KR20210027845A - 유자 정유의 저온추출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유자 정유의 저온추출 방법 및 장치에 관한 것으로 유자를 고액분리장치의 호퍼로 투입하는, a) 원료의 투입단계, 상기 호퍼로 투입된 유자들이 챔버의 내부에 구성된 컨베어를 통해 이송되는 과정에서, 컨베어의 외곽 주변 부위에서 회전 가능한 설치된 다수의 회전분쇄체들에 의해 유자 과육으로부터 박피의 외피 분리 및 분쇄가 이루어지는, b) 원료의 박피 및 분쇄단계, 상기 박피의 분리 및 분쇄 과정에서 상기 챔버에 연결된 급수관을 통해 용제를 상기 챔버의 내부에 투입 공급하는, c) 용제의 투입공정, 상기 용제의 투입에 따라 상기 챔버 내에서 혼합된 고형추출물과 액상추출물로 정제 분리하는, d) 1차 생성물의 정제단계, 및 정제 분리된 상기 액상추출물이 저온 유지되는 고속분리장치를 통해 물과 유지로 정제 분리하는 e) 2차 생성물의 정제단계를 포함하는 유자 정유의 저온추출 방법을 제공하는 한편, 투입된 유자들의 박피와 향낭 부위를 분쇄하는 과정에서 챔버 내에 혼합된 고형추출물과 액상추출물의 1차 생성물을 정제 분리하는 고액분리장치, 및 상기 고액분리장치로부터 추출된 물과 정유의 2차 생성물을 저온 조건에서 정제 분리하는 고속분리장치를 포함하는 유자 정유의 저온추출 장치를 제공하고자 한다.

Description

유자 정유의 저온추출 방법 및 장치{Method and Device for low temperature extraction of Citron Essential Oil}

본 발명은 유자 정유의 저온추출 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유자 과피에 포함된 정유(essential oil)의 추출을 위한 공정을 거치는 방법 및 장치로서, 종래의 유자 정유 추출 방법인 증류 추출법에 의한 유자 정유의 열변성을 방지하고자 가열 공정 없이 물리적인 방식으로 과피에 포함된 정유 성분을 저온으로 추출해 낼 수 있는 유자 정유의 저온추출 방법 및 장치에 관한 것이다.

유자는 중국 양쯔강 상류가 원산지, 특유의 아린 맛으로 인해 식용으로 사용 불가하여 중국에서는 도태, 유일하게 한국과 일본만이 상업적으로 활용하고 있는 수종. 국내 유자는 당절임 위주로 상업화하였으나 일본의 경우 다양한 상업적 활용이 정착, 특히 특유의 향을 포함하고 있어 시트러스(감귤류) 계열에서는 가장 우수한 향을 지니고 있다고 평가, 고유 수종인 한국 유자의 경우 일본에 비해 5배 이상 넓은 재배면적과 생산량을 지니고 있으나 당절임 식품 이외의 고부가가치 원료로 상업화 하지 못하고 있다. 이에 향료 원료로 사용할 경우 고부가가치 상업재로 활용 가능하다.

종래의 국내 유자 식품 가공 산업의 주류는 과피를 썰어 당에 절여 숙성하여 유자 과피에 포함된 향 성분이 지닌 아린 맛을 단맛으로 중화하여 음용하는 유자차 및 당절임이 대부분이었으나 유자차의 수출과 일본, 중국 시장의 수용에 따라 유자 과즙의 생산량이 급속하게 증가하고 있다. 유자 식품 가공 공정에도 수요에 따른 공정 변화가 요구 되고 있다.

유자를 포함한 시트러스 계열의 항료 추출에는 주로 열에 의한 증류법을 사용하고 있는데 이는 무엇보다 공정비용이 저렴하고 추출물의 품질이 우수한 장점을 지니고 있으나, 과일향의 경우 휘발성이 강해서 열에 의한 변성의 정도가 매우 크고 산패율도 높은 단점을 가지고 있다.

이에 서구를 중심으로 오렌지나 레몬, 라임의 경우 저온 추출 공정을 개발하여 식품 가공 공정의 부가 단계로 적용하여 생산하는 과즙의 품질을 높이고 부가적으로 고부가가치의 향료를 생산하는 공정을 이용하고 있다. 그러나 유자는 오렌지와 비슷한 감귤류임에도 향료에 대한 산업화나 유자 관련 식품 산업의 제품 다각화에 대한 연구가 부족하여 낙후된 산업 모델을 유지하고 있다.

천연 유자향을 제조하기 위한 선행 기술로, 국내 공개특허공보 특2000-0037001호에 유자의 성숙또는 미성숙과를 세척한 후, 냉압침법에 의하여 추출하고, 원심분리 후 수득된 유자 추출정유를 개시하고 있고. 국내 공개특허공보 특2001-0035501호에 유자과피에 110℃로부터 145℃사이의 증기를 사용하여 증류 유자 정유를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 예로부터 감귤류 향료 추출에 있어 최적의 추출법으로 알려진 냉압침법에 의한 유자정유 추출방법은 그 공정 비용이 너무 높아 상업적 생산 모델로 활용할 수 없는 단점이 있고, 110℃에서 고온 증류하는 기술은 열에 의한 유자 고유의 향이 파괴되어 제품의 품질 저하를 초래하는 단점이 있다.

또한, 국내 등록특허공보 등록번호 10-0452467호에 유자, 유자 과피 또는 유자 씨를 초임계 및 아임계 반응기에 투입한 후 추출용매를 통과시키면서, 보조용매의 혼합물을 사용하여 유자의 기능성 물질 추출 및 향료 추출법을 개시하고 있으나, 초임계법 자체의 생산비용과 시간당 처리용량이 너무 작기 때문에 역시 상업적 활용 가능한 제조시설로는 적합하지 않는 단점을 가지고 있다.

특허문헌 제10-1663898호(효소를 이용한 유자 정유 추출방법, 등록일자 2016. 09. 30)

상기의 문제점을 해소하고자 하기 위한 본 발명은, 천연 유자로부터 유자 과피에 함유된 정유 성분을 효율적으로 추출하는 방법으로서 물리적인 방법으로 유자 과피를 파괴하면서도 과육이 상하지 않을 정도로 괴피를 박피히되, 과피와 과육 중간의 내부 속껍질을 박피하지 않고 남겨 과육을 보호하면서도 1차와 2차에 걸친 정제 과정을 통해 최종적으로 정유를 추출하고자 함에 그 목적을 두고 있다.

또한, 본 발명은, 열에 의한 변성이 쉽고 휘발성이 강한 유자의 향 성분을 일반적인 기존의 증류법 등으로 추출할 때 나타나는 향내 성분의 포집 저하 및 낮은 정유 추출의 문제를 현저하게 개선하여 저온 조건에서 향의 변성 없이 고품질의 천연 유자로부터 정유 추출을 이루고자 함에 그 목적을 두고 있다.

상술된 목적을 구현하기 위한 본 발명은 유자를 고액분리장치의 호퍼로 투입하는, a) 원료의 투입단계, 상기 호퍼로 투입된 유자들이 챔버의 내부에 구성된 컨베어를 통해 이송되는 과정에서, 컨베어의 외곽 주변 부위에서 회전 가능한 설치된 다수의 회전분쇄체들에 의해 유자 과육으로부터 박피의 외피 분리 및 분쇄가 이루어지는, b) 원료의 박피 및 분쇄단계, 상기 박피의 분리 및 분쇄 과정에서 상기 챔버에 연결된 급수관을 통해 용제를 상기 챔버의 내부에 투입 공급하는, c) 용제의 투입공정, 상기 용제의 투입에 따라 상기 챔버 내에서 혼합된 고형물과 액상물로 정제 분리하는, d) 1차 생성물의 정제단계, 및 정제 분리된 상기 액상물이 저온 유지되는 고속분리장치를 통해 물과 유지로 정제 분리하는 e) 2차 생성물의 정제단계를 포함하는 유자 정유의 저온추출 방법에 일 특징이 있다.

상기 회전분쇄체들은, 상기 컨베어의 샤프트 축을 기준으로 하부에서 상기 샤프트에 구성된 스크류의 회전 반경 주변에서 반원 구조로 축 설치되어 회전되는 과정에서, 상기 회전분쇄체들의 둘레를 따라 돌출된 다수의 블레이드들이 유자 박피의 외피와 내피 외측에 있는 향낭 부위를 지속적으로 깎아내며 분쇄하게 되는 유자 정유의 저온추출 방법에 일 특징이 있다.

상기 블레이드들은 개별적으로 각각 구형돌기, 상기 구형돌기의 상단에서 톱니 구조로 형성된 톱니날, 및 상기 톱니날의 내부로 패여 있는 절취홈을 포함하는 조합 구조로 유자 박피의 외피와 내피 외측에 있는 향낭 부위를 지속적으로 깎아내며 분쇄하게 되는 유자 정유의 저온추출 방법에 일 특징이 있다.

상기 용제는 증류수가 이용되어 상기 챔버 내부로 투입되는 유자 정유의 저온추출 방법에 일 특징이 있다.

한편, 투입된 유자들의 박피와 향낭 부위를 분쇄하는 과정에서 챔버 내에 혼합된 고형물과 액상물의 1차 생성물을 저온 조건에서 정제 분리하는 고액분리장치, 및 상기 고액분리장치에서 추출된 상기 액상물로부터 물과 정유의 2차 생성물을 저온 조건에서 정제 분리하는 고속분리장치를 포함하는 유자 정유의 저온추출 장치에 다른 일 특징이 있다.

상기 고액분리장치는, 상기 챔버 내에서 회전 가능한 축 구조로 설치되어 호퍼로부터 투입된 유자들을 이송하는 컨베어, 및 상기 컨베어의 회전 반경 주변에서 회전 가능한 축 구조로 다수 설치되어 이송되는 유자들을 깎아내며 분쇄하는 회전분쇄체를 더 포함하는 유자 정유의 저온추출 장치에 다른 일 특징이 있다.

상기 회전분쇄체는, 원형대 구조로서 원형 외주를 따라 일정한 간격을 유지하며 돌출된 다수의 블레이드들이 더 포함되고, 상기 블레이드들의 회전 과정을 통해 유자들이 깎이며 분쇄되는 유자 정유의 저온추출 장치에 다른 일 특징이 있다.

상기 블레이드들은 개별적으로 각각 상기 회전분쇄체들의 외주로부터 돌출된 구조의 구형돌기, 상기 구형돌기의 상단에서 톱니 구조로 형성된 톱니날, 및 상기 톱니날의 내부로 패여 있는 절취홈을 포함하는 조합 구조로 유자 박피의 외피와 내피 외측에 있는 향낭 부위를 지속적으로 깎아내며 분쇄하게 되는 유자 정유의 저온추출 장치에 다른 일 특징이 있다.

상기 톱니날은, 상 방향으로 예리한 구조를 갖는 다수의 절삭돌기날, 및 상기 절삭돌기날들의 사이에서 하 방향으로 연속되는 구조를 갖는 절삭요홈날을 더 포함하는 구조인 유자 정유의 저온추출 장치에 다른 일 특징이 있다.

상술된 본 발명에 의한 유자 정유의 저온추출 방법 및 장치는, 유자로부터 유자 과육을 보호하면서도 유자의 과피로부터 유자향의 포집 개선과 함께 고품질의 정유를 추출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시에 따른 유자 정유의 저온추출 처리 단계들을 순차적으로 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시에 따른 유자 정유의 저온추출 처리에 요구되는 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 고액분리장치의 외관을 입체적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 고액분리장치의 내부 구조를 개념적으로 보이기 위한 내부도이다.
도 5는 도 3과 도 4에 도시된 고액분리장치의 챔버 내부에 구성되는 콘베어 및 회전분쇄체의 배치 구조를 개념적으로 나타내기 위한 정면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 회전분쇄체의 둘레를 따라 돌출된 블레이드의 구조를 상세히 나타내기 위한 입체도이다.

이하, 본 발명에 대한 후술 과정에서의 일실시예들은 본 발명에 대한 설명의 이해를 돕기 위한 방안인 것으로 본 발명이 일실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상 범주에서 다양한 실시예로 구현되는 기술적 범위까지 포함하는 방식으로 이해되어야 할 것이며, 첨부된 도면 역시 본 발명의 이해를 돕기 위한 방안으로 도시된 것에 불과하여 본 발명이 첨부된 도면에 국한되는 것은 아니다.

유자의 과피는 크게 세부분으로 나누어지는데 유자의 외관에 해당되며 주황색 혹은 노란색 계열의 색상을 갖는 외피, 상기 외피속에 형성되어 수분을 머금은 채 향성분을 갖는 주머니 모양의 향낭으로 이루어진 내피, 및 과육을 둘러싸고 있는 흰색 스펀지 같은 해면 구조의 속껍질로 구분할 수 있다.

이에 본 발명은 유자 박피에 대한 분쇄 공정을 통하여 유자에 함유된 정유를 추출하는 방법 및 장치에 대한 것으로, 과피를 물리적으로 분쇄하며 제거하는 방식에 따라 과육을 보호할 수 있는 기술적 사상의 개념으로 이해할 수 있다.

이러한 본 발명에 일실시에 따른 유자 정유의 저온추출 방법은, 도 1과 같이, a) 원료의 투입단계, b) 원료의 박피 및 분쇄단계, c) 용제의 투입단계, d) 1차 생성물의 정제단계, e) 2차 생성물의 정제단계를 거치는 처리 공정들로 이루어질 수 있다.

a) 원료의 투입단계

유자를 도면 2, 도면 3 내지 도면 4와 같이, 고액분리장치(10)의 호퍼(111)에 투입하는 과정으로서 일정량의 유자를 투입함에 따라, 챔버(110)의 내부에 공급될 수 있다.

b) 원료의 박피 및 분쇄단계

상기 호퍼로 투입된 유자들이 챔버의 내부에 구성된 컨베어(400)를 통해 이송되는 과정에서, 컨베어(400)의 외곽 주변 부위에서 회전 가능한 구조로 설치된 도면 3 내지 4를 참고로 도면 5와 6과 같이 다수의 회전분쇄체(500)들에 의해 유자 과육으로부터 박피의 분리 및 분쇄가 이루어질 수 있다.

상기 회전분쇄체(500)들은, 상기 컨베어(400)의 샤프트(410) 축을 기준으로 하부에서 상기 샤프트(410)에 구성된 스크류(420))의 회전 반경 주변에 반원 구조로 축 설치되어 회전하게 된다.

이러한 상기 회전분쇄체(500)들의 회전 과정에서 상기 회전분쇄체(500)들의 둘레를 따라 돌출된 다수의 블레이드(510)들이 유자 박피의 외피와 내피에 있는 향낭 부위를 지속적으로 마찰 방식의 비벼 깎는 방식으로 분쇄시킨다.

상기 블레이드(510)들은 개별적으로 각각 구형돌기(511), 상기 구형돌기의 상단에서 톱니 구조로 형성된 톱니날(512), 및 상기 톱니날의 내부로 패여 있는 절취홈(512c)을 포함하는 조합 구조로 유자 박피의 외피와 내피에 있는 향낭 부위를 지속적으로 마찰 방식의 비벼 깎는 방식으로 분쇄할 수 있다.

c) 용제의 투입공정

상기 유자 박피의 분리 및 분쇄 과정에서 상기 챔버(110)에 연결된 급수관(120)을 통해 용제를 상기 챔버(110)의 내부에 투입 공급하게 되는데, 이때 투입되는 상기 용제는 증류수가 이용되는 것이 바람직한데, 증류수 대신 물도 이용될 수 있다.

이러한 상기 증류수는 최종 추출 물질인 정유의 추출 과정에서 1차 생성물과 2차 생성물의 성분 변성을 최소화 할 수 있다.

d) 1차 생성물의 정제단계

상기 용제의 투입에 따라 상기 챔버(110) 내에서 혼합된 고형물과 액상물의 1차 생성물이 정제 분리되는 과정으로서, 상기 고형물은 분쇄고형물 입자로서 섬유질, 과피박 입자들의 고형의 혼합물이고, 액상물은 유자의 과피 분쇄로부터 발생되는 유자의 향 성분이 포함한 즙물과 급수관을 통해서 투입 공급된 증류수 또는 물을 함유한 액상의 혼합물일 수 있다.

상기 고형물과 상기 액상물은 챔버(110)의 하부에서 구획 분리된 구조의 각 집하조로 낙하되어 수거될 수 있다.

e) 2차 생성물의 정제단계

정제 분리된 상기 액상물이 저온 유지되는 고속분리장치(20)를 통해 물과 정유로 정제 분리될 수 있다.

한편, 본 발명에 일실시에 따른 유자 정유의 저온추출 장치는, 도 2와 같이, 고액분리장치(10) 및 고속분리장치(20)를 거치는 처리 장치들로 이루어질 수 있되, 후술 과정에서 본 발명의 고액분리장치(10)에 기술적 특징이 있는 관계로, 고액분리장치(10)에 대해서는 상세한 부호 표기를 통해 구체적으로 설명될 수 있고, 고속분리장치(20)에 대해서는 부호 표기 없이 간략하게만 설명될 수 있음을 참고할 수 있다.

즉, 유자들은 상기 고액분리장치(10)로 투입되어 이송되는 과정에서 1차 생성물로 추출될 수 있고, 상기 1차 생성물은 상기 고속분리장치(20)를 통해 고속회전되는 과정에서 2차 생성물로 추출될 수 있다.

여기서, 상기 1차 생성물은 유자들의 과피로서 외피와 내피의 분쇄 과정에서 생성되는 고형물과 액상물의 혼합물에서 액상물을 분리 정제하기 위함이고, 상기 혼합물에는 용제로서 증류수가 함유되어 포함될 수 있으며, 상기 2차 생성물은 분리 정제된 상기 액상물에서 물과 정유를 분리 정제하기 위함이다.

상기 고액분리장치(10)는 예컨대 도 3 내지 도 4와 같이 유자들의 투입을 위해 일측에 구비된 호퍼(111)와 타측에 구비된 배출구(112)를 포함한 챔버(110), 상기 배출구에서 외측으로 연장되는 구조로 결합된 배출받이(113), 상기 배출구의 하측에서 반원 구조로 다수 형성된 베어링블록(114), 및 상기 챔버의 일측 상측에 결합 연결되어 챔버의 내부로 용제를 투입 공급하기 위한 급수관(120), 및 상기 챔버의 하부에서 상기 챔버를 받쳐주는 구조로 지지하는 지지프레임(200)을 포함하는 외관 구성으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 챔버(110)의 지지프레임(200) 및 챔버(110)의 내부에서는 동력전달수단이 구비될 수 있는데, 상기 챔버(110)의 지지프레임(200)에는 구동모터(300)가 장착될 수 있고, 상기 구동모터(300)와 연결될 수 있는 차속풀리(310), 구동풀리(320), 기어박스(330)가 상기 챔버(110)의 일측편에 구성될 수 있다.

상기 챔버(110)의 내부에는 투입된 유자들의 이송을 위해 회전 가능한 축 구조로 설치된 컨베어(400) 및 유자들의 외피와 내피를 깎아내며 분쇄하는 회전분쇄체(500)들로 구성될 수 있다.

상기 컨베어(400)는 샤프트(410) 및 상기 샤프트의 둘레를 따라 길이 방향으로 일정한 간격을 유지하며 결합 구성된 다수의 스크류(420)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있되, 이러한 상기 컨베어(400)는 챔버(110)의 내부로 투입된 유자들을 이송할 수 있으며, 상기 스크류(420)의 표면에는 다수의 통공(421)들이 형성될 수 있는데, 이러한 상기 통공(421)들은 유자들의 외피와 내피의 분쇄 과정에서 발생되는 액상을 효과적으로 배수할 수 있다.

상기 회전분쇄체(500)들은 상길 샤프트(410)의 하측에서 상기 스크류(420)의 회전 반경과 근접된 외곽에서 반원형 구조로 축 설치될 수 있으며, 도 6에서와 같이 원형대의 형태로 이루어지되 외주를 따라 일정한 간격을 유지하며 돌출된 다수의 블레이드(510)들로 구성될 수 있다.

이러한 상기 블레이드(510)들은 회전 과정에서 유자의 과피로서 외피와 내피를 예리하게 깎아내는 방식으로 분쇄하게 되는데, 이 과정에서 유자의 과육은 보호될 수 있다.

상기 블레이드(510)들은 개별적으로 회전분쇄체(500)들의 외주로부터 각각 돌출된 구조의 구형돌기(511) 및 상기 구형돌기 상에 적용된 톱니날(512)의 조합 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 톱니날(512)은 절삭돌기날(512a), 절삭요홈날(512b), 절취홈(512c)의 조합으로 구성될 수 있다.

다수의 상기 절삭돌기날(512a)은 상기 구형돌기(511) 상에서 상 방향으로 예리한 구조를 갖게 되고, 다수의 상기 절삭요홈날(512b)은 상기 절삭돌기날들의 사이에서 하 방향으로 연속되는 예리한 구조를 갖게 된다.

따라서, 절삭돌기날(512a), 절삭요홈날(512b), 절취홈(512c)의 조합으로 유자의 외피와 내피가 예리하게 깎이며 분쇄될 수 있고, 이 과정에서 발생되는 분쇄고형물의 입자들은 절삭요홈날(512b)을 통해 절취될 수 있는 것이다.

이처럼, 개별 원통형 회전분쇄체에 돌출된 다수의 블레이들은 과피의 껍질을 마찰 방식으로 비벼 깎아내고 회전하는 오거 형식의 컨베어는 박피된 유자 원과인 과육을 챔버의 타측에 형성된 배출구로 이송하여 배출할 수 있다.

한편, 유자의 외피와 내피가 분쇄되는 과정에서 급수관(120)을 통해 용제가 챔버(110)의 내부로 투입 공급될 수 있고, 이러한 용제는 증류수를 사용함이 바람직한데, 이러한 증류수는 최종 추출 물질인 정유의 추출 과정에서 1차 생성물과 2차 생성물의 성분 변성을 최소화 할 수 있다.

즉, 증류수는 유자 과육으로부터 과피의 분리를 통한 분쇄 과정에서 내피에 포함된 향기 성분의 휘발을 방지하고 유자의 속껍질이 분리된 정유 성분에 섞여 유화되지 못하도록 하는 용제 기능에 최적이다.

유자 과피의 박피 부산물에 유지 성분을 함유하고 있는 관계로 유화를 방지 하지 않을 경우 원하는 고품질의 정유를 생산할 수 없다. 따라서, 용제로서 증류수 또는 물은 유자의 투입 중량 대비 2배 내지 3배 범위의 양으로 공급되어야만 휘발성이 강한 정유의 증발을 최소화함으로써, 고품질의 정유를 추출할 수 있는 것이다.

이처럼, 상기의 고액분리장치(10)에서는 유자의 과피 분쇄 과정에서 고형물, 향 성분을 포함한 즙물, 증류수가 서로 혼합된 혼합물이 발생되고, 이러한 혼합물은 상기 고액분리장치(10)를 통해 고형물과 액상물로 정제 분리될 수 있다.

물론, 상기 고형물과 액상물은 챔버(110)의 하부에 구체적으로 도시되어 있지 않으나 챔버(110)의 하부에서 구획된 구조로 마련된 각 집하조로 낙하되어 분리 수거될 수 있으며, 챔버(110)의 타측에 형성된 배출구(112)를 통해서는 보호된 유자의 과육들이 배출되어 수거될 수 있다.

이와 같이, 정제 분리된 상기 액상물은 고속분리장치(20)로 투입되어 저온 조건하에서 물과 정유로 정제 분리될 수 있는 것이다. 상기 고속분리장치(20)는 비중차라고 하는 물질의 물리적 특질을 이용한 장치로서 물과 정유의 보다 용이한 정제 분리를 수행할 수 있다.

이때, 상기 고속분리장치(20)의 내부에 회전 가능한 구조로 축 설치된 고속회전체가 고속 회전하게 되는데 예컨대 분당 25,000 ~ 30,000 rpm 으로 고속 회전할 수 있으며, 이러한 고속회전체는 고속 회전을 위한 회전 균형이 중요한데 이를 위해 복합재로 이루어진 로터를 사용할 수 있다.

즉, 로터는 외관에 해당되는 역팽이부재의 구조와 상기 역팽이부재 구조의 중앙으로 관통된 홀에 결합된 경량 소재의 코어부재로 이루어지게 되는데, 역팽이부재는 하부에서 상부를 향해 직경이 점진적으로 축소되는 구조를 가짐에 따라 회전 과정에서 하부가 넓은 직경 구조를 가져 로터 회전의 안정적인 균형을 담보할 수 있다.

또한, 상기 코어부재는 경량 소재로서 PEI 소재가 적용되어 회전 속도를 높이거나 줄이는데에 금속 부재보다 모터의 회전 부하가 최소화될 수 있다. 상기 역팽이부재도 경량화에 기여할 수 있는 알루미늄 혹은 티타늄 소재가 적용될 수 있다.

따라서, 고속회전체가 고속 회전되는 과정에서 액상물로부터 물과 정유의 원심 비중차에 따라, 가볍고 무거운 정유와 물의 액층 경계(분리선) 부근은 인싸이드 댐 디스크에 의해 막아지고, 가벼운 정유의 액은 댐 디스크의 안쪽에서 무거운 물의 액은 댐 디스크의 바깥쪽에서 분리될 수 있고, 상기 액상물에서 미쳐 분리되지 못하고 함유되어 있는 고형물은 고속회전체의 안쪽벽에서 수거될 수 있는 것이다.

특히, 정제 분리된 액상물에서 물과 정유는 고액분리과정을 한번 더 거치는 방식과 고속분리과정을 활용하여 정유 성분 내에 3 ~ 5% 정도 함유된 일부 색소 성분마저 분리되어 보다 고품질의 유자 정유를 얻을 수 있는 것이다.

한편, 유자 과즙도 추출할 수 있는데, 이는 챔버(110)의 타측으로 배출된 유자 과육은 밀폐된 공정으로 착즙기로 이송될 수 있고, 착즙기에서 압착되어 과육에 포함된 과즙을 획득할 수 있게 된다.

과즙을 착즙하고 남은 과육 부산물(유자박)은 내부에 일정량의 과즙을 포함하고 있어 유자 식초 등의 원료로 충분히 사용 가능하며, 유자 식초 등은 일본이나 서구에서 매우 고가에 판매되는 고부가가치 상품 중에 하나이다. 상기 착즙의 과정에서 압착의 강도를 조절하면 배출되는 유자박의 과즙 함유량을 조절할 수 있어서 부산물을 활용하여 3차 제품을 제조하는데 편리한 공정으로 활용 가능하고 현재 유자 가공 공정이 모두 수공으로 이루어지는데 비해 자동화하여 안전하고 편리한 가공식품 제조 공정으로 활용 가능하다.

고액분리장치(10)
챔버(110), 호퍼(111), 배출구(112), 배출받이(113), 베어링블록(114), 급수관(120), 지지프레임(200),
동력전달수단 : 구동모터(300), 차속풀리(310), 구동풀리(320), 기어박스(330),
컨베어(400), 샤프트(410), 스크류(420), 통공(421)
회전분쇄체(500), 블레이더(510), 구형돌기(511), 톱니날(512), 절삭돌기날(512a), 절삭요홈날(512b), 절취홈(512c)
고속분리장치(20)

Claims (9)

1. 유자를 고액분리장치의 호퍼로 투입하는, a) 원료의 투입단계;
   상기 호퍼로 투입된 유자들이 챔버의 내부에 구성된 컨베어를 통해 이송되는 과정에서, 컨베어의 외곽 주변 부위에서 회전 가능한 설치된 다수의 회전분쇄체들에 의해 유자 과육으로부터 박피의 외피 분리 및 분쇄가 이루어지는, b) 원료의 박피 및 분쇄단계;
   상기 박피의 분리 및 분쇄 과정에서 상기 챔버에 연결된 급수관을 통해 용제를 상기 챔버의 내부에 투입 공급하는, c) 용제의 투입공정;
   상기 용제의 투입에 따라 상기 챔버 내에서 혼합된 고형물과 액상물로 정제 분리하는, d) 1차 생성물의 정제단계; 및
   정제 분리된 상기 액상물이 저온 유지되는 고속분리장치를 통해 물과 유지로 정제 분리하는 e) 2차 생성물의 정제단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전분쇄체들은, 상기 컨베어의 샤프트 축을 기준으로 하부에서 상기 샤프트에 구성된 스크류의 회전 반경 주변에서 반원 구조로 축 설치되어 회전되는 과정에서, 상기 회전분쇄체들의 둘레를 따라 돌출된 다수의 블레이드들이 유자 박피의 외피와 내피 외측에 있는 향낭 부위를 지속적으로 깎아내며 분쇄하게 되는 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 블레이드들은 개별적으로 각각 구형돌기, 상기 구형돌기의 상단에서 톱니 구조로 형성된 톱니날, 및 상기 톱니날의 내부로 패여 있는 절취홈을 포함하는 조합 구조로 유자 박피의 외피와 내피 외측에 있는 향낭 부위를 지속적으로 깎아내며 분쇄하게 되는 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 용제는 증류수가 이용되어 상기 챔버 내부로 투입되는 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 방법.
5. 투입된 유자들의 박피와 향낭 부위를 분쇄하는 과정에서 챔버 내에 혼합된 고형물과 액상물의 1차 생성물을 저온 조건에서 정제 분리하는 고액분리장치;
   상기 고액분리장치에서 추출된 상기 액상물로부터 물과 정유의 2차 생성물을 저온 조건에서 정제 분리하는 고속분리장치;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고액분리장치는,
   상기 챔버 내에서 회전 가능한 축 구조로 설치되어 호퍼로부터 투입된 유자들을 이송하는 컨베어; 및
   상기 컨베어의 회전 반경 주변에서 회전 가능한 축 구조로 다수 설치되어 이송되는 유자들을 깎아내며 분쇄하는 회전분쇄체;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 회전분쇄체는,
   원형대 구조로서 원형 외주를 따라 일정한 간격을 유지하며 돌출된 다수의 블레이드들이 더 포함되고, 상기 블레이드들의 회전 과정을 통해 유자들이 깎이며 분쇄되는 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 블레이드들은 개별적으로 각각 상기 회전분쇄체들의 외주로부터 돌출된 구조의 구형돌기;
   상기 구형돌기의 상단에서 톱니 구조로 형성된 톱니날; 및
   상기 톱니날의 내부로 패여 있는 절취홈;
   을 포함하는 조합 구조로 유자 박피의 외피와 내피 외측에 있는 향낭 부위를 지속적으로 깎아내며 분쇄하게 되는 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 톱니날은,
   상 방향으로 예리한 구조를 갖는 다수의 절삭돌기날; 및
   상기 절삭돌기날들의 사이에서 하 방향으로 연속되는 구조를 갖는 절삭요홈날;
   을 더 포함하는 구조인 것을 특징으로 하는 유자 정유의 저온추출 장치.

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