JPS6230000A - 甘蔗原料糖製造工程における砂糖回収率を改善する方法 - 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】 本発明は糖液を清浄し、砂糖を回収する方法に関するも
のであり、さらに詳しく述べると限外ｐ適法と電気透析
法との組合せＫよす甘蔗原料糖製造工程中の糖液を清浄
し砂糖製品の歩留シを向上はせる方法に関するものであ
る。

現在、一般的に実施されている甘蔗原料糖の製造工程に
ついて説明すると、甘蔗を圧搾機で圧搾し、混合汁とバ
ガスをイ０る。次に混合汁を加熱し、ｐＨ調整槽で石灰
乳を添加し、ざらに加熱後、連続性Ｉｔｉ槽で清浄汁と
マッドに分別する。

マッドは連続負窒回転濾過機でｒ過性とライムケーキに
分別し、ｐ過汁は清浄汁に混入【〜、ライムケーキは製
造工程外にディスカードする。

次に清浄汁を効用缶で＃縮して、シラツブを得て、゛さ
らにシラツブを真空結晶缶で煎糖して白下を得る。白下
は遠心分離で砂糖結晶（Ｉ糖）と糖蜜（Ｉ糖蜜）に分別
する。糖蜜けさらに２回煎糖・分離を繰返し、砂糖結晶
（ＩＩ、ＩＩ糖）と糖蜜（１，１糖蜜）を得る。最終段
の煎糖、分離によって得られた■糖蜜は廃糖蜜とする。

このような煎糖・分離方式を３段煎糖・分離方式と言込
、最も一般的に方式である。

次に５段煎糖・分離方式を模式図によって示す。

シラツブ ト ■白下 砂糖工場から産出する廃糖蜜は通常の結晶法では砂糖を
経済的に回収できガ〈なった糖蜜であり、醗酵工業の原
料あるいは配合飼料などに利用されている。しかし、特
に我が国の場合には、廃糖蜜の価格は砂糖に比較して極
めて安価であり、砂糖工場では従来から廃糖蜜中への糖
損失を如何にして少なく抑え砂糖の回収率を向上させる
か、そのための努力が長年続けられているが、いまだに
工業的、経済的に満足すべき方法は確立されていない。

そこで本発明等は最近特に進歩の著しい膜利用技術に着
目し、限外濾過法と電気透析法との組合せによる糖液清
浄法の応用について鋭意検討を行った結果砂糖の回収率
を著しく向上させる新規彦製糖法を発明するに至った。

なお限外が、具体的かつ工業的な方法については述べら
れておらず、また当該清浄糖液を煎糖・分離して砂糖を
回収する具体的な方法については何ら記載がない。甘蔗
原料糖製造工程で、清浄の対象となる糖液としては、工
程の順に言えば、混合汁、清浄性、シラツブ、１〜班糖
蜜である。

本発明の清浄方法を製糖工程のどの部分に導入しどのよ
うな操作条件を採用した場合に、最吃効率的であるかを
明らかにする友め、本発明者等は、限外ｐ過能力、電気
透析能力、煎糖および分離性、限外濾過における濃縮室
の処理方法等の詳細な試験を行−総合的に検討を行った
のでこの結果を次に説明する。

先ず限外Ｐ適法と電気透析法に必要な膜面積の比較を清
浄の対象となる各種糖液について行った結果を表１に示
す。

表　　１ （実施例１，２、比較例１〜６よシ） 膜による清浄法では清浄コストに占める膜装置費が極め
て大きく、表１の結果から膜面積が比較的少なくてすむ
、最終段煎糖材料となる糖蜜、すなわち３段煎糖分離方
式の場合の■糖蜜または最終段糖蜜すなわち■糖蜜が経
済的に有利であることが明らかに々っだ。煎糖工程の前
工程すなわち混合汁、清浄性あるいはシラツブを清浄の
対象とした場合には、砂糖回収率だけでなく砂糖の品質
までも向上させることが出来るが、清浄設備が太くなり
設備費が膨大表ものになる欠点がある。

またこの場合、新し一清浄法を導入してまで、甘蔗原料
糖の品質を特に高める必要性はない。

次に本発明の清浄法によって処理した清浄性、Ｉ糖蜜お
よびに糖蜜について煎糖・分離試験を実施した。その結
果を表２に示す。

表２は現行煎糖方式を１００とした場合の現行煎糖方式
と本発明の方法を導入した場合における「煎糖時間、煎
糖時の差し水量」を比較したものである。（実施例３、
比較例７．８よシ）表２ 表２中の「差し水」とは、結晶缶で煎糖中の白下に発生
する部品を消し、正常結晶のみを残すために缶内に注水
する水を意味する。表２から現行前詰方式に比較して、
同じ煎糖材料について、本発明の清浄を行った場合清浄
汁では、煎糖時間が１値かに短縮されるに過ぎないが、
Ｉ糖蜜、Ｕ糖蜜では煎糖時間、差し水量共に清浄汁の約
１７２にも減少することが明らかになった。

本発明の清浄の対象となる糖液は清浄設備費からみると
証糖蜜、凹糖蜜が適して込るが、清浄効果の及ぶ範囲か
らみると■糖蜜では■白下の煎糖のみであるのに対して
■糖蜜ではＭ、１１白下の煎糖に及び、エネルギー節減
、砂糖品質の向−Ｆ１砂糖回収率の向上の効果が最大と
なる。

すなわち■糖蜜を清浄の対象とした場合の効果が最も大
き−ことが明らかになつ九。

驚くべきことに、■糖蜜を本発明の清浄の対象とした場
合には、次の模式図に示すように従来不可能であった４
段煎糖分離方式が可能になり、ｌ〜かも煎糖される■白
下の粘度は現行の５段煎糖分離方式のｌ白下の粘度よシ
も低く、煎糖性が極めて良好となることである。

シラツブ レ ｌ白下 し ｌ白下 ■ し 清浄処理 レ レ ■白下 これら予期しない効果が得られた理由は限外濾過によっ
て懸濁物質、コロイド物質、高分子物質性が除去された
ためと思われる。限外濾過によって不純物が除去される
為に糖液の線軸率が上昇することは勿論であるが、次工
程の電気透析槽ｑ）槽内通液閉塞、膜汚染、微生物汚染
等による能力低下を防止し、運転を安定化させる効果も
太きかった。

夏糖蜜を本発明の清浄の対象とした場合、分離回収した
砂糖の純度、砂糖の回収率、廃糖蜜の線軸率について現
行、３段煎糖・分離方式と比較した結果を以下に示す。

現行法 ｌ糖蜜９６ｊ３に４１ 線軸率５５．２に ｌ白下 ル −□□−−−−−−−□１１ １糖１９．１に９　　１糖蜜（廃糖蜜）　７３．６　ｋ
ｇ純餡率　９６．５％　　線軸率　６６．６に本法 Ｍ′糖蜜９−６．８　ｋｌＪ 線軸率５３，２９Ｅ シ 本発明の清浄 この結果から現行３段煎糖・分離方式と比較して、本法
では砂糖の純度、砂糖の回収率は明らかに上昇し、廃糖
蜜の線軸率は４程度低い値が得られた。砂糖製、品の回
収率が上昇した結果、ＪＮ材料蔗重置に対する全砂抛重
情°の割合は最低でも０．４％」二昇することが明らか
になった。

次に限外ｐ過における礒縮蜜の処理方法について説明す
る。糖蜜を限外ｐ遇すると透過蜜と同時に不純物が濃縮
した逍虐残蜜すなわち濃縮題が生するがこの濃縮室は一
釉の排液とみなされるものであり、その処理方法が重要
である。

本発明者等は、既に述べた一連の試駆によって、濃縮室
の経済的々処理方法についても新しい知見を得た。濃縮
１は糖分が多いために、微生物による排液処理は適さｆ
Ｌい。また、水分を蒸発して固形化、燃焼させるにも処
理費用が膨大々ものになる。そこで尚該濃縮室の糖純度
が商品となる廃糖蜜の糖純度と同程度になるような限外
濾過の操作条件を求めて濃縮市を廃糖蜜に直接混入せし
める処理方法を考案した。

ここで糖純度とは全糖分をブリックス固形分で除し百分
率で表わしたものである。全糖分とは蔗糖な０゜９５で
除した値と遣元糖分の和を意味する。

現行Ｓ段煎糖分離方式の廃糖蜜を限外Ｆ逸した場合には
、濃縮室の塘純度が、限外濾過処理しない廃糖蜜の糖純
度以下に低下し、直接混入することは廃糖蜜の商品価値
を著しく低下せしめるために好１しくない。一方、■糖
蜜を限外濾過処理し、糖蜜の透過固形分回収率をブリッ
クス固形分で８０〜９０％とすることによって、濃縮室
の糖純度は４５〜５５にとなシ直接廃糖蜜に混入しても
廃糖蜜の糖純度は低下せず、商品価値を維持できること
が明らかになった。試験結果は実施例４に示した通りで
ある。

本発明の方法は冒頭に示した現行煎糖方式すガわち３段
煎糖方式の■糖蜜に限定されるものでなく、煎糖方式の
如何にかかわらず最終段煎糖材料となる糖蜜であればよ
い。

例えば４段煎糖・分離方式の■糖蜜を清浄の対象とした
場合でも清浄設備費節減、エネルギー節減、砂糖回収率
の向上等の本発明の効果は変わらず、濃縮室の処理方法
も変わら々ｂ０次に本発明の実施例と比較例によプ更に
具体的に説明するが、本発明がこれら実施例に限定され
るものでないことは言うまでもかい。

各種糖液の限外Ｐａ試験 使用した装置はダイセル化学工業（株）製の耐熱性背型
限外ｐ過装置（有効膜面′ｙｔは２〜８が＝２ｍ”／本
×１〜４本である）である。膜モジュールはＤＭＨ−２
５０８（エレメント数１８本の集合タイプで、モジュー
ルあた）の有効膜面積＃′ｉ２−である。膜の素材はポ
リエーテルサルフオンで、分画分子量＃′ｉ４０，００
０である。）を使用し、このモジュール２本を直列に連
結【２てバッチ方式で運転した。

操作条件としては、清浄汁はそのままの濃度で、糖蜜は
稀釈して４０にの濃度とし、温度７０℃、連結モジュー
ルの入口圧力１５ｋｇ／ａｍ”　、流速ＬＶ＝　１．９
　ｍ／ａｅｈｏ、　テｈ　Ｄ、ａ過７’！ｊツクス固形
分回収率８５％まで、限外濾過を行った。

モジュールは、糖液Ｏ穐類毎に新品と交換して比較試験
を行いその結果を表５に示す。

＝１３ 実施例２と比較例４，５．６ 各棟ａｉｏ、の電気透析試験 使用した装置は旭硝子（掬製の高編用ＤＷ　−０型１ｄ
気透析装置（有効膜面積は２．５４　ｍ２４＝　５．０
７ｄｍ２／対×５０対である）であり、イオン交換膜は
ＯＭＶ　（カチオン膜）と新ムＭＶ　（耐汚染アニオン
膜）を組合ぜ、バッチ方式による運転を行った。

操作条件としては、実施例１と比較例１，２．３の限外
濾過糖液ｔ−原液とし、一度３５優、温度５５℃、膜面
流速ＬＶ−８１１０ｃｍ／　ｓｅｃ　％膜間電圧０．４
５Ｖ／対で、脱塩率７５優まで、電気透析を行った。

イオン交換膜は糖液の種類毎に新品と交換して比較試験
を行い、その結果を表４に示す。

１鴇Ｈ邪２−３００００（７） 面！ ごｌ Ｕ 縁　　　　へ 冨　　　桑 駆　　　■ 薯　　　二 骨　　　肴 実施例５と比較例７．８ 各槓糖液の煎糖、助晶、分離試験 使用した装置は、中部製軸（慟設計製作によるカランド
リア式、６０リットル容結晶缶と泥度コントローラー付
、６０リットル容助晶機および国産遠心機■製作による
バスケット径９インチ、臼転数４００ＯＲＰＭ、日下チ
ャージｔ２リットル容遠心分離機である。

供試糖液は実施例２と比較例４，５の限外濾過および電
気透析処理した糖液である。

煎糖、助晶、分離の操作方法は、通常工場で現在性なわ
れている方法に準じ、特に煎糖は熟練した煎糖者１名に
よって行なわれた。

その結果を表５に示す。

特に本発明の場合、分離回収した砂糖の純度は現行法に
よるものよシも高く、しかも砂糖の回収率は糖液の線軸
車上昇から算出される値よりも大きかった。本発明によ
る最終段の煎糖、分離によって得られる′Ｗ糖蜜（廃糖
蜜）の線軸率は現行のＩ糖蜜（廃糖蜜）よシも４程度低
い（直が得られた。

実施例４ 最終段煎糖材料となる糖蜜の限外濾過試験実施例１に準
じた操作条件により本発明の対象とする最終段煎糖材料
となる糖蜜（ｎｍ蜜）の限外渥過における「透過ブリッ
クス固形分回収率」と「濃縮蜜の糖純度」の関係につい
て試験した結果を第１図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図〆は本発明の方法による最終段煎糖材料となる糖
蜜における「透過ブリックス固形外囲収率」と「濃組蜜
の糖純度」の経時的な変化を示すものである。 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図 限外透過時間（ｈｒｓｌ− 手続？ｉｌｉ　ｌＦ書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６０年特許願第１６７６４６号 ２、発明の名称 ［１↑蔗原料糖の回収方法」 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　三井製糖株式会社 ４、代理人　　　　　　　　　　（はが３名）住所　◎
１０５東京都港区虎ノ門二丁目８番１号（虎の門電気ビ
ル） 出願人のフリガナのｔｌｉｉ（訂正願書）、願書の左の
見出し番号の欄　委　任　状　口　　面の浄書。（内容
；二変更なし）６、補正の内容 別紙の通り 手続ネｌ↑正■： 昭和６０年１０月２４日 特許庁長官　宇　賀　　道　部殿 １、事件の表示 昭和６０−年特許願第１６７６４６号 ２、発明の名称 ［↑丁蔗原料糖の回収方法 ３３補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　三井製糖株式会社 （ほか３名） ４、代理人 住所　［株］１０５東京都港区虎ノ門二丁目８番１号（
虎の門電気ビル） 〔電話０３　（５０２）１４７６　（代表））５補正の
対象 明和１曹の発明の名称の欄 明細書の発明の詳細な説明の欄 図面 ＆補正の内容 １、発明の名称を下記の通り訂正する。 「甘蔗原料糖の回収方法」 ２）明細書第６頁末行「本発明等」を「本発明者等」に
訂正する。 ３）同第１頁下から５行、第４頁第１行及び第５行、第
５頁第１行及び衣１中の「電気透析法」を「電気透析法
」に、第４頁下から４行「電気透４ＪＴ能力」を「電気
透析能力」に、第１５頁第２行「電気透析試験」を「電
気透析試験」に、第１５頁第４行及び第１６貞末行「電
気透析装置」を「電気透析装置」に、第１５頁丁から４
行「電気透析」を「電気透析」に並びに第１６頁衣４第
一段及びホ１７頁下から５行「電気透析処理」を「電気
透析処理」に訂正する。 ４）同第１０貴第６行「補糖率５７．０％」を「補糖率
６７．０％」に訂正する。 ５）同第１４頁表５第６掴「諌度／ブリックス固形分」
を１糖度／ブリックス固形分」に、同表第５欄「（トン
／甘蔗１′０００トン）」を「（トン／甘蔗１０００１
−ン）」に並びに（を艷／せ無１０００）ン〕」 （Ｊ／ｌ：ｊｉ　１ｏ　ｏ　Ｏ）ン）　」６）同第１５
頁第１行「実施例２と比較例４゜５．６」分「実施例と
比較例４．５．６」に訂正する。 ７）同第１６頁第４衣第３欄「ブリックス固形分画シの
灰分係」を「（Ｃ）ブリックス固形分画シの灰分％」に
、四衣第５欄「（トン／甘蔗１ン）」に並びに同表第６
欄 に訂正する。 ８）同第１７頁第１行［実施例６と比較例７．８」を「
実施例３と比較例７．８」に訂正する。 ９）同第１８頁表５第６掴「前糖時間」の次に「（時間
−分）」を加入する。 １０）図面を別紙の通り補正する。 第１図 限外１適時間（ｈｒｓ）−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、甘蔗原料糖製造工程の糖液を限外ろ過法と電気透析
   法により清浄して砂糖を回収するに際し、糖液が最終段
   煎糖材料となる糖蜜であることを特徴とする砂糖の回収
   方法。 ２、限外ろ過法における糖蜜の透過固形分回収率をブリ
   ツクス固形分で８０〜９０％の範囲とする特許請求の範
   囲第１項に 記載の砂糖の回収方法。