KR101944921B1

KR101944921B1 - 발효주 증류기 및 증류방법

Info

Publication number: KR101944921B1
Application number: KR1020170062428A
Authority: KR
Inventors: 이관호
Original assignee: (주)다남산업
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2019-02-01
Also published as: KR20180037880A

Abstract

본 발명은 막걸리 및 일반적인 발효주 증류기 및 증류방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세가지의 과제를 상압 및 감압(-760mmHg) 하에서 증류하고자 한다.
첫째 과제는 증류솥 용량의 2/5정도의 소량의 발효주용 막걸리를 증류할 수 있도록 증류솥 높이의 15% 위치에 1단과 50%인 위치에 2단으로 2등분하고, 소량의 막걸리 및 일반적인 발효주를 증류하여야 하는 경우에는 1단만 가동하여 회분식으로 증류하고, 증류솥 용량의 60% 이상되는 경우에는 1단과 2단을 동시에 가동하여 증류하여 증류중에 과열을 방지하며, 증류솥 높이의 2/5의 소량의 환입되는 막걸리를 보관의 문제없이 증류 할 수 있도록 개선하였으며,
둘째 과제는 막걸리의 주정분이 저농도인 6도(부피/부피%)을 통상적인 증류기로 단식(회분식)으로 1차 증류할 경우에는 30도 정도로 증류되고, 주정분 60도이상으로 증류하여야 하는 경우에는 2차 증류하여야 하나, 개선하려는 증류기는 단지 1차단식증류의 경우에도 70도 이상으로 고농도로 농축하기 위해, 환류증류법을 도입시켜 1차 증류만으로 주정분 70% 이상으로 증류되도록 하였다. 즉 증류솥에서 비등되어 알콜증기가 통과되는 증류통(Neck)은, 위에 환류 냉각관을 장착시키었으며, 환류 냉각관 밑의 증류통에는 증류주 주질에 영향을 미치지 않는 충진물( Packing material: 예 차돌, 파유리병조각 등)을 넣어, 증발되는 알콜증기가 증류통 내에서 주정분이 항상 10% 이상을 유지하는 상태에서 상변화가 여러번(환류비율에 따라 다름)되어 환류냉각관을 경유하며, 응축 냉각관으로 유출되는 알콜증기는 주정분 60% 이상으로 농축되도록 하고, 최종으로 응축냉각관에서 응축된 일정비율의 응축액을 환류 냉각관 밑의 증류통으로 환류시키며 증류 시에는, 수취조로 유출되는 증류액은 주정분을 70% 이상으로 농축하여 증류할 수도 있게 하였다.
셋째 과제는 통상적인 단식증류기는 회분식으로 증류하여 증류솥에 1회증류분량인 증류솥용량의 약 60% 내지 80%의 막걸리를 넣고 5시간정도 증류작업하여야 하므로 1일 1회내지 2회정도의 막걸리를 증류주를 소량 생산 할 수 밖에 없어 생산성이 저하되므로, 이를 24시간 연속생산하여 생산성을 2배이상 향상시키도록 개량하고자 한다. 즉 증류솥의 가열 쟈켓은 1단과 2단을 동시에 가동하여 가열하거나, 증류솥의 자켓과는 별도로 설치된 보조열교환기(사관 또는 판형등)를 동시에 가동하여 가열하며, 증류솥은 주정분 0.5% 이하의 증류폐액이 증류솥 높이의 일정위치(예:60% 되는 위치) 이하로는 내려가지 않고 최소 잔존되는 상태에서, 증류할 막걸리는 증류작업이 진행되는 동안 일정 유속(예: 증류솥높이의 60% 되는 위치에 잔존되는 용량/3시간 이내)으로 증류솥에 연속주입하며, 주입된 발효주는 가열에 의해 알콜증기로 되어 증류솥에서 증류통으로 연속 증발되나, 일정시간(예: 1시간 이내)마다 증류 폐액량이 증류솥 내에서 증대(예: 4/5)되면, 증류솥에 잔존되는 증류폐액을 일시에 최소 잔존량(예: 증류솥 높이의 60% 위치)으로 배출시키는 방식(Fed Batch method)으로 1일 24시간까지, 반 연속증류방법으로 증류하여, 생산성을 단식증류방법에 비해 2배 이상 향상시키도록 개량하고자 한다.
셋째 과제중 대량생산과 생산성을 높이기 위한 수단으로는 증류솥의 가열쟈켓이외에 별도의 보조열교환기로 가열열량을 증대시키고, 증류솥과 보조열교환기를 순환시키는데 필요한 순환펌프와 폐액배출조를 보완하여, 연속생산에 필요한 가열열량을 증대시키고, 또한 상압 및 감압증류조건 하에서도 일정시간(예:1시간)마다 증대되는 폐액량(예: 증류솥용량의 1/5 에 해당되는양)을 순환펌프로 연속순환시키는 과정에서 일시에 배출시키기 위한 폐액배출조를 보완하여 연속증류하고자 한다.
주정분 6%의 저도주인 막걸리도 1차 증류 시 주정분 70% 이상으로 증류되는 단식증류기와, 일반적인 단식증류에 비해 1기의 증류기로, 회분식 증류는 물론 1일 24시간까지 연속증류도 가능하여, 연속증류 시 증류주의 생산성을 단식증류방법에 비해 2배 이상 높일 수 있는 증류방법에 관한 것으로, 특히 (환입)막걸리로 제조한 증류주의 제조원가가 대폭 절감되는 특징이 있다.

Description

발효주 증류기 및 증류방법{The method of distillation and Pot Still of Fermented wine}

본 발명은 발효주 증류기 및 증류방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 막걸리(탁주)를 비롯한 발효주의 주정분을 높이기 위하여 증류하는 단식(Pot Still)증류기와, 소량을 증류하는데 사용하는 단식증류방법에 관한 것이다.

본 발명의 단식증류기(Pot Still)는, 증류할 액인 발효주를 넣는 증류솥(Pot)이 있으며, 증류솥은 직접 가열하기도 하나 근래에는 통상 수증기(Steam)로, 증류솥 외부에 이중벽으로 부착된 쟈켓(Jacket)에 투입하여 간접 가열하며 증류하고, 증류솥 위에는 가열에 의해 비등되는 주정증기의 상승통로인 증류통(Neck)이 있으며, 이는 주정분을 상변화시키는 증류단(Plate)이 부착되지 않은 단순한 증기통로이어서 증류 후의 주정분은 농축되지 않아 저도주의 주정증기로 증발된 후, 이를 냉각 응축시키는 응축관(Condenser)을 통과하여, 냉각된 후에는 저도주인 증류주로 수취조에 저장 하게 된다.

또한, 본 발명의 단식증류방법은 전통적인 대기압인 상압 하에서 증류하나, 저장숙성기간을 단축하고, 부두러운 주질을 위하여는 감압(-760mmHg) 인 조건으로 1회에 증류할 액을 증류솥에 넣고, 약 5시간 내에 1회 증류 작업이 끝나면, 다음 작업을 새로이 시작하는 회분식증류(Batch Distillation)로 하며, 주정분을 높여야 하는 경우에는 1차 증류 후 재증류(2차,3차)하여 증류한다.

막걸리는 한국고유의 전통 주로써, 지방에 따라 제조원료와 제조방법은 차이가 있으나, 주로 전분질인 쌀을 증자시킨 쌀밥과 누룩 및 물을 혼합하여 발효시킨 술밑이 숙성되면, 쌀밥과 누룩 및 물을 혼합하여 술덧으로 덮어 주고, 발효가 완료되어 수득한 숙성된 술덧을 채로 걸러 제조한다.

전통 증류주에 사용되는 단식 증류기(Pot Still)는 증류할 액을 증류솥(Pot)에 넣고 상압(대기압) 하에서 가열하여, 증발되는 알콜증기는 통로인 증류통(Neck)을 지나 연결된 응축관(Condenser)에서 냉각수에 의해 응축 액화되고, 이를 수취하는 수취조로 구성되어 있다. 종래의 단식증류기는 이러한 설비로 구성되어 상압 하에서 증류하였으나, 근래에 주질을 부드럽게 개선하기 위해 고안된 감압증류의 경우는, 이러한 설비가 감압상태에서 공기가 유입되지 않도록 상호 밀폐 연결되어 있으며, 감압펌프로, 감압상태에서, 증류되도록 구성되어 있다.

시판되는 막걸리는, 보통 술덧을 주정분 6%(부피/부피: 이하 %로만 기술)로 희석하여 미생물인 효모가 상존하는 상태에서 출고하므로, 유통기간이 짧으며, 특히 여름철에는 기온이 높아 미생물이 생육하기 쉽게 된다. 유통과정에서 변질(산패)되어 환입되는 막걸리는, 산미(초산미)가 날카롭고 강하여 취식감이 나빠, 재출고 하기 곤란하여, 이를 1차 단식증류하면 주정분이 30% 이하로 너무 낮아, 재증류하여야 하는 문제와, 또한 1회 증류시 소요되는 시간이 5시간 내 이어서, 생산성이 낮으며, 1회 증류할 양보다 적은 양(증류솥 용량의 60% 이하되는 양)의 환입주가 반입되는 경우에는 증류 시 가열관의 높이에 의한 과열로, 증류작업을 할 수 없어, 환입주 보관에 대한 문제 등이 새로이 제기된다.

종래의 단식증류기의 증류통은 증류솥 용량의 50% 이하를 넣고 증류하면 과열로 인해 탄내(Smoky)가 생성되어 증류솥 높이의 50% 이하인 소량의 막걸리는 증류작업을 할 수 없는 단점이 있으며, 또한 1차 증류 시 주정분은 30% 정도로 유출되어 주정분 60% 이상의 고농도로 증류하려면 재증류 (2차, 3차)하여야 하는 문제와, 증류 소요시간 관계로 1일 1회 내지 2회 작업으로 생산성이 낮은 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제0773912호

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

증류솥 용량의 2/5정도인 소량인 경우에도 즉시 증류가 가능하게 하는 과제와, 단식증류기로 1차 증류하여 주정분 60%이상으로 고농도로 농축증류하게 하는 과제와, 대량생산과 1일 24시간까지 연속 증류하여 생산성을 현재의 단식증류기에 비해 2배 이상 향상시키려는 3가지 과제를 해결하기 위해 개선한 단식증류기와 증류방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 막걸리 발효주를 증류할 양에 따라 소량용과 대량용으로 구분하기 위해, 증류솥의 가열 쟈켓을 증류솥 전체높이의 15%와 50%로 2등분하여 1단, 2단으로 설치되고,

1회 증류 시 증류솥 용량의 1/5 되는 소량의 경우에는 증류솥 쟈켓의 1단만 가동하여 회분식으로 증류하며,

대량을 증류하여야 하는 경우에는 증류솥의 가열 쟈켓의 2단까지 가열하는 방식과, 외부에 별도로 설치한 보조열교환기와 순환펌프를 통해 가열하는 방식을 병행하여 가열할 수 있고,

상기 증류솥(Pot) 위의 증류통(Neck)은 내부에 증류주 관능에 영향을 미치지 않는 충진물을 증류통 높이까지 충진시키고, 상기 증류통 내의 주정증기는 증류통 위에 장착한 환류 냉각관과 응축 냉각관에 의해 환류되어, 주정분을 70% 이상 고농도로 증류하는 것을 특징으로 하는 발효주 증류기에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 발효주 증류방법은 증류조건으로 상압 및 감압(-760mmHg) 하에서 아래와 같다.

첫째 과제는 증류솥용량의 2/5정도의 소량의 발효주용 막걸리를 증류할 수 있도록 증류솥높이의 15% 위치에 1단과 50%인 위치에 2단으로 2등분하고, 소량의 막걸리 및 일반적인 발효주를 증류하여야 하는 경우에는 1단만 가동하여 회분식으로 증류하고, 증류솥 용량의 60% 이상되는 경우에는 1단과 2단을 동시에 가동하여 증류하여 증류중에 과열을 방지하며, 증류솥 높이의 2/5의 소량의 환입되는 막걸리를 보관의 문제없이 즉시 증류하여 해결한다.

둘째 과제는 막걸리의 주정분이 저농도인 6도(부피/부피%)을 통상적인 증류기로 단식(회분식)으로 1차 증류할 경우에는 30도 정도로 증류되고, 주정분 60도이상으로 증류하여야 하는 경우에는 2차 증류하여야 하나, 개선하려는 증류기는 단지 1차단식증류의 경우에도 70도 이상으로 고농도로 농축하기 위해, 환류증류법을 도입시켜 1차 증류만으로 주정분 70% 이상으로 증류되도록 하였다. 즉 증류솥에서 비등되어 알콜증기가 통과되는 증류통(Neck)은, 위에 환류 냉각관을 장착시키었으며, 환류 냉각관 밑의 증류통에는 증류주 주질에 영향을 미치지 않는 충진물( Packing material: 예 차돌, 파유리병조각 등)을 넣어, 증발되는 알콜증기가 증류통 내에서 주정분이 항상 10% 이상을 유지하는 상태에서 상변화가 여러번(환류비율에 따라 다름)되어 환류냉각관을 경유하며, 응축 냉각관으로 유출되는 알콜증기는 주정분 60% 이상으로 농축되도록 하고, 최종으로 응축냉각관에서 응축된 일정비율의 응축액을 환류 냉각관 밑의 증류통으로 환류시키며 증류 시에는, 수취조로 유출되는 증류액은 주정분을 70% 이상으로 농축하여 증류할 수 있다.

셋째 과제는 통상적인 단식증류기는 회분식으로 증류하여 증류솥에 1회증류분량인 증류솥용량의 약 60% 내지 80%의 막걸리를 넣고 5시간 정도 증류작업하여야 하므로 1일 1회 내지 2회 정도의 막걸리를 증류주를 소량 생산할 수밖에 없어 생산성이 저하되므로, 이를 24시간 연속생산하여 생산성을 2배 이상 향상시키도록 개량하고자 한다. 즉 증류솥의 가열 쟈켓은 1단과 2단을 동시에 또는 증류솥의 쟈켓과는 별도로 설치한 보조열교환기(사관 또는 판형등)와 순환펌프를 병행 가열하며, 증류솥은 주정분 0.5% 이하의 증류폐액이 증류솥 높이의 일정위치(예:60% 되는 위치) 이하로는 내려가지 않고 최소 잔존되는 상태에서, 증류할 막걸리는 증류작업이 진행되는 동안 일정 유속(예: 증류솥 높이의 60% 되는 위치에 잔존되는 용량/3시간 이내)으로 증류솥에 연속주입하며, 주입된 발효주는 가열에 의해 알콜증기로 되어 증류솥에서 증류통으로 연속 증발되나, 일정시간(예: 1시간 이내)마다 증류 폐액량이 증류솥 내에서 증대(예: 4/5)되면, 증류솥에 잔존되는 증류폐액을 일시에 최소 잔존량(예: 증류솥 높이의 60% 위치)으로 배출시키는 방식(Fed Batch method)으로 1일 24시간까지, 반 연속증류방법으로 증류하여, 생산성을 단식증류방법에 비해 2배 이상 향상시킨다.

셋째 과제중 대량생산과 생산성을 높이기 위한 수단으로는 증류솥의 가열쟈켓이외에 별도의 보조열교환기로 가열열량을 증대시키고, 증류솥과 보조열교환기를 순환시키는데 필요한 순환펌프와 폐액배출조를 보완하여, 연속생산에 필요한 가열열량을 증대시키고, 또한 상압 및 감압증류조건 하에서도 일정시간(예:1시간)마다 증대되는 폐액량(예: 증류솥용량의 1/5 에 해당되는양)을 순환펌프로 연속순환시키는 과정에서 일시에 배출시키기 위한 폐액배출조를 보완하여 연속증류하고자 한다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 발효주 증류기 및 증류방법은 막걸리 등 발효주의 증류할 양에 따라 소량용과 대량용으로 구분하기 위해 가열 쟈켓을 2등분 한 증류솥에 의해, 1회 증류 시 증류솥 용량의 1/5 되는 소량을 증류하는 경우에는 가열 쟈켓을 1단만(증류솥높이의 15%) 가동하여 단식증류방법으로 증류하며, 대량의 경우에는 2단(증류솥높이의 50%)까지 가동하여 증류(단식 또는 연속식)할 수 있게 하는 방식과, 증류솥의 쟈켓과는 별도로 설치한 보조열교환기(사관 또는 판형등)와 순환펌프를 이용하여 증류할 수 있는 방식을 병행하여 증류할 수 있으며, 주정분 6%의 저도주인 막걸리도 1차 증류 시 주정분 70% 이상으로 증류되는 단식증류기와, 일반적인 단식증류에 비해 1기의 증류기로, 회분식 증류는 물론 1일 24시간까지 연속증류도 가능하여, 연속증류 시 증류주의 생산성을 단식증류방법에 비해 2배 이상 높일 수 있는 증류방법에 관한 것으로, 특히 (환입)막걸리로 제조한 증류주의 제조원가가 대폭 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발효주 증류기의 구성을 나타내는 모식도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일부 발효주 증류기의 구성을 나타내는 모식도이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단식 증류기의 구성을 나타내는 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일부 발효주 증류기의 구성을 나타내는 모식도이다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 발효주 증류기 및 증류방법은 변질(산패)된 막걸리는 주정분이 산패되어 초산으로 일부 변한 것이나, 증류 시 휘발되어 쉽게 제거되므로, 예로부터 솥뚜껑을 뒤집어 덮어 가마솥에서 증류하여 증류식 소주로 음용하였던 변패된 막걸리의 처리방법이다.

상기 발효주 증류기는 막걸리 발효주를 증류할 양에 따라 소량용과 대량용으로 구분하기 위해, 증류솥(1)의 가열 쟈켓(1-2,1-3)을 증류솥(1) 전체높이의 15%와 50%로 2등분하여 1단, 2단으로 설치되고, 1회 증류 시 증류솥(1) 용량의 1/5 되는 소량의 경우에는 증류솥(1) 쟈켓(1-2)의 1단만 가동하여 회분식으로 증류하며, 대량을 증류하여야 하는 경우에는 증류솥(1)의 가열 쟈켓(1-3)의 2단까지 가열할 수 있고, 또는 증류솥의 쟈켓과는 별도로 설치한 보조열교환기(사관 또는 판형등)와 순환펌프(1-5)를 병행 가열할 수 있고, 상기 증류솥(Pot) 위의 증류통(Neck)은 내부에 증류주 관능에 영향을 미치지 않는 충진물을 증류통(2) 높이까지 충진시키고, 상기 증류통(2) 내의 주정증기는 증류통(2) 위에 장착한 환류 냉각관(2-1)과 응축 냉각관(3)에 의해 환류되어, 주정분을 70% 이상 고농도로 증류한다.

여기서, 상기 단식증류기(Pot Still)는, 증류할 액인 발효주를 넣는 증류솥(Pot)이 있으며, 증류솥(1)은 직접 가열하기도 하나 근래에는 통상 수증기(Steam)로, 증류솥(1) 외부에 이중벽으로 부착된 쟈켓(Jacket)에 투입하여 간접 가열하며 증류한다. 또한, 증류솥(1) 위에는 가열에 의해 비등되는 주정증기의 상승통로인 증류통(Neck)이 있으며, 이는 주정분을 상변화 시키는 증류단(Plate)이 부착되지 않은 단순한 증기통로이어서 증류 후의 주정분은 농축되지 않아 저도주의 주정증기로 증발된 후, 이를 냉각 응축시키는 응축관(Condenser)을 통과하여, 냉각된 후에는 저도주인 증류주로 수취조에 저장한다.

이렇듯, 본 발명의 증류솥(1)은 증류솥(1) 높이의 15% 위치에 가열 쟈켓(1-2) 1단을 설치하여 증류솥(1) 용량의 20% 되는 소량의 막걸리도 회분식으로 증류가능 하게 하였으며, 증류솥(1) 높이의 50% 위치에 가열 쟈켓(1-3) 2단을 설치하여 대량의 막걸리를 증류하는 경우에는 2단까지의 쟈켓과는 별도로 설치한 보조열교환기(사관 또는 판형등,1-4)와 순환펌프(1-5)를 병행 가열하여 회분식이 아닌 1일 24시간까지 연속식으로 증류가 가능하다.

또한, 감압하에서 증류할 경우, 도 2에서처럼, 증류솥 내에 폐액량이 증대(예:4/5)되면, 순환펌프(1-5)로 증류솥 내에는 최소잔존량만 남기고, 증대된 양은 폐액배출조(1-6)로 이송 후, 폐액배출조의 진공상태를 공기배출콕(1-6-1)을 열어 상압 상태에서 증대된 폐액을 일시에 배출시킨 후, 폐액배출조는 다시 진공상태로 복귀시키어, 추후 증가되는 폐액을 배출시키도록 준비하는 방법으로 한다.

여기서, 주정분이 6%인 막걸리는 종래의 단식증류기로 증류 시에는 초기에는 증류솥(1)에서 주정분 40%인 알콜증기로 휘발되어 냉각 시 주정분 40%로 증류되나, 주정분은 점차 휘발되어 증류말기에 증류솥(1)의 막걸 리의 주정분이 0.5%이하로 되면, 알콜증기는 10% 정도로 유출되어, 최종의 증류주의 주정분은 30% 이하로 너무 낮고, 1회 증류작업에 소요되는 시간은 약 5시간 소요되어 생산성이 낮아 문제로 되고 있어, 1차 증류로도 70% 이상의 고농도로 증류 가능한 단식증류기와 단식증류방법에 비해 생산성이 2배 이상 높은 제조 원가 면에서 유리한 반연속 증류방법이 필요하게 된다.

그리고, 단식증류기로 주정분 70% 이상의 고농도로 증류하는 증류기를 연속식으로 증류하는 증류방법은 한국은 물론 일본 및 세계적으로도 아직 없는 실정이다.

이렇듯, 본 발명의 단식 증류기는 주정분 0.5%의 증류폐액으로 충진된 증류솥(1)에 주정분 6%의 막걸리를 연속 주입시키면 주입 즉시 0.5%로 희석되고, 주입된 막걸리는 가열에 의해 주정분 10%의 알콜 증기로 상 변화된 후 증류통(Neck)으로 연속 분출되게 된다. 증류솥(1) 위의 증류통(2)은 주정분을 농축시키기 위해, 최상부에는 환류 냉각관을 장착시키고, 내부는 증류주의 주질에 영향을 미치지 않는 충진물(Packing material: 예 차돌, 파 유리병 조각 등 )을 넣고, 상기 환류 냉각관(2-1)에 의해 환류되도록 형성되며, 유입된 알콜증기는 증류통(2) 내에서 주정분이 항상 10% 이상을 유지하는 상태에서 상변화가 여러번(환류비율에 따라 다름)되고, 상기 여러번 상변화된 알콜증기는 환류 냉각관(2-1)을 경유하여, 응축 냉각관(3)으로 유출되는데, 상기 알콜증기는 주정분 60% 이상의 증류액으로 농축되며, 응축 냉각관(3)에서 응축된 증류액을 다시 환류 냉각관(2-1) 밑의 증류통(2)으로 환류시키며 증류 시에는 응축 냉각관(3)에서 최종으로 유출되는 증류액은 주정분이 70% 이상으로 농축 증류할 수도 있게 한다.

여기서, 상기 증류통(Neck) 위의 환류 냉각관(2-1)은 상승되는 알콜증기를 냉각 환류시키기 위해, 수직으로 되었으며, 냉각면적은 증류솥(1) 가열면적의 1/2 정도이며, 증류할 막걸리가 유입 및 유출되며 상승되는 알콜증기를 응축시키어 응축증류액은 증류통(2) 내부로 환류시키고, 예열된 막걸리는 연속으로 증류솥(1)에 주입되도록 한다.

이때, 상기 환류 냉각관(2-1)에서 냉각액으로 사용하는 막걸리는 막걸리 저장조(4,5) (1일 작업량 작업에 충분한 용량)를 설치하여 환입 막걸리를 연속 공급한다.

또한, 상기 응축 냉각관(3)은 환류 냉각관(2-1)과 연결되어 있으며, 통상의 냉각관으로 냉각면적은 유입되는 알콜증기를 30℃ 정도로 냉각시키기에 충분한 면적(통상은 증류솥(1)의 가열 면적과 동일한 수준보다 2배 이상의 면적)으로 구성되게 하고, 환류 냉각관(2-1) 상부에서 유출되는 고농도의 알콜증기는 응축 냉각관(3)에서 액체상태로 바뀌고, 주정분을 더욱 높게 하기 위해서는 응축 냉각관(3)에서 유출되는 주정분이 약 60%인 증류액을 증류통(Neck)으로 일부를 환류시키는 경우에는 환류비가 더욱 높아져 응축 냉각관(3)에서 유출되는 주정분의 농도는 더욱 고농도로 유출되어 70% 이상으로도 증류되도록 한다.

그리고, 생산성을 높이기 위해 증류솥(1)의 2단의 쟈켓과는 별도로 설치한 보조열교환기(사관 또는 판형등,1-4)와 순환펌프를 병행 가열하며, 증류솥(1)은, 주정분 0.5% 이하의 증류폐액이 증류솥(1) 높이의 일정수위(예: 60%)이상인 최소 잔존량으로 유지되도록 하며, 막걸리는 증류시간 동안 일정 유속(최소 잔존 용량/ 3시간 이내)으로 연속 주입하여, 가열에 의해 주정분 10%의 알콜 증기는 증류 통으로 연속 증발되어, 일정시간(예 : 1시간이내)마다 증류 폐액량이 증대(예: 4/5)되면, 증대된 양을 일시에 증류솥(1) 밖으로 배출하여, 최소 잔존양으로 되어 다시 반복시키는 반연속 증류방법으로 1일 24시간까지 연속 증류가 가능하여 생산성을 단식증류방식에 비해 2배 이상 향상시킨다.

도 2에서처럼, 감압하에서 증류할 경우, 증류솥 내에 폐액량이 증대(예:4/5)되면, 순환펌프(도면1-5)로 증류솥 내에는 최소잔존량만 남기고, 증대된 양은 폐액배출조(도면1-6)로 이송 후, 폐액배출조의 진공상태를 공기배출콕(1-6-1)을 열어 상압 상태에서 증대된 폐액을 일시에 배출시킨 후, 폐액배출조는 다시 진공상태로 복귀시키어, 추후 증가되는 폐액을 배출시키도록 준비하는 방법으로 한다.

또한, 1기의 증류기로 환입되는 막걸리의 양이 증류솥(1) 용량에 2/5 정도인 소량의 경우에는 증류솥(1) 쟈켓(1-2)의 하부 1단만 가동하며 단식 증류하며, 대량을 증류하여야 하는 경우에는 증류솥(1) 쟈켓(1-3)의 2단의 쟈켓과는 별도로 설치한 보조열교환기(사관 또는 판형등,1-4)와 순환펌프를 병행 가열하며, 반연속식 증류(가칭) 방식으로 작업하여, 1일 24시간까지 연속 작업이 가능하여 단식증류방법에 비해 생산성을 2배이상 증대된다.

한편, 소량 증류 작업방법(증류솥(1) 높이의 20% 채운량)과 대량 증류 작업방법으로 구분하기 위한 수단으로써, 증류솥(1)은 이중벽으로 구성하여, 외벽은 증류솥(1) 높이의 15%인 1단의 외벽(소량 작업용)과 50%인 2단(대량작업용)으로 구분된다. 이는 반입되는 막걸리의 양이 증류솥(1) 높이의 20% 용량의 소량인 경우에는 쟈켓(1-2)을 1단만 사용하며 단식증류방법으로 증류하여, 가열관의 높이 아래에 증류할 액이 담기게 되면 증류할 액인 발효주가 고열에 의해 열변성되어 증류주의 탄내(smoky)를 방지하기 위함이다.

한편, 종래의 막걸리에 관련된 선행특허는 대부분 막걸리 제조에 관한 것으로는, 등록특허번호 제10-1338145호(저알콜 막걸리의 제조방법) 등이 있으며, 포장용기에 관한 것으로는 등록실용신안번호 제20-0459776호(균일혼합용 막걸리병) 등이 있으며, 막걸리의 증류에 관한 것인, 등록특허번호 제10-1026263호(증류방법을 이용하여 모주 및 증류주의 제조방법)은 막걸리를 발효 후 식물약재 등을 첨가 증류하여 저알콜분의 막걸리와 일반적인 증류방법으로 회수한 증류주를 제조하는 방법이므로 일반적인 증류방법에 관한 것이며, 감압 증류하여 저알콜 증류장치는 증류장치 중 냉각장치에 냉각수를 열교환기에 의해 순환되도록 고안한 일반적인 증류장치이며, 막걸리에 대한 특별한 증류장치에 대한 것은 아직 없는 상태이다.

또한, 증류기의 구조개선에 관한 것으로는 본 출원인이 발명하였던, 등록특허번호 제10-0773912호(증류식 소주 제조용 단식 감압증류기)는 단식증류기의 증류솥(1)과 연결된 연결통(Neck)은 5 내지 20단의 증류단(Plate)을 설치 후 증류통(2) 위에 환류 냉각관(2-1)으로 환류시키며 증류하여 주정분을 농축시키는 원리는 유사하나, 유출되는 초기의 증류액은 주정분을 높일 수 있었으나, 회분식 증류함으로 연속식증류에 비해 생산성이 낮으며, 증류목적이 향미성분을 농축 분리하여 주질을 부드럽게 하기 위함으로, 본 발명과 상호 증류방법은 목적이 상이하여 차별화된다.

본 발명의 단식증류기는 1차 증류만으로 주정분 6%인 (환입)막걸리를 주정분 70%이상으로 농축 가능하며, 또한 단식증류기로 연속주입 및 회분식 배출로 증류하여 1일 24시간 연속증류가 가능하여 생산성 면에서 일반적인 단식증류방법에 비해 2배 이상 향상되는 증류방법과 막걸리의 양이 증류솥(1) 용량의 20% 정도의 소량인 경우에도 지체 없이 즉시 증류작업이 가능한 증류기와 증류방법에 관한 것이다.

1 : 증류솥 1-1 : 배출밸브
1-2 : 하부 가열쟈켓 1-2-1 : 증기공급밸브
1-2-2 : 증기 트랩
1-3 : 상부 가열쟈켓 1-3-1 : 증기공급밸브
1-3-2 : 공기배출콕
1-4 : 보조열교환기 1-5 : 순환펌프
1-6 : 폐액배출조 1-6-1 : 공기배출콕
2 : 증류통 2-1 : 환류 냉각관
2-2 : 막걸리 1차 예열관 2-2-1 : 막걸리 공급관
2-2-2 : 예열 막걸리 배출관 2-3 : 1차 환류냉각관
2-3-1 : 냉각수 공급관 2-3-2 : 냉각수 배출관
3 : 응축 냉각관 3-1 : 냉각관
3-2 : 냉각수 공급밸브 3-3 : 냉각수 배출밸브
3-4 : 응축액 배출관 3-4-1 : 환류액 공급관
3-4-2 : 응축액 공급관
4 : 증류주 1차 저장조 5 : 증류주 2차 저장조
6 : 진공조 6-1 : 진공펌프

Claims

막걸리 및 일반적인 발효주를 증류할 양에 따라 소량용과 대량용으로 구분하기 위해, 증류솥(1) 높이의 15% 위치에 가열 쟈켓(1-2) 1단을 설치하고, 증류솥(1) 높이의 50% 위치에 가열 쟈켓(1-3) 2단을 설치하며,
1회 증류 시 증류솥(1) 용량의 1/5 되는 소량의 경우에는 증류솥(1) 쟈켓(1-2)의 1단만 가동하여 회분식으로 증류하며,
대량을 증류하여야 하는 경우에는 증류솥의 가열 쟈켓의 2단까지 가열하는 방식과, 외부에 별도로 설치한 보조열교환기(1-4)와 순환펌프(1-5)를 통해 가열하는 방식을 병행하여 연속식으로 증류할 수 있고,
상기 증류솥(Pot) 위의 증류통(Neck)은 내부에 증류주 관능에 영향을 미치지 않는 충진물을 증류통(2) 높이까지 충진시키고, 상기 증류통(2) 내의 주정증기는 증류통(2) 위에 장착한 환류 냉각관(2-1)과 응축 냉각관(3)에 의해 환류되어, 주정분을 70% 이상 고농도로 증류하는 것을 특징으로 하는 발효주 증류기.
제1항의 발효주 증류기를 이용하여 연속증류 시에는, 증류솥(1)의 2단의 쟈켓과는 별도로 설치한 보조열교환기(1-4)와 순환펌프를 병행 가열하며, 증류솥(1) 내에 주정분 0.5%이하인 증류폐액을 일정수위로 최소잔존량(증류솥(1) 높이의 3/5)을 유지시키며, 증류하는 24시간 동안 막걸리 발효주를 일정유속으로 연속 주입(최소잔존량/3시간)하여 증류폐액이 1시간 이내에 증류솥(1) 높이의 4/5로 증대되면 증대된 양을 증류솥(1) 밖으로 일시에 배출시키고, 연속주입 및 회분식으로 증류폐액을 증류솥(1) 밖으로 배출하는 방식으로 24시간까지 반연속증류하는 것을 특징으로 하는 발효주 증류방법.
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