KR101436285B1 - 지방산 유도체 생산장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지방산 유도체 생산장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반응장치를 복수 개 구비하여 반응준비에 필요한 시간을 절약하도록 할 수 있음은 물론 반응공정이 진행되고 있는 반응장치에서 발생하는 암모니아를 회수하여 반응준비를 하고 있는 반응장치로 투입하여 재활용함으로써 원료를 절감하고, 오염물질을 줄일 수 있는 지방산 유도체 생산장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 지방산을 반응시키는 반응장치와, 상기 반응장치에서 반응시킨 지방산에서 반응이 완료된 지방산을 분리하는 처리장치와, 상기 처리장치에서 분리된 반응이 완료된 지방산을 정제하는 정제장치와, 상기 정제장치에서 정제된 지방산유도체를 분말화하는 분말화장치 및 상기 분말화된 지방산유도체를 포장하는 포장장치를 포함하여 구성되는 지방산유도체 생산장치에 있어서, 상기 반응장치는 제1 반응장치와 제2 반응장치로 구성되며, 상기 제1 반응장치가 반응공정을 진행하는 동안에 상기 제2 반응장치는 반응준비공정을 진행하여 반응공정을 마친 지방산이 처리장치로 연속적으로 투입될 수 있도록 할 수 있다.

Description

지방산 유도체 생산장치{FMANUFACTURING EQUIPMENT FOR ATTY ACID DERIVATIVES}
본 발명은 지방산 유도체 생산장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반응장치를 복수 개 구비하여 반응준비에 필요한 시간을 절약하도록 할 수 있음은 물론 반응공정이 진행되고 있는 반응장치에서 발생하는 암모니아를 회수하여 반응준비를 하고 있는 반응장치로 투입하여 재활용함으로써 원료를 절감하고, 오염물질을 줄일 수 있는 지방산 유도체 생산장치에 관한 것이다.
지방산유도체는 계면활성제, 비누, 화장품, 의약품, 윤활유 또는 바이오디젤 등의 원료로 광범위하게 사용되는 매우 유용한 물질이다. 지방산유도체는 지방산을 암모니아(NH3)와 반응시키거나 에스테르(ester) 반응을 통하여 생산할 수 있으며, 이미 오래전부터 다양한 종류가 생산되고 있는 공지의 물질이다.
도 1은 종래에 암모니아를 이용하여 지방산유도체를 생산하는 계략적인 공정을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 지방산유도체는 반응공정(10), 처리공정(30), 정제공정(50), 분말화공정(70) 및 포장공정(90)을 통하여 생산되는데, 반응공정(10)은 지방산을 반응장치에 투입하여 질소퍼징(Nitrogen purging)을 한 후에 암모니아(NH3)를 투입하여 반응을 시키게 된다. 반응공정(10)은 반응온도 150~250℃, 반응압력은 5~15Kg/cm2에서 수 시간 동안 반응을 시킨 후에 처리공정(30)이 진행된다. 처리공정(30)은 반응장치 내에서 이루어질 수도 있고 별도의 처리장치에서 이루어질 수도 있다. 처리공정(30)은 반응공정(10)에서 반응이 완료된 지방산에 가성소다(NaOH, 수산화나트륨)를 투입하여 미반응된 지방산을 반응이 완료된 지방산과 분리하는 공정이다. 지방산과 암모니아 반응시킬 때 오랫동안 반응을 시킬수록 반응 수율이 증가하겠지만, 반응시간이 오래 걸릴수록 생산성은 떨어지게 된다. 따라서 생산성을 고려한 효율을 생각하면 미량의 잔류 지방산을 반응시키는 것보다 일정 수율에서 반응을 멈추는 것이 효율적이다. 일반적으로 암모니아와 지방산의 반응이 85~95% 정도가 되었을 때 가장 효율적인 공정이 된다. 이처럼 지방산과 암모니아의 반응이 종료된 후에 미반응 지방산을 분리하기 위하여 처리공정(30)이 필요한 것이다. 처리공정(30)에서는 반응이 완료된 지방산과 반응이 되지 않은 지방산을 분리하여 반응이 완료된 지방산을 정제공정(50)으로 보내게 된다. 정제공정(50)에서는 반응이 완료된 지방산만을 고순도로 정제하고, 분말화공정(70)에서는 고순도의 지방산유도체를 분말화하여, 포장공정(90)에서 포장을 하게 된다. 상기와 같은 방식의 지방산유도체 생산방법은 종래에 광범위하게 사용되는 공지의 기술로 이에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기와 같은 구조에서 종래에는 반응공정(10)에 사용되는 반응장치가 1개로 이루어져 있는 경우가 일반적인데, 반응장치가 1개로 이루어져 있는 경우에는 반응준비단계에 소요되는 시간으로 인하여 지방산유도체를 생산하는 전체 공정시간이 길어지게 되는 문제점이 있다. 즉, 지방산을 반응장치에 투입하여 질소퍼징을 하고, 암모니아를 투입하여 반응공정(10)을 진행하기 위하여 반응장치의 온도를 150~250℃로 가열하게 되는데, 이러한 공정은 사실상 준비공정임에도 불구하고 많은 시간이 소요되기 때문에 전체공정시간을 증가시키는 원인이 되는 것이다. 또한, 종래의 지방산유도체 생산과정에서는 반응공정(10)에서 방출되는 암모니아(NH3)가 그대로 버려졌기 때문에 원료의 낭비로 인한 생산원가의 상승은 물론 환경오염을 유발하는 문제점이 있었다. 따라서 반응준비에 소요되는 시간을 줄이고, 반응장치에서 버려지는 암모니아를 회수하여 재사용할 수 있는 기술이 필요하다.
KR 10-1347145 A KR 10-2007-0103441 A KR 10-2012-0131529 A JP 2012-246285 A JP 2013-67590 A JP 2013-233142 A JP 2014-15623 A
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 반응공정에 사용되는 반응장치를 복수 개로 구성하여 하나의 반응장치에서 반응공정이 이루어지는 동안에 다른 반응장치에서 미리 반응준비를 하여 제품생산이 연속적으로 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다. 또한, 반응공정이 진행되는 반응장치에서 유출되는 암모니아를 회수하여 반응준비를 하는 반응장치에 투입하여 재사용할 수 있도록 함으로써 생산원가를 절감함은 물론 환경오염을 줄일 수 있는 지방산유도체 생산장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 지방산을 반응시키는 반응장치와, 상기 반응장치에서 반응시킨 지방산에서 반응이 완료된 지방산을 분리하는 처리장치와, 상기 처리장치에서 분리된 반응이 완료된 지방산을 정제하는 정제장치와, 상기 정제장치에서 정제된 지방산유도체를 분말화하는 분말화장치 및 상기 분말화된 지방산유도체를 포장하는 포장장치를 포함하여 구성되는 지방산유도체 생산장치에 있어서, 상기 반응장치는 제1 반응장치와 제2 반응장치로 구성되며, 상기 제1 반응장치가 반응공정을 진행하는 동안에 상기 제2 반응장치는 반응준비공정을 진행하여 반응공정을 마친 지방산이 처리장치로 연속적으로 투입될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치는 직렬로 연결되어 상기 제1 반응장치에서 반응준비공정이 완료된 지방산이 상기 제2 반응장치로 이송되어 반응공정을 진행하며, 상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치는 암모니아펌프로 연결되어 상기 제2 반응장치에서 반응공정이 진행되는 동안에 발생하는 암모니아를 상기 제1 반응장치로 이송하여 투입할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 암모니아 암모니아펌프에는 냉각장치가 더 구비되어 상기 제2 반응장치에서 발생하는 기체상태의 암모니아를 액화하여 상기 제1 반응장치로 이송시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치는 병렬로 연결되어, 상기 제1 반응장치 또는 제2 반응장치 중 어느 하나의 반응장치에서 반응공정이 진행되는 동안에 다른 반응장치에서는 반응준비공정이 진행되고, 상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치 사이에는 암모니아펌프가 더 구비되어 반응공정이 수행되는 반응장치에서 발생하는 암모니아를 회수하여 반응준비공정이 진행되는 반응탱크로 공급할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치는 반응탱크와 상기 반응탱크의 내부에 구비되는 교반장치와 상기 반응탱크의 외측에 구비되는 가열장치 및 상기 가열장치와 상기 반응탱크의 전부나 일부를 감싸면서 단열하는 단열부로 구성되며, 상기 단열부는 상기 반응탱크의 외측에 구비되는 가열장치와 상기 반응탱크의 외측을 에어로겔(aerogel)단열층이 감싸도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 지방산유도체 생산장치에 의하면 반응공정에서 복수의 반응장치를 구비하여 하나의 반응장치에서 반응공정이 진행되는 동안 다른 반응장치에서 반응준비공정을 진행하여 반응공정이 연속적으로 이루어질 수 있기 때문에 전체 생산시간이 절감되어 생산원가를 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 반응공정이 진행되는 반응장치에서 나오는 암모니아를 회수하여 반응준비를 하는 반응장치에 재투입함으로써 암모니아의 사용량을 줄일 수 있음은 물론, 암모니아의 배출로 인하여 발생하는 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래에 암모니아를 이용하여 지방산유도체를 생산하는 계략적인 공정을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 반응장치와 처리장치의 일례를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 지방산 유도체 생산장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 지방산유도체 생산장치는 지방산을 반응시키는 반응장치(10)와, 상기 반응장치(10)에서 반응시킨 지방산에서 반응이 완료된 지방산을 분리하는 처리장치(30)와, 상기 처리장치(30)에서 분리된 반응이 완료된 지방산을 정제하는 정제장치(50)와, 상기 정제장치(50)에서 정제된 지방산유도체를 분말화하는 분말화장치(70) 및 상기 분말화된 지방산유도체를 포장하는 포장장치(90)를 포함하여 구성되며, 상기 반응장치(10)는 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)로 구성되어, 상기 제1 반응장치(110)가 반응공정을 진행하는 동안에 상기 제2 반응장치(130)는 반응준비공정을 진행하여 반응공정을 마친 지방산이 처리장치로 연속적으로 투입될 수 있도록 할 수 있다. 여기서 처리장치(30)는 지방산과 암모니아를 혼합하여 반응이 완료된 암모니아에 가성소다(NaOH; 수산화나트륨)을 투입하여 반응이 이루어진 원료와 반응이 이루어지지 않은 상태로 부분적으로 존재하는 원료를 분리하는 역할을 하고, 정제장치(50)는 분리된 원료 중 반응이 완료된 원료를 다시 정제하여 고순도의 지방산유도체로 만드는 역할을 하며, 분말화장치(70)는 고순도의 지방산유도체를 분말형태로 만드는 역할을 하며, 포장장치(90)는 분말화된 지방산유도체를 포장하는 역할을 한다. 상기와 같은 지방산유도체 생산공정 및 장치는 공지의 기술로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
반응장치(10)는 반응공정이 진행되는 것으로, 반응공정은 반응준비공정과 반응공정으로 구성될 수 있다. 반응준비공정은 지방산을 반응장치에 투입하여 질소퍼징(Nitrogen Purging)을 한 후에 반응에 필요한 온도로 반응장치를 가열하는 단계로 구성된다. 반응공정은 질소퍼징이 끝나고 반응장치가 반응온도로 가열된 상태에서 암모니아(NH3)를 반응장치(10)로 투입하여 수 내지 수십 시간 동안 반응을 시키는 단계이다.
본 발명에 따른 지방산유도체 생산장치는 반응장치(10)가 반응준비공정을 수행하는 제1 반응장치(110)와 반응공정을 수행하는 제2 반응장치(130)으로 구성된다. 일반적으로 반응공정에 소요되는 시간보다 처리장치(30) 또는 정제장치(50)에서 소요되는 시간이 짧다. 그리고 반응공정에서도 반응준비공정에 소요되는 시간이 상당히 길기 때문에 전체공정에 소요되는 시간은 반응공정의 시간에 의하여 결정되는 경향이 있다. 따라서 반응공정에 소요되는 시간은 생산성을 결정하는 요인이 되기 때문에, 반응공정시간을 줄이면 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 지방산유도체 생산장치는 반응공정에 최소한 2개 이상의 복수의 반응장치를 구비하여, 하나의 반응장치에서 반응공정이 진행되는 동안에 다른 반응장치에서 반응에 필요한 준비공정을 수행하여 반응공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 본 발명에 따른 지방산유도체 생산방법에 의하면, 종래에 일반적으로 사용되는 생산방법과 비교할 때 4~6시간의 생산공정을 단축할 수 있는 것으로 나타났다.
제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 병렬로 구성될 수 있다.즉, 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)가 처리장치(30)에 각각 연결되어 제1 반응장치(110)에서 처리장치(30)로 곧바로 투입될 수도 있고, 제2 반응장치(130)에서 처리장치(30)로 곧바로 투입될 수도 있다. 그리하여 제1 반응장치(110)에서 반응준비공정과 반응공정을 수행하고 상기 반응공정이 완료된 후에는 곧바로 처리장치(30)으로 투입되고, 제2 반응장치(130)에서는 별도로 반응준비공정과 반응공정을 수행하고 나서 반응이 완료된 지방산을 처리공정(30)으로 투입할 수 있다. 이때, 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)의 구동시간은 서로 다르게 하여, 처리장치(30)에서 처리공정이 완료되고 나면 제1 반응장치(110)에서 반응이 완료된 지방산을 처리장치(30)로 투입하고, 처리장치(30)에서 다시 처리공정이 완료되고 나면 제2 반응장치(130)에서 반응이 완료된 지방산이 순차적으로 처리장치(30)로 투입되도록 할 수 있도록 할 수 있다. 다만, 이러한 구성은 본 발명의 일례를 나타내는 것으로, 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)는 직렬로 연결되어 어느 하나의 반응장치는 반응준비공정만을 수행하고, 다른 하나의 반응장치는 반응공정만을 수행하도록 할 수도 있다. 즉, 제1 반응장치(110)에서는 반응준비공정만 수행하여 반응준비공정이 완료된 지방산을 제2 반응장치(130)로 이송하고, 제2 반응장치(130)에서는 반응공정만을 수행하여 처리장치(30)로 이송하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 지방산유도체 생산방법은 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)는 암모니아펌프(150)로 연결되어 어느 하나의 반응장치에서 발생하는 암모니아를 다른 반응장치로 이송하도록 할 수 있다.
반응공정은 약 150~250℃, 반응압력 5~15Kg/Cm2에서 지방산과 암모니아를 반응시키게 된다. 이때, 반응공정이 수행되는 반응장치에서는 암모니아가 액상 또는 기상의 상태로 일부 배출이 되는데, 종래에는 이렇게 배출된 암모니아가 그대로 버려지고 있었다. 그러나 이와 같이 암모니아가 그대로 배출되는 경우에는 다음 반응공정에서 소실된 암모니아의 양을 보충해 주어야 하기 때문에 결과적으로 반응공정에 사용되는 원료가 낭비되는 것이며, 유출된 암모니아는 주변환경을 오염시킬 뿐만 아니라 작업환경을 악화시키는 원인이 되기도 한다. 그런데, 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)의 사이에 암모니아펌프(150)를 구비하고 상기 암모니아펌프(150)는 배관을 통하여 상기 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)에 연결되도록 하여, 반응공정에서 배출되는 일부 암모니아를 반응준비공정으로 주입할 수 있다. 이처럼, 버려지는 암모니아를 회수하여 재활용함으로써 생산원가를 절감할 수 있음은 물론, 환경오염을 방지하고 근로환경도 개선할 수 있다.
암모니아펌프(150)는 반응공정에서 배출되는 암모니아를 반응준비공정으로 이송하는 역할을 한다. 따라서 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)가 병렬로 연결되어 있는 경우에는 각 반응장치에서 수행되는 공정에 따라 암모니아펌프(150)가 유출되는 암모니아를 이송해 주는 방향이 달라 지게 된다. 반응장치가 병렬로 연결되어 있는 경우에는 하나의 반응장치에서 반응준비공정이 진행되고 다른 반응장치에서는 반응공정이 진행되고 있을 때, 반응공정을 수행하고 있는 반응장치에서 배출되는 암모니아를 반응준비공정을 수행하고 있는 다른 반응장치로 이송하게 된다. 한편, 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)가 직렬로 연결되어 있는 경우에, 즉 제1 반응장치(110)에서 반응준비공정이 수행되고, 제2 반응장치(130)에서 반응공정이 수행되는 경우에는 상기 반응공정이 진행되는 제2 반응장치(130)에서 암모니아가 유출되기 때문에 상기 제2 반응장치(130)에서 제1 반응장치(110)로 유출되는 암모니아를 이송시켜주게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 암모니아는 반응준비공정이 완료된 후에 투입하는 것이 바람직하다. 따라서 필요한 경우에는 암모니아펌프(150)에 반응공정에서 배출되는 암모니아를 일시적으로 수용할 수 있는 암모니아수용부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 그리하여 반응공정에서 암모니아가 배출되고 있지만 반응준비공정이 아직 완료되지 않은 경우에는 암모니아를 일시적으로 저장하여 보관하다가 반응준비공정이 완료된 후에 상기 반응준비공정을 수행하는 반응탱크에 암모니아를 투입하도록 할 수 있다. 이때, 암모니아펌프(150)에는 냉각장치(미도시)가 더 구비되어 제2 반응장치(130)에서 발생 되는 기체상태의 암모니아를 액화하여 제1 반응장치(110)로 이송시킬 수 있다. 냉각장치는 공지의 다양한 형태가 적용될 수 있으며, 일례로 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)를 연결하는 배관을 냉각수 등으로 냉각시켜 이송관 내부의 암모니아를 액화시킬 수 있을 것이다.
제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)는 각각 반응탱크(120)와 상기 반응탱크(120)의 내부에 구비되는 교반장치(121)로 구성될 수 있으며, 반응탱크(120)의 외측에는 상기 반응탱크(120)를 가열하는 가열장치(123)와 상기 가열장치(123) 및 반응탱크(120)의 전부나 일부를 감싸면서 단열하는 단열부(125)가 구비될 수 있으며, 단열부(125)는 에어로겔(aerogel)단열층으로 구성되어 반응탱크(120)의 전부 또는 일부 감싸는 형태로 구비될 수 있다.
상기와 같은 구성에서 본 발명에 따른 지방산유도체 생산장치의 구동방법을 상펴보면, 먼저 반응공정에서 지방산과 암모니아를 혼합하여 반응시킨 후, 상기 반응이 완료된 지방산을 처리장치(30)로 이송하여 미반응 지방산을 반응이 완료된 지방산과 분리한다. 이때 반응공정에서는 제1 반응장치(110)와 제2 반응장치(130)를 구비하여 반응에 필요한 반응준비공정과 반응공정을 각각 담당하게 할 수 있다. 그리하여 반응공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 반응공정에서 배출되는 암모니아를 회수하여 반응준비공정을 수행하는 반응장치에 재투입하여 원료의 낭비를 방지하는 동시에 환경오염을 방지할 수 있다.
도면에서 설명되지 않은 T1은 질소퍼징을 위한 질소가 저장되는 탱크이고, T2는 지방산이 저장된 탱크이고, T3은 암모니아가 저장된 탱크이다. 그리고 T4는 가성소다가 저장된 탱크이고, Re는 재생공정을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 지방산 유도체 생산장치의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 지방산 유도체 생산장치는 처리장치(30)에는 재생장치(200)가 더 구비될 수 있다. 재생장치(200)는 부산물저장탱크(210)와 재생반응장치(230)와 물탱크(250)와 황산탱크(270)와 재생지방산저장탱크(280)와 정화장치(290)로 구성될 수 있다.
반응장치(10)에서 반응이 완료된 지방산은 100% 반응이 이루어진 것이 아니라 통상적으로 85~95% 정도만 반응이 완료된 상태이기 때문에 5~15%정도의 미반응 지방산이 존재하게 된다. 지방산을 오랜 시간 동안 반응시킬수록 반응 수율이 증가하지만 반응시간이 길어질수록 생산성이 떨어지기 때문에 제품원가는 상승하게 되는 문제점이 있다. 따라서 시간대비 효율이 좋은 수율의 반응이 완료되면 반응공정을 중단하고 처리장치에서 미반응 지방산과 반응이 완료된 지방산을 분리하게 된다. 반응이 완료된 지방산은 전술하여 설명한 바와 같이 정제장치(50)와 분말화장치(70) 및 포장장치(90)를 거쳐서 완제품이 된다. 하지만 처리장치(30)에서 분리된 미처리 지방산은 소디움염(sodium salt) 형태의 부산물로 배출되게 되는데, 종래에는 처리장치(30)에서 배출되는 부산물을 폐기물로 처리하였다. 하지만 처리장치(30)에서 배출되는 부산물은 산업폐기물로 분류되어 처리비용이 비싸며, 결과적으로 원료가 낭비되는 2중의 손실이 발생하였다.
본 발명에 따른 지방산유도체 생산공정에 적용되는 부산물 재생장치는 처리장치(30)에서 생성되는 부산물을 다시 지방산으로 환원하여 재사용할 수 있도록 한다.
부산물저장탱크(210)는 처리장치(30)와 배관으로 연결되어 상기 처리장치(30)에서 배출되는 부산물을 일시적으로 저장하는 역할을 한다. 재생반응장치(230)는 부산물저장탱크(210)에 저장되어 있는 부산물을 지방산으로 환원시키는 반응을 수행하는 것으로, 재생탱크(231)와 상기 재생탱크(231)를 가열하는 가열장치(233)와 상기 가열장치(233)에 의하여 가열된 재생탱크(231)를 단열하는 단열부(235)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 재생탱크(231)의 내부에는 교반장치(237)가 더 구비되어 재생공정에서 부산물과 환원반응에 사용되는 황산수용액을 교반하도록 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예로 가열장치(233)는 공지의 다양한 가열수단이 적용될 수 있으며 재생탱크(231)의 내부 또는 외부에 구비될 수 있다. 단열부(235)는 재생탱크(231)의 전부 또는 일부를 감싸는 형태로 구성되며, 바람직하게는 에어로겔(aerogel)단열층으로 구성될 수 있다. 또한 교반장치(237)는 재생탱크(231)의 내부에 나선형의 블레이드가 구비되어 상기 블레이드를 모터를 이용하여 회전시킬 수 있다.
한편, 재생반응장치(230)에는 물탱크(250)와 황산탱크(270)가 배관을 통하여 연결되어 있다. 그리하여 물탱크(250)에서 공급되는 물과 황산탱크(270)에서 공급되는 황산(H2SO4)이 섞여서 약 5~25%의 황산수용액을 형성하여 재생반응장치(230)에 투입되게 된다.
재생지방산저장탱크(280)와 정화장치(290)는 재생반응장치(230)의 하부와 배관을 통하여 연결되어 재생공정이 완료된 후에 폐수와 지방산을 각각 수용하게 된다. 소디움염(Sodium salt) 형태의 부산물은 재생반응장치(230)에서 황산수용액과 반응하여 지방산과 물(황산을 포함)로 변하게 되는데, 지방산은 비중이 0.85 정도가 되기 때문에 물에 뜨게 된다. 따라서 재생반응이 완료된 후에 어느 정도 시간이 지나면 물과 지방산이 분리가 되어, 상기 재생반응장치(230)의 하부로 물과 지방산을 순차적으로 배출시키면서 분리할 수 있다. 먼저 배출된 물은 정화장치(290)로 보내져서 정화된 후에 버려지며, 지방산은 재생지방저장탱크(280)에 저장되어 재사용될 수 있다. 한편, 이렇게 분리된 지방산에는 여전히 황산이 묻어있기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예로 상기 재생지방산저장탱크(280)에는 세정장치(미도시)가 더 구비될 수 있다. 그리하여 재생반응장치(230)에서 분리된 지방산을 물로 5~7회 정도 세척하여 최종제품으로 회수할 수 있다.
상기와 같은 구성에서 본 발명에 따른 지방산 유도체 생산장치의 작동순서를 살펴보면, 먼저 지방산을 생산하는 공정 중 처리장치(30)에 배출되는 부산물이 부산물저장탱크(210)에 일시적으로 수용된다. 그리고 물탱크(250)와 황산탱크(270)에서 재생반응탱크(230)로 물과 황산을 공급하여 약 5~25%의 황산수용액을 채운다. 그런 후에 부산물저장탱크(210)에 저장된 부산물을 재생반응장치(230)로 투입하여 교반하면서 반응시킨다. 이때 반응온도는 50~150℃ 가 바람직하며, 반응시간은 5~9시간 정도가 바람직하다. 상기와 같이 재생반응장치(230)에서 부산물과 황산수용액을 반응시키면 소디움염이 지방산으로 환원되게 된다. 환원공정이 종료된 후에 일정시간 지나면 지방산은 재생반응탱크(230)의 위쪽에 뜨게 되고, 물(황산이 포함된 물)은 아래쪽으로 내려와 분리가 된다. 상기와 같은 상태에서 재생반응탱크(230)의 하부에 구비된 배출구를 개방하면 상기 재생반응탱크(230)의 하부에 위치하는 물이 먼저 배출되고, 상부에 위치하는 지방산이 나중에 배출되게 된다. 따라서 배출구에 연결된 재생지방산저장탱크(280)와 정화장치(290)로 물과 지방산을 분리하여 저장할 수 있다. 정화장치(290)에 저장된 물은 일정수준으로 정화된 후에 배출된다. 한편, 재생지방산저장탱크(280)에 저장된 지방산은 여전히 황산이 묻어 있기 때문에 세정장치를 이용하여 세척한 후에 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 제1 반응장치
120: 반응탱크
120: 교반장치
123: 가열장치
125: 단열부
130: 제2 반응장치
150: 암모니아펌프

Claims (5)

  1. 지방산을 반응시키는 반응장치와, 상기 반응장치에서 반응시킨 지방산에서 반응이 완료된 지방산을 분리하는 처리장치와, 상기 처리장치에서 분리된 반응이 완료된 지방산을 정제하는 정제장치와, 상기 정제장치에서 정제된 지방산유도체를 분말화하는 분말화장치 및 상기 분말화된 지방산유도체를 포장하는 포장장치를 포함하여 구성되는 지방산유도체 생산장치에 있어서,
    상기 반응장치는 제1 반응장치와 제2 반응장치로 구성되며, 상기 제1 반응장치가 반응공정을 진행하는 동안에 상기 제2 반응장치는 반응준비공정을 진행하여 반응공정을 마친 지방산이 처리장치로 연속적으로 투입될 수 있도록 하고,
    상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치는 직렬로 연결되어 상기 제1 반응장치에서 반응준비공정이 완료된 지방산이 상기 제2 반응장치로 이송되어 반응공정을 진행하며,
    상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치는 암모니아펌프로 연결되어 상기 제2 반응장치에서 반응공정이 진행되는 동안에 발생하는 암모니아를 상기 제1 반응장치로 이송하여 투입하는 것을 특징으로 하는 지방산유도체 생산장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 암모니아 암모니아펌프에는 냉각장치가 더 구비되어 상기 제2 반응장치에서 발생하는 기체상태의 암모니아를 액화하여 상기 제1 반응장치로 이송시키는 것을 특징으로 하는 지방산유도체 생산장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치는 병렬로 연결되어,
    상기 제1 반응장치 또는 제2 반응장치 중 어느 하나의 반응장치에서 반응공정이 진행되는 동안에 다른 반응장치에서는 반응준비공정이 진행되고, 상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치 사이에는 암모니아펌프가 더 구비되어 반응공정이 수행되는 반응장치에서 발생하는 암모니아를 회수하여 반응준비공정이 진행되는 반응탱크로 공급하는 것을 특징으로 하는 지방산유도체 생산장치.
  5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
    상기 제1 반응장치와 상기 제2 반응장치는 반응탱크와 상기 반응탱크의 내부에 구비되는 교반장치와 상기 반응탱크의 외측에 구비되는 가열장치 및 상기 가열장치와 상기 반응탱크의 전부나 일부를 감싸면서 단열하는 단열부로 구성되며, 상기 단열부는 상기 반응탱크의 외측에 구비되는 가열장치와 상기 반응탱크의 외측을 에어로겔(aerogel)단열층이 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지방산유도체 생산장치.
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