JPH04325100A - 無水フルクトースの結晶化方法 - 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】

【産業上の利用分野】本発明は結晶性フルクトースの製
造に関する。より詳しくは、本発明は最適な熱および結
晶塊移動特性を有する晶析器を使用して結晶性フルクト
ースを大規模に、高い生産率および高収量で製造する方
法を提供する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は水溶液から無水のフルクトース
結晶を結晶化するための改良方法に関する。結晶性フル
クトースを大規模に、高収量で製造するための経済的な
方法が本明細書に開示されている。結晶性フルクトース
は過飽和フルクトース溶液に種晶添加して結晶成長を誘
導することにより一般に得られる。しかしながら、フル
クトースの溶解度および安定性ならびにフルクトース溶
液の高い粘性のために、純粋な結晶物質の経済的な製造
を保証するための最適条件を維持することがしばしば不
確実である。

【０００３】フルクトースは水によく溶け、そして水溶
液は極端に粘性である。フルクトースの高い結晶化熱、
混合熱および結晶塊の付加的な冷却による大量の熱はフ
ルクトース結晶化の間に除去されなければならない。さ
らに、フルクトースは非常に狭い準安定領域を有するか
ら、溶液と冷却表面との間の温度差は極めて小さくなけ
ればならず、これが結晶化を非常に困難にしている。

【０００４】この困難を克服するために、いくつかの従
来方法は有機溶媒を使用し、水溶液からフルクトースを
結晶化することを包含する。例えば、フィンランド国特
許出願第８６２０２５号には有機溶媒を使用する連続フ
ルクトース結晶化法が記載されている。しかしながら、
フルクトース溶液の粘性は生産率の低下を導き、それ故
に結晶塊が垂直晶析器から汲み上げられる場合でさえも
、収率は約４０％にすぎず、生産率は約０．１７ｔ／ｍ
３　／ｄにすぎない。生産率（ｔ／ｍ３　／ｄ）は晶析
器の全容量（立法メートル）あたりの結晶の生産速度（
メトリックトン）として規定される。

【０００５】有機溶媒または水溶媒混合物からの結晶化
はまたスタンレーの欧州特許第０１５６１７号に記載さ
れている。しかしながら、有機溶媒の使用は大規模な結
晶化の場合に問題を生じる。これらには火災があり、な
らびに溶媒が毒性であり、そして結晶性物質中に残留す
る少量の残渣がその結晶物質の食品への使用を不適当に
するであろうから前記溶媒は不適当であるという事実を
包含する。

【０００６】フルクトース結晶化操作において有機溶媒
を使用しない種々の方法が開発されたが、しかしこれら
の方法は、過飽和フルクトース溶液の高い粘性および不
安定性のためにしばしば経済的に不利である。英国特許
出願第２１７２２８８Ａ号は水溶液からのフルクトース
の連続結晶化方法を教示している。シロップは種晶と迅
速に混合され、そしてケーキが形成されるまで表面上に
置かれ、そして次に遊離の流動性粒状物に粉末化される
。この方法は粘性の溶液の連続的取扱の問題を解決する
けれども、粒状の不定形物は供給されたシロップ中にあ
った全ての不純物を含有する。さらには、その他の磨砕
および乾燥段階は操作コストを相当に高める。米国特許
第４１９９３７３号に記載された方法を用いても同様の
コストを要するが、該特許ではシロップは結晶性フルク
トースで種晶添加され、そして型または容器中に放置さ
れ、その後結晶物質が回収され、乾燥され、そして磨砕
される。

【０００７】種々の特許はフルクトースが水溶液から選
択的に晶出するのを可能にする方法を記載している。日
本国出願第１１８２００号には２本の塔が記載されてお
り、１本は粒状にするためのもので、もう１本は結晶化
のためのものである。３３−５０％のフルクトースシロ
ップを含有する第１の塔からの供給物は第２の塔からの
白下（ｍａｓｓｅｃｕｉｔｅ）（結晶含有）オーバーフ
ローと混合される。生成混合物は薄層状の流れで下方に
移動するに従い冷却される。結晶性フルクトースは次に
遠心分離により得られる。この方法はその他の結晶化方
法の付加的な乾燥および磨砕段階を不要にするけれども
、垂直な薄層状の流れおよび伝熱が必要であるために、
生産率は低く、スケールアップ能力は限定される。

【０００８】水溶液からのフルクトースの結晶化の一つ
の有効な操作は米国特許第３９２８０６２号に記載され
ている。該特許は、過飽和溶液が種晶添加され、次に特
定範囲の濃度および温度に維持しながら通常の攪拌下で
蒸発および／または冷却させる方法を記載している。母
液を連続的に濃縮することにより、この方法はフルクト
ース結晶を多段産出するために使用され得る。冷却だけ
が使用され得るという示唆がなされているけれども、母
液は各バッチの出発時に再び濃縮されなければならない
から連続蒸発を用いる操作と同程度に有利であるとは考
えられない。そのような操作は少量のバッチの結晶性フ
ルクトースの製造には有用であるけれども、伝熱制約な
らびに適当な混合および過飽和の制御の欠如のために工
業的規模の製造に使用され得ない。

【０００９】米国特許第３８８３３６５号によれば、大
きなフルクトース結晶が２段階バッチ方法で水溶液から
得られるが、これは溶液のｐＨを調整し、そして結晶塊
を徐々に冷却することにより、種晶添加した場合に結晶
形成に最適である過飽和溶液を生成して行われる。操作
の長い結晶化時間のために、ｐＨ調整が行われなければ
ならず、そして方法の生産率はわずかに約０．２５ｔ／
ｍ３／ｄである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】全ての上記方法が結晶
性フルクトースの製造に成功裏に使用されてきたけれど
も、蒸発、乾燥および磨砕を含む費用の嵩む操作段階に
たよることなく水溶液から高収量、高い生産性（生産率
）および良好な純度で大規模に結晶性フルクトースを製
造することは不可能であるとこれまで考えられていた。 本発明の目的は高い収量でフルクトース結晶を大規模に
高い生産性で製造するためのコスト的に有効な方法を提
供することである。

【００１１】本発明のもう一つの目的は有機溶媒を使用
せず、ｐＨ調整を必要としないフルクトースの結晶化方
法を提供することである。

【００１２】本発明の別の目的は高純度フルクトース結
晶を大規模に製造するための、最適熱伝動および混合能
力を備えた結晶化装置を提供することである。

【００１３】その他の目的は以下の本発明に関する記載
から明らかとなるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】発明の要約核形成部位を
供給する少量の結晶性フルクトースがフルクトース溶液
に添加されるか、または種晶を溶液中に自然に形成させ
ることにより結晶性の無水フルクトースを製造する方法
が本明細書に開示されている。多段階結晶化操作におい
て、第１段階を除く全ての段階は、前の結晶化からの結
晶の塊および母液（白下）である結晶フット（ｃｒｙｓ
ｔａｓｌ　ｆｏｏｔ）　で種晶添加される。生成する混
合物はゆっくり冷却しながら混合されて無水結晶化のた
めの温度および飽和度が注意深く維持される。

【００１５】フルクトース結晶の製造において、低い過
飽和および小さい温度差が維持されるべきである。好ま
しい実施態様において溶液と該溶液を冷却するために使
用される手段との温度差は約６℃以下であり、そしてフ
ルクトース、これは過飽和であるけれども、１．２５以
下の過飽和、好ましくは１．１と１．２の間の過飽和を
有する。そのような条件は伝熱装置または少なくとも５
ｍ２／ｍ３　以上の伝熱面が供給されている晶析器で非
常に容易に調節され得る。そのような晶析器が使用され
る場合、該晶析器は４５度以上傾斜しておらず、そして
有効に混合するための手段ならびに最適には３００ｍｍ
以下の間隔で配置され、そして晶析器に沿って少なくと
も５度で冷却プレートに開口領域を有する冷却プレート
を含む。

【００１６】この実施態様において混合ブレードは、冷
却面間で、そして冷却面から３０ｍｍ以内に位置してい
る。好ましくは、混合ブレードの速度は結晶化操作の間
少なくとも約５０ｍｍ／秒である。

【００１７】図面の簡単な説明 図１は本発明に係るフルクトース結晶化装置の一部を切
断して示す正面図、図２は結晶化装置の一部を切断して
示す側面図、図３は図２に示された晶析器の部分拡大図
、図４は本発明に係るフルクトース結晶化装置の別の実
施態様の一部を切断して示す正面図である。

【００１８】発明の詳細な記載 Ａ．操作一般 小さい温度差内で有効な伝熱を可能にし、そして結晶塊
の良好な混合を実施するために水平円筒状晶析器が使用
される方法により水溶液からのフルクトース結晶化が改
善されることが本発明により今見出された。本発明に制
限を与えるためのものではないけれども、結晶構造の成
長が十分に緩慢であり水分子の取込みが忌避されるよう
な、結晶性無水フルクトースと溶解フルクトースとの力
学的平衡を生じるように本明細書に記載されたパラメー
タが採用されると考えられる。

【００１９】結晶化は飽和または過飽和フルクトース溶
液に適当量の種晶を添加するか、または溶液に自然に種
晶を形成するようにし、次に結晶化の間に決定されるグ
ラジエントに従って白下を冷却することにより行われる
。多段階結晶化操作における、第２段階から最終結晶化
段階で適当量の結晶フットが種晶添加される。添加する
種晶の適当量（ＭＳ　）はそれらの大きさ（ｄＳ　）、
それらの長さ（ｍ）、最終結晶の量（Ｍ）、および所望
の結晶サイズ（Ｄ）に以下のように依存する：ＭＳ　（
トン）＝（ｄＳ　／Ｄ）３　×Ｍ（トン）

【００２０】
フルクトースの塊は同時に混合され、該塊内の最適伝熱
および最大結晶成長速度を可能にする。結晶化操作はバ
ッチ操作であるが、しかし数個の同様の晶析器を相互に
連結して半連続的に行うこともできる。大きな結晶サイ
ズの生成物が望ましい場合に２段階方法が有利である。 冷却プログラムは供給されたシロップの品質に依存する
が、しかしこの改良された方法により生産率は典型的に
は０．５−０．８ｔ／ｍ３　／ｄであり、そして冷却時
間は典型的には１５−３０時間である。

【００２１】乾燥物質の６５％の結晶収率が結晶化の最
後に到達され得る。結晶の回収および乾燥は慣用の方法
により行われる。収率が非常に高いならば、結晶を母液
から分離して粘度を下げる前に気泡を２０％以下で結晶
塊に混合してもよい。これにより遠心分離が容易になる
。生成物の大きさは典型的には０．４−０．６ｍｍであ
り、純度は９９．５％より高い。

【００２２】Ｂ．晶析器 晶析器を使用したことにより、過飽和の状態ならびに最
適冷却、混合および結晶塊移送が大規模な様式で達成さ
れ得る。フルクトースの大規模製造のために、晶析器の
寸法は約３０ｍ３　が最適である。

【００２３】図面には水平であるかまたは典型的には傾
斜角度５度、しかし４５度以下であり有効な軸混合およ
び系の排出を確実にする晶析器が示されている。晶析器
において伝熱面は少なくとも５ｍ２　／ｍ３　、好まし
くは１０ｍ２　／ｍ３　以上であるべきであり、その結
果フルクトース塊と冷却プレートとの間の温度差は、冷
却速度が４℃／時間の場合でさえも約６．０℃以下とな
る。

【００２４】図１ないし図３に示す多段階の結晶化領域
が存在する実施態様によれば、冷却水が入水口８を通っ
て冷却ジャケット３に流入し、晶析器内に３００ｍｍ以
下の間隔で配置されている冷却プレート２を循環すると
き、有効な伝熱が得られる。冷却水は冷却プレートを通
り、そして入水口とは反対側の晶析器の端部に位置する
出水口９から排出する。

【００２５】支持台７上に載置されたモータ６は、結晶
化装置内への入口点にシール部材５を備えたシャフト４
を駆動する。強力混合ブレード１は結晶化装置内のシャ
フトから伸びている。混合ブレードは冷却プレート２の
間に、該ブレードとプレートの距離が３０ｍｍ以下で結
晶表面近傍の母液の適当な混合を確実にするように、配
置されている。混合機の回転速度は、結晶化のあらゆる
時点で混合ブレードの端部の速度が典型的には１３０ｍ
ｍ／秒であるが、しかし５０ｍｍ／秒以上であるように
する。過飽和が高いならば、小さな混合効率は結晶成長
速度を高く維持するには不十分であり、あまりにも多く
の混合は自然に結晶形成を生じることが見出された。

【００２６】結晶化されるべきフルクトースシロップ（
母液）が流入口１０を通って晶析器に入る。晶析器中の
水平な流れは晶析器に沿って少なくとも５度の冷却プレ
ート中の小さな開口領域によりもたらされる。溶液を含
有する白下は、その上で遠心分離されて結晶物質が集め
られる排出口１１を通って結晶化装置から除去される。

【００２７】図４には本発明のもう一つの実施態様を示
したが、この結晶化装置は結晶化領域を２つだけ有して
いてもよい。そのような晶析器には図１ないし図３に示
された晶析器と同様の一般的な部品を使用するが、しか
し有効な伝熱は冷却水ジャケット３’を通り、そして装
置の中央を上方に伸びる単一冷却プレート２’内への循
環により達成される。同様に、２つだけの混合ブレード
１’が結晶化混合物の混合に必要である。モータ（図示
せず）、シール部材５’およびシャフト４’は図１にお
けるものと同様の部品である。

【００２８】Ｃ．結晶化操作 全体の結晶化操作の間に、フルクトース塊と冷却部材と
の温度差は約６．０℃より小さく保持され、そして過飽
和は１．２５より低く、好ましくは１．１と１．２の間
に保持される。十分な伝熱領域および混合効率は、非常
に短い結晶化時間にもかかわらず、フルクトース塊と冷
却プレートとの間の温度差を十分に小さく保つ。冷却速
度を決定する過飽和は結晶化の間に以下のように計算さ
れる： Ｙ　　　　＝１００００×（Ｃｔ−Ｃｍｌ）／｛Ｃｔ×
（１００−Ｃｍｌ）｝ Ｑｍｌ＝１００×（ＱＦ−Ｙ）／（１００−Ｙ）Ｃｍｌ
＝Ｆ（Ｑｍｌ，Ｔｍ） Ｓ　　　　＝Ｃｍｌ×（１００−Ｃｍｌ’）／｛Ｃｍｌ
’×（１００−Ｃｍｌ）｝ Ｙ　　　　　　＝結晶収率，乾燥物質量の％Ｃｔ　　　
　＝全乾燥物質濃度，％ｗ／ｗＣｍｌ　　＝測定された
母液濃度，％ｗ／ｗＱｍｌ　　＝母液純度，乾燥物質の
％ｗ／ｗＣｍｌ’＝母液の飽和濃度，％ｗ／ｗ Ｆ　　　　　　＝実験的に測定された溶解度関数Ｔｍ　
　　　＝結晶塊の温度，℃ Ｓ　　　　　　＝過飽和

【００２９】母液濃度および温度は、例えばライン上の
屈折計および適当な温度計により測定される。結晶塊の
全乾燥物質濃度および供給される液体の純度は実験室的
分析により得られる。フルクトースの水への溶解度は純
度と温度との関数であり、そして実験的に得られる。

【００３０】水性の供給溶液は主な不純物としてグルコ
ースを含有し、そして乾燥固体の全重量に対して９０重
量％以上のフルクトースを含有する。冷却の最終温度が
約２５℃である場合に相応の収率を得るために、塊の乾
燥固体濃度は９０重量％以上でなければならない。結晶
化時間が短いので供給シロップのｐＨ調整は不要である
が、しかし供給シロップの最適ｐＨ範囲は４．５−５．
５であり、これがフルクトースの分解を最小限度に抑え
る。

【００３１】有効な伝熱および有効な混合と組み合わせ
た注意深い過飽和調整は、全体の結晶化操作を通じて結
晶の自然形成なしに最大の結晶成長速度を生じる。この
改良方法による主な結晶化において達成される生産率０
．５−０．８ｔ／ｍ３　／ｄは従来提示された最も有利
な方法を用いて得られた収率より実質的に高い。

【００３２】好ましい実施態様において、フルクトース
溶液は乾燥固体約９０％（ｗ／ｗ）以上の濃度まで蒸発
させ、そして種晶添加温度に調整した後に晶析器に導か
れる。この結晶化段階の間に、種晶添加がなされ、そし
て冷却プログラムが上記のように決定される。この段階
の次に、次の主な結晶化において種晶として作用する結
晶性「フット」を残して塊の一部を取り出す。さらに、
濃縮された供給液が添加され、そして冷却プログラムを
上で設定されたようにもう一度繰り返す。主な結晶化の
後に、結晶は遠心分離によりその他の母液から分離され
、そして次に乾燥される。

【００３３】もう一つの実施態様において結晶フットは
、追加のシロップが満たされたもう一つの晶析器中で使
用される。

【００３４】

【実施例】

実施例１−６ 結晶化パラメータ 予備および主結晶化実験の両方は、冷却水ジャケットと
有効な混合機を備えた図４に示された６リットルのパイ
ロット晶析器で行われた。晶析器はプログラム可能なサ
ーモスタットＭｇｗ　　Ｌａｕｄａ　　ＲＫＰ　　２０
に連結されていた。晶析器の長さは１８ｃｍであり、そ
して直径は２１ｃｍだった。晶析器は４２ｍ２　／ｍ３
　の伝熱領域を有し、そしてわずかに傾斜していた。

【００３５】晶析器は２つの結晶化領域からなり、その
幅８ｃｍで、そして２つの混合ブレードは２つの領域間
に設置されていた。混合ブレードと冷却プレートの間の
距離は約１．５ｃｍであった。試験中、ミキサーの回転
速度は１１ｒｐｍであり、混合ブレードの端部の速度は
１３０ｍｍ／秒だった。

【００３６】供給されるシロップは工場プラントから得
られ、そしてそれはフルクトース９５．５％、デキスト
ロース１．０％、オリゴ糖２．２％およびＨＰＬＣによ
り分析されるような主として塩である残部からなる。低
い結晶化特性を有するこのシロップが本発明の有効性を
示すために選択された。供給されるシロップのｐＨは４
．１であり、そしてそれは実施例４を除く全ての実施例
において約５．０に調整された。

【００３７】種晶は市販のフルクトース結晶をフリッシ
ュ粉砕機１４．７０２型（Ｆｒｉｔｓｈ　ｐｕｌｖｅｒ
ｉｓｓｅｔｔｅ　ｔｙｐｅ　１４．７０２）で粉砕する
ことにより製造された。ＰＭＴ−ＰＡＭＡＳ粒子測定お
よび分析システムにより分析されるように、種晶の平均
粒径は約０．０３ｍｍであり、そして結晶の９０％は０
．０２−０．０８ｍｍの間だった。実施例の結晶化パラ
メータを表１にまとめ、そして結果を表２に記載する。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表１　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　結晶化パラメータ　　　
　　　実施例１　　　　　　　　　　実施例２　　　　
　　　　　　実施例３　　　　　　　　予備　　　　主
　　　　　　　　予備　　　　主　　　　　　　　予備
　　　　主　　──────────────────
──────────ａ　　　　９１．０　　　　９２
．６　　　　　　９０．９　　　　９２．０　　　　　
　９１．３　　　　９３．３　　ｂ　　　　８．１　　
　　　８．２　　　　　　　８．１　　　　　７．９　
　　　　　　８．２　　　　　８．６　　　ｃ　　　　
０．０１４　　　１７．７　　　　　　０．０３８　　
　１４．２　　　　　　０．０３８　　　９．７　　　
ｄ　　　　５６．５　　　　５７．０　　　　　　５６
．０　　　　５７．０　　　　　　５７．０　　　　５
７．０　　ｅ　　　　３５．５　　　　２８．０　　　
　　　３６．０　　　　２８．０　　　　　　４０．０
　　　　２８．０　　ｆ　　　　２４　　　　　　２１
　　　　　　　　２６　　　　　　２４　　　　　　　
　２４　　　　　　１５　　　　ｇ　　　　５．０　　
　　　　　　　　　　　　　５．１　　　　　　　　　
　　　　　　５．０　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　表１（つづき）　　　　　　実施例４　　　　
　　　　　　実施例５　　　　　　　　　　実施例６　
　　　　　　　予備　　　　主　　　　　　　　予備　
　　　主　　　　　　　　予備　　　　主　　────
────────────────────────ａ
　　　　９１．３　　　　９１．８　　　　　　９０．
９　　　　９２．４　　　　　　９１．０　　　　９２
．２　　ｂ　　　　８．１　　　　　８．４　　　　　
　　７．９　　　　　７．８　　　　　　　８．２　　
　　　８．８　　　ｃ　　　　０．０３８　　　１０．
８　　　　　　０．０３６　　　１５．５　　　　　　
０．０３８　　　１０．３　　ｄ　　　　５６．０　　
　　５６．５　　　　　　５６．０　　　　５７．０　
　　　　　５６．０　　　　５７．０　　ｅ　　　　３
７．０　　　　２４．５　　　　　　３５．０　　　　
２８．０　　　　　　３７．０　　　　２５．０　　ｆ
　　　　２４　　　　　　２０　　　　　　　　７２　
　　　　　２４　　　　　　　　２４　　　　　　３０
　　　　ｇ　　　　４．１　　　　　　　　　　　　　
　　５．０　　　　　　　　　　　　　　　４．９　　
　　　　　　　　　ａ：結晶塊の濃度，％ｗ／ｗ ｂ：結晶塊の量，ｋｇ ｃ：種晶または結晶フットの量，乾燥物質の％ｗ／ｗｄ
：結晶化の初期温度，℃ ｅ：結晶化の最終温度，℃ ｆ：結晶化時間，ｈ ｇ：供給されるシロップのｐＨ

【００３８】実施例１においてフルクトース溶液は最初
に５％ｗ／ｗＮａＨＣＯ３　溶液でｐＨ５．０に調整さ
れた。供給されるシロップを９１．０％ｗ／ｗまで蒸発
させ、そしてそのうちの８．１ｋｇを温度が５６．５℃
である晶析器に移した。晶析器が充填されたらシロップ
に０．０１４％種晶を添加し、そして予備結晶化の冷却
プログラムを開始した。母液の濃度は実験室用屈折計で
測定され、そして計算された過飽和が１．２５以下とな
るように塊を３５．５℃まで冷却した。結晶化時間は２
４時間で、そして収率は結晶化の終わりには４４．３％
だった。

【００３９】予備結晶化が終了したら、結晶塊の一部を
引出し、そして残部を晶析器内に残し、その結果生成物
の結晶サイズを決定する結晶フットは主結晶化の初期に
おいて１７．７％だった。晶析器には、結晶フットと混
合され、その結果温度が徐々に５７℃まで上昇し、そし
て乾燥物質濃度が９２．６％まで高まった蒸発供給シロ
ップが充填された。晶析器に満たされたら冷却プログラ
ムを開始する。過飽和が１．２５より低く維持されるよ
うに結晶塊を２８℃まで冷却した。主結晶化時間は２１
時間だった。

【００４０】主結晶化の後に、結晶を母液から分離し、
そして実験室用遠心分離機　ＨｅｔｔｉｃｈＲｏｔｏ　
Ｓｉｌｅｎｔａ　２により洗浄した。遠心分離のバスケ
ットの直径は２１ｃｍであり、そして洗浄水の量は結晶
塊の重量に基づいて１．５−２．５％だった。結晶を実
験室用流動乾燥機により乾燥させた。

【００４１】結晶化の最後において結晶の収率は５６．
６％であり、そして結晶の純度は乾燥物質９９％だった
。生成物の平均粒径は０．４９ｍｍであり、平均粒径か
らの標準偏差はふるい分析による測定では４７％だった
。

【００４２】残りの実施例においても、実施例１と同様
の操作を行った。変数は表２ないし７に記載されるよう
に実験の間に測定された。主結晶化における冷却の初期
からの時間、冷却水温度、母液の濃度および過飽和度が
記載されている。各場合、濃度は実験室用屈折計により
測定された。冷却水と結晶塊の間の温度差は１．０℃よ
り小さかった。 実施例１ 表２　　試験操作１における変数 ─────────────────────────
───時間　　予備結晶化　　　　　　　　　　　　　
　時間　　　　主結晶化　　　　　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　ｈ　　　　℃　　
　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　　　　　ｈ　　　　℃
　　　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　────────
────────────────────　０．０　
　５６．５　　　　９１．０　　１．１６　　　　　　
　０．０　　５７．０　　　　９１．２　　１．１５　
　１２．９　　５２．２　　　　９０．５　　１．２３
　　　　　　　０．５　　５７．０　　　　９１．１　
　１．１５　　１４．１　　５１．１　　　　９０．２
　　１．２３　　　　　　１１．３　　５０．５　　　
　８８．５　　１．０３　　１５．６　　４９．７　　
　　８９．６　　１．２０　　　　　　１２．５　　５
０．０　　　　８８．３　　１．０２　　１６．６　　
４８．８　　　　８９．４　　１．２０　　　　　　１
４．３　　４６．９　　　　８８．１　　１．０８　　
１７．５　　４８．０　　　　８９．２　　１．２０　
　　　　　１５．９　　４４．３　　　　８７．７　　
１．１１　　１８．５　　４７．０　　　　８８．７　
　１．１６　　　　　　２３．０　　２８．０　　　　
８４．５　　１．１３　　２０．３　　４２．９　　　
　８８．３　　１．２３　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　２４．９　　３
５．５　　　　８４．９　　１．０５　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　─
─────────────────────────
──実施例２ 表３　　試験操作２における変数 ─────────────────────────
───時間　　予備結晶化　　　　　　　　　　　　　
　時間　　　　主結晶化　　　　　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　ｈ　　　　℃　　
　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　　　　　ｈ　　　　℃
　　　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　────────
────────────────────　０．０　
　５６．０　　　　９０．９　　１．１７　　　　　　
　０．０　　５７．０　　　　９０．８　　１．１１　
　　０．５　　５６．０　　　　９０．９　　１．１７
　　　　　　　０．５　　５７．０　　　　９０．４　
　１．００　　　４．１　　５４．０　　　　９０．９
　　１．２４　　　　　　　１．６　　５６．２　　　
　９０．３　　１．０７　　１０．７　　５４．１　　
　　９０．２　　１．１４　　　　　　　２．５　　５
５．５　　　　９０．０　　１．０５　　２２．０　　
４２．９　　　　８７．７　　１．１６　　　　　（４
２．７　　２８．０　　　　８３．２　　１．０２）　
２３．５　　３９．８　　　　８７．０　　１．１５２
４．５　　３７．８　　　　８６．４　　１．１４　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２６．０　　３６．０　　　　８５．６　　
１．１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　２６．８　　３６．０　　　　
８５．２　　１．０７　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　────────
────────────────────実施例３ 表４　　試験操作３における変数 ─────────────────────────
───時間　　予備結晶化　　　　　　　　　　　　　
　時間　　　　主結晶化　　　　　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　ｈ　　　　℃　　
　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　　　　　ｈ　　　　℃
　　　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　────────
────────────────────　０．０　
　５７．０　　　　９１．３　　１．２１　　　　　　
１１．２　　４１．０　　　　８７．２　　１．１２　
　　３．６　　５６．５　　　　９１．１　　１．１８
　　　　　　１２．５　　３７．０　　　　８６．０　
　１．０９　　１８．０　　４９．３　　　　８８．９
　　１．１２　　　　　　１３．０　　３５．４　　　
　８５．７　　１．０９　　１９．２　　４８．０　　
　　８８．９　　１．１５　　　　　　１４．６　　３
０．７　　　　８４．８　　１．１０　　２０．１　　
４６．９　　　　８８．５　　１．１４　　　　　　１
５．５　　２８．２　　　　８４．５　　１．１３　　
２１．４　　４４．７　　　　８７．６　　１．１０２
２．７　　４２．３　　　　８６．９　　１．０８　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２４．１　　３９．９　　　　８６．５　　
１．１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　──────────────
──────────────実施例４ 表５　　試験操作４における変数 ─────────────────────────
───時間　　予備結晶化　　　　　　　　　　　　　
　時間　　　　主結晶化　　　　　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　ｈ　　　　℃　　
　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　　　　　ｈ　　　　℃
　　　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　────────
────────────────────　０．０　
　５６．０　　　　９１．３　　１．２３　　　　　　
１４．６　　３９．６　　　　８６．８　　１．１３　
　　０．５　　５６．３　　　　９１．０　　１．１７
　　　　　　１５．５　　３７．７　　　　８６．２　
　１．１２　　　３．２　　５５．８　　　　９０．０
　　１．１９　　　　　　１６．５　　３５．５　　　
　８５．７　　１．１２　　２０．５　　４５．１　　
　　８７．４　　１．０７　　　　　　１７．５　　３
２．８　　　　８５．２　　１．１２　　２１．９　　
４２．４　　　　８６．９　　１．０１　　　　　　１
８．５　　２９．９　　　　８５．１　　１．１８　　
２３．２　　３９．７　　　　８６．６　　１．１１　
　　　　　１９．５　　２７．０　　　　８４．５　　
１．１７　　２４．５　　３７．２　　　　８５．７　
　１．０９　　　　　　２０．０　　２４．５　　　　
８３．８　　１．１６　　─────────────
───────────────実施例５ 表６　　試験操作５における変数 ─────────────────────────
───時間　　予備結晶化　　　　　　　　　　　　　
　時間　　　　主結晶化　　　　　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　ｈ　　　　℃　　
　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　　　　　ｈ　　　　℃
　　　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　────────
────────────────────　０．０　
　５６．０　　　　９０．９　　１．１７　　　　　　
　０．０　　５７．０　　　　９１．１　　１．１５　
　　５．５　　５５．５　　　　９０．９　　１．１８
　　　　　　　１．３　　５６．２　　　　９０．５　
　１．０９　　７０．６　　３６．１　　　　８５．３
　　１．０７　　　　　　１６．８　　４３．０　　　
　８７．３　　１．０９　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１９．０　　３
９．５　　　　８６．５　　１．０９　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２１．
９　　３３．３　　　　８５．１　　１．０９　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　２４．０　　２８．９　　　　８４．４　　１．１１
─────────────────────────
───　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　実施例６表７　　試験操作６にお
ける変数 ─────────────────────────
───時間　　予備結晶化　　　　　　　　　　　　　
　時間　　　　主結晶化　　　　　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　　　　　　　　　
　　温度　　　　濃度　　　　ｓ　　ｈ　　　　℃　　
　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　　　　　ｈ　　　　℃
　　　　　　ｗ／ｗ％　　　　−　　────────
────────────────────　０．０　
　５６．０　　　　９１．０　　１．１８　　　　　　
　０．０　　５７．０　　　　９０．５　　１．０７　
　　０．８　　５５．９　　　　９０．８　　１．１７
　　　　　　１４．５　　３９．８　　　　８７．０　
　１．１４　　１８．８　　４７．１　　　　８７．９
　　１．０７　　　　　　１５．４　　３８．０　　　
　８６．０　　１．０８　　２２．１　　４１．９　　
　　８６．８　　１．０９　　　　　　１６．４　　３
５．６　　　　８５．４　　１．０８　　２２．８　　
４０．５　　　　８６．４　　１．０８　　　　　　１
８．１　　３０．７　　　　８４．６　　１．１０　　
２３．９　　３８．２　　　　８５．９　　１．０８　
　　　　　１８．８　　２８．９　　　　８４．３　　
１．１１　　２４．５　　３７．０　　　　８５．７　
　１．０９　　　　　　２０．０　　２５．３　　　　
８３．７　　１．１２　　─────────────
───────────────表８　　実施例１−６
における試験操作の結果──────────────
──────────────　　　　　　実施例１　
　　　　　　　　　実施例２　　　　　　　　　　実施
例３　　　　　　　　予備　　　　主　　　　　　　　
予備　　　　主　　　　　　　　予備　　　　主　　─
─────────────────────────
──ａ　　　　４４．３　　　　５６．６　　　　　　
４０．５　　　　５７．５　　　　　　３８．８　　　
　６２．８　　ｂ　　　　　　　　　　　　−　　　　
　　　　　　　　　　　　−　　　　　　　　　　　　
　　　　６０．６　　ｃ　　　　０．１７　　　　０．
４９　　　　　　０．１６　　　　０．６２　　　　　
　０．１６　　　　０．６６　　ｄ　　　　　　　　　
　　　４７　　　　　　　　　　　　　　　　３１　　
　　　　　　　　　　　　　　２７　　　　ｅ　　　　
　　　　　　　　９９　　　　　　　　　　　　　　　
　９９．５　　　　　　　　　　　　　　９９．９　　
ｆ　　　　０．５２　　　　０．７５　　　　　　０．
４６　　　　０．７０　　　　　　０．４８　　　　０
．９０　　────────────────────
────────表８（つづき） ─────────────────────────
───　　　　　　実施例４　　　　　　　　　　実施
例５　　　　　　　　　　実施例６　　　　　　　　予
備　　　　主　　　　　　　　予備　　　　主　　　　
　　　　予備　　　　主　　────────────
────────────────ａ　　　　４２．６
　　　　５４．５　　　　　　４１．９　　　　５８．
５　　　　　　４０．９　　　　５７．８　　ｂ　　　
　　　　　　　　　５６．２　　　　　　　　　　　　
　　５８．７　　　　　　　　　　　　　　５７．１　
　ｃ　　　　０．１３　　　　０．３５　　　　　　０
．１９　　　　０．６２　　　　　　０．１３　　　　
０．３７　　ｄ　　　　　　　　　　　　５９　　　　
　　　　　　　　　　　　３８　　　　　　　　　　　
　　　　　５７　　　　ｅ　　　　　　　　　　　　−
　　　　　　　　　　　　　　　　９９．９　　　　　
　　　　　　　　　−　　　　ｆ　　　　０．５２　　
　　０．７１　　　　　　０．１７　　　　０．６７　
　　　　　０．５０　　　　０．７８　　──────
──────────────────────ａ：予
備結晶化終了後の結晶収率および主結晶化での遠心分離
前の結晶収率，％ｗ／ｗ ｂ：生成物の結晶収率，％ｗ／ｗ ｃ：生成物の平均サイズ，ｍｍ ｄ：生成物の平均サイズからの標準偏差，％ｅ：生成物
の純度，乾燥物質の％ｗ／ｗｆ：生産率，ｔ／ｍ３　／
日 生成物の平均サイズおよび標準偏差はふるい分析により
、予備結晶化の終了時に実験室用顕微鏡を用いて測定さ
れた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフルクトース結晶化装置の一部を
切断して示す正面図である。

【図２】結晶化装置の一部を切断して示す側面図である
。

【図３】図２に示された晶析器の部分拡大図である。

【図４】本発明に係るフルクトース結晶化装置の別の実
施態様の一部を切断して示す正面図である。

【符号の説明】

１，１’　　混合ブレード ２，２’　　冷却プレート ３，３’　　冷却ジャケット ４，４’　　シャフト ５，５’　　シール部材 ６　　　　　　　　モータ ７　　　　　　　　支持台 ８　　　　　　　　入水口 ９　　　　　　　　出水口 １０　　　　　　流入口 １１　　　　　　排出口

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　以下の工程： ａ）乾燥物質のフルクトース含量が少なくとも約９０重
   量％である、乾燥物質を少なくとも約９０％含有する水
   溶液を調製し、 ｂ）５０−６０℃の温度で水溶液に種晶添加し、そして
   ｃ）飽和フルクトースに関して水溶液の過飽和が約１．
   ２５の比率より低く、そして水溶液の最も温かい部分と
   最も冷たい部分との温度差が約６℃以下であるように、
   調節された速度で、そして連続的に混合して生成する結
   晶塊を冷却するが、該冷却は５ｍｍ２　／ｍｍ３　また
   はそれ以上の伝熱面を有する晶析器中で行われる、から
   なる水からの無水フルクトースの結晶化方法。
2. 【請求項２】　　生成する結晶が遠心分離および乾燥さ
   れる請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】　　遠心分離前に、結晶塊の容量の２０％
   以下の容量で、気泡が結晶塊中に混合される請求項１記
   載の方法。
4. 【請求項４】　　過飽和が約１．１と１．２の間である
   請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】　　晶析器が水平であるか、または約４５
   度以下に傾斜しており、そして混合ブレードと、冷却プ
   レートとからなり、該冷却プレートは各プレート間に約
   ３００ｍｍ以下の間隔を設けて冷却装置内に設置され、
   冷却装置に沿って少なくとも約５度で冷却プレートに開
   口領域を有する請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】　　混合ブレードと冷却部材との距離が３
   ０ｍｍ以下となるように、混合ブレードが冷却部材間に
   設置される請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】　　混合ブレードの先端の速度が結晶化の
   あらゆる点で約５０ｍｍ／秒以上であるような混合ブレ
   ードの回転速度である請求項５記載の方法。
8. 【請求項８】　　冷却装置の伝熱面が１０ｍ２　／ｍ３
   　である請求項５記載の方法。
9. 【請求項９】　　５ｍ２　／ｍ３　以上の伝熱面、およ
   び水溶液の最も温かい部分と最も冷たい部分との温度差
   が約１０℃以下となるような混合のための手段を有する
   、結晶性フルクトースの生産率の高い製造に適した晶析
   器。
10. 【請求項１０】　　冷却装置が水平であるか、または約
    ４５度以下に傾斜しており、そして晶析器内に設置され
    ている混合器と冷却プレートとからなり、該冷却プレー
    トは約３００ｍｍ以下の間隔で設置され、晶析器に沿っ
    て少なくとも５度の開口領域を有する請求項９記載の晶
    析器。
11. 【請求項１１】　　混合器が冷却プレート間に設置され
    たブレードからなり、該ブレードと冷却プレートとの距
    離は３０ｍｍ以下である請求項１０記載の晶析器。
12. 【請求項１２】　　ブレードの速度が結晶化のあらゆる
    点で約５０ｍｍ／秒以上であるような混合器の回転速度
    である請求項１０記載の晶析器。