KR102203492B1 - Industrial ultrasound system for extracting functional materials for food and cosmetics - Google Patents

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Abstract

본 발명의 초음파 시스템은 각종 기능성 성분 추출을 위한 산업용 초음파 시스템에 관한 것으로서, 원료의 볼륨 또는 추출하고자 하는 기능성 성분의 종류에 따라 맞춤형으로 처리할 수 있어 산업용으로 다양하게 활용 가능한 원통의 순환형 시스템으로, 원료를 수용하기 위한 원료탱크; 상기 원료탱크로부터 원료가 공급될 때 초음파 처리를 하고, 초음파 처리된 원료를 상기 원료탱크로 다시 공급하도록 원료 탱크와 연결된 분리 유닛; 및 상기 분리 유닛에 수용된 원료에 초음파를 발생시키도록 상기 분리 유닛에 연결되는 초음파 발생 유닛을 포함하고, 상기 분리 유닛은 제1 내지 제N 분리 장치를 포함하며, 상기 제1 내지 제N 분리 장치는 차례로 원료가 이동 가능하게 연결되고,상기 제1 및 제N 분리 장치 각각은 상기 원료탱크와 연결되는 것을 특징으로 한다.The ultrasonic system of the present invention relates to an industrial ultrasonic system for extracting various functional ingredients, and is a cylindrical circular system that can be used for various industrial purposes because it can be customized according to the volume of raw materials or the type of functional ingredients to be extracted. , A raw material tank for receiving raw materials; A separation unit connected to the raw material tank to perform ultrasonic treatment when raw material is supplied from the raw material tank and to supply the sonicated raw material back to the raw material tank; And an ultrasonic generating unit connected to the separating unit to generate ultrasonic waves in the raw material contained in the separating unit, wherein the separating unit includes first to Nth separation devices, and the first to Nth separation devices In turn, the raw materials are movably connected, and each of the first and Nth separation devices is connected to the raw material tank.

Figure R1020190033162
Figure R1020190033162

Description

식품 및 화장품용 기능성 성분 추출을 위한 산업용 초음파 시스템{Industrial ultrasound system for extracting functional materials for food and cosmetics}Industrial ultrasound system for extracting functional materials for food and cosmetics {Industrial ultrasound system for extracting functional materials for food and cosmetics}

본 발명은 각종 기능성 성분 추출을 위한 산업용 초음파 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원료의 볼륨 또는 추출하고자 하는 기능성 성분의 종류에 따라 맞춤형으로 처리할 수 있어 산업용으로 다양하게 활용 가능한 원통의 순환형 시스템이다. The present invention relates to an industrial ultrasonic system for extracting various functional ingredients, and more specifically, a cylindrical circulation system that can be used for various industrial purposes because it can be customized according to the volume of raw materials or the type of functional ingredient to be extracted. to be.

초음파는 인간의 가청범위인 16 KHz이상 (20KHz 이상이라고 하기도 함)의 주파수 범위를 말한다. 초음파는 강도에 따라 물질의 구성, 구조 및 물리적인 상태나 flow rate등과 같은 물리화학적인 특성에 대한 정보습득에 이용되는 저 강도 초음파(low intensity ultrasonication)와 유화, cell의 붕괴, 화학 반응 촉진 및 효소활성을 억제시키는데 적용되는 고 강도 초음파(high intensity ultrasonication)로 분류된다. 고 강도 초음파는 최근 제약이나 약제의 합성, 그리고 식품의 가공에 점차 그 영역을 확대하고 있는 추세이며, MHz범위의 저 강도 초음파와는 대조적으로, 물질의 특성을 바꿀 수 있다. 고 강도 초음파는 가열(heating), 공동현상(cavitation effect), 압축과 팽창(compression and rarefaction) 및 난류(turbulence)등의 특성을 가지고 있으며, 이 중 가장 특이한 것은 공동현상이다. 즉, 고 강도 초음파는 주파수에 따라서 액체 내에서 초당 수백에서 수 천 만개의 미세기포(microbubble)를 생성하게 되는데, 이 미세기포들이 생성과 소멸을 반복하면서 높은 난류(turbulent flow)상태를 일으켜 순간적으로 온도를 5,000 K까지 상승시키고, 수천기압 이상의 압력을 발생시킨다. 이와 같은 현상을 이용하여 식품소재로부터 기능성 성분을 추출하는데 일부 활용하고는 있지만 지금까지는 실험실 수준에서 이루어져 있을 뿐 산업화에는 아직 미흡하다. Ultrasound refers to a frequency range of 16 KHz or more (sometimes referred to as 20 KHz or more), which is the human audible range. Ultrasound is low intensity ultrasonication and emulsification, cell breakdown, chemical reaction acceleration, and enzymes used to acquire information on physicochemical properties such as material composition, structure, and physical state or flow rate depending on the intensity. It is classified as high intensity ultrasonication, which is applied to inhibit activity. High-intensity ultrasound is a trend that is gradually expanding its scope to pharmaceuticals, drug synthesis, and food processing. In contrast to low-intensity ultrasound in the MHz range, the properties of materials can be changed. High-intensity ultrasound has characteristics such as heating, cavitation effect, compression and rarefaction, and turbulence, among which the most unusual is cavitation. In other words, high-intensity ultrasonic waves generate hundreds to tens of thousands of microbubbles per second in a liquid depending on the frequency, and these microbubbles generate and disappear in a high turbulent flow state instantaneously. It raises the temperature to 5,000 K and generates a pressure of thousands of atmospheres or more. Using such a phenomenon, some are used to extract functional ingredients from food materials, but until now, it has been achieved at the laboratory level, but industrialization is still insufficient.

한편, 원료의 초음파 추출이 이루어지는 분리 유닛이 단일로 구성될 경우, 원료의 처리량에 제한이 있어 대량생산이 어렵고, 저분자의 기능성 성분을 추출하기 어렵다는 문제가 있다.On the other hand, when the separation unit in which the ultrasonic extraction of raw materials is performed is configured as a single unit, there is a problem that mass production is difficult due to a limitation in the throughput of the raw materials, and it is difficult to extract functional components of low molecular weight.

따라서 본 발명에서는 복수개의 분리 장치를 포함하는 분리 유닛을 통해 기능성 성분을 대량생산할 수 있고, 추출하고자 하는 기능성 성분의 분자량에 따라 분리 장치를 선택적으로 구동할 수 있어 고분자 뿐만 아니라 저분자의 기능성 성분도 추출할 수 있는 초음파 시스템을 제공하고자 한다.Therefore, in the present invention, the functional component can be mass-produced through the separation unit including a plurality of separation devices, and the separation device can be selectively driven according to the molecular weight of the functional component to be extracted, so that not only polymers but also functional components of low molecular weight can be extracted. It is intended to provide an ultrasonic system that can be used.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 초음파 시스템은, 원료를 수용하기 위한 원료탱크; 상기 원료탱크로부터 원료가 공급될 때 초음파 처리를 하고, 초음파 처리된 원료를 상기 원료탱크로 다시 공급하도록 원료 탱크와 연결된 분리 유닛; 및 상기 분리 유닛에 수용된 원료에 초음파를 발생시키도록 상기 분리 유닛에 연결되는 초음파 발생 유닛을 포함하고, 상기 분리 유닛은 제1 내지 제N 분리 장치를 포함하며, 상기 제1 내지 제N 분리 장치는 차례로 원료가 이동 가능하게 연결되고, 상기 제1 및 제N 분리 장치 각각은 상기 원료탱크와 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the ultrasonic system of the present invention comprises: a raw material tank for receiving raw materials; A separation unit connected to the raw material tank to perform ultrasonic treatment when raw material is supplied from the raw material tank and to supply the sonicated raw material back to the raw material tank; And an ultrasonic generating unit connected to the separating unit to generate ultrasonic waves in the raw material contained in the separating unit, wherein the separating unit includes first to Nth separation devices, and the first to Nth separation devices In turn, the raw material is movably connected, and each of the first and Nth separation devices is connected to the raw material tank.

본 발명에 따른 초음파 시스템은 복수개의 분리 장치를 포함하는 분리 유닛을 통해 기능성 성분을 대량생산할 수 있어 산업용으로 유용하다. 또한, 추출하고자 하는 기능성 성분의 분자량에 따라 분리 장치를 선택적으로 구동할 수 있어 고분자 뿐만 아니라 저분자의 기능성 성분도 추출할 수 있다. 또한, 추출수율증대, 유기용매 사용량 절감, 추출시간 단축 및 각종 소재의 기능성 향상을 기대할 수 있다. The ultrasonic system according to the present invention is useful for industrial use because it can mass-produce functional components through a separation unit including a plurality of separation devices. In addition, since the separation device can be selectively driven according to the molecular weight of the functional component to be extracted, it is possible to extract not only the polymer but also the functional component of low molecular weight. In addition, it is expected to increase the extraction yield, reduce the use of organic solvents, shorten the extraction time, and improve the functionality of various materials.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 시스템의 개략적인 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 시스템의 일 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 시스템에서 분리 유닛의 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 시스템에서 분리 유닛의 상면도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템의 사진이다.1 is a schematic schematic diagram of an ultrasound system according to various embodiments of the present disclosure.
2 is a cross-sectional view of an ultrasound system according to various embodiments of the present disclosure.
3 is a schematic diagram of a separation unit in an ultrasonic system according to various embodiments of the present disclosure.
4 is a top view of a separation unit in an ultrasonic system according to various embodiments of the present disclosure.
5 is a photograph of an ultrasound system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings. The examples and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the corresponding embodiments.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 식품 및 화장품의 기능성 성분을 효율적으로 대량 생산할 수 있는 산업용 초음파 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial ultrasonic system capable of efficiently mass-producing functional ingredients of food and cosmetics.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 시스템의 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 초음파 시스템의 일 측면도이다. 1 is a schematic perspective view of an ultrasonic system according to the present invention. 2 is a side view of an ultrasound system according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참고하면, 초음파 시스템(10)은, 원료탱크(100), 분리 유닛(210, 220, 230, 240), 초음파 발생 유닛(300), 온도조절모듈(400), 순환펌프(500), 및 원료 배출펌프(600), 컨트롤박스(700)를 포함할 수 있다.1 and 2, the ultrasonic system 10 includes a raw material tank 100, a separation unit 210, 220, 230, 240, an ultrasonic generator 300, a temperature control module 400, and a circulation pump. 500, and a raw material discharge pump 600, may include a control box 700.

원료탱크(100)는 총 2 ton 내지 3 ton의 시료 및 용매를 수용할 수 있다. 원료탱크(100) 내부에는 시료가 균일하게 유지될 수 있도록 대형의 교반기(110)가 장착될 수 있다. 원료탱크(100)의 외벽면에는 온도조절을 위해 냉각수가 순환될 수 있도록 제2 순환로(120)가 구비될 수 있다. 제2 순환로(120)는 온도조절모듈(400)로부터 냉각수를 공급받을 수 있다. The raw material tank 100 may accommodate a total of 2 ton to 3 ton of sample and solvent. A large-sized stirrer 110 may be mounted inside the raw material tank 100 so that the sample can be uniformly maintained. A second circulation path 120 may be provided on the outer wall surface of the raw material tank 100 to circulate coolant for temperature control. The second circulation path 120 may receive cooling water from the temperature control module 400.

또한, 원료탱크(100) 내에는 시료의 온도를 체크할 수 있도록 온도센서(130)가 구비될 수 있다. 원료탱크(100) 내의 온도는 0 ℃ 내지 90 ℃까지 조절될 수 있다. In addition, a temperature sensor 130 may be provided in the raw material tank 100 to check the temperature of the sample. The temperature in the raw material tank 100 may be adjusted to 0 ℃ to 90 ℃.

분리 유닛(210, 220, 230, 240)은 원료탱크(100)로부터 원료를 공급받아 초음파를 처리할 수 있다. 한편, 원료탱크(100), 교반기(110) 및 분리 유닛(210, 220, 230, 240)의 재질은 식품 및 화장품 소재에 닿아도 안전한 sus316L일 수 있다.The separation units 210, 220, 230, and 240 may receive raw materials from the raw material tank 100 and process ultrasonic waves. On the other hand, the material of the raw material tank 100, the stirrer 110, and the separation unit (210, 220, 230, 240) may be sus316L, which is safe even when it comes into contact with food and cosmetic materials.

분리 유닛(210, 220, 230, 240)은 1 m 내지 3 m의 높이를 가질 수 있다. 높이가 3 m를 초과할 경우, 초음파 추출 완료 후 청소 작업이 수월치 않으며, 안전에도 문제를 일으킬 수 있다. 분리 유닛(210, 220, 230, 240)의 내부 용적은 약 40 L 일 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 분리 유닛(210, 220, 230, 240)의 내부 용적은 다양하게 구비될 수 있다.The separation units 210, 220, 230, and 240 may have a height of 1 m to 3 m. If the height exceeds 3 m, cleaning after ultrasonic extraction is not easy and may cause safety problems. The internal volume of the separation units 210, 220, 230, and 240 may be about 40 L. However, embodiments are not limited thereto, and the internal volumes of the separation units 210, 220, 230, and 240 may be provided in various ways.

분리 유닛은 제1 분리 장치 내지 제N 분리 장치를 포함할 수 있다. 제1 분리 장치 내지 제N 분리 장치는 차례로 원료가 이동 가능하게 직렬로 연결될 수 있다. 원료탱크(100)로부터 인접한 순서대로 제1 분리 장치, 제2 분리 장치, 제3 분리 장치...제N 분리 장치로 정의할 경우, 원료탱크(100)와 가장 인접한 제1 분리 장치 및 마지막 분리 장치인 제N 분리 장치는 원료탱크(100)와 직접 연결될 수 있다. 한편 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고 다수 개의 분리 장치들은 병렬로 연결될 수도 있고, 이 경우 모든 분리 장치들이 원료탱크(100)와 직접 연결될 수도 있다.The separation unit may include a first separation device to an Nth separation device. The first separation device to the Nth separation device may be connected in series so that the raw material is movable in turn. When defined as the first separation device, the second separation device, the third separation device...Nth separation device in the order adjacent to the raw material tank 100, the first separation device and the last separation closest to the material tank 100 The device, the Nth separation device, may be directly connected to the raw material tank 100. Meanwhile, the embodiment is not limited thereto, and a plurality of separation devices may be connected in parallel, and in this case, all separation devices may be directly connected to the raw material tank 100.

제1 내지 제N 분리 장치의 초음파 소자(215)가 각각 개별 제어되도록 초음파 발생 유닛(300)과 연결될 수 있다. 예를 들면, 일 분리 장치 내의 다수 개의 초음파 소자(215) 중 일부만 작동하도록 하여 초음파 출력량을 조절할 수 있다. The ultrasonic elements 215 of the first to Nth separation devices may be connected to the ultrasonic generator 300 so that they are individually controlled. For example, only some of the plurality of ultrasonic elements 215 in one separation device may be operated to adjust the amount of ultrasonic output.

또는, 제1 내지 제N 분리 장치는 초음파 처리 시, 각각의 초음파 소자(215)가 동시에 작동하도록 마련될 수 있다. 예를 들면, 초음파 시스템 가동 시, 제1 내지 제N 분리 장치의 초음파 소자를 모두 동시에 작동할 수 있다. 이는 원료의 볼륨이 매우 크거나, 원료가 제1 내지 제N 분리 장치를 다수 번의 사이클로 이동함으로써 초음파 추출이 이루어져야 할 때 적용할 수 있다. Alternatively, the first to Nth separation devices may be provided so that each ultrasonic element 215 operates simultaneously during ultrasonic processing. For example, when the ultrasonic system is operated, all ultrasonic elements of the first to Nth separation devices may be operated simultaneously. This can be applied when the volume of the raw material is very large, or when the raw material is to be ultrasonically extracted by moving the first to Nth separation devices in a number of cycles.

또는, 제1 내지 제N 분리 장치는 초음파 처리 시, 각각의 초음파 소자(215)가 차례로 작동하도록 마련될 수 있다. 예를 들면, 원료가 제1 내지 제N 분리 장치를 차례로 이동할 때, 원료의 이동 위치에 따라 해당 분리 장치의 초음파 소자를 작동하고 나머지 분리 장치의 초음파 소자는 작동하지 않도록 할 수 있다. 이를 통해 불필요한 전력 소모를 줄여 공정 효율성을 높일 수 있다. Alternatively, the first to Nth separation devices may be provided to sequentially operate each of the ultrasonic elements 215 during ultrasonic processing. For example, when the raw material sequentially moves through the first to Nth separation devices, the ultrasonic element of the separation device may be operated according to the moving position of the raw material, and the ultrasonic elements of the other separation devices may not be operated. Through this, it is possible to increase process efficiency by reducing unnecessary power consumption.

또는, 제1 내지 제N 분리 장치는 초음파 처리 시, 각각의 초음파 소자의 출력이 서로 다르게 마련될 수 있다. 예를 들면, 원료가 제1 내지 제N 분리 장치를 차례로 이동할 때, 원료의 이동 위치에 따라 해당 분리 장치의 초음파 소자의 출력을 서로 다르게 할 수 있다. 이는 원료의 볼륨, 원료의 종류 또는 추출하고자 하는 기능성 성분에 따라 다르게 조절할 수 있다.Alternatively, the first to Nth separation devices may have different outputs of each ultrasonic element during ultrasonic processing. For example, when the raw material sequentially moves through the first to the Nth separation devices, the output of the ultrasonic element of the separation device may be different according to the moving position of the raw material. This can be adjusted differently depending on the volume of the raw material, the kind of raw material, or the functional ingredient to be extracted.

한편, 도 1에서는 분리 유닛(210, 220, 230, 240)이 제1 분리 장치(210), 제2 분리 장치(220), 제3 분리 장치(230) 및 제4 분리 장치(240)를 포함하여 4개 설치되는 것으로 도시하였으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 분리 유닛(210, 220, 230, 240)의 수는 시료량에 따라서 1 개 내지 10 개 등 다양한 수로 설치될 수 있다. 분리 장치의 개수는 원료의 볼륨 및 추출하고자 하는 기능성 성분의 분자량에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어 원료의 볼륨이 크거나, 저분자 성분을 다량으로 추출하고자 할 때는 분리 장치 또한 많아질 수 있다. 또는, 적은 볼륨의 원료로부터 고분자 성분을 추출하고자 할 때는 분리장치의 개수는 적어질 수 있다. 그러나 보다 효율적인 것을 추구한다면 분리 장치가 많을수록 유리하며, 본 발명에서는 각각의 분리 장치을 개별적으로 제어할 수 있어 원료의 볼륨, 추출하고자 하는 기능성 성분의 분자량과 관계없이 원하는 성분을 추출할 수 있으므로 보다 다양하게 활용할 수 있다.Meanwhile, in FIG. 1, the separation units 210, 220, 230, 240 include a first separation device 210, a second separation device 220, a third separation device 230, and a fourth separation device 240. Thus, it is shown that four are installed, but the embodiment is not limited thereto. Accordingly, the number of separation units 210, 220, 230, 240 may be installed in various numbers such as 1 to 10 depending on the amount of sample. The number of separation devices may vary depending on the volume of raw materials and the molecular weight of the functional component to be extracted. For example, when the volume of raw materials is large or when a large amount of low-molecular components is to be extracted, the separation device may also be increased. Alternatively, when a polymer component is to be extracted from a small volume of raw materials, the number of separation devices may be reduced. However, if you pursue more efficient separation devices, the more advantageous there are, and in the present invention, each separation device can be individually controlled so that desired components can be extracted regardless of the volume of raw materials and the molecular weight of the functional component to be extracted. Can be utilized.

한편, 본 발명의 실시예에서는 제1 분리 장치(210), 제2 분리 장치(220), 제3 분리 장치(230) 및 제4 분리 장치(240)로 4개를 제작 설치하였다. 단백질류, 폴리페놀류, 다당류를 추출하는데 있어서 분리 유닛(210, 220, 230, 240) 4개만 설치하여도 기존 추출방법과 비교하여 우수한 결과를 나타내었기 때문이다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, four were manufactured and installed as the first separation device 210, the second separation device 220, the third separation device 230, and the fourth separation device 240. This is because, in extracting proteins, polyphenols, and polysaccharides, even if only four separation units (210, 220, 230, 240) were installed, it showed excellent results compared to the existing extraction methods.

한편, 도 3 및 도 4를 참고하여, 분리 유닛(200)에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 3은 분리 유닛(200)의 일 측면도이다. 도 4는 분리 유닛(200)을 상부에서 바라본 일 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참고하면, 분리 유닛(200)은 원료 이송 통로(211), 제1 순환로(213), 내부 초음파 소자 보호부(212), 초음파 소자 부착관(214), 초음파 소자(215) 및 외부 초음파 소자 보호부(216)를 포함할 수 있다.Meanwhile, with reference to FIGS. 3 and 4, the separation unit 200 will be described in more detail. 3 is a side view of the separation unit 200. 4 is a cross-sectional view of the separation unit 200 viewed from the top. 3 and 4, the separation unit 200 includes a raw material transfer passage 211, a first circulation passage 213, an internal ultrasonic element protection unit 212, an ultrasonic element attachment pipe 214, and an ultrasonic element 215. ) And an external ultrasonic element protection unit 216.

원료 이송 통로(211)은 분리 유닛(200)의 가장 안쪽에 위치할 수 있다. 원료 이송 통로(211)에서는 원료가 초음파 처리되어 기능성 성분이 추출될 수 있다.The raw material transfer passage 211 may be located at the innermost side of the separation unit 200. In the raw material transfer passage 211, the raw material may be ultrasonicated to extract the functional ingredient.

제1 순환로(213)는 원료 이송 통로(211) 및 초음파 소자 부착관(214) 사이에 배치될 수 있고, 냉각수 또는 열수가 순환할 수 있다. 제1 순환로(213)를 통해 원료 이송 통로(211) 내의 온도는 0 ℃ 내지 90 ℃까지 조절될 수 있다. 제1 순환로(213)는 냉각수 또는 열수가 제1 내지 제N 분리 장치를 차례로 통과하도록 마련될 수 있다. The first circulation path 213 may be disposed between the raw material transfer passage 211 and the ultrasonic element attachment pipe 214, and cooling water or hot water may circulate. The temperature in the raw material transfer passage 211 through the first circulation path 213 may be controlled from 0°C to 90°C. The first circulation path 213 may be provided so that cooling water or hot water passes through the first to Nth separation devices in order.

상기 초음파 소자 부착관(214)의 외벽에는 초음파 소자(215)가 결합될 수 있다. 초음파 소자(215)는 초음파 발생 유닛(300)의 제어에 따라 일정한 진동을 발생시킴으로써, 원료 이송 통로(211)의 내부로 초음파를 발생시킬 수 있다. 이러한 초음파 소자(215)는 복수 개로 구비될 수 있다. 예를 들면, 분리 유닛(200)의 높이가 2 m일 때, 약 50 내지 200개가 구비될 수 있다. 분리 유닛(200)의 높이에 따라 초음파 소자(215)의 수는 달라질 수 있다. 이때의 전력은 초음파 소자(215)의 수에 따라서 분산되지만, 소요되는 총 에너지는 같다. 예를 들어 총 전력을 6,000W로 하여 초음파 소자(215)에 100% 투입하였을 경우, 초음파 소자(215)의 수가 50개 장착되어 있으면 초음파 소자(215) 당 최대 120 W의 전력이 사용되며, 소자가 200개의 경우 소자 당 30W의 전력이 사용될 수 있다. An ultrasonic element 215 may be coupled to an outer wall of the ultrasonic element attachment pipe 214. The ultrasonic element 215 may generate ultrasonic waves into the raw material transfer passage 211 by generating a constant vibration under the control of the ultrasonic generating unit 300. A plurality of such ultrasonic elements 215 may be provided. For example, when the height of the separation unit 200 is 2 m, about 50 to 200 may be provided. The number of ultrasonic elements 215 may vary according to the height of the separation unit 200. The power at this time is distributed according to the number of ultrasonic elements 215, but the total energy required is the same. For example, when the total power is 6,000W and 100% is put into the ultrasonic element 215, if the number of ultrasonic elements 215 is 50, the maximum power of 120 W per ultrasonic element 215 is used. For 200 units, 30W of power per device can be used.

초음파 소자(215)들은 상호 간에 초음파의 영향(간섭)을 받지 않도록 2 cm 내지 10 cm의 범위에서 서로 이격되어 부착될 수 있다. 본 실시예에 있어서 초음파 소자(215)에 의해 발생되는 초음파의 주파수는 16 KHz 내지 900 KHz일 수 있다. 초음파 소자(215)에 의해 발생되는 초음파의 주파수에 따라 초음파 발생 유닛(300)도 함께 변할 수 있다. 한편, 기능성 성분의 초음파 추출에 있어서 주파수가 20 KHz가 가장 우수한 것으로 나타났고, 하기 실시예에서는 초음파를 20KHz로 고정하여 실험하였다.The ultrasonic elements 215 may be attached to be spaced apart from each other in a range of 2 cm to 10 cm so as not to be influenced (interference) by ultrasonic waves. In this embodiment, the frequency of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic element 215 may be 16 KHz to 900 KHz. The ultrasonic generating unit 300 may also change according to the frequency of ultrasonic waves generated by the ultrasonic element 215. On the other hand, in the ultrasonic extraction of the functional component, it was found that the frequency of 20 KHz was the best, and in the following examples, the ultrasonic wave was fixed to 20 KHz and tested.

한편, 초음파 소자(215)의 일부가 제1 순환로(213) 안쪽으로 돌출될 수도 있는데, 이를 보호하기 위해 내부 초음파 소자 보호부(212)가 더 배치될 수 있다. 또한, 초음파 소자(215)를 둘러싸면서 외부 초음파 소자 보호부(215)가 배치될 수 있다.Meanwhile, a part of the ultrasonic element 215 may protrude into the first circulation path 213, and an internal ultrasonic element protection part 212 may be further disposed to protect it. In addition, an external ultrasonic element protection unit 215 may be disposed surrounding the ultrasonic element 215.

이러한 원료 이송 통로(211), 제1 순환로(213), 내부 초음파 소자 보호부(212), 초음파 소자 부착관(214), 초음파 소자(215) 및 외부 초음파 소자 보호부(216)는 상기 분리 유닛(210, 220, 230, 240) 각각에 배치된다.The raw material transfer passage 211, the first circulation path 213, the internal ultrasonic element protection part 212, the ultrasonic element attachment pipe 214, the ultrasonic element 215, and the external ultrasonic element protective part 216 are the separation unit (210, 220, 230, 240) are placed in each.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 초음파 발생 유닛(300)은 다수개의 초음파 발진기를 포함할 수 있다. 실시예에서는, 초음파 발진기를 총 16대로 구비하여, 각 분리 유닛(210, 220, 230, 240) 한개 당 초음파 발진기 4대를 연결하였다. 초음파 발진기의 주파수는 20 KHz로 고정하였으며, 전력량은 발진기 1대당 최대 1,500W로 하였으며, 1 W 내지 1,500 W 까지 조절이 가능하도록 하였다. 따라서 cell 당 발진기 4대가 장착되었으므로 최대 6,000W의 전력량을 공급할 수 있으며, 총 4개의 cell이 장착되어 있으므로 초음파 시스템에 쓰이는 전력량은 최대 2.4KW 이다.Referring back to FIGS. 1 and 2, the ultrasonic generating unit 300 may include a plurality of ultrasonic oscillators. In the embodiment, a total of 16 ultrasonic oscillators were provided, and four ultrasonic oscillators were connected per one of the separation units 210, 220, 230, and 240. The frequency of the ultrasonic oscillator was fixed at 20 KHz, and the amount of power was set at a maximum of 1,500W per oscillator, and it was adjustable from 1W to 1,500W. Therefore, since 4 oscillators per cell are installed, a maximum of 6,000W can be supplied, and since a total of 4 cells are installed, the maximum amount of power used in the ultrasonic system is 2.4KW.

한편, 온도조절모듈(400)은 시료의 초음파 추출시 발생하는 열을 차단할 수 있도록 원료탱크(100) 및 분리 유닛(210, 220, 230, 240)으로 냉각수를 공급할 수 있다. 이때 온도조절모듈(400)은 냉각부일 수 있다. 또는, 온도조절모듈(400)은 온도를 높이기 위해 원료탱크(100) 및 분리 유닛(210, 220, 230, 240)으로 열수를 공급할 수 있다. 이때, 온도조절모듈(400)은 가열부일 수 있다. 또는 온도조절모듈(400)은 냉각수 및 열수 공급을 모두 할 수 있도록 구비될 수 있다. 온도조절모듈(400)는 냉각수 또는 열수가 유입되거나 유출되는 본체(400a), 냉각수 또는 열수의 순환량을 조절할 수 있는 컨트롤러(400b), 본체(400a) 및 제2 순환로(120)를 상호 연결하는 유입관(410a), 제2 순환로(120) 및 제1 순환로(213a)를 상호 연결하는 제1 순환관(410b), 및 제1 순환로(213d) 및 본체(400a)를 상호 연결하는 유출관(410c)을 포함할 수 있다. Meanwhile, the temperature control module 400 may supply cooling water to the raw material tank 100 and the separation units 210, 220, 230, and 240 so as to block heat generated during ultrasonic extraction of a sample. At this time, the temperature control module 400 may be a cooling unit. Alternatively, the temperature control module 400 may supply hot water to the raw material tank 100 and the separation units 210, 220, 230, and 240 to increase the temperature. At this time, the temperature control module 400 may be a heating unit. Alternatively, the temperature control module 400 may be provided to supply both cooling water and hot water. The temperature control module 400 is a main body 400a through which cooling water or hot water is introduced or discharged, a controller 400b capable of adjusting the circulation amount of the cooling water or hot water, and an inflow that interconnects the main body 400a and the second circulation path 120 The first circulation pipe 410b interconnecting the pipe 410a, the second circulation passage 120 and the first circulation passage 213a, and an outlet pipe 410c interconnecting the first circulation passage 213d and the main body 400a ) Can be included.

본체(400a)는 냉각수 또는 열수를 저장할 수 있다. 컨트롤러(400b)는 초음파 추출 시 발생되는 열을 고려하여 냉각수 또는 열수의 순환량을 조절할 수 있다.The main body 400a may store cooling water or hot water. The controller 400b may adjust the amount of cooling water or hot water circulating in consideration of heat generated during ultrasonic extraction.

유입관(410a)은 본체(400a)로부터 제2 순환로(120) 상측으로 연장될 수 있다.The inlet pipe 410a may extend upward from the main body 400a to the second circulation path 120.

제1 순환관(410b)은 제2 순환로(120) 상측으로부터 제1 순환로(213a) 상측으로 연장될 수 있다.The first circulation pipe 410b may extend from an upper side of the second circulation passage 120 to an upper side of the first circulation passage 213a.

유출관(410c)은 제1 순환로(213d)의 상측으로부터 본체(400a)로 연장될 수 있다.The outlet pipe 410c may extend from the upper side of the first circulation path 213d to the main body 400a.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 초음파 시스템이 제1 분리 장치(210), 제2 분리 장치(220), 제3 분리 장치(230) 및 제4 분리 장치(240)을 포함하고, 각 분리 장치들은 제1 순환로(213a, 213b, 213c, 213b)들을 구비하며, 각 제1 순환로(213a, 213b, 213c, 213b)들을 연결하는 제2 순환관(410d)들을 포함할 수 있다. 제2 순환관(410d)들은 각 분리 장치(210, 220, 230, 240)들의 상측 또는 하측을 각각 연결할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the ultrasonic system includes a first separation device 210, a second separation device 220, a third separation device 230, and a fourth separation device 240, and The devices may include first circulation paths 213a, 213b, 213c, 213b, and may include second circulation pipes 410d connecting the first circulation paths 213a, 213b, 213c, 213b. The second circulation pipes 410d may connect the upper or lower sides of each of the separation devices 210, 220, 230, and 240, respectively.

유입관(410a), 제2 순환로(120), 제1 순환관(410b), 제1 순환로(213a, 213b, 213c, 213b), 제2 순환관(410d) 및 유출관(410c)들을 통해 냉각수 또는 열수를 계속 순환하게 할 수 있어 분리 유닛(210, 220, 230, 240)의 온도를 효율적으로 조절할 수 있다. Cooling water through the inlet pipe 410a, the second circulation passage 120, the first circulation pipe 410b, the first circulation passages 213a, 213b, 213c, 213b, the second circulation pipe 410d and the outlet pipe 410c Alternatively, hot water can be continuously circulated, so that the temperature of the separation units 210, 220, 230, and 240 can be efficiently controlled.

한편, 원료탱크(100)로부터 상기 분리 유닛(210, 220, 230, 240)으로 원료를 공급할 수 있도록 원료탱크(100)의 및 분리 유닛(210, 220, 230, 240)을 상호 연결하는 원료 공급관(140a), 및 초음파 처리된 시료를 상기 원료탱크(100) 측으로 배출할 수 있도록 분리 유닛(210, 220, 230, 240) 및 원료탱크(100)를 상호 연결하는 원료 배출관(140b)을 포함할 수 있다. 원료 공급관(140a) 및 원료 배출관(140b)의 직경은 시료의 상태 및 규모에 따라 2 cm 내지 10 cm일 수 있다. 또한, 원료 공급관(140a) 및 원료 배출관(140b)은 식품 및 화장품 소재에 사용이 가능한 재질인 sus316L일 수 있다.Meanwhile, a raw material supply pipe interconnecting the raw material tank 100 and the separation units 210, 220, 230, 240 so that raw materials can be supplied from the raw material tank 100 to the separation units 210, 220, 230, 240 (140a), and a raw material discharge pipe (140b) interconnecting the separation unit (210, 220, 230, 240) and the raw material tank 100 so that the ultrasonically treated sample can be discharged to the raw material tank 100 side. I can. The diameter of the raw material supply pipe 140a and the raw material discharge pipe 140b may be 2 cm to 10 cm depending on the state and scale of the sample. In addition, the raw material supply pipe 140a and the raw material discharge pipe 140b may be sus316L, which is a material usable for food and cosmetic materials.

원료 공급관(140a)은 원료탱크(100) 및 첫 번째 처리 장치인 제1 분리 장치(210)를 연결할 수 있다. 예를 들면, 원료 공급관(140a)은 원료탱크(100)의 하측 및 제1 분리 장치(210)의 하측을 연결할 수 있다. The raw material supply pipe 140a may connect the raw material tank 100 and the first separation device 210 that is a first processing device. For example, the raw material supply pipe 140a may connect the lower side of the raw material tank 100 and the lower side of the first separating device 210.

원료 배출관(140b)은 마지막 처리 장치인 제4 분리 장치(240) 및 원료탱크(100)를 연결할 수 있다. 예를 들면, 원료 배출관(140b)은 제4 분리 장치(240)의 상측 및 원료탱크(100)의 상측을 연결할 수 있다. The raw material discharge pipe 140b may connect the fourth separating device 240 and the raw material tank 100, which are the last processing devices. For example, the raw material discharge pipe 140b may connect the upper side of the fourth separation device 240 and the upper side of the raw material tank 100.

한편, 원료탱크(100)의 하부에는 순환펌프(500) 및 원료 배출펌프(600)가 구비될 수 있다. 순환펌프(500)는 원료가 원료 공급관(140a) 및 원료 배출관(140b)을 따라 강제로 순환될 수 있도록 원료 공급관(140a)의 연장 경로 상에 배치될 수 있다. 원료 배출펌프(600)는 초음파 처리가 완료된 시료를 원료탱크(100)로부터 배출할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 원료탱크(100)의 아래에는 원료배출구 및 여과기가 더 구비될 수 있고, 원료 배출펌프(600)를 통해 초음파 처리가 완료된 시료가 원료배출구를 통해 배출되고, 여과기를 통해 여과될 수 있다. Meanwhile, a circulation pump 500 and a raw material discharge pump 600 may be provided below the raw material tank 100. The circulation pump 500 may be disposed on an extension path of the raw material supply pipe 140a so that the raw material can be forcibly circulated along the raw material supply pipe 140a and the raw material discharge pipe 140b. The raw material discharge pump 600 may discharge the ultrasonically-treated sample from the raw material tank 100. Although not shown in the drawing, a raw material discharge port and a filter may be further provided below the raw material tank 100, and the ultrasonically-treated sample through the raw material discharge pump 600 is discharged through the raw material discharge port, and filtered through the filter. Can be.

이러한 순환펌프(500) 및 원료 배출펌프(600)는 각 용량 및 규모에 맞는 마력을 가질 수 있다. 예를 들면, 본 실시예에서는, 순환펌프(500)는 5HP가 설치되고, 원료 배출펌프(600)는 2HP로 설치될 수 있다. 또한 순환펌프(500) 및 원료 배출펌프(600)는 소재에 따라서 종류 및 용량이 바뀔 수 있다.The circulation pump 500 and the raw material discharge pump 600 may have horsepower suitable for each capacity and scale. For example, in this embodiment, the circulation pump 500 may be installed with 5HP, and the raw material discharge pump 600 may be installed with 2HP. In addition, the type and capacity of the circulation pump 500 and the raw material discharge pump 600 may be changed according to the material.

또한, 컨트롤박스(700)는 초음파 전력공급량, 펌프속도(유속), 교반기 속도, 냉각 온도 및 비상시 안전장치를 한곳에서 조절할 수 있다.In addition, the control box 700 can control the ultrasonic power supply amount, pump speed (flow rate), stirrer speed, cooling temperature, and emergency safety device in one place.

한편, 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템의 사진이다. 본 발명자들이 구현한 실제 초음파 시스템으로써, Flow cell은 앞서 설명한 분리 유닛(200)에 해당한다. Meanwhile, FIG. 5 is a photograph of an ultrasound system according to an embodiment of the present invention. As an actual ultrasonic system implemented by the present inventors, the flow cell corresponds to the separation unit 200 described above.

이하, 초음파 시스템(10)의 작동을 설명한다. 용매(시료에 따라서 달라짐)와 시료를 원료탱크(100) 안에 투입한다. 투입 후 교반기(110)를 가동하여 현탁물을 제조한다. 원료탱크(100) 아래에 있는 밸브를 열고 순환펌프(500)를 가동하여 원료 공급관(140a)을 통하여 제1 분리 장치(210)안으로 들어가도록 한다. 계속해서 제2 분리 장치(220), 제3 분리 장치(230) 및 제4 분리 장치(240)을 통과한 후 원료 배출관(140b)를 통하여 시료는 원료탱크(100) 안으로 들어가게 된다. 이와 같이 순환이 잘 이루어지고 있는 것이 확인되면 초음파 발생 유닛(300)을 작동하여 추출을 시작한다. 초음파 추출시간은 시료에 따라서 달라지며, 단백질, 폴리페놀, 다당류 등을 검토한 결과 5시간 이내에 추출이 완료되는 것을 확인하였다. Hereinafter, the operation of the ultrasonic system 10 will be described. The solvent (varies depending on the sample) and the sample are added into the raw material tank 100. After the addition, the stirrer 110 is operated to prepare a suspension. The valve under the raw material tank 100 is opened and the circulation pump 500 is operated to enter the first separation device 210 through the raw material supply pipe 140a. Subsequently, after passing through the second separation device 220, the third separation device 230, and the fourth separation device 240, the sample enters the raw material tank 100 through the raw material discharge pipe 140b. When it is confirmed that circulation is well performed, the ultrasonic generator unit 300 is operated to start extraction. The ultrasonic extraction time varies depending on the sample, and as a result of examining proteins, polyphenols, and polysaccharides, it was confirmed that extraction was completed within 5 hours.

추출이 완료되면, 순환펌프(500) 및 초음파 발생 유닛(300)의 작동을 멈추고, 원료 배출펌프(600)를 이용하여 원료탱크(100)아래에 있는 원료배출구와 여과기를 연결시켜 여과할 수 있으며, 시료에 따라서 여과가 여의치 않을 경우에는 연속식 원심분리기와 연결하여 원심분리할 수 있다. 추출물은 농축, 건조를 통하여 농축물, 분말의 형태로 제조할 수 있으며, 건조는 스프레이드라이어(SD), 동결건조기(FD)를 사용할 수 있다. When the extraction is complete, the operation of the circulation pump 500 and the ultrasonic generating unit 300 is stopped, and the raw material discharge port under the raw material tank 100 and the filter are connected using the raw material discharge pump 600 to filter. If filtration is not feasible depending on the sample, it can be centrifuged by connecting to a continuous centrifuge. The extract can be prepared in the form of a concentrate or powder through concentration and drying, and a spray dryer (SD) or a freeze dryer (FD) can be used for drying.

실험예 Experimental example

본 발명에 따른 산업용 초음파시스템을 이용하여 단백질류 2종, 다당류 2종, 폴리페놀류 3종에 대하여 추출시험을 하였다. 그 결과는 다음 표 1과 같다.Two kinds of proteins, two kinds of polysaccharides, and three kinds of polyphenols were subjected to extraction tests using the industrial ultrasonic system according to the present invention. The results are shown in Table 1 below.

추출물명Extract name 유기/염 용매 사용량Organic/salt solvent usage 추출시간Extraction time 추출수율(%)Extraction yield (%) 생리활성Physiological activity 기존existing 본발명The present invention 기존existing 본발명The present invention 기존existing 본발명The present invention 단백질류Proteins US_A1US_A1 0.5M0.5M 0.05M0.05M 3일3 days 3시간3 hours 2020 4646 보수, 탄력Conservative, resilient US_A2US_A2 1M1M 5mM 5mM 4시간 4 hours 80분80 minutes 5555 9292 소화율 증가Increased digestibility 다당류Polysaccharide US_B1US_B1 0.1M0.1M 0 0 24시간24 hours 3시간3 hours 2020 3030 항염증효능 2배 증가Anti-inflammatory effect doubled US_B2US_B2 00 00 6시간6 hours 3시간3 hours 8.78.7 1515 항염증효능 1.5배 증가1.5 times increase in anti-inflammatory effect 폴리페놀류Polyphenols US_C1US_C1 00 00 4시간4 hours 4시간4 hours 1616 4343 항산화효능 1.3배 증가1.3 times increase in antioxidant efficacy US_C2US_C2 60%60% 20%20% 24시간24 hours 2시간2 hours 99 1818 항염증효능 유사Similar to anti-inflammatory effect US_C3US_C3 60%60% 20%20% 24시간24 hours 2시간2 hours 4242 6363 항염증효능 1.8배 증가1.8 times increase in anti-inflammatory effect

상기 표 1을 참고하면, 단백질의 경우 유기용매, 염류 사용량을 대폭 줄일 수 있었고, 추출시간을 대폭 줄이면서도 수율은 대폭 증대시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 생리활성에 있어서는 보수력, 탄력성, 미백 등(US-A1)에 효과가 있었으며, 섭취하였을 때 소화율(US-A2)이 증가되는 것이 확인되었다.Referring to Table 1, in the case of protein, it was confirmed that the amount of organic solvents and salts used could be significantly reduced, and the yield could be significantly increased while significantly reducing the extraction time. In terms of physiological activity, water retention, elasticity, and whitening (US-A1) were effective, and when ingested, digestibility (US-A2) was confirmed to increase.

다당류의 경우, US-B1은 기존 방법에 있어서는 유기용매를 0.1M을 사용하여 24시간 동안 추출하여도 20%의 수율에 불과하였으나 초음파 시스템을 활용하여 추출하면 유기용매 대신에 물을 사용하여 3시간 동안 추출함으로서 30%의 수율을 얻었다. 따라서 초음파 시스템을 활용함으로서 유기용매와 추출시간을 대폭 줄일 수 있었고 추출수율 또한 대폭 늘릴 수 있었다. 또한 특이할만한 사항으로서 생리활성은 초음파 시스템으로 추출된 추출물의 항염증 효능이 2배 이상 증가하는 것으로 확인되었다. US-B2의 경우에 있어서도 추출시간의 단축 및 추출수율의 증대를 확인하였으며, 생리활성도 증가하는 것으로 확인되었다.In the case of polysaccharides, US-B1 yielded only 20% even when extracted for 24 hours using 0.1M organic solvent in the conventional method. However, when extracted using an ultrasonic system, water was used instead of organic solvent for 3 hours. During extraction, a yield of 30% was obtained. Therefore, by using the ultrasonic system, the organic solvent and extraction time could be significantly reduced, and the extraction yield could also be greatly increased. In addition, as a peculiar matter, it was confirmed that the physiological activity of the extract extracted by the ultrasonic system doubled the anti-inflammatory effect. In the case of US-B2, it was confirmed that the extraction time was shortened and the extraction yield was increased, and the physiological activity was also increased.

폴리페놀류는, US-C1의 경우 기존방법과 같이 4시간 동안 초음파 추출한 결과 추출수율이 대폭 증가하였고, 생리활성에서는 항산화 효능이 증가하는 것으로 나타났다. US-C2의 경우에 있어서는 기존의 방법과 비교하여 생리활성은 유사하였으나, 유기용매 사용량, 추출시간을 대폭 줄일 수 있었고, 추출수율을 대폭 증대시킬 수 있었다. US-C3의 경우, 유기용매, 추출시간은 대폭 줄일 수 있었고, 추출수율 및 생리활성의 증대를 확인할 수 있었다.In the case of US-C1, as a result of ultrasonic extraction for 4 hours as in the conventional method, the extraction yield was significantly increased, and antioxidant efficacy was increased in physiological activity. In the case of US-C2, the physiological activity was similar compared to the conventional method, but the amount of organic solvent used and extraction time could be greatly reduced, and the extraction yield could be greatly increased. In the case of US-C3, the organic solvent and extraction time could be significantly reduced, and the extraction yield and physiological activity could be increased.

이상의 결과로부터 본 발명의 산업용 초음파 시스템을 활용하여 각각의 생리활성 물질을 추출한 결과 공통적으로 유기용매 및 추출시간의 단축, 추출수율 및 생리활성이 증대되는 것을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that, as a result of extracting each physiologically active substance using the industrial ultrasonic system of the present invention, the organic solvent and extraction time were commonly shortened, and the extraction yield and physiological activity were increased.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at around its preferred embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

Claims (18)

원료를 수용하기 위한 원료탱크;
상기 원료탱크로부터 원료가 공급될 때 초음파 처리를 하고, 초음파 처리된 원료를 상기 원료탱크로 다시 공급하도록 원료 탱크와 연결된 분리 유닛; 및
상기 분리 유닛에 수용된 원료에 초음파를 발생시키도록 상기 분리 유닛에 연결되는 초음파 발생 유닛을 포함하고,
상기 분리 유닛은 제1 내지 제N 분리 장치를 포함하며,
상기 제1 내지 제N 분리 장치는 차례로 원료가 이동 가능하게 연결되고,
상기 제1 및 제N 분리 장치 각각은 상기 원료탱크와 연결되고,
상기 제1 내지 제N 분리 장치의 외면에서 냉각수 또는 열수가 순환하도록 마련된 제1 순환로;,
상기 원료탱크의 외면에서 냉각수 또는 열수가 순환하도록 마련된 제2 순환로를 포함하고,
상기 제2 순환로로부터 상기 제1 순환로 측으로 냉각수 또는 열수가 유입될 수 있도록 상기 제2 순환로로부터 상기 제1 순환로로 연장되는 제1 순환관; 및
상기 분리 장치들의 다수의 제1 순환관들을 연결하는 제2 순환관을 포함하고,
상기 제1 내지 제N 분리 장치는,
원료를 공급받아 초음파 처리하는 원료 이송 통로; 및
상기 원료 이송 통로를 둘러싸며, 다수개의 초음파 소자가 결합되는 초음파 소자 부착관을 포함하고,
상기 초음파 발생 유닛은 다수개의 초음파 발진기를 포함하고,
상기 제1 내지 제N 분리 장치 각각에 초음파 발진기가 연결되고,
상기 초음파 소자 당 사용전력은 상기 제1 내지 제N 분리 장치 각각에 연결되는 초음파 발진기의 전력량, 초음파 발진기의 개수 및 초음파 소자의 개수를 조절하여 제어하는 것을 특징으로 하는 초음파 시스템. A raw material tank for receiving raw materials;
A separation unit connected to the raw material tank to perform ultrasonic treatment when raw material is supplied from the raw material tank and to supply the ultrasonically treated raw material back to the raw material tank; And
And an ultrasonic wave generating unit connected to the separating unit to generate ultrasonic waves in the raw material contained in the separating unit,
The separation unit includes first to Nth separation devices,
The first to Nth separation devices are sequentially connected so that the raw material is movable,
Each of the first and Nth separation devices is connected to the raw material tank,
A first circulation path provided to circulate coolant or hot water on the outer surfaces of the first to Nth separation devices;,
And a second circulation path provided to circulate coolant or hot water on the outer surface of the raw material tank,
A first circulation pipe extending from the second circulation path to the first circulation path so that cooling water or hot water flows into the first circulation path from the second circulation path; And
And a second circulation pipe connecting the plurality of first circulation pipes of the separation devices,
The first to Nth separation devices,
A raw material transfer passage through which raw materials are supplied and ultrasonically processed; And
Enclosing the raw material transfer passage, and including an ultrasonic element attachment pipe to which a plurality of ultrasonic elements are coupled,
The ultrasonic generator unit includes a plurality of ultrasonic oscillators,
An ultrasonic oscillator is connected to each of the first to Nth separation devices,
The power used per ultrasonic element is controlled by adjusting an amount of power of an ultrasonic oscillator connected to each of the first to Nth separation devices, the number of ultrasonic oscillators, and the number of ultrasonic elements. 제1항에 있어서,
상기 제1 순환로는 원료 이송 통로 및 초음파 소자 부착관 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 시스템.The method of claim 1,
The first circulation path ultrasonic system, characterized in that disposed between the raw material transfer passage and the ultrasonic element attachment pipe. 제2항에 있어서,
상기 제1 내지 제N 분리 장치는,
상기 초음파 소자와 상기 제1 순환로 사이에 배치되는 내부 초음파 소자 보호부; 및
상기 초음파 소자를 둘러싸는 외부 초음파 소자 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 시스템.The method of claim 2,
The first to Nth separation devices,
An internal ultrasonic element protection unit disposed between the ultrasonic element and the first circulation path; And
An ultrasonic system, further comprising an external ultrasonic element protection unit surrounding the ultrasonic element. 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제N 분리 장치는, 초음파 소자가 각각 개별 제어되도록 초음파 발생 유닛과 연결된 초음파 시스템.The method of claim 1,
The first to Nth separation devices are ultrasonic systems connected to an ultrasonic generator unit such that ultrasonic elements are individually controlled. 제2항에 있어서,
상기 제1 내지 제N 분리 장치는 초음파 처리 시, 각각의 초음파 소자가 동시에 작동하도록 마련된 초음파 시스템.The method of claim 2,
The first to Nth separation devices are ultrasonic systems provided to simultaneously operate each ultrasonic element during ultrasonic processing. 제2항에 있어서,
상기 제1 내지 제N 분리 장치는 초음파 처리 시, 각각의 초음파 소자가 차례로 작동하도록 마련된 초음파 시스템.The method of claim 2,
The first to Nth separation devices are ultrasonic systems provided to sequentially operate each ultrasonic element during ultrasonic processing. 제2항에 있어서,
상기 제1 내지 제N 분리 장치는 초음파 처리 시, 각각의 초음파 소자의 출력이 서로 다르게 마련된 초음파 시스템.The method of claim 2,
The first to Nth separation devices are ultrasonic systems in which outputs of each ultrasonic element are provided differently during ultrasonic processing. 제2항에 있어서,
상기 제1 순환로는 제1 내지 제N 분리 장치를 차례로 통과하도록 마련된 초음파 시스템.The method of claim 2,
The first circulation path is an ultrasonic system provided to sequentially pass through the first to Nth separation devices. 제8항에 있어서,
상기 제1 순환로는, 원료탱크를 냉각 또는 가열시키기 위하여, 원료탱크를 경유하도록 마련된 초음파 시스템.The method of claim 8,
The first circulation path is an ultrasonic system provided to pass through the raw material tank to cool or heat the raw material tank. 제1항에 있어서,
상기 원료탱크 내부에 배치되는 교반기를 더 포함하는 초음파 시스템.The method of claim 1,
An ultrasonic system further comprising a stirrer disposed inside the raw material tank. 제1항에 있어서,
상기 원료탱크의 내부에 배치되는 온도센서를 더 포함하는 초음파 시스템.The method of claim 1,
Ultrasonic system further comprising a temperature sensor disposed inside the raw material tank. 제1항에 있어서,
상기 초음파 추출 시 온도를 조절할 수 있도록 상기 원료탱크 및 상기 분리 유닛으로 냉각수 또는 열수를 공급하는 온도조절모듈을 더 포함하고,
상기 온도조절모듈은,
본체;
상기 본체로부터 상기 제2 순환로 측으로 냉각수 또는 열수가 유입될 수 있도록 상기 본체로부터 상기 제2 순환로로 연장되는 유입관; 및
상기 제1 순환로부터 상기 본체로 냉각수 또는 열수가 유출될 수 있도록 상기 제1 순환로로부터 상기 본체로 연장되는 유출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 시스템.The method of claim 1,
Further comprising a temperature control module for supplying cooling water or hot water to the raw material tank and the separation unit to adjust the temperature during the ultrasonic extraction,
The temperature control module,
main body;
An inlet pipe extending from the main body to the second circulation path so that cooling water or hot water can be introduced from the main body toward the second circulation path; And
And an outlet pipe extending from the first circulation path to the body so that cooling water or hot water can flow out from the first circulation to the body. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 원료탱크로부터 제1 분리 장치로 원료를 공급할 수 있도록 상기 원료탱크 및 제1 분리 장치를 상호 연결하는 원료 공급관; 및
제N 분리 장치에 의하여 초음파 처리된 시료를 상기 원료탱크 측으로 배출할 수 있도록 상기 제N 분리 장치 및 상기 원료탱크를 상호 연결하는 원료 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 시스템.The method of claim 1,
A raw material supply pipe interconnecting the raw material tank and the first separation device to supply raw material from the raw material tank to the first separation device; And
And a raw material discharge pipe interconnecting the N-th separation device and the raw material tank so that the sample ultrasonicated by the N-th separation device can be discharged to the raw material tank side. 제14항에 있어서,
상기 원료가 상기 원료 공급관 및 상기 원료 배출관을 따라 강제로 순환될 수 있도록 상기 원료 공급관의 연장 경로 상에 마련되는 순환펌프를 더 포함하는 초음파 시스템.The method of claim 14,
The ultrasonic system further comprises a circulation pump provided on an extension path of the raw material supply pipe so that the raw material is forcibly circulated along the raw material supply pipe and the raw material discharge pipe. 제1항에 있어서,
상기 원료의 초음파 추출을 완료한 후, 상기 원료를 상기 원료탱크로부터 외부로 배출할 수 있도록 상기 원료탱크의 하부에 배치되는 원료 배출펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 시스템.The method of claim 1,
After completing the ultrasonic extraction of the raw material, the ultrasonic system further comprising a raw material discharge pump disposed under the raw material tank to discharge the raw material from the raw material tank to the outside. 제1항에 있어서,
상기 원료탱크로부터 초음파 추출이 완료된 원료가 배출되고, 상기 원료탱크와 연결되는 원료 배출구를 더 포함하고,
상기 원료 배출구는 여과기 및 원심분리기 중 적어도 어느 하나와 연결되는 것을 특징으로 하는 초음파 시스템. The method of claim 1,
The raw material for which ultrasonic extraction is completed is discharged from the raw material tank, and further comprises a raw material discharge port connected to the raw material tank,
The raw material outlet is an ultrasonic system, characterized in that connected to at least one of a filter and a centrifuge. 제2항에 있어서,
상기 초음파 소자는 16 KHz 내지 900 KHz의 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 초음파 시스템.The method of claim 2,
The ultrasonic device, characterized in that for generating ultrasonic waves of 16 KHz to 900 KHz.
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