KR20210021644A - 주류 살균 및 증류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 주류 살균 및 증류장치는, 원주가 투입되어 증류하는 증류챔버; 상기 증류챔버와 연결되어 증기가 배출되는 증류라인; 상기 증류라인에 결합되어 증기를 응축하는 응축기; 상기 증류챔버의 원주를 순환시키며 여과 및 살균하는 살균순환라인; 및 상기 살균순환라인에 설치되는 여과기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 증류챔버 내부의 원주를 선택적으로 여과기로 순환시키거나 증류를 하여 증류주를 제조하는 효과를 제공한다.

Description

주류 살균 및 증류장치{STERILIZATION AND DISTILLATION APPARATUS OF LIQUOR}

본 발명은 주류 살균 및 증류장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원주(발효액; 술덧 및 발효주)를 살균과 증류로 전환하며 증류주를 제조하는 주류 살균 및 증류장치에 관한 것이다.

일반적으로 술은 제조방법에 따라 크게 양조주와 증류주로 구분할 수 있다. 물론 양조주와 증류주 외에도 혼성주라 하여 양조주나 증류주에 과실이나 약재 등의 첨가물을 혼합하여 제조되는 술이 더 있긴 하나, 이러한 혼성주도 원료가 양조주나 증류주를 통해 이루어지는 것이므로, 크게는 양조주나 증류주 속에 포함되는 것으로 구분할 수 있다.

이중 양조주는 발효한 액을 그대로 마시는 술로서 맥주 청주 탁주 소흥주 등이 여기에 해당된다.

증류주는 발효 작용에 의하여 만들어진 발효술덧을 증류하여 만든 술로서, 주류 증류장치에 의해 발효액(술덧) 및 발효주를 증류하여 제조한다. 증류주는 여러가지 성분을 함유한 발효액을 가열 증발시킴으로써, 물에 녹지 않은 고형물과 불휘발성 성분을 제거하고, 알코올 및 물과 같이 휘발되어 나오는 물질을 각각의 비점과 휘발성의 차이를 이용하여 증류한 특색 있는 향미를 가진 주류이다.

발효액의 알코올을 증류시켜 만든 것으로 화주 소주 위스키 등이 이에 속하며, 우리나라 대부분의 전통주는 이러한 증류주에 속한다.

발효액을 그대로 마시는 양조주에 비해 증류과정이 더 추가되는 증류주를 제조하기 위해서는 주류 증류장치가 필요할 뿐만 아니라 발효액을 가열하기 위한 가열용기 및 가열용기를 가열하기 위한 가열장치 등이 더 구비되어야 한다.

그러나, 종래의 증류주는 주류 증류장치에 의해 얻은 증류주를 후공정을 통해 살균하였다. 즉, 증류와 살균을 별도의 공정으로 처리하였기에 제조 원가 및 제조 시간이 길어지게 된다.

뿐만 아니라, 종래의 주류 증류장치는 증류주를 얻기 위해 많은 에너지가 소모된다.

따라서, 증류와 살균을 동시에 실시함과 동시에 에너지 소모를 줄일 수 있는 개선된 형태의 주류 살균 및 증류장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

공개특허공보 제2010-0057992호(2010.06.03. 공개) 공개특허공보 제2010-0088936호(2010.08.11. 공개) 공개특허공보 제2016-0099172호(2016.08.22. 공개)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 살균과 증류를 전환하며 증류주를 제조하는 주류 살균 및 증류장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 원주를 증기와 열교환에 의해 가열하여 증류주를 얻기 위한 에너지 소모를 절감하는 주류 살균 및 증류장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주류 살균 및 증류장치는, 원주가 투입되어 증류하는 증류챔버; 상기 증류챔버와 연결되어 증기가 배출되는 증류라인; 상기 증류라인에 결합되어 증기를 응축하는 응축기; 상기 증류챔버의 원주를 순환시키며 여과 및 살균하는 살균순환라인; 및 상기 살균순환라인에 설치되는 여과기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 살균순환라인에는 원주를 압송하는 펌프와 상기 살균순환라인을 개폐하는 살균전환밸브가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증류라인을 개폐하는 증류전환밸브가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증류챔버에는 모터에 의해 회전하며 원주를 교반하는 임펠라가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증류챔버의 원주를 순환시키는 원주순환라인과 상기 증류챔버의 증기를 순환시키는 증기순환라인 및 상기 원주순환라인과 증기순환라인에 설치된 열교환기가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원주순환라인에는 원주공급비례제어밸브가 구비되며, 상기 증기순환라인에는 증기공급비례제어밸브가 각각 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증류라인에는 증류탑이 더 구비되며, 상기 증류탑에는 온도센서가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증류탑에는 관찰창과 거품방지모듈이 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치에 따르면, 증류챔버 내부의 원주를 선택적으로 여과기로 순환시키거나 증류를 하여 증류주를 제조하는 효과를 제공한다.

또한, 증류챔버 내부의 증기 중 일부를 열교환기로 전달하고, 열교환기로 원주가 공급되어 증기와의 열교환에 의해 원주가 가열 후 증류챔버로 공급되어 증류주를 얻기 위한 에너지 소모를 줄여주게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 열교환기를 확대 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치의 외형을 도시한 도면이다.

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

도 1은 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 1의 열교환기를 확대 도시한 도면이며, 도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치의 외형을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 주류 살균 및 증류장치(A)는, 원주가 투입되며 원주를 증류하는 증류챔버(100)와, 상기 증류챔버(100)와 연결되어 증기가 배출되는 증류라인(200)과, 상기 증류라인(200)에 결합되어 증기를 응축하는 응축기(300)와, 상기 증류챔버(100)의 원주를 순환시키며 여과 및 살균하는 살균순환라인(400) 및 상기 살균순환라인(400)에 설치되는 여과기(500)로 구성된다.

즉, 상기 증류챔버(100)와 연결된 살균순환라인(400)을 통해 원주를 여과기(500)로 순환시키며 살균 또는 원주에 포함된 불순물을 여과하게 된다.

또한, 상기 증류챔버(100)는 외부와의 열 차단을 위해 2중 자켓 구조로 구성되며, 상기 증류챔버(100)에는 증류를 위한 열원이 구비된다. 이때, 열원은 스팀 보일러, 히팅 블록, 가스버너, 히팅 코일 등이 상기 증류챔버(100)와 분리가능한 별도의 장치로 구비되거나 상기 증류챔버(100)와 일체형으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 증류챔버(100)에는 워터 해머(water hammer)의 원인이 되는 응축수만을 배출하기 위한 스팀 트랩(110)이 구비된다. 즉 상기 스팀 트랩(110)에 의해 증기의 배출은 방지하면서 응축수만 선택 배출한다.

한편, 상기 증류챔버(100)에는 내부 원주의 잔량을 측정하기 위한 레벨센서(101)가 더 구비된다. 이러한 레벨센서(101)의 측정값은 제어부(미도시)로 실시간으로 전달하여 후술한 각 비례제어밸브들의 개도량을 실시간으로 비례 제어하게 된다.

더욱이, 상기 증류챔버(100)에는 원주를 투입하는 투입구(미도시)가 구비된다.

또한, 상기 증류라인(200)은 증류챔버(100)의 상부에 연결되어 증기가 배출되며, 배출된 증기는 응축기(300)를 통해 응축 액화하여 증류주를 생성한다.

그리고, 상기 응축기(300)는 증기를 냉각에 의해 액화시키는 공지의 장치로서 수냉 또는 공냉 등이 적용되나 본 발명에서는 빠른 응축을 위해 수냉이 적용되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 살균순환라인(400)은 상기 증류챔버(100)의 내부에 수용된 원주를 상기 여과기(500)로 통과시킨 후 다시 상기 증류챔버(100)의 내부로 복귀시키는 순환구조로 형성된다.

또한, 상기 여과기(500)는 원주에 포함된 이물질을 여과하는 것으로서, 본 발명의 여과기(500)는 메쉬의 크기가 작은 여과막이 적용되어 여과 기능 외에 바이러스(virus) 제거 및 살균 기능을 포함한다.

이때, 여과막(membrane filter)의 재질은 셀룰로오스(cellulose) 또는 그 에스테르(ester), 테플론(teflon), 중탄산염(polycarbonate) 등이 적용될 수 있다.

즉, 상기 살균순환라인(400)과 여과기(500)를 통해 원주에 포함된 이물질의 여과 및 원주를 살균하게 된다.

다만, 본 발명의 주류 살균 및 증류장치(A)는 증류와 살균을 선택적으로 실시하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 살균순환라인(400)에는 원주를 압송하는 펌프(410)와 상기 살균순환라인(400)을 개폐하는 살균전환밸브(420)가 더 구비된다.

또한, 상기 증류라인(200)을 개폐하는 증류전환밸브(210)가 더 구비된다.

이때, 상기 살균전환밸브(420)와 증류전화밸브(210)는 작업자가 수동으로 개폐 동작을 수행하는 수동밸브 또는 제어부가 자동으로 제어하는 솔레노이드밸브가 선택적으로 적용될 수 있다.

즉, 증류시에는 상기 살균전환밸브(420)는 폐쇄되고 상기 증류전환밸브(210)는 개방되어 증류가 진행되고, 살균시에는 상기 살균전환밸브(420)는 개방되고 상기 증류전환밸브(210)는 폐쇄되어 살균이 진행된다.

이 경우, 증류시 원주는 고온을 유지하고, 고온을 유지하는 원주가 상기 살균순환라인(400)을 통해 순환하는 경우 폐열이 발생하여 에너지 소모를 높여주게 된다. 이에 따라, 증류 또는 여과, 살균을 선택적으로 실시하도록 구성하였다.

그리고, 상기 증류챔버(100)에는 모터(610)에 의해 회전하며 원주를 교반하는 임펠라(600)가 더 구비된다. 이에 따라, 상기 임펠라(600)에 의해 원주를 고르게 교반하며 가열하여 빠르게 증류가 가능하다.

한편, 상기 증류챔버(100)의 원주를 순환시키는 원주순환라인(710)과 상기 증류챔버(100)의 증기를 순환시키는 증기순환라인(720) 및 상기 원주순환라인(710)과 증기순환라인(720)에 설치된 열교환기(700)가 더 구비된다. 상기 원주순환라인(710)에는 원주를 주입하는 주입구(712)가 구비되거나 원주를 공급하며 압송하는 펌프(미도시)가 구비될 수 있다.

이때, 도 4와 같이 상기 열교환기(700)에는 원주의 입구(701)와 출구(702) 및 증기의 입구(703)와 출구(704)가 형성된다.

이에 따라, 원주는 열교환기(700)를 통과하며 증기와의 열교환에 의해 가열되어 원주를 가열하는데 필요한 에너지를 절감하게 된다.

뿐만 아니라, 증기와의 열교환에 의해 원주를 빠르게 가열하게 된다.

또한, 상기 원주순환라인(710)에는 원주공급비례제어밸브(711)가 구비되며, 상기 증기순환라인(720)에는 증기공급비례제어밸브(721)가 각각 구비된다.

즉, 상기 증류챔버(100) 내부의 온도 또는 증류챔버(100) 내부의 원주의 온도 등을 고려하여 열교환 대상인 원주와 증기의 유량을 비례제어 한다.

그리고, 상기 증류라인(200)에는 증류탑(800)이 더 구비되며, 상기 증류탑(800)에는 온도센서(810)가 더 구비된다.

이때, 상기 증류탑(800)에는 관찰창(820)과 거품방지모듈(830)이 구비된다.

한편, 상기 증류탑(800)에는 추가 응축기가 더 부가될 수 있다.

본 발명의 전술한 구성은 도 5 내지 도 6의 하우징(900) 내측에 실장되도록 구성되며, 상기 하우징(900)의 내측으로 증류주 계량통(910)이 배치된다.

이때, 상기 계량통(910)과 인접한 응축기(600)의 말단으로 증류주 토출구(920)가 구비된다. 즉, 증류주 토출구(920)를 통해 토출된 증류주는 계량통(910)에 수용된다.

또한, 상기 하우징(900)의 내측으로 증류주 계량통(910)에 수용된 증류주를 외부 보관용기로 압송하는 증류주 이송펌프(930)와, 원주공급용 펌프(940) 및 제어박스(950) 등이 구비된다.

미설명 부호 120은 감압밸브로 증류챔버(100)의 내부 압력이 설정압 이상일 때에 증기를 배출하여 안전사고를 예방한다.

본 발명에 따르면, 상기 증류챔버(100) 내부의 원주를 선택적으로 여과기(500)로 순환시키거나 증류를 하여 증류주를 제조한다.

또한, 상기 증류챔버(100) 내부의 증기 중 일부를 열교환기(700)로 전달하고, 열교환기(700)로 원주가 공급되어 증기와의 열교환에 의해 원주가 가열 후 증류챔버(100)로 공급되어 증류주를 얻기 위한 에너지 소모를 줄여주게 된다.

본 발명의 주류 살균 및 증류장치의 연속식 증류주를 만드는 동작을 간단하게 설명한다.

먼저, 열교환기(700)에서의 원주 설정 값을 75℃로 설정하고 열교환에 의해 원주를 약 75℃까지 가열한다. 이때, 원주공급비례제어밸브(711)와 증기공급비례제어밸브(721)의 개도량을 비례 제어하여 설정 값을 맞춰준다.

다음, 증류챔버(100)의 원주 설정 값이 80℃로 설정하고 증류챔버(100)를 열원을 통해 약 80℃로 가열한다. 이때, 원주공급비례제어밸브(711)와 증기공급비례제어밸브(721)의 개도량을 비례 제어하여 설정 값을 맞춰준다.

비례 제어시, 사용자가 설정한 온도에 따라 열량조절을 하는데, 제어밸브 상호 간의 현재 값을 읽어들여 PID 제어방식으로 출력한다. 이에 따라 살균의 안정화 및 증류주의 술맛 변화를 최소화한다.

그리고, 최초 원주량을 150리터로 설정 후, 증류챔버(100)에 원주가 70리터 채워지면 펌프를 가동하여 원주의 온도를 균일화한다. 이후, 설정 값에 도달후 15분 정도를 안정화시킨 후 주입작업을 시작한다.

사용자가 원주의 주입을 시작하면 원주는 지속적으로 공급되어 증류챔버(100) 내부의 원주와 혼합되어 안정화된 온도를 지속한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

전술한 설명에선 증류주를 증류하는 용도로 설명하였지만 이를 특별히 한정하는 것은 아니며 다양한 식품의 증류에 사용될 수 있다.

A - 주류 살균 및 증류장치
100 - 증류챔버 200 - 증류라인
300 - 응축기 400 - 살균순환라인
500 - 여과기 600 - 임펠라
700 - 열교환기 800 - 증류탑
900 - 하우징

Claims (8)

1. 원주가 투입되어 증류하는 증류챔버;
   상기 증류챔버와 연결되어 증기가 배출되는 증류라인;
   상기 증류라인에 결합되어 증기를 응축하는 응축기;
   상기 증류챔버의 원주를 순환시키며 여과 및 살균하는 살균순환라인; 및
   상기 살균순환라인에 설치되는 여과기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 주류 살균 및 증류장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 살균순환라인에는 원주를 압송하는 펌프와 상기 살균순환라인을 개폐하는 살균전환밸브가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주류 살균 및 증류장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 증류라인을 개폐하는 증류전환밸브가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주류 살균 및 증류장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 증류챔버에는 모터에 의해 회전하며 원주를 교반하는 임펠라가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주류 살균 및 증류장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 증류챔버의 원주를 순환시키는 원주순환라인과 상기 증류챔버의 증기를 순환시키는 증기순환라인 및 상기 원주순환라인과 증기순환라인에 설치된 열교환기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주류 살균 및 증류장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 원주순환라인에는 원주공급비례제어밸브가 구비되며, 상기 증기순환라인에는 증기공급비례제어밸브가 각각 구비된 것을 특징으로 하는 주류 살균 및 증류장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 증류라인에는 증류탑이 더 구비되며, 상기 증류탑에는 온도센서가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주류 살균 및 증류장치.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 증류탑에는 관찰창과 거품방지모듈이 구비된 것을 특징으로 하는 주류 살균 및 증류장치.

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