KR101843114B1 - 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방향성 식물인 허브 또는 편백나무 및 소나무와 같은 수목의 잎과 줄기의 원료에 존재하는 방향성 물질을 액체 상태로 추출함에 있어서, 원료(110)가 적층으로 층층이 투입된 온열압력탱크(120)의 내부에 수분이 없는 무수온열(240)을 주입하여 샤워 방식으로 온열을 원료(110)에 직접 접촉시켜 온열압력탱크(120)의 내부 온도를 상승시킴에 따라 원료(110)에서 분리된 수분 속에 존재하는 방향 물질을 액체 상태의 방향제로 추출하는 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법에 관한 것이다.
이를 위해서 본 발명은,
온열압력탱크 내부에 원료를 투입하는 단계와;
상기 온열압력탱크 내부에 99℃ 이하의 무수온열을 주입하는 단계와;
상기 온열압력탱크 내부를 85℃~95℃ 이하의 운전온도로 온열을 유지하는 단계와;
상기 온열압력탱크의 내부 온도가 85℃ 이하일 때 추출수를 수시 배출하는 단계와;
상기 추출수를 수시 배출한 후 온열압력탱크에 99℃ 이하의 무수온열을 수시 주입하는 단계와;
상기 온열압력탱크의 원료에 85℃~95℃ 이하의 운전온도가 지속적으로 유지되게 하는 수시 온열 유지 단계와;
상기의 추출수 수시 배출단계와 상기 무수온열 수시 주입단계와 상기 수시 온열 유지단계를 거치는 과정에서 온열압력탱크 내부 원료의 수분함수율이 2% 이하일 때 추출수를 최종 배출하는 단계와;
상기 추출수에서 방향제를 분리하는 유수분리 단계로; 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법 {nature aromatic extraction method}

본 발명은 방향성 원료(110)가 투입된 온열압력탱크(120) 내부에 뜨거운 공기를 주입하여 원료(110)에 수분이 없는 무수온열(240)을 직접 접촉시켜, 원료(110)에서 수분이 분리되게 하여 추출수(410)에 존재하는 방향 물질을 액체 상태의 방향제(831)로 추출하는 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 온열압력탱크(120) 내부로 99℃ 이하의 무수온열(240)을 주입하여 탱크의 내부 온도가 85℃ 내지 95℃ 이하의 운전온도(310)가 지속적으로 유지되게 하여 직접적인 무수온열(240) 접촉에 의해 식물성 원료에 존재하는 천연 방향제가 추출되도록 발명되었다.

특허 등록된 편백오일의 추출방법(등록번호10-1361756 등록일자 : 2014. 02.05)은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 [0023] 본 발명의 편백오일의 추출방법은 도 1 및 도 2와 같이 편백나무 잎을 포함하는 편백나무 원료를 압력탱크 내에 투입하고, 압력탱크에 고압스팀 및 고압공기를 공급하고, 증발된 수증기를 냉각시켜 저장탱크에 저정한 후 편백오일 및 편백수를 층분리시켜 각각 추출한다. 와 같이 고압의 수증기를 이용하여 편백오일을 추출하는 선행기술이 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허등록 1) 등록번호 10-1361756 등록일자 : 2014. 02. 05. 도면 1, 도면 2.

청구항 1

a) 편백나무 잎을 포함하는 편백나무 원료를 압력탱크 내에 투입하는 단계와;

b) 상기 압력탱크에 고압스팀과 함께 고압공기를 공급하는 단계와;

c) 상기 압력탱크로부터 배출되는 수증기를 냉각시켜 응축수로 변환시키는 단계와;

d) 상기 응축수로부터 편백오일과 편백수를 분리하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 압력탱크 내에 상기 고압스팀을 2.5~3.0 kgf/cm2의 압력 및 상기 고압공기를 1.1~2.5 kgf/cm2의 압력으로 공급하고, 상기 압력탱크의 내부압력이 1.1~1.5kgf/cm2이고 내부온도가 110~130℃일 때 상기 압력탱크 내부의 수증기를 배출시키는 것을 특징으로 하는 편백오일의 추출방법.

청구항 4

제1항에 있어서,

상기 고압공기는 히터에 의해 가열된 고압공기인 것을 특징으로 하는 편백오일의 추출방법.

본 발명은 온열압력탱크(120) 내부의 망체(125)위에 적층된 원료(110)에 순수한 열기를 주입하여 운전온도 온열유지단계(300) 및 운전온도 수시유지단계(600)를 거치는 과정에서 원료(110)의 섬유질속에 존재하는 액체 상태의 방향성 추출수(410)가 분리되는 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 온열압력탱크 내부에 원료를 투입하는 단계와;

상기 온열압력탱크 내부에 99℃ 이하의 무수온열을 주입하는 단계와;

상기 온열압력탱크 내부를 85℃~95℃ 이하의 운전온도로 온열을 유지하는 단계와;

상기 온열압력탱크의 내부 온도가 85℃ 이하일 때 추출수를 수시 배출하는 단계와;

상기 추출수를 수시 배출한 후 온열압력탱크에 99℃ 이하의 무수온열을 수시 주입하는 단계와;

상기 온열압력탱크의 원료에 85℃~95℃ 이하의 운전온도가 지속적으로 유지되게 하는 수시 온열 유지 단계와;

상기의 추출수 수시 배출단계와 상기 무수온열 수시 주입단계와 상기 수시 온열 유지단계를 거치는 과정에서 온열압력탱크 내부 원료의 수분함수율이 2% 이하일 때 추출수를 최종 배출하는 단계와;

상기 추출수에서 방향제를 분리하는 유수분리 단계로; 이루어진 것에 특징이 있는 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법을 제공한다.

본 발명은 이상에서 설명한 바와 같이 수분이 포함되지 않은 무수온열로 원료에서 액체 상태의 방향제를 분리함으로서, 물 또는 증기가 첨가되는 일반적인 방향제 추출 방식과 차별화되어 고순도의 천연 방향제를 추출할 수 있는 독특한 장점이 있다.

도 1은 본 발명인 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법을 나타낸 절차 및 계통도이다.
* 도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*
100 : 원료 투입단계
200 : 무수온열 주입단계
300 : 운전온도 온열유지단계
400 : 추출수 수시배출단계
500 : 무수온열 수시주입단계
600 : 운전온도 수시유지단계
700 : 추출수 최종배출단계
800 : 방향제 유수분리단계
110 : 원료(방향성 식물의 잎 또는 가지. 허브, 편백나무, 소나무 등)
120 : 온열압력탱크
121 : 온열유입관
122 : 개폐벨브(온열 유입관측)
123 : 추출수배출관
124 : 개폐벨브(추출수 배출관측)
125 : 망체
126 : 뚜껑체
210 : 콤프레샤(공기발생기)
211 : 공기유입관
220 : 온열용기
230 : 가열장치
240 : 무수온열(수분이 존재하지 않는 99℃ 이하의 온열)
310 : 운전온도(탱크 내부의 온열을 유지하는 것으로서 85℃~95℃ 이하의 온도)
410 : 추출수(온열압력탱크 내부에서 무수온열에 의해 원료에서 분리된 수분이 응결되어 탱크 내부의 하면에 고인 액체)
710 : 추출수저수조
720 : 슬러지탱크
721 : 슬러지(침전 슬러지)
810 : 유수분리기
811 : 슬러지필터(떠오르는 부상 슬러지 제거용)
820 : 유출수탱크
821 : 유출수
830 : 방향제탱크
831 : 방향제
840 : 부산물창고
841 : 부산물(잔여 수분이 2% 이하로 분리된 잎과 가지 등의 건조한 원료).

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법을 나타낸 절차 및 계통도로서, 도면부호에 따른 그 구성은 다음과 같다.

도면부호 100은 원료 투입단계를 나타낸 것으로서, 온열압력탱크(120)내부에 설치된 망체(125)의 상단에 적층식으로 층층이 원료(110)를 투입한 후 뚜껑체(126)로 폐쇄하는 단계이다.

도면부호 200은 무수온열 주입단계를 나타낸 것으로서, 상기 온열압력탱크(120)에 연결된 온열유입관(122)을 통해 무수온열(240)을 주입하는 단계로서, 이때 무수온열(240)은 온열용기(220)에서 생성된 열기를 콤프레샤(210)를 이용하여 열기를 탱크의 내부로 저속 및 저압으로 유입시키는 단계이다. 이때 추출수 배출관측의 개폐벨브(124)를 개방하여 온열이 원료(110)에 접촉되어 낮아진 온열은 배출하고 지속적으로 유입되는 온열에 의해 온열압력탱크(120)의 내부 온도가 95℃가 되도록 하는 단계이다.

도면부호 300은 운전온도 온열유지단계를 나타낸 것으로서, 상기 무수온열 주입단계(200)에서 주입된 무수온열(240)이 85℃~95℃ 이하의 온도로 온열압력탱크(120) 내부의 온열을 유지시키는 단계이다. 이때 추출수 배출관측의 개폐벨브(124)는 폐쇄된 상태를 유지한다.

도면부호 400은 추출수 수시배출단계를 나타내고, 도면부호 500은 무수온열 수시주입단계를 나타내고, 도면부호 600은 운전온도 수시유지단계를 나타낸 것으로서, 상기 온열유지단계(300)에서 시간이 흐름에 따라 온열압력탱크(120) 내부의 온도가 85℃ 이하로 내려가면 개폐벨브(124)를 개방하여 추출수(410)를 배출한 후, 무수온열 주입단계(200)를 추가적으로 실시한 후에 운전온도 온열유지단계(300)를 실시함에 있어서 도면부호 400, 500, 600을 순차적으로 실시하여 원료(110)가 무수온열(240)에 의해 추출수(410)가 분리되어 수분함수율이 2% 이하가 될 때까지 수시 배출 및 주입과 유지단계를 실시하는 사이클이다.

도면부호 700은 추출수 최종배출단계를 나타낸 것으로서, 상기 도면부호 400, 500, 600의 사이클 과정에서 원료(110)의 수분함수율이 2% 이하 일 때 개폐벨브(124)를 개방하여 추출수(410)를 추출수 저수조(710)로 배출하는 것이다.

도면부호 800은 방향제 유수분리단계를 나타낸 것으로서, 추출수(410)는 정유성분과 수분이 혼합되어 있는 상태로서 상등수인 방향제(831)와 수분인 유출수(821)로 분리하는 것으로서 층분리를 하는 단계이다.

도면부호 110은 원료를 나타낸 것으로서, 방향성 식물인 허브, 편백나무, 소나무 등에서 채취한 잎과 줄기이다.

도면부호 120은 온열압력탱크를 나타낸 것으로서, 철재로 이루어진 탱크의 저면은 추출수(410)를 집수할 수 있는 오목한 형태로 이루어졌고, 적층된 원료(110)에서 분리된 추출수(410)가 흘러드는 다공이 형성된 망체(125)가 설치되고 뚜껑체(126)로 폐쇄되게 이루어졌으며, 온열유입관(122)과 추출수배출관(123)에 개폐벨브(122, 124)가 연결되었고 무수온열(240)에 의한 운전온도(310)가 지속적으로 유지되도록 외면이 단열 처리된 탱크이다.

도면부호 210은 콤프레샤를 나타낸 것으로서, 온열용기(220)에 생성된 무수온열((240)을 주입하는 공기발생기이며 공기 유입관((211)에 의해 온열용기(220)와 연결된 것이다.

도면부호 220은 온열용기를 나타낸 것으로서, 스테인레스 재질의 철재로 이루어지고 공기유입관((211)에 연결되는 유입구와 온열유입관(121)에 연결되는 유출구가 형성되고 내부는 빈 공간으로 이루어져, 외부의 가열장치(230)에 의해 무수온열(240)이 생성된다.

도면부호 230은 가열장치를 나타낸 것으로서, 화석연료 또는 전기장치에 의해 가동되는 외부 버너 또는 가열기구이다.

도면부호 240은 무수온열을 나타낸 것으로서, 온열용기(220)의 외부를 가열하여 생성된 열기로서 수분이 존재하지 않는 99℃ 이하의 온열이다.

도면부호 310은 운전온도를 나타낸 것으로서, 온열압력탱크(120) 내부의 온열을 유지하는 것으로서 85℃~95℃ 이하의 온도가 지속적으로 유지되는 온도이다.

도면부호 410은 추출수를 나타낸 것으로서, 온열압력탱크(120) 내부에서 무수온열(240)에 의해 원료(110)에서 분리된 수분이 응결되어 탱크 내부의 하면에 고인 액체이다.

도면부호 810은 유수분리기를 나타낸 것으로서, 상등수로 분리되는 방향제(831)는 방향제탱크(830)로 이송하고 잔여 유출수(821)는 유출수탱크(820)로 이송한다. 이때 방향제탱크(830)로 이송되는 배관과 배관 사이에 슬러지필터(811)를 장착하여 방향제(831)속의 잔여 슬러지(721)를 제거하는 필터 시설이 포함된 것이다.

도면부호 821은 유출수를 나타낸 것으로서, 유수분리기(810)를 통해 정유 성분인 상등수로 분리된 방향제(831) 이외의 수분이다.

도면부호 831은 방향제를 나타낸 것으로서, 유수분리기(810)를 통해 분리된 정유 성분인 상등수이다.

도면부호 841은 부산물을 나타낸 것으로서, 원료(110)에서 무수온열(240)에 의해 추출수(410)가 분리되어 수분함수율이 2% 이내의 건조된 원료(110)이다.

상기 도면부호의 설명에 따른 상호 관계와 작용은 다음과 같다.

철재로 이루어진 온열압력탱크(120) 내부의 저면은 추출수(410)를 집수할 수 있는 오목한 형태로 이루어졌고, 적층된 원료(110)에서 분리된 추출수(410)가 흘러드는 다공이 형성된 망체(125)가 설치되고 뚜껑체(126)로 폐쇄되게 이루어졌으며, 온열유입관(122)과 추출수배출관(123)에 개폐벨브(122, 124)가 연결되었고, 무수온열(240)에 의한 운전온도(310)가 지속적으로 유지되도록 외면이 단열 처리된 상기 온열압력탱크(120)에 원료(110)인 방향성 식물의 잎 또는 줄기를 적층으로 투입하여 뚜껑체(126)로 폐쇄된 상태에서, 온열용기(220)에서 생성된 무수온열(240)을 콤프레샤(210)를 이용하여 저속 및 저압으로 유입시키는 단계에 있어서, 추출수 배출관측의 개폐벨브(124)를 개방하여 온열이 원료(110)에 접촉되어 낮아진 온열은 배출하고 지속적으로 유입되는 온열에 의해 온열압력탱크(120)의 내부 온도가 85℃~95℃로 장시간 유지되도록 최대 온도인 99℃ 이하의 무수온열(240)을 주입하여 최초 운전온도(310)를 95℃에 이르게 한다.

이때 콤프레샤(210)와 온열용기(220)는 공기유입관(211)으로 연결되고, 온열용기(220)와 온열압력탱크(120)는 온열유입관(121)으로 연결되어 온열용기(220)에서 생성된 99℃ 이하의 무수온열(240) 주입 및 차단이 용이하게 배열되었다.

이후, 무수온열(240)로 인해 85℃~95℃ 이하의 온도로 온열압력탱크(120) 내부의 온열을 유지시켜 열기로 인해 원료(110)에서 추출수(410)가 분리되게 하여 증기 형태의 수분이 응결되어 탱크 내부의 하면으로 집수되게 한다.

이후, 온열압력탱크(120)의 내부 온도가 85℃ 이하로 내려가면 개폐벨브(124)를 개방하여 추출수(410)를 배출한 후, 무수온열 주입단계(200)를 추가적으로 실시한 후에 운전온도 온열유지단계(300)를 실시함에 있어서 도면부호 400, 500, 600을 순차적으로 실시하여 원료(110)가 무수온열(240)에 의해 추출수(410)가 분리되어 수분함수율이 2% 이하가 될 때까지 수시 추출수배출 및 온열주입과 온열유지단계를 반복적으로 실시한다.

상기 도면부호 400, 500, 600의 반복적인 과정에서 원료(110)의 수분함수율 2%이하에서 개폐벨브(124)를 개방하여 추출수(410)를 추출수 저수조(710)로 최종적인 배출을 실시한 후에 유수분리기(810)를 이용하여 방향제(831)와 유출수(821)로 분리한다.

Claims (2)

1. 방향성 식물인 허브 또는 편백나무 및 소나무와 같은 수목의 잎과 줄기 중에서 단일 종류의 원료를 온열압력탱크의 내부에 적층으로 투입하여 수분이 없는 무수온열을 상기의 온열압력탱크에 주입하여 열기가 원료에 직접 접촉되게 하여 원료의 섬유질속에 존재하는 방향성 물질을 액체 상태로 추출하는 방법에 있어서,
   온열압력탱크 내부에 원료를 투입하는 단계와;
   상기 온열압력탱크 내부에 99℃ 이하의 무수온열을 주입하는 단계와;
   상기 온열압력탱크 내부를 85℃~95℃ 이하의 운전온도로 온열을 유지하는 단계와;
   상기 온열압력탱크의 내부 온도가 85℃ 이하일 때 추출수를 수시 배출하는 단계와;
   상기 추출수를 수시 배출한 후 온열압력탱크에 99℃ 이하의 무수온열을 수시 주입하는 단계와;
   상기 온열압력탱크의 원료에 85℃~95℃ 이하의 운전온도가 지속적으로 유지되게 하는 수시 온열 유지 단계와;
   상기의 추출수 수시 배출단계와 상기 무수온열 수시 주입단계와 상기 수시 온열 유지단계를 거치는 과정에서 온열압력탱크 내부 원료의 수분함수율이 2% 이하일 때 추출수를 최종 배출하는 단계와;
   상기 추출수에서 방향제를 분리하는 유수분리 단계로; 이루어진 것에 특징이 있는 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 무수온열은 철재로 이루어진 온열용기의 외부를 가열장치에 의해 가열된 수분이 포함되지 않은 99℃ 이하의 온열인 것을 특징으로 하는 무수 온열주입법에 의한 천연 방향제 추출방법.

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