KR20020034394A

KR20020034394A - 목초액 진공증류시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20020034394A
Application number: KR1020000064633A
Authority: KR
Inventors: 황현구
Original assignee: 황현구
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-05-09
Also published as: KR100420156B1

Abstract

본 발명에 의한 목초액 증류시스템은, 목초를 저진공 상태에서 증발시키기 위한 진공증류기, 상기 목초를 가열 증발시키기 위해 상기 진공증류기에 연결된 가열기, 상기 진공증류기로부터 증발된 목초 증기를 냉각 액화시키기 위해 진공증류기에 연결된 응축기, 증발이 시작된 후 소정 시간까지의 음용불가능한 제1목초액을 저장하기 위해 상기 응축기와 연결된 제1탱크, 유해성분의 흡착 및 여과를 위해 분말활성탄과 규조토가 투입되고, 증발이 시작된 후 상기 소정 시간이 경과한 후의 음용가능한 제2목초액을 저장하도록 상기 응축기와 연결된 제2탱크, 상기 제2목초액의 유해성분이 흡착된 분말활성탄을 1차 여과하기 위해 상기 제2탱크와 연결된 제1필터, 상기 제2목초액을 상기 제1필터와 제2탱크를 통해 순환시키도록 상기 제1필터와 상기 제2탱크 사이에 연결된 모터펌프, 및 상기 제1필터에 의해 여과된 상기 제2목초액의 잔존 규조토 및 분말 활성탄을 2차 여과하기 위한 제2필터를 포함하여 이루어져 목초액을 효과적으로 정제할 수 있다.

Description

목초액 진공증류시스템 및 그 방법{PYLOLINGENOUS ACID VACUUM DISTILLATION SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 목초액을 정제하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 숯을 만들 때 연기와 같이 증발하여 나오는 나무의 수액을 냉각 액화시켜서 생긴 목초액을 음용으로 정제하기 위한 방법에 관한 것이다.

공지되어 있는 바와 같이, 목초액은 참나무등과 같은 나무를 주원료로 하여 이것을 연소시켜 이때 발생하는 목초액을 추출하여 이를 농업용, 축산업, 원예등 매우 다양한 분야에 사용하여 왔다.

또한, 목초액의 음용식품, 건강보조식품, 치료제등으로서의 효능 때문에 예로부터 한방이나 민간요법으로서 사용되어 왔으며, 최근들어 그 수요가 급증하고 있다. 그런데, 이러한 목초액에는 벤조피렌, 디에틸에테르, 메틸알콜, 페놀, 카르보닐로닐 등의 유해성분이 포함되어 있어 이를 제거하지 않고는 음용으로 사용하기에는 문제점이 있었다.

목초액에 함유된 각종 유익한 유기물질은 보존하고 유해성분인 벤조피렌, 디에틸에테르, 메틸알콜, 페놀, 카르보닐로닐 등을 제거하기 위하여, 일반적으로 목초액을 증류하면 기화점이 낮은 목초액중의 메틸알콜이 먼저 날아가는 것을 이용하여 증류법으로 메틸알콜을 제거하였으며 벤조피렌, 디에틸에테르, 페놀, 카르보닐로닐 등은 활성탄(숯)의 흡착력을 이용하여 정제하였다.

그런데 상기한 활성탄으로서 입상활성탄을 사용하므로써, 활성탄의 특성상 목초액이 시커먼 흑색으로 변하여 이를 다시 맑고 깨끗한 목초액으로의 정제를 해야하며 그 정제에 어려움이 있었다.

또한, 종래의 증류법은 증류된 목초액 수증기의 압력으로 인하여 증류기의 내부에 압력이 가해지므로서 메틸알콜의 기화가 더디어지며 목초액의 기화온도가 높은 상태(97℃이상)에서 증류를 하므로 증류기 내부에 목초액의 탄화현상이 심하게 생기는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 원료 목초액의 증류과정에서 진공펌프를 사용하여 기존 방법보다 저온에서 증류를 하므로써 메틸알콜의 기화현상을 촉진하여 폐기 목초액의 양을 줄이며, 증류기 내부벽 및 가열기 내에 목초액의 탄화 부착현상을 줄이고, 음용 목초액으로 생산한 목초액 중 벤조피렌, 디에틸에테르, 메틸알콜, 페놀, 카르보닐로닐 등의 제거를 위하여 기존 입상활성탄 사용시 미흡한 흡착효과를 보완하기 위하여 분말활성탄을 사용하므로써 목초액에 함유된 각종 유익한 유기물질은 보존하고 유해성분인 벤조피렌, 디에틸에테르, 메틸알콜, 페놀, 카르보닐로닐 등을 제거하는 방법을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 증류시스템의 전체 공정도이고,

도2는 본 발명의 증류시스템 중 제1필터의 구조도이며,

도3은 분말활성탄과 규조토 코팅에 의한 정제 공정의 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 진공증류기3: 가열기

5: 응축기7: 진공펌프

9: 제1탱크11: 제2탱크

13: 제1필터 15: 모터펌프

17: 제2필터

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 목초액 증류 시스템은, 원료 목초액을 저진공상태로 증발시키기 위한 진공증류기(1), 목초를 가열하므로써 목초액을 증발시키기 위해 상기 진공증류기의 하부에 연결된 가열기(3), 가열기(3)에 의해 가열되므로써 상기 진공증류기(1)로부터 증발된 목초액을 냉각 액화시키기 위해 진공증류기 상부에 연결된 응축기(5), 상기 진공증류기(1)로부터의 증발속도를 조정하고 저온에서의 증발을 유도시키기 위해 상기 진공 증류기(1)를 저진공상태로 만들기 위한 진공펌프(7), 증발이 시작된 소정 시간까지의 음용불가능한 제1목초액을 저장하기 위한 제1탱크(9), 증발이 시작된 상기 소정 시간 후의 음용가능한 제2목초액을 저장하며 상기 제2목초액에 포함된 유해성분을 흡착시키기 위해 분말활성탄과 규조토가 투여되는 제2탱크(11), 분말활성탄과 유해성분의 흡착률을 높이고 상기 분말활성탄의 여과를 위해 상기 분말활성탄과 규조토가 투여된 제2목초액을 순환시키는 모터펌프(15), 유해성분이 흡착된 분말활성탄을 내부에 장착된 규조토 코팅 스크린(27)을 통해 제2목초액으로부터 분리 제거하기 위한 제1필터(13), 및 상기 제1필터(13)에 의해 여과된 상기 제2목초액의 잔존 규조토 및 분말 활성탄을 다시 여과하기 위한 제2필터(17)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목초액 진공증류시스템(100)에 따른 본 발명의 목초액 유해성분 제거 방법은, 메틸알콜을 제거하기 위해 저온에서 증발이 이루어지도록 진공증류기(1)를 진공펌프(7)를 통해 저진공 상태로 만드는 단계, 상기 저진공 상태에서 목초를 가열시키는 단계, 상기 메틸알콜이 증발되는 소정 시간까지의 증발된 음용불가능한 제1목초액을 제1탱크(9)에 저장하는 단계, 상기 메틸알콜이 증발되는 소정의 시간 경과후 증발된 음용가능한 제2목초액을 제2탱크(11)에 저장하는 단계, 유해성분을 흡착시키기 위해 상기 제2탱크(11)에 저장된 제2목초액에 분말활성탄을 투입하는 단계, 상기 유해성분과의 흡착률을 높이기 위해 상기 분말활성탄이 투입된 제2목초액을 모터펌프(15)를 통해 제1순환시키는 단계, 상기 제1순환을 통해 상기 유해성분과 흡착된 분말 활성탄을 1차 여과하기 위해 상기 제1순환된 제2목초액에 규조토를 투입하는 단계, 상기 규조토가 투입된 제2목초액의 제2순환을 통해 순환통로에 내장된 스크린에 규조토 코팅하여 상기 유해성분과 흡착된 분말활성탄을 1차 여과시키는 단계, 1차 여과된 제2목초액의 잔존 분말활성탄과 규조토를 제2필터(17)를 통해 2차 여과하여 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 진공펌프(7)를 사용하여 증류기(1)를 저진공상태로 만듦으로써, 기화온도가 목초액보다 낮은 메틸알콜(비점(끓는점)64.7℃)이 초기에 다량증발되어 목초액의 증발시 메틸알콜이 초기에 다량 함유되게 하여 이를 따로 저장하여 폐기하고 나중의 메틸알콜의 함유량이 극히 적은 목초액은 음용으로 사용하게 된다. 음용 목초액에 함유되는 나머지 벤조피렌, 디에틸에테르, 페놀, 카르보닐로닐등의 유해성분들은 분말활성탄과의 흡착성을 이용하여 분말활성탄과 순환을 통해 흡착시키고, 이들 유해성분을 흡착한 분말활성탄을 규조토를 통해 여과하고 다시 한번 잔존 분말활성탄과 규조토를 여과함으로써 제거된다.

또한 목초액의 증발이 종래의 높은 목초액의 기화온도(97℃이상) 보다 저온에서 이루어지므로써, 종래 기술에서의 탄화현상을 줄이고 증기의 배출 응축을 강제방법으로 행하므로써 증류시간이 단축된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1을 참고하여 설명하면, 상기한 바와 같이 증류기(1)를 가열하여 탱크에 목초액을 저장하기 이전에, 진공펌프(7)를 사용하여 증류기(1) 내부의 압력을 저진공 상태로 낮춘다. 증류기(1)가 저진공 상태가 되므로 저온에서 메틸알콜이 먼저 증발되기 시작한다. 증발된 증기류는 응축기(5)에 의해 냉각 액화되어 메틸알콜이 다량함유된 초기 생산분(약 45%)은 제1탱크(9)에 저장되며, 그 나중에 생산되는 메틸알콜이 함유되지 않은 목초액은 제2탱크(11)에 저장된다.

이때, 초기 생산분의 목초액과 나중 생산분 목초액의 각 제1탱크(9) 및 제2탱크(11)로의 분배는 각 탱크의 상단에 응축기(5)와 연결되어 있는 관의 밸브를 통해 이루어 진다. 다시 말하자면, 초기 목초액 생산시에는 제1탱크(9)의 상단 밸브가 열리고 제2탱크(11)의 상단 밸브는 폐쇄되어 제1탱크(9)로만 초기 목초액이 저장되고, 초기 목초액의 저장이 끝나면 역으로 제1탱크(9)의 상단밸브가 폐쇄되고 제2탱크(11) 상단의 밸브가 열려 음용 목초액이 제2탱크(11)에 저장되게 된다.

결과적으로 제1탱크(9)에 저장된 목초액은 하부에 연결된 관의 밸브를 통해 폐기될 수 있다. 극히 미량의 메틸알콜을 함유하고 제2탱크(11)에 저장된 목초액은 이제는 함유되어 있는 유해성분들, 즉, 벤조피렌, 디에틸에테르, 페놀, 카르보닐로닐등의 유해성분들을 제거하기 위해 이하 상세히 기술될 공정을 실시하게 된다.

상기 벤조피렌, 디에틸에테르, 페놀, 카르보닐로닐등을 제거하기 위해 본 발명에 따라, 제2탱크(11)에 적절한 량의 분말활성탄을 투입한다. 상기 분말활성탄은 상기 유해성분들을 흡착해야 하는데, 흡착률을 높이기 위해 상기 제2탱크(11)의 분말활성탄과 목초액의 혼합액은 하부의 연결관(25)과 밸브를 통해 연결된 제1필터(13)로 이송되고 상기 제1필터(13)에 연결된 모터펌프(15)를 통해 제2탱크(11), 제1필터(13), 모터펌프(15)를 따라 도3에 도시된 바와 같은 경로로 순환 이송되게 된다.

상기한 모터펌프(15)에 의한 순환 이송이 5내지 10분간 실시되면 접촉시간이 충분히 주어져 상기 목초액 중의 벤조피렌, 디에틸에테르, 페놀, 카르보닐로닐등이 거의 완전히 분말활성탄에 흡착되게 된다. 상기 유해성분을 흡착한 분말활성탄을제거하기 위해 이제는 규조토가 제1필터(13)의 용량에 맞게 제2탱크(11)내에 투입된다.

상기한 분말활성탄 및 규조토가 혼합된 목초액은 상기한 바와 같은 이송순환 경로를 따라 다시 순환하게 되는데, 이때 규조토는 도2에 도시된 바와 같은 제1필터(13)의 필터디스크(21)들로 이루어진 하우징 내부에 설치된 스크린(27)에 순환을 통해 코팅된다. 규조토가 코팅된 스크린(27)이 목초액 중의 분말활성탄을 여과시키는 필터(약0.2미크론) 역활을 수행하게 된다. 규조토 코팅 필터에 의해 분말활성탄이 제거되고 목초액은 정제되게 된다.

상기 제1필터(13)에 의한 정제공정이 끝나게 되면, 상기 정제된 목초액이 제1필터(13)에 코팅된 규조토나 흡착제로 사용된 분말활성탄이 배관 내부나 기타 미세한 부분에 끼여 있다가 음용 목초액에 함유되는 것을 방지하기 위해 다시 한번 여과를 실행한다.

결과적으로 2 필터를 통해 여과되고 정제된 목초액은 저장소나 충진 탱크로 이송되어 생산공정이 끝난다.

본 발명에 사용되는 활성탄은 300MESH 분말 활성탄을 사용하며 그 양은 음용 목초액의 3~5%를 투입한다. 여재로 사용하는 규조토는 제1필터 하우징 내부에 설치한 필터디스크(21)내 스크린(27)의 단면적에 약 3m/m 두께로 덮일 수 있는 양을 넣으며 200MESH 규격을 사용한다.

제1필터(13)는 상기한 바와 같이 스크린상에 규조토가 코팅되고 규조토코팅에 의해 분말활성탄이 여과되므로 1회 사용후 분해 세척하여 재사용하여야 한다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 방법은, 목초액을 생산할 경우 기존의 증류법보다 폐기 목초액을 줄일 수 있어 원가 절감의 효과가 있으며, 진공상태에서 증발이 이루어지므로 증발시간을 단축하여 에너지 절감이 되고, 종래의 증류법보다 저온에서 증류하므로 탄화현상으로 인한 증류기의 오염을 예방하며, 음용목초액과 분말활성탄을 희석하여 벤조피렌, 디에틸에테르, 페놀, 카르보닐로닐 등을 제거하므로서 확실한 제거효과를 얻을 수 있고 흡착제거제로 사용된 활성탄으로 인한 목초액의 오염을 완전히 여과 제거하는 등의 뛰어난 효과가 있다.

Claims

목초로부터 목초액을 저진공 상태에서 증발시키기 위한 진공증류기;

상기 목초를 가열 증발시키기 위해 상기 진공증류기에 연결된 가열기;

상기 진공증류기로부터 증발된 목초 증기를 냉각 액화시키기 위해 진공증류기에 연결된 응축기;

증발이 시작된 후 소정 시간까지의 음용불가능한 제1목초액을 저장하기 위해 상기 응축기와 연결된 제1탱크;

유해성분의 흡착 및 여과를 위해 분말활성탄과 규조토가 투입되고, 증발이 시작된 후 상기 소정 시간이 경과한후의 음용가능한 제2목초액을 저장하도록 상기 응축기와 연결된 제2탱크;

상기 제2목초액의 유해성분이 흡착된 분말활성탄을 1차 여과하기 위해 상기 제2탱크와 연결된 제1필터;

상기 제2목초액을 상기 제1필터와 제2탱크를 통해 순환시키도록 상기 제1필터와 상기 제2탱크 사이에 위치된 모터펌프; 및

상기 제1필터에 의해 여과된 상기 제2목초액의 잔존 규조토 및 분말 활성탄을 2차 여과하기 위한 제2필터

를 포함하는 것을 특징으로 하는 목초액 진공증류시스템.
제1항에 있어서, 상기 목초액의 증발속도를 조정하고 저온에서의 증발을 유도시키기 위해 상기 진공 증류기를 저진공상태로 만들도록 상기 제1 및 제2 탱크와연결된 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목초액 진공증류시스템.
목초액 중 메틸알콜의 증발이 저온에서 유도되도록 진공증류기를 저진공 상태로 가열하는 단계;

상기 메틸알콜이 증발되는 소정 시간까지의 증발된 음용불가능한 제1목초액을 제1탱크에 저장하는 단계;

상기 메틸알콜이 증발되는 소정의 시간 경과후 증발된 음용가능한 제2목초액을 제2탱크에 저장하는 단계;

상기 제2목초액에 함유된 유해성분을 제거하기 위해 제1필터를 통해 1차 여과하는 단계; 및

상기 1차 여과된 제2목초액을 제2필터를 통해 2차 여과하여 저장하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 목초액의 유해성분을 제거하기 위한 진공증류 방법.
상기 1차 여과하는 단계는,

상기 유해성분을 흡착하여 제거시키기 위해 상기 제2탱크의 제2목초액에 분말활성탄을 투입하는 단계;

상기 유해성분과의 흡착률을 크게하기 위해 상기 분말활성탄이 투입된 제2목초액을 모터펌프를 통해 제1순환시키는 단계;

상기 제1순환을 통해 상기 유해성분과 흡착된 분말 활성탄을 상기 1차 여과하기 위해 상기 제1순환된 제2목초액에 규조토를 투입하는 단계; 및

상기 규조토가 투입된 제2목초액의 제2순환을 통해 제1탱크에 내장된 스크린에 규조토 코팅을 하여 상기 유해성분과 흡착된 분말활성탄을 1차 여과시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 목초액의 유해성분을 제거하기 위한 진공증류 방법.