(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
甜菜糖汁の精製方法であって、精製すべき前記糖汁に０．１〜４重量％の含有量のセルロース繊維を添加し、このようにして得られた前記糖汁を１００％セルロース繊維からなる濾過プレコートに通過させることを特徴とする精製方法。
【請求項２】
前記セルロース繊維の含有量が、０．２〜３重量％であることを特徴とする請求項１に記載の精製方法。
【請求項３】
濾過が削りプレコート回転フィルターを用いて行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の精製方法。
【請求項４】
濾過が前面濾過であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の精製方法。
【請求項５】
濾過の工程が、遠心分離工程の後にあることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、甜菜糖汁、より詳細には、甜菜を圧搾することによって得られる糖汁の精製方法に関する。本発明はまた、精製された糖汁およびその使用に関し、特に発酵基質としての使用、およびグラニュー糖の製造のための使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
甜菜糖汁は通常、「拡散抽出」という抽出方法によって得られる。この方法は次のように要約できる：第一に甜菜を洗い、次に、熱湯が流れと反対方向に循環する大容量の抽出装置に入れる前にコセット（ｃｏｓｓｅｔｔｅｓ）に切り刻む。こうして、このコセットに含有される甜菜糖は熱湯の中を通り、これは拡散として知られる。この工程が終わると、「糖分を取った」甜菜パルプと、糖分を含んだ水の２つの生成物が生じる。糖分を含んだ水は拡散液とも呼ばれ、精製液を得るために石灰−炭素（ｌｉｍｅ−ｃａｒｂｏｎ）分離方法によって精製され、糖蜜を得るために濃縮され、任意でグラニュー糖を得るために結晶化される必要がある。
【０００３】
先行技術は、砂糖製造用の糖汁の抽出のためにさまざまな方法を開示している。特許文献１は、丸ごとの甜菜または切り刻んだ甜菜の圧搾について記載している。圧搾された甜菜は、動物の餌として、および砂糖の製造のための糖汁としての使用が可能である。特許文献２は、生のすりおろした甜菜と糖汁添加物を含む混合物を圧搾することによる抽出の２つの工程のみを含む方法を記載している。特許文献３は、多くの圧搾および抽出工程を含む糖汁の抽出方法を記載している。これらのさまざまな処理方法は、一方で低糖含量の甜菜パルプの製造につながり、他方で低濃度の糖汁の製造につながる。
【０００４】
特許文献４は、少なくとも以下の工程を含む甜菜の処理方法を記載している：
−  甜菜の洗浄；
−  一方で、乾燥物質含有量に対して２０％超の糖を含む圧搾ケーキの製造のために、他方で、乾燥物質の含有量が１５％超の濃度の糖汁の製造のために、甜菜を部分的に圧搾；
−  圧搾ケーキと糖汁の分離。
【０００５】
この処理方法はまた、洗浄工程と圧搾工程との間に、甜菜を切り刻む工程を含んでもよい。
【０００６】
特許文献４によって得られる、以下でＪＢＴ  ＡＥと示す精製されていない糖汁は、相当な産業的価値があり、さまざまな用途に使用することができ、特に発酵基質として使用することができる。しかしながら、それは、比較的低い糖含量のために濃縮する必要がある。
【０００７】
しかしながら、蒸発の前に糖汁の精製は存在しないため、蒸発ツールの汚染を引き起こす可能性があり、精製されていない糖汁の濃縮は、砂糖製造の当業者によって非現実的と考えられている。精製されていない糖汁（その言葉の砂糖の意味で）は、以前は濃縮不可能であったことが指摘されなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】オランダ特許第１０１４６０５号
【特許文献２】欧州特許第１０６３６０５号
【特許文献３】欧州特許第１０２２３４２号
【特許文献４】国際公開第２００９／１２５０８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一定数の応用において、ＪＢＴ  ＡＥの使用を追求する本発明の発明者らは、処理上の困難、特に濾過工程を必要とする応用で処理上の困難にぶつかった。実際に、ＪＢＴ  ＡＥは懸濁粒子を含むことが知られていた。これらの未確認粒子は、技術的業務の進捗を妨害し、通常の濾過作業を事実上不可能にする。これらの困難はＪＢＴ  ＡＥの産業利用分野を大幅に制限する。
【００１０】
本発明に係るＪＢＴ  ＡＥは、甜菜の準備状態および圧搾状態によって、８％から２０％の沈殿物濃度を有する。ＪＢＴ  ＡＥ１００ｇに対する容積として表現される沈殿物濃度は実施例１で記載したように算出される。
【００１１】
したがって、ＪＢＴ  ＡＥの精製および／または濾過方法が極めて必要である。本発明の発明者らが行った濾過精製試験は、精密濾過および／または限外濾過が、分子量が約１ミクロンである沈殿物を除去するのに十分であるように示した。しかしながら、使用される膜（１．４ミクロン、０．４５ミクロン、および３００ｋＤａ）の濾過流速は非常に低く、産業利用に不都合なままである。
【００１２】
多くの試験の後、発明者らは、濾過プロセスでセルロース繊維を使用することによって、沈殿する粒子の量を大幅に減らすことができることを示した。
【００１３】
実際に、セルロース繊維をベースにした削り（ｓｃｒａｐｅｄ）プレコートを有する回転フィルターによるＪＢＴ  ＡＥの濾過によって、糖汁（濾液）が得られ、濃縮の後、沈殿物が非常に少なくなることが知られている。
【００１４】
また、ＪＢＴ  ＡＥへのセルロース繊維の添加は、濾過を大幅に高めることが知られている。
【００１５】
さらに、懸濁物質が遠心分離操作によって除去できることが知られている。この場合、遠心分離は非常に高い速度でのみ効果的である。
【００１６】
本発明の発明者らは、遠心分離されるＪＢＴ  ＡＥがセルロース繊維を含む場合に、遠心分離の性能レベルが高められることに気付いた。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の課題は、甜菜糖汁の濾過方法であり、その方法は、糖汁がセルロース繊維を含むプレコートを通過する工程を含む。
【００１８】
本発明の一形態によれば、プレコートは１００％セルロース繊維から成る。
【００１９】
本発明によれば、濾過は、削りプレコート回転フィルターによる濾過または前面濾過（ｆｒｏｎｔａｌ  ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）であってもよい。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
「前面濾過」とは、フィルターによって濾過される生成物の垂直の流れを意味するように意図される。
【００２１】
発明者らはまた、セルロース繊維がＪＢＴ  ＡＥに添加される場合、前面濾過であれ、プレコート回転フィルターによる濾過であれ、濾過を大幅に高められることに気付いた。ＪＢＴ  ＡＥに添加される繊維量は０．１〜４重量％、好ましくは０．２〜３重量％である。
【００２２】
本発明の別の課題は、本発明の精製方法によって精製された、発酵基質としての、またはグラニュー糖の製造材料としての甜菜汁の使用である。
【００２３】
以下の実施例で本発明を解説するが、それは本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００２４】
１．沈殿物濃度の測定
沈殿物濃度は、以下のプロトコルに従った遠心分離によって評価される。
−  ＪＢＴ  ＡＥ６５ｇを測り分けて、水２０ｍｌを加える。
−  ｐＨを６．５に調整する。
−  脱塩水１００ｍｌを加える。
−  １００℃に加熱し、２〜３分間、沸騰させる。
−  冷却し、１５ｍｌ管の中で３７００ｒｐｍで１５分間、遠心分離する。
沈殿物含有量（ｍｌ／１００ｇで表される）は以下のように算出した：
ｍｌ  ｌｕｓ×１００×１００／１５×６５。
【００２５】
２．削りプレコート回転フィルターでＪＢＴ  ＡＥを濾過
２つの試験を２種類のプレコートを用いて行った：
ａ．１０％のトウモロコシ澱粉が加えられたジャガイモ澱粉；
ｂ．商品名ＡＲＢＯＣＥＬ（等級ＢＥＲ４０）およびＶＩＴＡＣＥＬ（等級Ｌ６００）で公知のセルロース繊維。
セルロースは澱粉と違って耐熱性のため、この原料を使用することによって糖蜜の熱時濾過が可能になる。
【００２６】
我々の試験条件下で、フィルターの真空ポンプの液封を構成する水でＪＢＴ  ＡＥの濾液が薄まらないように、濾液リサイクルシステムを設置した。すると濾液は供給液（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｌｉｑｕｉｄ）として使用することができ、水による希釈を防ぐ。
【００２７】
８０〜１００リットル近くのＪＢＴ  ＡＥを濾過した後、試験を停止し、濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した。そこで再構成されたＪＢＴの沈殿物濃度を測定し、以下の表Ｉで対照する。これらのＪＢＴは、前処理しないで直接融解（ｔｈａｗｅｄ）され濃縮されたＪＢＴ  ＡＥの対照と比較した。
【００２８】
表Ｉ：プレコートでのＪＢＴ  ＡＥの濾過の後、濃縮されたＪＢＴで測定された沈殿物の濃度
【表１】
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【００２９】
澱粉から構成されるプレコートの使用は、１００ｋｇのＪＢＴ  ＡＥの濾過が３ｋｇに近い澱粉の消費をもたらし、すなわち生成されたＪＢＴの１ｋｇあたり１０％Ｗ／Ｗに近い澱粉の割合であり、想定できない。
【００３０】
一方、セルロースの使用は、プレコートを削ることが必要でなかったため、特に有利であるように思われ、ＪＢＴで測定された沈殿物は、約１０％（処理なしの対照）から１％未満に減少した。
【００３１】
３．セルロース繊維を添加した（補給した）ＪＢＴ  ＡＥの前面濾過
プレコートフィルターでのセルロースの使用は、ＪＢＴ  ＡＥに存在する沈殿物をかなり減少させられるため、ＪＢＴ  ＡＥにセルロースを補給する試験を、さまざまな前面濾過条件下で続けた。
【００３２】
これは、回転フィルターでＪＢＴ  ＡＥを使用することは、操作が難しかったため、試験の実施を単純化し、その速度を速めるため、セルロースプレコート（等級ＢＥＲ４０）で補給した（糖汁に対して２％Ｗ／Ｗ）前面濾過を用いて作業することを決めたためである。
【００３３】
セルロースプレコートでのＪＢＴ  ＡＥの濾過の利点を評価するために、３つの一連の試験を行った。
【００３４】
実施したさまざまな試験の結果は、以下の表ＩＩで対照する。結果は内部対照（他の処理をしていないＬに濃縮したＪＢＴ）および「Ａｔｔｉｎ」対照群（同じＪＢＴ  ＡＥからＡｔｔｉｎで生成したＪＢＴ）と比較すべきである。
【００３５】
以下を変えることによって、さまざまな試験条件を試した。
−  濾過する糖汁のｐＨ
−  １０ｐｐｍで用いられる凝集剤（ＡＬＯＥＳ  Ａｌｏｐｏｌｙｍ  ６３７）の使用
【００３６】
表ＩＩ：ＥＣＯＳＡＦパイロット（ｐｉｌｏｔ）によるさまざまな非濃縮甜菜汁の前面濾過試験
セルロースプレコートをフィルター上に配置し、濾過する甜菜汁に２％のセルロース（等級ＢＥＲ４０）を補給する。濾過後、濾液は必要であればｐＨ１０にアルカリ化し、６５％近いブリックスが得られるまでロータリーエバポレーターで濃縮する。その後、沈殿物濃度を測定した。
【表２】
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【００３７】
セルロースを添加物として使用することは、沈殿物濃度の大幅な減少を可能にし、その減少は最初の沈殿物の５０〜約９０％であった。
【００３８】
濾過反応速度モニタリングは、酸性のＪＢＴ  ＡＥの濾過がアルカリ性のＪＢＴ  ＡＥの濾過よりも難しいことを示している。
【００３９】
これらの観察結果は、ＪＢＴ  ＡＥの酸性化および／または凝集剤の添加が、濾過ケーキの透過性の減少を引き起こすことを示す傾向がある。このより大きな濾過抵抗はまた、おそらくより大きな不純物の保持を反映している。酸性化されたまたは凝集剤が添加された濾過された糖汁における測定された沈殿物濃度は、凝集剤を添加していないｐＨ１０．５のＪＢＴ  ＡＥの濾過（沈殿物濃度約４〜５％）の場合に比べて、効果的に低い（１〜２％）。
【００４０】
したがって、セルロースプレコートによる濾過は、ＪＢＴに存在する沈殿物をとどめることができることは明らかである。ＪＢＴ  ＡＥへのセルロースの補給は、濾過流速を向上させることによって濾過を促すことができる。
【００４１】
このＪＢＴ  ＡＥの精製技術が保持された一方で、使用されるフィルターの種類および補給するパラメーターを特定するために試験を続けることが望ましかった。その結果、セルロース繊維の等級の選択が検証できた。
【００４２】
４．セルロース繊維の補給をして、またはしないで行ったＪＢＴ  ＡＥの遠心分離
ＪＢＴ  ＡＥ（Ｃ１０）の遠心分離のさまざまな条件を、パイロット据置遠心分離機（ＪＯＵＡＮ  ＫＲ４／２２、ＲＰ６  ６バケットローター、１バケット当たり０．８ｋｇの糖汁を遠心分離）で研究した。セルロース繊維（等級ＢＥＲ４０）は、遠心分離の前に、混入の割合が０．５〜２％Ｗ／Ｗの範囲で、糖汁に補給するのに使用することができた。遠心分離の前の接触時間を数分に設定し、それは調合するための時間であった。糖汁のｐＨは使用前に再調整しなかった。
【００４３】
試験ごとに、遠心分離された糖汁の上澄みを、遠心分離沈殿物を再懸濁しないように注意深く回収し、その後、パイロットロータリーエバポレーターで濃縮した。
これらの試験の間、２つの上澄み濃縮反応速度を適用することができた：
−  ２０分近くの濃縮バルーンフラスコでの短い滞留時間になる急速な制御された反応速度。この濃縮は、圧力を減らして（２５ミリバール）、９０℃近くの浴温で、８０℃近くの生成物温度および７０℃近くの蒸気温度で行う。
−  ６０分近くの濃縮バルーンフラスコでの滞留時間になる低速の反応速度。濃縮は、次の順序に従って、一部のみ真空下で行う（真空ではなく、９０℃近い浴温および生成物温度、この間に少しの蒸発の状態を１５分；次に５００ミリバール、９０℃近い浴温および生成物温度、少しの蒸発の状態を１０分；その後、２００ミリバール、浴温９０℃を１０分；その後、所望の濃度に達するまで２５ミリバール）。
【００４４】
ＪＢＴ  ＡＥの遠心分離試験の結果は、以下の表ＩＩＩで対照する。
【００４５】
表ＩＩＩ：ＥＣＯＳＡＦパイロットによるさまざまなＪＢＴ  ＡＥタイプの甜菜汁の遠心分離試験
甜菜汁は、ＪＯＵＡＮ  ＫＲ４／２２遠心分離機＋ＲＰ６ローターで遠心分離した。遠心分離する甜菜汁は、０．５〜２％Ｗ／Ｗの比に従って、ＪＲＳ  ＢＥＲ  ４０セルロース繊維を補給してもよい。遠心分離後、６５％近くのブリックスが得られるまで上澄みをロータリーエバポレーターで濃縮した。その後、実施例１のプロトコルに従って沈殿物濃度を測定した。
【表３】
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【００４６】
ＪＢＴ  ＡＥ遠心分離試験は、パイロットで試験された全ての条件：
−  １０００〜４５００ｇまでの加速；
−  １〜５分の時間；
−  セルロースを使用または不使用；
−  その後に多少長い濃縮処理
−  ３日間のＥＣＯＳＡＦパイロットでのＪＢＴ  ＡＥのサンプリング
が、ＪＢＴ  ＡＥに存在する沈殿物の濃度の完全な減少をもたらすことを明確に示している。