JPH072213B2

JPH072213B2 - メラノイジン着色液の脱色方法

Info

Publication number: JPH072213B2
Application number: JP61302780A
Authority: JP
Inventors: 賢司島崎; 文人森川; 淑吉澤; 康次郎高橋
Original assignee: 東邦レーヨン株式会社; 国税庁長官
Priority date: 1986-12-20
Filing date: 1986-12-20
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPS63157968A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ショウ油、乳酸飲料、清酒、グルタミン酸ソ
ーダなど多くの食品製造過程で生成するメラノイジン系
色素成分を含むメラノイジン着色液の脱色方法に関する
ものである。更に詳しくは、メラノイジン着色液を、ポ
リアクリロニトリル系の活性炭素繊維（以下「ACF」と
略記することがある）で脱色した後、この使用済みACF
を再生紙、ACFをくり返し脱色用途に使用するメラノイ
ジン着色液の脱色方法に関するものである。

（従来技術及び問題点）ショウ油、清酒をはじめ多くの食品の製造過程において
は、アミノカルボニル反応によるメラノイジン系色素成
分が副生し、それによる着色現象が生ずる。

従来、ACFを用いたメラノイジン系色素成分の脱色方法
は、特公昭60-17504号公報にて提案され、また、この一
旦使用されたACFの再生方法は、特開昭60-211000号公報
にて提案されている。この再生方法は、ACFを糖液の脱
色に使用した後、５〜20重量％アルカリ水溶液又はアル
コール溶液にて再生する方法である。

この再生方法の場合、再生の初期には80〜95％という高
い性能回復率を示し、かつ劣化する現象は少いが、再生
回数が10〜100回と多くなると、ACFの細孔径及び分布に
変化を生ずるため、脱色能が低下し、性能回復率は60％
以下になるという問題点や繊維強度が低下しやすいとい
う問題点がある。

（発明の目的）上記のような問題点にかんがみ、再生回数を多くしても
吸着性能の低下や強度の劣化が起りにくい方法が見出さ
れれば、食品工業を中心とした分野での新しいメラノイ
ジン着色液の脱色方法としてきわめて有意義である。

本発明は、従来の粉状活性炭や粒状活性炭に比較し、吸
着速度が速く、脱色率が高く、かつ再生使用が可能なAC
Fを吸着材として使用し、しかも再生の際上記したよう
な問題を解決することにある。

（発明の構成）本発明は、下記の通りである。

（１）ポリアクリロニトリル系活性炭素繊維を用いてメ
ラノイジン着色液を脱色した後、該活性炭素繊維を0.1
〜4.5重量％のアルカリ液で処理して後酸性水溶液で処
理するか、又は、同アルカリ液と酸性水溶液で処理し、
次いで500〜950℃でガス処理するかして、活性炭素繊維
を再生紙、活性炭素繊維をくり返し使用することを特徴
とするメラノイジン着色液の脱色方法。

（２）酸性水溶液の濃度が、0.1〜3.0重量％である特許
請求の範囲（１）記載のメラノイジン着色液の脱色方
法。

本発明のメラノイジン着色液の脱色方法は、従来の粉状
活性炭や粒状活性炭による脱色方法と比較した場合次の
ような利点がある。

本発明の場合、１回目の性能回復率が90％以上と高く、
この再生操作を10〜100回とくり返しても回復率を80％
以上保持することが可能である。性能回復率とは下記の
式で示される値をいう。

A:使用前のACFの脱色率（％） B:再生後のACFの脱色率（％）また、粉状炭、粒状炭に比べ脱色率が高い。

本発明の場合、アルカリ濃度が4.5重量％以下と低濃度
であるため、再生回数が増加したも繊維の劣化が少く微
粉末が発生しにくい。

本発明において、吸着材として使用されるACFはポリア
クリロニトリル系（PAN系）ACFである。このPAN系ACFは
既知の方法によって得られるものである。

PAN系ACFはフェノール系ACF、セルロース系ACF、ピッチ
系ACFに比べ強度が高く細孔がより拡大しやすく、かつ
メラノイジンに対する親和性が高い。

そのため脱色率が高い。また、強度が高いゆえに、くり
返し再生しても微粉末の発生が少い。

本発明の対象とするメラノイジン着色液の種類は、ショ
ウ油、清酒をはじめどのような種類のものでもよい。す
なわち、メラノイジン着色液は醗酵工程におけるアミノ
カルボニル反応によって生じる、いわゆるメラノイジン
を含む褐色液であり、ショウ油、清酒の外、グルタミン
酸ソーダ溶液、乳酸醗酵溶液等の製造工程において生ず
る着色液である。

本発明において使用済みACFの再生に使用するアルカリ
性液の種類としては、特に限定されないが、水酸化ナト
リウムや水酸化カリウム等の水溶液が好ましい。

アルカリ濃度は、0.1〜4.5重量％の範囲であることが必
要である。処理液濃度が4.5重量％を超えると、再生を1
0回、20回更に100回と多数くり返すことにより、ACFの
単繊維強度が低下し、後工程で微粉末が発生しやすくな
る。また、特に好ましい濃度範囲は0.3〜4.0重量％であ
る。アルカリ液による使用済みACFの処理温度は、特に
制限はないが、操作性などからみて20〜95℃が適当であ
る。

アルカリ液による処理の後、水洗により残留アルカリを
除去するため、酸性水溶液で処理される。酸性水溶液の
種類としては、塩酸、硝酸、硫酸、燐酸などの水溶液が
ある。処理液の濃度は0.1〜3.0重量％が適当である。処
理液の濃度が3.0重量％を超えると、後工程である水洗
工程での洗浄水の使用量が多量に必要となる。また、処
理液の濃度が0.1重量％未満の場合、アルカリ液で処理
した後のACF中に残存するアルカリが充分に除去されな
いか、又は除去するのに長時間を要することとなる。好
ましい範囲は0.2〜2.0重量％である。処理温度について
は特に制限はないが、前述のアルカリ液による処理と同
様20〜95℃が望ましい。

PAN系ACFを使用した場合、再生が容易であるため0.1〜
4.5重量％のアルカリ液で充分な再生が行われるが、そ
れでも、100回以上になると、性能回復率は80％以下に
低下することがある。この場合は、ガス処理（焼成）に
より再生を行うと、脱色能の回復を有効に達成すること
ができる。

使用済みACFを前記した通りのアルカリ溶液処理後、酸
にて洗浄し、更に水洗し、水洗液のPHが6.0〜8.0になっ
た後、焼成再生を行う。ガス再生処理に使用されるガス
としてはH₂O、CO₂、N₂、NH₃、He、Arなどであるが、特
に好ましくはH₂O、CO₂を含有するガスである。

焼成再生の温度は500〜950℃が好ましく、特に賦活すべ
きACFの製造時の賦活温度を超えないことが、再生時のA
CFの再生収率を高めるために重要なことである。また、
焼成再生温度が、ACF製造時の賦活温度と同等の場合、A
CFの強度低下が生じやすく、かつACFNO吸着特性に変化
が生ずる。

この焼成再生は、アルカリ液での再生処理の度毎に行う
必要はなく、アルカリ再生処理をくり返し行う過程にお
いて、脱色率が約50〜80％になったとき行えばよい。

本発明方法の実施態様例をフローシートにて示すと、第
１図の通りである。

第１図は、本発明のメラノイジン着色液の脱色方法の実
施態様例を示すフローシートである。まず、メラノイジ
ン着色液をACFの充填されている吸着塔で処理する。
処理条件としては、SV（空間速度）は５〜1000hr^-1、AC
F充填体積に対する処理液の通液倍数はメラノイジン成
分の濃度にもよるが10〜2000倍である。通液中に除去性
能が低下してきた場合、アルカリ水溶液による再生処理
を行う。再生処理に当っては、まず水洗を行う。SVは
５〜1000hr^-1、通液倍数は10〜100倍で行われる。

次にアルカリ水溶液にて処理する。SV5〜1000hr^-1、
通液倍数10〜1000倍で一方向にアルカリ水溶液を流す
か、又は、アルカリ液をACF充填塔へリサイクルさせ
る。アルカリ水溶液による処理後、水洗を行う。この
水洗の条件はと同じでよい。次に、残っているアルカ
リ分を完全に除去するために酸処理を行う。SV5〜100
0hr^-1、通液倍数５〜50倍で行われる。更に、、と
同様の条件で、水洗し、再度原液の脱色に使用す
る。

このように脱色とアルカリ水溶液による再生を３回〜10
0回くり返す。脱色性能が徐々に低下する場合には、ア
ルカリ処理したACFをガス処理により焼成再生する。

（発明の効果）本発明により下記の効果が得られる。

a.レーヨン系ACF、フェノール系ACFに比べ、アルカリ濃
度が低くてもPAN系ACFの場合は脱着再生が可能であり、
高い性能回復率を示した。

b.低濃度のアルカリ液で再生を行うため、多数のくり返
し再生を行っても、ACFの強度低下が生じにくく、微粉
末の発生が少ない。

c.アルカリ再生と焼成再生を組み合せることにより、更
に高い脱色率を長期間保持することができるようになっ
た。

（実施例と比較例）実施例中の脱色力試験は、醸造用資材規格協会制定の醸
造用活性炭脱色力試験法に準じACF濃度750ppmにて行っ
たものである。

実施例１〔ACFの製法〕アクリロニトリル91.5重量％、メチルメタクリレート8.
0重量％、アクリルアミド0.5重量％よりなる共重合組成
のポリマーを紡糸し、2.0重量％塩酸を用い洗浄を行
い、灰分0.005重量％の54万デニールのアクリル繊維の
トウ（単糸繊度1.5d）を得た。このトウを空気中で240
℃で２時間、更に270℃で0.5時間、自由収縮率の75〜80
％になるような張力で酸化処理したところ、酸素結合量
18.5重量％の酸化繊維を得た。

この酸化繊維を賦活温度920℃、炉内圧0.005kg/cm²にて
賦活ガス（H₂O／CO₂／N₂＝5/1/1）により15分間バッチ
的に賦活し、下記の特性を有するACFを得た。

比表面積 1,320m²/g 細孔容積 1.10cc/g （トランジショナル孔容積／細孔容積） 0.35 灰分量 0.6重量％〔メラノイジン着色液の脱色〕このACFを用いてトリプトファンメラノイジン溶液の脱
色テストを試みた結果、メラノイジン溶液に対する脱色
率は88％であった。この脱色使用済みのACFを、ACF体積
に対し10倍の温水（80℃）で洗浄し、３重量％の水酸化
ナトリウム水溶液（80℃）にて10分間洗浄した。更にAC
F体積に対し10倍の水で水洗した後、0.3重量％の塩酸水
溶液で５分間浸漬した後、水洗し乾燥した。

続いて、この乾燥済みのACFを用いて、最初に使用した
のと同じトリプトファンメラノイジン溶液を用いて脱色
テストを行ったところ性能回復率は89％であった。ま
た、上記の脱色、再生を20回くり返した後のACFのトリ
プトファンメラノイジン溶液の脱色性能回復率は80％で
あった。

実施例２実施例１における第１回再生処理前の使用済みACFを、A
CF体積に対し、10倍の温水（80℃）で洗浄し、更に５倍
の２重量％の水酸化ナトリウム水溶液（80℃）にて10分
間洗浄した。更にACF体積に対し10倍の温水（80℃）で
洗浄した。更に、ACF体積に対し10倍の水で水洗した
後、0.3重量％の塩酸水溶液で５分間浸漬した後、水洗
し、乾燥した。得られたACFのトリプトファンメラノイ
ジンの脱色性能回復率は87％であった。

更に上記の脱色、再生を35回くり返した後、このACFを8
10℃の温度下、スチーム気流中で15分間焼成再生を行っ
た。得られたACFのトリプトファンメラノイジン溶液の
性能回復率は100％であった。また再生収率は97％であ
った。ここで再生収率とは下式で示される。

C:使用前のACFの重量（ｇ） D:吸着、アルカリ再生及び焼成再生後のACFの重量
（ｇ）比較例１実施例１における第１回再生処理前の使用済みACFを、A
CF体積に対し10倍の温水（80℃）で洗浄し、ACF体積に
対し５倍の15重量％の水酸化ナトリウム水溶液（80℃）
にて10分間洗浄した。更に、ACF体積に対し10倍の水で
水洗した後、0.3重量％の塩酸水溶液で５分間水洗し乾
燥した。

続いて、この乾燥後のACFを用い、最初に用いたものと
同じトリプトファンメラノイジン溶液を用い脱色テスト
を行ったところ、性能回復率は87％であった。更に上記
の脱色、再生を20回くり返した後のACFのトリプトファ
ンメラノイジン溶液の性能回復率は58％であった。操作
においてACFの微粉末が多量発生した。この20回くり返
し再生を行ったACFを、810℃にてスチーム再生に付した
ところ、トリプトファンメラノイジンの脱色性能回復率
は95％と向上したが、微粉末が発生しやすく、再生収率
は64％であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施態様例を示すフローシートで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋康次郎東京都北区滝野川２―６―30 国税庁醸造試験所内審査官田中久直

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアクリロニトリル系活性炭素繊維を用
いてメラノイジン着色液を脱色した後、該活性炭素繊維
を0.1〜4.5重量％のアルカリ液で処理して後酸性水溶液
で処理するか、又は、同アルカリ液と酸性水溶液で処理
し、次いで500〜950℃でガス処理するかして、活性炭素
繊維を再生し、活性炭素繊維をくり返し使用することを
特徴とするメラノイジン着色液の脱色方法。
【請求項２】酸性水溶液の濃度が、0.1〜3.0重量％であ
る特許請求の範囲（１）記載のメラノイジン着色液の脱
色方法。