KR100290986B1 - 기초목초액에함유된유해성분제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기초목초액에 함유된 유해성분 제거방법에 관한 것으로서, 이 기초목초액에 함유된 유해성분 제거방법은 목재 건류과정에서 얻어진 유해성분이 함유된 통상의 기초 목초액을 크기가 8×30메쉬이며 두께를 40cm로 하는 고체흡착제인 엠버라이트-XAD-4에 10㎖/min의 유속으로 정제하여 페놀류를 제거한 후 정제된 기초목초액을 70℃내지 90℃에서 증류하여 기초목초액에 함유되어 있는 메탄올과 잔류페놀을 제거하는 것을 특징으로 한다.

Description

기초목초액에 함유된 유해성분 제거방법

본 발명은 기초목초액에 함유되어 있는 유해성분 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목초액의 손실을 최소화하면서 기초목초액에 함유되어 있는 메탄올 및 페놀류 등의 유해성분 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로, 조목초액은 탄가마(숯 굽는 가마)등 공기가 적은 곳에 목재를 쌓아놓고 불을 지펴 탄가마 내부 온도가 350℃ 내지 450℃가 되면 백색의 연기가 나오며 목재는 숯으로 된다. 이 과정에서 탄가마의 연돌을 통해 배출되는 이 연기를 집연구에서 모아 냉각연돌에 통과시키게 되면 결로현상에 의해 갈색의 미립자 물방울이 생성되고, 이를 한곳에 모아서 얻어진 액체이다.

상기와 같이 얻어진 조목초액은 내산성 재질의 총기에 담아 6개월 내지 1년간 자연 상태에 정치시키면 3개층으로 분리되는데 이중 최상층은 경유질층이고, 중간층부분이 목초액이며, 최하층은 타르층이다. 따라서, 상기 중간층만을 분리하여 pH3의 유효한 통상의 기초 목초액을 얻게되는 것이다.

기초 목초액의 성분은 유기산류로서 개미산, 초산, 락산 등과; 페놀류로서 페놀, 크레졸, 2, 4- 및 3,5-키시레놀 등과; 카보닐 화합물로서 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온 알데히드 등과; 알콜류로서 메탄올, 에탄올 등 약 280종의 유기산 등과 미네랄, 게르마늄 등 13종의 희유원소가 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.

상기와 같은 조목초액과 기초목초액은 용도가 매우 다양하여 목초액으로는 토양소독제, 병충해구제, 방부제, 퇴비, 탈취제, 응고제, 염색조제, 도료용으로 사용되고, 목초액 추출물로는 의약, 농약, 식품, 가공용 첨가제, 사료첨가제, 향료, 공업화학원료 등 농축산, 의약, 비료 및 첨가제 등으로 널리 사용되고 있다.

또한, 상기 기초목초액은 건강에 유용한 많은 유기질성분과 희유원소를 함유하고 있으면서도 메탄올, 페놀 등의 유해성분도 함께 함유하고 있다.

메탄올은 식품공전의 식물추출물 발효식품에서는 0.1%로 규제되고 있고, 다른 제품에서는 규제항목으로는 명시되어 있지 않지만 건강상 명백히 유해물질로서 식음료에는 혼입되어서는 안되는 성분이다.

페놀 또한 합성수지, 나일론, 염료, 의약 등 화학 공업원료로 쓰이고 있으나 그 유독성 때문에 이 또한 식음료에 함유되어서는 안되는 것이다.

따라서, 목초액을 식음료용으로 사용하기 위하여는 유용한 성분은 그대로 보유하면서도 기초목초액에 대량 함유되어 있는 유해성분인 메탄올 및 페롤류를 분리하여 제거하지 아니하면 식음료용으로 가치가 없는 것이다.

하기 표 1은 기초목초액에 함유되어 있는 메탄올 및 페놀 등 유해성분의 함량이다.

따라서, 본 출원인은 "기초목초액에 함유된 유해성분의 제거방법및 동방법으로 제조되는 식용 목초액"을 1996년 6월 17일자로 대한민국 특허청에 특허출원 제 21807호로 특허출원 하였습니다.

본 출원인에 의해 출원된 특허출원 제 96-21807호는 기초 목초액을 95 내지 105℃에서 증류시켜 50%의 증류액을 회수하여 폐기처리하여 메탄올과 페놀류의 일부를 제거하고, 나머지 증류액(50%)을 활성탄에 소정유속으로 통과시켜 페놀류를 제거하는 방법인 것이다.

이러한 종래의 기초 목초액에 함유된 유해성분 제거방법에서는 메탄올을 제거하기 위하여 기초 목초액을 95 내지 105℃로 증류시키고, 이에 따라 얻어진 기초 목초액 중 50%의 증류액을 회수하여 폐기 처리한 후 나머지 기초 목초액에 함유되어 있는 페놀을 제거하기 때문에 기초 목초액의 손실이 매우 크다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 발명은 기초 목초액의 손실을 최소화하면서 기초 목초액내에 함유되어 있는 유해성분을 확실히 제거할 수 있는 유해성분 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유해성분 제거방법을 개략적으로 예시하는 블록도.

상술한 본 발명의 목적은 목재 건류과정에서 얻어진 유해성분이 함유된 통상의 기초 목초액을 크기가 8×30메쉬이며 두께를 40cm로 하는 고체 흡착제인 엠버라이트-XAD-4에 10㎖/min의 유속으로 정제하여 페놀류를 제거한 후 정제된 기초목초액을 70℃내지 90℃에서 증류하여 기초목초액에 함유되어 있는 메탄올과 잔류페놀을 제거하는 것을 특징으로 하는 기초 목초액에 함유된 유해성분 제거방법에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기초 목초액에 함유된 유해성분 제거방법에 대하여 설명하기로 한다.

pH3의 기초목초액은 목재의 탄화과정에서 얻어진 조목초액을 자연상태에서 수개월간 정치시키면 3개층으로 분리된다. 즉, 상층부는 경유질층이 형성되고, 중간층은 목초액이고, 하층부는 타르층으로 분리 형성되며, 여기에서 상기 중간층을 분리해 냄으로서 얻게된다. 이러한 기초목초액은 이미 공지된 것이다.

본 발명에 따른 기초목초액에 함유된 유해성분 제거방법은 상기와 같이 얻어진 통상의 기초 목초액을 고체흡착제 정제(여과)장치로 통과시켜 여과한 후 여과된 기초 목초액을 증류탱크로 투입하고 서서히 가열하여 70℃내지 90℃를 유지하면서 여과된 기초 목초액을 증류시켜 나머지 유해성분을 제거하여 식용목초액으로 사용하게 된다.

즉, 정제(여과)장치 내로 투입된 기초 목초액은 소정유속으로 고체흡착제를 통과하면서 함유하고 있는 유해성분 중 페놀류의 대부분을 제거하게 된다.

상기 고체흡착제로는 활성탄, 알루미나(alumina), 지오라이트 카본(Zeolite Carbon) 및 엠버라이트-XAD-4(Amber lite-XAD-4)가 있으며, 바람직하게는 제거율(%)이 가장 우수한 엠버라이트-XAD-4를 사용하는 것이 좋다.

상기와 같이 정제(여과)장치내의 고체흡착제에 의해 대부분의 페놀류가 제거된 기초 목초액은 증류탱크에 투입된다.

상기 고체흡착제는 정제(여과)용기에 약 40cm 두께로 채우고 유속을 10㎖/min으로 하여 정제(여과)한다.

기초 목초액이 증류탱크로 투입되면, 제3밸브가 폐쇄되고 제2밸브가 개방된 상태에서 서서히 증류탱크의 온도를 상승시켜 기초 목초액을 70℃내지 90℃를 유지하면서 가열한다. 상기와 같은 온도로 기초 목초액이 가열되면, 비등정이 64.7℃의 메탄올과 일부 잔류되어 있는 페놀류는 증류되어 응축기내에서 응축시켜 증류액으로 배출관을 통해 회수된다. 이때 비교적 저온에서 증류를 실시하기 때문에 비등점이 낮은 메탄올 등의 유해성분은 거의 증류되지만 유익한 식용 목초액은 증발이 최소화되기 때문에 증류되어 제거된 유해성분과 혼합되어 회수되는 식용 목초액의 유실을 최소화할수 있다.

상기 응축기는 내부에 냉각수가 통과하는 냉각코일이 설치되어 있어 증류되는 기초 목초액이 냉각되어 증류액으로 되며, 이 회수되는 증류액에는 기초목초액에 함유되어 있는 유해성분인 메탄올이 거의 함유되어 있고, 페놀류는 일부가 함유되어 있어 식용으로 사용할 수 없기 때문에 폐기처분하게 되지만 이의 용도로는 토양소독 및 토양개선제, 도료용, 방부제, 기타 공업화학원료 등으로 널리 사용될 수 있다.

상기와 같은 과정, 즉 고체흡착제에 의해 페놀류가 제거되고 증류공정에 의해 메탄올 및 잔류 페놀류가 거의 제거되면 제2밸브가 폐쇄되고 제3밸브가 개방된 상태로 증류하여 응축기내에서 응축시켜 회수된 증류액이 식용목초액이다.

이 회수되는 증류액에는 메탄올과 페놀류가 거의 함유되어 있지 않지만 기초 목초액에 함유되어 있던 유용한 유기산들은 고체흡착제에 의한 정제법이나 증류법으로는 제거가 되지 않기 때문에 식용목초액 내에 그대로 잔존하고 있는 것을 알 수 있다.

페놀류는 정제(여과)장치에서 거의 제거되고, 메탄올은 전자(폐기처분되는 증류액)의 증류과정에 거의 제거되며 정제(여과)과정에서 남은 페놀도 상기 전자(폐기처분되는 증류액)의 증류과정시에 메탄올과 함께 제거된 상태의 증류액을 식용 목초액으로 사용하게 되는 것이다.

이 식용목초액은 물이나 일반음료에 1/50 내지 1/200을 첨가하여 사용하면 식용목초액에 함유되어 있는 유용한 유기산 및 미네랄 등을 섭취할 수 있다.

즉, 이 식용목초액의 유기산중에는 초산(Acetic acid), 프로피온산 (PropiOnic acid), 락산(Butanoic acid), 소르빈산(Sorbic acid), 안식향산 (Benzoic acid), 이소락산(Isobutyic acid)등이 함유되어 있는 생체내의 에너지 대사에 영향을 주고 제균효과 등으로 체내에서 면역성의 강화가 기대된다.

또한, 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)등도 함유되어 있어 생체내의 이온균형을 유지하고, 뼈를 강화시키며, 에너지 대사과정에서 ATP(adenosine triphosphate)의 활성화에 중요한 역할을 하여 체질을 강화시키는데 매우 효과적이다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 먼저 기초 목초액을 고체흡착제, 즉 페놀 제거효율이 매우 우수한 엠버라이트-XAD-4를 사용하는 정제(여과)장치내로 투입시켜 기초 목초액에 함유되어 있는 페놀류를 제거하고, 정제된 기초 목초액을 증류용기로 유입시켜 70℃ 내지 90℃ 사이의 온도로 유지시켜 증류시킴으로써 비등점이 64.7℃인 메탄올과 잔류하는 페놀류를 제거시켜 유해성분이 제거된 식용목초액을 얻어내기 때문에 증류공정시 유해성분과 함께 증류되어 유실되는 목초액의 량을 최소화하여 생산성을 현저히 향상시키는 동시에 양질의 식용목초액을 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기초목초액에 함유된 유해성분의 제거방법에 있어서, 목재 건류과정에서 얻어진 유해서분이 함유된 통상의 기초목초액을 크기가 8 × 30 메쉬이며 두께를 40cm로 하는 고체흡착제인 엠버라이트-XAD-4에 10㎖/min의 유속으로 정제하여 페놀류를 제거한 후 정제된 기초목초액을 7℃ 내지 90℃에서 증ㄹ하여 기초목초액에 함유되어 있는 메탄올과 잔류페놀을 제거하는 것을 특징으로 하는 기초목초액에 함유된 유해성분 제거방법.