KR102181232B1 - 진공증발농축장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 샘플링 콕의 설치로 인해 가동중 제품 샘플링이 가능하고, 응축수를 운전중에도 배출이 가능하며 직접 가열로 인해 증발 능력을 향상시켜 작업 시간을 단축시킬 수 있는 진공증발농축장치를 제공한다.
이러한 본 발명은 증발농축시킬 제품이 내부에 수용되는 폐쇄된 수용공간부를 구비하고, 내부 하측에는 히터가 설치되어 수용공간부에 수용된 제품을 가열하여 증발농축할 수 있는 증발농축챔버; 상기 증발농축챔버의 상단에 연락되게 설치되며, 내부에 콘덴서 및 냉각수라인이 구비되고, 상기 증발농축챔버의 내부를 진공상태로 형성할 수 있도록 진공펌프와 연결되는 진공챔버; 및 상기 진공챔버에 연결관체로 연락되며, 증발농축과정에서 발생하는 증류수가 진공챔버를 경유하면서 응축되어 저장되며, 저장된 응축수를 배수할 수 있도록 하측에는 내부와 연락되게 배수밸브가 설치되어 상기 배수밸브를 통해 저장된 응축수를 배수시킬 때, 증발농축과정 중에도 응축수를 배수시킬 수 있도록 상기 증발농축챔버로부터 분리 설치되는 저장챔버;를 포함한다.

Description

진공증발농축장치{Vacuum evaporative concentration device}

본 발명은 진공증발농축장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 샘플링 콕(sampling cock)의 설치로 인해 가동중 제품 샘플링이 가능하고, 응축수를 운전중에도 배출이 가능하며 직접 가열로 인해 증발 능력을 향상시켜 작업 시간을 단축시킬 수 있는 진공증발농축장치에 관한 것이다.

일반적으로 진공 저온 농축기는 증발 탱크, 수집탱크(넘침방지 탱크), 액화 부재 및 저장 탱크와 고진공화 부재를 포함한다. 여기서, 증발 탱크는 식물성 원재료(곡물,야채,설탕,유당,약제 등)로부터 추출된 추출액이 가열되어 수분이 증기로 변해서 증발되면서 추출액이 농축되어 농축액을 형성한다. 수집 탱크는 증발 탱크에서 나오는 증기를 수집하는 것이며, 또한 증발 탱크의 가열로 증기나 기포가 넘치며 이것을 증발 탱크에서 넘치지 못하게 유도하는 넘침 방지 탱크의 역할을 한다. 액화 부재는 수집 탱크에 수집된 증기를 냉각 즉 액화시켜서 응축액을 형성하는 장치로, 공냉 방식의 열교환기와 수냉 방식 열교환기를 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 액화 부재에서는 수집된 증기를 증류수와 유효성분을 포함하는 응결액으로 분리한다. 증류수는 저장 탱크로 보내지고 응축액은 다시 증발 탱크로 보내진다. 따라서, 식물성 원재료의 추출액의 유효 성분은 외부로 배출되지 않고, 나중에 모두 증발 탱크내의 농축물로 나오게 된다. 고진공화 부재는 증발 탱크내의 원재료의 증발 온도를 낮추고 원재료가 타지 않게 하기 위해서 증발 탱크를 고진공으로 한다. 그리고 수집 탱크도 역시 고진공으로 한다. 또한 저장탱크도 진공을 할 수 있다. 이렇게 해서 식물성 원재료를 고온고압으로 추출 및 농축을 하고 있다.

이러한 기존의 농축에서 증발 탱크의 불규칙한 열 전달 문제를 해결하고 증발 탱크의 내부 온도 조절을 위해서, 공개번호 10-2009-0085720(공개일자 2009년08월10일)의 증발 탱크는 한약, 각종 과일, 칡, 홍삼 등을 내부에 수용하는 내부용기와; 내부용기의 외주면에 구비되며, 이하 가열봉이 삽착가능하도록 구멍이 형성된 외부용기와; 내부용기와 외부용기 사이에 구비되며 열매체유나 파라핀유가 충진되고, 일측에 이하 가열봉이 삽착되어는 공간부와; 공간부에 직접 삽착되어 공간부에 충진되어 있는 열매체나 파라핀유를 직접적으로 가열하는 가열봉과; 상기 내부용기 내측에 삽착되어 용기내의 온도를 감시하여, 일정온도 이상 및 이하로 온도가 변하게 되면 상기 가열봉을 on/off시켜 용기 내의 온도를 일정온도로 유지하게 하는 센서봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 공개 문헌에서는 밀폐 공간에 열매체유나 파라핀유가 충전되어 가열되므로 이들의 공간에 압력이 생겨서 압력에 의한 폭발을 방지하기 위해서, 숨구멍, 즉 배출구를 만들어 놓아야 한다. 그리고 배출구에서 나온 파라핀의 냄새가 지독하며, 일정 주기마다 파라민을 충전해주야 하는 불편함이 있었다.

또 다른 특허 문헌인 특허 제 10-1606328 호(등록일자 2016년03월18일)에도 증발 탱크가 내통과 외통으로 이루어져 있으며, 내통과 외통 사이의 공간부에 투입구를 통해서 열매체가 인입되어 있다. 그리고 진공은 증발 탱크(농축기 본체), 수집탱크 및 액화 부재(응축부)와 저장 탱크(저장부)에 진공을 형성하고 있는 구성이나, 공간부에는 진공을 하고 있지 않다. 따라서, 이 특허의 증발 탱크 또는 전술한 특허공개와 같은 문제점이 있다.

한편, 파이롯트형 실험실용 농축기의 경우에는 농축기 내부에 제품을 투입하기 어렵고, 수작업으로 기계 등의 결합이 이루어져야 하는 등의 문제점이 있다.

국내 특허 공개번호 10-2009-0085720(공개일자 2009년08월10일) 국내 특허 등록번호 10-1606328 호(등록일자 2016년03월18일)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 샘플링 콕의 설치로 인해 가동중 제품 샘플링이 가능하고, 응축수를 운전중에도 배출이 가능하며 직접 가열로 인해 증발 능력을 향상시켜 작업 시간을 단축시킬 수 있는 진공증발농축장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 진공증발농축장치로서, 농축시킬 제품이 내부에 수용되는 폐쇄된 수용공간부를 구비하고, 내부 하측에는 히터가 설치되어 수용공간부에 수용된 제품을 가열하여 증발농축할 수 있는 증발농축챔버; 상기 증발농축챔버의 상단에 연락되게 설치되며, 내부에 콘덴서 및 냉각수라인이 구비되고, 상기 증발농축챔버의 내부를 진공상태로 형성할 수 있도록 진공펌프와 연결되는 진공챔버; 및 상기 진공챔버에 연결관체로 연락되며, 증발농축과정에서 발생하는 증류수가 진공챔버를 경유하면서 응축되어 저장되며, 저장된 응축수를 배수할 수 있도록 하측에는 내부와 연락되게 배수밸브가 설치되어 상기 배수밸브를 통해 저장된 응축수를 배수시킬 때, 증발농축과정 중에도 응축수를 배수시킬 수 있도록 상기 증발농축챔버로부터 분리 설치되는 저장챔버;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 증발농축챔버는 상단부에 상부로 직경이 좁아지는 테이퍼부를 이루게 형성되는 원통 형상으로 이루어지고, 상기 테이퍼부의 상단에 직립하도록 연결통로가 형성되어 상기 연결통로의 상단에 원통형의 진공챔버가 횡 방향으로 설치되고, 상기 증발농축챔버의 외주면에는 단열부재가 감싸지게 설치되며, 상기 증발농축챔버의 하측에는 내부와 연락되게 배출밸브가 설치되어 증발농축된 고형물의 배출을 가능하게 하되, 상기 증발농축챔버의 내부 바닥면은 상기 배출밸브를 향하여 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 연결통로의 하부에 소정 간격을 이루도록 비말방지부재가 설치되어 증발농축챔버의 내부 상측에 배치되어 상기 증발농축챔버에서 제품을 증발농축하는 과정에서 발생하는 비말이 연결통로로 유입되지 않게하되, 상기 비말방지부재는 외형이 원호 형상의 곡면으로 형성되는 갓 형상으로 이루어지고, 상기 연결통로에는 여과부재가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 증발농축챔버의 측면에는 내부와 연락되게 샘플링 콕(sampling cock)이 설치되어 증발농축과정에서 샘플링을 추출할 수 있는 것이 바람직하다.

상기 증발농축챔버와 진공챔버 및 저장챔버는 스테인레스 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 증발농축챔버와 상기 저장챔버는 외부면에 내부를 확인할 수 있는 투시창이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 증발농축챔버와 상기 진공챔버에는 내부 압력을 유지할 수 있는 압력유지밸브 및 압력계가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 진공증발농축장치에 의하면, 샘플링 콕의 설치로 인해 가동중 제품의 샘플링이 가능한 효과가 있고, 또 응축수를 운전중에도 배출이 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 비말동반을 방지하여 제품의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있고, 직접 가열로 인해 증발 능력 향상 및 작업 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

한편, 기존의 파이롯트형 실험실용 농축기에 비해 추가로 제품의 투입 작업(농축기 내부에 제품을 투입시)이 손쉽고, 투입후 파이롯트형 실험실용 농축기는 수작업으로 기계의 결합 등이 이루어져야 하는데 본 발명은 이러한 부분을 해결할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공증발농축장치의 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 진공증발농축장치의 측면도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 발명의 구성들은 직접적인 접촉이나 연결뿐만 아니라 구성과 구성 사이에 다른 구성을 통해 접촉이나 연결된 것도 같은 범위로 해석하도록 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 진공증발농축장치의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 진공증발농축장치의 측면도이다.

이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 진공증발농축장치에는 증발농축챔버(100)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 증발농축챔버(100)는 증발농축시킬 제품이 내부에 수용되는 폐쇄된 수용공간부(101)가 구비되고, 내부 하측에는 히터(110)가 설치되어 수용공간부(101)에 수용되는 제품을 가열하여 증발농축할 수 있도록 한다.

이러한 증발농축챔버(100)는 상단부에 상부로 직경이 좁아지는 테이퍼부(102)를 이루게 형성되는 원통 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 테이퍼부(102)의 각도를 30도를 이루게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 테이퍼부(102)의 상단에 직립하도록 연결통로(103)가 형성되어 후술하는 원통형의 진공챔버가 상기 연결통로(103)의 상단에 횡 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 연결통로(103)의 하부에는 소정 간격을 이루도록 비말방지부재(120)가 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 증발농축챔버(100)의 내부 상측에 연결통로(103)로부터 소정 거리만큼 이격 배치되도록 비말방지부재(120)가 설치되어 상기 증발농축챔버(100)에서 제품을 증발농축하는 과정에서 발생하는 비말이 연결통로(103)로 유입되지 않게하는 것이 바람직하며, 상기 비말방지부재(120)는 외형이 원호 형상의 곡면으로 형성되는 갓 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연결통로(103)에는 여과부재(130)가 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 증발농축챔버(100)의 외주면에는 단열부재(104)가 감싸지게 설치되는 것이 바람직하며, 이러한 단열부재(104)에 의해 상기 증발농축챔버(100)의 내부에 설치되는 히터(110)에서 가열시 열손실을 최대한 방지하여 증발농축 효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 증발농축챔버(100)의 하측에는 내부와 연락되게 배출밸브(105)가 설치되어 증발농축된 고형물의 배출을 가능하게 하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 증발농축챔버(100)의 내부 바닥면은 상기 배출밸브(105)를 향하여 경사지게 형성되는 것이 바람직하며, 내부 바닥면이 배출밸브(105)를 향하여 경사지게 설치됨에 의해 내부 고형물의 배출을 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 증발농축챔버(100)의 외부면에는 내부를 확인할 수 있는 투시창(106)이 설치되는 것이 바람직하다. 상기 투시창(106)은 투명 재질로서 증발농축챔버(100)의 내부를 확인할 수 있어 증발농축되는 제품의 확인이 육안으로 가능하다.

한편, 상기 증발농축챔버(100)의 측면에는 내부와 연락되게 샘플링 콕(sampling cock)(140)이 설치되어, 상기 샘플링 콕(140)을 통해 증발농축과정에서 샘플링을 추출할 수 있다.

이와 같은 증발농축챔버(100)에는 제품의 투입을 위한 투입구가 구비됨은 당연하다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공증발농축장치에는 진공챔버(200)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 진공챔버(200)는 증발농축챔버(100)의 상단에 연락되게 설치되며, 내부에 콘덴서(202) 및 냉각수라인(204)이 구비되는 응축기이다.

또한, 상기 진공챔버(200)에는 증발농축챔버(100)의 내부를 진공상태로 형성할 수 있도록 진공펌프와 연결되도록 설치되는 것이 바람직하다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공증발농축장치에는 저장챔버(300)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 저장챔버(300)는 진공챔버(200)에 연결관체(304)로 연락되며, 증발농축과정에서 발생하는 증류수가 진공챔버(200)를 경유하면서 응축되는 응축수가 저장된다.

이때, 상기 저장챔버(300)에 저장된 응축수를 배수할 수 있도록 상기 저장챔버(300)의 하측에는 내부와 연락되게 배수밸브(302)가 설치되는 것이 바람직하며, 상기 배수밸브(302)를 통해 저장된 응축수를 배수시킬 때, 증발농축과정 중에도 응축수를 배수시킬 수 있는 장점을 갖는다. 즉, 상기 저장챔버(300)는 증발농축챔버(100)로부터 분리 설치됨에 의해 상기 증발농축챔버(100)에서 증발농축하는 과정중에도 응축수의 배수를 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기 저장챔버(300)의 외부면에는 내부를 확인할 수 있는 투시창(106)이 설치되는 것이 바람직하며, 이러한 투시창(106)을 통해 저장챔버(300)의 내부를 육안으로 확인할 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공증발농축장치를 구성하는 상기 증발농축챔버(100)와 상기 진공챔버(200)에는 내부 압력을 유지할 수 있는 압력유지밸브 및 압력계(150)가 설치되는 것이 바람직하며, 이러한 압력유지밸브 및 압력계(150)에 의해 내부 압력을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진공증발농축장치를 구성하는 상기 증발농축챔버(100)와 진공챔버(200) 및 저장챔버(300)는 스테인레스 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 제품 접촉하는 부위를 스테인레스 재질로 구성함에 의해 영구적인 수명을 얻을 수 있다. 즉, 진공증발농축장치의 수명이 영구적이다.

본 발명에 따르면, 샘플링 콕(sampling cock)의 설치로 인해 가동 중에 제품의 샘플링이 가능한 장점을 갖고, 또 응축수를 운전 중에도 배출이 가능하게 할 ㅅ수 있다.

또한, 본 발명은 제품의 추가 투입이 가동 중단 없이 가능하다. 즉, 제품 투입이 쉬운 장점이 있고, CIP(Clean In Place)가 용이한 장점이 있다. 특히, 본 발명은 증발온도 콘트롤(control)이 가능하고, 비말동반을 방지하여 제품의 손실을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 제품 투입후 완제품 농도까지 자동운전이 가능하고, 직접 가열로 인해 증발 능력을 향상시켜 작업 시간을 단축시킬 수 있는 장점도 있다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

100 - 증발농축챔버
200 - 진공챔버
300 - 저장챔버

Claims (7)

1. 진공증발농축장치에 있어서,
   농축시킬 제품이 내부에 수용되는 폐쇄된 수용공간부를 구비하고, 내부 하측에는 히터가 설치되어 수용공간부에 수용된 제품을 가열하여 증발농축할 수 있는 증발농축챔버;
   상기 증발농축챔버의 상단에 연락되게 설치되며, 내부에 콘덴서 및 냉각수라인이 구비되고, 상기 증발농축챔버의 내부를 진공상태로 형성할 수 있도록 진공펌프와 연결되는 진공챔버; 및
   상기 진공챔버에 연결관체로 연락되며, 증발농축과정에서 발생하는 증류수가 진공챔버를 경유하면서 응축되어 저장되며, 저장된 응축수를 배수할 수 있도록 하측에는 내부와 연락되게 배수밸브가 설치되어 상기 배수밸브를 통해 저장된 응축수를 배수시킬 때, 증발농축과정 중에도 응축수를 배수시킬 수 있도록 상기 증발농축챔버로부터 분리 설치되는 저장챔버;를 포함하고,
   상기 증발농축챔버는 상단부에 상부로 직경이 좁아지는 테이퍼부를 이루게 형성되는 원통 형상으로 이루어지고, 상기 테이퍼부의 상단에 직립하도록 연결통로가 형성되어 상기 연결통로의 상단에 원통형의 진공챔버가 횡 방향으로 설치되고, 상기 증발농축챔버의 외주면에는 단열부재가 감싸지게 설치되며, 상기 증발농축챔버의 하측에는 내부와 연락되게 배출밸브가 설치되어 증발농축된 고형물의 배출을 가능하게 하되, 상기 증발농축챔버의 내부 바닥면은 상기 배출밸브를 향하여 경사지게 형성되며,
   상기 연결통로의 하부에 소정 간격을 이루도록 비말방지부재가 설치되어 증발농축챔버의 내부 상측에 배치되어 상기 증발농축챔버에서 제품을 증발농축하는 과정에서 발생하는 비말이 연결통로로 유입되지 않게하되, 상기 비말방지부재는 외형이 원호 형상의 곡면으로 형성되는 갓 형상으로 이루어지고, 상기 연결통로에는 여과부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 진공증발농축장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 증발농축챔버의 측면에는 내부와 연락되게 샘플링 콕(sampling cock)이 설치되어 증발농축과정에서 샘플링을 추출할 수 있는 것을 특징으로 하는 진공증발농축장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 증발농축챔버와 진공챔버 및 저장챔버는 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공증발농축장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 증발농축챔버와 상기 저장챔버는 외부면에 내부를 확인할 수 있는 투시창이 설치되는 것을 특징으로 하는 진공증발농축장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 증발농축챔버와 상기 진공챔버에는 내부 압력을 유지할 수 있는 압력유지밸브 및 압력계가 설치되는 것을 특징으로 하는 진공증발농축장치.

Images