(57)【要約】【課題】少ない塔数で切替運転を行なうことが出来る、工業的に有利な糖液の精製方法を提供する。【解決手段】上部から順次に強酸性カチオン交換樹脂層（Ｃ層）とアニオン交換樹脂層（Ａ層）と混合樹脂層（ＭＢ層）とが形成された２塔の通液塔を備え、その内の１塔に塔上部から原料糖液を通液し、その通液終了後、他の１塔に塔上部から原料糖液を通液する切替運転可能な精製工程と、精製工程の通液終了後、通液塔の下部から洗浄水を供給して樹脂を流動させた後に樹脂の比重差によって樹脂毎の分離層を形成する逆洗分離工程と、逆洗分離工程で形成された各樹脂層にそれぞれ必要な再生剤を供給する再生工程と、再生済みの各樹脂の一部を樹脂貯槽に移送し、残余の各樹脂でＭＢ層を形成した後、樹脂貯槽に移送された各樹脂を混合樹脂層の上部に戻してＡ層およびＣ層を順次に形成する精製準備工程とを包含する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部から順次に強酸性カチオン交換樹脂層（Ｃ層）とアニオン交換樹脂層（Ａ層）と強酸性カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の混合樹脂層（ＭＢ層）とが形成された２塔の通液塔を備え、その内の１塔に塔上部から原料糖液を通液し、その通液終了後、他の１塔に塔上部から原料糖液を通液する切替運転可能な精製工程と、精製工程の通液終了後、通液塔の下部から洗浄水を供給して樹脂を流動させた後に樹脂の比重差によって樹脂毎の分離層を形成する逆洗分離工程と、逆洗分離工程で形成された各樹脂層にそれぞれ必要な再生剤を供給する再生工程と、再生済みの各樹脂の一部を樹脂貯槽に移送し、残余の各樹脂で混合樹脂層を形成した後、樹脂貯槽に移送された各樹脂を混合樹脂層の上部に戻してアニオン交換樹脂層および強酸性カチオン交換樹脂層を順次に形成する精製準備工程とを包含することを特徴とする糖液の精製方法。
【請求項２】
上部から順次に強酸性カチオン交換樹脂層（Ｃ層）とアニオン交換樹脂層（Ａ層）と強酸性カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の混合樹脂層（ＭＢ層）とが形成された２塔の通液塔を備え、その内の１塔に塔上部から原料糖液を通液し、その通液終了後、他の１塔に塔上部から原料糖液を通液する切替運転可能な精製工程と、精製工程の通液終了後、通液塔内の全樹脂を再生塔に移送し、再生塔の下部から洗浄水を供給して樹脂を流動させた後に樹脂の比重差によって樹脂毎の分離層を形成する逆洗分離工程と、逆洗分離工程で形成された各樹脂層にそれぞれ必要な再生剤を供給する再生工程と、再生済みの強酸性カチオン交換樹脂の一部と再生済みのアニオン交換樹脂の一部とを通液塔に戻して混合樹脂層を形成した後、再生済みの残余の各樹脂を混合樹脂層の上部に戻してアニオン交換樹脂層および強酸性カチオン交換樹脂層を順次に形成する精製準備工程とを包含することを特徴とする糖液の精製方法。
【請求項３】
アニオン交換樹脂として弱塩基性アニオン交換樹脂のみを使用する請求項１又は２に記載の糖液の精製方法。
【請求項４】
アニオン交換樹脂として弱塩基性アニオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とを使用し、混合樹脂層（ＭＢ層）を形成するアニオン交換樹脂が強塩基性アニオン交換樹脂である請求項１又は２に記載の糖液の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糖液の精製方法に関し、詳しくは、イオン交換樹脂を使用し、その再生工程を改良した糖液の精製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、脱塩・脱色を目的とした糖液の精製方法としてはイオン交換樹脂を使用した各種の方法が知られている。例えば、デンプン糖液の場合には、強酸性カチオン交換樹脂塔、弱塩基性アニオン交換樹脂塔、強酸性カチオン交換樹脂および強塩基性アニオン交換樹脂の混合樹脂塔を備えた精製工程に原料糖液を順次に通液する方法が知られている。斯かる方法においては、通液終了後の再生工程は、各樹脂塔毎にそれぞれ必要な再生剤を供給することによって行なわれる。なお、混合樹脂塔の場合は、塔の下部から洗浄水を供給して樹脂を流動させた後に樹脂の比重差によって樹脂毎の分離層を形成する逆洗分離工程が採用され、その後に再生工程に付される。
【０００３】
ところで、糖液の精製においては、切替運転により精製工程の操作を連続化する要請が高い。ところが、切替運転には多数の塔が必要となり（前記の従来例では少なくとも６塔必要）、少しでも塔数を減らして建設費や運転費を軽減することが望まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、少ない塔数で切替運転を行なうことが出来る、工業的に有利な糖液の精製方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の第１の要旨は、上部から順次に強酸性カチオン交換樹脂層（Ｃ層）とアニオン交換樹脂層（Ａ層）と強酸性カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の混合樹脂層（ＭＢ層）とが形成された２塔の通液塔を備え、その内の１塔に塔上部から原料糖液を通液し、その通液終了後、他の１塔に塔上部から原料糖液を通液する切替運転可能な精製工程と、精製工程の通液終了後、通液塔の下部から洗浄水を供給して樹脂を流動させた後に樹脂の比重差によって樹脂毎の分離層を形成する逆洗分離工程と、逆洗分離工程で形成された各樹脂層にそれぞれ必要な再生剤を供給する再生工程と、再生済みの各樹脂の一部を樹脂貯槽に移送し、残余の各樹脂で混合樹脂層を形成した後、樹脂貯槽に移送された各樹脂を混合樹脂層の上部に戻してアニオン交換樹脂層および強酸性カチオン交換樹脂層を順次に形成する精製準備工程とを包含することを特徴とする糖液の精製方法に存する。
【０００６】
そして、本発明の第２の要旨は、上部から順次に強酸性カチオン交換樹脂層（Ｃ層）とアニオン交換樹脂層（Ａ層）と強酸性カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の混合樹脂層（ＭＢ層）とが形成された２塔の通液塔を備え、その内の１塔に塔上部から原料糖液を通液し、その通液終了後、他の１塔に塔上部から原料糖液を通液する切替運転可能な精製工程と、精製工程の通液終了後、通液塔内の全樹脂を再生塔に移送し、再生塔の下部から洗浄水を供給して樹脂を流動させた後に樹脂の比重差によって樹脂毎の分離層を形成する逆洗分離工程と、逆洗分離工程で形成された各樹脂層にそれぞれ必要な再生剤を供給する再生工程と、再生済みの強酸性カチオン交換樹脂の一部と再生済みのアニオン交換樹脂の一部とを通液塔に戻して混合樹脂層を形成した後、再生済みの残余の各樹脂を混合樹脂層の上部に戻してアニオン交換樹脂層および強酸性カチオン交換樹脂層を順次に形成する精製準備工程とを包含することを特徴とする糖液の精製方法に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１〜５は第１の要旨に係る本発明の好ましい態様の一例を示す説明図である。
【０００８】
本発明が適用される原料糖液について説明する。本発明は、脱塩や脱色が必要とされる全ての糖液に適用される。斯かる糖液としては、ぶとう糖液、異性化糖液（ぶどう糖＋果糖）、水飴などの澱粉糖液、ソルビトール、マルチトール等の糖アルコール、乳糖含有糖液、蔗糖液の他、各種のオリゴ糖液が挙げられる。
【０００９】
本発明ではイオン交換樹脂として強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂を使用する。強酸性カチオン交換樹脂としては、例えば、ダイヤイオン（登録商標、以下同じ）ＳＫ１Ｂ、ＳＫ１１０、ＰＫ２１６、ＰＫ２１２等、アンバーライト（登録商標、以下同じ）２００ＣＴ、ＩＲ１２０Ｂ、ＩＲ１２４、ＩＲ１１８等が挙げられ、弱塩基性アニオン交換樹脂としては、例えば、ダイヤイオンＷＡ１０、ＷＡ２０、ＷＡ２１、ＷＡ３０等、アンバーライトＸＥ５８３、ＩＲＡ６７、ＩＲＡ９６ＳＢ等が挙げられる。
【００１０】
また、本発明においては、混合樹脂層（ＭＢ層）を形成するアニオン交換樹脂として、強塩基性アニオン交換樹脂を使用することも出来る。強塩基性アニオン交換樹脂としては、例えば、ダイヤイオンＳＡ１０Ａ、ＳＡ１１Ａ、ＳＡ１２Ａ、ＰＡ４０６、ＰＡ４０８、ＰＡ３０６、ＰＡ３０８、アンバーライトＩＲＡ４０２ＢＬ、ＩＲＡ４００、ＩＲＡ４４０Ｂ、ＩＲＡ９００、ＩＲＡ９０４、ＩＲＡ４１１、ＩＲＡ４１０等が挙げられる。
【００１１】
そして、強酸性カチオン交換樹脂は、酸再生剤（ＨＣｌ等）で再生処理されてＨ型として使用され、弱塩基性アニオン交換樹脂は、アルカリ再生剤（ＮａＯＨ等）で再生処理されてＯＨ型として精製工程に付される。そして、これらのイオン交換樹脂により脱塩が行われ、同時に脱色も行なわれる。
【００１２】
本発明においては、上記の様に、酸再生剤としては塩酸水溶液、アルカリ再生剤としては水酸化ナトリウム水溶液が好適に使用される。通常、塩酸水溶液の濃度は２〜１０重量％、水酸化ナトリウム水溶液の濃度は２〜５重量％である。
【００１３】
先ず、第１の要旨に係る本発明（第１発明）について説明する。第１発明は、精製工程と、逆洗分離工程と、再生工程と、精製準備工程とを包含する。図示した例においては、アニオン交換樹脂層（Ａ層）及び混合樹脂層（ＭＢ層）の何れにもアニオン交換樹脂として弱塩基性アニオン交換樹脂が使用されている。
【００１４】
（１）精製工程（図１及び図２）として、上部から順次に強酸性カチオン交換樹脂層（Ｃ層）とアニオン交換樹脂層（Ａ層）と強酸性カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の混合樹脂層（ＭＢ層）とが形成された２塔の通液塔（Ｎ１）及び（Ｎ２）を備えた設備を使用する。
【００１５】
そして、その内の１塔（Ｎ１）に塔上部から原料糖液（Ｆ）を通液し、塔下部から精製糖液（Ｐ）を回収する。精製工程の条件は特に制限されないが、通常、液温度は３０〜５０℃、液流速（空間速度）はアニオン交換樹脂全量に対して２〜１０Ｈｒ−１である。通液塔（Ｎ１）による精製工程の通液終了時点は、例えば、通液塔（Ｎ１）における樹脂の破過現象（不純物のリーク）によって判断することが出来る。斯かる不純物のリークの判断は通液塔（Ｎ１）の出口側の液質（電気伝導度、吸光度、ｐＨ等）の測定によって行なうことが出来る。そして、その通液終了後、他の１塔（Ｎ２）に塔上部から原料糖液（Ｆ）を通液し、塔下部から精製糖液（Ｐ）を回収する。斯かる切替後の再生工程の運転は前記と同一条件で行なわれる。
【００１６】
（２）一方、前記の通液塔（Ｎ１）による精製工程の通液終了後、逆洗分離工程（図３）として、通液塔（Ｎ１）の下部から洗浄水（Ｈ２Ｏ）を供給して樹脂を流動させた後に樹脂の比重差によって樹脂毎の分離層を形成する。強酸性カチオン交換樹脂は、アニオン交換樹脂より比重が大きいため、層分離によって下層を形成する。
【００１７】
（３）再生工程（図４及び図５）として、逆洗分離工程で形成された各樹脂層にそれぞれ必要な再生剤を供給する。すなわち、次の、強酸性カチオン交換樹脂の再生工程（図４）とアニオン交換樹脂の再生工程（図５）を行なう。
【００１８】
（３ａ）強酸性カチオン交換樹脂の再生工程（図４）として、通液塔（Ｎ１）の下部から酸再生剤（ＨＣｌ）を供給し、上部から押出水（Ｈ２Ｏ）を供給し、強酸性カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層の界面付近に設置された抜出管（図示せず）から廃再生剤を抜出す。酸再生剤（ＨＣｌ）の供給量は、再生剤の濃度に依存し、７重量％ＨＣｌの場合、通常、強酸性カチオン交換樹脂量に対して０．５〜２．０容量倍である。その他の条件は特に制限されないが、通常、液温度は１０〜４０℃、液流速（空間速度）は強酸性カチオン交換樹脂に対して０．５〜５．０Ｈｒ−１である。
【００１９】
（３ｂ）アニオン交換樹脂の再生工程（図５）として、通液塔（Ｎ１）の上部からアルカリ再生剤（ＮａＯＨ）を供給し、下部から押出水（Ｈ２Ｏ）を供給し、上記の抜出管から廃再生剤を抜出す。アルカリ再生剤（ＮａＯＨ）の供給量は、４重量ＮａＯＨの場合、通常、アニオン交換樹脂量に対して１．０〜３．０容量倍である。その他の条件は上記と同じである。
【００２０】
（４）精製準備工程（図６及び図７）として、再生済みの各樹脂の一部を樹脂貯槽（Ｓ）に移送し、残余の各樹脂で混合樹脂層を形成した後、樹脂貯槽（Ｓ）に移送された各樹脂を混合樹脂層の上部に戻してアニオン交換樹脂層および強酸性カチオン交換樹脂層を順次に形成する。
【００２１】
（５）一方、通液塔（Ｎ２）による精製工程の通液終了後、前記と同様に、逆洗分離工程、再生工程および精製準備工程に付す。すなわち、順次に上記の操作（１）〜（４）を繰り返す。なお、説明を省略したが、通常、精製工程から逆洗分離工程に切替える通液塔においては塔内の残存糖液を回収するための水洗処理が常套手段として設けられ、また、上記の各再生工程においては、再生剤の供給の終了後に再生剤を押出すための水洗処理が常套手段として設けられる。
【００２２】
次に、第２の要旨に係る本発明（第２発明）について説明する。第２発明では、精製工程の通液終了後、通液塔内の全樹脂を再生塔に移送し、当該再生塔において逆洗分離工程と再生工程とを行なう。すなわち、第２発明は、樹脂貯槽の代わりに再生塔を使用する点を除き、第１発明と同じである。
【００２３】
また、第１発明および第２発明においては、アニオン交換樹脂として弱塩基性アニオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とを使用し、混合樹脂層（ＭＢ層）を形成するアニオン交換樹脂に強塩基性アニオン交換樹脂を使用してもよい。この場合、逆洗分離工程においては、下部側から、強酸性カチオン交換樹脂／強塩基性アニオン換樹脂／弱塩基性アニオン交換樹脂の順で３層に分離される。なお、混合樹脂層（ＭＢ層）のアニオン交換樹脂として強塩基性アニオン交換樹脂を使用した場合は、弱強塩基性アニオン交換樹脂を使用した場合より、精製工程で得られる精製糖液の着色度を更に低減できるという利点がある。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２５】
以下の実施例においては、図１〜５に示す方法を採用した。すなわち、アニオン交換樹脂として弱塩基性アニオン交換樹脂のみを使用した。また、精製工程終了後に通液塔内に残存する糖液を回収するための水洗処理、および、再生剤の供給の終了後に再生剤を押出すための水洗処理の記載は省略した。２塔の通液塔（Ｎ１，Ｎ２）は次の構成とした。
【００２６】
＜通液塔＞
内径２０ｍｍ、高さ１．２ｍの塔に上部から順次に強酸性カチオン交換樹脂層（Ｃ層）とアニオン交換樹脂層（Ａ層）と強酸性カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の混合樹脂層（ＭＢ層）とが形成され、上部に液導入管、下部に液排出管を備え、中間部に廃再生剤用の抜出管（図示せず）が設置された通液塔を使用した。そして、２塔の通液塔（Ｎ１，Ｎ２）は相互に切替運転可能に配管接続した。強酸性カチオン交換樹脂としては三菱化学社製の「ＳＫ１Ｂ」、弱塩基性アニオン交換樹脂としては三菱化学社製の「ＷＡ３０」を使用した。各樹脂の充填量は、Ｃ層：５０ｍｌ、Ａ層：６０ｍｌ、ＭＢ層：４５ｍｌ（ＳＫ１Ｂ：１５ｍｌ，ＷＡ３０：３０ｍｌ）である。
【００２７】
実施例１
次の操作（１）〜（５）を繰り返し、活性炭処理で粗脱色されたブドウ糖液（糖濃度３０重量％）の連続精製を行なった。
【００２８】
（１）精製工程（図１及び図２）：
通液塔（Ｎ１）に塔上部から原料糖液（Ｆ）を通液し、塔下部から精製糖液（Ｐ）を回収した。液温度は４０℃、液流速（空間速度）はアニオン交換樹脂全量に対して５Ｈｒ−１である。通液塔（Ｎ１）における樹脂の破過現象（不純物のリーク）を確認し、通液塔（Ｎ１）による精製工程の通液を終了し、通液塔（Ｎ２）を使用した精製工程に切替えた。
【００２９】
（２）逆洗分離工程（図３）：
前記の通液塔（Ｎ１）による精製工程の通液終了後、通液塔（Ｎ１）の下部から洗浄水（Ｈ２Ｏ）を供給して樹脂を流動させた後に樹脂の比重差によって樹脂毎の分離層を形成した。
【００３０】
（３ａ）強酸性カチオン交換樹脂の再生工程（図４）：
通液塔（Ｎ１）の下部から酸再生剤（７重量％塩酸水溶液）を供給し、上部から押出水（Ｈ２Ｏ）を供給し、強酸性カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂の界面付近に設置された抜出管（図示せず）から廃再生剤を抜出した。酸再生剤の供給量は強酸性カチオン交換樹脂量に対して１．０容量倍、液温度は常温、液流速（空間速度）は２Ｈｒ−１である。
【００３１】
（３ｂ）アニオン交換樹脂の再生工程（図５）：
通液塔（Ｎ１）の上部からアルカリ再生剤（４重量％水酸化ナトリウム水溶液）を供給し、下部から押出水（Ｈ２Ｏ）を供給し、上記の抜出管から廃再生剤を抜出した。アルカリ再生剤の供給量はアニオン交換樹脂量に対して１．５容量倍、液温度は常温、液流速（空間速度）は１．５Ｈｒ−１である。
【００３２】
（４）精製準備工程（図６及び図７）：
再生済みの各樹脂のうち、強酸性カチオン交換樹脂層およびアニオン交換樹脂層を形成させる量をそれぞれ樹脂貯槽（Ｓ）に移送し、残余の各樹脂で混合樹脂層を形成した後、樹脂貯槽（Ｓ）に移送された各樹脂を混合樹脂層の上部に戻してアニオン交換樹脂層および強酸性カチオン交換樹脂層を順次に形成した。
【００３３】
（５）通液塔（Ｎ２）による精製工程の通液終了後、前記と同様に、逆洗分離工程、再生工程および精製準備工程に付した。そして、順次に上記の操作（１）〜（４）を３回繰り返した。表１に精製糖液の液質を示す。表１から明らかな様に液質は極めて高純度である。なお、表中の着色度は、１００ｍｍセルを使用し、４２０ｎｍの波長で測定した吸光度の値である。
【００３４】
【表１】
2004147541.tif 000002
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、少ない塔数で切替運転を行なうことが出来る、工業的に有利な糖液の精製方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（精製工程）
【図２】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（精製工程）
【図３】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（逆洗分離工程）
【図４】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（強酸性カチオン交換樹脂の再生工程）
【図５】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（アニオン交換樹脂の再生工程）
【図６】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（精製準備工程）
【図７】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（精製準備工程）
【符号の説明】
Ｎ１：通液塔
Ｎ２：通液塔
Ｓ：樹脂貯槽
Ｃ：強酸性カチオン交換樹脂層
Ａ：アニオン交換樹脂層
ＭＢ：混合樹脂層
Ｆ：原料糖液
Ｐ：精製糖液
【図１】
2004147541.tif 000003
【図２】
2004147541.tif 000004
【図３】
2004147541.tif 000005
【図４】
2004147541.tif 000006
【図５】
2004147541.tif 000007
【図６】
2004147541.tif 000008
【図７】
2004147541.tif 000009