低い飲料可溶性鉄含有量の吸着剤を作製するための方法およびこれらを使用する方法、ならびにこれらによって作製された組成物
【課題】飲料から特定の成分を除去する際に使用するための、低い飲料可溶性鉄（ＢＳＩ）含有量を有する吸着剤を提供すること。
【解決手段】吸着剤が、飲料（例えば、ビール）から特定の望ましくない成分を除去し、低い飲料可溶性鉄（ＢＳＩ）含有量を有する。これらの望ましくない成分は、寒冷混濁を引き起こす混入物を含む。この吸着剤は、２つの成分、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分（例えば、トリポリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ））を含む。この吸着剤を使用するためのプロセスは、最初に、飲料を吸着剤と接触させて、望ましくない成分の少なくとも一部を吸着させ、次いで、この飲料から吸着剤を分離する工程を包含する。
【解決手段】吸着剤が、飲料（例えば、ビール）から特定の望ましくない成分を除去し、低い飲料可溶性鉄（ＢＳＩ）含有量を有する。これらの望ましくない成分は、寒冷混濁を引き起こす混入物を含む。この吸着剤は、２つの成分、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分（例えば、トリポリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ））を含む。この吸着剤を使用するためのプロセスは、最初に、飲料を吸着剤と接触させて、望ましくない成分の少なくとも一部を吸着させ、次いで、この飲料から吸着剤を分離する工程を包含する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、飲料（例えば、ビール）中において低い飲料可溶性鉄含有量を有する吸着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
シリカゲルは、特定の飲料から特定の望ましくない成分を、代表的には吸着によって除去するために使用されている。例えば、シリカゲルは、一般的に、混濁の形成の原因となる低分子量タンパク質（例えば、４０，０００ドルトン未満）を吸着することによって、ビールを安定化するために醸造プロセスにおいて使用されている。市販のシリカゲルは、シリケート溶液および鉱酸から製造され、そして少量の金属（例えば、鉄）（これは、飲料中に部分的に可溶性であり、そしてそれらに混入する）を含む。飲料中に可溶性であるシリカゲルの鉄含有量の部分は、「飲料可溶性鉄」（しばしば、「ＢＳＩ」と略される）として公知である。吸着剤のＢＳＩが容易に同定され得るが、ＢＳＩは、とりわけ、異なる飲料、ｐＨ、および温度とともに変化する。このように溶解された金属は、飲料のコロイド状構成物を不安定化し得、より低い品質を導く。例えば、高度に溶解した鉄のレベルは、ビールの味および貯蔵寿命に悪影響を与える。
【０００３】
ビールを安定化し、そしてより詳細には、寒冷混濁および金属混入を防ぐようにビールを処理するための努力がなされている。例えば、Ｂｒａｄｌｅｙに対する特許文献１は、色コントロールのためのクエン酸の助けを借りて、タンニン酸または没食子酸あるいはこれらの混合物の水溶液を用いて濾過助剤（例えば、ケイ藻岩）を洗浄することによって、ＢＳＩを減少することを開示する。
【特許文献１】米国特許第４，１３４，８５７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
飲料における高い鉄のレベルの存在は、飲料の味および長期安定性（「貯蔵寿命」）に対して有害であり得る。従って、低いＢＳＩを有する対費用効果の高い吸着剤を得ることが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の要旨）
その目的を考慮して、本発明は、寒冷混濁を減少させるために、飲料から特定の成分を除去する際に使用するための、低い飲料可溶性鉄（ＢＳＩ）含有量を有する吸着剤を提供する。吸着剤は、吸着剤の製造の間、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を導入することによって作製される。特に、このプロセスは、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤（例えば、トリポリリン酸ナトリウム）を、シリカゲルの反応物またはシリカゲルの前駆体を含む水溶液、あるいはその両方と接触させる工程を包含する。反応物は、シリカヒドロゲルを作製するために、鉱酸とともに使用される、ケイ酸ナトリウム溶液またはケイ酸カリウム溶液であり得る。前駆体は、ケイ酸ナトリウム溶液またはケイ酸カリウム溶液を鉱酸と混合することによって形成されるシリカヒドロゲルであり得る。前駆体から吸着剤が形成される。従って、本発明の組成物は、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分を含む吸着剤である。
【０００６】
本発明はまた、飲料から特定の混入物を減少させるための吸着剤を使用するプロセスを提供する。本発明のプロセスおよび組成物は、例えば、ビールにおける寒冷混濁を形成する傾向がある混入物の除去を可能にする。このプロセスは、飲料と本発明の吸着剤を接触させて、その成分の少なくとも一部を吸着し、次いで、吸着剤を飲料から、例えば、濾過によって分離する工程を包含する。
【０００７】
本発明は、さらに以下を提供する。
（項目１）
低い飲料可溶性鉄含有量を有するシリカゲル吸着剤を作製するための方法であって、該方法が、以下の工程：
ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、該シリカゲルの反応物および該シリカゲルの前駆体を含む洗浄溶液のうちの少なくとも１つと接触させる工程；および
該シリカゲル吸着剤を該前駆体から形成する工程、
を包含する、方法。
（項目２）
項目１に記載の方法であって、ここで：
前記反応物がケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムを含み；そして
前記接触させる工程が、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムと接触させ、そして該ポリホスフェート金属イオン封鎖剤および該ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムの溶液を形成して混合物を形成する工程からなる、
方法。
（項目３）
酸を前記混合物に添加して、ヒドロゾルを形成する工程をさらに包含する、項目２に記載の方法。
（項目４）
項目２に記載の方法であって、ここで、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤が、トリポリリン酸ナトリウムである、方法。
（項目５）
項目１に記載の方法であって、ここで：
前記接触させる工程が、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、前記前駆体を含む洗浄溶液と接触させる工程からなり、そして
前記前駆体が、酸とケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムとを混合することによって形成されるヒドロゲルを含む、
方法。
（項目６）
項目５に記載の方法であって、ここで、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤が、トリポリリン酸ナトリウムである、方法。
（項目７）
項目１に記載の方法であって、ここで、前記接触させる工程が、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、前記反応物および前記前駆体を含む洗浄溶液と接触させる工程を包含する、方法。
（項目８）
低い飲料可溶性鉄含有量を有するシリカゲル吸着剤を作製するための方法であって、該方法が、以下の工程：
ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムと混合して、混合物を形成する工程；
酸を該混合物に添加して、ポリホスフェート成分を有するシリカヒドロゾルを形成し、そして該ヒドロゾルをヒドロゲルに硬化させる工程；
該ヒドロゲルを酸性水を用いて洗浄する工程；および
該洗浄されたヒドロゲルを粉砕して、シリカゲル吸着剤を形成する工程、
を包含する、方法。
（項目９）
項目８に記載の方法であって、ここで、前記酸が、鉱酸である、方法。
（項目１０）
項目８に記載の方法であって、ここで、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤が、トリポリリン酸ナトリウムである、方法。
（項目１１）
項目１０に記載の方法であって、ここで：
前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムが、一定の鉄含有量を有し；
前記トリポリリン酸ナトリウムが、０．５：１と５０：１の間のトリポリリン酸ナトリウム：鉄のモル比を達成するための量で、該ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムに添加され；
前記酸が、該ナトリウムまたはカリウムを十分に中和するための酸の化学量論的に必要な量よりも、５モル％と３０モル％との間の多い量で、前記混合物に添加され；そして
前記酸性水が、２．５と４．０との間のｐＨを有する、
方法。
（項目１２）
項目１０に記載の方法であって、ここで：
前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムが、一定の鉄含有量を有し；
前記トリポリリン酸ナトリウムが、５：１と１０：１の間のトリポリリン酸ナトリウム：鉄のモル比を達成するための量で、該ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムに添加され；
前記酸が、該ナトリウムまたはカリウムを十分に中和するための酸の化学量論的に必要な量よりも、１５モル％と２５モル％との間の多い量で、前記混合物に添加され；そして
前記酸性水が、３．２と３．４との間のｐＨを有する、
方法。
（項目１３）
低い飲料可溶性鉄含有量を有するシリカゲル吸着剤を作製するための方法であって、該方法が、以下の工程：
ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムを酸と混合させてヒドロゾルを形成し、そして該ヒドロゾルをヒドロゲルに硬化させる工程；
該ヒドロゲルを、水およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤の酸性化混合物を用いて洗浄する工程；および
該洗浄されたヒドロゲルを粉砕して、該シリカゲル吸着剤を形成する工程、
を包含する、方法。
（項目１４）
項目１３に記載の方法であって、ここで、前記酸が、鉱酸である、方法。
（項目１５）
項目１３に記載の方法であって、ここで、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤が、トリポリリン酸ナトリウムである、方法。
（項目１６）
項目１５に記載の方法であって、ここで：
前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムが、一定の鉄含有量を有し；
前記トリポリリン酸ナトリウムが、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．０１重量％と１重量％との間のトリポリリン酸ナトリウムの濃度を達成するための量で、前記酸性化混合物に添加され；
前記酸が、該ナトリウムまたはカリウムを十分に中和するための酸の化学量論的に必要な量よりも、５モル％と３０モル％との間の多い量で、該混合物に添加され；そして
該酸性水が、２．５と４．０との間のｐＨを有する、
方法。
（項目１７）
項目１５に記載の方法であって、ここで：
前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムが、一定の鉄含有量を有し；
前記トリポリリン酸ナトリウムが、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．０５重量％と０．５重量％との間のトリポリリン酸ナトリウムの濃度を達成するための量で、前記酸性化混合物に添加され；
前記酸が、該ナトリウムまたはカリウムを十分に中和するための酸の化学量論的に必要な量よりも、１５モル％と２５モル％との間の多い量で、該混合物に添加され；そして
該酸性水が、３．３と３．５との間のｐＨを有する、
方法。
（項目１８）
寒冷混濁を減少させるために飲料から成分を除去する際に使用するための組成物であって、該組成物が、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分を含む吸着剤を含む、組成物。
（項目１９）
項目１８に記載の組成物であって、ここで：
前記シリカ成分が、シリカゲルであり；そして
前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分が、トリポリリン酸ナトリウムである、
組成物。
（項目２０）
寒冷混濁を減少させるために飲料から成分を除去するための方法であって、該方法が、以下の工程：
飲料を、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分を含む吸着剤と接触させて、該吸着剤上に該成分の少なくとも一部を吸着させ、それによって、成分の減少した飲料を残す、工程；および
該成分の減少した飲料から該吸着剤を分離する工程、
を包含する、方法。
（項目２１）
項目２０に記載の方法であって、ここで：
前記シリカ成分が、シリカゲルであり；そして
前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分が、トリポリリン酸ナトリウムである、
方法。
（項目２２）
項目２１に記載の方法であって、ここで、前記吸着剤が、約１００ｐｐｍ〜約１，０００ｐｐｍの濃度を達成するための量で、該飲料に添加される、方法。
（項目２３）
項目２１に記載の方法であって、ここで、前記吸着剤が、約４００ｐｐｍ〜約８００ｐｐｍの濃度を達成するための量で、該飲料に添加される、方法。
（項目２４）
項目２１に記載の方法であって、ここで、前記分離する工程が、前記成分の減少した飲料から前記吸着剤を濾過する工程を包含する、方法。
（項目２５）
項目１に記載の方法によって形成された、シリカゲル吸着剤。
（項目２６）
項目８に記載の方法によって形成された、シリカゲル吸着剤。
（項目２７）
項目１３に記載の方法によって形成された、シリカゲル吸着剤。
【０００８】
上記一般的記載および以下の詳細な記載は、本発明の例示であり、制限ではないことが理解される。
【０００９】
本発明は、添付の図面とともに読んだ場合、以下の詳細な説明から最も良く理解される。
【００１０】
（発明の詳細な説明）
本発明は、吸着剤から飲料への鉄の漏出を最小にしながら、飲料中における混入物を除去し、そして寒冷混濁を防ぐためのプロセスおよび組成物に関する。本明細書中で使用される場合、用語「飲料」は、飲料中に残った場合、冷却の際に、混濁を形成する傾向があるが、本発明によって吸着され得る特定のタンパク質を含む、全ての飲料を包含することを意図する。このような飲料としては、多くの植物ベースの飲料または麦芽ベースの飲料（例えば、ビール、エール、およびワイン、ならびにフルーツジュース）が挙げられる。本発明は、ビール（ラガー、ピルスナー、ミュンヘンビールおよびエール、ポーター、ならびにスタウトを含む）に特に適用可能である。
【００１１】
本明細書中で使用される場合、「飲料から成分を除去する」などの場合、用語「除去する」とは、寒冷混濁を引き起こす選択された成分（例えば、タンパク質）の少なくともある割合を除去するが、これらの成分のいずれかの１００％を必ずしも完全に除去しないことを意味する。しかし、いくつかの場合において、成分は、公知の量的分析手順によって検出され得ない程度まで除去され得る。
【００１２】
以下に記載されるように、本発明は、本発明のシリカゲル吸着剤を作製する間に、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を利用する。ポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、アニオンＰｎＯ３ｎ＋１を含む化合物であり、カチオン（この場合、最も注目すべきは、第二鉄カチオンまたは第一鉄カチオン）を封鎖（ｓｅｑｕｅｓｔｅｒｉｎｇ）し得る。ポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、その形成において、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含み得る。トリポリリン酸ナトリウム、Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０が、本発明の目的に適することが見出された。
【００１３】
本発明の吸着剤を作製する方法は、図１および２と関連して考察される。一般的に、これらの方法は、最初に、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、シリカゲルの反応物またはシリカゲルを含む洗浄溶液（または両者の組み合わせ）と接触させる工程、次いで、前駆体からシリカゲル吸着剤を形成する工程を包含する。シリカゲルの反応物は、開始物質を含み得、この開始物質は、別の開始物質と化学反応を受けて、シリカゲルの前駆体を形成する。反応物は、ケイ酸ナトリウム溶液またはケイ酸カリウム溶液を含み、これは、特定の条件下で酸と組み合わせ、そしてジェットノズルに強制的に通した場合に、ヒドロゲルを形成する。前駆体は、最終のシリカゲルと実施的に同じ化学組成を有するが、いくらかの物理的変化（例えば、多孔度特性の変化、水分含有量の変化、またはその孔内の別の化学物質の物理的保持率の変化）を受け得る物質である。形成は、従来の手段によってなされ、以下に考察されるように、任意の熱水処理（以下の実施例においてはなされないが）、洗浄、ミリング、および乾燥によってなされる。
【００１４】
図１に示される実施形態において、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤（例えば、トリポリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ））は、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムと混合されて、混合物を形成する。金属イオン封鎖剤供給源１０４は、水中に溶かされたＳＴＰＰの溶液を提供し得る。この溶液を、シリケート供給源１０２から提供されるケイ酸カリウムまたはケイ酸ナトリウムのいずれかと組み合わせて、ミキサー１０６において、ＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物を形成する。ＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物は、適切な混合を達成するのに十分な時間（例えば、２〜６時間）混合されるが、これは、他の因子に依存して変化し得る。添加されるポリホスフェート金属イオン封鎖剤の量は、シリケートの鉄含有量（これは、従来の定量的分析技術によって決定され得る）に依存する。トリポリリン酸ナトリウムは、約０．５：１と５０：１の間、好ましくは、約５：１と１０：１との間の、トリポリリン酸ナトリウム：鉄のモル比を達成する量で、ケイ酸ナトリウム溶液またはケイ酸カリウム溶液に添加され得る。
【００１５】
次いで、ＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物を、酸（例えば、無機酸）で中和することによって、シリカゲルが形成される。以下の実施例では、硫酸を使用する。シリケート溶液へのＳＴＰＰの添加以外に、ＳＴＰＰ成分を含有するシリカゲル吸着剤の生成は、従来のシリカゲル吸着剤を作製するための任意の公知の様式でもたらされ得る。例えば、酸供給源１００を使用して、酸を供給し、この酸が、ＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物と合わされて、ヒドロゾルを形成する。詳細には、シリカヒドロゾルは、酸の水溶液およびケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムの水溶液を迅速に混合することによって形成される。ヒドロゾルが、約５〜３０重量％のＳｉＯ２、好ましくは、１０〜２０重量％のＳｉＯ２を含むように、反応物の濃度および流速または割合を調整することが、本発明において有利であることが見出された。また、このシリケート溶液中に存在するアルカリ金属の全てを完全に中和すること、および好ましくは、ナトリウムまたはカリウムを完全に中和するための酸の化学量論的に必要とされる量よりも５モルパーセント〜３０モルパーセント（好ましくは、１５〜２５モルパーセント）過剰に酸を提供することが好ましいことも、見出された。従って、好ましくは、このシリカヒドロゾル中には未反応のＮａ２ＯもＫ２Ｏも全く存在しないかまたは実質的に存在しない。
【００１６】
図１に示されるように、ポリホスフェート成分を有するヒドロゾルは、ノズル１０８に通される。このノズルから、ヒドロゾルが、移動ベルト１０９上に乗せられ、そして全て公知の様式で、ヒドロゲルを形成するように固化させる。ヒドロゲルは、このヒドロゲルがさらなる処理のために安定となるように十分な期間、このベルト上で寝かされる。１つの実施形態において、ヒドロゾルは、約１８％のＳｉＯ２を含み、約１未満のｐＨを有し、そして約数分でゲル化する。このようなヒドロゾルは、ベルト１０９上でビーズを形成する。
【００１７】
次いで、ヒドロゲルは、酸性化された水を含む洗浄器１１２中で洗浄され、ヒドロゲルから塩を除去する。当該分野で周知のように、排出物中の塩濃度が、受容可能なレベル以下、好ましくは、０または０付近になるまで、複数回の洗浄が行われ得る。洗浄は、バッチプロセス、並流または向流として、行い得る。例えば、硫酸を使用して水を酸性化することが望ましいことが、見出された。洗浄水のｐＨは、２．５〜４．０、好ましくは、３．２〜３．４であり得る。
【００１８】
次いで、洗浄されたヒドロゲルは、ライン１１４を通ってミリングユニット１１６へ送られ、ここで、このヒドロゲルが、粉砕される。ミリングは、平均粒径が、約１０〜約４０ミクロンになるまで継続され得るが、特定のサイズは、最終用途の要件および飲料精製プロセスにおける他の条件に依存する。一般に、粒子は、粉末の形態であるが、濾過が困難になるほど小さく粉砕されるべきではない。次いで、吸着剤が、パッケージングユニット１２０においてパッケージングされる。図１に示される実施形態に従って形成された吸着剤は、減少されたＢＳＩを有する。
【００１９】
図２に示される実施形態において、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、シリケート溶液ではなく、酸性化された洗浄水と混合され、このプロセシングにおける他の全ては、ほぼ同じである。詳細には、シリケート供給源２００からの反応物（例えば、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウム）が、酸供給源２０２からの酸と混合される。この混合物は、ノズル２０３に通され、ヒドロゾルを形成し、このヒドロゾルが、全て公知の様式で、代表的には、ベルトまたは容器２０５上で、ヒドロゲル２０４に固化する。次いで、ヒドロゲルは、上記のように、寝かされ、そして洗浄器２０８に送られる。全ての相対濃度は、約１５〜２０％のＳｉＯ２がヒドロゾル中に存在するように、反応物の流速が調整されることを除いて、図１に示される実施形態と同じである。
【００２０】
酸性化された洗浄水を含む代わりに、洗浄器２０８は、水とユニット２０６からのポリホスフェート金属イオン封鎖剤との酸性化された混合物を含む。ポリホスフェート化合物は、ＳＴＰＰであり得る。トリポリリン酸ナトリウムは、ＢＳＩの量を受容可能なレベルに減少するのに十分な濃度を達成するような量で、この酸性化された混合物に添加され得る。ポリホスフェート金属イオン封鎖剤の特定の濃度は、とりあけ、洗浄水２０８（シリカゲル上および酸性化された水中の両方を含む）中の鉄量に依存する。本発明の１つの実施形態において、この濃度は、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．０１重量％〜１重量％のトリポリリン酸ナトリウムであり、好ましくは、０．０５重量％〜０．５重量％である。代替的な実施形態において、そして以下の実施例で使用されるように、添加されるＳＴＰＰの量は、最初のヒドロゲル中の鉄のモル量を決定することによって達成され得る。この場合、ＳＴＰＰのモル量（すなわち、洗浄工程中に使用されるＳＴＰＰの総量）を、鉄のモル量に対して、５：１〜２０：１の範囲に調整する。従って、多くの洗浄水を使用するほど、ＳＴＰＰ濃度が低くなる。
【００２１】
酸性化された混合物は、ＳＴＰＰを水に最初に溶解し（任意の場合において、ＳＴＰＰレベルは、１０〜８００ｐｐｍであり、好ましくは、約１００〜４００ｐｐｍである（しかし、この濃度は、ヒドロゲル中のシリケートまたは鉄のいずれかに基づいて、上記のように変更され得る））、次いで、溶液のｐＨを、硫酸を使用して、２．５〜４．０、好ましくは、３．３〜３．５に調整することによって調製され得る。シリカゲルは、ヒドロゲル２０４を金属イオン封鎖剤混合物で洗浄することによって形成される。
【００２２】
上記のように、次いで、洗浄されたヒドロゲルは、ミリングユニット２１０に入り、そして最終的に、パッケージングユニット２１４に入る。図２に示される実施形態は、吸着剤の総鉄含量および飲料可溶性鉄含量の両方の減少に関して、最良の結果を達成するようである。図１および２に示される実施形態の特徴を組み合わせた吸着剤もまた、作製され得る。言い換えると、ＳＴＰＰをドープしたシリケート溶液を使用して、ヒドロゲルを形成し得、このヒドロゲルを、ＳＴＰＰをドープした水で洗浄し得る。
【００２３】
広範な多孔度特性を有するシリカゲルが、本発明に使用され得ると考えられる。より詳細には、孔の容積、孔の直径、表面積、または粒子サイズの特定の範囲は、本発明の目的に重要ではないと考えられる。にもかかわらず、約１．５〜２．５ｃｃ／ｇの孔容積；約７５Å〜１２５Åの平均孔直径；約７５０〜８５０ｍ２／ｇの表面積；および約６０〜７０％のＨ２Ｏの水分含量を有するシリカゲルが、適切であることが見出されている。本発明はまた、キセロゲルに適応可能であり、キセロゲルは、ＳＴＰＰをドープした水で洗浄した後に、熱水処理（以下に記載される）を受けて、表面積を減少させる。このようなキセロゲルは、約１．０〜１．４ｃｃ／ｇの孔容積；約７５Å〜１２５Åの平均孔直径；および約２５０〜４５０ｍ２／ｇの表面積を有し得る。
【００２４】
このようなシリカゲルを達成することは、当該分野で周知である。例えば、アルカリｐＨにて高温にシリカゲルを曝すことによって、ゲル構造の再構成が誘導され；表面積が減少され、そして最終生成物の平均孔直径が増加される。このプロセスは、「熱水処理」として当該分野で公知である。酸固化性ゲルは、これを行うためにアルカリまたは中性のｐＨに調整される必要がある。乾燥状態もまた、多孔度に影響し；迅速な乾燥は、より高い孔容積を生じる傾向がある。ヒドロゾルのシリカ含量もまた、多孔度に影響する。これらの効果の全ては、当業者に周知であり、そして多くの刊行物および特許に記載される。
【００２５】
この吸着剤は、飲料から成分を除去するためのプロセスにおいて使用され、比較的低いＢＳＩを有しながら、寒冷混濁（ｃｈｉｌｌ ｈａｚｅ）を減少する。この文脈で使用される場合、用語「低いＢＳＩ」とは、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤への曝露がないことを除いて同一のプロセスによって作製される吸着剤のＢＳＩと比較したものである。詳細には、以下の実施例において示されるように、本発明の吸着剤は、比較吸着剤のＢＳＩの５０％未満、そして好ましくは、比較吸着剤の２５％未満、最も好ましくは、１０％未満のＢＳＩを有し得る。混入物を除去するためのプロセスは、従来の様式（好ましくは、吸着を容易にする様式）で、本発明の吸着剤を飲料と単純に接触させることによって達成される。この吸着工程は、任意の従来のバッチプロセスまたは連続プロセスであり得る。いずれの場合においても、攪拌または他の混合工程が、吸着剤の吸着効率を増強する。
【００２６】
吸着は、飲料が液体である、任意の都合よい温度で行われ得る。代表的には、飲料の温度は、約２９°Ｆ〜４０°Ｆである。飲料と吸着剤は、処理される飲料中の所望の成分減少率を達成するのに十分な時間、上記のように接触される。特定の接触時間は、選択されるプロセス（すなわち、バッチまたは連続的）について；処理される飲料の型および条件に伴い；飲料中の成分濃度に伴い；そして使用される特定の吸着剤に伴い、幾分変化する。接触時間が予め設定されている場合、吸着剤の粒径は、種々の処理条件を満たすように、公知の様式で変更され得る。さらに、飲料と接触される吸着剤の相対量もまた、除去される成分の量に影響する。ビールに添加される吸着剤の量は、ｐｐｍ（１，０００，０００ｇのビール当たりの吸着剤のグラム数）で測定される。吸着剤の使用範囲は、約１００ｐｐｍ〜約１，０００ｐｐｍ、そして好ましくは、約４００ｐｐｍ〜約８００ｐｐｍであり得る。
【００２７】
ビールの精製中、他の添加剤が、成分を吸着するため、および他の機能を果すために、時折使用される。本発明の吸着剤は、産業上の他の公知の添加剤の存在下で、本発明の機能を果す。例えば、気泡安定剤、酸化防止剤、パーライト、およびケイ藻土が、しばしば、濾過前のビールに添加される。例えば、ケイ藻土は、濾過補助剤として使用されるが、しばしば、望ましくないことに、ビールへ鉄を付与する。
【００２８】
使用される本発明の特定の吸着剤にかかわらず、吸着剤（単数または複数）は、吸着後、任意の公知の様式で、この成分が減少された飲料から分離される。例えば、濾過デバイスを使用して、成分が減少された飲料から吸着剤を分離し得る。分離は、１以上の濾過段階によってもたらされ得る。
【００２９】
本発明の吸着剤は、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分を含む吸着剤である。ポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、図１に示される実施形態において、シリカゲルに化学的に結合するが、図２で示される実施形態では、シリカゲルの孔に単に物理的に保持されるに過ぎないと考えられる。従って、前者の場合、シリカゲルおよびポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、互いに幾分変化させ得；従って、最終生成物において、これらは、シリカゲル「成分」およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤「成分」と呼ばれる。しかし、後者の実施形態において、これらの２つの構成成分は、いかなる化学的相互作用も起こさないと考えられる。
【実施例】
【００３０】
（実施例）
以下の実施例は、本発明の全体的な性質をより明確に実証するために含まれる。これらの実施例は、本発明の例示であり、本発明を限定するものではない。
【００３１】
（実施例１）
本発明の産物を調製するためのこのプロセスの１つの例において、ＳＴＰＰを、水に溶解し、そして室温で５時間、ケイ酸ナトリウムと混合させた。このＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物は、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．１重量％のＳＴＰＰを含んだ。硫酸を使用して、このＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物を中和した。この酸溶液は、１４．４％のＨ２ＳＯ４の濃度および約７２°Ｆの温度を有した。このシリケート溶液は、３．２５の名目上のＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏ重量比、２２％の固体レベル、および約７２°Ｆの温度を有した。このシリケートおよび酸の濃度および割合を、ヒドロゾルが、１０％ ＳｉＯ２を含み、そしてシリケート溶液中に存在するナトリウムを中和するのに必要とされるよりも２０％多く酸が存在するように、調整した。ヒドロゾルを、１２２°Ｆで容器中でゲル化した。ゲル化時間は、数時間であった。次いで、ゲルを、１２２°Ｆで寝かし、そして酸性化した水（硫酸で酸性にした）で洗浄した。硫酸ナトリウムを除去するために使用した、この酸性化した水は、ｐＨ３．３を有した。これは、表１に示されるサンプル１である。
【００３２】
比較のために、コントロール１を、ＳＴＰＰを添加しなかったことを除いて、サンプル１と同じプロセスを使用して作製した。
【００３３】
ゲル中の鉄レベルは、総鉄量（Ｆｅ）を表す。総鉄量および飲料可溶性鉄（ＢＳＩ）の両方を、原子吸光（ＡＡ）によって測定した。サンプル１は、８３ｐｐｍの総鉄含量および２．４ｐｐｍのＢＳＩ含量を有し、一方、コントロール１は、２７ｐｐｍの総鉄含量および７ｐｐｍのＢＳＩ含量を有した。
【００３４】
（実施例２）
本発明のプロセスの別の例において、シリカゲルを、ＳＴＰＰのレベルを増加したこと除いて、実施例１と同じプロセスで作製した。実施例２におけるＳＴＰＰは、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．１５重量％であった。コントロール２もまた、ＳＴＰＰをコントロール中で使用しなかったことを除いて、サンプル１と同じプロセスを使用して、比較のために作製した。
【００３５】
サンプル２は、５４ｐｐｍの総鉄含量および３．６ｐｐｍのＢＳＩ含量を有し、一方、コントロール２は、３８ｐｐｍの総鉄含量および１４．６ｐｐｍのＢＳＩ含量を有した。
【００３６】
（実施例３）
本発明の吸着剤を生成するために使用される第２の実施形態の１つの例において、ケイ酸ナトリウムを硫酸で中和することによって、シリカゲルを作製した。この酸溶液は、４１．８％のＨ２ＳＯ４の濃度および約８０°Ｆの温度を有した。このシリケート溶液は、３．２の名目上のＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏ重量比、３１．４％の固体レベル、および約８０°Ｆの温度を有した。このシリケートおよび酸の濃度および割合を、ヒドロゾルが、１８％のシリカを含み、そしてシリケート溶液中に存在するナトリウムを中和するのに必要とされるよりも２０％多く酸が存在するように、調整した。ＳＴＰＰをドープした酸性水溶液を、最初にＳＴＰＰを水に溶解し（水に基づいて、５０ｐｐｍのＳＴＰＰレベルで）、次いで、硫酸を添加して溶液のｐＨを３．４に調整することによって、調製した。ゲルおよび洗浄水の割合を、使用されるＳＴＰＰの総量が、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．１重量％に等しくなるように調整した。これは、表１に示されるサンプル３である。
【００３７】
コントロール３を、ｐＨ３．４の酸性水で同じゲルを洗浄することによって作製した。コントロールにおいて、ＳＴＰＰを使用しなかった。サンプル３は、５ｐｐｍの総鉄含量および０．２ｐｐｍのＢＳＩ含量を有し、一方、コントロール３は、１９ｐｐｍの総鉄含量および６．３ｐｐｍのＢＳＩ含量を有した。
【００３８】
（実施例４）
吸着剤を生成するために使用されるプロセスの第２の実施形態の別の例において、実施例３の同じ未洗浄のシリカヒドロゲルを使用した。ＳＴＰＰをドープした酸性洗浄水溶液を、溶液のｐＨを３．５に調整し、次いで、この酸性水にＳＴＰＰを溶解することによって（水に基づいて、２００ｐｐｍのＳＴＰＰレベルで）、調製した。ゲルおよび洗浄水の割合を、使用されるＳＴＰＰの総量が、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．５重量％に等しくなるように調整した。これらの条件下で生成されたシリカゲルを、表１にサンプル４として示す。
【００３９】
コントロール４もまた、ＳＴＰＰを添加しなかったことを除いて、ｐＨ３．５の同じ酸性水を使用して、同じ条件下で作製した。
【００４０】
サンプル４は、６．５ｐｐｍの総鉄含量であり、ＢＳＩ含量は、原子吸光（ＡＡ）で検出可能でなかった。コントロール４は、２０ｐｐｍの総鉄含量および５ｐｐｍのＢＳＩ含量を有した。
【００４１】
これらの実施例の全ては、本発明の吸着剤を使用する場合、ＢＳＩ含量における減少を示す。図２に示される実施形態を使用する実施例もまた、総鉄含量における減少を示した。
【００４２】
本明細書中で使用される場合、吸着剤のＢＳＩは、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｂｒｅｗｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｆｉｌｔｅｒ Ａｉｄｓ−４およびＢｅｅｒ−１８Ｂ（本明細書中に参考として援用される）からのＮｏ．Ｑ．２．０１．００４、改訂版（１９９４年４月２６日）の手順に従って決定した。一般に、この手順は、炭酸を抜いたビール中に吸着剤のサンプルを、特定の時間、懸濁する工程、次いで、濾過によって分離する工程を包含する。このビール濾液を回収し、そして標準的な添加方法によって、原子吸光分析によって分析する。次いで、未処理のビールの鉄含量を、この処理したビールの鉄含量から差し引き、その差異に係数を掛け、そしてこの積が、ビール可溶性鉄（ｐｐｍ）として報告される。
【００４３】
特定の実施形態および実施例に関連して本明細書中に例示および記載されたが、にも拘らず、本発明は、示される詳細に限定されることを意図されない。むしろ、種々の変更が、特許請求の範囲の等価の範囲内で、本発明の精神を逸脱することなく、詳細になされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明に従う吸着剤を作製するためのプロセスの第１の実施形態の概略図である。
【図２】図２は、本発明に従う吸着剤を作製するためのプロセスの第２の実施形態の概略図である。
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、飲料（例えば、ビール）中において低い飲料可溶性鉄含有量を有する吸着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
シリカゲルは、特定の飲料から特定の望ましくない成分を、代表的には吸着によって除去するために使用されている。例えば、シリカゲルは、一般的に、混濁の形成の原因となる低分子量タンパク質（例えば、４０，０００ドルトン未満）を吸着することによって、ビールを安定化するために醸造プロセスにおいて使用されている。市販のシリカゲルは、シリケート溶液および鉱酸から製造され、そして少量の金属（例えば、鉄）（これは、飲料中に部分的に可溶性であり、そしてそれらに混入する）を含む。飲料中に可溶性であるシリカゲルの鉄含有量の部分は、「飲料可溶性鉄」（しばしば、「ＢＳＩ」と略される）として公知である。吸着剤のＢＳＩが容易に同定され得るが、ＢＳＩは、とりわけ、異なる飲料、ｐＨ、および温度とともに変化する。このように溶解された金属は、飲料のコロイド状構成物を不安定化し得、より低い品質を導く。例えば、高度に溶解した鉄のレベルは、ビールの味および貯蔵寿命に悪影響を与える。
【０００３】
ビールを安定化し、そしてより詳細には、寒冷混濁および金属混入を防ぐようにビールを処理するための努力がなされている。例えば、Ｂｒａｄｌｅｙに対する特許文献１は、色コントロールのためのクエン酸の助けを借りて、タンニン酸または没食子酸あるいはこれらの混合物の水溶液を用いて濾過助剤（例えば、ケイ藻岩）を洗浄することによって、ＢＳＩを減少することを開示する。
【特許文献１】米国特許第４，１３４，８５７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
飲料における高い鉄のレベルの存在は、飲料の味および長期安定性（「貯蔵寿命」）に対して有害であり得る。従って、低いＢＳＩを有する対費用効果の高い吸着剤を得ることが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の要旨）
その目的を考慮して、本発明は、寒冷混濁を減少させるために、飲料から特定の成分を除去する際に使用するための、低い飲料可溶性鉄（ＢＳＩ）含有量を有する吸着剤を提供する。吸着剤は、吸着剤の製造の間、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を導入することによって作製される。特に、このプロセスは、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤（例えば、トリポリリン酸ナトリウム）を、シリカゲルの反応物またはシリカゲルの前駆体を含む水溶液、あるいはその両方と接触させる工程を包含する。反応物は、シリカヒドロゲルを作製するために、鉱酸とともに使用される、ケイ酸ナトリウム溶液またはケイ酸カリウム溶液であり得る。前駆体は、ケイ酸ナトリウム溶液またはケイ酸カリウム溶液を鉱酸と混合することによって形成されるシリカヒドロゲルであり得る。前駆体から吸着剤が形成される。従って、本発明の組成物は、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分を含む吸着剤である。
【０００６】
本発明はまた、飲料から特定の混入物を減少させるための吸着剤を使用するプロセスを提供する。本発明のプロセスおよび組成物は、例えば、ビールにおける寒冷混濁を形成する傾向がある混入物の除去を可能にする。このプロセスは、飲料と本発明の吸着剤を接触させて、その成分の少なくとも一部を吸着し、次いで、吸着剤を飲料から、例えば、濾過によって分離する工程を包含する。
【０００７】
本発明は、さらに以下を提供する。
（項目１）
低い飲料可溶性鉄含有量を有するシリカゲル吸着剤を作製するための方法であって、該方法が、以下の工程：
ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、該シリカゲルの反応物および該シリカゲルの前駆体を含む洗浄溶液のうちの少なくとも１つと接触させる工程；および
該シリカゲル吸着剤を該前駆体から形成する工程、
を包含する、方法。
（項目２）
項目１に記載の方法であって、ここで：
前記反応物がケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムを含み；そして
前記接触させる工程が、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムと接触させ、そして該ポリホスフェート金属イオン封鎖剤および該ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムの溶液を形成して混合物を形成する工程からなる、
方法。
（項目３）
酸を前記混合物に添加して、ヒドロゾルを形成する工程をさらに包含する、項目２に記載の方法。
（項目４）
項目２に記載の方法であって、ここで、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤が、トリポリリン酸ナトリウムである、方法。
（項目５）
項目１に記載の方法であって、ここで：
前記接触させる工程が、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、前記前駆体を含む洗浄溶液と接触させる工程からなり、そして
前記前駆体が、酸とケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムとを混合することによって形成されるヒドロゲルを含む、
方法。
（項目６）
項目５に記載の方法であって、ここで、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤が、トリポリリン酸ナトリウムである、方法。
（項目７）
項目１に記載の方法であって、ここで、前記接触させる工程が、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、前記反応物および前記前駆体を含む洗浄溶液と接触させる工程を包含する、方法。
（項目８）
低い飲料可溶性鉄含有量を有するシリカゲル吸着剤を作製するための方法であって、該方法が、以下の工程：
ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムと混合して、混合物を形成する工程；
酸を該混合物に添加して、ポリホスフェート成分を有するシリカヒドロゾルを形成し、そして該ヒドロゾルをヒドロゲルに硬化させる工程；
該ヒドロゲルを酸性水を用いて洗浄する工程；および
該洗浄されたヒドロゲルを粉砕して、シリカゲル吸着剤を形成する工程、
を包含する、方法。
（項目９）
項目８に記載の方法であって、ここで、前記酸が、鉱酸である、方法。
（項目１０）
項目８に記載の方法であって、ここで、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤が、トリポリリン酸ナトリウムである、方法。
（項目１１）
項目１０に記載の方法であって、ここで：
前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムが、一定の鉄含有量を有し；
前記トリポリリン酸ナトリウムが、０．５：１と５０：１の間のトリポリリン酸ナトリウム：鉄のモル比を達成するための量で、該ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムに添加され；
前記酸が、該ナトリウムまたはカリウムを十分に中和するための酸の化学量論的に必要な量よりも、５モル％と３０モル％との間の多い量で、前記混合物に添加され；そして
前記酸性水が、２．５と４．０との間のｐＨを有する、
方法。
（項目１２）
項目１０に記載の方法であって、ここで：
前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムが、一定の鉄含有量を有し；
前記トリポリリン酸ナトリウムが、５：１と１０：１の間のトリポリリン酸ナトリウム：鉄のモル比を達成するための量で、該ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムに添加され；
前記酸が、該ナトリウムまたはカリウムを十分に中和するための酸の化学量論的に必要な量よりも、１５モル％と２５モル％との間の多い量で、前記混合物に添加され；そして
前記酸性水が、３．２と３．４との間のｐＨを有する、
方法。
（項目１３）
低い飲料可溶性鉄含有量を有するシリカゲル吸着剤を作製するための方法であって、該方法が、以下の工程：
ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムを酸と混合させてヒドロゾルを形成し、そして該ヒドロゾルをヒドロゲルに硬化させる工程；
該ヒドロゲルを、水およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤の酸性化混合物を用いて洗浄する工程；および
該洗浄されたヒドロゲルを粉砕して、該シリカゲル吸着剤を形成する工程、
を包含する、方法。
（項目１４）
項目１３に記載の方法であって、ここで、前記酸が、鉱酸である、方法。
（項目１５）
項目１３に記載の方法であって、ここで、前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤が、トリポリリン酸ナトリウムである、方法。
（項目１６）
項目１５に記載の方法であって、ここで：
前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムが、一定の鉄含有量を有し；
前記トリポリリン酸ナトリウムが、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．０１重量％と１重量％との間のトリポリリン酸ナトリウムの濃度を達成するための量で、前記酸性化混合物に添加され；
前記酸が、該ナトリウムまたはカリウムを十分に中和するための酸の化学量論的に必要な量よりも、５モル％と３０モル％との間の多い量で、該混合物に添加され；そして
該酸性水が、２．５と４．０との間のｐＨを有する、
方法。
（項目１７）
項目１５に記載の方法であって、ここで：
前記ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムが、一定の鉄含有量を有し；
前記トリポリリン酸ナトリウムが、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．０５重量％と０．５重量％との間のトリポリリン酸ナトリウムの濃度を達成するための量で、前記酸性化混合物に添加され；
前記酸が、該ナトリウムまたはカリウムを十分に中和するための酸の化学量論的に必要な量よりも、１５モル％と２５モル％との間の多い量で、該混合物に添加され；そして
該酸性水が、３．３と３．５との間のｐＨを有する、
方法。
（項目１８）
寒冷混濁を減少させるために飲料から成分を除去する際に使用するための組成物であって、該組成物が、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分を含む吸着剤を含む、組成物。
（項目１９）
項目１８に記載の組成物であって、ここで：
前記シリカ成分が、シリカゲルであり；そして
前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分が、トリポリリン酸ナトリウムである、
組成物。
（項目２０）
寒冷混濁を減少させるために飲料から成分を除去するための方法であって、該方法が、以下の工程：
飲料を、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分を含む吸着剤と接触させて、該吸着剤上に該成分の少なくとも一部を吸着させ、それによって、成分の減少した飲料を残す、工程；および
該成分の減少した飲料から該吸着剤を分離する工程、
を包含する、方法。
（項目２１）
項目２０に記載の方法であって、ここで：
前記シリカ成分が、シリカゲルであり；そして
前記ポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分が、トリポリリン酸ナトリウムである、
方法。
（項目２２）
項目２１に記載の方法であって、ここで、前記吸着剤が、約１００ｐｐｍ〜約１，０００ｐｐｍの濃度を達成するための量で、該飲料に添加される、方法。
（項目２３）
項目２１に記載の方法であって、ここで、前記吸着剤が、約４００ｐｐｍ〜約８００ｐｐｍの濃度を達成するための量で、該飲料に添加される、方法。
（項目２４）
項目２１に記載の方法であって、ここで、前記分離する工程が、前記成分の減少した飲料から前記吸着剤を濾過する工程を包含する、方法。
（項目２５）
項目１に記載の方法によって形成された、シリカゲル吸着剤。
（項目２６）
項目８に記載の方法によって形成された、シリカゲル吸着剤。
（項目２７）
項目１３に記載の方法によって形成された、シリカゲル吸着剤。
【０００８】
上記一般的記載および以下の詳細な記載は、本発明の例示であり、制限ではないことが理解される。
【０００９】
本発明は、添付の図面とともに読んだ場合、以下の詳細な説明から最も良く理解される。
【００１０】
（発明の詳細な説明）
本発明は、吸着剤から飲料への鉄の漏出を最小にしながら、飲料中における混入物を除去し、そして寒冷混濁を防ぐためのプロセスおよび組成物に関する。本明細書中で使用される場合、用語「飲料」は、飲料中に残った場合、冷却の際に、混濁を形成する傾向があるが、本発明によって吸着され得る特定のタンパク質を含む、全ての飲料を包含することを意図する。このような飲料としては、多くの植物ベースの飲料または麦芽ベースの飲料（例えば、ビール、エール、およびワイン、ならびにフルーツジュース）が挙げられる。本発明は、ビール（ラガー、ピルスナー、ミュンヘンビールおよびエール、ポーター、ならびにスタウトを含む）に特に適用可能である。
【００１１】
本明細書中で使用される場合、「飲料から成分を除去する」などの場合、用語「除去する」とは、寒冷混濁を引き起こす選択された成分（例えば、タンパク質）の少なくともある割合を除去するが、これらの成分のいずれかの１００％を必ずしも完全に除去しないことを意味する。しかし、いくつかの場合において、成分は、公知の量的分析手順によって検出され得ない程度まで除去され得る。
【００１２】
以下に記載されるように、本発明は、本発明のシリカゲル吸着剤を作製する間に、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を利用する。ポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、アニオンＰｎＯ３ｎ＋１を含む化合物であり、カチオン（この場合、最も注目すべきは、第二鉄カチオンまたは第一鉄カチオン）を封鎖（ｓｅｑｕｅｓｔｅｒｉｎｇ）し得る。ポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、その形成において、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含み得る。トリポリリン酸ナトリウム、Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０が、本発明の目的に適することが見出された。
【００１３】
本発明の吸着剤を作製する方法は、図１および２と関連して考察される。一般的に、これらの方法は、最初に、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤を、シリカゲルの反応物またはシリカゲルを含む洗浄溶液（または両者の組み合わせ）と接触させる工程、次いで、前駆体からシリカゲル吸着剤を形成する工程を包含する。シリカゲルの反応物は、開始物質を含み得、この開始物質は、別の開始物質と化学反応を受けて、シリカゲルの前駆体を形成する。反応物は、ケイ酸ナトリウム溶液またはケイ酸カリウム溶液を含み、これは、特定の条件下で酸と組み合わせ、そしてジェットノズルに強制的に通した場合に、ヒドロゲルを形成する。前駆体は、最終のシリカゲルと実施的に同じ化学組成を有するが、いくらかの物理的変化（例えば、多孔度特性の変化、水分含有量の変化、またはその孔内の別の化学物質の物理的保持率の変化）を受け得る物質である。形成は、従来の手段によってなされ、以下に考察されるように、任意の熱水処理（以下の実施例においてはなされないが）、洗浄、ミリング、および乾燥によってなされる。
【００１４】
図１に示される実施形態において、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤（例えば、トリポリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ））は、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムと混合されて、混合物を形成する。金属イオン封鎖剤供給源１０４は、水中に溶かされたＳＴＰＰの溶液を提供し得る。この溶液を、シリケート供給源１０２から提供されるケイ酸カリウムまたはケイ酸ナトリウムのいずれかと組み合わせて、ミキサー１０６において、ＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物を形成する。ＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物は、適切な混合を達成するのに十分な時間（例えば、２〜６時間）混合されるが、これは、他の因子に依存して変化し得る。添加されるポリホスフェート金属イオン封鎖剤の量は、シリケートの鉄含有量（これは、従来の定量的分析技術によって決定され得る）に依存する。トリポリリン酸ナトリウムは、約０．５：１と５０：１の間、好ましくは、約５：１と１０：１との間の、トリポリリン酸ナトリウム：鉄のモル比を達成する量で、ケイ酸ナトリウム溶液またはケイ酸カリウム溶液に添加され得る。
【００１５】
次いで、ＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物を、酸（例えば、無機酸）で中和することによって、シリカゲルが形成される。以下の実施例では、硫酸を使用する。シリケート溶液へのＳＴＰＰの添加以外に、ＳＴＰＰ成分を含有するシリカゲル吸着剤の生成は、従来のシリカゲル吸着剤を作製するための任意の公知の様式でもたらされ得る。例えば、酸供給源１００を使用して、酸を供給し、この酸が、ＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物と合わされて、ヒドロゾルを形成する。詳細には、シリカヒドロゾルは、酸の水溶液およびケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムの水溶液を迅速に混合することによって形成される。ヒドロゾルが、約５〜３０重量％のＳｉＯ２、好ましくは、１０〜２０重量％のＳｉＯ２を含むように、反応物の濃度および流速または割合を調整することが、本発明において有利であることが見出された。また、このシリケート溶液中に存在するアルカリ金属の全てを完全に中和すること、および好ましくは、ナトリウムまたはカリウムを完全に中和するための酸の化学量論的に必要とされる量よりも５モルパーセント〜３０モルパーセント（好ましくは、１５〜２５モルパーセント）過剰に酸を提供することが好ましいことも、見出された。従って、好ましくは、このシリカヒドロゾル中には未反応のＮａ２ＯもＫ２Ｏも全く存在しないかまたは実質的に存在しない。
【００１６】
図１に示されるように、ポリホスフェート成分を有するヒドロゾルは、ノズル１０８に通される。このノズルから、ヒドロゾルが、移動ベルト１０９上に乗せられ、そして全て公知の様式で、ヒドロゲルを形成するように固化させる。ヒドロゲルは、このヒドロゲルがさらなる処理のために安定となるように十分な期間、このベルト上で寝かされる。１つの実施形態において、ヒドロゾルは、約１８％のＳｉＯ２を含み、約１未満のｐＨを有し、そして約数分でゲル化する。このようなヒドロゾルは、ベルト１０９上でビーズを形成する。
【００１７】
次いで、ヒドロゲルは、酸性化された水を含む洗浄器１１２中で洗浄され、ヒドロゲルから塩を除去する。当該分野で周知のように、排出物中の塩濃度が、受容可能なレベル以下、好ましくは、０または０付近になるまで、複数回の洗浄が行われ得る。洗浄は、バッチプロセス、並流または向流として、行い得る。例えば、硫酸を使用して水を酸性化することが望ましいことが、見出された。洗浄水のｐＨは、２．５〜４．０、好ましくは、３．２〜３．４であり得る。
【００１８】
次いで、洗浄されたヒドロゲルは、ライン１１４を通ってミリングユニット１１６へ送られ、ここで、このヒドロゲルが、粉砕される。ミリングは、平均粒径が、約１０〜約４０ミクロンになるまで継続され得るが、特定のサイズは、最終用途の要件および飲料精製プロセスにおける他の条件に依存する。一般に、粒子は、粉末の形態であるが、濾過が困難になるほど小さく粉砕されるべきではない。次いで、吸着剤が、パッケージングユニット１２０においてパッケージングされる。図１に示される実施形態に従って形成された吸着剤は、減少されたＢＳＩを有する。
【００１９】
図２に示される実施形態において、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、シリケート溶液ではなく、酸性化された洗浄水と混合され、このプロセシングにおける他の全ては、ほぼ同じである。詳細には、シリケート供給源２００からの反応物（例えば、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウム）が、酸供給源２０２からの酸と混合される。この混合物は、ノズル２０３に通され、ヒドロゾルを形成し、このヒドロゾルが、全て公知の様式で、代表的には、ベルトまたは容器２０５上で、ヒドロゲル２０４に固化する。次いで、ヒドロゲルは、上記のように、寝かされ、そして洗浄器２０８に送られる。全ての相対濃度は、約１５〜２０％のＳｉＯ２がヒドロゾル中に存在するように、反応物の流速が調整されることを除いて、図１に示される実施形態と同じである。
【００２０】
酸性化された洗浄水を含む代わりに、洗浄器２０８は、水とユニット２０６からのポリホスフェート金属イオン封鎖剤との酸性化された混合物を含む。ポリホスフェート化合物は、ＳＴＰＰであり得る。トリポリリン酸ナトリウムは、ＢＳＩの量を受容可能なレベルに減少するのに十分な濃度を達成するような量で、この酸性化された混合物に添加され得る。ポリホスフェート金属イオン封鎖剤の特定の濃度は、とりあけ、洗浄水２０８（シリカゲル上および酸性化された水中の両方を含む）中の鉄量に依存する。本発明の１つの実施形態において、この濃度は、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．０１重量％〜１重量％のトリポリリン酸ナトリウムであり、好ましくは、０．０５重量％〜０．５重量％である。代替的な実施形態において、そして以下の実施例で使用されるように、添加されるＳＴＰＰの量は、最初のヒドロゲル中の鉄のモル量を決定することによって達成され得る。この場合、ＳＴＰＰのモル量（すなわち、洗浄工程中に使用されるＳＴＰＰの総量）を、鉄のモル量に対して、５：１〜２０：１の範囲に調整する。従って、多くの洗浄水を使用するほど、ＳＴＰＰ濃度が低くなる。
【００２１】
酸性化された混合物は、ＳＴＰＰを水に最初に溶解し（任意の場合において、ＳＴＰＰレベルは、１０〜８００ｐｐｍであり、好ましくは、約１００〜４００ｐｐｍである（しかし、この濃度は、ヒドロゲル中のシリケートまたは鉄のいずれかに基づいて、上記のように変更され得る））、次いで、溶液のｐＨを、硫酸を使用して、２．５〜４．０、好ましくは、３．３〜３．５に調整することによって調製され得る。シリカゲルは、ヒドロゲル２０４を金属イオン封鎖剤混合物で洗浄することによって形成される。
【００２２】
上記のように、次いで、洗浄されたヒドロゲルは、ミリングユニット２１０に入り、そして最終的に、パッケージングユニット２１４に入る。図２に示される実施形態は、吸着剤の総鉄含量および飲料可溶性鉄含量の両方の減少に関して、最良の結果を達成するようである。図１および２に示される実施形態の特徴を組み合わせた吸着剤もまた、作製され得る。言い換えると、ＳＴＰＰをドープしたシリケート溶液を使用して、ヒドロゲルを形成し得、このヒドロゲルを、ＳＴＰＰをドープした水で洗浄し得る。
【００２３】
広範な多孔度特性を有するシリカゲルが、本発明に使用され得ると考えられる。より詳細には、孔の容積、孔の直径、表面積、または粒子サイズの特定の範囲は、本発明の目的に重要ではないと考えられる。にもかかわらず、約１．５〜２．５ｃｃ／ｇの孔容積；約７５Å〜１２５Åの平均孔直径；約７５０〜８５０ｍ２／ｇの表面積；および約６０〜７０％のＨ２Ｏの水分含量を有するシリカゲルが、適切であることが見出されている。本発明はまた、キセロゲルに適応可能であり、キセロゲルは、ＳＴＰＰをドープした水で洗浄した後に、熱水処理（以下に記載される）を受けて、表面積を減少させる。このようなキセロゲルは、約１．０〜１．４ｃｃ／ｇの孔容積；約７５Å〜１２５Åの平均孔直径；および約２５０〜４５０ｍ２／ｇの表面積を有し得る。
【００２４】
このようなシリカゲルを達成することは、当該分野で周知である。例えば、アルカリｐＨにて高温にシリカゲルを曝すことによって、ゲル構造の再構成が誘導され；表面積が減少され、そして最終生成物の平均孔直径が増加される。このプロセスは、「熱水処理」として当該分野で公知である。酸固化性ゲルは、これを行うためにアルカリまたは中性のｐＨに調整される必要がある。乾燥状態もまた、多孔度に影響し；迅速な乾燥は、より高い孔容積を生じる傾向がある。ヒドロゾルのシリカ含量もまた、多孔度に影響する。これらの効果の全ては、当業者に周知であり、そして多くの刊行物および特許に記載される。
【００２５】
この吸着剤は、飲料から成分を除去するためのプロセスにおいて使用され、比較的低いＢＳＩを有しながら、寒冷混濁（ｃｈｉｌｌ ｈａｚｅ）を減少する。この文脈で使用される場合、用語「低いＢＳＩ」とは、ポリホスフェート金属イオン封鎖剤への曝露がないことを除いて同一のプロセスによって作製される吸着剤のＢＳＩと比較したものである。詳細には、以下の実施例において示されるように、本発明の吸着剤は、比較吸着剤のＢＳＩの５０％未満、そして好ましくは、比較吸着剤の２５％未満、最も好ましくは、１０％未満のＢＳＩを有し得る。混入物を除去するためのプロセスは、従来の様式（好ましくは、吸着を容易にする様式）で、本発明の吸着剤を飲料と単純に接触させることによって達成される。この吸着工程は、任意の従来のバッチプロセスまたは連続プロセスであり得る。いずれの場合においても、攪拌または他の混合工程が、吸着剤の吸着効率を増強する。
【００２６】
吸着は、飲料が液体である、任意の都合よい温度で行われ得る。代表的には、飲料の温度は、約２９°Ｆ〜４０°Ｆである。飲料と吸着剤は、処理される飲料中の所望の成分減少率を達成するのに十分な時間、上記のように接触される。特定の接触時間は、選択されるプロセス（すなわち、バッチまたは連続的）について；処理される飲料の型および条件に伴い；飲料中の成分濃度に伴い；そして使用される特定の吸着剤に伴い、幾分変化する。接触時間が予め設定されている場合、吸着剤の粒径は、種々の処理条件を満たすように、公知の様式で変更され得る。さらに、飲料と接触される吸着剤の相対量もまた、除去される成分の量に影響する。ビールに添加される吸着剤の量は、ｐｐｍ（１，０００，０００ｇのビール当たりの吸着剤のグラム数）で測定される。吸着剤の使用範囲は、約１００ｐｐｍ〜約１，０００ｐｐｍ、そして好ましくは、約４００ｐｐｍ〜約８００ｐｐｍであり得る。
【００２７】
ビールの精製中、他の添加剤が、成分を吸着するため、および他の機能を果すために、時折使用される。本発明の吸着剤は、産業上の他の公知の添加剤の存在下で、本発明の機能を果す。例えば、気泡安定剤、酸化防止剤、パーライト、およびケイ藻土が、しばしば、濾過前のビールに添加される。例えば、ケイ藻土は、濾過補助剤として使用されるが、しばしば、望ましくないことに、ビールへ鉄を付与する。
【００２８】
使用される本発明の特定の吸着剤にかかわらず、吸着剤（単数または複数）は、吸着後、任意の公知の様式で、この成分が減少された飲料から分離される。例えば、濾過デバイスを使用して、成分が減少された飲料から吸着剤を分離し得る。分離は、１以上の濾過段階によってもたらされ得る。
【００２９】
本発明の吸着剤は、シリカ成分およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤成分を含む吸着剤である。ポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、図１に示される実施形態において、シリカゲルに化学的に結合するが、図２で示される実施形態では、シリカゲルの孔に単に物理的に保持されるに過ぎないと考えられる。従って、前者の場合、シリカゲルおよびポリホスフェート金属イオン封鎖剤は、互いに幾分変化させ得；従って、最終生成物において、これらは、シリカゲル「成分」およびポリホスフェート金属イオン封鎖剤「成分」と呼ばれる。しかし、後者の実施形態において、これらの２つの構成成分は、いかなる化学的相互作用も起こさないと考えられる。
【実施例】
【００３０】
（実施例）
以下の実施例は、本発明の全体的な性質をより明確に実証するために含まれる。これらの実施例は、本発明の例示であり、本発明を限定するものではない。
【００３１】
（実施例１）
本発明の産物を調製するためのこのプロセスの１つの例において、ＳＴＰＰを、水に溶解し、そして室温で５時間、ケイ酸ナトリウムと混合させた。このＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物は、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．１重量％のＳＴＰＰを含んだ。硫酸を使用して、このＳＴＰＰをドープしたシリケート混合物を中和した。この酸溶液は、１４．４％のＨ２ＳＯ４の濃度および約７２°Ｆの温度を有した。このシリケート溶液は、３．２５の名目上のＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏ重量比、２２％の固体レベル、および約７２°Ｆの温度を有した。このシリケートおよび酸の濃度および割合を、ヒドロゾルが、１０％ ＳｉＯ２を含み、そしてシリケート溶液中に存在するナトリウムを中和するのに必要とされるよりも２０％多く酸が存在するように、調整した。ヒドロゾルを、１２２°Ｆで容器中でゲル化した。ゲル化時間は、数時間であった。次いで、ゲルを、１２２°Ｆで寝かし、そして酸性化した水（硫酸で酸性にした）で洗浄した。硫酸ナトリウムを除去するために使用した、この酸性化した水は、ｐＨ３．３を有した。これは、表１に示されるサンプル１である。
【００３２】
比較のために、コントロール１を、ＳＴＰＰを添加しなかったことを除いて、サンプル１と同じプロセスを使用して作製した。
【００３３】
ゲル中の鉄レベルは、総鉄量（Ｆｅ）を表す。総鉄量および飲料可溶性鉄（ＢＳＩ）の両方を、原子吸光（ＡＡ）によって測定した。サンプル１は、８３ｐｐｍの総鉄含量および２．４ｐｐｍのＢＳＩ含量を有し、一方、コントロール１は、２７ｐｐｍの総鉄含量および７ｐｐｍのＢＳＩ含量を有した。
【００３４】
（実施例２）
本発明のプロセスの別の例において、シリカゲルを、ＳＴＰＰのレベルを増加したこと除いて、実施例１と同じプロセスで作製した。実施例２におけるＳＴＰＰは、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．１５重量％であった。コントロール２もまた、ＳＴＰＰをコントロール中で使用しなかったことを除いて、サンプル１と同じプロセスを使用して、比較のために作製した。
【００３５】
サンプル２は、５４ｐｐｍの総鉄含量および３．６ｐｐｍのＢＳＩ含量を有し、一方、コントロール２は、３８ｐｐｍの総鉄含量および１４．６ｐｐｍのＢＳＩ含量を有した。
【００３６】
（実施例３）
本発明の吸着剤を生成するために使用される第２の実施形態の１つの例において、ケイ酸ナトリウムを硫酸で中和することによって、シリカゲルを作製した。この酸溶液は、４１．８％のＨ２ＳＯ４の濃度および約８０°Ｆの温度を有した。このシリケート溶液は、３．２の名目上のＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏ重量比、３１．４％の固体レベル、および約８０°Ｆの温度を有した。このシリケートおよび酸の濃度および割合を、ヒドロゾルが、１８％のシリカを含み、そしてシリケート溶液中に存在するナトリウムを中和するのに必要とされるよりも２０％多く酸が存在するように、調整した。ＳＴＰＰをドープした酸性水溶液を、最初にＳＴＰＰを水に溶解し（水に基づいて、５０ｐｐｍのＳＴＰＰレベルで）、次いで、硫酸を添加して溶液のｐＨを３．４に調整することによって、調製した。ゲルおよび洗浄水の割合を、使用されるＳＴＰＰの総量が、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．１重量％に等しくなるように調整した。これは、表１に示されるサンプル３である。
【００３７】
コントロール３を、ｐＨ３．４の酸性水で同じゲルを洗浄することによって作製した。コントロールにおいて、ＳＴＰＰを使用しなかった。サンプル３は、５ｐｐｍの総鉄含量および０．２ｐｐｍのＢＳＩ含量を有し、一方、コントロール３は、１９ｐｐｍの総鉄含量および６．３ｐｐｍのＢＳＩ含量を有した。
【００３８】
（実施例４）
吸着剤を生成するために使用されるプロセスの第２の実施形態の別の例において、実施例３の同じ未洗浄のシリカヒドロゲルを使用した。ＳＴＰＰをドープした酸性洗浄水溶液を、溶液のｐＨを３．５に調整し、次いで、この酸性水にＳＴＰＰを溶解することによって（水に基づいて、２００ｐｐｍのＳＴＰＰレベルで）、調製した。ゲルおよび洗浄水の割合を、使用されるＳＴＰＰの総量が、ケイ酸ナトリウムに基づいて、０．５重量％に等しくなるように調整した。これらの条件下で生成されたシリカゲルを、表１にサンプル４として示す。
【００３９】
コントロール４もまた、ＳＴＰＰを添加しなかったことを除いて、ｐＨ３．５の同じ酸性水を使用して、同じ条件下で作製した。
【００４０】
サンプル４は、６．５ｐｐｍの総鉄含量であり、ＢＳＩ含量は、原子吸光（ＡＡ）で検出可能でなかった。コントロール４は、２０ｐｐｍの総鉄含量および５ｐｐｍのＢＳＩ含量を有した。
【００４１】
これらの実施例の全ては、本発明の吸着剤を使用する場合、ＢＳＩ含量における減少を示す。図２に示される実施形態を使用する実施例もまた、総鉄含量における減少を示した。
【００４２】
本明細書中で使用される場合、吸着剤のＢＳＩは、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｂｒｅｗｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｆｉｌｔｅｒ Ａｉｄｓ−４およびＢｅｅｒ−１８Ｂ（本明細書中に参考として援用される）からのＮｏ．Ｑ．２．０１．００４、改訂版（１９９４年４月２６日）の手順に従って決定した。一般に、この手順は、炭酸を抜いたビール中に吸着剤のサンプルを、特定の時間、懸濁する工程、次いで、濾過によって分離する工程を包含する。このビール濾液を回収し、そして標準的な添加方法によって、原子吸光分析によって分析する。次いで、未処理のビールの鉄含量を、この処理したビールの鉄含量から差し引き、その差異に係数を掛け、そしてこの積が、ビール可溶性鉄（ｐｐｍ）として報告される。
【００４３】
特定の実施形態および実施例に関連して本明細書中に例示および記載されたが、にも拘らず、本発明は、示される詳細に限定されることを意図されない。むしろ、種々の変更が、特許請求の範囲の等価の範囲内で、本発明の精神を逸脱することなく、詳細になされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明に従う吸着剤を作製するためのプロセスの第１の実施形態の概略図である。
【図２】図２は、本発明に従う吸着剤を作製するためのプロセスの第２の実施形態の概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本明細書中に記載の吸着剤を作製するための方法。
【請求項１】
本明細書中に記載の吸着剤を作製するための方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−８０３３２（Ｐ２００８−８０３３２Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４１６０２（Ｐ２００７−２４１６０２）
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【分割の表示】特願２００２−５５５９１４（Ｐ２００２−５５５９１４）の分割
【原出願日】平成１４年１月１４日（２００２．１．１４）
【出願人】（５００４２２１１５）ピーキュー ホールディング， インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【分割の表示】特願２００２−５５５９１４（Ｐ２００２−５５５９１４）の分割
【原出願日】平成１４年１月１４日（２００２．１．１４）
【出願人】（５００４２２１１５）ピーキュー ホールディング， インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]