KR101716298B1 - 저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축방법, 고로쇠 수액 농축액 및 고로쇠 수액 농축액 제조설비 - Google Patents
저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축방법, 고로쇠 수액 농축액 및 고로쇠 수액 농축액 제조설비 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101716298B1 KR101716298B1 KR1020140071978A KR20140071978A KR101716298B1 KR 101716298 B1 KR101716298 B1 KR 101716298B1 KR 1020140071978 A KR1020140071978 A KR 1020140071978A KR 20140071978 A KR20140071978 A KR 20140071978A KR 101716298 B1 KR101716298 B1 KR 101716298B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- concentration
- delete delete
- sap
- concentrating
- ultraviolet
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 241000219240 Acer pictum subsp. mono Species 0.000 title description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims abstract description 55
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 38
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims abstract description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 22
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 21
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 10
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 claims description 7
- 235000012773 waffles Nutrition 0.000 claims description 5
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims 1
- 235000008504 concentrate Nutrition 0.000 abstract description 19
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 19
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 5
- 239000006188 syrup Substances 0.000 abstract description 5
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 235000012149 noodles Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 abstract description 2
- 235000014666 liquid concentrate Nutrition 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 6
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 6
- 210000002149 gonad Anatomy 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000004422 Acer negundo Nutrition 0.000 description 2
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 2
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 2
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 2
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- YWXYYJSYQOXTPL-SLPGGIOYSA-N isosorbide mononitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[C@@H]1CO[C@@H]2[C@@H](O)CO[C@@H]21 YWXYYJSYQOXTPL-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021579 juice concentrates Nutrition 0.000 description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- 244000046151 Acer negundo Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001494246 Daphnia magna Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 240000008397 Ganoderma lucidum Species 0.000 description 1
- 235000001637 Ganoderma lucidum Nutrition 0.000 description 1
- 208000005577 Gastroenteritis Diseases 0.000 description 1
- 241001653121 Glenoides Species 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000249 Morus alba Species 0.000 description 1
- 235000008708 Morus alba Nutrition 0.000 description 1
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 206010003246 arthritis Diseases 0.000 description 1
- 235000019463 artificial additive Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 208000004296 neuralgia Diseases 0.000 description 1
- 230000003040 nociceptive effect Effects 0.000 description 1
- 235000015927 pasta Nutrition 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 235000021092 sugar substitutes Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000003765 sweetening agent Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
- A23B7/00—Preservation or chemical ripening of fruit or vegetables
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
- A23B7/00—Preservation or chemical ripening of fruit or vegetables
- A23B7/015—Preserving by irradiation or electric treatment without heating effect
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/26—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by irradiation without heating
- A23L3/28—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by irradiation without heating with ultraviolet light
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
본 발명은 저온 비가열 방식의 고로쇠수액 농축방법으로서 고로쇠 수액을 공급하는 공급 단계; 공급된 고로쇠 수액을 여과한 후 자외선 살균 단계; 살균된 고로쇠 수액을 여과하고 역삼투압을 이용하여 4~5배 농축한 후 여과하는 1차 농축단계; 진공압축조에서 2~10배 농축한 후 여과하는 2차 농축단계; 2차 농축물에 대해 필터프레스 이용하여 여과하는 여과단계;를 포함한다. 본 발명에 따른 농축방법은 전 공정이 맛과 성분의 변화를 유발하지 않는 비가열 방식으로 이루어지고, 특히 자외선 살균법을 이용하여 효과적으로 살균을 수행하고 있다. 또한, 역삼투압 농축법과 진공농축법의 2종의 방법을 혼용하여 농축함으로써 높은 당도를 갖고 별도의 인공재료를 전혀 첨가하지 않으며 고로쇠 수액 자체의 유효성분들이 잘 보존된 고농축 시럽을 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축방법 및 고로쇠 수액 농축액에 관한 것이다.
고로쇠나무(Acer mono Max)는 단풍나무 속에 속하는 낙엽교목으로서 우리나라 전라남도의 백운산, 지리산, 조계산 그리고 강원도 일대서 해발 100~1800m 사이에서 자생하고 있다. 이러한 고로쇠나무의 수액은 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 염산이온, 황산이온 등 미네랄 성분을 식수의 약 40배 함유하고 있는 것으로 보고되고 있다.
미네랄과 비타민이 풍부하여 뼈를 강화하며 관절염, 골다공증, 위장병, 신경통, 고혈압, 여성산후증에 약효가 있다고 알려져 왔다. 특히 고로쇠는 '골리수', 즉 뼈에 이로운 나무라는 뜻에서 유래하였다는 속설이 있다.
최근에는 고로쇠 수액을 일반인에 의하여 건강음료로 널리 애용되고 있고, 특히 고로쇠 수액의 대부분은 경칩을 전후로 효능이 가장 우수하다는 인식이 강하여 해마다 경칩(3월 5일경)을 전후하여 약 2주간 수요가 집중되고 그 외에는 수요가 급격히 감소하여 수액 채취를 중단하거나 낮은 가격에 판매되고 있는 실정이다.
또한, 수액을 장기간 복용할 시에는 그 부피가 상당하여 운반비가 가중됨에 따라 소비자 입장에서는 구매에 부담스러운 측면으로 작용하고 있는 한편, 구입후에도 냉장보관이 필수적으로 요구되기 때문에 보관 공간상의 많은 제약을 받는 문제점이 있다.
미네랄과 비타민이 풍부하여 뼈를 강화하며 관절염, 골다공증, 위장병, 신경통, 고혈압, 여성산후증에 약효가 있다고 알려져 왔다. 특히 고로쇠는 '골리수', 즉 뼈에 이로운 나무라는 뜻에서 유래하였다는 속설이 있다.
최근에는 고로쇠 수액을 일반인에 의하여 건강음료로 널리 애용되고 있고, 특히 고로쇠 수액의 대부분은 경칩을 전후로 효능이 가장 우수하다는 인식이 강하여 해마다 경칩(3월 5일경)을 전후하여 약 2주간 수요가 집중되고 그 외에는 수요가 급격히 감소하여 수액 채취를 중단하거나 낮은 가격에 판매되고 있는 실정이다.
또한, 수액을 장기간 복용할 시에는 그 부피가 상당하여 운반비가 가중됨에 따라 소비자 입장에서는 구매에 부담스러운 측면으로 작용하고 있는 한편, 구입후에도 냉장보관이 필수적으로 요구되기 때문에 보관 공간상의 많은 제약을 받는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 계절에 상관없이 장기간 복용할 수 있고 보관과 운반이 편리하도록 100% 천연 고로쇠 수액을 농축시키는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 인공첨가제가 전혀 포함되지 않고 고로쇠 수액의 성분에 변화가 없는 100% 천연 고로쇠 수액 농축액을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 인공첨가제가 전혀 포함되지 않고 고로쇠 수액의 성분에 변화가 없는 100% 천연 고로쇠 수액 농축액을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면은 하기 단계들을 포함하는 저온 비가열 방식의 고로쇠수액 농축방법에 관한 것이다.
a. 고로쇠 수액을 공급하는 단계;
b. 공급된 고로쇠 수액을 여과한 후 자외선 살균 단계;
c. 살균된 고로쇠 수액을 여과하고 역삼투압을 이용하여 4~5배 농축한 후 여과하는 1차 농축단계;
d. 진공압축조에서 40~60℃로 2~10배 농축한 후 여과하는 2차 농축단계;
e. 2차 농축물에 대해 필터프레스 이용하여 여과하는 여과단계;
일 예에서, 상기 자외선 살균은, -5~60℃의 온도에서 수행되며, 바람직하게는 원래 수액이 가진 품온을 거의 변화시키지 않는 선에서 대략 5℃에서 10℃ 내외의 냉장온도를 유지하게 된다. 또한, 상기 1차 농축은, -5~60℃의 온도에서 수행되며, 상기 2차 농축은, 40~60℃ 의 온도에서 수행됨으로써 전 과정이 최대 60℃를 넘지 않는 저온에서 이루어지는 것이 바람직하다.
일 예에서, 상기 공급 단계에서는 수액 내 미생물 분석, 당도 및 탁도 분석, 이미 및 이취 분석을 수행할 수 있다.
일 예에서, 상기 자외선 살균 단계는 나선형 주름관에 의해 수액에 난류를 형성한 후 자외선 램프를 조사하는 방식으로 수행될 수 있다. 구체예에서, 자외선 살균은, 석영관, 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프, 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관, 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치를 이용하여 수행될 수 있다.
일 예에서, 상기 자외선 살균은 87와트의 자외선 램프 4개를 연결하여 자외선을 조사하며 평균 시간당 2.5톤 분량의 수액을 처리하도록 살균한다.
또한, 상기 1차 농축은 고로쇠 수액에 압력펌프로 압력을 가하여 수액 중의 물이 멤브레인을 통과하여 여과됨으로써 농축될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 1차 농축은 저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 반투막 멤브레인, 및 압력펌프를 구비한 역삼투압 방식의 농축기를 이용하여 수행될 수 있다.
일 예에서, 상기 농축정도는 1차 역삼투압 농축시 4배 내지 5배 농축하여 당도가 8~10°Bx가 되도록 할 수 있다. 또한, 2차 진공 농축시에는 농축을 1 내지 5회 반복할 수 있는바, 예를 들어, 당도가 20-40°Bx내외가 되도록 2배 내지 3배 농축한 후, 재차 농축하여 당도가 60-80°Bx내외가 되도록 2배 내지 3배 농축을 수행할 수 있다.
일 예에서, 상기 1차 농축단계 및 2차 농축단계에서 여과는 농축액이 이동하는 배관에 장착된 5 μm 필터, 7코드의 하우징 필터를 이용하여 수행될 수 있다.
일 예에서, 상기 3차 여과는 10-20 μm필터페이퍼와 규조토 2-5%를 포함하는 필터프레스를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 상술한 방법으로 제조된 당도가 68°Bx내외이고, 탁도가 20FTU 이하인 100% 고로쇠 수액 농축액에 관한 것이다.
일 예에서, 총 당의 성분이 전체의 60% 이상인 100% 고로쇠 수액 농축액을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 상술한 저온 비가열 방식의 고로쇠수액 농축을 수행할 수 있는 농축액 제조설비에 관한 것이다.
일 예에서,
고로쇠 수액 저장조;
석영관, 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프, 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관, 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치;
상기 자외선 살균장치와 연결되고, 저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 반투막 멤브레인, 및 압력펌프를 구비한 역삼투압 방식의 1차 농축기;
상기 1차 농축기와 연결되고, 진공펌프 및 진공압축조을 구비한 2차 농축기;
상기 2차 농축기와 연결되고, 규조토 2-5%가 코팅된 10-20 μm의 필터페이퍼, 및 와플 형태의 플레이트, 및 프레임을 포함하는 필터프레스; 및
농축액 저장조; 를 포함한다.
a. 고로쇠 수액을 공급하는 단계;
b. 공급된 고로쇠 수액을 여과한 후 자외선 살균 단계;
c. 살균된 고로쇠 수액을 여과하고 역삼투압을 이용하여 4~5배 농축한 후 여과하는 1차 농축단계;
d. 진공압축조에서 40~60℃로 2~10배 농축한 후 여과하는 2차 농축단계;
e. 2차 농축물에 대해 필터프레스 이용하여 여과하는 여과단계;
일 예에서, 상기 자외선 살균은, -5~60℃의 온도에서 수행되며, 바람직하게는 원래 수액이 가진 품온을 거의 변화시키지 않는 선에서 대략 5℃에서 10℃ 내외의 냉장온도를 유지하게 된다. 또한, 상기 1차 농축은, -5~60℃의 온도에서 수행되며, 상기 2차 농축은, 40~60℃ 의 온도에서 수행됨으로써 전 과정이 최대 60℃를 넘지 않는 저온에서 이루어지는 것이 바람직하다.
일 예에서, 상기 공급 단계에서는 수액 내 미생물 분석, 당도 및 탁도 분석, 이미 및 이취 분석을 수행할 수 있다.
일 예에서, 상기 자외선 살균 단계는 나선형 주름관에 의해 수액에 난류를 형성한 후 자외선 램프를 조사하는 방식으로 수행될 수 있다. 구체예에서, 자외선 살균은, 석영관, 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프, 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관, 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치를 이용하여 수행될 수 있다.
일 예에서, 상기 자외선 살균은 87와트의 자외선 램프 4개를 연결하여 자외선을 조사하며 평균 시간당 2.5톤 분량의 수액을 처리하도록 살균한다.
또한, 상기 1차 농축은 고로쇠 수액에 압력펌프로 압력을 가하여 수액 중의 물이 멤브레인을 통과하여 여과됨으로써 농축될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 1차 농축은 저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 반투막 멤브레인, 및 압력펌프를 구비한 역삼투압 방식의 농축기를 이용하여 수행될 수 있다.
일 예에서, 상기 농축정도는 1차 역삼투압 농축시 4배 내지 5배 농축하여 당도가 8~10°Bx가 되도록 할 수 있다. 또한, 2차 진공 농축시에는 농축을 1 내지 5회 반복할 수 있는바, 예를 들어, 당도가 20-40°Bx내외가 되도록 2배 내지 3배 농축한 후, 재차 농축하여 당도가 60-80°Bx내외가 되도록 2배 내지 3배 농축을 수행할 수 있다.
일 예에서, 상기 1차 농축단계 및 2차 농축단계에서 여과는 농축액이 이동하는 배관에 장착된 5 μm 필터, 7코드의 하우징 필터를 이용하여 수행될 수 있다.
일 예에서, 상기 3차 여과는 10-20 μm필터페이퍼와 규조토 2-5%를 포함하는 필터프레스를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 상술한 방법으로 제조된 당도가 68°Bx내외이고, 탁도가 20FTU 이하인 100% 고로쇠 수액 농축액에 관한 것이다.
일 예에서, 총 당의 성분이 전체의 60% 이상인 100% 고로쇠 수액 농축액을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 상술한 저온 비가열 방식의 고로쇠수액 농축을 수행할 수 있는 농축액 제조설비에 관한 것이다.
일 예에서,
고로쇠 수액 저장조;
석영관, 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프, 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관, 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치;
상기 자외선 살균장치와 연결되고, 저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 반투막 멤브레인, 및 압력펌프를 구비한 역삼투압 방식의 1차 농축기;
상기 1차 농축기와 연결되고, 진공펌프 및 진공압축조을 구비한 2차 농축기;
상기 2차 농축기와 연결되고, 규조토 2-5%가 코팅된 10-20 μm의 필터페이퍼, 및 와플 형태의 플레이트, 및 프레임을 포함하는 필터프레스; 및
농축액 저장조; 를 포함한다.
본 발명에 따른 고로쇠 수액의 농축방법은 전(全) 공정이 맛과 성분의 변화를 유발하지 않는 비가열 방식으로 이루어지고, 특히 자외선 살균법을 이용하여 수액을 살균함으로써 경제성과 편의성을 만족시키면서도 효과적으로 살균을 수행하고 있다. 또한, 역삼투압 농축법과 진공농축법의 2종의 방법을 혼용하여 농축함으로써 높은 당도를 갖고 별도의 인공재료를 전혀 첨가하지 않으며 고로쇠 수액 자체의 유효성분들이 100% 잘 보존된 고농축 시럽을 제조할 수 있다. 본 발명의 방법으로 제조된 고로쇠 농축시럽은 수액의 부피를 줄일 수 있어 살균 및 저온보관을 위해 필요한 설비와 공간을 감소시키게 된다. 또한 고로쇠 수액의 영양성분들이 잘 보존되어 있고 맛이 탁월하므로 다양한 식품에 응용될 수 있을 뿐만 아니라 다양한 분야에서 설탕 또는 당 대체품으로 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 비가열 방식의 고로쇠수액 농축방법의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 자외선 살균기의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 자외선 살균기의 모식도이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 예에 따른 저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축과정이 모식적으로 도시되어 있다. 도 1에 따르면, 고로쇠 수액의 농축과정은 고로쇠 수액의 공급단계(S1), 자외선 살균단계(S2), 역삼투압 방식을 이용한 1차 농축단계(S3), 진공압축 방식을 이용한 2차 농축단계(S4), 및 필터프레스를 이용한 여과단계(S5)를 포함한다. 여기서, 각 단계들은 2회 이상 반복하여 수행될 수 있으며 특히 1차 농축단계(S3)와 2차 농축단계(S4)의 경우 농축횟수를 조절함으로써 농축액의 당도와 점도를 조절할 수 있다. 이하, 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.
고로쇠 수액 공급단계(S1)
고로쇠 수액은 고로쇠 나무, 당단풍나무, 자작나무, 박달나무, 다래나무 등 단풍나무과 식물에 구멍을 뚫어 채취할 수 있다. 우리나라에서는 지리산 일대, 강원도, 제주도, 울릉도 등지에서 채취한 100% 고로쇠 수액을 가공없이 판매하고 있으므로 이들 판매자로부터 공급받을 수 있다. 일반적으로 고로쇠수액의 최적 채취기는 2-4월로 알려져 있으므로 동 시기에 채취하여 5~15 ℃ 냉장보관 또는 냉동보관된 수액을 이용할 수 있다. 본 발명에서 고로쇠 수액은 자외선 살균기로 투입되기 전에 미리 고로쇠 수액 내 미생물 분석, 당도 및 탁도 분석, 이미 및 이취 분석을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 분석을 바탕으로 살균 정도와 농축 정도 등을 결정하여 최적의 고로쇠 수액 농축액을 제조할 수 있다.
자외선 살균 단계(S2)
다음으로, S1에서 공급된 고로쇠 수액을 다단계 필터로 여과한 후 자외선 살균을 수행한다. 종래 고로쇠 수액의 살균은 가열방식이 주로 이용되었으나, 이러한 방식들은 고로쇠 수액의 맛 또는 성분에 변화를 일으키게 되는 문제가 있었다. 이에, 본 발명에서는 맛과 성분의 변화가 없는 비가열 살균을 수행한다. 비가열 살균 방식에는 이온화 조사방식, 전기분해수 살균방식, 방사선 조사, 화학적 살균, 초고압 살균, 여과 살균 등이 있으나, 경제성 및 사용편의성을 고려하여 본 발명에서는 자외선 살균방식을 적용하고 있다. 자외선 살균은 자외선을 조사하여 미생물의 DNA 구조를 파괴시켜 소멸시키는 방식이다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 자외선 살균은 나선형 주름관에 의해 수액에 난류를 형성한 후 자외선 램프를 조사하는 방식으로 수행될 수 있다. 일 구체예어서, 도 2에는 본 발명의 일 예에 따른 자외선 살균장치에 포함되는 자외선 살균 유닛의 모식도가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 자외선 살균유닛은 석영관(100), 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프(110), 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관(200), 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관(210)을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치에서 수행될 수 있다. 상기 자외선 살균 유닛을 직렬적으로 연결하면 살균효율을 증가시킬 수 있고, 병렬로 연결하면 살균처리량을 증가시킬 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명자들의 선출원 등록특허 제10-1035343호에는 자외선 투과율이 낮은 유체를 살균하는데 적합한 자외선 유체 살균기에 대한 발명이 개시되어 있다. 본 특허의 내용은 참고로서 본 발명의 내용에 합체된다.
상기 특허에 따르면 석영관과 나선형 주름관 사이의 간극을 통과하는 유체의 흐름이 박막화될 뿐만 아니라 나선형 난류 형성턱에 의해 살균대상 유체가 난류화되기 때문에 자외선램프의 조사효율이 증가하여 자외선 투과율이 적은 유체에 대해서도 살균효율이 뛰어나게 된다. 특히 유체관과 나선형 주름관 사이의 틈에 냉각수를 흘릴 수 있어 초기온도가 높은 살균대상 유체에 의해 자외선램프가 과열되는 것을 방지하여 유체의 온도에 따라 살균효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다. 그리고 나선형 난류 형성턱이 나선형 주름관에 둔각으로 접하기 때문에 그 사이에 유체내의 이물질이 끼는 것을 방지할 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 자외선 살균은, 87와트의 자외선 램프 4개를 연결하여 자외선을 조사하며 평균 시간당 2.5톤 분량의 수액을 처리하도록 살균할 수 있다.
또한, 이러한 자외선 살균은 최대 60℃이하의 저온에서 수행되므로 맛과 성분의 변화를 최소화하면서 살균 효과로 인해 수액의 보존기간을 연장하고 농축액의 품질을 높게 유지할 수 있다. 바람직하게는 원래 수액이 가진 품온을 거의 변화시키지 않는 선에서 대략 5℃에서 10 ℃내외의 냉장온도를 유지하는 것이 좋다.
1차 농축 단계(S3)
자외선 살균처리된 고로쇠 수액은 역삼투압을 이용한 농축기로 이송되어 1차 농축과정을 거친다.
상기 1차 농축은 역삼투압 방식을 적용한 것으로서 고농도인 고로쇠 수액에 인위적으로 압력을 가하여 수액 중의 물이 멤브레인(반투과막)을 통과하여 여과됨으로써 농축되는 방식이다. 이러한 역삼투막을 이용하여 유용성분을 제외한 물분자 만을 수액에서 제거하고 물보다 분자량이 큰 당 등의 유용성분을 남겨 수액을 농축할 수 있게 된다. 종래 정수처리 시스템에서 이용되는 역삼투압을 역이용한 것이다. 이러한 역삼투압 원리를 이용한 농축기는 고농도 쪽에 압력을 가하여 고농도 쪽의 용액이 저농도 쪽으로 이동하도록 하는 장치로서, 예를 들어 LEADER EVAPORATOR LTD.사(캐나다)에서 제조한 제품(Springtech)을 사용할 수 있다. 동 제품은 저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 멤브레인, 및 압력펌프를 구비하고 있다. 본 발명의 역삼투압 농축방식은 하기 식(1)과 같이 투과속도 및 농축속도의 조절을 통해 농축액의 농도를 조절할 수 있게 되어 균일한 성분을 유지할 수 있는 한편, 5~60℃ 이하의 온도에서 농축이 이루어지므로 성분 변화가 일어나지 않는 장점이 있다.
농도% = 100 x 투과속도/(투과속도 + 농축속도) (식1)
본 발명에서 고로쇠 수액의 1차 농축은 수회 반복수행할 수 있고, 농축 정도는 바람직하게는 통상 2°Bx정도의 고로쇠 수액을 4배 내지 5배 농축하여 8~10°Bx가 되도록 할 수 있다.
1차 농축된 수액은 여과하는 것이 바람직하며, 예를 들어 여과는 농축액이 이동하는 배관에 장착된 5μm 필터, 7코드의 하우징 필터를 이용하여 수행될 수 있다. 한편, 멤브레인에 의해 여과된 물은 저장조로 재이송되어 농도 조절용이나 세척액으로 이용될 수 있다.
2차 농축 단계(S4)
다음으로, 진공방식을 이용한 2차 농축 및 여과를 수행한다. 이와 같이 역삼투압 방식에 의한 농축 후 재차 진공 감압방식에 의한 2차 농축을 수행하는 이유는 1차 농축에서는 수액의 순환방식으로 지속적인 발열과 스팀을 이용하여 꾸준하게 수분을 제거하는 과정이 수행되고, 이후 2차 농축과정에서는 1차 농축을 통해 30 °Bx내외의 당도로 표준화 된 1차 가공시럽을 전체양을 한꺼번에 모아 통째로 2차 농축과정을 진행하는 것이 균일한 당도를 갖도록 하는데 효과적이기 때문이다. 2차 농축은 바람직하게는 진공압축조에서 40 내지 60℃의 온도에서 농축을 수행한다.
상기 2차 농축 역시 1 내지 5회 반복함으로써, 농축정도와 당도를 높일 수 있다. 예를 들어, 당도가 20-40°Bx내외가 되도록 2배 내지 3배 농축한 후 하우징 필터로 여과하고, 재차 농축하여 당도가 60-80°Bx내외가 되도록 2배 내지 3배 농축을 수행할 수 있다. 2차 농축된 수액 역시 1차 농축시와 마찬가지로 5μm 필터, 7코드의 하우징 필터를 이용하여 여과하는 것이 바람직하다.
필터프레스 여과 단계(S5)
앞서 2종의 농축법을 이용하여 농축된 고로쇠 수액은 최종적으로 필터프레스에 통과시켜 여과함으로써 초석, 침전물 등을 제거하여 탁도를 높일 수 있다. 상기 농축액은 매우 고농도이고 점도가 높기 때문에 여과시 농축액이 잘 빠져나오지 않을 수 있다. 이에, 본 발명에서는 필터프레스를 이용한다. 구체적으로, 필터프레스는 규조토(diatomaceous earth) 2-5%가 코팅된 10-20 μm의 필터페이퍼, 및 와플 형태의 플레이트, 및 프레임을 포함한다. 수개의 와플 플레이트와 프레임을 교차하여 나란히 배치하고, 필터페이퍼를 각각의 프레임과 플레이트 사이에 위치시킨다. 펌프를 이용하여 필터프레스의 유입부측에서 농축액에 압력을 가하면, 농축액은 필터프레스 프레임을 통과하여 나오고, 통과하는 동안 규조토가 코팅된 필터페이퍼에 의해 이물질이 제거되며, 이물질들은 와플 플레이트에 수집되어 제거될 수 있다.
고로쇠 수액 농축액
본 발명에 따른 방법으로 제조된 고로쇠 수액 농축액은 별도의 식품첨가제가 포함되지 않으면서 당도가 68°Bx내외이고, 탁도가 20 FTU 이하인 100% 천연 농축액이다. 또한, 본 발명의 고로쇠 수액 농축액에서 총 당의 성분은 전체의 60%이상을 함유한다. 본 발명에서 수득한 고로쇠 수액 농축액은 당도는 높고 탁도는 낮으며 맛과 성분이 잘 보존되면서도 우수한 살균, 여과 및 정제를 통해 미생물이 효과적으로 제거되고 보존성과 저장성이 뛰어나다.
저온 비가열 방식의 고로쇠 농축액 제조설비
본 발명은 또한 하기 장치를 포함하여 이루어진 고로쇠 농축액 제조설비를 제공한다.
고로쇠 수액 저장조;
석영관, 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프, 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관, 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치;
상기 자외선 살균장치와 연결되고, 저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 반투막 멤브레인, 및 압력펌프를 구비한 역삼투압 방식의 1차 농축기;
상기 1차 농축기와 연결되고, 진공펌프, 진공압축조를 구비한 2차 농축기;
상기 2차 농축기와 연결되고, 규조토 2-5%가 코팅된 10-20 μm의 필터페이퍼, 및 와플 형태의 플레이트, 및 프레임을 포함하는 필터프레스; 및
농축액 저장조를 포함할 수 있다.
상기 각각의 장치는 앞서 고로쇠 농축액 제조방법과 관련하여 설명한 것과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[실시예 1]
전북권, 전남권, 경상권, 경기권, 강원권 등 전국 각지역으로부터 입수한 고로쇠 수액에 대해 미생물, 당도, 탁도, 이미, 이취 분석을 실시하고, 5에서 냉장보관한다. 고로쇠 수액을 시간당 2.5톤의 처리속도로 비가열 자외선 살균기(DRS-300, (주)드림인)에 투입한다. 살균된 고로쇠 수액을 역삼투압 이용 1차 농축기(LEADER EVAPORATOR LTD.사 제품)에 투입하여 4~5배 농축한다. 농축물의 당도는 8~10°Bx이다. 1차 농축된 농축액은 배선을 따라 이동하면서 배선 내 포함된 5 마이크론의 하우징 필터를 통과하여 1차 여과된다. 다음으로, 진공압축방식의 2차 농축기(대영산업, 자사의 요청에 따른 주문제작)에서 2차 농축된다. 2차 농축을 1회 실시하여 당도가 30°Bx가 되도록 하고, 2차 농축된 농축액은 배선을 따라 이동하면서 배선 내 포함된 5 마이크론의 하우징 필터를 통과하여 2차 여과된다. 다시 한 번 2차 농축을 실시하여 70°Bx가 되게 한다. 최종 농축액을 규조토 2%를 포함하고 10-20 마이크론의 필터페이퍼가 구비된 필터프레스(LEADER EVAPORATOR LTD.사 제품)로 이송시켜 여과한다.
[실험예 1] 자외선 살균에 따른 살균실험
고로쇠 수액을 실험용 버퍼에 10배, 100배, 1,000배 등 미생물 동정이 가능한 비율로 희석하고, 시판되는 미생물 검출(동정)용 3M社 배지를 이용하여 세균 등의 유무를 정성분석한다. 필요시 정성분석된 미생물을 동정하여 정량분석하고 그 수를 ml당 개체수로 계산한다. pH분석은 HANNA실험용 pH미터로 측정한다. 당도는 ATAGO 당도계로 측정한다. 탁도는 HANNA실험용 탁도계로 측정한다.
* NC: Non Countable, 셀 수 없을 정도로 많음
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 예에 따른 저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축과정이 모식적으로 도시되어 있다. 도 1에 따르면, 고로쇠 수액의 농축과정은 고로쇠 수액의 공급단계(S1), 자외선 살균단계(S2), 역삼투압 방식을 이용한 1차 농축단계(S3), 진공압축 방식을 이용한 2차 농축단계(S4), 및 필터프레스를 이용한 여과단계(S5)를 포함한다. 여기서, 각 단계들은 2회 이상 반복하여 수행될 수 있으며 특히 1차 농축단계(S3)와 2차 농축단계(S4)의 경우 농축횟수를 조절함으로써 농축액의 당도와 점도를 조절할 수 있다. 이하, 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.
고로쇠 수액 공급단계(S1)
고로쇠 수액은 고로쇠 나무, 당단풍나무, 자작나무, 박달나무, 다래나무 등 단풍나무과 식물에 구멍을 뚫어 채취할 수 있다. 우리나라에서는 지리산 일대, 강원도, 제주도, 울릉도 등지에서 채취한 100% 고로쇠 수액을 가공없이 판매하고 있으므로 이들 판매자로부터 공급받을 수 있다. 일반적으로 고로쇠수액의 최적 채취기는 2-4월로 알려져 있으므로 동 시기에 채취하여 5~15 ℃ 냉장보관 또는 냉동보관된 수액을 이용할 수 있다. 본 발명에서 고로쇠 수액은 자외선 살균기로 투입되기 전에 미리 고로쇠 수액 내 미생물 분석, 당도 및 탁도 분석, 이미 및 이취 분석을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 분석을 바탕으로 살균 정도와 농축 정도 등을 결정하여 최적의 고로쇠 수액 농축액을 제조할 수 있다.
자외선 살균 단계(S2)
다음으로, S1에서 공급된 고로쇠 수액을 다단계 필터로 여과한 후 자외선 살균을 수행한다. 종래 고로쇠 수액의 살균은 가열방식이 주로 이용되었으나, 이러한 방식들은 고로쇠 수액의 맛 또는 성분에 변화를 일으키게 되는 문제가 있었다. 이에, 본 발명에서는 맛과 성분의 변화가 없는 비가열 살균을 수행한다. 비가열 살균 방식에는 이온화 조사방식, 전기분해수 살균방식, 방사선 조사, 화학적 살균, 초고압 살균, 여과 살균 등이 있으나, 경제성 및 사용편의성을 고려하여 본 발명에서는 자외선 살균방식을 적용하고 있다. 자외선 살균은 자외선을 조사하여 미생물의 DNA 구조를 파괴시켜 소멸시키는 방식이다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 자외선 살균은 나선형 주름관에 의해 수액에 난류를 형성한 후 자외선 램프를 조사하는 방식으로 수행될 수 있다. 일 구체예어서, 도 2에는 본 발명의 일 예에 따른 자외선 살균장치에 포함되는 자외선 살균 유닛의 모식도가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 자외선 살균유닛은 석영관(100), 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프(110), 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관(200), 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관(210)을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치에서 수행될 수 있다. 상기 자외선 살균 유닛을 직렬적으로 연결하면 살균효율을 증가시킬 수 있고, 병렬로 연결하면 살균처리량을 증가시킬 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명자들의 선출원 등록특허 제10-1035343호에는 자외선 투과율이 낮은 유체를 살균하는데 적합한 자외선 유체 살균기에 대한 발명이 개시되어 있다. 본 특허의 내용은 참고로서 본 발명의 내용에 합체된다.
상기 특허에 따르면 석영관과 나선형 주름관 사이의 간극을 통과하는 유체의 흐름이 박막화될 뿐만 아니라 나선형 난류 형성턱에 의해 살균대상 유체가 난류화되기 때문에 자외선램프의 조사효율이 증가하여 자외선 투과율이 적은 유체에 대해서도 살균효율이 뛰어나게 된다. 특히 유체관과 나선형 주름관 사이의 틈에 냉각수를 흘릴 수 있어 초기온도가 높은 살균대상 유체에 의해 자외선램프가 과열되는 것을 방지하여 유체의 온도에 따라 살균효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다. 그리고 나선형 난류 형성턱이 나선형 주름관에 둔각으로 접하기 때문에 그 사이에 유체내의 이물질이 끼는 것을 방지할 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 자외선 살균은, 87와트의 자외선 램프 4개를 연결하여 자외선을 조사하며 평균 시간당 2.5톤 분량의 수액을 처리하도록 살균할 수 있다.
또한, 이러한 자외선 살균은 최대 60℃이하의 저온에서 수행되므로 맛과 성분의 변화를 최소화하면서 살균 효과로 인해 수액의 보존기간을 연장하고 농축액의 품질을 높게 유지할 수 있다. 바람직하게는 원래 수액이 가진 품온을 거의 변화시키지 않는 선에서 대략 5℃에서 10 ℃내외의 냉장온도를 유지하는 것이 좋다.
1차 농축 단계(S3)
자외선 살균처리된 고로쇠 수액은 역삼투압을 이용한 농축기로 이송되어 1차 농축과정을 거친다.
상기 1차 농축은 역삼투압 방식을 적용한 것으로서 고농도인 고로쇠 수액에 인위적으로 압력을 가하여 수액 중의 물이 멤브레인(반투과막)을 통과하여 여과됨으로써 농축되는 방식이다. 이러한 역삼투막을 이용하여 유용성분을 제외한 물분자 만을 수액에서 제거하고 물보다 분자량이 큰 당 등의 유용성분을 남겨 수액을 농축할 수 있게 된다. 종래 정수처리 시스템에서 이용되는 역삼투압을 역이용한 것이다. 이러한 역삼투압 원리를 이용한 농축기는 고농도 쪽에 압력을 가하여 고농도 쪽의 용액이 저농도 쪽으로 이동하도록 하는 장치로서, 예를 들어 LEADER EVAPORATOR LTD.사(캐나다)에서 제조한 제품(Springtech)을 사용할 수 있다. 동 제품은 저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 멤브레인, 및 압력펌프를 구비하고 있다. 본 발명의 역삼투압 농축방식은 하기 식(1)과 같이 투과속도 및 농축속도의 조절을 통해 농축액의 농도를 조절할 수 있게 되어 균일한 성분을 유지할 수 있는 한편, 5~60℃ 이하의 온도에서 농축이 이루어지므로 성분 변화가 일어나지 않는 장점이 있다.
농도% = 100 x 투과속도/(투과속도 + 농축속도) (식1)
본 발명에서 고로쇠 수액의 1차 농축은 수회 반복수행할 수 있고, 농축 정도는 바람직하게는 통상 2°Bx정도의 고로쇠 수액을 4배 내지 5배 농축하여 8~10°Bx가 되도록 할 수 있다.
1차 농축된 수액은 여과하는 것이 바람직하며, 예를 들어 여과는 농축액이 이동하는 배관에 장착된 5μm 필터, 7코드의 하우징 필터를 이용하여 수행될 수 있다. 한편, 멤브레인에 의해 여과된 물은 저장조로 재이송되어 농도 조절용이나 세척액으로 이용될 수 있다.
2차 농축 단계(S4)
다음으로, 진공방식을 이용한 2차 농축 및 여과를 수행한다. 이와 같이 역삼투압 방식에 의한 농축 후 재차 진공 감압방식에 의한 2차 농축을 수행하는 이유는 1차 농축에서는 수액의 순환방식으로 지속적인 발열과 스팀을 이용하여 꾸준하게 수분을 제거하는 과정이 수행되고, 이후 2차 농축과정에서는 1차 농축을 통해 30 °Bx내외의 당도로 표준화 된 1차 가공시럽을 전체양을 한꺼번에 모아 통째로 2차 농축과정을 진행하는 것이 균일한 당도를 갖도록 하는데 효과적이기 때문이다. 2차 농축은 바람직하게는 진공압축조에서 40 내지 60℃의 온도에서 농축을 수행한다.
상기 2차 농축 역시 1 내지 5회 반복함으로써, 농축정도와 당도를 높일 수 있다. 예를 들어, 당도가 20-40°Bx내외가 되도록 2배 내지 3배 농축한 후 하우징 필터로 여과하고, 재차 농축하여 당도가 60-80°Bx내외가 되도록 2배 내지 3배 농축을 수행할 수 있다. 2차 농축된 수액 역시 1차 농축시와 마찬가지로 5μm 필터, 7코드의 하우징 필터를 이용하여 여과하는 것이 바람직하다.
필터프레스 여과 단계(S5)
앞서 2종의 농축법을 이용하여 농축된 고로쇠 수액은 최종적으로 필터프레스에 통과시켜 여과함으로써 초석, 침전물 등을 제거하여 탁도를 높일 수 있다. 상기 농축액은 매우 고농도이고 점도가 높기 때문에 여과시 농축액이 잘 빠져나오지 않을 수 있다. 이에, 본 발명에서는 필터프레스를 이용한다. 구체적으로, 필터프레스는 규조토(diatomaceous earth) 2-5%가 코팅된 10-20 μm의 필터페이퍼, 및 와플 형태의 플레이트, 및 프레임을 포함한다. 수개의 와플 플레이트와 프레임을 교차하여 나란히 배치하고, 필터페이퍼를 각각의 프레임과 플레이트 사이에 위치시킨다. 펌프를 이용하여 필터프레스의 유입부측에서 농축액에 압력을 가하면, 농축액은 필터프레스 프레임을 통과하여 나오고, 통과하는 동안 규조토가 코팅된 필터페이퍼에 의해 이물질이 제거되며, 이물질들은 와플 플레이트에 수집되어 제거될 수 있다.
고로쇠 수액 농축액
본 발명에 따른 방법으로 제조된 고로쇠 수액 농축액은 별도의 식품첨가제가 포함되지 않으면서 당도가 68°Bx내외이고, 탁도가 20 FTU 이하인 100% 천연 농축액이다. 또한, 본 발명의 고로쇠 수액 농축액에서 총 당의 성분은 전체의 60%이상을 함유한다. 본 발명에서 수득한 고로쇠 수액 농축액은 당도는 높고 탁도는 낮으며 맛과 성분이 잘 보존되면서도 우수한 살균, 여과 및 정제를 통해 미생물이 효과적으로 제거되고 보존성과 저장성이 뛰어나다.
저온 비가열 방식의 고로쇠 농축액 제조설비
본 발명은 또한 하기 장치를 포함하여 이루어진 고로쇠 농축액 제조설비를 제공한다.
고로쇠 수액 저장조;
석영관, 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프, 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관, 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치;
상기 자외선 살균장치와 연결되고, 저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 반투막 멤브레인, 및 압력펌프를 구비한 역삼투압 방식의 1차 농축기;
상기 1차 농축기와 연결되고, 진공펌프, 진공압축조를 구비한 2차 농축기;
상기 2차 농축기와 연결되고, 규조토 2-5%가 코팅된 10-20 μm의 필터페이퍼, 및 와플 형태의 플레이트, 및 프레임을 포함하는 필터프레스; 및
농축액 저장조를 포함할 수 있다.
상기 각각의 장치는 앞서 고로쇠 농축액 제조방법과 관련하여 설명한 것과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[실시예 1]
전북권, 전남권, 경상권, 경기권, 강원권 등 전국 각지역으로부터 입수한 고로쇠 수액에 대해 미생물, 당도, 탁도, 이미, 이취 분석을 실시하고, 5에서 냉장보관한다. 고로쇠 수액을 시간당 2.5톤의 처리속도로 비가열 자외선 살균기(DRS-300, (주)드림인)에 투입한다. 살균된 고로쇠 수액을 역삼투압 이용 1차 농축기(LEADER EVAPORATOR LTD.사 제품)에 투입하여 4~5배 농축한다. 농축물의 당도는 8~10°Bx이다. 1차 농축된 농축액은 배선을 따라 이동하면서 배선 내 포함된 5 마이크론의 하우징 필터를 통과하여 1차 여과된다. 다음으로, 진공압축방식의 2차 농축기(대영산업, 자사의 요청에 따른 주문제작)에서 2차 농축된다. 2차 농축을 1회 실시하여 당도가 30°Bx가 되도록 하고, 2차 농축된 농축액은 배선을 따라 이동하면서 배선 내 포함된 5 마이크론의 하우징 필터를 통과하여 2차 여과된다. 다시 한 번 2차 농축을 실시하여 70°Bx가 되게 한다. 최종 농축액을 규조토 2%를 포함하고 10-20 마이크론의 필터페이퍼가 구비된 필터프레스(LEADER EVAPORATOR LTD.사 제품)로 이송시켜 여과한다.
[실험예 1] 자외선 살균에 따른 살균실험
고로쇠 수액을 실험용 버퍼에 10배, 100배, 1,000배 등 미생물 동정이 가능한 비율로 희석하고, 시판되는 미생물 검출(동정)용 3M社 배지를 이용하여 세균 등의 유무를 정성분석한다. 필요시 정성분석된 미생물을 동정하여 정량분석하고 그 수를 ml당 개체수로 계산한다. pH분석은 HANNA실험용 pH미터로 측정한다. 당도는 ATAGO 당도계로 측정한다. 탁도는 HANNA실험용 탁도계로 측정한다.
| 일반세균 | 대장균 | 경도 (미네랄) | 탁도 | pH | 당도 | |
| 미처리군 (상온15일경과) | NC | NC | 285 | 1000 (검출한계) | 5.4 | 2.0 |
| 자외선 살균처리군 | 불검출 | 불검출 | 변화없음 | 개선 | 변화없음 | 변화없음 |
* NC: Non Countable, 셀 수 없을 정도로 많음
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (13)
- 공급받은 고로쇠 수액을 다단계 필터로 여과시킨 후 나선형 주름관에 난류가 형성되도록 유입시키고, 유입된 고로쇠 수액에 대해 내부의 온도가 5℃ 내지 10 ℃인 다중자외선 살균장치에서 자외선 살균을 수행하는 단계;
살균된 고로쇠 수액을 역삼투압 방식으로 1차 농축시키고, 당도가 8°Bx이상이 될 때까지 복수회 반복하여 농축시키는 단계;
균일한 당도를 갖도록 1차 농축된 고로쇠 수액을 기설정된 양 이상으로 모은 후, 감압방식으로 40 내지 60℃의 온도에서 2차 농축시키고, 농축된 고로쇠 수액이 이동하는 배관에 연결된 하우징 필터를 이용해 여과시킨 후, 당도가 60°Bx이상이 될 때까지 복수회 반복하여 농축시키는 단계; 및
규조토(diatomaceous earth) 2-5%가 코팅된 10-20 μm의 필터페이퍼, 와플 형태의 플레이트 및 프레임으로 구성된 필터프레스를 이용하여 2차 농축된 고로쇠 수액을 여과시키는 단계를 포함하고,
상기 다중자외선 살균장치는,
석영관, 석영관의 내부 중심에 설치되는 막대형 자외선 램프, 석영관과 소정 간격을 두고 석영관 외부를 둘러싼 유체관, 및 유체관의 내벽에 형성된 나선형 주름관을 포함하는 자외선 살균유닛이 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결된 다중자외선 살균장치인 것을 특징으로 하는 저온 비가열 방식의 고로쇠수액 농축방법.
- 제1항에 있어서,
상기 1차 농축시키는 단계는,
저장조, 하우징필터, 압력 컨트롤기, 반투막 멤브레인, 및 압력펌프를 구비한 역삼투압 방식의 농축기를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 저온 비가열 방식의 고로쇠수액 농축방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140071978A KR101716298B1 (ko) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | 저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축방법, 고로쇠 수액 농축액 및 고로쇠 수액 농축액 제조설비 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140071978A KR101716298B1 (ko) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | 저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축방법, 고로쇠 수액 농축액 및 고로쇠 수액 농축액 제조설비 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150143040A KR20150143040A (ko) | 2015-12-23 |
| KR101716298B1 true KR101716298B1 (ko) | 2017-03-15 |
Family
ID=55082293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140071978A KR101716298B1 (ko) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | 저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축방법, 고로쇠 수액 농축액 및 고로쇠 수액 농축액 제조설비 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101716298B1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102048808B1 (ko) * | 2017-07-14 | 2019-11-26 | 주식회사 홀리스틱바이오 | 보존기한이 연장된 비가열 살균 음료의 제조방법 |
| KR102091092B1 (ko) * | 2019-10-22 | 2020-03-20 | 엘투이솔루션 주식회사 | 식품 유효 성분 분리 농축 시스템 |
| KR102217101B1 (ko) * | 2019-12-05 | 2021-02-19 | 지리산피아골식품 영농조합법인 | 고로쇠수액 염수 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200265754Y1 (ko) * | 2001-11-27 | 2002-02-25 | 윤태로 | 역삼투압 정수 시스템의 농축수 재활용장치 |
| KR101035343B1 (ko) * | 2008-07-24 | 2011-05-20 | (주)유브이플러스 | 자외선 투과율이 낮은 유체를 살균하는데 적합한 자외선 유체 살균기 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110107222A (ko) * | 2010-03-24 | 2011-09-30 | 주식회사 퓨어니스 | 진공저온비등방식의 농도조절기 |
| KR101455587B1 (ko) * | 2012-12-03 | 2014-10-28 | 제주한울영농조합법인 | 고로쇠 분말 및 그 제조방법 |
-
2014
- 2014-06-13 KR KR1020140071978A patent/KR101716298B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200265754Y1 (ko) * | 2001-11-27 | 2002-02-25 | 윤태로 | 역삼투압 정수 시스템의 농축수 재활용장치 |
| KR101035343B1 (ko) * | 2008-07-24 | 2011-05-20 | (주)유브이플러스 | 자외선 투과율이 낮은 유체를 살균하는데 적합한 자외선 유체 살균기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150143040A (ko) | 2015-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2814345C (en) | Apparatus and process for pasteurization of sap and product thereof | |
| AU2015372409B2 (en) | Method and device for treating foods and/or containers by means of a process liquid | |
| CN101456642A (zh) | 一种高磁活化水的生产方法 | |
| KR101716298B1 (ko) | 저온 비가열 방식의 고로쇠 수액의 농축방법, 고로쇠 수액 농축액 및 고로쇠 수액 농축액 제조설비 | |
| CN104738755B (zh) | 一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的方法 | |
| US20190142033A1 (en) | Birch Sap Beverage | |
| CN104045196B (zh) | 一种带有蒸汽消毒装置的纯化水生产设备及消毒方法 | |
| Vani et al. | Development of a UV coupled indigenous hydrophilized polyamide membrane system for enhanced shelf life of mature coconut water | |
| CN104839827B (zh) | 一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置 | |
| CN107960577B (zh) | 一种仙人掌汁的制作方法和设备 | |
| JPH0998767A (ja) | アルコール性飲料からのアルコール除去方法、およびそれによって得られた低アルコール性飲料 | |
| KR200486448Y1 (ko) | 폐양액 양분 분리 장치 | |
| CN104642701A (zh) | 一种富有机酸青梅蜜饯的制备方法 | |
| CN204579790U (zh) | 一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置 | |
| CN203938550U (zh) | 一种带有蒸汽消毒装置的纯化水生产设备 | |
| CN208279451U (zh) | 一种多功能自动净水系统 | |
| US20200352198A1 (en) | Pressure Treated Coconut Toddy Drink | |
| Ge et al. | Hybrid Pasteurization Strategy for Energy Conservation and Quality Preservation in Cloudy Apple Juice Processing | |
| CN1836583A (zh) | 食品用脱色全叶芦荟2:1浓缩汁加工方法 | |
| Samchenko et al. | THE DOMINANT FACTORS DURING WATER TREATMENT IN THE BEVERAGE PRODUCTION | |
| CN102851160A (zh) | 保持原有口感和风味的纯生啤酒的生产方法 | |
| KR101418948B1 (ko) | 헛개나무 추출물의 농축액과 나무수액을 혼합한 살균처리 천연음료의 제조방법 | |
| CN112221191A (zh) | 一种药剂提取方法及系统 | |
| Zueva et al. | The use of water in the food industry and the achievement of its microbiological purity | |
| CN1817245A (zh) | 食品用脱色全叶芦荟10:1浓缩汁加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| GRNT | Written decision to grant |