KR102395100B1 - 기능성 유지 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시 예의 기능성 유지 제조 방법은 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유에서 인지질을 주성분으로 하는 검(Gum) 및 불순물을 제거하여 탈검유를 생성하는 단계; 수산화나트륨수용액이 저장된 탈산조에 상기 탈검유를 분사하여 유리 지방산을 제거하여 탈산유를 생성하는 단계; 및 상기 탈산유를 추출하고, 수세공정, 탈색공정, 탈취공정을 진행하여 기능성 유지를 생산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 유지 제조 방법. 특징으로 하여, 탈산유의 손실을최소화하여, 생산성을 향상시키는 동시에 알파리놀렌산이 50%이상 함유된 기능성 유지를 생산한다.

Description

기능성 유지 제조 방법{Functional oil manufacturing method}

본 발명은 오일 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원유에서 유리 지방산을 제거하여 식용 가능한 오일을 제조하는 방법이다.

식용유지의 탈산 공정은 원유 중의 유리 지방산 등을 제거하는 공정으로 10% ~ 30%의 수산화나트륨수용액을 사용하여 유리 지방산을 중화 반응으로 솝스톡(Soapstock)으로 생성시키는 과정이다.

이때 생성된 솝스톡은 수산화나트륨수용액보다 큰 비중을 침전되고, 유리 지방산이 제거된 탈검유는 수산화나트륨수용액보다 작은 비중을 가져 상측으로 포집된다.

일반적으로 대량생산공정에서는 상기와 같은 공정을 연속강제중화 원심분리 탈산방식을 적용한다. 구체적으로 MIXER기에서 원료유지와 가성소다수용액을 강제반응 시켜 회전 원판의 원심효과를 이용하여 중성유와 솝스톡을 분리시키는 방식으로, 대량소비유종인 대두유, 카놀라유, 팜유, 옥배유 등에서 수율 측면에서는 적합한 방식에 해당한다.

다만, 원료유의 양이 처리시설의 처리용량과 부합되는 점을 고려하였을 때 소량 채취되는 희귀성 유지에는 부적합하여 달맞이꽃종자유, 홍화유와 같은 소량 고가의 기능성 유지는 대부분 Batch 방식을 따른다.

그러나 Batch 방식은 자연침전방식이므로 솝스톡의 입자가 크지 않으면 침전시간이 길어지고, 중화공정에는 강알칼리수용액이 사용되므로 가수분해가 발생되어 유지의 착색 및 중성유의 손실이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 탈검유의 손실을 감소시키는 동시에, 향상된 생산성을 제공할 수 있는 기능성 유지 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시 예의 기능성 유지 제조 방법은 상기와 같은 과제를 해결하고자, 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유에서 인지질을 주성분으로 하는 검(Gum) 및 불순물을 제거하여 탈검유를 생성하는 단계; 수산화나트륨수용액이 저장된 탈산조에 상기 탈검유를 분사하여 유리 지방산을 제거하여 탈산유를 생성하는 단계; 및 상기 탈산유를 추출하고, 수세공정, 탈색공정, 탈취공정을 진행하여 기능성 유지를 생산하는 단계;를 포함한다.

상기 탈산유를 생성하는 단계는 상기 탈산조의 하부에서 상기 탈검유를 미세 입자로 분사하는 단계; 분사된 상기 탈검유의 미세 입자가 상기 탈산조에서 부상하며, 상기 탈검유에 포함된 유리 지방산과 상기 탈산조에 저정된 상기 수산화나트륨수용액이 비누화반응을 일으켜 상기 탈산유와 솝스톡(Soapstock)을 생성하는 단계; 비중에 의해 상기 탈산유, 상기 수산화나트륨수용액, 상기 솝스톡이 상기 탈산조에 상측에서부터 순차적으로 분리되어 적층되는 단계; 및 상기 탈산조의 상측에 포집된 탈산유를 추출하는 단계;로 형성될 수 있다.

이때 상기 분사하는 단계는 상기 탈산조의 하부에 설치된 복수의 노즐을 통해 상기 탈검유를 직경 0.9mm 이상 2.0mm 이하의 미세 입자로 분사시키는 것이 바람직하며, 상기 탈산유 및 솝스톡(Soapstock)이 생성되는 단계는 펌프 및 상기 펌프의 전후를 직접 연결하는 바이패스를 조절하여, 상기 탈검유의 미세 입자가 2Cm/sec 이상 3Cm/sec 이하로 부상하는 것이 바람직하다.

또한 상기 탈산유를 추출하는 단계 후, 비누화반응을 마친 묽은 수산화나트륨수용액을 배출하는 단계; 및 배출되는 상기 묽은 수산화나트륨수용액의 상측에 포집된 상기 탈산유를 추가로 추출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 기능성 유지를 생산하는 단계에서는 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유로부터 알파리놀렌산이 50% 이상 함유된 유지를 생산할 수 있다.

상기 탈산조에 저장된 수산화나트룸수용액은 2% 이상 3% 이하의 농도를 갖는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴 본 바와같이 본 발명이 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 기능성 유지 제조 방법은 탈검유를 미세 입자로 분사하여 탈검유에 포함되어 있는 유리지방산과 수산화나트륨수용액과의 반응 면적을 확대시켜 중화 반응의 효율을 향상시켜 탈검유의 손실을 감소시키는 효과를 갖는다.

따라서 들깨착유박 및 들깨피 추출원유를 원유로 사용하는 경우, 탈검유에서 보다 많은 유리지방산, 잔존 검(Gum)물질, 콜로이드상 현탁물질, 착색물질 등을 제거하여 알파리놀렌산(오메가-3)가 50%이상 함유된 기능성 유지를 추출할 수 있다.

이때 탈검유에서 유리지방산, 잔존 검(Gum)물질, 콜로이드상 현탁물질, 착색물질 등이 제거된 탈산유는 비중차이에 의해 부상되어, 탈산유 추출을 보다 용이하게 하여 생산성 향상 효과를 증대시킨다.

또한 반응이 끝난 수산화나트륨수용액 즉, 폐알카리액이 탈산조의 하부에서 보다 쉽게 배출될 수 있도록 하여 폐수처리를 용이하게 하며, 추가 포집단계를 포함하여 배출되는 폐알카리액에 혼입되어 있는 탈산유를 추가적으로 포집할 수 있도록 하여 생산성 향상 효과가 극대화된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 기능성 유지 제조 방법의 순서도.
도 2는 도 1의 탈산유를 생성하는 단계를 구체적으로 설명한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 기능성 유지 제조 방법에 사용되는 제조 장치의 개략도.
도 4는 도 3에 원유의 이동을 도시한 도면.
도 5는 도 3의 용기의 단면도.
도 6은 도 5의 노즐부의 평면도.
도 7은 도 5의 슬립부의 평면도.
도 8은 도 5에 비중에 따라 탈산유, 수산화나트륨수용액 및 솝스톡이 탈산조에 적층된 상태를 도시한 도면.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.

다만, 상세한 설명에서 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위해 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 기능성 유지 제조 방법의 순서도이고, 도 2는 도 1의 탈산유를 생성하는 단계를 구체적으로 설명한 블록도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예의 기능성 유지 제조 방법에 사용되는 제조 장치의 개략도이고, 도 4는 도 3에 원유의 이동을 도시한 도면이며, 도 5는 도 3의 용기의 단면도이고, 도 6은 도 5의 노즐부의 평면도이며, 도 7은 도 5의 슬립부의 평면도이다. 도 8은 도 5에 비중에 따라 탈산유, 수산화나트륨수용액 및 솝스톡이 탈산조에 적층된 상태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 기능성 유지 제조 방법은 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유에서 인지질을 주성분으로 하는 검(Gum) 및 불순물을 제거하여 탈검유를 생성하는 단계(S10), 수산화나트륨수용액이 저장된 탈산조에 상기 탈검유를 분사하여 유리 지방산을 제거하여 탈산유를 생성하는 단계(S20) 및 상기 탈산유를 추출하고, 수세공정, 탈색공정, 탈취공정을 진행하여 기능성 유지를 생산하는 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 탈산유를 추출하는 단계(S24) 후, 비누화반응을 마친 묽은 수산화나트륨수용액을 배출하는 단계(S30) 및 배출되는 상기 묽은 수산화나트륨수용액의 상측에 포집된 상기 탈산유를 추가로 추출하는 단계(S40)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 기능성 유지 제조 방법은 탈검유 생성하는 단계(S10) 전에 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유를 약 80℃ ~ 90℃ 온도를 갖도록 가열하는 단계로 탈검유 및 탈산유가 생성되는 원활한 반응을 위한 사전 공정을 더 포함할 수 있다.

탈검유를 생성하는 단계(S10)는 열교환부에서 배출되는 일정 이상의 온도를 갖는 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유와 진한 인산(순도 85%)을 교반기가 부착된 4단 Tray에서 혼합하여 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유에 포함되어 있는 검(Gum) 및 금속염을 제거하는 단계이다.

구체적으로 탈검유를 생성하는 단계(S10)는 10mmHg ~ 50mmHg 를 갖는 감압상태에서 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유의 온도를 60℃ ~ 90℃로 유지시키면서 약 20분 ~ 60분간 반응시킨 후, 수평회전식 디켄터(Decantor)에서 1000RPM으로 회전시켜 검과 금속염을 분리시키는 공정으로 이후 이후의 공정을 더욱 용이하게 한다.

탈산유를 생성하는 단계(S20)는 탈검유와 수산화타트륨수용액의 비누화반응을 통해 탈검유에 포함된 유리 지방산을 제거하는 공정으로, 유리 지방산이 중화되어 지방산나트륨염 즉 솝스톡으로 침전되고 탈산유는 부상하여 수산화나트륨수용액 상측부에 포집되도록 한다.

구체적으로 본 발명의 일실시 예의 탈산유를 생성하는 단계(S20)는 상기 탈산조에 하부에서 상기 탈검유를 미세 입자로 분사하는 단계(S21), 분사된 상기 탈검유의 미세 입자가 상기 탈산조에서 부상하며, 상기 탈검유에 포함된 유리 지방산과 상기 탈산조에 저정된 상기 수산화나트륨수용액이 비누화반응을 일으켜 상기 탈산유와 솝스톡(Soapstock)을 생성하는 단계(S22), 비중에 의해 상기 탈산유, 상기 수산화나트륨수용액, 상기 솝스톡이 상기 탈산조에 상측에서부터 순차적으로 분리되어 적층되는 단계(S23) 및 상기 탈산조의 상측에 포집된 탈산유를 추출하는 단계(S24)로 형성된다.

따라서 본원발명의 기능성 유지 제조 방법은 종래 방식과 달리 수산화나트륨수용액이 저장된 탈산조의 하측에서 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유에서 검 및 불순물을 제거한 탈검유를 미세 입자로 분사시켜 반응면적을 확대시킴으로써 비누화반응의 효율을 향상시킨다.

또한 비중에 의해 탈산조의 상측에 탈산유가 포집되도록 하여 탈산유의 추출률을 향상시키며, 솝스톡 및 비누화반응을 마친 묽은 수산화나트륨 수용액 즉, 폐알칼리액을 용이하게 배출하도록 하여 생산성을 향상시킨다.

탈산유를 생성하는 과정은 수평식 디켄터에서 분리되어 탈검유저장소로 포집된 탈검유를 대략 90℃로 유지되는 수산화나트륨수용액이 저장된 탈산조의 하부에 배치되는 복수 개의 노즐을 통해 미세 입자로 분사하고, 비중에 의해 탈검유가 수산화나트륨수용액 상에서 부상하는 동안 비누화반응이 발생되도록 한다.

이때 탈검유는 탈산조의 밑면 1m² 당 직경 0.9mm 이상 2.0mm 이하를 갖는 약 1만개의 미세 입자로 분사되는 것이 바람직하며, 그 미세 입자의 상승속도는 2cm/sec 이상 3cm/sec 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

이때 사용되는 수산화나트륨의 농도가 진한 경우(대략 15%정도)에는 강알칼리에 의해 가수분해가 발생되어 탈산유의 손실을 증가시키는 동시에 탈산유에 착색이 발생되는 문제점을 가지며, 농도가 묽은 경우에는 솝스톡이 제대로 생성되지 않아 Emulsion 현상이 발생되어 제조 시간이 증가하고, 수세공정에서 수세수가 증가하며, 탈취공정의 시간이 증가되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예의 기능성 유지 제조 방법의 탈산유 생성하는 단계에서 사용되는 수산화나트륨수용액의 농도는 2% 이상 3% 이하를 갖는 것이 바람직하다.

상기한 탈산유 생성하는 단계(S20)의 각 과정 중 분사시키는 단계(S21), 탈산유와 솝스톡을 생성하는 단계(S22) 및 탈산조에 상측으로부터 순차적으로 분리되어 적층되는 단계(S23)는 동시에 발생될 수 있으나, 수산화나트륨수용액의 상측에 포집된 탈산유를 추출하는 단계(S23)는 탈산유가 부상 및 비중에 따라 적층되는 시간을 확보하기 위하여 다른 단계가 끝난 후 실행되는 것이 바람직하다.

또한 탈산유 및 솝스톡을 생성하는 단계(S22)는 탈검유의 부상속도 조절을 위해 펌프를 사용한다. 구체적으로 부상속도를 2cm/sec 이상 3cm/sec 이하로 맞추기 위하여 펌프를 사용하여 대략적인 속도를 조정하고, 펌프의 전후를 직접적으로 연결하는 바이패스에 형성된 바이패스밸브에 의해 미세 조정을 한다.

따라서 본원발명의 기능성 유지 제조 방법은 분사되는 탈검유의 미세 입자의 크기를 정밀하게 조정하여 비누화반응의 효율을 향상시키는 동시에 손실되는 탈산유를 최소화하여 생산성 향상시킨다.

수산화나트륨수용액을 배출하는 단계(S30)는 초기에 저장된 2% ~ 3%의 농도를 갖는 수산화나트륨수용액이 약 0.4% ~ 0.5% 농도를 갖게되면 비누화반응이 발생되지 않는다. 따라서 이러한 폐알카리액은 배출라인을 통해 폐알카리액저장조에 저장되었다가 중화과정을 거친 후 폐수처리 시설로 이송한다.

이때 배출하는 단계(S30)에서 묽은 수산화나트륨수용액 즉, 폐알카리액의 상측에 포집된 탈산유를 추가로 추출하는 단계(S40)를 포함한다. 이에 따라 본원발명의 기능성 유지 제조 방법은 폐수되는 폐알카리액에서 탈산유의 양을 절감하여 하수 처리에 사용되는 비용을 절감하고 사용자에게 보다 친환경적인 제조 방법을 제공한다.

이때 탈산조를 복수 개로 형성하여, 하나의 탈산조가 세척, 준비 등의 이유로 탈산 공정이 진행될 수 없는 경우에도 번갈아가며 탈산조를 사용할 수 있어 연속하여 탈산유를 생산할 수 있다. 이에 따라 본원발명의 기능성 유지 제조 방법은 탈산유의 생산에 소요되는 비용 및 시간을 절감하여 생산성 향상 효과를 극대화 한다.

기능성 유지를 생산하는 단계(S50)는 탈산조에서 추출된 탈산유에 불순물을 제거하는 수세공정, 탈색공정 및 탈취공정을 진행하여 기능성 유지를 생산한다. 본원발명의 기능성 유지 제조 방법은 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유를 사용하므로, 상기와 같은 일련의 단계를 거쳐 궁극적으로 알파리놀렌산(오메가-3)이 50% 이상 함유된 기능성 유지를 생산한다.

알파리놀렌산은 최근 연구를 통해 암세포 증식억제 등의 효과가 증명되었으며, 구체적으로는 대장암의 암화과정에 작용하여 대장암 발생을 억제시키고, 전구체인 arachidonic acid 함량에 영향을 주어 대장암 발생을 지연시키는 효과, 동맥경화 예방 또는 경감 효과 및 항콜레스테롤 효과 등 다양한 효과를 갖는다.

따라서 본원발명의 기능성 유지 제조 방법은 상기와 같은 단계에 의해 종래보다 생산 비용 및 생산 시간을 감소시켜 생산성을 향상시키는 동시에 알파리놀렌산의 함유량이 현저히 향상된 양질의 기능성 유지를 생산한다.

다만 기능성 유지를 생산하는 단계(S50)와 수산화나트륨수용액을 배출하는 단계(S30)는 별도의 장소에서 발생하는 것으로 그 순서에는 크게 구속되지 않는다. 다만 본 발명의 일실시 예의 기능성 유지 제조 방법에서는 배출되는 묽은 수산화나트륨수용액의 상측에 포집된 탈산유를 추가로 추출하는 단계(S40)는 포함하므로, 수산화나트륨수용액을 배출하는 단계(S30)가 기능성 유지를 생산하는 단계(S50)보다 먼저 수행되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 일실시 예의 기능성 유지 제조 장치(10)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시 예의 기능성 유지 제조 방법에 사용되는 제조 장치(10)는 비누화반응이 발생되는 반응공간(110)이 형성된 탈산조(100), 상기 탈산조(100)의 하부에 설치되어 들깨착유박 또는 들깨피 추출 원유에서 검(Eum) 및 불순물을 제거한 탈검유를 미세 입자로 분사시키는 노즐부(200) 및 상기 탈산조(100)의 상부에 설치되어 상기 탈검유에서 유리 지방산이 제거된 탈산유를 추출하는 추출라인(340)을 포함하고, 상기 반응공간(110)에는 수산화나트륨수용액이 저장되어 하부에서 분사되는 탈검유와 비누화반응하고, 이에 따라 생성되는 탈산유가 비중에 의해 상부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때 제조 장치(10)는 상기 반응공간(110)에 분사되는 들깨착유박 또는 들깨피 추출 원유의 온도를 미리 정해진 온도로 가열하는 열교환부(500)를 더 포함할 수 있으며, 상기 반응공간(110)에 배치되고, 상기 반응공간(110)이 하부에서 상부로 갈수록 개구면적이 작아지도록 형성된 슬립부(120)를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 탈산조(100)의 하측에 연결되어, 비누화반응에 의해 생성되는 솝스톡(Soapstock)을 외부로 배출시키는 배출라인(160) 및 상기 배출라인(160)의 일 측에서 분기되어 숍스톡 배출 시 상부에 형성되는 탈산유를 추출하는 추가추출라인(340)을 더 포함할 수 있다.

이하에서는 제조 장치(10)의 주요 반응인 비누화반응이 발생되는 탈산조(100), 탈산조(100)에 탈검유를 공급하는 노즐부(200) 및 탈산유를 추출하는 추출라인(340)의 구체적인 연결관계에 대해 설명하도록 한다.

탈산조(100)는 탈검유와 수산화나트륨수용액의 비누화반응이 발생되는 반응공간(110)이 형성되고, 상측으로 비누화과정 시 발생되는 수증기 및 수산화나트륨증기가 배기되는 배기부(130)가 형성되며, 탈산조(100) 내부를 사용자가 확인할 수 있도록 일 측에 사이트글라스(170)가 형성된다.

또한 반응공간(110)의 내부에는 상승하는 솝스톡을 침전시키는 슬립부(120)가 형성되고, 반응공간(110) 내부로 수산화나트륨수용액을 공급하는 수산화나트륨공급라인, 온수를 공급하는 온수공급라인(150) 및 비누화반응에 의해 생성되는 솝스톡 및 반응을 마친 수산화나트륨수용액 즉, 폐알카리액이 배출되는 배출라인(160) 형성된다.

반응공간(110)은 비누화반응의 반응 온도를 일정하게 유지시켜 주기 위하여 보온가능 하도록 형성된 탈산조(100)의 내부공간을 의미한다. 이때 반응공간(110)은 비누화반응의 생성물 및 반응물이 비중에 따라 용이하게 적층될 수 있도록 좌우방향보다는 상하방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하며, 솝스톡이 반응공간(110)의 하측에서 잘 포집될 수 있도록 하면이 오목하게 형성되는 것이 바람직하다.

슬립부(120)는 반응공간(110)의 내부에 형성되고, 탈산조(100)의 내부면에 고정되어 탈검유 또는 탈산유와 함께 부상하는 솝스톡을 다시 침전시켜 탈산유의 추출률을 향상시킨다.

구체적으로 슬립부(120)는 제1,2 개구부(121,122)가 대향하여 형성되고, 탈검유 및 탈산유가 부상하는 방향으로 연통하여 형성된다. 이때 제2 개구부(122)보다 상측에 형성되는 제1 개구부(121)가 제2 개구부(122)의 개구 면적보다 작게 형성되어 반응공간(110)의 상측에서 하측으로 연장되되, 하측으로 갈수록 탈산조(100)의 중심에서 외측으로 테이퍼진 슬립면(123)이 형성된다.

이에 따라 탈검유 또는 탈산유와 함께 부상하는 솝스톡은 슬립면(123)에 닿아 다시 반응공간(110)의 하측으로 슬립되어 침전한다. 이때 솝스톡의 원활한 슬립을 위해서 제2 개구부(122)에서 제1 개구부(121)를 연장되는 슬립면(123)의 각도는 약 30°~ 60°를 갖는 것이 바람직하며, 반응공간(110)이 연장된 방향으로 복수 개의 슬립부(120)를 갖는 것이 바람직하다.

다만, 슬립부(120)가 과다하게 설치되는 경우에는 탈산유의 부상에 방해가 될 수 있으므로, 1.5m ~1.6m의 지름을 갖는 탈산조(100)의 내부공간에는 대략 2개 에서 4개의 슬립부(120)를 갖는 것이 바람직하다.

또한 슬립부(120)의 개구면의 형상은 탈산조(100)의 단면의 형상과 동일하도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 일실시 예의 슬립부(120)는 원통형의 탈산조(100)에 설치되므로 전체적으로 원뿔형상을 갖도록 형성되나, 이는 설계에 맞춰 그 형상이 달라질 수 있다.

배기부(130)는 탈산조(100)의 상측에 연통되도록 형성되어 비누화반응에 의해 발생되는 수증기, 기화된 수산화나트륨증기 등이 배기되도록 한다. 따라서 배기부(130)는 탈산조(100)와 연통되는 배기라인과 배기라인에 연결되어 배출되는 동안 다시 응축된 수산화나트륨이 포집되는 응축관(132)과 배기를 원활하게 하기 위한 배기팬(133)과 응축된 수산화나트륨을 탈산조(100)로 회수시키는 회수라인(134)으로 형성된다.

따라서 제조 장치(10)는 생성물 및 반응물의 비중에 따라 적층되도록 하여 탈산유의 추출을 용이하게 하고, 슬립부(120)를 구비하여 탈산유와 함께 유입되는 솝스톡을 최소화하며, 탈산조(100)의 내부 압력을 일정하게 하는 동시에 수산화나트륨수용액의 손실을 줄여 비누화반응 효율을 향상시킨다.

수산화나트륨수용액공급라인(140) 및 온수공급라인(150)은 탈산조(100)의 일 측에 각각 형성되어 필요에 따라 반응공간(110)으로 수산화나트륨 및 온수를 선택하여 공급한다. 구체적으로 수산화나트륨수용액공급라인(140)은 탈산 공정의 시작을 위해 반응공간(110) 내부로 수산화나트륨수용액을 공급하고, 온수공급라인(150)은 탈산 공정 후에 탈산조(100)를 세척하도록 반응공간(110) 내부로 온수를 공급한다.

배출라인(160)은 탈산조(100)의 하측과 폐알카리저장조 각각에 연통되어 반응공간(110)의 하측으로 포집되는 솝스톡과 반응을 마친 묽은 수산화나트륨수용액 즉, 폐알카리액을 배출한다. 이때 배출라인(160)의 일 측에는 분기되어 폐알카리액의 상측에 포집된 탈산유를 추가로 추출할 수 있는 포집라인(350)이 연통되어 있다.

이때 배출라인(160)은 원활한 배출을 위하여 오목하게 형성된 반응공간(110)의 최하측에 연통되는 것이 바람직하며, 탈산조(100)의 일 측에는 사용자가 반응공간(110)을 확인할 수 있도록 사이트글라스(170)가 형성되는 것이 바람직하다.

따라서 본원발명의 탈산조(100)는 수산화나트륨수용액공급라인(140), 온수공급라인(150) 및 배출라인(160)과 연통되도록 형성되어 사용자가 보다 편리하게 탈산 공정을 수행할 수 있도록 한다.

다시 말해 제조 장치(10)는 배기부(130) 및 슬립부(120)가 형성된 탈산조(100)를 구비하여 탈산유의 추출률을 향상시키고, 수산화나트륨수용액공급라인(140), 온수공급라인(150), 배출라인(160) 및 사이트글라스(170)을 구비하여 사용자에게 보다 향상된 편의를 제공한다.

노즐부(200)는 수산화나트륨수용액이 저장된 탈산조(100)의 하부에 설치되어 탈검유를 미세 입자로 분사시킨다. 이때 분사된 탈검유에 함유된 유리 지방산은 비중에 의해 반응공간(110)의 상측으로 부상하면서 수산화나트륨과의 반응 단면적을 확대하여 비누화반응의 효율을 향상시키는 동시에 탈산유의 손실을 최소화한다.

구체적으로 노즐부(200)는 탈검유공급라인(330)과 연통되는 배관부(210)와, 배관부(210)가 연장된 방향을 따라 설치된 복수 개의 노즐(220)로 형성되어 배관부(210)를 이동하는 탈검유를 노즐(220)을 통해 미세 입자로 반응공간(110)에 분사한다.

배관부(210)는 탈검유공급라인(330)과 연통되되, 일 측에서 여러 방향으로 분기되어 탈산조(100)의 하면에 따라 연장된다. 따라서 일실시 예의 배관부(210)는 탈검유공급라인(330)과 동일한 방향으로 연장되고, 탈산조(100)의 단면의 형상과 동일하되 서로 다른 길이를 갖도록 형성되어 탈산조(100)의 하측면을 모두 덮도록 형성된다.

노즐(220)은 배관부(210)에 일 측에 형성되어 배관부(210)를 이동하는 탈검유가 일정한 크기를 갖는 미세 입자의 형태로 반응공간(110)으로 분사된다. 따라서 노즐(220)은 배관부(210)가 연장된 방향을 따라 일정 간격 이격되어 복수 개로 형성되며, 탈검유가 반응공간(110)의 상부로 쉽게 부상할 수 있도록 분사되는 부분이 반응공간(110)의 상측을 바라보도록 배치된다.

따라서 제조 장치(10)는 종래의 제조 장치와 달리 탈산조(100)의 하측에 설치되는 노즐부(200)를 구비하여 수산화나트륨수용액 안으로 탈검유를 분사시켜 손실되는 탈산유를 최소화하여 탈산 공정의 생산성을 향상시킨다.

들깨착유박 또는 들깨피 추출된 원유의 원유이동라인(300)은 제조 장치(10)의 각 구성을 연결하여, 들깨착유박 또는 들깨피 추출 원유, 탈검유 또는 탈산유가 이용하는 라인으로 원유공급라인(310), 탈검유배출라인(320), 탈검유공급라인(330), 추출라인(340) 및 포집라인(350)으로 형성된다.

원유공급라인(310)은 들깨착유박 또는 들깨피 추출 원유를 원유저장조(410)에서 열교환부(500)를 거쳐 반응조(430)로 공급한다. 이때 반응조(430)에는 인산저장조(420)가 인산공급라인(421)을 통해 연통되어 들깨착유박 또는 들깨피 추출 원유와 함께 진한 인산을 공급하여 들깨착유박 또는 들깨피 추출 원유에 포함된 검(Gum)을 제거하여 탈검유를 생성한다.

탈검유배출라인(320)은 반응조(430)에서 탈검유를 배출시켜 디켄터(Decanter)로 다시 공급하며 다시 탈검유저장조(440)로 탈검유를 공급한다.

또한 탈검유공급라인(330)은 탈검유저장조(440)에서 탈검유를 배출하여 탈산조(100)의 하측으로 탈검유를 제공하며, 추출라인(340)은 비누화반응을 끝낸 탈산유를 이동시켜 탈산유저장소에 저장한다.

따라서 탈검유공급라인(330)은 탈산조(100)의 하측에 설치되고, 추출라인(340)은 탈산조(100)의 상측에 설치되어 부상하여 추출된 탈산유가 배출라인(160)을 통해 탈산유저장조(470)로 자동유입되도록하며, 포집라인(350)은 배출라인(160)의 일 측에 연통되어 반응을 모두 마친 0.4% ~ 0.5% 농도를 갖는 수산화나트륨수용액에 포함된 탈산유를 탈산유포집조(450)로 포집한다.

구체적으로 반응공간(110)에는 하측부터 비중이 1.05 에서 1.1를 갖는 솝스톡이 가장 아래쪽에 적층되고, 그 위에는 수산화나트륭수용액이 적층되며, 수산화나트륨수용액의 상측에는 비중이 0.89 에서 0.91를 갖는 탈산유가 분리된 상태로 적층된다.

따라서 제조 장치(10)는 수산화나트륨수용액이 저장된 탈산조(100)의 하측으로 미세노즐(220)을 통해 연속하여 탈검유를 분사시켜 비누화반응에서 손실되는 탈산유를 절감하는 동시에 종래보다 약 2/3 가량의 수산화나트륨수용액을 사용하여 동일한 탈산유를 생산할 수 있도록 하여 생산비를 절감시키는 효과를 갖는다.

또한 제조 장치(10)는 배출라인(160)에 연통되어 폐알카리액에 포함되어 있는 탈산유를 추가로 포집하여 탈산유 추출률의 향상 효과를 증대시키는 동시에 폐알카리액에 포함되어 있는 유지를 감소시켜 보다 친환경적인 제조 장치(10)를 제공한다.

이때 제조 장치(10)는 복수의 탈산조(100)를 구비할 수 있고, 탈검유공급라인(330)을 분기하여 각 탈산조(100)에 연통되도록 형성하여 다른 탈산조(100)가 세척 등의 이유로 탈산 공정이 수행하기 어려운 경우에도 다른 탈산조(100)를 통해 탈산 공정을 수행할 수 있도록 하여 연속 탈산 공정을 통해 생산성을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.

따라서 본 발명의 기능성 유지 제조 방법은 상기와 같은 제조 장치(10)를 사용하여 들깨착유박 또는 들깨피 추출 원유에서 알파리놀렌산이 50%이상 포함된 보다 양질의 기능성 유지를 생산한다.

이때 탈산유를 생성하는 단계(S20)에서 손실되는 탈산유를 감소시키고, 추후 진행되는 수세공정에서 사용되는 수세수를 감소시켜 기능성 유지 제조에 필요한 생산 비용을 절감시키는 효과를 갖는다. 또한 탈산조의 세척공정와 탈산공정을 동시에 진행할 수 있도록 하여 생산 비용 절감 효과를 증대시키고, 이에 따라 기능성 유지 생산성을 현저히 향상시키는 효과를 갖는다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.

S10 탈검유를 생성하는 단계 S20 탈산유를 생성하는 단계
S21 탈검유를 미세 입자로 분사하는 단계
S22 탈산유와 솝스톡을 생성하는 단계
S23 탈산조에 분리되어 적층되는 단계
S24 탈산유를 추출하는 단계
S30 수산화나트륨수용액을 배출하는 단계
S40 탈산유를 추가로 추출하는 단계
S50 기능성 유지를 생산하는 단계
10 제조 장치
100 탈산조 110 반응공간 120 슬립부
121 제1 개구부 122 제2 개구부 123 슬립면
130 배기부 131 배기라인 132 응축관
133 배기팬 134 회수라인
140 수산화나트륨수용액공급라인
150 온수공급라인 160 배출라인 170 사이트글라스
200 노즐부 210 배관부 220 노즐
300 원유이동라인 310 원유공급라인 320 탈검유배출라인
330 탈검유공급라인 340 추출라인 350 포집라인
410 원유저장조 420 인산저장조 421 인산공급라인
430 반응조 440 탈검유저장조 450 탈산유포집조
460 폐알카리액저장조 470 탈산유저장조 500 열교환부
A 탈산유 B 탈검유 미세 방울
C 수산화나트륨수용액 D 솝스톡(Soapstock)

Claims (7)

1. 들깨착유박 또는 들깨피에서 추출한 원유에서 인지질을 주성분으로 하는 검(Gum) 및 불순물을 제거하여 탈검유를 생성하는 단계;
   수산화나트륨수용액이 저장된 탈산조에 상기 탈검유를 분사하여 유리 지방산이 제거된 탈산유를 생성하는 단계; 및
   상기 탈산유를 추출하고, 수세공정, 탈색공정, 탈취공정을 진행하여 기능성 유지를 생산하는 단계;를 포함하고,
   상기 탈산유를 생성하는 단계는
   상기 탈산조의 하부에 설치된 복수의 노즐을 통해 상기 탈검유를 미세 입자로 분사하는 단계;
   분사된 상기 탈검유의 미세 입자가 상기 탈산조에서 부상하며, 상기 탈검유에 포함된 유리 지방산과 상기 탈산조에 저정된 상기 수산화나트륨수용액이 비누화반응을 일으켜 상기 탈산유와 솝스톡(Soapstock)을 생성하는 단계;
   상기 탈산유, 상기 수산화나트륨수용액, 상기 솝스톡을 분리하되, 상기 탈산유와 함께 부상하는 상기 솝스톡을 상기 탈산조에 형성된 슬립부에 의해 재하강시켜, 비중에 따라 상기 탈산조의 상측에서부터 상기 탈산유, 상기 수산화나트륨수용액, 상기 솝스톡을 순차적으로 분리 적층시키는 단계; 및
   상기 탈산조의 상측에 포집된 탈산유를 추출하는 단계;로 형성되는 것을 특징으로 하는 기능성 유지 제조 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 분사하는 단계는
   상기 탈검유를 직경 0.9mm 이상 2.0mm 이하의 미세 입자로 분사시키는 것을 특징으로 하는 기능성 유지 제조 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 탈산유 및 솝스톡(Soapstock)이 생성되는 단계는
   펌프 및 상기 펌프의 전후를 직접 연결하는 바이패스를 조절하여, 상기 탈검유의 미세 입자가 2Cm/sec 이상 3Cm/sec 이하로 부상하는 것을 특징으로 하는 기능성 유지 제조 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 탈산유를 추출하는 단계 후, 비누화반응을 마친 묽은 수산화나트륨수용액을 배출하는 단계; 및
   배출되는 상기 묽은 수산화나트륨수용액의 상측에 포집된 상기 탈산유를 추가로 추출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 유지 제조 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 기능성 유지를 생산하는 단계는
   알파리놀렌산이 50% 이상 함유된 유지를 생산하는 것을 특징으로 하는 기능성 유지 제조 방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 탈산조에 저장된 수산화나트륨수용액은 2% 이상 3% 이하의 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 유지 제조 방법.

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