KR100465556B1 - 초임계 유체 추출방법을 이용한 아스타산틴의 추출방법 - Google Patents

초임계 유체 추출방법을 이용한 아스타산틴의 추출방법 Download PDF

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    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Abstract

본 발명은 초임계 유체로 사용되는 유체가 저장되어 있는 유체 저장탱크(2), 상기 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체가 유입되어 저온으로 냉각되는 냉각장치(6), 상기 냉각장치(6)를 통과하며 냉각된 유체를 여과하는 여과기(42), 상기 여과기(42)를 통과한 유체를 압축하여 고압 유체로 제조하는 제 1 고압액체펌프(8), 상기 고압 유체를 초임계 유체로 가열하는 열교환기(10), 상기 열교환기(10)에 의하여 제조된 초임계 유체가 혼입되어 아스타산틴을 추출하는 추출기 및 상기 추출기를 통과한 초임계 유체가 혼입되어 아스타산틴을 회수하는 분리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고순도의 아스타산틴을 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 유기용매 사용을 최소화할 수 있으므로 어류사료나 식품 첨가제에 국한되어 있는 아스타산틴의 용도를 화장품 및 의약품의 첨가제로 사용할 수 있다.

Description

초임계 유체 추출방법을 이용한 아스타산틴의 추출방법{Extraction Method of Astaxanthin Using Supercritical Fluid Extraction}
본 발명은 초임계 유체 추출법(supercritical fluid extraction)을 이용하여 아스타산틴(astaxanthin)을 추출하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 균주인 파피아 로도지마(Phaffia Rhodozyma) 효모로부터 초임계 유체를 이용하여 천연색소인 아스타산틴을 추출하는 방법에 관한 것이다.
아스타산틴(trans-3. 3-dihydroxy-β-carotene-4,4-dione)은 베타카로티노이드(β-carotenoid) 색소인 비타민 A의 전구물질인 베타카로틴으로 대표되는 카로티노이드에 속하는 물질로서, 자연계에 많이 분포되어 있으며 갑각류, 송어 및 연어의 착색제로 주로 이용되고 있다. 카로티노이드는 동물뿐만 아니라 사람에게도 중요한 생리대사적 역할을 수행하고 있으며 특히, 비타민 A의 전구체, 면역기능의 활성화, 산소 라디칼의 제거를 통한 암 및 노화예방 효과 등이 알려져 있다.
아스타산틴은 다른 카로티노이드나 토코페롤보다도 뛰어난 항산화 효과를 보이고 있는 것이 증명되어 식용색소, 의약품의 첨가물질 및 기능성 화장품 첨가물질 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
적색효모 파피아로드지마내에 함유되어 있는 아스타산틴을 주성분으로 하는 적색 등의 색소는 일반적으로 에탄올, 메탄올, 아세톤 및 클로로포름 등 인체에 유해한 유기용매를 사용하여 추출한 후 이를 농축하기 위하여 다단계의 진공감압, 저온 재결정, 여과 및 원심분리 등의 추가적인 공정이 필요하다(일본 특허공개 평8-140695). 특히, 대한민국 특허공개 제 2000-0053886호에서는 추출공정을 위하여 에탄올을 용매로 사용할 경우 건조된 효모양의 약 100배에 이르는 에탄올양이 필요하다고 기술되어 있으며 부가적으로, 상기 에탄올을 이용하여 추출한 아스타산틴을 화장품 및 식품 첨가물로 사용하기 위해서는 상기 추출 및 재결정 등에 사용된 유기용매를 완전히 제거해야 하므로 추가적인 탈 용매 공정이 필수적으로 수반 되는 문제점이 있다.
상기 아스타산틴을 생합성하여 세포내에 축적하는 파피아 로도지마로부터 아스타산틴을 효과적으로 회수하기 위하여 세포벽을 파괴하여 추출하는 다양한 방법들이 개발되어 왔다.
예를 들면, 화학적 처리방법으로서 산 가수분해를 통해 효모의 세포벽을 파괴한 후 중화하여 아스타산틴을 추출하는 방법이 있다(Bacteriol. Rev., 39. 197-231(1975); 미국특허 제 5,210,186호; 유럽특허 EP 553814호). 또한, 문헌(Enzyme Microb. Technol., 8. 194-203(1986); J. Appl. Bacteriology 70. 181-191(1991))에 기술되어 있는 바와 같이 프렌치 프레서(French pressure), 호모게나이저(Braun homogenizer), 균질기(Microfluidizer)와 같은 기계를 이용하여 물리적으로 세포벽을 파괴하는 방법이 있으며, 최근 들어 세포벽을 분해하는 효소를 이용하는 방법이 소개된 바 있다(Appl. and Environ. Microbiol. 35(6). 1155-1159(1978)).
한편, 일본 특허공개번호 평8-140695호 및 평5-230387호에서는 에틸알콜, 아세톤 등의 유기용매로 파피아 로도지마로부터 아스타산틴을 추출하는 방법이 소개되어 있다.
그런데, 상기 방법들은 아스타산틴의 추출시 다량의 불순물이 동시에 추출되어 불필요한 냄새를 유발하며, 색소물질을 퇴색하게 하는 문제점이 있다. 특히, 아스타산틴 색소를 사람이 섭취하는 식품이나 의약품 또는 동물의 사료를 제조하는데 사용할 경우 잔류하는 유기용매로 인해 사용이 제한되는 문제점이 있으며, 이를 제거하기 위해서는 별도의 처리장치를 필요로 하게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도출한 것으로서, 파피아 로도지마 효모 균주의 세포벽을 파쇄한 후 건조시킨 다음 초임계 유체를 사용하여 아스타산틴을 추출하는 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.
또한, 본 발명은 유해하지 않은 용매를 사용하여 경제적으로 아스타산틴을 추출하는 방법을 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초임계 추출 전 파쇄된 파피아 로도지마의 SEM 사진을 나타내는 도,
도 2는 본 발명에 따른 초임계 추출 후 파쇄된 파피아 로도지마의 SEM 사진을 나타내는 도,
도 3은 본 발명에 따른 다단계 압력강하를 이용한 초임계 유체 추출장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 저압추출 후 고압추출하는 방식을 이용한 초임계 유체 추출장치의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소를 이용한 아스타산틴 추출물의 HPLC 분석도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
2 : 유체 저장탱크 4 : 전방 압력조절기
6 : 냉각장치 8 : 제 1 고압액체펌프
10 : 열교환기 12 : 제 1 밸브
14 : 제 2 밸브 16 : 제 3 밸브
18 : 제 4 밸브 20 : 제 1 추출기
22 : 제 2 추출기 24 : 제 1 후방 압력조절기
26 : 제 2 후방 압력조절기 28 : 제 3 후방 압력조절기
30 : 1차 분리기 32 : 2차 분리기
34 : 3차 분리기 36 : 제 1 유출구
38 : 제 2 유출구 40 : 제 3 유출구
42 : 여과기 44 : 제 5 밸브
46 : 제 2 고압액체펌프 48 : 보조용매탱크
50 : 제 6 밸브 52 : 제 7 밸브
54 : 제 8 밸브 56 : 제 9 밸브
본 발명은 초임계 유체로 사용되는 유체가 저장되어 있는 유체 저장탱크, 상기 유체 저장탱크로부터 배출되는 유체가 유입되어 저온으로 냉각되는 냉각장치, 상기 냉각장치를 통과하며 냉각된 유체를 여과하는 여과기, 상기 여과기를 통과한 유체를 압축하여 고압 유체로 제조하는 제 1 고압액체펌프, 상기 고압 유체를 초임계 유체로 가열하는 열교환기, 상기 열교환기에 의하여 제조된 초임계 유체가 혼입되어 아스타산틴을 추출하는 추출기 및 상기 추출기를 통과한 초임계 유체가 혼입되어 아스타산틴을 회수하는 분리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 파피아 로도지마 효모에 고압의 초임계 유체를 흘려주어 유분 및 아스타산틴을 추출하고, 상기 추출된 아스타산틴을 포함하는 초임계 유체를 분리기로 유도하여 유분 및 아스타산틴을 회수하는 방법을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 파피아 로도지마 효모에 저압의 초임계 유체를 흘려주어 유분 및 아스타산틴을 추출하고, 상기 저압의 초임계 유체 추출 후 고압의 초임계 유체를 이용하여 추출하는 방법으로 파피아 로도지마 효모로부터 아스타산틴을 추출한 후 분리기로 아스타산틴을 회수하는 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 파피아 로도지마는 아스타산틴을 생합성하여 세포내에 축적하는데, 이러한 파피아 로도지마 효모는 일반적으로 20 내지 22℃의 온도의 YM 배지(Difco사제품)에서 적어도 30몰/1/hr의 산소전달률을 갖는 조건에서 성장한다. 약 50ml의 배지를 포함하는 500ml의 배플(baffle) 플라스크를 약 150rpm으로 교반하면서 YM 배지에서 약 4일간 배양한 파피아 로도지마를 약 100㎕를 접종하면 건조한 전체 효모당 약 300㎍의 아스타산틴을 수득하게 된다.
상기 수득된 파피아 로도지마 효모는 프랜치프래스, 비드밀 또는 호모지나이저로 파쇄하고 동결건조나 분무건조시키는 방법으로 수분의 양이 2 내지 40중량%가 되도록 건조하여 사용한다.
상기 파피아 로도지마 효모의 세포내에 존재하는 아스타산틴을 추출하기 위하여 본 발명에서는 초임계 유체 추출방법을 사용하는데, 상기 초임계 유체를 이용한 추출방법에서 초임계 유체란 임계점 이상의 온도 및 압력을 가지는 물질의 상태를 나타낸 용어로서, 초임계 유체의 밀도는 액체의 밀도와 비슷하지만 점도는 기체의 점도처럼 낮기 때문에 상기 초임계 유체의 확산계수가 액체의 확산계수에 비하여 수백 또는 수천 배 정도 크다. 그러므로, 초임계 유체는 점도가 기체처럼 작으므로 시료 침투력이 좋아 추출 효율이 향상되고, 확산계수가 크므로 물질의 평형상태에 빠르게 접근할 수 있는 특징을 지니고 있다. 따라서, 초임계 유체를 추출에 이용하게 될 경우에는 기존의 용매추출과 비교하여 볼 때 압력 및 온도조작에 의해 고밀도 상태로부터 저밀도 상태까지 어떠한 조건에서도 추출을 할 수 있다는 장점이 있으며, 비교적 저온에서 추출함으로써 열로 인한 추출물의 손상이 감소되는 장점이 있다.
전술한 초임계 유체로 사용하기 위한 적합한 물질로는 폭발성이나 인화성이 낮고, 임계온도나 임계압력이 비교적 낮은 물리적 특성을 지닌 물질이 유리하다. 그러므로, 전술한 물리적 특성을 고려하여 볼 때, 본 발명에서는 추출력이 매우 강한 비극성 용매인 이산화탄소를 사용하게 되며, 상기 이산화탄소를 단독으로 사용하거나 메탄올, 에탄올 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 보조용매로 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때, 상기 이산화탄소와 보조용매의 혼합비는 50:1 내지 4:1인 것이 바람직하다.
이산화탄소를 고압의 초임계 상태로 추출물질을 추출할 경우 추출이 종료된 후 감압시키게 되면 추출물에 잔류하지 않고 완전히 기상으로 제거되며, 특히 인체에 무해하며 폭발성 및 인화성이 없어 매우 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한 이산화탄소는 임계온도(31.04℃) 및 임계압력(72기압)이 낮기 때문에 온도와 압력을 변화시켜 추출성능을 변화시킬 수 있으므로 정제공정에 사용할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 이산화탄소와 보조용매를 혼합하여 초임계 유체 추출법에 사용할 경우 상기와 같이 혼합비를 한정하는 이유는 이산화탄소 즉, 주용매에 대한 메탄올, 에탄올 및 아세톤 등으로 지칭되는 보조용매의 적절한 용매비가 효율적인 초임계 유체 추출에 있어서 중요한 역할을 담당하기 때문이다. 통상 주용매 대 보조용매의 혼합비를 20:1 내지 5:1인 용매비 범위로 사용되는 보조용매는 주용매인 이산화탄소의 용매력 한계를 극복시켜주는 용매로서 초임계 상태에서 주용매인 이산화탄소와 섞여서 추출효과를 높일 수 있다.
본 발명의 초임계 유체 추출방법에 있어서 추출기 내부의 온도는 40 내지 80℃, 압력은 100 내지 700기압이며, 특히 다단계 압력강하를 이용한 초임계 유체 추출방법의 경우 200 내지 700기압, 더욱 바람직하게는 300 내지 600기압이 좋다. 그리고, 저압추출 후 고압추출하는 방식을 이용한 초임계 유체 추출방법의 경우 100 내지 700기압, 더욱 바람직하게는 저압에서는 150 내지 300기압, 고압에서는 300 내지 600기압이 좋고, 모든 추출공정의 유체 유속은 4 내지 7kg/hr가 바람직하다. 여기서, 상기 초임계 유체 추출방법의 운전조건은 통상의 초임계 상태의 운전조건이며, 상기 한계를 벗어난 경우 초임계 상태를 벗어나거나 기기상 운전조건 한계 값이 가까워 초임계 유체 추출이 곤란한 상태가 된다.
한편, 상기 추출기를 통과하며 유분 및 아스타산틴을 추출한 초임계 유체는 분리기로 혼입되어 상기 초임계 유체로부터 유분 및 아스타산틴을 분리하게 된다. 이때, 상기 분리기는 아스타산틴의 회수농도, 회수율, 추출방법 및 비용 등을 고려하여 다수개를 병렬 및/또는 직렬로 설치할 수 있는데, 다단계 압력강하를 이용한 초임계 유체 추출방법의 경우에는 상기 분리기를 직렬로 설치하여 추출기로부터 배출되는 유분 및 아스타산틴을 함유한 초임계 유체가 다수개의 분리기를 순차적으로 거치며 회수공정을 수행하도록 하고, 저압추출 후 고압추출하는 방식을 이용한 초임계 유체 추출방법의 경우 유분 및 아스타산틴을 함유한 저압의 초임계 유체가 혼입되는 분리기와 고압으로 배출되는 초임계 유체가 혼입되는 분리기를 별도로 구비하고, 상기 별도로 구비된 각각의 분리기로부터 배출되는 유체를 직렬로 연결시킨분리기로 혼입시켜 유분 및 아스타산틴을 회수하도록 한다.
이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나, 하기의 설명은 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 하기 설명에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 다단계 압력강하를 이용한 초임계 유체 추출장치의 구성도, 도 4는 본 발명에 따른 저압추출 후 고압추출하는 방식을 이용한 초임계 유체 추출장치의 구성도로서 함게 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다단계 압력강하를 이용한 초임계 유체 추출장치는 초임계 유체로 사용되는 유체가 저장되어 있는 유체 저장탱크(2), 상기 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체가 유입되어 저온으로 냉각되는 냉각장치(6), 상기 유체 저장탱크(2)와 냉각장치(6) 사이에 설치되어 냉각장치(6)로 유입되는 유체의 압력을 조절하는 전방 압력조절기(4), 상기 냉각장치(6)를 통과하며 냉각된 유체를 여과하는 여과기(42), 상기 여과기(42)를 통과한 유체를 압축하여 고압 유체로 제조하는 제 1 고압액체펌프(8), 상기 제 1 고압액체펌프(8)를 통과한 고압 유체를 승온시켜 초임계 유체로 제조하기 위한 열교환기(10), 상기 열교환기(10)를 통과하며 승온된 초임계 유체가 유입되어 파피아 로도지마 효모로부터 아스타산틴을 추출하는 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22), 상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)로부터 배출된 아스타산틴을 함유한 초임계 유체가 유입되어 아스타산틴을 회수하는 1차 분리기(30), 상기 1차 분리기(30)와 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기의 사이에 구비되어 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 내부 압력을 조절하는 제 1 후방 압력조절기(24), 상기 1차 분리기(30)를 통과한 초임계 유체가 유입되는 2차 분리기(32), 상기 2차 분리기(32)와 1차 분리기(30) 사이에 구비되어 1차 분리기(30) 내부의 압력을 조절하는 제 2 후방 압력조절기(26), 상기 2차 분리기(32)를 통과한 초임계 유체가 유입되는 3차 분리기(34), 상기 3차 분리기(34)와 2차 분리기(32) 사이에 구비되어 2차 분리기(32) 내부의 압력을 조절하는 제 3 후방 압력 조절기(28), 보조용매가 저장되어 있는 보조용매탱크(48), 상기 보조용매탱크(48)에 저장되어 있는 보조용매를 가압하는 제 2 고압액체펌프(46) 및 상기 제 2 고압액체펌프(46)에 의하여 압축된 보조용매의 배출을 조절하는 제 5 밸브(44)로 구성되어 있다.
전술한 바와 같이 구성된 초임계 유체 추출장치의 작동원리를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 추출용매가 저장되어 있는 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체는 전방압력조절기(4)를 통과하여 냉각장치(6)로 혼입되어 0 내지 10℃의 온도로 냉각되며, 상기 냉각된 유체는 여과기(42)를 통과하며 상기 유체에 포함되어 있는 불순물을 여과하게 된다. 상기 여과기(42)를 통과한 유체는 제 1 고압액체펌프(8)로 혼입되게 되는데, 제 1 고압액체펌프(8)로 혼입된 유체는 상기 제 1고압액체펌프(8)에 의하여 200 내지 700기압으로 승압되어 고압 유체가 된다. 그런 다음, 상기 고압 유체는 열교환기(10)로 혼입되어 추출에 적당한 온도 30 내지 80℃로 가열되어 초임계 유체가 되며, 상기 열교환기(10)에 의하여 가열된 초임계 유체는 일련의 배관을 통하여 제 1 추출기 및/또는 제 2 추출기로 이송된다. 여기서, 상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 내부로는 아스타산틴을 추출하기 위한 파피아 로도지마 효모가 충진되어 있고 연속적인 공정을 위하여 병렬로 배치된다. 한편 상기 추출기들은 추출효율, 추출량, 운전속도, 운전비 등을 고려하여 다수 개로 설치할 수 있다.
상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)로 초임계 유체가 유입 및 배출되도록 연결설치된 배관 각각에는 제 1 밸브(12), 제 2 밸브(14), 제 3 밸브(16) 및 제 4 밸브(18)가 구비되어 있으며 상기 제 1 추출기(20)의 앞/뒤로 형성되어 있는 제 1 밸브(12) 및 제 3 밸브(16)가 열리고 제 2 추출기(22)의 앞/뒤로 형성되어 있는 제 2 밸브(14) 및 제 4 밸브(18)가 닫히면 열교환기(10)로부터 유입되는 초임계 유체가 제 1 추출기(20)로 유입되고, 반대의 경우에는 제 2 추출기(22)로 유입되도록 한다.
상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 내부 압력은 제 1 후방 압력조절기(24)에 의하여 100 내지 700기압으로 조절되며, 상기 제 1 추출기(20) 및/또는 제 2 추출기(22)에 의하여 추출된 유분 및 아스타산틴을 함유한 초임계 유체는 상기 제 1 후방 압력조절기(24)를 통과하면서 1차 분리기(30)로 유입되어 압력이 감소되면서 고농도의 아스타산틴이 회수된다. 여기서 상기 1차 분리기(30)의 압력은제 2 후방 압력조절기(26)에 의하여 150 내지 300기압으로 조절되며 온도는 35 내지 80℃로 유지된다.
상기 1차 분리기(30)에 의하여 유분 및 아스타산틴이 회수된 초임계 유체는 상기 제 2 후방 압력조절기(26)를 통과하여 2차 분리기(32)로 유입되어 상기 1차 분리기(30)를 통과한 초임계 유체에 잔존하는 유분 및 아스타산틴을 회수한다. 이때, 상기 2차 분리기(32)의 압력은 제 3 후방 압력조절기(28)에 의하여 압력 40 내지 70기압, 온도 10 내지 30℃로 유지된다. 그 다음, 상기 2차 분리기(32)를 통과한 초임계 유체는 제 3 후방 압력조절기(28)를 통과하여 3차 분리기(34)로 유입된다. 여기서, 상기 3차 분리기(34)의 압력은 30 내지 60기압이고 온도는 10 내지 80℃이며, 2차 분리기(32)로부터 유입된 초임계 유체에 잔존하는 유분 및 아스타산틴을 최종적으로 회수하며 회수된 상기 유분 및 아스타산틴을 제외한 초임계 유체는 일련의 배관을 통하여 전방압력조절기(4)와 냉각장치(6)를 연결하는 관의 일측으로 유입되어 상기 냉각장치(6)로 유입된다.
한편, 1차 분리기(30), 2차 분리기(32) 및 3차 분리기(34)로부터 회수된 유분 및 아스타산틴은 각 분리기의 하단에 구비된 제 1 유출구(36), 제 2 유출구(38) 및 제 3 유출구(40)를 통하여 외부로 배출된다.
상기 냉각장치(6)와 상기 전방 압력조절기(4) 사이로는 제 5 밸브(44), 제 2 고압액체펌프(46) 및 보조용매탱크(48)가 배관을 통하여 순차적으로 연결설치되어 있는데, 이는 본 발명에 따른 초임계 유체의 추출 및 정제 효율을 증가시키기 위하여 필요할 경우 보조용매탱크(48)에 저장되어 있는 보조용매인 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물을 제 2 고압액체펌프(46)로 가압한 후 제 5 밸브(44)를 개방시켜 추출공정에 도입시킨다.
본 발명에 따른 파피아 로도지마 효모로부터 아스타산틴을 추출하는 또 다른 방법으로서 저압추출 후 고압추출하는 방식을 이용한 초임계 유체 추출에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 저압추출 후 고압추출하는 방식을 이용한 초임계 유체 추출장치는 초임계 유체로 사용되는 유체가 저장되어 있는 유체 저장탱크(2), 상기 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체가 유입되어 저온으로 냉각되는 냉각장치(6), 상기 유체 저장탱크(2)와 냉각장치(6) 사이에 연결설치되어 냉각장치(6)로 유입되는 유체의 압력을 조절하는 전방 압력조절기(4), 상기 냉각장치(6)를 통과한 냉각된 유체를 여과하는 여과기(42), 상기 여과기(42)를 통과한 유체를 고압으로 압축하는 제 1 고압액체펌프(8), 상기 제 1 고압액체펌프(8)에 의하여 압축된 유체를 승온시켜 초임계 유체를 제조하는 열교환기(10), 상기 열교환기(10)에 의하여 제조된 초임계 유체가 유입되어 아스타산틴을 추출하는 제 1 추출기(20) 및/또는 제 2 추출기(22), 상기 제 1 추출기(20) 및/또는 제 2 추출기(22)를 통과한 유분 및 아스타산틴을 함유한 초임계 유체가 유입되어 아스타산틴을 초임계 유체로부터 분리하는 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32), 제 1추출기(20) 및 제 2 추출기(22)로부터 상기 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32)로 연결되는 배관에 각각 설치되어 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 내부 압력을 조절하는 제 1 후방 압력조절기(24) 및 제 2 후방 압력조절기(26), 상기 1차분리기(30) 및 2차 분리기(32)를 통과한 초임계 유체가 유입되는 3차 분리기(34), 상기 3차 분리기(34)와 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32)를 연결하는 배관 각각에 형성되어 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32) 내부의 압력을 조절하는 제 3 후방 압력 조절기(28), 보조용매가 저장되어 있는 보조용매탱크(48), 상기 보조용매탱크(48)에 저장되어 있는 보조용매를 가압하는 제 2 고압액체펌프(46) 및 상기 제 2 고압액체펌프(46)에 의하여 압축된 보조용매의 배출을 조절하는 제 5 밸브(44)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)로부터 배출되는 아스타산틴을 함유한 초임계 유체는 소정의 관을 따라 1차 분리기(30) 또는 2차 분리기(32)로 이동되며, 각 이동경로에 제 6 밸브(50) 및 제 7 밸브(52)를 각각 구비하여 유체의 흐름방향을 조절하게 된다. 또한, 상기 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32)로부터 배출되는 일부 아스타산틴이 회수된 유체는 소정배관을 통하여 3차 분리기(34)로 이동되는데 상기 각 이동경로에는 제 8 밸브(54) 및 제 9 밸브(56)가 각각 구비되어 상기 아스타산틴이 회수된 유체의 흐름을 조절한다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저압추출 후 고압추출하는 방식을 이용한 초임계 유체 추출장치의 작동원리를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 추출용매가 저장되어 있는 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체는 전방압력조절기(4)를 통과하여 냉각장치(6)로 혼입되어 0 내지 10℃의 온도로 냉각되며, 상기 냉각된 유체는 여과기(42)를 통과하며 상기 유체에 포함되어 있는 불순물을 여과하게 된다. 상기 여과기(42)를 통과한 유체는 제 1 고압액체펌프(8)로 혼입되게 되는데, 제 1 고압액체펌프(8)로 혼입된 유체는 상기 제 1 고압액체펌프(8)에 의해 200 내지 700기압으로 승압되어 고압 유체가 된다. 그런 다음, 상기 고압으로 압축된 유체는 열교환기(10)로 이송되어 추출에 적당한 온도인 30 내지 80℃로 가열되어 초임계 유체가 되며, 상기 열교환기(10)에 의하여 가열된 초임계 유체는 일련의 배관을 통하여 제 1 추출기 및/또는 제 2 추출기로 이송된다. 여기서, 상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 내부로는 아스타산틴을 추출하기 위한 파피아 로도지마 효모가 충진되어 있으며, 연속적인 공정을 위하여 병렬로 배치된다. 한편, 상기 추출기는 추출효율, 추출량, 운전속도 및 운전비 등을 고려하여 다수 개로 설치할 수 있고, 상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)로 초임계 유체가 유입 및 배출되도록 구비된 배관 각각에는 제 1 밸브(12), 제 2 밸브(14), 제 3 밸브(16) 및 제 4 밸브(18)가 구비되어 있으며, 상기 제 1 추출기(20)의 앞/뒤로 형성되어 있는 제 1 밸브(12) 및 제 3 밸브(16)가 열리고 제 2 추출기(22)의 앞/뒤로 형성되어 있는 제 2 밸브(14) 및 제 4 밸브(18)가 닫히면 열교환기(10)로부터 유출되는 초임계 유체가 제 1 추출기(20)로 유입되고, 반대의 경우에는 제 2 추출기(22)로 유입되도록 한다.
또한, 상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 내부 압력은 제 1 후방압력조절기(24) 또는 제 2 후방 압력조절기(26)에 의하여 100 내지 700기압으로 조절되는데, 상기 제 1 후방압력조절기(24) 및 제 2 후방 압력조절기(26)에 따라 고압 또는 저압으로 유분 및 아스타산틴을 추출하게 된다.
상기 제 1 추출기(20) 및/또는 제 2 추출기(22)에 의하여 추출된 유분 및 아스타산틴을 함유한 초임계 유체는 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)와 연결설치되어 있는 배관을 통하여 제 1차 분리기(30) 또는 2차 분리기(32)로 유입되어 고농도의 아스타산틴이 회수된다. 여기서, 상기 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 배출구와 연결설치되어 있는 소정의 배관은 두 개의 배관으로 분리되며, 그 중 한 개의 배관은 제 6 밸브(50), 제 1 후방 압력조절기(24) 및 1차 분리기(30)와 순차적으로 연결설치되고, 또 다른 배관은 제 7 밸브(52), 제 2 후방 압력조절기(26) 및 2차 분리기(30)와 순차적으로 연결설치된다. 따라서, 상기 제 6 밸브(50)가 열리고 제 7 밸브(52)가 닫히면 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)로부터 배출되는 아스타산틴을 포함하는 초임계 유체는 1차 분리기(30)로 유입되고, 반대의 경우 2차 분리기(32)로 유입된다.
초기에 저압으로 추출할 경우, 제 7 밸브(52)는 열리고 제 6 밸브(50)는 닫혀있는 상태로 하여 운전함으로써, 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)로부터 배출되는 아스타산틴을 포함하는 초임계 유체가 2차 분리기(32)로 유입되어 유분 및 아스타산틴을 회수되도록 하고, 상기 2차 분리기(32)를 통과하며 일부 유분 및 아스타산틴이 회수된 유체는 상기 제 3 후방 압력조절기(28)를 거쳐 3차 분리기(34)로 혼입되어 잔존하는 유분 및 아스타산틴을 회수하게 된다. 이때, 상기 2차 분리기(32)의 압력은 제 3 후방 압력조절기(28)에 의하여 40 내지 70기압으로 유지되며, 온도는 10 내지 80℃이다.
한편, 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 압력은 제 2 후방압력조절기(26)에 의하여 100 내지 300기압의 저압으로 조절되고, 상기 제 2 후방 압력조절기(26)를 거치면서 감압된 초임계 유체로부터 다량의 유분을 회수한 후 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)의 압력을 아스타산틴을 효율적으로 추출할 수 있는 고압으로 승압시킨다. 이렇게 고압으로 운전할 경우에는, 상기 제 7 밸브(52)를 닫고 제 6 밸브(50) 개방시켜 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)로부터 배출되는 유체가 1차 분리기(30)로 유도되도록 한다. 여기서, 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)의 압력은 제 1 후방 압력조절기(24)에 의하여 300 내지 700기압으로 조절되며 다량의 아스타산틴을 함유하는 초임계 유체는 제 1 후방 압력조절기(24)를 통과하며 감압되어 1차 분리기(32)로 유입됨으로써 고농도의 아스타산틴이 회수된다. 그런 다음, 아스타산틴이 회수된 상기 초임계 유체는 제 3 후방 압력조절기(28)을 거쳐 3차 분리기(34)로 유입된다. 여기서, 상기 3차 분리기(24)의 압력은 30 내지 60기압이고 온도는 10 내지 80℃이며, 2차 분리기(32)로부터 유입된 초임계 유체에 잔존하는 유분 및 아스타산틴을 최종적으로 회수하며 회수된 상기 유분 및 아스타산틴을 제외한 초임계 유체는 일련의 배관을 통하여 전방압력조절기(4)와 냉각장치(6)를 연결하는 관으로 유입되어 상기 냉각장치(6)로 유입된다. 여기서, 상기 1차 분리기(30), 2차 분리기(32) 및 3차 분리기(34)로부터 회수된 유분 및 아스타산틴은 각 분리기의 하단에 구비된 제 1 유출구(36), 제 2 유출구(38) 및 제 3 유출구(40)를 통하여 외부로 배출된다.
한편, 상기 냉각장치(6)와 상기 전방 압력조절기(4) 사이로는 제 5 밸브(44), 제 2 고압액체펌프(46) 및 보조용매탱크(48)가 배관을 통하여 순차적으로 연결설치되어 있는데, 이는 본 발명에 따른 초임계 유체의 추출 및 정제 효율을 증가시키기 위하여 필요할 경우 보조용매탱크(48)에 저장되어 있는 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 이들의 혼합물을 제 2 고압액체펌프(46)로 가압하여 제 5 밸브(44)를 개방시켜 추출공정에 도입하게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
<실시예 1>
포도당, 펩톤, 유안 및 기타 미량의 영양소를 포함하는 배양액을 사용하여 온도조건 15 내지 30℃의 호기조건에서 일주일간 배양하여 세척한 후 파피아 로도지마 효모[(주)제일 바이오, 대한민국]를 비드밀에 주입하고 300rpm으로 12분 동안 교반하여 상기 효모의 세포벽을 파쇄하였다. 상기 파쇄된 세포를 분무건조시켜 수분의 양이 2 내지 40중량%를 유지하도록 건조시켰다. 여기서, 건조된 아스타산틴의 농도는 0.7414mg/g이었다.
한편, 도 2와 같이 구성한 초임계 유체 추출장치의 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)에 농도 0.7414mg/g인 분무건조된 파쇄된 파피아 로도지마 효모 400g을 충진하고 상기 파피아 로도지마 효모가 충진된 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)에 80℃, 500기압의 온도 및 압력을 갖는 이산화탄소를 5.52kg/h의 속도로 2시간에 걸쳐 주입하였다. 이와 동시에 30℃, 60기압으로 유지되는 1차 분리기에서 액상의 추출물을 기상의 이산화탄소로부터 분리하여 회수하였다.
회수된 추출물의 질량은 125.96g이고, 상기 추출물의 아스타산틴 농도는 2.1392mg/g이였으며, 카로테노이드 농도는 2.9698mg/g이였고, 수율은 아스타산틴의 경우 90.9%, 카로테노이드의 경우 91.1%였다. 그리고, 초임계 이산화탄소 추출전과 초임계 이산화탄소 추출 후의 파쇄된 파피아 로도지마 효모의 SEM 사진을 도1 및 도2에 나타냈다.
한편, 1차 분리기를 통과한 기상의 이산화탄소는 20℃, 60기압으로 유지되는 2차 및 3차 분리기를 순차적으로 통과한 후 5℃, 50기압의 냉각장치(6)를 거쳐 제 1 고압액체펌프(8)로 순환되었다. 이때, 2차 및 3차 분리기에서는 추출물이 거의 회수되지 않았다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일하게 구성한 초임계 유체 추출장치의 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)에 농도 0.7414mg/g인 파피아 로도지마 효모 400g을 충진하고 상기 파피아 로도지마가 충진된 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)의 온도를 80℃로 유지한 상태에서 온도 80℃, 압력 500기압의 초임계 이산화탄소를 5.52kg/h의 속도로 2시간 주입하였다. 이와 동시에, 60℃, 300기압의 온도 및 압력으로 유지되는 1차 분리기(30)에서 액상의 추출물을 기상의 이산화탄소로부터 분리회수하였다. 그런 다음, 상기 분리된 기상의 이산화탄소를 온도 10℃, 압력 50기압으로 유지되는 2차 분리기(32)로 혼입시켜 기상의 이산화탄소에 존재하는 아스타산틴을 회수하고, 상기 2차 분리기(32)를 통과한 이산화탄소를 온도 10℃, 압력 50기압으로 유지되는 3차 분리기(34)로 혼입시켜 최종적으로 아스타산틴을 회수하였으며, 이후 3차 분리기를 통과한 이산화탄소는 5℃, 50 기압의 내각장치(6)를 거쳐 제 1 고압 액체펌프(8)로 순환 시켰다.
그 결과, 1차 분리기(30)에서 아스타산틴의 농도는 52.70mg/g, 카로테노이드 농도는 73.66mg/g인 추출물 1.65g을 수득하였고, 2차 분리기(32)에서 아스타산틴의 농도 1.60mg/g, 카로테노이드 농도 2.06mg/g인 추출물 126.33g을 수득하였으며, 3차 분리기(34)에서는 추출물이 거의 수득되지 않았다.
<실시예 3>
도 4와 같은 초임계 유체 추출장치를 구성한 후 실시예 1과 동일한 농도의 파피아 로도지마 효모를 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)에 충진하고, 상기 파피아 로도지마 효모가 충진된 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)의 온도를 80℃로 유지한 상태에서 온도 80℃, 압력 300기압의 초임계 이산화탄소를 4.7kg/h의 속도로 1시간 주입하였다. 그 다음, 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)로부터 배출되는 초임계 유체를 20℃, 60기압으로 유지되는 2차 분리기(32)로 유도하여 유분 및 아스타산틴을 회수하고, 상기 2차 분리기(32)를 통과한 유체를 10℃, 50기압으로 유지되는 3차 분리기(34)로 혼입시켜 아스타산틴을 회수하였다.
그 다음, 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)의 압력을 500기압으로 승압시켜 다시 1시간동안 초임계 이산화탄소를 흘려주며 아스타산틴을 추출하였다. 한편, 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)로 배출되는 고압의 초임계 유체를 1차 분리기(20)로 혼입시켜 아스타산틴을 회수하였다. 그 다음, 상기 분리된 기상의 이산화탄소를 온도 10℃, 압력 50기압으로 유지되는 3차 분리기(34)로 혼입시켜 최종적으로 아스타산틴을 회수하였으며, 이후 3차 분리기를 통과한 이산화탄소는 5℃, 50 기압의 내각장치(6)를 거쳐 제 1 고압 액체펌프(8)로 순환 시켰다.
그 결과, 1차 분리기(30)에서 아스타산틴의 농도는 56.09mg/g, 카로테노이드 농도는 80.18mg/g인 추출물 1.53g을 수득하였고, 2차 분리기(32)에서 아스타산틴의 농도 1.605mg/g, 카로테노이드 농도 2.074mg/g인 추출물 126.45g을 수득하였으며, 3차 분리기(34)에서는 추출물이 거의 수득되지 않았다.
<실시예 4>
도 4와 같은 초임계 유체 추출장치를 구성한 후 실시예 1과 동일한 농도의 파피아 로도지마 효모를 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)에 충진하고, 상기 파피아 로도지마 효모가 충진된 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)의 온도를 80℃로 유지한 상태에서 온도 80℃, 압력 300기압의 초임계 이산화탄소를 4.7kg/h의 속도로 1시간 주입하였다. 그 다음, 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)로부터 배출되는 초임계 유체를 20℃, 60기압으로 유지되는 2차 분리기(32)로 유도하여 유분 및 아스타산틴을 회수하고, 상기 2차 분리기(32)를 통과한 유체를 10℃, 50기압으로 유지되는 3차 분리기(34)로 혼입시켜 아스타산틴을 회수하였다.
그 다음, 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)의 온도로 80℃, 압력을 300기압으로 유지하면서 2.5시간동안 초임계 이산화탄소를 흘려주며 아스타산틴을 추출하였다. 한편, 상기 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)로 배출되는 고압의 초임계 유체를 1차 분리기(20)로 혼입시켜 아스타산틴을 회수하였다.
그 다음, 상기 분리된 기상의 이산화탄소를 온도 10℃, 압력 50기압으로 유지되는 3차 분리기(34)로 혼입시켜 최종적으로 아스타산틴을 회수하였으며, 이후 3차 분리기를 통과한 이산화탄소는 5℃, 50 기압의 내각장치(6)를 거쳐 제 1 고압 액체펌프(8)로 순환 시켰다.
그 결과, 1차 분리기(30)에서 아스타산틴의 농도는 60.60mg/g, 카로테노이드 농도는 84.70mg/g인 추출물 1.20g을 수득하였고, 2차 분리기(32)에서 아스타산틴의 농도 1.70mg/g, 카로테노이드 농도 2.20mg/g인 추출물 123.14g을 수득하였으며, 3차 분리기(34)에서는 추출물이 거의 수득되지 않았다.
상기 실시예 1 내지 실시예 4에 의하여 수득된 아스타산틴 및 카로테노이드를 다음과 같이 정량분석 하였다.
<실험>
아스타산틴과 카로테노이드 정량분석.
1. 아스타산틴 정량분석
초임계 이산화탄소를 이용한 초임계 유체 추출하기 전에 효모내에 존재하는 아스타산틴의 양을 측정하기 위하여 건조된 파피아 로도지마 효모를 시험관에 충진한 후 다수의 유리구슬과 다이메틸포아마이드를 상기 시험관에 혼입하였다. 그 다음, 상기 파피아 로도지마 효모의 세포벽을 파쇄한 후 원심분리시키고 상등액을 제거하였다.
상등액이 제거된 파피아 로도지마 효모를 포함하는 잔여 용액에 아세톤을 첨가하여 아스타산틴을 재차 추출하고 470nm에서 흡광도가 0.05이하가 될 때까지 약 4 내지 5회에 걸쳐 반복적으로 추출하였다. 상기 반복추출 후 헥산을 상기 혼합액에 첨가하여 헥산 대 아세톤 비율이 82:18이 되도록 하였다. 그 다음, 0.2 마이크론(micron) PTFE필터로 여과한 후 HPLC에 상기 혼합물을 주입하였다.
상기 HPLC 분석조건으로 이동상은 헥산:아세톤=82:18, 컬럼은 Luna-silica, 3 micron, 46mm×150mm, 시료주입량은 20㎕, 유속은 1.2ml/min, 흡광파장은 474nm였다.
한편, 실시예 1 내지 4의 초임계 유체 추출방법을 이용하여 수득된 추출물을 상기 조건과 동일한 HPLC로 분석하였으며, 그 결과를 표 1 및 도 5로 나타냈다.
1차 분리기 2차 분리기
아스타산틴농도(mg/g) 총추출량(g) 아스타산틴농도(mg/g) 총추출량(g)
실시예 1 2.139 125.96 - -
실시예 2 52.70 1.65 1.600 126.33
실시예 3 56.09 1.53 1.605 126.45
실시예 4 60.60 1.20 1.700 123.14
2. 카로테노이드 정량분석
아세톤을 표준용액으로하여 470nm에서 추출시료의 흡광도를 측정한 후 하기 수학식으로 계산하였다.
여기서,
E : 추출계수([E1%]=2100)
V : 시료부피(mL)
G : 건조된 파피아 로도지마(g)
그 결과를 표 2로 나타냈다.
1차 분리기 2차 분리기
카로테노이드농도(mg/g) 총추출량(g) 카로테노이드농도(mg/g) 총추출량(g)
실시예 1 2.97 125.96 - -
실시예 2 73.66 1.65 2.09 126.33
실시예 3 80.18 1.53 2.074 126.45
실시예 4 84.70 1.20 2.20 123.14
본 발명은 파피아 로도지마 효모로부터 초임계 유체 추출을 통하여 아스타산틴 추출물을 수득함으로써 종래의 아스타산틴 추출방법에 비하여 고순도의 아스타산틴을 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 유기용매 사용을 최소화할 수 있으므로 어류사료나 식품 첨가제에 국한되어 있는 아스타산틴의 용도를 화장품 및 의약품의 첨가제로 사용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 초임계 유체로 사용되는 유체가 저장되어 있는 유체 저장탱크(2), 상기 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체가 유입되어 저온으로 냉각되는 냉각장치(6), 상기 냉각장치(6)를 통과하며 냉각된 유체를 여과하는 여과기(42), 상기 여과기(42)를 통과한 유체를 압축하여 고압 유체로 제조하는 제 1 고압액체펌프(8), 상기 고압 유체를 초임계 유체로 가열하는 열교환기(10), 상기 열교환기(10)에 의하여 제조된 초임계 유체가 혼입되어 아스타산틴을 추출하는 추출기 및 상기 추출기를 통과한 초임계 유체가 혼입되어 아스타산틴을 회수하는 분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출장치.
  2. 초임계 유체로 사용되는 유체가 저장되어 있는 유체 저장탱크(2), 상기 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체가 유입되어 저온으로 냉각되는 냉각장치(6), 상기 냉각장치(6)를 통과한 냉각된 유체를 여과하는 여과기(42), 상기 여과기(42)를 통과한 유체를 압축하여 초임계 유체를 제조하는 제 1 고압액체펌프(8), 상기 제 1 고압액체펌프(8) 및 열과환기(10)에 의하여 제조된 초임계 유체가 혼입되어 아스타산틴을 추출하는 추출기, 상기 추출기를 통과한 초임계 유체가 유입되어 아스타산틴을 회수하는 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32), 상기 추출기로부터 상기 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32)로 연결되는 배관에 각각 설치되어 제 1 추출기(20) 및 제 2 추출기(22)의 내부 압력을 조절하는 제 1 후방 압력조절기(24) 및 제 2 후방압력조절기(26), 상기 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32)를 통과한 초임계 유체가 유입되는 3차 분리기(34), 상기 3차 분리기(34)와 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32)를 연결하는 배관 각각에 형성되어 1차 분리기(30) 및 2차 분리기(32) 내부의 압력을 조절하는 제 3 후방 압력 조절기(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 유체 저장탱크(2)에 저장되어 있는 유체가 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 유체 저장탱크(2)와 상기 냉각장치(6) 사이에 연결설치된 보조용매가 채워져 있는 보조용매탱크(48)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조용매탱크(48)에 저장되어 있는 용매가 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 추출기가 직렬 또는 병렬로 다수개 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분리기가 직렬 또는 병렬로 다수개 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출장치.
  8. 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체가 전방압력조절기(4)를 통과하여 냉각장치(6)로 혼입되어 냉각되고, 상기 냉각된 유체는 여과기(42)를 통과하며 여과되고, 여과된 상기 유체는 제 1 고압액체펌프(8)로 혼입되어 승압됨으로써 고압 유체로 제조되고, 상기 고압 유체를 열교환기(10)로 혼입시켜 가열하여 초임계 유체로 제조하고, 가열된 초임계 유체를 제 1 추출기(22) 또는 제 2 추출기(22)로 이송하여 아스타산틴을 추출하고, 상기 아스타산틴을 추출한 초임계 유체를 1차 분리기(30)로 유입시켜 유분 및 아스타산틴을 회수하고, 상기 1차 분리기(30)를 통과한 유체를 2차 분리기(32)로 혼입시켜 잔존하는 아스타산틴을 회수하고, 상기 2차 분리기(32)를 통과한 유체를 3차 분리기(34)로 혼입시켜 최종적인 유분 및 아스타산틴을 추출하고, 상기 3차 분리기(34)에서 유분 및 아스타산틴이 회수된 유체를 냉각장치(6)로 이송시켜 추출공정에 재 사용하는 것을 포함하는 아스타산틴 추출방법.
  9. 유체 저장탱크(2)로부터 배출되는 유체가 전방압력조절기(4)를 통과하여 냉각장치(6)로 혼입되어 냉각되고, 상기 냉각된 유체는 여과기(42)를 통과하며 여과되고, 여과된 상기 유체는 제 1 고압액체펌프(8)로 혼입되어 승압됨으로써 고압 유체로 제조되고, 상기 고압 유체를 열교환기(10)로 혼입시켜 가열하여 초임계 유체로 제조하고, 가열된 초임계 유체를 100 내지 300기압의 저압으로 하여 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)에 흘려주어 아스타산틴을 추출하고, 상기 아스타산틴을 추출한 초임계 유체를 2차 분리기(32)로 유입시켜 유분 및 아스타산틴을 회수하고, 상기 2차 분리기(32)를 통과한 유체를 3차 분리기(34)로 혼입시켜 유분 및 아스타산틴을 추출하고, 상기 유분 및 아스타산틴이 회수된 유체를 냉각장치(6)로 이송시켜 추출공정에 재사용하며, 상기 100 내지 300기압의 저압으로 일정시간 추출한 후 초임계 유체를 300 내지 700의 고압으로 제 1 추출기(20) 또는 제 2 추출기(22)에 흘려주어 아스타산틴을 추출하고, 상기 아스타산틴을 추출한 초임계 유체를 1차 분리기(30)로 유입시켜 유분 및 아스타산틴을 회수하고, 상기 1차 분리기(30)를 통과한 유체를 3차 분리기(34)로 혼입시켜 유분 및 아스타산틴을 추출하고, 상기 3차 분리기(34)에서 유분 및 아스타산틴이 회수된 유체를 냉각장치(6)로 이송시켜 추출공정에 재사용하는 것을 포함하는 아스타산틴 추출방법.
  10. 제 8항 또는 제 9항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각장치(6)에 의하여 냉각된 유체의 온도가 0 내지 10℃인 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출방법.
  11. 제 8항 또는 제 9항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 고압액체펌프(8)로 혼입되어 승압되는 유체의 압력이 200 내지 700기압인 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출방법.
  12. 제 8항 또는 제 9항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기(10)로 혼입되어 가열되는 유체의 온도가 30 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 아스타산틴 추출방법.
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