(57)【要約】  溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａを、浸透物質流ｄと正浸透膜ｏを介して向流または並流させ、前記供給流ａに含有される溶媒ｂを前記正浸透膜ｏを通過させて浸透物質流ｄに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流ｃと、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとを得る第一の工程を有する溶媒含有物品の濃縮システムであって、前記浸透物質流ｄが、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして前記第一の工程における浸透物質流ｄの温度が５〜６０℃である、溶媒含有物品の濃縮システム。
2019098390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａを、浸透物質流ｄと正浸透膜ｏを介して向流または並流させ、前記供給流ａに含有される溶媒ｂを前記正浸透膜ｏを通過させて浸透物質流ｄに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流ｃと、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとを得る第一の工程を有する溶媒含有物品の濃縮システムであって、
前記浸透物質流ｄが、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして
前記第一の工程における浸透物質流ｄの温度が５〜６０℃である、溶媒含有物品の濃縮システム。
【請求項２】
前記溶媒ｂが水である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記浸透物質流ｄの温度が１５〜４０℃である、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記正浸透膜ｏが中空糸状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記供給流ａを前記中空糸状の正浸透膜ｏの中空部分に流通させ、
前記浸透物質流ｄを前記中空糸状の正浸透膜ｏの外側に流通させる、
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記浸透物質流ｄが２価のカチオンを含む無機塩溶液である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記浸透物質流ｄが塩化マグネシウム溶液である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記正浸透膜ｏが、支持層と、前記支持層上の分離活性層とを有する膜であり、
前記分離活性層が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、およびポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層であり、
そして前記正浸透膜ｏの、前記溶媒ｂについての透過流束が１〜１００ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａを、浸透物質流ｄと正浸透膜ｏを介して向流または並流させ、前記供給流ａに含有される溶媒ｂを前記正浸透膜ｏを通過させて浸透物質流ｄに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流ｃと、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとを得る第一の工程と、
前記浸透物質流ｄを、溶媒ｂと、濃縮された浸透物質流ｄから成る流れｆとに分離する第二の工程と
を有し、
前記浸透物質流ｄが、多価のカチオンを含む無機塩溶液である、溶媒含有物品の濃縮システム。
【請求項１０】
前記第一の工程における前記正浸透膜ｏが中空糸状である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第一の工程において、前記供給流ａを前記中空糸状の正浸透膜ｏの中空部分に流通させ、
前記浸透物質流ｄを前記中空糸状の正浸透膜ｏの外側に流通させる、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第二の工程が蒸発手段によって行われる、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第二の工程における前記浸透物質流ｄの温度が５０〜９０℃である、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第一の工程における前記浸透物質流ｄが、２価のカチオンを含む無機塩溶液である、請求項９〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第一の工程における前記浸透物質流ｄが、塩化マグネシウム溶液である、請求項９〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第二の工程が、多孔質膜ｐを用いる膜蒸留プロセスによるものであり、
前記多孔質膜ｐが、フッ素系高分子を含む材料により構成されている、
請求項９〜１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記膜蒸留プロセスにおける分離膜が、溶媒ｂについての透過流束が１〜２００ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）である多孔質膜である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記溶媒含有物品が食品である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記溶媒含有物品が、コーヒー抽出液、ジュース、果汁、乳製品、出汁、茶抽出液、香料乳化物、食品油乳化物、または甘味料である、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分を含む茶抽出液の濃縮液であって、
前記テルペン化合物がβ−イオノンを含み、
前記茶抽出液の濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計をＡｔｅｒとしたとき、比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが０．６以上４．０以下であり、かつ、
前記濃縮液についてＢｒｉｘ計で測定したＢｒｉｘ値が７．５以上である、
濃縮液。
【請求項２１】
前記比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが１．０以上４．０以下である、請求項２０に記載の茶抽出液の濃縮液。
【請求項２２】
前記茶抽出液が緑茶抽出液であり、
脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、をさらに含み、
前記濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、前記脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｌｉとし、前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｒｏとしたとき、比Ａａｌｉ／Ａｉｏが０．０３以上０．１以下であり、比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．２以上１．０以下である、請求項２０または２１に記載の濃縮液。
【請求項２３】
前記β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体が、リナロールおよびその誘導体から選択され、
前記脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも１種が、ヘキサノールであり、
前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種が、フェニルアセトアルデヒドである、
請求項２２に記載の濃縮液。
【請求項２４】
前記茶抽出液がほうじ茶抽出液であり、
芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種をさらに含み、
前記濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｒｏとしたとき、比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．０５以上０．２以下である、請求項２０または２１に記載の濃縮液。
【請求項２５】
前記β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体が、リナロールおよびその誘導体、ならびにゲラニオールから選択され、
前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種が、フェニルアセトアルデヒドである、
請求項２４に記載の濃縮液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶媒含有物品から溶媒を分離して濃縮するためのシステム、および該システムを用いて得られた高品位の濃縮液に関する。
【背景技術】
【０００２】
含水物品から水を分離する方法として、正浸透技術が知られている。
特許文献１では、海水から成る供給流と、水にアンモニアおよび二酸化炭素を溶解して得られる浸透物質流とを、正浸透膜を介して接触させるように流して、海水中の水を正浸透膜を通過させて浸透物質流に移動させ、得られた希釈浸透物質流を蒸留塔に送って、水を得るとともにアンモニアと二酸化炭素と水とを含む混合ガスを分離し、この混合ガスを元の部屋（チャンバー）に返送する方法が記載されている。
特許文献２では、海水から成る供給流と、水にアンモニアおよび二酸化炭素を溶解して得られる浸透物質流とを、正浸透膜を介して接触させるように流して、海水中の水を正浸透膜を通過させて浸透物質流に移動させ、得られた希釈浸透物質流を、イオン交換膜、蒸留塔などを用いてアンモニウムイオンおよび炭酸イオンを個別に分離して水を得、分離したアンモニウムイオンおよび炭酸イオンを水に再溶解して元の部屋に返送する方法が記載されている。
特許文献３では、供給流と、硫酸マグネシウム水溶液から成る浸透物質流とを、正浸透膜を介して接触させるように流して、供給流中の水を正浸透膜を通過させて浸透物質流に移動させ、得られた希釈浸透物質流から浸透気化法によって水の一部を分離して、浸透物質流の濃度を一定に維持する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０１４５５６８号
【特許文献２】特開２０１１−８３６６３号公報
【特許文献３】特開２０１７−１１３６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１および２の方法では、浸透物質流中の浸透物質が、正浸透膜を介して供給流中に移動するとの問題があった。特許文献３の方法では、適用可能な浸透物質流の浸透圧が低いため、供給流を高濃度に濃縮することが難しく、さらに運転中に、浸透気化膜上に析出物が発生し、そのため長期運転が困難であるとの問題があった。
本発明は、正浸透を利用する溶媒含有物品の濃縮において、浸透物質流中の浸透物質が、正浸透膜を介して供給流中に移動することを抑制し、高純度の濃縮物を回収することができ、長期間の運転が可能なシステム、および該システムを用いて得られた高品位の濃縮液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するべくなされたものである。
本発明者らは、正浸透プロセスを用いる濃縮システムにおいて、浸透物質流として多価のカチオンを含む無機水溶液を用い、かつ、浸透物質流の温度を制御することによって、浸透物質流から供給流中への浸透物質の移動が抑制され、高純度な濃縮液が得られるとともに、長期間の運転が可能となることを見出し、本発明をなすに至った。【０００６】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
《態様１》
溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａを、浸透物質流ｄと正浸透膜ｏを介して向流または並流させ、前記供給流ａに含有される溶媒ｂを前記正浸透膜ｏを通過させて浸透物質流ｄに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流ｃと、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとを得る第一の工程を有する溶媒含有物品の濃縮システムであって、
前記浸透物質流ｄが、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして
前記第一の工程における浸透物質流ｄの温度が５〜６０℃である、溶媒含有物品の濃縮システム。
《態様２》
前記溶媒ｂが水である、態様１に記載のシステム。
《態様３》
前記浸透物質流ｄの温度が１５〜４０℃である、態様１または２に記載のシステム。
《態様４》
前記正浸透膜ｏが中空糸状である、態様１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
《態様５》
前記供給流ａを前記中空糸状の正浸透膜ｏの中空部分に流通させ、
前記浸透物質流ｄを前記中空糸状の正浸透膜ｏの外側に流通させる、
態様４に記載のシステム。
《態様６》
前記浸透物質流ｄが２価のカチオンを含む無機塩溶液である、態様１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
《態様７》
前記浸透物質流ｄが塩化マグネシウム溶液である、態様１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
《態様８》
前記正浸透膜ｏが、支持層と、前記支持層上の分離活性層とを有する膜であり、
前記分離活性層が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、およびポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層であり、
そして前記正浸透膜ｏの、前記溶媒ｂについての透過流束が１〜１００ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）である、態様１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
《態様９》
溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａを、浸透物質流ｄと正浸透膜ｏを介して向流または並流させ、前記供給流ａに含有される溶媒ｂを前記正浸透膜ｏを通過させて浸透物質流ｄに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流ｃと、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとを得る第一の工程と、
前記浸透物質流ｄを、溶媒ｂと、濃縮された浸透物質流ｄから成る流れｆとに分離する第二の工程と
を有し、
前記浸透物質流ｄが、多価のカチオンを含む無機塩溶液である、溶媒含有物品の濃縮システム。
《態様１０》
前記第一の工程における前記正浸透膜ｏが中空糸状である、態様９に記載のシステム。
《態様１１》
前記第一の工程において、前記供給流ａを前記中空糸状の正浸透膜ｏの中空部分に流通させ、
前記浸透物質流ｄを前記中空糸状の正浸透膜ｏの外側に流通させる、
態様１０に記載のシステム。
《態様１２》
前記第二の工程が蒸発手段によって行われる、態様９〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
《態様１３》
前記第二の工程における前記浸透物質流ｄの温度が５０〜９０℃である、態様９〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
《態様１４》
前記第一の工程における前記浸透物質流ｄが、２価のカチオンを含む無機塩溶液である、態様９〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
《態様１５》
前記第一の工程における前記浸透物質流ｄが、塩化マグネシウム溶液である、態様９〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
《態様１６》
前記第二の工程が、多孔質膜ｐを用いる膜蒸留プロセスによるものであり、
前記多孔質膜ｐが、フッ素系高分子を含む材料により構成されている、
態様９〜１５のいずれか一項に記載のシステム。
《態様１７》
前記膜蒸留プロセスにおける分離膜が、溶媒ｂについての透過流束が１〜２００ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）である多孔質膜である、態様１６に記載のシステム。
《態様１８》
前記溶媒含有物品が食品である、態様１〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
《態様１９》
前記溶媒含有物品が、コーヒー抽出液、ジュース、果汁、乳製品、出汁、茶抽出液、香料乳化物、食品油乳化物、または甘味料である、態様１８に記載のシステム。
《態様２０》
テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分を含む茶抽出液の濃縮液であって、
前記テルペン化合物がβ−イオノンを含み、
前記茶抽出液の濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計をＡｔｅｒとしたとき、比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが０．６以上４．０以下であり、かつ、
前記濃縮液についてＢｒｉｘ計で測定したＢｒｉｘ値が７．５以上である、
濃縮液。
《態様２１》
前記比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが１．０以上４．０以下である、態様２０に記載の茶抽出液の濃縮液。
《態様２２》
前記茶抽出液が緑茶抽出液であり、
脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、をさらに含み、
前記濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、前記脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｌｉとし、前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｒｏとしたとき、比Ａａｌｉ／Ａｉｏが０．０３以上０．１以下であり、比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．２以上１．０以下である、態様２０または２１に記載の濃縮液。
《態様２３》
前記β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体が、リナロールおよびその誘導体から選択され、
前記脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも１種が、ヘキサノールであり、
前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種が、フェニルアセトアルデヒドである、
態様２２に記載の濃縮液。
《態様２４》
前記茶抽出液がほうじ茶抽出液であり、
芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種をさらに含み、
前記濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｒｏとしたとき、比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．０５以上０．２以下である、態様２０または２１に記載の濃縮液。
《態様２５》
前記β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体が、リナロールおよびその誘導体、ならびにゲラニオールから選択され、
前記芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種が、フェニルアセトアルデヒドである、
態様２４に記載の濃縮液。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、浸透物質流から供給流中への浸透物質の移動を抑制しつつ、供給流から溶媒を分離・除去して、溶媒含有物品の高純度の濃縮液を得ることが可能となる。本発明のシステムは、長期間の運転が可能である。
本発明は、例えば、食品の濃縮、海水の淡水化、シェールガス・油田をはじめとするガス田・油田から排出される随伴水の処理などの用途に好適に適用することができる。
本発明のプロセスを食品の濃縮に適用すれば、食品を加熱することなく高純度に濃縮することができるから、香味成分の劣化がなく、香気成分の損失が少ない、食品濃縮が可能となり、高品位かつ高濃度の濃縮食品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明のシステムのある実施態様の概要を説明するための概念図である。
【図２】図２は、本発明のシステムの別の実施態様の概要を説明するための概念図である。
【図３】図３は、本発明のシステムの第一工程に用いる正浸透膜の洗浄方法の一例を示す概念図である。
【図４】実施例２１〜２６、参考例１〜４、および比較例６〜１０およびで用いたシステムの概要を説明するための概念図である。
【図５】実施例２１で得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートである。
【図６】図６は、トータルイオンクロマトグラムのチャートにおけるピーク面積を算出する手順を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜＜溶媒含有物品の濃縮システム＞＞
本発明の第一の観点は、
溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａを、浸透物質流ｄと正浸透膜ｏを介して向流または並流させ、前記供給流ａに含有される溶媒ｂを前記正浸透膜ｏを通過させて浸透物質流ｄに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流ｃと、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとを得る第一の工程を有する溶媒含有物品の濃縮システムであって、
前記浸透物質流ｄは、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして
前記第一の工程における浸透物質流ｄの温度が５〜６０℃である、溶媒含有物品の濃縮システムに関する。
【００１０】
本発明の溶媒含有物品の濃縮システムは、
浸透物質流ｄを、溶媒ｂと、濃縮された浸透物質流ｄから成る流れｆとに分離する第二の工程を、さらに有していてもよい。
この観点によると、本発明は、
溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａを、浸透物質流ｄと正浸透膜ｏを介して向流または並流させ、前記供給流ａに含有される溶媒ｂを前記正浸透膜ｏを通過させて浸透物質流ｄに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流ｃと、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとを得る第一の工程と、
前記浸透物質流ｄを、溶媒ｂと、濃縮された浸透物質流ｄから成る流れｆとに分離する第二の工程と
を有し、
前記浸透物質流ｄが、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、そして
前記第一の工程における浸透物質流ｄの温度が５〜６０℃である、溶媒含有物品の濃縮システムに関する。
【００１１】
以下に本発明の好ましい実施形態（以下、「本実施形態」という。）を非限定的な例として、詳細を具体的に説明する。
【００１２】
＜第一の工程＞
本実施形態の溶媒含有物品の濃縮システムにおける第一の工程は、
溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａを、浸透物質流ｄと正浸透膜ｏを介して向流または並流させ、前記供給流ａに含有される溶媒ｂを前記正浸透膜ｏを通過させて浸透物質流ｄに移動させ、濃縮された溶媒含有物品から成る濃縮物流ｃと、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとを得る工程である。
【００１３】
［溶質］
溶質とは、無機化合物および有機化合物から選択される物質をいい、好ましくは溶媒ｂに溶解する。
［溶媒ｂ］
溶媒ｂは液体である。溶媒ｂは、あらゆる無機溶媒または有機溶媒であることができる。溶媒ｂは、供給流ａにおいて液体として存在する。この溶媒ｂは、水である場合が多い。
【００１４】
［供給流ａ］
供給流ａとは、溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品によって構成される流体である。この供給流ａを構成する溶媒含有物品は、溶液であっても乳化物であってもよく、例えば、食品、海水、ガス田・油田から排出される随伴水などを挙げることができる。
本実施形態のシステムによると、浸透物質流に含まれる浸透物質が正浸透膜を介して供給流ａへ移動することがなく、しかも、供給流ａを加熱することを要せずに、供給流ａを構成する溶媒含有物品の濃縮が可能となる。
したがって、本発明のシステムを食品の濃縮に適用すると、香味成分の劣化がなく、香気成分の損失が少ない濃縮食品を得ることが可能となる。
そのため、供給流ａを構成する溶媒含有物品は、食品であることが好ましい。食品としてより好ましくは、例えば、コーヒー抽出液、ジュース（例えば、オレンジジュース、トマトジュースなど）、果汁（例えば、リンゴ、ブドウ、オレンジ、グレープフルーツ、レモンなどの果汁）、乳製品（例えば、乳酸菌飲料、生乳など）、出汁（例えば、昆布出汁、鰹出汁など）、茶抽出液（例えば、緑茶、煎茶、ほうじ茶、玉露、かぶせ茶、てん茶などの抽出液）、調味料（例えば、醤油、ウスターソース、香辛料溶液など）、香料乳化物（例えば、バニラエッセンス、ストロベリーエッセンスなどの乳化物）、食品油乳化物（例えば、菜種油、ひまわり油、紅花油、コーン油などの乳化物）、甘味料（ステビオサイド、グリチルリチン酸、ブドウ糖、果糖、麦芽糖、ショ糖、オリゴ糖、蜂蜜、メープルシロップ、アガベシロップ、パームシュガー、ココナッツシュガー、ソーマチン、水飴などの自然甘味料など）などである。
【００１５】
［浸透物質流ｄ］
浸透物質流ｄは、浸透物質と、その溶媒と、から成り、供給流ａよりも高い浸透圧を持ち、かつ、正浸透膜ｏを著しく変性させない流体である。供給流ａと浸透物質流ｄとを半透膜である正浸透膜ｏを介して接触させると、供給流ａ中の溶媒ｂが、正浸透膜ｏを透過して浸透物質流ｄに移動する。このような浸透物質流ｄを用いることにより、正浸透プロセスを稼働させ、溶媒含有物品を濃縮することができる。
正浸透プロセスとは、半透膜である正浸透膜ｏを介して浸透圧の異なる二つの流体を接触させ、浸透圧の低い側から高い側へ、溶媒を移動させるプロセスのことである。
【００１６】
本実施形態における浸透物質としては、多価のカチオンを含む無機塩を用いる。多価のカチオンは、水和イオン半径が大きいから、正浸透プロセスにおいて正浸透膜ｏを介して浸透物質流ｄから供給流ａへ移動することが抑制され、溶媒含有物品の高純度の濃縮物を得ることが可能となる。
これら多価のカチオンを含む無機塩を浸透物質流ｄとして適用するためには、これらを溶媒に溶解して溶液とする。この場合の溶媒としては、例えば水が好適である。
【００１７】
無機塩に含まれる多価のカチオンとしては、２〜４価のカチオンが好ましい。多価のカチオンとしては、２価のカチオンとして、例えば、銅（ＩＩ）イオン、鉄（ＩＩ）イオン、マグネシウムイオン、マンガンイオン、クロム（ＩＩ）イオン、などが例示でき；３価のカチオンとして、例えば、鉄（ＩＩＩ）イオン、クロム（ＩＩＩ）イオンなどを挙げることができ；４価のカチオンとして、例えば、クロム（ＩＶ）イオンなどを挙げることができる。
無機塩に含まれるアニオンとしては、例えば、ハロゲン化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオンなどを挙げることができる。ハロゲン化物イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン、またはヨウ化物イオンが好ましく、塩化物イオンがより好ましい。
多価のカチオンを含む無機塩として、具体的には例えば、２価のカチオンを含む無機塩として、例えば、塩化銅（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化クロム（ＩＩ）、硫酸銅（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸マグネシウム、硫酸クロム（ＩＩ）、硫酸マンガン、塩化カルシウム、硫酸カルシウムなどを挙げることができ；３価のカチオンを含む無機塩として、例えば、塩化クロム（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸クロム（ＩＩＩ）などを挙げることができる。
【００１８】
本実施形態における好ましい浸透物質は、２価のカチオンを含む無機塩である、特に塩化マグネシウムは、正浸透膜を介しての浸透物質の移動が少ない点で、より好ましい。また、浸透物質流ｄとして塩化マグネシウム溶液を用いると、本実施形態の溶媒含有物品の濃縮システムが好ましく具備する第二の工程において、多孔質膜ｐを用いて長期運転した場合の多孔質膜ｐへの付着物が少ない傾向にあり、長期間の安定運転ができる点でも好ましい。
【００１９】
浸透物質流ｄにおける溶媒は、溶媒含有物品である供給流ａから分離すべき溶媒ｂと同種の溶媒とすることが好ましい。溶媒含有物品中の溶媒が水である場合は、浸透物質流ｄにおける溶媒も水であることが好ましい。
【００２０】
浸透物質流ｄにおける浸透物質の濃度は、供給流ａの浸透圧より高くなるように設定される。浸透物質流ｄの浸透圧は、供給流ａの浸透圧より高ければ、その範囲内で変動しても構わない。二つの液体間の浸透圧差を判断するには、以下のいずれかの方法によることができる。
（１）二つの液体を混合後、二相分離する場合：二相分離後に、体積が増えた方の液体の方が浸透圧が高いと判断する、または
（２）二つの液体を混合後、二相分離しない場合：後述の正浸透膜ｏを介して二つの液体を接触させ、一定時間の経過後に体積が大きくなった液体の方が浸透圧が高いと判断する。このときの一定時間とは、その浸透圧差に依存するが、一般的には数分から数時間の範囲である。
【００２１】
第一の工程において、浸透物質流ｄの温度は５〜６０℃である。浸透物質流ｄの温度は、好ましくは１５〜４０℃である。理由は定かではないが、浸透物質流ｄの温度が１５℃未満または６０℃を超える温度であれば、正浸透膜ｏを介して浸透物質流ｄから供給流ａへ浸透物質が移動する量が大きくなる。
【００２２】
［正浸透膜ｏ］
正浸透膜ｏとは、溶媒ｂは透過させるが、溶質は透過させない機能を有する膜である。
正浸透膜ｏは、単一の層から構成されるものであってもよいし、支持層とこの支持層上の分離活性層とを有する膜であってもよい。
正浸透膜ｏの形状としては、例えば、中空糸状、平膜状、スパイラル膜状などが挙げられる。
平膜状の正浸透膜oは、例えば、単一の層（支持層）から構成されるものであってもよいし、支持層と、該支持層上の分離活性層とを有するものであってもよい。中空糸状の正浸透膜ｏは、例えば、単一の層（支持層）から構成される中空糸であってもよいし、中空糸状の支持層と、該支持層の外表面もしくは内表面、またはこれらの双方の面上の分離活性層とを有するものであってもよい。
【００２３】
正浸透膜ｏの形状としては、単位体積当たりの膜面積を大きく、効率よく高濃度の濃縮が可能なことから、中空糸状が好ましい。
正浸透膜ｏが中空糸状であるとき、供給流ａを中空糸状の正浸透膜ｏの中空部分に流通させ、浸透物質流ｄを中空糸状の正浸透膜ｏの外側に流通させることが、正浸透膜ｏの洗浄が容易となることから好ましい。
【００２４】
正浸透膜oにおける支持層としては、不織布から成るものが一般的である。
不織布の素材としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどが挙げられる。
【００２５】
正浸透膜oにおける分離活性層としては、浸透物質の阻止率が高いことから、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、および酢酸セルロースから選ばれる少なくとも１種を主成分とする層であることが好ましい。より好ましくは、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、およびポリアミドから選ばれる少なくとも１種を主成分とすることである。
【００２６】
分離活性層におけるポリアミドは、多官能性酸ハライドおよび多官能性芳香族アミンの界面重合により形成されることができる。
多官能性芳香族酸ハライドとは、一分子中に２個以上の酸ハライド基を有する芳香族酸ハライド化合物である。具体的には、例えば、トリメシン酸ハライド、トリメリット酸ハライド、イソフタル酸ハライド、テレフタル酸ハライド、ピロメリット酸ハライド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸ハライド、ビフェニルジカルボン酸ハライド、ナフタレンジカルボン酸ハライド、ピリジンジカルボン酸ハライド、ベンゼンジスルホン酸ハライドなどを挙げることができ、これらの単独または混合物を用いることができる。これらの芳香族酸ハライド化合物におけるハロゲン化物イオンとしては、例えば、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンなどを挙げることができる。本発明においては、特にトリメシン酸クロリド単独、またはトリメシン酸クロリドとイソフタル酸クロリドとの混合物、もしくはトリメシン酸クロリドとテレフタル酸クロリドとの混合物が好ましく用いられる。
【００２７】
多官能性芳香族アミンとは、一分子中に２個以上のアミノ基を有する芳香族アミノ化合物である。具体的には、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルアミン、３，５−ジアミノ安息香酸、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、３，４’−ジアミノジフェニルスルホン、１，３，５，−トリアミノベンゼン、１，５−ジアミノナフタレンなどを挙げることができ、これらの単独または混合物を用いることができる。本発明においては、特に、ｍ−フェニレンジアミンおよびｐ−フェニレンジアミンから選ばれる１種以上が好適に用いられる。
【００２８】
多官能性酸ハライドおよび多官能性芳香族アミンの界面重合は、定法にしたがって実施することができる。
【００２９】
正浸透膜oの、溶媒ｂについての透過流束は、１〜１００ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）であることが好ましい。この透過流束が１ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）未満であれば、溶媒ｂの分離効率が損なわれる場合があり、１００ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）を超えると、正浸透膜oを介して浸透物質流ｄから濃縮物流ｃへの浸透物質の移動量が多くなる場合がある。
本明細書における溶媒ｂについての透過流束とは、正浸透膜ｏを通過する溶媒ｂの量を、正浸透膜ｏの単位面積当たり、および単位時間当たりに割り付けた量を意味しており、下記数式（１）により定義される。
Ｆ＝Ｌ／（Ｍ×Ｈ）・・・（１）
ここで、Ｆは溶媒ｂについての透過流束（ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ））、Ｌは透過した溶媒ｂの量（ｋｇ）、Ｍは正浸透膜ｏの表面積（ｍ２）、およびＨは時間（ｈｒ）である。
溶媒ｂが水である場合の透過流束は、一般に「透水量」と呼ばれ、例えば、処理液として純水を用い、誘導溶液として３．５質量％食塩水を用いて測定することができる。
【００３０】
［流れｅ］
流れｅとは、浸透物質流ｄと、供給流ａから正浸透膜ｏを透過した溶媒ｂとから成る流れである。つまり、溶媒ｂが供給流ａから正浸透膜ｏを介して浸透物質流ｄに移動することにより、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅが形成される。
【００３１】
［濃縮物流ｃ］
濃縮物流ｃとは、供給流ａから、正浸透膜ｏを介して溶媒ｂが移動した後の流れであり、溶媒含有物品の濃縮物から構成される。
濃縮物流ｃは、本実施形態における溶媒含有物品の濃縮システムによって製造される製品である。
【００３２】
［第一の工程の具体的実施態様］
次に、必要に応じて図を参照しつつ、本実施形態の溶媒分離システムにおける第一の工程について説明する。
図１に、第一の工程を有する本実施形態の溶媒分離システムの、ある具体的実施態様の概要を示した。
第一の工程においては、二つの流れが正浸透膜ｏを介して向流または並流することが可能なように設計された正浸透ユニットＡを用いる。
図１に示した第一の工程は、ユニットＡにおいて、溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から成る供給流ａと、浸透物質流ｄとを、正浸透膜ｏを介して向流させるように構成されている。ユニットＡは、供給流ａと浸透物質流ｄとを並流させる構成であってもよい。これらいずれの場合であっても、浸透物質流ｄは、多価のカチオンを含む無機塩溶液であり、温度が５〜６０℃に制御されている。
【００３３】
このような構成により、供給流ａ中の溶媒ｂは、正浸透膜ｏを透過して浸透物質流ｄへと移動する。この溶媒ｂの移動は、正浸透プロセスによるものであり、小さなエネルギーで効率的な溶媒分離が可能である。
浸透物質流ｄは、溶媒ｂが移動、混合されて、希釈された浸透物質流ｄから成る流れｅとなり、ユニットＡから排出される。
供給流ａは、溶媒ｂが移動、除去されて、濃縮された溶媒含有物品から構成される濃縮物流ｃとして、ユニットＡから回収され、本実施形態の溶媒分離システムの製品となる。
【００３４】
＜第二の工程＞
本実施形態の溶媒分離システムにおいて任意的に採用される第二の工程は、
浸透物質流ｄを、溶媒ｂと、濃縮された浸透物質流ｄから成る流れｆとに分離する工程である。
第二の工程において、浸透物質流ｄは、所定の温度に調整されていることが好ましい。第二の工程における浸透物質流ｄの温度は、５０℃〜９０℃に調整されることが好ましい。この温度が５０℃未満であれば、膜蒸留による溶媒ｂの分離の効率が損なわれる場合があり、９０℃を超えると、浸透物質流ｄに含まれる浸透物質が溶媒ｂへ移動する量が増大する場合がある。浸透物質流ｄの温度を調整するための熱源として、例えば熱交換器、産業プロセスの排熱などを用いることができる。
【００３５】
浸透物質流ｄを、溶媒ｂと流れｆとに分離する工程は、例えば蒸発手段によって行うことができる。蒸発手段としては、例えば、蒸留プロセス、膜蒸留プロセスなどを挙げることができる。
蒸留プロセスとは、浸透物質流ｄを所定の温度に調整した後、蒸留塔に送入し、塔頂部から溶媒ｂを得るとともに、塔底部からは、溶媒ｂが除去されて濃縮された浸透物質流ｄから成る流れｆを得る工程である。
膜蒸留プロセスとは、分離膜として多孔質膜ｐを用いて分離室を液相部と気相部とに分割し、浸透物質流ｄに含有される溶媒ｂが、液相部から蒸気の状態で多孔質膜ｐを通過して減圧の気相部に移動するように構成することにより、浸透物質流ｄを溶媒ｂと流れｆとに分離する工程である。したがって、膜蒸留プロセスにおいて分離膜として用いられる多孔質膜ｐは、溶媒ｂの蒸気は通過させるが、浸透物質流ｄは通過させない機能を有していてよい。
第二の工程は、設備サイズを小さくすることができ、浸透物質流ｄから溶媒ｂへの浸透物質の移動を抑制できる点で、多孔質膜ｐを用いて行われる膜蒸留プロセスによって行われることが好ましい。
【００３６】
［多孔質膜ｐ］
多孔質膜ｐは、溶媒ｂの蒸気は通過させるが、浸透物質流ｄは通過させない機能を有する。この機能を発現させるために、多孔質膜ｐは、膜の一方の面から他方の面をまで連通している細孔（連通孔）を有していてよい。この連通孔は、直通孔であってもよいし、枝分かれした孔であってもよい。
【００３７】
多孔質膜ｐが親溶媒性であると、膜蒸留の実施中に多孔質膜ｐ中に溶媒が浸透して気相側に移動し、膜蒸留の分離効率が損なわれる場合がある。したがってウェッティング防止の観点から、多孔質膜ｐは、疎溶媒性、特に疎水性であることが好ましい。
疎水性を表す指標として、水接触角が知られている。本実施形態における多孔質膜ｐの水接触角は、膜のいずれの部位においても９０°以上であることが好ましい。多孔質膜ｐの水接触角は、より好ましくは１１０°以上、さらに好ましくは１２０°以上である。多孔質膜ｐの水接触角は、特に上限はないが、１８０°未満であってよく、現実的には１５０°以下であってよい。
多孔質膜ｐの水接触角は、液滴法により測定される値である。本明細書における液適法では、測定対象物の表面に２μＬの純水を滴下し、測定対象物と液滴とが形成する角度を投影画像からの解析によって数値化された値を、水接触角として採用する。
【００３８】
多孔質膜ｐを用いる膜蒸留の効率を高くしつつ、膜のウェッティングを抑制する観点からは、多孔質膜ｐの細孔の孔径および孔径分布を適切に調整することも重要である。すなわち、細孔の孔径が大きい場合、若しくは孔径分布が広い場合、またはこれらの双方の場合には、多孔質膜ｐ中に溶媒が浸透し易くなり、ウェッティングが起こり易い傾向にある。一方で、細孔の孔径が過度に小さいと、蒸気の透過速度が損なわれる場合がある。
これら双方を考慮すると、多孔質膜ｐの細孔の孔径は、平均孔径として０．０１μｍ以上から１．００μｍ以下であることが好ましく、０．０３μｍ以上０．６０μｍ以下であることがより好ましい。多孔質膜ｐの細孔の孔径が０．０１μｍ未満であると、蒸気の透過抵抗が過度に大きくなって膜蒸留の効率が損なわれ、１．０μｍより大きいと、膜の疎水性を向上してもウェッティング抑制が困難になるため適さない。膜蒸留効率向上およびウェッティング抑制を両立する観点から、多孔質膜ｐの孔径分布は狭い方が好ましい。具体的には、平均孔径に対する最大孔径の比として、１．２〜２．５の範囲内であることが好ましい。
【００３９】
膜蒸留の効率を十分に高くする観点から、多孔質膜ｐの空孔率は、５０体積％以上８５体積％以下であることが好ましい。空孔率が５０体積％未満では、膜蒸留の効率が損なわれ、一方で８５％より大きいと、膜自体の強度が低下して長期使用の際に膜の破断などの問題が発生するおそれがあるため、適さない。
【００４０】
多孔質膜ｐの形状としては、例えば、中空糸状、平膜状、スパイラル膜状などが挙げられる。これらのうち、単位体積あたりの膜面積が大きく、効率よく膜蒸留を実施できることから、多孔質膜ｐの形状は中空糸であることが好ましい。
中空糸膜の外径は、例えば、３００μｍ以上５，０００μｍ以下、好ましくは３５０μｍ以上４，０００μｍ以下であり、中空糸膜の内径は、例えば、２００μｍ以上４，０００μｍ以下、好ましくは２５０μｍ以上３，０００μｍ以下である。
本実施形態において、膜蒸留における透水性能と膜の機械的強度の観点から、多孔質膜の膜厚は、１０μｍ〜１，０００μｍであることが好ましく、１５μｍ〜１，０００μｍであることがより好ましい。膜厚が１，０００μｍ以下であれば、膜蒸留の効率を高く維持することができる。他方、膜厚が１０μｍ以上であれば、減圧下使用においても膜が変形することを防止することができる。
【００４１】
多孔質膜ｐの、溶媒ｂについての透過流束は、１〜２００ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）であることが好ましい。この透過流束が１ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）未満であれば、溶媒ｂの効率的な分離が損なわれる場合があり、２００ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）を超えると、多孔質膜ｐを介して流れｄから溶媒ｂへの浸透物質の移動量が多くなる場合がある。
この透過流束は、第一の工程における多孔質膜ｏの、溶媒ｂについての透過流束と同様に定義される。
【００４２】
多孔質膜ｐの素材は、疎水性高分子を含む材料により構成されていることが好ましく、疎水性高分子中に疎水性シリカなどの無機多孔質粒子が分散された材料から構成されていてもよい。
疎水性高分子は、水に対する親和性が低い高分子であり、その例として例えば、スルホニル基を含む芳香族系高分子、ポリオレフィン、フッ素系高分子などが挙げられ、これらから成る群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を含むことができる。スルホニル基を含む芳香族系高分子としては、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。フッ素系高分子としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、およびエチレン・四フッ化エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレンなどが挙げられる。疎水性、製膜性、機械的耐久性、および熱的耐久性の観点からは、フッ素系高分子が好ましい。
多孔質膜ｐの素材としての疎水性高分子は、その重合後、または膜を形成した後の精練によって、可塑剤などの不純物が除去されたものであることがより好ましい。
【００４３】
上述したように、多孔質膜のウェッティング防止のためには、膜の素材としての疎水性を高めるだけでなく、ウェッティングし易い部位の清浄を改善することも重要である。本実施形態においては、膜表面が安定した疎水性を有することとなるように、多孔質膜ｐの全長または一部に疎水性ポリマー塗布を行ってよい。膜の断面方向においては、中空糸膜の内側表面、外側表面、および膜厚部内の連通孔表面の少なくとも一部分がコーティングされていてもよい。
【００４４】
［溶媒ｂ］
第二の工程で得られる溶媒ｂは、浸透物質の含有量が極めて少なく、実質的にゼロであり、本実施形態の溶媒分離システムにおける溶媒ｂとして、または他の用途の溶媒として、再利用することができる。
【００４５】
［流れｆ］
第二の工程で得られる流れｆは、溶媒ｂが除去されて濃縮された浸透物質流ｄから成る。この流れｆは、溶媒ｂを加えて所定の濃度に調整されたうえで、本実施形態の溶媒分離システムにおける浸透物質流ｄとして再利用することができる。
【００４６】
［膜蒸留］
第二の工程において、浸透物質流ｄを溶媒ｂと流れｆとに分離する手段として膜蒸留プロセスを採用する場合について説明する。
主な膜蒸留法の原理としては、例えば以下の方法が知られている。
ＤＣＭＤ法（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）：膜蒸留により生成した溶媒蒸気を、多孔質膜を通して直接凝縮器に取り込む方法、
ＡＧＭＤ法（Ａｉｒ  Ｇａｐ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）：膜蒸留の気相部と、凝縮器の気相部との間に、第三の気相部を設け、凝縮器における冷却体の面上に膜蒸留の気相部からの溶媒蒸気を凝縮させて凝縮溶媒を得る方法、
ＶＭＤ法（Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）：上記ＡＧＭＤ法において、第三の気相部内に真空ギャップを設け、膜蒸留の気相部からの溶媒蒸気を凝縮器まで移動させて、凝縮溶媒を得る方法、
ＳＧＭＤ法（Ｓｗｅｅｐｉｎｇ  Ｇａｓ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）：上記ＡＧＭＤ法において、第三の気相部中にスイーピングガスを流し、膜蒸留の気相部からの溶媒蒸気を凝縮器まで移動させて凝縮溶媒を得る方法、など。
これらのうち、ＶＭＤ方式が、安定した透過水質を得られるため、好ましい。
【００４７】
［第二の工程の具体的実施態様］
次に、必要に応じて図を参照しつつ、本実施形態の溶媒分離システムが第二の工程を有する場合について説明する。
図２に、第一の工程および第二の工程を有する本実施形態の溶媒分離システムの、ある具体的実施態様の概要を示した。
図２に示した第一の工程は、図１と同様である。
図２における第二の工程では、膜蒸留ユニットＢを用いる。このユニットＢは、多孔質膜ｐによって液相部Ｌと気相部Ｇとに分割されており、気相部Ｇを減圧することが可能なように設計されている。
この第二の工程では、浸透物質流ｄを、ユニットＢの液相部Ｌへ送入し、浸透物質流ｄに含まれる溶媒ｂを、多孔質膜ｐを介して減圧の気相部Ｇに移動させることによって、溶媒ｂと、濃縮された浸透物質流ｄから成る流れｆとに分離する。
【００４８】
このとき、浸透物質流ｄは、液相部Ｌに導入される前に、上述の所定の温度（すなわち５０℃〜９０℃）に調整されていることが好ましい。この温度が５０℃未満であれば、膜蒸留による溶媒ｂの分離の効率が損なわれる場合があり、９０℃を超えると、浸透物質流ｄに含まれる浸透物質が、多孔質膜ｐを介して溶媒ｂへ移動する量が増大する場合がある。
浸透物質流ｄを加熱するための熱源として、例えば熱交換器ｑ１を用いることができ、または産業プロセスなどの排熱を用いることができる。熱源として排熱を利用すると、溶媒ｂの分離のために新たに消費されるエネルギー量を削減することができるため、好ましい。
【００４９】
ユニットＢの気相部Ｇは、好ましくは凝縮器および回収タンクの各気相部とともに、所定の圧力まで減圧されていることが好ましい。気相部Ｇの圧力は、装置のスケール、浸透物質流ｄの濃度、所望の溶媒ｂの生成速度などに応じて適宜に設定されてよいが、例えば、０．１〜８０ｋＰａとすることができ、１〜５０ｋＰａとすることが好ましい。
ユニットＢの気相部Ｇを減圧するための減圧装置としては、例えば、ダイアフラム真空ポンプ、ドライポンプ、油回転真空ポンプ、エジェクタ、アスピレーターなどが挙げられる。
【００５０】
第二の工程により、浸透物質流ｄは、溶媒ｂが除去されて、濃縮された浸透物質流ｄから成る流れｆとなり、ユニットＢから排出される。
上記のとおり、この流れｆは、溶媒ｂを加えて所定の濃度に調整されたうえで、浸透物質流ｄとして再利用することができる。流れｆの再利用の際、冷却装置ｑ２を用いて流れｆの温度を調整してもよい。冷却装置ｑ２としては、例えば、チラー、熱交換器などを用いることができる。
第二の工程によって浸透物質流ｄから蒸気として除去された溶媒ｂは、凝縮器で凝縮されて液体状の溶媒ｂとなり、例えば、回収タンクに貯蔵される。回収溶媒は、必要に応じて溶媒ｂとして再利用してよい。
【００５１】
上記説明に参照した図２におけるr１およびr２は、それぞれ、送液のためのポンプである。
図２の溶媒含有物品の濃縮システムにおいて、流れｅおよび流れｆを混合して浸透物質流ｄの濃度を調整するために、第一の工程と第二の工程との間にバッファータンクを導入してもよい。
以上のように、第一の工程および第二の工程を有する本実施形態の溶媒含有物品の濃縮システムを用いることにより、浸透物質の混合のない、高純度の濃縮物を得ることができ、同時に溶媒ｂを高純度で回収することが可能となる。
【００５２】
＜溶媒含有物品の濃縮方法＞
本発明の溶媒含有物品の濃縮システムでは、溶媒含有物品の濃縮方法に適用することができる。
本実施形態の溶媒含有物品の濃縮方法は、上記に説明した本実施形態の溶媒含有物品の濃縮システムを利用して、溶質および溶媒ｂを含有する溶媒含有物品から溶媒ｂを分離して、前記溶媒含有物品を濃縮する方法である。
【００５３】
＜＜濃縮液＞＞
本発明の第二の観点によると、高品位の濃縮液が提供される。
上述のとおり、本発明の濃縮方法は、溶媒含有物品が食品、例えば、コーヒー抽出液、ジュース、果汁、乳製品、出汁、茶抽出液、香料乳化物、食品油乳化物、または甘味料である場合に、その効果が最大限に発揮される。以下では、溶媒含有物品が茶抽出液である場合を例として、本発明の濃縮方法によると、溶媒含有物品の風味成分が損なわれずに濃縮液を得られることについて説明する。
【００５４】
＜茶抽出液の濃縮液＞
本発明の濃縮方法に適用される茶抽出液としては、公知の任意の茶葉の抽出液を用いることができる。
茶葉としては、例えば、不発酵茶、弱発酵茶、半発酵茶、発酵茶、後発酵茶などがあるが、不発酵茶のうちの蒸製茶、釜炒製茶など、半発酵茶としての烏龍茶、および発酵茶としての紅茶がよく知られている。蒸製茶としては、例えば、緑茶、煎茶、ほうじ茶、玉露、かぶせ茶、てん茶などが挙げられる。釜炒製茶としては、例えば、嬉野茶、青柳茶などの他、各種中国茶が挙げられる。
【００５５】
茶抽出液は、これらの茶葉に適当な温度の水を加えて撹拌または静置することにより、調製することができる。抽出に用いる水には、例えば、抽出助剤、有機酸（例えばアスコルビン酸）、有機酸塩（例えばアスコルビン酸ナトリウム）などを予め添加しておいてもよい。抽出時に、煮沸脱気、不活性ガスの通気などを行って、水中の溶存酸素を除去し、非酸化的雰囲気下の抽出としてもよい。
茶抽出液としては、茶葉からの直接抽出液を用いてもよいし、これの代わりに茶抽出液の乾固物（例えば市販の緑茶水抽出粉末）を水に溶解して用いてもよいし、茶抽出液の濃縮液を水で希釈して用いてもよいし、これらの２種以上を混合して用いてもよい。
【００５６】
茶抽出液には、風味成分として、例えば、テルペン化合物、テルペン化合物誘導体、脂肪族アルコール、脂肪族アルデヒド、芳香族アルコール、芳香族アルデヒドなどが存在する。
テルペン化合物およびその誘導体としては、例えば、β−イオノン、リナロール、ゲラニオール、ネロール、メントール、タキソールなどが挙げられる。リナロールは、フルーティーな香りが強い風味成分であり、多くの茶葉の抽出液に含まれる。ゲラニオールも、フルーティーな香りが強い風味成分であり、例えばほうじ茶抽出液に含まれる。
脂肪族アルコールとしては、例えば、ヘキサノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノールなどが挙げられ、脂肪族アルデヒドとしては、例えばヘキサナールなどが挙げられる。脂肪族アルコールとしてのヘキサノールは、植物性の香りが強い風味成分であり、緑茶抽出液に含まれる。
芳香族アルコールとしては、例えば、β−フェニルエチルアルコール、α−ヘキシルシンナミックアルデヒド、ベンジルアルコールなどが挙げられ、芳香族アルデヒドとしては、例えばフェニルアセトアルデヒドなどが挙げられる。フェニルアセトアルデヒドは、甘い香りが強い風味成分であり、多くの茶葉の抽出液に含まれる。
【００５７】
従来技術における茶抽出液の濃縮方法として、例えば減圧蒸留法が用いられている。減圧蒸留は、例えば、圧力１３３Ｐａ、温度８０℃の条件下で運転される。このように、減圧蒸留は、加熱、真空下で濃縮するため、濃縮時に風味成分が揮発して散逸し易い。
テルペン化合物のうちのβ−イオノンは、常圧における沸点が２６７℃であり、１３３Ｐａにおける沸点が９０℃であり、典型的な減圧蒸留の運転条件では揮発しないため、従来方法を含めた茶抽出液濃縮物の風味成分分析における基準成分として用いることができる。そこで本発明では、各風味成分について、β−イオノンを基準とする相対濃度を調べることにより、茶抽出液の濃縮液の風味を検証した。
また、茶抽出液の濃縮液の濃度（濃縮の程度）としては、市販の糖度濃度計（Ｂｒｉｘ計）によるＢｒｉｘ値を適用して調べた。
【００５８】
本発明の茶抽出液の濃縮液は、
テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分を含む茶抽出液の濃縮液であって、
テルペン化合物が、β−イオノンを含み、
茶抽出液の濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計をＡｔｅｒとしたとき、比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが０．６以上４．０以下であり、かつ、
濃縮液についてＢｒｉｘ計で測定したＢｒｉｘ値が７．５以上である。
トータルイオンクロマトグラムにおける上記のピーク面積比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが０．６以上であることが、茶抽出液の風味を維持する点で好ましい。ピーク面積比Ａｔｅｒ／Ａｉｏの値は、より好ましくは１．０以上であり、さらに好ましくは１．０を超えることである。一方で、ピーク面積比Ａｔｅｒ／Ａｉｏの値が４．０を超えると、テルペン特有の匂いが強くなり過ぎ、茶抽出液本来の風味が損なわれるので、好ましくない。ピーク面積比Ａｔｅｒ／Ａｉｏの値は、より好ましくは１．１〜２．０であり、さらに好ましくは１．２〜１．８である。
【００５９】
なお、従来技術では、ピーク面積比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが０．６以上４．０以下であり、Ｂｒｉｘ値が５．０以上である、茶抽出液の濃縮液は知られていない。しかしながら本発明の溶媒含有物品の濃縮システムを用いると、従来技術の水準を大きく超えて、ピーク面積比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが０．６以上４．０以下であり、かつ、Ｂｒｉｘ値が７．５以上である、茶抽出液の濃縮液を効率的に得ることができる。
【００６０】
（緑茶抽出液の濃縮液）
茶抽出液が緑茶抽出液であるとき、その濃縮液は、テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分の他に、
脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、をさらに含み、
濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｌｉとし、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｒｏとしたとき、比Ａａｌｉ／Ａｉｏが０．０３以上０．１以下であり、比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．２以上１．０以下であってよい。
【００６１】
緑茶抽出液の濃縮液では、トータルイオンクロマトグラムにおけるピーク面積比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが０．６以上４．０以下であることに加えて、
脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、β−イオノンとのピーク面積比Ａａｌｉ／Ａｉｏが０．０３以上０．１以下であることが好ましい。このピーク面積比Ａａｌｉ／Ａｉｏが０．０３以上であれば、濃縮液においても緑茶の風味が有効に維持されている。一方、ピーク面積比Ａａｌｉ／Ａｉｏが０．１を超えると、青臭く不快なにおいが強くなるため、好ましくない。ピーク面積比Ａａｌｉ／Ａｉｏは、より好ましくは０．０４以上０．０８以下である。
緑茶抽出液の濃縮液では、上記に加えてさらに、
芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、β−イオノンとのピーク面積比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．２以上１．０以下であることが好ましい。このピーク面積比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．２以上であることが、濃縮液における緑茶の風味が確保されており、好ましい。一方、このピーク面積比Ａａｒｏ／Ａｉｏが２．０を超えると、芳香族アルコールまたはアルデヒド特有の匂いが強くなり過ぎて、緑茶本来の風味が損なわれるので好ましくない。ピーク面積比Ａａｒｏ／Ａｉｏは、より好ましくは０．３以上１．０以下であり、さらに好ましくは０．４以上０．７以下である。
【００６２】
緑茶抽出液の濃縮液の風味成分分析では、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体から選択される成分としてリナロールおよびその誘導体に注目し、脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドから選択される少なくとも１種としてヘキサノールに注目し、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種としてフェニルアセトアルデヒドに注目し、β−イオノンに対するこれらの相対濃度（ピーク面積比）によって風味成分の分析を行ってよい。この場合、リナロール誘導体としては、リナロール酸化物を選択してよい。
【００６３】
（ほうじ茶抽出液の濃縮液）
茶抽出液がほうじ茶抽出液であるとき、その濃縮液は、テルペン化合物およびその誘導体から選択される成分の他に、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種をさらに含み、
濃縮液のトータルイオンクロマトグラムにおけるβ−イオノンのピーク面積をＡｉｏとし、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｒｏとしたとき、比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．０５以上０．２以下であってよい。
ほうじ茶抽出液の濃縮液では、トータルイオンクロマトグラムにおけるピーク面積比Ａｔｅｒ／Ａｉｏが０．６以上４．０以下であることに加えて、
芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種と、β−イオノンとのピーク面積比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．０５以上０．２以下であることが好ましい。このピーク面積比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．０５以上であることが、濃縮液においてもほうじ茶としての風味が維持される点で好ましい。一方、ピーク面積比Ａａｒｏ／Ａｉｏが０．２を超えると、芳香族アルコールまたはアルデヒド特有の匂いが強くなり過ぎ、ほうじ茶本来の風味が損なわれるので、好ましくない。ピーク面積比Ａａｒｏ／Ａｉｏは、より好ましくは０．０７以上０．１５以下であり、さらに好ましくは０．０８以上０．１２以下である。
【００６４】
ほうじ茶抽出液の濃縮液の風味成分分析では、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体として、リナロールおよびその誘導体、ならびにゲラニオールに注目し、芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドから選択される少なくとも１種としてフェニルアセトアルデヒドに注目し、β−イオノンに対するその相対濃度（ピーク面積比）によって風味成分の分析を行ってよい。この場合、リナロール誘導体としては、リナロール酸化物を選択してよい。
【００６５】
＜風味成分の検出＞
風味成分の濃度は、茶抽出液の濃縮液をガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ／ＭＳ分析）に供し、得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートから算出される。本明細書では、トータルイオンクロマトグラムのチャートにおいて、β−イオノンのピーク面積を基準として、各風味成分のピーク面積をβ−イオノンのピーク面積に対する相対値として求め、この値を各風味成分の濃度の指標とした。
具体的には以下の操作によった。
茶抽出液の濃縮液１ｍｇをヘッドスペース用の２０ｍＬスクリューバイヤルにとり、セプタム付きスクリューキャップにより密閉して、８０℃において１５分間加熱する。次いで、固相マイクロ抽出ファイバー（例えば、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣ製のＳＰＭＥ  Ｆｉｂｅｒなど）を、キャップのセプタムを介してバイヤル中に差し込み、８０℃において１５分間揮発成分を捕集する。捕集した揮発成分を、固相マイクロ抽出ファイバーからＧＣ／ＭＳに導入し、ＧＣ／ＭＳ分析を行い、トータルイオンクロマトグラムのチャートを得る。チャートに現れる風味成分のピークの同定は、公知の質量スペクトルデータベースによってよい。このデータベースとしては、例えば、ＮＩＳＴ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、アメリカ国立標準技術研究所）が２０１７年に発行した「ＮＩＳＴ１７」などを用いてよい。
【００６６】
トータルイオンクロマトグラムのチャートにおけるβ−イオノンおよびその他の風味成分のピーク面積の決定手順について、図６を参照しつつ説明する。図６は、ＧＣ／ＭＳ分析で得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートの一例であり、横軸は保持時間ＲＴ、縦軸は相対強度である。
このチャートに現れるピークのうち、保持時間の短い方からｎ番目に現れる「ピーク（ｎ）」のピーク面積Ａは、当該「ピーク（ｎ）」、ｎ−１番目の「ピーク（ｎ−１）」およびｎ＋１番目の「ピーク（ｎ＋１）」を考慮して、以下のようにして決定される。
ピーク（ｎ−１）とピーク（ｎ）との間で、縦軸の値が最も小さい点「Ｂ１」を決定する。同様に、ピーク（ｎ）とピーク（ｎ＋１）との間で、縦軸の値が最も小さい点「Ｂ２」を決定する。そして、ピーク（ｎ）を規定する曲線と、点Ｂ１および点Ｂ２を結んだ直線とに囲まれた領域の面積を、ピーク（ｎ）のピーク面積Ａ（図６のチャートにおけるグレーの領域）とする。
【００６７】
本明細書では、トータルイオンクロマトグラムのチャートから上記のようにして決定された、β−イオノンのピーク面積Ａｉｏ、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計Ａｔｅｒ、脂肪族アルコールおよび脂肪族アルデヒドのピーク面積の合計Ａａｌｉ、ならびに芳香族アルコールおよび芳香族アルデヒドのピーク面積の合計をＡａｒｏを用いて、茶抽出液の濃縮液中の風味成分の濃度を評価した。
【００６８】
＜茶抽出液の濃縮液の濃度＞
上記に説明した茶抽出液の濃縮液の風味成分の濃度比は、基本的には濃縮前の茶抽出液中の風味成分の濃度比が維持されたものである。濃縮前の風味成分の濃度比が維持された茶抽出液の濃縮液は、従来知られていない。
本発明の茶抽出液の濃縮液は、Ｂｒｉｘ計で測定したＢｒｉｘ値が７．５以上である。濃縮前の茶抽出液のＢｒｉｘ値は概ね１から５程度である。したがって、Ｂｒｉｘ値７．５の茶濃縮液の濃縮率は、約１．５倍から約７．５倍濃縮に相当する。
本発明では、Ｂｒｉｘ計で測定したＢｒｉｘ値が７．５以上の高い濃縮率であっても、濃縮前の茶抽出液中の風味成分の濃度比が実質的に維持されている。本発明の茶抽出液の濃縮液は、Ｂｒｉｘ値が１０．０以上、１２．５以上、または１５．０以上の高濃度まで濃縮した場合でも、濃縮前の茶抽出液中の風味成分の濃度比が実質的に維持される。本発明の茶抽出液の濃縮液では、Ｂｒｉｘ値の上限は特に限定されないが、例えば、２００以下、１５０以下、１００以下、または７５以下の数値を例示することができる。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。しかし、本発明は実施例によって限定されるものではない。【００７０】
（正浸透膜ｏを有する正浸透ユニットＡの作製）
ポリエーテルスルホン（ＢＡＳＦ社製、商品名「Ｕｌｔｒａｓｏｎ」）をＮ−メチル−２−ピロリドン（和光純薬（株）製）に溶解して２０質量％の中空糸紡糸原液を調製した。二重紡口を装備した湿式中空糸紡糸機に上記の原液を充填し、水を満たした凝固槽中に押し出し、相分離により中空糸を形成した。得られた中空糸は巻き取り機に巻き取った。得られた中空糸の外径は１．０ｍｍ、内径は０．７ｍｍ、内表面の微細孔の径は０．０５μｍであった。この中空糸を支持層として用いた。
上記中空糸支持層１３０本を、２ｃｍ径、１０ｃｍ長の円筒状プラスチックハウジングに充填し、両端部を接着剤で固定することにより、有効膜内表面積０．０２３ｍ２の中空糸支持層モジュールを作製した。【００７１】
０．５Ｌ容器に、ｍ−フェニレンジアミン１０ｇおよびラウリル硫酸ナトリウム０．８ｇを入れ、さらに純水４８９．２ｇを加えて溶解し、界面重合に用いる第１溶液を０．５ｋｇ調製した。
別の０．５Ｌ容器に、トリメシン酸クロリド０．８ｇを入れ、ｎ−ヘキサン３９９．２ｇを加えて溶解し、界面重合に用いる第２溶液０．４ｋｇを調製した。
上記で製造した中空糸支持層モジュールのコア側（中空糸の内側）に第１溶液を充填し、３０分静置した後に液を抜いて、中空糸の内側に第１溶液の薄い液膜を形成した。この状態で、第２溶液をコア側に０．１５Ｌ／分の流量で３分送液し、界面重合を行った。重合温度は２５℃とした。
次いで、中空糸支持層モジュールのコア側に５０℃の窒素を３０分流してｎ−ヘキサンを蒸散除去した。さらに、シェル側およびコア側の双方を純水により洗浄することにより、中空糸支持層の内面にポリアミドから成る分離活性層を有する中空糸状正浸透膜oのモジュールである正浸透ユニットＡを作製した。【００７２】
処理液として純水を用い、誘導溶液として３．５質量％食塩水を用いて測定したこのユニットＡの水についての透過流束は、１０．１２ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）であった。【００７３】
（多孔質膜ｐを有する膜蒸留ユニットＢの作製）
平均一次粒径０．０１６μｍ、比表面積１１０ｍ２／ｇの疎水性シリカ（日本アエロジル社製、品名「ＡＥＲＯＳＩＬ−Ｒ９７２」）２３質量部、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）３１質量部、およびフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）６質量部をヘンシェルミキサーで混合した後、さらに重量平均分子量が３１０，０００のポリフッ化ビニリデン（ＳＯＬＶＡＹ社製、品名「Ｓｏｌｅｆ６０１０」）４０質量部を添加し、再度ヘンシェルミキサーで混合して混合物を得た。この混合物を２軸混練押し出し機によりペレット化した。
得られたペレットを、２軸混練押出機により２４０℃にて溶融混練し、中空糸状に押出して中空繊維を得た。このとき、押出機先端のヘッド内の押出口に、中空糸成形用紡口を装着し、溶融物押出用円環穴から混錬溶融物を押し出し、同時に、溶融物押出用円環穴の内側にある中空部形成流体吐出用の円形穴から窒素ガスを吐出させることにより、中空糸状に押出しを行った。
中空糸状物は、空走距離２０ｃｍにて水浴（４０℃）中に導入し、２０ｍ／分の速度で巻き取った。【００７４】
得られた中空糸状物を、連続的に一対の第一の無限軌道式ベルト引取機で２０ｍ／分の速度で引き取り、空間温度４０℃に制御した第一の加熱槽（０．８ｍ長）を経由させた後に、第二の無限軌道式ベルト引き取り機で４０ｍ／分の速度で引き取り、長さ方向に２．０倍に延伸した。次いで、空間温度８０℃に制御した第二の加熱槽（０．８ｍ長）を経由させた後に、２０℃の冷却水槽の水面にて周期的に折り曲げつつ冷却し、その後、第三の無限軌道式ベルト引取機で３０ｍ／分の速度で引き取り、延伸糸を長さ方向に１．５倍まで収縮（緩和）させた後、周長約３ｍの綛（カセ）で巻き取った。冷却水槽の水面における周期的な折り曲げは、一対の周長が約０．２０ｍであり、かつ４山の凹凸ロールを用い、１７０ｒｐｍの回転速度で中空糸状物を連続的に挟むことにより行った。【００７５】
上記処理後の中空糸状物を塩化メチレン中に浸漬して、ＤＯＰおよびＤＢＰを抽出除去した後、乾燥させた。次いで、中空糸状物を、５０質量％エチルアルコール水溶液中に浸漬した後、５質量％水酸化ナトリウム水溶液中に４０℃にて１時間浸漬して、シリカを抽出除去した。その後、水洗し、乾燥して中空糸膜を得た。得られた中空糸の外径は１．２５ｍｍ、内径は０．６８ｍｍ、内表面の微細孔の径は０．１μｍ、であった。この中空糸を多孔質膜として用いた。
上記中空糸から成る多孔質膜７０本を、２ｃｍ径、１０ｃｍ長の円筒状プラスチックハウジングに充填し、両端部を接着剤で固定することにより、有効膜内表面積０．０１２ｍ２の中空糸状多孔質膜ｐのモジュールである膜蒸留ユニットＢを作製した。【００７６】
処理液として純水を用い、誘導溶液として３．５質量％食塩水を用いて測定したこのユニットＢの水についての透過流束（透水量）は、２０．０２ｋｇ／（ｍ２×ｈｒ）であった。【００７７】
＜実施例１＞
実施例１は、図２に示したシステムを使用して実施した。
溶媒ｂとしては水を、浸透物質として塩化マグネシウム（ＩＩ）を使用した。浸透物質流ｄ中の塩化マグネシウム濃度は２０質量％とした。
第一の工程におけるユニットＡとしては、上記で作製した正浸透ユニットＡを、第二の工程におけるユニットＢとしては上記で作製した膜蒸留ユニットＢを、それぞれ使用した。
供給流ａを構成する溶媒含有物品としてはコーヒー抽出液を用い、供給速度を１０ｍｌ／分として、中空糸状多孔質膜ｐの中空部分に流通させた。ユニットＡにおける浸透物質流ｄの流速は２４ｍｌ／分として、中空糸状多孔質膜ｐの外側に流通させた。ユニットＢにおける浸透物質流ｄの流速は６００ｍｌ／分とし、ユニットＢの気相部Ｇの圧力が１０ｋＰａになるよう真空ポンプで調整した。
第一の工程におけるユニットＡ内の浸透物質流ｄの温度は２５℃、第二の工程におけるユニットＢ内の浸透物質流ｄの温度は６０℃として、１，０００時間の長期運転を行った。この長期運転は、濃縮運転２２．５時間と、これに引き続いて行われるユニットＡの正浸透膜ｏの洗浄１．５時間とを１サイクル（２４時間）として４１サイクル行った後、さらに１６時間の濃縮運転を行って、運転を終了した。【００７８】
ユニットＡの正浸透膜ｏの洗浄は、以下の２段階で行った。
この洗浄工程の概念図を、図３に示した。
（洗浄の第１段階）
濃縮運転を２２．５時間行った後、ユニットＡへの供給流ａの流れは維持したまま、ユニットＡへ供給される浸透物質流ｄの流れを溶媒ｂ（水）に切り替えて３０分間運転した。
（洗浄の第２段階）
第１段階の終了後、ユニットＡへの溶媒ｂの流れは維持したまま、ユニットＡへ供給される供給流ａの流れを溶媒ｂ（水）に切り替えて、さらに６０分間運転し、洗浄を終了した。
（濃縮運転の再開）
洗浄終了後、ユニットＡへ供給される流れを洗浄前の条件に戻して、濃縮運転を再開した。【００７９】
［評価］
各種の評価は以下のように行った。評価結果は表１に示した。
（浸透物質の阻止性能）
ｉ）ユニットＡ
運転が定常状態に達した後、溶媒含有物品の濃縮物中のカチオン（浸透物質である塩化マグネシウムに由来するＭｇ２＋イオン）の量を、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＩＣＰ−ＭＳ、形式「ｉＣＡＰ  Ｑ」を用いて連続的に測定した。
そして、ユニットＡにおける浸透物質の透過流束(浸透物質流ｄから正浸透膜ｏを介して溶媒含有物品の濃縮物流ｃに移動した、単位時間当たりのカチオンの量)を、以下の数式（２）により算出した。
Ｆ’＝Ｌ’／（Ｍ×Ｈ）      （２）
ここで、Ｆ’は浸透物質についての透過流束［ｇ／（ｍ２×ｈｒ）］、Ｌ’は透過したカチオンの量（ｇ）、Ｍは正浸透膜の表面積（ｍ２）、Ｈは時間（ｈｒ）である。
得られた浸透物質の透過流束Ｆの値から、以下の基準で評価した浸透物質の阻止性能を表１に示した。
Ａ：透過したカチオンの量が検出限界以下であり、浸透物質の透過流束が０であった場合。
Ｂ：浸透物質の透過流束が、０を超え０．５ｇ／（ｍ２×ｈｒ）以下であった場合。
Ｃ：浸透物質の透過流束が０．５ｇ／（ｍ２×ｈｒ）を超えた場合。【００８０】
ｉｉ）ユニットＢ
運転終了後、分離回収した溶媒ｂの全量中に含まれるカチオン（浸透物質である塩化マグネシウムに由来するＭｇ２＋イオン）の量を、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＩＣＰ−ＭＳ、形式「ｉＣＡＰ  Ｑ」を用いて測定した。
測定された溶媒ｂ中のカチオンの量から、以下の基準で評価した浸透物質の阻止性能を表１に示した。
Ａ：透過したカチオンの量が１ｐｐｍ未満であった場合。
Ｂ：透過したカチオンの量が１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下であった場合。
Ｃ：透過したカチオンの量が１００ｐｐｍを超えた場合。【００８１】
（ユニットＢにおける溶媒ｂの回収性）
以下の基準により評価したユニットＢにおける溶媒ｂの回収性を、表１に示した。
Ａ：溶媒ｂが得られた。
Ｃ：溶媒ｂが得られなかった。【００８２】
（長期運転性）
以下の基準により評価した濃縮システムの長期運転性を、表１に示した。
Ａ：１，０００時間問題なく運転できた。
Ｂ：５００時間以上１，０００時間未満の範囲では、問題なく運転できた。
Ｃ：５００時間の運転ができなかった。【００８３】
＜実施例２〜２０および比較例１〜５＞
溶媒含有物品の種類、浸透物質の種類および浸透物質流ｄ中の濃度、ユニットＡ内の浸透物質流ｄの温度、ユニットＢ内の浸透物質流ｄの温度、ならびにユニットＢにおける分離プロセスを変更した他は、実施例１と同じ手順に従って溶媒含有物品の濃縮を行い、各種評価を実施した。
なお、実施例１１では、ユニットＢとして、多孔質膜ｐのモジュールの代わりに蒸留塔を使用した。
結果を表１に示した。【００８４】
【表１】
2019098390.tif 000003
【００８５】
【表２】
2019098390.tif 000004
【００８６】
【表３】
2019098390.tif 000005
【００８７】
＜実施例２１＞
実施例２１は、図４に示したシステムを使用して実施した。図４のシステムは、ユニットＡから排出された供給流ａを再度ユニットＡに供給する循環供給ラインが設けられている他は、図２に示したシステムと同様である。
溶媒ｂとしては水を、浸透物質として塩化マグネシウム（ＩＩ）を使用した。浸透物質流ｄ中の塩化マグネシウム濃度は２０質量％とした。
第一の工程におけるユニットＡとしては、上記で作製した正浸透ユニットＡに、循環供給ラインを付加したうえで使用した。第二の工程におけるユニットＢとしては上記で作製した膜蒸留ユニットＢを使用した。【００８８】
供給流ａを構成する溶媒含有物品として、ほうじ茶抽出液を用い、供給速度を１１７ｍｌ／分として、中空糸状多孔質膜ｐの中空部分に循環流通させた。ユニットＡにおける浸透物質流ｄの流速は４７２ｍｌ／分として、中空糸状多孔質膜ｐの外側に流通させた。ユニットＢにおける浸透物質流ｄの流速は６００ｍｌ／分とし、ユニットＢの気相部Ｇの圧力が１０ｋＰａになるよう真空ポンプで調整した。
第一の工程におけるユニットＡ内の浸透物質流ｄの温度は２５℃、第二の工程におけるユニットＢ内の浸透物質流ｄの温度は６０℃として、ほうじ茶抽出液が供給時の１０倍の濃度に濃縮されるまで運転を行い、濃縮液を得た。【００８９】
［評価］
（濃度の分析）
得られた濃縮液の濃度を、（株）アタゴ製の糖度計「ＰＡＬ−Ｓ」によるＢｒｉｘ値として測定した。【００９０】
（風味成分の分析）
得られた濃縮液をガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ／ＭＳ分析）に供し、トータルイオンクロマトグラムのピーク面積から、各風味成分の濃度をβ−イオノン濃度に対する相対値として求めた。具体的には、以下の操作によった。
得られた濃縮液１ｍｇをヘッドスペース用の２０ｍＬスクリューバイヤルにとり、セプタム付きスクリューキャップにより密閉して、８０℃において１５分間加熱した。次いで、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣ製のＳＰＭＥ  Ｆｉｂｅｒ（膜厚６５μｍ、コーティング層：ポリジメチルシロキサン−ジビニルベンゼン）を、キャップのセプタムを介してバイヤル中に差し込み、８０℃において１５分間揮発成分を捕集した。捕集した揮発成分を、ＳＰＭＥ  ＦｉｂｅｒからＧＣ／ＭＳに導入し、ＧＣ／ＭＳ分析を行った。ＧＣ／ＭＳの分析条件は、下記のとおりである。【００９１】
−ＧＣ／ＭＳ条件−
ＧＣ装置：Ａｇｉｌｅｎｔ社製、型番「７８９０Ａ」
ＭＳ装置：日本電子（株）製、型番「ＪＭＳ  Ｑ−１０００」
カラム：Ａｇｉｌｅｎｔ社製、品名「Ｊ＆Ｗ  ＤＢ−５」、３０ｍ×０．２５ｍｍＩ．Ｄ．×液相厚０．２５μｍ）
カラム昇温条件 ：４０℃にて２分保持した後、１０℃／分で１９０℃まで昇温、その後３０℃／分で２５０℃まで昇温し、２５０℃にて６分保持して終了
キャリアガス：ヘリウム
キャリアガス流量：１ｍＬ／ｍｉｎ
注入口温度：２５０℃
インターフェース温度：２８０℃
スプリット比：スプリットレス
イオン源温度：２３０℃
イオン化法：電子イオン化法
イオン化電圧：７０ｅＶ
測定質量範囲：１０〜５００【００９２】
ＧＣ／ＭＳにて検出された成分をＮＩＳＴ１７ライブラリーにより同定した結果、テルペン化合物およびその誘導体として、β−イオノン、リナノール、リナノール酸化物、およびゲラニオールの存在が確認され、芳香族アルデヒドとして、フェニルアセトアルデヒドの存在が確認された。
得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートを図５に示した。このトータルイオンクロマトグラムにおける各成分のピーク面積を、図６に示した手法により算出した。そして、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計Ａｔｅｒ、ならびに芳香族アルデヒドのピーク面積Ａａｒｏのそれぞれと、β−イオノンのピーク面積Ａｉｏとの比を求めて、表２に示した。【００９３】
（風味の官能評価）
得られた濃縮液を純水で希釈して濃縮前の濃度に調整した濃縮液還元茶をパネラー５人の賞味に供し、以下の基準により風味を評価した。
Ａ：パネラー５人全員が風味が強いと判断した。
Ｂ：風味が強いと判断したパネラーが１人以上４人以下だった。
Ｃ：風味が強いと判断したパネラーが１人もいなかった。【００９４】
＜実施例２２および２３＞
濃縮倍率をそれぞれ表２に記載のとおりに変更した他は、実施例２１と同様にして濃縮液を得て、各種分析を行った。
＜比較例６〜９＞
ユニットＡの分離プロセスを正浸透から蒸留に変更し、濃縮倍率をそれぞれ表２に記載のとおりに変更した他は、実施例２１と同様にして濃縮液を得て、各種分析を行った。【００９５】
以上の評価結果を表２にまとめて示す。
表２には、濃縮前のほうじ茶抽出液についての風味成分の分析結果を合わせて示した。【００９６】
【表４】
2019098390.tif 000006
【００９７】
＜実施例２４〜２６＞
溶媒含有物品として、ほうじ茶抽出液の代わりに緑茶集出液を用い、濃縮倍率をそれぞれ表２に記載のとおりに変更した他は、実施例２１と同様にして濃縮液を得て、各種分析を行った。
これらの実施例において、ＧＣ／ＭＳにて検出された成分をＮＩＳＴ１７ライブラリーにより同定した結果、テルペン化合物およびその誘導体として、β−イオノン、リナノール、およびリナノール酸化物の存在が確認され、脂肪族アルコールとして、ヘキサノールの存在が確認され、そして芳香族アルデヒドとして、フェニルアセトアルデヒドの存在が確認された。
得られたトータルイオンクロマトグラムのチャートから、各成分のピーク面積を算出し、β−イオノン以外のテルペン化合物およびその誘導体のピーク面積の合計Ａｔｅｒ、脂肪族アルコールのピーク面積Ａａｌｉ、ならびに芳香族アルデヒドのピーク面積Ａａｒｏのそれぞれと、β−イオノンのピーク面積Ａｉｏとの比を求めて、表３に示した。
＜比較例１０〜１４＞
ユニットＡの分離プロセスを正浸透から蒸留に変更し、濃縮倍率をそれぞれ表３に記載のとおりに変更した他は、実施例２４〜２６と同様にして濃縮液を得て、各種分析を行った。【００９８】
以上の評価結果を表３にまとめて示す。
表３には、濃縮前の緑茶抽出液についての風味成分の分析結果を合わせて示した。【００９９】
【表５】
2019098390.tif 000007
【符号の説明】
【０１００】
ａ    供給流
ｂ    溶媒
ｃ    濃縮物流
ｄ    浸透物質流
ｅ    流れｅ
ｆ    流れｆ
ｏ    正浸透膜
ｐ    多孔質膜
ｑ１    熱交換器
ｑ２    冷却装置
ｒ１、ｒ２    ポンプ
Ｇ    気相部
Ｌ    液相部
【図１】
2019098390.tif 000008
【図２】
2019098390.tif 000009
【図３】
2019098390.tif 000010
【図４】
2019098390.tif 000011
【図５】
2019098390.tif 000012
【図６】
2019098390.tif 000013
【国際調査報告】
2019098390.tif 000014
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