KR101695144B1

KR101695144B1 - 약재 농축액 제조방법

Info

Publication number: KR101695144B1
Application number: KR1020160048485A
Authority: KR
Inventors: 손상수
Original assignee: 주식회사 로크한삼
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-01-11

Abstract

본 발명은 약재의 유효성분을 추출하기 위한 약재 농축액 제조방법에 관한 것으로, 농축액 제조방법 원료가 되는 약재를 선별 및 열처리하는 전처리단계와, 상기 전처리단계에서 전처리된 약재를 추출온도를 유지하고 있는 다수의 추출탱크에 수납하여 용매가 각각의 추출탱크를 순환하여 추출하되, 용매가 이동하는 방향과 반대방향의 추출탱크부터 약재를 교환하여 연속적인 약재 추출물을 추출하는 추출단계와, 상기 추출단계에서 추출한 추출액에서 이물질을 제거한 후에 살균하는 여과 및 살균단계와, 상기 살균처리된 추출액을 냉각시키는 냉각단계와, 상기에서 냉각된 추출액을 원심분리를 이용해 불순물을 제거하는 불순물 제거단계 및 농축, 숙성단계로 이루어져 있어, 맛과 향이 일정하면서 약재의 농축액을 제조하는 과정 중간에 용질인 약재의 교체작업이 동시에 이루어져 연속적인 작업이 가능하고, 약재의 맛과 향이 틀리더라도 일정한 맛과 향을 가진 약재 농축액을 제조할 수 있는 약재 농축액 제조방법을 제공한다.

Description

약재 농축액 제조방법{production method of concentrate}

본 발명은 약재의 유효성분을 추출하기 위한 약재 농축액 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 용질인 약재 내에 포함된 유효성분의 추출을 위해 다수의 추출탱크에 용매를 넣은 후 용매를 순환시켜서 맛과 향이 일정하면서 작업이 연속적으로 이루어질 수 있는 약재 농축액 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 약재 내에 포함된 유효성분을 추출 및 농축하는 방식은 일정온도를 유지한 챔버 내에 약재를 투입한 후 이 챔버 내에 용매를 넣어 추출액을 추출한 후 이를 농축시키는 것이 일반적이다.

일 예로서, 대한민국 등록특허 제10-0854685호는 홍삼 농축액 제조방법에 관한 것으로, 선별된 홍삼을 고온에서 일정시간동안 추출하는 과정을 거친 후 가열 및 살균처리, 불순물의 분리 및 제거, 농축, 숙성하여 농축액을 제조하는 방법을 제안하였다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1505103호에서는 홍삼 원료 및 정제수를 75 ∼ 85℃를 유지한 챔버 내에 투입하여 6시간 이상 순환시켜 홍삼 추출물을 수득한 후 이를 분리 및 냉각한 후에 홍삼 추출물을 농축시키도록 하되, 챔버 내에 있던 홍삼을 그대로 둔 상태에서 위의 과정을 반복적으로 수행하여 홍삼 농축액을 제조하는 방법을 제안하였다.

(특허문헌 1) KR10-0854685 B1 홍삼 농축액의 제조방법 및 상기 방법에 의하여 제조된홍삼 농축액

(특허문헌 2) KR10-1505103 B1 반복 추출을 통한 개선된 홍삼농축액 제조 방법

한편, 통상의 약재는 용매인 정제수 등의 용매에 내에서 일정 온도를 유지한 상태에서 일정 시간 동안 담가놓게 되면 용질인 약재 내에 포함되어 있는 유효성분이 용매에 추출된다.

여기서, 용질 내에 포함되어 있는 유효성분은 용매 및 용질이 수납된 챔버 내에서 일정시간 및 온도를 가하더라도 완전히 유효성분이 모두 추출되는 것은 아니다.

따라서, 특허문헌 1에서는 이를 해결하고자 추출하는 단계에서 연속식 탱크에서 5 ∼ 8회 또는 배치식 탱크에서 2 ∼ 5회 추출하는 과정을 반복적으로 수행하고, 특허문헌 2에서는 추출 및 농축과정을 4회 반복한 후 이를 저장부에 모아 고형분의 농도를 가지는 홍삼 농축액을 제조하는 방법을 제안하고 있다.

하지만, 상술한 특허문헌들은 하나의 챔버 내에 있는 홍삼을 여러번에 걸쳐 추출하는 과정을 거치는 만큼 챔버 내에 수납되어 있는 용질인 홍삼의 양이 많아질 수 밖에 없어 용량이 매우 커지게 되었으며, 여러번 반복 추출 이후 홍삼의 추출을 더 실시하기 위해서는 챔버 내의 홍삼을 새것으로 교환하는 작업을 실시한 후에 작업이 이루어지게 되어 연속적인 작업이 불가능한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 약재 농축액 제조방법은 약재의 맛과 향이 일정하면서 약재의 농축액을 제조하는 과정 중간에 용질인 약재의 교체작업이 동시에 이루어져 연속적인 작업이 가능한 약재 농축액 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 약재의 맛과 향이 틀리더라도 일정한 맛과 향을 가진 약재 농축액을 제조하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 다수의 추출탱크를 이용하여 용매를 순환하는 방식으로 약재의 농축액을 제조하여 맛과 향이 일정한 농축액을 제조할 수 있다.

또한, 다수의 추출탱크를 이용하여 약재 농축액 제조시 용매의 흐름방향과 반대방향으로 추출탱크 내의 약재를 순차적으로 교환하는 방식으로 이루어지기 때문에 약재 농축액 제조시 용질인 약재 교체작업에 의한 작업이 중단되지 않고 연속적으로 농축액을 제조할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 약재의 맛과 향이 상이하더라도 약재를 수납한 다수의 추출탱크를 용매가 순환하기 때문에 맛이나 향이 일정한 약재 농축액을 제조할 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 제조공정을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 추출탱크를 도시한 블록도.
도 3은 도 2에서 제1 추출물을 추출한 상태를 도시한 블록도.
도 4는 도 3에서 제2 추출물을 추출한 상태를 도시한 블록도.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 도 1에서와 같이 원료가 되는 약재를 선별 및 열처리하는 전처리단계와, 상기 전처리단계에서 전처리된 약재를 추출온도를 유지하고 있는 다수의 추출탱크에 수납하여 용매가 각각의 추출탱크를 순환하여 추출하되, 용매가 이동하는 방향과 반대방향의 추출탱크부터 약재를 교환하여 연속적인 약재 추출물을 추출하는 추출단계와, 상기 추출단계에서 추출한 추출액에서 이물질을 제거한 후에 살균하는 여과 및 살균단계와, 상기 살균처리된 추출액을 냉각시키는 냉각단계와, 상기에서 냉각된 추출액을 원심분리를 이용해 불순물을 제거하는 불순물 제거단계 및 농축, 숙성단계로 이루어지게 된다.

여기서, 추출탱크에는 다른 하나의 추출탱크로 용매를 이송할 수 있는 라인과 용매를 공급받을 수 있는 라인으로 구성되되, 추출탱크의 갯수가 An일 때에, n번째 추출탱크를 제외한 나머지 추출탱크에는 약재를 수납하도록 하며, 이때에, 첫번째인 A_(n-(n-1)) 추출탱크에 수납된 약재의 추출횟수 E_(n-(n-1)) = n-(n-1), 두번째인 A_(n-(n-2)) 추출탱크의 약재 추출횟수는 E_(n-(n-1)) = n-(n-1)로 순차적으로 많아지고, A_(n-(n-1)) 번째 추출탱크에 수납된 용매의 추출횟수는 약재의 추출횟수와 반대로 낮아지도록 배열하여 다수의 추출탱크 내에서 용매를 순환시켜 n-1번 약재의 추출이 이루어진 용매가 수납된 추출탱크 내의 추출물은 n번째 추출탱크로 이동시키고, 상기 n번째 추출탱크로 추출물을 이동시켜 비워져 있는 가장 많은 추출횟수의 약재를 수납한 추출탱크부터 용매가 순환하는 반대방향으로의 순서로 새로운 약재를 교환하여 약재 교환 및 용매의 연속적인 순환에 따른 추출공정이 연속적으로 이루어지게 된다.

이하에서는 약재로서 홍삼을 이용한 예를 들어 설명하도록 하며, 추출단계에서의 추출탱크의 갯수는 편의상 4개소를 기준으로 설명하였으나, 본 발명에서의 추출탱크는 2 ∼ 10개소 일 수 있다.

1.전처리단계

본 단계는 용질인 홍삼을 준비하는 단계로서 홍삼의 홍삼근과 홍미삼을 일정 비율로 청량한 후 약 110 ∼ 120℃의 온도하에 20 ∼ 25분 동안 균일하게 열처리를 한다.

2. 추출단계

본 단계는 상기 전처리단계에서 전처리가 완료된 홍삼을 추출하기 위한 단계이다.

이를 위해 본 발명에서는 온도조절이 가능한 다수의 추출탱크를 구비하되, 각각의 추출탱크(10)에는 용매의 이동이 상호 가능하도록 연결된 구조로 이루어져 있다.

예컨대, 도 2에서와 같이 추출탱크 1호기 ∼ 4호기를 구비할 경우 각각의 추출탱크(10)에는 그 다음 추출탱크(10)로 용매를 이송할 수 있는 용매 이송라인(11)과 최초로 용매를 공급받을 수 있는 라인이 구비되어 1호기에서의 용매가 2호기 - 3호기 - 4호기로 순차적으로 이동가능하도록 연결되어야 한다.

물론, 상기와 같은 라인들에는 도면에서는 도시하지 않았지만 각각 수동 또는 자동으로 작동하는 밸브가 형성되어 투입되는 용매의 이동을 제어할 수 있다.

한편, 상기와 같은 추출탱크를 이용하여 홍삼액을 추출하기 위해서는 각각의 추출탱크 내부 온도를 85 ∼ 95℃의 온도를 유지한 상태에서 각각의 추출탱크 중 추출탱크 4호기(10d)를 제외한 나머지 추출탱크(10a, 10b, 10c) 내에는 동일한 양의 전처리된 홍삼을 채워놓아야 한다.

이때에, 상기 각각의 추출탱크(10a, 10b, 10c) 내에 수납된 홍삼은 추출횟수가 도 2에서와 같이 각기 다른 홍삼이 채워지게 된다.

즉, 본 발명에서는 용매의 흐름방향은 추출탱크 1호기(10a) → 추출탱크 2호기(10b) → 추출탱크 3호기(10c) → 추출탱크 4호기(10d) 순으로 이루어지고,

추출탱크 1호기(10a)에 수납된 홍삼은 추출횟수가 1회인 홍삼이,

추출탱크 2호기(10b)에 수납된 홍삼은 추출횟수가 2회인 홍삼이,

추출탱크 3호기(10c)에 수납된 홍삼은 추출횟수가 3회인 홍삼이 채워지게 된다.

또한, 각각의 추출탱크 내에 수납된 용매의 추출횟수도 홍삼이 추출된 횟수와 동일한 추출횟수를 가지는 용매가 저장된 상태이다.

이를 살펴보면, 추출탱크 1호기(10a)에 수납된 용매는 홍삼을 통해 추출한 횟수가 1회인 용매가,

추출탱크 2호기(10b)에는 홍삼을 통해 추출한 횟수가 2회인 용매가,

추출탱크 3호기(10c)에는 홍삼을 통해 추출한 횟수가 3회인 용매가 각각 수납되어 있다.

상기와 같은 상태에서 각각의 추출탱크(10a, 10b, 10c)에서 용매의 추출과정이 완료되면 추출탱크 3호기(10c) 내의 용매는 3회가 완료된 홍삼 추출물이 존재하게 되며, 이러한 홍삼 추출물은 추출탱크 4호기(10d)로 이동되어 다음 공정으로 이동하게 된다. (제1 추출물)

여기서, 본 발명에서는 총 4개의 추출탱크를 예시를 들어 총 4개의 추출탱크 중 3개의 추출탱크에만 홍삼을 채웠으며, 본 발명은 이 3개의 추출탱크 내를 모두 통과한 용매, 즉, 홍삼 추출물을 다음 공정으로 이동시키게 된다.(도 3 참조.)

이때에, 홍삼이 채워진 마지막 추출탱크 3호기(10c) 내에 채워졌던 홍삼은 총 3회의 추출과정이 이루어진 상태이다.

따라서, 추출과정이 완료된 홍삼 추출물은 다음공정으로 이동하기 전에 추출탱크 3호기(10c)에서 추출탱크 4호기(10d)로 홍삼 추출물을 이동시키고, 추출탱크 3호기(10c)에 채워졌던 홍삼을 새것으로 교환하는 작업을 선행한 후에 추출탱크 2호기(10b)의 용매를 용매 이송라인(11)을 통해 공급받도록 하고, 추출탱크 2호기(10b)에는 추출탱크 1호기(10a)에서 용매가 이동되어 채워지게 되며, 추출탱크 1호기(10a)에는 용매 공급라인(12)을 통해 새로운 용매를 공급받게 된다.

한편, 상기와 같이 이동된 상태에서,

추출탱크 1호기(10a)에는 1회 추출횟수를 가지는 용매와 2회 추출한 홍삼이,

추출탱크 2호기(10b)에는 2회 추출횟수를 가지는 용매와 3회 추출한 홍삼이,

추출탱크 3호기(10c)에는 3회 추출횟수를 가지는 용매와 1회 추출한 홍삼이 각각 수납된 상태이다.

따라서, 일정 시간 추출과정을 거친 후에는 추출탱크 3호기(10c)의 3회 추출이 완료된 용매를 다시 추출탱크 4호기(10d)로 이동을 시키게 된다.(제2 추출물)

여기서, 상술한 추출탱크 4호기(10d)로 이동하였었던 홍삼 추출물은 다른 공정으로 이동한 상태이기 때문에 내부가 비워져 있다.

한편, 상기에서 추출탱크 3호기(10c) 내의 용매를 이동한 후 전술한 바와 같은 방식으로 용매를 이동하는 작업이 반복적으로 이루어지게 되며, 위 상황에서는 추출탱크 2호기(10b)내의 홍삼이 3회 추출과정을 거쳤기 때문에 추출탱크 1호기(10a)에서 용매를 공급받기 전에 새것의 홍삼으로 교체작업을 한 후에 용매를 공급받게 되는 과정을 반복적으로 수행한다.

즉, 용매의 이동순서는 추출탱크 1호기(10a) → 추출탱크 2호기(10b) → 추출탱크 3호기(10c)로 이루어지게 되고,

홍삼은 추출탱크 3호기(10c) → 추출탱크 2호기(10b) → 추출탱크 1호기(10a) → 추출탱크 3호기(10c) 순서대로 교체 작업이 이루어지게 된다.

따라서, 본 발명에서 홍삼을 추출하는 방식은 용매가 순환하는 방향과 반대방향부터 홍삼을 새것으로 교체하는 작업을 순차적이면서 연속적으로 실시함으로써 홍삼 교체시에도 연속적인 추출작업이 가능함은 물론, 동일한 횟수로 용질인 홍삼과 접촉하여 추출이 이루어지기 때문에 맛과 향이 일정한 효과를 얻을 수 있다.(도 4 참조.)

특히, 동일한 산지에서 재배한 수삼을 이용해 홍삼을 제조하였다 할지라도 맛이나 향이 서로 상이할 수 있는데 본 발명은 다수의 추출탱크에 홍삼을 넣은 후 용매를 순환시키기 때문에 맛과 향에 대한 오차범위를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

3. 여과 및 살균단계

본 단계는 상술한 추출단계에서 추출한 홍삼 추출물 내에 존재하는 덩어리들을 걸러낸 후 살균하는 단계이다.

본 단계에서의 여과는 60 ∼ 120mesh인 여과필터를 이용할 수 있으며, 이때에 여과필터는 2 ∼ 3중으로 형성할 수 있다.

그런 후, 추출한 홍삼 추출물을 100℃의 온도로 1시간 동안 가열하여 살균작업을 진행하여 본 단계를 완료할 수 있다.

4. 냉각단계

본 단계에서는 상기 여과 및 살균단계에서 살균되었던 홍삼 추출물을 냉각하는 단계로서 40℃의 냉각수를 통과시켜 1차 냉각한 후에 8 ∼ 10℃의 조건 하에 22 ∼ 24시간을 유지하여 냉각하게 된다.

5. 불순물 제거단계

본 단계는 홍삼 추출물 내에 존재하는 불순물을 제거하는 단계이다.

앞서 실시한 여과 및 살균단계에서는 비교적 덩어리가 큰 고형물을 여과하였지만 본 단계에서는 여과필터를 통과할 수 있는 미세 불순물을 제거하기 위한 과정이다.

홍삼 추출물 내에 존재하는 미세 불순물은 시간이 지남에 따라 액체 하단부에 침전물을 형성하여 제품 품질에 약영향을 미치기 때문에 본 단계를 통해 이러한 미세 불순물을 제거하는 작업을 실시하여야 하며, 본 발명에서는 7,000 ∼ 8,000rpm의 회전수의 원심분리기를 이용하여 불순물을 제거하게 된다.

6. 농축, 숙성단계

본 단계는 저온 진공농축방법으로 농축하여 홍삼 추출물 내의 수분을 제거하고 고형물의 농도를 높이기 위한 것이다.

농축과정은 수분을 증발시키는 증발 농축, 용매를 동결하고 생성된 얼음을 기계적으로 분리하는 동결 농축, 파농축액이 가지는 삼투압 이상의 압력을 가하여 반투막을 통하여 수분을 분리하는 역삼투압 농축 등 다양한 형태로 실시할 수 있다.

본 발명에서는 발포기로 거품을 생성시켜 표면을 넓게 함으로써 증발계수가 높게 하는 발포식 농축기를 이용여 1차로 농축 후 연속 및 배치 혼합방식으로 2차 농축을 한다.

여기서, 상기 발포식 농축기는 온도 : 80℃, 진공 -610mmhg, 시간 : 6hr의 조건하에서 발포식 및 거품 최소화 분리방식으로 농축작업이 이루어지고, 연속 및 배치 혼합방식은 온도 : 80℃, 진공 : -610mmhg, 시간 : 5hr의 조건하에 2차 농축이 이루어지게 된다.

그런 후, 50 ∼ 55℃ 온도 하에 72시간 숙성시켜 홍삼 농축액을 제조할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 약재의 추출시 약재 투입에 따른 작업이 멈추는 현상을 방지하여 연속적인 작업이 가능하고, 다수의 추출탱크에 약재를 채워 넣어 용매를 순환시켜 약재 추출물을 제조하기 때문에 맛과 향이 다른 약재를 이용하더라도 맛과 향이 일정한 추출물을 얻음으로써 양질의 농축액을 제조할 수 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.

10a ∼ 10d : 추출탱크 1∼ 4호기

Claims

원료가 되는 약재를 선별 및 열처리하는 전처리단계;
상기 전처리단계에서 전처리된 약재를 추출온도를 유지하고 있는 다수의 추출탱크에 수납하여 용매가 각각의 추출탱크를 순환하여 추출하되, 용매가 이동하는 방향과 반대방향의 추출탱크부터 약재를 교환하여 연속적인 약재 추출물을 추출하는 추출단계;
상기 추출단계에서 추출한 추출액에서 이물질을 제거한 후에 살균하는 여과 및 살균단계;
상기 살균처리된 추출액을 냉각시키는 냉각단계;
상기에서 냉각된 추출액을 원심분리를 이용해 불순물을 제거하는 불순물 제거단계; 및
농축, 숙성단계;로 이루어지되,
상기 추출단계에서의 추출탱크에는 다른 하나의 추출탱크로 용매를 이송할 수 있는 라인과 용매를 공급받을 수 있는 라인으로 구성되되,
추출탱크의 갯수가 An일 때에, n번째 추출탱크를 제외한 나머지 추출탱크에는 약재를 수납하도록 하며,
이때에, 첫번째인 A_(n-(n-1)) 추출탱크에 수납된 약재의 추출횟수 E_(n-(n-1)) = n-(n-1), 두번째인 A_(n-(n-2)) 추출탱크의 약재 추출횟수는 E_(n-(n-1)) = n-(n-1)로 순차적으로 많아지고,
A_(n-(n-1)) 번째 추출탱크에 수납된 용매의 추출횟수도 약재 추출횟수와 동일한 추출 횟수를 가지도록 배열하여 다수의 추출탱크 내에서 용매를 순환시켜 n-1번째 약재의 추출이 이루어진 용매가 수납된 추출탱크 내의 추출물은 n번째 추출탱크로 이동시키고,
상기 n번째 추출탱크로 추출물을 이동시켜 비워져 있는 가장 많은 추출횟수의 약재를 수납한 추출탱크부터 용매가 순환하는 반대방향으로의 순서로 새로운 약재를 교환하여 약재 교환 및 용매의 연속적인 순환에 따른 추출공정이 연속적으로 이루어지는 것에 특징이 있는 약재 농축액 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 추출단계에서의 추출탱크의 갯수는 2 ∼ 10개소인 것에 특징이 있는 약재 농축액 제조방법.