(57)【要約】  水と、ジュースを含む天然糖の糖溶液を形成し、糖溶液のｐＨを１．０〜２．０の範囲に調節して転化ジュースを得、転化ジュースを濾過し、転化ジュースを脱色して糖シロップを得、糖シロップを脱塩し、脱塩した糖シロップを蒸発させ、糖シロップを冷却して液糖を形成することによって、液糖を製造する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、ジュースを含む天然糖との糖溶液を形成する工程と、
前記糖溶液のｐＨを１．０〜２．０の範囲に調節して、転化ジュースを得る工程と、
前記転化ジュースを濾過する工程と、
前記転化ジュースを脱色して、糖シロップを得る工程と、
前記糖シロップを脱塩する工程と、
前記脱塩された糖シロップを蒸発させる工程と、
前記糖シロップを冷却して液糖を形成する工程と、を含む液糖の製造方法。
【請求項２】
前記ジュースを含む天然糖は、サトウキビ、サトウダイコン、果実、またはこれらの混合物から得られるジュースから本質的になる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記糖溶液は２５重量％〜３５重量％の水含量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記液糖は５０重量％以下のフルクトース含量と、７５°ブリックス以下の糖固形物濃度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記糖シロップを３０℃〜３５℃の範囲の温度に冷却して、前記液糖を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記液糖は不活性ガス下でステンレススチール容器に保存される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記液糖は約０．０５ａｔｍ〜０．１ａｔｍの圧力で不活性ガス下に保存される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記工程ａ）で、前記吸収水と前記サトウキビジュースの溶液は、
前記サトウキビ樹皮を破砕しサトウキビの大きさを低減するために、約４００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍの間の速度で回転する切刃を有する破砕機でサトウキビを破砕することと、
５段の４つの塊の製粉機からなる拡散抽出ユニットの中で２５重量％〜３５重量％の量の吸収水と、破砕したサトウキビとを混合し、このユニットの中で、破砕されたサトウキビは６０℃〜７５℃の温度で逆流する吸収水と混合することと、
１２０ｋｇ／ｃｍ２〜１５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけることのできる抽出製粉機で、前記吸収水と混合されたサトウキビからジュースを抽出し、総糖含量の９８．５０％の抽出物に等しい５５％の希釈液をサトウキビから抽出し、１２〜１５°ブリックスの濃度を有する吸収水と混合されたサトウキビジュースの溶液を得ることと、によって得られる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項９】
前記吸収水とサトウキビジュースの溶液は、１２〜１５°ブリックスの濃度を有する、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１０】
前記工程ａ）は、
熱交換器内で約９０℃〜１００℃の温度に達するまで前記吸収水とサトウキビの溶液を熱し、ついで該溶液をステンレススチール製の攪拌反応器に入れ、４５分〜７５分の滞留時間にわたって無機酸または有機酸を加えることによって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１１】
前記無機酸は、硫酸、リン酸、塩酸からなる群から選択される、請求項１０に記載の液糖の製造方法。
【請求項１２】
前記有機酸は、酢酸、プロピオン酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、インベルターゼ酵素からなる群から選択される、請求項１０に記載の液糖の製造方法。
【請求項１３】
前記工程ｂ）は、
温度が約９０℃〜１００℃の間に維持されたタンクタイプの攪拌中和反応器の中で石灰スラリを追加することによって前記転化ジュースのｐＨを５．５〜６．５に調節し、ついで前記ジュースを連続浄化器に入れて底で沈殿物を沈殿させ、前記沈殿物は回転フィルタによって前記ジュースから濾過され、前記浄化器の底で濾過されたジュースと、約７０℃〜８０℃の間で温度が維持されているバランスタンクに前記連続浄化器の上端から入れられた浄化されたジュースを混合することによって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１４】
前記工程ｃ）は、
鉱物由来または植物由来の脱色活性炭カラムのタンデムに前記転化ジュースを供給し、ついで脱色されたシロップをバランスタンク内に供給して、シロップの温度を約４０℃〜５０℃の間に低減することによって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１５】
前記工程ｄ）は、前記糖シロップを脱塩タンデムに供給することと（ここで、前記脱塩タンデムは、弱塩基性のマクロ網とミクロ多孔性陰イオン樹脂カラムと強酸性樹脂カラムと弱塩基性陰イオン樹脂を含む）、出口のｐＨを５．５〜６．５の範囲に制御し、ついで脱塩シロップをバランスタンクに入れて、温度を約７０℃〜８０℃に上げることと、によって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１６】
前記工程ｅ）は、３効用下向き膜と５つの特定の果汁本体の蒸発器によって行われ、糖溶液の過熱と最終産物の質を低減する着色物質の形成を防ぐために、約１２０℃〜１３０℃の間の温度で２６インチＨｇの真空陰圧下で作動させる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１７】
前記工程ｆ）は熱交換器によって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１８】
前記糖シロップは約０．０５〜０．１ａｔｍの間の不活性ガス圧を有する衛生グレードのステンレススチールタンク内に保存される、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１９】
前記糖シロップは約０．０５〜０．１ａｔｍの間の不活性ガス圧を有する衛生グレードのステンレススチールタンク内に保存され、前記不活性ガスは窒素、二酸化炭素、またはその混合物を含む、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００１年４月１８日に出願された、メキシコ国特許出願第ＮＬ／９／２００１／００００１１号明細書に関する。同出願の主題は参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、液糖の製造方法に関する。より具体的には、最終的な糖と共に従来の糖製造方法ではよく産生された他の廃棄物が製造されるのを避け、通常は製造に大量の蒸気と電気を必要とする従来の氷砂糖製造方法と比較して、熱と電気エネルギー消費が低減された液糖の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
現在、氷砂糖は供給も生産も過剰であるため販売価格が低下し、製糖業の財政状態に影響を与えている。さらに、食品産業、特に飲料産業では、フルクトースが豊富なコーンシロップを氷砂糖の代わりに使用する傾向がある。このため全世界の市場で氷砂糖の価格がさらに低下している。
【０００４】
サトウキビから氷砂糖を製造する従来の方法は次の工程を含む。
粉砕機によってサトウキビの大きさを低減する工程。通常このような機械は、押出によってサトウキビのジュースを抽出するために、約４００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍの速度で回転する切刃を有する。
２５重量％〜３５重量％の「吸収（ｉｍｂｉｂｉｔｉｏｎ）」水を７５℃〜８５℃の温度で生のサトウキビジュースに加え、９５％〜９８．５％の効率的なスクロース抽出を確実に行う工程。
この工程で得られたジュースを浄化として知られる精製手順にかける工程。この工程は、サトウキビ１トンごとに０．５Ｋｇの水酸化カルシウムを加え、ジュースのｐＨを７．５〜８．５のｐＨに上げることを含む。
ジュースを熱交換器に供給して温度を９０℃〜１０５℃に上げ、樹脂ゴムセラムとアルブミノイド物質を沈殿させる工程。
得られたジュースを連続浄化蒸発装置に供給し、液体を沈殿スラッジと呼ばれる固体から分離する工程。沈殿スラッジは連続回転フィルタに渡され、ここで糖溶液を回収する。得られた沈殿物は０．８重量％〜１．２重量％の糖含量を有する。
１２％〜１５％のスクロース含量を有する糖溶液を多重効用蒸発装置（２〜３の効用）に送り込み、６０％〜６５％の固体濃度を達成する工程。
この工程で得た固体を８５％〜９０％の固体濃度を得るまで１つの効用断続蒸発装置で結晶化し、氷砂糖を含む煮詰まった塊を得る工程。結晶化不良だと結晶しない産物（糖蜜）の生産が増えるため、この工程はもっとも高価な工程である。糖蜜は、サトウキビの全含量の１０％〜１５％をも占める副産物である。
煮詰まった塊を缶の中で１０００ＲＰＭ〜１８００ＲＰＭで遠心分離し、塊から氷砂糖を分離する工程。
氷砂糖を噴霧水で洗浄し、氷砂糖から糖蜜を分離する工程。
回転乾燥機によって氷砂糖を乾燥し、精製の準備ができた粗糖を得る工程。
【０００５】
精製方法は次の工程を含む。
回転攪拌器を有するミキサの中で７２〜７５°ブリックスの固形分を有するシロップと粗糖を混合し、氷砂糖から糖蜜を除去する工程。
シロップと粗糖の混合を遠心分離し、シロップからきれいな氷砂糖を分離する工程。
結晶を水に溶かし、５５〜６０°ブリックスの濃度を有する溶液を得る工程。
【０００６】
溶液の精製は、次の工程を含む。
浄化工程。
濾過工程。
無色の（透明な）溶液を得るための脱色工程。浄化は、炭素リン酸塩、ホワイトウォッシュ処理（ｗｈｉｔｅｗａｓｈｉｎｇ）、濾過、および脱色によって行なわれる。
結晶化：脱色された溶液を蒸発させ、８５〜９０°ブリックスの固体濃度を得て、攪拌タンクに送る。ここで遠心分離され、溶液から精製された氷砂糖を分離する。
洗浄：精製された氷砂糖は湯で洗い、洗浄水は結晶化工程に再利用される。
乾燥：洗浄された精製氷砂糖は、水分が０．０５重量％になるまで、回転乾燥器の中で熱風流の逆流で乾燥させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記方法の主な欠点は、高含量の未処理の糖を有する、最終溶液と糖蜜が生産されることである。さらに、従来の方法では糖を結晶化するのに大きなエネルギー量（蒸気と電気）を消費する。
【０００８】
さらに、サトウキビの一番上の部分は結晶化可能な単糖の糖を含まないので、従来の方法では切断する必要がある。このため再回収されるサトウキビの２０重量％〜２５重量％も上昇する。
【０００９】
上記の欠点、および、コーンシロップの代替物に対する食品産業のニーズを考慮して、出願人は液糖の製造方法を開発した。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の方法では、５０重量％のフルクトース含量を有する液糖を含む最終生産物と、６９重量％〜７５重量％の高効率の糖固形分を抽出物を得る。
【００１１】
本発明の方法では、サトウキビの一番上の部分を処理することができるので、サトウキビのすべての部分を使用し、廃棄物の量を減らすことができる。
【００１２】
さらに本発明の方法は、従来の方法に比べて工程が少ないので、必要な機器の数も低減される。
【００１３】
最後に、本発明の方法により、従来の方法と同じエネルギーとサトウキビの量を使用してより多い糖が生産でき、糖蜜の生産を除去することができる。
【００１４】
発明の概要
したがって本発明の目的は、６９％〜７５％という高効率の抽出方法でサトウキビ固体から５０％のフルクトースを含む液糖を生産する、液糖の製造方法を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、従来の方法と同じ量のエネルギーとサトウキビを使用して、より多い糖を生産する、上記の性質の方法を提供することである。
【００１６】
本発明のさらに別の目的は、サトウキビの上の部分を処理し、サトウキビ全体を使用して廃棄物の量を減らすことのできる、上記性質の方法を提供することである。
【００１７】
本発明のさらに別の目的は、従来の方法と比べて少ない工程で、必要な機器の数も低減した、上記性質の方法を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、従来の方法と同じ量のエネルギーとサトウキビを使用してより多い糖を生産し、糖蜜の製造を除去する、上記の性質の方法を提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的および利点は、一部は次の説明の中で述べられ、一部は説明から明らかであり、また、本発明を実施することによって理解することができる。本発明の目的および利点は、特に添付された特許請求の範囲によって指摘される要素とその組み合わせによって実現および達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
発明の詳細な説明
次に、本発明の好ましい実施形態と本発明の方法の結果の具体的な例に従って、本発明を説明する。
【００２１】
本発明による液糖の製造方法は次の工程を含んでいてもよい。
サトウキビの樹皮を破砕しサトウキビの大きさを低減するために、約４００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍの間の速度で回転する切刃を有する破砕機でサトウキビを破砕する工程と、
５段の４つの塊の製粉機（ｆｉｖｅ  ｓｔａｇｅｓ  ｆｏｕｒ  ｍａｓｓｅｓ  ｍｉｌｌ）からなる拡散抽出ユニットの中で２５重量％〜３５重量％の量の吸収水と、破砕したサトウキビとを混合する工程であって、このユニットの中で、破砕されたサトウキビは６０℃〜７５℃の温度で吸収水の逆流と混合される工程と、
１２０ｋｇ／ｃｍ２〜１５０ｋｇｓ／ｃｍ２の圧力をかけられる抽出器によって、吸収水と混合されたサトウキビからジュースを抽出する工程であって、この工程によってサトウキビから希釈された５５％の溶液は、糖の総含量の９８．５０％の抽出物に等しく、これによって、１２〜１５°ブリックスの濃度を有する、吸収水と混合されたサトウキビジュース溶液を得る工程と、
この工程で得た溶液のｐＨを熱交換器の中で約９０℃〜１００℃の温度になるまで予備加熱することによって１．０〜２．０に調節し、ついで溶液をステンレススチールで作製された攪拌反応器の中に入れ、硫酸、リン酸、および塩酸などの無機酸を加える工程とを含む。酢、プロピオン酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、およびインベルターゼ酵素などの有機酸を使用してもよい。反応器内の溶液の滞留時間は４５分〜７５分で、これによって、１００％の転化ジュースが得られる。転化ジュースはまず、温度が約９０℃〜１００℃の間に維持されたタンクタイプの攪拌中和反応器の中で石灰スラリを加えることによってｐＨを５．５〜６．５に調節することによって精製し、次にジュースを連続浄化器に入れその底で沈殿物を沈殿させ、この沈殿物を回転フィルタでジュースから濾過し、浄化器の底で濾過されたジュースと連続浄化器の上端から中の温度が約７０℃〜８０度の間で維持されたバランスタンクに入れた精製されたジュースを混合し、精製された転化ジュースを得て、脱色されたシロップを得るために精製された転化ジュースを鉱物由来または植物由来の脱色活性炭カラムのタンデムの中に入れることによって精製された転化ジュースを脱色し、ついで脱色シロップをバランスタンクの中に入れ、その中でシロップの温度を約４０℃〜５０℃に低減して連続的に次の工程に供給する工程と、
弱塩基性マクロ網とマイクロ孔陰イオン樹脂カラムと強酸性樹脂カラムと弱塩基性陰イオン樹脂を含む脱塩タンデムに供給することによってシロップを脱塩し、出口ｐＨを５．５〜６．５の範囲に制御し、ついで、脱塩されたシロップを約７０℃〜８０℃に温度を上げたバランスタンクに入れ、脱塩されたシロップを３効用下向き膜と５つの特定の果汁本体の蒸発装置によって蒸発させ、糖溶液の過熱と最終産物の質を低下させる着色物質の形成を避け、約１１０℃〜１２０℃の温度で２６インチのＨｇの真空陰圧で動作させて、５０重量％のフルクトース含量を有する最終濃度が７５°ブリックスを有する最終シロップを得て、約３０℃〜３５℃の温度で熱交換器によってシロップ温度を低減し、冷却されたシロップを保存タンクに送る工程とを含む。
【００２２】
保存タンクは約０．０５〜０．１ａｔｍの不活性ガス圧を有する衛生グレードのステンレススチールで作製すべきである。不活性ガスは窒素、二酸化炭素、またはこれらの混合物であってよい。
【００２３】
本発明の液糖の製造方法を例示し性能を比較するために、Ｃｄ．バレスＳ．Ｌ．Ｐメキシコ（Ｃｄ．Ｖａｌｌｅｓ  Ｓ．Ｌ．Ｐ  Ｍｅｘｉｃｏ）に位置する「プランデアヤラ（Ｐｌａｎ  ｄｅ  Ａｙａｌａ」という従来の製糖工場からの運用データを、２０００年の「マニュアルアズカレロメキシカーノ（Ｍａｎｕａｌ  Ａｚｕｃａｒｅｒｏ  Ｍｅｘｉｃａｎｏ）」から得た。これは、１トンの精糖と、７５°ブリックスの濃度を有する１トンの液糖との比較パラメータとしてとったものである。
【００２４】
【表１】
2007527700.tif 000002
【００２５】
当業者であれば、本発明の他の実施形態は、本明細書を考慮し、本明細書に開示した本発明を実施することにより明らかになるであろう。本発明の真の範囲と精神は特許請求の範囲によって示すことが目的であり、本明細書と例はあくまでも例示的なものに過ぎない。
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月12日(2007.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収水と、ジュースを含む天然糖との糖溶液を形成する工程と、
転化ジュースを得るために、前記糖溶液のｐＨを１．０〜２．０の範囲に調節する工程と、
前記転化ジュースを濾過する工程と、
糖シロップを得るために、前記転化ジュースを脱色する工程と、
前記糖シロップを脱塩する工程と、
前記脱塩された糖シロップを蒸発させる工程と、
液糖を形成するために、前記糖シロップを冷却する工程と、を含む液糖の製造方法。
【請求項２】
前記ジュースを含む天然糖は、サトウキビ、サトウダイコン、果実、またはこれらの混合物から得られるジュースから本質的になる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記糖溶液は２５重量％〜３５重量％の水含量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記液糖は５０重量％以下のフルクトース含量と、７５°ブリックス以下の糖固形物濃度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記糖シロップを３０℃〜３５℃の範囲の温度に冷却して、前記液糖を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記液糖は不活性ガス下でステンレススチール容器に保存される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記液糖は約０．０５ａｔｍ〜０．１ａｔｍの圧力で不活性ガス下に保存される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記形成工程で、前記吸収水と前記サトウキビジュースの溶液は、
前記サトウキビ樹皮を破砕しサトウキビの大きさを低減するために、約４００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍの間の速度で回転する切刃を有する破砕機でサトウキビを破砕することと、
５段の４つの塊の製粉機からなる拡散抽出ユニットの中で２５重量％〜３５重量％の量の吸収水と、破砕したサトウキビとを混合し、このユニットの中で、破砕されたサトウキビは６０℃〜７５℃の温度で逆流する吸収水と混合することと、
１２０ｋｇ／ｃｍ２〜１５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけることのできる抽出製粉機で、前記吸収水と混合されたサトウキビからジュースを抽出し、総糖含量の９８．５０％の抽出物に等しい５５％の希釈液をサトウキビから抽出し、１２〜１５°ブリックスの濃度を有する吸収水と混合されたサトウキビジュースの溶液を得ることと、によって得られる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項９】
前記吸収水とサトウキビジュースの溶液は、１２〜１５°ブリックスの濃度を有する、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１０】
前記調節工程は、
熱交換器内で約９０℃〜１００℃の温度に達するまで前記吸収水とサトウキビの溶液を熱し、ついで該溶液をステンレススチール製の攪拌反応器に入れ、４５分〜７５分の滞留時間にわたって無機酸または有機酸を加えることによって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１１】
前記無機酸は、硫酸、リン酸、塩酸からなる群から選択される、請求項１０に記載の液糖の製造方法。
【請求項１２】
前記有機酸は、酢酸、プロピオン酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、インベルターゼ酵素からなる群から選択される、請求項１０に記載の液糖の製造方法。
【請求項１３】
前記濾過工程は、
温度が約９０℃〜１００℃の間に維持されたタンクタイプの攪拌中和反応器の中で石灰スラリを追加することによって前記転化ジュースのｐＨを５．５〜６．５に調節し、ついで前記ジュースを連続浄化器に入れて底で沈殿物を沈殿させ、前記沈殿物は回転フィルタによって前記ジュースから濾過され、前記浄化器の底で濾過されたジュースと、約７０℃〜８０℃の間で温度が維持されているバランスタンクに前記連続浄化器の上端から入れられた浄化されたジュースを混合することによって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１４】
前記脱色工程は、
鉱物由来または植物由来の脱色活性炭カラムのタンデムに前記転化ジュースを供給し、ついで脱色されたシロップをバランスタンク内に供給して、シロップの温度を約４０℃〜５０℃の間に低減することによって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１５】
前記脱塩工程は、前記糖シロップを脱塩タンデムに供給することと（ここで、前記脱塩タンデムは、弱塩基性のマクロ網とミクロ多孔性陰イオン樹脂カラムと強酸性樹脂カラムと弱塩基性陰イオン樹脂を含む）、出口のｐＨを５．５〜６．５の範囲に制御し、ついで脱塩シロップをバランスタンクに入れて、温度を約７０℃〜８０℃に上げることと、によって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１６】
前記蒸発工程は、３効用下向き膜と５つの特定の果汁本体の蒸発器によって行われ、糖溶液の過熱と最終産物の質を低減する着色物質の形成を防ぐために、約１２０℃〜１３０℃の間の温度で２６インチＨｇの真空陰圧下で作動させる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１７】
前記冷却工程は熱交換器によって行われる、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１８】
前記糖シロップは約０．０５〜０．１ａｔｍの間の不活性ガス圧を有する衛生グレードのステンレススチールタンク内に保存される、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【請求項１９】
前記糖シロップは約０．０５〜０．１ａｔｍの間の不活性ガス圧を有する衛生グレードのステンレススチールタンク内に保存され、前記不活性ガスは窒素、二酸化炭素、またはあその混合物を含む、請求項１に記載の液糖の製造方法。
【国際調査報告】
2007527700.tif 000003
2007527700.tif 000004