專利名稱：活性炭組合物和使用該活性炭組合物的液狀物的脫色方法
技術領域：
本發明涉及活性炭組合物和使用該活性炭組合物的液狀物的脫色方法。
背景技術：
作為對酒類和調味品等液狀食品進行脫色的方法，已知有使用脫色樹脂和反滲透膜的方法。但是，使用這些物質的方法，因為設備成本高而且維護麻煩等而幾乎不普及，通常是利用粉末活性炭的脫色方法。
在脫色中使用的粉末活性炭，主流是將木屑炭化、用水蒸氣或藥品將其活化后粉碎而形成的粉末活性炭。
但是，以往的粉末活性炭，耐壓性差，各個顆粒只要相互摩擦、表面就削落，產生微粉炭。即使用篩子除去微粉炭，也會立刻產生微粉炭。而且，產生的微粉炭，微細且比重輕，所以，操作時成為粉塵，有操作環境變差的問題。
另外，以往的粉末活性炭中所含的微粉炭，難以沉降，成為在上清液中浮游的狀態，在硅藻土過濾(一次過濾)時，由于微粉炭而產生過濾滲漏和堵塞等。利用膜濾器等對一次濾液進一步進行精密過濾(二次過濾)時，通過一次過濾的微粉炭將精密過濾膜的孔堵塞，發生過濾阻塞，二次過濾的過濾性惡化，并且，高價的過濾膜過度消耗，產生成本上升的問題。
作為粉塵的對策，有添加水分的濕式的粉末活性炭(濕炭)，但即使用這樣的活性炭也不能充分地防止粉塵的產生，另外，微粉炭在液狀食品的上清液中浮游，有容易引起一次過濾的過濾滲漏和堵塞、二次過濾的過濾阻塞的問題。另外，濕炭在保存中細菌(雜菌)容易繁殖，所以，在液狀食品等食品中使用也有在食品衛生上令人不滿意的問題。
作為表面活性劑的脫臭脫色用活性炭，已提出用殼聚糖進行表面包覆處理的活性炭(專利文獻1)。
專利文獻1日本特開平10-297913號公報但是，在使用這樣用殼聚糖進行包覆處理的活性炭時，在操作時也容易產生粉塵，另外，也有產生一次過濾的過濾滲漏和堵塞、二次過濾的過濾阻塞等的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種難以產生粉塵、操作性良好、而且脫色性能優異的活性炭組合物和使用該活性炭組合物的液狀物的脫色方法。
本發明人為了解決上述課題，進行了深入研究，結果發現通過用殼聚糖包覆活性炭和纖維素而形成的活性炭組合物能夠解決上述課題，從而完成了本發明。
即，本發明是一種活性炭組合物，其特征在于，用殼聚糖包覆活性炭和纖維素。
通過用殼聚糖包覆活性炭和纖維素，可以制成在處理時產生粉塵少，而且與以往的粉末活性炭相比沉降性優異、過濾性良好的活性炭組合物。
本發明的活性炭組合物，優選在活性炭和纖維素的存在下，使殼聚糖從殼聚糖溶解液中析出，由此用殼聚糖包覆活性炭和纖維素。
另外，相對于100重量份活性炭，優選含有1～30重量份纖維素、0.1～15重量份殼聚糖。
本發明的活性炭組合物，特別適合用于液狀食品的脫色。
本發明的液狀物的脫色方法，其特征在于，使上述本發明的活性炭組合物與液狀物接觸、對液狀物進行脫色處理。
另外，在本發明的脫色方法中，優選將上述活性炭組合物與選自硅溶膠、單寧和藻酸鈉的至少一種同時使用。特別優選同時使用藻酸鈉。通過同時使用這些物質，可以使活性炭組合物更快地沉降。
本發明的活性炭組合物，其特征在于，用殼聚糖包覆活性炭和纖維素。殼聚糖是甲殼質的脫乙酰化物，優選使用脫乙酰化度70％以上的、更優選使用脫乙酰化度85％以上的。
作為殼聚糖的使用量，相對于100重量份活性炭，優選為0.1～15重量份、更優選為0.5～5重量份。殼聚糖的使用量少時，有防止由活性炭產生粉塵的效果不充分的情況。另外，殼聚糖的使用量多時，因為活性炭的量相對地變少，所以，有活性炭組合物的脫色性能下降的情況。
在本發明中使用的纖維素，沒有特別地限定，可以列舉纖維素、纖維素的水解物、各種加成物及其鹽類等。特別優選使用來自紙漿、棉籽的短纖維(staple)狀纖維素。作為短纖維狀纖維素，特別優選纖維直徑10～30μm、纖維長度30～1000μm的纖維素。
作為纖維素的使用量，相對于100重量份活性炭，優選為1～30重量份、更優選為5～15重量份。纖維素的使用量少時，有防止產生粉塵的效果不充分的情況，纖維素的使用量多時，因為活性炭的量相對地變少，所以，有脫色性能下降的情況。
在本發明中，殼聚糖和纖維素的使用比例，相對于100重量份殼聚糖，纖維素優選為10～5000重量份、更優選為50～2000重量份。
在本發明中使用的活性炭的種類和粒度，沒有特別限定，但優選使用粉末活性炭。特別是在使用來自容易產生微粉炭的木屑的粉末活性炭、含有大量微粉炭的活性炭、和活性炭的篩下的微粒的活性炭時，可以得到本發明的顯著效果，所以，可以優選使用這些活性炭。
作為制造本發明的活性炭組合物的方法，例如，可以列舉如下的方法在通過溶解乳酸、醋酸、檸檬酸等有機酸而將pH值調整為3.0～4.5的酸性溶液中，使殼聚糖溶解、制備殼聚糖溶解液，在其中添加纖維素和活性炭后，添加氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿水溶液等，使pH值成為8.0～9.5，由此，在活性炭和纖維素的混合物的存在下，使殼聚糖析出、形成殼聚糖的包覆膜，此后，進行過濾、水洗、干燥。
作為殼聚糖溶解液中的殼聚糖的濃度，優選0.02～4重量％。另外，作為殼聚糖溶解液的量，相對于100重量份添加的活性炭，優選為300～1000重量份。
本發明的活性炭組合物，用殼聚糖包覆活性炭和纖維素而形成，只要活性炭和纖維素的表面的一部分由殼聚糖包覆即可。
本發明的活性炭組合物，適合于液狀食品等液狀物的脫色處理，作為可以使用本發明的脫色方法的液狀物，可以列舉清酒、料酒、燒酒、甜酒、雜酒、葡萄酒、啤酒、威士忌、紹興酒、食用醋、醬油、魚醬、氨基酸液、果汁、蜂蜜、糖液、茶、各種動物和植物的提取液和發酵液等。另外，在這些液狀食品等液狀物的原料制備、精制、直到廢棄處理的各種工序中都可以應用。
在本發明的脫色方法中，使本發明的活性炭組合物與液狀物接觸、對液狀物進行脫色處理。作為具體的處理方法，可以列舉(1)在液狀物中直接投入本發明的活性炭組合物，混合后進行過濾的方法；(2)在液狀物中直接投入混合本發明的活性炭組合物，使其沉降后，過濾上清液的方法；(3)將本發明的活性炭組合物疊層在濾紙或濾布上，使液狀物通過該濾紙或濾布，進行過濾的方法；(4)將本發明的活性炭組合物填充在柱中后，使液狀物通過該柱，進行過濾的方法等。
作為過濾的方法，可以采用自然過濾、加壓過濾、離心過濾等。
本發明的活性炭組合物，與以往的粉末活性炭比較，沉降快、上清液容易過濾。另外，本發明的活性炭組合物，通過添加和同時使用硅溶膠、單寧或藻酸鈉，可以使其更快地沉降。
作為硅溶膠，沒有特別限定，包括公知的硅溶膠，可以廣泛地使用，其中優選使用SiO2含量為16～50重量％左右的硅溶膠，其中特別優選使用溶膠的固態成分中的Fe含量為10ppm左右以下的硅溶膠。作為這些硅溶膠的具體例子，可以列舉大塚食品株式會社生產的商品名“コポロツク300”和“コポロツクSA”等。
作為單寧，通常可以列舉柿漆、單寧酸等含有單寧的物質。
作為藻酸鈉，例如，可以列舉大塚食品株式會社生產的商品名“コポラツプA”等。
硅溶膠、單寧和藻酸鈉的使用量，相對于添加有5～10000ppm的活性炭組合物的液狀物，硅溶膠優選為50～3000ppm、單寧優選為50～3000ppm、藻酸鈉優選為10～100ppm左右。
通過使用本發明的活性炭組合物，可以防止在硅藻土過濾(一次過濾)中由微粉炭引起的過濾滲漏和堵塞，而且，也能夠使濾液的濁度變得良好。另外，在進一步進行精密過濾(二次過濾)時，不會發生精密過濾中的過濾阻塞，可以順利地進行過濾。
在本發明的脫色方法中，除了本發明的活性炭組合物和上述硅溶膠等以外，在不損害本發明效果的范圍內，可以同時使用明膠、肽、多肽、膠原、魚明膠、蛋清、小麥蛋白、豌豆蛋白等蛋白質、藻酸鈉、卡拉膠、瓊脂、殼聚糖等多糖類、聚丙烯酸鈉等凝膠化劑、PVPP(聚乙烯聚吡咯烷酮)、硅膠等二氧化硅、硅藻土、纖維素、硅酸鈣、鈦酸鈣等過濾助劑、膨潤土、酸性白土、滑石、明礬等吸附劑。這些物質可以使用1種或2種以上。
本發明的活性炭組合物，在包裝前、開封后和過濾操作時等，不易產生粉塵，操作性優異。另外，本發明的活性炭組合物，與以往的粉末活性炭相比，過濾性和沉降性優異。
具體實施例方式
以下，列舉具體的實施例，詳細地說明本發明，但本發明不限定于以下的實施例。
<活性炭組合物的制備>
在0.05g殼聚糖(平均分子量75000、脫乙酰化度89％)中加入150ml水，一邊攪拌一邊緩慢加入乳酸，使殼聚糖完全溶解，制備出殼聚糖溶解液。在該殼聚糖溶解液中添加4.45g粉末活性炭(二村化學株式會社生產、商品名“FCS”)、和0.5g來自紙漿的纖維素(平均纖維直徑20μm、平均纖維長度200μm)。確認pH值為3.9以下，攪拌5分鐘后，緩慢添加1體積％的氫氧化鈉水溶液，確認pH值為9.0以上后，靜置30分鐘，使殼聚糖析出。接著，進行過濾、水洗、干燥，得到5g本發明的活性炭組合物(活性炭89重量％、纖維素10重量％、殼聚糖1重量％)。
<比較活性炭1>
將在上述中使用的粉末活性炭作為比較活性炭1。
<比較活性炭2的制備>
在上述的活性炭組合物的制備中，不使用來自紙漿的纖維素，用殼聚糖只包覆粉末活性炭，由此得到4.5g比較活性炭2(活性炭99重量％、殼聚糖1重量％)
<實施例1>(粉塵的飛散測定)將得到的活性炭組合物、比較活性炭1和比較活性炭2各取2g試樣，使其從20cm高度落下，測定活性炭的飛散范圍(最大直徑)。將測定結果示于表1。
表1
從表1所示的結果可知，按照本發明的活性炭組合物，與比較活性炭1和比較活性炭2相比，飛散范圍變小，粉塵的飛散少。
<實施例2>(利用過濾試驗測定濁度)在100ml清酒中分別添加0.2g上述的按照本發明的活性炭組合物、比較活性炭1和比較活性炭2的試樣，攪拌后用濾紙No.5A過濾，用濁度計(日本電子色工業株式會社生產NDH-20D型)測定濾液的濁度。再采取50ml濾液，用0.45μm的濾紙過濾，用肉眼檢查有無碳滲漏。將濾液的濁度和有無碳滲漏示于表2。
表2
從表2所示的結果可知，通過使用按照本發明的活性炭組合物，可以顯著降低濾液的濁度，而且，可以降低碳滲漏。
<實施例3>(沉降性)在100ml清酒中分別添加0.2g上述的活性炭組合物、比較活性炭1和比較活性炭2的試樣，攪拌后，使用和上述同樣的濁度計測定120分鐘后的上清液的濁度。將測定結果示于表3。
表3
從表3所示的結果可知，本發明的活性炭組合物沉降快，微粉炭難以在上清液中浮游，所以，能夠顯著地降低上清液的濁度。
<實施例4>(利用硅溶膠、柿漆和藻酸鈉進行的沉降促進試驗)在100ml清酒中分別添加0.2g上述的活性炭組合物和比較活性炭1的試樣，攪拌后，分別制備以1000ml/kl添加硅溶膠(大塚食品株式會社生產、商品名“コポロツク300”)并攪拌所得的物質、以1000ml/kl添加柿漆(巖本龜太郎商店、商品名“H-1”)并攪拌所得的物質、和以100g/kl添加藻酸鈉(KIMICA株式會社生產、商品名“KIMICAALGIN I-3”)并攪拌所得的物質，用上述濁度計分別測定各自的1小時后、5小時后和24小時后的上清液的濁度。將測定結果示于表4。
表4
從表4所示的結果可知，通過在按照本發明的活性炭組合物中同時使用硅溶膠、柿漆(單寧)或藻酸鈉，能夠進一步加快活性炭組合物的沉降，從而能夠進一步降低上清液的濁度。
權利要求
1.一種活性炭組合物，其特征在于，用殼聚糖包覆活性炭和纖維素。
2.如權利要求1所述的活性炭組合物，其特征在于，在活性炭和纖維素的存在下，使殼聚糖從殼聚糖溶解液中析出，由此用殼聚糖包覆活性炭和纖維素。
3.如權利要求1或2所述的活性炭組合物，其特征在于，相對于100重量份活性炭，含有1～30重量份纖維素、0.1～15重量份殼聚糖。
4.如權利要求1～4中任一項所述的活性炭組合物，其特征在于，用于液狀食品的脫色。
5.一種液狀物的脫色方法，其特征在于，使權利要求1～4中任一項所述的活性炭組合物與液狀物接觸、對液狀物進行脫色處理。
6.如權利要求5所述的液狀物的脫色方法，其特征在于，將活性炭組合物與選自硅溶膠、單寧和藻酸鈉的至少一種同時使用。
全文摘要
本發明提供一種難以產生粉塵、操作性良好、而且脫色性能等優異的活性炭組合物，其特征在于用殼聚糖包覆活性炭和纖維素，優選在活性炭和纖維素的存在下，使殼聚糖從殼聚糖溶解液中析出，由此用殼聚糖包覆活性炭和纖維素，其特征在于，相對于100重量份活性炭，含有1～30重量份纖維素、0.1～15重量份殼聚糖。
文檔編號C12H1/02GK1956918SQ200480043139
公開日2007年5月2日 申請日期2004年5月26日 優先權日2004年5月26日
發明者門脅利夫, 仲原貴生 申請人:大塚食品株式會社