KR100828927B1 - 편백나무의 정유 추출 방법 - Google Patents

편백나무의 정유 추출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편백나무의 정유 추출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편백나무의 가지와 잎을 이용하여 각종 항균제, 화장품, 의류, 의약품 등에 이용할 수 있도록 정유를 추출하기 위한 편백나무의 정유 추출 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방법은, 편백나무를 채취하여 가지와 잎을 분리하고 물로 세척하는 단계와; 세척된 가지와 잎을 증류 탱크에 넣고 가열수단을 이용하여 고온의 스팀을 공급하는 단계와; 증류 탱크 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기에 공급하는 단계와; 냉각기에 의해 응축된 정유 성분이 함유된 수증기를 정유 탱크에 공급하여 정유를 추출하는 단계와; 증류 탱크의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
편백나무, 정유 추출, 항균, 소취

Description

편백나무의 정유 추출 방법{Essential oil extraction method of chamaecyparis obtusa}
도 1은 본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방법을 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방법을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방법의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 증류 탱크
11 : 뚜껑
12 : 연결관
121 : 압력계, 122 : 온도계
13 : 배출관
131 : 밸브
2 : 가열수단
3 : 냉각기
4 : 정유 탱크
5 : 냉동기
6 : 분쇄기
7 : 스테인레스 망
본 발명은 편백나무의 정유 추출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편백나무의 가지와 잎을 이용하여 각종 항균제, 화장품, 의류, 의약품 등에 이용할 수 있도록 정유를 추출하기 위한 편백나무의 정유 추출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 정유라 함은, 수목이 만들어 발산하는 휘발성물질로서, 우리들의 몸을 쾌적하게 해주며 항균, 방충, 소취 등 다양한 기능을 제공한다.
특히 수목에 존재하는 휘발성 성분인 정유는 식물의 2차 대사물질로서 다양한 생리활성을 가지고 있으며 소나무, 잣나무, 편백나무, 화백나무 등과 같은 침엽수에서 추출한 정유 성분은 혈중 콜레스테롤 농도를 저하시키는 효과가 있다고 보고된 바 있다.
한편, 수목에서 정유를 추출하는 방법으로는 수증기 증류법이 주로 사용되고 있다. 정유의 대부분은 물에 녹지 않으므로 수증기의 열에 의해 향기성분이 변화되지 않는 방법으로 널리 사용되고 있는 방법이다.
서로 불용인 혼합물 증기의 전 압력은 순성분 각각의 증기압의 합과 같아지므로 정유의 증기압과 물의 증기압의 합이 증류조 내의 압력과 같아지면, 정유는 수증기와 함께 비등하여 유출하게 된다. 정유 성분의 비점(150~350도)보다 훨씬 낮 은 온도에서 유출시킬 수 있으므로 성분의 분해나 변질의 염려가 거의 없다. 잎, 줄기, 뿌리의 경우는 수확한 직후 또는 중량의 1/3 내지 1/4 정도로 건조한 것을 사용하며, 가지나 줄기, 근주는 절삭기로 잘게 부수어 사용하고, 종자나 열매는 분쇄기로 분말화한 다음 수증기 증류한다.
그러나, 종래의 수증기 증류법은 단위 시간 당 추출 효율이 낮아 경제적이지 못하였으며, 유효 성분이 분해 또는 변질되는 것을 막을 수는 있지만, 고온ㆍ고압의 수증기를 이용하므로 열과 압력에 민감한 정유 성분들이 쉽게 휘발되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 편백나무 정유를 사용 용도에 따라 보다 효과적이면서 경제적으로 추출하기 위한 편백나무의 정유 추출 방법을 제공하는데 있다.
또한, 다른 용도로 사용하기 위한 정유 추출 단계를 진행하는 과정에서 정유 성분을 높이기 위하여 최초로 추출된 정유를 냉동시켜 사용함으로써 분쇄 시 마찰에 의해 정유 성분이 휘발되는 물성의 손실을 예방할 수 있는 편백나무의 정유 추출 방법을 제공하는데 있다.
또한, 정유 추출 단계를 여러 번 진행하여 사용 용도에 맞는 정유를 추출해낼 수 있는 편백나무의 정유 추출 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방 법은, 편백나무를 채취하여 가지와 잎을 분리하고 물로 세척하는 단계와; 세척된 가지와 잎을 증류 탱크에 넣고 가열수단을 이용하여 고온의 스팀을 공급하는 단계와; 증류 탱크 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기에 공급하는 단계와; 냉각기에 의해 응축된 정유 성분이 함유된 수증기를 정유 탱크에 공급하여 정유를 추출하는 단계와; 증류 탱크의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 편백나무의 정유 추출 방법은, 정유 탱크에서 추출된 정유를 별도의 냉동기에 공급하여 냉동시키는 단계와; 냉동기에 의해 생성된 얼음과 편백나무 잎을 분쇄기에 공급하여 분쇄하는 단계와; 분쇄기에 의해 분쇄된 혼합물을 다른 증류 탱크에 넣고 가열과 냉각 단계를 거쳐 정유를 추출하고 증류 탱크의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 편백나무의 정유 추출 방법은, 상기 혼합물에 의해 추출된 정유를 다른 증류 탱크에 넣고 가열수단을 이용하여 고온의 스팀을 공급하는 단계와; 증류 탱크 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기에 공급하는 단계와; 냉각기에 의해 응축된 정유 성분이 함유된 수증기를 또 다른 증류 탱크에 공급하는 단계와; 증류 탱크의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계;를 반복적으로 수행함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방법을 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방법을 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방법의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 편백나무의 정유 추출 방법은, 편백나무를 채취하여 가지와 잎을 분리하고 물로 세척하는 단계(100)와; 세척된 가지와 잎을 증류 탱크(1)에 넣고 가열수단(2)을 이용하여 고온의 스팀을 공급하는 단계(200)와; 증류 탱크(1) 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기(3)에 공급하는 단계(300)와; 냉각기(3)에 의해 응축된 정유 성분이 함유된 수증기를 정유 탱크(4)에 공급하여 정유를 추출하는 단계(400)와; 증류 탱크(1)의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계(500);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 편백나무를 채취하여 가지와 잎을 분리하고 물로 세척하는 단계(100)에서는, 편백나무의 채취시기는 봄은 3월~4월, 여름은 7월~8월, 가을은 10~11월, 겨울은 1~2월에 채취하는 것이 바람직하다.
각 계절별 잎의 함수율은 봄은 약 48%, 여름은 약 62%, 가을은 약 56%, 겨울은 약 57%이며, 잎의 채취는 지면에서 약 2m 높이 부근 가지를 절단한 후 잎을 분리한다. 그리고 채취한 가지와 잎을 깨끗한 물에 세척하여 가지와 잎에 묻어 있는 이물질 등을 제거한다.
세척된 가지와 잎을 증류 탱크(1)에 넣고 가열수단(2)을 이용하여 고온의 스팀을 공급하는 단계(200)에서는, 편백나무의 가지와 잎의 무게가 많이 나가기 때문 에 호이스트(도시하지 않음)를 이용하여 이동시킨다. 호이스트에 의해 이동시킬 수 있도록 스테인레스 망(7)을 준비하여 내부에 편백나무의 가지와 잎을 넣는다. 그리고 증류 탱크(1)의 뚜껑(11)을 개방하고 증류 탱크(1)의 내부 공간에 스테인레스 망(7)에 포함된 편백나무의 가지와 잎을 공급한 후 증류 탱크(1)의 내부에 물을 공급한다. 그리고 뚜껑(11)을 닫고 증류 탱크(1)의 일측에 설치된 가열수단(2)을 작동시켜 증류 탱크(1)의 내부 온도를 상승시킨다.
특히 상기 가열수단(2)은 가스, 전기, 증기 등의 열을 가하여 증류 탱크(1)의 내부 온도를 높이는 장치로서 버너, 전기로, 히터, 보일러 등이 이용될 수 있다.
증류 탱크(1) 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기(3)에 공급하는 단계(300)에서는, 증류 탱크(1)에 연결된 연결관(12)에 설치된 압력계(121)와 온도계(122)를 통해 증류 탱크(1)의 내부 압력과 온도를 확인할 수 있는 것이다. 즉 정유 성분이 함유된 수증기는 압력에 의해 냉각기(3)로 이동시킨다.
냉각기에 의해 응축된 정유 성분이 함유된 수증기를 정유 탱크에 공급하여 정유를 추출하는 단계(400)에서는, 증류 탱크(1)로부터 압력에 의해 이동된 수증기는 냉각기(3)에 의해 열교환되어 응축되는 것이다. 응축된 수증기는 정유 탱크(4)로 공급되고 수증기 내에 포함되어 있던 정유 성분은 액체의 정유로 추출되는 것이다.
증류 탱크(1)의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계(500)에서는, 가열수단(2)에 의해 고온의 스팀이 증류 탱크(1)에 공급되면서 편백나무의 가지와 잎에서 생성되는 추출액이 증류 탱크(1)의 하부에 분리된다.
분리된 추출액을 증류 탱크(1)의 배출관(13)에 설치된 밸브(131)를 개방시켜 외부로 배출한 다음 소취 제거 및 살충용으로 사용한다.
한편, 본 발명의 편백나무의 정유 추출 방법은 정유 탱크(4)에서 추출된 정유를 별도의 냉동기(5)에 공급하여 냉동시키는 단계와; 냉동기(5)에 의해 생성된 얼음과 편백나무 잎을 분쇄기(6)에 공급하여 분쇄하는 단계와; 분쇄기(6)에 의해 분쇄된 혼합물을 다른 증류 탱크(1a)에 넣고 가열과 냉각 단계를 거쳐 정유를 추출하고 증류 탱크(1a)의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계를 더 포함한다.
따라서 상기와 같이 1차로 추출된 정유를 냉동시켜 생성된 얼음과 편백나무 잎을 2차 정유 추출을 위해 분쇄시킬 경우에 정유 성분이 휘발되는 것을 예방함으로써 편백나무 잎의 정유 함수율을 높일 수 있는 것이다.
그리고 상기 분쇄기(6)에 의해 분쇄된 혼합물을 다른 증류 탱크(1a)에 넣고 가열과 냉각 단계를 거쳐 정유를 추출하고 증류 탱크(1a)의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계에서 가열과 냉각 단계는, 가열수단(2)을 이용하여 고온의 스팀을 공급하는 단계와, 증류 탱크(1a) 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기(3)에 공급하는 단계를 말한다.
한편, 본 발명의 편백나무의 정유 추출 방법은 상기 혼합물에 의해 추출된 정유를 다른 증류 탱크(1b)에 넣고 가열수단(2)을 이용하여 고온의 스팀을 공급하 는 단계와; 증류 탱크(1b) 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기(3)에 공급하는 단계와; 냉각기(3)에 의해 응축된 정유 성분이 함유된 수증기를 또 다른 증류 탱크(1c)에 공급하는 단계와; 증류 탱크(1b)의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계;를 반복적으로 수행한다.
특히 상기 단계를 수행함에 있어서는, 얼음과 편백나무 잎을 분쇄하여 추출된 2차 정유를 가지고 단계적으로 사용한다. 따라서 2차 추출 단계를 통해 얻어진 정유는 함수율이 높기 때문에 사용 용도에 맞는 정유를 추출해 내는데 큰 역할을 하는 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 1차 추출 정유를 냉동시켜 생성된 얼음과 편백나무 입을 분쇄한 혼합물을 다른 증류 탱크(1a)에 넣고 가열수단(2)을 이용하여 고온의 스팀을 공급하고 증류 탱크(1a) 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기(3)에 공급한다. 냉각기(3)를 통과한 응축된 정유 성분이 함유된 수증기는 또 다른 증류 탱크(1b)로 공급되게 되고 2차 정유가 추출된다.
이때 2차 정유는 3차 정유 추출을 위해 다른 증류 탱크(1c)로 이동되고, 혼합물이 들어 있는 증류 탱크(1a)의 하부에 분리된 2차 추출액은 외부로 배출하여 음수용으로 사용한다.
그 밖의 추출 단계를 통해 얻어지는 추출액과 정유의 사용 용도를 설명하면 다음과 같다.
3차 정유는 증류 탱크(1c)에서 추출되어 4차 정유 추출을 위해 다른 증류 탱 크(1d)로 이동되고, 3차 추출액은 2차 정유가 추출된 증류 탱크(1b)의 하부에서 분리되어 소취제 및 살충제 등으로 사용한다.
4차 정유는, 증류 탱크(1d)에서 추출되어 5차 정유 추출을 위해 다른 증류 탱크(1e)로 이동되고, 4차 추출액은 3차 정유가 추출된 증류 탱크(1c)의 하부에서 분리되어 살균용 및 스프레이 등으로 사용한다.
5차 정유는, 증류 탱크(1e)에서 추출되어 6차 정유 추출을 위해 다른 증류 탱크(1f)로 이동되고, 5차 추출액은 4차 정유가 추출된 증류 탱크(1d)의 하부에서 분리되어 집 먼지 진드기 퇴치용 등으로 사용한다.
6차 정유는, 증류 탱크(1f)에서 추출되어 7차 정유 추출을 위해 다른 증류 탱크(1g)로 이동되고, 6차 추출액은 5차 정유가 추출된 증류 탱크(1e)의 하부에서 분리되어 아토피 및 피부질환 등으로 사용한다.
7차 정유는, 증류 탱크(1g)에서 추출되어 8차 정유 추출을 위해 다른 증류 탱크(1h)로 이동되고, 7차 추출액은 6차 정유가 추출된 증류 탱크(1f)의 하부에서 분리되어 화장품, 비누, 치약, 샴프 등으로 사용한다.
8차 정유는, 증류 탱크(1h)에서 추출되어 9차 정유 추출을 위해 다른 증류 탱크(1i)로 이동되고, 8차 추출액은 7차 정유가 추출된 증류 탱크(1g)의 하부에서 분리되어 의류, 생리대, 기저귀 등으로 사용한다.
마지막으로 9차에서 분리된 추출액은 의료용 등으로 사용한다.
한편, 상기와 같은 정유의 용도는 국내 기관인 산림청 국립 산림과학원, 충북대 동물의학연구소, 한국의류시험연구원에 의해 입증된 실혐 결과에 따른 것으로 서, 충북대 동물의학연구소(저농도의 정유에서 항바이러스 효과가 있다는 결과. 2003년 9월~12월), 한국의류시험연구원(편백 정유를 마이크로캡슐화하여 섬유에 증착시킨 뒤 항균성, 피부자극에 대한 반응, 소취성, 집먼지 진드기 기피율 등의 실험. 2003년 5월), 산림청 국립 산림과학원과 충북대 동물의학연구소 공동(국내에서 생산되는 정유의 독성을 검증하기 위한 실험. 1998년 6월) 등이 알려져 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 편백나무의 정유 추출 방법은, 편백나무 정유를 사용 용도에 따라 보다 효과적이면서 경제적으로 추출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다른 용도로 사용하기 위한 정유 추출 단계를 진행하는 과정에서 정유 성분을 높이기 위하여 최초로 추출된 정유를 냉동시켜 사용함으로써 분쇄 시 마찰에 의해 정유 성분이 휘발되는 물성의 손실을 예방하여 추출 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 정유 추출 단계를 여러 번 진행하여 사용 용도에 맞는 정유를 추출해낼 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (3)

  1. 편백나무를 채취하여 가지와 잎을 분리하고 물로 세척하는 단계와;
    세척된 가지와 잎을 증류 탱크에 넣고 가열수단을 이용하여 고온의 스팀을 공급하는 단계와;
    증류 탱크 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기에 공급하는 단계와;
    냉각기에 의해 응축된 정유 성분이 함유된 수증기를 정유 탱크에 공급하여 정유를 추출하는 단계와;
    정유 탱크에서 추출된 정유를 별도의 냉동기에 공급하여 냉동시키는 단계와;
    냉동기에 의해 생성된 얼음과 편백나무 잎을 분쇄기에 공급하여 분쇄하는 단계와;
    분쇄기에 의해 분쇄된 혼합물을 다른 증류 탱크에 넣고 가열과 냉각 단계를 거쳐 정유를 추출하고 증류 탱크의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 편백나무의 정유 추출 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 편백나무의 정유 추출 방법은,
    상기 혼합물에 의해 추출된 정유를 다른 증류 탱크에 넣고 가열수단을 이용하여 고온의 스팀을 공급하는 단계와;
    증류 탱크 내부에 공급된 고온의 스팀에 의해 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기에 공급하는 단계와;
    냉각기에 의해 응축된 정유 성분이 함유된 수증기를 또 다른 증류 탱크에 공급하는 단계와;
    증류 탱크의 하부에 분리된 추출액을 외부로 배출하는 단계;를 반복적으로 수행함을 특징으로 하는 편백나무의 정유 추출 방법.
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