KR20170044925A - 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치 - Google Patents

초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 추줄조 내부에 다주파의 초음파 발생수단을 통해 다주파의 초음파를 발생시키고, 또한 미스트 발생기를 통해 원료를 미립화하여 추출조 내부로 재분사함으로서, 프로폴리스 추출물의 유효성분을 효과적으로 추출할 뿐만 아니라 추출공정의 주기시간(Cycle time)의 단축, 생산성 증가, 유틸리티 비용절감 및 생산제조 원가의 절감 효과로 생산성이 향상되도록 한 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에 따른 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치는 프로폴리스 원괴와 에탄올이 혼합된 원료를 투입하는 투입구(14) 및 원료가 처리된 추출액이 배출되는 배출구(15)를 포함하는 추출조(10); 추출조에 초음파를 가해주는 초음파 발생수단(20;) 추출조에 취출된 원료를 미스트화하여 추출조로 공급하는 미스트 발생수단(30); 추출조 저부에 마련되어 원료를 가열하는 가열수단(40); 추출조 내부에 형성되어 원료를 교반하는 교반수단(50); 및 추출조 내부의 기화된 에탄올을 취출한 후 액화시켜 추출조 내부로 재공급하는 추출물 회수수단(60);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치{Effective extraction device using the ultrasonic wave and the material mist spray}
본 발명은 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 추줄조 내부에 다주파의 초음파 발생수단을 통해 다주파의 초음파를 발생시키고, 또한 미스트 발생기를 통해 원료를 미립화하여 추출조 내부로 재분사함으로서, 프로폴리스 추출물의 유효성분을 효과적으로 추출할 뿐만 아니라 추출공정의 주기시간(Cycle time)의 단축, 생산성 증가, 유틸리티 비용절감 및 생산제조 원가의 절감 효과로 생산성이 향상되도록 한 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치에 관한 것이다.
프로폴리스는 벌집에서 얻어지는 지용성 복합체로 식물이 분비하는 왁스와 수지 물질을 모아 벌 자신의 침샘 분비물과 혼합하여 만든 수지성, 점착성, 고무상의 물질로 벌집 출입구에 발라 외부로부터 균의 유입을 막기 위해 사용하며, 주로 벌통 내의 표면틈새에 발라 빗물 및 냉기를 막았으며 벌집 전체 구조를 강화하기 위해 사용한다.
프로폴리스의 플라보노이드계 (Flavonoid) 천연 항균물질 및 항산화에 관여하는 물질은 주요 성분으로는 테르텐류 (Terpene), 케르세친류 (Quercetin), 카페인산 (caffeic acid), 페놀류 (Phenolic acid) 등 약 200여종 이상으로 알려져 있으며 이러한 물질들은 천연 항균 및 항산화, 항암작용 등에 작용하는 물질이다.
프로폴리스 추출물을 추출하는 방법은 크게 에탄올 추출법, 물추출법, 초임계 추출법, 미셀화 추출법의 4가지 종류가 있다. 지용성 물질인 프로폴리스의 추출은 세계적으로 주로 에탄올 추출법이 사용된다.
현재까지도 지용성 물질인 프로폴리스 에탄올 추출법은 프로폴리스 원괴와 에탄올을 추출 탱크에서 대략 30 ~ 180일 정도 교반(혼합)하여 주면 프로폴리스가 추출되는 아주 간단하면서도 단순한 공정이다, 하지만 이러한 추출 방법은 프로폴리스가 가지고 있는 유효성분인 총 플라보노이드 물질의 함량이 낮을 뿐만 아니라 과도한 추출시간 및 과도한 유틸리티 증가, 인건비 증가 등 시간과 비용이 과다하게 발생되므로 생산성이 낮은 단점이 있다. 또한 프로폴리스의 추출 및 숙성의 기간에 따라 프로폴리스 추출물의 플라보노이드 유효성분 함량이 달라져 일정한 품질을 보장할 수 없는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 10-1461658호(초음파 파동 추출기를 이용하여 유효성분 추출 및 수 분산화 기능을 향상시킨 프로폴리스 제조방법, 이하 선행문헌 1이이라 칭함)에서는 초음파 파동추출기와 공기방울파동장치를 이용하여 프로폴리스를 추줄하는 공정이 개시되어 있다.
선행문헌 1의 도 3을 참조하면, 초음파 파동 추출기는 탱크(1)의 내부에 채워진 혼합액으로 초음파를 가해주는 초음파출력부(7) 및 교반날개(21)를 구비하되, 초음파 출력부(7)는 탱크(1)의 내부에서 혼합액의 수위 상한선보다 아래쪽에 설치되어 혼합액으로 초음파를 가해주기 위한 초음파 진동자로서 20KHz ~ 200KHz 주파수를 갖는 초음파를 출력하여 원료로부터 유효성분을 추출한다. 이어서, 초음파 파동 추출기로부터 추출된 원료는 다시 공기방울파동장치로 옮겨서 수분산화 과정을 거치게 된다.
그런데, 상기 과정은 2가지의 장치를 거치게 되어 공정 자체가 복잡할 뿐만 아니라 장치 자체도 2가지 장치가 분리되어 있어 효율적이지 못하다. 더욱이 초음파 파동 추출기는 양측면에 진동자가 설치되는 타입으로 중간 방해판이 설치되어 있어 초음파진동에 의한 공동화 현상의 강도와 밀도 전달이 저항을 받아 효율이 떨어지므로 대용량을 효과적으로 추출하기에 문제점이 있다.
선행문헌 1: 대한민국 등록특허공보 10-1461658 선행문헌 2: 대한민국 등록특허공보 10-0796362 선행문헌 3: 대한민국 등록특허공보 10-0721413
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치는 추줄조 내부에 다주파의 초음파를 발생시키는 장치를 적용하고, 또한 원료를 미스트로 공급함으로서 프로폴리스 추출물의 추출을 효율화할 수 있는 장치의 개발을 기본과제로 한다.
또한, 미스트 발생기를 통해 원료를 미립화하여 추출조 내부로 재분사함으로서 추출공정의 주기시간(Cycle time)의 단축, 생산성 증가, 유틸리티 비용절감 및 생산제조 원가의 절감 효과로 생산성이 향상되도록 하는 것을 또 다른 과제로 한다.
또한, 미스트 발생기를 통해 원료를 미립화하여 추출조 내부로 재분사시 미립화의 효율을 극대화하도록 설계하는 것을 또 다른 과제로 한다.
또한, 추출시 온도 및 압력에 의해 증발하는 에탄올에 포함된 프로폴리스 성분을 회수할 수 있는 장치를 개발하는 것을 또 다른 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치는 프로폴리스 원괴와 에탄올이 혼합된 원료를 투입하는 투입구(14) 및 원료가 처리된 추출액이 배출되는 배출구(15)를 포함하는 추출조(10); 추출조에 초음파를 가해주는 초음파 발생수단(20;) 추출조에 취출된 원료를 미스트화하여 추출조로 공급하는 미스트 발생수단(30); 추출조 저부에 마련되어 원료를 가열하는 가열수단(40); 추출조 내부에 형성되어 원료를 교반하는 교반수단(50); 및 추출조 내부의 기화된 에탄올을 취출한 후 액화시켜 추출조 내부로 재공급하는 추출물 회수수단(60);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추출물 회수수단(60)은 칠러(70)와 연결되어 칠러로부터 냉각수를 공급받는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 초음파 발생수단(20)은 초음파 발진기(21) 및 초음파 발진기와 연결되어 추출조 내부의 내면을 따라 다수개 형성된 초음파 진동자(22)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미스트 발생수단(30)은 상기 배출구에 형성된 분기관(31), 분기관에 연결된 원료 순환펌프(32), 원료 순환펌프에 연결되고 추출조를 관통하여 형성된 상부 인입관(33) 및 하부 인입관(34)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 인입관(33) 및 하부 인입관(34) 말단에는 상부 칩볼(34) 및 하부 칩볼(36)이 각각 형성되되, 상기 상부 칩볼은 원료에 침지되지 않도록 원료 수위 상한선보다 상부에 위치되고, 하부 칩볼은 원료 내에 침지되도록 원료 수위 상한선보다 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
또한, 상기 가열수단(40)은 전기히터로서, 추출조 저부에 추출조 저부 중앙에 형성된 배출구(14)를 회피하여 4개가 균일 간격으로 배치되되, 2개씩 분리 가동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 교반수단(50)은 회전모터(51), 회전모터에 연결된 교반축(52), 교반축에 상부에 형성되어 형성되어 미스트 발생수단(30)으로부터 공급되는 원료 미스트를 비산시키는 분산판(53), 교반축 하부에 형성되어 원료를 교반하는 복수의 교반날개(54)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산판(53)의 상부에는 원료 미스트의 비산 효율을 높이기 위하여 파형 요철부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추출물 회수수단(60)은 추출조로부터 기화된 에탄올이 취출되는 기화에탄올 취출관(61), 기화에탄올 취출관에 연결되어 취출된 기화에탄올이 액화되는 콘덴서(62), 콘덴서에 연결되어 액화된 에탄올을 추출조로 재공급하는 액화에탄올 공급관(63)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콘덴서(62)는 액화에탄올을 추출조로 용이하게 재공급하기 위하여 액화에탄올 공급관(63) 측으로 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액화에탄올 공급관(63)은 추출조 상부에 연결되고, 기화에탄올의 유입을 막기 위하여 'U'자형 또는 'S'자형 트랩(631)이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트랩(631)은 트랩의 곡관부에 찌거기를 제거할 수 있도록 스트레이너(632)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추출물 회수수단(60)은 칠러로부터 공급되는 냉각수의 유동효율을 위하여 일측으로 하향경사지게 형성된 콘덴서(62)를 포함하되, 콘덴서의 상부에는 칠러(70)로부터 냉각수가 공급되는 냉각수 인입관(64)이 형성되고, 콘덴서의 하부에는 콘덴서 내부를 경유한 냉각수가 칠러로 회수되는 냉각수 인출관(65)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치는 추출장치는 추줄조 내부에 다주파의 초음파 발생수단을 통해 다주파의 초음파를 발생시키는 장치에 히터를 적용하여 추출조 내부의 프로폴리스 온도를 25~45℃롤 유지함으로서, 프로폴리스 추출 효율을 상승시키는 효과가 있다.
또한, 미스트 발생기로서 칩볼(CIP BALL)을 채택하고, 이를 통해 추출조 내부의 원료(원괴와 혼합액)를 미립화하여 추출조 내부로 재분사함으로서, 원료의 분자운동을 활성화시킴으로써 원료의 파쇄를 가속화시켜 원료가 저분자화 되고, 캐비테이션에 의한 분산효과 등이 향상됨으로써 추출 효율이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 칩볼을 추출조 상하부로 배치시킴으로서, 추출조 저부에 형성된 히터에 의해 온도가 상승된 고온의 원료와 추출조 상부의 저온의 원료와 상하교반이 원활해지는 효과가 있다.
또한, 교반날개 상부에 분산판을 형성함으로서, 추출조 저부를 통해 빠져 나오는 고온의 원료는 추출조 상부에 위치한 칩볼에 의해 미스트로 분사되어 분산판에 의해 추출조 내부로 비산됨에 따라 미스트에 의한 원료의 분자운동을 활성화뿐만 아니라 온도분산 효과의 효율성이 높아지는 효과가 있다.
또한, 콘덴서를 채택함에 따라 추출시 온도 및 압력에 의해 증발하는 에탄올에 포함된 프로폴리스 성분을 회수하여 원가를 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치의 정면도
도 2는 본 발명에 따른 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치 측면도
도 3은 본 발명에 따른 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치 평면도
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다. 여기서, 상하좌우, 우측, 좌측, 저면 등 방향과 관련된 표현은 모두 제시한 도면을 기준으로 기재하고 있음을 밝혀둔다.
아울러, 본 발명에 따른 추출장치에 투입되는 프로폴리스 추출물 추출은 프로폴리스 원괴 70kg과 pH7~8의 약 알칼리수가 74리터에 95% 에탄올 주정 206리터를 혼합한 혼합액 280리터로서, 이를 본 발명에 따른 추출장치에 투입하여 초음파 파동 및 미스트 분사를 프로폴리스 유효성분의 추출 및 숙성 공정을 수행한다. 여기서, 본 발명에 따른 추출장치에 투입하는 프로폴리스 원괴와 혼합액을 원료로 지칭하고, 프로폴리스로부터 추출하고자 하는 최종 액상물질을 추출액로 지칭하고, 혼합액에 포함된 에탄올이 고열 및 압력에 의해 기화된 경우 에탄올에 포함된 프로폴리스 성분을 추출물이라 지칭하기로 한다.
본 발명에 따른 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치는 추줄조 내부에 다주파의 초음파 발생수단을 통해 프로폴리스 추출물의 추출을 효율화하고, 미스트 발생기를 통해 원료를 미립화하여 추출조 내부로 재분사함으로서 추출공정의 주기시간(Cycle time)의 단축, 생산성 증가, 유틸리티 비용절감 및 생산제조 원가의 절감 효과로 생산성이 향상되도록 하기 위하여, 프로폴리스 원괴와 에탄올이 혼합된 원료를 투입하는 투입구(14) 및 원료가 처리된 추출액이 배출되는 배출구(15)를 포함하는 추출조(10); 추출조에 초음파를 가해주는 초음파 발생수단(20;) 추출조에 취출된 원료를 미스트화하여 추출조로 공급하는 미스트 발생수단(30); 추출조 저부에 마련되어 원료를 가열하는 가열수단(40); 추출조 내부에 형성되어 원료를 교반하는 교반수단(50); 추출조 내부의 기화된 에탄올을 취출한 후 액화시켜 추출조 내부로 재공급하는 추출물 회수수단(60); 및 추출물 회수수단에 냉각수를 공급하는 칠러(70)를 포함한다.
상기 추출조(10)는 원통형의 탱크(11), 탱크 외부를 감싸고 있는 단열층(12), 단열층에 연결되어 탱크를 지지하고 있는 지지프레임(13), 프로폴리스 원괴와 에탄올이 혼합된 원료를 투입하는 투입구(14) 및 원료가 처리된 추출액이 배출되는 배출구(15)를 포함한다.
여기서 상기 단열층(12)은 통상적으로 탱크(11) 내부에 원료가 적재되는 높이 정도로 형성함으로써, 고열 및 압력으로 인해 에탄올이 기화되는 것을 최소화시킨다.
이는, 수지 40 ~ 45%, 밀랍 및 지방질 20 ~ 25%, 유성분 10%, 화분 5%, 유기물 및 무기물 5% 정도로 이루어진 프로폴리스의 물성상 탱크 내부의 온도 및 압력을 매우 높게 유지해야만 수지, 밀랍 지방질 등이 녹아 추출액을 용이하게 얻을 수 있는데, 이때 혼합액에 포함된 에탄올은 높은 온도 및 압력에 의해 기화되어 탱크 상부에 존재하게 된다. 따라서, 탱크 상부는 단열재를 배재하여 온도를 낮추는 것이 바람직하다.
아울러, 기화에탄올 내에는 프로폴리스 추출물이 다량 함유되어 있으므로 이를 외부로 방출하지 않고 추출물을 회수하는 것이 원가절감을 위해 바람직한데 이러한 구성은 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
상기 초음파 발생수단(20)은 기본적으로 초음파 진동장치가 갖는 강력한 초음파에 의해 원료분자를 진동시킴으로써 혼합액에 수축과 팽창이 교대로 일어나고 초음파에 의한 파동이 혼합액으로 전파되어 프로폴리스의 유효성분의 추출성능이 향상될 수 있도록, 초음파 발진기(21) 및 초음파 발진기와 연결되어 추출조 내부의 내면을 따라 다수개 형성된 초음파 진동자(22)를 포함한다.
특히, 초음파 진동자(22)는 탱크의 내부에서 원료의 수위 상한선보다 아래쪽에 설치되어 혼합액으로 초음파를 가해주기 위한 초음파 진동자로서 20KHz ~ 200KHz 주파수를 갖는 초음파를 출력한다. 초음파 출력부(7)는 탱크 외부에 설치된 초음파 발진기(8)와 연결되어 있다.
이를 위하여 상기 원료 수위 상한선(도면 미표시)은 하기할 분산판 저부와 상기 진동자 최상단 사이에 존재하는 것이 바람직하다.
이로서, 원료속으로 초음파가 전파될 때 초음파의 큰 압력 변화에 의해 미세 기포군이 생성되고 소멸되는 현상으로 매우 큰 압력과 고온을 동반하며 이러한 초음파 파동의 압력과 고온은 강력한 진동 에너지(초음파 진동수 1초당 20,000 Hz 이상)를 원료에 가해주게 되어 프로폴리스의 분자간의 응집력이 파괴됨으로써 높은 분쇄효과를 발휘하며 이에 따라 프로폴리스 기능성 성분인 플라보노이드계 물질(Flavonoid)의 추출성능이 향상되어 유효성분의 함량이 증가되게 된다.
상기 미스트 발생수단(30)은 추출조에 취출된 원료를 미스트화하여 추출조로 공급하는 구성으로서, 상기 배출구에 형성된 분기관(31), 분기관에 연결된 원료 순환펌프(32), 원료 순환펌프에 연결되고 추출조를 관통하여 형성된 상부 인입관(33) 및 하부 인입관(34), 상기 상하부 인입관 말단에 각각 형성된 상하부 칩볼(34, 36)을 포함한다.
이로서, 하기할 가열수단을 통해 가열되면서 교반수단을 통해 교반되는 과정에서의 원료를 취출하여(a방향으로 원료 이동) 상기 원료 순환펌프(32)를 통해 강력한 힘으로 추출조 내부로 분사하게 되면(b 및 c방향으로 원료 이동), 원료는 상기 칩볼(34, 36)을 통해 미립화되어 당시 추출조 내부의 원료와 섞이게 된다.
이 과정에서, 원료의 분자운동이 활성화되어 추출물의 분자 구조가 저분자화됨으로써 추출 효율이 극대화되고 프로폴리스의 플라보노이드계 물질함량의 증가와 Cycle time 단축, 수율향상 뿐만 아니라 추출효율의 상승효과가 발생하며, 또한, 칩볼을 통과하는 과정에서 캐비테이션에 의한 분산효과 등이 초음파 출력부 만을 이용하는 구조에 비해 비약적으로 향상된다.
특히, 상기 상부 인입관(33)에 형성되는 상부 칩볼(34)은 원료에 침지되지 않도록 원료 수위 상한선보다 상부에, 그리고, 하기할 분산판(53) 상부에 형성함으로서, 탱크 저부를 통해 빠져 나오는 고온의 원료는 추출조 상부에 위치한 칩볼(34)에 의해 미스트로 분사되어 분산판(53)에 의해 탱크 내부로 비산됨에 따라 미스트에 의한 원료의 분자운동을 활성화뿐만 아니라 온도분산 효과를 거둘 수 있다.
한편, 하부 인입관(34) 말단에 형성되는 하부 칩볼(36)은 원료 내에 침지되도록 원료 수위 상한선보다 하부에 위치되되, 하기할 복수의 교반날개 중 최하위 교반날개 보다 저부에 위치됨으로서, 탱크 저부에 형성된 히터에 의해 온도가 상승된 고온의 원료와 탱크 상부의 저온의 원료와 상하교반이 원활해지는 효과를 거둘 수 있다.
상기 가열수단(40)은 수지, 밀랍 및 지방질, 유성분, 화분, 유기물 및 무기물을 고루 함유하고 있는 프로폴리스는 25~45℃에서는 부드럽고, 유연하며 점착성이 높고, 15℃ 이하가 되면, 특히 0℃ 이하에서는 딱딱하고 거칠어 지며, 45℃ 이상에서는 점점 더 끈적끈적해지고, 60~70℃ 정도에서는 용액 형태를 유지하다가, 100℃가 넘으면 녹아 변성이 일어나는 특성을 갖고 있으므로, 추출액의 추출효율을 극대화하기 위해서는 40℃ 정도의 적정한 온도를 유지하는 것이 바람직하므로, 통상의 전기히터를 탱크(11) 저부에 형성하되, 탱크 중앙에 형성된 배출구(14)를 회피하여 4개가 균일 간격으로 배치되도록 구성한다.
아울러, 적정한 온도(40℃)를 유지하기 위해 5Kw의 전기 히터를 4개를 설치하되, 2개씩 분리 가동하여 적정한 추출 온도를 형성하도록 하는 것이 바람직하고, 이를 제어할 수 있는 별도의 콘트롤 판넬이 추출조 일측에 마련된다.
상기 교반수단(50)은 초음파의 큰 압력 변화에 의해 생성된 미세 기포군 및 칩볼에 의해 발생된 원료 미스트를 교반시킬 뿐만 아니라 원료분자를 분쇄시키는 구성으로서, 회전모터(51), 회전모터에 연결된 교반축(52), 교반축에 상부에 형성되어 형성되어 미스트 발생수단(30)으로부터 공급되는 원료 미스트를 비산시키는 분산판(53), 교반축 하부에 형성되어 원료를 교반하는 복수의 교반날개(54)를 포함한다.
상기 회전모터(51)는 통상의 Geared 모터로서, 상기 교반날개를 30~60rpm/min의 속도로 회전시키되, 회전을 가변하기 위해 가변저항을 설치하고, 최적의 교반 회전수를 설정할 수 있도록 한다.
상기 분산판(53)은 상부에 파형 요철부(도면 미도시)를 형성함으로서, 상기 상부 칩볼(34)로부터 분산되는 미스트가 교반축(52)과 함께 회전하는 분산판(53)의 파형 요철부를 통해 탱크 내벽부로 비산되어 원료 미스트의 비산 효율을 높일 수 있도록 한다.
상기 추출물 회수수단(60)은 추출액을 추출하는 과정에서 프로폴리스의 물성상 고온 고압을 탱크 내에 유지함에 따라 혼합액에 포함된 에탄올이 고온 및 압력에 의해 기화되어 탱크 상부에 존재하게 되고, 이러한 기화에탄올 내에는 프로폴리스 추출물이 다량 함유되어 있으므로 이를 외부로 방출하지 않고 추출물을 회수하는 구성으로서, 탱크로부터 기화된 에탄올이 취출되는 기화에탄올 취출관(61), 기화에탄올 취출관에 연결되어 취출된 기화에탄올이 액화되는 콘덴서(62), 콘덴서에 연결되어 액화된 에탄올을 탱크로 재공급하는 액화에탄올 공급관(63)을 포함한다.
여기서, 상기 콘덴서(62)는 액화에탄올을 탱크로 용이하게 재공급하기 위하여 액화에탄올 공급관(63) 측으로 일정 각도(α)하향 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 액화에탄올 공급관(63)은 탱크 상부에 연결되고, 기화에탄올의 유입을 막기 위하여 'U'자형 트랩(631)이 형성되고, 상기 트랩(631)은 트랩의 곡관부에 찌거기를 제거할 수 있도록 스트레이너(632)가 형성된다. 여기서 상기 트랩은 'U'자형 또는 'S'자형 수도 있으며, 'S'자형일 경우 상기 스트레이너는 2개소 형성되는 트랩의 곡관부 마다 형성될 수 있고, 또는 어느 하나에만 형성될 수도 있다.
상기 추출물 회수수단에 냉각수를 공급하는 칠러(70)가 연결되어 있고, 콘덴서의 상부에는 칠러(70)로부터 냉각수가 공급되는 냉각수 인입관(64)이 형성되고, 콘덴서의 하부에는 콘덴서 내부를 경유한 냉각수가 칠러로 회수되는 냉각수 인출관(65)이 형성된다.
이때, 칠러로부터 공급되는 냉각수의 유동효율을 위하여 액화에탄올 공급관(63) 측으로 하향 경사지게 형성된 콘덴서(62)에 상기 냉각수 인입관(64)은 기화에탄올 취출관(61) 측으로 위치하고, 냉각수 인출관(65)은 액화에탄올 공급관(63) 측으로 위치하도록 한다.
이로서, 탱크로부터 고온의 기화에탄올은 기화에탄올 취출관(61)을 통해 콘덴서(62)로 인입되고(도 2의 a방향으로 기화에탄올 이동), 콘텐서 내에서 상기 칠러로부터 공급되는 냉각수와 열교환을 통해 응축되어 액화된 액화에탄올이 탱크로 재입고(도 1의 e 방향으로 액화에탄올 이동)되고, 상기 칠러로부터 냉각수는 상기 냉각수 인입관(64)으로 투입(f방향으로 냉각수 이동)되어 콘덴서 내부에서 고온의 기화에탄올과 열교환 후 냉각수 인출관(65)을 통해 칠러로 인입(g방향으로 냉각수 이동)된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 추출조
11: 탱크 12: 단열층 13: 지지프레임
14: 투입구 15: 배출구
20: 초음파 발생수단
21: 초음파 발진기 22: 초음파 출력부
30: 미스트 발생수단
31: 분기관 32: 원료 순환펌프 33: 상부인입관
34: 상부 칩볼 35: 하부 인입관 36: 하부 칩볼
40: 가열수단
50: 교반수단
51: 회전모터 52: 교반축 53: 분산판
54: 교반날개
60: 추출물 회수수단
61: 기화에탄올취출관 62: 콘덴서 63: 액화에탄올공급관
64: 냉각수 인입관 65: 냉각수 인출관
70: 칠러

Claims (13)

  1. 프로폴리스 원괴와 에탄올이 혼합된 원료를 투입하는 투입구(14) 및 원료가 처리된 추출액이 배출되는 배출구(15)를 포함하는 추출조(10);
    추출조에 초음파를 가해주는 초음파 발생수단(20;)
    추출조에 취출된 원료를 미스트화하여 추출조로 공급하는 미스트 발생수단(30);
    추출조 저부에 마련되어 원료를 가열하는 가열수단(40);
    추출조 내부에 형성되어 원료를 교반하는 교반수단(50); 및
    추출조 내부의 기화된 에탄올을 취출한 후 액화시켜 추출조 내부로 재공급하는 추출물 회수수단(60);을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 추출물 회수수단(60)은 칠러(70)와 연결되어 칠러로부터 냉각수를 공급받는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 초음파 발생수단(20)은 초음파 발진기(21) 및 초음파 발진기와 연결되어 추출조 내부의 내면을 따라 다수개 형성된 초음파 진동자(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 미스트 발생수단(30)은 상기 배출구에 형성된 분기관(31),
    분기관에 연결된 원료 순환펌프(32),
    원료 순환펌프에 연결되고 추출조를 관통하여 형성된 상부 인입관(33) 및 하부 인입관(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 상부 인입관(33) 및 하부 인입관(34) 말단에는 상부 칩볼(34) 및 하부 칩볼(36)이 각각 형성되되,
    상기 상부 칩볼은 원료에 침지되지 않도록 원료 수위 상한선보다 상부에 위치되고, 하부 칩볼은 원료 내에 침지되도록 원료 수위 상한선보다 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가열수단(40)은 전기히터로서, 추출조 저부에 추출조 저부 중앙에 형성된 배출구(14)를 회피하여 4개가 균일 간격으로 배치되되, 2개씩 분리 가동되는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 교반수단(50)은 회전모터(51), 회전모터에 연결된 교반축(52), 교반축에 상부에 형성되어 형성되어 미스트 발생수단(30)으로부터 공급되는 원료 미스트를 비산시키는 분산판(53), 교반축 하부에 형성되어 원료를 교반하는 복수의 교반날개(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 분산판(53)의 상부에는 원료 미스트의 비산 효율을 높이기 위하여 파형 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 추출물 회수수단(60)은 추출조로부터 기화된 에탄올이 취출되는 기화에탄올 취출관(61), 기화에탄올 취출관에 연결되어 취출된 기화에탄올이 액화되는 콘덴서(62), 콘덴서에 연결되어 액화된 에탄올을 추출조로 재공급하는 액화에탄올 공급관(63)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 콘덴서(62)는 액화에탄올을 추출조로 용이하게 재공급하기 위하여 액화에탄올 공급관(63) 측으로 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 액화에탄올 공급관(63)은 추출조 상부에 연결되고, 기화에탄올의 유입을 막기 위하여 'U'자형 또는 'S'자형 트랩(631)이 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 트랩(631)은 트랩의 곡관부에 찌거기를 제거할 수 있도록 스트레이너(632)가 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
  13. 청구항 2에 있어서,
    상기 추출물 회수수단(60)은 칠러로부터 공급되는 냉각수의 유동효율을 위하여 일측으로 하향경사지게 형성된 콘덴서(62)를 포함하되,
    콘덴서의 상부에는 칠러(70)로부터 냉각수가 공급되는 냉각수 인입관(64)이 형성되고,
    콘덴서의 하부에는 콘덴서 내부를 경유한 냉각수가 칠러로 회수되는 냉각수 인출관(65)이 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 파동 및 원료 미스트 분사를 이용한 유효성분 추출장치
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