KR20200111156A - 연기 포획 시스템 및 방법 - Google Patents

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윌리엄 리바인
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이준 파마슈티컬스 코퍼레이션
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Abstract

챔버 내에 분산된 연기를 침전시키기 위한 연기 챔버 트랩을 특징으로 하는 증기/연기 포획 트랩 시스템. 챔버는 액체 용매의 저장소를 포함하기 위한 바닥 풀, 및 하부 스모그부가 액체 용매의 안개 크기 액적을 함유하고 연기가 도입되는 가스 충전부, 및 연기 및 액적의 농도가 스모그부에서 그들의 농도에 따라 감소되는 상부 투명부를 포함한다. 스모그부와 투명부 사이에 배치된 안개-응축기는 스모그부의 안개 액적을 풀에 침전시킨다. 미세 분무 발생기는 연기와 혼합된 액체 용매의 안개 크기 액적의 분출구를 스모그부에서 집중된 연기를 향해 유출시킨다. 폐쇄형 루프 가스 순환기는 가스를 투명부로부터 회수하고 상기 가스를 압력 하에 미세 분무 발생기를 통해 스모그부로 재순환시킨다. 신선한 연기는 연기 운반 도관을 통해 가스 순환기에 도입된다. 보완적인 연기 포획 방법은 저장소를 충전하고, 안개 크기 액적의 분출구를 가스 충전부의 하부 스모그부 내에 분산된 집중된 연기를 향해 유출시키고, 액적을, 스모그부에서, 가스 충전부의 하부 스모그부와 상부 투명부 사이에 배치된 안개-응축기에 의해 풀에 침전시키고, 압력 하에, 폐쇄형 루프 가스 순환기에서, 투명부로부터 회수된 가스를 미세 분무 발생기를 통해 스모그부로 재순환시키고, 신선한 연기를 연기 운반 도관을 통해 가스 순환기로 안내하는 단계를 포함한다.

Description

연기 포획 시스템 및 방법
본 발명은 증기 및 연기를 포획 및 수집하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용매를 용해 또는 혼합함으로써 증기, 흄(fume) 및 연기를 포획하는데 사용되는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다양한 식물은 약제학적, 치료적 및/또는 미용적 특성을 갖는 화합물(예를 들어, 분자 실체 또는 분자 복합체)을 함유하는 것으로 밝혀진 바 있다. 역사적으로, 식물에서 발견되는 특정 화합물은 발연(smoking) 또는 기화라고도 지칭되는 연소를 통해 인간 투여용으로 추출된 바 있다. 식물 물질의 발연은 전형적으로 식물 물질을 담배로 말아서 담배를 점화하거나, 또는 워터 파이프(water pipe)와 같은 발연 장치를 사용함으로써 달성된다. 식물 물질의 기화는 전형적으로 화합물을 기화시키기에는 충분히 뜨겁지만 식물 물질(또는 그의 대부분)을 점화하기에는 불충분하게 뜨거운 공기에 의해 가열된 신중한 양의 식물 물질을 함유하도록 구성된 기화기의 사용을 통해 달성되며, 기화된 화합물을 전달하는 배출된 뜨거운 공기는 이어서 능동적으로 또는 수동적으로 냉각된 후 사용자에 의해 흡입된다.
식물 물질로부터의 화합물을 포함하는 약제학적, 치료적 및/또는 미용적 용도를 위한 조성물은 용매 추출 및 증류 방법을 포함한 다양한 방법을 사용하여 식물로부터 제조될 수 있다.
요즘에는 식물로부터 필수 물질을 추출하기 위한 다양한 장치 및 방법이 이용가능하다. 예를 들어, 도 1은 담배를 사용하여 식물 물질의 연기를 수득하기 위한 선행 기술의 발연 장치(100)를 도시한다. 발연 장치(100)는 챔버(110), 담배 홀더(112), 공기 펌프(114) 및 연기 도관(116)을 포함한다. 발연 장치(100)의 작동 동안, 담배(120)는 담배 홀더(112)에 삽입되고 그의 원위 단부(A)에서 점화된다. 챔버(110)는 연기 도관(116) 이외에 다른 공기 유입구를 갖지 않는 폐쇄형 챔버이다. 공기 펌프(114)는 공기를 연기 도관(116)을 통해 챔버(110)로부터 챔버(110)의 외부로 회수하여 챔버(110) 내에 진공을 생성하고 점화된 담배(120)로부터 연기를 도입하도록 구성된다. 점화시, 연기는 담배(120)를 통해 원위 단부로부터 챔버(110)로 이동한다. 연기는 챔버(110) 내에서 분석 또는 사용될 수 있다. 임의적으로, 연기는 추가의 사용 또는 분석을 위해 공기 펌프(114) 및 연기 도관(116)을 통해 챔버(110)로부터 운반될 수 있다.
선행 기술의 발연 장치(100)의 단점은 식물 물질을 소각하기 위해 담배로 말아야 하고, 풀어진 식물 물질은 사용할 수 없다는 점이다. 추가적인 단점은 담배를 담배 홀더(112)에 수동으로 배치해야 하고 이어서 담배 꽁초를 담배 홀더(112)로부터 제거해야 한다는 점이다. 발연 장치(100)는 다수의 담배 홀더를 포함할 수 있으며, 이때 담배는 연속적으로 연기를 제공하기 위해 직렬로 점화될 수 있지만, 담배가 삽입되어야 하고 담배 홀더로부터 꽁초가 제거되어야 한다.
발연 장치(100)의 다른 단점은 수득된 연기의 균일성에 관한 것이다. 담배(120)가 담배 홀더(112)에 삽입되고 점화되면, 연기는 담배 상의 A 지점에서 C 지점으로 이동한 다음, 챔버(110)로 이동한다. 연기가 이동할 때, 연기는 A 지점과 C 지점 사이에 위치한 식물 물질에 의해 냉각된다. 식물 물질 연기는 전형적으로 다양한 비등 온도를 갖는 화합물을 포함한다. 연기가 냉각될 때, 더 높은 비등 온도를 갖는 화합물은 식물 물질 상에 응축되고 더 낮은 비등 온도를 갖는 화합물은 담배를 통해 챔버(110) 진행한다. 그러나, 담배(120)가 B 지점 정도까지 소각하면, 발생된 연기가 이동해야 하는 거리는 B 지점에서 C 지점까지이며, 이 거리는 A 지점에서 C 지점까지보다 더 짧다. 결과적으로, 담배(120)를 A 지점에서 소각할 때보다 높은 비등 온도 화합물의 더 많은 분획이 챔버(110)로 진입한다. 이는 주어진 시간에서 연기의 특성이 주어진 시간에서 소각되는 담배의 길이 및 담배의 영역에 의존하므로, 챔버(110)에서 연기의 균일성의 결여로 이어진다.
상이한 용도를 위해 식물로부터 화합물을 추출하는 추가적인 장치 및 공정은 하기 선행 기술 공보에 개시되어 있다:
미국 특허 번호 제4328255호는 온도 및 압력의 초임계 조건 하에 고형의, 로스팅된 커피를 무수 이산화탄소로 추출함으로써 고 수율 및 안정한 형태로 방향족 구성성분을 함유하는 커피 오일을 추출하는 방법을 기재하고 있다.
미국 특허 번호 제6676838호는 바이오매스 추출을 위한 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 폐쇄형 루프 추출 회로를 정의하기 위해 일련의 배관에 연결된 추출기, 증발기, 압축기, 및 응축기를 포함한다.
DE 특허 공보 번호 제2256111호는 비혼화성 액체의 용매 추출을 위한 공정 및 적용을 개시하고 있다.
미국 특허 번호 제5516923호는 오일을 식물 물질에 용해시키기에 적합한 용매를 사용하여 오일 함유 식물 물질로부터 오일을 추출하는 공정을 기재하고 있다.
따라서 개시된 기술에 따르면 챔버 내에 분산된 연기를 침전시키기 위한 연기 챔버 트랩을 특징으로 하는 증기/연기("연기") 포획 "트랩" 시스템이 제공된다. 챔버는 액체 용매의 저장소를 포함하기 위한 바닥 풀, 및 하부 스모그부가 액체 용매의 "안개 크기" 액적을 함유하고 연기가 도입되는 가스 충전부, 및 연기 및 안개 액적의 농도가 스모그부에서 그들의 상응하는 농도에 따라 감소되는 상부 투명부를 포함한다. 스모그부와 투명부 사이에 배치된 안개-응축기는 스모그부의 안개 액적을 풀에 침전시킨다. 미세 분무 발생기는 연기와 혼합된 액체 용매의 안개 크기 액적의 분출구를 스모그부에서 집중된 연기(concentration of smoke)를 향해 유출시키는데 사용된다. 폐쇄형 루프 가스 순환기는 가스를 투명부로부터 회수하고 상기 가스를 압력 하에 미세 분무 발생기를 통해 스모그부로 재순환시킨다. 신선한 연기는 연기 운반 도관을 통해 가스 순환기에 도입된다.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 트래핑 시스템은 저장소로부터 뽑아낸 용매의 액적을 가스 순환기로 분산시키기 위한, 액체 용매 예비 혼합 순환기를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미세 분무 발생기는 하기를 포함할 수 있다:
(a) 저장소에서 용매의 액체 수위 위에 배치되며, 층의 바닥으로부터 제1 거리에 배치되고, 폐쇄형 루프 가스 순환기의 분출구 기류가 스모그부로 연속적으로 주입되는 유입-개구부를 포함하는 제1 헤드를 포함하는, 풀의 바닥 측으로부터 위쪽으로 나오는 고정형 바닥 요소;
(b) 액체 용매의 저장소 내에 부분적으로 침지된, 고정식 또는 이동식 상부 요소로, 분출구 기류의 경로에 배치된 유출-개구부를 포함하며, 고정형 바닥 요소와 상부 요소 사이에 갭이 배치되도록 제1 거리보다 더 큰 층의 바닥으로부터 제2 거리에 배치되며, 유출시킬 때 상기 갭이 음압을 생성하도록 작동하는 것인 제2 헤드, 및 스모그부로 진입하기 전에 분출구 기류를 연속적으로 분사하는 유입-개구부에 장착된 주입기를 포함하는, 상부 요소; 및
(c) 표면에 부딪힐 때 분출구 기류의 액적을 작은 안개 크기 액적 및 연기 유래 액적 및 입자로 분해함으로써 액체 용매에서 연기 회합 또는 용해를 향상시키기 위한 상부 요소의 주입기의 전면에 배치되는 표면.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 헤드 및 제2 헤드 중 적어도 하나는 테이퍼형일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 분출구 기류는 연기 및 용매 액적을 갖는 가스를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 안개 크기 액적은 0.1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터 범위의 직경, 및/또는 약 2 마이크로미터의 평균 직경을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 주입기의 직경은 일정하거나, 또는 연기 및 용매 액적을 갖는 가스의 분출구 기류의 압력을 상응하게 변화시키기 위해 달라질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 포획 시스템은 상기 연기 운반 도관으로 들어가는 신선한 연기를 생산하기 위해 물질을 연속적으로 소각, 및/또는 기화하기 위한 가열 장치를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 가열 장치는 신선한 연기를 생산하기 위해 물질을 칭량하는 칭량 수단을 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 가열 장치는 230℃ 이하의 미리 설정된 온도, 또는 물질의 자발적 연소 또는 점화, 또는 온도의 자발적 추가 증가를 야기할 수 있는 온도에서 물질을 가열하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가열 장치는 부적절한 기능화를 방지하기 위한 코드 인터페이스로 잠금 및 작동가능할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 포획 시스템은 상기 안개 크기 액적의 응축을 침전 및/또는 촉진하기 위해 액체 용매를 풀로부터 안개 응축기로 펌핑하기 위한 적어도 하나의 펌프를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 용매는 에탄올, 아세토니트릴, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 물, 메탄올, 유기 용매, 및 상기 중 임의의 조합으로 이루어진 목록으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 포획 시스템은 분무기로 이동하는 연기 및 액체를 혼합하기 위해 연기 도관 및/또는 액체 용매 도관에 연결된 적어도 하나의 분무기를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 포획 시스템은 연기의 액체 용매로의 용해를 향상시키기 위한 혼합 챔버를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 혼합 챔버는 혼합 분사기를 포함하고, 혼합 분사기는 연기 및 액체 용매의 기류가 통과하는 다수의 구멍을 포함하며, 여기서 구멍은 기류에서 증가된 압력의 영역을 형성하여 연기 및 액체 용매의 회합을 보조한다.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 포획 시스템은 파라미터를 설정 및 제어하기 위한 제어기를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 파라미터는 작동 지속시간, 처리될 물질의 총 중량, 공정 전 및 후의 용매 중량, 연소 챔버에서 미리 설정된 온도, 액체 압력, 가스 압력, 진공 압력, 재의 중량, 연기의 흡수 수준을 나타내기 위한 용매의 혼탁도, 및 용해된 성분의 정성적 또는 정량적 측정을 위한 광학 수단으로 이루어진 목록으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 포획 시스템은 도관의 측면에 부착된 연기를 방출하기 위해 도관을 액체 용매로 세척하고 상기 액체 용매를 방출된 연기와 함께 도관을 통해 순환하도록 작동하는 내부 도관 잔류물 수집 세정 메카니즘을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 포획 시스템은 적어도 하나의 온도 센서를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 하기 절차를 포함하는 연기 포획 방법이 제공된다:
(a) 챔버에서 가스 충전부에 분산된 연기를 포획하기 위한 상기 연기 챔버 트랩을 제공하는 단계;
(b) 상기 챔버의 바닥 풀에 배치된 액체 용매의 저장소를 충전하는 단계;
(c) 미세 분무 발생기에 의해 연기와 함께 혼합된 액체 용매의 안개 크기 액적의 분출구를 가스 충전부의 하부 스모그부 내에서 분산된 집중된 연기를 향해 유출시키며, 여기서 스모그부는 액체 용액의 안개 크기 액적을 함유하고 연기가 도입되는 것인, 단계;
(d) 액적을, 스모그부에서, 가스 충전부의 하부 스모그부와 상부 투명부 사이에 배치된 안개 응축기에 의해 풀에 침전시켜, 투명부에서 연기 및 안개 크기 액적의 농도를 스모그부에서 그들의 농도에 따라 감소시키는 단계;
(e) 압력 하에, 폐쇄형 루프 가스 순환기에서, 투명부로부터 회수된 가스를 미세 분무 발생기를 통해 스모그부로 재순환시키는 단계; 및
(f) 신선한 연기를 연기 운반 도관을 통해 연기 도입 접합부에서 가스 순환기로 안내하는 단계.
또한, 본 발명에 따르면, 연기 포획 방법은 연기 도입 접합부의 가스 순환기 하류에서 저장소로부터 뽑아낸 액체 용매의 액적을 분산시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미세 분무 발생기에 의한 기류화 절차는 하기 단계를 추가로 포함할 수 있다:
(1) 미세 분무 발생기를 통해, 폐쇄형 루프 가스 순환기로부터의 연기 및 용매 액적을 갖는 가스의 분출구 기류를 스모그부로 연속적으로 주입하는 단계;
(2) 스모그부로 진입시 분출구 기류를 상부 요소의 주입기를 통해 연속적으로 분사하며, 여기서 분출구 기류는 고정형 바닥 요소와 상부 요소 사이의 갭에 음압을 생성하며, 여기서 음압은 액체 용매를 저장소로부터 주입기를 향해 회수하고, 미세 분무 발생기는 분출구 기류를 비교적 높은 표면 대 부피 비를 갖는 안개 크기의 입자로 분해하는 것인, 단계.
개시된 기술은 도면과 관련하여 취해진 하기 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해되고 인식될 것이다:
도 1은 담배를 사용하여 식물 물질의 연기를 수득하기 위한 선행 기술의 발연 장치를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 일부 구현예에 따라 구성되고 작동하는 증기 및 연기 트래핑 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2b는 도 2a에 기재된 혼합 챔버에서 사용되는 주입기의 확대도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일부 구현예에 따라 구성되고 작동하는 소각/기화 장치를 도시한다.
도 4는 개시된 발명에 따라 작동하는 연기 트래핑 방법의 블록도이다.
도 5는 도 4의 연기 트래핑 방법에 임의적으로 첨가되는 하위 절차의 블록도이다.
도 6, 7 및 8은, 본 발명에 따라 구성되고 작동하는 실증 시스템에서 꽃차례(inflorescence)의 주요 구성성분의 측정된 존재를 나타낸다. 도 6의 그래프는 고압 액체 크로마토그래피(HPLC)에 의해 도출된 결과를 도시하며 광학 흡수를 측정하여 도출되고 체류 시간(분)의 함수로서 mAU(밀리 임의 단위)로 제시된다. 결과는 또한 간소화를 위해 도 7의 차트로 제시되고 도 8의 표 1에 요약되어 있다.
오늘날에 이용가능한 다양한 시스템 및 방법은 달성된 추출 정도가 약 25%(예를 들어, 초임계 CO2를 사용한 추출)이므로 효과적이지 않다. 또한, 소각되거나 또는 달리 추출될 물질은 공정 동안 시스템에 다수회 재로딩되어야 하며, 그 결과 이러한 트래핑 공정은 번거롭고 연속적이지 않다.
본 발명의 목적은 액체 용매에서 연기를 포획하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 개시된 기술은 액체 용매에서 연기를 90% 이상 도달할 수 있는 추출 정도로 연속적으로 포획(예를 들어, 용해 또는 혼합)하기 위한 신규 시스템 및 방법을 제공한다. 이러한 시스템 및 방법은 간단하고, 작동이 용이하며, 신속하고 효율적이다.
이제 본 발명의 일부 구현예에 따라 구성되고 작동하는 증기 및 연기(증기, 흄, 연기 등은 상호교환가능하며 본원에서 "연기"로 짧게 지칭됨) 포획(또는 트래핑) 시스템(200)의 개략도를 도시한 도 2a를 참조한다.
가스 및 연기 트래핑 시스템(200)은 연기 챔버 트랩(202), 연소 챔버(204), 연기 운반 도관(206), 제1 진공 펌프(208), 제1 일방향 분무기(210), 제2 진공 펌프(212), 제2 일방향 분무기(214), 액체 펌프(216), 및 혼합 챔버(218)를 포함할 수 있다. 시스템(200)은 안개 크기 액적의 응축을 침전 및/또는 촉진하기 위해 액체 용매를 풀(220)로부터 안개 응축기(예컨대 안개-침전기(230))로 궁극적으로 펌핑하는데 효과적인 적어도 하나의 펌프, 예컨대 펌프(208, 212, 또는 216)를 포함한다.
연기 챔버 트랩(202)은 액체 용매의 저장소(221)를 함유하는 바닥 풀(220), 가스 충전부(222), 및 미세 분무 발생기(224)를 포함한다. 액체 용매는 에탄올, 아세토니트릴, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 물, 메탄올, 유기 용매, 및 상기 중 임의의 조합으로 이루어진 목록으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
가스 충전부(222)는 하기를 포함한다:
(I) 증기 또는 연기가 도입되는 액체 용매의 안개 크기 액적을 함유하는 용매의 하부 스모그부(226);
(II) 연기 및 안개 액적의 농도가 스모그부(226)에서 연기 및 안개 액적의 상응하는 농도에 따라 감소되는 상부 투명부(228); 및
(III) 스모그부(226)의 액적을 풀(220)에 침전시키기 위한 스모그부(226)와 투명부(228) 사이에 배치된 안개-침전기(230).
안개-침전기(230)는 예를 들어 하기 중 하나를 특징으로 할 수 있다:
· 안개가 응축되어 저장소로 다시 떨어지는 응축 굴뚝;
· 액체 용매 "강우"를 분무하는 스프링쿨러;
· 안개가 응축되어 저장소로 다시 떨어지는 천공 격자 - 망상 보; 및/또는
· 냉각 응축 배관 라디에이터.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 연기 챔버 트랩(202)은 하기를 추가로 포함한다:
(a) 압력 하에 흡입에 의한 투명부(228)로부터 가스의 회수 및 미세 분무 발생기(224)를 통해 스모그부(226)로의 재순환을 위한 폐쇄형 루프 가스 순환기(231); 및
(b) 신선한 연기를 연기 도입 접합부(252)에서 가스 순환기(231)로 운반하기 위한 연기 운반 도관(206).
미세 분무 발생기(224)는 액체 용매의 안개 크기 액적의 분출구를 스모그부(226)를 향해 유출시키기 위해 저장소(221)에 부분적으로 침지된다. 미세 분무 발생기(224)는 고정형 바닥 요소(232), 상부 요소(234), 및 표면(245)을 포함한다.
고정형 바닥 요소(232) 및 상부 요소(234)는 원뿔형, 원통형 또는 임의의 다른 형상을 가질 수 있다.
고정형 바닥 요소(232)는 풀(220)의 바닥 층으로부터 위쪽으로 나오고 상기 층의 바닥으로부터 제1 거리에서 저장소(221) 내의 용매의 액체 수위(237) 위에 배치된 제1 헤드(236)를 포함한다.
제1 헤드(236)는 폐쇄형 루프 가스 순환기(231)의 연기 및 용매 액적을 갖는 가스의 분출구 기류가 스모그부(226)로 연속적으로 주입되는 유입 개구부(238)를 포함한다.
상부 요소(234)는 고정형 바닥 요소(232) 위에 배치된 액체 용매의 저장소에 부분적으로 침지되며 제2 헤드(240)를 특징으로 한다. 제2 헤드(240)는 상기 층의 바닥으로부터 제2 거리에 배치되며, 상기 제2 거리는 상기 고정형 바닥 요소와 상기 상부 요소 사이에 갭이 배치되도록 제1 거리보다 더 크며, 상기 갭은 유출시킬 때 음압을 생성하고, 제2 헤드(240)는 유출-개구부(242), 및 스모그부(226)로 진입시 표면(245)에 부딪치기 위해 분출구 기류를 연속적으로 분사하는 주입기(244)를 포함한다. 표면(245)은 표면(245)에 부딪힐 때 분출구 기류의 액적을 작은 안개 크기의 액체 액적 및 연기 유발 액적 및 입자로 분해함으로써 액체 용매에서 연기 회합 또는 용해를 향상시키기 위한 상부 요소(234)의 주입기(244)의 전면에 위치된다.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 제1 헤드(236) 및/또는 제2 헤드(240)는 테이퍼형 형상을 가질 수 있고, 제2 헤드(240)는 고정식 또는 이동식일 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에 따르면, 분출구 기류는 고정형 바닥 요소(232)를 빠져나갈 때, 상부 요소(234)를 들어 올리고 액체 용매를 저장소로부터 주입기(244)를 향해 회수하는 진공을 생성한다.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 주입기(244)의 직경은 제조될 때 또는 가변 직경 성분을 특징으로 함으로써, 일정하거나, 또는 달라질 수 있으며, 즉 원하는 만큼 증가 또는 감소되며, 바람직하게는 동역학적으로 직경을 변경시키도록 제어될 수 있다. 직경의 현저한 감소는 일반적으로 용매와 혼합된 가스의 압력을 감소시키고(베르누이 효과로 인함), 상대적으로 직경의 현저한 증가는 일반적으로 용매와 혼합된 가스의 압력을 증가시킬 것이다. 이러한 압력 변경은 용매 및 기체의 혼합물을 혼합(먼저 혼합)하여 안개로 변형시킨다.
본 발명에 따르면, (마이크로액적을 생성하는) 용매 액적의 고압 및 증가된 표면적은 가스/연기를 용매에 병합하여 안개를 형성한다.
용매 및 가스의 분출구가 주입기(244)를 빠져나갈 때, 표면(245)에 부딪치고 0.1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 안개 크기 액적으로 분해되며, 이는 약 2 마이크로미터의 평균 직경을 가질 수 있다.
용매 및 가스의 분출구가 주입기(244)를 빠져나갈 때, 생성된 마이크로미터 크기 액적의 증가된 표면적 및 비교적 높은 압력은 연기 및 가스의 용매로의 연속적인 회합 또는 용해 및 포획을 가능하게 한다.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 연기의 액체 용매로의 용해를 향상시키기 위한 혼합 챔버(218)는 연기 및 액체 용매의 회합을 보조하는 교반 및 혼합을 위한 주입기(248)를 포함한다.
주입기(248)는 혼합 챔버(218)로 진입시 액체 및 연기의 기류가 통과하는 구멍(249)(예를 들어, 격자 또는 천공된 스파우트)을 포함하며, 여기서 구멍(249)은 액체 및 가스의 기류에서 증가된 압력 영역을 형성하여 증기 또는 연기의 액체로의 용해를 보조한다.
이제 주입기(248)의 확대도를 도시한 도 2b를 참조한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 주입기(248)는 액체 및 연기의 기류가 침전 챔버로 진입하는 다수의 구멍(249)을 포함하며, 여기서 구멍(249)은 액체 및 가스의 기류에서 증가된 압력 영역을 형성하여 연기의 액체로의 용해를 보조한다.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 주입기(248)는 용매 액적의 진입 분출구를 분쇄하고, 용매 액적의 기류에서 증가된 압력 영역을 생성하여 연기의 액체 용매로의 흡수를 향상시킨다.
따라서, 본 발명의 일부 구현예에 따르면, 미세 분무 발생기(224)는 진입 용매 액적을 상대적으로 높은 표면 대 부피비를 갖는 작은 마이크로미터 규모의 안개 크기 액적으로 분해함으로써 액체 용매로의 연기 흡수 정도를 향상시킨다.
연기 챔버 트랩(202)에서 연기 흡수 정도는 상당히 높으며 최대 약 90-97%에 도달할 수 있고, 따라서 반드시 공정에서 혼합 챔버(218)를 포함할 필요가 없을 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 연기 트래핑 시스템(200)은 하기와 같은 다양한 센서를 포함할 수 있다:
- 공정 전반에 걸쳐 온도를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 온도 센서;
- 공정 전반에 걸쳐 가스의 조성을 모니터링하기 위한 적어도 하나의 센서;
- 공정 개시 전에, 공정 전반에 걸쳐 및 공정이 완료된 후에 액체 용매의 양을 모니터링하기 위한 적어도 하나의 센서.
연기 트래핑 시스템(200)은 필요에 따라 공정 전반에 걸쳐 액체 용매의 첨가를 가능하게 한다.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 연기 트래핑 시스템(200)은 도관의 측면에 부착된 연기를 방출하기 위해 도관을 액체 용매로 세척하고, 상기 액체 용매를 방출된 연기와 함께 도관을 통해 바닥 풀(220)로 순환하도록 작동하는 내부 도관 잔류물 수집 세정 메카니즘을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 연기 트래핑 시스템(200)은 컴퓨터화되고, 따라서 관심 파라미터는 적합한 컴퓨터화된 제어기에 의해 제어될 수 있다. 이러한 파라미터는 작동 지속시간, 처리될 물질의 총 중량, 처리 전 및 후의 용매 중량, 연소 챔버에서 미리 설정된 온도, 액체 압력, 가스 압력, 및 진공 압력, 재의 중량, 및 용매의 혼탁도(연기의 흡수를 나타내기 위함), 및 용해된 성분의 정성적 또는 정량적 측정을 위한 광학 수단(예를 들어, FT-IR 또는 유사한 통합 검출기 및 액체에 용해된 화합물의 공정중 정량적 측정을 위한 분석 시스템)을 포함할 수 있다.
연기 트래핑 시스템(200)은 각각이 다양한 유형의 물질에 적합하도록 의도된 사전 정의된 처리 온도 및 사전 정의된 증발 지속시간을 갖는 다수의 증발 프로그램을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 연기 증착 트래핑 시스템(200)은 공정 전반에 걸쳐 액체 및 연기의 4가지 혼합 단계를 가능하게 한다:
1. 제1 혼합 단계 - 혼합 챔버(218)에서 발생;
2. 제2 혼합 단계 - 분출구 기류가 고정형 바닥 요소(232)를 빠져나갈 때 발생
3. 제3 혼합 단계 - 분출구 기류가 상부 요소(234)를 빠져나갈 때 발생
4. 제4 혼합 단계 - 분출구 기류가 표면(245)에 부딪히고 작은 안개 크기의 작은 액적으로 분해될 때 발생.
도 3은 본 발명의 일부 구현예에 따라 구성되고 작동하는 소각/기화 유닛(300)을 도시한다. 소각/기화 유닛(300)은 칭량 수단(302), 식물 운반 도관(304), 연기 운반 도관(306), 스크린(308), 필터(310) 가열 요소(312), 재 수집기(314), 제1 센서(316), 및 제2 센서(318)를 포함한다.
식물 운반 도관(304)은 근위 단부(305A) 및 원위 단부(305B)를 갖는다.
연기 운반 도관(306)은 하나의 단부에서 식물 운반 도관(304)으로 개방되고, 식물 운반 도관(304)으로부터 연기의 유동을 허용하도록 구성된다.
스크린(308)은 연기 운반 도관(306)과 식물 운반 도관(304) 사이에 배치되어 식물 물질이 식물 운반 도관(304)으로부터 연기 운반 도관(306)으로 진입하는 것을 방지한다.
필터(310)는 연기의 유동을 허용하지만 큰 입자가 통과하는 것을 방지하도록 구성된다.
소각/기화 유닛(300)은 식물 물질의 점화 상태를 결정하기 위한 식물 운반 도관(304) 내에 제1 센서(316), 및 원위 단부(305B)에서 식물 물질의 점화 상태를 결정하기 위한 원위 단부(305B)로부터 떨어져 있는 제2 센서(318)를 포함한다.
따라서, 본 발명의 일부 구현예에 따르면, 식물 물질을 칭량하고 중량을 기록한다. 이어서 식물 물질은 근위 단부(305A)를 통해 진입하고 식물 운반 도관(304)의 원위 단부(305B)로 전진한다. 식물 운반 도관(304)은 원위 단부(304)를 향해 전진하면서 식물 증기가 형성되는 온도로 식물을 가열하는 외부 가열 요소(312)를 수반한다. 가열 요소(312)는 연기 운반 도관(306)으로 들어가는 신선한 연기를 생산하기 위해 물질을 연속적으로 소각 및/또는 기화하기 위한 가열 장치를 나타낸다.
식물 물질은 식물 물질의 증기 또는 스팀이 원위 단부(305B)에 도달하도록 하는 속도로 식물 운반 도관(304)을 통해 전진한다. 따라서, 증기/스팀은 식물 운반 도관(304)에서 식물 물질을 통해, 스크린(308)을 통해 연기 운반 도관(306)으로 연속적으로 뽑아낸다.
소모된 식물 물질은 식물 물질이 원위 단부(305B)의 방향으로 전진할 때 재 수집기(314)로 떨어진다. 이어서 재를 칭량하고 기록한다. 본 발명의 일부 구현예에 따라 가열 장치가 식물 물질을 칭량하는 칭량 수단을 포함할 수 있음을 유의해야 한다. 또한, 가열 장치는 잠금될 수 있고 부적절한 기능화를 방지하기 위한 코드 인터페이스로 작동가능할 수 있다.
실시예
9개의 주요 구성성분(카나비노이드)의 포획 수율은 본 발명에 따라 구성되고 작동하는 실증 시스템에서 처리되는 이러한 의학적 구성성분을 함유하는 꽃차례에 대해 측정하였다. 이제 꽃차례의 주요 구성성분의 측정된 존재를 제시하는 도 6, 7 및 8을 참조한다. 도 6의 그래프는 고압 액체 크로마토그래피(HPLC)에 의해 도출된 결과를 도시하며, 광학 흡수를 측정하여 도출되고 체류 시간(분)의 함수로서 mAU(밀리 임의 단위)로 제시된다. 결과는 또한 간소화를 위해 도 7의 차트에 제시되고 도 8의 표 1에 요약되어 있다. 소각 전에 꽃차례시 칸나비노이드의 초기 농도는 mg/g로 제시된다. 추출 수율의 백분율은 소각 후에 기화된 물질의 백분율을 나타내고(소각 셀에 남아있는 재의 성분을 분석적으로 측정함으로써 계산됨), 포획 수율의 백분율은 포획된 잔류물(성분)에 대해 측정하고 소각되지 않은 꽃차례와 관련하여 계산하였다. 특히, 측정 결과는 CBN, Δ9-THC 및 CBC의 수율 백분율이 각각 454%, 358%, 및 116%로 증가하였음을 입증하였으며, 이는 소각 공정에 의한 이들의 생성(예를 들어, THCA는 Δ9-THC에 대한 가능한 공급원일 수 있으며, 그 자체가 CBN의 잠재적 공급원임) 및 그에 따른 시스템의 유효 수율 백분율을 나타낸다. 용어 "총" 및 특히 "총 카나비노이드"가 특히 모니터링된 구성성분에 대한 차트의 맥락에서 사용되며 대마식물 또는 그의 모든 구성성분 또는 그의 모든 관련 구성성분의 총 수율을 반영하지는 않는다. 본 발명은 상기 언급된 측정된 구성성분으로 전혀 제한되지 않고, 예를 들어, 다른 측정되지 않은 카나비노이드, 뿐만 아니라 테르펜 및 플라보노이드 또는 관심이 있을 수 있는 임의의 다른 화합물, 분자 실체 또는 분자 복합체의 포획을 특징으로 할 수 있음이 이해될 것이다.
작동 절차
연기 트래핑 시스템(200)의 작동 동안, 식물 물질은 미리 설정된 온도(들)에서 점화 또는 작동되는 연소 또는 기화 챔버(204)에 연속적으로 도입된다.
식물 물질이 연소 챔버(204)에서 소각/기화될 때, 제1 진공 펌프(208)는 진공을 생성하도록 작용하여, 연기 운반 도관(206)을 통해 연소 챔버(204)로부터 신선한 연기를 뽑아낸다. 이어서 신선한 연기는 제1 일방향 분무기(210)로 운반되고 연기 챔버 트랩(202)으로부터 빠져나오는 오래된 연기와 블렌드되는 지점(250)에서 도입되고, 상기 블렌드는 제2 진공 펌프(212)의 작용에 의해 순환된다. 오래된 연기와 신선한 연기의 조합된 기류는 제2 일방향 분무기(214)로 운반된 다음 접합부(252)로 운반된다. 접합부(252)에서, 연기 챔버 트랩(202)으로부터 빠져나오고 액체 펌프(216)의 작용에 의해 순환하는 용매는 연기와 섞인다. 용매 및 연기의 조합된 기류는 연기 및 액체 용매의 회합을 보조하는 교반 및 혼합을 위한 주입기(248)를 통해 혼합 챔버(218)로 진입한다.
용매 및 연기의 기류가 혼합 챔버(218)로 진입할 때, 주입기(248)의 구멍을 통과하며, 그 결과 증가된 압력의 다중 영역이 용매 중에 형성된다. 증가된 압력은 액체 용매에서 연기 용해도를 향상시킨다.
훨씬 더 높은 용해도를 달성하기 위해, 용매 및 연기의 기류는 약 2 마이크로미터의 평균 직경을 갖는 작은 안개 크기 액적으로 분해하는 연기 챔버 트랩(202)으로 진입한다. 이러한 작은 안개 액적은 연기 흡수도를 상당히 향상시키는 높은 표면적 대 부피 비를 특징으로 한다.
유입하는 분출구 기류는 고정형 바닥 요소(232)와 상부 요소(234)의 2개의 헤드 사이의 섹션으로 진입하므로, 연기 챔버 트랩(202) 내의 총 압력이 축적되지는 않지만 일정하게 유지되고, 따라서 대기로 압력을 방출할 필요가 없으므로 블렌드되지 않은/용해되지 않은 가스/연기가 주위 대기로 손실될 필요가 없음을 유의해야 한다.
또한 용매 및 연기의 가압된 분출구 기류가 고정형 바닥 요소(232)를 빠져나갈 때, 상부 요소(234)를 들어 올리고 용매를 빨아들이는 진공을 생성함을 유의해야 한다.
상기 공정은 압력 하에 미세 분무 발생기(224)를 통해 투명부(228)로부터 회수된 가스의 스모그부(226)로의 흡입 및 재순환을 위한 폐쇄형 루프 가스 순환기, 및 신선한 연기를 연기 도입 접합부에서 가스 순환기에 전도하기 위한 연기 운반 도관(206)을 추가로 포함한다.
공정 동안, 연기로 포화된 공기의 기류는 연기 챔버 트랩(202)을 빠져나가고 반복적으로 순환하며, 즉, 연소 챔버(204)로부터 나오는 신선한 연기와 블렌드하도록 제2 진공 펌프(212)로 펌핑된다. 본 발명의 일부 구현예에 따르면, 공정 동안 다수의 블렌딩 사이클이 수행될 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 연기 챔버 트랩(202)에 진입하기 전에, 연기의 조합된 기류는 혼합 챔버(218)에 진입할 수 있다.
공정의 끝에서, 연기가 트래핑된 용매는 응축되고 액체 저장소에 저장될 수 있다. 이어서 상기 용매를 기화(증기화 또는 비등)시켜 잔류물을 용매없이 남겨둔다.
연기/가스 포획/트래핑 방법
이제 개시된 본 발명에 따라 작동하는 연기 포획(또는 트래핑) 방법(400)의 블록도인 도 4를 참조한다. 단지 편의상 도 2a, 2b 및 3에 나타낸 특정 성분을 참조하고, 임의의 유사하거나 동등한 성분이 방법(400)의 목적을 위해 작동함을 유의한다. 본 발명의 일부 구현예에 따르면, 연기 트래핑 방법(400)은 하기 단계를 포함한다:
단계 402에서, 연기 챔버 트랩(202) 내의 가스 충전부(222)에 분산된 연기를 포획하기 위해 도 2a, 2b 및 3을 참조하여 상기 기재된 연기 챔버 트랩(202)을 제공하는 단계. 연기 챔버 트랩(202)은 액체 용매의 저장소(221)를 함유하는 바닥 풀(220), 가스 충전부(222), 및 미세 분무 발생기(224)를 포함한다.
단계 404에서, 연기 챔버 트랩(202)의 바닥 풀(220)에 배치된 액체 용매의 저장소(221)를 충전하는 단계.
단계 406에서, 미세 분무 발생기(224)에 의해, 연기와 혼합된 액체 용매의 안개 크기 액적의 분출구를 가스 충전부(222)의 하부 스모그부(226) 내에 분산된 집중된 연기를 향해 유출시키며, 여기서 스모그부(226)는 액체 용매의 안개 크기 액적을 함유하고 연기가 도입되는 것인, 단계. 미세 분무 발생기(224)는 스모그부(226)를 향해 액체 용매의 안개 크기 액적의 분출구를 유출시키기 위해 저장소(221)에 부분적으로 침지된다. 미세 분무 발생기(224)는 고정형 하부 요소(232), 상부 요소(234), 및 표면(245)을 포함한다.
단계 408에서, 액적을, 스모그부(226)에서, 가스 충전부(222)의 하부 스모그부(226)와 상부 투명부(228) 사이에 배치된 안개-침전기(230), 또는 안개 응축기에 의해 풀(220)에 침전시켜, 투명부(228)에서 연기 및 안개 크기 액적의 농도를 스모그부(226)에서 그들의 농도에 따라 감소시키는 단계.
단계 410에서, 압력 하에, 폐쇄형 루프 가스 순환기(232)에서, 투명부(228)로부터 회수된 가스를 미세 분무 발생기(224)를 통해 스모그부(226)로 재순환시키는 단계. 폐쇄형 루프 가스 순환기(231)는 압력 하에 흡입을 통한 투명부(228)으로부터 가스의 회수 및 미세 분무 발생기(224)를 통해 스모그부(226)로 재순환을 위해 사용된다.
단계 412에서, 신선한 공기를 연기 운반 도관(206)을 통해 연기 도입 접합부(252)에서 가스 순환기(231)로 운반(전도)하는 단계.
단계 414에서, 임의적으로, 가스 순환기(231) 내의 저장소(221)로부터 뽑아낸 액체 용매의 액적을 연기 도입 접합부(252)의 하류에서 분산시키는 단계. 이는 분산 주입기(248)에 의해 예비 혼합 챔버(218)에서 수행될 수 있다. 용매 및 연기의 조합된 기류는 연기 및 액체 용매의 회합을 보조하는 교반 및 혼합을 위한 주입기(248)를 통해 혼합 챔버(218)로 진입한다.
이제 미세 분무 발생기(224)에 의한 기류화 절차(406)에 포함될 수 있는 하위 절차의 블록도(500)인 도 5를 참조한다. 절차(406)는 하기 하위 절차를 포함할 수 있다:
1. 단계 516에서, 미세 분무 발생기(224)를 통해, 폐쇄형 루프 가스 순환기로부터 연기 및 용매 액적을 갖는 가스의 분출구 기류를 스모그부(226)로 연속적으로 주입하는 단계.
2. 단계 518에서, 스모그부(226)로 진입시 상부 요소(234)의 주입기(244)를 통해 분출구 기류를 연속적으로 분사하며, 여기서 분출구 기류는 고정형 바닥 요소(232)와 상부 요소(234) 사이의 갭에 음압을 생성하며, 여기서 음압은 액체 용매를 저장소(221)로부터 주입기(244)를 향해 회수하고, 미세 분무 발생기(224)는 분출구 기류를 비교적 높은 표면 대 부피 비를 갖는 안개 크기의 입자로 분해하는 것인, 단계. 예를 들어, 스모그부(226)로 진입시, 주입된 분출구 기류가 액체 용매의 저장소(221)에 부분적으로 침지되고 고정형 바닥 요소(232) 위에 배치된 상부 요소(234)를 통해 연속적으로 분사하는 단계.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 연기로 포화된 저장 액체 용매를 제조하는 방법은 하기 단계를 포함한다:
a) 연기로 포화된 액체 용매를 보유 탱크에 제공하는 단계;
b) 액체 용매를 응축하는 단계;
c) 연기로 포화된 액체 용매를 칭량하는 단계;
d) 용기를 밀봉하고 상기 용기에 RFID 태그를 부착하는 단계.
e) 용기의 중량 및 배치 번호를 기록하고 (컴퓨터, 클라우드 등에) 보관하여 유지하는 단계.
본 발명의 일부 구현예에 따르면, 저장용 탱크를 준비하기 위해 사용되는 준비 시스템과 유사한 임의의 수용 시스템이 탱크를 개방하기 위해 사용될 수 있다. 탱크를 개방하기 전에, 수용 시스템은 탱크를 칭량하고, 중량, 배치 번호 및 RFID를 준비 시스템에 의해, 예를 들어, 클라우드에 저장된 데이터와 비교할 수 있다.
상기 데이터가 클라우드에 저장된 데이터와 일치하는 경우, 및 작동자가 기계에 접근할 수 있는 권한이 있는 경우, 수용 시스템은 탱크의 개방을 허용할 수 있다.
안전성 목적을 위해, 즉, 도난 또는 변조 방지를 위해, 탱크의 불법적 개방은 탱크의 내용물을 파괴할 수 있는 화학물질(들)의 방출을 야기할 수 있다.
도 2a에 기재된 연소 챔버(204) 이외에, 다양한 다른 가열 장치가 식물 물질의 연소, 소각, 발연, 기화, 또는 증기화를 위해 사용될 수 있다.
연소 챔버에서 미리 설정된 온도가 바람직하게는 230℃ 이하, 또는 물질의 자발적 연소, 자발적 점화, 및/또는 이러한 바람직하지 않은 자발적 발생을 피하기 위한 온도의 자발적 추가 증가(예를 들어, 230℃ 이상 및 350℃ 이하, 및 훨씬 더 높게 증가)를 야기할 수 있는 온도 미만으로 미리 설정됨을 유의해야 한다.
상기 기술이 특히 본원에 특히 도시되고 기재된 것으로 제한되지 않음이 당업자에 의해 이해될 것이다.
본 출원의 상세한 설명 및 청구범위에서, 각각의 동사 "포함하다", "포함한다" 및 "갖는다", 및 이들의 활용어는 동사의 대상 또는 대상들이 반드시 동사의 주체 또는 주체들의 성분, 요소 또는 부분의 완전한 나열이 아님을 나타내기 위해 사용된다.
본 출원에서 본 발명의 구현예의 설명은 예로써 제공되며 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 기재된 구현예는 상이한 특징을 포함하지만, 모두가 본 발명의 모든 구현예에 요구되는 것은 아니다. 일부 구현예는 특징 중 일부 또는 특징의 가능한 조합만을 활용한다. 기재된 본 발명의 구현예의 변경, 및 기재된 구현예에서 언급된 특징의 상이한 조합을 포함한 본 발명의 구현예는 당업자에게 발생할 것이다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 증기/연기("연기") 포획(트래핑) 시스템으로서,
    (a) 하기를 포함하는 연기 챔버 내에 분산된 연기를 침전시키기 위한 연기 챔버 트랩:
    (1) 액체 용매 저장소를 포함하기 위한 바닥 풀;
    (2) 하기를 포함하는, 가스 충전부:
    (I) 상기 액체 용매의 안개 크기 액적을 함유하고 연기가 도입되는 하부 스모그부;
    (II) 상기 연기 및 상기 액적의 농도가 상기 스모그부에서 그들의 농도에 따라 감소되는 상부 투명부; 및
    (III) 상기 스모그부 내의 상기 안개 액적을 상기 풀에 침전시키기 위한 상기 스모그부와 상기 투명부 사이에 배치된 안개-응축기; 및
    (3) 상기 연기와 혼합된 상기 액체 용매의 안개 크기 액적의 분출구를, 상기 스모그부에서 상기 집중된 연기(concentration of smoke)를 향해 유출시키기 위한 미세 분무 발생기;
    (b) 상기 가스를 상기 투명부로부터 회수하고 상기 가스를 압력 하에 상기 미세 분무 발생기를 통해 상기 스모그부로 재순환시키기 위한 폐쇄형 루프 가스 순환기; 및
    (c) 신선한 연기를 상기 가스 순환기로 운반하기 위한 연기 운반 도관;
    을 포함하는, 연기 포획 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저장소로부터 뽑아낸 상기 용매의 액적을 상기 가스 순환기로 분산시키기 위한, 액체 용매 예비 혼합 순환기를 추가로 포함하는, 연기 포획 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미세 분무 발생기가 하기를 포함하는, 연기 포획 시스템:
    (a) 상기 저장소에서 상기 용매의 액체 수위 위에 배치되며, 상기 층의 바닥으로부터 제1 거리에 배치되고, 상기 폐쇄형 루프 가스 순환기의 분출구 기류가 상기 스모그부로 연속적으로 주입되는 유입-개구부를 포함하는 제1 헤드를 포함하는, 상기 풀의 바닥 층으로부터 위쪽으로 나오는 고정형 바닥 요소;
    (b) 액체 용매의 상기 저장소에 부분적으로 침지된, 고정식 또는 이동식 상부 요소로, 상기 분출구 기류의 경로 내에 배치된 유출-개구부를 포함하며, 상기 층의 바닥으로부터 제2 거리에 위치하고, 상기 제2 거리는 상기 고정형 바닥 요소와 상기 상부 요소 사이에 갭이 배치되도록 상기 제1 거리보다 더 크며, 유출시킬 때 상기 갭이 음압을 생성하도록 작동하는 것인 제2 헤드, 및 상기 분출구 기류가 상기 스모그부로 진입하기 전에 상기 분출구 기류를 연속적으로 분사하는 상기 유출-개구부 위에 장착된 주입기를 포함하는, 상부 요소, 및
    (c) 표면에 부딪힐 때 상기 분출구 기류의 액적을 작은 안개 크기 액체 액적 및 연기 유도 액적 및 입자로 분해함으로써 상기 액체 용매에서 연기 회합 또는 용해를 향상시키기 위한 상기 상부 요소의 상기 주입기 전면에 배치되는 표면.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 헤드 및 제2 헤드 중 적어도 하나가 테이퍼형인, 연기 포획 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 분출구 기류가 연기 및 용매 액적을 갖는 가스를 포함하는, 연기 포획 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 안개 크기 액적이 0.1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터 범위의 직경, 및/또는 약 2 마이크로미터의 평균 직경을 포함하는, 연기 포획 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 주입기의 직경이 일정하거나, 또는 상기 연기 및 용매 액적을 갖는 가스의 상기 분출구 기류의 압력을 상응하게 변화시키기 위해 달라지는, 연기 포획 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 신선한 연기를 생산하기 위해 물질을 연속적으로 소각 및/또는 기화시키기 위한 가열 장치를 추가로 포함하며, 상기 가열 장치는 상기 연기 운반 도관으로 들어가는 상기 신선한 연기를 생산하기 위해 상기 물질을 칭량하는 칭량 수단을 포함하는 것인, 연기 포획 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가열 장치가 230℃ 이하에서 미리 설정된 온도, 또는 물질의 자발적 연소 또는 점화, 또는 온도의 자발적 추가 증가를 야기할 수 있는 온도에서 상기 물질을 가열하도록 구성되는, 연기 포획 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 가열 장치가 잠금되어 있고 부적절한 기능화를 방지하기 위한 코드 인터페이스로 작동가능한, 연기 포획 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 안개 크기의 액적의 응축을 침전 및/또는 촉진하기 위해 액체 용매를 상기 풀로부터 상기 안개-응축기로 펌핑하기 위한 적어도 하나의 펌프를 추가로 포함하는, 연기 포획 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 액체 용매가 하기로 이루어진 목록으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 연기 포획 시스템:
    에탄올;
    아세토니트릴;
    프로필렌 글리콜;
    글리세롤;
    물;
    메탄올;
    유기 용매; 및
    상기 중 임의의 조합.
  13. 제1항에 있어서, 상기 분무기로 이동하는 연기 및 액체를 혼합하기 위한 상기 연기 도관 및/또는 액체 용매 도관에 연결된 적어도 하나의 분무기를 추가로 포함하는, 연기 포획 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 액체 용매에서 연기의 용해를 향상시키기 위한 혼합 챔버를 추가로 포함하며, 혼합 챔버는 혼합 분사기를 포함하며, 상기 혼합 분사기는 연기 및 액체 용매의 상기 기류가 통과하는 다수의 구멍을 포함하고, 구멍은 상기 기류에서 증가된 압력 영역을 형성하여 연기와 상기 액체 용매의 회합(association)을 보조하는 것인, 연기 포획 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 파라미터를 설정 및 제어하기 위한 제어기를 추가로 포함하며, 상기 파라미터가 하기로 이루어진 목록으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인, 연기 포획 시스템:
    작동 지속시간;
    처리될 물질의 총 중량;
    공정 전 및 후의 용매 중량;
    연소 챔버에서 미리 설정된 온도;
    액체 압력;
    가스 압력;
    진공 압력;
    재의 중량; 및
    연기의 흡수 수준을 나타내기 위한 상기 용매의 현탁도; 및
    용해된 성분의 정성적 또는 정량적 측정을 위한 광학 수단.
  16. 제1항에 있어서, 상기 도관의 측면에 부착된 연기를 방출하기 위해 상기 도관을 상기 액체 용매로 세척하고 상기 액체 용매를 상기 도관을 통해 방출된 연기와 함께 순환하도록 작동하는 내부 도관 잔류물 수집 세정 메카니즘을 추가로 포함하는, 연기 포획 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 온도 센서를 추가로 포함하는, 연기 포획 시스템.
  18. 하기 절차를 포함하는, 연기 포획 방법:
    (a) 상기 챔버 내의 가스 충전부에 분산된 연기를 포획하기 위해 제1항의 연기 챔버 트랩을 제공하는 단계;
    (b) 상기 챔버의 바닥 풀에 배치된 액체 용매의 저장소를 충전하는 단계;
    (c) 미세 분무 발생기에 의해, 상기 액체 용매의 안개 크기 액적의 분출구를 상기 연기와 함께 상기 가스 충전부의 하부 스모그부 내에서 분산된 연기를 향해 유출시키는 단계로서, 스모그부는 상기 액체 용매의 안개 크기 액적을 함유하고 연기가 도입되는 것인, 단계;
    (d) 액적을, 상기 스모그부에서, 상기 가스 충전부의 상기 하부 스모그부와 상기 상부 투명부 사이에 배치된 안개-응축기에 의해 상기 풀에 침전시켜, 상기 투명부에서 상기 연기 및 상기 안개 크기 액적의 농도를 상기 스모그부에서 그들의 농도에 따라 감소시키는 단계;
    (e) 압력 하에, 폐쇄형 루프 가스 순환기에서, 상기 투명부로부터 회수된 가스를 상기 미세 분무 발생기를 통해 상기 스모그부로 재순환시키는 단계; 및
    (f) 신선한 연기를 연기 운반 도관을 통해 연기 도입 접합부에서 상기 가스 순환기로 안내하는 단계.
  19. 제18항에 있어서, 상기 연기 도입 접합부의 상기 가스 순환기 하류에서 상기 저장소로부터 뽑아낸 상기 액체 용매의 액적을 분산시키는 단계를 추가로 포함하는, 연기 포획 방법.
  20. 제18항에 있어서, 미세 분무 발생기에 의한 상기 기류화(streaming) 절차가 하기를 포함하는, 연기 포획 방법:
    (1) 미세 분무 발생기를 통해, 폐쇄형 루프 가스 순환기로부터 연기 및 용매 액적을 갖는 가스의 분출구 기류를 상기 스모그부로 연속적으로 주입하는 단계;
    (2) 상기 스모그부로 진입시 상기 분출구 기류를 상기 상부 요소의 상기 주입기를 통해 연속적으로 분사하는 단계로서, 상기 분출구 기류는 상기 고정형 바닥 요소와 상기 상부 요소 사이의 상기 갭에 음압을 생성하며, 상기 음압은 액체 용매를 저장소로부터 주입기를 향해 회수하고, 상기 미세 분무 발생기는 상기 분출구 기류를 비교적 높은 표면 대 부피 비를 갖는 안개 크기 액적으로 분해하는, 상기 분사하는 단계.
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