JPH0655160B2

JPH0655160B2 - 糖蜜の脱色、脱塩精製法

Info

Publication number: JPH0655160B2
Application number: JP13446686A
Authority: JP
Inventors: 貞夫宮城; 修貴村; 堅市大城; 守広太田; 隆一宜野座
Original assignee: 第一製糖株式会社
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPS6352899A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は製糖工場の製造工程中途の糖蜜、又は廃糖蜜の
高効率高脱色脱塩精製法に関するものであり、詳しくは
糖蜜に水及び水酸化カルシウムを加えて、濃度調整及び
高アルカリ調整し、更に５５〜６５℃に加温してからこ
れにエチルアルコールを加えて高アルコール含有下で凝
集沈殿物を生成されてから沈降分離、遠心分離、又は
過操作等により凝集物質を除去して脱色清澄化した後
に、炭酸ガスを飽充し形成された炭酸カルシウムを過
して軟化とpHの中性域への再調整を行い、その後に多重
効用缶、又は浸透気化式アルコール膜分離濃縮装置、或
いは超音波振動式アルコール分離濃縮装置と多重効用缶
との組合わせ分離濃縮設備によりアルコールを分離濃縮
回収再循環使用し、一方糖蜜の方は限外過膜、又はル
ーズＲＯ領域の透過性を示すマイナス荷電性高分子逆浸
透複合膜等により残存高分子色素類を分離するが、分離
した色素、ゴム質物等は第一工程のアルコール混合凝集
工程にリサイクルすることにより、色素成分等は再凝集
固形化分離除去しつつ、糖分のみを再回収する方式によ
り系外への糖分損失を防止しつつ、９５％以上の高脱色
率を達成し、そのまま、或いは更に必要に応じて少量の
活性炭や合成吸着樹脂等により、仕上げ脱色し、更に電
気透析装置により仕上げ脱塩するのを特徴とする糖蜜の
高脱色脱塩精製法に関するものである。

（従来技術）甘蔗、甜菜を原料とする製糖、或いは原料糖の精製に於
いては糖結晶の分離母液である糖蜜は、通常、糖結晶が
経済的に晶析回収しうるまで３回以上数回に亘つて繰返
し、煎糖分離を行つて得られるものであり、通常かかる
操作を複数回繰返し行うと糖蜜中の糖分は徐々に減少し
て行く反面、蔗糖以外の色素、無機塩類、多糖類、ゴム
質物、還元糖、蛋白質等が濃縮されて来て煎糖による糖
回収操作が経済的に限度に来た末に工程系外に排出され
て来るものであるが、これには通常蔗糖が３０％内外、
還元糖、オリゴ糖を含めると尚５０％以上もの糖類を含
有しているものであり、製糖工場に於ける糖分その他有
価物損失の最大のものとなつている。

廃糖蜜には、このように多量の有価物が含有されている
反面、上記の通り色素、無機塩類等多量の不純物も含有
され、苦味、辛味、渋味が強く、又極めて粘稠な物質で
あり精製処理が極めて難しく、特に微生物難分離成分と
言われる大量の色素成分の除去と公害防止処分に多大な
処理コストを要する所から、現在、産業廃棄物に等しい
低価格で販売処分されている現状であり、これまで主と
して高度な精製処理を必要としなくとも利用が可能な発
酵工業や飼料業界等で専ら安価な原料として活用されて
来たものであるが、近年機能性の高い高分子膜やイオン
交換樹脂等が開発されるようになり、ようやくコスト的
にも糖分やアミノ酸類の再回収や可食化を可能とするよ
うな高効率、無公害精製処理法の開発研究が取り上げら
れるようになつて来た。

このような現状を背景として、最近多くの糖蜜処理法が
開発提案されてはいるが、しかし、その多くは色素の除
去を敬遠するか、除去するにしても不充分な脱色処理で
あるか、或いは多量の活性炭やイオン交換樹脂再生薬剤
を必要とする為に高コストであつたり、或いは公害防止
対策上から高ＣＯＤ含有希薄廃液の濃縮焼却、又は海洋
投棄の為に多量のエネルギー消費若しくは高額の運搬コ
ストを負担せざるを得ないような高コスト処理法が多
く、風味並びに目視イメージ共によい高品質の複合糖や
可食糖蜜等の低コスト製造並びに有用成分の高効率、低
コスト再回収法としては、尚、多くの問題を残している
と言える。

（問題点を解決した手段及び作用）我々はこのような実情に鑑み資源の有効再利用の観点か
ら、主として色素や、その他無機塩類、ゴム質物等、大
量の不純物を効率除去出来る低コスト精製法について鋭
意研究した結果、公害防止対策上からも欠点が少なくし
かも有用な糖、アミノ酸は高回収しつつ不要な不純物の
みを効率的に無公害除去出来る高脱色脱塩精製法を考案
完成するに至つた。

即ち本発明に於いて従来技術の問題点を解決改良した主
要な点は以下の諸点にある。

(1)従来、糖液、特に廃糖蜜の如き不純物の多い糖液を
脱色清浄する目的で限外過等、膜分離（過）する場
合、糖分を３０％以上も含有する過残液（濃縮液）が
処理液量の２０〜３０％も発生し系外に除去される為、
多量の不利用糖分が発生する結果となる所から過精度
そのものは極めて秀れたものがありながらも、尚、その
糖分回収率の悪さが１つの大きな欠点であつたが、本発
明ではアルコール凝集沈降分離法と、膜過法とを組合
わせることにより、一旦アルコール凝集分離清浄された
液でも更にこれを膜過すると、その膜過濃縮残液中
の高分子色素やゴム質物等はもう１度アルコールで再凝
集するようになるので、第一段目のアルコール凝集沈降
槽にこれらをリサイクルさえすれば、これらはいくらで
も再処理可能となる所から限外過、又はルーズＲＯ
過と言うような厳しい過処理を行いながらも、尚、糖
分をほぼ１００％回収出来ると言う糖液膜過操作に於
ける画期的な方式を見出し、従来の欠点を克服解消しえ
たこと。

(2)廃糖蜜のような高色素含有糖液を１００％近く完全
脱色せんとする場合、従来は膜分離やケイソード過等
での脱色率が通常５０〜７０％を超える事が不可能であ
つた為に、その後の仕上げ脱色剤として大量の活性炭や
合成吸着樹脂を必要とし、その再生に多額のコストを要
する所から残念ながらこれまで廃糖蜜を直接完全脱色し
て大量の無色或いは淡色の高品質可食糖蜜を得る実用技
術は開発されてなかつたが、本発明では廃糖蜜のような
色価（スタンマー色価＝st.ＣＶ値）が2,000以上と言う
ような高色価不純糖液であつてもアルコール凝集分離脱
色＋膜過の組合わせ処理により系外への糖損失なしに
９５％以上の高脱色率が達成可能となる為に、仮にこの
アルコール凝集脱色、膜過の組合わせ処理により処理
された淡色糖蜜を更に活性炭等により仕上げ完全脱色す
るとしても、例えば限外過のみの単独分離脱色してか
ら活性炭脱色する場合に比べれば、その活性炭の所要量
は1/5〜1/10以下で済み、大幅な活性炭使用削減が可能
であること。

(3)従来、糖蜜を通常の処理法で脱色清浄処理した後で
Ｋ−Ａ式電気透析脱塩する場合、糖液中の色素、その他
の有機アニオン物質が多量に残留している為に一方のア
ニオン交換膜が短期間に汚染されてしまうと言う問題が
ある所から現在プラス、マイナスの電極を頻繁に交互に
変えることにより汚染防止する方法とか、或いは希釈
液、又は濃縮液のpHを２〜３附近まで下げて透析して汚
染防止する為に蔗糖分解の危険が高い、或いは濃縮液の
別途利用がしにくくなる等、種々の問題点がある所から
実用上種々の特別対策が必要であるが、本発明法で処理
された糖液の場合、既に高脱色、高脱有機アニオンされ
ている為にそのまま或いは若干の仕上げ脱色処理さえす
ればＫ−Ａ式電気透析装置に適用しても無理なく適用が
可能になること。

(4)高処理効率が達成（純糖率アツプが３０〜４０ポイ
ント）出来る為に、例えば廃糖蜜の如き低純度糖蜜から
でも、更に２段煎糖が楽々と実施可能となり高品質の糖
結晶が高率回収可能となるばかりでなく、可食糖蜜、或
いは粉末複合糖としても風味、目視イメージ共によく、
又健康食品素材としても申し分のない淡色複合糖製品の
製造が可能となること。

(5)高価なエチルアルコールを大量に再循環使用する
為、これまでのアルコール分離濃縮技術に於けるような
エネルギー多消費の状況からすれば糖液とアルコールの
分離に大量のエネルギーが必要となり、コスト上大きな
問題となる所であろうが、最近はバイオマスアルコール
利用研究の進展のお蔭により多くの有望な省エネルギー
型アルコール分離濃縮技術（例えば浸透気化式アルコー
ル膜分離濃縮装置や超音波振動式アルコール分離濃縮装
置等々）が開発されるようになつたこと、更に本発明の
場合大量のアルコールを再循環使用するとは言え再循環
アルコールの濃度が７０〜８０％と言う中濃度でよい為
に、この種、従来からの親水性有機溶媒を用いる凝集沈
殿清浄法に於けるエネルギー多消費型を大幅な省エネル
ギータイプに改良した為にアルコール分離エネルギーに
よるコストプツシユが問題とならなくなつたこと。

(6)微生物難分解性成分とされる糖蜜特有の高分子色素
類やゴム質物等を凝集固形化無公害除去出来る為に、従
来のような濃度の薄い大量の高ＣＯＤ含有色素液を濃縮
焼却する為の大量のエネルギーを必要とせず、又、特別
な排水処理装置も必要とせずに廃糖蜜のような産業廃棄
物に等しい低価格高色素糖蜜をも食用として大量高度有
効利用が可能になること等々である。

以下本発明の構成並びに特徴について更に詳細に説明す
る。

まず前段としてあらかじめ糖蜜のBxを５０〜６０％程度
に希釈し、これに１３〜１５％程度の石灰乳を加えてpH
を11.0〜12.5好ましくは約12.0に調整する。

通常、アルカリ調整剤としてはNaOH,KOH,Na₂Co₃等も考
えられるが、特にここで水酸化カルシウムとして特定し
た理由は次による。

即ちNaOH,KOH等は通常、高価な上に造蜜性が高いと言う
難点があり、蔗糖の回収を目的とする場合望ましいもの
ではない。

その点、水酸化カルシウムは安価な上に上記の欠点がな
く、更に次工程で生ずる粘性スラツジを抱蔵して取扱操
作が極めて容易になるという適正もある所から、この場
合のアルカリ調整剤としては水酸化カルシウムが極めて
望ましいと言える。

尚、pHを強アルカリ域に調整する理由は第１表からも分
るように高pHに調整する程糖純度の向上が見られ、又脱
色率も高pH程、良好となるからである。

次にこの希釈pH調整剤糖蜜を６０℃程度に加温後、これ
に対して７０〜９５容量(VOL)％エチルアルコールを９
５VOL％濃度換算にて希釈前原糖蜜量当り2.0〜12.0倍量
好ましくは固形分濃度（ブリツクス，Bx）５５調整済糖
蜜に対して８０％エチルアルコールを約６倍量加えて混
合急速攪拌する。

混合時の糖蜜温度は２５〜７０℃、望ましくは５５〜６
５℃の範囲が糖損失が少なく脱色効率がよい。

ところで、ここでの糖蜜の濃度とアルコール濃度は上記
の通り、特に厳密な限定がある訳ではなく、又その比率
もそれぞれの濃度によつて変えられうるものであり、要
するに糖蜜固形分：水：純アルコール分の混合された状
態で全混合液量に対して、それぞれ糖蜜固形分５〜１０
％、水分１５〜３５％、純アルコール分５５〜８０％の
混合範囲内であればよく、この混合比内の場合に比較的
少ないアルコール量でより高い清浄脱色効果が得られ、
更に又スラツジへの糖損失量を比較的少なくすることが
出来る。

つまり、ここでのそれぞれの混合割合の機能的意味は糖
分を極力溶解しうるだけの必要最少適当量の水分量が確
保されている必要があることと、しかも尚、水に溶解し
やすい色素、その他の不純物類を凝集沈澱せしめうる機
能を同時発揮しうるだけのアルコール分が必要であり、
この割合がいずれかに片寄り過ぎると、例えばアルコー
ル分を多くしすぎると不純物の除去性はよくなるが、一
方、糖のスラツジへの損失量が多くなり、又、一方、逆
の場合、糖を溶解しうるだけの充分量以上の水分量が多
くなつてアルコール量が少なくなると、糖ロスは少なく
なるが、一方清浄脱色効果は悪化すると言つた相反する
面があり、いずれも適当に満足しうる混合範囲が上記の
混合範囲であると解釈すべきである。

尚、ここでの含有水はブリツクス希釈水から来てもよい
し、又、アルコール希釈水の方から来てもよく、従つて
糖蜜濃度、アルコール濃度は相対的なものなのである。

扨て、この混合により直ちに凝集沈澱物が生成して来る
ので、これを沈澱槽や遠心分離機等を一段、又は二段シ
リーズに組合わせて除去脱色清浄する。

しかし、ここに得られる糖、アルコール混合清澄液は強
アルカリ性の上に残留カルシウム分も多く、次工程のア
ルコール分離回収操作時の効用缶スケール附着防止、又
は膜汚染防止上からも、或いは又還元糖分解防止上から
も前以て軟化処理並びに中性域へのpHの再調整処理をす
る必要がある。その方法としては、Hcl,H₂SO₄等の鉱酸
を用いて中和する方法等も考えられるが、低ランニング
コストの観点から考えると、煙道ガス等の炭酸ガスを飽
充過する方法が最も好適である。因みに５０℃の条件
下、アルコール逸散防止器付飽充槽で炭酸ガスを飽充
し、過すると残留カルシウム分も固形分当り約35,000
PPMから7,000PPM程度まで軟化処理が可能である。

扨て、このようにして軟化、pH再調整処理して得られた
糖アルコール混合液からのアルコールの分離濃縮回収が
必要となるが、この操作は実際の工程に於いては既に前
述した如く、最近はバイオマスアルコールからの省エネ
ルギー型アルコール分離濃縮技術の研究が、種々意欲的
に試みられるようになつて来た結果、いくつかの有望な
技術、例えば浸透気化法によるアルコール膜分離濃縮や
超音波振動のキヤビテーシヨンにより高濃度アルコール
を低コスト分離濃縮する方法等、既にこれらは実際に実
用化の段階になりつつあると言われており、本方法の場
合に於いても、好適に適用可能である。

一応、本実験に於いても小型のアルコール膜分離濃縮装
置を用いてアルコール分離を確認しつつある所である
が、現在、装置能力が小さい所から実験としては、主と
してこれらの諸特徴を想定しつつ、エバポレーターを用
いてアルコール分離濃縮して研究を進めた訳であるが、
通常、浸透気化法によるアルコール膜分離濃縮に於いて
はトータル量は相当に減少するとは言え、それのみでは
完全にはアルコール分離は不可能であり、普通５〜１５
％程度はアルコール分が残留するものである。

従つて高価なアルコールを完全に糖液から分離回収する
には、更に蒸留装置が必要であるが、多くの実験結果か
らアルコール分の許容残留濃度となる濃縮度はブリツク
スが３５％以上（アルコール残留％、0.35％）５０％
（0.07％）以下、望ましくは４０〜４５％程度に蒸留濃
縮する必要があることが分つた。（第３図参照）と言うのはエチルアルコールは大変に高価なものであ
り、極力高回収する必要がある。

が、しかし１００％完全回収しようとして無制限に高濃
度濃縮すれば、ある濃度段階からはアルコール回収量は
微量となる反面、やたらに水分のみが多くなり、エネル
ギーが不経済となつて来るからである。

そこで最適蒸留濃縮度を求めるべく第二工程処理液のア
ルコール混合糖液について徐々にアルコールを蒸留分離
して行き、Bx25附近から５BxきざみでそれぞれBx３０、
３５、４０、４５、５０、６０とサンプリングして行つ
て残留アルコール％を測定した所、第３図の通りとな
り、Bx30附近までは0.6〜0.7％程度もアルコール分が残
留し、その損失量は無視しえない量であるがBx40あたり
からは、残留アルコールは0.20％程度に減少し、許容濃
度となる特性があることが判明した。

従つて、ここでのアルコール回収の為の濃縮度合はエネ
ルギー経済性や、次工程での過の難易等を総合的に勘
案するとBx40〜４５％程度が最もベターな濃度であろう
と思われる。

扨て、ここまでの一連の操作により廃糖蜜であれば通
常、脱色率が８０〜８３％達成され、廃糖蜜原液色価
（St.CV値）2,000〜3,500程度からSt.CV２５０〜３５０
程度まで脱色されて、淡赤褐色となり、色素成分のほ
か、泡成分をはじめ多糖類、ガム質物、硫酸根等の無機
塩類等も大部分除去されて、糖純度も純糖率が２２〜２
５ポイントも上昇する等、この第一、第二、第三工程に
よるアルコール処理のみでも著しい清浄効果が発揮され
る。（第１、第２、第４表参照）ところで、限外過システムはその優秀な懸濁物質除去
性能の面から、これまで、既に純水製造や醸造部門、そ
の他多くの部門で採用され多大な貢献をしている所か
ら、同様に、多くの過操作を必要とする製糖部門でも
この過システムが有用であるはずであり大いに活用さ
れそうであるが、実際には現在の所それ程普及を見てな
いのは何故であろうか。

それには色々な理由が考えられるが、その内最も大きな
理由の一つは糖液を限外過する場合、その分画過濃
縮排除液中の糖純度がそれ程低下せず、結局、排除濃縮
液（全液量の1/5〜1/6量）への糖損失が無視出来ないと
言う所に大きな欠点があるからであろうと思われる。

本発明の大きな特徴の一つはこの糖液をルーズＲＯ過
や、限外過等高度膜分離過する場合の欠点を克服解
消しうる点にある。

即ち本発明では、この排除されて来る濃縮残液を第一工
程のpH調整槽にリサイクルすることによつて糖の回収が
図られ得るからである。

と言うのは、今の所如何なる作用機作の故にそうなるの
か、理論的には不明であるが、例えばこれまでの一連の
操作と同じBx55の糖蜜をその６倍量の８０％エタノール
と混合して、一旦凝集沈降分離並びにアルコール分離し
た清澄液を分子分画１万相当のダイナミツク膜で色素等
高分子類を高圧限外過して得られる分画濃縮残液を先
にアルコール混合凝集沈降させた時と全く同一濃度、同
一量のアルコールと混合して見ると、不思議にもこれら
の濃縮高分子類は第１回目のアルコール混合時には凝集
分離しなかつたにも拘らず、限外過して透過しなかつ
たものは再度又アルコール凝集沈澱して来る不思議な性
質があることが判明したからである。（第８図参照）このように、本発明での限外過、或いは逆浸透過シ
ステムではアルコール凝集処理という工程と組合せるこ
とによつて、従来限外過システムの持つ所の糖回収が
悪いと言う欠点を克服解消した所に大きな特徴があるの
である。

ところで、第一、第二、第三、第四工程処理により処理
液の色はスタンマー色価で７０〜１５０となつて、どす
黒かつた糖蜜の色が淡赤褐色明澄になり、目視イメージ
が相当に改善され、又、風味、甘味度も相当向上して来
るが辛味、渋味が若干残り、直接可食、又は電流効率の
よいカチオン、アニオン交換膜を組合せて用いるＫ−Ａ
式電気透析用フイード液としては色素、アニオン等の残
留が若干認められ、特にアニオン交換膜汚染防止上から
は塩類濃縮液の低pH調整の必要がある等、尚不十分であ
り、一層の仕上げ脱色、脱アニオンが望まれる。

そのような改善法としては種々の面で粒状活性炭脱色が
望ましい。

このような観点から脱色過工程の次工程として粒状炭
カラムを使用し、膜過工程から得られ、濃縮したBx50
％の清澄液を粒状炭カラム通液した所、スタンマー色価
１５０のものを同２０程度まで脱色するのに粒状炭１
当り６倍量の６の糖液を通液出来た。

一方、これに対して同一分子分画の膜で限外過のみし
てスタンマー色価が８１０となつたものを同じ粒状炭で
脱色した所、粒状炭１当り僅かに1.2しか通液出来
ず、アルコール処理＋限外過（ＵＦ）処理液は、単独
ＵＦ処理のみの、処理液に対してその粒状炭所要量は約
1/5で済むことになり、粒状炭の再生コストを大幅にコ
ストダウンすることが可能となる。

又、粒状炭処理脱色糖液は純糖率が約５ポイントも上昇
し、渋味が完全に抜け、風味が著しく改善された。

以上の四工程により処理して得られる透明糖蜜は可食蜜
としては僅かに辛味があるとはいえ甘味度、風味共に素
晴らしく液状のままでも、或いは粉末乾燥をすればその
ままでも料理用、漬物用、佃煮用等、種々の用途が考え
られ十分実用に供し得るものであるが、しかし、未だ灰
分含量が高く、糖の再結晶回収、又は製菓用等の面から
は更に灰分レベルを下げる方が望ましいと思われる。

ところで廃糖蜜のような高色素、フミン酸等の多い高塩
類含有液の脱塩法としては、既にカチオン交換膜と中性
膜を組合わせて用いるＴＤ式電気透析法が無理なく好適
に適用出来ることについては特許公報58-53920号にて本
発明者等が証明した所であるが、今回の如く、既に９５
％以上も脱色されており、仮に、更に活性炭等で完全脱
色するとしても低コストで済む場合であれば、ＴＤ式電
気透析法を用いるのは如何にも勿体なく、むしろこのよ
うな場合の方法としては電流効率が高く、高脱塩のしや
すいカチオン交換膜とアニオン交換膜とを組合わせて用
いるＫ−Ａ電気透析法が望ましいと言えるだろう。そこ
で、粒状炭カラムより得られた淡色清澄糖液（Bx40）を
カチオン交換膜とアニオン交換膜とを２０対組合わせ
て、セル電圧0.6Ｖ、２０５分間電気透析した所、電流
効率95.3％、脱塩率８４％、純糖率アツプ１４ポイント
と高効率、高脱塩出来ることが確認出来た。

実施例１甘蔗糖工場の廃糖蜜を採取し、これをあらかじめ石灰乳
でpH7.0に調整し、ブルツクス度５５％に希釈して5,000
rpm、１０分間遠心分離してスラツジを除去した。

この遠心分離液１ずつをサンプルとして、それぞれに
１３％石灰乳を添加し、pHを7.0，8.0，9.0，10.0，11.
0，12.0，13.0に調整し、これを６０℃に加温してから
それぞれ８０％エチルアルコールを６（６倍量）ずつ
混合攪拌し、生じて来る凝集沈澱物を東洋紙NO.２で
過してスラツジを除去し、得られた清澄、糖アルコー
ル混合液をロータリーエバボレーターで蒸留濃縮した
所、表１、及び第１図の通りの結果が得られた。

該表に示す通り、調整pHが高くなる程純糖率アツプは向
上し、pH12.0の箇所で純糖率アツプ、脱色率ともに最高
の清浄効果を示すことが分る。

尚、pH12.0を超えた所から蔗糖の分解が認められ、pH調
整は12.5を限度とすべきと考える。

実施例2.（アルコール濃度別清浄効果試験）廃糖蜜をブリツクス５５に希釈して遠心分離し、スラツ
ジ除去後の分離液をブリツクス５０に希釈し、これにBx
14の石灰乳を添加し、pHを12.0に調整してから８００ｍ
ずつのサンプルを７ケ用意し、それぞれ６０℃に加温
してから、これに対して別にそれぞれ６０％，６５％，
７０％，７５％，８０％，８５％，９０％濃度に調整し
てあつた5.6（７倍量）のエチルアルコールを急速混
合攪拌し、それぞれ生成したスラツジを東洋紙NO.２
で過し、ロータリーエバポレーターでBx５１〜６０程
度まで濃縮し完全にアルコールを除去してから分析した
所、第２表の結果を得た。

上表から分かる通り、糖蜜ブリツクスを一定にし、これ
に等倍量のアルコールを混合して行く場合、アルコール
含有濃度が高くなつて行くにつれて糖純度も脱色率も向
上して行くことが分かる。

しかし、全混合液量に対して純アルコール分が７５％を
超えるあたりから糖の損失量が増加する傾向があり、混
合含有％は８０％程度が限度である。

実施例3.（混合時の糖蜜温度別清浄効果試験）アルコール混合凝集沈澱清浄する際に、温度の清浄効果
に対する影響効果を調べる為に、廃糖蜜をブリツクス５
０度に希釈した遠心分離液サンプル６を採取し、これ
に１３％の石灰乳を加えてpH12.0に調整し、これから８
００ｍずつの７サンプルを作成し、それぞれ２０℃，
３０，４０，５０，６０，７０，８０℃に加温してから
等しく７５％エチルアルコールを4.8ずつ（６倍量）
混合、凝集沈澱させてからロータリーエバポレーターで
ブリツクス４５％程度まで蒸留濃縮してアルコールを除
去してから分析した所、それぞれ第２図の通りとなつ
た。

上図から分かる通り、脱色率のみを考えれば高温ほどよ
いと言えるが、しかし、７０℃あたりから還元糖の分解
が激しくなると共に灰分の増加も大きくなる傾向があ
り、種々勘案した場合５５〜６５℃附近が最もベターと
考えられる。

実施例4. アルコールに混合する際の糖蜜の濃度は清浄効果にそれ
程関係はない。

清浄効果に関係のあるフアクターはpHと温度そして「固
形分：水：アルコール」の混合比である。

これを証明する為に糖蜜量とアルコール量を全く一定量
にしたままで各段階のBxに希釈する為の水を逆にアルコ
ール希釈水として使用し、混合比をほゞ一定にした場合
の清浄試験結果を第３表に示す。

上表の通り「固形分：水：アルコール」の混合比が大体
一定でありさえすれば希釈Bxに拘りなく、その清浄効果
（純糖率アツプ，色価）は殆ど同じである。

実施例5. 原糖工場の廃糖蜜をブリツクス５５に希釈して、サンプ
ル１を１０ポリバケツに採取し、これに１３％石灰
乳を加えてpH12.0に調整した後に８０％エタノール６
を混合攪拌した所、凝集沈澱物質が直ちに生じて来た。

約１０分間静置してから傾斜法にてスラツジを除去し、
清浄な上澄糖アルコール混合液を得た。

これを２分割し、一方の３をロータリーエバポレータ
ーでブリツクス54.93まで蒸留濃縮してアルコールを除
去して、これをアルコール清浄サンプルとし、又、一方
の３は内径５０m/m×長さ1,500m/mのジヤケツト付ガ
ラスカラムに移し６０℃の温水で保温しつつ、pHメータ
ーの投込式電極をカラム内に挿入してコントロールしつ
つ、炭酸ガスを吹込みpH8.0になつた所でガス吹込を終
了し、形成された炭酸カルシウムを東洋紙NO.２で真
空過した後ロータリーエバポレーターで以てBx31.20
になる迄蒸留してアルコールを完全に除去し、分析に供
した所第４表の結果を得た。

原蜜の分析値も比較掲載する。

実施例6. 甘蔗廃糖蜜を６０Bxに希釈して遠心分離し、その分離液
を更にブリツクス度、２５％に希釈し、その1.4を採
取し、これに１４％石灰乳を加えてpH12.0に調整した後
に９２％エチルアルコール2.8（２倍量）を混合攪拌
し、凝集沈澱物を除去せずにそのまま続けて炭酸ガスを
飽充してpHを8.0に再調整してから生成された凝集沈澱
物、及び炭酸カルシウム等を東洋紙NO.２で真空過
してスラツジを除去し、清浄な糖アルコール混合液を得
た。

これをロータリーエバポレーターで蒸留してブリツクス
度46.35％の濃縮液を得た。

ここに得られた濃縮液を分析した所、下表の通りとなつ
た。

上記分析結果からも分かるようにアルコールを混合し、
凝集沈澱物が懸濁状態のままで続けて炭酸ガスを飽充し
てpHを調整過する当該方法は、実施例３、及び４の方
法と比較した場合、過分離操作が１回で済む上に、処
理液の灰分レベルが低く、還元糖の分解も少ないと言う
利点がある反面、脱色率が若干悪く、マグネシウムの除
去率も悪い、又、スラツジ量が多くなる、得られる処理
液の純糖率の変動が大きいと言う傾向があり、蔗糖の回
収を目的とするか、発酵用原液清浄を目的とするかによ
り、いずれの方法を選択するか決定すればよいと思われ
る。

実施例7. 実施例５と同一の処理法によりアルコール混合、凝集、
沈澱分離及び炭酸飽充過処理した廃糖蜜の処理液（Bx
40.50,A・pty56.50,St.CV２９２）を約13.5作成し、こ
れをサンプルとしてシーエス・エンジニアリング社製逆
浸透過装置（ポンプ：キャピタル高圧プランジヤーＲ
Ｏ−３１Ａ，モジユール：日東電工製逆浸透膜モジユー
ル，マイナス荷電性合成高分子複合膜NTR-7410-S2，有
効膜面積1.25m²）を用いて３６０分間，２０kg/cmで透
過処理した所、7.5の透過液と６の濃縮液（濃縮倍
率2.25）が得られたので、これの分析値を第６表に、又
ラボ用限外過装置（日東電工製Ｕｗ−１Ａ型：モジユ
ールNTU-3000-P18型，有効膜面積0.76m²，チユーブラ
ー）を用いてBx35の遠心分離液を限外過した時の透過
液、及び濃縮液の分析値を第７表に掲載する。

前ページの表から分る通り、アルコール凝集分離清浄
と、膜過を組合せて処理すると、原蜜の色価（St,C
V）2,155からSt.CV77まで脱色されて、そのトータル脱
色率は96.43％と、通常の処理法では信じ難いような超
高脱色を行うことが可能となる。

この色価レベルは原糖工場の清浄汁、又はローシラツプ
の色価レベル100〜120程度よりもはるかに低く、又、全
くコロイドを含まない清澄なシラツプであり、従つてこ
のレベルからは原糖の色価レベル（St.CV２０）迄の脱
色を仮に活性炭や骨炭等を使用して行うとしても、その
使用量は僅かに処理シラツプ量の1/6〜1/10程度と少な
く、無色のシラツプを得ることも容易である。尚、前ペ
ージ記載の膜過濃縮液が第一工程のpH調整槽にリサイ
クルして処理可能かどうかを検証する為に該液に石灰乳
を加え、pH12.0に再調整してから８０％アルコールを６
倍量混合し、再凝集沈澱物を東洋紙NO.２で過し、
メイン操作と同じくロータリーエバポレーターでアルコ
ール分と一部の水分を蒸留除去して得た濃縮液を分析し
た所、第８表の通りであり、純糖率、色価等から言つて
も全く問題なく再処理可能であることが分かる。

実施例8. 実施例５と同一処理法によりアルコール混合・凝集・沈
澱分離、炭酸飽充処理液（ブリツクス36.39，purity54.
70，Ash/100Bx11.32，pH8.8，St.CV347）をルーズＲＯ
マイナス荷電複合膜でルーズＲＯ過した透過液（Bx3
0.51，purity54.18，Ash/100Bx13.63，pH8.71，St.CV14
4，濃縮比2.85）を５採取し、カチオン交換膜（旭化
成工業AciplexCK-1）とポリビニールアルコール中性膜
（台糖製Ｎ−４）を２０対組合わせた膜面積57.6dm²の
ラボ用電気透析装置を用い、セル電圧1.8Ｖ，１８０分
間電気透析（脱塩率78.29％）した。

その結果を無処理廃糖蜜の分析値と共に第９表に比較掲
載した。

この表から分かるように、無処理廃糖蜜を基準にして比
較すると、純糖率アツプが30.86ポイント，脱色率95.35
％，脱灰率80.0％，Cao/100Bx除去率85.01％，Mgo/100B
x除去率96.34％と言う抜群の清浄効果が得られ、またそ
の処理液の風味も素晴らしいものであつた。

実施例9. 実施例５と同一処理法により甘蔗廃糖蜜をアルコール混
合、凝集、沈澱、分離、炭酸飽充過処理した処理液
（ブリツクス35.16，A.pty55.20，pH8.83，RS/100Bx(%)
12.40，Ash/100Bx(%)11.74，St.CV336）を日東電工製の
マイナス荷電性、ルーズＲＯ膜（NTR-7410-S2）で、Bx3
5，４０℃，濃縮比3.37倍の条件逆浸透過した所、Bx2
7.72，A.pty54.40，pH8.94，RS/100Bx13.12％，Ash/100
Bx12.12％，St.CV100の透過液とBx36.06，Apty57.30，p
H8.94，RS/100Bx10.72，Ash/100Bx9.48％，St.CV725の
濃縮液が得られた。

ここに得られた透過液を一旦、保存の為にBx５２まで濃
縮してあつたものから6.4採取し、塩酸でpHを6.8に調
整してからカチオン交換膜（旭化成工業製AciplexCK-
1）とアニオン交換膜（旭化成工業製Ａ−２０１）を２
１対組合わせた有効膜面積60.48dm²のラボ用電気透析装
置を用い、セル電圧0.5Ｖ，２２０分間でＫ−Ａ式電気
透析（脱塩率78.38％）した所、下記の結果が得られ
た。その運転記録の一部を第１０表に、又、その分析結
果を第１１表に掲載する。

上記第１０，１１表からも分かる通り廃糖蜜の如き色素
成分等大量のアニオン有機物含有糖液でも９５％以上も
の色素成分が除去され、ルーズＲＯ過と言う高精度で
全高分子コロイド類を除去してから電気透析すれば被処
理糖液pHの低下も殆ど起さずに透析が可能となり、又、
アニオン交換膜の汚染防止も可能となる。

（注）甘蔗廃糖蜜の場合は還元糖とアミノ酸の含有量が多く、
pHが8.0以上のアルカリ域で電気透析する場合、着色し
て来る傾向がある所から本実施例に於いても一応炭酸飽
充過液pHは8.6であつたが、塩酸を用いて更にpH6.8ま
で再調整してからＥＤ処理を行つた。

実施例10. 甘蔗廃糖蜜をBx55に希釈し、６０℃加温してから８０％
アルコール６倍量を混合凝集沈降清浄し、更に炭酸ガス
飽充過後、アルコール分離した濃縮液をBx40にしてＴ
ＤＬ（株）製自己排除性ダイナセラム膜モジユール（Ｄ
Ｃ0305，膜面積0.16m²×２）を用いて高圧限外過（２
０kg/cm）して得た透過液を、東洋カルゴン（株）製Ｃ
ＡＬ粒状活性炭を用いてＳＶ＝１，６０℃の条件下、活
性炭当りBx43.04のものをResin当り８倍量通液処理して
脱色率68.5％脱色した脱色液６採取し、カチオン交換
膜（旭化成工業製AciplexCK−１）とアニオン交換膜
（旭化成工業製Ａ−201）を２１対組合わせた膜面積60.
48dm²のラボ用電気透析装置を用い、セル電圧0.6Ｖ，２
０５分間電気透析した所、脱灰率75.59（脱塩率では84.
91％）電流効率95.3％，純糖率アツプポイント14.76と
高効率，高脱塩出来ることが確認出来た。その結果は第
１２表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は調整pHと脱色率及び純糖率アツプポイントとの
関係を示す図であり、第２図はアルコール混合凝集沈澱
する際の、温度の清浄効果に対する影響を示す図であ
り、第３図は蒸発濃縮度（ブリツクス）と残留アルコー
ル％との関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】糖蜜に水及び水酸化カルシウムを加えて３
０〜８０重量％の固形分濃度（ブリツクス）とpHを11.0
〜12.5の範囲内のpHに調整し、更にこれを２５〜７０℃
の範囲内の温度に調整後、調節済糖蜜に対しエチルアル
コールを９５容量％濃度エチルアルコール換算量にて希
釈前糖蜜容量の2.0〜12.0倍相当量を混合攪拌して、糖
蜜固形分５〜１０重量％、水分１５〜３５重量％、純ア
ルコール分５５〜８０重量％の混合物を調製し、生成す
る凝集沈澱懸濁物質を別することにより脱色清浄する
第一工程と、この第一工程処理液に炭酸ガスを飽充して
pH7.0〜9.0の範囲に再調整し形成される炭酸カルシウム
を分離してCaOとして7,000ppm以下にする第二工程と、
更に第二工程処理液をそのまま、又は更に鉱酸を用いて
pHを7.0〜5.0まで再調整してからアルコール分及び一部
の水分を分離濃縮することにより糖液濃度をブリツクス
３５〜５０％に濃縮する工程を第三工程とし、続いて第
三工程処理濃縮液をルーズＲＯ領域の透過性を示すマイ
ナス荷電性合成高分子逆浸透複合膜、又は分子分画約1
0,000相当の透過性を示すダイナミツク膜を用いて１０k
g/cm以上の高圧膜過し、高脱色清浄過液を得る第四
工程とよりなる糖蜜の脱色清浄法。
【請求項２】糖蜜に水及び水酸化カルシウムを加えて３
０〜８０重量％の固形分濃度（ブリツクス）とpHを11.0
〜12.5の範囲内のpHに調整し、更にこれを２５〜７０℃
の範囲内の温度に調整後、調節済糖蜜に対しエチルアル
コールを９５容量％濃度エチルアルコール換算量にて希
釈前糖蜜容量の2.0〜12.0倍相当量を混合攪拌して、糖
蜜固形分５〜１０重量％、水分１５〜３５重量％、純ア
ルコール分５５〜８０重量％の混合物を調製し、生成す
る凝集沈殿懸濁物質を別することにより脱色清浄する
第一工程と、この第一工程処理液に炭酸ガスを飽充して
pH7.0〜9.0の範囲に再調整し形成される炭酸カルシウム
を分離してCaOとして7000ppm以下にする第二工程と、更
に第二工程処理液をそのまま、又は更に鉱酸を用いてpH
を7.0〜5.0まで再調整してからアルコール分及び一部の
水分を一旦糖液中の残留アルコール分が２５〜５容量％
となる程度に分離濃縮減容化処理する第三工程と、この
アルコール含有第三工程処理液をルーズRO領域の透過性
を示すマイナス荷電性合成高分子逆浸透複合膜、又は分
子分画20,000以下の限外過膜を用いて膜過して高脱
色透過液を得る第四工程と、更に多段精留塔を用いて、
残留アルコール分を高濃度回収する工程の第五工程とよ
りなる糖蜜の脱色清浄法。
【請求項３】第五工程のアルコール分離回収装置が多重
効用缶であつて、残留アルコールの回収を図りつつ、併
せて糖液濃度をブリツクス３５〜５５％になるように濃
縮する特許請求の範囲第２項記載の糖蜜の脱色清浄法。
【請求項４】第一工程処理に於いてアルコール混合後
別することなく、続いて第二工程の炭酸ガスを飽充し、
pHを7.0〜9.0の範囲に再調整してから生成された凝集沈
殿物及び炭酸カルシウム等を分離する特許請求の範囲第
１項及び第２項、第３項記載の糖蜜の脱色清浄法。
【請求項５】第四工程における高圧膜過の分画過濃
縮残液を第一工程に返送し、アルコール混合再凝集分離
処理することにより糖分の系外損失防止を達成する特許
請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の糖蜜の
脱色清浄法。
【請求項６】脱色清浄された濃縮糖蜜液をそのまま、又
は更に活性炭、骨炭、又は合成吸着樹脂等に接触せしめ
て仕上げ脱色した後に、カチオン交換膜と中性膜とを組
合わせて用いるＫ−Ｎ式電気透析装置、又はカチオン交
換膜とアニオン交換膜とを組合わせて用いるＫ−Ａ式電
気透析装置により脱塩処理する特許請求の範囲第１項乃
至第５項のいずれかに記載の糖蜜の高脱色脱塩精製法。