(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-01
(45)【発行日】2023-09-11
(54)【発明の名称】乳酸マグネシウムの製造方法
(51)【国際特許分類】
C12P 7/56 20060101AFI20230904BHJP
【ＦＩ】
C12P7/56
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2023047318
(22)【出願日】2023-03-23
【審査請求日】2023-05-17
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】591061231
【氏名又は名称】加藤化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100076473
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188765
【弁理士】
【氏名又は名称】赤座 泰輔
(74)【代理人】
【識別番号】100112900
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 路子
(74)【代理人】
【識別番号】100163164
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 敏之
(72)【発明者】
【氏名】大橋 均
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 博文
(72)【発明者】
【氏名】岡野 慎司
(72)【発明者】
【氏名】浜口 昂大
【審査官】野村 英雄
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１１４３１７６２２（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０００－３１２５９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－２１１８６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５６－０４５２００（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０２８２７８８４（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開昭６１－０２８３９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０３４２９７７７（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２００２－１７１９６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１５９２１３６（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５１３３７９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ１２Ｐ １／００－４１／００
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＰｕｂＭｅｄ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
とうもろこし種子を酸性溶液に浸漬させ、該とうもろこし種子の可溶成分を酸性溶液に溶解させるとともに、該とうもろこし種子が該酸性溶液に浸漬した浸漬溶液を乳酸発酵させる浸漬工程と、発酵した該浸漬溶液から該とうもろこし種子の種子不溶分を分離させる分離工程と、
該浸漬溶液から該種子不溶分が分離された抽出液を加熱し、該抽出液から乳酸化合物を含む不揮発分を濃縮させる濃縮工程と、
該濃縮工程において濃縮された該不揮発分から乳酸マグネシウム含有物を抽出する抽出工程と、
を有する乳酸マグネシウムの製造方法であって、
該浸漬工程の該浸漬溶液は、ｐＨが３．５～４．５に調整され、
抽出される該乳酸マグネシウム含有物が結晶析出物であり、
該濃縮工程前の該抽出液に、該濃縮工程において該乳酸マグネシウム含有物の該結晶析出物の析出を促進させる析出促進剤が添加される、促進剤添加工程を有し、
該析出促進剤は、該濃縮工程において用いられる濃縮装置を洗浄した際に発生する洗浄廃液である、
ことを特徴とする乳酸マグネシウムの製造方法。
【請求項2】
前記浸漬溶液から分離された前記種子不溶分は、湿式粉砕されて、コーンスターチが生成され、該浸漬溶液から該種子不溶分が分離された前記抽出液は、前記不揮発分が濃縮されてコーンスティープリカー（ corn steep liquor （ＣＳＬ））が生成される、ことを特徴とする請求項１に記載の乳酸マグネシウムの製造方法。
【請求項3】
前記浸漬工程の前に、前記とうもろこし種子が洗浄水で洗浄される洗浄工程を有することを特徴とする請求項１に記載の乳酸マグネシウムの製造方法。
【請求項4】
前記洗浄工程は、前記とうもろこし種子を一時的に貯蔵するサイロから前記浸漬工程を行なう浸漬槽へ移送させる移送管内で行われ、前記洗浄水は、移送媒体として使用され、該移送管内を循環することを特徴とする請求項３に記載の乳酸マグネシウムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書の技術分野は、乳酸の原料となる乳酸マグネシウムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
乳酸マグネシウムは乳酸の原料となり、ポリ乳酸（Poly Lactic Acid（ＰＬＡ））は、プラスチックとしての用途があり、石油由来プラスチックの代替材料として注目されている。特許文献１及び特許文献２には、乳酸マグネシウムの製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開昭６１－２８３９６号公報
【文献】国際公開２０１７／１７８４２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１に記載された乳酸マグネシウムの製造方法は、とうもろこし種子を湿式製粉して希亜硫酸水溶液に浸漬させた浸漬液を、限外濾過という手間のかかる方法でろ過することによって、乳酸マグネシウムが得られる。また、特許文献２に記載された乳酸マグネシウムの製造方法は、有機窒素源を５０時間発酵させることによって、乳酸マグネシウムが得られる。これらは、それぞれ、効率よく製造することができないという課題があった。
【0005】
本明細書の技術は、上述の点に鑑みてなされたものであり、効率よく製造することができる乳酸マグネシウムの製造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】
【0006】
本明細書の実施形態に係る乳酸マグネシウムの製造方法は、とうもろこし種子を酸性溶液に浸漬させ、該とうもろこし種子の可溶成分を酸性溶液に溶解させるとともに、該とうもろこし種子が該酸性溶液に浸漬した浸漬溶液を乳酸発酵させる浸漬工程と、
発酵した該浸漬溶液から該とうもろこし種子の種子不溶分を分離させる分離工程と、
該浸漬溶液から該種子不溶分が分離された抽出液を加熱し、該抽出液から乳酸化合物を含む不揮発分を濃縮させる濃縮工程と、
該濃縮工程において濃縮された該不揮発分から乳酸マグネシウム含有物を抽出する抽出工程と、
を有する乳酸マグネシウムの製造方法であって、
該浸漬工程の該浸漬溶液は、ｐＨが３．５～４．５に調整され、
抽出される該乳酸マグネシウム含有物が結晶析出物である、
ことを特徴とする。
発酵した該浸漬溶液から該とうもろこし種子の種子不溶分を分離させる分離工程と、
該浸漬溶液から該種子不溶分が分離された抽出液を加熱し、該抽出液から乳酸化合物を含む不揮発分を濃縮させる濃縮工程と、
該濃縮工程において濃縮された該不揮発分から乳酸マグネシウム含有物を抽出する抽出工程と、
を有する乳酸マグネシウムの製造方法であって、
該浸漬工程の該浸漬溶液は、ｐＨが３．５～４．５に調整され、
抽出される該乳酸マグネシウム含有物が結晶析出物である、
ことを特徴とする。
【0007】
本明細書の実施形態に係る乳酸マグネシウムの製造方法によれば、該浸漬工程の浸漬溶液が、ｐＨ３．５～４．５に調整されることによって、濃縮工程において不揮発分から乳酸マグネシウム含有物が結晶析出する。このため、実施形態の乳酸マグネシウムの製造方法は、効率よく乳酸マグネシウムを製造することができる。
【0008】
ここで、上記乳酸マグネシウムの製造方法において、前記浸漬溶液から分離された前記種子不溶分は、湿式粉砕されて、コーンスターチが生成され、
該浸漬溶液から該種子不溶分が分離された前記抽出液は、前記不揮発分が濃縮されてコーンスティープリカー（ corn steep liquor （ＣＳＬ））が生成されるものとすることができる。
該浸漬溶液から該種子不溶分が分離された前記抽出液は、前記不揮発分が濃縮されてコーンスティープリカー（ corn steep liquor （ＣＳＬ））が生成されるものとすることができる。
【0009】
これによれば、コーンスターチの副産物であるＣＳＬから乳酸マグネシウムを製造することができる。
【0010】
また、上記乳酸マグネシウムの製造方法において、前記濃縮工程前の前記抽出液に、該濃縮工程において前記乳酸マグネシウム含有物の前記結晶析出物の析出を促進させる析出促進剤が添加される、促進剤添加工程を有し、
該析出促進剤は、前記濃縮装置を洗浄した際に発生する洗浄廃液であるものとすることができる。
該析出促進剤は、前記濃縮装置を洗浄した際に発生する洗浄廃液であるものとすることができる。
【0011】
これによれば、抽出液に析出促進剤が添加されることによって、該乳酸マグネシウム含有物の結晶析出物の析出が促され、乳酸マグネシウム含有物の析出量をより多くすることができる。
【0012】
また、上記乳酸マグネシウムの製造方法において、前記浸漬工程の前に、前記とうもろこし種子が洗浄水で洗浄される洗浄工程を有するものとすることができる。
【0013】
これによれば、洗浄工程において、とうもろこし種子に付着している酵母、細菌又は黴などの微生物を活発にさせ、浸漬工程において可溶成分の発酵を促進させることができる。
【0014】
また、上記乳酸マグネシウムの製造方法において、前記洗浄工程は、前記とうもろこし種子を一時的に貯蔵するサイロから前記浸漬工程を行なう浸漬槽へ移送させる移送管内で行われ、
前記洗浄水は、移送媒体として使用され、該移送管内を循環するものとすることができる。
前記洗浄水は、移送媒体として使用され、該移送管内を循環するものとすることができる。
【0015】
これによれば、とうもろこし種子を移送させながら、とうもろこし種子の洗浄を行なうことができる。
【発明の効果】
【0016】
本明細書の実施形態に係る乳酸マグネシウムの製造方法によれば、効率よく乳酸マグネシウムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施形態の乳酸マグネシウムの製造方法を実施するプラントの概念図である。
【図2】乳酸マグネシウムの製造方法の順を示すフローチャートである。
【図3】実施例１で得られた乳酸マグネシウム含有物の写真（Ａ）、赤外吸収スペクトル（Ｂ）及びＸ線エネルギースペクトル（Ｃ）である。
【図4】実施例２で得られた乳酸マグネシウム含有物の写真（Ａ）、赤外吸収スペクトル（Ｂ）及びＸ線エネルギースペクトル（Ｃ）である。
【図5】実施例３で得られた乳酸マグネシウム含有物の写真（Ａ）、赤外吸収スペクトル（Ｂ）及びＸ線エネルギースペクトル（Ｃ）である。
【図6】乳酸マグネシウム標準品の赤外吸収スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本明細書の実施形態に係る乳酸マグネシウムの製造方法について説明する。なお、本発明の範囲は、実施形態で開示される範囲に限定されるものではない。実施形態の乳酸マグネシウムの製造方法によって製造される乳酸マグネシウムは乳酸の原料となり、乳酸から形成されるポリ乳酸（Poly Lactic Acid（ＰＬＡ））は、プラスチックとしての用途がある。
【0019】
実施形態の乳酸マグネシウムの製造方法は、図２に示すように、コーンスターチ４ａ製造における副産物であるコーンスティープリカー（ corn steep liquor （ＣＳＬ８））の製造条件により、ＣＳＬ８に乳酸マグネシウム含有物７が析出することを、本願発明者らが発見し、製造条件を特定する発明に至ったものである。ＣＳＬ８は、とうもろこし種子１を膨潤させる浸漬工程Ｓ１０３で、とうもろこし種子１の可溶成分を溶解させた浸漬溶液３を発酵させて、種子不溶分４を取り除いて濃縮させたものである。
【0020】
（プラント１００）
実施形態の乳酸マグネシウムの製造方法は、とうもろこし種子１を原材料とし、コーンスターチ４ａを製造するプラント１００を使用して行なわれる。図１は、乳酸マグネシウムの製造方法を実施するプラント１００の概念図である。プラント１００は、とうもろこし種子１を貯蔵するサイロ２０と、サイロ２０からとうもろこし種子１を浸漬槽４０へ移送する移送管３０と、とうもろこし種子１と酸性溶液２とを混合させて浸漬溶液３とし、とうもろこし種子１の可溶成分を浸漬溶液３に溶解させるとともに、可溶成分を発酵させる、浸漬槽４０と、が備えられている。また、プラント１００には、浸漬溶液３から種子不溶分４が分離された抽出液５を濃縮する濃縮装置５０が備えられている。なお、実施形態において、プラント１００の方向を示す際は、とうもろこし種子１の流れを基準として、サイロ２０（輸送船１０）側を上流、浸漬槽４０（濃縮装置５０、粉砕機６０）側を下流と表現することがある。
実施形態の乳酸マグネシウムの製造方法は、とうもろこし種子１を原材料とし、コーンスターチ４ａを製造するプラント１００を使用して行なわれる。図１は、乳酸マグネシウムの製造方法を実施するプラント１００の概念図である。プラント１００は、とうもろこし種子１を貯蔵するサイロ２０と、サイロ２０からとうもろこし種子１を浸漬槽４０へ移送する移送管３０と、とうもろこし種子１と酸性溶液２とを混合させて浸漬溶液３とし、とうもろこし種子１の可溶成分を浸漬溶液３に溶解させるとともに、可溶成分を発酵させる、浸漬槽４０と、が備えられている。また、プラント１００には、浸漬溶液３から種子不溶分４が分離された抽出液５を濃縮する濃縮装置５０が備えられている。なお、実施形態において、プラント１００の方向を示す際は、とうもろこし種子１の流れを基準として、サイロ２０（輸送船１０）側を上流、浸漬槽４０（濃縮装置５０、粉砕機６０）側を下流と表現することがある。
【0021】
（サイロ２０）
サイロ２０は、とうもろこし種子１を一時的に貯蔵するタンクである。コーンスターチ４ａ、ＣＳＬ８及び乳酸マグネシウム含有物７の原材料となるとうもろこし種子１は、主に、海外から輸入されたものが使用される。図１に示すように、サイロ２０には、輸送管１１が接続され、輸送管１１は、とうもろこし種子１を輸送する輸送船１０に接続可能となっている。輸入されたとうもろこし種子１は、輸送管１１によって吸引されて、サイロ２０内に貯蔵される。
サイロ２０は、とうもろこし種子１を一時的に貯蔵するタンクである。コーンスターチ４ａ、ＣＳＬ８及び乳酸マグネシウム含有物７の原材料となるとうもろこし種子１は、主に、海外から輸入されたものが使用される。図１に示すように、サイロ２０には、輸送管１１が接続され、輸送管１１は、とうもろこし種子１を輸送する輸送船１０に接続可能となっている。輸入されたとうもろこし種子１は、輸送管１１によって吸引されて、サイロ２０内に貯蔵される。
【0022】
（移送管３０）
移送管３０は、サイロ２０からとうもろこし種子１を浸漬槽４０へ移送する配管である。とうもろこし種子１の移送は、水（洗浄水１ａ）を媒体として行われる。洗浄水１ａは繰り返して使用されるため、移送管３０は、とうもろこし種子１を浸漬槽４０に給送する給送管３１と、洗浄水１ａを戻す返送管３２と、を備えている。給送管３１の上流側には、とうもろこし種子１と洗浄水１ａとを混合する混合槽３６が備えられ、給送管３１の下流側には、洗浄水１ａからとうもろこし種子１を分離する水切節３７が備えられている。水切節３７は、ろ過によって洗浄水１ａからとうもろこし種子１を分離する。また、給送管３１内には、とうもろこし種子１と洗浄水１ａとを上流から下流に移送させる移送ポンプ３５が備えられている。
移送管３０は、サイロ２０からとうもろこし種子１を浸漬槽４０へ移送する配管である。とうもろこし種子１の移送は、水（洗浄水１ａ）を媒体として行われる。洗浄水１ａは繰り返して使用されるため、移送管３０は、とうもろこし種子１を浸漬槽４０に給送する給送管３１と、洗浄水１ａを戻す返送管３２と、を備えている。給送管３１の上流側には、とうもろこし種子１と洗浄水１ａとを混合する混合槽３６が備えられ、給送管３１の下流側には、洗浄水１ａからとうもろこし種子１を分離する水切節３７が備えられている。水切節３７は、ろ過によって洗浄水１ａからとうもろこし種子１を分離する。また、給送管３１内には、とうもろこし種子１と洗浄水１ａとを上流から下流に移送させる移送ポンプ３５が備えられている。
【0023】
水切節３７で洗浄水１ａから分離されたとうもろこし種子１は、次に述べる浸漬槽４０へ移送される。洗浄水１ａは、混合槽３６から水切節３７まで、給送管３１内を移動しながらとうもろこし種子１を移送し、水切節３７から混合槽３６まで、返送管３２内を移動して戻り、給送管３１と返送管３２とを循環する。
【0024】
洗浄水１ａは、とうもろこし種子１を移送する際に、その一部が乾燥したとうもろこし種子１に吸収されるため、不足が生じる。このため、返送管３２には、後述する工程水配管４１と接続される補充管３８が接続され、補充管３８のバルブ３８ａによって、不足する洗浄水１ａに、プラント１００内を循環する工程水が補充されるように構成されている。
【0025】
（浸漬槽４０）
浸漬槽４０は、とうもろこし種子１を膨潤させる浸漬工程Ｓ１０３が行われ、とうもろこし種子１と酸性溶液２とが混合され、混合された浸漬溶液３にとうもろこし種子１の可溶成分を溶解させるとともに、可溶成分を発酵させる槽である。図１では、浸漬槽４０は３本記載されているが、実際の製造プラントでは、浸漬槽４０は多数が並び、１つの浸漬工程Ｓ１０３では浸漬槽４０の１１本が直列に連結されて使用される。酸性溶液２は、工程水配管４１によって浸漬槽４０に送られる工程水が酸化硫黄によって酸性化された亜硫酸水である。工程水とは、コーンスターチ製造工程も含めたプラント１００内を循環し、とうもろこし種子１の可溶成分が含有された水である。
浸漬槽４０は、とうもろこし種子１を膨潤させる浸漬工程Ｓ１０３が行われ、とうもろこし種子１と酸性溶液２とが混合され、混合された浸漬溶液３にとうもろこし種子１の可溶成分を溶解させるとともに、可溶成分を発酵させる槽である。図１では、浸漬槽４０は３本記載されているが、実際の製造プラントでは、浸漬槽４０は多数が並び、１つの浸漬工程Ｓ１０３では浸漬槽４０の１１本が直列に連結されて使用される。酸性溶液２は、工程水配管４１によって浸漬槽４０に送られる工程水が酸化硫黄によって酸性化された亜硫酸水である。工程水とは、コーンスターチ製造工程も含めたプラント１００内を循環し、とうもろこし種子１の可溶成分が含有された水である。
【0026】
水切節３７から移送されたとうもろこし種子１は、並んだ浸漬槽４０に上流から順次仕込まれる。酸性溶液２は、浸漬槽４０の下流から上流へと流される。酸性溶液２は、とうもろこし種子１の浸漬時間が最も長い下流の浸漬槽４０に投入され、浸漬時間の長い浸漬槽４０から短い浸漬槽４０へと順番に流されるとともに、とうもろこし種子１に亜硫酸が吸収され、亜硫酸濃度が低下する。とうもろこし種子１は、浸漬工程Ｓ１０３の上流側で、亜硫酸濃度の低い浸漬溶液３で亜硫酸浸漬が行われ、とうもろこし種子１に付着している酵母、細菌又は黴などの微生物による乳酸発酵が行われる。乳酸発酵によって、とうもろこし種子１の可溶成分は、酸性溶液２に溶解され、発酵し、乳酸などが生成される。
【0027】
浸漬槽４０には、コーンスターチ製造工程の粉砕機６０が接続され、とうもろこし種子１の可溶成分が溶解され発酵した浸漬溶液３から、ろ過されたとうもろこし種子１の種子不溶分４が粉砕機６０に移送される。粉砕機６０に移送される種子不溶分４からは、コーンスターチ４ａが製造される。また、浸漬槽４０には、次に述べる濃縮装置５０に、浸漬溶液３からとうもろこし種子１の種子不溶分４が分離されて除かれた抽出液５を配送する、抽出液配管４２が接続されている。抽出液配管４２は、抽出液５に、析出促進剤６をバルブ５１ａによって添加することができるように構成されている。析出促進剤６は、乳酸マグネシウム含有物７の結晶の析出を促進させるものであり、濃縮装置５０の洗浄の際に発生する洗浄廃液５１、又は、濃縮装置５０の内部に付着した付着物が使用される。洗浄廃液５１又は付着物は、タンパク質を多く含有し、タンパク質が乳酸マグネシウムの結晶の核となり、乳酸マグネシウム含有物７の結晶化が促進されるものと推測される。
【0028】
（濃縮装置５０）
濃縮装置５０は、抽出液５を減圧下で加熱して、抽出液５を濃縮させたＣＳＬ８を生成するとともに、ＣＳＬ８中に、乳酸マグネシウム含有物７を析出させる装置である。濃縮装置５０は、密閉可能な容器であり、加熱装置（図示せず）によって加熱され、濃縮装置５０内は減圧装置（図示せず）によって減圧することができるようになっている。濃縮装置５０に移送された抽出液５は、減圧下で加熱され、揮発分が揮発することによって濃縮され、コーンスティープリカー（ corn steep liquor （ＣＳＬ８））が生成されるとともに、ＣＳＬ８中に、乳酸マグネシウム含有物７が析出する。
濃縮装置５０は、抽出液５を減圧下で加熱して、抽出液５を濃縮させたＣＳＬ８を生成するとともに、ＣＳＬ８中に、乳酸マグネシウム含有物７を析出させる装置である。濃縮装置５０は、密閉可能な容器であり、加熱装置（図示せず）によって加熱され、濃縮装置５０内は減圧装置（図示せず）によって減圧することができるようになっている。濃縮装置５０に移送された抽出液５は、減圧下で加熱され、揮発分が揮発することによって濃縮され、コーンスティープリカー（ corn steep liquor （ＣＳＬ８））が生成されるとともに、ＣＳＬ８中に、乳酸マグネシウム含有物７が析出する。
【0029】
濃縮装置５０では、抽出液５が濃縮されるため、抽出液５の抽出分が付着物として濃縮装置５０に付着する。このため、濃縮装置５０は定期的に洗浄され、洗浄廃液５１と付着物が発生する。洗浄廃液５１と付着物は、抽出液５添加される析出促進剤６として使用される。
【0030】
（乳酸マグネシウムの製造工程）
次に、乳酸マグネシウムの製造工程について述べる。乳酸マグネシウムの製造工程は、図２に示すように、とうもろこし種子１を酸性溶液２に浸漬させる浸漬工程Ｓ１０３と、浸漬された浸漬溶液３からとうもろこし種子１の種子不溶分４を分離する分離工程Ｓ１０４と、浸漬溶液３から種子不溶分４が分離された抽出液５を加熱してＣＳＬ８を生成するとともに乳酸マグネシウム含有物７を析出させる濃縮工程Ｓ１０６と、から構成される。析出した乳酸マグネシウム含有物７は、抽出工程Ｓ１０７で抽出される。また、浸漬工程Ｓ１０３の前の工程として、とうもろこし種子１を洗浄水１ａで洗浄する洗浄工程Ｓ１０１と、とうもろこし種子１から洗浄水１ａを水切りする水切り工程Ｓ１０２と、が行なわれる。また、必要により、分離工程Ｓ１０４の次に、抽出液５に、乳酸マグネシウム含有物７の析出を促進させる析出促進剤６を添加する促進剤添加工程Ｓ１０５を設けることができる。
次に、乳酸マグネシウムの製造工程について述べる。乳酸マグネシウムの製造工程は、図２に示すように、とうもろこし種子１を酸性溶液２に浸漬させる浸漬工程Ｓ１０３と、浸漬された浸漬溶液３からとうもろこし種子１の種子不溶分４を分離する分離工程Ｓ１０４と、浸漬溶液３から種子不溶分４が分離された抽出液５を加熱してＣＳＬ８を生成するとともに乳酸マグネシウム含有物７を析出させる濃縮工程Ｓ１０６と、から構成される。析出した乳酸マグネシウム含有物７は、抽出工程Ｓ１０７で抽出される。また、浸漬工程Ｓ１０３の前の工程として、とうもろこし種子１を洗浄水１ａで洗浄する洗浄工程Ｓ１０１と、とうもろこし種子１から洗浄水１ａを水切りする水切り工程Ｓ１０２と、が行なわれる。また、必要により、分離工程Ｓ１０４の次に、抽出液５に、乳酸マグネシウム含有物７の析出を促進させる析出促進剤６を添加する促進剤添加工程Ｓ１０５を設けることができる。
【0031】
（とうもろこし種子１）
とうもろこし種子１は、コーンスターチ４ａ、ＣＳＬ８及び乳酸マグネシウム含有物７の原材料となるものである。とうもろこし種子１は、抽出液５に溶解したとうもろこし種子１に含まれる澱粉を発酵させることにより乳酸が形成され、乳酸ととうもろこし種子１に含まれるマグネシウム分とにより、乳酸マグネシウム含有物７が形成される。とうもろこし種子１の種類は、特に限定されるものではなく、デントコーン（馬歯種）、フリントコーン（硬粒種）、ポップコーン（爆裂種）、スイートコーン（甘味種）、フラワーコーン（軟粒種）などを使用することができる。別の実施形態として、とうもろこし種子１は、発酵させることにより乳酸が生成し易い澱粉の含有量が多い、デントコーン（馬歯種）とすることができる。コーンスターチ４ａ、ＣＳＬ８及び乳酸マグネシウム含有物７の原材料となるとうもろこし種子１は、主に、海外から輸入されたものが使用され、図１に示すように、輸送船１０によって輸入されたとうもろこし種子１は、輸送管１１によってサイロ２０に一時的に貯蔵される。
とうもろこし種子１は、コーンスターチ４ａ、ＣＳＬ８及び乳酸マグネシウム含有物７の原材料となるものである。とうもろこし種子１は、抽出液５に溶解したとうもろこし種子１に含まれる澱粉を発酵させることにより乳酸が形成され、乳酸ととうもろこし種子１に含まれるマグネシウム分とにより、乳酸マグネシウム含有物７が形成される。とうもろこし種子１の種類は、特に限定されるものではなく、デントコーン（馬歯種）、フリントコーン（硬粒種）、ポップコーン（爆裂種）、スイートコーン（甘味種）、フラワーコーン（軟粒種）などを使用することができる。別の実施形態として、とうもろこし種子１は、発酵させることにより乳酸が生成し易い澱粉の含有量が多い、デントコーン（馬歯種）とすることができる。コーンスターチ４ａ、ＣＳＬ８及び乳酸マグネシウム含有物７の原材料となるとうもろこし種子１は、主に、海外から輸入されたものが使用され、図１に示すように、輸送船１０によって輸入されたとうもろこし種子１は、輸送管１１によってサイロ２０に一時的に貯蔵される。
【0032】
（洗浄工程Ｓ１０１）
洗浄工程Ｓ１０１は、とうもろこし種子１を洗浄水１ａで洗浄することによって、ゴミなどの異物を洗い流すとともに、とうもろこし種子１に付着している酵母、細菌又は黴などの微生物を活発にさせる工程である。とうもろこし種子１に付着している微生物を活発にさせることにより、浸漬工程Ｓ１０３において、とうもろこし種子１の澱粉などの可溶成分の発酵を促進させることができる。
洗浄工程Ｓ１０１は、とうもろこし種子１を洗浄水１ａで洗浄することによって、ゴミなどの異物を洗い流すとともに、とうもろこし種子１に付着している酵母、細菌又は黴などの微生物を活発にさせる工程である。とうもろこし種子１に付着している微生物を活発にさせることにより、浸漬工程Ｓ１０３において、とうもろこし種子１の澱粉などの可溶成分の発酵を促進させることができる。
【0033】
洗浄工程Ｓ１０１は、図１に示すように、サイロ２０から浸漬工程Ｓ１０３が行われる浸漬槽４０へ、とうもろこし種子１を移送させる移送管３０の給送管３１内で、とうもろこし種子１が洗浄水１ａを用いて移送させられることによって洗浄が行われる。
【0034】
洗浄工程Ｓ１０１におけるとうもろこし種子１の移送濃度は、１０～４０ｖｏｌ％とすることができる。効率よくとうもろこし種子１を移送させることができるためである。とうもろこし種子１の移送濃度が１０ｖｏｌ％未満である場合には、移送効率が劣るおそれがある。一方、４０ｖｏｌ％を超えると、給送管３１内でとうもろこし種子１が詰まるおそれがある。別の実施形態として、とうもろこし種子１の移送濃度は２０～３０ｖｏｌ％とすることができる。
【0035】
移送媒体としての洗浄水１ａは、加温されて、給送管３１と返送管３２内を循環する。給送管３１と返送管３２の長さは、それぞれ約１ｋｍであり、とうもろこし種子１は１３～１５分かけて混合槽３６から浸漬槽４０（水切節３７）へ給送される。
【0036】
とうもろこし種子１が加温された洗浄水１ａによって１ｋｍ以上の給送管３１を１３分以上かけて給送されることにより、とうもろこし種子１は、ゴミなどの異物が洗い流され、とうもろこし種子１に付着している酵母、細菌又は黴などの微生物が活発にさせられると共に、洗浄水１ａの水圧によってとうもろこし種子１の澱粉などの可溶成分が浸漬槽４０の酸性溶液２に溶けやすい状態にすることができる。なお、給送管３１の長さと給送時間のそれぞれの上限は、給送管３１の長さが３ｋｍ、給送時間は４０分程度であると考えられる。これらを超えると、移送ポンプ３５の負荷が大きくなり、エネルギー効率が劣るおそれがあるためである。
【0037】
加温された洗浄水１ａの温度は、３５～５０℃とすることができる。とうもろこし種子１に付着している酵母、細菌又は黴などの微生物を活発にさせることができるためである。洗浄水１ａの温度が３５℃未満である場合には、とうもろこし種子１に付着している微生物を活発にさせることができないおそれがある。一方、５０℃を超えると、とうもろこし種子１に付着している微生物を死滅させてしまうおそれがある。別の実施形態として、加温された洗浄水１ａの温度は、４０～４５℃とすることができる。
【0038】
（水切り工程Ｓ１０２）
水切り工程Ｓ１０２は、混合槽３６から給送されたとうもろこし種子１と洗浄水１ａとから、洗浄水１ａを分離させて、とうもろこし種子１を取り出す工程である。水切り工程Ｓ１０２は、ろ過によって洗浄水１ａからとうもろこし種子１を分離する水切節３７よって行なわれる。分離されたとうもろこし種子１は、浸漬工程Ｓ１０３に給送される。
水切り工程Ｓ１０２は、混合槽３６から給送されたとうもろこし種子１と洗浄水１ａとから、洗浄水１ａを分離させて、とうもろこし種子１を取り出す工程である。水切り工程Ｓ１０２は、ろ過によって洗浄水１ａからとうもろこし種子１を分離する水切節３７よって行なわれる。分離されたとうもろこし種子１は、浸漬工程Ｓ１０３に給送される。
【0039】
水切り工程Ｓ１０２で、とうもろこし種子１から分離された洗浄水１ａは、返送管３２によって混合槽３６まで返送されて繰り返し洗浄水１ａとして使用される。
【0040】
（浸漬工程Ｓ１０３）
浸漬工程Ｓ１０３は、とうもろこし種子１を膨潤させる工程であるとともに、とうもろこし種子１を酸性溶液２に浸漬させて浸漬溶液３とし、とうもろこし種子１の可溶成分を酸性溶液２に溶解させ、この溶解成分を発酵させる工程である。酸性溶液２は、工程水配管４１によって浸漬槽４０に送られる工程水が酸化硫黄によって酸性化された亜硫酸水である。工程水とは、コーンスターチ製造工程も含めたプラント１００内を循環し、とうもろこし種子１の可溶成分を含有する水である。
浸漬工程Ｓ１０３は、とうもろこし種子１を膨潤させる工程であるとともに、とうもろこし種子１を酸性溶液２に浸漬させて浸漬溶液３とし、とうもろこし種子１の可溶成分を酸性溶液２に溶解させ、この溶解成分を発酵させる工程である。酸性溶液２は、工程水配管４１によって浸漬槽４０に送られる工程水が酸化硫黄によって酸性化された亜硫酸水である。工程水とは、コーンスターチ製造工程も含めたプラント１００内を循環し、とうもろこし種子１の可溶成分を含有する水である。
【0041】
浸漬工程Ｓ１０３は図１に示す浸漬槽４０で実施され、水切節３７から移送されたとうもろこし種子１は、並んだ浸漬槽４０に上流から順次仕込まれる。酸性溶液２は、浸漬槽４０の下流から上流へ、とうもろこし種子１の浸漬時間が最も長い最下流の浸漬槽４０から、浸漬時間の短い上流の浸漬槽４０へと順番に流される。酸性溶液２は、とうもろこし種子１に亜硫酸が吸収され、上流に向かうほど亜硫酸濃度が低下する。とうもろこし種子１は、浸漬工程Ｓ１０３の上流側で、亜硫酸濃度の低い浸漬溶液３で亜硫酸浸漬が行われ、とうもろこし種子１に付着している酵母、細菌又は黴などの微生物による乳酸発酵が行われる。乳酸発酵によって、とうもろこし種子１の可溶成分は、酸性溶液２に溶解され、発酵し、乳酸などが生成される。
【0042】
浸漬工程Ｓ１０３では、浸漬溶液３のｐＨは３．５～４．５に調整し、浸漬溶液３の液温は４０～５５℃に調整し、浸漬時間は２４～４８時間とする。濃縮工程Ｓ１０６において、乳酸マグネシウム含有物７を結晶体として析出させることができるためである。
【0043】
浸漬溶液３のｐＨは、酸化硫黄の溶かす量を増やすことによってｐＨを下げることができ、浸漬させるとうもろこし種子１の量を増やすことによりｐＨを上げることができる。浸漬溶液３のｐＨが３．５未満である場合には、乳酸マグネシウムが浸漬溶液３に溶け易い状態となり、濃縮工程Ｓ１０６において、乳酸マグネシウム含有物７を結晶体として析出させることができないおそれがある。一方、浸漬溶液３のｐＨが４．５を超える場合には、理由は不明であるが、ｐＨ３．５未満と同様に、乳酸マグネシウム含有物７を結晶体として析出させることができないおそれがある。別の実施形態として、浸漬溶液３のｐＨは３．８～４．５とすることができる。
【0044】
浸漬溶液３の液温は、浸漬溶液３の加温をオン－オフすることによって調整することができる。浸漬溶液３の液温が４０℃未満である場合には、マグネシウムと反応する乳酸化合物の形成量が少なく、効率よく乳酸マグネシウム含有物７を結晶体として析出させることができないおそれがある。一方、浸漬溶液３の液温が５５℃を超える場合には、乳酸化合物が他の金属と反応し、効率よく乳酸マグネシウム含有物７を抽出することができないおそれがある。別の実施形態として、浸漬溶液３の液温は、４５～５０℃とすることができる。
【0045】
浸漬工程Ｓ１０３の浸漬時間は、浸漬溶液３の液温が約５０℃の条件で、２４～４８時間とすることができる。浸漬時間が２４時間未満である場合には、乳酸マグネシウム含有物７の析出が不十分となるおそれがある。一方、浸漬時間が４８時間を超える場合には、過剰な浸漬時間となり、製造効率が劣るおそれがある。なお、浸漬時間は、浸漬溶液３の液温が高い場合には短縮し、低い場合には延長することができる。
【0046】
（分離工程Ｓ１０４）
分離工程Ｓ１０４は、浸漬溶液３からとうもろこし種子１の種子不溶分４を分離する工程であり、とうもろこし種子１の種子不溶分４はろ過によって物理的に分離される。分離工程Ｓ１０４で分離された種子不溶分４は、コーンスターチ４ａに加工されるため、コーンスターチ製造工程の粉砕機６０に移行される。とうもろこし種子１の種子不溶分４が分離された抽出液５は、促進剤添加工程Ｓ１０５を経て、濃縮工程Ｓ１０６に移行される。
分離工程Ｓ１０４は、浸漬溶液３からとうもろこし種子１の種子不溶分４を分離する工程であり、とうもろこし種子１の種子不溶分４はろ過によって物理的に分離される。分離工程Ｓ１０４で分離された種子不溶分４は、コーンスターチ４ａに加工されるため、コーンスターチ製造工程の粉砕機６０に移行される。とうもろこし種子１の種子不溶分４が分離された抽出液５は、促進剤添加工程Ｓ１０５を経て、濃縮工程Ｓ１０６に移行される。
【0047】
（促進剤添加工程Ｓ１０５）
促進剤添加工程Ｓ１０５は、必要により行われる工程であり、次に述べる濃縮工程Ｓ１０６において、乳酸マグネシウム含有物７の結晶の析出を促進させる、析出促進剤６が抽出液５に添加される。析出促進剤６は、濃縮工程Ｓ１０６で使用される濃縮装置５０の洗浄の際に発生する洗浄廃液５１、又は、濃縮装置５０の内部に付着した付着物である。
促進剤添加工程Ｓ１０５は、必要により行われる工程であり、次に述べる濃縮工程Ｓ１０６において、乳酸マグネシウム含有物７の結晶の析出を促進させる、析出促進剤６が抽出液５に添加される。析出促進剤６は、濃縮工程Ｓ１０６で使用される濃縮装置５０の洗浄の際に発生する洗浄廃液５１、又は、濃縮装置５０の内部に付着した付着物である。
【0048】
（濃縮工程Ｓ１０６）
濃縮工程Ｓ１０６は、濃縮装置５０を用いて、抽出液５を減圧下で加熱して、抽出液５の不揮発分を濃縮させてＣＳＬ８とする工程である。抽出液５を減圧下で加熱することによって、ＣＳＬ８に乳酸マグネシウム含有物７を析出させることができる。
濃縮工程Ｓ１０６は、濃縮装置５０を用いて、抽出液５を減圧下で加熱して、抽出液５の不揮発分を濃縮させてＣＳＬ８とする工程である。抽出液５を減圧下で加熱することによって、ＣＳＬ８に乳酸マグネシウム含有物７を析出させることができる。
【0049】
減圧は、濃縮装置５０内を５００～９００ｈＰａとすることができる。濃縮装置５０内を減圧することによって、抽出液５の沸点を下げることができるためである。濃縮装置５０内が５００ｈＰａ未満まで減圧させるものとすると、濃縮装置５０が圧力差に耐えられる強度を要し、濃縮装置５０が過大なものとなるおそれがある。一方、濃縮装置５０内が９００ｈＰａを超える圧力までの減圧とすると、沸点をあまり下げることができず、濃縮の効率を上げることができないおそれがある。別の実施形態として、減圧は、濃縮装置５０内を６００～８００ｈＰａとすることができる。なお、７００ｈＰａの水の沸点は約９０℃である。
【0050】
減圧下で抽出液５が加熱されることによって、抽出液５の不揮発分が濃縮されるとともに、濃縮された抽出液５としてのＣＳＬ８に乳酸マグネシウム含有物７が析出する。
【0051】
（抽出工程Ｓ１０７）
抽出工程Ｓ１０７は、濃縮された抽出液５としてのＣＳＬ８に析出した乳酸マグネシウム含有物７を抽出する工程である。浸漬工程Ｓ１０３の浸漬溶液３が、ｐＨ３．５～４．５に調整され、液温４０～５５℃に調整され、浸漬工程Ｓ１０３の浸漬時間が２４～４８時間であることによって、濃縮工程Ｓ１０６において濃縮された抽出液５に析出する乳酸マグネシウム含有物７が抽出しやすい大きさの結晶析出物となる。このため、抽出工程Ｓ１０７において、効率よく乳酸マグネシウム含有物７を抽出することができる。
抽出工程Ｓ１０７は、濃縮された抽出液５としてのＣＳＬ８に析出した乳酸マグネシウム含有物７を抽出する工程である。浸漬工程Ｓ１０３の浸漬溶液３が、ｐＨ３．５～４．５に調整され、液温４０～５５℃に調整され、浸漬工程Ｓ１０３の浸漬時間が２４～４８時間であることによって、濃縮工程Ｓ１０６において濃縮された抽出液５に析出する乳酸マグネシウム含有物７が抽出しやすい大きさの結晶析出物となる。このため、抽出工程Ｓ１０７において、効率よく乳酸マグネシウム含有物７を抽出することができる。
【実施例】
【0052】
表１に記載する条件で、乳酸マグネシウム含有物７を製造した。
【0053】
【表1】
【0054】
実施例１は、促進剤添加工程Ｓ１０５で、析出促進剤６に、濃縮装置５０の洗浄の際に発生する洗浄廃液５１を用いたものである。図３に、実施例１で得られた結晶析出物（乳酸マグネシウム含有物７）の写真（Ａ）、赤外吸収スペクトル（Ｂ）及びＸ線エネルギースペクトル（Ｃ）を示す。なお、図６が乳酸マグネシウム標準品の赤外吸収スペクトルである。
【0055】
結晶析出物の赤外吸収スペクトル（図３（Ｂ））と乳酸マグネシウム標準品の赤外吸収スペクトル（図６）の比較と、Ｘ線エネルギースペクトル（図３（Ｃ））から、実施例１の結晶析出物は、乳酸マグネシウム含有物７であると推測できる。写真（図３（Ａ））から、実施例１では、粒子径１．０～２．０ｍｍの略球形の乳酸マグネシウム含有物７が形成されたことが確認できる。
【0056】
実施例２は、促進剤添加工程Ｓ１０５で、析出促進剤６に、濃縮装置５０の内部に付着した付着物を用いたものである。図４に、実施例２で得られた結晶析出物（乳酸マグネシウム含有物７）の写真（Ａ）、赤外吸収スペクトル（Ｂ）及びＸ線エネルギースペクトル（Ｃ）を示す。
【0057】
結晶析出物の赤外吸収スペクトル（図４（Ｂ））と乳酸マグネシウム標準品の赤外吸収スペクトル（図６）の比較と、Ｘ線エネルギースペクトル（図４（Ｃ））から、実施例２の結晶析出物は、乳酸マグネシウム含有物７であると推測できる。写真（図４（Ａ））から、実施例２では、粒子径１．０～２．５ｍｍの略球形の乳酸マグネシウム含有物７が形成されたことが確認できる。
【0058】
実施例３は、促進剤添加工程Ｓ１０５を省略し、析出促進剤６を使用しなかったものである。図５に、実施例３で得られた結晶析出物（乳酸マグネシウム含有物７）の写真（Ａ）、赤外吸収スペクトル（Ｂ）及びＸ線エネルギースペクトル（Ｃ）を示す。
【0059】
結晶析出物の赤外吸収スペクトル（図５（Ｂ））と乳酸マグネシウム標準品の赤外吸収スペクトル（図６）の比較と、Ｘ線エネルギースペクトル（図５（Ｃ））から、実施例３の結晶析出物は、乳酸マグネシウム含有物７であると推測できる。写真（図５（Ａ））から、実施例３では、大きさ１～５ｍｍの結晶体の集合体のような形状の乳酸マグネシウム含有物７が形成されたことが確認できる。実施例３では、結晶析出物が、略球形ではなく、結晶体の集合体のような形状で現れた。これは、析出促進剤６が添加されていないためと推測される。
【符号の説明】
【0060】
１ とうもろこし種子
１ａ 洗浄水
２ 酸性溶液
３ 浸漬溶液
４ 種子不溶分
４ａ コーンスターチ
５ 抽出液
６ 析出促進剤
７ 乳酸マグネシウム含有物
８ ＣＳＬ
１０ 輸送船
１１ 輸送管
２０ サイロ
３０ 移送管
３１ 給送管
３２ 返送管
３５ 移送ポンプ
３６ 混合槽
３７ 水切節
３８ 補充管
３８ａ バルブ
４０ 浸漬槽
４１ 工程水配管
４２ 抽出液配管
５０ 濃縮装置
５１ 洗浄廃液
５１ａ バルブ
６０ 粉砕機
１００ プラント
Ｓ１０１ 洗浄工程
Ｓ１０２ 水切り工程
Ｓ１０３ 浸漬工程
Ｓ１０４ 分離工程
Ｓ１０５ 促進剤添加工程
Ｓ１０６ 濃縮工程
Ｓ１０７ 抽出工程
１ａ 洗浄水
２ 酸性溶液
３ 浸漬溶液
４ 種子不溶分
４ａ コーンスターチ
５ 抽出液
６ 析出促進剤
７ 乳酸マグネシウム含有物
８ ＣＳＬ
１０ 輸送船
１１ 輸送管
２０ サイロ
３０ 移送管
３１ 給送管
３２ 返送管
３５ 移送ポンプ
３６ 混合槽
３７ 水切節
３８ 補充管
３８ａ バルブ
４０ 浸漬槽
４１ 工程水配管
４２ 抽出液配管
５０ 濃縮装置
５１ 洗浄廃液
５１ａ バルブ
６０ 粉砕機
１００ プラント
Ｓ１０１ 洗浄工程
Ｓ１０２ 水切り工程
Ｓ１０３ 浸漬工程
Ｓ１０４ 分離工程
Ｓ１０５ 促進剤添加工程
Ｓ１０６ 濃縮工程
Ｓ１０７ 抽出工程
【要約】
【課題】効率よく製造することができる乳酸マグネシウムの製造方法を提供すること。
【解決手段】乳酸マグネシウムの製造方法は、とうもろこし種子１を酸性溶液２に浸漬させ、とうもろこし種子１の可溶成分を酸性溶液２に溶解させるとともに可溶成分を発酵させる浸漬工程Ｓ１０３と、可溶成分が溶解した酸性溶液２からとうもろこし種子１の種子不溶分４が分離された抽出液５を濃縮させる濃縮工程Ｓ１０６と、抽出液５から乳酸マグネシウム含有物７を抽出する抽出工程Ｓ１０７と、を有する。浸漬工程Ｓ１０３の浸漬溶液３は、ｐＨが３．５～４．５に調整されることによって、抽出される該乳酸マグネシウム含有物７が結晶析出物となる。
【選択図】図２
【解決手段】乳酸マグネシウムの製造方法は、とうもろこし種子１を酸性溶液２に浸漬させ、とうもろこし種子１の可溶成分を酸性溶液２に溶解させるとともに可溶成分を発酵させる浸漬工程Ｓ１０３と、可溶成分が溶解した酸性溶液２からとうもろこし種子１の種子不溶分４が分離された抽出液５を濃縮させる濃縮工程Ｓ１０６と、抽出液５から乳酸マグネシウム含有物７を抽出する抽出工程Ｓ１０７と、を有する。浸漬工程Ｓ１０３の浸漬溶液３は、ｐＨが３．５～４．５に調整されることによって、抽出される該乳酸マグネシウム含有物７が結晶析出物となる。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】