KR101907138B1 - 원심분리기가 부설되어 생약 또는 한방(한약) 추출액의 여과 분리 효율을 개선한 한외여과 시스템 - Google Patents

원심분리기가 부설되어 생약 또는 한방(한약) 추출액의 여과 분리 효율을 개선한 한외여과 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한외여과 시스템 라인 상에 원심분리기가 부설되어 한외 여과 과정에서의 여과 효율을 크게 높일 수 있도록 형성되고, 한외 여과시 고분자 또는 미립자 형태의 부유물(찌꺼기들)이 한외 여과 필터에 막히지 않도록 형성되어 세척 없이 장시간 운전될 수 있도록 형성되며, 특히 저장탱크와 원심분리기는 예냉각 보조수단(냉각자켓, 냉각챔버 등)에 의해 원심 분리시 액분리 효율이 크게 향상되도록 형성되어 생산된 의약의 효능과 품질이 개선됨은 물론 설비 운영과 사용성, 경제성 및 생산성이 크게 향상되는 것을 특징으로 한다.

Description

원심분리기가 부설되어 생약 또는 한방(한약) 추출액의 여과 분리 효율을 개선한 한외여과 시스템{Ultrafiltration system with improved centrifugal separator}
본 발명은 생약 또는 한방(한약) 제제로부터 의약액(건강기능식품 포함)의 추출과 저장 및 한외여과 공정이 일련의 라인으로 이루어져 일체의 시스템을 이루도록 하되, 이러한 일련의 시스템 라인 중 한외 여과기의 전단계에는 원심분리기가 부설되어 주요 약액 외 미립자성 부유물을 미리 분리할 수 있도록 하는 바, 이는 한외여과시 발생될 수 있는 필터 막힘 현상을 미연에 방지하도록 함으로써 청소 없이 장시간 한외 여과기를 운용할 수 있도록 형성되고 특히 여과 효율이 크게 개선되어 제품 양산에 따른 생산성과 의약 효능이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명은 선택적인 실시예로서, 상수탱크의 냉각자켓으로부터 저장탱크의 냉각자켓까지 순환 사이클을 이루도록 하는 열교환 회로가 구비되어 고온 상태의 저장탱크 온도를 사전에 예냉시킬 수 있도록 하는 바, 이는 추출액이 원심분리기로 유입되기 전에 고온의 온도가 중온의 온도로 낮춰져 높은 응집력에 의해 원심 분리 효율이 크게 개선되도록 형성되고 특히 별도의 냉각장치 없이 상수 활용에 따른 저장탱크의 온도 저감을 도모하여 에너지 세이빙 효과에 의한 높은 경제성이 확보되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 다른 실시예로서, 원심분리기의 외주면에 냉각챔버가 구비되도록 하되, 상기 냉각챔버는 판형 열교환기와 칠러를 통해 순환하는 냉매가 순환 사이클을 이루도록 형성되어 저온식 원심 분리가 이루어지도록 하는 바, 이는 저장탱크로부터 유입된 추출액의 액분리 성능이 크게 개선되도록 하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명은 또 다른 실시예로서, 원심분리기 내에 역세척 수단이 부설되어 청소가 간편하고 유지보수 관리가 용이함은 물론 장치 내구성이 보장되는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 한외여과(Ultrafiltration)는 반투막을 이용하여 용액 내의 물질의 크기에 따라 분리하는 방법으로서, 분자 크기가 0.005~0.5㎛(300~ 500,000Dalton)정도의 범위를 처리할 수 있으며, 인위적인 고압의 펌프가 아닌 적은 압력으로 작동 가능하고, 높은 여과량과 함께 유익한 성분을 보존하면서 여과할 수 있는 장점이 있다.
이러한 한외여과는 분자량을 갖는 당류나 단백질 등의 생체물질, 고분자 물질 등의 분리에 주로 사용되는 것으로, 최근에는 수처리를 포함한 식품, 의약 분야에서도 널리 보급되어 산업상 이용되고 있는 실정이다.
한편, 한외여과와 관련하여 선행문헌 1(공개특허 10-2016-0138949 단백질 용액으로부터의 연속식 완충제 또는 배지 교환을 위한 한외여과 장치)에서는 한외 여과방식을 이용해 완충제 또는 배지를 연속적으로 교환하기 위한 방법, 그리고 한외여과 장치를 포함하는 생물약제 및 생물학적 거대분자 생성물을 제조하기 위한 시스템이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 선행문헌 1은 거대분자를 생성함에 있어서 한외 여과막에 다량의 거대분자가 생성됨에 따라 여과 효율이 저하되는 문제가 발생되고, 이에 따라 여과막의 교체나 세척이 빈번하게 발생되어 장비의 운용 효율이 저하되는 문제가 있다.
다시 말해, 선행문헌 1을 대입하여 한방(한약) 제제에 관한 추출액에 한외여과를 도입하게 되면 중금속이나 부유하는 찌꺼기 등 여과되는 분자의 크기가 미세하지 않기 때문에 여과 과정에서 필터의 효율이 저하되고, 이에 세척이나 필터 교체에 따른 설비 운용 정지가 빈번하게 발생하며, 그에 따른 설비 전반의 운용 효율이 감소되어 생산성과 경제성이 저하됨은 물론 목적하는 의약품의 효능과 품질이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
1. 선행문헌 : 국내공개특허 제10-2016-0138949호(단백질 용액으로부터의 연속식 완충제 또는 배지 교환을 위한 한외여과 장치)
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 생약 또는 한방(한약) 제제로부터 의약액(건강기능식품 포함)의 추출과 저장 및 한외여과 공정이 일련의 라인으로 이루어져 일체의 시스템을 이루도록 하되, 이러한 일련의 시스템 라인 중 한외 여과기의 전단계에는 원심분리기가 부설되어 주요 약액 외 미립자성 부유물을 미리 분리할 수 있도록 하는 바, 이는 한외여과시 발생될 수 있는 필터 막힘 현상을 미연에 방지하도록 함으로써 청소 없이 장시간 한외 여과기를 운용할 수 있도록 형성되고 특히 여과 효율이 크게 개선되어 제품 양산에 따른 생산성과 의약 효능이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 원심분리기가 부설되어 생약 또는 한방(한약) 추출액의 여과 분리 효율을 개선한 한외여과 시스템에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기본적인 한외여과 시스템으로서, 원액에서 특정 성분만을 추출하는 추출기(100)와; 상기 추출기(100)의 뒤쪽에 구비되어 상기 추출기(100)에서 추출된 추출액이 저장되는 저장 탱크(200)와; 상기 저장 탱크(200)의 뒤쪽에 구비되어 상기 저장 탱크(200)에 저장된 추출액이 순차적으로 유입되면서 원심력에 의해 원심 분리되는 원심 분리기(400)와; 상기 원심 분리기(400)의 뒤쪽에 구비되어 원심 분리된 추출액을 한외 여과방식으로 여과시키는 한외 여과기(600)가; 구성되어 이루어진다.
이에, 상기 원심 분리기(400)는 추출액이 수용되어 원심 분리되는 공간을 형성하는 하우징(410)과, 상기 하우징(410) 내부에 회전 가능하게 구비되어 유입된 추출액을 수용한 상태에서 고속으로 회전되면서 원심력에 의해 추출액을 여과하는 여과함(420)과, 상기 여과함(420)과 벨트 풀리 구조로 연결되어 상기 여과함(420)이 회전되는 동력을 제공하는 구동 모터(430) 및 상기 하우징(410)과 구동 모터(430) 하부에 구비되어 구동 모터(430)가 동작되면서 여과함(420)을 회전시킬 때 발생되는 충격을 흡수하는 완충부(440)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 하우징(410)은 상기 여과함(420)과 추출액이 수용되는 수용부(411)와 상기 수용부(411)의 상부에 개폐가능하게 구비되어 하우징(410) 내부를 보호하면서 유지 보수 시 간편하게 개방할 수 있는 커버(412) 및 상기 커버(412) 내측에 구비되어 상기 하우징(410) 내부를 냉각할 수 있는 예냉용 열전소자판(413)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 여과함(420)은 상기 저장 탱크(200)로부터 추출액이 유입되는 유입구(421)와, 상기 유입구(421)의 하부 내측에 구비되어 상기 유입구(421)로 유입되는 추출액을 분산시키는 분산판(422)과, 상기 여과함(420)의 아래쪽 끝부분에 구비되어 원심분리되고 남은 잔여물이 배출되는 배출구(423)를 포함함에 있어서, 상기 유입구(421)와 배출구(423)는 상기 하우징(410)과 베어링(425)에 의해 연결되어 상기 여과함(420) 내부는 밀폐하면서 하우징(410)과의 마찰을 최소화 하며 회전되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배출구(423) 내부에는 원심력에 의해 여과함(420) 내부를 밀폐하였다가 여과함(420)의 회전이 멈추면 중력에 의해 개방되는 원심 개폐부재(424)를 더 포함함에 있어서, 상기 원심 개폐부재(424)는 여과함(420)이 회전되면 원심력에 의해 외측으로 벌어지면서 배출구(423)를 밀폐하고, 여과함(420)의 회전이 멈추면 자중에 의해 아래쪽으로 접히면서 배출구(423)를 개방하는 개폐 날개(424a) 및 상기 배출구(423) 중앙에서 상기 개폐 날개(424a)가 회동 가능하도록 지지하는 회동축(424b)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 생약 또는 한방(한약) 제제로부터 의약액(건강기능식품 포함)의 추출과 저장 및 한외여과 공정이 일련의 라인으로 이루어져 일체의 시스템을 이루도록 하되, 이러한 일련의 시스템 라인 중 한외 여과기의 전단계에는 원심분리기가 부설되어 주요 약액 외 미립자성 부유물을 미리 분리할 수 있도록 하는 바, 이는 한외여과시 발생될 수 있는 필터 막힘 현상을 미연에 방지하도록 함으로써 청소 없이 장시간 한외 여과기를 운용할 수 있도록 형성되고 특히 여과 효율이 크게 개선되어 제품 양산에 따른 생산성과 의약 효능이 크게 향상되도록 하는 효과가 있다.
이에, 본 발명은 선택적인 실시예로서, 상수탱크의 냉각자켓으로부터 저장탱크의 냉각자켓까지 순환 사이클을 이루도록 하는 열교환 회로가 구비되어 고온 상태의 저장탱크 온도를 사전에 예냉시킬 수 있도록 하는 바, 이는 추출액이 원심분리기로 유입되기 전에 고온의 온도가 중온의 온도로 낮춰져 높은 응집력에 의해 원심 분리 효율이 크게 개선되도록 형성되고 특히 별도의 냉각장치 없이 상수 활용에 따른 저장탱크의 온도 저감을 도모하여 에너지 세이빙 효과에 의한 높은 경제성이 확보되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다른 실시예로서, 원심분리기의 외주면에 냉각챔버가 구비되도록 하되, 상기 냉각챔버는 판형 열교환기와 칠러를 통해 순환하는 냉매가 순환 사이클을 이루도록 형성되어 저온식 원심 분리가 이루어지도록 하는 바, 이는 저장탱크로부터 유입된 추출액의 액분리 성능이 크게 개선되도록 하는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 또 다른 실시예로서, 원심분리기 내에 역세척 수단이 부설되어 청소가 간편하고 유지보수 관리가 용이함은 물론 장치 내구성이 보장되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템의 전체 개념도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템에서 원심 분리기를 상세히 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템에서 원심분리기를 상세히 나타낸 분해 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템에서 원심분리기를 상세히 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템의 원심 개폐부재가 동작되는 상태를 나타낸 동작상태도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템의 원심분리기에서 세척부가 동작되는 상태를 나타낸 동작 상태도
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 저장탱크와 원심분리기 외주면에 냉각자켓 또는 냉각챔버가 구비되어 추출액의 액분리시 저온 제공으로 인해 분리력이 개선되도록 하는 것을 나타낸 예시도
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템의 전체 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 원액에서 특정 성분을 추출하는 추출기(100), 상기 추출기(100)에서 추출된 추출액을 보관하는 저장 탱크(200), 상기 저장 탱크(200)의 뒤쪽에 상기 저장 탱크(200)와 배관에 의해 연결되어 추출액을 원심분리 하는 원심 분리기(400), 상기 저장 탱크(200)와 원심 분리기(400) 사이에 배관에 의해 연결되어 세척 시 세척수를 상기 원심 분리기(400) 측으로 제공하는 세척수 탱크(300), 상기 원심 분리기(400) 내부에 구비되어 상기 세척수 탱크(300)로부터 공급되는 세척수를 원심 분리기(400) 내측으로 분사하여 세척하는 세척부(500) 및 상기 원심 분리기(400)의 뒤쪽에 구비되어 상기 원심 분리기(400)에 의해 원심 분리된 추출액을 한외 여과하는 한외 여과기(600)를 포함하여 구성된다.
상기 세척수 탱크(300)에는 세척 밸브(310)가 구비되어 여과 시에는 밸브를 폐쇄하여 세척수가 유입되지 못하게 차단함에 따라 여과 작업을 수행할 수 있게 되고, 세척이 필요할 경우 상기 세척 밸브(310)를 개방함에 따라 세척수를 원심 분리기(400) 내측으로 분사하여 원심 분리기(400) 내측을 세척할 수 있게 된다.
이로 인해 원액에서 특정 성분을 추출하고 이를 원심 분리기(400)에 의해 한번 더 여과한 후 한외 여과기(600)를 통해 추출액을 최종적으로 한외 여과시킴에 있어서 한외 여과기(600)의 여과함(필터)을 장기간 사용하면서 효율적으로 여과할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템에서 원심 분리기를 상세히 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템에서 원심분리기를 상세히 나타낸 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템에서 원심분리기를 상세히 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 원심 분리기(400)는 추출액이 수용되어 원심 분리되는 공간을 형성하는 하우징(410)과, 상기 하우징(410) 내부에 회전 가능하게 구비되어 유입된 추출액을 수용한 상태에서 고속으로 회전되면서 원심력에 의해 추출액을 여과하는 여과함(420)과, 상기 여과함(420)과 벨트 풀리 구조로 연결되어 상기 여과함(420)이 회전되는 동력을 제공하는 구동 모터(430) 및 상기 하우징(410)과 구동 모터(430) 하부에 구비되어 구동 모터(430)가 동작되면서 여과함(420)을 회전시킬 때 발생되는 충격을 흡수하는 완충부(440)를 포함하여 구성된다.
이에, 상기 하우징(410)은 원심 분리된 추출액이 수용되는 수용부(411)와, 상기 수용부(411)의 상부에 개폐 가능하게 구비되어 원심 분리 시에는 상기 수용부(411)를 밀폐하면서, 유지보수가 필요한 경오 개방하여 내부를 유지보수 할 수 있는 커버(412) 및 상기 커버(412)의 내부에 구비되어 원심 분리기(400) 내부를 냉각하여 추출액의 응집도를 높여 분리 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 예냉용 열전소자판(413)이 구성된다.
이때, 상기 커버(412) 상부에는 저장 탱크(200)에 저장된 추출액이 유입되는 유입관이 구비된다.
이에, 상기 커버(412)는 저장 탱크(200)와 배관에 의해 연결 설치되고, 상기 수용부(411)는 한외 여과기(600)와 배관에 의해 연결 설치됨에 따라 저장 탱크(200)에 저장된 추출액을 기밀하게 원심분리기(400) 내부로 유입시키고, 유입된 추출액에서 원심 분리된 추출액을 한외 여과기(600) 측으로 기밀하게 배출시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 여과함(420)은 상기 커버(412)의 유입관(412a)의 하부에 접하면서 베어링(425)에 의해 회전 가능하게 연결되어 유입관(412a)으로 유입된 추출액을 여과함(420) 내부로 유입시키는 유입구(421)와, 상기 유입구(421)의 아래쪽에 구비되어 유입구(421)로 유입된 추출액을 여과함(420) 내부로 분산시키며 고르게 유입시킬 수 있는 분산판(422)과, 상기 여과함(420)의 하부에 상기 하우징과 베어링(425)에 의해 결합되어, 원심 분리가 완료되면 추출액에서 원심 분리되고 남은 잔여물을 배출시킬 수 있는 배출구(423) 및 상기 배출구(423) 내부에 원심력에 의해 개폐되게 구비되어 여과함(420)이 회전할 때에는 원심력에 의해 여과함(420) 내부를 밀폐하였다가 원심 분리가 완료되고 여과함(420)의 회전이 멈추면 여과함(420) 내부에 남은 잔여물을 배출시킬 수 있도록 자중에 의해 아래쪽으로 개방되는 원심 개폐부재(424)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 유입관의 상측 단부에는 직교방향으로 돌출 분기된 배출관(412b)이 형성되어 여과함 내부 다단식 디스크를 통해 액분리 된 여과액이 2중관 형태의 리턴 이송로를 따라 상향 이송되면 상기 배출관을 통해 토출되도록 형성된다.
여기서 상기 원심 개폐부재(424)는 배출구(423) 내부에서 상하로 회동 가능하게 구비되어 여과함(420) 회전 시 원심력에 의해 상부 양측으로 벌어지면서 배출구(423)를 밀폐하였다가 여과함(420)의 회전이 멈추면 자중에 의해 아래쪽으로 오므려지면서 배출구(423)를 개방하는 개폐 날개(424a)가 형성된다.
이때, 상기 배출구는 하방향으로 연장된 토출관(미도시)와 연통되어 분리된 부유물이나 찌꺼기나 청소시 배출될 수 있도로 형성된다.
이에, 상기 개폐 날개(424a)의 중앙에 상기 배출구(423) 내부와 결합되어 상기 개폐 날개(424a)가 회동 가능하도록 지지하는 회동축(424b) 및 상기 배출구(423)에서 상기 개폐 날개(424a)가 동작되는 바로 위쪽에 상기 개폐 날개(424a)의 외측 테두리 상부에 내측으로 돌출된 링 형태로 구비된다.
이때, 상기 개폐 날개(424a)가 원심력에 의해 상부 양측으로 벌어지면 상기 개폐 날개(424a)의 외측 상부에서 상기 개폐 날개(424a)의 외측 상부와 접촉되면서 여과함(420)의 배출구(423)를 기밀하게 밀폐할 수 있는 패킹부재(424c)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 분산판(422)은 세척 시에도 유입구(421)로 유입되는 세척수를 여과함(420) 측으로 분산시켜 세척 효율을 높일 수 있게 된다.
이로 인해 저장 탱크(200)로부터 유입된 추출액을 효과적으로 원심분리 하면서 원심분리된 추출액은 한외 여과기(600)로 이송시켜 한외 여과할 수 있게 되고, 여과함(420) 내부에 남은 잔여물은 여과함(420)의 회전이 멈추면 자동으로 배출될 수 있으며, 구동모터에 의해 여과함(420)이 회전됨에 있어서 베어링(425)에 의해 진동을 최소하 하여 회전됨과 아울러 구동 모터(430)와 여과함(420)이 회전되면서 발생되는 충격을 효과적으로 흡수하여, 내구성을 증대시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 세척부(500)는 상기 하우징(410)의 수용부(411)와 커버(412) 내측 둘레를 따라 내부가 비우진 중공 형태의 링으로 각각 구비되어 세척수 탱크(300)에서부터 공급되는 세척수를 하우징(410) 내주연을 따라 고르게 공급하는 급수관(510)과, 상기 급수관(510)과 연결되며 상기 급수관(510)의 내측을 따라 일정 간격으로 다수 구비되어 급수관(510)으로 공급되는 세척수를 하우징 내부로 분사하는 세척 노즐(520) 및 상기 세척 노즐(520)이 급수관(510)과 연결된 다른 쪽 끝부분에 구비되어 상기 세척 노즐(520)로 이물질이 유입되는 것을 차단하면서, 세척수가 분사될 때에는 세척수를 하우징(410)의 내주면 측으로 분사시키는 노즐 커버(530)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 세척 노즐(520)은 급수관(510)과 일체로 연결되어 급수관(510)으로 공급되는 세척수를 하우징(410) 내측으로 분사하면서 후술하는 인출입 노즐(522)이 전후 인출입 되도록 안내하는 가이드 노즐(521)과, 상기 가이드 노즐(521) 내측에 슬라이딩 가능하게 구비되어 상기 가이드 노즐(521) 내측에서 세척수를 분사할 때에는 수압에 의해 인출되고 세척수가 분사되지 않을 때에는 가이드 노즐(521) 내측으로 인입되는 인출입 노즐(522) 및 탄성에 의해 상기 인출입 노즐(522)이 항시 가이드 노즐(521) 내측으로 인입되게 유지시키는 스프링(523)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 인출입 노즐(522)에는 상기 노즐 커버(530)가 구비된 방향에서 외측을 향해 관통되게 다수로 구비되어 인출입 노즐(522)로 분사되는 세척수를 방사상으로 분사하는 분사홀(522a)이 형성된다.
이로 인해 세척수가 공급되지 않을 때에는 스프링(523)에 의해 인출입 노즐(522)이 가이드 노즐(521) 내측으로 인입된 상태로 유지되어 노즐 커버(530)에 의해 이물질이 세척 노즐(520) 측으로 유입되는 것을 방지하면서, 세척수가 공급될 때에는 수압에 의해 인출입 노즐(522)이 인출되면서 하우징(410) 내부로 세척수를 분사할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템의 원심 개폐부재가 동작되는 상태를 나타낸 동작상태도이다.
도 5를 참조하면, 원심 개폐부재(424)는 여과함(420)이 회전되지 않고 정지된 상태에서는 개폐 날개(424a)가 자중에 의해 아래쪽으로 회동되면서 여과함(420)의 배출구(423)가 개방된 상태로 유지된다.
이후 원심 분리기(400)의 동작에 의해 여과함(420)이 고속 회전되기 시작하면 원심력에 의해 개폐 날개(424a)는 회동축(424b)을 중심으로 양측으로 벌어지며 회동되어 개폐 날개(424a)의 외측 상부가 패킹부재(424c)의 아래쪽 면과 접하면서 배출구(423)는 밀폐상태로 고속 회전하게 된다.
원심분리가 완료되면 여과함(420)의 회전이 멈추고, 상기 개폐 날개(424a)는 자중에 의해 다시 아래쪽으로 회동되면서 배출구(423)가 개방된다.
이로 인해 별도의 동력을 사용하지 않고, 원심 분리 중에는 여과함(420) 내부를 밀폐한 상태로 원심 분리할 수 있게 되고, 원심 분리가 끝나면 여과함(420)의 배출구(423)가 개방되면서 여과함(420) 내부의 잔여물이 배출구(423)를 통해 배출할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 원심분리기가 부설되어 여과 성능이 개선된 한외여과 추출 시스템의 원심분리기에서 세척부가 동작되는 상태를 나타낸 동작 상태도이다.
도 6을 참조하면, 세척부(500)를 사용하지 않을 때에는 인출입 노즐(522)이 스프링(523)에 의해 가이드 노즐(521) 내측으로 인입된 상태가 유지되면서, 노즐 커버(530)는 하우징(410)의 내주면과 접촉되며 세척 노즐(520)로 이물질이 유입되는 것을 차단한다.
이후, 원심 분리가 완료되고 세척이 필요할 경우에는 세척수 탱크(300)의 세척 밸브(310)를 개방하면 세척수가 세척부(500)의 급수관(510)으로 공급되면서 급수관(510)으로 공급된 세척수는 세척 노즐(520)을 통해 분사되고, 이때 세척수가 공급되는 수압에 의해 상기 노즐 커버(530) 및 인출입 노즐(522)이 가이드 노즐(521)에서 인출되면서 인출입 노즐(522)의 분사홀(522a)이 개방되어 수압에 의해 하우징(410) 내부를 세척할 수 있게 된다.
세척이 완료되면 세척 밸브(310)를 밀폐하여 세척수의 공급을 중단하고, 이로 인해 세척 노즐(520)에서 수압이 해제되면서 인출입 노즐(522)은 다시 가이드 노즐(521) 내부로 인입되어 다시 이물질이 세척 노즐(520)로 유입되는 것을 차단할 수 있게 된다.
이로 인해 원심 분리 시에는 세척부(500)가 차단되었다가 세척 시에는 수압에 의해 자동으로 개방되면서 세척을 수행할 수 있게 된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은 한외 여과를 수행함에 있어서 한외 여과전 추출액을 원심분리기를 통해 원심분리한 후 한외 여과를 수행하여 여과 효율을 높일 수 있고, 한외 여과기의 여과함(필터)의 사용 기한을 연장할 수 있으며, 상기 원심 분리기는 히팅 기능기 구비되어 외부 온도가 낮아지더라도 최적의 여과효율을 유지할 수 있게 됨과 아울러 원심 분리 중에는 여과함의 배출부가 원심력에 의해 밀폐되고, 원심 분리가 끝나면 여과함이 자동으로 개방되어 잔여물을 배출할 수 있게 된다.
다시 말해, 본 발명은 한외 여과 전 원심분리를 통한 여과를 하고 한외 여과를 수행할 수 있어서, 한외 여과 시 한외 여과막을 장기간 사용할 수 있는 효과가 있고, 추출된 용액을 저장하였다가 원심 분리기로 이송하여 원심분리 후 한외 여과기로 이송하여 한외 여과를 할 수 있어서 여과의 전 공정을 자동으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 원심 분리기에 세척부가 구비되어 세척수 탱크에 저장된 세척수를 밸브 개폐에 의해 세척부로 이송함에 따라 원심분리기 내부를 용이하게 세척할 수 있고, 원심분리기로 용액이 유입될 때 분산판에 의해 외측으로 분산되며 유입되어 원심분리기 내부로 고르게 유입될 수 있으며, 원심 분리 중에는 원심력에 의해 여과함의 하부를 밀폐하였다가 원심분리가 끝나면 중력에 의해 개방되어 내부의 고분자 등 찌꺼기가 자동으로 배출되는 특징이 있다.
100 : 추출기 200 : 저장 탱크
300 : 세척수 탱크 310 : 세척 밸브
400 : 원심 분리기 410 : 하우징
411 : 수용부 411a : 배출관
412 : 커버 412a : 유입관
413 : 예냉용 열전소자판 420 : 여과함
421 : 유입구 422 : 분산판
423 : 배출구 424 : 원심 개폐부재
424a : 개폐 날개 424b : 회동축
424c : 패킹부재 425 : 베어링
430 : 구동 모터 440 : 완충부
500 : 세척부 510 : 급수관
520 : 세척 노즐 521 : 가이드 노즐
522 : 인출입 노즐 522a : 분사홀
523 : 스프링 530 : 노즐 커버
600 : 한외 여과기

Claims (5)

  1. 원액에서 특정 성분만을 추출하는 추출기(100)와; 상기 추출기(100)의 뒤쪽에 구비되어, 상기 추출기(100)에서 추출된 추출액이 저장되는 저장 탱크(200)와; 상기 저장 탱크(200)의 뒤쪽에 구비되어 상기 저장 탱크(200)에 저장된 추출액이 순차적으로 유입되면서 원심력에 의해 원심 분리되는 원심 분리기(400)와; 상기 원심 분리기(400)의 뒤쪽에 구비되어 원심 분리된 추출액을 한외 여과방식으로 여과시키는 한외 여과기(600)가; 구성되어 이루어진 한외여과 시스템에 있어서,
    상기 원심 분리기(400)는 추출액이 수용되어 원심 분리되는 공간을 형성하는 하우징(410)과, 상기 하우징(410) 내부에 회전 가능하게 구비되어 유입된 추출액을 수용한 상태에서 고속으로 회전되면서 원심력에 의해 추출액을 여과하는 여과함(420)과, 상기 여과함(420)과 벨트 풀리 구조로 연결되어 상기 여과함(420)이 회전되는 동력을 제공하는 구동 모터(430) 및 상기 하우징(410)과 구동 모터(430) 하부에 구비되어 구동 모터(430)가 동작되면서 여과함(420)을 회전시킬 때 발생되는 충격을 흡수하는 완충부(440)를 포함하도록 형성되고, 상기 하우징(410)은 상기 여과함(420)과 추출액이 수용되는 수용부(411)와 상기 수용부(411)의 상부에 개폐가능하게 구비되어 하우징(410) 내부를 보호하면서 유지 보수 시 간편하게 개방할 수 있는 커버(412) 및 상기 커버(412) 내측에 구비되어 상기 하우징(410) 내부를 냉각할 수 있는 예냉용 열전소자판(413)를 포함하도록 형성되며, 상기 여과함(420)은 상기 저장 탱크(200)로부터 추출액이 유입되는 유입구(421)와, 상기 유입구(421)의 하부 내측에 구비되어 상기 유입구(421)로 유입되는 추출액을 분산시키는 분산판(422)과, 상기 여과함(420)의 아래쪽 끝부분에 구비되어 원심분리되고 남은 잔여물이 배출되는 배출구(423)를 포함함에 있어서, 상기 유입구(421)와 배출구(423)는 상기 하우징(410)과 베어링(425)에 의해 연결되어 상기 여과함(420) 내부는 밀폐하면서 하우징(410)과의 마찰을 최소화하며 회전되도록 형성되고, 상기 배출구(423) 내부에는 원심력에 의해 여과함(420) 내부를 밀폐하였다가 여과함(420)의 회전이 멈추면 중력에 의해 개방되는 원심 개폐부재(424)를 더 포함함에 있어서, 상기 원심 개폐부재(424)는 여과함(420)이 회전되면 원심력에 의해 외측으로 벌어지면서 배출구(423)를 밀폐하고, 여과함(420)의 회전이 멈추면 자중에 의해 아래쪽으로 접히면서 배출구(423)를 개방하는 개폐 날개(424a) 및 상기 배출구(423) 중앙에서 상기 개폐 날개(424a)가 회동 가능하도록 지지하는 회동축(424b)을 포함하며,
    상기 하우징(410)은 내부에 세척부(500)가 내장되도록 하되, 상기 세척부(500)는 하우징(410)의 수용부(411)와 커버(412) 내측 둘레를 따라 내부가 비우진 중공 형태의 링으로 각각 구비되어 세척수 탱크(300)에서부터 공급되는 세척수를 하우징(410) 내주연을 따라 고르게 공급하는 급수관(510)과, 상기 급수관(510)과 연결되며 상기 급수관(510)의 내측을 따라 일정 간격으로 다수 구비되어 급수관(510)으로 공급되는 세척수를 하우징 내부로 분사하는 세척 노즐(520) 및 상기 세척 노즐(520)이 급수관(510)과 연결된 다른 쪽 끝부분에 구비되어 상기 세척 노즐(520)로 이물질이 유입되는 것을 차단하면서, 세척수가 분사될 때에는 세척수를 하우징(410)의 내주면 측으로 분사시키는 노즐 커버(530)를 포함하여 구성되고, 상기 세척 노즐(520)은 급수관(510)과 일체로 연결되어 급수관(510)으로 공급되는 세척수를 하우징(410) 내측으로 분사하면서 후술하는 인출입 노즐(522)이 전후 인출입 되도록 안내하는 가이드 노즐(521)과, 상기 가이드 노즐(521) 내측에 슬라이딩 가능하게 구비되어 상기 가이드 노즐(521) 내측에서 세척수를 분사할 때에는 수압에 의해 인출되고 세척수가 분사되지 않을 때에는 가이드 노즐(521) 내측으로 인입되는 인출입 노즐(522) 및 탄성에 의해 상기 인출입 노즐(522)이 항시 가이드 노즐(521) 내측으로 인입되게 유지시키는 스프링(523)을 포함하여 구성되며, 상기 인출입 노즐(522)에는 상기 노즐 커버(530)가 구비된 방향에서 외측을 향해 관통되게 다수로 구비되어 인출입 노즐(522)로 분사되는 세척수를 방사상으로 분사하는 분사홀(522a)이 형성되도록 함으로서 세척수가 공급되지 않을 때에는 스프링(523)에 의해 인출입 노즐(522)이 가이드 노즐(521) 내측으로 인입된 상태로 유지되어 노즐 커버(530)에 의해 이물질이 세척 노즐(520) 측으로 유입되는 것을 방지하면서, 세척수가 공급될 때에는 수압에 의해 인출입 노즐(522)이 인출되면서 하우징(410) 내부로 세척수를 분사할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 원심분리기가 부설되어 생약 또는 한방(한약) 추출액의 여과 분리 효율을 개선한 한외여과 시스템.
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CN116943879A (zh) * 2023-09-20 2023-10-27 东莞市欣辰新材料科技有限公司 一种高分子生产用离心机及其使用方法

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