KR20200106009A - 엑스제의 구형과립 제조방법 및 이를 제조하기 위한 엑스제의 구형과립 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엑스제를 방울형태로 준비하는 단계; 방울형태의 엑스제를 하방으로 낙하하는 단계; 하방으로 낙하하는 엑스제를 하방에 저수된 한제(액체질소)에 투입하여 급속냉각을 통해 고형화하는 단계; 상기 고형화한 엑스제를 회수하는 단계 및 상기 엑스제를 동결건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스제의 구형과립 제조방법 및 이의 제조에 사용되는 장치를 제공하며, 상기와 같은 본 발명에 의하면, 엑스제를 일정량씩 방울형태로 한제에 떨어뜨려 구형상으로 동결시킴에 따라, 구형의 과립을 단시간에 용이하게 만들 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

엑스제의 구형과립 제조방법 및 이를 제조하기 위한 엑스제의 구형과립 제조장치{Spherical granule manufacturing method of extracts and spherical granule manufacturing device used thereto}

본 발명은 구형과립 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑스제를 방울형태로 한제(예로, 액체질소)에 공급하여 급속동결시킴에 따라, 구형과립을 용이하게 제조할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 엑스제의 구형과립 제조방법 및 이를 이용한 엑스제의 구형과립 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액적 생성은 분무건조방법을 사용하며, 분무건조법은 액체상태의 물질을 열풍 중에 분무기(atomizer)에 의해서 작은 액체방울(액적)로 미립화하여 분무하여 건조시킨다.

이 분무건조방법은 액적의 입자를 균일하게 생성하도록 제어가 어려운 문제점이 있다.

이를 해소하기 위해 정전분무기술이 사용되며, 정전분무기술은 등록특허 제10-1235865호에서 개진된 바와 같이, 전기력을 이용하여 액체를 미립화하여 분무하는 방법으로, 단분산의 입자분포를 갖는 미세액적을 제조할 수 있다.

그리고 전기력으로 생성된 입자는 단극으로 하전되어 있어, 생성된 액적의 공간분산성의 제어가 용이한 장점이 있다.

하지만 이러한 종래기술은 공급유량이 극히 미소하다는 문제점을 해결하지 못하고 있다.

이에 따라, 액적을 일정한 입자로 균일하고 용이하게 생성시켜 품질과 생산성을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 엑스제를 방울형태로 공급하기 위한 엑스제 공급부, 및 내부에 상측으로 개방된 냉각공간부가 형성되어 한제(예로, 액체질소)가 저수되며, 상기 엑스제 공급부에서 공급되는 방울형태의 엑스제를 구형의 액적으로 냉각시키기 위한 엑스제 냉각부,를 포함하여 엑스제를 일정량씩 방울형태로 한제에 떨어뜨려 구형상으로 동결시킴에 따라, 액적을 단시간에 용이하게 만들 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 엑스제의 구형과립 제조장치 및 이를 이용한 엑스제의 구형과립 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 엑스제의 구형과립 제조방법은,

엑스제를 방울형태로 준비하는 단계;

방울형태의 엑스제를 하방으로 낙하하는 단계;

하방으로 낙하하는 엑스제를 하방에 저수된 액체질소에 투입하여 급속냉각을 통해 고형화하는 단계;

고형화된 엑스제를 회수하는 단계; 및

상기 엑스제를 동결건조하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 방법에 사용하기 위한 본 발명에 따른 엑스제의 구형과립 제조장치는, 엑스제를 방울형태(액적)로 공급하기 위한 엑스제 공급부, 및 내부에 상측으로 개방된 냉각공간부가 형성되어 한제가 저수되며, 상기 엑스제 공급부에서 공급되는 방울형태의 엑스제를 구형의 과립으로 냉각시키기 위한 엑스제 냉각부,를 포함한다.

바람직하게, 상기 엑스제 냉각부의 한제는 액체질소이다.

그리고 상기 엑스제 공급부는, 엑스제가 저장된 엑스제 탱크, 및 상기 엑스제 탱크의 엑스제를 일정량씩 이송시켜 상기 엑스제 냉각부로 떨어뜨리되, 방울형태(액적)로 떨어뜨리기 위한 엑스제 이송부,를 포함한다.

또한, 상기 엑스제는, 반고형의 연엑스이다.

그리고 상기 연엑스는 수분이 30 ~ 50% 포함된다.

또한, 상기 엑스제 이송부는, 상기 엑스제 냉각부의 상측에 위치되는 이송거치대, 유연성을 갖고, 일단부가 상기 엑스제 탱크와 연결되며, 타단부는 상기 이송거치대에 고정되어 상기 엑스제 탱크의 엑스제를 상기 엑스제 냉각부로 떨어뜨리기 위한 복수의 이송튜브, 및 상기 이송거치대에 고정된 이송튜브의 타단부에 압력을 가하여 엑스제를 일정량씩 이송시키기 위한 정량이송구동부,를 포함한다.

그리고 상기 정량이송구동부는, 페리스탈틱 펌프이다.

또한, 상기 엑스제 냉각부에 의해 냉각된 과립을 이동시켜 건조시키기 위한 과립 이동부,를 더 포함한다.

그리고 상기 과립 이동부는, 일단부가 상기 엑스제 냉각부의 냉각공간부의 저면에 위치되고, 타단부가 상기 엑스제 냉각부의 외부에 위치되도록 경사지게 구비되는 과립컨베이어, 상기 과립컨베이어를 따라 일정 간격으로 형성되는 복수의 이동턱, 및 상기 과립컨베이어를 회전시키기 위한 과립이동구동부,를 포함한다.

또한, 상기 엑스제 냉각부의 냉각공간부에 저수되는 한제의 수위를 조절하기 위한 수위조절부,를 더 포함한다.

그리고 제2항 내지 제7항의 구형과립 제조장치의 엑스제 공급부에 엑스제를 충진하는 엑스제충진단계, 제1항 내지 제6항의 구형과립 제조장치의 엑스제 냉각부의 냉각공간부로 한제를 충진하기 위한 한제충진단계, 및 상기 엑스제 공급부의 엑스제를 상기 엑스제 냉각부의 충진된 한제로 떨어뜨리되, 방울형태로 떨어뜨려 상기 한제와 접촉 시, 구형의 과립으로 냉각되는 과립형성단계,를 포함한다.

또한, 상기 과립형성단계는, 상기 엑스제 공급부의 정량이송구동부에 의해 복수의 이송튜브를 채우도록 엑스제를 이송시키는 엑스제준비단계, 및 상기 정량이송구동부에 의해 복수의 이송튜브로 엑스제를 정량공급함에 따라, 엑스제를 방울형태로 상기 한제에 떨어뜨려 구형 과립을 형성하는 엑스제낙하단계,를 포함한다.

그리고 상기 과립형성단계에서 형성된 과립을 제2항 내지 제7항의 구형과립 제조장치의 과립 이동부에 의해 이동시키는 과립이송단계,를 더 포함한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 엑스제의 구형과립 제조장치 및 이를 이용한 엑스제의 구형과립 제조방법에 의하면, 엑스제를 일정량씩 방울형태로 한제에 떨어뜨려 구형상으로 동결시킴에 따라, 구형과립을 단시간에 용이하게 만들 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 엑스제의 구형과립 제조장치를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 엑스제 공급부를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 엑스제 냉각부의 과립 이동부를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 엑스제 냉각부에 수위조절부가 더 구비된 상태를 도시한 도면이며,
도 5는 발명에 따른 엑스제 냉각부의 과립 이동부의 바람직한 실시예를 도시한 세부도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 엑스제의 구형과립 제조방법을 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 과립형성단계를 도시한 도면이며,
도 8은 본 발명에 따른 과립이송단계가 더 포함된 제조방법을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 엑스제의 구형과립 제조장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 엑스제 공급부를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 엑스제 냉각부의 과립 이동부를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 엑스제 냉각부에 수위조절부가 더 구비된 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 발명에 따른 엑스제 냉각부의 과립 이동부의 바람직한 실시예를 도시한 세부도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 엑스제의 구형과립 제조방법을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 과립형성단계를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 과립이송단계가 더 포함된 제조방법을 도시한 도면이다.

도면에서 도시한 바와 같이, 엑스제의 구형과립 제조장치(10)는 엑스제 공급부(100)와 엑스제 냉각부(200)를 포함한다.

엑스제 공급부(100)는 엑스제를 방울형태로 공급하기 위해 구비된다.

그리고 엑스제 냉각부(200)는 내부에 상측으로 개방된 냉각공간부(202)가 형성되어 한제가 저수되며, 엑스제 공급부(100)에서 공급되는 방울형태의 엑스제를 구형의 과립으로 냉각시키기 위해 구비된다.

이 엑스제 냉각부(200)는 수조형상의 냉각몸체(210)로 형성된다.

여기서, 엑스제는 바람직하게는 반고형의 연엑스로 수분을 30 ~ 50% 포함하고 있다.

또한 엑스제 냉각부(200)의 한제는 액체질소로, 방울형태로 공급되는 엑스제를 급속 동결후 동결건조기에서 건조시킨다.

이를 위한, 엑스제 공급부(100)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 엑스제 탱크(110)와 엑스제 이송부(120)로 구성된다.

엑스제 탱크(110)는 엑스제가 저장되는 것으로, 하단부가 하측으로 갈수록 점진적으로 감소되도록 형성된다.

그리고 엑스제 이송부(120)는 엑스제 탱크(110)의 엑스제를 일정량씩 이송시켜 엑스제 냉각부(200)로 떨어뜨리되, 방울형태로 떨어뜨리기 위해 구비된다.

이 엑스제 이송부(120)는 이송거치대(122)와 이송튜브(124) 및 정량이송구동부(126)를 포함한다.

이송거치대(122)는 엑스제 냉각부(200)의 상측에 위치된다.

또한 이송튜브(124)는 유연성을 갖고, 일단부가 엑스제 탱크(110)와 연결되며, 타단부는 이송거치대(122)에 고정되어 엑스제 탱크(110)의 엑스제를 엑스제 냉각부(200)로 떨어뜨리기 위한 복수 개 구비된다.

정량이송구동부(126)는 이송거치대(122)에 고정된 이송튜브(124)의 타단부에 압력을 가하여 엑스제를 일정량씩 이송시키기 위해 구비된다.

이 정량이송구동부(126)는 페리스탈틱 펌프을 사용할 수 있다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 엑스제 냉각부(200)는 과립 이동부(220)를 더 포함한다.

과립 이동부(220)는 엑스제 냉각부에 의해 냉각된 과립을 이동시켜 건조시키기 위해 구비된다.

이 과립 이동부(220)는 과립컨베이어(222)와 이동턱(224) 및 과립이동구동부(226)를 포함한다.

과립컨베이어(222)는 일단부가 엑스제 냉각부(200)의 냉각공간부(202)의 저면에 위치되고, 타단부가 엑스제 냉각부(200)의 외부에 위치되도록 경사지게 구비된다.

또한 이동턱(224)은 과립컨베이어(222)를 따라 일정 간격으로 복수 개 형성된다.

과립이동구동부(226)는 과립컨베이어(222)를 회전시키기 위해 구비된다.

여기서, 과립컨베이어(222)는 제1과립컨베이어(222a)와 제2과립컨베이어(222b) 및 제3과립컨베이어(222c)를 포함한다.

제1과립컨베이어(222a)는 냉각몸체(210)의 냉각공간부(202)의 저면에 평행하게 위치되어 냉각공간부(202)에 구비되는 과립들을 수평이동시키도록 구비된다.

그리고 제2과립컨베이어(222b)는 일단부가 제1과립컨베이어(222a)와 연결되고, 타단부가 냉각몸체(210)의 외측에 구비되도록 경사지게 구비된다.

제3과립컨베이어(222c)는 일단부가 제2과립컨베이어(222b)의 타단부와 연결되고, 수평방향으로 구비되어 과립들이 타단부를 통해 배출된다.

또한 도 4에서 도시한 바와 같이, 엑스제 냉각부(200)는 수위조절부(300)를 더 포함한다.

이 수위조절부(300)는 엑스제 냉각부(200)의 냉각공간부(202)에 저수되는 한제의 수위를 조절하기 위해 구비된다.

이러한 수위조절부(300)는 수위센서(310)와 한제공급부(320) 및 수위제어부(330)를 포함한다.

수위센서(310)는 엑스제 냉각부(200)의 냉각몸체(210)에 구비된다.

이 수위센서(310)는 냉각몸체(210)의 외면 높이방향을 따라 구비된다.

그리고 한제공급부(320)는 냉각몸체(210)의 냉각공간부(202)로 한제를 공급하기 위해 구비된다.

수위제어부(330)는 수위센서(310)의 신호를 수신하여 한제공급부(320)를 제어하기 위해 구비된다.

이 수위제어부(330)는 수위센서(310)의 신호를 수신하여 냉각몸체(210)의 저수된 한제에 의한 온도 경계면을 확인하여 수위를 확인하고, 한제공급부(320)를 제어하여 적정 수위를 조절한다.

도 5는 발명에 따른 엑스제 냉각부의 과립 이동부의 바람직한 실시예를 도시한 세부도면으로써, 이동턱(224)과 과립컨베이어(222)의 특수한 구조에 관한 것이다. 이러한 구조는 구형의 액적이 한제내 투입되는 단계에서, 이동턱의 이동에 의해 발생하는 유체흐름에 의한 영향을 줄여주어 액적이 하강하면서 상호 엉기는 현상을 최소화하고, 동시에 일렬로 과립컨베이어에 정렬시킬 수 있어 과립이 뭉치는 현상을 방지할 수 있는 구성이 개시되어 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 이동턱(224)은 면에 일정간격으로 직선라인의 슬릿(224c)이 형성되어 있다. 슬릿(224c)의 폭은 과립의 직경이하로 하여 슬릿을 통해 과립이 빠져나가는 것을 방지하면서, 한제(예로, 액체질소)는 자유롭게 통과할 수 있도록 하여 유체의 흐름을 최소화한다.

또한, 과립컨베이어(222)는 일정간격으로 마루(222-1)와 골(222-2)이 진행방향으로 교대로 형성되어 골(222-2)에 구형의 과립이 일렬로 정렬될 수 있도록 한다. 바람직하게는 상기 이동턱(224)의 슬릿(224c)의 각 말단은 과립컨베이어(222)의 각 골(222-2)과 매칭되어진다.

이동턱(224)의 상단부는 절곡부(224a)이 형성되어 이동턱(224)이 하방으로 진행하면서 냉각몸체의 저면에 쌓일 수 있는 구형의 과립을 진행방향으로 긁어서 회수할 수 있도록 하면서, 바람직하게는 상기 절곡부(224a)의 단부를 일정간격의 오목부(224b)를 형성하여 구형의 과립을 상기 오목부에 위치시킬 수 있도록 한다. 바람직하게는 상기 오목부(224b)는 슬릿(224c)의 상단과 매칭되어지도록 구성함으로써, 각 오목부(224b)에 회수된 과립이 상승하면서 매칭되는 각 슬릿(224c)으로 이동하고, 이동턱(224)이 상부로 위치하면서 각 슬릿(224c)에 위치된 과립은 과립컨베이어(222)의 각각의 골(222-2)에 이동되어 이송되어질 수 있다. 이를 위해 상기 슬릿(224c)은 바람직하게는 슬릿의 양측면이 경사를 갖도록 하여 안전하게 과립을 수용할 수 있도록 하는 것이 좋다.

본 발명의 이와 같은 구성은 바닥에 떨어질 수 있는 과립을 안전하게 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 한제의 흐름을 최소화하고 일렬로 정확하게 위치시켜 이송함으로써 과립 상호간의 뭉침을 최소화하면서 안전하게 회수할 수 있는 장점을 제공한다.

이러한 엑스제의 구형과립 제조장치(10)를 이용한 엑스제의 구형과립 제조방법을 살펴보면, 도 6에서 도시한 바와 같이, 엑스제충진단계(S10)와 한제충진단계(S20) 및 과립형성단계(S30)를 포함한다.

엑스제충진단계(S10)는 구형과립 제조장치(10)의 엑스제 공급부(100)에 엑스제를 충진하는 것으로, 엑스제 탱크(110)에 엑스제를 충진시킨다.

그리고 한제충진단계(S20)는 구형과립 제조장치(10)의 엑스제 냉각부(200)의 냉각공간부(202)로 한제를 충진한다.

과립형성단계(S30)는 엑스제 공급부(100)의 엑스제를 엑스제 냉각부(200)의 충진된 한제로 떨어뜨리되, 방울형태로 떨어뜨려 한제와 접촉 시, 구형의 과립으로 냉각시켜 형성한다.

이에, 엑스제를 방울형태로 일정 간격으로 복수 개 떨어뜨림에 따라, 구형의 액적을 대량 형성할 수 있다. 바람직하게는 정방형으로 nㅧn개의 노즐을 준비할 경우 냉각부(200)내에 균일하게 낙하시킬 수 있어 권장된다.

이를 위한, 과립형성단계(S30)는 도 7에서 도시한 바와 같이, 엑스제준비단계(S31)와 엑스제낙하단계(S32)를 포함한다.

엑스제준비단계(S31)는 엑스제 공급부(100)의 정량이송구동부(126)에 의해 복수의 이송튜브(124)를 채우도록 엑스제를 이송시킨다.

그리고 엑스제낙하단계(S32)는 정량이송구동부(126)에 의해 복수의 이송튜브(124)로 엑스제를 정량공급함에 따라, 엑스제를 방울형태로 한제에 떨어뜨려 구형 과립을 형성한다.

또한 도 8에서 도시한 바와 같이, 엑스제의 구형과립 제조장치(10)를 이용한 엑스제의 구형과립 제조방법에는 과립이송단계(S40)를 더 포함한다.

과립이송단계(S40)는 과립형성단계(S30)에서 형성된 과립을 구형과립 제조장치(10)의 액적 이동부(220)에 의해 이동시킨다.

이와 같이 이송된 과립은 회수한 후 동결건조 혹은 기타 공지된 건조 방법을 이용하여 건조하여 원하는 구형과립의 엑스제를 얻을 수 있어 본 발명에 따른 장치 및 방법은 구형과립이 요구되는 식품 혹은 의약품의 제조에 널리 유용하게 사용할 수 있다.

10 : 구형과립 제조장치 100 : 엑스제 공급부
110 : 엑스제 탱크 120 : 엑스제 이송부
200 : 엑스제 냉각부 210 : 냉각몸체
220 : 과립 이동부 300 : 수위조절부
310 : 수위센서 320 : 한제공급부
330 : 수위제어부

Claims (3)

1. 엑스제를 방울형태로 공급하기 위한 엑스제 공급부; 및
   내부에 상측으로 개방된 냉각공간부가 형성되어 한제가 저수되며, 상기 엑스제 공급부에서 공급되는 방울형태의 엑스제를 구형과립으로 냉각시키기 위한 엑스제 냉각부;를 포함하되,
   상기 엑스제 공급부는,
   엑스제가 저장된 엑스제 탱크; 및
   상기 엑스제 탱크의 엑스제를 일정량씩 이송시켜 상기 엑스제 냉각부로 떨어뜨리되, 방울형태로 떨어뜨리기 위한 엑스제 이송부;를 포함하고,
   상기 엑스제 이송부는,
   상기 엑스제 냉각부의 상측에 위치되는 이송거치대;
   유연성을 갖고, 일단부가 상기 엑스제 탱크와 연결되며, 타단부는 상기 이송거치대에 고정되어 상기 엑스제 탱크의 엑스제를 상기 엑스제 냉각부로 떨어뜨리기 위한 복수의 이송튜브; 및
   상기 이송거치대에 고정된 이송튜브의 타단부에 압력을 가하여 엑스제를 일정량씩 이송시키기 위한 정량이송구동부;를 포함하는 엑스제의 구형과립 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 엑스제 냉각부에 의해 냉각된 과립을 이동시켜 건조시키기 위한 과립 이동부;를 더 포함하는 엑스제의 구형과립 제조장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 과립 이동부는,
   일단부가 상기 엑스제 냉각부의 냉각공간부의 저면에 위치되고, 타단부가 상기 엑스제 냉각부의 외부에 위치되도록 경사지게 구비되는 과립컨베이어;
   상기 과립컨베이어를 따라 일정 간격으로 형성되는 복수의 이동턱; 및
   상기 과립컨베이어를 회전시키기 위한 과립이동구동부;를 포함하는 엑스제의 구형과립 제조장치.
   

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