KR20100097499A - 증기를 이용한 추출 및 농축 장치 - Google Patents

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안교성
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주식회사 영일이엔지
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    • A47J27/00—Cooking-vessels
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Abstract

본 발명은 증기를 이용한 추출 및 농축 장치에 있어서, 증기공급관과 연통되어 증기를 공급하는 증기공급원, 상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 원료를 가열시킴으로써 원료에서 특정성분을 분리하여 추출시키는 추출기, 상기 추출기로부터 가열되어 기화된 특정성분를 공급받아 냉각을 통해 응축시켜 상기 추출기에 다시 공급하는 환류냉각기, 상기 추출기로부터 추출된 2 이상의 특정성분을 공급받아 교반수단을 통해 혼합시키거나, 상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 상기 추출기로부터 추출된 특정성분을 공급받아 가열시킴으로써 상기 추출된 특정성분의 수분을 증발시켜 농축시키는 교반농축기, 및 상기 교반농축기로부터 가열되어 기화된 특정성분을 공급받아 냉각을 통해 응축시키는 복수기를 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
본 발명에 따른 증기를 이용한 추출 및 농축 장치는 추출기, 농축기 및 교반기를 통합하여 사용자가 구매비용을 절감하고 설치공간을 절약할 수 있을 뿐 아니라 실험 데이터의 통합이 가능하여 결과 분석을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
추출기, 환류냉각기, 교반농축기, 복수기, 증기공급원

Description

증기를 이용한 추출 및 농축 장치{Extractor and concentrator using steam}
본 발명은 증기를 이용한 추출 및 농축 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 천연물질을 포함한 식품이나 화합물을 온도와 압력 등의 조건을 제어하여 추출, 농축 및 교반 등 다양한 목적의 실험이 가능한 증기를 이용한 추출 및 농축 장치에 관한 것이다.
추출기란 원료에서 특정성분을 추출하는 수단이고, 농축기는 특정성분의 농도를 높여주는 수단이며, 교반기는 2 이상의 특정성분을 혼합시키는 수단이다. 추출기, 농축기 및 교반기는 이미 공지기술로 실험용 또는 음식물이나 약품제조 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
하지만, 종래의 공지기술은 사용자가 추출기, 농축기 및 교반기가 별도로 구매해야 하기 때문에 비용의 낭비가 발생하고, 각각의 장치마다 별도의 공간이 필요하기 때문에 공간의 낭비를 초래하는 문제점이 있다. 게다가 실험한 데이터의 통합적인 관리가 어려운 문제점도 있다.
또한, 종래의 추출기의 경우 일단 추출과정이 시작되면 특정성분의 추출농도를 제어하기 어렵고, 추출된 특정성분에 불순물이 잔존하여 실험결과에 예측하지 못한 영향을 주는 단점이 있다.
그리고, 종래의 공지기술은 추출기, 농축기 및 교반기의 덮개를 사용자가 직접 개폐하여야 하는데, 통상적으로 덮개의 무게가 무거워 사용자가 직접 개폐하는데 적지않은 힘이 필요한 문제점이 있다.
본 발명은 추출기, 농축기 및 교반기를 하나로 통합함으로써 다양한 목적의 실험을 수행하여 통합적인 실험 데이터의 분석이 가능하고, 최적의 온도, 압력 및 농도를 정밀하게 조절할 수 있으며, 실린더를 이용하여 덮개의 개폐가 가능한 증기를 이용한 추출 및 농축 장치와 관련된다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 증기를 이용한 추출 및 농축 장치에 있어서, 증기공급관과 연통되어 증기를 공급하는 증기공급원, 상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 원료를 가열시킴으로써 원료에서 특정성분을 분리하여 추출시키는 추출기, 상기 추출기로부터 가열되어 기화된 특정성분를 공급받아 냉각을 통해 응축시켜 상기 추출기에 다시 공급하는 환류냉각기, 상기 추출기로부터 추출된 2 이상의 특정성분을 공급받아 교반수단을 통해 혼합시키거나, 상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 상기 추출기로부터 추출된 특정성분을 공급받아 가열시킴으로써 상기 추출된 특정성분의 수분을 증발시켜 농축시키는 교반농축기, 및 상기 교반농축기로부터 가열되어 기화된 특정성분을 공급받아 냉각을 통해 응축시키는 복수기를 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 추출기로부터 추출된 특정성분을 상기 교반농축기로 이송시키거나, 상기 추출기 내의 추출된 특정성분의 농도를 높이기 위해서 상기 추출기로 추출된 특정성분을 다시 반송시키는 이송펌프를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 추출기로부터 추출된 특정성분을 공급받아 불순물을 제거하는 필터를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 복수기로부터 응축된 특정성분을 공급받아 이를 저장하는 응축액 탱크를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 응축액 탱크와 연통되어 상기 응축액 탱크 내부의 압력을 낮추어서 상기 복수기로부터 상기 응축액 탱크로 응축된 특정성분의 이동을 촉진시키는 진공펌프를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 추출기는, 내부에 원료를 수용하는 공간을 형성하는 추출기 본체, 상기 추출기 본체를 둘러싸는 독립적인 공간을 형성하고, 상기 증기공급원으로부터 증기를 공급받아 상기 추출기 본체를 가열시키는 추출기 가열공간, 상기 추출기 본체의 상단을 개폐가능하게 덮는 추출기 덮개, 및 상기 추출기 덮개를 상하로 이동시켜 추출기 덮개를 개폐시키는 추출기 개폐수단을 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 추출기 개폐수단은, 상기 추출기에서 이격되어 수직으로 설치된 수직지지대, 상기 수직지지대에 평행하게 고정되어 상하이동이 가능한 제 1 실린더, 및 상기 제 1 실린더에 일측이 고정되고 상기 추출기 덮개에 타측이 고정되어 상기 제 1 실린더의 상하이동에 따라 상기 추출기 덮개를 개폐시키는 제 1 수평지지대를 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 교반농축기는, 내부에 추출된 특정성분을 수용하는 공간을 형성하는 교반농축기 본체, 상기 교반농축기 본체를 둘러싸는 독립적인 공간을 형성하고, 상기 증기공급원으로부터 증기를 공급받아 상기 교반농축기 본체를 가열시키는 교반농축기 가열공간, 상기 교반농축기 본체의 상단을 개폐가능하게 덮는 교반농축기 덮개, 및 상기 교반농축기 덮개를 상하로 이동시켜 교반농축기 덮개를 개폐시키는 교반농추기 개폐수단을 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 교반농축기 개폐수단은, 상기 교반농축기에서 이격되어 수직으로 설치되고 상하이동이 가능한 제 2 실린더, 상기 제 2 실린더에 일측이 고정되고 상기 교반농축기 덮개에 타측이 고정되어 상기 제 2 실린더의 상하이동에 따라 상기 교반농축기 덮개를 개폐시키는 제 2 수평지지대, 및 상기 제 2 실린더와 상기 교반농축기 덮개 사이에 설치되어 상기 제 2 실린더에 의한 상기 교반농축기 덮개의 상하이동을 안내하는 지지가이드를 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 교반농축기의 교반수단은, 상기 교반농축기의 일측에 구 비되어 회전운동하는 교반모터, 상기 교반농축기 본체 내에 수직으로 구비되고, 상기 교반모터에 일단부가 결합되어 교반모터의 회전운동에 따라 회전되는 중심축, 및 상기 교반농축기 본체 내에 구비되고, 상기 중심축의 타단부와 결합되어 중심축의 회전에 따라 회전되면서 2 이상의 특정성분을 혼합시키는 임펠러를 포함하는 교반수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 상기 환류냉각기는, 냉각수를 유입하는 제 1 유입구와 냉각수를 유출하는 제 1 유출구를 구비하여 냉각수를 순환시키는 제 1 탱크, 및 상기 제 1 탱크 내에 구비되고 상기 추출기로부터 기화된 특정성분을 공급받아 통과시킴으로써 냉각수에 의해서 기화된 특정성분을 냉각하여 응축시켜 다시 상기 추출기로 환송하는 다수의 제 1 관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 복수기는, 냉각수를 유입하는 제 2 유입구와 냉각수를 유출하는 제 2 유출구를 구비하여 냉각수를 순환시키는 제 2 탱크, 및 상기 제 2 탱크 내에 구비되고 상기 교반농축기로부터 기화된 특정성분을 공급받아 통과시킴으로써 냉각수에 의해서 기화된 특정성분을 냉각하여 응축시키는 다수의 제 2 관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
바람직하게는, 증기공급관의 온도를 제어하는 온도제어밸브를 이용하여 상기 추출기 또는 교반농축기 내의 온도를 제어하고, 상기 환류냉각기에서 응축되는 특정성분의 양을 조절하여 상기 추출기 내의 압력을 제어하며, 상기 추출기 또는 교반농축기 내의 온도와 상기 추출기 내의 압력을 저장하는 제어기를 더 포함하여 이 루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치가 제안된다.
본 발명에 따른 증기를 이용한 추출 및 농축 장치는 추출기, 농축기 및 교반기를 통합하여 사용자가 구매비용을 절감하고 설치공간을 절약할 수 있을 뿐 아니라 실험 데이터의 통합이 가능하여 결과 분석을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제어기가 구비되어 정밀한 온도 및 압력제어가 가능하고, 이송펌프가 구비되어 추출된 특정성분을 추출기로 다시 반송시킬 수 있어 추출기 내의 농도를 제어할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 실린더가 구비되어 덮개에 사용자의 힘을 가하지 않고도 손쉽게 개폐가 가능하여 실험과정이나 실험과정 후 세척과정에서 편리성이 증가하는 효과가 있다.
또한, 추출기에서 추출된 특정성분에 잔존하는 불순물을 제거할 수 있는 필터를 구비하여 실험결과의 정확성을 높여주는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다양한 효과들은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 청구항 및 실시예에서 기재된 다양한 실시예의 구성으로부터 이해될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 일 실시예를 설명함에 있어서, 중복되는 부가적인 설명은 아래에서 생략된다. 아래의 실시예들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증기를 이용한 추출 및 농축 장치의 정면도 및 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 증기를 이용한 추출 및 농축 장치의 계통도이며, 도 3은 도 1에 도시된 환류냉각기(2) 또는 복수기(4)의 정면도 및 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 추출기(1)의 개방작동도이고, 도 5는 도 1에 도시된 교반농축기(3)의 개방작동도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 증기를 이용한 추출 및 농축 장치는 특정성분을 추출시키는 추출기(1), 2 이상의 특정성분을 혼합시키거나 농축시키는 교반농축기(3) 및 증기공급원, 환류냉각기(2), 복수기(4), 이송펌프(5), 필터(6), 응축액 탱크(7), 진공펌프(8), 제어기(9), 추출기 개폐수단(14), 교반농축기 개폐수단(34), 교반모터(38), 중심축(39), 임펠러(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
증기공급원은 추출기(1)와 교반농축기(3)에 증기를 공급하는 장치로써, 연통된 증기공급관을 통해서 소정의 온도와 압력의 증기를 추출기(1)와 교반농축기(3)에 공급한다.
추출기(1)는 원료에서 특정성분을 분리하여 추출시키는 장치로써, 일측에 연 통된 증기공급관을 통해서 증기공급원에서 공급한 증기를 공급받아 원료를 가열하여 특정성분을 분리하여 추출한다. 바람직하게는, 원료와 함께 물을 넣어 함께 가열하여 특정성분을 추출한다.
추출된 특정성분은 후술할 이송펌프(5)에 의해서 교반농축기(3)로 이송되거나 농도제어를 위해 추출기(1)로 다시 반송된다.
도 1과 도 4를 참조하면, 추출기(1)는 내부에 원료를 수용하는 공간을 형성하는 추출기 본체(11), 추출기 본체(11)를 둘러싸는 독립적인 공간을 형성하고, 증기공급원으로부터 증기를 공급받아 추출기 본체(11)를 가열시키는 추출기 가열공간(12), 추출기 본체(11)의 상단을 개폐가능하게 덮는 추출기 덮개(13)와 추출기 덮개(13)를 상하로 이동시켜 추출기 덮개(13)를 개폐시키는 추출기 개폐수단(14)을 포함한다.
또한, 추출기 개폐수단(14)은 추출기(1)에서 이격되어 수직으로 설치된 수직지지대(15), 수직지지대(15)에 평행하게 고정되어 상하이동이 가능한 제 1 실린더(16)와 제 1 실린더(16)에 일측에 고정되고 추출기 덮개(13)에 타측이 고정되어 제 1 실린더(16)의 상하이동에 따라 추출기 덮개(13)를 개폐시키는 제 1 수평지지대(17)를 포함한다.
바람직하게는, 전술한 제 1 실린더(16)로 공기압 실린더를 채용하여 압축공기 공급원으로부터 압축공기를 공급받아 기계적인 상하이동을 하여 추출기 덮개(13)를 개폐시킨다. 또한, 제 1 수평지지대(17)는 제 1 실린더(16)에 고정된 일측을 중심으로 회동가능하게 설치한다.
환류냉각기(2)는 기화된 특정성분을 응축시키는 장치로써, 도 3를 참조하면, 냉각수를 유입하는 제 1 유입구(22)와 냉각수를 유출하는 제 1 유출구(23)를 구비하여 냉각수를 순환시키는 제 1 탱크(21)와 제 1 탱크(21) 내에 구비되어 추출기(1)로부터 기화된 특정성분을 공급받아 통과시킴으로써 냉각수에 의해서 기화된 특정성분을 냉각하여 응축시켜 다시 추출기(1)로 환송시키는 다수의 제 1 관(24)을 포함한다.
즉, 제 1 탱크(21) 내에 냉각수가 순환되는 동안 추출기(1)로부터 가열되어 기화된 특정성분을 공급받아 다수의 제 1 관(24)을 통과시키면 다수의 제 1 관(24) 내의 기화된 특정성분은 냉각수에 열전달하고 액체로 응축된 후 다시 추출기(1)로 환송된다.
바람직하게는, 환류냉각기(2)는 추출기(1) 내의 압력을 조절하는 수단이 된다. 즉, 후술할 제어기(9)에서 냉각수의 순환량이나 기화된 특정성분의 양을 제어함으로써 응축되는 특정성분의 양이 조절가능하여, 추출기(1) 내의 압력을 낮추려면 응축되는 특정성분의 양을 증가시키고 추출기(1) 내의 압력을 높이려면 응축되는 특정성분의 양을 감소시킨다.
교반농축기(3)는 2 이상의 특정성분을 혼합시키거나 특정성분을 농축시키는 장치로써, 추출기(1)로부터 추출된 2 이상의 특정성분을 공급받아 교반수단을 통해 혼합시키거나, 일측에 연통된 증기공급관을 통해서 증기공급원으로부터 공급된 증 기로 추출기(1)로부터 추출된 특정성분을 공급받아 가열함으로써 추출된 특정성분의 수분을 증발시켜 농축시킨다. 농축된 특정성분은 교반농축기(3)의 하단에 구비된 배출구를 통해 배출되고, 증기에 의하여 가열되어 기화된 특정성분은 후술할 복수기(4)를 통해서 응축되어 응축액 탱크(7)에 저장된다.
도 1과 도 5를 참조하면, 교반농축기(3)는 내부에 추출된 특정물질를 수용하는 공간을 형성하는 교반농축기 본체(31), 교반농축기 본체(31)를 둘러싸는 독립적인 공간을 형성하고, 증기공급원으로부터 증기를 공급받아 교반농축기 본체(31)를 가열시키는 교반농축기 가열공간(32), 교반농축기 본체(31)의 상단을 개폐가능하게 덮는 교반농축기 덮개(33)와 교반농축기 덮개(33)를 상하로 이동시켜 교반농축기 덮개(33)를 개폐시키는 교반농축기 개폐수단(34)을 포함한다.
또한, 교반농축기 개폐수단(34)은 교반농축기(3)에서 이격되어 수직으로 설치되고 상하이동이 가능한 제 2 실린더(35), 제 2 실린더(35)에 일측이 고정되고 교반농축기 덮개(33)에 타측이 고정되어 상기 제 2 실린더(35)의 상하이동에 따라 상기 교반농축기 덮개(33)를 개폐시키는 제 2 수평지지대(36) 및 상기 제 2 실린더(35)와 상기 교반농축기 덮개(33) 사이에 설치되어 상기 제 2 실린더(35)에 의한 상기 교반농축기 덮개(33)의 상하이동을 안내하는 지지가이드(37)를 포함한다.
바람직하게는, 전술한 제 1 실린더(16)와 마찬가지로 제 2 실린더(35)로 공기압 실린더를 채용하여 압축공기 공급원으로부터 압축공기를 공급받아 기계적인 상하이동을 하여 교반농축기 덮개(33)를 개폐시킨다.
또한, 교반농축기(3)의 교반수단은 교반농축기(3)의 일측에 구비되어 회전운동하여 후술할 임펠러(40)에 회전력을 제공하는 교반모터(38), 교반농축기 본체(31) 내에 수직으로 구비되고, 교반모터(38)와 일단부가 결합되고 임펠러(40)와 타단부가 결합되어 교반모터(38)의 회전운동을 임펠러(40)에 전달하는 중심축(39) 및 교반농축기 본체(31) 내에 구비되고, 중심축(39)의 타단부에 결합되어 중심축(39)의 회전에 따라 회전되면서 2 이상의 특정물질을 혼합시키는 임펠러(40)를 포함한다.
즉, 2 이상의 특정성분을 교반하여 혼합할 필요가 있는 경우 교반모터(38)를 작동시켜 임펠러(40)를 회전시킴으로써 2 이상의 특정성분을 혼합시킬 수 있다.
복수기(4)는 기화된 특정성분을 응축시키는 장치이며 전술한 환류냉각기(2)와 유사한 장치로써, 도 3을 참조하면, 냉각수를 유입하는 제 2 유입구(42)와 냉각수를 유출하는 제 2 유출구(43)를 구비하여 냉각수를 순환시키는 제 2 탱크(41)와 제 2 탱크(41) 내에 구비되어 교반농축기(3)로부터 기화된 특정성분을 공급받아 통과시킴으로써 냉각수에 의해서 기화된 특정성분을 냉각하여 응축시켜 후술할 응축액 탱크(7)로 이송시키는 다수의 제 2 관(44)을 포함한다.
즉, 제 2 탱크(41) 내에 냉각수가 순환되는 동안 교반농축기(3)로부터 가열되어 기화된 특정성분을 공급받아 다수의 제 2 관(44)을 통과시키면 다수의 제 2 관(44) 내의 기화된 특정성분은 냉각수에 열전달하고 액체로 응축된 후 응축액 탱크(7)로 이송된다.
이송펌프(5)는 추출기(1)에서 추출된 특정성분을 이송시키는 장치로써, 추출기(1)의 일측 및 교반농축기(3)의 일측과 연통되어 추출된 특정성분을 추출기(1)에서 교반농축기(3)로 이송시킨다.
또한, 이송펌프(5)는 추출기(1) 내의 추출된 특정성분의 농도를 조절하는 장치로써, 추출기(1) 내의 추출된 특정성분의 농도제어를 위해서 교반농축기(3)로 이송시키지않고 추출된 특정성분을 추출기(1)로 다시 반송가능하다. 도 2를 참조하면, 추출기(1) 내의 추출된 특정성분 농도가 적절하다면 이송밸브(51)를 개방하고 반송밸브(52)를 폐쇄하여 추출된 특정성분을 교반농축기(3)로 이송시키지만, 추출기(1) 내의 추출된 특정성분의 농도가 낮다면 이송밸브(51)를 폐쇄하고 반송밸브(52)를 개방하여 추출된 특정성분을 추출기(1)로 다시 반송하여 농도를 적절하게 조절할 수 있다.
필터(6)는 불순물을 제거하는 역할을 하는 장치로써, 이송펌프(5)에 의해서 추출기(1)에서 교반농축기(3)로 이송되는 과정에서 추출된 특정성분의 불순물을 제거해 준다. 불순물이 제거됨으로써 실험결과의 정확성이 높아진다.
응축액 탱크(7)는 복수기(4)와 연통되어 복수기(4)로부터 응축된 특정성분을 공급받아 이를 저장한다. 즉, 교반농축기(3)에서 농축된 특정성분은 하단에 구비된 배출구를 통해 배출되는 반면에, 가열되어 기화된 특정성분의 경우는 복수기(4)를 통해서 응축되어 응축액 탱크(7)에 저장된다.
진공펌프(8)는 복수기(4)에서 응축된 특정성분이 응축액 탱크(7)로 이동되게 촉진하는 장치로써, 응축액 탱크(7)와 연통되어 응축액 탱크(7) 내부의 압력을 낮추어서 복수기(4)에서 응축액 탱크(7)로 응축된 특정성분의 이동을 촉진시킨다.
제어기(9)는 추출기(1) 또는 교반농축기(3) 내의 온도 및 추출기(1) 내의 압력을 제어하고 수단으로써, 증기공급관의 일측에 구비된 온도제어밸브(91)를 이용하여 추출기(1) 또는 교반농축기(3)에 공급되는 증기의 온도를 제어함으로써 추출기(1) 또는 교반농축기(3) 내의 온도를 제어한다. 바람직하게는, 사용자는 추출기(1)의 일측 또는 교반기의 일측에 구비된 온도검출수단(92)을 이용하여 온도를 인지하고, 인지된 온도를 바탕으로 제어기(9)를 통해 추출기(1) 또는 교반농축기(3) 내의 온도를 제어한다.
또한, 제어기(9)는 추출기(1) 내의 압력을 제어하는 수단으로써, 환류냉각기(2)에서 응축되는 특정성분의 양을 조절하여 추출기(1) 내의 압력을 제어한다. 즉, 추출기(1) 내의 압력을 낮추려면 환류냉각기(2)에서 응축되는 특정성분의 양을 증가시키고 추출기(1) 내의 압력을 높이려면 환류냉각기(2)에서 응축되는 특정성분의 양을 감소시킨다. 환류냉각기(2)에서 응축되는 특정성분의 양은 냉각수의 순환량이나 기화된 특정성분의 양을 조절함으로써 달성된다.
그리고, 제어기(9)는 전술한 추출기(1) 또는 교반농축기(3) 내의 온도와 추 출기(1) 내의 압력을 저장할 수 있다. 따라서, 저장한 데이터를 이용하여 실험의 결과를 효율적으로 분석할 수 있다.
즉, 제어기(9)를 통해서 추출기(1) 또는 환류냉각기(2) 내의 온도나 압력을 미세하게 제어 가능하여 최적의 온도와 압력에서 실험을 수행할 수 있고, 필요한 경우 고온으로 가열하여 살균할 수 있으며, 각종 원료에 따라 필요한 온도에서 농축시킬 수 있다.
바람직하게는, 제어기(9)는 터치스크린 방식의 입출력수단을 채용하여 사용자가 손쉽게 필요한 온도 및 압력을 입력하고 현재의 온도 및 압력을 인지할 수 있게 한다.
한편, 본 발명에 따른 증기를 이용한 추출 및 농축 장치의 작동과정에 대하여 설명하면 아래와 같다.
먼저, 추출기 덮개(13)를 추출기 개폐수단(14)을 이용하여 개방시킨 후 원료를 추출기(1) 내부에 투입시킨다. 필요하다면 원료와 함께 소정의 양의 물도 추출기(1) 내부에 투입시킨다. 이어서 증기공급원으로부터 증기를 추출기 가열공간(12)에 공급받아 적절한 온도와 압력으로 추출기(1) 내의 원료를 가열하여 원료에서 특정성분을 추출시킨다. 이때, 추출기(1) 내의 압력은 제어기(9)를 통해서 환류냉각기(2)에서 응축되는 특정성분의 양을 조절하여 제어하고, 추출기(1) 내의 온도는 제어기(9)를 통해서 증기공급관의 일측에 구비된 온도제어밸브(91)를 조절하여 제어한다.
그 후, 추출기(1)에서 추출된 특정성분은 이송펌프(5)에 의해서 교반농축기(3)로 이송되거나 추출기(1) 내의 추출된 특정성분의 농도가 낮다면 이송펌프(5)에 의해서 추출기(1)로 다시 반송된다.
추출된 특정성분은 이송펌프(5)에 의해서 교반농축기(3)로 이송되는 과정에 필터(6)를 거쳐 불순물이 제거된다.
교반농축기(3)로 이송된 2 이상의 특정성분에 대하여 혼합이 필요한 경우는 교반수단을 이용하여 혼합한다. 한편, 특정성분의 농축이 필요하다면 증기공급원으로부터 증기를 교반농축기 가열공간(32)에 공급받아 교반농축기(3) 내의 특정성분을 가열하여 특정성분의 수분을 증발시켜 농축시킨다. 이때, 교반농축기(3) 내의 온도는 제어기(9)를 통해서 증기공급관의 일측에 구비된 온도제어밸브(91)를 조절하여 제어한다.
농축된 특정성분은 교반농축기(3)의 하단에 구비된 배출구를 통해 배출되고, 증기에 의해 가열되어 기화된 특정성분은 복수기(4)로 이송되어 냉각된다. 복수기(4)에서는 순환하는 냉각수에 의해서 기화된 특정성분이 액화되고, 액화된 특정성분은 응축액 탱크(7)로 이송되어 저장된다. 이때, 진공펌프(8)를 이용하여 응축액 탱크(7) 내의 압력을 낮춤으로써 응축액 탱크(7)로 액화된 특정성분의 이동을 촉진시킨다.
특정성분의 추출이 완료되면 추출기 개폐수단(14)과 교반농축기 개폐수단(34)을 이용하여 추출기 덮개(13)와 교반농축기 덮개(33)를 개방한 후 내부 공간을 세척한다.
전술한 추출 및 농축 장치의 작동과정은 추출과정과 농축과정을 동시에 설명했지만 사용자의 필요에 따라 추출과정과 농축과정을 독립적으로 사용될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면 및 실시예에 따라 구체적으로 설명되었으나, 첨부된 도면 및 전술한 실시예는 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 따라서, 전술한 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어져야 하고, 그 범위는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물을 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증기를 이용한 추출 및 농축 장치의 정면도 및 측면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 증기를 이용한 추출 및 농축 장치의 계통도이며,
도 3은 도 1에 도시된 환류냉각기 또는 복수기의 정면도 및 단면도이고,
도 4는 도 1에 도시된 추출기의 개방작동도이고,
도 5는 도 1에 도시된 교반농축기의 개방작동도이다.

Claims (12)

  1. 증기를 이용한 추출 및 농축 장치에 있어서,
    증기공급관과 연통되어 증기를 공급하는 증기공급원;
    상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 원료를 가열시킴으로써 원료에서 특정성분을 분리하여 추출시키는 추출기;
    상기 추출기로부터 가열되어 기화된 특정성분를 공급받아 냉각을 통해 응축시켜 상기 추출기에 다시 공급하는 환류냉각기;
    상기 추출기로부터 추출된 2 이상의 특정성분을 공급받아 교반수단을 통해 혼합시키거나, 상기 증기공급원으로부터 증기공급관을 통해 공급받은 증기로 상기 추출기로부터 추출된 특정성분을 공급받아 가열시킴으로써 상기 추출된 특정성분의 수분을 증발시켜 농축시키는 교반농축기; 및
    상기 교반농축기로부터 가열되어 기화된 특정성분을 공급받아 냉각을 통해 응축시키는 복수기를 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 추출기로부터 추출된 특정성분을 상기 교반농축기로 이송시키거나, 상기 추출기 내의 추출된 특정성분의 농도를 높이기 위해서 상기 추출기로 추출된 특정성분을 다시 반송시키는 이송펌프를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 추출기로부터 추출된 특정성분을 공급받아 불순물을 제거하는 필터를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수기로부터 응축된 특정성분을 공급받아 이를 저장하는 응축액 탱크를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 응축액 탱크와 연통되어 상기 응축액 탱크 내부의 압력을 낮추어서 상기 복수기로부터 상기 응축액 탱크로 응축된 특정성분의 이동을 촉진시키는 진공펌프를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 추출기는,
    내부에 원료를 수용하는 공간을 형성하는 추출기 본체;
    상기 추출기 본체를 둘러싸는 독립적인 공간을 형성하고, 상기 증기공급원으로부터 증기를 공급받아 상기 추출기 본체를 가열시키는 추출기 가열공간;
    상기 추출기 본체의 상단을 개폐가능하게 덮는 추출기 덮개; 및
    상기 추출기 덮개를 상하로 이동시켜 추출기 덮개를 개폐시키는 추출기 개폐수단을 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 추출기 개폐수단은,
    상기 추출기에서 이격되어 수직으로 설치된 수직지지대;
    상기 수직지지대에 평행하게 고정되어 상하이동이 가능한 제 1 실린더; 및
    상기 제 1 실린더에 일측이 고정되고 상기 추출기 덮개에 타측이 고정되어 상기 제 1 실린더의 상하이동에 따라 상기 추출기 덮개를 개폐시키는 제 1 수평지지대를 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  8. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 교반농축기는,
    내부에 추출된 특정성분을 수용하는 공간을 형성하는 교반농축기 본체;
    상기 교반농축기 본체를 둘러싸는 독립적인 공간을 형성하고, 상기 증기공급원으로부터 증기를 공급받아 상기 교반농축기 본체를 가열시키는 교반농축기 가열공간;
    상기 교반농축기 본체의 상단을 개폐가능하게 덮는 교반농축기 덮개; 및
    상기 교반농축기 덮개를 상하로 이동시켜 교반농축기 덮개를 개폐시키는 교반농추기 개폐수단을 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 교반농축기 개폐수단은,
    상기 교반농축기에서 이격되어 수직으로 설치되고 상하이동이 가능한 제 2 실린더;
    상기 제 2 실린더에 일측이 고정되고 상기 교반농축기 덮개에 타측이 고정되어 상기 제 2 실린더의 상하이동에 따라 상기 교반농축기 덮개를 개폐시키는 제 2 수평지지대; 및
    상기 제 2 실린더와 상기 교반농축기 덮개 사이에 설치되어 상기 제 2 실린더에 의한 상기 교반농축기 덮개의 상하이동을 안내하는 지지가이드를 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 교반농축기의 교반수단은,
    상기 교반농축기의 일측에 구비되어 회전운동하는 교반모터;
    상기 교반농축기 본체 내에 수직으로 구비되고, 상기 교반모터에 일단부가 결합되어 교반모터의 회전운동에 따라 회전되는 중심축; 및
    상기 교반농축기 본체 내에 구비되고, 상기 중심축의 타단부와 결합되어 중심축의 회전에 따라 회전되면서 2 이상의 특정성분을 혼합시키는 임펠러를 포함하는 교반수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  11. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 환류냉각기는,
    냉각수를 유입하는 제 1 유입구와 냉각수를 유출하는 제 1 유출구를 구비하여 냉각수를 순환시키는 제 1 탱크; 및
    상기 제 1 탱크 내에 구비되고 상기 추출기로부터 기화된 특정성분을 공급받아 통과시킴으로써 냉각수에 의해서 기화된 특정성분을 냉각하여 응축시켜 다시 상기 추출기로 환송하는 다수의 제 1 관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고,
    상기 복수기는,
    냉각수를 유입하는 제 2 유입구와 냉각수를 유출하는 제 2 유출구를 구비하여 냉각수를 순환시키는 제 2 탱크; 및
    상기 제 2 탱크 내에 구비되고 상기 교반농축기로부터 기화된 특정성분을 공급받아 통과시킴으로써 냉각수에 의해서 기화된 특정성분을 냉각하여 응축시키는 다수의 제 2 관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
  12. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    증기공급관의 온도를 제어하는 온도제어밸브를 이용하여 상기 추출기 또는 교반농축기 내의 온도를 제어하고, 상기 환류냉각기에서 응축되는 특정성분의 양을 조절하여 상기 추출기 내의 압력을 제어하며, 상기 추출기 또는 교반농축기 내의 온도와 상기 추출기 내의 압력을 저장하는 제어기를 더 포함하여 이루어지는 증기를 이용한 추출 및 농축 장치.
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