを特徴
とる粒状クエン酸の製造方法。

【００５６】

【実施態様項１３】　　上記のクエン酸溶液の追加の精
製を樹脂吸着、膜精製もしくは電気透析により、または
、これに適当なカルシウムイオン源を添加してクエン酸
のカルシウム塩を形成させ、硫酸を添加して沈澱する硫
酸カルシウムを製造し、精製したクエン酸溶液を得るこ
とにより達成する実施態様項１２記載の方法。

【００５７】

【実施態様項１４】　　上記の部分的に精製したクエン
酸溶液を、水と混和しない、クエン酸に対して部分的に
精製した溶液より大きな親和性を有する他の液体と接触
させて溶液をさらに精製する実施態様項１２記載の方法
。

【００５８】

【実施態様項１５】　　上記のクエン酸溶液を水と非混
和性の、少なくとも１種のその炭素原子の凝集数が少な
くとも２０である第２級または第３級アミンを溶解させ
ている有機溶液と接触させて上記の追加の精製を、最初
のクエン酸溶液から分離した有機抽出剤から水性塩基を
用いてそのクエン酸を取り出す逆抽出段階とともに達成
する実施態様項１４記載の方法。

【００５９】

【実施態様項１６】　　上記のストリッピングの段階を
第１の抽出段階の温度より少なくとも２０℃高い温度で
実施する実施態様項１５記載の方法。

【００６０】

【実施態様項１７】　　上記のクエン酸溶液をアルカリ
金属塩基またはアルカリ土類金属塩基を用いて中和して
、クエン酸を塩基のものに相当するカチオンを有するク
エン酸塩に転化させる実施態様項１２−１６記載の方法
。

【００６１】

【実施態様項１８】　　上記のクエン酸溶液を精製した
のちに中和する実施態様項１７記載の方法。

【００６２】

【実施態様項１９】　　実施態様項１２記載の方法によ
り製造したクエン酸顆粒。

【００６３】

【実施態様項２０】　　ａ）　　基質としての適当な炭
素源および水素源を適当な微生物の存在下に発酵させて
クエン酸を上記の微生物の生物体残留物を含む不純物と
ともに含有する発酵培養液を製造し； ｂ）　　上記の発酵培養液を処理して上記の生物体を実
質的に除去し、クエン酸とクエン酸の重量を基準にして
約２ないし３０重量％の未反応の基質および他の不純物
とを含有する部分的に精製した生成物を得；ｃ）　　ア
ルカリ金属塩基またはアルカリ土類金属塩基を添加して
クエン酸を中和し、ここでクエン酸を上記の塩基のもの
に相当するカチオンを有するその塩に転化させ； ｄ）　　このようにして形成させた塩を流動床反応器の
室に導入し、これを適当な種粒子とともに上昇する空気
流に懸濁させてクエン酸塩の粒子を形成させる各段階を
有する粒子形状のクエン酸のアルカリ金属塩またはアル
カリ土類金属塩の製造方法。

【００６４】

【実施態様項２１】　　上記の処理した生成物がクエン
酸を基準にして５ないし１０％の未反応の基質および他
の不純物を含有する実施態様項２０記載の方法。

【００６５】

【実施態様項２２】　　上記の処理した生成物が２０な
いし７５重量％のクエン酸塩を含有する実施態様項２０
記載の方法。

【００６６】

【実施態様項２３】　　上記の種粒子を外部から添加し
、この種粒子の形状が球形であり、サイズが直径５ない
し１，０００ミクロンの範囲である実施態様項　２０記
載の方法。

【００６７】

【実施態様項２４】　　上記のクエン酸塩顆粒をその最
長寸法において２００ないし２，０００ミクロンのサイ
ズに成長させる実施態様項２０記載の方法。

【００６８】

【実施態様項２５】　　流動床反応器に侵入する空気が
５０ないし２００℃の温度である実施態様項２０記載の
方法。

【００６９】

【実施態様項２６】　　上記の発酵培養液を上記の生物
体の分離後に濾過装置を通過させて１，０００ドールト
ン以上の粒子を除去する実施態様項２０記載の方法。

【００７０】

【実施態様項２７】　　上記の濾過装置が２５０ドール
トン以上の物質を除去する実施態様項２０記載の方法。

【００７１】

【実施態様項２８】　　１段階または２段階以上の結晶
化以外の回収工程による生物体の除去後に発酵培養液を
さらに精製する実施態様項２０記載の方法。

【００７２】

【実施態様項２９】　　上記の追加の精製を樹脂吸着、
膜精製もしくは電気透析により、または適当なカルシウ
ムイオン源を添加してクエン酸のカルシウム塩を形成さ
せ、ついで硫酸を添加して沈澱する硫酸カルシウムを製
造し、精製したクエン酸溶液を得ることにより達成する
実施態様項２８記載の方法。

【００７３】

【実施態様項３０】　　上記の部分的に精製したクエン
酸溶液を水と混和しない、部分的に精製した溶液の水性
溶媒より大きなクエン酸に対する親和性を有する他の液
体と接触させてさらに精製し、溶液をさらに精製する実
施態様項２０記載の方法。

【００７４】

【実施態様項３１】　　上記のクエン酸溶液を水と非混
和性の、少なくとも１種のその炭素原子の凝集数が少な
くとも２０である第２級または第３級アミンを溶解させ
ている有機溶液と接触させて上記の追加の精製を、最初
のクエン酸溶液から分離した有機抽出剤から水性塩基を
用いてそのクエン酸を取り出す逆抽出段階とともに達成
する実施態様項３０記載の方法。

【００７５】

【実施態様項３２】　　上記のストリッピングの段階を
第１の抽出段階の温度より少なくとも２０℃高い温度で
実施する実施態様項３１記載の方法。

【００７６】

【実施態様項３３】　　上記のクエン酸溶液を精製した
のちに中和する実施態様項２０記載の方法。

【００７７】

【実施態様項３４】　　上記の種粒子がクエン酸、フマ
ル酸、リンゴ酸またはそれぞれの塩よりなる実施態様項
２０記載の方法。

【００７８】

【実施態様項３５】　　発酵培養液の流動床反応器への
導入に先立ってクエン酸、リンゴ酸もしくはフマル酸ま
たはその塩を発酵培養液に添加する実施態様項３４記載
の方法。

【００７９】

【実施態様項３６】　　上記の塩基が、その　Ｍ　がア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属のカチオンであり、
ｎ　が１または２である　Ｍ（ＯＨ）ｎ、（Ｍ）ｎＣＯ
３または　Ｍ（ＨＣＯ３）ｎ　である実施態様項２０記
載の方法。

【００８０】

【実施態様項３７】　　上記の塩基が　ＮａＯＨ　また
は　ＫＯＨ　である実施態様項２０記載の方法。

【００８１】

【実施態様項３８】　　実施態様項２０記載の方法によ
り製造したクエン酸塩顆粒。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基質としての適当な炭素源および水素
   源を適当な微生物の存在下に発酵させてクエン酸を上記
   の微生物の生物体残留物を含む不純物とともに含有する
   発酵培養液を製造するクエン酸の製造方法との組合わせ
   において、上記の発酵培養液を処理して上記の生物体を
   実質的に除去し、クエン酸とクエン酸の重量を基準にし
   て約２ないし３０重量％の未反応の基質および他の不純
   物とを含有する部分的に精製した生成物を得、この生成
   物をさらに精製することなく流動床反応器の室に導入し
   、ここで、これを種粒子とともに上昇する空気流に懸濁
   させてクエン酸の粒子を形成させることを特徴とする。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の方法により製造したク
   エン酸顆粒。
3. 【請求項３】　　ａ）　　適当な炭素源および水素源を
   適当な微生物の存在下に発酵させてクエン酸を上記の微
   生物からの生物体残留物および他の不純物とともに含有
   する発酵培養液を製造することによって不純なクエン酸
   水溶液を製造し； ｂ）　　上記の生物体を慣用の液／固分離技術により除
   去して部分的に精製したクエン酸溶液を得；ｃ）　　上
   記の部分的に精製したクエン酸溶液を１段階または２段
   階以上の結晶化以外の回収工程にかけてさらに精製した
   溶液を得； ｄ）　　上記のさらに精製した溶液を流動床反応器の室
   に導入し、ここで、これを種粒子とともに上昇する空気
   流に懸濁させてクエン酸の粒子を形成させることを特徴
   とする粒状クエン酸の製造方法。
4. 【請求項４】　　請求項３記載の方法により製造したク
   エン酸顆粒。
5. 【請求項５】　　ａ）　　基質としての適当な炭素源お
   よび水素源を適当な微生物の存在下に発酵させてクエン
   酸を上記の微生物の生物体残留物を含む不純物とともに
   含有する発酵培養液を製造し； ｂ）　　上記の発酵培養液を処理して上記の生物体を実
   質的に除去し、クエン酸とクエン酸の重量を基準にして
   約２ないし３０重量％の未反応の基質および他の不純物
   とを含有する部分的に精製した生成物を得；ｃ）　　ア
   ルカリ金属塩基またはアルカリ土類金属塩基を添加して
   クエン酸を中和し、ここでクエン酸を上記の塩基のもの
   に相当するカチオンを有するその塩に転化させ； ｄ）　　このようにして形成させた塩を流動床反応器の
   室に導入し、これを適当な種粒子とともに上昇する空気
   流に懸濁させてクエン酸塩の粒子を形成させる各段階を
   有する粒子形状のクエン酸のアルカリ金属塩またはアル
   カリ土類金属塩の製造方法。
6. 【請求項６】　　請求項５記載の方法により製造したク
   エン酸塩顆粒。