KR20150022683A - 아미노산의 제조 방법 및 이를 위한 제조 장치 - Google Patents

아미노산의 제조 방법 및 이를 위한 제조 장치 Download PDF

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Abstract

8 내지 9.5 사이 pH 값을 가지는 깃털 폐기물(A)을 컨테이너(container)로 수거하는 단계; 전제품(preproduct, C)을 제조하기 위해 12시간 내지 48시간 동안 실온(room temperature)에서 상기 깃털 폐기물(A) 30 내지 40 중량%(weight percent) 및 물 52 내지 65 중량%를 10 내지 12 사이 pH 값을 가지는 알칼리 용액(alkaline solution, B) 5 내지 8 중량%와 혼합하는 단계; 제품 혼합물(product mixture, D)을 제조하기 위해 상기 전제품(C)을 전기분해하는 단계; 중화 반응(neutralization reaction)을 통해 제2 제품(F)을 제조하기 위해 3 내지 6 사이 pH 값을 가지는 산 용액(acid solution, E) 3 내지 5 중량%를 상기 제1 혼합물(D) 95 내지 97 중량%에 추가하는 단계를 포함하는 아미노산의 제조 방법.

Description

아미노산의 제조 방법 및 이를 위한 제조 장치{METHOD FOR PRODUCING AMINO ACIDS AND PRODUCTION APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 아미노산을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 아미노산을 추출하기 위해 깃털 폐기물(feather waste)을 가수분해하는 방법 및 아미노산을 생산하기 위해 사용되는 장치에 관한 것이다.
가금류 고기에 대한 글로벌 마켓의 거대한 수요 때문에 수백만 톤의 깃털 폐기물(feather waste)을 만든다. 게다가, 깃털 폐기물은 자연 상태에서 부패할 것이고, 악취가 나는 오염을 일으킨다. 그러나, 연소 매립(burning landfill)은 부패한 깃털 폐기물로 야기되는 악취가 나는 오염을 줄일 수 있으나, 이러한 처리 방법은 수 많은 인력 및 물적 자원을 필요로 할 것이다.
게다가, 깃털 폐기물은 많은 단백질을 포함하는데, 아미노산을 분해하는 화학적 방법에 의해, 오염을 생성하는 깃털 폐기물을 회피하고, 좋은 경제 수익(economic returns)도 가지며, 결국 깃털을 처리하는 것이 가장 좋은 방법이다.
그러므로, 위의 단점을 완화 및/또는 배제하는 새로운 아미노산 제조 방법이 요구된다.
본 발명의 이점은 아미노산을 제조하기 위해 깃털 폐기물을 가수분해하는 방법을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 다음을 포함한다:
8 내지 9.5 사이 pH 값을 가지는 깃털 폐기물을 컨테이너(container)로 수거하고;
12시간 내지 48시간 동안 실온(room temperature)에서 상기 깃털 폐기물 30 내지 40 중량%(weight percent) 및 물 52 내지 65 중량%를 10 내지 12 사이 pH 값을 가지는 알칼리 용액(alkaline solution) 5 내지 8 중량%와 혼합하여 전제품(preproduct)을 제조하여 3 내지 6 사이 pH 값을 가지는 제1 제품을 제조하여 상기 제1 제품 95 내지 97 중량% 로 하여 중화 반응을 통해 제2 제품을 제조한다.
본 발명의 이점은 아미노산을 제조하기 위해 깃털 폐기물을 가수분해하는 방법을 제공하는 것이다.
첨부된 도면과 관련하여 고려될 때 본 발명의 다른 목적들, 이점들, 그리고 새로운 특징들은 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
깃털 폐기물을 가수분해하여 아미노산을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 아미노산의 제조 방법을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 아미노산을 제조하는데 사용되는 장치의 사시도이고 그리고 제1 반응 탱크로 수거되는 깃털 폐기물을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시한 장치의 부분적인 계속도이고 그리고 전제품(preproduct)을 제조하기 위해 제1 반응 탱크로 혼합되는 알칼리 용액, 깃털 폐기물 및 물을 도시한다.
도 4는 도 3에 도시한 장치의 계속도(continued view)이고 그리고 제2 반응 탱크로 전달되는 전제품(preproduct)을 도시한다.
도 5는 도 4에 도시한 장치의 계속도이고 그리고 제2 반응 탱크 내 전제품의 전기분해를 수행하는 전해조를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시한 장치의 계속도이고 그리고 제1 제품을 제조하기 위해 전기분해되는 전제품을 도시한다.
도 7은 도 6에 도시한 장치의 계속도이고 그리고 중화 작용을 통해 제2 제품을 제조하기 위해 제1 제품과 혼?되는 산 용액을 도시한다.
도 8은 도 7에 도시한 장치의 계속도이고 그리고 제2 반응 탱크 내 제2 제품의 전기분해를 수행하는 전해조를 도시한다.
도 9는 도 8에 도시한 장치의 계속도이고 그리고 제2 반응 탱크에서 제품 탱크로 전달되는 제3 제품을 도시한다.
도 1 내지 도 9는 도면에 도시된 본 발명에 따른 방법 및 제품 장치를 도시한다. 아미노산의 제조 방법은 다음을 포함한다:
8 내지 9.5 사이 pH 값을 가지는 깃털 폐기물(A)을 컨테이너(container)로 수거하는 단계
전제품(preproduct, C)을 제조하기 위해 12시간 내지 48시간 동안, 바람직하게는 24시간 내지 48시간 동안 실온(예를 들어, 섭씨 20도 내지 섭씨 30도)에서 깃털 폐기물(A) 30 내지 40 중량%(weight percent) 및 물 52 내지 65 중량%, 바람직하게는 물 65 중량%의 양을 10 내지 12 사이 pH 값, 바람직하게는 10.5 내지 12 사이 pH 값을 가지는 알칼리 용액(alkaline solution, B) 5 내지 8 중량%와 혼합하는 단계;
제1 제품(first product, D)을 제조하기 위해 전제품(C)을 전기분해하는 단계;
중화 반응(neutralization reaction)을 통해 제2 제품(second product, F)을 제조하기 위해 3 내지 6 사이 pH 값, 바람직하게는 4.5 내지 5 사이 pH 값을 가지는 산 용액(acid solution, E) 3 내지 5 중량%를 제1 제품(D) 95 내지 97 중량%에 추가하는 단계.
작은 분자 클러스터(molecule clusters)로 된 제2 제품(F)은 비료로서 사용되기에 적합하다. 게다가, 원하는 경우, 상기 제2 제품(F)은 제3 제품(third product, G)을 제조하기 위해 다시 전기분해될 수 있고, 이것은 식물에 의해 쉽게 흡수되는 훨씬 작은 분자 클러스터를 가진다.
본 발명에 따른 아미노산의 제조 장치는 제1 반응 탱크(first reaction tank, 10), 제1 용액 탱크(first solution tank, 20), 제2 반응 탱크(second reaction tank, 30), 전해조(electrolyser, 40), 그리고 제2 용액 탱크(second solution tank, 50)를 포함한다.
제1 반응 탱크(10)는 깃털 폐기물(A), 알칼리 용액(B), 그리고 물을 그 안에(therein) 수거하여 혼합하기에 적당하다. 제1 반응 탱크(10)는 그 위에(thereon) 장착되는 교반부(11), 및 깃털 폐기물(A)를 전달하도록 이에(thereto) 연결되는 컨베이어 벨트(12)를 포함한다. 교반부(stirring unit, 11)는 모터(111) 및 상기 모터(111)에 의해 구동될 수 있고 제1 반응 탱크(10)에서 회전할 수 있는 복수의 믹싱 블레이드(mixing blades, 112)를 포함한다.
제1 용액 탱크(20)는 제1 반응 탱크(10)와 일방향(one-way) 연결되고 알칼리 용액(B)을 상기 제1 반응 탱크(10)에 저장 및 전달하기 위해 개조된다. 그러므로, 깃털 폐기물(A), 알칼리 용액(B), 물이 전제품(C)을 제조하기 위해 제1 용액 탱크(20) 내에 함께 혼합된다.
제2 반응 탱크(30)는 제1 반응 탱크(10)와 일방향(one-way) 연결되고 전제품(C)을 저장하기 위해 개조된다.
전해조(40)는 제2 반응 탱크(30)와 전기적으로 연결되고 제1 제품(D)을 제조하기 위해 상기 제2 반응 탱크(30)에서 전제품(C)의 전기분해를 수행할 수 있다.
제2 용액 탱크(50)는 제2 반응 탱크(30)와 일방향(one-way) 연결되고 산 용액(acid solution, E)을 상기 제2 반응 탱크(30)에 저장 및 전달하기 위해 개조된다. 그러므로, 산 용액(E) 및 제1 제품(D)이 중화 작용(neutralization reaction)을 통해 제2 제품(F)을 제조하기 위해 제2 용액 탱크(50) 내에 함께 혼합된다.
그리고, 상기 장치는 제2 반응 탱크(30)와 일방향(one-way) 연결되는 제품 탱크(product tank, 60)를 포함한다. 그러므로, 전해조(40)는 제3 제품(G)을 제조하기 위해 제2 반응 탱크(30)에서 제2 제품(F)의 전기분해를 수행할 수 있고, 이는 식물에 의해 쉽게 흡수될 수 있는 훨씬 작은 분자 클러스터(molecule clusters)를 가진다.
그리고, 상기 장치는 전달부(delivering unit, 70)를 포함하며, 이것은 제1, 제2, 제3, 제4 전달 어셈블리들(70a, 70b, 70c, and 70d)를 포함한다.
제1 어셈블리(first delivering assembly, 70a)는 제1 반응 탱크(10) 및 제1 용액 탱크(20) 사이에 연결되고 제1 펌프(71a) 및 2개의 제1 파이프(72a)를 포함한다. 상기 2개의 제1 파이프(72a) 중 하나는 제1 반응 탱크(10) 및 제1 펌프(71a) 사이에 연결되고, 상기 2개의 제1 파이프(72a) 중 다른 하나는 제1 펌프(71a) 및 제1 용액 탱크(20) 사이에 연결된다. 그러므로, 알칼리 용액(B)은 제1 펌프(71a) 동작을 통해 제1 용액 탱크(20)에서 제1 반응 탱크(10)로 일방향(one-way) 전달된다.
제2 어셈블리(second delivering assembly, 70b)는 제1 반응 탱크(10) 및 제2 반응 탱크(30) 사이에 연결되고 제2 펌프(71b) 및 2개의 제2 파이프(72b)를 포함한다. 상기 2개의 제2 파이프(72b) 중 하나는 제1 반응 탱크(10) 및 제2 펌프(71b) 사이에 연결되고, 상기 2개의 제1 파이프(72a) 중 다른 하나는 제2 펌프(71b) 및 제2 반응 탱크(30) 사이에 연결된다. 그러므로, 전제품(C)은 제2 펌프(71b) 동작을 통해 제1 반응 탱크(10)에서 제2 반응 탱크(30)로 일방향(one-way) 전달된다.
제3 어셈블리(third delivering assembly, 70c)는 제2 용액 탱크(50) 및 제2 반응 탱크(30) 사이에 연결되고 제3 펌프(71c) 및 2개의 제3 파이프(72c)를 포함한다. 상기 2개의 제3 파이프(72c) 중 하나는 제2 용액 탱크(50) 및 제3 펌프(71c) 사이에 연결되고, 상기 2개의 제3 파이프(72c) 중 다른 하나는 제3 펌프(71c) 및 제2 반응 탱크(30) 사이에 연결된다. 이는, 산 용액(E)이 제3 펌프(71c) 동작을 통해 제2 용액 탱크(50)에서 제2 반응 탱크(30)로 일방향(one-way) 전달된다.
제4 어셈블리(fourth delivering assembly, 70d)는 제2 반응 탱크(30) 및 제품 탱크(60) 사이에 연결되고 제4 펌프(71d) 및 2개의 제4 파이프(72d)를 포함한다. 상기 2개의 제4 파이프(72d) 중 하나는 제2 반응 탱크(30) 및 제4 펌프(71d) 사이에 연결되고, 상기 2개의 제4 파이프(72d) 중 다른 하나는 제4 펌프(71d) 및 제품 탱크(60) 사이에 연결된다. 그러므로, 제3 제품(G)은 제4 펌프(71d) 동작을 통해 제2 반응 탱크(30)에서 제품 탱크(60)로 일방향(one-way) 전달된다.
부가적으로, 상기 장치는 케이싱(casing, 80)을 더 포함한다. 제1 반응 탱크(10), 제1 용액 탱크(20), 제2 반응 탱크(30), 전해조(40), 제2 용액 탱크(50), 제품 탱크(60), 및 전달부(70)가 케이싱(80) 내에 설치된다.
케이싱(80)은 2개의 측면 부분(lateral portions, 81)을 포함하고, 그리고 제1 컨트롤 박스(82)는 상기 2개의 측면 부분(81) 중 하나에 설치되고 전해조(40), 제1 펌프(71a) 및 제2 펌프(71b)와 전기적으로 연결되고, 그리고 제2 컨트롤 박스(83)는 상기 2개의 측면 부분(81) 중 다른 하나에 설치되고 제3 펌프(71c) 및 제4 펌프(71d)와 전기적으로 연결된다.
10: 제1 반응 탱크
20: 제1 용액 탱크
30: 제2 반응 탱크
40: 전해조
50: 제2 용액 탱크
60: 제품 탱크
70: 전달부
80: 케이싱

Claims (5)

  1. 8 내지 9.5 사이 pH 값을 가지는 깃털 폐기물(A)을 컨테이너(container)로 수거하는 단계;
    전제품(preproduct, C)을 제조하기 위해 12시간 내지 48시간 동안 실온(room temperature)에서 상기 깃털 폐기물(A) 30 내지 40 중량%(weight percent) 및 물 52 내지 65 중량%를 10 내지 12 사이 pH 값을 가지는 알칼리 용액(alkaline solution, B) 5 내지 8 중량%와 혼합하는 단계;
    제1 제품(D)을 제조하기 위해 상기 전제품(C)을 전기분해하는 단계;
    중화 반응(neutralization reaction)을 통해 제2 제품(F)을 제조하기 위해 3 내지 6 사이 pH 값을 가지는 산 용액(acid solution, E) 3 내지 5 중량%를 상기 제1 제품(D) 95 내지 97 중량%에 추가하는 단계를 포함하는 아미노산의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 깃털 폐기물(A)은 9 내지 9.5 사이 pH 값을 가지며,
    상기 실온은 섭씨 20도 내지 30도 사이에서 유지되고,
    상기 물은 65 중량%의 양(amount)이고,
    상기 알칼리 용액(B)은 10.5 내지 11 사이 pH 값을 가지고,
    상기 알칼리 용액(B), 상기 깃털 폐기물(A), 상기 물은 24시간 내지 48시간 동안 혼합되고,
    상기 산 용액(E)은 4.5 내지 5 사이 pH 값을 가지는 아미노산의 제조 방법.
  3. 제1 반응 탱크(10);
    상기 제1 반응 탱크(10)와 일방향(one-way) 연결되는 제1 용액 탱크(20);
    상기 제1 반응 탱크(10)와 일방향(one-way) 연결되는 제2 반응 탱크(30);
    상기 제2 반응 탱크(30)에 전기적으로 연결되는 전해조(40); 및
    상기 제2 반응 탱크(30)와 일방향(one-way) 연결되는 제2 용액 탱크(50)를 포함하는 아미노산의 제조 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    전달부(70)를 더 포함하며, 상기 전달부(70)는 제1, 제2, 제3 전달 어셈블리(70a, 70b, 70c)를 포함하고;
    상기 제1 전달 어셈블리(70a)는 상기 제1 반응 탱크(10) 및 상기 제1 용액 탱크(20) 사이에 연결되고 제1 펌프(71a) 및 2개의 제1 파이프(72a)를 포함하고, 상기 2개의 제1 파이프(72a) 중 하나는 상기 제1 반응 탱크(10) 및 상기 제1 펌프(71a) 사이에 연결되고, 상기 2개의 제1 파이프(72a) 중 다른 하나는 상기 제1 펌프(71a) 및 상기 제1 용액 탱크(20) 사이에 연결되고;
    상기 제2 전달 어셈블리(70b)는 상기 제1 반응 탱크(10) 및 상기 제2 반응 탱크(30) 사이에 연결되고 제2 펌프(71b) 및 2개의 제2 파이프(72b)를 포함하고, 상기 2개의 제2 파이프(72b) 중 하나는 상기 제1 반응 탱크(10) 및 상기 제2 펌프(71b) 사이에 연결되고, 상기 2개의 제1 파이프(72a) 중 다른 하나는 상기 제2 펌프(71b) 및 상기 제2 반응 탱크(30) 사이에 연결되고;
    상기 제3 전달 어셈블리(70c)는 상기 제2 용액 탱크(50) 및 상기 제2 반응 탱크(30) 사이에 연결되고 제3 펌프(71c) 및 2개의 제3 파이프(72c)를 포함하고, 상기 2개의 제3 파이프(72c) 중 하나는 상기 제2 용액 탱크(50) 및 상기 제3 펌프(71c) 사이에 연결되고, 상기 2개의 제3 파이프(72c) 중 다른 하나는 상기 제3 펌프(71c) 및 상기 제2 반응 탱크(30) 사이에 연결되는 아미노산의 제조 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 반응 탱크(10)는 그 위에(thereon) 설치되는 교반부(11)를 포함하며,
    상기 교반부(11)는 모터(111) 및 복수의 믹싱 블레이드(mixing blades, 112)를 포함하고,
    상기 복수의 믹싱 블레이드(112)는 상기 모터(111)에 의해 구동될 수 있고 상기 제1 반응 탱크(10)에서 회전할 수 있고, 상기 제1 반응 탱크(10)는 거기에(thereto) 연결되는 컨베이어 벨트(12)를 포함하고,
    제품 탱크(60)가 상기 제2 반응 탱크(30)와 일방향(one-way) 연결되고,
    상기 전달부(70)는 제4 전달 어셈블리(70d)를 더 포함하고, 상기 제4 전달 어셈블리(70d)는 상기 제2 반응 탱크(30) 및 상기 제품 탱크(60) 사이에 연결되고 제4 펌프(71d) 및 2개의 제4 파이프(72d)를 포함하고,
    상기 2개의 제4 파이프(72d) 중 하나는 상기 제2 반응 탱크(30) 및 상기 제4 펌프(71d) 사이에 연결되고,
    그리고 상기 2개의 제4 파이프(72d) 중 다른 하나는 상기 제4 펌프(71d) 및 상기 제품 탱크(60) 사이에 연결되고,
    상기 제1 반응 탱크(10), 상기 제1 용액 탱크(20), 상기 제2 반응 탱크(30), 상기 전해조(40), 상기 제2 용액 탱크(50), 상기 제품 탱크(60), 및 상기 전달부(70)는 케이싱(casing, 80) 내에 설치되고,
    상기 케이싱(80)은 2개의 측면 부분(lateral portions, 81)을 포함하고,
    제1 컨트롤 박스(82)는 상기 2개의 측면 부분(81) 중 하나에 설치되고 상기 전해조(40), 상기 제1 펌프(71a) 및 상기 제2 펌프(71b)와 전기적으로 연결되고,
    그리고 제2 컨트롤 박스(83)는 상기 2개의 측면 부분(81) 중 다른 하나에 설치되고 상기 제3 펌프(71c) 및 상기 제4 펌프(71d)와 전기적으로 연결되는 아미노산의 제조 장치.
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