KR20020092178A

KR20020092178A - 숨물의 정제방법

Info

Publication number: KR20020092178A
Application number: KR1020020023446A
Authority: KR
Inventors: 박용인; 박명규; 김현태
Original assignee: 주식회사 유젠바이오
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2002-12-11

Abstract

본 발명은 숨물의 처리방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 숨물 원수를 20 내지 30℃에서 수집하는 단계; 수집된 혼합물을 원심분리하여 고형분을 제거하는 단계; 상기 원심분리로 얻어진 여액을 60 내지 80℃으로 살균하는 단계; 살균된 혼합물의 온도를 30 내지 45℃로 냉각하는 단계; 상기 혼합물을 흡착수지에 흡착시키고, 60 내지 80℃의 물을 이용하여 수세하는 단계; 상기 단계의 흡착수지에 주정을 부가하여 흡착수지로부터 유효 성분을 용출해 내는 단계; 및 상기 과정에 따라 얻어진 용출액을 진공농축하고, 이를 진공건조하는 단계를 포함하는 숨물로부터 유효성분을 분리하는 방법을 제공 한다. 또한 본 발명은 숨물 원수를 원심분리하여 고형분을 제거하는 단계; 상기 원심분리로 얻어진 여액을 흡착수지에 통과시키는 단계; 및 상기 흡착수지 통과 후의 여액을 규조토여과기에 통과시키는 단계를 포함하는 숨물의 정제방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 일반적으로 폐기되어 수질 오염의 중대한 원인이 되는 숨물을 재 이용하여 이소플라본 등의 유효성분을 수득함과 아울러 숨물의 생물학적 산소 요구량을 800ppm이하로 현저히 낮추어 막대한 폐수처리 비용 절감 및 환경오염 예방의 효과를 제공한다.

Description

숨물의 정제방법{Method for treating bean curd waste}

본 발명은 두부 제조시 발생되는 숨물의 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 숨물을 재 이용하여 이소플라본 등의 유효성분을 수득함과 아울러 숨물의 생물학적 산소 요구량(BOD)을 800ppm이하로 현저히 낮추어 막대한 폐수처리 비용 절감 및 환경오염을 예방할 수 있는 숨물의 처리방법에 관한 것이다.

콩과식물의 주요 성분으로는 섬유분, 플라본류, 사포닌류, 당 및 단백질이 존재하고 있다고 알려져 있다. 특히 대두의 섬유분이나 단백질은 예로부터 식품 분야에서 중요시되어 왔다.

최근에 와서 대두의 플라본류나 사포닌류에 대한 의약적 용도에 착안하여 그 분지법으로 탈지 대두를 가열 극성용매로 추출하고, 그 추출액을 농축한 다음, 재추출해서 농축하는 방법이 공지되어 있다.

이와 같이 콩과식물은 각각의 주요성분이 유용하다는 사실에 착안하여 이들 주요성분을 분리, 활용하기 위한 방안으로 한국공개특허 제1984-2655호에는 콩과식물(대두분말)을 탈지시킨 것을 실온에서 알칼리성 수용액으로 추출하는 공정을 필수조작으로 하여, 여기에 무극성 내지 미극성 흡착수지와 적당한 용리액을 사용하는 흡착용리공정을 거치는 방법이 제안되었다.

한편, 한국공개특허 제94-9205호에는 두유 및 두부 제조공정중 발생하는 폐수로부터 대두 올리고당을 추출하기 위하여 침지폐수를 한외여과하고, 이 여액을 이온 교환 수지탑에 통과시킨 후 역삼투를 실시하고 진공농축하여 대두 올리고당을 추출하는 방법을 개시하고 있다.

또한, 한국공개특허 제2000-55133호에는 두부 폐액을 비극성 또는 미극성이 있는 흡착수지가 충진된 칼럼을 통과시켜 사포닌과 이소플라본을 분리하고, 이어서 컬럼을 통과한 폐액을 여과 및 농축하여 올리고당을 회수하는 방법을 제공하고 있다. 이 때 이소플라본과 사포닌은 흡착수지가 충진된 컬럼에 흡착되어 있으며, 이는 증류수로 세척하고 에탄올을 이용하여 농축하고, 이 용출액을 농축 및 건조하고 나서 이를 아세톤 처리함으로써 얻을 수 있다.

그러나 상술한 방법에 의하면, 흡착수지 또는 이온교환수지를 이용하여 유효성분을 분리하기 전, 후에 있어서 이소플라본 등과 같은 유효성분의 손실률이 크며, 유효성분 분리 후의 숨물 또한 생물학적 산소 요구량(BOD)이 높아 환경오염의 원인이 되므로 개선의 필요성이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 숨물을 흡착수지 또는 이온교환수지에 로딩하기 이전에 전 처리하는 과정을 거침으로써 이소플라본 등의 유효성분의 수득율을 증가시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 숨물여액을 추가의 여과 과정을 수행하여 정제하므로써 수질 오염을 예방하는 방법에 관한 것이다.

도 1a-b는 본 발명의 비교예 1에 있어서, 원심분리 공정을 거친 후의 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석 결과를 나타낸 도면이고,

도 2a-b는 본 발명의 실시예 1에 있어서, 원심분리 공정을 거친 후의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도면이고,

도 3a-c는 본 발명의 비교예 2에 있어서, 최종 결과물의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도면이고,

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 숨물을 처리하는 경우에 있어서, 최종결과물의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도면이고,

도 5는 본 발명의 실시예 3에 따라 숨물을 처리한 경우에 있어서, 최종 결과물의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도면이고,

도 6은 본 발명의 실시예 4에 따라 숨물을 처리한 경우에 있어서, 최종 결과물의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도면이고,

도 7은 본 발명의 비교예 3에 따라 숨물을 처리한 경우에 있어서, 최종 결과물의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도면이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

(a) 숨물 원수를 20 내지 30℃에서 수집하는 단계;

(b) 수집된 혼합물을 원심분리하여 고형분을 제거하는 단계;

(c) 상기 원심분리로 얻어진 여액을 60 내지 80℃으로 살균하는 단계;

(d) 살균된 혼합물의 온도를 30 내지 45℃로 냉각하는 단계;

(e) 상기 혼합물을 흡착수지에 흡착시키고, 60 내지 80℃의 물을 이용하여 수세하는 단계;

(f) 상기 흡착수지에 주정을 부가하여 흡착수지로부터 유효 성분을 용출해 내는 단계; 및

(g) 상기 과정에 따라 얻어진 용출액을 진공농축하고, 이를 진공건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 숨물로부터의 유효성분의 분리방법을 제공한다.

상기 (f) 단계에서의 주정의 농도가 70% 이상인 것이 바람직하며, 상기 (e) 및 (f) 단계에서의 흡착수지는 스티렌 디비닐벤젠 수지 또는 아크릴 에스테르 매트릭스 이온 교환 수지인 것이 바람직하다.

또한, 상기 (f) 단계에서 주정과 물의 혼합 부피비는 60:40 내지 90:10인 것이 바람직하다.

상기 (f) 단계에서 흡착수지에 주정을 부가하기 이전에, (e) 단계의 흡착수지를 15 내지 25℃의 물을 이용하여 수세하는 단계를 더 포함하기도 있다. 이와 같은 수세단계를 거치게 되면 주정의 증발 손실을 막을 수 있는 잇점이 있다.

또한 본 발명은,

(a) 숨물 원수를 원심분리하여 고형분을 제거하는 단계;

(b) 상기 원심분리로 얻어진 여액을 흡착수지에 통과시키는 단계; 및

(c) 상기 흡착수지 통과후의 여액을 규조토여과기에 통과시키는 단계를 포함하는 숨물의 정제방법을 제공한다.

상기 (a)단계의 고형분 제거 후의 여액을 살균 및 냉각하는 단계를 추가로 포함하기도 한다.

상기 (b) 단계에서의 흡착수지는 스티렌 디비닐벤젠 수지 또는 아크릴에스테르 매트릭스 이온 교환 수지인 것이 바람직하다.

본 발명은 숨물로부터 유효성분을 분리함과 아울러, 그대로 폐기되는 경우 바람직하지 못한 숨물을 정제하여 환경오염물질을 제거함으로써 숨물로 인한 환경 오염을 방지할 수 있는 방법으로서 환경보호측면에서 매우 유용하다.

먼저, 본 발명에서 사용되고 있는 "숨물"이라는 말의 정의를 살펴보기로 한다.

숨물이란 콩(대두, 흑두)을 이용하여 두유를 만들고, 여기에 간수(응고제)를 첨가, 응고시켜서 틀에 넣어 압력을 가하여 모양을 만들면서 단단하게 한다. 이 때 유출되어 나오는 연한 황색의 액체를 숨물이라고 한다.

본 발명의 유효성분 분리과정에서는 숨물을 흡착수지가 충진된 컬럼에 충진하기 이전에 전처리 과정을 실시하는데 그 특징이 있다. 여기서 전처리 과정에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 두부는 대두중의 수용성 단백질(두유)을 추출하여 이를 끓인 후 응고제 등을 투입하여 응고시킨 것을 압착, 탈수 및 성형 등의 공정을 거쳐 제조되며,이는 두유 농도나 제조공정의 변화에 의하여 일반두부, 경두부, 순두부, 연두부 등으로 구분한다. 본 발명에서는 두부의 종류에 관계없이 각종 두부제조공정에서 발생되는 두부 폐액인 숨물을 원료로 사용할 수 있다.

먼저, 약 80-85℃의 숨물 원수를 위생배관으로 연결된 집합탱크에 모으면서 그 온도를 20 내지 30℃ 범위로 냉각시킨다. 이때 숨물 원수의 생물학적 산소 요구량(BOD)은 35,000ppm 정도이며, 화학적 산소 요구량(COD)은 14,000ppm정도이다.

상기 온도범위로 냉각시키면 후속의 원심분리과정이 원활하게 이루어지고 이소플라본의 손실률을 최소화시킬 수 있는 잇점이 있다. 만약 냉각온도가 20℃ 미만이면, 손실률이 크고, 30℃를 초과하면 원심분리기능이 저하되어 흡착수지에 단백질층이 두껍게 형성되며, 생산공정의 운전을 방해하며, 이렇게 생산되는 제품의 이소플라본의 수득률이 매우 감소되는 문제점이 있다.

일정량의 숨물 원수가 수집되면, 이를 원심분리시켜 단백질을 이탈시켜 고형분을 제거해낸다. 이 때 원심분리기의 원심력은 7,000 내지 9,000G 범위인 것이 고형분 분리 제거효율면에서 바람직하다. 여기에서 원심분리 후의 숨물 여액의 생물학적 산소 요구량(BOD)은 30,000ppm 정도이며, 화학적 산소 요구량(COD)은 17,000ppm정도이다.

상술한 바와 같이 원심분리로 고형분을 제거한 후, 분리된 여액을 60 내지 80℃, 바람직하게는 65 내지 75℃에서 살균한다. 여기서 상기 온도가 60℃ 미만인 경우에는 살균 효과가 미미하고 80℃를 초과하는 경우에는 열에너지의 소비량이 커서 바람직하지 못하다.

이어서, 살균된 혼합물을 30 내지 40℃로 냉각시킨다. 이와 같이 냉각시키는 이유는 후속의 흡착수지를 이용한 정제과정에서 이소플라본의 손실율을 최소화시킬 수 있고, 흡착수지에 대한 흡착률을 보다 높일 수 있기 때문이다. 만약 냉각온도가 30℃ 미만인 경우에는 응결되기 쉽고 40℃를 초과하는 경우에는 이소플라본의 함량은 다소 높아지지만, 전체적인 손실량도 많아져서 수율이 현저하게 낮아지는 문제점이 발생된다.

그 후, 냉각된 혼합물을 흡착수지에 로딩한다. 이 때 흡착수지로는 미극성 흡착수지를 사용하며, 이 흡착수지로는 특히 스티렌 디비닐벤젠 수지나 아크릴 에스테르 매트릭스 이온 교환 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 스티렌 디비닐벤젠 수지는 상품명 SP-825 수지(일본 미쯔비시사)으로 입수가능하며, 상기 아크릴 에스테르 매트릭스 이온 교환 수지는 상품명 XAD-7(미국 롬 앤드 하스사)로 입수가능하다.

상기 냉각된 혼합물을 흡착수지에 로딩한 후 흡착수지에 충분하게 흡착될 수 있도록 흡착시간 및 온도를 소정 범위로 제어한다. 여기서 흡착온도는 상기 냉각온도와 동일하게 30 내지 45℃ 범위로 유지한다. 여기에서 흡착수지 통과 후의 숨물 여액의 생물학적 산소 요구량(BOD)은 25,000ppm 정도이며, 화학적 산소 요구량(COD)은 14,000ppm정도이다.

상기 흡착수지 통과 후의 숨물 여액은 곧바로 규조토여과기에 통과시켜 정제를 하며, 규조토여과기 통과 후의 생물학적 산소 요구량(BOD)은 800ppm 정도, 화학적 산소 요구량(COD)은 900ppm정도로 현저히 낮아져 환경오염을 예방 할 수 있다.

본 발명의 규조토여과기에 충진되는 규조토의 바람직한 예는 시판 중인 상품명 "파라셀 441"(삼손사 제조)과 "파라셀 771"(삼손사 제조)이다. 파라셀은 화산암계의 천연진주암으로 주성분은 SiO₂, Al₂O₃등으로 이루어져 있어 화학적으로 안정하며, 강산, 강알카리에도 불용성이므로 사용에 매우 적합하다. 파라셀의 화학적성분은 하기 표와 같다.

성 분	SiO₂	Al₂O₃	K₂O	Na₂O	Fe₂O₃	CaO	MgO
함유율(%)	70-75	12-16	1.0-4.0	2.5-5.0	0.15-4.5	0.1-2.0	0.2-0.5

또한 파라셀의 물리적 특성은 하기 표와 같다.

색상	진비중(g/cc)	가비중(g/cc)	유기물함량	pH
백색	2.34	0.07-0.1	00	6-7

본 발명에 사용되는 "파라셀 441"은 평균입경이 38㎛이며, "파라셀 771"의 평균입경은 52㎛ 이며 바람직하게는 "파라셀 441"과 "파라셀 771" 혼합 분말을 사용한다.

한편 상기 흡착수지에 흡착된 혼합물로부터 유용성분을 분리하기 위해서는 먼저, 수세액으로서 물을 사용하여 흡착수지로부터 단백질을 용리해 낸다. 여기서 수세액인 물의 온도는 이소플라본의 함량과 제품의 수득율에 매우 큰 영향을 미치므로 60 내지 80℃로 조절하는 것이 바람직하다. 만약 물의 온도가 60℃ 미만인 경우에는 단백질과 올리고당의 수세작용이 약하고 80℃를 초과하는 경우에는 이소플라본의 손실률이 높아져서 바람직하지 못하다.

상술한 바와 같이 흡착수지를 60 내지 80℃의 물을 사용하여 수세함으로써 물에는 단백질과 올리고당이 분리되어 얻어지고, 흡착수지에는 이소플라본이 흡착되어 있다.

그 후, 흡착수지에 흡착된 이소플라본을 냉각시킨 후, 흡착수지가 들어 있는 컬럼에 주정을 투입하고 이를 순환하여 사포닌을 흡착수지로부터 용출시킨다. 상기 냉각을 위하여 15 내지 25℃의 찬물로 수세하는 과정을 거친다. 여기서 주정과, 사포닌과 이소플라본의 1차 용출시 사용한 찬물의 혼합 부피비는 60:40 내지 90:10인 것이 바람직하며, 특히 75:25 내지 80:20인 것이 보다 바람직하다. 만약 사포닌과 이소플라본의 1차 용출에 사용된 찬물 대비 주정의 함량이 상기 범위보다 많은 경우에는 증발 손실량이 많고, 상기 범위 미만인 경우에는 사포닌의 손실률이 높아져 바람직하지 못하다. 그리고 상기 주정의 농도는 70% 이상, 바람직하게는 75% 이상인 것이 바람직하다. 만약 주정의 농도가 70% 미만인 경우에는 흡착된 이소플라본의 용출능력이 저하되어 수득율 및 처리효율이 불량해진다.

이렇게 얻어진 주정 용출액을 진공농축한 다음, 진공건조함으로써 본 발명에서 목적하는 이소플라본을 얻는다.

경우에 따라서는, 상기 과정에 따라 얻은 최종 결과물에 아세톤을 부가하는 과정을 더 거칠 수도 있다. 이와 같이 최종 결과물에 아세톤을 부가하여 현탁시킨 상태에서 소정시간동안 교반한 뒤, 현탁액을 여과하여 아세톤 불용성 물질을 제거하면, 최종적으로 얻은 이소플라본의 순도를 보다 높일 수도 있다.

이소플라본의 효과적인 추출을 위하여 1차 추출과정 및 농축과정에서 회수된 주정을 이용하여 추출공정을 반복적으로 실시한다.

농축공정에서는 분별증류시스템을 도입하여 1회 운전에서 고농도의 주정과저농도의 주정을 구분하여 회수가 가능하므로 재 증류에 의한 주정농축의 비용을 현저하게 줄일 수 있다.

상술한 바와 같은 숨물 처리시 사용된 흡착수지는 알칼리용액을 이용하여 세척하여 초기화하여 다시 사용하는 것이 가능하다. 이 때 알칼리용액으로는 NaOH 수용액을 사용한다.

그리고 상기 흡착수지를 이용한 숨물 처리 과정을 거친 후, 이소플라본 손실률은 5 내지 30% 범위이다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

숨물 원수를 실온에서 방치하여 그 온도를 약 21℃로 조절한 후, 이를 균질화시킨 다음, 9000G으로 원심분리하였다. 이와 같이 원심분리하여 고형분을 제거한 다음, 분리된 여액을 65℃에서 15초 이상 유지하여 살균하였다. 이어서, 살균된 혼합물을 약 40℃로 냉각하고 이를 SP-825 수지(일본 미쯔비시사)1500리터가 충진되어 있는 컬럼을 통과시켰다.

이어서, 40℃로 냉각된 살균 숨물 60,000 리터를 상기 컬럼안에 4일동안 연속적으로 통과시켜 흡착시킨 다음, 60℃의 물 9000리터를 3회 정도 흘려보냈다. 이와 같이 2일 동안 수세한 다음, 찬물로 수세하여 17도로 냉각 한 후 약 75% 주정 2000리터를 투입하여 SP-825 수지안에 흡착된 이소플라본 등과 같은 흡착물질을 용출시켰다.

이렇게 용출된 주정 용액을 진공농축하여 굴절계로 40brix의 점질 용액을 얻었고, 이를 진공건조하여 분말을 얻었다.

상기 SP-825 수지를 알칼리 용액으로 세척하여 초기화시킨 다음, 상술한 바와 같이 숨물 60,000리터를 SP-825 수지에 다시 흡착시키고 60℃의 물 9,000리터로 3회에 걸쳐 1일동안 수세하였다. 이와 같은 조건으로 용출농축하여 32 brix의 점질용액을 얻었다. 이 점질용액을 건조하여 분말을 얻었다.

<실시예 2>

흡착수지로서 SP-825 수지 대신 XAD-7 수지(미국 롬 앤드 하스사)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 숨물을 처리하였다.

<실시예 3>

숨물을 SP-825 수지에 흡착시킨 후, 수세하는 물의 온도가 60℃에서 70℃로 변화된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 숨물을 처리하였다.

<실시예 4>

숨물을 SP-825 수지에 흡착시킨 후, 수세하는 물의 온도가 60℃에서 80℃로 변화된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 숨물을 처리하였다.

<실시예 5>

숨물 원수를 실온에서 방치하여 그 온도를 약 21℃로 조절한 후, 이를 균질화시킨 다음, 9000G으로 원심분리하였다. 이와 같이 원심분리하여 고형분을 제거한 다음, 분리된 여액을 SP-825 수지(일본 미쯔비시사)1500리터가 충진되어 있는 컬럼을 통과시켰다. 컬럼을 통과한 숨물 여액 약 5,000리터를 온도 30℃∼40℃로 유지시키면서 규조토 여과기로 통과 시킨다.

이 때 규조토 여과기에 사용되는 규조토는 (주) 삼손의 상품명 파라셀 441과 파라셀 771 혼합 분말(1Kg, 무게 비 3:7)을 사용하였다. 이 과정에서의 도핑시간은 5∼10분이 걸리고, 총 여과시간은 2∼3 시간이 소요된다.

각각의 공정에서 생물학적산소요구량(BOD) 및 화학적산소요구량(BOD)을 측정하여 표2에 나타내었다.

<비교예 1>

원심분리하기 이전의 숨물의 온도를 8℃로 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 숨물을 처리하였다.

<비교예 2>

원심분리하기 이전의 숨물의 온도를 40℃로 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 숨물을 처리하였다.

<비교예 3>

SP-825 수지에 숨물을 흡착시킨 후의 수세하는 물의 온도가 60℃에서 40℃로 변화된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 숨물을 처리하였다.

<실험예 1: 이소플라본 함량분석>

상기 실시예 1 및 비교예 1,2에 따라 숨물을 처리하는 경우에 있어서, HPLC를 이용하여 원심분리후의 이소플라본의 손실률을 조사하였고, 그 결과는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같고, HPLC 분석에 사용된 기기 및 분석 조건은 다음과 같다.

HPLC : YOUNGLIN M930

검출기 : YOUNGLIN UV730 D 260nm

컬럼 : METACHEM TOARLSC18-AOU 150x4.6 5u

이동상(Mobile Phase) : 아세토니트릴, 물, 아세트산

유속(Flow Rate) : 1.0ml/min

범위(Range) : 0.05 AUFS

실시예 1의 경우는 도 2a 및 2b를 참조하여 원심분리후의 이소플라본의 면적은 각각 1126 및 1211이었으며, 평균 1168이었다. 반면에 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 비교예 1의 경우는 원심분리후의 이소플라본의 면적은 각각 960 및 1069이었으며, 평균 1014이었다. 따라서 평균치를 비교해볼 때, 비교예 1의 경우는 실시예 1의 경우 대비 이소플라본 손실률이 약 13%였고, 이러한 사실로부터 숨물의 온도가 8℃인 경우에 원심분리에 의하여 손실률이 더 커진다는 것을 알 수 있었다.

도 3a-c는 비교예 2에 따라 숨물을 처리한 경우에 있어서 최종 결과물의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도면이다. 이를 참조해 볼 때, 비교예 2의 경우는 실시예 1의 경우와 비교하여 이소플라본 손실률이 현저하게 떨어진다는 것을 알 수 있었다.

또한, 상기 실시예 1 및 실시예 2에 따라 숨물을 처리한 경우에 있어서, HPLC를 이용하여 최종 결과물에서의 이소플라본의 수득율을 비교분석하였다.

분석 결과, SP-825 수지를 사용한 경우(실시예 1)의 이소플라본 수득율이 약 33.4%로서 XAD-7(실시예 2)를 사용한 경우(수득율: 31.7%)에 비하여 이소플라본 수득율이 보다 높게 나타났다.

한편, 상기 실시예 1, 3-4 및 비교예 3에 따라 숨물을 처리한 경우에 있어서의 이소플라본의 함량을 HPLC를 이용하여 비교분석하였고, 그 결과는 각각 도 4 내지 7에 나타난 바와 같다. 도 4 내지 7을 참조하여 각 경우에 있어서 최종 결과물에서의 이소플라본 함량, 건조분말량, 농축액량을 정리하여 하기 표 1에 나타내었다.

구분	이소플라본 함량(%)	건조분말량(kg)	농축액량(kg)
실시예 1	33.4	9.7	24.7
실시예 3	37.5	9.0	23.2
실시예 4	40.5	7.5	19.1
비교예 3	28.3	12.5	32.19

상기 표 1로부터 알 수 있듯이, 수세온도가 60, 70 및 80℃인 경우(실시예 1, 3, 4)는 수세온도가 40℃(비교예 3)인 경우와 비교하여 이소플라본 함량이 보다 높게 나타났다.

<실험예 2: BOD 및 COD 분석>

상기 실시예 5에 따라 분리된 각 단계의 여액을 수집한 후 이를 수질측정 공인기관인 (주)동진분석기술연구소에 의뢰하여 생물학적산소요구량(BOD) 및 화학적산소요구량(BOD)을 측정하여 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.

구분	측정수질	BOD(ppm)	COD(ppm)
실시예 5	숨물원수	35,120	13,706
	원심분리후의 숨물여액	30,250	16,973
	컬럼(SP-825수지)통과 후의 숨물 여액	24,758	13,912
	규조토 여과 후의숨물여액	768	942

상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 규조토 여과기를 통과한 숨물여액은 최종적으로 생물학적산소요구량(BOD)이 800 ppm 이하로서 절대적으로 양호한 환경친화적 공장 배출수로 변환된다.

본 발명에 따르면 일반적으로 폐기되어 수질 오염의 중대한 원인이 되는 숨물을 재 이용하여 이소플라본 등의 유효성분을 수득함과 아울러 숨물의 생물학적 산소 요구량을 800ppm이하로 현저히 낮추어 막대한 폐수처리 비용 절약 및 환경오염 예방의 효과를 제공한다.

Claims

(a) 숨물 원수를 20 내지 30℃에서 수집하는 단계;

(b) 수집된 혼합물을 원심분리하여 고형분을 제거하는 단계;

(c) 상기 원심분리로 얻어진 여액을 60 내지 80℃으로 살균하는 단계;

(d) 살균된 혼합물의 온도를 30 내지 45℃로 냉각하는 단계;

(e) 상기 혼합물을 흡착수지에 흡착시키고, 60 내지 80℃의 물을 이용하여 수세하는 단계;

(f) 상기 흡착수지에 주정을 부가하여 흡착수지로부터 유효성분을 용출해 내는 단계; 및

(g) 상기 과정에 따라 얻어진 용출액을 진공농축하고, 이를 진공건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 숨물의 처리방법
제1항에 있어서, 상기 (f) 단계에서의 유효성분이 이소플라본인 것을 특징으로 하는 방법
제1항에 있어서, 상기 (f) 단계에서의 주정의 농도가 70% 이상인 것을 특징으로 하는 방법
제1항에 있어서, 상기 (e) 및 (f) 단계에서의 흡착수지가 스티렌 디비닐벤젠 수지 또는 아크릴 에스테르 매트릭스 이온 교환 수지인 것을 특징으로 하는 방법
제1항에 있어서, 상기 (f) 단계에서 주정과 물의 혼합부피비는 60:40 내지 90:10인 것을 특징으로 하는 방법
제1항에 있어서, 상기 (f) 단계에서 주정을 부가하기 이전에, 상기 (e) 단계의 흡착수지를 15 내지 25℃의 물을 이용하여 수세하여 냉각시키는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 방법
(a) 숨물 원수를 원심분리하여 고형분을 제거하는 단계;

(b) 상기 원심분리로 얻어진 여액을 흡착수지에 통과시키는 단계; 및

(c) 상기 흡착수지 통과후의 여액을 규조토여과기에 통과시키는 단계를 포함하는 숨물의 정제방법
제 7항에 있어서, 상기 (a)단계의 고형분 제거 후의 여액을 살균 및 냉각하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법
제 7항에 있어서, 상기 (b) 단계에서의 흡착수지가 스티렌 디비닐벤젠 수지 또는 아크릴 에스테르 매트릭스 이온 교환 수지인 것을 특징으로 하는 방법