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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025105830
(43)【公開日】2025-07-10
(54)【発明の名称】原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法
(51)【国際特許分類】
B01D 69/08 20060101AFI20250703BHJP
B01D 61/36 20060101ALI20250703BHJP
B01D 69/02 20060101ALI20250703BHJP
B01D 71/68 20060101ALI20250703BHJP
B01D 71/26 20060101ALI20250703BHJP
B01D 71/34 20060101ALI20250703BHJP
B01D 71/36 20060101ALI20250703BHJP
B01D 71/32 20060101ALI20250703BHJP
B01D 61/02 20060101ALI20250703BHJP
B01D 61/58 20060101ALI20250703BHJP
B01D 69/00 20060101ALI20250703BHJP
B01D 67/00 20060101ALI20250703BHJP
B01D 65/02 20060101ALI20250703BHJP
A23L 29/30 20160101ALI20250703BHJP
C13B 35/08 20110101ALI20250703BHJP
【ＦＩ】
B01D69/08
B01D61/36
B01D69/02
B01D71/68
B01D71/26
B01D71/34
B01D71/36
B01D71/32
B01D61/02
B01D61/58
B01D69/00
B01D67/00 500
B01D65/02
A23L29/30
C13B35/08
【審査請求】有
【請求項の数】30
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2025073649
(22)【出願日】2025-04-25
(62)【分割の表示】P 2021047252の分割
【原出願日】2021-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】000000033
【氏名又は名称】旭化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100108903
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 和広
(74)【代理人】
【識別番号】100142387
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 都子
(74)【代理人】
【識別番号】100135895
【弁理士】
【氏名又は名称】三間 俊介
(72)【発明者】
【氏名】須賀 友規
(57)【要約】
【課題】原料液が高粘度であっても当該原料液中の目的成分を少ない変質で高濃度まで濃縮できる、中空糸膜、膜モジュール、原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法を提供する。
【解決手段】粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための多孔質の中空糸膜であって、透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、中空糸膜。
【選択図】図３
【解決手段】粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための多孔質の中空糸膜であって、透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、中空糸膜。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための多孔質の中空糸膜であって、
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、中空糸膜。
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、中空糸膜。
【請求項2】
前記透気度が１０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上５０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以下であり、
前記透水速度が５０ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
前記中空糸内径が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項１に記載の中空糸膜。
前記透水速度が５０ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
前記中空糸内径が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項１に記載の中空糸膜。
【請求項3】
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂で構成されている、請求項１又は２に記載の中空糸膜。
【請求項4】
前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、請求項１～３のいずれか一項に記載の中空糸膜。
【請求項5】
粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための膜モジュールであって、
前記膜モジュールは、多孔質の中空糸膜と、前記中空糸膜を収容する略円柱状又は略多角柱状のモジュールケースとを有し、
前記膜モジュールは、前記モジュールケースの軸方向の両端部に、固定用樹脂によって前記中空糸膜が開口端部を有して固定されている膜固定部と、原料液を前記開口端部から前記中空糸膜の内部に流通させるための原料液流通用開口部とを有し、且つ、側面部に、前記膜モジュールの気相部に連通して、気相部内の蒸気を前記膜モジュールの外部に取り出すための蒸気取出口を有し、
前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１５００分の１以上であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上１０００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上８．０倍以下である、膜モジュール。
前記膜モジュールは、多孔質の中空糸膜と、前記中空糸膜を収容する略円柱状又は略多角柱状のモジュールケースとを有し、
前記膜モジュールは、前記モジュールケースの軸方向の両端部に、固定用樹脂によって前記中空糸膜が開口端部を有して固定されている膜固定部と、原料液を前記開口端部から前記中空糸膜の内部に流通させるための原料液流通用開口部とを有し、且つ、側面部に、前記膜モジュールの気相部に連通して、気相部内の蒸気を前記膜モジュールの外部に取り出すための蒸気取出口を有し、
前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１５００分の１以上であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上１０００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上８．０倍以下である、膜モジュール。
【請求項6】
前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１０００分の１以上２５０分の１以下であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上８００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上５．０倍以下である、請求項５に記載の膜モジュール。
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上８００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上５．０倍以下である、請求項５に記載の膜モジュール。
【請求項7】
前記モジュールケースが、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンエーテル、ＡＢＳ樹脂、繊維強化プラスチック、及び塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂、並びに／又はステンレス、真鍮、黄銅、及びチタンからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属で構成されている、請求項５又は６に記載の膜モジュール。
【請求項8】
前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、請求項５～７のいずれか一項に記載の膜モジュール。
【請求項9】
前記中空糸膜が請求項１～４のいずれか一項に記載の中空糸膜である、請求項５～８のいずれか一項に記載の膜モジュール。
【請求項10】
粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための原料液濃縮システムであって、
前記原料液濃縮システムは、原料液を貯留する原料液タンクと、原料液を加温する加温部と、前記加温部で加温された原料液を濃縮するための、多孔質の中空糸膜を有する膜蒸留部と、原料液を前記原料液タンクから前記加温部、前記膜蒸留部の順に流通させて前記原料液タンクに循環させる循環ポンプとを有し、
前記中空糸膜は、原料液を中空部に受け入れて蒸気を中空糸膜外側に排出するように配置されており、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である
ように構成されている、原料液濃縮システム。
前記原料液濃縮システムは、原料液を貯留する原料液タンクと、原料液を加温する加温部と、前記加温部で加温された原料液を濃縮するための、多孔質の中空糸膜を有する膜蒸留部と、原料液を前記原料液タンクから前記加温部、前記膜蒸留部の順に流通させて前記原料液タンクに循環させる循環ポンプとを有し、
前記中空糸膜は、原料液を中空部に受け入れて蒸気を中空糸膜外側に排出するように配置されており、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である
ように構成されている、原料液濃縮システム。
【請求項11】
粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮して原料液濃縮物を製造する方法であって、前記方法は、
原料液を加温する加温工程と、
前記加温された原料液を多孔質の中空糸膜の中空部に流通させて膜蒸留により濃縮する濃縮工程とを含み、
前記濃縮工程で濃縮された原料液を循環させて濃縮前の原料液に合流させ、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である、方法。
原料液を加温する加温工程と、
前記加温された原料液を多孔質の中空糸膜の中空部に流通させて膜蒸留により濃縮する濃縮工程とを含み、
前記濃縮工程で濃縮された原料液を循環させて濃縮前の原料液に合流させ、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である、方法。
【請求項12】
前記原料液温度が４０℃以上７０℃以下である、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記中空糸膜外側圧力が－９０ｋＰａ以下である、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項14】
前記原料液圧力が３０ｋＰａ以上２１０ｋＰａ以下であり、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３００ｋＰａ以下である、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の方法。
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３００ｋＰａ以下である、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上０．５ｍ／ｓ以下である、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記加温工程において、原料液を９０℃以下の加温部に接触させることによって加温する、請求項１１～１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記加温部が、５０℃以上の蒸気又は５０℃以上の温水である熱媒を循環させる熱交換器である、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記加温部が廃熱を利用する、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項19】
前記濃縮工程の後に、濃縮された原料液を蒸発器に流通させる追加濃縮工程を更に有し、前記追加濃縮工程における原料液温度が、前記濃縮工程における原料液温度以上である、請求項１１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項20】
逆浸透膜で原料液を予備濃縮する予備濃縮工程を更に含み、予備濃縮された原料液を前記濃縮工程に供する、請求項１１～１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
前記原料液が糖液であり、前記予備濃縮工程で予備濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が４０以下であり、前記濃縮工程で濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が７０以下である、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記原料液が糖液であり、前記予備濃縮工程で予備濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が３５以下であり、前記濃縮工程で濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が６２以下である、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
濾過膜で原料液を濾過して不純物を除去する濾過工程を更に含み、濾過された原料液を前記濃縮工程に供する、請求項１１～２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
前記濾過膜の孔径が２０μｍ以下である、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記濾過膜の孔径が１．０μｍ以下である、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記濾過膜がクロスフロー配置される、請求項２３～２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項27】
前記濾過膜を逆洗する逆洗工程を更に有する、請求項２３～２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
前記濃縮工程と前記濾過工程とを互いに独立の原料液流路にて行う、請求項２３～２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項29】
前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、請求項１１～２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項30】
前記中空糸膜の中空部に水を通液することにより、前記中空糸膜に付着した原料液を除去する工程を、１日当たり１回以上行う、請求項１１～２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
前記中空糸膜の中空部にｐＨ５以下又はｐＨ９以上の薬液を通液することにより、前記中空糸膜に付着した膜汚染物質を除去する工程を、１週間当たり１回以上行う、請求項１１～３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
前記濃縮工程を、請求項１～４のいずれか一項に記載の中空糸膜、又は請求項５～９のいずれか一項に記載の膜モジュールを用いて行う、請求項１１～３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
請求項１０に記載の原料液濃縮システムを用いる、請求項１１～３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項34】
カエデ樹液である原料液を、請求項１～４のいずれか一項に記載の中空糸膜、請求項５～９のいずれか一項に記載の膜モジュール、請求項１０に記載の原料液濃縮システム、又は請求項１１～３３のいずれか一項に記載の原料液濃縮物の製造方法を用いて濃縮することを含む、メイプルシロップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、食品製造プロセス及び工業プロセスにおける高粘度原料液の濃縮に有用な、中空糸膜、膜モジュール、原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法に関する。より詳しくは、本発明は、食品製造プロセス及び工業プロセスで使われる高粘度原料液から溶媒の一部を膜蒸留で分離することによって原料液を濃縮する、原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、消費者の健康指向により、天然から収穫され、抽出又は濃縮された食料品に対して、消費者の関心が寄せられている。例えば、天然物由来の原料液を蒸発機に入れて水分を加熱蒸発させて得られる濃縮液を、甘味料として、各種料理、菓子類などへ添加することが行われている。しかし、原料液を高温で加熱すると、原料液に含まれる多くの成分が変質又は消失するため、得られる濃縮液において、香味成分の劣化、及び変色が生じるという問題があった。
【0003】
一方、工業プロセスにおいても、加熱により分解しやすい有価物を含む原料液の濃縮が求められる場合がある。このような原料液は、上記の食料品と同様、加熱を抑えた方法により濃縮する必要がある。
【0004】
そこで、加熱を必要とせずに原料液を濃縮できる方法として、一般的に、逆浸透膜法及び正浸透膜法が用いられてきた。例えば、特許文献１及び２には、メイプルシロップを逆浸透膜法で濃縮する方法が記載されており、特許文献３には、液状の食品を、正浸透膜法で濃縮する方法が記載されている。また、特許文献４には、液状の食品を、逆浸透膜法と膜蒸留法の組合せで濃縮する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００３－７０４４８号公報
【特許文献2】米国特許第９６２２５０５号明細書
【特許文献3】国際公開第２０１９／０９８３９０号
【特許文献4】特開２０１６－０６８００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、逆浸透膜法では、原料液に、濃縮液の浸透圧よりも高い圧力をかける必要があるため、濃縮濃度に限界がある。また逆浸透膜法では、膜に高圧がかかるため、原料液の含有成分が膜に吸着され易く、繰り返し運転すると、膜性能が低下するという問題があった。
【0007】
一方、膜蒸留法では加熱が必要であるため、加熱方法又は温度によっては、濃縮液の劣化、有価物の分解、変色等が起こってしまうという問題があった。さらに、例えば、メイプルシロップ、蜂蜜などの糖液を始め、コーヒー抽出液、茶抽出液、出汁、香料乳化物、食品油乳化物などの液状食料品の製造においては、原料液が本来的に高粘度である。そのため、膜蒸留効率を上昇させるために一定以上の線速を維持した場合、圧力損失が増大し、膜の濡れ、したがって膜の多孔質構造の閉塞による濃縮性能低下につながるという問題もあった。
【0008】
本発明は、上記の課題を解決し、原料液が高粘度であっても当該原料液中の目的成分を少ない変質で高濃度まで濃縮できる、中空糸膜、膜モジュール、原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、以下の態様を包含する。
［１］ 粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための多孔質の中空糸膜であって、
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、中空糸膜。
［２］ 前記透気度が１０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上５０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以下であり、
前記透水速度が５０ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
前記中空糸内径が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、上記態様１に記載の中空糸膜。
［３］ ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂で構成されている、上記態様１又は２に記載の中空糸膜。
［４］ 前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、上記態様１～３のいずれかに記載の中空糸膜。
［５］ 粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための膜モジュールであって、
前記膜モジュールは、多孔質の中空糸膜と、前記中空糸膜を収容する略円柱状又は略多角柱状のモジュールケースとを有し、
前記膜モジュールは、前記モジュールケースの軸方向の両端部に、固定用樹脂によって前記中空糸膜が開口端部を有して固定されている膜固定部と、原料液を前記開口端部から前記中空糸膜の内部に流通させるための原料液流通用開口部とを有し、且つ、側面部に、前記膜モジュールの気相部に連通して、気相部内の蒸気を前記膜モジュールの外部に取り出すための蒸気取出口を有し、
前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１５００分の１以上であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上１０００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上８．０倍以下である、膜モジュール。
［６］ 前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１０００分の１以上２５０分の１以下であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上８００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上５．０倍以下である、上記態様５に記載の膜モジュール。
［７］ 前記モジュールケースが、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンエーテル、ＡＢＳ樹脂、繊維強化プラスチック、及び塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂、並びに／又はステンレス、真鍮、黄銅、及びチタンからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属で構成されている、上記態様５又は６に記載の膜モジュール。
［８］ 前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、上記態様５～７のいずれかに記載の膜モジュール。
［９］ 前記中空糸膜が上記態様１～４のいずれかに記載の中空糸膜である、上記態様５～８のいずれかに記載の膜モジュール。
［１０］ 粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための原料液濃縮システムであって、
前記原料液濃縮システムは、原料液を貯留する原料液タンクと、原料液を加温する加温部と、前記加温部で加温された原料液を濃縮するための、多孔質の中空糸膜を有する膜蒸留部と、原料液を前記原料液タンクから前記加温部、前記膜蒸留部の順に流通させて前記原料液タンクに循環させる循環ポンプとを有し、
前記中空糸膜は、原料液を中空部に受け入れて蒸気を中空糸膜外側に排出するように配置されており、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である
ように構成されている、原料液濃縮システム。
［１１］ 粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮して原料液濃縮物を製造する方法であって、前記方法は、
原料液を加温する加温工程と、
前記加温された原料液を多孔質の中空糸膜の中空部に流通させて膜蒸留により濃縮する濃縮工程とを含み、
前記濃縮工程で濃縮された原料液を循環させて濃縮前の原料液に合流させ、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である、方法。
［１２］ 前記原料液温度が４０℃以上７０℃以下である、上記態様１１に記載の方法。
［１３］ 前記中空糸膜外側圧力が－９０ｋＰａ以下である、上記態様１１又は１２に記載の方法。
［１４］ 前記原料液圧力が３０ｋＰａ以上２１０ｋＰａ以下であり、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３００ｋＰａ以下である、上記態様１１～１３のいずれかに記載の方法。
［１５］ 前記中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上０．５ｍ／ｓ以下である、上記態様１１～１４のいずれかに記載の方法。
［１６］ 前記加温工程において、原料液を９０℃以下の加温部に接触させることによって加温する、上記態様１１～１５のいずれかに記載の方法。
［１７］ 前記加温部が、５０℃以上の蒸気又は５０℃以上の温水である熱媒を循環させる熱交換器である、上記態様１６に記載の方法。
［１８］ 前記加温部が廃熱を利用する、上記態様１６又は１７に記載の方法。
［１９］ 前記濃縮工程の後に、濃縮された原料液を蒸発器に流通させる追加濃縮工程を更に有し、前記追加濃縮工程における原料液温度が、前記濃縮工程における原料液温度以上である、上記態様１１～１８のいずれかに記載の方法。
［２０］ 逆浸透膜で原料液を予備濃縮する予備濃縮工程を更に含み、予備濃縮された原料液を前記濃縮工程に供する、上記態様１１～１９のいずれかに記載の方法。
［２１］ 前記原料液が糖液であり、前記予備濃縮工程で予備濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が４０以下であり、前記濃縮工程で濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が７０以下である、上記態様２０に記載の方法。
［２２］ 前記原料液が糖液であり、前記予備濃縮工程で予備濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が３５以下であり、前記濃縮工程で濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が６２以下である、上記態様２１に記載の方法。
［２３］ 濾過膜で原料液を濾過して不純物を除去する濾過工程を更に含み、濾過された原料液を前記濃縮工程に供する、上記態様１１～２２のいずれかに記載の方法。
［２４］ 前記濾過膜の孔径が２０μｍ以下である、上記態様２３に記載の方法。
［２５］ 前記濾過膜の孔径が１．０μｍ以下である、上記態様２４に記載の方法。
［２６］ 前記濾過膜がクロスフロー配置される、上記態様２３～２５のいずれかに記載の方法。
［２７］ 前記濾過膜を逆洗する逆洗工程を更に有する、上記態様２３～２６のいずれかに記載の方法。
［２８］ 前記濃縮工程と前記濾過工程とを互いに独立の原料液流路にて行う、上記態様２３～２７のいずれかに記載の方法。
［２９］ 前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、上記態様１１～２８のいずれかに記載の方法。
［３０］ 前記中空糸膜の中空部に水を通液することにより、前記中空糸膜に付着した原料液を除去する工程を、１日当たり１回以上行う、上記態様１１～２９のいずれかに記載の方法。
［３１］ 前記中空糸膜の中空部にｐＨ５以下又はｐＨ９以上の薬液を通液することにより、前記中空糸膜に付着した膜汚染物質を除去する工程を、１週間当たり１回以上行う、上記態様１１～３０のいずれかに記載の方法。
［３２］ 前記濃縮工程を、上記態様１～４のいずれかに記載の中空糸膜、又は上記態様５～９のいずれかに記載の膜モジュールを用いて行う、上記態様１１～３１のいずれかに記載の方法。
［３３］ 上記態様１０に記載の原料液濃縮システムを用いる、上記態様１１～３２のいずれかに記載の方法。
［３４］ カエデ樹液である原料液を、上記態様１～４のいずれかに記載の中空糸膜、上記態様５～９のいずれかに記載の膜モジュール、上記態様１０に記載の原料液濃縮システム、又は上記態様１１～３３のいずれかに記載の原料液濃縮物の製造方法を用いて濃縮することを含む、メイプルシロップの製造方法。
［１］ 粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための多孔質の中空糸膜であって、
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、中空糸膜。
［２］ 前記透気度が１０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上５０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以下であり、
前記透水速度が５０ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
前記中空糸内径が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、上記態様１に記載の中空糸膜。
［３］ ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂で構成されている、上記態様１又は２に記載の中空糸膜。
［４］ 前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、上記態様１～３のいずれかに記載の中空糸膜。
［５］ 粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための膜モジュールであって、
前記膜モジュールは、多孔質の中空糸膜と、前記中空糸膜を収容する略円柱状又は略多角柱状のモジュールケースとを有し、
前記膜モジュールは、前記モジュールケースの軸方向の両端部に、固定用樹脂によって前記中空糸膜が開口端部を有して固定されている膜固定部と、原料液を前記開口端部から前記中空糸膜の内部に流通させるための原料液流通用開口部とを有し、且つ、側面部に、前記膜モジュールの気相部に連通して、気相部内の蒸気を前記膜モジュールの外部に取り出すための蒸気取出口を有し、
前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１５００分の１以上であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上１０００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上８．０倍以下である、膜モジュール。
［６］ 前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１０００分の１以上２５０分の１以下であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上８００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上５．０倍以下である、上記態様５に記載の膜モジュール。
［７］ 前記モジュールケースが、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンエーテル、ＡＢＳ樹脂、繊維強化プラスチック、及び塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂、並びに／又はステンレス、真鍮、黄銅、及びチタンからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属で構成されている、上記態様５又は６に記載の膜モジュール。
［８］ 前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、上記態様５～７のいずれかに記載の膜モジュール。
［９］ 前記中空糸膜が上記態様１～４のいずれかに記載の中空糸膜である、上記態様５～８のいずれかに記載の膜モジュール。
［１０］ 粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための原料液濃縮システムであって、
前記原料液濃縮システムは、原料液を貯留する原料液タンクと、原料液を加温する加温部と、前記加温部で加温された原料液を濃縮するための、多孔質の中空糸膜を有する膜蒸留部と、原料液を前記原料液タンクから前記加温部、前記膜蒸留部の順に流通させて前記原料液タンクに循環させる循環ポンプとを有し、
前記中空糸膜は、原料液を中空部に受け入れて蒸気を中空糸膜外側に排出するように配置されており、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である
ように構成されている、原料液濃縮システム。
［１１］ 粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮して原料液濃縮物を製造する方法であって、前記方法は、
原料液を加温する加温工程と、
前記加温された原料液を多孔質の中空糸膜の中空部に流通させて膜蒸留により濃縮する濃縮工程とを含み、
前記濃縮工程で濃縮された原料液を循環させて濃縮前の原料液に合流させ、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である、方法。
［１２］ 前記原料液温度が４０℃以上７０℃以下である、上記態様１１に記載の方法。
［１３］ 前記中空糸膜外側圧力が－９０ｋＰａ以下である、上記態様１１又は１２に記載の方法。
［１４］ 前記原料液圧力が３０ｋＰａ以上２１０ｋＰａ以下であり、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３００ｋＰａ以下である、上記態様１１～１３のいずれかに記載の方法。
［１５］ 前記中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上０．５ｍ／ｓ以下である、上記態様１１～１４のいずれかに記載の方法。
［１６］ 前記加温工程において、原料液を９０℃以下の加温部に接触させることによって加温する、上記態様１１～１５のいずれかに記載の方法。
［１７］ 前記加温部が、５０℃以上の蒸気又は５０℃以上の温水である熱媒を循環させる熱交換器である、上記態様１６に記載の方法。
［１８］ 前記加温部が廃熱を利用する、上記態様１６又は１７に記載の方法。
［１９］ 前記濃縮工程の後に、濃縮された原料液を蒸発器に流通させる追加濃縮工程を更に有し、前記追加濃縮工程における原料液温度が、前記濃縮工程における原料液温度以上である、上記態様１１～１８のいずれかに記載の方法。
［２０］ 逆浸透膜で原料液を予備濃縮する予備濃縮工程を更に含み、予備濃縮された原料液を前記濃縮工程に供する、上記態様１１～１９のいずれかに記載の方法。
［２１］ 前記原料液が糖液であり、前記予備濃縮工程で予備濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が４０以下であり、前記濃縮工程で濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が７０以下である、上記態様２０に記載の方法。
［２２］ 前記原料液が糖液であり、前記予備濃縮工程で予備濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が３５以下であり、前記濃縮工程で濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が６２以下である、上記態様２１に記載の方法。
［２３］ 濾過膜で原料液を濾過して不純物を除去する濾過工程を更に含み、濾過された原料液を前記濃縮工程に供する、上記態様１１～２２のいずれかに記載の方法。
［２４］ 前記濾過膜の孔径が２０μｍ以下である、上記態様２３に記載の方法。
［２５］ 前記濾過膜の孔径が１．０μｍ以下である、上記態様２４に記載の方法。
［２６］ 前記濾過膜がクロスフロー配置される、上記態様２３～２５のいずれかに記載の方法。
［２７］ 前記濾過膜を逆洗する逆洗工程を更に有する、上記態様２３～２６のいずれかに記載の方法。
［２８］ 前記濃縮工程と前記濾過工程とを互いに独立の原料液流路にて行う、上記態様２３～２７のいずれかに記載の方法。
［２９］ 前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、上記態様１１～２８のいずれかに記載の方法。
［３０］ 前記中空糸膜の中空部に水を通液することにより、前記中空糸膜に付着した原料液を除去する工程を、１日当たり１回以上行う、上記態様１１～２９のいずれかに記載の方法。
［３１］ 前記中空糸膜の中空部にｐＨ５以下又はｐＨ９以上の薬液を通液することにより、前記中空糸膜に付着した膜汚染物質を除去する工程を、１週間当たり１回以上行う、上記態様１１～３０のいずれかに記載の方法。
［３２］ 前記濃縮工程を、上記態様１～４のいずれかに記載の中空糸膜、又は上記態様５～９のいずれかに記載の膜モジュールを用いて行う、上記態様１１～３１のいずれかに記載の方法。
［３３］ 上記態様１０に記載の原料液濃縮システムを用いる、上記態様１１～３２のいずれかに記載の方法。
［３４］ カエデ樹液である原料液を、上記態様１～４のいずれかに記載の中空糸膜、上記態様５～９のいずれかに記載の膜モジュール、上記態様１０に記載の原料液濃縮システム、又は上記態様１１～３３のいずれかに記載の原料液濃縮物の製造方法を用いて濃縮することを含む、メイプルシロップの製造方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、原料液が高粘度であっても当該原料液中の目的成分を少ない変質で高濃度まで濃縮できる、中空糸膜、膜モジュール、原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態（以下、本実施形態ともいう）について、非限定的な例を挙げて具体的に詳細に説明する。なお本開示の図面において、同一の符号が付された要素は、互いに同様の構成又は機能を有するものであることが意図されている。
【0013】
本発明者は、膜蒸留による原料液の濃縮において、低温運転での蒸気取出し効率（すなわち濃縮効率）が良好であり、且つ原料液の粘度上昇に伴う圧力上昇にも対応可能な膜及び膜モジュールを見出した。低温での濃縮は、原料液中の目的成分の変質、分解、変色等を回避する上で有利である。本発明者はまた、膜蒸留における圧力、線速、前処理方法等を工夫することで、原料液から溶媒を高効率で且つ長期間安定して分離できることを見出した。
【0014】
<中空糸状膜>
本発明の一態様は、
粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための多孔質の中空糸膜であって、
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、中空糸膜を提供する。
本発明の一態様は、
粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための多孔質の中空糸膜であって、
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、中空糸膜を提供する。
【0015】
本実施形態に係る多孔質膜は、膜の一方の面から他方の面まで連通している細孔（連通孔）を持つことが必要である。この連通孔は、ポリマー等の膜材料のネットワークに包含されてよく、枝分かれした孔でも直通孔でもよい。この細孔は、蒸気を通すが、被処理水（液体）を通さないことが必要である。
【0016】
中空糸膜は、疎水性であることがウェッティング防止に望ましい。疎水性を表す指標に水接触角がある。本実施形態では、中空糸膜のいずれの部位も、水接触角が９０°以上であることが好ましく、より好ましくは１１０°以上、更に好ましくは１２０°以上である。水接触角には特に上限はないが、現実的には１５０°程度以下とすることが好ましい。水接触角は、液滴法により、２５℃で測定される値である。液滴法は、例えば２μＬの純水を測定対象物の表面に滴下し、測定対象物と液滴とにより形成される角度を、投影画像からの解析によって数値化する方法である。
【0017】
中空糸膜の孔径及び孔径分布も、ウェッティング抑制との因果関係が強い。本実施形態の中空糸膜の平均孔径は、０．０１μｍ以上１．０μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．０３μｍ以上０．６μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。平均孔径が０．０１μｍ以上である場合、蒸気の透過抵抗が大きくなり過ぎず、原料液濃縮液の生産速度が遅くならず、１．０μｍ以下である場合、膜の疎水性を向上させることによるウェッティング抑制効果が大きく好ましい。原料液濃縮液の生産速度とウェッティング抑制との両立の観点から、中空糸膜の孔径分布は狭い方が好ましい。具体的には、平均孔径に対する最大孔径の比が１．２～２．５の範囲内である孔径分布を有することが好ましい。なお中空糸膜の孔径は、ＡＳＴＭ：Ｆ３１６－８６に記載されている平均孔径の測定方法（別称：ハーフドライ法）で測定される値である。
【0018】
原料液濃縮液の生産速度の面から、中空糸膜の空隙率は、５０体積％以上８５体積％以下であることが好ましい。この値が５０体積％以上である場合、原料液濃縮液の生産速度が良好であり、８５体積％以下である場合は膜自体の強度が良好であり、長期使用の際に破断等の問題が発生しにくい。
【0019】
本実施形態に係る中空糸膜は、中空糸膜の内側に加熱した原料液を流通し、外側を減圧状態にすることにより、不揮発性の有価物を保持したまま、水を主成分とする揮発成分のみを原料液から取り出すことが出来る。その際、原料液の蒸気圧と減圧側の絶対圧との差である蒸気圧差を駆動力として蒸気が移動する。低温での膜蒸留には、わずかな蒸気圧差でも蒸気を効率よく通すことができる膜であることが好ましい。また、高粘度原料液の低温濃縮においては、膜間差圧が上昇しやすく、膜の濡れが生じやすいため、液体侵入圧（ＬＥＰ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｅｎｔｒｙ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の高い膜であることが好ましい。
【0020】
原料液の濃縮過程においては、濃縮の程度（濃縮倍率）が高くなるにつれて、溶液の粘度が徐々に高くなる。従来の膜蒸留法の場合、溶液の粘度が３ｃＰ以上になると、原料液の流路への通液に伴う圧力損失が増大するため、効率よく濃縮できない。また、このような状態で長期的に運転すると、膜の濡れが生じてしまい濃縮性能が経時的に低下する。さらに、溶液の粘度が６００ｃＰを超えると、送液ポンプによる送液が困難となる。粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液としては、種々の糖液、例えば、Ｂｒｉｘ値（すなわち、Ｂｒｉｘ計で測定される糖度の値）２以上７０以下のカエデ樹液（すなわち、メイプルシロップの原料）や白樺樹液（すなわち、バーチシロップの原料）、ココナッツ液体胚乳、蜂蜜などの糖液を始め、コーヒー抽出液、茶抽出液、出汁、香料乳化物、食品油乳化物などの液状食料品が挙げられる。また、逆浸透膜で濃縮された廃水や正浸透膜濃縮システムで用いられる誘導溶液などの無機イオンを含む水溶液などの工業プロセス液が挙げられる。
【0021】
本実施形態に係る中空糸膜は、粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を濃縮対象とするのに特に適している。具体的には、中空糸膜の透気度は、一態様において、５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上であり、好ましくは、１０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上、又は２０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上、又は２５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上である。透気度は、好ましくは、５０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以下である。透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以上である場合、蒸気移動に対する膜抵抗が大きくなり過ぎず、低温条件のわずかな蒸気圧差での濃縮運転が容易である。また、透気度が５０００Ｌ／ｈ・ｍ2・ｋＰａ以下である場合、透気度が大きくなり過ぎず膜の耐圧性が良好である。
【0022】
中空糸膜は、２５℃で、２０質量％濃度のエタノール（ＥｔＯＨ）水溶液を中空糸内部（すなわち中空部）に満たし、２００ｋＰａに加圧した際に中空糸外側に透過するＥｔＯＨ水溶液の透水速度が、一態様において、１００ｍＬ／ｈ・ｍ2以下、好ましくは５０ｍＬ／ｈ・ｍ2以下である。透水速度が上記範囲である場合、膜が濡れ難いため、原料液の濃度上昇に伴う膜間差圧の上昇により膜が濡れて濃縮性能が低下するという不都合が良好に回避される。透水速度は膜の濡れ抑制の観点からは低い方が好ましいが、良好な膜蒸留性能を得る観点から、一態様において、０．１ｍＬ／ｈ・ｍ2以上、又は１．０ｍＬ／ｈ・ｍ2以上であってよい。
【0023】
中空糸膜の内径は、一態様において、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。内径が０．３ｍｍ以上である場合、原料液の濃度上昇に伴う圧力損失が増大しても送液が困難にならず、内径が２．０ｍｍ以下である場合、膜面積あたりの中空糸内部体積が大きくなり過ぎず濃縮システムのデッドボリュームが大きくなり過ぎない。
【0024】
本実施形態に係る中空糸膜は、主たる構成成分として疎水性高分子を含むことが好ましい。疎水性高分子は、水に対する親和性が低い高分子である。この観点から、中空糸膜は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂で構成されることが好ましい。疎水性、製膜性、機械的耐久性、及び熱的耐久性の観点からは、ポリフッ化ビニリデン、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、及びポリクロロトリフルオロエチレンがより好ましい。なお、これらの高分子の重合後又はこれらから膜を形成した後の精練によって、可塑剤等の不純物は除去されていることがより好ましい。
【0025】
中空糸膜の製造方法としては、溶融状態の樹脂膜を冷却することにより相分離を起こして多孔質層を形成させる熱誘起相分離法、又は溶液状態の樹脂膜を非溶剤と接触させることで相分離を起こして多孔質層を形成させる乾湿式法（非溶媒相分離法）を好適に用いることができる。
【0026】
高粘度原料液を流通するための耐圧性、及び効率的な蒸気移動の観点から、熱誘起相分離法又は非溶媒相分離法により得られた多孔質膜に、疎水性ポリマーのコーティングを適用することが好ましい。疎水性ポリマーを、多孔質膜の原料液側（液相部側）表面、蒸気透過側（気相部側）表面、及び膜内部（細孔内の壁面）のうちの全部又は一部に疎水性の被膜を形成することにより、膜に撥水性を与えるか、又は膜の撥水性を向上させてよい。
【0027】
中空糸膜にコーティングされる疎水性ポリマーとしては、例えば、以下が挙げられる：
（ア）シランカップリング剤と反応させることで、架橋構造を形成するシリコーン系ポリマー、及びポリマーゲル；
（イ）シロキサン結合を持つ樹脂、例えば、ジメチルシリコーンゲル、メチルフェニルシリコーンゲル、アミノ基等の有機官能基が導入された反応性変性シリコーンゲル、フロロアルキル変性を行ったシリコーンゲル；
（ウ）側鎖に（パー）フルオロアルキル基、（パー）フルオロポリエーテル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基等を持つポリマーを溶剤に溶かしたもの；
（エ）側鎖にフルオロアルキル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基等を持つ疎水性ポリマー薄膜；
（オ）側鎖にフルオロアルキル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基等を持つ撥水剤、等。
疎水性ポリマーとしては、特に、炭素数１～１２の（パー）フルオロアルキル基、又は（パー）フルオロポリエーテル基を有する（メタ）アクリレート系モノマー、及びビニル系モノマーから選択される１種以上の重合体が、好ましい。
（ア）シランカップリング剤と反応させることで、架橋構造を形成するシリコーン系ポリマー、及びポリマーゲル；
（イ）シロキサン結合を持つ樹脂、例えば、ジメチルシリコーンゲル、メチルフェニルシリコーンゲル、アミノ基等の有機官能基が導入された反応性変性シリコーンゲル、フロロアルキル変性を行ったシリコーンゲル；
（ウ）側鎖に（パー）フルオロアルキル基、（パー）フルオロポリエーテル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基等を持つポリマーを溶剤に溶かしたもの；
（エ）側鎖にフルオロアルキル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基等を持つ疎水性ポリマー薄膜；
（オ）側鎖にフルオロアルキル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基等を持つ撥水剤、等。
疎水性ポリマーとしては、特に、炭素数１～１２の（パー）フルオロアルキル基、又は（パー）フルオロポリエーテル基を有する（メタ）アクリレート系モノマー、及びビニル系モノマーから選択される１種以上の重合体が、好ましい。
【0028】
<膜モジュール>
本発明の一態様は、粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための膜モジュールを提供する。
本発明の一態様は、粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための膜モジュールを提供する。
【0029】
図１及び２は、本実施形態の膜モジュールの一例を示す概略図である。図１及び２を参照し、一態様において、膜モジュール１０は、多孔質の中空糸膜１と、当該中空糸膜１を収容する略円柱状又は略多角柱状のモジュールケース２とを有する。中空糸膜１は、一態様において、前述した本実施形態に係る中空糸膜であってよい。ここで、「略円柱状」とは、例えば、円柱状、楕円柱状等、及びこれらに類似する形状を包含する。「略多角柱状」とは、例えば、頂点の数が３～１００の多角形を底面とする多角柱状、及びこれらに類似する形状を包含する。「これらに類似する形状」とは、円柱、多角柱等の角がカットされている形状、角が丸みを帯びている形状、軸が屈曲又は湾曲している形状、及びこれらの組み合わせ等を含む概念である。膜モジュールの形状としては、円柱状、楕円柱状、頂点の数が４～１２の多角形を底面とする多角柱状、及びこれらに類似する形状が好ましく、円柱状、楕円柱状、４角柱状、及びこれらに類似する形状がより好ましい。
【0030】
モジュールケース２は、軸方向の両端部に、固定用樹脂によって中空糸膜１が開口端部を有して固定されている膜固定部２１と、原料液を上記開口端部から中空糸膜１の内部に流通させるための原料液流通用開口部２２とを有してよい。モジュールケース２は、側面部に、膜モジュール１０の気相部に連通して、気相部内の蒸気を膜モジュール１０の外部に取り出すための蒸気取出口２３を有してよい。
【0031】
膜モジュールは、カートリッジとハウジングとで構成されていてもよい。その場合は、蒸気取出口を有するハウジングに対し、固定用樹脂によって中空糸膜が固定されたカートリッジをセットすることにより、膜モジュールとして使用することができる。膜モジュール内に固定された中空糸膜束は、ネット、不織布、カートリッジケース等から選択される１種以上の部材を、任意的に有していてもよい。
【0032】
〈膜固定部〉
膜固定部２１において中空糸膜を接着固定する固定用樹脂は、機械的強度が良好で、かつ例えば１００℃程度までの耐熱性を有することが望ましい。固定用樹脂として使用できる樹脂としては、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂、熱硬化性のウレタン樹脂等が挙げられる。耐熱性の観点ではエポキシ樹脂が好ましいが、ハンドリング性はウレタン樹脂が好ましい。
膜固定部２１において中空糸膜を接着固定する固定用樹脂は、機械的強度が良好で、かつ例えば１００℃程度までの耐熱性を有することが望ましい。固定用樹脂として使用できる樹脂としては、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂、熱硬化性のウレタン樹脂等が挙げられる。耐熱性の観点ではエポキシ樹脂が好ましいが、ハンドリング性はウレタン樹脂が好ましい。
【0033】
膜固定部を、膜モジュールの軸方向に垂直な面で切断した断面積基準での中空糸膜の充填率は、膜モジュールの小型化の観点から、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上である。また、固定用樹脂による中空糸の固定を均一に行うため、この充填率は、好ましくは７４％以下、より好ましくは７０％以下である。中空糸膜の充填率（％）は、（中空糸膜の断面積の合計）÷（膜固定部の断面積）×１００で計算される。なお中空糸膜の断面積とは、中空糸の外周で囲まれる部分の面積をいい、中空部の面積を含む概念である。
【0034】
〈膜有効長〉
膜モジュール１０における中空糸膜１の有効長は、当該膜モジュールの軸方向両端部にそれぞれ配置された２つの膜固定部間の最短距離として定義される。
膜モジュール１０における中空糸膜１の有効長は、当該膜モジュールの軸方向両端部にそれぞれ配置された２つの膜固定部間の最短距離として定義される。
【0035】
高粘度原料液を中空糸膜内部に流通させる際、層流領域における圧力損失は有効長に比例し、内径の２乗に反比例する。中空糸膜の有効長は、中空糸膜全長当たりの有効長比率を高める（すなわち膜をより有効的に使用する）観点から、好ましくは、中空糸膜内径の１００倍以上、又は２５０倍以上、又は５００倍以上であり、圧力損失を低減するため、好ましくは、中空糸膜内径の１０００倍以下、又は８００倍以下である。
【0036】
〈蒸気取出口〉
膜モジュール１０における蒸気取出口２３は、膜モジュールの気相部に連通し、気相部の蒸気を膜モジュールの外部に取り出すことができる。膜モジュールの外部に取り出された蒸気は、例えば後述の蒸気凝縮部によって凝縮され、回収されてよい。
膜モジュール１０における蒸気取出口２３は、膜モジュールの気相部に連通し、気相部の蒸気を膜モジュールの外部に取り出すことができる。膜モジュールの外部に取り出された蒸気は、例えば後述の蒸気凝縮部によって凝縮され、回収されてよい。
【0037】
減圧下での蒸気流速増大に伴う圧力損失を防ぐため、蒸気取出口は、蒸気流速を所望の値以下に留めるのに十分な面積を有することが好ましい。この観点から、モジュールの蒸気取出口２３の開口面積は、中空糸膜１の膜面積の１５００分の１以上が好ましく、１０００分の１以上であることがより好ましい。モジュールケース２本体が複数の蒸気取出口２３を有する場合、蒸気取出口の開口面積は開口部全部の合計面積として評価される。蒸気取出口の大きさについては制限がないが、前述の通り、膜モジュールは略円柱状又は略多角柱状の形状を有していることから、蒸気取出口は膜モジュールの機械的強度を損なわない範囲であることがより好ましい。この観点から、膜モジュール１０の蒸気取出口２３の開口面積は、中空糸膜１の膜面積の２５０分の１以下であることがより好ましい。
【0038】
〈原料液流通用開口部〉
膜モジュール１０における原料液流通用開口部２２は、膜モジュール１０の軸方向両端部に配置された膜固定部２１の外側に設置される。膜モジュール１０は、原料液流通用開口部２２を介して原料液濃縮システムの原料液流路に接続され、原料液を中空糸膜内部に流通することが出来る。
膜モジュール１０における原料液流通用開口部２２は、膜モジュール１０の軸方向両端部に配置された膜固定部２１の外側に設置される。膜モジュール１０は、原料液流通用開口部２２を介して原料液濃縮システムの原料液流路に接続され、原料液を中空糸膜内部に流通することが出来る。
【0039】
濃縮対象の高粘度原料液を流通させた際の圧力損失増大を防ぐため、原料液流通用開口部２２の開口面積は、中空糸の総開口断面積の０．２倍以上であることが好ましく、また、原料液流路配管内のデッドスペースを小さくするため、中空糸の総開口断面積の８．０倍以下であることが好ましく、５．０倍以下であることがより好ましい。
【0040】
〈モジュールケース〉
上記したとおり、本実施形態における膜蒸留は、中空糸膜の気相部を減圧状態にして運転されるため、モジュールケース２にはその軸方向に圧縮応力がかかる。この圧縮応力による膜モジュールの寸法変化を抑制するため、膜モジュールは、軸方向の両端部以外の部分がモジュールケースで覆われていてもよい。モジュールケースは、単一又は複数の部材で構成されてよく、例えば、本体部と、当該本体部に取付けられた、原料液流通用開口部を有するキャップ部とを有する構成等、所望に応じた任意の部材構成を有してよい。モジュールケースは、原料液から発生した蒸気の流れを妨げないように、十分な面積を有する蒸気取出口２３を有している。モジュールケースは、例えば樹脂及び／又は金属で構成されていてよい。蒸気取出口２３を取り付ける際の加工性及び圧縮応力への耐久性の観点から、モジュールケースは、例えば、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンエーテル、ＡＢＳ樹脂、繊維強化プラスチック、及び塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂、並びに／又はステンレス、真鍮、黄銅、及びチタンからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属で構成されていることが好ましい。
上記したとおり、本実施形態における膜蒸留は、中空糸膜の気相部を減圧状態にして運転されるため、モジュールケース２にはその軸方向に圧縮応力がかかる。この圧縮応力による膜モジュールの寸法変化を抑制するため、膜モジュールは、軸方向の両端部以外の部分がモジュールケースで覆われていてもよい。モジュールケースは、単一又は複数の部材で構成されてよく、例えば、本体部と、当該本体部に取付けられた、原料液流通用開口部を有するキャップ部とを有する構成等、所望に応じた任意の部材構成を有してよい。モジュールケースは、原料液から発生した蒸気の流れを妨げないように、十分な面積を有する蒸気取出口２３を有している。モジュールケースは、例えば樹脂及び／又は金属で構成されていてよい。蒸気取出口２３を取り付ける際の加工性及び圧縮応力への耐久性の観点から、モジュールケースは、例えば、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンエーテル、ＡＢＳ樹脂、繊維強化プラスチック、及び塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂、並びに／又はステンレス、真鍮、黄銅、及びチタンからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属で構成されていることが好ましい。
【0041】
〈原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法〉
本発明の一態様は、粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための、原料液濃縮システム、及び原料液濃縮方法（すなわち原料液濃縮物の製造方法）を提供する。本実施形態の原料液濃縮方法は、一態様において本実施形態の原料液濃縮システムを用いて実施でき、また当該方法の濃縮工程は、一態様において、本実施形態の中空糸膜又は膜モジュールを用いて実施できる。
本発明の一態様は、粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮するための、原料液濃縮システム、及び原料液濃縮方法（すなわち原料液濃縮物の製造方法）を提供する。本実施形態の原料液濃縮方法は、一態様において本実施形態の原料液濃縮システムを用いて実施でき、また当該方法の濃縮工程は、一態様において、本実施形態の中空糸膜又は膜モジュールを用いて実施できる。
【0042】
図３及び４は、本実施形態の原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法を説明するための概念図である。図３及び４を参照し、本実施形態に係る原料液濃縮システム１００は、原料液を貯留する原料液タンク１０１と、原料液を加温する加温部１０３と、当該加温部１０３で加温された原料液を濃縮するための、多孔質の中空糸膜を有する膜蒸留部１０４と、原料液を原料液タンク１０１から加温部１０３、膜蒸留部１０４の順に流通させて原料液ポンプ１０１に循環させる循環ポンプ１０２（例えばギアポンプ）とを有する。上記中空糸膜は、原料液を中空部に受け入れて蒸気を中空糸膜外側に排出するように配置されている。膜蒸留部１０４は、原料液を流通する液相部と蒸気を取り出すための気相部とを隔て、且つ気相部を減圧状態にできる構造を有している。一態様において、膜蒸留部１０４は、本実施形態の膜モジュール１０を有してよい。また一態様において、膜蒸留部１０４が有する中空糸膜は、前述の本実施形態に係る中空糸膜であってよい。
【0043】
原料液濃縮システム１００は、中空糸膜の原料液流入部位において、一態様において、原料液温度が３０℃以上８０℃以下であるように構成されており、一態様において、原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であるように構成されており、一態様において、中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧されているように構成されており、原料液圧力と中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であるように構成されており、一態様において、中空糸膜内部において原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下であるように構成されている。
【0044】
図３及び４を参照し、本実施形態に係る原料液濃縮物の製造方法は、例えば加温部１０３で、原料液を加温する工程と、加温された原料液を、例えば膜蒸留部１０４で、多孔質の中空糸膜の中空部に流通させて膜蒸留により濃縮する濃縮工程とを含む。当該方法においては、濃縮工程で濃縮された原料液を循環させて濃縮前の原料液、例えば原料液タンク１０１の原料液に、合流させる。
【0045】
本実施形態の原料液濃縮物の製造方法においては、中空糸膜の原料液流入部位において、一態様において、原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、一態様において、原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、一態様において、中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、一態様において、原料液圧力と中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、一態様において、中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である。
【0046】
原料液濃縮システム１００は、膜蒸留部１０４で生じた蒸気を凝縮する蒸気凝縮部１０５を有してよい。一態様において、蒸気凝縮部１０５は蒸気配管を介して膜モジュール１０の蒸気取出口２３に接続される。蒸気配管内には、原料液が凝縮水に混入することを防ぐためにデミスターを設置してもよい。
【0047】
原料液濃縮システム１００は、上記以外に、例えば、凝縮液タンク１０６、抜き出しポンプ１０７、減圧装置１０８、流量調整器（図示せず）、圧力調整器（図示せず）等を更に備えていてよい。また、原料液濃縮システム１００は、加温部１０３に加え、原料液タンク１０１を含む原料液流路及び蒸気凝縮部を保温できる構造をさらに備えていてよい。
【0048】
蒸気凝縮部１０５は、膜蒸留部１０４（例えば、膜モジュール１０の蒸気取出口２３）と連通する気相部と、膜蒸留部１０４（例えば、膜モジュール１０の蒸気取出口２３）から拡散してきた蒸気を凝集するための冷却体とを有していてよい。冷却体は、内部に冷却媒（例えば、冷却水）が流通することによって低温が維持されている。冷却体の構造は、例えば、管が集まった構造でもよいし、板が重なった構造でもよい。冷却体部が、蒸気凝縮部１０５の気相部に拡散してきた蒸気に接触すれば、該蒸気は冷却、凝縮されて、蒸留水（透過水）となる。これを凝集液タンク１０６に貯留して、回収することにより、蒸留水を得ることができる。
【0049】
膜蒸留部１０４では、中空糸膜の片側を減圧状態にすることにより、原料液の蒸気圧と減圧部の絶対圧との差である蒸気圧差を駆動力として、原料液から蒸気を取り出すことが出来る。原料液が高温であると、蒸気圧差が大きくなり濃縮効率が良好になる。一方で、濃縮液の劣化、有価物の分解又は変色を抑える観点から、原料液は所定の温度以下に保つことが有利である。すなわち、濃縮液の品質を保ちながら濃縮効率をよくするためには、膜蒸留部１０４の中空糸膜の原料液流入部位において、原料液温度が３０℃以上８０℃以下であることが好ましく、４０℃以上７０℃以下であることがより好ましい。上記の上限温度以下であれば品質の保持が容易であり、上記の下限温度以上であれば原料液の蒸気圧が小さくなりすぎず濃縮が良好に進行する。
【0050】
膜蒸留部１０４の気相部の圧力を下げると、原料液と気相部との蒸気圧差が大きくなるため、濃縮効率が向上する。低温で膜蒸留を行う場合は、気相部の圧力を所定値以下にすることが有利である。具体的には、大気圧を０ｋＰａとしたときに、気相部の圧力（すなわち、中空糸膜外側圧力）が、－８０ｋＰａ以下であることが好ましく、－９０ｋＰａ以下がより好ましい。上記圧力は、低い方が好ましいが、プロセス制御を容易にする観点から、一態様において、－９９ｋＰａ以上、又は－９７ｋＰａ以上であってよい。
【0051】
膜蒸留部１０４に原料液を流通させる際、中空糸膜全体に均一に原料液を流通させるためには、所定値以上の原料液圧力が有利である。具体的には、原料液圧力は、１０ｋＰａ以上が好ましく、３０ｋＰａ以上がより好ましい。原料液圧力は、中空糸膜及びモジュールケースの耐圧性を考慮し、所定値以下に保つことが有利である。具体的には、３００ｋＰａ以下、又は２１０ｋＰａ以下が好ましい。
【0052】
中空糸膜を用いた膜蒸留では、液相部と気相部との圧力差である膜間差圧が液体侵入圧以上になった場合、原料液が液相部から気相部に移動してしまい、原料液のロスにつながる。そのため、膜蒸留部１０４では、膜間差圧を液体侵入圧以下に保つことが有利である。具体的には、液相部と気相部との圧力の差（すなわち、原料液圧力と中空糸膜外側圧力との差圧）は、好ましくは、３９５ｋＰａ以下、又は３８０ｋＰａ以下、又は３００ｋＰａ以下である。上記差圧は、良好な濃縮効率を得る観点から、好ましくは、５０ｋＰａ以上、又は８０ｋＰａ以上、又は９０ｋＰａ以上である。
【0053】
膜蒸留においては、原料液中の水分が蒸発する膜表面を直接加熱することが難しい。そのため、蒸発に必要な潜熱を供給するために原料液の線速を所定値以上に保つことが有利である。具体的には、中空糸膜内部における原料液線速は、０．０５ｍ／ｓ以上であることが好ましい。一方、原料液の線速上昇に伴い液相部の圧力も上昇するため、線速は所定値以下に抑えることが有利である。具体的には、中空糸膜内部における原料液線速は、１．０ｍ／ｓ以下が好ましく、０．５ｍ／ｓ以下がより好ましい。
【0054】
〈原料液の加温〉
加温工程においては、原料液の加熱による分解又は変性を抑える観点で、原料液を９０℃以下の加温部に接触させることによって加温することが好ましい。加温工程に有用な、原料液を加温するための加温部１０３は、原料液流路の一部を加温することにより原料液を加温する構造を有してよい。原料液の加温方法としては、熱交換器により熱媒から原料液に熱量を供給することにより原料液を加温する方法、配管部分を電熱線、炎等によって加熱する方法を用いることが出来る。原料液流路内で最も高温になるのは加温部の配管表面であることから、原料液の加熱による分解又は変性を抑える観点で、加温部１０３の表面温度（すなわち、原料液と接触する部位の温度）は９０℃以下であることが好ましい。
加温工程においては、原料液の加熱による分解又は変性を抑える観点で、原料液を９０℃以下の加温部に接触させることによって加温することが好ましい。加温工程に有用な、原料液を加温するための加温部１０３は、原料液流路の一部を加温することにより原料液を加温する構造を有してよい。原料液の加温方法としては、熱交換器により熱媒から原料液に熱量を供給することにより原料液を加温する方法、配管部分を電熱線、炎等によって加熱する方法を用いることが出来る。原料液流路内で最も高温になるのは加温部の配管表面であることから、原料液の加熱による分解又は変性を抑える観点で、加温部１０３の表面温度（すなわち、原料液と接触する部位の温度）は９０℃以下であることが好ましい。
【0055】
加温部１０３の表面温度をできるだけ低くするためには、熱交換器により熱媒から原料液に熱量を供給することにより原料液を加温する方法がより好ましく、熱媒として温水又は蒸気（例えば大気圧以下に減圧した蒸気）を用いることがより好ましい。熱利用効率の観点から、温水又は蒸気の温度は、５０℃以上であることが好ましい。温水又は蒸気の温度は、原料液中の目的成分の変質、分解、変色等を回避する観点から、好ましくは１００℃以下である。また、濃縮エネルギーコスト削減の観点から、濃縮工程以外の工程で生じた廃熱を利用して原料液を加温してもよい。
【0056】
膜蒸留においては、原料液中の溶質による蒸気圧降下も、膜蒸留の効率に影響する。濃縮にともない溶質の濃度が上昇すると蒸気圧降下により原料液の蒸気圧が大きく低下するため、液相部と気相部の蒸気圧差が小さくなり、膜蒸留の効率が低下する。原料液の加温を抑えるという観点では、原料液の濃度を一定以下にすることが好ましい。糖液を例にとると、膜蒸留による濃縮後のＢｒｉｘ値が７０以下であることが好ましく、より好ましくはＢｒｉｘ値６７以下、または６２以下である。
【0057】
〈前処理〉
本実施形態の原料液濃縮方法では、濃縮方法全体のエネルギー効率を向上させるために、濃縮工程の前に、予備濃縮、不純物（例えば、樹液中の繊維分等）除去等の目的で前処理を行ってもよい。図４を参照し、一態様においては、原料液タンク１０１よりも上流の予備タンク１０９に原料液をまず供給し、当該原料液を送液ポンプ１１０経由で前処理部１１１に導入して前処理した後、原料液ポンプ１０１に供給してよい。前処理部１１１は、不純物除去のための濾過膜、予備濃縮のための逆浸透膜、これらの組合せ、等であってよい。一態様においては、濃縮工程と、前処理工程としての濾過工程及び／又は予備濃縮工程とを互いに独立の原料液流路にて行う。
本実施形態の原料液濃縮方法では、濃縮方法全体のエネルギー効率を向上させるために、濃縮工程の前に、予備濃縮、不純物（例えば、樹液中の繊維分等）除去等の目的で前処理を行ってもよい。図４を参照し、一態様においては、原料液タンク１０１よりも上流の予備タンク１０９に原料液をまず供給し、当該原料液を送液ポンプ１１０経由で前処理部１１１に導入して前処理した後、原料液ポンプ１０１に供給してよい。前処理部１１１は、不純物除去のための濾過膜、予備濃縮のための逆浸透膜、これらの組合せ、等であってよい。一態様においては、濃縮工程と、前処理工程としての濾過工程及び／又は予備濃縮工程とを互いに独立の原料液流路にて行う。
【0058】
より具体的には、一態様において、図４に示すように、膜蒸留部１０４で濃縮された原料液は、前処理部１１１を経ずに原料液タンク１０１に循環させてよい。すなわち、一態様においては、濃縮工程で濃縮された原料液を循環させて、前処理工程の後で濃縮前の原料液に合流させてよい（すなわち、前処理部を、膜蒸留部と直列に配置してよい）。
【0059】
一方、別の一態様において、原料液タンク１０１から膜蒸留部１０４を経て原料タンク１０１に戻る原料液循環経路とは別に、原料液タンク１０１から前処理部１１１を経て原料液タンク１０１に原料液を循環させる前処理経路を設けてもよい（すなわち、前処理部を、膜蒸留部と並列に配置してよい）。このような前処理様式は、原料液循環流路における原液循環流量を保ちながら、原料液濃縮に伴う濃度上昇により新たに生成する不純物を経時的に取り除くことが出来る点で有利である。
【0060】
〈濾過膜〉
一態様において、前処理部は濾過膜を有してよい。原料液中には、食物繊維をはじめとする不溶成分が存在する可能性が高く、そのまま膜蒸留を行うと液相部の過剰な圧力上昇、擦過による膜の破損、膜表面での不溶成分堆積による膜つまりなどの原因となる。そのため、膜蒸留をより効率的に実施するために、不溶成分を除去することが好ましい。不溶成分除去には膜濾過法が適している。一態様においては、原料液中の不溶成分を効率的に除去する観点から、孔径２０μｍ以下の濾過膜が好ましい。濾過膜の孔径は、１．０μｍ以下であることがより好ましい。濾過膜の孔径は、濾過効率の観点から、例えば、０．１μｍ以上、又は０．３μｍ以上であってよい。
一態様において、前処理部は濾過膜を有してよい。原料液中には、食物繊維をはじめとする不溶成分が存在する可能性が高く、そのまま膜蒸留を行うと液相部の過剰な圧力上昇、擦過による膜の破損、膜表面での不溶成分堆積による膜つまりなどの原因となる。そのため、膜蒸留をより効率的に実施するために、不溶成分を除去することが好ましい。不溶成分除去には膜濾過法が適している。一態様においては、原料液中の不溶成分を効率的に除去する観点から、孔径２０μｍ以下の濾過膜が好ましい。濾過膜の孔径は、１．０μｍ以下であることがより好ましい。濾過膜の孔径は、濾過効率の観点から、例えば、０．１μｍ以上、又は０．３μｍ以上であってよい。
【0061】
（クロスフロー濾過）
上記の膜濾過による不溶成分除去を、クロスフロー濾過方式で行うことは、濾過膜の目詰まり防止の観点から好ましい。クロスフロー濾過では、平膜又は中空糸膜を有するクロスフロー濾過膜モジュールを使用できる。一態様において、濾過膜モジュールは、濾過対象液の流路側に流入口と流出口とを合わせて２つ以上有し、透過液の流路側に１つ以上の流出口を有する。このような濾過膜モジュールに濾過対象液を循環させながら圧力をかけることにより、不溶成分の膜表面への堆積を防ぎながら透過液を得ることが出来る。濾過対象液の循環流量及び透過液の流量については特に制限はないが、効率的な濾過を実施する観点から、濾過対象液の循環流量は透過液の流量の３倍以上であることが好ましく、１０倍以上であることがより好ましい。
上記の膜濾過による不溶成分除去を、クロスフロー濾過方式で行うことは、濾過膜の目詰まり防止の観点から好ましい。クロスフロー濾過では、平膜又は中空糸膜を有するクロスフロー濾過膜モジュールを使用できる。一態様において、濾過膜モジュールは、濾過対象液の流路側に流入口と流出口とを合わせて２つ以上有し、透過液の流路側に１つ以上の流出口を有する。このような濾過膜モジュールに濾過対象液を循環させながら圧力をかけることにより、不溶成分の膜表面への堆積を防ぎながら透過液を得ることが出来る。濾過対象液の循環流量及び透過液の流量については特に制限はないが、効率的な濾過を実施する観点から、濾過対象液の循環流量は透過液の流量の３倍以上であることが好ましく、１０倍以上であることがより好ましい。
【0062】
〈濾過膜の逆洗〉
濾過膜による不溶成分除去においては、濾過膜表面に堆積した不溶成分を除去して膜性能を維持することを目的として、定期的に逆洗を実施してもよい。逆洗に使用する流体として、水、膜濾過工程での透過液、膜蒸留で得られた凝縮水等を例示できる。また、空気を用いた逆洗方法である、エアバックウォッシュ方式を用いてもよい。逆洗を実施するタイミングとしては、濾過膜の膜間差圧の上昇、透過液流量の減少等から判断できる。また、予め設定した周期（例えば１時間に１回）で逆洗を実施してもよい。
濾過膜による不溶成分除去においては、濾過膜表面に堆積した不溶成分を除去して膜性能を維持することを目的として、定期的に逆洗を実施してもよい。逆洗に使用する流体として、水、膜濾過工程での透過液、膜蒸留で得られた凝縮水等を例示できる。また、空気を用いた逆洗方法である、エアバックウォッシュ方式を用いてもよい。逆洗を実施するタイミングとしては、濾過膜の膜間差圧の上昇、透過液流量の減少等から判断できる。また、予め設定した周期（例えば１時間に１回）で逆洗を実施してもよい。
【0063】
（逆浸透膜）
逆浸透膜は特に限定されないが、好ましい例は酢酸セルロース製の中空糸膜や、ポリアミドを含む分離層を有する複合膜である。逆浸透膜は原料液の予備濃縮に用いられ、原料液を逆浸透膜の分離層側に配置し加圧することにより、原料液中の水分のみを透過させ、除去することが出来る。この場合、原料液の濃縮に伴い原料液中の溶質濃度が飽和濃度を超え、不溶成分として析出することがある。また、前処理部としては、逆浸透膜と前述の濾過膜とを併用してもよい。この場合、原料液を、例えば、逆浸透膜、濾過膜の順に流通させる（すなわち、逆浸透膜を濾過膜よりも上流側に配置する）ことが、不溶成分の除去効率向上の観点からより好ましい。
逆浸透膜は特に限定されないが、好ましい例は酢酸セルロース製の中空糸膜や、ポリアミドを含む分離層を有する複合膜である。逆浸透膜は原料液の予備濃縮に用いられ、原料液を逆浸透膜の分離層側に配置し加圧することにより、原料液中の水分のみを透過させ、除去することが出来る。この場合、原料液の濃縮に伴い原料液中の溶質濃度が飽和濃度を超え、不溶成分として析出することがある。また、前処理部としては、逆浸透膜と前述の濾過膜とを併用してもよい。この場合、原料液を、例えば、逆浸透膜、濾過膜の順に流通させる（すなわち、逆浸透膜を濾過膜よりも上流側に配置する）ことが、不溶成分の除去効率向上の観点からより好ましい。
【0064】
一般的に、逆浸透膜は、原料液をその浸透圧以上に加圧することにより、水のみを選択的に膜を透過させることができる。逆浸透膜を利用した予備濃縮工程では、原料液の濃縮に伴い原料液の浸透圧が上昇するため、原料液を高濃度まで濃縮する場合はより高圧に加圧する必要がある。逆浸透膜によるショ糖水溶液の濃縮を例にとると、参考文献（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ １５５ （２０１５） １０-１５）によると、２モル／ｋｇ－Ｈ２Ｏ（すなわちＢｒｉｘ値４０．６）のショ糖水溶液の浸透圧はおよそ６７気圧であり、３モル／ｋｇ－Ｈ２Ｏ（すなわちＢｒｉｘ値５０．７）のショ糖水溶液の浸透圧はおよそ１００気圧である。
【0065】
また、原料液が高粘度の場合は、膜表面の濃度分極の影響が大きくなるため、上記浸透圧よりも高い圧力が必要になる。上記から、逆浸透膜を用いて糖液を濃縮する場合、Ｂｒｉｘ値４０以上に濃縮することは困難であることが予想される。前記予備濃縮工程においては、効率の観点から、予備濃縮後の原料液の濃度は、好ましくは、Ｂｒｉｘ値４０以下、又はＢｒｉｘ値３５以下、又はＢｒｉｘ値３０以下である。
【0066】
〈中空糸膜の洗浄〉
本実施形態における原料液濃縮方法では、原料液の濃縮に伴い析出した不溶成分の除去、原料液切り替え時の原料液混入防止等、特に中空糸膜に付着した原料液の除去を目的として、膜モジュールの液相部を定期的に洗浄することができる。具体的には、中空糸膜の中空部に１日１回以上水を通液して洗浄することが好ましい。また、水に溶けにくい成分の除去、システム内部の殺菌等、特に、中空糸膜に付着した膜汚染物質の除去を目的として、薬液を用いた洗浄を週に１回以上行うことも好ましい。洗浄に用いる水は、飲料水、逆浸透膜の透過水、本実施形態の原料液濃縮システムで得られた凝縮水等を使用してよい。洗浄に用いる薬液は、ｐＨ５以下の薬液（例えば、塩酸、クエン酸水溶液等の酸性水溶液）、又は、ｐＨ９以上の薬液（例えば、水酸化ナトリウム水溶液、次亜塩素酸ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液）を用いることが出来る。また、酸性水溶液とアルカリ性水溶液とを順番に使用することにより、無機成分と有機成分との両方を効率的に除去することが出来る。
本実施形態における原料液濃縮方法では、原料液の濃縮に伴い析出した不溶成分の除去、原料液切り替え時の原料液混入防止等、特に中空糸膜に付着した原料液の除去を目的として、膜モジュールの液相部を定期的に洗浄することができる。具体的には、中空糸膜の中空部に１日１回以上水を通液して洗浄することが好ましい。また、水に溶けにくい成分の除去、システム内部の殺菌等、特に、中空糸膜に付着した膜汚染物質の除去を目的として、薬液を用いた洗浄を週に１回以上行うことも好ましい。洗浄に用いる水は、飲料水、逆浸透膜の透過水、本実施形態の原料液濃縮システムで得られた凝縮水等を使用してよい。洗浄に用いる薬液は、ｐＨ５以下の薬液（例えば、塩酸、クエン酸水溶液等の酸性水溶液）、又は、ｐＨ９以上の薬液（例えば、水酸化ナトリウム水溶液、次亜塩素酸ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液）を用いることが出来る。また、酸性水溶液とアルカリ性水溶液とを順番に使用することにより、無機成分と有機成分との両方を効率的に除去することが出来る。
【0067】
〈蒸発による追加濃縮〉
本実施形態の原料液濃縮方法では、濃縮した原料液の殺菌、加熱による風味付け等を目的として、濃縮方法全体のエネルギー効率を向上させるために、濃縮工程の後に蒸発器（図示せず）による追加濃縮工程を含めることが出来る。目的とする殺菌又は風味付けの効果を得るために、追加濃縮工程では、濃縮された原料液を、膜蒸留による濃縮工程の原料液温度以上に加温することが好ましい。一態様において、蒸発器は前述の濾過膜よりも下流に配置されてよい。
本実施形態の原料液濃縮方法では、濃縮した原料液の殺菌、加熱による風味付け等を目的として、濃縮方法全体のエネルギー効率を向上させるために、濃縮工程の後に蒸発器（図示せず）による追加濃縮工程を含めることが出来る。目的とする殺菌又は風味付けの効果を得るために、追加濃縮工程では、濃縮された原料液を、膜蒸留による濃縮工程の原料液温度以上に加温することが好ましい。一態様において、蒸発器は前述の濾過膜よりも下流に配置されてよい。
【0068】
〈メイプルシロップの製造方法〉
本発明の一態様は、カエデ樹液である原料液を、前述した本実施形態の中空糸膜、前述した本実施形態の膜モジュール、前述した本実施形態の原料液濃縮システム、又は前述した本実施形態の原料液濃縮物の製造方法を用いて濃縮することを含む、メイプルシロップの製造方法を提供する。本発明の一態様によれば、当該方法を用いることにより、色調及び香味に優れるメイプルシロップを製造できる。
本発明の一態様は、カエデ樹液である原料液を、前述した本実施形態の中空糸膜、前述した本実施形態の膜モジュール、前述した本実施形態の原料液濃縮システム、又は前述した本実施形態の原料液濃縮物の製造方法を用いて濃縮することを含む、メイプルシロップの製造方法を提供する。本発明の一態様によれば、当該方法を用いることにより、色調及び香味に優れるメイプルシロップを製造できる。
【実施例0069】
以下、実施例を挙げて本発明の例示の態様をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
【0070】
《中空糸膜の諸物性の測定》
［外径、内径、及び膜厚］
中空糸膜の外径及び内径については、中空糸膜を、その長手方向に垂直な方向にカミソリで薄く切り、顕微鏡を用いて断面の外径及び内径をそれぞれ測定した。膜厚は下記数式（１）により算出した。
膜厚（ｍｍ）＝［外径（ｍｍ）－内径（ｍｍ）］／２ （１）
［外径、内径、及び膜厚］
中空糸膜の外径及び内径については、中空糸膜を、その長手方向に垂直な方向にカミソリで薄く切り、顕微鏡を用いて断面の外径及び内径をそれぞれ測定した。膜厚は下記数式（１）により算出した。
膜厚（ｍｍ）＝［外径（ｍｍ）－内径（ｍｍ）］／２ （１）
【0071】
［平均孔径］
中空糸膜の平均孔径は、ＡＳＴＭ：Ｆ３１６－８６に記載されている平均孔径の測定方法（別称：ハーフドライ法）により測定した。
測定は、約１０ｃｍ長の中空糸膜に対し、液体としてエタノールを用いて、２５℃、昇圧速度０．０１ａｔｍ／秒の標準測定条件において行った。
平均孔径は、下記数式（２）により求めた。
平均孔径［μｍ］＝２，８６０×（使用液体の表面張力［ｄｙｎｅ／ｃｍ］）／（ハーフドライ空気圧力［Ｐａ］） （２）
ここで、エタノールの２５℃における表面張力としては、２１．９７ｄｙｎｅ／ｃｍの値を用いた。
中空糸膜の平均孔径は、ＡＳＴＭ：Ｆ３１６－８６に記載されている平均孔径の測定方法（別称：ハーフドライ法）により測定した。
測定は、約１０ｃｍ長の中空糸膜に対し、液体としてエタノールを用いて、２５℃、昇圧速度０．０１ａｔｍ／秒の標準測定条件において行った。
平均孔径は、下記数式（２）により求めた。
平均孔径［μｍ］＝２，８６０×（使用液体の表面張力［ｄｙｎｅ／ｃｍ］）／（ハーフドライ空気圧力［Ｐａ］） （２）
ここで、エタノールの２５℃における表面張力としては、２１．９７ｄｙｎｅ／ｃｍの値を用いた。
【0072】
［最大孔径］
中空糸膜の最大孔径は、バブルポイント法を用いて測定した。長さ８ｃｍの中空糸膜の一方の末端を閉塞し、他方の末端に圧力計を介して窒素ガス供給ラインを接続した。この状態で窒素ガスを供給してライン内部を窒素に置換した後、中空糸膜をエタノールに浸漬した。このとき、エタノールがライン内に逆流しないように、ラインに極僅かに窒素で圧力をかけた状態として、中空糸膜をエタノール中に浸漬した。中空糸膜を浸漬した状態で、窒素ガスの圧力をゆっくりと増加させ、中空糸膜の外壁から窒素ガスの泡が安定して出始めた圧力Ｐを記録した。この値から、中空糸膜の最大孔径ｄ［μｍ］を、下記数式（３）：
ｄ＝Ｃ１γ／Ｐ （３）
｛式中、Ｃ１は定数、γは表面張力［ｄｙｎｅ／ｃｍ］、Ｐは圧力［Ｐａ］である。｝により算出した。エタノールを浸漬液としたときの定数Ｃ１と表面張力γとの積の値は、Ｃ1γ＝０．０８７９［Ｎ／ｍ］とした。
中空糸膜の最大孔径は、バブルポイント法を用いて測定した。長さ８ｃｍの中空糸膜の一方の末端を閉塞し、他方の末端に圧力計を介して窒素ガス供給ラインを接続した。この状態で窒素ガスを供給してライン内部を窒素に置換した後、中空糸膜をエタノールに浸漬した。このとき、エタノールがライン内に逆流しないように、ラインに極僅かに窒素で圧力をかけた状態として、中空糸膜をエタノール中に浸漬した。中空糸膜を浸漬した状態で、窒素ガスの圧力をゆっくりと増加させ、中空糸膜の外壁から窒素ガスの泡が安定して出始めた圧力Ｐを記録した。この値から、中空糸膜の最大孔径ｄ［μｍ］を、下記数式（３）：
ｄ＝Ｃ１γ／Ｐ （３）
｛式中、Ｃ１は定数、γは表面張力［ｄｙｎｅ／ｃｍ］、Ｐは圧力［Ｐａ］である。｝により算出した。エタノールを浸漬液としたときの定数Ｃ１と表面張力γとの積の値は、Ｃ1γ＝０．０８７９［Ｎ／ｍ］とした。
【0073】
［空隙率］
中空糸膜の空隙率は、下記に記載の方法により求めた。
中空糸膜を一定長さに切り、その重量を測定し、空隙率を下記数式（４）：
空隙率（％）＝１００－［中空糸膜の質量（ｇ）×１００］／［ポリマー密度（ｇ／ｃｍ3）×｛（外径（ｃｍ）／２）2－（内径（ｃｍ）／２）2｝×３．１４×長さ（ｃｍ）］ （４）
により求めた。
中空糸膜の空隙率は、下記に記載の方法により求めた。
中空糸膜を一定長さに切り、その重量を測定し、空隙率を下記数式（４）：
空隙率（％）＝１００－［中空糸膜の質量（ｇ）×１００］／［ポリマー密度（ｇ／ｃｍ3）×｛（外径（ｃｍ）／２）2－（内径（ｃｍ）／２）2｝×３．１４×長さ（ｃｍ）］ （４）
により求めた。
【0074】
［透気度］
ＩＳＯ ９２３７に準拠して測定した。膜モジュールに乾燥空気を流入させ、膜モジュールの入口と出口との圧力（ｋＰａ）、及び膜モジュール出口での乾燥空気流量（Ｌ／ｈ）を測定した。乾燥空気流量（Ｌ／ｈ）を、上記入口と上記出口との差圧（ｋＰａ）及び膜面積で除して透気度（Ｌ／ｍ2・ｈ・ｋＰａ）を算出した。
ＩＳＯ ９２３７に準拠して測定した。膜モジュールに乾燥空気を流入させ、膜モジュールの入口と出口との圧力（ｋＰａ）、及び膜モジュール出口での乾燥空気流量（Ｌ／ｈ）を測定した。乾燥空気流量（Ｌ／ｈ）を、上記入口と上記出口との差圧（ｋＰａ）及び膜面積で除して透気度（Ｌ／ｍ2・ｈ・ｋＰａ）を算出した。
【0075】
［原料液の粘度］
原料液の粘度は、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製の粘度計(形式名「ＨＡＡＫＥ ＶｉｓｃｏＴｅｓｔｅｒ ｉＱ」による溶液粘度として測定した。
原料液の粘度は、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製の粘度計(形式名「ＨＡＡＫＥ ＶｉｓｃｏＴｅｓｔｅｒ ｉＱ」による溶液粘度として測定した。
【0076】
［Ｂｒｉｘ値］
糖度計（アタゴ社 ＰＡＬ－１）を用いて測定した。なお、糖度計は、測定前に蒸留水で０％に補正した。
糖度計（アタゴ社 ＰＡＬ－１）を用いて測定した。なお、糖度計は、測定前に蒸留水で０％に補正した。
【0077】
［可視光透過度］
濃縮液を限外ろ過フィルター（アミコンウルトラ－０．５、ＰＬＧＣウルトラセル－１０メンブレン、１０ｋＤａ、ＵＦＣ５０１００８）を用いろ過した後、ろ液について分光光度計用のスクリューキャップ付き二面透明石英セル（ジーエルサイエンス株式会社 Ｓ１５－ＵＶ－１０、光路長１０ｍｍ、光路幅１０ｍｍ）に試料を十分量入れ、ＵＶ／ｖｉｓスペクトルの測定により可視光透過度を求めた。ブランクはグリセリンを用いた。ＵＶ／ｖｉｓの分析条件は、下記のとおりである。
－ＵＶ／ｖｉｓ条件－
ＵＶ／ｖｉｓ装置：日本分光 ＪＡＳＣＯ Ｖ－７７０
測定モード：Ａｂｓ
測定波長 ： ８００～２００ｎｍ
データ取込間隔：０．５ｎｍ
光源：Ｄ２、ＷＩ
光源切換：３４０ｎｍ
補正：ベースライン
濃縮液を限外ろ過フィルター（アミコンウルトラ－０．５、ＰＬＧＣウルトラセル－１０メンブレン、１０ｋＤａ、ＵＦＣ５０１００８）を用いろ過した後、ろ液について分光光度計用のスクリューキャップ付き二面透明石英セル（ジーエルサイエンス株式会社 Ｓ１５－ＵＶ－１０、光路長１０ｍｍ、光路幅１０ｍｍ）に試料を十分量入れ、ＵＶ／ｖｉｓスペクトルの測定により可視光透過度を求めた。ブランクはグリセリンを用いた。ＵＶ／ｖｉｓの分析条件は、下記のとおりである。
－ＵＶ／ｖｉｓ条件－
ＵＶ／ｖｉｓ装置：日本分光 ＪＡＳＣＯ Ｖ－７７０
測定モード：Ａｂｓ
測定波長 ： ８００～２００ｎｍ
データ取込間隔：０．５ｎｍ
光源：Ｄ２、ＷＩ
光源切換：３４０ｎｍ
補正：ベースライン
【0078】
【0079】
膜蒸留部としての膜モジュールは、各実施例及び比較例に記載のとおりの構成とし、蒸気凝縮部の出口は、配管によって凝縮液タンクに連結した。そして、凝縮液タンクの気相部を、圧力調整器を介して減圧装置と連結することにより、系内の圧力調整を行った。
【0080】
原料液流路内には、熱交換器を用いた加温部を設け、その熱媒として温水を用いた。循環ポンプとしてギアポンプを用いて原料液を原料液流路中に循環させ、膜モジュールの出口に設けた背圧弁を用いて原料液の圧力を調整した。蒸気凝縮部には１０℃の冷却水（ＣＷ）を１０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環させた。
【0081】
［Ｆｌｕｘの測定］
膜蒸留を行い、重量計若しくは積算流量計を用いて、凝縮液タンクに流入した蒸留水の重量を測定し、下記数式（５）：
Ｆｌｕｘ＝運転時間１時間の膜蒸留で得られた蒸留水の重さ÷膜面積÷運転時間（１時間） （５）
に従ってＦｌｕｘを算出した。
以下の基準で評価した。
Ａ：１０．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 以上
Ｂ：５．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 以上 １０．０ｋｇ／ｍ２・ｈ未満
Ｃ：１．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 以上 ５．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 未満
Ｄ：１．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 未満
膜蒸留を行い、重量計若しくは積算流量計を用いて、凝縮液タンクに流入した蒸留水の重量を測定し、下記数式（５）：
Ｆｌｕｘ＝運転時間１時間の膜蒸留で得られた蒸留水の重さ÷膜面積÷運転時間（１時間） （５）
に従ってＦｌｕｘを算出した。
以下の基準で評価した。
Ａ：１０．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 以上
Ｂ：５．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 以上 １０．０ｋｇ／ｍ２・ｈ未満
Ｃ：１．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 以上 ５．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 未満
Ｄ：１．０ｋｇ／ｍ２・ｈ 未満
【0082】
［運転中の原料液圧力の測定］
運転中の原料液圧力は、膜モジュールの原料液流入口における原料液圧力を測定した。
運転中の原料液圧力は、膜モジュールの原料液流入口における原料液圧力を測定した。
【0083】
［運転中の最大膜間差圧の測定］
運転中の最大膜間差圧は、濃縮試験における原料液圧力と中空糸膜外側圧力の差圧の最大値を測定した。
運転中の最大膜間差圧は、濃縮試験における原料液圧力と中空糸膜外側圧力の差圧の最大値を測定した。
【0084】
［繰り返し運転性］
以下の基準で評価した。
Ａ：運転後の透気度が運転前の９０％以上
Ｂ：運転後の透気度が運転前の７５％以上９０％未満
Ｃ：運転後の透気度が運転前の６０％以上７５％未満
Ｄ：運転後の透気度が運転前の６０％未満
以下の基準で評価した。
Ａ：運転後の透気度が運転前の９０％以上
Ｂ：運転後の透気度が運転前の７５％以上９０％未満
Ｃ：運転後の透気度が運転前の６０％以上７５％未満
Ｄ：運転後の透気度が運転前の６０％未満
【0085】
［着色］
以下の基準で評価した。
Ａ：５６０ｎｍの可視光透過度が８５％以上
Ｂ：５６０ｎｍの可視光透過度が８０％以上８５％未満
Ｃ：５６０ｎｍの可視光透過度が７５％以上８０％未満
Ｄ：５６０ｎｍの可視光透過度が７５％未満
以下の基準で評価した。
Ａ：５６０ｎｍの可視光透過度が８５％以上
Ｂ：５６０ｎｍの可視光透過度が８０％以上８５％未満
Ｃ：５６０ｎｍの可視光透過度が７５％以上８０％未満
Ｄ：５６０ｎｍの可視光透過度が７５％未満
【0086】
［風味］
得られた原料液濃縮物をパネラー５人の賞味に供し、以下の２種類の基準により風味を評価した。
Ａ：パネラー５人全員が原料本来の風味が強いと判断した。
Ｂ：原料本来の風味が強いと判断したパネラーが１人以上４人以下であった。
Ｃ：原料本来の風味が強いと判断したパネラーが１人もいなかった。
得られた原料液濃縮物をパネラー５人の賞味に供し、以下の２種類の基準により風味を評価した。
Ａ：パネラー５人全員が原料本来の風味が強いと判断した。
Ｂ：原料本来の風味が強いと判断したパネラーが１人以上４人以下であった。
Ｃ：原料本来の風味が強いと判断したパネラーが１人もいなかった。
【0087】
《実施例１》
［中空糸膜の疎水化］
内径０．３５ｍｍ、外径０．６４ｍｍ、ＡＳＴＭ－Ｆ３１６－８６から求めた平均孔径０．２１μｍ、最大孔径０．２９μｍ、空隙率７２％のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜３７００本について、フロロテクノロジー社製のフッ素樹脂系撥水剤ＦＳ－３９２Ｂ（０．５質量％）に一度完全に浸漬した後に、引き上げ、乾燥を行うことにより、中空糸膜の内側表面及び外側表面に疎水性ポリマーを塗布した。
［中空糸膜の疎水化］
内径０．３５ｍｍ、外径０．６４ｍｍ、ＡＳＴＭ－Ｆ３１６－８６から求めた平均孔径０．２１μｍ、最大孔径０．２９μｍ、空隙率７２％のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜３７００本について、フロロテクノロジー社製のフッ素樹脂系撥水剤ＦＳ－３９２Ｂ（０．５質量％）に一度完全に浸漬した後に、引き上げ、乾燥を行うことにより、中空糸膜の内側表面及び外側表面に疎水性ポリマーを塗布した。
【0088】
［中空糸膜モジュールの作製］
膜モジュールの作製においては、固定用樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を使用し、遠心接着により中空糸膜をモジュールケース内に接着固定することで、軸方向両端に膜固定部を形成した。膜固定部は、２つの膜固定部の間の最短距離（すなわち、中空糸膜の有効長）が約３００ｍｍとなるように構成した。モジュールケースとしては、内径５５ｍｍ、外径６０ｍｍのポリスルホン製の円柱状ケースを使用した。本ケースには、外周側面に、１．５Ｓ配管による面積０．００１０ｍ２の蒸気取出口が１つ設けられている。また、本ケースの軸方向両端には、膜モジュールを原料液濃縮システムの原料液流路に接続するためのキャップを装着した。キャップには、２．５Ｓ、０．００２８ｍ２の開口部を原料液流通用開口部として設けた。得られた膜モジュールの透気度は、６００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであり、２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のＥｔＯＨ水溶液の透水速度は８０ｍＬ／ｈ・ｍ２であった。
膜モジュールの作製においては、固定用樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を使用し、遠心接着により中空糸膜をモジュールケース内に接着固定することで、軸方向両端に膜固定部を形成した。膜固定部は、２つの膜固定部の間の最短距離（すなわち、中空糸膜の有効長）が約３００ｍｍとなるように構成した。モジュールケースとしては、内径５５ｍｍ、外径６０ｍｍのポリスルホン製の円柱状ケースを使用した。本ケースには、外周側面に、１．５Ｓ配管による面積０．００１０ｍ２の蒸気取出口が１つ設けられている。また、本ケースの軸方向両端には、膜モジュールを原料液濃縮システムの原料液流路に接続するためのキャップを装着した。キャップには、２．５Ｓ、０．００２８ｍ２の開口部を原料液流通用開口部として設けた。得られた膜モジュールの透気度は、６００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであり、２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のＥｔＯＨ水溶液の透水速度は８０ｍＬ／ｈ・ｍ２であった。
【0089】
上記［膜モジュールの作製］で得られた膜モジュールを使用して、図３に準ずる構成の原料液濃縮システムを組み立て、表１～３の条件に従い、メイプルウォーター１４０ｋｇを膜蒸留によって濃縮した。未濾過メイプルウォーター（Ｂｒｉｘ２．０、粘度３．２ｃＰ、以下同様）をＢｒｉｘ７０（粘度３７０ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は７６．４時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０８．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１．５ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の７０％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は７９％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。
【0090】
以上の結果から、実施例１の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
【0091】
《実施例２》
撥水処理後の透気度が１２００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであること以外は実施例１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は３８．２時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０８．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは３．０ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の７２％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８１％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例２の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
撥水処理後の透気度が１２００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであること以外は実施例１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は３８．２時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０８．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは３．０ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の７２％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８１％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例２の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
【0092】
《実施例３》
撥水処理後の透気度が４８００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであること以外は実施例１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１３．０時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０８．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは８．８ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の７１％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８３％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例３の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
撥水処理後の透気度が４８００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであること以外は実施例１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１３．０時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０８．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは８．８ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の７１％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８３％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例３の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
【0093】
《実施例４》
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のＥｔＯＨ水溶液の透水速度は４０ｍＬ／ｈ・ｍ２であった。以外は実施例３と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１２．６時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０８．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは９．１ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８５％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８１％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例４の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のＥｔＯＨ水溶液の透水速度は４０ｍＬ／ｈ・ｍ２であった。以外は実施例３と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１２．６時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０８．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは９．１ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８５％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８１％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例４の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0094】
《実施例５》
内径０．６８ｍｍ、外径１．２５ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜１０００本を用い、膜固定部間の最短距離が約５００ｍｍとなるように固定して膜モジュールを作製した。濃縮試験時に中空糸膜内を流れる原料液の線速が０．１ｍ／ｓであり、加温部の熱媒に８８℃の減圧蒸気を用いること以外は実施例４と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１３．８時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１３９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは９．５ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８７％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８３％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例５の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
内径０．６８ｍｍ、外径１．２５ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜１０００本を用い、膜固定部間の最短距離が約５００ｍｍとなるように固定して膜モジュールを作製した。濃縮試験時に中空糸膜内を流れる原料液の線速が０．１ｍ／ｓであり、加温部の熱媒に８８℃の減圧蒸気を用いること以外は実施例４と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１３．８時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１３９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは９．５ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８７％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８３％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例５の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0095】
《実施例６》
内径１．４０ｍｍ、外径２．５７ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜２００本を用いてモジュールを作製し、キャップ部に２．０Ｓ、０．００１８ｍ２の原料液流通用開口部を有し、加温部の熱媒に８８℃の温水を用いること以外は実施例５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は２７．０時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１１０．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１１．８ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８６％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８０％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例６の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
内径１．４０ｍｍ、外径２．５７ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜２００本を用いてモジュールを作製し、キャップ部に２．０Ｓ、０．００１８ｍ２の原料液流通用開口部を有し、加温部の熱媒に８８℃の温水を用いること以外は実施例５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は２７．０時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１１０．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１１．８ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８６％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８０％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例６の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0096】
《実施例７》
内径１．８５ｍｍ、外径３．４０ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜１００本を用いてモジュールを作製し、キャップ部に１．５Ｓ、０．００１０ｍ２の開口部を有すること以外は実施例６と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は４３．１時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０３．６ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１１．２ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８９％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８４％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例７の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
内径１．８５ｍｍ、外径３．４０ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜１００本を用いてモジュールを作製し、キャップ部に１．５Ｓ、０．００１０ｍ２の開口部を有すること以外は実施例６と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は４３．１時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１０３．６ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１１．２ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８９％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８４％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例７の膜及び膜モジュールは、原料液であるメイプルウォーターについて、過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0097】
《実施例８》
膜モジュール側面にある蒸気取出口が２．５Ｓ配管３本、０．００３０ｍ２であり、流入口での原料液温度が５５℃であり、減圧部が－９５ｋＰａであり、加温部の表面温度が６５℃であり、加温部を流れる熱媒が７０℃の温水であること以外は実施例５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１４．３時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１５１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは９．２ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８５％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８６％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例８の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
膜モジュール側面にある蒸気取出口が２．５Ｓ配管３本、０．００３０ｍ２であり、流入口での原料液温度が５５℃であり、減圧部が－９５ｋＰａであり、加温部の表面温度が６５℃であり、加温部を流れる熱媒が７０℃の温水であること以外は実施例５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１４．３時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１５１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは９．２ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８５％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８６％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例８の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0098】
《実施例９》
膜モジュール原料液流入口での原料液温度が４５℃であり、加温部の表面温度が５５℃であり、加温部を流れる熱媒が６０℃の温水であること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は２１．５時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１５１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは６．１ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８４％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は９１％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例９の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化の影響をほとんど与えずに、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
膜モジュール原料液流入口での原料液温度が４５℃であり、加温部の表面温度が５５℃であり、加温部を流れる熱媒が６０℃の温水であること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は２１．５時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１５１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは６．１ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８４％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は９１％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例９の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化の影響をほとんど与えずに、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0099】
《実施例１０》
膜モジュール原料液流入口での原料液温度が３５℃であり、加温部の表面温度が４５℃であり、加温部を流れる熱媒が５０℃の温水であること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は３０．５時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１５１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは４．３ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８８％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は９０％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１０の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化の影響をほとんど与えずに、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
膜モジュール原料液流入口での原料液温度が３５℃であり、加温部の表面温度が４５℃であり、加温部を流れる熱媒が５０℃の温水であること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は３０．５時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１５１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは４．３ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８８％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は９０％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１０の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化の影響をほとんど与えずに、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0100】
《実施例１１》
内径１．８５ｍｍ、外径３．４０ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜１００本を用い、膜固定部環の最短距離が約２７８ｍｍとなるように固定し、側面に１．０Ｓ、０．０００４ｍ２の蒸気取出口を有する膜モジュールを作製した。さらに、中空糸膜内部における原料液の線速が０．４５ｍ／ｓであること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は８５．９時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は３６６．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１０．１ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の６０％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８７％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例１１の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
内径１．８５ｍｍ、外径３．４０ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜１００本を用い、膜固定部環の最短距離が約２７８ｍｍとなるように固定し、側面に１．０Ｓ、０．０００４ｍ２の蒸気取出口を有する膜モジュールを作製した。さらに、中空糸膜内部における原料液の線速が０．４５ｍ／ｓであること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は８５．９時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は３６６．２ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１０．１ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の６０％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８７％であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例１１の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
【0101】
《実施例１２》
内径１．８５ｍｍ、外径３．４０ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜１００本を用い、膜固定部環の最短距離が約９３ｍｍとなるように固定し、側面に内径６ｍｍ、０．００００２８ｍ２の蒸気取出口を３つ有する膜モジュールを作製した。さらに、メイプルウォーター３５ｋｇを用い、中空糸膜内部における原料液の線速が０．８０ｍ／ｓであること以外は実施例１１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は６０．８時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は３７９．６ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１０．７ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の６３％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８６％がかった淡黄色であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例１２の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
内径１．８５ｍｍ、外径３．４０ｍｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製の中空糸膜１００本を用い、膜固定部環の最短距離が約９３ｍｍとなるように固定し、側面に内径６ｍｍ、０．００００２８ｍ２の蒸気取出口を３つ有する膜モジュールを作製した。さらに、メイプルウォーター３５ｋｇを用い、中空糸膜内部における原料液の線速が０．８０ｍ／ｓであること以外は実施例１１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は６０．８時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は３７９．６ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１０．７ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の６３％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８６％がかった淡黄色であり、メイプルウォーター独特の香りを比較的維持していた。以上の結果から、実施例１２の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を伴うことなく、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も良好であることが検証された。
【0102】
《実施例１３》
膜モジュールの原料液流路出口にバルブを設けてモジュールに背圧をかけ、試験開始時の膜モジュールの原料液流路入口における圧力を３０ｋＰａにしたこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１３．５時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１９１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは９．７ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８７％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８５％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１３の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
膜モジュールの原料液流路出口にバルブを設けてモジュールに背圧をかけ、試験開始時の膜モジュールの原料液流路入口における圧力を３０ｋＰａにしたこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１３．５時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１９１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは９．７ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８７％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８５％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１３の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0103】
《実施例１４》（直列全濾過）
濾過膜として孔径２０μｍのろ紙を用いて原料液を減圧濾過（全濾過）した後に原料液タンクに導入したこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０（２８０ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は１２．９時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１６３．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１０．２ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８５％であった。得られた原料液の可視光透過度は８６％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１４の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
濾過膜として孔径２０μｍのろ紙を用いて原料液を減圧濾過（全濾過）した後に原料液タンクに導入したこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０（２８０ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は１２．９時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１６３．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１０．２ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の８５％であった。得られた原料液の可視光透過度は８６％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１４の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0104】
《実施例１５》（直列クロスフロー濾過）
濾過膜として孔径０．８μｍのＰＶＤＦ製中空糸膜を用いて原料液をクロスフロー濾過し、濾過後の原料液を原料液タンクに導入したこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。なお濾過膜は定期的に蒸留水を用いて逆洗した。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０（２１５ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は１０．９時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１２．０ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の９１％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８７％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１５の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
濾過膜として孔径０．８μｍのＰＶＤＦ製中空糸膜を用いて原料液をクロスフロー濾過し、濾過後の原料液を原料液タンクに導入したこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。なお濾過膜は定期的に蒸留水を用いて逆洗した。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０（２１５ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は１０．９時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１２．０ｋｇ／ｍ２・ｈであり、濃縮試験後の膜モジュールの透気度は、初期の９１％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８７％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１５の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0105】
《実施例１６》（並列クロスフロー濾過）
濾過膜として孔径０．８μｍのＰＶＤＦ製中空糸膜を用い、原料液タンクから膜蒸留部を経て原料タンクに戻る膜蒸留循環経路とは別に、原料液タンクから濾過膜を経て原料液タンクに戻る濾過循環経路を設け、当該濾過膜によるクロスフロー濾過を行ったこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。なお濾過膜は定期的に蒸留水を用いて逆洗した。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１０．７時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１２．２ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側に水を３０分間通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９５％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８７％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１６の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に水洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
濾過膜として孔径０．８μｍのＰＶＤＦ製中空糸膜を用い、原料液タンクから膜蒸留部を経て原料タンクに戻る膜蒸留循環経路とは別に、原料液タンクから濾過膜を経て原料液タンクに戻る濾過循環経路を設け、当該濾過膜によるクロスフロー濾過を行ったこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。なお濾過膜は定期的に蒸留水を用いて逆洗した。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１０．７時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１２．２ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側に水を３０分間通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９５％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８７％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１６の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に水洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
【0106】
《実施例１７》（廃熱利用）
加温部における熱媒に、７０℃の工場廃水を用いることによって廃熱を利用したこと以外は実施例１５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１０．５時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１２．５ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側にクエン酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を順番に３０分間ずつ通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９７％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８８％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１７の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に薬液洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
加温部における熱媒に、７０℃の工場廃水を用いることによって廃熱を利用したこと以外は実施例１５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１０．５時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１２．５ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側にクエン酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を順番に３０分間ずつ通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９７％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８８％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１７の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に薬液洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
【0107】
《実施例１８》（濾過膜＋逆浸透膜）
逆浸透膜によりＢｒｉｘ３５まで濃縮して得た原料液予備濃縮物を濾過膜によって濾過した後、透過後の原料液予備濃縮物を原料液タンクに導入したこと以外は実施例１５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０（１５０ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は１．２時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは６．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側にクエン酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を順番に３０分間ずつ通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９８％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は９２％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１８の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に薬液洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
逆浸透膜によりＢｒｉｘ３５まで濃縮して得た原料液予備濃縮物を濾過膜によって濾過した後、透過後の原料液予備濃縮物を原料液タンクに導入したこと以外は実施例１５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０（１５０ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は１．２時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは６．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側にクエン酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を順番に３０分間ずつ通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９８％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は９２％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１８の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に薬液洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
【0108】
《実施例１９》（濾過膜＋逆浸透膜）
逆浸透膜によりＢｒｉｘ３０まで濃縮して得た原料液予備濃縮物を濾過膜によって濾過した後、透過後の原料液予備濃縮物を原料液タンクに導入したこと以外は実施例１５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ６２（１０２ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は１．１時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは８．１ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側にクエン酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を順番に３０分間ずつ通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９９％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は９４％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１９の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ６２の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に薬液洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
逆浸透膜によりＢｒｉｘ３０まで濃縮して得た原料液予備濃縮物を濾過膜によって濾過した後、透過後の原料液予備濃縮物を原料液タンクに導入したこと以外は実施例１５と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ６２（１０２ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は１．１時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１４９．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは８．１ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側にクエン酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を順番に３０分間ずつ通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９９％であった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は９４％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。以上の結果から、実施例１９の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ６２の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に薬液洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
【0109】
《実施例２０》（蒸発による追加濃縮）
膜蒸留により原料液をＢｒｉｘ５０まで濃縮したのち、蒸発器として常圧蒸留装置を用いてＢｒｉｘ７０まで１００℃以上の温度で更に加熱濃縮したこと以外は実施例１５と同様の条件で濃縮試験を行った。膜蒸留によりメイプルウォーターをＢｒｉｘ５０（５１ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は６．２時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１３９．７ｋＰａであり、全濃縮試験の膜蒸留の通算Ｆｌｕｘは１５．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった。また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側にクエン酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を順番に３０分間ずつ通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９９％であった。常圧蒸留装置での濃縮後に得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８１％であり、メイプルシロップ独特の強い香りを持っていた。以上の結果から、実施例２０の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に薬液洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
膜蒸留により原料液をＢｒｉｘ５０まで濃縮したのち、蒸発器として常圧蒸留装置を用いてＢｒｉｘ７０まで１００℃以上の温度で更に加熱濃縮したこと以外は実施例１５と同様の条件で濃縮試験を行った。膜蒸留によりメイプルウォーターをＢｒｉｘ５０（５１ｃＰ）まで濃縮するまでにかかった時間は６．２時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１３９．７ｋＰａであり、全濃縮試験の膜蒸留の通算Ｆｌｕｘは１５．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった。また、濃縮試験後に膜モジュールの中空糸内側にクエン酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を順番に３０分間ずつ通水洗浄したのちに測定した透気度は、初期の９９％であった。常圧蒸留装置での濃縮後に得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８１％であり、メイプルシロップ独特の強い香りを持っていた。以上の結果から、実施例２０の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液であるメイプルウォーターについて、加熱による過度の着色や風味の劣化を大きく低減しながら、Ｂｒｉｘ７０の高粘度まで濃縮でき、濃縮後に薬液洗浄を行うことにより膜性能の低下が大幅に抑制されることが検証された。
【0110】
《実施例２１》（塩化マグネシウム水溶液の濃縮）
原料液として２０質量％の塩化マグネシウム水溶液を用いたこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。塩化マグネシウム水溶液を３０質量％に濃縮するまでにかかった時間は１．１時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１３４．７ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１２．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に測定した透気度は、初期の９７％であった。以上の結果から、実施例２１の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液として塩化マグネシウム水溶液を用いた場合においても３０質量％の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
原料液として２０質量％の塩化マグネシウム水溶液を用いたこと以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。塩化マグネシウム水溶液を３０質量％に濃縮するまでにかかった時間は１．１時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１３４．７ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１２．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった、また、濃縮試験後に測定した透気度は、初期の９７％であった。以上の結果から、実施例２１の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液として塩化マグネシウム水溶液を用いた場合においても３０質量％の高粘度まで濃縮でき、濃縮後の膜性能も大変良好であることが検証された。
【0111】
《比較例１》（逆浸透膜）
実施例１８と同様の方法で、逆浸透膜を用いたメイプルウォーターの濃縮を行った。
原料液のＢｒｉｘ値が４０を超えたところで逆浸透膜の透水性能が大幅に低下し、それ以上濃縮することが困難であった。
《比較例２》（平膜、低透気度）
撥水処理後の透気度が３００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａ、膜厚２０μｍである多孔質の平膜をプリーツ状に折り畳んだ状態で円筒形のケースに収納すること以外は実施例１と同様の方法で平膜モジュールを作製した。前記平膜モジュールを用いること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１７４．８時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１９１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは０．７５ｋｇ／ｍ２・ｈであった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８３％であり、メイプルウォーター独特の香りは失われていた。以上の結果から、比較例２の膜及び膜モジュール、運転条件では、高粘度の原料液を効率よく膜全体に流通させることが出来ず、また、原料液中の蒸気を効率的に取りだすことが出来ずに濃縮に時間がかかってしまい、香気成分が失われてしまったことが検証できた。
実施例１８と同様の方法で、逆浸透膜を用いたメイプルウォーターの濃縮を行った。
原料液のＢｒｉｘ値が４０を超えたところで逆浸透膜の透水性能が大幅に低下し、それ以上濃縮することが困難であった。
《比較例２》（平膜、低透気度）
撥水処理後の透気度が３００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａ、膜厚２０μｍである多孔質の平膜をプリーツ状に折り畳んだ状態で円筒形のケースに収納すること以外は実施例１と同様の方法で平膜モジュールを作製した。前記平膜モジュールを用いること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１７４．８時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１９１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは０．７５ｋｇ／ｍ２・ｈであった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８３％であり、メイプルウォーター独特の香りは失われていた。以上の結果から、比較例２の膜及び膜モジュール、運転条件では、高粘度の原料液を効率よく膜全体に流通させることが出来ず、また、原料液中の蒸気を効率的に取りだすことが出来ずに濃縮に時間がかかってしまい、香気成分が失われてしまったことが検証できた。
【0112】
《比較例３》（平膜、高透気度）
撥水処理後の透気度が６０００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであり、２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のＥｔＯＨ水溶液の透水速度は１４０ｍＬ／ｈ・ｍ２であること以外は比較例１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は９．０時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１９１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１４．５ｋｇ／ｍ２・ｈであった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８２％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。濃縮試験後の膜モジュールは一部に濡れている部分が観察でき、透気度は初期の５０％であった。以上の結果から、比較例２の膜及び膜モジュール、運転条件では、膜のＬＥＰが不足しているため原料液により膜が濡れやすく、繰返し運転が難しいということ検証できた。
撥水処理後の透気度が６０００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであり、２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のＥｔＯＨ水溶液の透水速度は１４０ｍＬ／ｈ・ｍ２であること以外は比較例１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は９．０時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１９１．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１４．５ｋｇ／ｍ２・ｈであった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８２％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。濃縮試験後の膜モジュールは一部に濡れている部分が観察でき、透気度は初期の５０％であった。以上の結果から、比較例２の膜及び膜モジュール、運転条件では、膜のＬＥＰが不足しているため原料液により膜が濡れやすく、繰返し運転が難しいということ検証できた。
【0113】
《比較例４》（小内径、低透気度）
撥水処理後の透気度が４８００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであること以外は比較例１と同様のプリーツ型平膜モジュールを用い、前記平膜モジュールのプリーツ内側の原料液線速が０．１８ｍ／ｓであること以外は比較例１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１０．２時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は４１８．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは８．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８２％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。濃縮試験後の膜モジュールは一部に濡れている部分が観察でき、透気度は初期の４０％であった。以上の結果から、比較例４の膜及び膜モジュール、運転条件では、圧力が上昇しやすく、膜間差圧の上昇に伴って膜が濡れてしまうため、繰返し運転が難しいということ検証できた。
撥水処理後の透気度が４８００Ｌ／ｈ・ｍ２・ｋＰａであること以外は比較例１と同様のプリーツ型平膜モジュールを用い、前記平膜モジュールのプリーツ内側の原料液線速が０．１８ｍ／ｓであること以外は比較例１と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は１０．２時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は４１８．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは８．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は８２％であり、メイプルウォーター独特の香りを維持していた。濃縮試験後の膜モジュールは一部に濡れている部分が観察でき、透気度は初期の４０％であった。以上の結果から、比較例４の膜及び膜モジュール、運転条件では、圧力が上昇しやすく、膜間差圧の上昇に伴って膜が濡れてしまうため、繰返し運転が難しいということ検証できた。
【0114】
《比較例５》（平膜、高原料液温度）
リボンヒーターを巻いた配管を加温部とし、表面温度１１０℃で原料液を加熱し、膜モジュールの原料液入口における原料液温度が９０℃であること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は７．３時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１７６．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１８．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は７３％であり、メイプルウォーター独特の香りは失われていた。濃縮試験後の膜モジュールには膜の接着部に原料液中の凝集物による詰まりが多数あり、さらに膜の一部に濡れている部分が観察でき、透気度は初期の４０％であった。以上の結果から、比較例５の膜及び膜モジュール、運転条件では、高温により原料液が変性や劣化しやすく、品質を維持できないことが検証できた。
リボンヒーターを巻いた配管を加温部とし、表面温度１１０℃で原料液を加熱し、膜モジュールの原料液入口における原料液温度が９０℃であること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。メイプルウォーターをＢｒｉｘ７０まで濃縮するまでにかかった時間は７．３時間であり、濃縮中の最大膜間差圧は１７６．０ｋＰａであり、全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは１８．０ｋｇ／ｍ２・ｈであった。得られた原料液濃縮物の可視光透過度は７３％であり、メイプルウォーター独特の香りは失われていた。濃縮試験後の膜モジュールには膜の接着部に原料液中の凝集物による詰まりが多数あり、さらに膜の一部に濡れている部分が観察でき、透気度は初期の４０％であった。以上の結果から、比較例５の膜及び膜モジュール、運転条件では、高温により原料液が変性や劣化しやすく、品質を維持できないことが検証できた。
【0115】
《比較例６》（平膜、低減圧）
膜モジュールの原料液入口における原料液温度が８０℃であり減圧部の圧力が－２０ｋＰａであること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは０．５０ｋｇ／ｍ２・ｈと低く、濃縮途中で試験を終了した。以上の結果から、比較例６の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液側と減圧部において十分な蒸気圧差を得ることが出来ず、濃縮が出来ないことが検証された。
膜モジュールの原料液入口における原料液温度が８０℃であり減圧部の圧力が－２０ｋＰａであること以外は実施例８と同様の条件で濃縮試験を行った。全濃縮試験の通算Ｆｌｕｘは０．５０ｋｇ／ｍ２・ｈと低く、濃縮途中で試験を終了した。以上の結果から、比較例６の膜及び膜モジュール、運転条件では、原料液側と減圧部において十分な蒸気圧差を得ることが出来ず、濃縮が出来ないことが検証された。
【0116】
【表1】
【0117】
【表2】
【0118】
【表3】
【産業上の利用可能性】
【0119】
本発明に係る膜蒸留用膜、膜モジュール、運転方法は、高濃度の原料液濃縮工程に好適に適用され得る。
【符号の説明】
【0120】
１０ 膜モジュール
１ 中空糸膜
２ モジュールケース
２１ 膜固定部
２２ 原料液流通用開口部
２３ 蒸気取出口
１００，２００ 原料液濃縮システム
１０１ 原料液タンク
１０２ 循環ポンプ
１０３ 加温部
１０４ 膜蒸留部
１０５ 蒸気凝縮部
１０６ 凝縮液タンク
１０７ 抜き出しポンプ
１０８ 減圧装置
１０９ 予備タンク
１１０ 送液ポンプ
１１１ 前処理部
１ 中空糸膜
２ モジュールケース
２１ 膜固定部
２２ 原料液流通用開口部
２３ 蒸気取出口
１００，２００ 原料液濃縮システム
１０１ 原料液タンク
１０２ 循環ポンプ
１０３ 加温部
１０４ 膜蒸留部
１０５ 蒸気凝縮部
１０６ 凝縮液タンク
１０７ 抜き出しポンプ
１０８ 減圧装置
１０９ 予備タンク
１１０ 送液ポンプ
１１１ 前処理部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【手続補正書】
【提出日】2025-05-23
【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】
粘度が３ｃＰ以上６００ｃＰ以下である原料液を膜蒸留によって濃縮して原料液濃縮物を製造する方法であって、前記方法は、
原料液を加温する加温工程と、
前記加温された原料液を多孔質の中空糸膜の中空部に流通させて膜蒸留により濃縮する濃縮工程とを含み、
前記濃縮工程で濃縮された原料液を循環させて濃縮前の原料液に合流させ、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である、方法。
原料液を加温する加温工程と、
前記加温された原料液を多孔質の中空糸膜の中空部に流通させて膜蒸留により濃縮する濃縮工程とを含み、
前記濃縮工程で濃縮された原料液を循環させて濃縮前の原料液に合流させ、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である、方法。
【請求項2】
前記原料液温度が４０℃以上７０℃以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記中空糸膜外側圧力が－９０ｋＰａ以下である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記原料液圧力が３０ｋＰａ以上２１０ｋＰａ以下であり、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３００ｋＰａ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３００ｋＰａ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上０．５ｍ／ｓ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記加温工程において、原料液を９０℃以下の加温部に接触させることによって加温する、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記加温部が、５０℃以上の蒸気又は５０℃以上の温水である熱媒を循環させる熱交換器である、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記加温部が廃熱を利用する、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項9】
前記濃縮工程の後に、濃縮された原料液を蒸発器に流通させる追加濃縮工程を更に有し、前記追加濃縮工程における原料液温度が、前記濃縮工程における原料液温度以上である、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
逆浸透膜で原料液を予備濃縮する予備濃縮工程を更に含み、予備濃縮された原料液を前記濃縮工程に供する、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記原料液が糖液であり、前記予備濃縮工程で予備濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が４０以下であり、前記濃縮工程で濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が７０以下である、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記原料液が糖液であり、前記予備濃縮工程で予備濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が３５以下であり、前記濃縮工程で濃縮された原料液のＢｒｉｘ値が６２以下である、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
濾過膜で原料液を濾過して不純物を除去する濾過工程を更に含み、濾過された原料液を前記濃縮工程に供する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記濾過膜の孔径が２０μｍ以下である、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記濾過膜の孔径が１．０μｍ以下である、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記濾過膜がクロスフロー配置される、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記濾過膜を逆洗する逆洗工程を更に有する、請求項１３～１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記濃縮工程と前記濾過工程とを互いに独立の原料液流路にて行う、請求項１３～１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記原料液が、Ｂｒｉｘ値２以上７０以下のカエデ樹液である、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項20】
前記中空糸膜の中空部に水を通液することにより、前記中空糸膜に付着した原料液を除去する工程を、１日当たり１回以上行う、請求項１～１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
前記中空糸膜の中空部にｐＨ５以下又はｐＨ９以上の薬液を通液することにより、前記中空糸膜に付着した膜汚染物質を除去する工程を、１週間当たり１回以上行う、請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項22】
前記濃縮工程を、
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ 2 ・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ 2 以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、多孔質の中空糸膜を用いて行う、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ 2 ・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ 2 以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、多孔質の中空糸膜を用いて行う、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項23】
前記濃縮工程を、
膜モジュールであって、
前記膜モジュールは、多孔質の中空糸膜と、前記中空糸膜を収容する略円柱状又は略多角柱状のモジュールケースとを有し、
前記膜モジュールは、前記モジュールケースの軸方向の両端部に、固定用樹脂によって前記中空糸膜が開口端部を有して固定されている膜固定部と、原料液を前記開口端部から前記中空糸膜の内部に流通させるための原料液流通用開口部とを有し、且つ、側面部に、前記膜モジュールの気相部に連通して、気相部内の蒸気を前記膜モジュールの外部に取り出すための蒸気取出口を有し、
前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１５００分の１以上であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上１０００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上８．０倍以下である、膜モジュール用いて行う、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。
膜モジュールであって、
前記膜モジュールは、多孔質の中空糸膜と、前記中空糸膜を収容する略円柱状又は略多角柱状のモジュールケースとを有し、
前記膜モジュールは、前記モジュールケースの軸方向の両端部に、固定用樹脂によって前記中空糸膜が開口端部を有して固定されている膜固定部と、原料液を前記開口端部から前記中空糸膜の内部に流通させるための原料液流通用開口部とを有し、且つ、側面部に、前記膜モジュールの気相部に連通して、気相部内の蒸気を前記膜モジュールの外部に取り出すための蒸気取出口を有し、
前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１５００分の１以上であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上１０００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上８．０倍以下である、膜モジュール用いて行う、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
前記蒸気取出口の開口面積は、前記中空糸膜の膜面積の１０００分の１以上２５０分の１以下であり、
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上８００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上５．０倍以下である、請求項２３に記載の方法。
前記中空糸膜の有効長が中空糸内径の１００倍以上８００倍以下であり、
前記原料液流通用開口部の開口面積が中空糸の総開口断面積の０．２倍以上５．０倍以下である、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記モジュールケースが、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンエーテル、ＡＢＳ樹脂、繊維強化プラスチック、及び塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂、並びに／又はステンレス、真鍮、黄銅、及びチタンからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属で構成されている、請求項２３又は２４に記載の方法。
【請求項26】
前記中空糸膜において、
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ 2 ・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ 2 以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、請求項２３～２５のいずれか一項に記載の方法。
透気度が５００Ｌ／ｈ・ｍ 2 ・ｋＰａ以上であり、
２００ｋＰａ加圧時の２０質量％濃度のエタノール水溶液の透水速度が１００ｍＬ／ｈ・ｍ 2 以下であり、かつ
中空糸内径が０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、請求項２３～２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項27】
前記透気度が１０００Ｌ／ｈ・ｍ
2
・ｋＰａ以上５０００Ｌ／ｈ・ｍ
2
・ｋＰａ以下であり、
前記透水速度が５０ｍＬ／ｈ・ｍ 2 以下であり、かつ
前記中空糸内径が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項２２又は２６に記載の方法。
前記透水速度が５０ｍＬ／ｈ・ｍ 2 以下であり、かつ
前記中空糸内径が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項２２又は２６に記載の方法。
【請求項28】
前記中空糸膜が、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂で構成されている、請求項２２～２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項29】
前記濃縮工程を、
原料液濃縮システムであって、
前記原料液濃縮システムは、原料液を貯留する原料液タンクと、原料液を加温する加温部と、前記加温部で加温された原料液を濃縮するための、多孔質の中空糸膜を有する膜蒸留部と、原料液を前記原料液タンクから前記加温部、前記膜蒸留部の順に流通させて前記原料液タンクに循環させる循環ポンプとを有し、
前記中空糸膜は、原料液を中空部に受け入れて蒸気を中空糸膜外側に排出するように配置されており、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である
ように構成されている、原料液濃縮システムを用いて行う、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。
原料液濃縮システムであって、
前記原料液濃縮システムは、原料液を貯留する原料液タンクと、原料液を加温する加温部と、前記加温部で加温された原料液を濃縮するための、多孔質の中空糸膜を有する膜蒸留部と、原料液を前記原料液タンクから前記加温部、前記膜蒸留部の順に流通させて前記原料液タンクに循環させる循環ポンプとを有し、
前記中空糸膜は、原料液を中空部に受け入れて蒸気を中空糸膜外側に排出するように配置されており、
前記中空糸膜の原料液流入部位において、
原料液温度が３０℃以上８０℃以下であり、
原料液圧力が１０ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であり、
中空糸膜外側圧力が－８０ｋＰａ以下に減圧され、
前記原料液圧力と前記中空糸膜外側圧力との差圧が３９５ｋＰａ以下であり、
中空糸膜内部における原料液線速が０．０５ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である
ように構成されている、原料液濃縮システムを用いて行う、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項30】
カエデ樹液である原料液を、請求項１～２９のいずれか一項に記載の原料液濃縮物の製造方法を用いて濃縮することを含む、メイプルシロップの製造方法。