(57)【要約】【課題】微生物の増殖が抑制され、しかも少ない塔数で切替運転により純度の安定した精製糖液が得られる糖液精製装置及びそれを用いた糖液の精製方法を提供する。【解決手段】 (1)塔内が仕切板により、カチオン交換樹脂の上室(C室)、アニオン交換樹脂の中室(A室)、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混合樹脂の下室(MB室)に３区分され、上室(C室)と中室(A室)の仕切板は流体は通過するがイオン交換樹脂は通過せず、中室(A室)と下室(MB室)の仕切板は流体及びイオン交換樹脂が通過しないものであり、且つ中室(A室)と下室(MB室)は、A室からの通過液をMB室に通液するための配管により連通されていることよりなる糖液精製塔、及び(2)該上室(C室)のカチオン交換樹脂と該下室(MB室)の混合樹脂が移送され、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とに分離後の該カチオン交換樹脂を再生する再生塔を有する糖液精製装置、及び該装置を用いた糖液の精製方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔内が仕切板により上中下の３室に区分され、上室（Ｃ室）にはカチオン交換樹脂、中室（Ａ室）にはアニオン交換樹脂、下室（ＭＢ室）にはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂がそれぞれ充填され、上室（Ｃ室）と中室（Ａ室）の仕切板は流体は通過するがイオン交換樹脂は通過せず、中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）の仕切板は流体及びイオン交換樹脂が通過しないものであり、且つ中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）は、Ａ室からの通過液をＭＢ室に通液するための配管により連通されていることを特徴とする糖液精製装置。
【請求項２】
（１）塔内が仕切板により上中下の３室に区分され、上室（Ｃ室）にはカチオン交換樹脂、中室（Ａ室）にはアニオン交換樹脂、下室（ＭＢ室）にはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂がそれぞれ充填され、上室（Ｃ室）と中室（Ａ室）の仕切板は流体は通過するがイオン交換樹脂は通過せず、中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）の仕切板は流体及びイオン交換樹脂が通過しないものであり、且つ中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）は、Ａ室からの通過液をＭＢ室に通液するための配管により連通されていることよりなる糖液精製塔、及び（２）該上室（Ｃ室）のカチオン交換樹脂と該下室（ＭＢ室）の混合樹脂が移送され、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とに分離後の該カチオン交換樹脂を再生する再生塔を有することを特徴とする糖液精製装置。
【請求項３】
複数の糖液精製塔が連結され、該複数の各精製塔にメリーゴーランド通液を可能とするための通液切替機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載の糖液精製装置。
【請求項４】
（１）原料糖液を、塔内が仕切板により上中下の３室に区分され、上室（Ｃ室）にはカチオン交換樹脂、中室（Ａ室）にはアニオン交換樹脂、下室（ＭＢ室）にはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂がそれぞれ充填され、上室（Ｃ室）と中室（Ａ室）の仕切板は流体は通過するがイオン交換樹脂は通過せず、中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）の仕切板は流体及びイオン交換樹脂が通過しないものであり、且つ中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）は、Ａ室からの通過液をＭＢ室に通液するための配管により連通されていることよりなる糖液精製塔に通液する通液工程、及び（２）糖液の通液工程終了後、アニオン交換樹脂を精製塔で再生し、カチオン交換樹脂を再生塔で再生する再生工程を含む糖液の精製方法であって、該再生工程は次の工程を順次行うこと含むことを特徴とする糖液の精製方法。
ａ）糖液精製塔Ｃ室のカチオン交換樹脂及びＭＢ室の混合樹脂を再生塔に移送する第１工程、
ｂ）該再生塔内でカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とに成層分離する第２工程、
ｃ）分離された該アニオン交換樹脂を精製塔のＭＢ室へ移送する第３工程、
ｄ）再生塔内でカチオン交換樹脂を再生し、また精製塔内でアニオン交換樹脂を再生する第４工程、
ｅ）上記第４工程で再生したカチオン交換樹脂の所定量を精製塔のＣ室に移送する第５工程、
ｆ）上記第５工程後に再生塔内に残留するカチオン交換樹脂を精製塔のＭＢ室に移送する第６工程、
ｇ）精製塔のＭＢ室のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を混合し混合層を形成する第７工程。
【請求項５】
前記第４工程において、精製塔Ｃ室の上方よりアルカリ再生剤を通薬してアニオン交換樹脂を再生する際に、該アルカリ再生剤が該Ｃ室の内壁面に接触するような態様で供給されることを特徴とする請求項４に記載の糖液の精製方法。
【請求項６】
上記第５工程において、再生塔のカチオン交換樹脂を精製塔のＣ室に移送する際に、再生塔上層部のカチオン交換樹脂が該Ｃ室の下層部に積層充填されるように移送することを特徴とする講求項４に記載の糖液の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糖液の精製装置及び糖液の精製方法に関する。詳しくは、イオン交換樹脂を使用した特定構造の糖液の精製塔を備えた糖液精製装置及び糖液精製工程及び精製後に使用したイオン交換樹脂を再生する再生工程を含む糖液の精製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
糖液、特に澱粉を出発原料として製造されるものとしては、ぶどう糖液、異性化糖液、水飴、マルトース含有糖液等が知られ、これらを総称して澱粉糖液と呼ばれている。
【０００３】
従来、これらの澱粉糖液を精製するために、イオン交換樹脂を使用した糖液精製装置が広く採用されている。例えば、強酸性カチオン交換樹脂を充填した塔（Ｃ塔）、弱塩基性アニオン交換樹脂を充填した塔（Ａ塔）、そして、強酸性カチオン交換樹脂及び強塩基性アニオン交換樹脂を混合充填した混床塔（ＭＢ塔）を備えた装置に原料糖液を供給して精製が行われている。
【０００４】
ところで、このような精製装置を用いて精製を行う場合、通常、４０℃程度の温度で原料糖液を供給するので、特に第１塔であるＣ塔内においては微生物が増殖し易く、原料糖液が微生物により分解され、有機酸、炭酸等の弱酸が副生し液中濃度が増加するため、第２塔のＡ塔に対する負荷が増大し、処理液量の減少、処理した糖液質の純度低下等を招くことが懸念されている。
【０００５】
そこで上記のような微生物増殖による問題を解決する方法として、原料糖液をＣ塔には５５℃以上８０℃以下に温度調節して供給した後、Ｃ塔からの流出糖液を再び４０℃程度に冷却し、Ａ塔及びＭＢ塔に供給する方法が提案されている。（特開昭６２−７９８００）
しかしながら、このような方法で糖液を精製する為の糖液精製装置は、温度調節を行うための熱交換器を必要とするため装置が大がかりになり、また温度調節のため装置の運転管理が煩雑になるという問題点がある。
【０００６】
そのため、微生物の増殖を防止した高純度の精製糖液が得られ、簡便な装置構成からなる糖液精製装置が希求されている。
【特許文献１】特開昭６２−７９８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者等は、（ｉ）微生物はＣ塔の側壁面及びその付近でより増殖し易いこと、（ｉｉ）Ｃ塔での徹生物はアルカリに接触すると増殖が抑制され得ることを知見し、かかる知見に基づきＣ塔の内側壁にアルカリが接触する機会を設けること、及び数少ない塔による装置の簡素化について鋭意検討を行い、本発明を達成した。
【０００８】
本発明は、前述した事情に鑑みなされたもので、従来の糖液精製装置に比べて微生物の増殖が抑制され、しかも少ない塔数で切替運転により純度の安定した精製糖液が得られる、糖液精製装置及びその装置を用いた糖液の精製方法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】
【０００９】
本発明の第１の要旨は、塔内が仕切板により上中下の３室に区分され、上室（Ｃ室）にはカチオン交換樹脂、中室（Ａ室）にはアニオン交換樹脂、下室（ＭＢ室）にはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂がそれぞれ充填され、上室（Ｃ室）と中室（Ａ室）の仕切板は流体は通過するがイオン交換樹脂は通過せず、中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）の仕切板は流体及びイオン交換樹脂が通過しないものであり、且つ中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）は、Ａ室からの通過液をＭＢ室に通液するための配管により連通されていることを特徴とする糖液精製装置に存する。
【００１０】
本発明の第２の要旨は、（１）塔内が仕切板により上中下の３室に区分され、上室（Ｃ室）にはカチオン交換樹脂、中室（Ａ室）にはアニオン交換樹脂、下室（ＭＢ室）にはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂がそれぞれ充填され、上室（Ｃ室）と中室（Ａ室）の仕切板は流体は通過するがイオン交換樹脂は通過せず、中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）の仕切板は流体及びイオン交換樹脂が通過しないものであり、且つ中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）は、Ａ室からの通過液をＭＢ室に通液するための配管により連通されていることよりなる糖液精製塔、及び（２）該上室（Ｃ室）のカチオン交換樹脂と該下室（ＭＢ室）の混合樹脂が移送され、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とに分離後の該カチオン交換樹脂を再生する再生塔を有することを特徴とする糖液精製装置に存する。
【００１１】
本発明の第３の要旨は、（１）原料糖液を、塔内が仕切板により上中下の３室に区分され、上室（Ｃ室）にはカチオン交換樹脂、中室（Ａ室）にはアニオン交換樹脂、下室（ＭＢ室）にはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂がそれぞれ充填され、上室（Ｃ室）と中室（Ａ室）の仕切板は流体は通過するがイオン交換樹脂は通過せず、中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）の仕切板は流体及びイオン交換樹脂が通過しないものであり、且つ中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）は、Ａ室からの通過液をＭＢ室に通液するための配管により連通されていることよりなる糖液精製塔に通液する通液工程、及び（２）糖液の通液工程終了後、アニオン交換樹脂を精製塔で再生し、カチオン交換樹脂を再生塔で再生する再生工程を含む糖液の精製方法であって、該再生工程は次の工程を順次行うこと含むことを特徴とする糖液の精製方法。
ａ）糖液精製塔Ｃ室のカチオン交換樹脂及ぴＭＢ室の混合樹脂を再生塔に移送する第１工程、
ｂ）該再生塔内でカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とに成層分離する第２工程、
ｃ）分離された該アニオン交換樹脂を精製塔のＭＢ室へ移送する第３工程、
ｄ）再生塔内でカチオン交換樹脂を再生し、また精製塔内でアニオン交換樹脂を再生する第４工程、
ｅ）上記第４工程で再生したカチオン交換樹脂の所定量を精製塔のＣ室に移送する第５工程、
ｆ）上記第５工程後に再生塔内に残留するカチオン交換樹脂を精製塔のＭＢ室に移送する第６工程、
ｇ）精製塔のＭＢ室のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を混合し混合層を形成する第７工程
に存する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、微生物の繁殖を防止し、且つ樹脂破過前の不純物リークの間題も無く、しかも少ない塔数で操作し、高純度の糖液を精製することが出来るので、工業的に有利な糖液の精製方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の糖液精製装置の系統概略図である。
図中（Ｓ）は、糖液精製塔であり、（Ｒ）はイオン交換樹脂の再生塔である。糖液精製塔（Ｓ）内は、仕切板により上中下の３室に区分され、上室（Ｃ室）と中室（Ａ室）とは糖液などの流体は通過するがイ才ン交換樹脂は通過しない仕切板（Ｂ１）により区分され、中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）とは流体及びイオン交換樹脂を共に通さない仕切板（Ｂ２）により区分されている。上室（Ｃ室）にはカチオン交換樹脂を充填した層Ｓ１１１が形成され、中室（Ａ室）にはアニオン交換樹脂を充填した層Ｓ１１２が形成され、また下室（ＭＢ室）にはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂が充填された層Ｓ１１３が形成されている。さらに中室（Ａ室）と下室（ＭＢ室）とは、該Ａ室を通過した糖液等の流体が該ＭＢ室を通過するように配管１０３により連通されている。流体は通過するがイ才ン交換樹脂は通過しない仕切板（Ｂ１）の形態としては、特に制限されるものではないが多孔板に網状物を挟着したもの、或いは多孔板にストレ−ナーを取り付けた物等が挙げられる。仕切板Ｂ２としては、流体及びイオン交換樹脂を通過しないものであれば特に制限されず、鋼板等の仕切板が用いられる。
【００１４】
一方、イオン交換樹脂の再生塔（Ｒ）では、上記糖液精製塔（Ｓ）におけるＣ室のカチオン交換樹脂とＭＢ室の混合樹脂を移送した後、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とに分離し、分離したカチオン交換樹脂を再生する。該精製塔（Ｓ）と再生塔（Ｒ）とは、Ｃ室のカチオン交換樹脂層のカチオン交換樹脂抜き出管（Ｓ１３１）からカチオン交換樹脂を再生塔（Ｒ）に移送する移送管４０１、及びＭＢ室の混合樹脂層の混合樹脂抜き出管（Ｓ１３２）から混合樹脂を再生塔（Ｒ）に移送する移送管（４０２）とにより連結されている。また、再生塔（Ｒ）で再生されたカチオン交換樹脂を抜き出すカチオン交換樹脂抜出し管Ｒ１３３は、再生後のカチオン交換樹脂を精製塔（Ｓ）のＣ室及びＭＢ室に移送する移送管５０２，５０３が連結されており、再生塔（Ｒ）で層分離した後のアニ才ン交換樹脂を抜き出すアニオン交換樹脂抜出し管Ｒ１３１は、アニオン交換樹脂をＡ室に移送する移送管５０１が連結されている。
【００１５】
更に、再生塔（Ｒ）では、再生塔下部には集液管（Ｒ１２３）、上部には排出管（３０２）が設けられており、成層分離は集液管から逆洗水を供給し、排出管から排出することにより行われる。逆洗分離されたアニオン交換樹脂層の抜出し移送のために使用するアニオン交換樹脂抜出管Ｒ１３１は、逆洗分離されたカチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層の境界面付近位置に、また再生されカチオン交換樹脂を抜き出すカチオン交換樹脂抜出管Ｒ１３３は塔底部にそれぞれ設けられている。なお、再生後のカチオン交換樹脂をＣ室に移送する際、カチオン交換樹脂層の上層部よりＣ室に順次移送積層させ、カチオン交換樹脂を効率良く利用するために、カチオン交換樹脂抜出し管Ｒ１３３は塔底部だけではなくカチオン交換樹脂層中に複数本設けるのも良い。
【００１６】
精製塔（Ｓ）のＣ室に充填されるカチオン交換樹脂としては、強酸性カチオン交換樹脂が用いられる。強酸性カチオン交換樹脂としては、特に制限はなく、通常、スチレン架橋共重合体などの高分子母体にスルホン酸基等のイオン交換基が導入された樹脂が使用されるが、これらは、市販品のなかから適宜選択して用いることが出来る。市販品としては、例えば、ダイヤイオン（三菱化学（株）登録商標、以下同じ）、ＳＫ１Ｂ、ＳＫ１１０、ＰＫ２１６、ＰＫ２１２等、アンバーライト（東京有機化学（株）登録商標、以下同じ）、２００ＣＴ、ＩＲ１２０Ｂ、ＩＲ１２４、ＩＲ１１８等が挙げられる。
【００１７】
Ａ室に充填されるアニオン交換樹脂としては、高分子母体にイオン交換基としてアンモニウム塩基或いはアミノ基を有する強塩基性アニオン交換樹脂或いは弱塩基性アニオン交換樹脂のいずれでも使用出来るが、通常、弱塩基性アニオン交換樹脂が用いられる。その弱塩基性アニオン交換樹脂としては、市販品の中から適宜選択して使用することができ、例えば、ダイヤイオンＷＡ１０、ＷＡ２０、ＷＡ２１、ＷＡ３０等、アンバーライトＸＥ５８３、１ＲＡ６７、１ＲＡ９６Ｓ等が挙げられる。
【００１８】
ＭＢ室にはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂を充填した混合樹脂層が形成されるが、混合樹脂層を構成するイオン交換樹脂としては、通常強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂又は弱塩基性アニオン交換樹脂が使用される。本発明で強塩基性アニオン交換樹脂或いは弱塩基性アニオン交換樹脂のいずれを使用するかは、原料糖液の性状、所望の精製純度によって決められ、Ａ室に弱塩基性アニオン交換樹脂、ＭＢ室に強塩基性アニオン交換樹脂を使用することも出来る。本発明では、糖液の精製塔内での精製工程終了後、精製塔Ａ室のアニオン交換樹脂とＭＢ室のアニオン交換樹脂は精製塔内で同時に再生処理されるので、ＭＢ室の混合樹脂層を構成するアニオン交換樹脂とＡ室のアニオン交換樹脂が異なる場合には、両樹脂の再生の容易さ等を考慮してそれに適した再生手順で行うことが望ましい。
【００１９】
混合樹脂層を構成する強酸性カチオン交換樹脂としては、上記Ｃ室に充填されるカチオン交換樹脂と同様な樹脂を使用することが出来、又弱塩基性アニオン交換樹脂としては、上記Ａ室に充填されるアニオン交換樹脂と同種のものが使用される。更に、強塩基性アニオン交換樹脂としては、市販品の中から適宜選択して使用することができ、例えば、ダイヤイオンＳＡ１０Ａ、ＳＡ１１Ａ、ＳＡ１２Ａ、ＰＡ４０６、ＰＡ３０６、ＰＡ３０８、アンバ−ライト１ＲＡ４０２Ｂ、ＩＲＡ４００、１ＲＡ４４０Ｂ、１ＲＡ９００、１ＲＡ９０４、１ＲＡ４１１、１ＲＡ４１０等が挙げられる。
【００２０】
本発明では、上記のように構成された糖液精製塔に原料糖液を通液して該原料糖液の脱塩精製（精製工程）を行うのであるが、通常は活性炭による脱色処理を施した後の糖液を通液する。原料糖液としては、ぶどう糖液、異性化糖液、水飴等の澱粉糖液、ソルビトール、マルチトール等の糖アルコール糖液、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。
【００２１】
原料糖液の精製工程において、脱色処理された原料糖液は糖液精製塔に供給管（１０１）により塔頂部から通液し、塔の底部より流出管（１０２）により精製糖液を回収する。精製工程における操作は特に制限されず、通常、液温が３０〜５０℃程度の原料糖液を、アニオン交換樹脂全量（Ａ室及びＭＢ室のアニオン樹脂合計量）に対する液流速（ＳＶ）が１〜１５ｈｒ−１程度であるように通液する。精製工程の終了は、精製塔底部からの流出液の液質を測定し、樹脂の破過現象（不純物リーク）を認めた時点で決める。該不純物リークは、流出液の電気伝導度、吸光度、ｐＨ等を測定することにより決められる。
【００２２】
原料糖液の通液により、精製塔内のイオン交換能力の低下したイオン交換樹脂は再生されるが、樹脂の再生は次のようにして行う。
まず、精製塔Ｃ室のカチオン交換樹脂層をカチオン交換樹脂抜出し管（Ｓ１３１）及びカチオン交換樹脂移送管（４０１）により、またＭＢ室の混合樹脂層（Ｓ１１３）を混合樹脂抜出し管（Ｓ１３２）及び混合樹脂移送管（４０２）を経由して再生塔（Ｒ）に移送する第１工程を行う。
【００２３】
次いで、再生塔（Ｒ）に移送されたカチオン交換樹脂及び混合樹脂をカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とに成層分離する第２工程を行う。再生塔内でのカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との成層分離は再生塔底部の集液管（Ｒ１２３）より逆洗水を供給し排出管（３０２）より排出する常法で行えばよい。
【００２４】
次に、第２工程で成層分離されたアニオン交換樹脂をアニオン交換樹脂抜出し管（Ｒ１３１）より抜出しアニオン交換樹脂移送管５０１により精製塔（Ｓ）のＭＢ室に移送する第３工程を行う。
【００２５】
次に、第４工程として再生塔（Ｒ）に残留したカチオン交換樹脂、並びに精製塔（Ｓ）のＭＢ室に移送されたアニオン交換樹脂及びＡ室のアニオン交換樹脂の再生を行う。
再生塔（Ｒ）内のカチオン交換樹脂の再生は、酸再生剤を分散管（Ｒ１２１）より注入し、集液管（Ｒ１２３）より排出する慣用方法で行われる。その際酸再生剤は、その濃度にもよるが、通常液温１０〜４０℃、樹脂量に対し、液流速（空間速度）ＳＶ＝０．５〜５．０ｈｒ−１で通薬される。酸再生剤としては、通常塩酸水溶液が好適に使用され、塩酸水溶液は２〜１０重量％濃度で用いられる。
【００２６】
一方、精製塔（Ｓ）Ａ室のアニオン交換樹脂及びＭＢ室の再生塔から移送されたアニオン交換樹脂層をアルカリ再生剤により再生する。再生に際し、アルカリ再生剤は、精製塔Ｃ室の上部の再生剤流通配管２０１より通薬するが、カチオン交換樹脂が再生塔に移送されて空室になっているＣ室の出来るだけ内壁面全面にアルカリ再生剤が接触する態様で供給することが望ましい。内壁面にアルカリ再生剤を接触させる方法としては、アルカリ再生剤を壁面に沿って流下させる方法、或いはアルカリ再生剤で空室を満たす方法等があるが、前者の方法が好適である。なお、後者の方法の場合、空室に水を満たした後アルカリを加え溶解させてもよい。アニオン交換樹脂の再生条件は、常法により行われるが、通常液温度、１０〜４０℃、液速度（空間速度）ＳＶ＝０．５〜５．０ｈｒ−１である。
【００２７】
これにより、従来から間題となっている精製塔のカチオン交換樹脂が充填されたＣ室内壁面における微生物の発生・増殖を抑制することができる。Ｃ室を通過したアルカリ再生剤はＡ室のアニオン交換樹脂層を通薬し、Ａ室とＭＢ室を連通する配管１０３を経由してＭＢ室に通薬され、各室のアニオン交換樹脂を再生する。再生後の再生廃液は、集液管（Ｓ１２５）を経て塔外に排出される。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であり、通常２〜５重量％の濃度で使用される。
【００２８】
続いて第５工程として、再生塔（Ｒ）で再生されたカチオン交換樹脂の所定量を、カチオン樹脂抜出し管Ｒ１３３及びカチオン交換樹脂移送管５０２を経由して、再生塔（Ｒ）から精製塔（Ｓ）のＣ室へ移送する。
再生塔（Ｒ）内の再生後のカチオン交換樹脂層の再生率分布は、上層部より下層部に向かって低くなる傾向になる。一方、糖液の精製工程の際には、高純度の精製糖液を得るために精製塔（Ｓ）のＣ室のカチオン交換樹脂層（Ｓ１１１）は下層部が再生率の良い樹脂層で構成されることが好ましい。
そこで、再生塔（Ｒ）の再生後のカチオン交換樹脂層（Ｒ１１３）内に複数本のカチオン交換樹脂抜出し管を埋設し、これらの各抜出し管を用いてカチオン交換樹脂層の上層部から順次所定量抜出し、精製塔（Ｓ）のＣ室に順次移送しカチオン交換樹脂層（Ｓ１１１）を積層形成させることが好ましい。
【００２９】
次いで、第６工程として、再生塔（Ｒ）に残存するカチオン交換樹脂をカチオン交換樹脂抜出し管（Ｒ１３３）及びカチオン交換樹脂移送管５０３を経由して、精製塔（Ｓ）のＭＢ室に移送する。
【００３０】
次いで、第７工程として、精製塔（Ｓ）のＭＢ室に於いて、第６工程で移送されたカチオン交換樹脂と第２工程で移送されたアニオン交換樹脂とを混合し混合樹脂層を形成する。樹脂の混合は、塔下部より空気を圧入し樹脂層を流動化させる等の常法により行われる。
【００３１】
上記の各工程よりなる再生方法により再生が終了した後、精製塔（Ｓ）には原料糖液を通液し精製工程を行う。本発明では、糖液の精製工程と再生工程を順次繰り返すことにより長期に亘り運転を実施することが出来る。
なお、糖液の精製工程終了後、精製塔においては、通常、精製工程から再生工程に移行する前に精製塔内の残存糖液を回取するための水洗処理が常套手段として設けられる。また、精製塔及び再生塔における再生工程において、再生剤の供給終了後に樹脂層内に保持されている余剰の再生剤を押し出すための水洗処理も常套手段として設けられる。
【００３２】
本発明を、糖液精製塔を１塔使用した例で説明したが、糖液の所望純度によっては、複数の精製塔を組み合わせ用いることができ、その場合原料糖液を複数の各精製塔にメリーゴーランド通液可能なように通液切替機構を設置することもできる。例えば、複数個の精製塔を用いる場合、各塔は原料の糖液供給管、連結した前位の塔からの流出糖液の供給管及び糖液流出管を備えており、この糖液流出管は、分岐し、切替により連結した次位の塔への流出糖液の供給管を構成する。必要に応じ、最終塔からの流出糖液の供給管は最初の塔に連結され、各塔が糖液供給管で相互に連結され、また、原料糖液供給管も連結されているサークルが形成される。そして、各管には切替弁等（通液切替機構）が設けられ、切替により糖液の流出及び稼働する次位の塔へ供給が適宜行われる。各塔の流出液の不純物リークを検知し、各塔の精製工程の終了を判定し、それに従って各塔に供給される糖液を制御する。精製工程が終了し、イオン交換能力の低下した樹脂は、前記の再生工程により再生される。
【実施例】
【００３３】
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。
実施例において糖液精製塔と再生塔を次の構成とした。また、糖液の精製工程終了後、塔内の残存糖液を回収する水洗処理及び再生剤の供給終了後の樹脂の水洗処理の記載は省略した。
【００３４】
＜糖液精製塔＞
内径２０ｍｍ、高さ１ｍの円筒形塔内を、糖液は通過するがイオン交換樹脂は通過しない仕切板で上室と中室に区分し、中室と下室は、糖液及びイオン交換樹脂を通さない仕切板で区分し、３室に区分した。区分された上部室（Ｃ室）にはカチオン交換樹脂の充填層が、その下の中室（Ａ室）にはアニオン交換樹脂の充填層が、更に最下室（ＭＢ室）には混合樹脂層が設けてある。最上部のＣ室上部に液導入管、最下部のＭＢ室下部に液排出管、また該Ａ室と該ＭＢ室とは配管で連通する様に連絡配管が設けられている。Ｃ室には強酸性カチオン交換樹脂（Ｃ層）、Ａ室には弱塩基性アニオン交換樹脂（Ａ層）、ＭＢ室には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混合した樹脂（ＭＢ層）がそれぞれ充填されている。Ｃ室上部液導入管から原料糖液を供給し、Ｃ室→Ａ室→ＭＢ室の順に液が流れ、ＭＢ室下部液排出管から処理液を得た。強酸性カチオン交換樹脂としては三菱化学(株)製の「ＳＫ１Ｂ」、弱塩基性アニオン交換樹脂としては三菱化学(株)製の「ＷＡ３０」を使用した。精製塔の各樹脂の充填量は、Ｃ層：５０ｍｌ、Ａ層：６０ｍｌ、ＭＢ層：４５ｍｌ（ＳＫ１Ｂ：１５ｍｌ．ＷＡ３０：３０ｍｌ）である。
【００３５】
＜再生塔＞
内径１５ｍｍ、高さ１ｍの塔の上部に液導入管、下部に液排出管を備え、再生時の強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の界面付近位置に中間抜出管（Ａ）を、下部からカチオン交換樹脂の充填高さ相当位置までの間を下部から樹脂充填層高の２４％，３８％の各位置に２本の中間抜出管（上部中間抜出管（Ｂ）と下部中間抜出管（Ｃ））が設置され、塔下部には塔下部抜出管（Ｄ）が設置された再生塔を使用した。
【００３６】
実施例１
以下の操作（１）〜（８）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％）の連続精製を行った。
【００３７】
精製工程
精製塔（Ｓ）に塔上部から原料糖液を通液し、塔下部から精製糖液を回収した。液温度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であった。精製塔（Ｓ）における樹脂の破過現象（不純物のリーク）を確認し、精製塔（Ｓ）による精製工程を終了し、次いで以下の手順で再生工程を行った。
【００３８】
再生工程
（１）第１工程（樹脂移送）
前記の精製塔（Ｓ）の通液終了後、精製塔（Ｓ）のＣ層及びＭＢ層の樹脂を再生塔（Ｒ）に移送した。移送には水を使用した。なお、以下に記載する樹脂移送は同様な操作で行った。
【００３９】
（２）第２工程（逆洗分離）
図２に示す様に、前記の再生塔（Ｒ）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アニオン交換樹脂（ＡＲ）及びカチオン交換樹脂（ＣＲ）の樹脂毎の分離層を形成した。
【００４０】
（３）第３工程（アニオン交換樹脂移送）
図３に示す様に、前記の再生塔（Ｒ）において、成層分離したアニオン交換樹脂層を再生塔（Ｒ）の中間抜出管（Ａ）から精製塔（Ｓ）のＭＢ室に移送した。
【００４１】
（４）第４工程（強酸性カチオン交換樹脂の再生）
図４に示す様に、再生塔（Ｒ）の上部から酸再生剤（７重量％塩酸水溶液）を供給し、下部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全量に対して１．０容量倍、液温度は常温、液流速（空間速度）は２．０Ｈｒ−１であった。再生塔中の％は、カチオン交換樹脂の再生率を示す。
【００４２】
（５）第４工程（アニオン交換樹脂の再生）
図４に示す様に、精製塔（Ｓ）の塔上部液導入管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、下部液排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全量に対して１．５容量倍、液温度は常温、液流速（空間速度）は２．０Ｈｒ−１であった。アルカリ再生液は、Ｃ室の内壁に沿って流れるように供給した。
【００４３】
（６）第５工程、（カチオン交換樹脂移送）
図５に示す様に、再生塔（Ｒ）で再生された強酸性カチオン交換樹脂層の上部樹脂を再生塔Ｒの上部中間抜出管（Ｂ）から精製塔（Ｓ）のＣ室下部に移送した。
次いで、再生塔内に残存する強酸性カチオン交換樹脂層の上部樹脂を下部中間抜出管（Ｃ）から精製塔（Ｓ）のＣ室の強酸性カチオン交換樹脂層の上に移送し積層した。
【００４４】
（７）第６工程（カチオン交換樹脂移送）
再生塔に残存する強酸性カチオン交換樹脂を塔下部抜出管（Ｄ）から精製塔（Ｓ）のＭＢ室に移送した。
【００４５】
（８）第７工程
図６に示す様に、精製塔（Ｓ）のＭＢ室に空気を圧入し、強酸性カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂層を形成した。
【００４６】
再生工程の終了した精製塔（Ｓ）を使用して、再び原料糖液の精製工程を行なった。この操作を１０回繰り返した。
原料糖液、３回目及び１０回目処理後の精製糖液の液質測定結果を表−１に示す。
【００４７】
＜比較例＞
従来法に従い、カチオン塔、アニオン塔、混合樹脂（混床）塔の３塔を直列に連結した塔を使用し、原料糖液の精製及び樹脂の再生を行った。各塔には以下のイオン交換樹脂を充填した。
カチオン塔
強酸性カチオン交換樹脂：ダイヤイオンＳＫ１Ｂ充填樹脂量５０ｍｌ
アニオン塔
弱塩基性アニオン交換樹脂：ダイヤイオンＷＡ３０充填樹脂量６０ｍｌ
混合樹脂（混床）塔
強酸性カチオン交換樹脂：ダイヤイオンＳＫ１Ｂ充填樹脂量１５ｍｌ
強塩基性アニオン交換樹脂：ダイヤイオンＰＡ４０８充填樹脂量３０ｍｌ
【００４８】
再生処理方法
カチオン塔再生剤：６５ｇ／Ｌ−Ｒ（１００％ＨＣｌ換算）、３％ＨＣｌ使用
アニオン搭再生剤：６５ｇ／Ｌ一Ｒ（１００％ＮａＯＨ換算）、４％ＮａＯＨ使用
混床塔再生剤：８５ｇ／Ｌ−Ｒ（１００％ＨＣｌ換算）、８％ＨＣｌ使用
１１０ｇ／Ｌ−Ｒ（１００％ＮａＯＨ換算）、４％ＮａＯＨ使用
上記実施例１の精製工程と同様な条件で、糖液処理をカチオン塔、アニオン塔、混床塔の順に下向流処理した。糖液処理後、カチオン塔の再生は向流再生方式、アニオン塔の再生は並流再生方式で行った。混床塔の再生は常法により樹脂を逆洗成層分離後、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂それぞれを再生した。
比較例についても再生処理と糖液精製処理を１０回繰り返して行い、その結果を表−１に示す。
【００４９】
表−１に使用した原料糖液の液質（Ｆ）、実施例と比較例の３回目及び１０回目の精製糖液（Ｐ）及び（Ｐ‘）の液質を示す。
【００５０】
【表１】
2005087141.tif 000003
【００５１】
表−１から明らかな様に本発明による精製糖液質（Ｐ）は比較例（従来法）と同程度の極めて高純度であり、一方、処理量は本発明では長期間に亘り安定しているが、比較例では長期間の使用によりやや安定せず処理量の低下が予測される。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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の糖液精製装置を示す系統略図である。
【図２】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図［第２工程（逆洗分離）］
【図３】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（第３工程）
【図４】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（第４工程）
【図５】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（第５工程、第６工程）
【図６】本発明の好ましい態様の一例を示す説明図（第７工程）
【符号の説明】
【００５３】
Ｓ：精製塔
Ｒ：再生塔
Ｃ：Ｃ室
Ａ：Ａ室
ＭＢ：ＭＢ室
Ｓ１１１、ＣＲ：カチオン交換樹脂層
Ｓ１１２、ＡＲ：アニオン交換樹脂層
Ｓ１１３、（ＣＲ＋ＡＲ）：混合樹脂層
Ｓ１２１、Ｓ１２４：分散管
Ｂ１，Ｂ２：仕切り板
Ｓ１２３、Ｓ１２５：集液管
Ｓ１３１、Ｓ１３２：樹脂抜出し管
Ｒ１１１、ＡＲ：アニオン交換樹脂層
Ｒ１１３、ＣＲ：カチオン交換樹脂層
Ｒ１２１：分散管
Ｒ１２３：集液管
Ｒ１３１、Ｒ１３３：樹脂抜出し管
１０１、１０２：糖液流通配菅
１０３：Ａ室とＭＢ室との連通配管
２０１、２０２、３０１、３０２、３０３：再生剤流通配管
４０１、４０２：樹脂移送配管
５０１、５０２，５０３：樹脂返送配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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