KR20060026572A

KR20060026572A - 천연염료 자동 추출설비 및 방법

Info

Publication number: KR20060026572A
Application number: KR1020040075367A
Authority: KR
Inventors: 장홍기; 김정기; 민숙기
Original assignee: (주)세노코; (주)유진테크
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-03-24
Also published as: KR100643686B1

Abstract

본 발명은 천연 생쪽 잎으로부터 자동으로 다량의 천연염료를 추출하기 위한 설비 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 수작업으로 할 수 밖에 없었던 염료 추출작업을 반응, 교반, 여과, 탈수장치 등이 조합된 자동화 설비에 의해 가능하도록 하는 자동 추출설비 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 쪽식물이 수용되고 다수의 통공이 형성된 타공바스켓과 상기 타공바스켓이 안착되고 용매가 담기는 추출조를 포함하여 상기 쪽식물로부터 추출된 색소가 함유된 추출물을 만드는 추출장치; 상기 추출장치에서 생성된 추출물이 이동되어 담기는 반응조, 상기 반응조 내에서 회전되는 교반임펠러 및 상기 반응조에 공급하기 위한 첨가제를 수용하는 첨가제 탱크를 포함하여 상기 추출물을 염료로 만드는 반응장치; 상기 반응장치에서 침전된 염료가 이동되어 담기는 교반조, 상기 교반조 내에서 회전되는 교반임펠러 및 상기 교반조에 공급하기 위한 산성 또는 알칼리성 첨가제를 수용하는 첨가제 탱크를 포함하여 상기 염료를 발효된 염료로 만드는 교반장치; 상기 교반장치에서 발효된 염료의 불순물을 걸러 내기 위한 여과기를 포함하는 여과장치; 및 상기 여과장치를 통과한 염료의 수분을 제거하기 위한 탈수기를 포함하는 탈수장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 쪽식물로부터 천연 인디고 염료를 연속적으로 자동화하여 생산할 수 있도록 하는 추출설비를 제공하므로써, 인력을 절감하고 대량의 염료를 생산할 수 있도록 하거, 쪽 색소식물로부터의 염료 회수율을 향상시켜 고농도 의 색소를 제조할 수 있게 되어, 천연색소를 대량 생산할 수 있게 하고, 염료의 분리, 정제비용을 줄일 수 있어 경제성을 향상시키는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 종래와 달리 전통적인 수작업 숙련자가 아니더라도, 자동 설비의 구동을 통해 우수한 품질의 염료를 제공할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

천연염료 자동 추출설비 및 방법 {Automatic Extracting System and Method of Natural dyeing material}

도 1은 본 발명 추출설비의 각 장치들을 공정 순서에 따라 블록으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명 추출설비의 각 장치들을 공정 순서에 따라 구체화하여 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 추출장치를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 반응장치를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 교반장치를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 저장장치를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 여과장치를 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 탈수장치를 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명의 건조장치를 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 분쇄장치를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 추출장치 11 : 추출조

12 : 타공바스켓 13 : 전동호이스트

14 : H빔 15 : 온도센서

16a : 에어콤프레서 16b : 에어탱크

16c : 에어필터 17 : 보일러

18 : 이송펌프 19 : 이송관

20 : 반응장치 21 : 반응조

22 : 모터 23 : 교반임펠러

24 : 온도센서 24a : 유입관

25 : 용존산소량센서 25a : 유입관

26 : 이송펌프 27 : 이송펌프

28 : PH센서 28a : 첨가제 탱크

29 : 이송관 30 : 교반장치

31 : 교반조 32a, 32c : 조절밸브

32b : 산성 첨가제 탱크 32d : 알칼리성 첨가제 탱크

33 : 교반임펠러 34 : 온도센서

34a : 유입관 35 : 이송펌프

36 : 이송관 40 : 저장장치

41 : 저장조 42 : 이송펌프

43 : 이송관 50 : 여과장치

51 : 여과기 52 : 이송펌프

53 : 이송관 60 : 저장장치

70 : 탈수장치 71 : 탈수조

72: 배출관 73 : 전동호이스트

74 : H빔 80 : 건조장치

81 : 건조기 90 : 분쇄장치

91 : 수직콘베이어 92 : 분쇄기

본 발명은 천연 생쪽 잎으로부터 자동으로 다량의 천연염료를 추출하기 위한 설비 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 수작업으로 할 수밖에 없었던 염료 추출작업을 반응, 교반, 여과, 탈수장치 등이 조합된 자동화 설비에 의해 가능하도록 하는 자동 추출설비 및 그 방법에 관한 것이다.

최근에 이르러 염색물이 인체에 미치는 악영향과 환경오염, 피부자극 및 알레르기 등 각종 공해가 나타나면서 천연염료에 대한 관심이 높아지고 있다. 즉, 천연염료는 천연 폐기물의 양호한 생분해성, 토양에의 환원화, 환경오염의 방지, 독성이 거의 없는 기능상의 장점이 있을 뿐만 아니라, 항균 능력이 있거나 약효를 포함하는 성분을 함유한 것도 있어 합성염료가 가지지 못하는 환경친화성과 기능성 등의 이점을 지니고 있다. 아울러 최근들어 인위성을 기피하고 자연적인 것을 선호 하는 소비자의 욕구로 인해 천연염료는 많은 장점과 선호도를 갖고 있으며, 이에 따라 부쩍 사용도가 증가하고 있다.

그러나 이러한 천연 염료를 확보하는데는 지역적, 계절적 제약이 따르므로, 염색재료의 연속적 제공에 어려움이 많고 대량생산이 곤란한 문제점들을 안고 있다. 더불어 염재가 천연물질이므로 성분이나 색소의 함량이 각각 달라 염색의 재현성을 실현하기가 상당히 어려운 면이 있다.

천연염료인 쪽의 원산지는 아시아 온대 지방으로 예로부터 인도에서 염료로 사용하였기 때문에 인디고(Indigo)란 이름으로 알려져 있다. 쪽은 여귀과에 속하는 1년생 초목으로 초장은 60-100cm 내외이며, 그 잎에는 다량의 남색물질인 인디칸(Indican)을 함유하고 있다. 이것이 주로 염색에 이용된다.

인디칸은 배당체 유기화합물을 함유하고 있으며, 인디칸이 가수분해되면 인독실(Indoxyl)로 변화되며, 인독실은 산소와 접촉하여 색소인 인디고로 변화된다. 이러한 인디고 염료는 1차 추출물을 생산할 때 많은 노동력과 시간이 소요될 뿐 아니라, 수확 즉시 처리하지 않거나, 냉장/냉동 보관후 처리하게 되면 색소가 추출되지 않는 까다로운 문제가 있다.

그런데 기존의 수작업에 의존하는 방식은 소량만이 추출될 뿐이어서, 대량 생산이 어렵고 가격 경쟁력이 낮을 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 생쪽을 자 동으로 연속하여 가공, 추출할 수 있는 각종 장치를 조합한 천연염료 자동 추출설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 천연염료 자동 추출설비에서 수행되는 대량의 염료 추출공정에 대한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 쪽식물이 수용되고 다수의 통공이 형성된 타공바스켓과 상기 타공바스켓이 안착되고 용매가 담기는 추출조를 포함하여 상기 쪽식물로부터 추출된 색소가 함유된 추출물을 만드는 추출장치; 상기 추출장치에서 생성된 추출물이 이동되어 담기는 반응조, 상기 반응조 내에서 회전되는 교반임펠러 및 상기 반응조에 공급하기 위한 첨가제를 수용하는 첨가제 탱크를 포함하여 상기 추출물을 염료로 만드는 반응장치; 상기 반응장치에서 침전된 염료가 이동되어 담기는 교반조, 상기 교반조 내에서 회전되는 교반임펠러 및 상기 교반조에 공급하기 위한 산성 또는 알칼리성 첨가제를 수용하는 첨가제 탱크를 포함하여 상기 염료를 발효된 염료로 만드는 교반장치; 상기 교반장치에서 발효된 염료의 불순물을 걸러 내기 위한 여과기를 포함하는 여과장치; 및 상기 여과장치를 통과한 염료의 수분을 제거하기 위한 탈수기를 포함하는 탈수장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 교반장치와 상기 여과장치의 사이에는 상기 교반장치에서 발효된 염료를 저장하기 위한 저장고를 포함하는 저장장치를 더 구비하는 것을 일 특징으로 한 다.

상기 여과장치와 상기 탈수장치의 사이에는 상기 여과장치에서 여과된 염료를 저장하기 위한 저장고를 포함하는 저장장치를 더 구비하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 탈수장치에서 수분이 제거된 염료를 건조하기 위한 건조기를 포함하는 건조장치를 더 구비하는 것을 일 특징으로 한다.

수분이 제거된 염료를 가는 입자로 분쇄하기 위한 분쇄기를 포함하는 분쇄장치를 더 구비하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 추출장치의 상기 추출조는: 내부의 온도를 측정하여 이에 따라 열을 공급할 수 있는 보일러와 연결되며, 내부에 산소를 공급할 수 있는 에어탱크와 연결되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 반응장치의 상기 반응조는: 내부의 온도를 측정하여 이에 따라 열을 공급할 수 있는 보일러와 연결되며, 내부의 용존 산소량(DO)을 측정하여 이에 따라 산소를 공급할 수 있는 위한 에어탱크와 연결되고,내부의 수소이온농도(PH)를 측정하여 이에 따라 첨가제를 공급할 수 있는 첨가제 탱크와 연결되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 교반장치의 상기 교반조는: 내부의 온도를 측정하여 이에 따라 열을 공급할 수 있는 보일러와 연결되며, 내부의 수소이온농도(PH)를 측정하여 이에 따라 첨가제를 공급할 수 있는 산성/알칼리성 탱크와 연결되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 여과장치는: 상기 여과기를 2 이상 구비하여 상기 교반장치에서 발효된 염료의 불순물을 충분히 여과할 수 있도록 하는 것을 일 특징으로 한다.

상기와 같은 설비에서 진행되는 천연염료의 자동 추출방법은, 생쪽을 용매에 넣고 소정의 시간동안 일정 범위의 온도를 유지하며 산소를 공급하여 색소를 추출하는 제1단계; 상기 제1단계에서 생성된 상기 추출물을 교반하면서, 소정의 시간동안 일정 범위의 온도를 유지하며 산소를 공급하고, 첨가제를 공급하여 염료로 만드는 제2단계; 상기 제2단계에서 생성된 상기 염료를 교반하면서, 소정의 시간동안 일정 범위의 온도를 유지하며 산성 또는 알칼리성 첨가제를 공급하여 발효시키는 제3단계; 상기 제3단계에서 발효된 염료의 불순물을 걸러내기 위해 여과하는 제4단계; 및 상기 제4단계에서 여과된 염료의 수분을 제거하기 위해 탈수하는 제5단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제3단계는: 상기 제2단계에서 생성된 상기 염료를 고온으로 소정의 시간 동안 가열하여 살균하는 제3a단계를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제5단계에서 탈수된 염료를 열풍을 통해 건조시키는 제6단계를 더 포함하여 구성되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 염료를 분쇄기로 가는 입자로 분쇄하는 제7단계를 더 포함하여 구성되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제1단계에서 첨가되는 상기 첨가제는 소석회인 것을 일 특징으로 한다. 상기 제3단계에서 첨가되는 첨가제는 잿물인 것을 일 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 구성을 뒷받침하기 위한 본 발명의 일 실시례를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다.

도 1은 본 발명 추출설비의 각 장치들을 공정 순서에 따라 블록으로 나타낸 도면이고, 도 2는 이를 구체화하여 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 천연염료의 재료가 되는 생쪽이 추출설비를 통과해 최종적으로 염료가 되기 까지의 과정을 나타내고 있다.

생쪽은 이를 용매에 담가 추출하는 추출장치(10), 추출된 추출물을 PH 11에서 반응시키는 반응장치(20), 반응된 인디고 염료를 교반하며 발효시키는 교반장치(30), 발효된 염료를 저장하는 1차 저장장치(40), 염료의 불순물을 제거하는 여과장치(60), 여과된 염료를 저장하는 2차 저장장치(70), 염료의 수분을 제거하는 탈수장치(70), 탈수된 염료를 건조시키는 건조장치(80), 건조된 염료를 미세한 가루로 분쇄하는 분쇄장치(90)를 거쳐 분말 형태의 염료가 생산된다.

각 장치에서 추출물은 작업자의 개입 없이도, 펌프와 이송관을 통해 자동으로 다음 장치로 이동되도록 제어되며, 각종 장치의 작업 순서, 조건 등은 각각의 제어부에 미리 입력되어 자동으로 실행된다.

도 3은 본 발명의 추출장치를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 타공바스켓(12)은 추출조(11)의 안쪽으로 들어갈 수 있도록 상측의 H빔(14)에 전동호이스트(13)에 의해 매달려 있으며, 전동호이스트(13)는 H빔(14)을 따라 수평이동하면서, 타공바스켓(12)을 수직이동시킨다.

타공바스켓(12)은 용매가 담긴 추출조(11) 안으로 잠기게 되는데, 타공바스켓(12) 안에는 생쪽이 들어 있다. 생쪽은 쪽식물이 꽃피기 전인 7, 8월의 것으로 뿌리를 제외한 부분을 사용하며, 2톤 정도를 타공바스켓(12) 안에 넣도록 한다. 타공바스켓(12)에는 다수의 구멍이 형성되어, 용매가 안쪽으로 들어갈 수 있도록 한다.

추출조(11)는 10톤 규모로 설계되어, 2톤의 생쪽을 실은 타공바스켓(12)이 8톤의 용매가 들어 있는 추출조(11)에 잠기도록 한다. 용매로는 물을 사용한다. 추출조(11)에 타공바스켓(12)이 담기면 생쪽이 떠오르게 되므로, 뚜껑을 구비하는 것이 바람직하다.

추출조(11)의 용매에 타공바스켓(12)의 생쪽이 잠기게 되면, 적당한 온도를 유지하고 산소를 공급해 주어야 한다. 이를 위해 보일러(17)와 에어콤프레서(16a)를 구비한다. 추출조(11) 내의 온도를 온도센서(15)에 의해 측정한 후, 30~35도씨를 유지하도록 보일러(17)로부터 추출조(11) 내에 설치된 관으로 스팀 또는 물을 공급한다. 또한 에어탱크(16b)에 수용된 공기를 추출조(11) 내로 공급하여, 용매에 산소를 공급하도록 한다. 안정적인 산소 공급을 위해 에어탱크(16b)와 에어필터(16c)를 구비하는 것이 바람직하다.

추출조(11) 내에 잠긴 생쪽은 약 48시간 동안 30~35도씨 정도로 유지하며 산소를 공급하면, 용매인 물의 색은 연한 녹색에서 청록색으로 바뀌며 색소가 쪽식물체에서 분리되기 시작한다. 이 때, 인디고 염료의 원료인 인디칸 배당체가 가수 분해되어 인독실로 변화하고, 인독실은 산소와 접촉하여 색소인 인디고로 변화되게 된다.

48시간이 경과하면 쪽식물에서 색소가 완전히 분리된다. 추출이 끝난 쪽식물의 부산물은 전동호이스트(13)를 이용하여 끌어 올려 건져낸다. 추출조(11) 내에 남겨진 추출물은 이송펌프(18)에 의해 이송관(19)을 따라 반응장치(20)로 이송된다. 이송펌프(18) 또는 이송관(19)을 통과시에 불순물이 첨가되지 않도록, 필터를 설치하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 공정은 추출물이 반응장치(20)로 이송된 이후에 동일하게 계속 반복된다.

도 4는 본 발명의 반응장치를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 이송관(19)을 통해 이송된 추출물은 반응조(21)에 수용된다. 반응조(21)는 신속한 처리를 위해 2조 이상 설치 가능하며, 이송관(19)을 각각의 반응조(21)로 분배되도록 연결할 수 있다.

반응조(21) 내에는 모터(22)에 의해 회전되며 교반 작업을 수행하는 교반임펠러(23)가 구비되어 있다. 교반임펠러(23)는 200~500 rpm 으로 회전되며, 추출물의 온도는 35~100도씨 정도를 유지한다. 이를 위해 온도센서(24)가 반응조(21) 내부의 온도를 측정하여, 유입관(24a)을 통해 보일러(미도시)로 부터 공급된 열을 내부로 공급하거나, 차단하게 된다.

또한 추출물의 산화 반응을 위하여 내부에는 산소를 공급하여야 한다. 추출물에 용존된 산소량을 측정하기 위해 용존산소량센서(25)를 구비하고, 이에 따라 유입관(25a)을 통해 산소를 공급하거나, 차단하게 된다.

또한 반응조(21) 내부로 첨가제를 넣게 되는데, 첨가제로는 소석회를 사용한다. 소석회는 추출물에 산소를 공급하여 색을 변화시키는 역할을 한다. 소석회는 조개껍질이나 귤껍질을 1000도씨에서 24시간 이상 구운 다음 불기운이 남아있는 상태로 공기가 통하지 않도록 하여 자연 산화시킨 것을 사용한다. 소석회는 첨가제 탱크(28a)에 보관되어 있다가, 이송관(28b)을 따라 반응조(21) 내로 첨가된다. 추출물이 PH 11을 유지할 수 있도록 하기 위해, PH센서(28)를 통해 반응조(21) 내부의 PH를 측정하여, 소석회의 첨가 여부를 결정하게 된다.

일 예로, 추출물의 7~8톤, 온도 20~35도씨, PH농도 등을 제어부에서 계산하여 소석회에서 계산하여 공급 여부를 결정하게 할 수 있다. 보통 7~8톤에 50~55KG의 소석회가 주입되며, 이 때 최적조건의 고농도 염료를 얻을 수 있다.

소석회가 첨가된 후, 교반임펠러(23)가 280 rpm 정도로 계속 회전하면, 남색의 거품이 일어나게 되는데, 동시에 압축산소를 공급하여 산화반응이 일어나도록 한다.

소석회와 교반되어 산화되는 추출물은 황갈색 < 황적색 < 연두색 < 녹색 < 청록색 < 파란색 < 남색으로 반응되어 인디고 염료가 된다. 반응이 끝난 인디고 염료는 1~2 시간 정도 침전시키게 되며, 상등액은 연한 갈색으로 변화하고, 인디고 염료는 소석회와 함께 반응조(21)에 가라 앉는다. 이 때 수분이 포함된 인디고 염료가 약 300~500KG 정도 만들어진다. 상등액은 이송펌프(27)에 의해 폐수처리장으로 배출되고, 침전된 인디고 염료는 이송펌프(26)에 의해 이송관(29)을 따라 교반장치(30)로 이송된다.

도 5는 본 발명의 교반장치를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 이송관(29)을 따라 이송된 염료는 교반조(31)에서 교반되며, 살균, 발효 과정을 거치게 된다.

교반조(31)에는 PH센서(32)에 의해 PH농도가 측정되어, 이에 따라 산성 또는 알칼리성 첨가물이 탱크(32b, 32d)에서 조절밸브(32a, 32c)의 작동에 의해 투여된다. 주로 잿물을 염료와 반응시켜 발효를 통해 완전한 염료를 만들게 되는데, 발효공정을 통해 일광견뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.

먼저 교반조(31)에 유입된 염료는 부패 방지와 대장균 등의 제거를 위해 100도씨에서 2시간 동안 살균을 시키게 된다. 이를 위해 온도센서(34)와 열원 공급관(34a)이 구비된다.

살균된 염료는 25~30도씨를 유지하면서, 잿물 10톤에 염료 1000~2000 KG 의 비율로 교반한다. 교반임펠러(33)는 380 rpm 의 속도로 교반하며, 이 때 거품이 생기게 된다. 남색 줄무늬막이 형성될 때까지 약 5~10일간 35도씨 정도를 유지하며 교반하면 발효공정이 완성되고, 남색의 염료가 남게 된다. 생성된 염료는 이송펌프(35)에 의해 이송관(36)을 따라 저장장치(40)로 이송된다.

도 6은 본 발명의 저장장치를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 이송관(36)을 따라 이송된 염료는 저장조(41)에 저장되며, 이송펌프(42)에 의해 이송관(43)으로 여과장치(50)로 보내진다.

도 7은 본 발명의 여과장치를 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 이송관(43)으로 이송된 염료는 여과기(51)에서 불순물을 제거하게 되는데, 두 차례 이상 여과기(51)를 거치도록 하는 것이 바람직하다. 여과기(51)를 거쳐 불순물을 제거한 염료는 이송펌프(52)에 의해 이송관(53)을 따라 2차 저장장치로 보내진다.

도 8은 본 발명의 탈수장치를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 2차 저장장치에 저장된 염료를 원심 탈수기(71)에서 수분을 제거하게 되며, 수분이 제거된 염료는 상측의 H빔(74)에 부착된 전동호이스트(73)에 의해 건조장치(80)로 이송된다. 탈수기(71)에서 모아진 수분은 배출관(72)으로 배출된다.

도 9는 본 발명의 건조장치를 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 수분이 제거된 염료는 건조기(81)에서 열풍에 의해 건조된다. 약 60도씨에서 24시간 정도 건조시키는 것이 바람직하다.

도 10은 본 발명의 분쇄장치를 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 건조된 염료는 수직 콘베이어(91)에 의해 높은 위치로 이송되어, 기류식 분쇄기(92)를 통해 가는 입자로 분쇄된다. 일반적으로 1000~1500 mesh 로 분쇄되어, 최종적인 염료가 되는데, 2톤의 쪽식물에서 100~200 KG 의 인디고 분말염료를 얻을 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 추출설비를 통해 쪽식물을 추출한 후, 디지털굴절계(일본 ATAGO PR-32)로 Brix %를 측정한 결과, 추출 효율이 높아졌음이 확인되었다. 따라서 본 발명에 따른 추출설비를 이용하면, 종래의 재래식 추출방식에 비하여 체계적으로 대량의 염료를 생산할 수 있으며, 재현성이 뛰어나 인력절감은 물론 연속, 대량생산이 가능하게 된다.

본 발명은 쪽식물로부터 천연 인디고 염료를 연속적으로 자동화하여 생산할 수 있도록 하는 추출설비를 제공하므로써, 인력을 절감하고 대량의 염료를 생산할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 쪽 색소식물로부터의 염료 회수율을 향상시켜 고농도의 색소를 제조할 수 있게 되어, 천연색소를 대량 생산할 수 있게 하고, 염료의 분리, 정제비용을 줄일 수 있어 경제성을 향상시키는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 종래와 달리 전통적인 수작업 숙련자가 아니더라도, 자동 설비의 구동을 통해 우수한 품질의 염료를 제공할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Claims

쪽식물이 수용되고 다수의 통공이 형성된 타공바스켓과 상기 타공바스켓이 안착되고 용매가 담기는 추출조를 포함하여 상기 쪽식물로부터 추출된 색소가 함유된 추출물을 만드는 추출장치;

상기 추출장치에서 생성된 추출물이 이동되어 담기는 반응조, 상기 반응조 내에서 회전되는 교반임펠러 및 상기 반응조에 공급하기 위한 첨가제를 수용하는 첨가제 탱크를 포함하여 상기 추출물을 염료로 만드는 반응장치;

상기 반응장치에서 침전된 염료가 이동되어 담기는 교반조, 상기 교반조 내에서 회전되는 교반임펠러 및 상기 교반조에 공급하기 위한 산성 또는 알칼리성 첨가제를 수용하는 첨가제 탱크를 포함하여 상기 염료를 발효된 염료로 만드는 교반장치;

상기 교반장치에서 발효된 염료의 불순물을 걸러 내기 위한 여과기를 포함하는 여과장치; 및

상기 여과장치를 통과한 염료의 수분을 제거하기 위한 탈수기를 포함하는 탈수장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
제 1 항에 있어서,

상기 교반장치와 상기 여과장치의 사이에는 상기 교반장치에서 발효된 염료 를 저장하기 위한 저장고를 포함하는 저장장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
제 1 항에 있어서,

상기 여과장치와 상기 탈수장치의 사이에는 상기 여과장치에서 여과된 염료를 저장하기 위한 저장고를 포함하는 저장장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
제 1 항에 있어서,

상기 탈수장치에서 수분이 제거된 염료를 건조하기 위한 건조기를 포함하는 건조장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

수분이 제거된 염료를 가는 입자로 분쇄하기 위한 분쇄기를 포함하는 분쇄장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
제 1 항에 있어서, 상기 추출장치의 상기 추출조는:

내부의 온도를 측정하여 이에 따라 열을 공급할 수 있는 보일러와 연결되며,

내부에 산소를 공급할 수 있는 에어탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
제 1 항에 있어서, 상기 반응장치의 상기 반응조는:

내부의 온도를 측정하여 이에 따라 열을 공급할 수 있는 보일러와 연결되며,

내부의 용존 산소량(DO)을 측정하여 이에 따라 산소를 공급할 수 있는 위한 에어탱크와 연결되고,

내부의 수소이온농도(PH)를 측정하여 이에 따라 첨가제를 공급할 수 있는 첨가제 탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
제 1 항에 있어서, 상기 교반장치의 상기 교반조는:

내부의 온도를 측정하여 이에 따라 열을 공급할 수 있는 보일러와 연결되며,

내부의 수소이온농도(PH)를 측정하여 이에 따라 첨가제를 공급할 수 있는 산성/알칼리성 탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
제 1 항에 있어서, 상기 여과장치는:

상기 여과기를 2 이상 구비하여 상기 교반장치에서 발효된 염료의 불순물을 충분히 여과할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출설비.
천연염료를 추출하기 위한 방법에 있어서,

생쪽을 용매에 넣고 소정의 시간동안 일정 범위의 온도를 유지하며 산소를 공급하여 색소를 추출하는 제1단계;

상기 제1단계에서 생성된 상기 추출물을 교반하면서, 소정의 시간동안 일정 범위의 온도를 유지하며 산소를 공급하고, 첨가제를 공급하여 염료로 만드는 제2단계;

상기 제2단계에서 생성된 상기 염료를 교반하면서, 소정의 시간동안 일정 범위의 온도를 유지하며 산성 또는 알칼리성 첨가제를 공급하여 발효시키는 제3단계;

상기 제3단계에서 발효된 염료의 불순물을 걸러내기 위해 여과하는 제4단계; 및

상기 제4단계에서 여과된 염료의 수분을 제거하기 위해 탈수하는 제5단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출방법.
제 10 항에 있어서, 상기 제3단계는:

상기 제2단계에서 생성된 상기 염료를 고온으로 소정의 시간 동안 가열하여 살균하는 제3a단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제5단계에서 탈수된 염료를 열풍을 통해 건조시키는 제6단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출방법.
제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 염료를 분쇄기로 가는 입자로 분쇄하는 제7단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제1단계에서 첨가되는 상기 첨가제는 소석회인 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제3단계에서 첨가되는 첨가제는 잿물인 것을 특징으로 하는 천연염료 자동 추출방법.