JPS5953824B2 - 野菜及び／又は果実の搾汁液の濃縮方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管状半透膜内に野菜及び／又は果実の搾汁液（
以下単に搾汁液と略称する）を高圧下に一過式で流過さ
せて濃縮する方法、更に詳しくはかかる濃縮に際して濃
縮前における搾汁液のスラッジボリューム（搾汁液を３
０００ｒｐｍ Ｘ １０分間で遠心分離後の全体に対す
る沈澱物の容積率、以下単にＳＶと略称する）を５％以
上且つ濃縮中の圧損を４０ｋｇ／ｃｍ２以下に制御する
ことにより極めて効率的に該搾汁液を濃縮することので
きる方法に関する。

液状体の濃縮には、加熱蒸発法、冷凍法、逆浸透法等が
利用されている。

しかし、液状体が搾汁液である場合、その濃縮に加熱蒸
発法を用いると、搾汁液の本来有する品質（色、味、香
等）の劣化が避けられず、またその濃縮に冷凍法を用い
ると、収率が悪い等の欠点がある。

これらに対して、既に海水の淡水化処理や水の高度処理
に広く実用化されている逆浸透法は、相変換を伴わない
処理法であるため、これを搾汁液の濃縮に用いれば、前
記のような特に品質に関する欠点が解消されるところか
ら、近年かかる方面への利用が注目されている。

従来、逆浸透法による搾汁液の濃縮に関し、各種の提案
がなされている（特開昭５０−１５４４９４、特開昭５
２−２５０５２、特開昭５２−１０５２４８等）。

しかし、これらはいずれも、相変換を伴わないという逆
浸透法の特長を利用して、搾汁液の品質維持乃至品質改
良を試みているものである。

勿論この意味では、これらいずれの従来法も、逆浸透法
の優れた特長が効果的に発揮されている。

ところが実情は、逆浸透法で搾汁液を濃縮すると、同様
に海水の淡水化処理や水の高度処理をする場合に比べ、
その効率が悪く、逆浸透法を搾汁液を濃縮に用いる工業
的段階において大きな問題となっているのである。

本発明者らは、かかる実情に鑑み、その効率向上に関し
、既に逆浸透法による搾汁液の改良された濃縮方法を提
供しているが（特開昭５２−１３６９４２）、更に鋭意
研究した結果、驚くべき事実の発見をし、本発明を完成
するに至った。

従来一般に、搾汁液を逆浸透法で濃縮する場合にその効
率の悪い主原因は搾汁液中のパルプ質にあると考えられ
てきた。

したがって、効率向上を図るには、搾汁液からパルプ質
をできるだけ除去して逆浸透法で濃縮すればよいと考え
られていたのである。

実際、前記した従来法の中には、搾汁液を冷凍して生ず
る氷結晶を解凍液とし、パルプ質を殆ど含まないかかる
解凍液を逆浸透法で濃縮することさえ行なわれている
（特開昭５２−２５０５２）。

そこで本発明者らも、効率向上に関し、多種の野菜及び
／又は果実の搾汁液から機械的にパルプ質をできるだけ
除去し、少くもそのＳｖが３％以下となるように前処理
したものについて、種々の条件下で逆浸透法による濃縮
試験を行なった。

しかし、その結果はいずれも、充分に満足され得るもの
ではなかった。

ところが驚くべきことに、従来一般の考えに反して、搾
汁液のＳｖを次第に多くすると、濃縮効率が極めて向上
し、特にＳＶ５％を変曲点として、これ以上のＳＶを含
む搾汁液を逆浸透法で濃緒すると、単位面積及び単位時
間当りに半透膜を透過する液量があたかも２次的関係で
増加したのである。

ところが、搾汁液を逆浸透法で濃縮する場合、搾汁液の
供給側と濃縮液の排出側とでは圧力差すなわち圧損が生
じる。

この圧損の許容範囲は、用いる逆浸透装置の種類やその
機械的形態等によっても異なるが、これらが充足されて
いる場合には、実用上、装置の安定且つ連続した運転の
確保も含めて、濃縮液の排出が支障のない程度に行なわ
れるということによって決定される。

一方、逆浸透装置には、特に使用する半透膜の機械的構
成により各種がある。

しかし、これらの中で、搾汁液を濃縮するに最も好適な
装置は、搾汁液の本来有する品質の維持を大前提として
装置の保守管理や経済性等を総合的に勘案すると、管状
半透膜内に搾汁液を一過式で流過させる方式のものであ
る。

したがって、本発明においてもこの方式の装置を用いた
が、かかる装置の場合において前述した圧損の許容範囲
は、搾汁液の種類によっても若干異なるか′、いずれも
４０ｋｇ／ｃｍ２以下であった。

前述の如く、搾汁液のＳＶを多くすると、逆浸透法によ
る濃縮効率が極めて向上する。

しかし、搾汁液のＳｖを多くすれば、該搾汁液の粘度は
それだけ高くなる。

そして、前述の装置において、管状半透膜の径や長さ等
、他の条件が同じであれば、必然にかかる粘度の高い搾
汁液を逆浸透法で濃縮するとその際の圧損も大きくなる
。

したがって実用上は、４０ｋｌ／ｃｍ２以下という圧損
の許容範囲によって搾汁液のＳＶにも上限があり、この
上限は、本発明者らの試験によれば主として搾汁液の種
類により若干異なっていた。

すなわち本発明は、管状半透膜内に野菜及び／又は果実
の搾汁液を高圧下に一過式で流過させて濃縮するに際し
、濃縮前における該搾汁液のＳＶを５％以上且つ濃縮中
の圧損を４０ｋｇ／ｃｍ２以下に制御することによって
、濃縮効率を極めて向上することのできる、野菜及び／
又は果実の搾汁液の濃縮方法を提供するものである。

以下、図面に基づいて本発明の構成を更に詳細に説明す
る。

第１図は本発明の濃縮手順を例示する概略の系統図であ
る。

供給タンク１内に貯留されている搾汁液が圧力ポンプ２
で逆浸透装置３へ連続的に圧送されている。

この逆浸透装置３は、管状半透膜が取付けられている内
圧式管状モジュール４が多数連結されているもので、圧
送された搾汁液は該モジュール内を高圧下に一過式で流
過する間に濃縮され、装置の下部から受はタンク５へ管
状半透膜透過液が排出される一方で、連結されている該
モジュール末端から製品タンク６へ濃縮液が回収されて
いる。

第２図〜第４図は濃縮前における搾汁液のＳＶ（へ）と
濃縮中における全半透膜平均の透過液量（１／ｍ２・ｄ
ａｙ）との関係を例示するグラフで、第２図はリンゴの
搾汁液の場合、第３図はトマトの搾汁液の場合、そして
第４図はニンジンの搾汁液の場合である。

いずれも搾汁に際して濾過網のメツシュを交換すること
によりＳＶを調整した搾汁液を、前述した第１図の系統
図にしたがって、次の条件下で濃縮した結果である。

条件： 使用半透膜ニセルロースアセテート膜（ダイセ
ル社製、ＤＲ３９５）、モジュール内径−１３ｍｍφ、
全膜面積−１４，４ｍ２、搾汁液供給量＝３００１／時
、搾汁液供給側圧力＝６０〜７０ｋｇ／ｃｍ２、搾汁液
温度＝４０℃。

第２図〜第４図に例示する結果でも明らかなように、搾
汁液の種類によってＳＶ値に対する透過液量値は異なっ
ているが、驚くべきことに搾汁液のＳｖを次第に多くす
ると、濃縮効率が極めて向上し、特にＳＶ５％を変曲点
として、これ以上のＳｖを含む搾汁液を濃縮すると、１
ｍ’及び１日当りに半透膜を透過する液量があたかも２
次的関係で増加している。

図示は省略するが、かかる傾向は他の野菜及び／又は果
実の搾汁液についても同様である。

第５図は、前記第２図の場合に対応して、濃縮前におけ
るリンゴの搾汁液のＳＶ％と濃縮中における圧損（ｋｇ
／ｃｍ’）との関係を例示するグラフである。

詳細な条件は第２図の場合と同様である。この第５図か
らも明らかなように、搾汁液のＳｖを多くすると圧損が
大きくなっている。

そして、５Ｖ２０％の場合に圧損４０ｋｇ／ｃｍ”とな
っている。

したがってこの場合、前述したような実用上の要請であ
る４０ｋｇ／ｃｍ２以下という圧損の許容範囲を充足す
るには、濃縮前におけるリンゴの搾汁液のＳＶ値上限を
２０％にする必要があるのである。

図示は省略するが、Ｉ・７１へやニンジンその他の野菜
及び／又は果実の搾汁液については、同様の条件下でそ
の種類によりかかるＳＶ値上限が若干具なり、例えば斗
マドの場合はリンゴの場合よりも若干高く、またニンジ
ンの場合はリンゴの場合と同程度であるが、多くの場合
に２０〜２５％である。

以上説明した通りであるから、本発明には、管状半透膜
内に野菜及び／又は果実の搾汁液を高圧下に一過式で流
過させて濃縮するに際し、濃縮前における該搾汁液のＳ
ｖを５％以上且つ濃縮中における圧損を４０ｋｇ／ｃｍ
’以下に制御することにより、搾汁液の濃縮効率を極め
て向上することのできる効果がある。

実施例 ｌ ５Ｖ１５％に調整したリンゴの搾汁液を、前述の第１図
の系統図にしたがって、次の条件下で一過式に逆浸透法
で濃縮した。

濃縮中の圧損は３０ｋｇ／ｃｍ’であり、濃縮倍率（糖
度換算）は３．０倍であつた。

条件： 使用半透膜＝セルロースアセテート膜（ダイセ
ル社製、ＤＲ８９５）、モジュール内径−１３ｍｍφ、
全膜面積＝ １８．０ｍ・、搾汁液供給量−３００１／
時、搾汁液供給側圧カー６０〜７０ｋｇ／ｃｍ２、搾汁
液糖度−１１，５％（Ｂｒｉｘ）、搾汁液温度＝５０℃
。

実施例 ２ ＳＶ２３％に調整した１〜マドの搾汁液を、次の条件下
で実施例１と同様に濃縮した。

濃縮中の圧損は３８ｋｇ／ｃｍ□であり、濃縮倍率（糖
度換算）は４．４倍であった。

条件： 全膜面積＝ １５． Ｏｍ’、搾汁液糖度＝４
．８％（Ｂｒｉｘ）、搾汁液温度＝３０℃、その他の条
件は実施例１と同じ。

実施例 ３ ＳＶ２０％に調整したニンジンの搾汁液を、次の条件下
で実施例１と同様に濃縮した。

濃縮中の圧損は４０ｋｇ／ｃｍ□であり、濃縮倍率（糖
度換算）は３．５倍であった。

条件： 全膜面積−” １８．５ ｍ’、搾汁液糖度−
７，５％（Ｂｒｉ幻、搾汁液温度−４０℃、その他の条
件は実施例１と同じ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の濃縮手順を例示する概略の系統図、第
２図〜第４図は濃縮前における搾汁液のＳＶ＠と濃縮中
における全半透膜平均の透過液量（１７ｍ”・ｄａｙ）
との関係を例示するグラフ、第５図は濃縮前における
リンゴの搾汁液の５ＶＦａと濃縮中における圧損（ｋｇ
／ｍ”）との関係を例示するグラフである。 １・・・・・・供給タンク、２・・・・・・圧力ポンプ
、３・・・・・・逆浸透装置、４・・・・・・内圧式管
状モジュール、５・・・・・・受はタンク、６・・・・
・・製品タンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管状半透膜内に野菜及び／又は果実の搾汁液を高圧
   下に一過式で流過させて濃縮するに際し、濃縮前におけ
   る該搾汁液のスラッジボリュームを５％以上且つ濃縮中
   の圧損を４０ｋｇ／ｃｍ□以下に制御することを特徴と
   する野菜及び／又は果実の搾汁液の濃縮方法。