KR100341546B1 - 식물성단백가수분해물 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈지대두 등의 단백질원료로부터 식물성단백가수분해물(아미노산간장 또는 산분해간장)을 제조하는 장치에 관한 것으로 식물성단백가수분해물을 제조하는데 있어서 지금까지의 식물성단백가수분해물을 제조하는 장치가 갖고 있던 과다한 노동력, 위험인자로 인한 불안전성, 품질의 불균일, 환경오염, 설비관리상의 난점 등 불합리한 요소를 해결하고, 안정된 품질의 식물성단백가수분해물을 얻는데 그 목적이 있다.

식물성단백가수분해물을 제조하는데 있어서 개별분해방식(회분식 반응기)은 과다한 노동력, 위험인자의 노출로 인한 불안전성, 환경오염, 품질의 불균일, 투입ㆍ배출작업의 어려움 등이 있고, 이러한 문제점이 해소된 연속분해방식이 있으나, 연속분해방식은 설비상의 문제점으로, 내부청소나 운전 중 발생되는 고장 등을 해결하기까지 장시간을 필요로 하는 등의 사후관리나 수요처의 다양한 요구에 유연하게 대응하지 못하는 어려운 점이 있었다.

본 발명은 단일 Ｕ자형 관형반응기로 원료가 연속적으로 투입, 분해되는 방식으로 초기에 운전하고 이를 원하는 목적 생성물로 가수분해물을 제조하기 위하여 분급하여 개별분해조(회분식 반응기)로 공급되는 연속분해방식과 개별분해방식을 복합 구성하여 연계함을 특징으로 하는 식물성 단백가수분해물 제조 장치이다. 위와 같은 두 가지 방식의 단점을 해소하고, 장점만이 부각되도록 장치를 구성함을 특징으로 함으로서 보다 더 안정적으로 식물성단백가수분해물을 제조할 수 있다.

Description

식물성단백가수분해물 제조장치{Manufacturing equipment for Hydrolyzed Vegetable Protein}

본 발명은 탈지대두 등의 단백질원료로부터 식물성단백가수분해물(아미노산간장 또는 산분해간장)을 제조하는 장치에 관한 것이다. 식물성단백가수분해물은, 탈지대두나 글루텐 등의 식물성단백질을 원료로 하여, 여기에 분해인자로서 염산을 혼합하고 가열하여 탈지대두중의 단백질을 그 단백질의 구성물질인 아미노산으로 가수분해시킨 분해물에 탄산나트륨이나 수산화나트륨 등의 알칼리제재를 가하여 중화시키고 이것을 여과하여 얻은 정미성(呈味性)이 매우 강한 액상식품으로, 각종 조미식품의 원료나, 스낵, 인스턴트식품의 맛을 내는 원료로 이용되고 있다.

종래, 식물성단백가수분해물을 제조하는 장치는 개별 분해방식의 회분식 반응장치와 연속분해방식의 장치가 있다. 개별분해방식은 원료를 분해조에 넣고 물과 염산을 공급한 후, 스팀을 가하여 가수분해시키고 탄산나트륨 등을 가하여 중화시켜서 식물성단백가수분해물을 얻는 방법으로, 목적하는 조성을 갖는 생성물을 얻기 위한 배합 초기에 점도가 높아 원하는 액비로 교반하기 여려워 스팀을 이용한 교반을 하고 있다. 이에 따라 분해조에서의 분해조건이 불균일하고, 분해조 내에서의 균일한 교반ㆍ혼합이 없어서 양질의 품질을 기대하기가 어렵다. 또한, 대부분의 공정을 노동력에 의존하는 관계로 인해 많은 노동력을 필요로 하고, 그만큼 염산이나 염산가스 등의 유해인자에 노출될 우려가 크며 스팀을 사용한 교반으로 에너지 소비가 과다하다. 이에 비해 연속분해방식은 균일한 품질을 제조할 수 있는 장치로, 분해내용물이 연속적으로 흘러 운전되는 구조를 가진 관형반응기로 Ｕ자 형태를 여러 개 연계한 구조이다. 이 장치는 모든 공정이 연속적이고, 자동화가 이루어지는 것이 특징으로 개별 분해 방식의 회분식 제조 장치의 단점을 상당히 개선할 수 있다. 그러나 연속분해식의 경우, 소량다품의 선택적 목적 생산품에 대한 다양한 소비 욕구를 충족하기가 어렵고, 장기간 운용할 경우 연속분해관의 Ｕ자를 이룬 바닥부분에 내용물의 고형물이 적체되고 경화되어 내용물의 원활한 흐름이 이루어지지 않게 되고, 분해관의 내벽에도 내용물이 침착되어 내용적이 크게 감소하여 품질에 악영향을 초래하는 등 불합리한 점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 제조장치의 휴동기간이 장기간을 필요로 하고, 운전 중단 후 재가동시에 색도 등 품질 변화를 가져오며 보수작업 또한 간단한 것이 아니어서 생산 효율적인 측면에서 단점을 가지고 있는 것이 현실이다.

따라서 본 발명의 주된 목적은 연속분해방식이 갖고 있는 불합리한 단점 즉, 장기간 운용할 경우 연속 분해 장치를 이루고 있는 여러 개의 Ｕ자형 분해관 바닥부분에 대용물의 고형물이 적체되고 경화되어 내용물의 원활한 흐름이 이루어지지 않게 되고, 분해관의 내벽에도 내용물이 부착ㆍ경화되어 내용적이 크게 감소하여 품질에 악영향을 초래하는 등의 불합리한 점을 해소하여, 생산효율을 증대시키고, 보수작업시의 편의성을 향상시키기 위한 점을 감안하여 상기와 같은 현상의 발생원인으로 항상 내용물로 채워져 있는 이유로 인해 발생한다는 결점을 가지고 있다.

제1도는 본 발명에 따른 Ｕ자형 관형반응기와 회분식반응기의 복합 구성을 보인 제조장치의 정면도,

제2도는 제1도의 개별 분해 방식의 회분식 반응 장치의 상세도.

제3도는 제1도의 회분식 반응장치에 있어서 발생되는 유해가스를 차단할 수 있는 구조를 가진 교반축과 몸체와의 연결을 보인 상세도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

105 : Ｕ자형 관형반응관 106 : 스팀공급배관

107 : 개별분해조 108 : 분해액 분급 배관

110 : 교반장치(임펠러와 임펠러축) 111 : 교반 모터

112 : 교반 감속기 119 : 상반덮개와 교반장치의 연결부

119-1, 119-2 : 원형관 119-3 : 밀폐용 원형관

120 : 배출덕트

본 발명의 식물성 단백가수분해물 제조 장치는, 상기의 결점을 극복하고 식물성 단백 가수분해를 수행하기 위하여, 초기에 단일 Ｕ자형 관형반응기로 연속적 분해방식으로 운전하고 이를 원하는 목적 생성물로 가수분해물을 제조하기 위하여분급하여 회분식 반응기로 공급되는 복합 구성으로 이루어진 식물성가수분해물 제조장치로 연속분해방식과 개별분해방식을 복합 구성하여 연계함을 특징으로 한다. 상기 복합 구성에 의하여 효과적이고 경제적인 식물성 단백가수분해물의 제조가 가능해졌다.

<실시예>

이하, 실시예에 근거하고 본 발명을 설명한다.

식물성 단백가수분해불 제조장치는, 연속적으로 탈지대두가 공급되는 탈지대두스크류피더(101)와 연속적으로 염산이 공급되는 염산공급탱크(102)와, 염산의 유량을 확인ㆍ조정하는 유량계(103)에 의해 공급되는 각 원료가 원료투입 스크류콘베어(104)의 내부에서 혼합ㆍ교반되면서 초기에 연속분해를 시키는 단일 Ｕ자형 관형반응관(105) 내부로 투입된다. 탈지대두의 투입량은 탈지대두 스크류피더의 회전속도를 조정함으로서 임의적으로 조절이 가능하며, 염산의 투입량 또한 유량계에서의 조정으로 임의적 조절이 가능하다. 단일 Ｕ자형 관형반응관(105) 내부로 투입된 원료는 스팀공급배관(106)에 의해 공급되는 스팀으로 가열되어 초기분해가 일어나 유동성을 갖게 된다. 이 분해액은 분급액 공급 배관(108)을 통해 여러 개의 다른 개별분해조(107)로 분급되어 공급되는 구성으로 되어 있다. 도1은 가수분해 반응을 행하게 하는 연계 반응의 복합 구성으로 이루어진 제조 장치의 정면도를 나타낸 것이다. 상기 개별분해조(107)에서는 시료와, 산(염산 등)을 포함한 스팀공급배관(124)으로 공급되는 스팀에 의해 가수 분해 반응이 진행되는 장소이다. 도2는 개별 분해조(회분식 반응장치)의 상세도를 나타낸 것이다. 각 개별 분해조에서, 각각의 분해 반응조건에 의해서 재분해과정을 거쳐 원하는 목적 생성물 조성을 갖는 식물성 단백가수분해물을 얻는 것이 가능하다. 분급액은 각각의 개별분해조(107)의 상부에 개폐밸브(109)에 의해 분급되는 량이 조절되며, 각각의 개별분해조(107)에는 내용물을 균일하게 혼합ㆍ교반하는 교반장치(110)와 교반모터(111)와 감속기(112)가 각각 설치되어 내용물의 균일한 혼합ㆍ교반으로 안정된 품질의 제품을 제조할 수가 있으며, 교반장치의 회전속도는 상황에 따라 변속이 가능하도록 하였다. 교반장치(110)는 장치안에서 흐름패턴이 생기게 하여, 시료가 용기 안에서 돌다가 되돌아오게 하는 임펠러와 임펠러축(110)으로 구성된다. 임펠러 교반기는 방해관(125)과의 상호 작용으로 분해액의 효율적인 교반 혼합을 위하여 임펠러축의 축선과 평행인 흐름을 생기게 하는 내산성 수지(FRP)로 구성된 2 ∼4의 프로펠러가 부착된 축류 임펠러로 행하게 한 것이 가능하다. 각 개별분해조(107)에는 상하에 각 1개씩의 온도센서(113)에 의해 분해조건을 조절할 수 있다. 각 개별분해조(107)에서 분해가 종료된 내용물은 분해액 배출배관(114)로 배출되어 이송펌프(115)에 의해 연속중화기(116)으로 이송되고 여기에 탄산나트륨(소다회) 공급피더(117)에 의해 공급되는 탄산나트륨으로 중화되어 별도의 중화액 저장탱크로 옮겨지게 된다. 단일 Ｕ 자형 관형 반응장치(105) 및 각 개별분해조 (107)은 단열판(122)에 의해 보호되어 내부의 열이 외부로 방출되지 않도록 하여 에너지 절약효과를 거둘 수 있는 구성을 특징으로 한다. 특히 관형 반응장치(105)에는 내용물이 적체되어 경화되었을 경우 신속한 보수가 이뤄지도록 맨홀(118)을 부착하여 보수의 편의성을 크게 개선하여 휴동기간을 단축한 것이 가능하다.

도3은 회분식 반응장치인 개별분해조(107)에 있어서 발생되는 유해가스를 차단할 수 있는 구조를 가진 교반축과 몸체와의 연결을 보인 상세도이다. 관형 반응기(105) 및 각 개별분해조(107)의 상부덮개(123)과 교반장치(110)와의 연결부에서의 유해가스 유출을 방지하기 위해서, 상부덮개(123)에 물 또는 염기성 액체(NaOH, KOH 등)을 채울 수 있는 원형관(119-1, 119-2)을 만들고, 교반장치(110)의 임펠러축에는 밀폐용 원형관(119-3)과 같은 구조물을 부착하여 양자의 사이에 물 또는 염기성 액체(119-4)를 채워서 내부로부터의 유해가스 유출이 없도록 구성됨을 특징으로 하는 장치이다. 단일 Ｕ자형 관형 반응기(105) 및 각 개별분해조(107)의 상부 덮개(123)의 교반축과 접하는 부분에는 내부의 유해가스가 유출되지 않는 구조를 가진 연결부(119)에 의해 내부의 유해가스는 외부로 유출되지 않고 배출덕트(120)에 의해 배출되어 대기오염방지설비(121)에 의해 포집되어 대기로의 배출은 농도가 극히 낮은 상태로 되는 것이 가능하다.

본 발명에 의한 식물성 단백가수분해물 제조장치는 초기에 단일 Ｕ자형 관형 반응기로 연속적 분해방식으로 운전하고 이를 원하는 목적 생성물로 가수분해물을 제조하기 위하여 분급하여 회분식 반응기로 공급되는 복합 구성으로 이루어진 식물성가수분해물 제조장치로 연속분해방식과 개별분해방식을 복합 구성하여 연계함을 특징으로 하는 것으로 개별분해방식의 모든 단점을 해소하고, 연속분해방식의 단점인 보수작업 편이성을 위해 연속분해관의 Ｕ자 부분에 맨홀을 설치하여 작업편의성을 향상시켰으며, 연속분해방식의 대부분을 개별분해조방식을 접목함으로서 연속분해방식의 단점인 내용물의 적체ㆍ경화가 일어나지 않고, 내용물이 내부벽에 부착ㆍ경화되는 현상도 일어나지 않음으로 인해 생산효율성을 높일 수 있다.

또한 개별분해조에는 내용물의 균일한 교반ㆍ혼합이 이루어 지도록 내산성 수지(FRP)로 구성된 축류 임펠러 교반장치를 부착하였으며, 내용물의 상태 및 상황에 따라 회전속도를 변경할 수 있도록 하였고, 각 분해조의 상부덮개와 교반장치와의 연결부위는 유해가스의 유출이 없도록 하는 구조를 갖게 하여 외부로의 유해가스 유출이 없어서 근로자의 보건ㆍ안전성을 향상시켰다.

Claims (3)

1. 단일 Ｕ자형 관형반응기(105)로 원료가 연속적으로 투입ㆍ분해되는 방식으로 초기에 운전하고 이를 원하는 목적 생성물로 가수분해물을 제조하기 위하여, 관형반응기(105)로부터 분급하여 각각의 개별분해조(회분식 반응기)(107)로 공급되는 연속분해방식과 개별분해방식을 복합 구성하여 연계함을 특징으로 하는 식물성 단백가수분해물 제조 장치
2. 제1항에 기재된 장치에 있어서 개별분해조(회분식 반응장치)(107) 내부의 내용물의 균일한 교반ㆍ혼합이 이뤄지도록 하는 내산성 수지(FRP)로 구성된 2 ∼4의 프로펠러가 부착된 축류 임펠러(110)를 특징으로 하는 교반장치를 가진 개별분해 제조장치.
3. 제1항에 기재된 장치에 있어서 분해조(107) 내부의 상부덮개(123)에 물 또는 염기성 액체를 채울 수 있는 원형관(119-1, 119-2)과, 교반장치의 임펠러축에는 밀폐용 원형관(119-3)과 같은 구조물을 부착하여 내부로부터의 유해가스 유출이 없도록 구성됨을 특징으로 하는 장치