JPS59166100A - 自由に流れる粉末を作るために純粋な糖又は澱粉加水分解物を乾燥する加熱−加圧−膨脹法 - 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】 本発明は、低い軟化点を持ち及び／又は吸湿性である自
由に流れる粉末固体たとえば甘味料に関し、とくにその
ような粉末固体を溶液から作るためのエネルギー効率の
よい加熱−加圧−膨張プロセスに関スル。

粉末製品を作るために糖シロップを乾燥するいくつかの
周知法がある。たとえば固体グルコースは、過飽和の高
グルコースシロップを結晶化しそして結晶をそれから回
収することによって作ることができる。この製品はまた
、米国特許１ｋ　３．４７７．８７４に従ってスプレー
乾燥により作ることもできる。別の方法では、高デキス
トロースを含む製品が、英国特許量ｔｔａＨ２０７７２
７０Ａに開示されるように澱粉加水分解物濃厚液を強力
混合装置に入れ、これを結晶粉末に変えることによって
作られる。

スプレー乾燥法は一般に、粉末糖及び他の粉末食品製品
の製造に・おいて用いられる。上述の米国特許−！ｌ、
　４７７．８７４では、高いＤＢ値を持つ自由に流れる
グルコース製品が、スプレー乾燥した高ＤＥグルコース
製品をリサイクルして５０チ超配合された高ＤＢグルコ
ースシロップをスプレー乾燥して作られる。リサイクル
は、高ＤＢグルコースをスプレー乾燥するときに通常起
きる閉塞の問題を解決するために必要とされ、これがな
いと極めて粘着性の製品ができる。

同様に米国特許賜４［］９９？８２明細書においては、
蔗糖懸濁物を作るために蔗糖水溶液を強力な機械攪拌に
付しながら連続的に気化させ、これを直ちにスプレー乾
燥する。この方法によって、粘着性の生成物の製造が避
けられると云われる。

スプレー乾燥プロセスは、英国特許１．３１８゜−４９
４明細書によればラクツロース粉末の製造に用いられ、
また英国特許１．４１９．３５５明細書によれば低ケー
キ化性の複合体マルチトール粉末を作るのに用いられる
。この二つの場合において、スプレー乾燥製品のケーキ
化を阻止するためにノズルの上流に添加物が混合される
。

成る物質を加工する場合に、標準的スプレー乾燥条件の
変更が有利であることが判っている。

たとえば英国特許１．４９ａｌｔ９明細書では１、　大
気圧よシ低い圧力に保たれる室中にエキスを押出すこと
によって、植物性物質のエキスが作られる。これは急激
な放圧をもたらし、同時に、　起る膨張と乾燥製品温度
の急な降下を伴いながら、５０％までの水及びエキス中
に存在するガスを直ちに追い出す。このプロセスは、水
に容易に溶解する多孔性の顆粒製品を与える。

本願発明においては、低融点の及び／又は吸湿性の物質
から自由に流れる粉末製品を作るのに特に適合し、また
エネルギー及び投資コストの低減及び必要床スペースの
減少の点でさらに利点を持つ方法が創作された。本方法
は、低い軟化点を持つ吸湿性の物質、とくに５０〜１０
０℃で著しく軟化する物質から自由に流れる粉末製品を
作るのに特に有用である。このカテリゴリーに入る物質
としては、純粋の糖たとえばフラクトース、グルコース
、マルトース及Ｕ　ｉｔ　糖、糖誘導体たとえば糖アル
コール、澱粉加水分解物たとえばマルトデキストリン、
グルコースシロップ、澱粉加水分解物の誘導体たとえば
フラクトースシロップ、純粋な糖又は澱粉加水分解物の
誘導体たとえばカラメル、低軟化点蛋白質含有物とくに
副産物たとえばノイズ加工からの浸漬水及びホエイ（両
者は炭水化物ならびに蛋白質性物質を含む）が挙げられ
る。

本発明に従う方法を適用できる他の物質としては、種々
のエキスたとえば加水分解した植物蛋白質、加水分解し
た植物蛋白質のメイラード反応生成物、肉エキス及びイ
ーストエキスが挙げられ、これらは総てアミノ酸、蛋白
質、ペプチド及び種々の量の塩を含む。

簡単化のために、本明細書の以下では澱粉加水分解物に
関係して説明するが、その記述は低軟化点のかっ／又は
吸湿性の物質とくに上述で挙げたものに一般的に当ては
まる事を理解すべきである。

本発明方法を実施する準備として、低軟化点のかつ／又
は吸湿性の物質たとえば澱粉加水分解ヌは純粋な糖の水
溶液はまず、水の除去たとえば気化によって高い乾燥度
たとえば各場合の物質に依存して７０〜９７重量％まで
濃化される。

本発明方法において、低軟化点のがっ／又は吸湿性の物
質の濃厚水溶液は、陽圧下でその正常沸点よシ上の温度
にたとえば熱交換器にょって加熱され、そして加圧加熱
した濃厚溶液は、生成物収集室として働きかつそこに空
気又は他の不活性ガス流が流通する領域中に、たとえば
微細なノズ〃を通過させることによシ、スプレーされる
。ここで上記領域は溶液よりも低い温度及び圧力と維持
され、もって加圧加熱された濃厚溶液が粒状化及び水の
気化を起しながら該領域内に爆発状に入Ｊ）　（ｅ＋ｃ
ｐｌｏｄｅ　１ｎｔｏ　）、そして製品は自由に流れる
粉末として得られる。

好ましくは、この領域内の圧は大気圧又はそれよシ少し
下である。好ましくは、領域内の温度は環境温度〜６０
℃である。温度はより好ましくは環境温度近辺であるが
、しかしこの領域内の空気又は不活性ガスを乾燥するこ
とが有利でありかつ乾燥が加熱により行われる場合、温
度は環境温度よシ高くてもよい。

ある場合には、粒状化を助けるために溶液がスプレーさ
れる直前すなわちノズルで、圧搾空気を溶液に導入する
ことができる。

本方法は、従来のスプレー乾燥法とは下記の点で区別さ
れる： （１）　　気化器を出てノズルを通過する生成物は、ス
プレー乾燥塔への供給物よシもずっと高度に乾燥してい
ることができ、故に気化されるべき水は少しであシ、溶
液が供給される領域内の水濃度を小さくできる。このこ
とは、生成物の吸湿性に対処するうえで有利な効果を持
つ。

（２）　　ノズルにおける加水分解物は、スプレー乾燥
ノズルにおけるよりも高い温度にあることができ、従っ
て溶液の熱含量がよシ大きい。

（３）　　ノズルにおける加水分解物は、スプレー乾燥
ノズルにおけるよシも高い圧力にあることができる。

（４）原料が領域内で噴霧されるところの雰囲気は、慣
用のスプレー乾燥装置におけるよシも低い温度にあシ、
従って領域内で形成された生成物の温度は低く、生成物
を粘着性でなくする。

スプレー乾燥において生成物は、スプレー塔中で空気か
ら著しい量の熱を受ける。一方、本発明においては熱の
多くは、加工される材料に直接与えられる。これは、大
きなエネルギー効率、高い処理能力、及び当業者には明
らかである他の利点をもたらす。

第１図は、本発明の方法に従い用いられる装置のフロー
ダイアグラムである。

澱粉加水分解物（たとえばマルトデキス）　ＩＪン又は
グルコースシロップ）は気化器１に供給され、そこで高
い乾燥度へと濃化される。市販の気化装置（たとえばワ
イプド（ｗｉｐｅａ　）フィルム気化器）が用いられる
。気化器１は連続的に運転され、濃化された加水分解物
を与え、これはポンプ２で熱交換器３に送られる。気化
段階後の乾燥度は、生成物の粘度の関数である。

高いＤＥの物質たとえばグルコースシロップは８５〜９
５％乾燥度に達することができ、そしてなお熱交換器３
に流すのに適している。低いＤＢ動物質とえばマルトデ
キストリンは、７５〜８５の乾燥度に気化されることが
でき、これよυ上では満足に取扱うのにはあまりに粘性
である。

輸送と熱交換の機能はまた、加熱鑵における押出スクリ
ューの使用によって結合できる。

典型的には、輸送と熱交換の機能は分離される。濃化さ
れた加水分解物は、適当なギア及び／又はピストンタイ
プのポンプで熱交換器に送られ、そこでその温度が更に
上昇される。

合、ノズルでの好ましい条件は、約１４０〜２５０℃、
約３〜１０バールである。

らノズル５で約１４０〜２５０℃までの温度上昇を与え
るのに十分な加熱媒体を持つジャケット付きの管である
。

ある場合にはノズル５の前で、約１０バールまでの圧力
に圧縮された空気４が、加圧され、加熱され、濃化され
た加水分解物に導入されて、噴霧において生成物収集室
６内へノズル５から出ることを助ける。

ノズルの設計は本方法にとって重要ではなく、約１〜２
瓢のノズルの口径が典型的である。

生成物収集室６は、出口部分７で粒状生成物の連続的排
出を可能にするように、空気の連続的通過流を備えられ
た容器である。設計は重要ではなく、流動床などのよう
な特徴を含んでもよい。大きさは、慣用のスプレー塔の
大きさよシずつと小さい。

本方法は本質的に、粒状化方法である。生成物を続いて
粉砕することは、必要ない。

本発明の加熱−加圧−膨張プロセスは、種々の澱粉加水
分解物から、自由に流れる粉末製品を作ることができる
。たとえば澱粉の酸加水分解によシ作られたグルコース
シロップは、加熱−加圧−膨張プロセスによって成功裡
に加工される。しかしこの物質は効率的にスプレー乾燥
することはできない。

本発明を実施するのに用いられる装置は、同じ能力のス
プレー乾燥装置よシもかなシ小さな床面積及び全容積を
占めるのみである。

粒状化前に加水分解物に直接に熱のほとんどを与えるこ
とが、本発明の決定的特徴である。

スプレー乾燥では、熱エネルギーの一部は生成物に直接
に与えられるが、その多くはスプレー、塔内の空気に与
えられ、そこで生成物に移動し、低い軟化点を持つ生成
物を軟化及び粘着性にする作用を行う。

上述したような、ノズル５の直前で、加熱され濃化され
た加水分解物流に空気を吹き込むことは、本発明の任意
的技術事項でアシ、これは粒状化を高めるために用いう
る。粒状化は、ノズルにおける加水分解物の爆発状挙動
によシ起るのではない。

本方法のコストの研究によると、本発明の加熱−加圧−
膨張プロセスは、スプレー乾燥の熱エネルギーの僅か約
８０係を必要とし、澱粉加水分解物の乾燥におけるかな
りのコスト削除を与える。

本発明方法を実施するために用いられる装置の設置のだ
めの投資は、同じ能力のスプレー乾燥装置のよりも少い
。

１柴的利点が、スプレー乾燥よシも幅広い範囲の澱粉加
水分解物を加工できる本発明方法の融通性から得られる
。

実施例 以下の実施例におけるプロセス定数を表１にまとめて示
す。

実施例で用いた気化器は、５ｙｂｒｏｒ、　Ｂａｌｆｏ
ｕｒ３０ｍ２連続的ワイプドフィルム気化器である。

熱交換は、内径２６ｎ１長さ１５０α及び熱交換゛表面
積９２４ａｍ２を持つ蒸気ジャケット付き管である。標
準的ピストン／ギアポンプが輸送のために用いられた。

実施例１ 配転化したグルコースシロップを、ワイプドフィルム気
化器で濃縮して９０チ乾燥度とし、次に本発明の方法に
より乾燥した。下記の特性を持つ自由に流れる粉末生成
物を得た。

Ｄ　　Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　４　０．　８残留水分量　（％）　　　
　　　　五９自由流動時間　（秒）　　　　１１０ ６０％相対湿度（ＲＨ）、２０℃で ４時間での水分吸収　（％）０５ ケーキ化試験（ゆ：ケーキを 破壊するのに要する力）０．９ 水（２５℃）への溶解時間　（秒）　　　１０５スプレ
ー乾燥したグルコースシロップハ、この物質をスプレー
乾燥操作で取扱うことの困難性の故に市販で入手できな
い。この理由から、スプレー乾燥製品との特性の直接的
対比は出来ない。

実施例２ ４０ＤＢのｉ−酵素転化グルコースシロップを、スプレ
ー乾燥及び本発明方法で乾燥した。

生成物の特性の対比を以下に示す。

加熱−加圧−スプレー乾燥 残留水分量（％）　　　　、　　４．４　　　　　５．
３自由流動時間（秒）　　　　　　３０　　　　　　’
　　５０６０チＲＨ１２０℃、４時 間での水分吸収　（チ）０，７　　　　　　　α７ケー
キ化試験　（ｋｇ）　　　　　　　ｏ、ｓ　　　　　　
　　Ｏ，７水（２５℃）への溶解（秒＞９０　　　　　
　’３２オイル吸収　　（係）　　　　　　３５　　　
　　　３にの表は、スプレー乾燥した生成物及び本発明
のよシ経済的な方法によシ作られた生成物の同等の性能
を示している。

実施例３ １８ＤＥマルトデキストリン水溶液を水の気化によって
７８％乾燥度まで濃厚した。本発明方法によシ乾燥した
後に、粒状生成物の残留水分量は６．０チであった。結
果は下記の通りである。

加熱−加圧−スプレー乾燥 膨張生成物　　　　生成物 自由流動時間（秒）　　　　　　４５　　　　　　　９
０６０係ＲＥ、２０℃、４時 間での水分吸収量（チ）　　　α４７　　　　　　０．
４７実施例４ マルトースの溶液を９５．３係乾燥度−まで濃縮し、次
に本発明の方法で乾燥して、３．８％の残留水分を持つ
自由に流れる非結晶粉末を得た。

予期されたように水分吸収は許容できる程度であるが、
乾燥製品の非結晶性の故に結晶マルトス　　　− −ｔの試料よりも高い。

結果を下記に示す。

自由流動時間（秒）　　　　　　　６５　　　　　　　
５０６０％ＲＨ，２０℃、４時間 での水分吸収量（％）　　　　　５．６　　　　　　　
０．０９実施例５ ５０９６（７）マルトースヲ含ム高マルトースシロップ
を、スプレー乾燥及び本発明法の双方で乾燥した。生成
物の技術的特性を下記に比較する。

加熱−加圧−スプレー乾燥 残留水分（チ）　　　　　　　　　２，１　　　　　　
４．２自由流動時間（秒）　　　　　　　９．５　　　
　　　　’　２５／、０ｑｂＲＨ，２０℃、４時間 での水分吸収（％）　　　　　　　０，４　　　　　　
　０．５ケーキ化試験（ｋｇ）　　　　　　　　２．１
０．９水（２５℃）への溶解時間 （秒）　　　　６９　　　　　４３ これら特性は、二つの方法により乾燥された生成物の同
等の性能を示している。

実施例６ ７５％のマルトースヲ含む高マルトースシロップを本発
明法で成功裡に乾燥し、生成物の特性を、スプレー乾燥
法の生成物と比べた。（本シロップのスプレー乾燥は困
難であった。）下記の結果は、スプレー乾燥と本発明方
法によシ得られた両者の特性が同等であることを示して
いる。

加熱−加圧−スプレー乾燥 膨張生成物　　　　生成物 残留水分音（チ）　　　　　　　　４．０　　　　　　
　４．２自由流動時間（秒）　　　　　　２０　　　　
　　　６０６０％、２０℃、４時間 での水分吸収量（係）　　　　　０．６０．ａケーキ化
時間（ｋｇ　）　　　　　　　ｏ、ａ　　　　　　　　
Ｏ，６水（２５℃）への溶解時間（秒）　　　７０　　
　　　　　２５オイル吸収（％　）　　　　　　　　２
９　　　　　　　３５本発明の一般的特徴及びいくつか
の特別の実施例を述べたが、本発明の範囲は特許請求の
範囲に述べられるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法を実施する装置の例のフローダイアグ
ラムである。 代理人　　江　崎　光　好 代理人　　江　崎　光　史 ５８５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　低軟化点の及び／又は吸湿性物質の自由に流れる
   粉末固体を作る方法において、 （ａ）　　該物質の濃厚な水溶液を陽圧下でその正常沸
   点よシ上の温度に加熱すること、 （ｂ）　　この加圧、加熱された濃厚水溶液を、空気 空又は他の不活性気体流が流通する領域中にスプレーす
   ること、ここで該領域は溶液よりも低い温度及び圧力に
   維持されておシ、もって、加圧、加熱された濃厚水溶液
   は粒状化及び水の気化を起しながら上記領域内に爆発状
   に入シ、自由に流れる粉末として生成物を得ることを特
   徴とする方法。 Ｚ　濃厚水溶液が、７０〜９７重量までの溶解物質を含
   む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ＆　加圧、加熱された濃厚溶液の温度が１４０〜２５０
   ℃である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、　加圧、加熱された濃厚溶液の圧力が３〜１０バー
   ルである特許請求の範囲第２項記載の方法。 ５、　スプレーする領域内の圧力が大気圧又は少し大気
   圧よシ下である特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれ
   か一つに記載の方法。 ６　領域内の温度が環境温度ないし６０℃までの範囲に
   ある特許請求の範囲第１〜５項のいずれか一つに記載の
   方法。 ２　溶液がスプレーされる前に溶液に加圧空気を導入す
   る特許請求の範囲第１〜６項のいずれか一つに記載の方
   法。 ＆　加圧空気の圧力が１０バールまでである特許請求の
   範囲第１〜７項のいずれか一つに記載の方法。 ρ　低軟化点の及び／又は吸湿性の物質が純粋の糖、糖
   誘導体、澱粉加水分解物、低軟化点蛋白質性物質、澱粉
   の加水分解物の誘導体である特許請求の範囲第１〜８項
   のいずれか一つに記載の方法。 １０、　　（ａ）　　低軟化点の及び／又は吸湿性物質
   の濃厚な水溶液を陽圧下でその正常沸点より上の温度に
   加熱すること、 （ｂ）　　この加圧、加熱された濃厚水溶液を、空気又
   は他の不活性気体流が流通する領域中にスプレーするこ
   と、ここで該領域は溶液よりも低い温度及び圧力に維持
   されておシ、もって、加圧、加熱された濃厚水溶液の固
   体生成物を作るための装置において、（ｃ）　　低軟化
   点の及び／又は吸湿性物質の濃厚水溶液を加圧及び加熱
   するための熱交換手段、 （ａ）　　この加圧、加熱された濃厚水溶液を噴霧する
   ためのノズル手段、及び （θ）噴霧された生成物を収容及び収集するを含む装置
   。 １１、　　ノズル手段に接続された圧搾空気手段をさら
   に備えられる特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２、　　熱交換手段へ供給される濃厚水溶液を作るた
   めに物質の水溶液を濃縮するために、熱交換手段の上流
   に濃縮手段を備えられる特許請求の範囲第１０項又は第
   １１項記載の装置。 １３、　　熱交換手段に濃厚な水溶液を輸送するだめの
   輸送手段を備えられる特許請求の範囲第１０．１１又は
   １２項記載の装置。