(57)【要約】原料サトウキビジュースを加工する方法であって、サトウキビジュースのｐＨを、微生物学的活性が実質的に消滅するｐＨまで低下させること；サトウキビジュースからクロロフィルを分離すること；サトウキビジュースから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離すること；殺菌によってサトウキビジュース中のポリフェノール・オキシターゼ（ＰＰＯ）を変性させること；サトウキビジュースから変性したポリフェノール・オキシターゼを分離すること、を含む方法。【選択図】図３
2020520234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料サトウキビジュースを加工する方法であって、
サトウキビジュースのｐＨを、微生物学的活性が実質的に消滅するｐＨまで低下させること；
サトウキビジュースからクロロフィルを分離すること；
サトウキビジュースから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離すること；
殺菌によってサトウキビジュース中のポリフェノール・オキシターゼ（ＰＰＯ）を変性させること；
サトウキビジュースから変性したポリフェノール・オキシターゼを分離すること、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、ＰＰＯを変性させた後、および変性ＰＰＯをサトウキビジュースから分離する前に、サトウキビジュースのｐＨを上昇させることを、さらに含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、ｐＨが低下したサトウキビジュースからクロロフィルを分離する前に、ｐＨが低下したサトウキビジュースを５０℃から７０℃に加熱することを、含む方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法であって、１つ以上のクロロフィルの分離、０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子の分離、およびサトウキビジュースからの変性したポリフェノール・オキシターゼの分離は、サトウキビジュースを遠心分離機にかけることを含む、方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法であって、サトウキビから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離することは、サトウキビジュースをマイクロ濾過すること、またはサトウキビジュースを遠心除菌することを含む、方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法であって、殺菌は、
ａ）加熱殺菌；
ｂ）パルス電界（ＰＥＦ）殺菌；
ｃ）高圧殺菌、
のうちの１つ以上を含む、方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の方法であって、ｐＨの低下は、ｐＨを３．８から４．２に低下させることを含む、方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の方法であって、原料サトウキビジュースのｐＨを低下させることは、原料サトウキビジュース中に存在するクロロフィルの中心成分の等電点にｐＨを低下させることを含む、方法。
【請求項９】
請求項２から８のいずれか１項に記載の方法であって、ｐＨの上昇は、ｐＨを４．２から７に上昇させることを含む、方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の方法であって、ｐＨの低下は、クエン酸を用いてｐＨを低下させることを含む、方法。
【請求項１１】
請求項２から１０のいずれか１項に記載の方法であって、ｐＨの上昇は、重炭酸ナトリウムを用いてｐＨを上昇させることを含む、方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法であって、粒子の分離は、０．２ミクロンより大きい直径を有する粒子を除去することを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法であって、殺菌は、サトウキビジュースを８０℃から１００℃で１０から２０秒間加熱することを含む、方法。
【請求項１４】
請求項２から１３のいずれか１項に記載の方法であって、殺菌は、サトウキビジュースを加熱することを含み、サトウキビジュースは、殺菌されたサトウキビジュースのｐＨを上昇させる前に冷却される、方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法であって、サトウキビジュースは、ｐＨを低下させるステップ、ｐＨを上昇させるステップ、および殺菌のステップのうちの１つ以上のステップの間、撹拌される、方法。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法であって、濃縮サトウキビシロップを形成するように蒸発によってサトウキビジュースを濃縮することを、さらに含む方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法であって、サトウキビを洗浄すること；洗浄されたサトウキビから原料サトウキビジュースを取り出すこと、をさらに含む方法。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法であって、サトウキビの洗浄は、サトウキビを、加圧洗浄、タンブリングおよび／またはスクラビングすることを含む、方法。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の方法であって、サトウキビの洗浄は、サトウキビを殺生物剤または過酸化物で洗浄することを含む、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、サトウキビの洗浄は、殺生物剤または過酸化物での洗浄の後、所定の温度で水を用いてサトウキビを洗浄することを含む、方法。
【請求項２１】
請求項１７から２０のいずれか１項に記載の方法であって、取り出しは、取り出されたサトウキビジュースからサトウキビ繊維を分離することを含み、前記方法は、サトウキビ繊維を乾燥させることをさらに含む、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、サトウキビ繊維を乾燥させる前に、残った砂糖を除去するためにサトウキビ繊維を浸して柔らかにすることおよび洗浄することをさらに含む、方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、サトウキビ繊維は、温風を用いて乾燥される、方法。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載の方法であって、サトウキビ繊維を乾燥させる前に、洗浄したサトウキビ繊維から余分な水分を除去することを、さらに含む方法。
【請求項２５】
請求項２１から２４のいずれか１項に記載の方法であって、サトウキビ繊維は、乾燥中コンベア上で運ばれる、方法。
【請求項２６】
請求項２１から２５のいずれか１項に記載の方法であって、乾燥したサトウキビ繊維をひいて粉にすることを、さらに含む方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、乾燥したサトウキビ繊維は、１から２ミクロンに粉砕される、方法。
【請求項２８】
請求項２１から２７のいずれか１項に記載の方法であって、サトウキビジュースの殺菌のステップ、およびサトウキビジュースの分離のステップのうちの１つ以上の間に生成される余分な熱エネルギーは、サトウキビ繊維を乾燥させるのに使用される、方法。
【請求項２９】
原料サトウキビジュースを加工するシステムであって、
サトウキビジュースのｐＨを、微生物学的活性が実質的に消滅するｐＨまで低下させる酸性化ユニット；
サトウキビジュースからクロロフィルを分離する第１分離ユニット；
サトウキビジュースから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離する第２分離ユニット；
殺菌によってサトウキビジュース中のポリフェノール・オキシターゼ（ＰＰＯ）を変性させる殺菌ユニット；
サトウキビジュースから変性したポリフェノール・オキシターゼを分離する第３分離ユニット、
を含むシステム。
【請求項３０】
請求項２９に記載のシステムであって、ＰＰＯを変性させた後、および変性ＰＰＯをサトウキビジュースから分離する前に、サトウキビジュースのｐＨを上昇させる中和ユニットを、さらに含むシステム。
【請求項３１】
請求項２９に記載のシステムであって、ｐＨが低下したサトウキビジュースからクロロフィルを分離する前に、ｐＨが低下したサトウキビジュースを５０℃から７０℃に加熱する加熱器を、含むシステム。
【請求項３２】
請求項２９から３１のいずれか１項に記載のシステムであって、第１分離ユニット、第２分離ユニット、および第３分離ユニットのうちの１つ以上は、遠心分離機を含む、システム。
【請求項３３】
請求項２９から３２のいずれか１項に記載のシステムであって、第２分離ユニットは、マイクロ濾過ユニットを含む、システム。
【請求項３４】
請求項２９から３３のいずれか１項に記載のシステムであって、殺菌ユニットは、
ａ）加熱殺菌機；
ｂ）パルス電界（ＰＥＦ）殺菌機；
ｃ）高圧殺菌機、
のうちの１つ以上を含む、システム。
【請求項３５】
請求項２９から３４のいずれか１項に記載のシステムであって、酸性化ユニットは、サトウキビジュースのｐＨを３．８から４．２に低下させるように構成される、システム。
【請求項３６】
請求項２９から３５のいずれか１項に記載のシステムであって、酸性化ユニットは、サトウキビジュース中に存在するクロロフィルの中心成分の等電点にサトウキビジュースのｐＨを低下させるように構成される、システム。
【請求項３７】
請求項３０から３６のいずれか１項に記載のシステムであって、中和ユニットは、サトウキビジュースのｐＨを４．２から７に上昇させるように構成される、システム。
【請求項３８】
請求項２９から３７のいずれか１項に記載のシステムであって、酸性化ユニットは、クエン酸を用いてサトウキビジュースのｐＨを低下させるように構成される、システム。
【請求項３９】
請求項３０から３８のいずれか１項に記載のシステムであって、中和ユニットは、重炭酸ナトリウムを用いてサトウキビジュースのｐＨを低下させるように構成される、システム。
【請求項４０】
請求項２９から３９のいずれか１項に記載のシステムであって、第２分離ユニットは、０．２ミクロンより大きい直径を有する粒子を除去するように構成される、システム。
【請求項４１】
請求項２９から４０のいずれか１項に記載のシステムであって、殺菌ユニットは、濾過されたサトウキビジュースを８０℃から１００℃で１０から２０秒間加熱するように構成される、システム。
【請求項４２】
請求項３０から４１のいずれか１項に記載のシステムであって、殺菌ユニットは、濾過されたサトウキビジュースを加熱するように構成され、サトウキビジュースは、殺菌されたサトウキビジュースのｐＨを上昇させる前に冷却される、システム。
【請求項４３】
請求項２９から４２のいずれか１項に記載のシステムであって、ｐＨを低下させるステップ、ｐＨを上昇させるステップ、および殺菌のステップのうちの１つ以上のステップの間、サトウキビジュースを撹拌する１つ以上の撹拌機を、さらに備えるシステム。
【請求項４４】
請求項２９から４３のいずれか１項に記載のシステムであって、濃縮サトウキビシロップを形成するように蒸発によってサトウキビジュースを濃縮するブリックス調整ユニットを、さらに備えるシステム。
【請求項４５】
請求項２９から４４のいずれか１項に記載のシステムであって、
サトウキビを洗浄する洗浄ユニット；および
洗浄されたサトウキビから原料サトウキビジュースを取り出す取出ユニット、
をさらに備えるシステム。
【請求項４６】
請求項４５に記載のシステムであって、洗浄ユニットは、サトウキビを、加圧洗浄、タンブルおよび／またはスクラブするように構成される、システム。
【請求項４７】
請求項４５または４６に記載のシステムであって、洗浄ユニットは、サトウキビを殺生物剤または過酸化物で洗浄するように構成される、システム。
【請求項４８】
請求項４７に記載のシステムであって、洗浄ユニットは、殺生物剤または過酸化物での洗浄の後、所定の温度で水を用いてサトウキビを洗浄するように、構成される、システム。
【請求項４９】
請求項４５から４８のいずれか１項に記載のシステムであって、取出ユニットは、取り出されたサトウキビジュースからサトウキビ繊維を分離するように、構成され、前記システムは、サトウキビ繊維を乾燥させる乾燥ユニットをさらに備える、システム。
【請求項５０】
請求項４９に記載のシステムであって、サトウキビ繊維を乾燥させる前に、残った砂糖を除去するためにサトウキビ繊維を浸して柔らかにすることおよび洗浄する調製ユニットをさらに備える、システム。
【請求項５１】
請求項５０に記載のシステムであって、サトウキビ繊維は、温風を用いて乾燥される、システム。
【請求項５２】
請求項５０または５１に記載のシステムであって、調製ユニットは、サトウキビ繊維の乾燥の前に、洗浄したサトウキビ繊維から余分な水分を除去するようにさらに構成される、システム。
【請求項５３】
請求項４９から５２のいずれか１項に記載のシステムであって、サトウキビを運ぶコンベアを、さらに含むシステム。
【請求項５４】
請求項４９から５３のいずれか１項に記載のシステムであって、乾燥したサトウキビ繊維をひいて粉にする粉砕ユニットを、さらに含むシステム。
【請求項５５】
請求項５４に記載のシステムであって、粉砕ユニットは、乾燥したサトウキビ繊維を１から２ミクロンに粉砕するように構成される、システム。
【請求項５６】
請求項４９から５５のいずれか１項に記載のシステムであって、サトウキビジュースの殺菌のステップ、およびサトウキビジュースの分離のステップのうちの１つ以上の間に生成される余分な熱エネルギーは、サトウキビ繊維を乾燥させるのに使用される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バイオマス加工、特に原料サトウキビの加工に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サトウキビは、茎の節間に、高濃度の蔗糖、すなわち糖を貯蔵する主にその能力のために世界の熱帯および亜熱帯地方で栽培されている、成長する単子葉作物である。ソルガムは、サトウキビの近縁種であり、サトウキビのようであり、「スイートソルガム」として知られる特定の種類のソルガムも、その茎に多量の糖をためる。穀物成熟の頃では、スイートソルガムは、茎のジュース中に１０から２５％の糖を有し、スクロースが主な二糖類である。
【０００３】
典型的に、サトウキビは、収穫前に１０から１８ヶ月にわたって生育し、成熟したサトウキビは、高さが２から４メートルの間を占め、理想的には糖度が最も高いときに収穫される。オーストラリアおよび他の技術的に進んだ国では、サトウキビは、様々な自動刈り取り機で収穫される。刈り取り機は、地表近くで、サトウキビ茎をその付け根で切断し、サトウキビ茎を様々な切断器具を通じて送り込み、さらなる加工のために容易に収集および工場に搬送されることができるサトウキビのビレットを作り出す。
【０００４】
サトウキビのビレットは、典型的に容器に集められ、ディーゼル機関車または同様のものなどの、様々な方法によって、サトウキビ工場に運ばれる。サトウキビは、工場への新鮮なサトウキビ供給を維持するために、最も早く収穫されたサトウキビが最初に加工されるように、通常は加工される。サトウキビは、その後通常は、サトウキビを繊維状物質になるよう細かく切るように、ハンマーミルで細断される。細断されたサトウキビは、その後通常は、繊維状物質から糖分が多いジュースを取るように、一連の粉砕ミルを通じて供給される。通常は、ジュースは、煮沸によって水分を取り除かれ、乾燥した結晶性の砂糖製品を残す。
【０００５】
ジュースの非糖部分は、消費されたときに多くの有益な健康効果を有することが、分かっている。ジュースのこの部分は、ビタミン、および、カルシウム、クロム、コバルト、銅、マグネシウム、マンガン、リン、カリウムおよび亜鉛を含むミネラルが、豊富である。それは、また、鉄およびビタミンＡ、Ｃ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ５およびＢ６を、高濃度の植物栄養素、抗酸化物質および他の健康促進化合物と共に、含み得る。
【０００６】
サトウキビジュースの栄養価は、サトウキビが切断された後に指数関数的に減少する。サトウキビを、最終的な食品等級ジュースに加工する従来の方法は、加工の各ステップ中およびその間に（収穫から最終製品の生産まで）著しく遅延し、それによって、途中で最終製品の品質および健康効果を低下させる。加えて、従来の加工方法は、酵素的褐変のために変色したサトウキビジュースを作り出す。
【０００７】
本明細書に含まれている文書、行為、物質、装置、品物または同様のものは、これらの事項のいずれかまたは全てが、先行技術の一部を形成する、または、この出願の各請求項の優先日前に存在していた本開示に関連する分野の技術常識である、と認めるものと解釈されるべきでない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の第１態様によると、原料サトウキビジュースを加工する方法が提供され、それは以下を含む：サトウキビジュースのｐＨを、微生物学的活性が実質的に消滅するｐＨまで低下させること；サトウキビジュースからクロロフィルを分離すること；サトウキビジュースから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離すること；殺菌によってサトウキビジュース中のポリフェノール・オキシターゼ（ＰＰＯ）を変性させること；サトウキビジュースから変性したポリフェノール・オキシターゼを分離すること。
【０００９】
方法は、ＰＰＯを変性させた後、および変性ＰＰＯをサトウキビジュースから分離する前に、サトウキビジュースのｐＨを上昇させることを、さらに含んでよい。
【００１０】
方法は、ｐＨが低下したサトウキビジュースからクロロフィルを分離する前に、ｐＨが低下したサトウキビジュースを５０℃から７０℃に加熱することを、さらに含んでよい。
【００１１】
方法は、１つ以上のクロロフィルを分離すること、０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子の分離、およびサトウキビジュースからの変性したポリフェノール・オキシターゼの分離は、サトウキビジュースを遠心分離機にかけることを含むことを、さらに含んでよい。
【００１２】
サトウキビから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離することは、サトウキビジュースをマイクロ濾過すること、またはサトウキビジュースを遠心除菌することを、含んでよい。
【００１３】
殺菌は、以下の１つ以上を含んでよい。
ａ）加熱殺菌；
ｂ）パルス電界（ＰＥＦ）殺菌；および
ｃ）高圧殺菌。
【００１４】
ｐＨの低下は、ｐＨを３．８から４．２に低下させることを含んでよい。
【００１５】
原料サトウキビジュースのｐＨを低下させることは、原料サトウキビジュース中に存在するクロロフィルの中心成分の等電点にｐＨを低下させることを、含んでよい。ｐＨを、クエン酸を用いて低下させてよい。
【００１６】
ｐＨの上昇は、ｐＨを４．２から７に上昇させることを含んでよい。ｐＨを、重炭酸ナトリウムを用いて上昇させてよい。
【００１７】
濾過は、０．２ミクロンより大きい直径を有する粒子を除去することを、含んでよい。
【００１８】
殺菌は、濾過されたサトウキビジュースを８０℃から１００℃で１０から２０秒間加熱することを、含んでよい。
【００１９】
殺菌は、濾過されたサトウキビジュースを加熱することを含んでよい。サトウキビジュースは、殺菌されたサトウキビジュースのｐＨを上昇させる前に冷却されてよい。
【００２０】
サトウキビジュースは、ｐＨを低下させるステップ、ｐＨを上昇させるステップ、および殺菌のステップのうちの１つ以上のステップの間、撹拌されてよい。
【００２１】
方法は、濃縮サトウキビシロップを形成するように蒸発によってサトウキビジュースを濃縮することを、さらに含んでよい。
【００２２】
方法は、サトウキビを洗浄すること；および洗浄されたサトウキビから原料サトウキビジュースを取り出すことを、さらに含んでよい。サトウキビの洗浄は、サトウキビを、加圧洗浄、タンブリングおよび／またはスクラビングすることを含んでよい。サトウキビの洗浄は、サトウキビを殺生物剤または過酸化物で洗浄することを含んでよい。
【００２３】
取り出しは、取り出されたサトウキビジュースからサトウキビ繊維を分離することを、含んでよい。方法は、サトウキビ繊維を乾燥させることを、さらに含んでよい。
【００２４】
方法は、サトウキビ繊維を乾燥させる前に、残った砂糖を除去するためにサトウキビ繊維を浸して柔らかにすることおよび洗浄することを、さらに含んでよい。サトウキビ繊維は、温風を用いて乾燥されてよい。
【００２５】
方法は、サトウキビ繊維を乾燥させる前に、洗浄したサトウキビ繊維から余分な水分を除去することを、さらに含んでよい。
【００２６】
サトウキビ繊維は、乾燥中コンベア上で運ばれてよい。
【００２７】
方法は、乾燥したサトウキビ繊維をひいて粉にすることを、さらに含んでよい。
【００２８】
乾燥したサトウキビ繊維は、１から２ミクロンに粉砕されてよい。
【００２９】
ある実施形態では、サトウキビジュースの殺菌のステップ、およびサトウキビジュースの分離のステップのうちの１つ以上の間に生成される余分な熱エネルギーは、サトウキビ繊維を乾燥させるのに使用されてよい。
【００３０】
さらなる態様によると、原料サトウキビジュースを加工するシステムが提供され、それは以下を含む：サトウキビジュースのｐＨを、微生物学的活性が実質的に消滅するｐＨまで低下させる酸性化ユニット；サトウキビジュースからクロロフィルを分離する第１分離ユニット；サトウキビジュースから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離する第２分離ユニット；殺菌によってサトウキビジュース中のポリフェノール・オキシターゼ（ＰＰＯ）を変性させる殺菌ユニット；サトウキビジュースから変性したポリフェノール・オキシターゼを分離する第３分離ユニット。
【００３１】
システムは、ＰＰＯを変性させた後、および変性ＰＰＯをサトウキビジュースから分離する前に、サトウキビジュースのｐＨを上昇させる中和ユニットを、さらに含んでよい。
【００３２】
システムは、ｐＨが低下したサトウキビジュースからクロロフィルを分離する前に、ｐＨが低下したサトウキビジュースを５０℃から７０℃に加熱する加熱器を、さらに含んでよい。
【００３３】
第１分離ユニット、第２分離ユニット、および第３分離ユニットのうちの１つ以上は、遠心分離機を含んでよい。
【００３４】
第２分離ユニットは、マイクロ濾過ユニットを含んでよい。
【００３５】
殺菌ユニットは、以下の１つ以上を含んでよい。
ａ）加熱殺菌機；
ｂ）パルス電界（ＰＥＦ）殺菌機；
ｃ）高圧殺菌機。
【００３６】
酸性化ユニットは、サトウキビジュースのｐＨを３．８から４．２に低下させるように構成されてよい。
【００３７】
酸性化ユニットは、サトウキビジュース中に存在するクロロフィルの中心成分の等電点にサトウキビジュースのｐＨを低下させるように構成されてよい。
【００３８】
中和ユニットは、サトウキビジュースのｐＨを４．２から７に上昇させるように構成されてよい。
【００３９】
酸性化ユニットは、クエン酸を用いてサトウキビジュースのｐＨを低下させるように構成されてよい。
【００４０】
中和ユニットは、重炭酸ナトリウムを用いてサトウキビジュースのｐＨを低下させるように構成されてよい。
【００４１】
第２分離ユニットは、０．２ミクロンより大きい直径を有する粒子を除去するように構成されてよい。
【００４２】
殺菌ユニットは、濾過されたサトウキビジュースを８０℃から１００℃で１０から２０秒間加熱するように構成されてよい。
【００４３】
殺菌ユニットは、濾過されたサトウキビジュースを加熱するように構成されてよい。サトウキビジュースは、殺菌されたサトウキビジュースのｐＨを上昇させる前に冷却されてよい。
【００４４】
システムは、ｐＨを低下させるステップ、ｐＨを上昇させるステップ、および殺菌のステップのうちの１つ以上のステップの間、サトウキビジュースを撹拌する１つ以上の撹拌機を、さらに備えてよい。
【００４５】
システムは、濃縮サトウキビシロップを形成するように蒸発によってサトウキビジュースを濃縮するブリックス調整ユニットを、さらに備えてよい。
【００４６】
システムは、サトウキビを洗浄する洗浄ユニット；および洗浄されたサトウキビから原料サトウキビジュースを取り出す取出ユニットを、さらに備えてよい。
【００４７】
洗浄ユニットは、サトウキビを、加圧洗浄、タンブルおよび／またはスクラブするように構成されてよい。
【００４８】
洗浄ユニットは、サトウキビを殺生物剤または過酸化物で洗浄するように構成されてよい。
【００４９】
洗浄ユニットは、殺生物剤または過酸化物での洗浄の後、所定の温度で水を用いてサトウキビを洗浄するように、構成されてよい。
【００５０】
取出ユニットは、取り出されたサトウキビジュースからサトウキビ繊維を分離するように、構成されてよい。
【００５１】
システムは、サトウキビ繊維を乾燥させる乾燥ユニットを、さらに備えてよい。
【００５２】
システムは、サトウキビ繊維を乾燥させる前に、残った砂糖を除去するためにサトウキビ繊維を浸して柔らかにするおよび洗浄する調製ユニットを、さらに備えてよい。
【００５３】
サトウキビ繊維は、温風を用いて乾燥されてよい。
【００５４】
調製ユニットは、サトウキビ繊維の乾燥の前に、洗浄したサトウキビ繊維から余分な水分を除去するように、さらに構成されてよい。
【００５５】
システムは、サトウキビを運ぶコンベアを、さらに含んでよい。
【００５６】
システムは、乾燥したサトウキビ繊維をひいて粉にする粉砕ユニットを、さらに含んでよい。
【００５７】
粉砕ユニットは、乾燥したサトウキビ繊維を１から２ミクロンに粉砕するように、構成されてよい。
【００５８】
サトウキビジュースの殺菌のステップ、およびサトウキビジュースの分離のステップのうちの１つ以上の間に生成される余分な熱エネルギーは、サトウキビ繊維を乾燥させるのに使用される。
【００５９】
この明細書にわたって、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、または「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの変形は、記載された要素、整数またはステップ、または一群の要素、整数またはステップの包含を意味するが、他の要素、整数またはステップ、または一群の要素、整数またはステップの除外を意味しないことが、理解されるであろう。
【００６０】
本開示の実施形態が、非限定的例として、添付図面に関連してこれから記載される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本開示の実施形態によるサトウキビ加工システムの概略図である。
【図２】図１のシステムのモジュールによって行われるプロセスのフロー図である。
【図３】図１に示される繊維加工ユニットおよびジュース加工ユニットの詳細概略図である。
【図４】図３に示されるブリックス調整モジュールの詳細概略図である。
【図５】サトウキビジュースを加工する方法を示すフロー図である。
【図６】図５に示される方法を用いて加工されたジュースのブリックス濃度を調整する方法を示すフロー図である。
【図７】図１および３に示される繊維加工ユニットによって行われるプロセスのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
本開示の実施形態は、刈られたばかりのサトウキビの食品等級安定サトウキビジュース、シロップ、および粉末への非常に効率的な変換を実現することができ、それによって、サトウキビ製品中に存在するビタミンおよびミネラルレベルの維持を最大限にする、サトウキビジュースおよび繊維生産に対するプロセス全体のアプローチを包含する。本明細書に記載される実施形態は、最終製品中の健康促進化合物の損失がほとんどまたは全くなく、微生物学的に制御された環境でサトウキビを加工する効率を高めるのに役立ち得る。
【００６３】
例えば、発明者らは、別々のジュース清澄ステップを伴う２段階プロセスを開発した。第１清澄ステップでは、セルロースおよびクロロフィルが、集められ、ジュースから除去される。第２清澄ステップではポリフェノール・オキシターゼ（ＰＰＯ）が、ジュースから除去される。除去プロセス中にクロロフィルおよびＰＰＯを不活性化することによって、酵素的褐変が実質的に無くなる。結果として得られたサトウキビジュース製品は、元の原料サトウキビ中に存在するフラボノイドおよびミネラル成分のすべてを維持することができるが、その透明性および安定性は、先行技術のプロセスから製造されたジュースと比較して大幅に改善され得る。
【００６４】
図１は、本開示の実施形態によるサトウキビ加工システム１００の概略図である。システム１００は、サトウキビ調製ユニット１０２、ジュース加工ユニット１０４および繊維加工ユニット１０６を備える。サトウキビ調製ユニット１０２は、サトウキビ受入容器１０８、衛生化ユニット１１０およびサトウキビプロセッサ１１２を備える。サトウキビ調製ユニット１０２は、収穫されたサトウキビを受け取り、それを原料サトウキビジュースおよび原料サトウキビ繊維に変え、原料サトウキビジュースおよび原料サトウキビ繊維が、その後ジュース加工ユニット１０４および繊維加工ユニット１０６にそれぞれ送られるように、動作可能である。
【００６５】
サトウキビ中の健康促進化合物の維持を最大限にするために、サトウキビの収穫と加工との間にできる限り遅延が少ないことが、重要である。従って、システム１００は、好ましくは、加工されるサトウキビの生育地に近いところに配置される。
【００６６】
原料サトウキビは、任意の適切な方法でシステム１００を通って運ばれてよい。しかしながら、システム１００のユニットの多くまたは全てが近いことが、好ましい。ユニットのそれぞれを通って１つのユニットから別のユニットにサトウキビを運ぶ適切な装置は、コンベア、シュート、ホッパーおよび供給ギアを含む。しかしながら、システムを通るサトウキビの自動輸送の他の方法は、当技術分野で公知であり、本開示の実施形態の範囲外ではない。
【００６７】
図２に関し、サトウキビ調製ユニット１０２によって行われるプロセス２００を、これから記載する。ステップ２０２で、原料サトウキビは、サトウキビ受入容器１０８で受け取られる。サトウキビは、収穫されたビレットで、またはスティックカットサトウキビ全体として、受入容器１０８で受け取られてよい。収穫作業中、ビレットは、サトウキビの頂部の葉の多い端部と、地面に最も近いサトウキビの下部の部分とを除去することによって生産される。残りのサトウキビは、その後ビレットを形成するように短い部分（長さ２０から３０ｃｍ）に切られる。スティックカットサトウキビ全体が受入容器１０８に提供される場合、後続の衛生化ユニット１１０を通過する前または後に、シュレッダーまたは飼料ヘッダー構成によって、サトウキビ茎は、受入容器内またはその近くで砕かれてよい。いずれの状況でも、サトウキビは、好ましくは、ごみといわれる緑色の葉が含まれない。
【００６８】
農家が収穫前にサトウキビ区画を潅漑することは一般的である。そうすることで、畑床上の腐った植物からの細菌は、サトウキビによって吸収される。サトウキビからジュースを取り出す前に、この細菌のできる限り多くを除去することが、好ましい。従って、受入容器１０８から、サトウキビは、任意の公知の方法で、例えばコンベアを介して、衛生化ユニット１１０に進む。衛生化ユニット１０４では、ステップ２０４および２０６が実行される。ステップ２０４で、原料サトウキビは、畑からまたは収穫および輸送中に拾い上げられた余分な破片および不純物を除去するように、洗浄、タンブルおよびスクラブされる。一実施形態では、この衛生化プロセスは、振動洗浄スクリーンを用いて行われる。サトウキビは、好ましくは、２ステッププロセスで洗浄される。このプロセスの第１ステップ２０６では、サトウキビは、サトウキビの表面上の有害生物を滅菌および破壊するように、Ｔｓｕｎａｍｉ（ＲＴＭ）を例とする、有機殺生物剤などの、殺生物剤で洗浄されてよい。他の実施形態では、過酸化物が、サトウキビを洗浄するのに使用されてよい。第２ステップ２０８では、まだ洗浄スクリーン上にある間に、原料サトウキビは、殺生物剤または他の殺菌剤を除去するように、および衛生化ユニット１１０での生物的防除を維持するように、温水または熱水を噴霧される。原料サトウキビを洗浄するのに使用される水は、好ましくは、３０℃から８０℃の温度である。例えば、サトウキビを洗浄するのに使用される水は、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃または８０℃未満の温度であってよい。これらの上限温度のいずれについても、適用可能な場合、サトウキビを洗浄するのに使用される水は、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、６０℃、６５℃より高い温度であってよい。
【００６９】
洗浄されたサトウキビは、その後、例えば、ホッパーおよび供給ギアを用いて、サトウキビプロセッサ１１２に運ばれる。サトウキビプロセッサ１１２は、その後ステップ２１０でサトウキビを原料ジュースと繊維に分ける。このプロセスは、公知の方法で、例えば、ベルトプレス、ハンマー、ローラー、スクリュープレス、遠心分離機、または原料サトウキビジュースからジュースを取り出して繊維を分離するように動作可能な他の機械的ジュース取出装置などの取出装置を使用して、サトウキビを細断し、破砕することを伴ってよい。
【００７０】
ジュースと繊維が取り出されて分けられると、さらに加工されるように、原料ジュースは、ステップ２１２でジュース加工ユニット１０４にアウトプットされ、原料繊維は、ステップ２１４で繊維加工ユニット１０６にアウトプットされる。代替実施形態では、原料繊維は廃棄され、原料ジュースのみが、さらに加工される。
【００７１】
ジュース加工ユニット１０４にアウトプットされる原料ジュースは、２３°Ｂｒの糖度および約５．４５のｐＨを通常有する。
【００７２】
図３に関し、ジュース加工ユニット１０４および繊維加工ユニット１０６の詳細概略図が示される。ジュース加工ユニット１０４は、一列に接続される（それらの間に示される矢印で図３に表されるように）複数の加工モジュールを備える。ジュースは、１つ以上のポンプ（図示せず）によってジュース加工ユニット１０４に送り出されることができる。当然のことながら、ジュースがジュース加工ユニット１０４に送り出されるときに損なわれないならば、任意の適切なポンプ構成が、この目的のために使用されてよい。ある実施形態では、１つ以上のローブポンプが使用されてよい。
【００７３】
ジュース加工ユニット１０４の部品は、粗フィルター３０２、酸性化ユニット３０４、第１保持タンク３０６、第１清澄器３０８、マイクロ濾過ユニット３１０、第２保持タンク３１２、および第２清澄器３１４を、含んでよい。ジュース加工ユニット１０４は、以下でより詳細に記載するように、サトウキビ製品の濃度を増加させるブリックス調整ユニット３１６を、さらに備えてよい。サトウキビジュースを殺菌するように、殺菌機（図示せず）も提供されてよい。殺菌機は、第２清澄器３１４のアウトプットに配置されてよく、ブリックス調整ユニット３０８に組み込まれてよく、またはブリックス調整ユニット３０８のアウトプットに配置されてよい。同様に、１つ以上の追加の殺菌ユニットが、加工ユニット１０４の上記の位置のいずれかに設けられてよい。
【００７４】
粗フィルター３０２は、サトウキビプロセッサ１１２から原料サトウキビジュースを受け取るジュースインプットが設けられる。フィルター３０２は、ジュース取出から原料サトウキビジュースに残ったセルロースまたは繊維などの、大きな粒子状物質を原料ジュースから除去するように構成される。フィルター３０２は、メッシュ袋または格子の形態であってよい。粗フィルター３０２は、直径が１０ミクロンより大きい、および好ましくは直径が５ミクロンの粒子を、除去するように構成されてよい。
【００７５】
ジュースが酵素的褐変するのを防ぐように、原料ジュースをできる限り早く酸性化することが、有利である。従って、酸性化ユニット３０４は、粗フィルター３０２を介してサトウキビプロセッサ１１２からアウトプットされたジュースを受け取るように、設けられる。酸性化ユニット３０４は、酸性化ユニット３０４内の原料サトウキビを酸性化するために、食品酸などの酸を酸性化ユニット３０４に注入するように構成された酸注入ユニット３２８と共に、ジュースをかき混ぜるように構成された１つ以上の撹拌機が設けられる。酸注入ユニット３２８は、１つ以上のインライン注入器と、酸性化ユニット３０４への酸の注入速度を制御する制御装置（図示せず）とを備えてよい。酸性化ユニット３０４は、酸性化ユニット３０４内のジュース／酸混合物のｐＨを測定し、この情報を酸注入ユニット３２８にフィードバックするように構成されたｐＨメーター３３０も、備えてよい。この受け取ったｐＨ情報に基づいて、酸注入ユニット３１２は、酸性化ユニット３０４の内容物のｐＨを所定のｐＨレベルに維持するように、酸性化ユニットに注入される酸の量を制御するように構成される。
【００７６】
第１保持タンク３０６は、加熱器と、酸性化ユニット３０４からアウトプットされたジュースを加熱する１つ以上の撹拌機とを備える。他の実施形態では、第１保持タンク３０６の代わりに、酸性化ユニット３０４自体が、酸性化後のジュースを加熱するのに使用されてよい。
【００７７】
第１および第２清澄器３０８，３１４は、以下でより詳細に記載されるように、プロセスの様々な段階で凝集した固体を除去するように設けられる。好ましくは、第１および第２清澄器３０８，３１４は、当技術分野で公知のように遠心分離機をそれぞれ備える。代替的に、第１および第２清澄器３０８，３１４は、分離器またはデカンターを備えてよい。
【００７８】
マイクロ濾過ユニット３１０は、ジュースからの微粒子物質を除去するように構成される。好ましくは、マイクロ濾過ユニットは、０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を濾過して取り除く働きをする。そうすることによって、フラボノイドおよびミネラル成分を通過させながら、細菌およびより大きなタンパク質（ジュースを変色させる）をジュースから濾過して取り除くことができる。
【００７９】
第２保持タンク３１２は、マイクロ濾過ユニット３１０からジュースを受け取り、ｐＨメーター３１８を備え、ｐＨメーター３１８は、ジュースのｐＨを測定し、この情報をアルカリ注入ユニット３２０にフィードバックするように構成される。この受け取ったｐＨ情報に基づいて、アルカリ注入ユニット３１２は、保持タンク３１２の内容物のｐＨを所定のｐＨレベルに維持するように、酸性化ユニットに注入されるアルカリの量を制御するように構成される。
【００８０】
ブリックス調整ユニット３１６は、より詳細に図４に示され、ジュースから全ての水を実質的に除去するように構成された乾燥機３２３と共に、シロップを製造するように原料サトウキビジュースの糖度を増加させる蒸発器３２１を備え、このようにして乾燥粉末を製造する。
【００８１】
蒸発器３２１は、流下膜式であってよく、複数の効果を有してよい。言い換えれば、蒸発器３２１は、複数の流下膜式蒸発器を備えてよく、第１流下膜式蒸発器の凝縮液（第１の効果として知られる）は、第２流下膜式蒸発器へのインプット（第２の効果として知られる）を提供するなどである。好ましくは、蒸発器３２１は、３つ以上の効果を有する多重効果流下膜式蒸発器を含む。
【００８２】
乾燥機３２３は、蒸発器３２１からアウトプットされたサトウキビシロップから乾燥粉末を製造する働きをする。ある実施形態では、乾燥機３２３は、噴霧乾燥機である。
【００８３】
実施形態に従って図３および４に示されるジュース加工ユニット１０４の動作を、図５に示されるフロー図に関連してこれから記載する。
【００８４】
ステップ４０２で、サトウキビプロセッサ１１２から受け取られた原料サトウキビジュースは、ジュース取り出しから原料サトウキビジュースに残ったセルロースまたは繊維を除去するように粗フィルター３０２を用いて濾過される。
【００８５】
粗く濾過されたサトウキビジュースは、その後、酸注入ユニット３１２による酸の添加によってステップ４０４で酸性化される。ジュースのｐＨは、少なくとも微生物学的活性が実質的に停止する点まで、すなわち、ｐＨ４．２まで、下げられる。
【００８６】
好ましくは、ジュースのｐＨは、クロロフィルのほぼ等電点に減少される。そうすることによって、クロロフィルの正味電荷がほぼゼロに減少されることができ、クロロフィルが清澄中により容易に除去されることができる。クロロフィルの等電点は、約３．８６であるが、加工されるサトウキビ中に存在する糖の量に応じて変わることがあり、それは、順に、サトウキビの成熟度（それが収穫されたときにその成長サイクルにあった）および土壌中に存在する硝酸塩の量によって決まり得る。従って、目標ｐＨは、サトウキビ加工ユニット１０２に供給されるサトウキビの季節変動および組成変動を考慮して調整されてよい。従って、ある実施形態では、ジュースのｐＨは、減少されて３．７から４に維持されることができる。
【００８７】
上記に加えて、ジュースのｐＨを４．０未満に低下させることは、ジュース中に存在するポリフェノール・オキシダーゼ（ＰＰＯ）を不活性化し、それによって、後続の加工ステップ中のジュースのＰＰＯ関連酵素的褐変が実質的に低減する。加工の開始時にジュースを酸性化するさらなる利点である。
【００８８】
発明者らは、高濃度で比較的弱い酸を添加することによってｐＨのより良好な制御が可能になることを見出した。適切な弱い酸の例は、酸注入ユニット３１２によって酸性化ユニット３０２に注入され得るアスコルビン酸である。ある実施形態では、およそ２０％濃度のアスコルビン酸の溶液が使用される。一実施形態では、この溶液は、６００グラムのアスコルビン酸を２４００グラムの水と混合することによって５０℃で作られる。他の実施形態では、クエン酸が使用されてよい。代替的に、レモンジュースやライムジュースなどの比較的酸性のフルーツジュースが、サトウキビジュースのｐＨを減少させるのに使用されてよい。
【００８９】
サトウキビジュース製品のｐＨが、ａ）微生物学的活性が実質的に停止する、ｂ）ＰＰＯが不活性である、およびｃ）ジュース中のクロロフィルがほぼゼロ正味電荷である、点まで減少されて、ステップ４０６で、ジュースは、５０℃から７０℃、好ましくは６０℃から７０℃およびより好ましくは６５℃に、加熱されてよい。ジュースの温度を上昇させることによって、クロロフィルと、一方では残留セルロースとの間、他方ではジュース水溶液との間、の密度差が増加する。これは、クロロフィルがジュースから除去されるプロセス４００の次のステップに備えて、クロロフィルを集めて凝集させる。
【００９０】
ステップ４０８で、酸性化されたジュース中に存在するクロロフィルおよび残留セルロースは、第１清澄器３０８でジュース製品から分離される。このステップは、好ましくは、遠心分離機によるが、代替的にフィルターを用いて行われてよい。
【００９１】
第１清澄器３０８から、ステップ４１０で、ジュースは、マイクロ濾過ユニット３０６に入り、そこでタンパク質などの微粒子状物質がジュースから分離される。好ましくは、直径が０．５ミクロンより大きい粒状物質が、この段階でジュースから分離される。これは、０．５ミクロンより大きい直径を有するが、ステップ４０８で第１清澄器３０８で分離されるバルク水溶液ジュースに対して十分に大きい密度差を有さない、細菌および粒状物質を、含み得る。この物質をジュースから分離するためにマイクロ濾過装置を使用する代わりに、遠心除菌機などの遠心分離機が、使用されてよい。
【００９２】
一方ではジュースからクロロフィルを、他方ではジュースから他の微粒子物質を、分離するステップ４０８，４１０は、２つの別々のステップで行われることが、留意される。他の実施形態では、しかしながら、これらの２つのステップは、クロロフィルも、例えば０．５ミクロンより大きい直径を有する他の微粒子物質も、同時にジュースから分離される、単一のステップにまとめられてよい。そのような実施形態では、遠心除菌機が、このプロセスを行うのに使用されてよい。
【００９３】
ステップ４１０でのマイクロ濾過の結果は、糖、フラボノイド、ミネラルおよび不活性化ＰＰＯを含む酸性化されたジュース製品である。この時点で、ジュースは、ジュース中に存在するＰＰＯを不活性化するように、４．０未満のｐＨを通常有する。しかしながら、ＰＰＯを除去せずに、ジュースのｐＨを中性状態に上昇させることは、ＰＰＯおよび他の酵素を活性化させ、ジュースを褐変させて損ねるプロセスを開始させるであろう。
【００９４】
従って、ステップ４１２で、ジュースは、ジュース中に存在するＰＰＯ酵素および他の酵素を変性させる温度に加熱される。ある実施形態では、ジュースは、９５℃の温度に１０分間加熱される。しかしながら、ジュースのフラボノイドおよびミネラル成分に影響を及ぼさずに、ジュース中に含まれるＰＰＯおよび他の酵素の変性をもたらす限り、任意の熱処理プロセスが用いられてよい。従って、いくつかの実施形態では、ジュースは、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、または１２０℃に加熱されてよい。ジュースがそれらの温度のいずれか１つに維持される時間は、例えば、５秒、１０秒、１５秒、２０秒、２５秒、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒または５０秒であってよい。
【００９５】
この熱処理ステップ４１２は、第２保持タンク３１２で、または、代替的に、マイクロ濾過ユニット３１０と第２保持タンク３１２との間に位置する別の保持タンクで、行われてよい。いずれの場合でも、ジュースが加熱されるタンクの壁にわたる温度差ΔＴは、好ましくは、タンクの壁でのジュースからの糖のカラメル化を防ぐように、できる限り小さく維持される。従って、ある実施形態では、タンクは、撹拌されるおよび／またはウォーター・ジャケットが設けられる。代替的に、ジュースは、その温度を上昇させる熱交換器を通過してよい。
【００９６】
本明細書に記載される実施形態は、高温、短時間（ＨＴＳＴ）熱処理を用いるが、代替実施形態では、他の方法の熱処理が、パルス電界殺菌および高圧殺菌を含むがこれに限定されない、加熱殺菌に代えてまたはそれに加えて、実施されてよい。殺菌ステップは、これらの殺菌技術の１つ以上を備えてよい。例えば、殺菌は、パルス電界殺菌と組み合わせた加熱殺菌を、採用してよい。
【００９７】
上記の熱処理ステップ４１４の後で、ジュースは、ステップ４１４で熱処理前の温度に冷却されてよい（受動的にまたは能動的に）。例えば、ジュースは、５０℃から７０℃、好ましくは６０℃から７０℃およびより好ましくは６５℃に、冷却されてよい。この冷却は、保持タンク３１２で、または別のタンク（図示せず）で、行われてよい、またはチューブ式熱交換器などの熱交換器を用いて行われてよい。
【００９８】
ＰＰＯ酵素（およびジュース中に存在する他の酵素）がもはや存在しないので、ジュースのｐＨは、酵素的褐変によるジュースの透明性を損なうリスクなしに、ステップ４１６で上昇されることができる。所望の最終製品のブリックス濃度に応じて、ジュースのｐＨは、４から７に上昇されることができる。ジュースのｐＨを６．５に上昇させることにより、ジュースが、約６．５の等電点の主成分を有する製品と混合されることができるようになる。
【００９９】
好ましくは、ジュースのｐＨは、アルカリと接触したときにジュース中の糖が燃焼するのを防ぐように、弱アルカリを用いて上昇される。ある実施形態では、重炭酸ナトリウムの８％飽和溶液（７．７のｐＨを有する）が、使用される。重炭酸ソーダなどの弱アルカリを用いても、ジュース中の分子の糖が燃焼するのを防ぐように、および溶液中のアルカリの均一な分布を確実にするように、ジュースアルカリ混合物を撹拌することが有利である。他の実施形態では、より強いアルカリを、酸性化されたジュースを中和するのに使用することができる。そのような場合には、アルカリは、先と同様にジュース中の糖の燃焼を防ぐように、ターボミキサーまたは同様のものを用いてジュースに添加されてよい。
【０１００】
当然のことながら、ある実施形態では、約４のｐＨを有する最終製品が、望まれ得る。ジュースのｐＨを上昇させるステップ４１６は、選択的であり、従って、プロセス４００から外されてよい。
【０１０１】
ブリックス調整のためにジュースを調製するのと同様に、ジュースのｐＨを上昇させることによって、また、その中に含まれる変性ＰＰＯ酵素が凝集し、それは、順に、後続のプロセスステップでのそのようなＰＰＯ酵素の除去の効率を高める。ジュースからのＰＰＯの分離の効率をさらに高めるために、中和されたジュースは、凝集ＰＰＯ酵素がタンクの底に沈降できるように、放置されてよい（撹拌せずに）。ジュースは、その後、ステップ４１８で、例えば第２清澄器３１４で清澄される前に、ＰＰＯの大部分から分離されることができる。
【０１０２】
ステップ４１８での清澄中、ジュースは、残留ＰＰＯ、他の酵素、およびジュース中に依然として残っている微生物の大部分から、分離される。ステップ４１８での清澄は、遠心分離、濾過によっておよび／または沈殿中の酵素の凝集後の上澄みジュースを静かに移すことによって、行われてよい。
【０１０３】
ステップ４１８での清澄の後の結果として得られるジュース製品は、セルロース、クロロフィルおよびＰＰＯ酵素がない、および原料サトウキビジュース中にもともと存在していたフラボノイドおよびミネラルが豊富である、ほぼ透明な含水サトウキビ製品である。
【０１０４】
ジュースがステップ４１８で清澄された後、それは、その後、最終製品に、それがジュース、シロップまたは粉末でも、加工されるように、ブリックス調整ユニット３１６に入ってよい。ブリックス調整ユニット３１６は、原料サトウキビジュースを、３つの最終製品、または、ジュース、シロップおよび粉末のうちの１つまたは２つに、加工するように構成されてよい。
【０１０５】
今度は図６に関し、所望の最終製品がサトウキビジュースの場合、ジュースのブリックス濃度は、ステップ４２０での水の添加によって８°Ｂｒから１２°Ｂｒに調整されてよい。最終製品は、高いミネラルおよびビタミン含有量を有する食品等級滅菌サトウキビジュースである。ジュースは、流通要件に応じて、業界標準無菌フィラーを介してバルク容器または冷蔵タンカーに、放出されてよい。最終ジュース製品は、当技術分野で公知の適切なプロセスを用いてパッケージされてよい。
【０１０６】
所望の最終製品がサトウキビシロップである場合、ステップ４２２で、ジュースは、ジュースからの水の蒸発によってジュース中の糖度（ブリックス）を増加させるように、蒸発ユニット３２１にポンプで送り込まれる。蒸発の温度は、要求される蒸発を依然として達成しながら、ジュースへのダメージを制限するように、選択される。例では、蒸発器は、４０から４５℃、４５から５０℃、５５から６０℃、６０から６５℃、または６５から７０℃で動作してよい。蒸発ユニット３２１内の水の蒸発の温度を下げるために、蒸発ユニット３２１内の圧力が上昇されてよい。流下膜式蒸発器が使用される場合、各効果からの蒸気が、サトウキビエッセンスの製造に使用されてよい。
【０１０７】
当然のことながら、蒸発ユニット３２１で製造される濃縮サトウキビシロップは、その増加した濃度のために、蒸発ユニット３２１に提供されるサトウキビジュースと比較して減少したｐＨを有する。従っておよび上述したように、ステップ４１６で、ジュースのｐＨは、ステップ４２２中の蒸発を考慮に入れるように調整される。
【０１０８】
濃縮シロップは、６０℃から１２０℃に１０から５０秒間加熱することによって、任意に殺菌されてよい。様々な実施形態では、シロップは、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、または１２０℃に加熱されてよい。シロップがそれらの温度のいずれか１つに維持される時間は、１０秒、１５秒、２０秒、２５秒、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、または５０秒であってよい。
【０１０９】
上記の殺菌ステップが行われるかどうかに関わりなく、シロップは、その後、必要に応じて流通されるように（瓶に詰められる、バルク容器、冷蔵タンカー等に入れられる）、無菌フィラーに放出されてよい。
【０１１０】
所望の最終製品が乾燥状態の粉末である場合、その後ステップ４１６で、蒸発ユニット３２１で製造されたシロップは、乾燥機３２３にインプットされ、噴霧器を用いて噴霧され、噴霧器は、シロップが高温蒸気流に供給されて蒸発する際にシロップを噴霧する、回転ディスクまたは高圧単一または二流体ノズルなどである。水の高い表面張力のために、水分が噴霧された液滴を急速に離れるにつれて固体が形成し、それによって、乾燥機３２３の底部に落ちる乾燥固体を形成する。
【０１１１】
ある実施形態では、噴霧器は、二流体ノズル噴霧器である。そのような場合、二酸化炭素などの加圧ガスが、糖シロップ（第１流体）と組み合わせて第２流体として提供される。
【０１１２】
当然のことながら、ジュース加工ユニット１０４は、最終ジュースおよびシロップ／粉末製品を同時に製造してよい。
【０１１３】
精製されたサトウキビジュースおよび／またはシロップの製造に加えて、サトウキビプロセッサ１１２で分離された繊維は、繊維加工ユニット１０６によって加工されてよい。繊維加工ユニット１０６は、調製ユニット３２１、コンベア３２２、１つ以上のサトウキビ乾燥機３２４および粉砕ユニット３２６を、備える。図５は、繊維加工ユニット１０６によって行われるプロセス５００のフロー図を示す。ステップ５０１で、原料サトウキビ繊維は、サトウキビプロセッサ１１２から繊維加工ユニット１０６によって受け取られ、そうでなければ繊維の褐変を引き起こすであろう余分な糖を繊維から除去するように構成された調製ユニット３２１に入る。加工ユニット３２１は、繊維の粒径を減少させるように繊維を浸して柔らかにする浸軟器を含む。これは、繊維を通る水移動を向上させ、それは、順に、繊維からの糖の除去および効率を高める。加工ユニット３２１は、向流洗浄機などの、洗浄機をさらに備える。ステップ５０２で、繊維は、余分な糖を除去するように洗浄機によって洗浄される。加えて、調製ユニット３２１は、デカンター、または乾燥前に繊維から余分な水分を除去する他の手段を、さらに備えてよい。サトウ繊維から取り出されたジュースは、ジュース加工ユニット１０４での加工中に選択的にサトウキビジュースに添加されてよい。例えば、調製ユニット３２１から取り出されたジュースは、矢印３２３によって示されるように酸性化ユニット３０４に、または粗フィルター３０２を介して酸性化ユニット３０４に、供給されてよい。調製ユニットで取り出されたジュースをジュース加工ユニット１０４で加工されているジュースに添加するかどうかに関する決定は、除去された糖の品質および加工されているジュースの使用に基づいてよい。
【０１１４】
調製ユニット３２１から、原料繊維は、コンベア３２２上で繊維加工ユニット１０６を通って運ばれてよい。ステップ５０３で、原料の浸軟および洗浄されたサトウキビは、サトウキビがコンベア３２２に沿って移動するにつれて、１つ以上のサトウキビ乾燥機３２４からアウトプットされる温風によって乾燥される。コンベア３２２は、その後、乾燥したサトウキビを粉砕ユニット３２６に運び、そこで、ステップ５０４で、それは公知の方法で粉砕される。好ましくは、繊維は、１から２ミクロン、２から３ミクロン、３から４ミクロンまたは４から５ミクロンに粉砕される。乾燥した粉砕されたサトウキビ繊維は、その後、ステップ５０６でアウトプットされ、公知の方法でパッケージされる。
【０１１５】
当然のことながら、保持タンク３０６，３１２、蒸発ユニット３２１および乾燥機３２３は、１００％効率でなく、従って使用時に少なくともいくらかの余分な熱をそれぞれ発する。発明者らは、この失われた熱エネルギーが、熱を繊維加工ユニット１０６に提供するように利用されることができ、従って総電力消費量を低減することを、見つけ出した。ある実施形態では、ジュース加工ユニットの装置から発する熱は、繊維加工ユニットに通され、サトウキビ乾燥機３２４に入る空気を加熱または予熱するのに使用されてよく、その中に配置されたヒータにかかる負荷を低減するようになっている。追加的にまたは代替的に、この暖かい空気は、繊維加工ユニット１０６内に配置された熱交換器を通じて供給されてよく、その中の周囲温度を上昇させ、同様にこれによってサトウキビ乾燥機３２４への負荷（従って、エネルギー消費）を減少させる。
【０１１６】
当業者には当然のことながら、多くの変化および／または変更が、本開示の広い一般的範囲から逸脱することなく、上記の実施形態に加えられてよい。本実施形態は、従って、全ての点において、例示的であり、限定的ではないと考えられるべきである。
【図１】
2020520234.tif 000003
【図２】
2020520234.tif 000004
【図３】
2020520234.tif 000005
【図４】
2020520234.tif 000006
【図５】
2020520234.tif 000007
【図６】
2020520234.tif 000008
【図７】
2020520234.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月23日(2019.12.23)
【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】
原料サトウキビジュースを加工する方法であって、
サトウキビジュースのｐＨを、微生物学的活性が実質的に消滅するｐＨまで低下させること；
サトウキビジュースからクロロフィルを分離すること；
サトウキビジュースから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離すること；
殺菌によってサトウキビジュース中のポリフェノール・オキシターゼ（ＰＰＯ）を変性させること；
サトウキビジュースから変性したポリフェノール・オキシターゼを分離すること、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、ＰＰＯを変性させた後、および変性ＰＰＯをサトウキビジュースから分離する前に、サトウキビジュースのｐＨを上昇させることを、さらに含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、ｐＨが低下したサトウキビジュースからクロロフィルを分離する前に、ｐＨが低下したサトウキビジュースを５０℃から７０℃に加熱することを、含む方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法であって、１つ以上のクロロフィルの分離、０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子の分離、およびサトウキビジュースからの変性したポリフェノール・オキシターゼの分離は、サトウキビジュースを遠心分離機にかけることを含む、方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法であって、サトウキビから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離することは、サトウキビジュースをマイクロ濾過すること、またはサトウキビジュースを遠心除菌することを含む、方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法であって、ｐＨの低下は、ｐＨを３．８から４．２に低下させることを含む、方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の方法であって、原料サトウキビジュースのｐＨを低下させることは、原料サトウキビジュース中に存在するクロロフィルの中心成分の等電点にｐＨを低下させることを含む、方法。
【請求項８】
請求項２から７のいずれか１項に記載の方法であって、ｐＨの上昇は、ｐＨを４．２から７に上昇させることを含む、方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の方法であって、濃縮サトウキビシロップを形成するように蒸発によってサトウキビジュースを濃縮することを、さらに含む方法。
【請求項１０】
原料サトウキビジュースを加工するシステムであって、
サトウキビジュースのｐＨを、微生物学的活性が実質的に消滅するｐＨまで低下させる酸性化ユニット；
サトウキビジュースからクロロフィルを分離する第１分離ユニット；
サトウキビジュースから０．５ミクロンより大きい直径を有する粒子を分離する第２分離ユニット；
殺菌によってサトウキビジュース中のポリフェノール・オキシターゼ（ＰＰＯ）を変性させる殺菌ユニット；
サトウキビジュースから変性したポリフェノール・オキシターゼを分離する第３分離ユニット；およびｐＨが低下したサトウキビジュースからクロロフィルを分離する前に、ｐＨが低下したサトウキビジュースを５０℃から７０℃に加熱する加熱器、
を含むシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、ＰＰＯを変性させた後、および変性ＰＰＯをサトウキビジュースから分離する前に、サトウキビジュースのｐＨを上昇させる中和ユニットを、さらに含むシステム。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のシステムであって、前記酸性化ユニットは、サトウキビジュースのｐＨを３．８から４．２に低下させるように構成される、システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムであって、前記酸性化ユニットは、サトウキビジュース中に存在するクロロフィルの中心成分の等電点にサトウキビジュースのｐＨを低下させるように構成される、システム。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれか１項に記載のシステムであって、前記中和ユニットは、サトウキビジュースのｐＨを４．２から７に上昇させるように構成される、システム。
【請求項１５】
請求項１１から１４のいずれか１項に記載のシステムであって、濃縮サトウキビシロップを形成するように蒸発によってサトウキビジュースを濃縮するブリックス調整ユニットを、さらに備えるシステム。
【国際調査報告】
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