专利名称：活性炭组合物和使用该活性炭组合物的液状物的脱色方法
技术领域：
本发明涉及活性炭组合物和使用该活性炭组合物的液状物的脱色方法。
背景技术：
作为对酒类和调味品等液状食品进行脱色的方法，已知有使用脱色树脂和反渗透膜的方法。但是，使用这些物质的方法，因为设备成本高而且维护麻烦等而几乎不普及，通常是利用粉末活性炭的脱色方法。
在脱色中使用的粉末活性炭，主流是将木屑炭化、用水蒸气或药品将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，耐压性差，各个颗粒只要相互摩擦、表面就削落，产生微粉炭。即使用筛子除去微粉炭，也会立刻产生微粉炭。而且，产生的微粉炭，微细且比重轻，所以，操作时成为粉尘，有操作环境变差的问题。
另外，以往的粉末活性炭中所含的微粉炭，难以沉降，成为在上清液中浮游的状态，在硅藻土过滤(一次过滤)时，由于微粉炭而产生过滤渗漏和堵塞等。利用膜滤器等对一次滤液进一步进行精密过滤(二次过滤)时，通过一次过滤的微粉炭将精密过滤膜的孔堵塞，发生过滤阻塞，二次过滤的过滤性恶化，并且，高价的过滤膜过度消耗，产生成本上升的问题。
作为粉尘的对策，有添加水分的湿式的粉末活性炭(湿炭)，但即使用这样的活性炭也不能充分地防止粉尘的产生，另外，微粉炭在液状食品的上清液中浮游，有容易引起一次过滤的过滤渗漏和堵塞、二次过滤的过滤阻塞的问题。另外，湿炭在保存中细菌(杂菌)容易繁殖，所以，在液状食品等食品中使用也有在食品卫生上令人不满意的问题。
作为表面活性剂的脱臭脱色用活性炭，已提出用壳聚糖进行表面包覆处理的活性炭(专利文献1)。
专利文献1日本特开平10-297913号公报但是，在使用这样用壳聚糖进行包覆处理的活性炭时，在操作时也容易产生粉尘，另外，也有产生一次过滤的过滤渗漏和堵塞、二次过滤的过滤阻塞等的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种难以产生粉尘、操作性良好、而且脱色性能优异的活性炭组合物和使用该活性炭组合物的液状物的脱色方法。
本发明人为了解决上述课题，进行了深入研究，结果发现通过用壳聚糖包覆活性炭和纤维素而形成的活性炭组合物能够解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明是一种活性炭组合物，其特征在于，用壳聚糖包覆活性炭和纤维素。
通过用壳聚糖包覆活性炭和纤维素，可以制成在处理时产生粉尘少，而且与以往的粉末活性炭相比沉降性优异、过滤性良好的活性炭组合物。
本发明的活性炭组合物，优选在活性炭和纤维素的存在下，使壳聚糖从壳聚糖溶解液中析出，由此用壳聚糖包覆活性炭和纤维素。
另外，相对于100重量份活性炭，优选含有1～30重量份纤维素、0.1～15重量份壳聚糖。
本发明的活性炭组合物，特别适合用于液状食品的脱色。
本发明的液状物的脱色方法，其特征在于，使上述本发明的活性炭组合物与液状物接触、对液状物进行脱色处理。
另外，在本发明的脱色方法中，优选将上述活性炭组合物与选自硅溶胶、单宁和藻酸钠的至少一种同时使用。特别优选同时使用藻酸钠。通过同时使用这些物质，可以使活性炭组合物更快地沉降。
本发明的活性炭组合物，其特征在于，用壳聚糖包覆活性炭和纤维素。壳聚糖是甲壳质的脱乙酰化物，优选使用脱乙酰化度70％以上的、更优选使用脱乙酰化度85％以上的。
作为壳聚糖的使用量，相对于100重量份活性炭，优选为0.1～15重量份、更优选为0.5～5重量份。壳聚糖的使用量少时，有防止由活性炭产生粉尘的效果不充分的情况。另外，壳聚糖的使用量多时，因为活性炭的量相对地变少，所以，有活性炭组合物的脱色性能下降的情况。
在本发明中使用的纤维素，没有特别地限定，可以列举纤维素、纤维素的水解物、各种加成物及其盐类等。特别优选使用来自纸浆、棉籽的短纤维(staple)状纤维素。作为短纤维状纤维素，特别优选纤维直径10～30μm、纤维长度30～1000μm的纤维素。
作为纤维素的使用量，相对于100重量份活性炭，优选为1～30重量份、更优选为5～15重量份。纤维素的使用量少时，有防止产生粉尘的效果不充分的情况，纤维素的使用量多时，因为活性炭的量相对地变少，所以，有脱色性能下降的情况。
在本发明中，壳聚糖和纤维素的使用比例，相对于100重量份壳聚糖，纤维素优选为10～5000重量份、更优选为50～2000重量份。
在本发明中使用的活性炭的种类和粒度，没有特别限定，但优选使用粉末活性炭。特别是在使用来自容易产生微粉炭的木屑的粉末活性炭、含有大量微粉炭的活性炭、和活性炭的筛下的微粒的活性炭时，可以得到本发明的显著效果，所以，可以优选使用这些活性炭。
作为制造本发明的活性炭组合物的方法，例如，可以列举如下的方法在通过溶解乳酸、醋酸、柠檬酸等有机酸而将pH值调整为3.0～4.5的酸性溶液中，使壳聚糖溶解、制备壳聚糖溶解液，在其中添加纤维素和活性炭后，添加氢氧化钠、氢氧化钾等碱水溶液等，使pH值成为8.0～9.5，由此，在活性炭和纤维素的混合物的存在下，使壳聚糖析出、形成壳聚糖的包覆膜，此后，进行过滤、水洗、干燥。
作为壳聚糖溶解液中的壳聚糖的浓度，优选0.02～4重量％。另外，作为壳聚糖溶解液的量，相对于100重量份添加的活性炭，优选为300～1000重量份。
本发明的活性炭组合物，用壳聚糖包覆活性炭和纤维素而形成，只要活性炭和纤维素的表面的一部分由壳聚糖包覆即可。
本发明的活性炭组合物，适合于液状食品等液状物的脱色处理，作为可以使用本发明的脱色方法的液状物，可以列举清酒、料酒、烧酒、甜酒、杂酒、葡萄酒、啤酒、威士忌、绍兴酒、食用醋、酱油、鱼酱、氨基酸液、果汁、蜂蜜、糖液、茶、各种动物和植物的提取液和发酵液等。另外，在这些液状食品等液状物的原料制备、精制、直到废弃处理的各种工序中都可以应用。
在本发明的脱色方法中，使本发明的活性炭组合物与液状物接触、对液状物进行脱色处理。作为具体的处理方法，可以列举(1)在液状物中直接投入本发明的活性炭组合物，混合后进行过滤的方法；(2)在液状物中直接投入混合本发明的活性炭组合物，使其沉降后，过滤上清液的方法；(3)将本发明的活性炭组合物叠层在滤纸或滤布上，使液状物通过该滤纸或滤布，进行过滤的方法；(4)将本发明的活性炭组合物填充在柱中后，使液状物通过该柱，进行过滤的方法等。
作为过滤的方法，可以采用自然过滤、加压过滤、离心过滤等。
本发明的活性炭组合物，与以往的粉末活性炭比较，沉降快、上清液容易过滤。另外，本发明的活性炭组合物，通过添加和同时使用硅溶胶、单宁或藻酸钠，可以使其更快地沉降。
作为硅溶胶，没有特别限定，包括公知的硅溶胶，可以广泛地使用，其中优选使用SiO2含量为16～50重量％左右的硅溶胶，其中特别优选使用溶胶的固态成分中的Fe含量为10ppm左右以下的硅溶胶。作为这些硅溶胶的具体例子，可以列举大塚食品株式会社生产的商品名“コポロツク300”和“コポロツクSA”等。
作为单宁，通常可以列举柿漆、单宁酸等含有单宁的物质。
作为藻酸钠，例如，可以列举大塚食品株式会社生产的商品名“コポラツプA”等。
硅溶胶、单宁和藻酸钠的使用量，相对于添加有5～10000ppm的活性炭组合物的液状物，硅溶胶优选为50～3000ppm、单宁优选为50～3000ppm、藻酸钠优选为10～100ppm左右。
通过使用本发明的活性炭组合物，可以防止在硅藻土过滤(一次过滤)中由微粉炭引起的过滤渗漏和堵塞，而且，也能够使滤液的浊度变得良好。另外，在进一步进行精密过滤(二次过滤)时，不会发生精密过滤中的过滤阻塞，可以顺利地进行过滤。
在本发明的脱色方法中，除了本发明的活性炭组合物和上述硅溶胶等以外，在不损害本发明效果的范围内，可以同时使用明胶、肽、多肽、胶原、鱼明胶、蛋清、小麦蛋白、豌豆蛋白等蛋白质、藻酸钠、卡拉胶、琼脂、壳聚糖等多糖类、聚丙烯酸钠等凝胶化剂、PVPP(聚乙烯聚吡咯烷酮)、硅胶等二氧化硅、硅藻土、纤维素、硅酸钙、钛酸钙等过滤助剂、膨润土、酸性白土、滑石、明矾等吸附剂。这些物质可以使用1种或2种以上。
本发明的活性炭组合物，在包装前、开封后和过滤操作时等，不易产生粉尘，操作性优异。另外，本发明的活性炭组合物，与以往的粉末活性炭相比，过滤性和沉降性优异。
具体实施例方式
以下，列举具体的实施例，详细地说明本发明，但本发明不限定于以下的实施例。
<活性炭组合物的制备>
在0.05g壳聚糖(平均分子量75000、脱乙酰化度89％)中加入150ml水，一边搅拌一边缓慢加入乳酸，使壳聚糖完全溶解，制备出壳聚糖溶解液。在该壳聚糖溶解液中添加4.45g粉末活性炭(二村化学株式会社生产、商品名“FCS”)、和0.5g来自纸浆的纤维素(平均纤维直径20μm、平均纤维长度200μm)。确认pH值为3.9以下，搅拌5分钟后，缓慢添加1体积％的氢氧化钠水溶液，确认pH值为9.0以上后，静置30分钟，使壳聚糖析出。接着，进行过滤、水洗、干燥，得到5g本发明的活性炭组合物(活性炭89重量％、纤维素10重量％、壳聚糖1重量％)。
<比较活性炭1>
将在上述中使用的粉末活性炭作为比较活性炭1。
<比较活性炭2的制备>
在上述的活性炭组合物的制备中，不使用来自纸浆的纤维素，用壳聚糖只包覆粉末活性炭，由此得到4.5g比较活性炭2(活性炭99重量％、壳聚糖1重量％)
<实施例1>(粉尘的飞散测定)将得到的活性炭组合物、比较活性炭1和比较活性炭2各取2g试样，使其从20cm高度落下，测定活性炭的飞散范围(最大直径)。将测定结果示于表1。
表1
从表1所示的结果可知，按照本发明的活性炭组合物，与比较活性炭1和比较活性炭2相比，飞散范围变小，粉尘的飞散少。
<实施例2>(利用过滤试验测定浊度)在100ml清酒中分别添加0.2g上述的按照本发明的活性炭组合物、比较活性炭1和比较活性炭2的试样，搅拌后用滤纸No.5A过滤，用浊度计(日本电子色工业株式会社生产NDH-20D型)测定滤液的浊度。再采取50ml滤液，用0.45μm的滤纸过滤，用肉眼检查有无碳渗漏。将滤液的浊度和有无碳渗漏示于表2。
表2
从表2所示的结果可知，通过使用按照本发明的活性炭组合物，可以显著降低滤液的浊度，而且，可以降低碳渗漏。
<实施例3>(沉降性)在100ml清酒中分别添加0.2g上述的活性炭组合物、比较活性炭1和比较活性炭2的试样，搅拌后，使用和上述同样的浊度计测定120分钟后的上清液的浊度。将测定结果示于表3。
表3
从表3所示的结果可知，本发明的活性炭组合物沉降快，微粉炭难以在上清液中浮游，所以，能够显著地降低上清液的浊度。
<实施例4>(利用硅溶胶、柿漆和藻酸钠进行的沉降促进试验)在100ml清酒中分别添加0.2g上述的活性炭组合物和比较活性炭1的试样，搅拌后，分别制备以1000ml/kl添加硅溶胶(大塚食品株式会社生产、商品名“コポロツク300”)并搅拌所得的物质、以1000ml/kl添加柿漆(岩本龟太郎商店、商品名“H-1”)并搅拌所得的物质、和以100g/kl添加藻酸钠(KIMICA株式会社生产、商品名“KIMICAALGIN I-3”)并搅拌所得的物质，用上述浊度计分别测定各自的1小时后、5小时后和24小时后的上清液的浊度。将测定结果示于表4。
表4
从表4所示的结果可知，通过在按照本发明的活性炭组合物中同时使用硅溶胶、柿漆(单宁)或藻酸钠，能够进一步加快活性炭组合物的沉降，从而能够进一步降低上清液的浊度。
权利要求
1.一种活性炭组合物，其特征在于，用壳聚糖包覆活性炭和纤维素。
2.如权利要求1所述的活性炭组合物，其特征在于，在活性炭和纤维素的存在下，使壳聚糖从壳聚糖溶解液中析出，由此用壳聚糖包覆活性炭和纤维素。
3.如权利要求1或2所述的活性炭组合物，其特征在于，相对于100重量份活性炭，含有1～30重量份纤维素、0.1～15重量份壳聚糖。
4.如权利要求1～4中任一项所述的活性炭组合物，其特征在于，用于液状食品的脱色。
5.一种液状物的脱色方法，其特征在于，使权利要求1～4中任一项所述的活性炭组合物与液状物接触、对液状物进行脱色处理。
6.如权利要求5所述的液状物的脱色方法，其特征在于，将活性炭组合物与选自硅溶胶、单宁和藻酸钠的至少一种同时使用。
全文摘要
本发明提供一种难以产生粉尘、操作性良好、而且脱色性能等优异的活性炭组合物，其特征在于用壳聚糖包覆活性炭和纤维素，优选在活性炭和纤维素的存在下，使壳聚糖从壳聚糖溶解液中析出，由此用壳聚糖包覆活性炭和纤维素，其特征在于，相对于100重量份活性炭，含有1～30重量份纤维素、0.1～15重量份壳聚糖。
文档编号C12H1/02GK1956918SQ200480043139
公开日2007年5月2日 申请日期2004年5月26日 优先权日2004年5月26日
发明者门胁利夫, 仲原贵生 申请人:大塚食品株式会社