KR20160009308A - 회수율을 극대화한 도토리 전분 추출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 껍질이 제거된 말린 생 도토리로부터 전분 회수율을 극대화(60∼65％회수율)하여 추출하기 위한 방법에 관한 것으로, 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 전분 입자를 최대한 잘게 분쇄하여 분쇄물로부터 최대 효율의전분을 얻을 수 있도록 한 것이다.이를 위해,건조된 도토리에 묻어 있던 이물질을 제거하는 단계와, 이물질이 제거된 도토리를 커팅밀로 소정의 입자로 분쇄하는 단계와,커팅밀로 잘게 분쇄한 도토리전분을 탱크내에 물과 함께 투입하여 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분 물질을 용해 분리하여 현탁액을 얻는 단계와 현탁액을 여과기내의 필터를 압력을 가하여 찌꺼기를 제거하는 원심분리기를 이용하여 현탁액으로부터 전분과 비전분을 분리하는 단계와,그리고 탈수기를 이용하여 현탁액을 탈수하여 전분을 얻는 단계와,일정비율의 수분을 함유한 전분을 건조하여 포장하는 단계로 이루어진 것이다.

Description

회수율을 극대화한 도토리 전분 추출 방법 {The maximum extraction ratio process of starch from the acorn}

본 발명은 껍질이 제거된 말린 생 도토리로부터 도토리 전분 회수율을 극대화하여 추출하기 위한 방법에 관한 것으로, 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 전분 입자를 최대한 잘게 분쇄하고 분쇄물로부터 최대 효율의 전분을 얻을 수 있도록 한 것이다.이를 위해 공정을 살펴 보면,건조된 도토리에 묻어 있던 이물질을 제거하는 단계,이물질이 제거된 도토리를 커팅밀로 소정의 입자로 분쇄하는 단계,커팅밀로 잘게 분쇄한 도토리전분을 탱크안에 물과 함께 투입하여 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분 물질을 용해 분리하여 현탁액을 얻는 단계와 현탁액을 여과기내의 필터를 압력을 가하여 찌꺼기를 제거하는 원심분리기를 이용하여 현탁액으로부터 전분과 비전분을 분리하는 단계와,그리고 탈수기를 이용하여 현탁액을 탈수하여 전분을 얻는 단계와, 일정비율의 수분을 함유한 전분을 건조하여 포장하는 단계로 이루어진 것이다.

종래의 도토리 전분의 분리방법은 몇 가지 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 첫째, 도토리를 분쇄할 때는 열이 발생하므로 열 발생을 낮추기 위해 도토리를 물에 불리게 된다. 또한 열 발생을 억제하므로 서 도토리의 탈 타닌 효과를 얻기 위해 도토리를 물에 불려야만 하는 것이다. 이로 인하여 많은 물을 사용해야하며, 물의 사용량이 도토리부피의 약 5∼7 배정도로 많이 사용하게 되므로 이에 따른 수처 리를 위해서 많은 비용을 지불해야만 했다.둘째,도토리를 알갱이 상태에서 미세한 입자로 분쇄하는 과정에서 많은 열이 또한 발생되므로 도토리전분이 가지고 있는 고유의 물성이 변하기 때문에,우리가 원하는 도토리식품의 영양 성분을 지켜낼수가 없는 것도 또한 현실적인 문제 였다.이와 같은 변형을 최소화 하기 위해서는 도토리를 불림공정을 거치게 하여야하며,미세 분말로 분쇄시 전분의 입자가 일정 사이즈까지만 물성의 변화 없다고 연구되어 있으므로,일정한 사이즈까지를 분쇄된 상태에서 분쇄물을 정해진 자루에 넣고 회전시키면서 전분을 회수하는 과정에서 물을 이용하여 비전분 성분을 용해시키므로 대체적으로 전분 회수율이 30％ 이하로 매우 낮은 상황이었다. 셋째, 분쇄된 입자가 자루를 통과하면서 전분과 비전분으로 분리하게 되는데 이와 같은 분리 공정 또한 현탁액으로부터 물만을 제거하여 전분을 얻게 되므로 회수된 전분량에 비전분량이 일부 포함될 수밖에 없는 관계로 순도 높은 전분을 추출하는 것이 쉽지 않은 것이 현실인 것이다. 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 기획된 것으로서, 도토리를 물에 불리지 않고서 특별히 제작된 커팅기를 통해서 건조된 도토리를 미세하게 원하는 입자크기로 분쇄하여 커팅된 도토리 전분을 물과 함께 혼입시켜 이 혼합물을 회전시키면 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분입자들이 용해시키면서 순수한 전분입자만을 얻을 수 있도록 하므로 전분의 회수율을 극대화 시키는데 주된 공정이다.이와 같은 목적을 달성하기 위해서는 본 발명의 공정을 살펴보면,건조시킨 도토리에 묻어 있는 이물질과 불순물 등을 제거하는 이물질,불순물 제거 단계와, 이물질과 불순물이 제거된 도토리를 제작된 커팅밀에 의해 정해진 입도로 분쇄하는 단계,커팅밀에 의해 미세하게 분쇄시킨 도토리전분을 탱크 내에 물과 함께 투입하여 임펠러를 구동시키므로 서 전분입자를 둘레 싸고 있던 비전분입자를 용해, 분리시켜 현탁액을 추출하는 현탁액 추출 단계와, 추출되어진 현탁액을 정해진 입도를 갖는 여과기내의 필터를 이용하여, 이 필터에 정해진 압력을 가하여 미세하게 분쇄되어 용해된 입자를 통과시켜 찌꺼기를 제거하는 입자와 찌꺼기 분리 단계,그런 과정후에 원심분리기를 이용하여 현탁액으로부터 비전분 입자를 분리 제거하는 단계와, 탈수기를 이용하여 현탁액을 탈수하여 전분입자를 추출하여 얻는 단계와, 젖은 전분입자를 건조시켜 포장하는 단계로 전 공정이 제공된다. 본 발명은 껍질이 제거된 말린 생 도토리로부터 전분을 추출하기 위한 방법에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 도토리를 전분 입자 크기에 최대한 가까운 정도로 잘게 분쇄하여 분쇄물로부터 전분을 얻는 전분 회수방법에 관한 것이다.

상기에 이미 언급했던 바와 같이 설명하면 다음과 같다.도 1은 본 발명을 설명하기 위한 공정도이고 도 2는 본 발명을 설명하기 위한 플로 차트로서, 본 발명은 건조된 도토리를 수거하여 건조과정에서 도토리에 묻어 있던 불순물이나, 이물질을 강제로 에어(air)를 공급하여 건조시킨 도토리로부터 깨끗하게 제거하도록 한다. 도토리에 묻어 있거나, 포함되어 있던 이물질을 제거하고 나면 제작된 커팅밀을 이용하여 도토리를 얻고자하는 입도로 분쇄를 한다. 도토리를 분쇄하는 과정에서 필연적으로 열이 발생하게 되므로 ,영양소파괴나 요리시 제조시 품질을 유지하기위하여 발열 온도를 30℃ 이하가 되게 유지하도록 하는 것이 좋다.설명한바와 같이 세척시킨 도토리를 세립자 커팅밀에 의해 바로 분쇄를 하여도 되지만, 커팅밀에 부하가 걸리지 않도록 중입자 커팅밀에 의해 소정의 입도로 잘게 1차 분쇄한 다음 소립자 커팅밀에 의해 2차 분쇄하는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이 중립자 커팅밀에 의해 1차 분쇄되는 도토리의 입도는 1mm 이상이 되게 유지하고 세립자 커팅밀에 의해2차 분쇄되는 도토리의 입도는 20 ∼ 35㎛가 되게 유지하는 것이 바람직하다. 상기 도토리를 물에 불리지 않고 두 개의 커팅밀에 의해 소정의 입도로 분쇄하고 나면 미세하게 분쇄된 도토리 분을 저수조 탱크 내에 물과 함께 투입하여 상호 반대방향으로 회전하는 임펠러에 의해 회전시키면서 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분입자를 점진적으로 떼어내게 되므로 현탁액이 얻어진다. 상기 공정을 거쳐 현탁액을 추출하고 소정의 입도를 갖는 여과기(15)내의 필터를 압력 가해서 찌꺼기를 제거하므로 여과에 따른 일손을 대폭 줄일 수 있게 된다. 임펠러(13,14)의 회전에 따라 얻어진 현탁액이 여과기(15)의 내부로 유입되는 과정에서 압력관(16)을 통해 공기압이 작용되면 소정의 입도를 갖는 전분입자와 비전분입자를 물과 함께 필터로 통과시키지만, 필터의 기공보다 큰 입도는 필터를 통과하지 못하고 걸러지게 되는데, 이렇게 걸러진 찌꺼기를 소정 시간동안 1차호퍼에 모아졌다가 여과기(15)의 외부로 배출된다. 이에 따라, 분리된 찌꺼기는 별도로 모아 두었다가 건조하여 가축 사료로 사용하거나, 믹서에 의해 재분쇄하여 전분과 비전분입자를 분리하여 저등급의 전분입자를 얻을 수 있게 된다. 상기 현탁액으로부터 찌꺼기를 걸러내고 난후 도토리의 건조과정에서 도토리에 박혀 있던 모래 또는 흙은 세척과정에서 제거되지 않으므로 모래분리기(18)를 이용하여 현탁액으로부터 이들을 제거한 후 이를 원심분리기(19)내에 투입하여 비중 차이를 이용하여 현탁액으로부터 전분과 비전분을 분리한다. 이와 같이 원심력에 의해 현탁액으로부터 전분과 비전 분을 분리하기 위해 현탁액을 회전시키면 비중이 큰 전분입자는 원심력에 의해 멀리 가고 비중이 작은 비전분입자는 원심분리기의 중심부에 모이게 되므로 전분과 비전분의 분리가 가능해지게 된다. 하는 것이 양질의 전분을 얻을 수 있게 된다.(S16)상기 현탁액에 포함된 모래 또는 흙의 제거는 비중 차이를 이용하므로 용이하게 제거할 수 있게 된다.한편, 여과기(15) 및 모래분리기(18)사이 그리고 원심분리기(19)와 탈수기(21)사이에 현탁액을 일시 저장하는 탱크(a)(b)를 각각 설치하여 공정간 현탁액을 일시 저장하였다가 필요할 때마다 현탁액을 공정 간에 투입하도록 하는 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 현탁액을 탱크 내에 보관하는 과정에서도 전분으로부터 미처 분리되지 않은 비전분이 제거되는 부가적인 효과를 얻을 수 있다.현탁액으로부터 이물질을 제거한 다음 비전분을 분리시키고 나면 전분만이 포함된 현탁액이 얻어지는데, 상기 현탁액을 탈수기(21)내에 투입하여 탈수공정을 거치면 젖은 모래상태의 전분이 얻어진다.이와 같이 얻어진 젖은 모래상태의 전분은 열풍 건조기에 의해 건조하므로써 도토리 전분의 분리가 완료되는데,건조된 전분은 포장용 기내에 일정량씩 포장되어 출하되거나, 통풍이 잘되는 창고에 보관하게 된다.

상기에서 언급한 발명이 이루고자 하는 기술적 과제 그러나 이러한 종래의 전분 분리방법은 다음과 같은 여러 가지 문제점이 발생되었다. 첫째, 알갱이형태의 도토리를 갈아서 분쇄하기 때문에 분쇄시 발열이 심해 일정 이하의 크기로 분쇄할 경우, 발열 때문에 물성 변화가 일어나므로 이를 방지하기 위하여 분쇄 전에 불림공정을 거치게 되는데, 이 또한 최고 입도가 160 ∼200메시 까지만 물성의 변화 없이 분쇄가 가능하며, 분쇄된 상태에서 전분을 회수하는 과정에서 분쇄 물을 자루에 넣고 회전시키면서 물로 비전분성분을 용해시키므로 물의 유동을 막아 전분 회수율이 30％ 정도로 매우 낮다.둘째, 분쇄시 발열온도를 떨어뜨림과 동시에 탈 타닌 효과를 얻기 위해 도토리를 물에 불리게 되므로 물의 사용량이 도토리부피의 약 5배정도로 많이 소요되고, 이에 따라 발생되는 폐수 처리에 막대한 비용이 필요하다.셋째, 일정 입자를 갖는 전분과 비전분이 동시에 자루를 통과한 상태에서 현탁액으로부터 물만을 제거하여 전분을 얻게 되므로 회수된 전분에 비전분이 포함되고, 이에 따라 고 순도의 전분을 얻는데 한계가 있다. 넷째, 공정간 작업자가 수작업으로 운반하므로 고가의 인건비가 들어 생산원가의 상승 요인으로 작용되었다본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 커팅식으로 분쇄하여 커팅된 도토리분을 물과 함께 회전시키면서 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분을 떼어내어 전분을 얻을 수 있도록 하므로 전분의 회수율을 증대시키는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 건조된 도토리에 묻어 있던 불순물을 제거하는 단계와, 이물질이 제거된 도토리를 커팅밀에 의해 소정의 입도로 분쇄하는 단계와, 커팅밀에 의해 미세하게 분쇄된 도토리분을 탱크내에물과 함께 투입하여 임펠러의 회전으로 회전시키면서 전분의 둘레를 싸고 있던 비전분을 떼어내어 현탁액을 얻는 단계와, 현탁액을 소정의 입도를 갖는 여과기내의 필터를 압력에 의해 통과시켜 찌꺼기를 제거하는 단계와, 원심분리기를 이용하여 현탁액으로부터 비전분을 분리 제거하는 단계와, 탈수기를 이용하여 현탁액을 탈수하여 전분을 얻는 단계와, 젖은 모래상태의 전분을 건조하여 포장하는 단계로 이루어진 도토리로부터 전분 분리방법이 제공된다.

본 발명은 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 미세하게 분쇄한 다음 원심분리기에 의해 전분과 비전분을 분리하여 전분을 얻게 되므로 전분 회수율을 60∼65％까지 상승시킬 수 있게 되는 효과를 얻는다.

도 1은 공정을 설명하기 위한 공정도
도 2는 공정을 설명하기 위한 플로 차트
10,11 :커팅밀(중립자/세립자) 12: 탱크수저 13,14:임펠러
15:여과기 16:압력관
19:모래분리기 20:원심분리기 22:탈수기 23: 열풍건조기

본 발명은 껍질를 제거 시킨 후 말린 생 도토리로부터 전분을 추출하는데 기존의 추출 방법으로는 30％정도가 일반적이나 본 발명을 통해서 60∼65％정도의 2배 이상의 고효율로 도토리전분을 추출하기 위한 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 도토리를 물에 불리지 않은 상태에서 도토리를 전분 입자 크기에 최대한 가깝운 정도의 크기까지 특별히 제작된 커팅기로 정해진 입자로 잘게 분쇄하며, 분쇄된 도토리 분쇄물로 부터 전분을 얻어내는 회수방법에 관한 것이다. 일반적으로 도토리로부터 얻어 묵을 제조하는 도토리 전분의 입자 크기는 대략 7∼10㎛ 가 80％를 차지한다. 또한, 10㎛ 이상도 10 ∼ 15㎛에 주로 분포하는데, 15㎛ 이상은 1％ 내외만 존재하며 6 ∼ 8㎛가 최대 분포도를 나타낸다. 껍질을 제거한 도토리를 물에 담아 충분히 불린다. 이렇게 불린 도토리를 분쇄장치(11,12)로 120 ∼ 160메시(mesh)정도의 입도가 되게끔 미세하게 분쇄한다. 도토리를 미세한 사이즈로 최대한 분쇄후,도토리전분을 160 ∼ 200메시의 자루에 담아 입구를 묶은 다음 자루를 회전장치내에 넣고 회전시키면서 동시에 물을 투입하면 자루 내에 담겨진 소정입자(120 ∼ 200메시) 이하의 전분과 비전분이자루로부터 빠져 나오도록 한다. 이와 같이 자루 내에 담겨져 있던 전분과 비전분이 물과 함께 빠져 나오면 현탁액을 탈수하여 전분입자를 분리추출한다.이와 같은 공정을 반복하면서 원하는 전분의 양을 극대화할 수 있다.

Claims (2)

1. 건조시킨 도토리에 묻어 있는 이물질을 제거하는 단계와, 이물질이 제거된 도토리를 미쇄한 입자(30∼35㎛)로 분쇄하는 단계와, 미세하게 분쇄된 도토리 전분을 물과 함께 투입하여 전분을 둘러싸고 있는 비전뿐 물질을 분리하여 현탁액을 얻는 단계와, 그리고 현탁액을 소정의 입도를 갖는 여과기내의 필터를 압력으로 강제 이송시켜 찌꺼기를 제거하는 단계와, 그리고 원심분리기를 이용하여 현탁액으로부터 비전뿐 물질을 분리 제거하는단계와,현탁액을 탈수하여 전분을 얻는 단계와, 마지막으로 젖은 상태의 전분을 건조하여 포장하는 단계로 이루어진 도토리전분 분리방법.
2. 제 1 항 있어서, 여과기하고 ,이물질 분리기 사이, 그리고 원심분리기와 탈수기사이에서 현탁액을 일시 저장하였다가 필요시마다 일시 저장된 현탁액을 공정간에 투입하는 것을 특징으로 하는 전분 분리방법.

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