KR102056836B1 - 옻 나무로부터 독성을 제거하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 옻 나무의 독성을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 산소를 포함하는 공기가 벽면을 따라 회전하도록 반응부에 상기 공기 주입하는 제1단계;및 상기 회전하는 공기층 상부로 옻나무 추출 원액을 공급하는 제2단계; 를 포함하며,상기 옻나무 추출액은 분무기를 통해 분사된 분무인 것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 산소를 포함하는 공기가 벽면을 따라 회전하도록 반응부에 상기 공기 주입하는 제1단계;및 상기 회전하는 공기층 상부로 옻나무 추출 원액을 공급하는 제2단계; 를 포함하며,상기 옻나무 추출액은 분무기를 통해 분사된 분무인 것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 옻 나무의 독성을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 옻나무의 추출액은 옻칠의 재료로 사용되거나 순이나 줄기 등을 이용하여 음식이나 한약의 재료로 사용하고 있다. 그러나 사람의 체질에 따라 옻 독으로 인해 사용상 많은 제한이 있다.
즉, 옻나무 추출액을 식용으로 사용하는 경우에는 이러한 독성으로 인해 알레르기 등의 피부 부작용이 발생 할 수 있다.
옻나무 추출액의 약리성분은 등록특허 제10-0257448호, 10-02515260호에 의해 항암, 항 바이러스, 항 산화, 항 곰팡이, 숙취해소, 아미노펩티다아제 활성 저해제 등의 효과가 밝혀진 바 있다. 이러한 다양한 약리작용이 있음에도 인체에 대한 알레르기로 인해 사용이 제한되어 왔다.
이와 같이 옻나무 추출액의 독소인 우루시올을 제거하기 위한 방법으로는 특허공개 제1997-009320(옻나무를 장시간 건조하여 소주를 첨가하는 방법) 및 특허공개 제2001-0011345(밤나무 잎을 동량 첨가하여 제조하는 방법) 등이 있으나 이들 방법은 장시간 가열해야 하는 점, 옻을 말리는 과정이나 가열 추출 시에 옻을 타는 사람은 주변에 접근을 할 수 없다는 문제와, 독소를 제거하기 위한 공정이 복잡하고 시간이 소요되어 비 경제적이라는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 끊이지 않고 지속적으로 독성을 제거할 수 있어, 대규모로 기계화 설비가 가능하면서도, 부작용 없이 효과적으로 독성을 제거할 수 있는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 산소를 포함하는 공기가 벽면을 따라 회전하도록 반응부에 상기 공기를 주입하는 제1단계; 및 상기 회전하는 공기층 상부로 옻나무 추출 원액을 공급하는 제2단계; 를 포함하며,상기 옻나무 추출액은 분무기를 통해 분사된 분무인 것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 옻나무 추출 원액을 공급하는 공급부; 옻나무 추출 원액과 산소의 반응이 일어나는 반응부;상기 공급부와 연결되고,상기 반응부의 상부에 설치되어 반응부 내의 하부로 옻나무 추출원액을 분사시키는 분무부;및 상기 반응부의 벽면을 따라 산소를 포함하는 공기를 주입시키는 공기 주입부;를 포함하는 옻나무 독성 제거 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 방법에 의하면,옻나무 추출 원액과 산소를 포함하는 공기를 지속적으로 공급하면,독성이 제거된 옻 추출물을 계속 생산할 수 있다.
즉, 여과 및 추출하는 단계를 포함하는 기존 방법이나 장치와 달리,본 발명은 옻나무 추출원액과 산소를 포함하는 공기를 공급하는 것만으로 자동적으로 독성이 제거된 옻나무 추출물을 얻을 수 있기 때문에 매우 효율적이며,따라서 공정을 단순화시킬 수 있어,제조원가를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한,독성 제거에 따라 생성되는 부산물이 수증기만 존재하므로, 인체나 환경에 해로운 물질이 배출되지 않으므로,친환경적이다.
또한,공정이 단순하므로,기존 설비를 단순 설계 변경하여 손쉽게 독성을 제거할 수 있으므로,산업발전에 이바지할 수 있다.
도 1는 본 발명에 따라 옻나무 독성 제거 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 비교예1 및 실시예1에 따라 얻어진 옻나무 추출물의 우루시올 검출 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 비교예1 및 실시예1에 따라 얻어진 옻나무 추출물의 우루시올 검출 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한 것에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 산소를 포함하는 공기가 벽면을 따라 회전하도록 반응부에 상기 공기를 주입하는 제1단계;및 상기 회전하는 공기층 상부로 옻나무 추출 원액을 공급하는 제2단계; 를 포함하며,상기 옻나무 추출액은 분무기를 통해 분사된 분무인 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법을 제공한다.
옻나무의 독성은 옻나무추출액의 주성분인 우루시올(urushiol)때문이다. 우루시올은곁사슬(side chain) R기가 탄소수 15-17개의 이중결합을 함유하는 불포화 화합물이며 5개의 혼합물로 혼재되어 있다.
본 발명에 의하면, 옻나무 추출 원액이 회전하는 산소를 포함하는 공기층 위로 분무 형태로 분사되기 때문에 회전하는 공기층 내에서 산소와 반응하여, 우루시올이 제거된 옻나무 추출액은 바닥에 가라앉고, 수증기는 상부로 배출된다.
따라서, 독성이 제거된 옻나무 추출액을 특별한 추가 장치 없이 바로 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제2단계 후에 상기 옻나무 추출 원액의 반응에 의해 독성이 제거된 옻나무 추출액을 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 옻나무 추출원액을 분사시키는 분무기로부터 분무된 분무 액적의 크기는 직경 10~1000㎛인 것이 바람직하다.
상기 분무기의 형태는 압력분무, 이류체분무, 회전 분무판 분무 등 액적(액체방울)을 필요 크기로 분무할 수 있는 방식이면 제한하지 않는다.
이는 분무의 크기가 너무 크면 중력에 의해 하강하는 속도가 빨라서 산소와 반응할 시간이 부족하며 동시에 분사되는 추출 원액의 중량 대비 표면적이 작아 반응 효율도 떨어지기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 공기 중의 산소는 적어도 30%(v/v) 이상 포함하는 것이 바람직하다. 공기 중의 산소가 많아질수록 우루시올과의 반응 속도가 높아지기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 옻나무 추출 원액은 유기 용매 또는 물 추출물이 사용될 수 있으며, 이의 추출물은 당해 기술분야의 통상의 기술자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
예를 들어,상기 옻나무 추출물은 생옻에 물을 첨가한 후 추출한 추출물, 옻을 발효 시켜 얻은 발효 옻을 추출한 추출물, 옻에 고온 및 고압처리 하여 추출한 추출물,옻을 고온에서 추출후 황국균으로 발효한 추출물 또는 옻을 열풍 건조한 후 추출한 추출물 일 수 있고, 바람직하게는 옻껍질에 물을 첨가한 후 추출하고 농축한 추출물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 다만, 인체에 사용되는 경우가 많으므로, 물 추출물이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 회전하는 공기층은 공기 상승 속도가 0.1~1m/sec가 되도록 공급되는 것이 바람직하다. 또한 상기 공기의 회전속도는 0.3~3m/sec가 되도록 공급되는 것이 바람직하다. 상기 공기의 회전속도가 너무 빠르면 기액(공기와 추출액)분리가 일어나며 너무 늦으면 기액 접촉시간(반응시간)이 짧아지기 때문에, 공기가 회전하며 상승하는 상승선회류 속도는 상승속도가 0.1~1m/sec이고,회전속도가 0.3~3m/sec이 되도록 공급하는 것이 바람직하다.
상승 속도가 너무 느리면 공기층이 위 아래로 분산되어 반응이 집중적으로 일어나기 어려우며 너무 빠르면 옻나무 추출 원액과 산소의 라디칼 반응이 지나치게 많아져서 안정성에 문제가 생길 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제2단계는 90~120℃의 온도, 0~2 kg/m2의 압력에서 0.5~ 10 시간으로 진행될 수 있다. 상기 2 단계의 반응 조건은 공급되는 옻나무 추출원액의 속도,분무 크기, 산소를 포함하는 공기 층의 회전 속도,및 산소의 공기 중 함유량에 따라 통상의 기술자가 적절하게 조절할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 옻나무 독성 제거 장치를 제공한다.
옻나무 독성 제거 장치(1)는 도 1을 참조로 설명한다.
본 발명에 따른 옻나무 독성 제거 장치(1)는 옻나무 추출 원액을 공급하는 공급부(200);옻나무 추출 원액과 공기 중 산소와의 반응이 일어나는 반응부(10);상기 공급부(200)와 연결되고,상기 반응부의 상부에 설치되어 반응부 내의 하부로 옻나무 추출원액을 분사시키는 분무부(400);및 상기반응부(10)의 벽면을 따라 산소를 포함하는 공기를 주입시키는 공기 주입부(500);를 포함한다.
이하 도 1을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다. 옻나무로부터 독성을 제거하는 장치(1)는, 옻나무 추출 원액을 공급하는 공급부(10)로부터 추출원액이 분무부(400)를 통해 반응부(10) 내로 분무된다.이와 동시에 공기 주입부(500)로부터 공기가 반응부(10) 벽면을 따라 공급된다. 이렇게 주입된 공기는 반응부 주위를 따라 공급되므로 계속된 공급에 의해 반응부 내를 회전하게 되며, 점차 위로 상승하게 된다.상승하는 공기(120)은 하강하는 옻나무 추출원액(110)과 반응하게 되고, 미반응한 산소나 새로 발생된 수증기 등의 공기(120)는 배출부(600)를 따라 방출되고,산소와 반응한 옻나무 추출액(110)은 반응부(10)의 하단에 모여 독성이 제거된 옻나무 추출액(130)이 된다.
이렇게 독성이 제거된 옻나무 추출액(130)은 그대로 사용되거나, 독성을 보다 더 제거하기 위하여 재순환부(110)을 통해 다시 반응부(10)의 상부로 분무욀수 있다.상기 재순환부(110)는 순환을 보다 용이하게 하여,반응부 상부로 옻나무 추출액을 공급하기 위한 펌프(400)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 분무부(400)는 분사압력 조절장치(미도시)를 더 포함하여, 노즐 입경의 크기 및 반응 조절 필요성에 따라 분사 압력을 조절할 수 있다.
상기 분무부는 또한 유량 조절장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 반응부(10)의 온도를 조절할 수 있는 온도조절장치(300)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라서 공기 중 산소와 옻나무 추출액의 반응 속도 등을 조절할 수 있다.
또한, 반응부(20)에 가라앉은 독성이 제거된 옻나무 추출액(130)은 배출라인을 통해 옻나무 추출액 저장고로 수집되어 화장품, 의약품 등에 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 분무부(400)는 액체 분사 구멍의 크기를 조절하는 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 우루시올이 제거된 옻 추출물을 유효성분으로 함유하는 해열 또는 관절염 치료용 약침 조성물을 제공한다. 상기 약침 조성물은 옻 추출물, 소금 및 인산나트륨 완충액을 혼합한 후 여과하여 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 약침 조성물은 해열 및 관절염으로 인한 부종 개선 효과가 있으므로, 해열 및 관절염 치료를 위한 용도로 사용할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 우루시올이 제거된 옻 추출물을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물을 제공한다. 상기 옻 추출물은 피부 트러블 개선 효과, 항산화 활성, 미백 활성 등의 효과를 지니므로, 피부 트러블 개선, 노화방지 및 미백 개선 등을 위한 화장료 조성물로 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 유연 화장수, 수렴 화장수, 영양 화장수, 영양 크림, 마사지 크림, 에센스, 아이 크림, 아이에센스, 클렌징 크림, 클렌징 폼, 클렌징 워터, 팩, 파우더, 바디로션, 바디크림, 바디오일, 바디에센스 등으로 다양하게 제형화될 수 있다. 또한, 상기 화장료 조성물은 본 발명의 추출물 외에 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 화장료에 통상적으로 사용되는 성분들과 배합될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 우루시올이 제거된 옻 추출물을 유효성분으로 함유하는 가공식품을 제공한다. 본 발명의 옻 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 각종 식품류, 예를 들어, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조식품류 등이 있으며, 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다. 이 때, 식품 또는 음료 중의 본 발명의 유효 성분의 양은, 일반적으로 본 발명의 건강식품 조성물의 경우 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물의 경우 100 mL를 기준으로 0.02 내지 10 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다. 본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서, 상기 유효 성분을 함유하는 외에는 액체성분에는 특별한 제한점은 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 이는 본 발명의 설명을 위한 것으로,본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
제조예1: 옻나무 추출원액의 제조
강원도 원주지역에서 생산된 옻나무를 1차 가공하여 제조된 옻나무 껍질(칠피) 500g에 추출용매로서 증류수 2리터를 첨가한 후 8시간 동안 105℃의 온도에서 열탕 추출하고, 다시 증류수 2리터를 첨가하여 95℃의 온도에서 4시간 동안 추출하였다.부유물을 여과한 후 총 4리터의 옻나무 추출원액을 회수하였다.
비교예1
제조예1에서 추출한 총 4리터의 옻나무 추출원액을 진공 농축기로 농축하여 500ml로 농축한 다음 동결 건조과정을 거쳐 최종적으로 고형분 21g을 얻었다(수율 4.2%).
실시예1
제조예1에서 추출한 옻나무 추출원액을 도 1에 도시된 추출원액 공급부(200)을 통해 공급하여 200㎛의 입경의 다수 노즐 구멍을 갖는 분무기(400)를 분사하였다.동시에 산소를 포함하는 공기를 공기 주입부(500)을 통해 반응부(10)의 벽면을 따라 주입시켰다.공기 주입 속도는 1m/sec으로 하였다. 5시간 반응 후 반응기(10)의 하부에 수집된 추출액을 펌프(400)를 사용하여 재순환라인(100)을 통해 다시 분무기(400)으로 분사시켜, 2회 반응기를 통과시켰다. 한편 가열부(300)에서는 반응부(10)의 온도가 90~120℃의 온도로 유지하도록 가열을 유지하였다.
5시간 반응 후 수집된 추출액을 동결건조하여 고형분 20g을 얻었다.
실험예
비교예1 및 실시예1을 통해 얻어진 고형분 각 1g을 이용하여 HPLC를 이용하여 우루시올 함량을 분석하였다.
HPLC 기기 및 분석방법
본 실험에 사용된 HPLC system은 Alliance 2690 Separation Module, a Waters 996 Photodiode Array Detector, a Millenium32 Chromatography Manager Version 3.2 로 구성되었으며, 컬럼은 μbondpack C-18(5 μm, 3.9 ㎜× 300 ㎜I.D.; Waters Corporation, U.S.A)을 사용하였다. HPLC 용매인 메탄올, 물은 J.T. Baker (U.S.A.)의 제품을 사용하였으며 그 외 용매는 특급 시약을 사용하였다.
Urushiol의 분석을 위해 이동상은 85 % 메탄올을 사용하여 유속 1 ml/min로 흘려주었고 UV 280 nm에서 분석하였다. 검액의 우루시올 피크의 분석은 우루시올 혼합물 크로마토그램을 바탕으로 생옻추출물의 13.008, 16.736, 23.122 min의 peak를 각 각 우루시올 A, B, C로 임의적으로 명명하였다. 분석용 검액은 샘플 5 g을 물에 녹여 헥산으로 분획한 뒤 헥산층을 농축하였다. 이 농축물에 메탄올 5 ml를 넣어 용해한 후, 0.45 μm membrane filter로 여과하여 사용하였다.
그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2의 A는 비교예1에 따라 얻어진 고형분을 분석한 것으로서, 비교예1의 옻나무 추출물에는 우루시올 A, B, C가 각각 13.2, 15.8 및 20.3분에서 검출되었다.
반면에 도 2의 B는 실시예 1에 따라 얻어진 고형분을 분석한 것으로서, 우루시올이 검출되지 않았다.
따라서, 본 발명에 따라 옻나무 추출원액을 처리한 경우 우루시올이 완전히 제거되는 것을 알 수 있었다.
1: 옻나무의 독성 제거장치
10: 반응부
100: 옻나무 추출원액의 재순환 공급부
200: 옻나무 추출원액의 공급부
300: 가열부
400: 분무기
500: 산소를 포함하는 공기 주입부
600: 반응 후 기체 배출부
10: 반응부
100: 옻나무 추출원액의 재순환 공급부
200: 옻나무 추출원액의 공급부
300: 가열부
400: 분무기
500: 산소를 포함하는 공기 주입부
600: 반응 후 기체 배출부
Claims (15)
- 산소를 포함하는 공기가 벽면을 따라 회전하도록 반응부에 상기 공기를 주입하는 제1 단계; 및
상기 회전하는 공기층 상부로 옻나무 추출 원액을 공급하는 제2 단계; 를 포함하며,
상기 옻나무 추출 원액은 분무기를 통해 분사된 분무이고,
상기 공기는 회전하며 상승하는 상승선회류 속도로 표시할 때 상승속도가 0.1~1m/sec이고, 회전속도가 0.3~3m/sec가 되도록 공급되는 것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 단계 후에 상기 공기 중 산소와 상기 옻나무 추출 원액의 반응에 의해 독성이 제거된 옻나무 추출액을 수집하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 분무기에서 분무된 분무 액적의 크기는 직경 10~1000㎛것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 공기는 산소를 적어도 30%(v/v) 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 옻나무 추출 원액은 유기 용매 또는 물 추출물인 것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2단계는 90~120℃의 온도, 0~2kg/㎡의 압력으로 분무실 내부에서 0.5~ 10 시간으로 진행되는 것을 특징으로 하는 옻나무로부터 독성을 제거하는 방법. - 옻나무 추출 원액을 공급하는 공급부;
옻나무 추출 원액과 산소의 반응이 일어나는 반응부;
상기 공급부와 연결되고,상기 반응부의 상부에 설치되어 반응부 내의 하부로 옻나무 추출원액을 분사 시키는 분무부;및
상기 반응부의 벽면을 따라 산소를 포함하는 공기를 주입시키는 공기 주입부;를 포함하고,
상기 공기 주입부는 공기가 회전하며 상승하는 상승선회류 속도로 표시할 때 상승속도가 0.1~1m/sec이고, 회전속도가 0.3~3m/sec가 되도록 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 옻나무 독성 제거 장치. - 제8항에 있어서,
상기 반응부 상부에 위치하며, 상기 옻나무 추출 원액과 상기 공기 중 산소와의 반응에 따라 생성된 수증기 또는 미반응 산소가 외부로 분출할 수 있도록 구성된 배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무 독성 제거 장치. - 제8항에 있어서,
상기 반응부 하부에 위치하며, 독성이 제거된 옻나무 추출액이 수집되는 수집부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무독성 제거 장치. - 제8항에 있어서,
일단은 상기 반응부 하부에 위치하고 타단은 상기 반응부 상부에 위치하여 반응부 하부로부터 독성이 제거된 옻나무 추출액을 다시 상기 반응부 상부로 공급시키는 재순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무 독성 제거 장치. - 제11항에 있어서,
상기 재순환부는 옻나무 추출액을 상기 반응부 상부로 공급할 수 있도록 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무 독성 제거 장치. - 제8항에 있어서,
상기 분무부는 분사압력 및 유량 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무독성 제거 장치. - 제8항에 있어서,
상기 반응부의 온도를 조절할 수 있는 온도 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무 독성 제거 장치. - 제8항에 있어서,
상기 분무부는 액체 분사 구멍의 크기를 조절하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옻나무 독성 제거 장치.
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| KR100500213B1 (ko) * | 2001-05-24 | 2005-07-11 | 한종수 | 독성을 제거한 옻물 및 옻물 제조장치 |
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| KR20090048421A (ko) * | 2009-04-23 | 2009-05-13 | (주)에이지아이 | 알러지를 유발하지 않는 옻나무 추출물 및 이를 함유하는 약리학적 조성물 |
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2018
- 2018-09-19 KR KR1020180112345A patent/KR102056836B1/ko active IP Right Grant
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