KR101795796B1 - 다목적 농축 및 추출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농산물을 재료로 사용하여 농축과 추출, 증류포집을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 농축 및 추출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 약재 또는 농산물 및 액상의 원료를 교반탱크에 투입한 후 가열 및 교반하여 액화 또는 증기를 발생시키고, 발생된 증기를 냉각시킴으로써, 액화된 유효성분을 추출할 뿐만 아니라, 원료의 수분을 증발시킴으로써, 고형의 농축물을 용이하게 얻을 수 있고 동시에 증류포집을 수행하여, 특히 쨈의 제조에도 효율적으로 이용할 수 있는 다목적 농축 및 추출 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다목적 농축 및 추출 장치는 진공펌프를 이용하여 응축수 회수 탱크를 진공상태로 만들기 때문에 저온에서도 추출이 가능하고, 추출효율이 높고, 교반 탱크의 교반 궤적을 최대화함으로써 원료가 타거나 눌어붙지 않아서 갈변현상이 없고, 냉각기를 다단으로 구비하여 제1 냉각기가 특히 저온으로 유지되어 냉각 효율을 높이고 장치의 효율이 높을 뿐만 아니라 내구성이 더 높고, 추출 및 농축 공정에서 기간이 단축되어 생산되는 제품의 신선도 및 완성도 역시 매우 높다는 효과를 제공한다. 또한, 냉각부의 구성을 단순화하여 공정을 단축시킬 수 있고, 추출 효율을 높게 할 수 있다.

Description

다목적 농축 및 추출 장치{Multipurpose apparatus for condensation and extraction}

본 발명은 농산물을 재료로 사용하여 농축과 추출, 증류 포집을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 농축 및 추출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 약재 또는 농산물 및 액상의 원료를 교반탱크에 투입한 후 가열 및 교반하여 액화 또는 증기를 발생시키고, 발생된 증기를 냉각시킴으로써, 액화된 유효성분을 추출할 뿐만 아니라, 원료의 수분을 증발시킴으로써, 고형의 농축물을 용이하게 얻을 수 있고 동시에 증류포집을 수행하여, 특히 쨈의 제조에도 효율적으로 이용할 수 있는 다목적 농축 및 추출 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 추출기란 원료에서 특정성분을 추출하는 수단이고, 농축기는 특정성분의 농도를 높여주는 수단이며, 교반기는 2가지 이상의 특정성분을 혼합시키는 수단이다. 이러한, 추출기, 농축기 및 교반기는 이미 공지기술로 실험용 또는 음식물이나 약품제조 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

하지만, 종래의 공지기술은 사용자가 추출기, 농축기 및 교반기를 별도로 구매해야 하기 때문에 비용의 낭비가 발생하고, 각각의 장치마다 별도의 공간이 필요하기 때문에 공간의 낭비를 초래하는 문제점이 있으며, 실험한 데이터의 통합적인 관리가 어려움 문제점이 있었다.

또한, 종래의 추출기의 경우 일단 추출과정이 시작되면 특정성분의 추출농도를 제어하기 어렵고, 추출된 특정성분에 불순물이 잔존하여 실험결과에 예측하지 못한 영향을 주는 단점이 있다.

그리고, 종래의 공지기술은 추출기, 농축기 및 교반기의 덮개를 사용자가 직접 개폐하여야 하는데, 통상적으로 덮개의 무게가 무거워 사용자가 직접 개폐하는데 적지 않은 힘이 필요한 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 공지기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 종래기술의 일예로써, 대한민국 공개특허 제2010-0097499호에는 증기공급관과 연통되어 증기를 공급하는 증기공급원, 상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 원료를 가열시킴으로써 원료에서 특정성분을 분리하여 추출시키는 추출기, 상기 추출기로부터 가열되어 기화된 특정성분을 공급받아 냉각을 통해 응축시켜 상기 추출기에 다시 공급하는 환류냉각기, 상기추출기로부터 추출된 2가지 이상의 특정성분을 공급받아 교반수단을 통해 혼합시키거나, 상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 상기 추출기로부터 추출된 특정성분을 공급받아 가열시킴으로써 상기 추출된 특정성분의 수분을 증발시켜 농축시키는 교반농축기, 및 상기 교반농축기로부터 가열되어 기화된 특정성분을 공급받아 냉각을 통해 응축시키는 복수기를 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안되어 있다.

그러나 상기 대한민국 공개특허 제2010-0097499호는 그 구조가 복잡하여 사용이 어려울 뿐만 아니라 유지보수가 어렵고, 추출, 농축 및 교반 등 다양한 목적의 실험을 위해 사용되며, 증기를 이용하여 가열하기 때문에 가열에 많은 시간이 소요되는 한편, 사실상 원료에서 특정성분을 추출하여 농축액을 얻고 있어 특정성분이 제거된 원료는 버려지게 되므로 실질적으로 고형화된 농축물을 얻지 못하는 문제점이 있다.

또 다른 일례로써, 대한민국 공개특허 제2015-0051589호는 증기공급관과 연통되어 증기를 공급하는 증기공급원, 상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 원료를 가열시킴으로써 원료에서 특정성분을 분리하여 추출시키는 추출공정, 가열되어 기화된 특정성분을 진공펌프로 추출하여 냉각을 통해 응축시켜 배출하는 공정을 반복하는 공정, 교반수단을 통해 교반하는 공정, 계속 가열시킴으로써 상기 추출된 특정성분의 수분을 증발시켜 농축시키는 교반농축기로 구성된 추출 농축일체형 추출 농축 장비가 제안되어 있다.

그러나, 상기 대한민국 공개특허 제2015-0051589호는 상기 대한민국 공개특허 제2010-0097499호와 마찬가지로 기화된 특정성분을 추출 및 냉각하는 공정을 반복하기 때문에 얻고자 하는 농축액 또는 농축물을 얻는데 많은 시간이 소요되고, 사실상 원료에서 특정성분을 추출하여 농축액을 얻고 있어 특정성분이 제거된 원료는 버려지게 되므로 실질적으로 고형화된 농축물을 얻지 못하는 문제점이 있으며, 결과적으로 추출 및 농축의 공정이 한꺼번에 이루어져 목적하는 성분을 얻고 있다.

즉, 상기 일예의 종래기술들은 추출 및 농축의 공정이 별도의 추출기 및 농축기 이에 필요한 교반기가 한꺼번에 구비되어 한 번의 공정으로 특정성분을 추출하고 있으나, 유효성분을 포함하는 액상의 추출액과 유효성분을 포함하는 고형의 농축물을 구분하여 얻는 것은 어려운 점이 있다.

대한민국 등록특허 제1300994호 대한민국 등록실용신안 제0426361호 대한민국 공개특허 제2015-0051589호 대한민국 공개특허 제2010-0097499호

본 발명자들은 종래 기술의 단점이 해소되고, 효율성을 갖는 다목적 농축 및 추출 장치를 개발하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같이 추출 교반 장치를 수평타입으로 하여, 교반 및 농축이 이루어지게 하고, 다단의 냉각기를 사용하여 제1 냉각기의 온도가 저온으로 유지되게 함으로서 발생된 증기를 간단한 냉각 시스템에 의해 효율적으로 처리하여 목적하는 용도로 사용할 수 있게 함으로써 위와 같은 목적이 달성될 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 위와 같은 본 발명의 목적은

원료를 가열 및 교반하여 증기를 발생시켜 농축시키는 교반탱크(100);

상기 교반탱크(100)의 상부에 연결되어 발생되는 증기를 이송하는 증기이송관(200);

상기 증기이송관(200)에 연결되어 이송된 증기를 냉각시키는 냉각부(300);

상기 냉각부(300)의 후단에 연결되어 냉각부(300)에 의해 응축된 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(350);

상기 응축수 저장 탱크(350)의 하단에 구비되고, 상기 냉각부(300) 및 응축수 저장 탱크(350)를 진공 상태로 유지하는 진공 펌프(400); 및

장치의 전체적인 작동 및 기능을 제어하는 제어부(500);를 포함하여 구성되는 특징으로 하는 다목적 농축 및 추출 장치에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 다목적 농축 및 추출 장치는 진공펌프를 이용하여 응축수 회수 탱크를 진공상태로 만들기 때문에 저온에서도 추출이 가능하고, 추출효율이 높고, 교반 탱크의 교반 궤적을 최대화함으로써 원료가 타거나 눌어붙지 않아서 갈변현상이 없고, 냉각기를 다단으로 구비하여 제1 냉각기가 특히 저온으로 유지되어 냉각 효율을 높이고 장치의 효율이 높을 뿐만 아니라 내구성이 더 높고, 추출 및 농축 공정에서 기간이 단축되어 생산되는 제품의 신선도 및 완성도 역시 매우 높다는 효과를 제공한다. 또한, 냉각부의 구성을 단순화하여 공정을 단축시킬 수 있고, 추출 효율을 높게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다목적 농축 및 추출 장치의 정면 설명도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다목적 농축 및 추출 장치의 배면 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다목적 농축 및 추출 장치의 교반탱크의 내부 투시도이다.
도 4는 상기 교반탱크의 교반 날개의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 상기 교반탱크의 교반 날개의 회전을 설명하기 위한 측면 설명도이다.

본 발명은, 일면에 있어서,

원료를 가열 및 교반하여 증기를 발생시켜 농축시키는 교반탱크(100);

상기 교반탱크(100)의 상부에 연결되어 발생되는 증기를 이송하는 증기이송관(200);

상기 증기이송관(200)에 연결되어 이송된 증기를 냉각시키는 냉각부(300);

상기 냉각부(300)의 후단에 연결되어 냉각부(300)에 의해 응축된 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(350);

상기 응축수 저장 탱크(350)의 하단에 구비되고, 상기 냉각부(300) 및 응축수 저장 탱크(350)를 진공 상태로 유지하는 진공 펌프(400); 및

장치의 전체적인 작동 및 기능을 제어하는 제어부(500);를 포함하여 구성되는 특징으로 하는 다목적 쨈 농축 및 추출 장치를 제공한다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서,

상기 교반탱크(100)는 수평 관 형태의 원통형으로 이루어지고, 원료가 투입되어 가열 및 교반되는 하우징(101);

상기 하우징(101)의 상부에 마련된 원형의 원료 투입구(120);

상기 원료 투입구(120)의 형상에 대응되게 형성되어 상기 원료 투입구(120)를 개폐하는 뚜껑(110);

상기 뚜껑의 상부에 마련되는 투시창(111);

상기 하우징(101)의 외측 하단에 구비되어 액상 및 고형물을 배출하는 배출 밸브(140);

상기 하우징(101)의 외측 하부를 감싸는 형태로 구비되어 스팀열을 외부에서 공급하는 스팀관(130);

상기 하우징(101)의 중심부에 위치하여 모터(M)에 의해 구동되는 회전축(170);

상기 회전축(170) 상에서 위치조절이 가능하도록 복수 개 마련되어 회전하는 회전 날개(180); 및

상기 회전 날개(180)의 단부에 결합되는 투입된 원료를 교반시키는 스크래퍼(190)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 농축과 추출을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 농축 및 추출 장치를 제공한다.

본 발명은, 추가의 다른 일면에 있어서,

상기 모터(M)는 기어의 작동에 의해 풀리(152)에 의해 연결되어 회전축(170)을 회전시키는 것을 특징으로 하는 농축과 추출을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 농축 및 추출 장치를 제공한다.

본 발명은, 추가의 다른 일면에 있어서,

상기 냉각부(300)는 증기이송관(200)에 연결되는 증기 배출 밸브(150)의 개폐에 의해 증기를 공급받고, 냉각수의 순환에 의해서 증기를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 농축과 추출을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 쨈 농축 및 추출 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 농축과 추출을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 농축 및 추출 장치의 전체적인 구성 및 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 더욱 용이하게 설명하기 위하여 통상의 밸브 및 배관은 임의로 생략하나, 이러한 밸브 및 배관은 본 발명의 기술분야의 전문가 수준에서 볼 때 자명한 것으로 명시적으로 설명하지 않더라도 본 발명을 구성하는 통상의 장치의 일부분으로서 본 발명의 구성요소에 포함될 수 있는 것들이다.

도 1은 본 발명에 따른 다목적 농축 및 추출 장치의 정면 설명도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다목적 농축 및 추출 장치의 배면 설명도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다목적 농축 및 추출 장치의 교반탱크의 내부 투시도이고, 도 4는 상기 교반탱크의 교반 날개의 회전을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 상기 교반탱크의 교반 날개의 회전을 설명하기 위한 측면 설명도이다.

본 발명에 따른 다목적 추출 및 농축 장치는 크게 교반탱크(100), 증기이송관(200), 냉각부(300), 응축수 저장 탱크(350), 진공 펌프(400), 제어부(500) 및 대차부(600)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 쨈 농축 및 추출 장치는 교반과정에서 내부를 긁어주는 스크래퍼(190)가 원형의 표면 뿐만 아니라 앞, 후면까지 내부의 모든 면을 긁어 균일하게 교반시켜 원료가 눌어붙을 공간을 없애는 것에 주된 특징이 있다.

또한, 본 발명에 따른 쨈 농축 및 추출 장치는 냉각기가 다단으로 분리되고, 아래로부터 1단, 2단, 3단으로 냉각기를 분리하여 고온(3단)의 냉각수가 2단과 저온(1단)의 냉각수와 섞이는 현상을 막아주어 제1 냉각기에 상기 저온을 유지시켜 적은 냉각수로 최고의 효율을 낼 수 있도록 제작된 것으로서, 농축탱크의 뜨거운 공기가 냉각기의 차가운 공기로 이동하는데 상호간의 온도차가 클수록 공기의 이동속도가 빠르게 되게 농축효율을 높인 것에 또 다른 특징이 있다.

상기 교반탱크(100)는 수평의 원통형으로 이루어진 하우징(101)을 포함하는데, 이러한 하우징(101)은 원료를 가열 및 교반하여 증기를 발생시켜 농축시키는 공간을 제공하는 것으로서 종래의 수직형 교반 탱크의 사용에 따른 문제점을 해소하기 위해서 개발된 것으로서, 후술하는 바와 같이 교반 날개와 이에 결합된 스크래퍼(190)가 수평으로 위치하여 모터(M)에 의해 구동되는 회전축(170)을 중심으로 상하로 회전하고, 하우징(101)의 내표면에서 최대한 허용되는 궤적으로 회전함으로써 투입된 원료가 하우징(101)의 내표면에 잔류되지 않고, 들러붙지 않도록 함으로써 미교반 원료의 표면에 대한 부착 및 이에 따른 장치의 비효율을 초래하는 종래의 수직형 교반탱크에 수반된 문제점을 해소하였다.

종래의 수직형 교반 탱크는 교반축을 수직 또는 경사지게 설치하여 복수의 교반 날개를 상기 교반축에 배치시켜 회전시키더라도 원통형의 내부 구조를 최대한 커버하는 교반 궤적을 구현하는 데에는 근본적인 한계가 있었다.

상기 하우징(101)의 상부 일측에는 원료 투입구(120)가 원형으로 마련되고, 상기 원료 투입구(120)를 개폐하는 뚜껑(110)이 원료 투입구(120)의 형상에 대응되게 형성된다. 뚜껑(110)의 개폐는 복수의 체결구(112)의 조임 및 풀림에 의해 힌지축(113)의 회전에 의해 이루어질 수 있고, 상부에는 투시창(111)이 마련되어 내부의 진행 상태를 파악할 수 있으며, 필요에 따라 압력게이지와 감압밸브를 설치할 수도 있다. 이 때 제공되는 압력은 1기압 이하로 부가될 수 있다.

상기 하우징(101)의 외측 하단에는 배출 밸브(140)가 교반이 완료된 구비되어 액상, 반고상, 젤리 형태의 고형물을 배출하게 된다.

상기 하우징(101)의 외측 하부에는 스팀열을 외부에서 공급하는 스팀관(130)이 하우징(101)을 감싸는 형태로 구비된다.

이러한 스팀관(130)에 의해 공급되는 스팀열은 하우징(101)의 외측에서 간접적으로 열을 제공함으로써 투입된 원료가 내표면에 들러붙지 않고 원할하게 교반되게 하는 효과를 제공한다. 뿐만 아니라, 스팀을 사용하므로 장치의 설치 및 유지 관리가 더욱 용이하다는 이점도 있다.

상기 하우징(101) 중심부에는 모터(M)에 의해 구동되는 회전축(170)이 양단부에 마련된 지지 구조 및 베어링 등의 부품들을 게재하여 수평으로 설치되고, 상기 회전축(170) 상에 회전 날개(180)가 회전축(170) 상에서 위치 이동 및 조절이 가능하도록 복수 개 마련된다. 예를 들면, 회전날개(180)는 중심부에 홀을 구비하여 회전축(170) 상에 위치 이동이 가능하게 외삽되거나 볼트에 의해 개폐 가능한 홀을 중심부에 마련하여 회전축(170)에 장착할 수 있다.

상기 회전 날개(180)의 단부에는 스크래퍼(190)를 분리가능하게 결합시켜 결합되는 투입된 원료가 최대한의 회전 궤적으로 교반되게 할 수 있다.

상기 회전 날개(180)는 교반 스크래퍼(190)의 회전 반경이 하우징(101)의 내부 공간에서 최대로 회전하도록 회전축(170) 상에서 위치를 조정함으로서 교반과정에서 내부를 긁어주는 스크래퍼(190)가 원형의 표면 뿐만 아니라 앞, 후면까지 내부의 모든 면을 긁어 균일하게 교반시킴으로서 원료가 눌어붙을 공간을 없애는 것이 가능하다.

예를 들면, 스크래퍼(190)는 긴 막대형이나 판형의 구조물(예, 불도우저 날)로서 상기 회전날개(180)의 단부에 복수의 체결 홈을 형성한 후 스크래퍼(190)에 일체로 형성된 체결 부재(미도시)를 이용하여 나사 결합 등의 체결을 할 수 있다. 이러한 실시 형태에 있어서, 체결 형태는 그리 중요하지 않으나, 체결되어 회전하는 스크래퍼(190)의 회전 각도 및 스크래퍼의 높이가 매우 중요할 수 있다. 따라서, 이에 제한되는 것은 아니나 상기 회전 날개(180)와 스크래퍼(190)의 결합각은 측면에서 볼 때 45 ~ 135°가 바람직할 수 있다. 또한, 스크래퍼의 높이는 가능한 범위 내에서 높은 것이 바람직할 수 있다.

한편, 하우징(101)의 내표면은 인체에 유해성이 없고, 고온과 회전의 마찰에 강한 테프론 재질을 포함하는 코팅재로 코팅하여 장치의 내구성과 교반 효율을 더 높일 수 있다.

상기 모터(M)는 기어의 작동에 의해 풀리(152)에 의해 연결되어 회전축(170)을 회전시킨다.

상기 하우징(101)의 배면측 하부에는 모터(M)가 위치하고 모터의 회전력은 풀리(160)에 의해 회전축(170)으로 전달된다.

교반 날개의 회전 속도는 후술하는 제어부(500)에 의해 제어될 수 있으며, 통상적으로 5 내지 100 rpm의 범위 내에서 필요에 따라 조절 가능하다.

이러한 모터(M) 및 풀리(160)의 구조물은 커버를 사용하여 외부에 노출되지 않도록 하는 것이 작업의 안정성 등 여러 측면에서 바람직할 수 있다.

상기 교반탱크(100)는 복수의 수평 및 수직 지지대(102)에 의해 지지될 수 있고, 상기 지지대(102)는 대차판(600) 상에 고정되어 위치할 수 있다.

상기 대차판은 대판(610)과 탄성 수단이 포함된 진동완화 받침대(620)로 이루어질 수 있다.

위와 같은 교반탱크(100)의 구조 및 구성에 의해 교반 및 처리가 완료된 원료 및 처리물은 배출 밸브(140)을 통하여 배출될 수 있고, 이 때 가온 과정에서 형성된 압력을 해제하지 않고, 배출시킬 경우 배출이 더욱 용이할 수 있다.

한편, 상기 교반탱크(100)의 상부에는 증기이송관(200)이 증기 배출 밸브(150)을 경유하여 연결되고, 교반 탱크(100)의 가열 및 교반에 의해 형성되는 증기를 냉각부(300)로 이송한다.

상기 냉각부(300)는 증기이송관(200)에 연결되는 증기 배출 밸브(150)의 개폐에 의해 증기를 공급 받고, 냉각수의 순환에 의해서 증기를 냉각시킴으로써 농축과 추출을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 농축 및 추출 장치를 제공한다.

냉각부(300)는 증기이송관(200)을 통해 이송된 증기를 냉각시키는 기능을 수행하는 장치로서, 기본적으로 내부에 형성된 코일을 통해 이송되는 증기를 외측에서 냉각수가 접촉되어 냉각 기능을 수행하기 위한 통상적은 내부 구조를 취할 수 있으며, 냉각 효율을 높이기 위하여 냉각기는 복수 개로 구성될 수 있으며, 예를 들면 도면 1에 나타낸 바와 같이 제1 냉각기(310), 제2 냉각기(320) 및 제3 냉각기(330)가 순차적으로 연결관에 의해 연결되고, 이들 냉각기의 내부는 증기가 통과하면서 냉각수와의 간접 접촉에 의해 응축되는 코일 형상의 튜브가 나선형으로 구비되고, 그 외표면으로 냉각수가 흐르는 구조로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 쨈 농축 및 추출 장치에서 냉각기가 다단으로 분리되고, 아래로부터 1단, 2단, 3단으로 냉각기를 분리하여 고온(3단)의 냉각수가 2단과 저온(1단)의 냉각수와 섞이는 현상을 막아주어 제1 냉각기에 상기 저온을 유지시켜 적은 냉각수로 최고의 효율을 낼 수 있도록 제작된 것으로서, 농축탱크의 뜨거운 공기가 냉각기의 차가운 공기로 이동하는데 상호간의 온도차가 클수록 공기의 이동속도가 빠르게 되게 농축효율을 높인 것에 또 다른 특징이 있다.

냉각수는 제3 냉각기의 하부에 마련된 유입구(340)로 유입되어 순환과정을 거친 후 제1 냉각기에 구비된 유출구(341)를 통하여 유출된다.

이어서, 냉각부(300)에서 응축되는 응축수는 응축수 회수탱크(350)로 유입되어 저장된 후, 응축수 배출밸브(351)을 통하여 배출시켜서 필요한 용도로 사용된다.

응축수 저장 탱크(350)는 상기 냉각부(300)의 후단에 연결되어 냉각부(300)에 의해 응축된 응축수를 저장한다.

상기 응축수 저장 탱크(350)의 상부 일측에는 청소용 캡(351)이 구비되어 필요에 따라 내부를 청소할 수 있고, 외측면에 연결되어 설치된 수위확인관(353), 투시유리관(430, 431)을 통하여 내부의 상태를 확인할 수 있다.

한편, 증기의 냉각 및 응축을 효율적으로 진행하기 위해서는 진공펌프(400)에서 제공되는 감압 상태를 상기 냉각부(300) 및 응축수 회수탱크(350)에 제공하여 유지함으로써 추출 공정 효율을 더 높일 수 있다.

진공 펌프(400)는 상기 응축수 저장 탱크(350)의 하단에 구비되고, 상기 냉각부(300) 및 응축수 저장 탱크(350)를 진공 상태로 유지하고, 상기 진공펌프(400)에서 형성된 감압은 진공 조절 및 해제 밸브(410)에 의해 개폐되고, 진공 상태는 진공 조절 및 해제 밸브(420)에 인접하여 구비된 진공 조절 게이지에 의해 확인할 수 있다.

한편, 상기 냉각부(300) 및 응축수 회수 탱크(350) 및 진공 펌프는 수평 및 수직 지지대(360)에 의해 지지될 수 있고, 상기 진공 펌프에 연결되는 밸브 및 게이지 및 연결관은 상기 응축수 배출에 관련되는 구성장치와 중복되지 않도록 동일 평면이나 공간 상에 배치할 필요는 없다.

본 발명에 따른 다목적 추출 및 농축 장치는 제어부(500)에 의해 장치의 전체적인 작동 및 기능이 제어된다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제어부(500)는 콘트롤 기판을 포함하는 것으로서, 교반탱크(100)의 가열 온도를 제어하고, 회전축(170)의 작동을 제어하여 원료의 교반여부 및 교반속도를 제어할 수 있으며, 교반탱크(100) 내부의 압력과 응축수회수탱크(350) 및 진공펌프(400)의 작동을 제어한다.

또한, 본 발명의 제어부(500)는 냉각부(300)를 제어하는 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 냉각수를 공급하거나 배출할 수 있도록 제어 또는 냉각수의 온도를 표시하고, 냉각수의 순환을 제어한다.

상기와 같은 작동을 수행하기 위한 본 발명의 제어부(500)는 입력부(미도시) 및 표시부(미도시)가 구비되고, 사용자가 입력부를 통해 기입력한 설정된 정보 즉, 온도 및 작동 시간, 회전축(170)의 회전속도 등이 저장되는 저장부와 저장된 설정된 정보를 바탕으로 본 발명의 구성들을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 농축과 추출을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 농축 및 추출 장치의 작동 형태에 대하여 설명한다.

원료를 투입구(120)에 투입하고, 유효성분이 포함된 추출액을 얻을 때에는 교반탱크(100)에서 원료를 가열 및 교반하여 유효성분이 포함된 증기를 발생시키면, 증기이송관(200)을 통해 이동되는 증기는 냉각부(300)를 통해 액화되어 응축수 회수 탱크(350)에 포집되어 추출액으로 추출된다.

한편, 원료로부터 수분만을 증발시켜 고형의 농축물을 얻고자 할 때에는 교반탱크(100)에서 원료를 가열 및 교반하여 수증기를 발생시키고, 필요한 정도로 농축된 고형의 농축물은 농축밸브(140)로 배출시켜 얻을 수 있다. 발생된 수증기는 증기이송관(200)을 통해 이송시켜 증기는 냉각부(300)를 통해 액화되어 응축수 회수 탱크(350)에 포집된 후 배출한다.

따라서, 식물 등에서 향이 포함된 오일을 또는 일반적인 오일을 추출할 때에는 교반탱크(100)에서 원료와 증류수를 투입하여 가열 및 교반하고, 발생된 증기는 진공상태의 냉각부(300)에서 액화되어 응축수 회수탱크(350)에 특정 향(예, 딸기향) 등이 포함된 물과 오일이 포집되면 순차적으로 물과 오일을 추출하여 오일을 증류 추출된 형태로 얻을 수 있다.

즉, 본 발명은 상기와 같은 방법을 통해 각종 과일이나 식물 등을 저온 진공상태에서 교반 및 혼합을 하여 쨈과 같은 제품의 영양소 등을 파괴하지 않고 가공할 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

100: 교반탱크 101: 하우징
111: 투시창 130: 스팀관
150: 증기 배출 밸브 200: 증기 이송관
300: 냉각부 350: 응축수 회수 탱크
400: 진공펌프 500: 제어부
600: 대차판

Claims (4)

1. 원료를 가열 및 교반하여 증기를 발생시켜 농축시키는 교반탱크(100);
   상기 교반탱크(100)의 상부에 연결되어 발생되는 증기를 이송하는 증기이송관(200);
   상기 증기이송관(200)에 연결되어 이송된 증기를 냉각시키는 냉각부(300);
   상기 냉각부(300)의 후단에 연결되어 냉각부(300)에 의해 응축된 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(350);
   상기 응축수 저장 탱크(350)의 하단에 구비되고, 상기 냉각부(300) 및 응축수 저장 탱크(350)를 진공 상태로 유지하는 진공 펌프(400); 및
   장치의 전체적인 작동 및 기능을 제어하는 제어부(500);를 포함하여 구성되고,
   상기 교반탱크(100)는 수평 관 형태의 원통형으로 이루어지고, 원료가 투입되어 가열 및 교반되는 하우징(101);
   상기 하우징(101)의 상부에 마련된 원형의 원료 투입구(120);
   상기 원료 투입구(120)의 형상에 대응되게 형성되어 상기 원료 투입구(120)를 개폐하는 뚜껑(110);
   상기 뚜껑의 상부에 마련되는 투시창(111);
   상기 하우징(101)의 외측 하단에 구비되어 액상 및 고형물을 배출하는 배출 밸브(140);
   상기 하우징(101)의 외측 하부를 감싸는 형태로 구비되어 스팀열을 외부에서 공급하는 스팀관(130);
   상기 하우징(101)의 중심부에 위치하여 모터(M)에 의해 구동되는 회전축(170);
   상기 회전축(170) 상에서 위치조절이 가능하도록 복수 개 마련되어 회전하는 회전 날개(180); 및
   상기 회전 날개(180)의 단부에 결합되는 투입된 원료를 교반시키는 스크래퍼(190)를 포함하여 이루어지며,
   상기 하우징(101)의 내표면은 인체에 유해성이 없고, 고온과 회전의 마찰에 강한 테프론 재질을 포함하는 코팅재로 코팅되고,
   교반 날개와 이에 결합된 스크래퍼(190)가 수평으로 위치하여 모터(M)에 의해 구동되는 회전축(170)을 중심으로 상하로 회전하고, 상기 회전 날개(180)와 스크래퍼(190)의 결합각은 측면에서 볼 때 45 ~ 135°로 형성되며,
   상기 모터(M)는 기어의 작동에 의해 풀리(152)에 의해 연결되어 회전축(170)을 회전시키고,
   상기 냉각부(300)는 증기이송관(200)에 연결되는 증기 배출 밸브(150)의 개폐에 의해 증기를 공급받고, 냉각수의 순환에 의해서 증기를 냉각시키되, 제1 냉각기(310), 제2 냉각기(320) 및 제3 냉각기(330)가 순차적으로 연결관에 의해 연결되고, 이들 냉각기의 내부는 증기가 통과하면서 냉각수와의 간접 접촉에 의해 응축되는 코일 형상의 튜브가 나선형으로 구비되고, 그 외표면으로 냉각수가 흐르는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 농축과 추출을 동시에 수행하는 것이 가능한 다목적 농축 및 추출 장치.
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