KR100382295B1 - 인삼 추출물로부터의 농약 성분 제거법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인삼 추출물 중의 유가 성분(주로 사포닌)의 변질이나 수율 저하를 발생시키는 일 없이, 이 추출물 중에 혼입되어 있는 농약 성분을 효율적으로 추출제거할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

수분 함유량이 30 중량% 이상인 인삼 추출물을, 초임계상태의 이산화탄소와 접촉시켜, 공탑 속도 : 20cm/min 이하, 온도: 90℃ 이하에서 인삼 추출물 중의 농약 성분을 추출제거한다.

Description

인삼 추출물로부터의 농약 성분 제거법{METHOD FOR REMOVAL OF PESTICIDE FROM LIQUID GINSENG EXTRACT}

본 발명은, 고려 인삼과 같은 인삼근에서 얻어지는 인삼 추출물 중에 포함되는 농약 성분을 효율적으로 추출제거하여 무해화할 수 있는 방법에 관한 것이다.

고려 인삼과 같은 인삼근에서 얻어지는 인삼 추출물은 우수한 자양·강장 작용을 가질 뿐만 아니라 유용한 한약제 성분으로서 사용되며, 한약 배합원료, 또는 약용 음료나 건강 음료 등 다양한 형태로 시장에 공급되고 있다.

한편, 최근에는, 건강에 대한 자기 관리가 일반화됨에 따라 유기농 야채나 무농약 야채 등의 자연식품 지향이 급속하게 높아지고 있어, 상기 인삼 추출물에 대해서도, 재배시의 사용 약제에서 유래된 농약 성분 함유량에 대한 허용 기준은 점차로 엄격해지고 있다.

이러한 상황 하에서, 인삼 추출물 중에 포함되는 농약 성분의 감소에 대해서는, 현재로서는 유기농이나 무농약 재배로 대응하는 것이 최선이라고 생각되지만, 현실적으로 대규모 재배에서 무농약 재배를 실현하기는 매우 곤란하며, 인삼 추출물 중에도 적지 않게 농약이 혼입되어 있다.

그런데, 본 발명자들이 아는 한에서는, 상기 인삼 추출물에 함유된 유가 성분(주로 사포닌)의 변질이나 수율 저하를 초래하는 일 없이 유해한 농약 성분을 효율적으로 제거하는 방법에 대해서는, 현재로서는 공업적으로 유효한 방법은 확립되어 있지 않다.

본 발명은 상기와 같은 사정에 착안된 것으로, 그 목적은, 인삼 추출물 중의 유가 성분(주로 사포닌)의 변질이나 수율저하를 발생하는 일 없이, 이 추출물 중에 혼입되어 있는 농약 성분을 효율적으로 추출제거할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시 공정을 개략적으로 도시한 공정도이다.

도 2는 데미스터가 설치된 추출기를 도시한 설명도이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 향류식 추출기를 도시한 설명도이다.

도 4는 이산화탄소를 순환시켜 탈수시키는 공정을 도시한 설명도이다.

도 5는 추출 종료시 피추출 정화 추출물로부터 거품을 빼내는 공정을 도시한 설명도이다.

도 6은 실험을 통해 수득한 추출 온도와 프로시미돈 추출률의 상관관계를 도시한 그래프이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기 2 : 가열기

3 : 추출기 4 : 압력조절 밸브

5 : 분리기 6 : 응축기

7 : 이산화탄소 탱크 8 : 데미스터

9 : 샤워형상 노즐 10 : 확산 부재

11 : 탈수 포트 12 : 진공 깔때기

본 발명자들은 상술한 바와 같은 상황 하에서, 인삼근으로부터 유가 성분을 추출함으로써 얻어지는 인삼 추출물로부터, 사포닌과 같은 유가 성분의 변질이나 수율 저하를 초래하는 일 없이, 농약 성분(예를 들면, 프로시미돈, 킨트젠, BHC 등)을 효율적으로 제거할 수 있는 방법의 확립을 위하여 다양한 연구를 진행시켜 왔다. 그 결과, 소정량의 물을 함유하는 인삼 추출물을 초임계상태의 이산화탄소로 처리하는 방법을 채택하면, 농약 성분을 효율적으로 제거할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 농약 성분을 효율적으로 추출하기 위해서는, 추출기내에서 초임계상태 이산화탄소를 인삼 추출물과 균일한 혼합 상태로 접촉시키는 것이 필요한 데, 이에 따라 추출기내에서 심한 발포가 일어나는 것도 발견하였다. 그리고, 그 거품의 이산화탄소 배출관으로부터의 누출이 추출물 성분의 회수율을 대폭 저하시키는 원인의 하나인 것도 발견하였다.

따라서, 본 발명은 인삼 추출물 중의 유가 성분(주로 사포닌)의 변질이나 수율 저하를 발생시키는 일이 없고, 또한 거품의 발생을 억제하여, 상기 추출물 중의 농약 성분을 효율적으로 추출제거할 수 있는 제거법이다. 그 제거법이란, 수분 함유량이 30 중량% 이상인 인삼 추출물을 공탑 속도 20 cm/min 이하, 온도 90℃ 이하에서 초임계상태의 이산화탄소와 접촉시켜 인삼 추출물 중의 농약 성분을 추출제거하는 데 요지를 갖고 있다.

또한, 상기 방법을 실시하는 데에 있어서는, 소정량의 인삼 추출물이 주입된 추출기의 탑저로부터 탑상으로 초임계상태의 이산화탄소를 흐르게 하여 추출을 행하면서, 상기 추출기의 바닥부로부터 일정한 간격으로 추출물을 뽑아내는 방법을 채택하면, 추출공정에서 발생하는 거품의 문제를 최소한으로 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 상기한 방법과는 별도로, 수분 함유량이 30 중량% 이상인 인삼 추출물을 초임계상태의 이산화탄소와 접촉시켜 인삼 추출물 중의 농약 성분을 추출제거하는 농약 성분의 제거법으로서, 추출탑의 탑상에서 탑저로 상기 인삼 추출물을 통과시키면서, 상기 초임계상태 이산화탄소를 탑저로부터 탑상으로 향류로 통과시켜 인삼 추출물 중의 농약 성분을 추출제거하는 방법을 채택하여도 상기 과제를 해결할 수 있다.

우선, 본 발명에서는, 액상의 인삼 추출물을 처리 대상으로 하여 사용하지만, 이는 추출 처리효율을 높이고, 동시에 조작성을 높이는 데에 있어서 중요한 요건이다. 즉, 인삼근 파쇄물과 같은 고형물에서는, 추출제거의 연속화가 곤란할 뿐아니라, 섬유질 성분 등의 불용 성분도 포함하여 처리되기 때문에, 전체적인 처리량도 많아지지만, 유가 성분을 액상으로 뽑아낸 인삼 추출물의 경우, 유가 성분의 농축된 액상물로서 처리되기 때문에, 배치법, 연속법 중 어느 것을 채택하더라도 처리 설비 내로의 충전효율이 높아서 설비를 소형화할 수 있고, 더욱이 임계상태 이산화탄소와의 접촉을 보다 효율적으로 실행할 수 있으며, 또한 액상으로의 처리이기 때문에 연속 추출도 용이해진다.

또한, 본 발명자들이 확인한 바에 따르면, 고형의 파쇄물로서 추출 처리하는 것 보다 액상 추출물로서 처리하는 편이, 농약 성분의 추출 효율도 높일 수 있다는 것이 확인되었다. 이는, 파쇄물 등의 고형물로서 추출 처리하는 경우는, 추출물 성분 외에 섬유질 성분 등의 불용 성분이 다량 함유되어 있기 때문이거나, 초임계 이산화탄소를 이용한 농약 성분의 제거 효율은 약간 낮아지지만, 인삼 추출물, 그것도 30 중량% 이상의 수분을 포함하는 추출물이라면, 섬유질 성분 등이 공존하지 않는 액상 추출물과 초임계 이산화탄소를 효율적으로 접촉시킬 수 있고, 그 결과로써 농약 성분을 효율적으로 추출 제거할 수 있기 때문이다.

여기에서, 인삼 추출물의 수분 함유량을 30 중량% 이상으로 규정한 것은 다음과 같은 이유 때문이다. 즉, 수분함유율이 낮은 고농도의 인삼 추출물은 점조하며, 이대로는 초임계 이산화탄소와의 혼합·접촉이 불충분해져서 만족할만한 추출 효율을 얻기 어렵고, 게다가 초임계 추출에 따라 수분의 추출이 일어나고, 수분함유율의 저하에 의해 인삼 추출물이 점조해져서 취급 작업성이 현저히 저하된다. 따라서, 초임계 추출공정에서 초임계 이산화탄소와의 접촉·혼합성을 충분히 높이고, 추출을 단시간에 효율적으로 진행시키고, 동시에 인삼 추출물의 취급 작업을 원활히 실행하기 위해서는, 추출물 농도를 70 중량% 이하로 억제하고, 저점성 상태에서 추출을 실행하는 것이 바람직하기 때문이다. 추출 후의 인삼 추출물의 취급 작업성을 높이면서 초임계 이산화탄소를 효율적으로 혼합·접촉시켜서 추출 효율을 높이는 데에 있어 보다 바람직한 수분 함유량은 40 중량% 이상이다.

추출물 중의 수분 함유량의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 수분량이 너무 많아지면, 저농도화에 따른 처리 용량의 증대에 의해 처리효율이 저하되는 외에, 용도에 따라서는 추출 처리 후에 추출물의 농축이 필요해져서 이중의 불이익을 초래한다. 따라서, 수분 함유량은 80 중량% 이하, 보다 바람직하게는 60 중량% 정도 이하로 억제하는 것이 바람직하다.

추출을 실행할 때의 다른 조건은 다음과 같다.

추출기내에서의 초임계 이산화탄소의 공탑 속도: 20 cm/min 이하, 보다 바람직하게는 15 cm/min 이하이고, 공탑 속도는, 추출기내에 있어서의 인삼 추출물을 초임계 이산화탄소와 충분히 혼합·접촉시켜 농약 성분의 추출을 충분히 진행시키는 데에 있어서 중요한 조건이며, 이 공탑 속도가 너무 빠르면, 혼합·접촉 시간이 불충분해져서 농약 성분의 추출제거가 불충분해진다. 따라서, 추출기 내에서의 초임계 이산화탄소의 공탑 속도는 20 cm/min 이하, 보다 바람직하게는 15 cm/min 이하로 해야하지만, 공탑 속도가 늦어짐에 따라 처리 시간은 상대적으로 길어지기 때문에, 공업적 규모에서의 실용성을 고려하면, 이 공탑 속도는 10 cm/min 이상, 보다 일반적으로는 12 cm/min 정도로 하는 것이 좋다.

추출 온도 : 90℃ 이하, 보다 바람직하게는 50 내지 70℃이고, 추출 온도는, 이산화탄소를 초임계상태로 유지하기 위해서 조작압력을 고려하여 적정한 온도로 설정해야 하며, 압력에 따라서도 바람직한 조작 온도는 바뀌게 된다. 그러나, 온도가 너무 높아지면 인삼 추출물의 유가 성분(사포닌 등)이 열 변질을 일으키기 쉬워질 뿐만 아니라, 조작압력도 높게 해야 하기 때문에, 90 ℃ 정도 이하, 보다 바람직하게는 70℃ 정도 이하로 억제하는 것이 좋다. 단, 조작 온도가 너무 낮아지면 농약 성분의 추출 속도가 늦어져서 만족할 만한 추출률을 확보하기 위한 처리 시간이 길어지기 때문에, 보다 바람직하게는 50 내지 70 ℃의 범위가 채택된다. 또한, 추출을 행할 때의 다른 바람직한 조건은 다음과 같다.

추출 압력 : 10 MPa 이상, 보다 바람직하게는 20 내지 30 MPa이고, 이산화탄소를 초임계상태로 유지하면서, 농약 성분의 추출효율을 높이는 데에 있어서 바람직한 압력은 상기와 같고, 10 MPa 미만에서는 초임계상태를 얻기 어렵고, 또한 30 MPa를 넘으면 추출설비의 내압 강도를 과도하게 높여야만 하기 때문에 설비비의 상승을 초래한다.

용매 유량 : S/F(추출기 내로의 인삼 추출물 충전량에 대한 초임계 이산화탄소 통과량) 10 이상, 보다 바람직하게는 15 내지 50이고, 초임계 이산화탄소에 의한 농약 성분의 추출을 충분히 진행시키기 위해서는, S/F 비를 10 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 S/F 비를 높임에 따라 추출물 중의 농약 성분의 추출량은 증대하지만, 이 값을 높게 하기 위해서는 이산화탄소의 사용량을 많게 해야만 해서 경제적으로 불리하기 때문에, 이산화탄소의 과도한 소비를 억제하면서 농약 성분을 충분히 추출제거하기 위해서는, S/F 비를 15 내지 50의 범위로 조절하는 것이 바람직하다.

도 1은, 본 발명에서 채택되는 추출제거 공정을 개략적으로 도시한 공정도이며, 도 중, 1은 승압 펌프, 2는 가열기, 3은 추출기, 4는 압력조절 밸브, 5는 분리기, 6는 이산화탄소 응축기, 7은 액체 이산화탄소 탱크를 각각 도시하고 있다.

이 장치를 이용하여 인삼 추출물로부터 농약 성분의 추출을 실행함에 있어서는, 우선, 추출기(3) 내에 처리해야 할 인삼 추출물을 주입한다. 이 추출기(3)에는, 도시하지 않은 가열 기구, 온도 제어기구 등이 설치되어 있다. 그리고, 액체 이산화탄소 탱크(7)로부터 승압 펌프(1)를 거쳐서 이송되어 오는 데에 액체 이산화탄소를, 가열기(2)를 통해 소정의 온도로 가열함으로써 초임계상태로 하고, 이를 추출기(3)의 탑저로부터 이송하여, 이 추출기(3) 내에 충전된 인삼 추출물의 탑저로부터 탑상으로 통과시킴으로써, 인삼 추출물 내에 함유된 농약 성분의 추출을 행한다. 이 때, 추출기(3) 내는 적정한 온도·압력으로 제어하고, 동시에 승압 펌프(1)로부터의 송급량을 조절함으로써, 추출기(3)에 있어서의 S/F 비를 제어한다.

또한, 배치식으로 추출을 실행하는 경우는, 인삼 추출물을 추출기(3) 내에 미리 충전해 두고, 여기에 초임계 이산화탄소를 소정 시간 공급하여 농약 성분의 추출을 하고, 소정의 S/F 비에 달한 시점에서 이산화탄소의 공급을 정지하여, 추출기(3)의 탑저에 설치된 도시하지 않은 추출 관으로부터, 농약 성분이 제거된 인삼 추출물을 뽑아내면 된다. 또한, 연속법을 채택하는 경우는, 초임계 이산화탄소를도시한 바와 같이 추출기(3)의 탑저로부터 탑상으로 통과시키면서, 추출기(3)의 탑상으로부터 인삼 추출물을 연속적으로 공급하여 향류로 통과시켜, 인삼 추출물과 초임계 이산화탄소를 혼합·접촉시켜서 추출을 실행한다. 그리고, 농약 성분이 추출제거된 인삼 추출물은 점차 추출기(3)의 탑저로부터 연속적으로 뽑아내면 좋다.

추출기(3) 내에서 농약 성분을 추출포착한 초임계 이산화탄소는, 추출기(3)의 탑상에서 점차 뽑아내어, 압력조절 밸브(4)로 강압한 뒤 분리기(5)로 이송한다. 이 분리기(5)에서는, 기체화된 이산화탄소와, 추출된 농약 성분을 함유하는 물로 분리되어, 농약 성분을 포함하는 물은 계 외로 빼내고, 동시에 기화분리된 이산화탄소는 응축기(6)로 이송하여 냉각액화하고, 액화　이산화탄소　탱크(7)로 반환하여 순환사용된다.

또한, 본 발명과 관련 깊은 종래 기술로서, 일본국 특허공개 제91-115225호　공보에, 압축　이산화탄소를 이용하여 인삼근으로부터 농약을 추출제거하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 상당량의 수분(수분함유율로 14 내지 65 중량% 정도)의 인삼근을 파쇄하고, 이를 압축 이산화탄소로 처리함으로써 농약을 추출제거할 수 있다는 것을 밝히고 있다. 그러나 이 방법은, 고형 상태의 수분함유 인삼근으로부터 농약의 제거를 목적으로 하고 있고, 인삼 추출물로부터 농약 성분을 제거하는 것은 전혀 언급하고 있지 않으며, 더욱이 그 때의 발포 문제에 대하여 전혀 개시되어 있지 않다.

본 발명을 실시할 때의 기본적인 추출제거 공정은 상기한 바와 같지만, 또한 다음과 같은 수단을 강구하면 보다 양호한 결과를 얻을 수 있다.

① 배치 추출법을 채택하는 경우는, 추출기(3)내로의 인삼 추출물의 충전량을 내부 용적의 1/2 정도 이하, 보다 바람직하게는 1/3 정도 이하로 억제하고, 추출기(3)내의 탑상 1/2 이상, 보다 바람직하게는 2/3 이상을 프리 보드로서 남기고, 약간의 거품이 발생했을 경우라도, 이 프리 보드 내를 상승할 때까지 거품이 자연히 사라지도록 하는 것이 바람직하다.

② 배치 추출법을 채택하는 경우는, 추출기(3)의 탑저에서 일정한 간격으로 추출시킨 후 인삼 추출물을 뽑아내고, 추출기(3) 내의 액면을 내림으로써 발포 선단위치를 강하시키고, 또는 추출 도중에 이산화탄소의 공급을 일정한 간격으로 단시간 중단함으로써, 거품의 성장을 억제하는 방법이다.

③ 배치 추출, 연속 추출 중 어느 방법을 채택하더라도 공통적으로 적용할 수 있는 방법으로서, 예를 들면, 도 2에 개략적으로 나타내는 바와 같이 추출기(3) 탑상의 프리 보드부에 데미스터(또는 소수성의 필터)(거품 억제 부재)(8)를 배치하고, 이 데미스터(8)에 의해 소포함으로써 거품의 성장을 억제하는 방법이다.

④ 연속 추출탑을 사용하여, 추출탑의 탑저로부터 탑상을 향해서 초임계 이산화탄소를 흘리고, 동시에, 탑상으로부터 탑저로 향류로 인삼 추출물을 통과시킬 때에, 도 3에 도시한 바와 같이, 탑상으로부터 공급되는 인삼 추출물을 샤워형상의 노즐(9)로부터 거품의 상면을 향해서 공급하여 거품을 파괴하는 방법이다. 이 방법은, 추출원료인 인삼 추출물 그 자체의 공급 방법을 궁리할 뿐이지만, 우수한 소포 효과를 얻을 수 있는 방법으로서 주장된다. 이 때, 추출탑(3)의 탑저로부터 탑상으로 공급하는 이산화탄소를, 확산 부재(10)에 의해 추출탑(3) 내의 횡단면 전역에 골고루 미치게 하면, 향류에 의한 접촉효율을 한층 더 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 여기에서 사용되는 확산 부재의 구체적인 구조에는 특별히 제한이 없고, 종래부터 알려진 임의의 구조의 것을 사용할 수 있다. 또한, 추출탑의 탑저로부터, 초임계 이산화탄소를 용해한 인삼 추출물을 연속적으로 배출·회수하도록 하면 거품의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 ① 내지 ④에서 나타낸 바와 같은 소포 대책 이외에도 보다 효과적인 추출을 가능하게 하기 위한 대책으로서, 다음과 같은 수단을 부가하는 것도 매우 유효하다.

⑤ 배치식 및 연속식의 여하를 불문하고, 이산화탄소에는 농약 성분의 추출공정에서 상당량의 수분이 포함되어 있기 때문에, 이 이산화탄소를 순환사용하기 위해서는, 어느 한 공정에서 수분을 제거해야 한다. 이 수분의 제거는, 활성탄이나 제올라이트 등의 흡착재와 접촉시킴으로써 행할 수도 있지만, 이 방법을 채택하면, 흡착재의 교환이나 재생 등 번잡한 작업이 부가되는 외에,인삼 추출물의 향미 성분까지도 제거된다고 하는 문제가 생긴다. 이에 대해, 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 순환사용되는 액체 이산화탄소 탱크(7)의 적소에 탈수 포트(11)를 부설해 두고, 비중차로 수분을 점차 제거할 수 있게 하면, 순환사용되는 이산화탄소 내로의 수분의 축적을 간단하게 방지할 수 있고, 향미 성분 등의 손실 등도 가급적 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

⑥ 농약 성분이 추출제거된 인삼 추출물(정화 추출물)은, 추출기로부터 뽑아 낸 후 대기압으로 방압하여 회수되지만, 이 때, 추출물 중에 용해된 이산화탄소가기화됨으로써 현저히 발포하고, 경우에 따라서는 회수탱크로부터 흘러 넘칠 수가 있다. 이 때의 발포량은, 통상 인삼 추출물 용량의 5배 정도이기 때문에, 제품 회수 탱크로부터 제품이 흘러 넘치는 것을 방지하기 위해서는, 제품 회수량의 5배 정도 이상의 프리 보드를 확보할 수 있는 내용량의 회수 탱크를 설치해 두는 것이 바람직하다. 그리고 이와 같이 충분한 용량을 확보해 두면, 그 후의 가열교반 등에 의한 거품 빼내기도 지장 없이 실행할 수 있다.

그 밖에, 농약 성분의 추출제거를 끝내고 회수되는 인삼 추출물의 회수공정에서, 예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 뽑아 낸 정화 추출물을 진공 깔때기(12)를 통과하고 나서 회수 탱크(13)로 이송하도록 하면, 회수 탱크(13)의 프리 보드를 작게 할 수 있기 때문에, 설비를 소형화하는 데에 있어서 유리하다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명의 구성과 작용 효과를 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 물론 하기 실시예에 의해서 제한을 받는 것이 아니라, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경하여 실시하는 것도 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

실시예 1

도 1에 도시한 바와 같은 장치를 사용하여, 하기 표 1에 나타내는 조건으로 초임계 이산화탄소를 이용한 인삼 추출물로부터의 농약 성분(프로시미돈, 킨트젠, BHC)의 추출 실험을 하였다. 추출 실험 중의 거품 발생상황의 확인은, 추출기에장착된 작은 창을 통해 눈으로 관찰하였다. 결과는, 동 표에 나타내는 바와 같고, 채택한 어느 조건에 있어서도 농약 성분이 제거되었다. 단, 공탑 속도를 21 cm/min으로 한 실험 No.5에서는 거품의 발생이 빠르며, 공탑 속도를 20 cm/min 이하로 함으로써 거품의 발생을 억제하면서 농약 성분의 제거가 가능한 것이 확인되었다.

도 6은, 프로시미돈을 추출할 때의 추출 온도와 추출률의 관계를 나타낸 그래프이고, 이 그래프로부터 명확하듯이, 50 ℃ 미만에서는 약간 추출률이 낮고, 그 이상으로 온도를 높임에 따라 추출률은 높아지지만, 70℃에서 거의 포화 상태에 달하기 때문에, 추출 온도는 50 내지 70 ℃의 범위가 바람직하다고 생각된다.

실험번호	추출압력(Mpa)	추출온도(℃)	S/F	공탑속도(cm/min)	프로시미돈 추출률(wt%)	추출물 중 수분량(wt%)	거품발생 상황
						추출 전		추출 후
1	30	50	15	11.5	71	-	-	서서히
2	30	50	20	11.5	81	46	44	서서히
3	30	60	15	12	78	-	-	서서히
4	30	70	15	13.5	80	47	45	서서히
5	30	70	15	21	81	-	-	빠름
실험번호	추출압력(Mpa)	추출온도(℃)	S/F	공탑속도(cm/min)	킨트젠 추출률(wt%)	추출물 중 수분량(wt%)	거품발생 상황
						추출 전		추출 후
5	35	70	40	12	99	40	32	서서히
6	30	70	35	12	96	40	31	서서히
7	35	70	25	12	80	40	35	서서히
8	30	70	25	12	85	40	33	서서히
9	30	70	15	12	80	40	35	서서히
실험번호	추출압력(Mpa)	추출온도(℃)	S/F	공탑속도(cm/min)	BHC 추출률(wt%)	추출물 중 수분량(wt%)	거품발생 상황
						추출 전		추출 후
10	35	70	40	12	99	40	32	서서히
11	30	70	35	12	97	40	31	서서히
12	35	70	25	12	88	40	35	서서히
13	30	70	25	12	90	40	33	서서히
14	30	70	15	12	80	40	35	서서히

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 장치를 사용하여, 초임계 추출시의 발포가 조업 안정성에 미치는 영향을 파악하기 위해, 추출 용기내로의 원료 추출물의 충전량을 다양하게 바꾸어 추출 조작시에 있어서의 추출 용기부터의 거품의 범람 정도를 조사했다. 또한, 추출 조건은 하기와 같이 했다.

추출압력 : 30 MPa

추출 온도: 70 ℃

S/F : 15

공탑 속도 : 11.5 cm/min

처리 원료 : 프로시미돈 5ppm을 포함하는 수분함유율 50 %의 인삼 추출물

결과는 표 2에 나타내는 바와 같고, 특별한 소포 조작을 강구하는 일 없이 추출시의 발포에 의한 추출기로부터의 거품의 범람을 피하기 위해서는, 추출기로의 원료 충전비를 1/1.5배 이하로 해야함을 알 수 있다.

원료충전비(추출물 충전량/추출기 용량)	거품의 범람
1/2.51/2.01/1.71/1.51/1.31/1.2	없음없음없음없음있음있음

실시예 3

추출기를 이용한 배치추출에서는, 상술한 바와 같이 인삼 추출물의 발포에 의해 액면이 상승하기 때문에, 추출기의 용량이 부족한 경우, 추출기로부터 거품이 넘쳐나와 정화 추출물(제품)의 회수율이 저하된다. 이를 방지하기 위한 하나의 수단은, 상기 실시예 2에서 나타난 바와 같이 추출기 내로의 원료 추출물의 충전량을 적게 하여 추출기 내의 탑상부에 충분한 프리 보드를 확보하는 것이지만, 그러면 추출물 처리량에 대해 과도하게 대용량의 추출기를 사용해야만 되어서 설비 소형화의 요망에 반하게 된다.

이에, 과도하게 대용량의 추출기를 사용하지 않더라도 거품의 범람을 방지하게 위해, 추출공정에서, 농약 성분의 추출이 완료된 탑저로부터 정화 추출물을 일정한 간격으로 뽑아내어, 추출기내의 액면을 내림으로써 거품의 범람을 방지하기 위한 실험을 하였다. 즉, 1.2 리터 용량의 추출기 내에 원료 추출물(수분 함유량 40%) 1.0 리터를 주입하고, 총 추출 시간을 120분으로 하여, 표 3에 나타낸 바와 같이 약 25분 마다 추출기의 탑저로부터 소정량의 정화 추출물을 뽑아 냄으로써 거품의 범람을 방지하였다. 또한, 다른 추출 조건은 하기와 같이 하였다.

추출 압력 : 30 MPa

추출 온도: 70 ℃

S/F : 15

공탑 속도 : 11.5 cm/min

탑저로부터 일정한 간격으로 뽑아 낸 추출물의 프로시미돈 추출률은 표 3에 나타내는 바와 같으며, 이 방법을 채택하면, 원료 추출물 주입량에 대해 1.2배 용량의 추출기를 사용한 경우라도, 거품의 범람을 회피할 수 있고, 또한, 도중에 추출되는 추출물의 농약 추출률도 거의 안정되어 있음을 알 수 있다.

또한, 추출 후의 인삼 추출물을 추출기로부터 배출하여 회수할 때의 작업성을 고려하면, 원료 추출물의 수분 함유량은 30% 이상, 보다 바람직하게는 40% 이상으로 해야함도 확인되었다.

	추출량ℓ	프로시미돈 추출률wt%
제1회째 추출물	0.30	82
제2회째 추출물	0.17	75
제3회째 추출물	0.20	80
제4회째 추출물	0.17	84
제5회째 추출물	0.16	79
전 추출물 평균	1.00	80

실시예 4

상기 도 3에 나타낸 바와 같은 향류식 연속 추출법을 채택했을 경우, 탑저로부터 공급된 압축 이산화탄소는, 탑상으로부터 공급되는 원료 추출물과 향류 접촉시켜 농약 성분을 추출하여 추출기의 탑상으로부터 배출되고, 정화 추출물은 추출기의 탑저로부터 배출된다. 그리고, 추출기 내에서의 원료 추출물의 액면이 일정 위치로 유지되도록, 원료 추출물의 주입량과 추출량의 조절이 이루어지는 데, 이 때, 추출기 내의 추출물 액면에서는 현저한 발포가 일어난다. 그러나, 원료 추출물을 노즐로부터 추출기 내의 추출물 액면을 향해 샤워 형상으로 공급하면, 이 추출물에 의해 액면의 거품이 파괴되기 때문에, 추출기부터의 거품의 범람이 발생하는 일 없이 향류식 연속 추출을 효율적으로 실시할 수 있다.

이 연속 추출법을 채택하여, 표 4에 나타내는 추출 조건으로 인삼 추출물 중의 프로시미돈의 추출제거를 실행한 결과, 동 표에 나타내는 결과가 얻어졌다. 이 결과로부터도 분명하듯이, 추출기의 탑상으로부터 원료 추출물을 샤워 형상으로 공급하여 압축 이산화탄소와 향류식으로 연속적으로 접촉시키고, 추출탑 탑저로부터 인삼 추출물을 연속적으로 배출·회수함으로써, 원료 추출물 중의 프로시미돈을 효율적으로 추출제거할 수 있다. 또한, 이 추출공정에서 거품의 상승은 보이지 않았다. 또한, 프로시미돈의 추출 제거율을 더욱 높이고 싶은 경우는, 압축 이산화탄소의 공급량을 증대시키거나, 또는 추출기를 길게 하여 접촉 시간을 길게 할 수 있다.

추출압력Mpa	추출온도℃	S/F	프로시미돈의 양(mg/kg)	추출률	수분량(wt%)
			추출 전	추출 후	wt%	추출 전	추출 후
30	70	45	2.21	0.85	62	54	48

본 발명은 이상과 같이 구성되어 있어, 인삼 추출물을 초임계 이산화탄소와 접촉시킴으로써, 이 추출물 중에 포함되는 농약 성분을 효율적으로 추출제거할 수 있게 되었다. 특히, 추출 처리공정에서 피할 수 없는 발포에 대해서는, 추출기 내에서의 소포 대책 또는 거품의 상승 방지 대책을 강구함으로써 상대적으로 소형화된 추출 설비로 농약 성분을 효율적으로 제거할 수 있고, 또한 추출 처리의 연속화에도 용이하게 대응할 수 있다.

Claims (3)

1. 수분 함유량이 30 내지 80 중량%인 인삼 추출물을, 공탑 속도 20cm/min 이하, 온도 50 내지 90℃에서 초임계상태의 이산화탄소와 접촉시켜, 인삼 추출물 중의 농약 성분을 추출제거하는 것을 특징으로 하는 인삼 추출물로부터의 농약 성분의 제거법.
2. 제 1 항에 있어서,

   소정량의 인삼 추출물이 주입된 추출기의 탑저로부터 탑상으로 초임계상태의 이산화탄소를 흐르게 하여 추출을 행하면서, 상기 추출기의 탑저로부터 일정한 간격으로 추출물을 뽑아내는 것을 특징으로 하는 제거법.
3. 삭제