JPH0413990B2

JPH0413990B2 -

Info

Publication number: JPH0413990B2
Application number: JP61116346A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Ishii; Tatsuo Azuma
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1992-03-11
Also published as: JPS62272957A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）果汁は、飲料用としてそのまゝの状態で多く消
費されているが、飲料の成分として、混合調製し
た状態で混濁を生じず、清澄状態を維持する果汁
の需要が、最近高まつている。本発明は上記特性
の清澄果汁を原料果汁から製造する方法を提供す
るものである。対象果汁は、柑橘類（温州，八朔
等）、ベリー類（いちご類）、プラム類（梅、桃
等）、林檎、葡萄、パイナツプル、等殆んどすべ
ての果汁を含む。（従来技術）懸濁しているパルプ分を遠心分離または超遠心
分離で除去したのち、溶解しているペクチン質
を、ペクチナーゼ等の酵素で分解する方法が実用
化されている。しかし、酵素反応を40〜60℃の高
温で数時間以上かけて行う結果、芳香を失うと同
時に特有の悪臭が加わつて果汁の品質劣化を避け
ることができず、更に使用する酵素が高価なた
め、清澄化のコストが嵩む欠点を有している。これらの欠点を克服する方法として限外過膜
を用いて、ペクチン質を常温で別除去する方法
が試験されている。（解決しようとする問題点）果汁を限外過膜で処理する方法の問題点とし
て膜透過速度の急激な経時低下がある。このた
め、所定量の果汁を所定時間で処理するためには
大規模の膜装置が必要となり、この欠点のため
に、酵素法に取つて替る程の有利性をもちえなく
なる恐れがある。本発明は、果汁をクロスフローにより膜処理す
る工程で簡単、安価な膜透過速度回復法を考案
し、これを周期的に施すことにより平均膜透過速
度を高く維持して、膜装置大規模化の欠点を克服
しようとするものである。低下した膜透過速度の回復法として、界面活性
剤、酸、アルカリ、酸化剤、酵素、温湯等による
洗條が良く知られており、適切な選定をすると非
常に有効である。しかし、この方法は運転を終了
し、液を回収した後でないと実施することができ
ない。運転中に行いうる膜透過速度回復法として
は原液の流れ方向を反転したり、高速でフラツシ
ユしてフアウリング層を除去する方法、原液に気
泡を吹き込んでつくる気液界面や、原液に加えた
スポンジボール等の固体で擦り取る方法、透過液
を逆透過させて膜表面のフアウリング層を離脱さ
せる方法等がある。しかし、気泡や固体を加える
方法は管状膜モジユールでのみ可能であつて、空
間効率、エネルギー効率の良い中空糸膜モジユー
ルやスパイラルまたはプリーツモジユールには適
用することができない。透過液の一部を逆透過さ
せる方法は有効であるが、折角膜透過した液を原
液に戻す不利と、逆透過させるために透過液を加
圧するポンプを必要とする欠点がある。原液の流
れ方向を逆転したり、印加圧力を開放して高速で
フラツシユする方法は最も簡単であるが、効果の
点で劣る。（問題点を解決するための手段）本発明者等は鋭意研究の結果、簡単でしかも有
効な膜透過速度回復法を考察した。すなわち、透
過液取出口を一定時間閉鎖して、膜透過を停止さ
せた後、該閉鎖状態のままで背圧調整弁を開放し
て原液をフラツシユさせ、更に好ましくは上記一
連の操作に対し原液の流れ方向を反転させる操作
であり、かつ、この操作を30分を超えない間隔で
20秒以上、好ましくは１分以上続けることを特徴
とする膜透過速度回復法である。（本発明の効果）本発明の方法によれば、果汁処理で汚れた膜面
を簡単な操作によつて洗條することが出来、膜透
過速度が回復される。これを周期的に実施するこ
とにより、平均膜透過速度を長期間高く維持出来
るので膜面の汚れを予め見込んだ膜装置大規模化
の設備投資が軽減される。（実施例）以下実施例に則つて説明する。比較例１温州みかんストレート果汁（糖度ブリツクス
10.7°）50を空隙0.2mm×0.2mmの布で過した
のち、第１図の装置を用いてポンプ吐出量1.2
m³／ｈ、モジユール出口圧１Kg／cm²の条件で中空
糸UF膜モジユールに供給して清澄果汁を製造し
た。モジユールはダイセル化学製の内圧型で、有
効膜面積0.44m²、中空糸内径0.8mm、中空糸有効
長270mm、膜素材ポリエーテルサルホン、純水透
過速度５／m²、min・Kg／cm²以上、トリプシンインヒビター（分子量2.8万）排除率65〜85％、オ
バルブミン（分子量4.5万）排除率99％以上であ
る。膜透過速度（＝清澄果汁製造速度）は第２図に
示す様に急激に経時低下した。そこで、モジユール内の原液流動方向を逆転す
る操作を20分毎に行つたが、透過速度の経時低下
を防止または軽減する効果は全くみられなかつ
た。参考例１比較例１と同じ果汁、同じモジユール、同じ条
件で清澄果汁を製造した。たゞし20分毎に原液流
動方向を逆転する操作の代りに30分毎に透過液取
出口を２分間閉鎖した。また、透過液取出口閉鎖操作時の原液の流動方
向は、そのまゝと逆転するのとを交互に行つた。
結果を第３図に示す。透過液取出口を閉鎖して、
原液を流す操作が低下した膜透過速度を回復させ
る効果が大きく、また、その時に原液の流動方向
を逆転させた方が更に大きい。この操作の透過速
度回復効果を次式で定義する回復率で表わして表
１に示す。 Rn＝Pn−P′n_-1／Pn_-1−P′n_-1×100 Rn：透過速度回復率（％） Pn：操作直後の透過速度 P′n_-1：〃直前の〃 Pn_-1：前回操作直後の〃

【表】参考例２温州みかん濃縮還元果汁（糖度ブリツクス
11.1°）30を空隙0.2mm×0.2mmの布で粗過し
たのち、比較例１の装置を用いて同条件で膜透過
実験を行つた。たゞし、透過液も少量のサンプリ
ング以外はタンクに還流して、原液濃度が一定に
保たれる様にした。透過液取出口を閉鎖して同時に原液の流動方向
を逆転する操作を行う間隔と閉鎖している時間を
種々変えて、これらが回復効果に及ぼす影響を第
４図に示す。各操作の効果を透過速度回復率で表
わし、表２に示す。10分間隔で操作した場合、操
作時間20秒以上で顕著な回復効果がみられ、操作
時間１分以上で略100％の回復がみられた。また、
表１の操作ロ，ニ，ヘと比較することにより、操
作間隔が40分以上になると効果が減少することが
示される。

【表】＊前回の回復操作で回復すべきだつたが操作時間
が短くて回復できなかつた分も一緒に回復してい
るため大きくなつた。そこで前々回の操作に対し
て計算すると100％となる。参考例３レモン濃縮還元果汁（糖度ブリツクス6.0°）15
を比較例１に用いたと同じフローラインの小型
装置を用いてポンプ吐出量0.6m³／ｈ、モジユー
ル出口圧1.6Kg／cm²の条件で中空糸UF膜モジユー
ルに供給して清澄果汁を製造した。モジユールは
比較例１に用いたものと中空糸の本数が半分で、
有効膜面積が1/2である以外は等しいものを使用
した。運転は15分毎に透過液（＝清澄果汁）の取
出口を１分間閉止すると共に原液の流動方向を逆
転させる操作を行いながら連続して２時間行つ
た。操作毎の透過速度回復率は第５図にみられる
様に57％，80％，86％，100％，75％，80％，63
％，50％で平均74％であつた。参考例４パイナツプル濃縮還元果汁（糖度ブリツクス
11.3°）20を空隙0.2mm×0.2mmの布で過した
のち、参考例３に用いた装置を用いて清澄果汁を
製造した。運転は15分毎に透過液の取出口を１分
間閉止する操作を行いながら連続して２時間半行
つた。操作毎の透過速度回復率は第６図にみられ
る様に、85％，92％，108％，93％，100％，80
％，77％，100％，83％，92％で、平均回復率は
91％であつた。参考例５チエリー濃縮還元果汁（糖度ブリツクス6.7°）
20参考例３の装置を用いて同じ条件で清澄化処
理を１時間半行つた。たゞし、膜透過速度回復操
作は15分毎と20分毎を交互に行つた。第７図と表３にみられる様に15分毎の回復率は
55％，72％，71％，また、20分毎の回復率は54
％，77％で、両者共、同程度の効果を示した。次に、同じ果汁20を用いて、膜透過速度回復
操作の間隔を45分毎にした以外は全く同じ条件で
清澄化処理を行つた。回復率は第８図にみられる
様に38％と49％、平均44％で、15分毎と20分毎の
平均回復率66％の2/3であつた。

【表】実施例１夏みかんストレート果汁（糖度ブリツクス
10.1°）50を比較例１と同じ装置を用いて、ポ
ンプ吐出量1.2m³／ｈ、モジユール出口圧力1.6
Kg／cm²の条件で清澄化処理した。膜透過速度回復
操作として20分毎に透過液取出口を１分間閉止す
る操作を運転開始後１時間40分まで５回（第９図
でイからホまで）行い、２時間目からは、透過液
取出口を閉止したのち、モジユール出口配管の調
圧弁を開放する操作を４回（第９図でヘからリま
で）行つた。表４に示す様に透過液取出口を閉止するだけの
操作の場合の平均回復率が48％に対し、供給果汁
の印加圧力の解放を加えた操作の平均回復率は75
％で回復効果に56％の増加がみられた。

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の果汁を清澄化する方法を実施
する装置を示す概略図で、１は原液果汁タンク、
２は供給ポンプ、３は調整バルブ、４は流量計、
５は四方弁、６は中空糸UF膜モジユール、７は
調整バルブ、８は流量計、９は圧力計、１０は圧
力計、１１は透過液取出口を示す。第２図は比較例１、第３図は参考例１、第４図
は参考例２、第５図は参考例３、第６図は参考例
４、第７図は参考例５の前半、第８図は参考例５
の後半、第９図は実施例１の実験結果を示す図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１果汁をクロスフローにより膜法で清澄化する
方法において、膜透過液取出口を一定時間閉鎖し
た後、該閉鎖状態のままで印加圧力を解放して膜
面のフアウリングを供給果汁の流動で除去して低
下した膜透過速度を回復させる操作を30分を超え
ない間隔で、20秒間以上、好ましくは１分間以上
の条件で行うことによつて、平均膜透過速度を高
く維持することを特徴とする果汁を清澄化する方
法。２供給果汁の流動が方向を反転させるものであ
る特許請求の範囲第１項記載の果汁を清澄化する
方法。