KR102336428B1

KR102336428B1 - 증류 추출 설비

Info

Publication number: KR102336428B1
Application number: KR1020210050323A
Authority: KR
Inventors: 이한봉
Original assignee: 이한봉; 주식회사 천사섬글로컬 농업회사법인
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2021-12-07

Abstract

본 발명은 꾸지뽕나무 등과 같은 천연물 소재의 나무류로부터 증류 방식으로 액상 추출물을 추출하는 증류 추출 설비에 관한 것이다.
본 발명은 천연물 소재의 나무류로부터 증류 방식으로 액상 추출물을 추출하는 증류 추출 설비로서, 나무류 등의 소재를 넣고 가열하여 증류하는 증류기, 증발 증기를 냉각하여 액화시키는 콘덴서, 액상의 추출물을 저장하는 탱크 등의 조합으로 이루어진 새로운 형태의 증류 추출 설비를 구현함으로써, 불순물이나 이물질이 없는 깨끗하고 위생적인 추출물을 얻을 수 있는 등 제품의 품질을 확보할 수 있고, 증류기와 콘덴서, 그리고 탱크를 연계적으로 작동시키는 자동화 공정 라인을 구축하여 사이클 타임을 단축할 수 있는 동시에 대량 생산을 가능하게 하는 등 생산성을 높일 수 있는 증류 추출 설비를 제공한다.

Description

증류 추출 설비{Distillation extraction equipment}

본 발명은 증류 추출 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 꾸지뽕나무 등과 같은 천연물 소재의 나무류 및 줄기, 잎 등으로부터 증류 방식으로 증류 추출액을 추출하는 설비에 관한 것이다.

일반적으로 꾸지뽕나무, 참옷나무, 황칠나무, 헛개나무, 비타민나무, 대나무, 은행나무, 비파나무 등에서 유례되는 천연물 소재의 나무류에서 건강식품, 한약재 등을 제조하기 위해서는 소재를 찌거나(증숙) 용기에 물 등과 함께 소재를 담아 수 시간 달이는(추출) 과정이 필요하며, 이러한 과정을 통해서 소재에 함유된 유효 성분을 얻는다.

예를 들면, 꾸지뽕나무(Cudrania tricuspidata (Carr.) Bureau ex Lavallee)는 속명으로서 구지뽕나무, 굿가시나무, 활뽕나무라 불리우고 뽕나무과에 속하는 낙엽 교목이다.

이러한 꾸지뽕나무의 뿌리껍질, 나무질부, 나무껍질 및 잎에는 인체에 유효한 다양한 성분이 포함되어 있어서, 예로부터 꾸지뽕 나무는 뿌리, 껍질, 줄기, 잎, 나무껍질, 열매 등 부위에 따라 혈압강하제, 결핵치료제, 해열제, 건해제, 거담제, 이뇨제, 지혈제, 거풍제 등의 약재로 이용되었으며, 항진균제로서 무좀에 사용하고 소화기관의 허약에 의한 만성소화불량에 이용되고 있다.

또한, 꾸지뽕나무는 항암효과가 있는 것으로 알려진 플라보노이드를 함유하고 있어 약재로서 사용되고 있음이 동의보감, 약성강, 본초강목 등에서 고대로부터 널리 알려져 있으며, 현대에도 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.

또한, 꾸지뽕나무는 화학 요법이나 방사선 요법을 이용할 수 없는 환자들한테 적용하여 좋은 효과를 보고 있는데, 종양을 더 자라지 못하게 하거나 줄어들게 할 뿐만 아니라 통증을 가볍게 하고 식욕을 증진시켜서 몸무게를 늘려주고 복수를 없애주는 작용이 있다.

보통 꾸지뽕나무로부터 기름을 추출해내는 방식은 2개의 항아리를 이용하게 되고, 그 중 1개의 항아리에는 꾸지뽕나무를 가득 담아 준비하게 된다.

이렇게 준비된 2개의 항아리 중 꾸지뽕나무가 채워지지 않은 항아리는 땅속에 묻고, 이 항아리의 주둥이에 꾸지뽕나무가 채워진 항아리의 주둥이를 맞댄다.

이때, 2개의 항아리의 주둥이 사이에 거름망 기능을 하는 삼베를 개재시켜 꾸지뽕나무가 구워질 탄화조각이 유입되는 것을 차단한다.

이 상태에서 땅 위로 위치한 항아리의 주변에 열을 가할 수 있는 왕겨를 덮어 씌운 후, 왕겨에 불을 붙여 항아리에 담겨진 꾸지뽕나무에 열을 가해서 탄화시키게 되고, 탄화되는 과정에서 수분이 증발하면서 발생된 수증기를 수집하면 뽕나부의 기름을 얻을 수 있다.

그러나, 기존의 방식은 목질이 단단한 꾸지뽕나무에서의 뽕기름 추출은 가능하나, 뽕잎 생산을 목적으로 재배됨과 동시에 부가적으로 가지치기를 해서 농가의 부수입을 발생시켜 주기 위한 과정에서 얻어지는 가지(줄기) 등은 일년생이어서 목질이 단단하지 못해 꾸지뽕나무의 수액 추출에는 어려움이 있다.

그 이유는 목질이 단단하지 못한 꾸지뽕나무는 빠른 속도로 수분이 빠져나가게 되고, 수분이 빠져나간 상태에서 지속적으로 열이 가해짐에 따라 탄화된 상태를 넘어 전소(全燒)되어져 뽕나무의 수액을 근본적으로 추출할 수가 없다.

따라서, 기존의 방식을 이용한 뽕나무의 수액 추출방법은 목질(木質)이 단단한 다년생 꾸지뽕나무를 이용한 뽕기름 추출에 적합한 방식이다.

또한, 꾸지뽕나무로부터 뽕기름을 추출할 때 오랜시간(7~10일)이 소요되어 생산성을 향상시킬 수가 없는 단점이 있고, 추출해낼 때 왕겨로부터 발생되는 타르가 혼입되기 때문에 뽕기름에서 타르냄새가 심하게 발생하고 깨끗하지 못한 단점이 있으며, 뽕기름을 추출하고난 후에 부산물로 얻어지는 탄화물(숯)의 질이 우수하지 못해 숯으로 재활용 시 냄새가 심하게 발생하는 단점이 있다.

또한, 항아리를 이용하는 방식인 관계로 항아리가 열에 의한 균열이 발생하기도 하고, 외부의 충격에 의한 파손의 위험성을 항상 내포하고 있어 뽕기름을 추출해내는 동안 주위를 기울여야 하는 번거로움이 있다.

이러한 점을 고려하여 등록특허공보 제10-0882743호에는 꾸지뽕나무로부터 뽕기름을 추출하는 방식을 개량한『뽕기름 추출기』가 개시되어 있다.

그러나, 상기『뽕기름 추출기』는 꾸지뽕나무를 가열하여 나온 수액(기름)을 하부에서 그대로 받아 수집하는 방식이기 때문에 수액 속에 타르 및 메탄 등의 불순물은 물론 찌꺼기 등과 같은 이물질이 많이 혼입되는 등 품질면이나 생산성 측면에서 불리한 점이 있다.

공개특허공보 제10-2000-0055880호 공개특허공보 제10-2004-0090371호 공개특허공보 제10-2002-0025129호 공개실용신안공보 제20-1998-0058028호

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 천연물 소재의 나무류로부터 증류 방식으로 유효성분을 추출하는 설비로서, 나무류 및 잎 등의 소재를 물과 함께 넣고 가열하여 증류하는 증류기, 증발 증기를 냉각하여 액화시키는 콘덴서, 액상의 추출물을 저장하는 탱크 등의 조합으로 이루어진 새로운 형태의 증류 추출 설비를 구현함으로써, 불순물이나 이물질이 없는 깨끗하고 위생적인 추출물을 얻을 수 있는 등 제품의 품질을 확보할 수 있고, 증류기와 콘덴서, 그리고 탱크를 연계적으로 작동시키는 자동화 공정 라인을 구축하여 사이클 타임을 단축할 수 있는 동시에 대량 생산을 가능하게 하는 등 생산성을 높일 수 있는 증류 추출 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 증류 추출 설비는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 증류 추출 설비는 나무류 및 잎 등의 소재를 물과 함께 넣고 가열하는 증류하는 곳으로서, 히터와 내화 벽돌로 둘러싸이면서 프레임 상에 설치되는 증류기 본체와, 상단부에 증발 증기 배출구가 갖추어져 있으며 액추에이터에 의해 개폐 가능한 구조로 증류기 본체를 닫아주고 열어주는 증류기 덮개로 구성되는 증류기와, 상기 증류기측의 증발 증기 배출구와 파이프 배관에 의해 연결되는 증발 증기 입구 및 탱크의 액상 추출물 유입구측과 파이프 배관에 의해 연결되는 액상 추출물 출구가 갖추어져 있으며 내부에 흐르는 순환수를 이용하여 증발 증기를 냉각하여 액화시키는 콘덴서와, 최종적으로 액상 추출물을 수집하는 곳으로서, 상기 콘덴서의 액상 추출물 출구와 파이프 배관에 의해 연결되는 상단부의 액상 추출물 유입구 및 액상 추출물의 배출을 위한 하단부의 드레인과 중간부 드레인인 밸브가 갖추어져 있는 탱크를 포함하는 것이 특징이다.

이러한 증류 추출 설비는 증류기의 증류기 본체의 내부에 나무류 및 잎 등의 소재를 물과 함께 채워져 있는 소재 용기를 수납 및 인출하는 수단으로서, 증류기의 상부에 설치되어 나무류 소재 용기를 걸어서 올려주고 내려주는 호이스트와, 프레임 상에 설치되어 호이스트를 지지하는 호이스트 포스트로 구성되는 용기 승강장치를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 콘덴서는 하부의 증발 증기 입구 및 액상 추출물 출구, 그리고 측상단부와 측하단부의 순환수 입구 및 순환수 출구를 각각 가지면서 일정각도 경사진 자세를 유지하는 콘덴서 본체와, 상기 콘덴서 본체의 내부에서 증발 증기 입구 및 액상 추출물 출구와 연결되는 구조로 설치되면서 증발 증기의 흐름 통로를 제공하는 튜브와, 상기 콘덴서 본체의 내부에 콘덴서 본체 길이방향을 따라 일정 간격을 유지하면서 지그재그 형태로 설치되어 순환수의 지그재그 흐름을 유도하는 다수 개의 타공 격판을 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 증류 추출 설비는 증류기 본체의 하부에 형성되는 추출구에 연결되고, 나무류 소재로부터 추출된 수분에 의해 발생한 수증기가 온도차에 의해 결로되어질 수 있도록 냉각수 자켓에 의해 둘러싸여 있는 구조로서, 액상 추출물의 회수를 위한 서브 배출구 및 서브 밸브가 설치되어 있는 액상 추출물 서브 용기를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 증류 추출 설비는 꾸지뽕나무, 참옷나무, 황칠나무, 헛개나무, 비타민나무, 대나무, 은행나무, 비파나무 등에서 유례되는 천연물 소재의 나무류 및 잎 등에서 유효성분을 추출할 때, 나무류 및 잎 등의 소재를 물과 함께 넣고 가열하여 증류하는 증류기, 증발 증기를 냉각하여 액화시키는 콘덴서, 액상의 추출물을 저장하는 탱크 등의 조합으로 이루어진 새로운 증류 추출 설비를 적용함으로써, 불순물이나 이물질이 없는 깨끗하고 위생적인 추출물을 얻을 수 있는 등 우수한 품질의 제품을 확보할 수 있는 효과가 있고, 또 증류기와 콘덴서, 그리고 탱크를 연계적으로 작동시키는 자동화 공정 라인을 구축함에 따라 사이클 타임을 단축할 수 있음은 물론 대량 생산을 할 수 있는 등 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증류 추출 설비의 전체적인 레이아웃을 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증류 추출 설비에서 증류기를 나타내는 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증류 추출 설비에서 콘덴서를 나타내는 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증류 추출 설비의 전체적인 레이아웃을 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증류 추출 설비에서 증류기를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증류 추출 설비에서 콘덴서를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 증류 추출 설비는 꾸지뽕나무, 참옷나무, 황칠나무, 헛개나무, 비타민나무, 대나무, 은행나무, 비파나무 등에서 유례되는 천연물 소재의 나무류 및 잎 등을 물과 함께 넣고 가열하여 증류하는 수단으로 증류기(17)를 포함한다.

상기 증류기(17)는 히터(10)와 내화 벽돌(11)로 둘러싸여 있는 동시에 프레임(12)에 지지되는 구조로 설치되는 증류기 본체(13)와, 상단부에 콘덴서(23)측으로 연장되는 파이프 배관(18)이 연결되는 증발 증기 배출구(14)가 갖추어져 있는 증류기 덮개(16)로 구성된다.

여기서, 상기 증발 증기 배출구(17)에 연결되는 파이프 배관(18)의 일부 구간은 플렉시블 형태의 관으로 이루어져 증류기 덮개(16)의 개폐 작동 시 함께 변형될 수 있게 되며, 이에 따라 증류기 덮개(16)의 개폐 작동 시 파이프 배관으로 인한 간섭을 배제할 수 있게 된다.

상기 증류기 본체(13)는 원형의 용기 형태로서, 서로 다른 두께를 가지는 스테인레스 두장이 겹쳐져 내벽과 외벽을 이루는 이중의 몸체 구조를 가질 수 있다.

이러한 증류기 본체(13)의 외벽에는 약 5∼20㎝ 정도의 두께로 황토벽(34)이 도포될 수 있다.

이때, 상기 황토벽(34)으로부터 발생되는 원적외선이 용기 내부에 들어있는 나무류 소재(예컨대, 꾸지뽕 나무류)에 쪼여질 수 있도록 하기 위해 용기 내벽과 외벽에는 다수의 원적외선 조사구멍(미도시)을 관통 형성하는 것이 바람직하다.

상기 증류기 덮개(16)는 나무류 소재가 들어 있는 증류기 본체(13)를 밀폐시켜주는 역할을 하는 것으로서, 증류기 본체(13)의 상부에 힌지부(48)에 의해 회전되면서 개폐 가능한 구조로 설치된다.

이를 위하여, 상기 증류기 본체(13)의 측면부에는 액추에이터(15), 예를 들면 실린더가 설치되고, 이렇게 설치되는 실린더의 로드는 증류기 덮개(16)측에 연장 형성되는 덮개 암(35)에 연결된다.

이에 따라, 상기 액추에이터(15)의 작동 시 증류기 덮개(16)는 힌지부(48)를 이용하여 약 90°정도 회전되면서 증류기 본체(13)를 열어주거나 닫아줄 수 있게 된다.

그리고, 상기 증류기 덮개(16)에는 증류기 본체(13)의 내부온도가 일정온도 이상일 때 개방되는 안전 밸브(36)는 물론 증류기 본체(13)의 내부온도를 감지하는 온도 센서(미도시)가 구비된다.

이에 따라, 상기 증류기 본체(13)의 내부온도가 기 설정온도, 예를 들면 400∼450℃를 초과하게 되면, 안전 밸브(36)가 열리면서 증류기 본체 내부 압력이 지나치게 높아지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 관련하여, 상기 증류기 본체(13)의 내부온도는 최대 350∼400℃ 정도가 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 내화 벽돌(11)은 증류기 본체(13)의 벽체와 바닥을 둘러싸는 구조로 조적(組積)되며, 이렇게 조적되는 내화 벽체(11)와 증류기 본체(13) 사이에는 공간부(37)가 조성된다.

그리고, 상기 내화 벽돌(11)의 내면을 따라 히터(10)가 설치되며, 이때의 히터(10)는 최대 900℃ 정도까지 발열하는 히터를 적용하여 증류기 본체(13)의 내부온도가 350∼400℃ 내외를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 히터(10)는 온도 센서의 신호를 받아 제어신호를 출력하는 콘트롤 박스(38)에 의해 제어될 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 증류기 본체(13)의 하부에는 증류기(17)의 상부를 통해 대부분 빠져나가는 증발 증기 이외에 증류기(17)의 내부, 즉 증류기 본체(13)의 바닥부에 모이는 잔여 증발 증기는 물론 액상의 추출물을 회수하는 수단으로 액상 추출물 서브 용기(46)가 설치되고, 이렇게 설치되는 액상 추출물 서브 용기(46)에서도 액상 추출물, 예를 들면 꾸지뽕나무류 소재의 수액 등의 유효성분 액상 추출액을 얻을 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 증류기 본체(13)의 하부에는 추출구(42)가 형성되고, 이렇게 형성된 추출구(42)에 액상 추출물 서브 용기(46)가 나사 체결구조에 의해 연결 설치된다.

그리고, 상기 액상 추출물 서브 용기(46)의 외벽에는 냉각수 순환을 위한 냉각수 자켓(43)이 설치되며, 이에 따라 증류기 본체(13)의 추출구(42)에서 배출되는 수분 및/또는 수증기가 액상 추출물 서브 용기(46)로 들어오게 되면, 냉각수 자켓(43)을 흐르는 냉각수와의 열교환 작용에 의한 온도차에 의해 결로되고, 결국 액상 추출물 서브 용기(46)의 내부에도 액상 추출물(수액)이 모일 수 있게 된다.

이와 더불어, 상기 액상 추출물 서브 용기(46)의 저부에는 액상 추출물의 회수를 위한 서브 배출구(44) 및 서브 밸브(45)가 설치되어, 이곳을 통해 액상 추출물(수액)을 회수할 수 있게 된다.

여기서, 미설명 부호 47은 추출구(42)에 설치되어 불순물이 액상 추출물 서브 용기(46)로 유입되는 것을 막아주는 거름망을 나타낸다.

또한, 상기 증류 추출 설비는 증류기(17)에서 발생되는 증발 증기를 냉각하여 액상 추출물로 만드는 수단으로 콘덴서(23)를 포함한다.

상기 콘덴서(23)의 하단부에는 증류기(17)측의 증발 증기 배출구(14)와 파이프 배관(18)에 의해 연결되는 증발 증기 입구(19)는 물론, 탱크(20)의 액상 추출물 유입구(21)측과 파이프 배관(18)에 의해 연결되는 액상 추출물 출구(22)가 형성된다.

여기서, 상기 콘덴서(23)는 적어도 1대 이상, 바람직하게는 직렬로 연결되는 2대를 적용하는 것이 좋다.

이러한 콘덴서(23)는 서로 격리된 상태로 내부를 흐르는 증발 증기와 순환수(예컨대, 냉각수) 간의 열교환 작용을 이용하여 증발 증기를 냉각시키게 되고, 결국 열교환에 의해 냉각된 증발 증기로부터 액상 추출물을 얻을 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 콘덴서(23)는 콘덴서 본체(31), 튜브(32), 다수 개의 타공 격판(33)을 포함하며, 상기 콘덴서 본체(31)는 하부의 증발 증기 입구(19) 및 액상 추출물 출구(22), 그리고 측상단부와 측하단부의 순환수 입구(29) 및 순환수 출구(30)를 각각 가지면서 일정각도 경사진 자세를 유지하게 되고, 상기 튜브(32)는 콘덴서 본체(31)의 내부에서 증발 증기 입구(19) 및 액상 추출물 출구(22)와 연결되는 구조로 설치되면서 증발 증기의 흐름 통로를 제공하게 되며, 상기 타공 격판(33)은 콘덴서 본체(31)의 내부에 콘덴서 본체 길이방향을 따라 일정 간격을 유지하면서 지그재그 형태로 설치되어 순환수의 지그재그 흐름을 유도하게 된다.

여기서, 상기 증발 증기 입구(19)를 통해 콘덴서(23)의 하부 공간으로 들어온 증발 증기는 튜브(32)를 따라 위로 흘러서 콘덴서(23)의 상부 공간으로 보내진 후, 계속해서 튜브(32)를 따라 유도되어 액상 추출물 출구(22)를 통해 빠져나가게 된다.

이때, 증발 증기는 튜브(32)의 내부를 따라 흐르는 동안에 순환수와의 열교환 작용이 이루어지면서 냉각되어 액상으로 응축될 수 있게 된다.

그리고, 상기 순환수 입구(29)를 통해 들어온 순환수, 예를 들면 냉각수는 콘덴서(23)의 내부를 따라 윗쪽으로 흐르면서 증발 증기와의 열교환 작용을 마친 후에 순환수 출구(30)로 빠져나가게 된다.

이때, 상기 콘덴서(23)의 내부 아래쪽에서 윗쪽으로 흐르는 순환수는 각 타공 격판(33)의 배치 특성에 따라 지그재그 흐름을 보일 수 있게 되고, 결국 콘덴서(23)의 내부를 흐르는 순환수의 체류시간을 길게 확보할 수 있게 된다.

또한, 상기 증류 추출 설비는 콘덴서(23)측에서 제공되는 액상 추출물(예컨대, 꾸지뽕나무류 소재의 수액 등의 유효성분 액상 추출액)을 최종 수집하는 수단으로 탱크(20)를 포함한다.

상기 탱크(20)는 콘덴서(23)의 후단쪽으로 배치되는 탱크로서, 이러한 탱크(20)에는 콘덴서(23)의 액상 추출물 출구(22)에서 연장되는 파이프 배관(18)과 연결되는 상단부의 액상 추출물 유입구(21)와, 탱크(20)의 내부에 저장되어 있는 액상 추출물의 배출하는 하단부의 드레인(24)이 형성된다.

그리고, 상기 탱크(20)의 측면부에는 탱크 속에 저장되어 있는 액상 추출물을 배출하기 위한 밸브(41)가 설치되며, 이때의 밸브(41)는 탱크(20)의 바닥으로부터 일정 높이에 위치되어 탱크 속의 액상 추출물 중에서 수위가 높은 윗쪽의 액상 추출물을 배출시키는 역할을 하게 된다.

특히, 액상 추출물을 최종 획득하는 영역, 즉 탱크(20)가 속해 있는 영역에는 탱크 속에 채워져 있는 액상 추출물 중에서 높은쪽 수위의 액상 추출물을 수집하는 최종 수집통(40)과, 탱크 속에 채워져 있는 액상 추출물 중에서 낮은쪽 수위의 액상 추출물, 예를 들면 1차 증류 시에 찌꺼기 등의 불순물이 포함되어 있는 액상 추출물을 수집하는 예비 수집통(39)이 구비된다.

여기서, 상기 최종 수집통(40)은 밸브(41)가 있는 쪽에, 예비 수집통(39)은 드레인(24)이 있는 쪽에 각각 배치될 수 있게 되며, 최종 수집통(40)에 수집된 액상 추출물과 예비 수집통(39)에 수집된 액상 추출물(예컨대, 거름망을 이용하여 수차례 여과시킨 액상 추출물)을 소정의 비율로 희석하여 최종 제품으로 만들 수 있게 된다.

또한, 상기 증류 추출 설비는 증류기 본체(13)의 내부로 나무류 및 잎 등의 소재가 들어 있는 소재 용기(27)를 집어 넣거나, 탄화물이 들어 있는 소재 용기(27)를 증류기 본체(13)의 내부에서 빼내는 수단으로 용기 승강장치(28)를 포함한다.

상기 용기 승강장치(28)는 증류기(17)의 상부에 설치되는 호이스트(25)와, 프레임(12) 상에 설치되어 호이스트(25)를 지지하는 호이스트 포스트(26)로 구성된다.

그리고, 상기 소재 용기(27)는 금속 소재 등으로 되어 있는 그물망 형태의 용기로 이루어지게 되며, 와이어, 훅, 사슬 등과 같은 견인매체를 매개로 하여 호이스트측에 매달릴 수 있게 된다.

이에 따라, 나무류 및 잎 등의 소재 투입 또는 탄화물 배출 시 하중이 많이 나가는 나무 소재 용기(27)를 용기 승강장치(28)를 이용하여 용이하게 위로 들어서 올리거나 아래로 내리면서 작업을 안전하고 간편하게 할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 증류 추출 설비를 이용하여 액상 추출물, 예를 들면 꾸지뽕나무류 소재의 수액 등의 유효성분 액상추출액을 추출하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 액추에이터(15)를 이용하여 증류기 덮개(16)를 오픈한 다음, 증류기 본체(13)의 내부에 추출하고자 하는 소재의 나무를 짧게 자른 다음, 줄기, 입 등과 함께 일정량의 물을 투입한다.

다음, 증류기 덮개(16)을 닫은 후, 콘트롤 박스(38)를 조작하여 증류 추출 작업을 개시한다.

다음, 콘트롤 박스(38)의 운전버튼(미도시)의 조작에 의해 발열하는 히터(10)의 열이 황토벽(34)을 거쳐 증류기 본체(13)의 벽체에 전도되어 증류기 본체 내부의 증류추출 하고자 하는 소재를 가열하게 된다.

이때, 상기 히터(10)로부터 발열된 열은 공간부(37)을 거쳐 전도됨으로써, 간접열에 의해 증류기 본체(13) 내의 소재가 탄화되어지게 되는 것이다.

여기서, 히터(10)의 열에 의해 가열되어 수분이 증발되고 탄화되는 증류기 본체(13) 내부의 소재는 히터 열이 직접 증류기 본체(13)에 전해지지 않고 공간부(37)를 거쳐 간접적으로 전해지기 때문에 증류기 본체(13) 내부의 소재가 급속하게 탄화되지 않고 서서히 탄화되어 양질의 탄화물(숯)을 얻을 수 있게 된다.

다음, 상기 히터(10)의 열이 증류기 본체(13)의 내부에 들어 있는 소재에 가해지면 소재의 나무 및 줄기, 잎 등에서 수분이 빠져나오면서 증발하게 된다.

다음, 상기 증류기 본체(13)의 내부에 모인 증발 증기는 자체의 압력으로 증발 증기 배출구(14)를 통해 빠져나간 후에 파이프 배관(18)를 따라 흘러서 콘덴서(23)로 보내지게 된다.

다음, 상기 콘덴서(23)의 내부로 들어온 증발 증기는 냉각수와의 열교환에 의해 응축되어 액상 추출물로 변하게 되고, 이렇게 변한 액상 추출물은 파이프 배관(18)을 따라 탱크(20)로 보내지게 된다.

다음, 상기 탱크(20)에 모인 액상 추출물은 최종 수집통(39)과 예비 수집통(40)에 수집되고, 계속해서 적절한 비율로 희석된 후에 병 또는 통과 같은 용기에 담아 약 6개월 이상 저온숙성 후 최종 정제하여 병과 같은 용기에 포장되어 최종 제품으로 만들어지게 된다.

이와 더불어, 상기 증류기 덮개(16)의 증발 증기 배출구(14)를 통해 미처 빠져나가지 못하고 증류기 본체(13)의 바닥쪽으로 떨어지는 잔여 증기나 수분 등은 추출구(42)를 통해 배출되어 액상 추출물 서브 용기(46)의 내부로 모이는 동시에 냉각되어 액상 추출물로 만들어지게 되며, 이렇게 만들어진 액상 추출물은 서브 밸브(45)를 열어 회수한 후에 몇차례 여과과정을 거쳐 상기 의 예비 수집통(40)에 수집된 증류 추출물과 적정한 비율로 희석하여 제품으로 만들어지게 된다.

그리고, 상기 증류기 본체(13)의 내부에 남아 있는 탄화물(숯)은 증류기 덮개(16)를 열어 수거한 후에 단위 포장을 통해 고기를 구울 때 사용하는 숯이나 동물사료의 첨가용 등으로 출하 판매할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 증류기, 콘덴서, 탱크 등의 조합으로 이루어지는 증류 추출 설비를 이용하여 천연물 소재의 나무류에서 최상의 유효성분을 추출하는 새로운 증류 추출 방식을 제공함으로써, 불순물이나 이물질이 없는 깨끗하고 위생적인 추출물을 얻을 수 있는 등 고품질의 제품을 추출할 수 있고, 증류 추출 공정과 관련한 사이클 타임을 단축할 수 있는 동시에 대량 생산이 가능하여 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.

10 : 히터 11 : 내화 벽돌
12 : 프레임 13 : 증류기 본체
14 : 증발 증기 배출구 15 : 액추에이터
16 : 증류기 덮개 17 : 증류기
18 : 파이프 배관 19 : 증발 증기 입구
20 : 탱크 21 : 액상 추출물 유입구
22 : 액상 추출물 출구 23 : 콘덴서
24 : 드레인 25 : 호이스트
26 : 호이스트 포스트 27 : 소재 용기
28 : 용기 승강장치 29 : 순환수 입구
30 : 순환수 출구 31 : 콘덴서 본체
32 : 튜브 33 : 타공 격판
34 : 황토벽 35 : 덮개 암
36 : 안전 밸브 37 : 공간부
38 : 콘트롤 박스 39 : 최종 수집통
40 : 예비 수집통 41 : 밸브
42 : 추출구 43 : 자켓
44 : 서브 배출구 45 : 서브 밸브
46 : 액상 추출물 서브 용기 47 : 거름망
48 : 힌지부

Claims

천연물 소재의 나무 및 줄기, 잎 등의 소재를 넣고 가열하여 증류하는 곳으로서, 히터(10)와 내화 벽돌(11)로 둘러싸이면서 프레임(12) 상에 설치되는 증류기 본체(13)와, 상단부에 증발 증기 배출구(14)가 갖추어져 있으며 액추에이터(15)에 의해 개폐 가능한 구조로 증류기 본체(13)를 닫아주고 열어주는 증류기 덮개(16)로 구성되는 증류기(17);
상기 증류기(17)측의 증발 증기 배출구(14)와 파이프 배관(18)에 의해 연결되는 증발 증기 입구(19) 및 탱크(20)의 액상 추출물 유입구(21)측과 파이프 배관(18)에 의해 연결되는 액상 추출물 출구(22)가 갖추어져 있으며 내부에 흐르는 순환수를 이용하여 증발 증기를 냉각하여 액화시키는 콘덴서(23);
최종적으로 액상 추출물을 수집하는 곳으로서, 상기 콘덴서(23)의 액상 추출물 출구(22)와 파이프 배관(18)에 의해 연결되는 상단부의 액상 추출물 유입구(21) 및 액상 추출물의 배출을 위한 하단부의 드레인(24)과 밸브(41)가 갖추어져 있는 탱크(20);
를 포함하고,
상기 증류기 본체(13)의 하부에는 증류기(17)의 상부를 통해 대부분 빠져나가는 증발 증기 이외에 증류기 본체(13)의 바닥부에 모이는 잔여 증발 증기는 물론 액상의 추출물을 회수하는 수단으로서, 상기 증류기 본체(13)의 하부에 추출구(42)가 형성되고, 상기 추출구(42)에 액상 추출물 서브 용기(46)가 나사 체결구조에 의해 연결 설치되고, 상기 액상 추출물 서브 용기(46)의 외벽에 냉각수 순환을 위한 냉각수 자켓(43)이 설치됨에 따라 증류기 본체(13)의 추출구(42)에서 배출되는 수분 및 수증기가 액상 추출물 서브 용기(46)로 들어오게 되면, 냉각수 자켓(43)을 흐르는 냉각수와의 열교환 작용에 의한 온도차에 의해 결로되면서 액상 추출물 서브 용기(46)의 내부에 액상 추출물이 모일 수 있게 되고, 상기 액상 추출물 서브 용기(46)의 저부에는 액상 추출물의 회수를 위한 서브 배출구(44) 및 서브 밸브(45)가 설치되어 액상 추출물을 회수할 수 있게 되고, 상기 추출구(42)에 거름망(47)이 설치되어 불순물이 액상 추출물 서브 용기(46)로 유입되는 것을 막아주게 되는 것을 특징으로 하는 증류 추출 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 증류기(17)의 증류기 본체(13)의 내부에 나무류 등의 소재가 채워져 있는 나무류 등의 소재 용기(27)를 수납 및 인출하는 수단으로서, 증류기(17)의 상부에 설치되어 나무류 등의 소재 용기(27)를 걸어서 올려주고 내려주는 호이스트(25)와, 프레임(12) 상에 설치되어 호이스트(25)를 지지하는 호이스트 포스트(26)로 구성되는 용기 승강장치(28)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증류 추출 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 콘덴서(23)는 하부의 증발 증기 입구(19) 및 액상 추출물 출구(22), 그리고 측상단부와 측하단부의 순환수 입구(29) 및 순환수 출구(30)를 각각 가지면서 일정각도 경사진 자세를 유지하는 콘덴서 본체(31)와, 상기 콘덴서 본체(31)의 내부에서 증발 증기 입구(19) 및 액상 추출물 출구(22)와 연결되는 구조로 설치되면서 증발 증기의 흐름 통로를 제공하는 튜브(32)와, 상기 콘덴서 본체(31)의 내부에 콘덴서 본체 길이방향을 따라 일정 간격을 유지하면서 지그재그 형태로 설치되어 순환수의 지그재그 흐름을 유도하는 다수 개의 타공 격판(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 증류 추출 설비.
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