KR20220052990A - 식물성 오일로부터 미세유체 추출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다음을 포함하여 식물성 오일로부터 관심 분자의 미세유체 추출 방법에 관한 것이다:
- 2개의 입구(E1 및 E2), 2개의 출구(S1 및 S2), 및 메인 채널을 포함하는 이중-Y-채널 회로를 갖는 미세유체 칩(10),
- 식물성 오일(F1)을 포함하는 제 1 용기(R1), 관심 분자를 추출하기 위한 용매(F2)를 포함하는 제 2 용기(R2), 상기 추출 용매는 에탄올이고, 상기 제 1 및 제 2 용기(R1, R2)는 각각 미세유체 칩(10)의 입구(E1 및 E2)와 유체 연결된다,
- 식물성 오일(F1) 및 상기 추출 용매(F2)를 가압할 수 있는 압력 제어기(100),
- 트라이글리세라이드가 풍부한 식물성 오일(F1)이 수집되는 미세유체 칩(10)과 유체 연결되는 제 1 수집기(C1),
- 관심 분자가 풍부한 추출 용매(F2)가 수집되는 미세유체 칩(10)과 유체 연결되는 제 2 수집기(C2),
상기 추출 방법은 다음 단계를 포함한다:
a) 두 유체 사이의 계면이 입구(E1 및 E2)의 접합점에 위치하도록 액체 식물성 오일(F1)에 압력(P1)을 가하고 추출 용매(F2)에 압력(P2)를 가하기 위해 압력(P1 및 P2)를 제어하는 단계,
b) 관심 분자를 추출할 수 있는 일정 시간 동안 식물성 오일(F1)과 추출 용매(F2)를 메인 채널에서 서로 접촉시키는 단계,
c) 관심 분자가 풍부한 추출 용매(F2)를 수집하는 단계,
d) 선택적으로, 추출 용매(F2)를 증발시키는 단계, 및
e) 트라이글리세라이드가 풍부한 식물성 오일(F1)을 수집하는 단계.
- 2개의 입구(E1 및 E2), 2개의 출구(S1 및 S2), 및 메인 채널을 포함하는 이중-Y-채널 회로를 갖는 미세유체 칩(10),
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상기 추출 방법은 다음 단계를 포함한다:
a) 두 유체 사이의 계면이 입구(E1 및 E2)의 접합점에 위치하도록 액체 식물성 오일(F1)에 압력(P1)을 가하고 추출 용매(F2)에 압력(P2)를 가하기 위해 압력(P1 및 P2)를 제어하는 단계,
b) 관심 분자를 추출할 수 있는 일정 시간 동안 식물성 오일(F1)과 추출 용매(F2)를 메인 채널에서 서로 접촉시키는 단계,
c) 관심 분자가 풍부한 추출 용매(F2)를 수집하는 단계,
d) 선택적으로, 추출 용매(F2)를 증발시키는 단계, 및
e) 트라이글리세라이드가 풍부한 식물성 오일(F1)을 수집하는 단계.
Description
본 발명은 미세유체학 분야에 속하는 조건하에서 수행되는 액체-액체 추출 분야에 관한 것이다. 본 발명은 특히 화장품 부문에 응용된다.
화장품의 활성 성분은 다양한 역할을 한다. 이들은 예를 들어 화장품 조성물에 보습, 노화 방지, 향, 피부 치료 또는 시각적 특징을 부여하는 것을 가능하게 한다. 용액의 활성 성분이 사용 전에 농축되는 것이 종종 바람직하다. 액체-액체 추출 또는 분자 증류는 당업자에게 공지된 통상적인 방법이다.
분자 증류는 극저 진공압에서 분별 증류하는 것이다. 구현하기가 복잡하고 작동하는 데 많은 에너지가 필요하다. 분자 증류는 고온에서 수행된다; 이것은 기화 가능한 분자를 분리할 수 있지만 추출된 활성 성분의 분해를 일으킬 수 있다.
액체-액체 추출은 화학에서 고전적인 분리 공정이다. 이것은 제 1 액체(라피네이트)에 함유된 관심 분자(또는 활성 성분, 이 설명에서 동일한 의미를 가짐)를 제 1 액체와 혼합할 수 없는 제 2 액체(추출 용매)로 옮기는 추출로 이루어진다. 추출이 끝나면, 관심 분자가 풍부한 용매와 관심 분자가 고갈된 라피네이트로부터 형성된 추출물이 수집된다. 따라서 용매에서 관심 분자의 농도가 증가한다.
종래의 액체-액체 추출은, 예를 들어, 요구 사항에 맞게 용량이 조정된 분별 깔때기에서 발생한다. 두 액체는 분별 깔때기에서 혼합된 다음 분리될 수 있는 두 개의 별개 상이 형성될 때까지 그대로 둔다.
그러나, 상술한 종래의 액체-액체 추출은 몇 가지 단점이 있다. 특히, 이러한 추출 시스템은 연속 추출을 허용하지 않는다. 실제로, 다양한 추출은 정의된 양의 여러 분리 깔때기와 같은 다른 용기에서 수행된다. 그런 다음 추출은 "배치" 모드에서 수행된다. 따라서 원하는 양의 농축 용매를 얻기 전에 여러 추출 및 경사분리가 필요하다. 또한, 한 용기에서 다른 용기로 시약과 제품을 옮기는 데 상당한 노동력이 필요하다.
또한, 종래의 유체-유체 추출에 수반되는 두 상의 접촉 표면적은 상기 상이 위치하는 용기의 크기로 제한된다. 유사하게, 한 상에서 다른 상으로의 관심 분자의 확산은 관련된 큰 부피 때문에 제한된다. 마지막으로, 사용된 액체, 예를 들어, 유성 추출물에 따라, 에멀젼이 나타날 수 있어 분리가 훨씬 더 어려워지고 상의 경사분리 시간이 늘어난다. 농축된 용매와 라피네이트의 집합도 부정적인 영향을 받는데 이는 라피네이트가 용매에서 발견되고 용매가 라피네이트에서 발견될 수 있기 때문이다.
따라서, 예를 들어 화장품 산업의 요구를 만족시키는, 때때로 희귀하거나 깨지기 쉬운 활성 성분을 충분한 양으로 효율적으로 추출하기 위한 새로운 방법을 찾는 것이 중요하다. 추출된 활성 성분을 분해하지 않도록 상온에서 시행할 수 있는 방법을 찾는 것도 중요하다.
미세유체학 분야는, 예를 들어, 마이크로 리터(μL)에서 펨토 리터(fL) 정도의 매우 작은 부피의 액체를 필요로 하는 물리학 및 화학의 최전선에 있는 최근 분야이다. 이러한 치수를 사용하면 유체 역학의 여러 제약 조건을 쉽게 충족할 수 있다. 예를 들어, 미세유체 시스템에서 얻은 흐름은 레이놀즈 수의 표현이 시스템의 치수에 직접적으로 의존하기 때문에 쉽게 층류이다. 유사하게, 시스템의 차원에 직접적으로 의존하는 페클레(Peclet) 수의 표현으로 인해 관심 분자의 확산이 대류보다 선호된다.
미세유체 추출은 100분의 1 마이크로미터(0.01μm) 내지 밀리미터(mm) 정도의 치수를 갖는 채널 내에서 두 유체를 접촉시키는 것으로 이루어진 액체-액체 추출 공정이다.
본 발명자들은 이른바 "이중-Y-채널" 미세유체 칩을 이용하는 미세유체 추출 공정이 "배치" 모드 또는 분자 증류에서 기존 공정만큼 높은 농축 효율로 활성 성분의 연속 추출을 수행할 수 있음을 예기치 않게 발견하였다. 미세유체 추출은 또한 실온에서 수행될 수 있어 관심 추출된 분자의 분해를 피할 수 있다는 장점이 있다. 마지막으로, 미세유체 추출은 현재까지 사용된 기존 추출 공정보다 공간을 덜 차지하고 에너지를 덜 소모한다.
본 발명은 또한 식물성 오일의 추출 및 정제에 관한 것이다. 식물성 오일은 주로 지방산과 소량의 비비누화 분자(unsaponifiable molecules)로 이루어진다. 비비누화 분자는 비누화 후 물에 불용성인 모든 분자를 의미하는 것으로 이해된다. 테르펜, 세스퀴테르펜, 스쿠알렌, 피토스테롤, 폴리페놀, 리그난 및 비타민이 언급될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 그러나, 화장품에 대한 관심 활성 성분이 발견되는 것은 바로 식물성 오일의 비비누화 분획이다. 따라서 본 발명의 목적은 다음을 포함하여 식물성 오일, 예를 들어 커피 오일 또는 치아 오일로부터 관심 분자의 미세유체 추출 방법이다:
- 2개의 입구(E1 및 E2), 2개의 출구(S1 및 S2), 및 메인 채널을 포함하는 이중-Y-채널 회로를 갖는 미세유체 칩(10),
- 식물성 오일(F1)을 포함하는 제 1 용기(R1), 식물성 오일(F1)과 비혼화성인 관심 분자를 추출하기 위한 용매(F2)를 포함하는 제 2 용기(R2), 상기 추출 용매는 에탄올이고, 상기 제 1 및 제 2 용기(R1, R2)는 각각 미세유체 칩(10)의 입구(E1 및 E2)와 유체 연결된다,
- 식물성 오일(F1) 및 상기 추출 용매(F2)를 가압할 수 있는 압력 제어기(100),
- 트라이글리세라이드가 풍부한 식물성 오일(F1)이 수집되는 미세유체 칩(10)과 유체 연결되는 제 1 수집기(C1),
- 관심 분자가 풍부한 추출 용매(F2)가 수집되는 미세유체 칩(10)과 유체 연결되는 제 2 수집기(C2),
상기 추출 방법은 다음 단계를 포함한다:
a) 두 유체 사이의 계면이 입구(E1 및 E2)의 접합점에 위치하도록 액체 식물성 오일(F1)에 압력(P1)을 가하고 추출 용매(F2)에 압력(P2)를 가하기 위해 압력(P1 및 P2)를 제어하는 단계,
b) 관심 분자를 추출할 수 있는 일정 시간 동안 식물성 오일(F1)과 추출 용매(F2)를 메인 채널에서 서로 접촉시키는 단계,
c) 관심 분자가 풍부한 추출 용매(F2)를 수집하는 단계,
d) 선택적으로, 추출 용매(F2)를 증발시키는 단계, 및
e) 트라이글리세라이드가 풍부한 식물성 오일(F1)을 수집하는 단계.
따라서, 본 발명은 비비누화물인 관심 분자가 풍부한 에탄올 추출물을 수집할 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명은 수득된 에탄올 추출물이 관심 분자가 풍부할 뿐만 아니라 식물성 오일이 커피 오일인 특정 경우에 에틸 에스터와 같은 새로운 분자를 포함할 수 있다는 점에서 두 번째 이점을 제공한다.
본 발명은 제 2 출력 액체가 직접 정제되고 트라이글리세라이드가 풍부한 오일에 해당한다는 점에서 제 3 이점을 제공한다. 산과 염기의 사용을 필요로 하고 오일을 가열하는 에너지 집약적 단계를 포함하는 기존의 정유 방법과 달리, 본 발명은 식물성 오일을 정제하고 미세유체 칩으로부터 산출물로서 유리 지방산 농도가 감소된 탈취된 정제유를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 정제유 및 활성 분자가 풍부한 에탄올 추출물을 단일 단계로 추출하는 것을 가능하게 한다. 따라서 두 산출 액체는 미용적으로 중요하다.
본 발명의 방법에 따른 추출은 유리하게는 실온, 바람직하게는 20 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 22 내지 27℃에서 수행될 수 있다.
280℃까지의 더 높은 온도에서 수행되는 기존의 분자 증류 추출과 달리, 실온에서 본 발명에 따른 미세유체 추출의 구현은 식물성 오일에 해로운 열 분해를 피할 수 있게 한다. 유사하게, 가열 단계를 필요로 하는 식물성 오일의 기존 정제와 달리, 본 발명의 미세유체 추출을 구현하면 실온에서 식물성 오일을 정제할 수 있다.
미세유체 칩
본 발명의 방법에 사용된 "이중-Y-채널" 미세유체 칩은 도 1의 다이어그램에 의해 비제한적인 방식으로 예시된다.
도 1의 미세유체 칩(10)은 도 1은 "메인 채널"이라고 하는 단일 채널을 형성하기 위해 "접합 지점"(PJ)이라고 하는 지점에서 결합하는 두 개의 별개 채널에 의해 형성된 두 개의 입구(E1 및 E2)를 보여준다.
상기 메인 채널은 "분리점"(PD)에서 미세유체 칩(10)의 2개의 출구(S1 및 S2)를 형성하는 2개의 새로운 별개의 채널로 분할된다.
본 출원에서, "유체 연결"이라는 용어는 그것이 지칭하는 상이한 요소들 사이에서 유체(F1 또는 F2)의 전달을 가능하게 하는 연결 수단을 지칭한다.
2개의 입구(E1 및 E2)는 유체(F1 및 F2)가 미세유체 칩(10) 내에서 순환할 수 있도록, 예를 들어 각각의 용기(R1 및 R2)와 파이프를 통해 유체 연결될 수 있다.
유사하게, 2개의 출구(S1 및 S2)는 유체(F1 및 F2)가 미세유체 칩(10)으로부터 배출될 수 있도록, 예를 들어 각각의 수집기(C1 및 C2)와 파이프를 통해 유체 연결될 수 있다.
본 발명의 한 실시태양에 따르면, 입구(E1)는 유체(F1)를 함유하는 제 1 용기(R1)에 연결될 수 있고, 상기 유체(F1)는, 예를 들어 커피 오일 또는 치아 오일과 같은 식물성 오일이다. 입구(E2)는 제 1 유체와 상이한 유체(F2)를 함유하는 제 2 용기(R2)에 연결될 수 있으며, 상기 유체(F2)는 예를 들어 추출 용매이다. 출구(S1)는 미세유체 칩을 빠져나갈 때 관심 분자가 고갈되거나 풍부한 유체(F1)를 수용하기 위한 제 1 수집기(C1)에 연결될 수 있다. 유체(F1)이 식물성 오일인 경우, 상기 제 1 수집기는 관심 분자가 고갈되고 탈취되고 감소된 농도의 유리 지방산을 갖는 정제된 식물성 오일을 수집한다. 출구(S2)는 관심 분자가 고갈되거나 풍부한 유체(F2)를 수용하기 위해 제 2 수집기(C2)에 연결될 수 있다. 유체(F2)가 추출 용매인 경우, 상기 제 2 수집기(C2)는 관심 분자가 풍부한 추출 용매를 수집한다.
이하의 설명 부분에서, 유체(F1)은 커피 오일 또는 치아 오일과 같은 식물성 오일로 간주되고 유체(F2)는 추출 용매로서 에탄올인 것으로 간주된다.
메인 채널은 다양한 모양일 수 있다: 상기 메인 채널의 단면은 비제한적인 방식으로 정사각형, 원형, 반원, 직사각형, 마름모꼴, 정다각형 또는 불규칙한 다각형일 수 있다. 바람직하게는, 미세유체 칩(10)의 메인 채널의 단면은 직사각형 형상이다.
도 2의 도면은 깊이(h), 폭(l), 및 총 부피(V)를 특징으로 하는 직사각형 형태의 메인 채널의 투시도를 도시한다. 상기 메인 채널의 총 체적은 접합점(PJ)와 분리점(PD) 사이에서 고려된다.
본 발명의 방법에 사용되는 미세유체 칩의 메인 채널은 50 내지 500㎛, 바람직하게는 100 내지 300㎛, 바람직하게는 200㎛의 폭(l),
- 1 내지 800㎛, 바람직하게는 5 내지 500㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 200㎛, 더욱 더 바람직하게는 50 내지 150㎛, 더욱 특히 100㎛의 깊이(H),
- 0.1μL 내지 20μL, 바람직하게는 0.2μL 내지 10μL, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 5μL, 훨씬 더 바람직하게는 0.4 내지 1.5μL, 더욱 특히 1μL의 접합점(PJ)와 분리점(PD)에서의 Y의 2개의 출구 채널의 분리 사이의 채널의 총 부피(V)를 가질 수 있다.
미세유체 추출은 메인 채널 내에서 유체 사이의 접촉 표면적을 증가시키는 이점을 제공하고, 따라서 한 액체에서 다른 액체로의 관심 분자의 확산을 최적화한다.
미세유체 칩(10)의 메인 채널은 또한 동심원, 정사각형 또는 마름모 형태, 직선, 바람직하게는 구불구불한 형태의 미세유체 칩의 평면에서 일반적인 기하학적 형상을 가질 수 있다.
도 3의 미세유체 칩(10)은 미세유체 칩(10)의 평면에서 일반적인 형상이 구불구불한 형상인 메인 채널의 예를 비제한적인 방식으로 도시한다.
채널 평면의 일반적인 기하학적 구조는, 예를 들어, 시스템이 차지하는 공간을 최적화할 수 있다.
본 발명의 방법에 따른 추출은 또한 병렬로 수행될 수 있다는 이점을 제공하는데, 이는 "이중 Y-채널" 회로를 갖는 N개의 미세유체 칩이 병렬로 작동될 수 있음을 의미하며, N은 1 내지 200,000, 바람직하게는 500 내지 200,000, 보다 바람직하게는 1,000 내지 100,000 사이의 정수이다.
여러 개의 미세유체 칩을 병렬로 사용하는 추출 공정은 시스템의 처리 능력을 상당히 증가시키는 이점이 있다. 예를 들어 병렬로 작동되는 100,000개의 미세유체 칩을 포함하는 시스템은 적어도 16.2kg/h, 즉 실험실 분자 증류와 같은 기존 처리보다 거의 10배의 총 처리량(총 처리량은 관심 분자가 풍부한 추출 용매를 추출하기 위한 처리량의 합계에 해당한다)을 달성할 수 있다. 하루당 수많은 제품을 증류할 수 있는 기존의 분자 증류 장치가 있지만 이러한 장치는 매우 부피가 크고 비용이 많이 든다.
예를 들어, 병렬로 작동되는 100,000개의 미세유체 칩을 포함하는 시스템은 또한 위에서 논의된 기존의 추출 공정에 비해 공간을 절약한다.
본 발명은 유리하게는 1m2의 바닥 공간을 차지하면서 병렬로 작동하는 100,000개의 미세유체 칩을 연결하는 것이 가능하다.
본 발명의 공정에 사용되는 미세유체 칩(10)은 열가소성 수지, 유리, 실리콘, 실리콘과 같은 폴리머, 바람직하게는 PDMS 중에서 선택된 재료로 이루어질 수 있다. 유리는 특히 바람직한데, 이는 불활성이어서 추출 용매(에탄올)와 반응하지 않기 때문이다.
압력 제어기
본 발명에 따른 미세유체 칩은 또한 압력 제어기(100)에 연결된다. 상기 압력 제어기(100)는 유리하게는 미세 유체 칩 내의 유체(F1 및 F2)의 흐름을 제어하기 위해 압력을 거의 10분의 1, 바람직하게는 거의 100분의 1 밀리바까지 가하는 것을 가능하게 한다.
상기 압력 제어기(100)는 유체(F1)가 압력(P1)을 받도록 제 1 용기(R1) 및 제 1 수집기(C1)에 연결된다.
상기 압력 제어기(100)는 유체(F2)가 압력(P2)을 받도록 제 1 용기(R2) 및 제 1 수집기(C2)에 연결된다.
상기 압력 제어기(100)는 예를 들어 공기가 새지 않도록 밀폐된 배관을 사용하여 용기(R1 및 R2)에 연결되어 압력(P1 및 P2)을 가한다.
유체(F1 및 F2)에 독립적으로 가해지는 압력은 미세유체 칩(10)의 입구(E1 및 E2)와 출구(S1 및 S2)에서 유체의 유량에 직접적인 영향을 미친다. 일반적으로, 압력과 유량은 아래 수학 방정식. 1에 따라 선형으로 관련이 있다.
[수학식. 1]
P는 유체가 받는 압력이며 예를 들어 밀리바(mbar)로 표시된다.
Q는 유체가 흐르는 속도이며, 예를 들어, 초당 마이크로리터(μL/s)로 표시된다.
R은 압력을 유량으로 나눈 균일 계수이며 당업자에게 알려진 방식으로 실험적으로 측정될 수 있다.
압력은 또한 채널 내 유체의 위치에 직접적인 영향을 미친다. 도 4는 이중-Y-채널 미세유체 칩의 단순화된 다이어그램을 보여준다. Q1은 유체(F1)가 미세유체 칩을 통해 흐르는 속도이고 Q2는 유체(F2)가 흐르는 속도이다. w1은 채널을 위에서 볼 때 유체(F1)가 메인 채널에서 차지하는 폭이고 w2는 채널을 위에서 볼 때 유체(F2)가 메인 채널에서 차지하는 폭이다.
채널 내 확산을 최적화하기 위해서, 위에서 볼 때 채널 내 두 유체(F1 및 F2)가 차지하는 폭이 동일한 것이 유리하다. 유리하게는, 다음 등식이 충족된다: w1 = w2.
또한, 다음 등식 수학식. 2는 항상 미세유체 칩의 메인 채널 내에서 충족된다:
[수학식. 2]
w1과 w2는 위에서 보았을 때 미세유체 칩의 메인 채널 내에서 유체(F1 및 F2)가 차지하는 폭이고, μ1과 μ2는 유체(F1 및 F2)의 각각의 동적 점도이고, Q1과 Q2는 유체(F1 및 F2)의 각각의 유량이고 ρ1 및 ρ2는 유체(F1 및 F2)의 각각의 밀도이다.
유체(F1 및 F2)가 동일한 시스템 내에서 진화하는 경우, 수학식. 1과 수학식. 2에 따라 등식을 결합하여 아래 수학식 3에 따른 등식을 생성한다:
[수학식. 3]
w1 및 w2는 위에서 보았을 때 미세유체 칩의 메인 채널 내에서 유체(F1 및 F2)가 차지하는 폭이다; P1 및 P2는 유체(F1 및 F2)가 받는 압력이다.
이상적으로, 미세유체 칩의 메인 채널 내 폭(w1 및 w2)은 관심 분자가 풍부하고 고갈된 유체의 적절한 분리를 보장하기 위해 메인 채널 출구에서 동일해야 한다. 이 등식을 만족시키기 위해, 수학식. 3과의 컴플라이언스는 유체(F1 및 F2)에 각각 적용되는 압력(P1 및 P2)은 동일해야 함을 의미한다.
본 발명자들은 놀랍게도 두 개의 동일한 압력(P1 및 P2)을 유체(F1 및 F2)에 가하는 것이 위에서 설명된 이론에 의해 기대되는 효과를 내지 못한다는 것을 발견하였다. 실제로, 본 발명자들은 유체(F2)의 양이 출구(S1)에서 유체(F1)와 혼합되도록 접합점(PD)에서 상이한 폭(w1 및 w2)을 관찰하였다.
이러한 관찰은 유체가 겪는 압력 손실에 의해 부분적으로 설명될 수 있다. 이러한 압력 손실은 주로 관련 유체, 유체와 시스템 벽과의 접촉, 채널의 기하학뿐만 아니라 유체(F1 및 F2)의 유량에 따라 달라진다.
본 발명자들은 메인 채널을 따라, 특히 미세유체 칩의 분리점(PJ)에서 조건(w1 = w2)을 충족하는 여러 쌍의 압력(P1 및 P2)을 발견하였다.
본 발명의 한 실시태양에 따르면, 압력 제어기(100)는 유체(F1 및 F2)가 각각 다음과 같은 압력(P1 및 P2)을 받도록 작동된다:
P1은 65 내지 75mbar,
P2는 63 내지 73mbar,
또는 압력 제어기(100)는 유체(F1 및 F2)가 다음과 같은 압력(P1, P2)을 받도록 작동된다:
P1은 190 내지 210mbar,
P2는 186 내지 206mbar.
또한, 본 발명의 한 실시태양에 따르면, 압력 제어기(100)는 상기 미세유체 칩을 빠져나가는 추출 용매의 유량은 0.01μL/s 내지 500μL/s, 바람직하게는 0.1μL/s 내지 12μL/s, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1μL/s이다.
또한, 본 발명의 한 실시태양에 따르면, 압력 제어기(100)는 상기 미세유체 칩을 빠져나가는 식물성 오일의 유량은 0.001μL/s 내지 500μL/s, 바람직하게는 0.005μL/s 내지 10μL/s, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.01μL/s이다.
제어기(C2)에 수집된 관심 분자가 풍부한 용매가 유출구(S1)에서 얻은 정제된 식물성 오일의 라피네이트에 의해 오염되지 않도록 하기 위해, 안전 마진 "a"가 관찰될 수 있다.
안전 마진 "a"가 관찰되는 경우, 압력 제어기는 분리점에서 다음 조건 w1 = a.w2을 만족하는 한 쌍의 압력(P1, P2)으로 작동되며, w1 및 w2는 미세유체 칩(10)의 메인 채널 내 유체(F1 및 F2)에 의해 각각 점유되는 폭이고, a는 0과 1 사이의 양의 실제 안전 마진이고, 값 0과 1은 제외된다.
안전 마진이 관찰되면, a는 0.85 내지 0.95이고; 바람직하게 a는 0.9이다.
본 발명의 한 실시태양에 따르면, 상기 압력 제어기(100)는 상술한 조건을 만족할 수 있는 시판되는 압력 제어기 중에서 선택된다. 본 발명의 압력 제어기는 예를 들어 엘브시스사가 판매하는 엘브플로우 압력 제어기이다.
식물성 오일
식물성 오일은 원하는 관심 분자에 따라 선택된다. 식물성 오일은 예를 들어 커피 오일 또는 치아 오일이다.
본 발명의 방법에 사용되는 식물성 오일은 30mPa.s보다 큰 높은 점도 계수를 갖는다.
추출 용매
본 발명에서, 선택된 추출 용매는 에탄올이다.
에탄올은 유리하게는 바이오기반이다. 이것은 무독성이며 원하는 관심 분자에 의해 가용화된다. 미세유체 칩의 채널 내에서 식물성 오일과 에탄올 사이의 계면도 특히 안정적이다.
추출 공정
본 발명에 따른 추출 공정은 이중-Y-채널 미세유체 칩의 접합점(PJ)에 위치한 두 유체 사이의 계면을 갖도록 하기 위해 유체(F1 및 F2)를 각각의 압력(P1 및 P2)에 적용하기 위해 특정 쌍의 압력(P1, P2)에서 압력 제어기(100)를 작동시키는 것으로 이루어진 제 1 단계 a)를 포함할 수 있다.
미세유체 칩의 특징, 메인 채널의 특징, 메인 채널의 일반적인 기하학 및 유체(F1 및 F2)의 유량에 따라, 식물성 오일(F1)과 에탄올(추출 용매)(F2)은 관심 분자를 추출하게 하는 시간 동안 접촉하게 한다.
본 발명에 따른 추출 방법은 제 2 단계 b)를 포함할 수 있으며, 이 동안 유체는 관심 분자를 추출하게 하는 기간 동안 접촉된다. 특히, 접촉 시간은 5 내지 300초, 바람직하게는 8 내지 200초, 보다 바람직하게는 10 내지 100초, 및 더욱 더 바람직하게는 50 내지 70초이다.
추출 시간이 길수록 추출의 질량 수율이 높아질 수 있다. 질량 수율은 입구(E1)에서 식물성 오일(F1)의 초기 질량과 비교하여 출구(S2)에서 수집된 에탄올(추출 용매)(F2)에서 관심 분자를 함유하는 추출물의 질량에 해당한다.
질량 수율은 선택된 식물성 오일에 크게 의존한다. 예를 들어, 식물성 오일이 커피 오일인 경우, 5% 이상, 바람직하게는 10% 이상, 보다 바람직하게는 약 15%의 질량 수율이 만족할 만하다. 한편, 식물성 오일이 커피 오일보다 비비누화 농도가 낮은 치아 오일인 경우, 적어도 1%, 바람직하게는 1.5%의 질량 수율이 만족할 만하다.
본 발명에 따른 추출 공정은 관심 분자가 풍부한 에탄올(추출 용매)이 수집되고 선택적으로 추출 공정에 재사용되는 제 3 단계 c)를 포함한다.
본 발명에 따른 추출 공정은 예를 들어 추출 공정을 위해 에탄올(추출 용매)을 재사용함으로써 관심 분자를 연속적으로 얻을 수 있도록 하는 정제 장치에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 에탄올 추출물은 관심 분자가 풍부할 뿐만 아니라 추출 동안 형성된 에틸 에스터와 같은 새로운 분자를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 추출 공정은 관심 분자에 농축된 에탄올(추출 용매)이 증발되는 제 4 선택적 단계 d)를 포함할 수 있다.
관심 분자가 풍부한 에탄올(추출 용매)은 또한 관심 분자의 농도를 증가시키기 위한 다양한 정제 처리를 받을 수 있다.
그런 후에 관심 분자가 더 쉽게 수집되고 예를 들어 화장품 조성물에 혼입된다. 이렇게 증발된 에탄올(추출 용매)은 유리하게는 추출 공정에서 재활용 및 재사용될 수 있다.
본 발명에 따른 추출 공정은 트라이글리세라이드가 풍부한 식물성 오일(F1)를 수집하는 단계 e)를 포함한다.
실제로, 본 발명의 추출 공정에 의해 얻어진 수득된 식물성 오일 산출물은 트라이글리세라이드가 풍부한 정제 오일에 해당한다.
이렇게 얻은 정제 오일은 특히 탈취, 표백되며, 유리 지방산의 농도가 감소된다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
[도 1]은 본 발명의 한 실시태양에 따른 미세유체 추출 공정의 도면을 도시한다.
[도 2]는 본 발명의 한 실시태양에 따른 직사각형 형태의 메인 채널의 도면을 도시한다.
[도 3]은 본 발명의 한 실시태양에 따른 구불구불한 형태의 메인 채널을 갖는 미세유체 칩의 도면을 도시한다.
[도 4]는 본 발명의 한 실시태양에 따른 이중-Y-채널 미세유체 칩의 간략화된 설명도를 도시한다.
[도 5]는 관심 분자를 갖는 커피 오일의 HPLC 크로마토그램, 본 발명의 한 실시태양에 따른 상기 오일 추출의 HPLC 크로마토그램, 및 통상적인 분자 증류 방법에 따른 추출의 HPLC 크로마토그램을 나타낸다.
[도 6]은 관심 분자를 나타내는 치아 오일의 HPLC 크로마토그램, 본 발명의 한 실시태양에 따른 상기 오일 추출의 HPLC 크로마토그램, 및 통상적인 분자 증류방법에 따른 추출의 HPLC 크로마토그램을 나타낸다.
[도 2]는 본 발명의 한 실시태양에 따른 직사각형 형태의 메인 채널의 도면을 도시한다.
[도 3]은 본 발명의 한 실시태양에 따른 구불구불한 형태의 메인 채널을 갖는 미세유체 칩의 도면을 도시한다.
[도 4]는 본 발명의 한 실시태양에 따른 이중-Y-채널 미세유체 칩의 간략화된 설명도를 도시한다.
[도 5]는 관심 분자를 갖는 커피 오일의 HPLC 크로마토그램, 본 발명의 한 실시태양에 따른 상기 오일 추출의 HPLC 크로마토그램, 및 통상적인 분자 증류 방법에 따른 추출의 HPLC 크로마토그램을 나타낸다.
[도 6]은 관심 분자를 나타내는 치아 오일의 HPLC 크로마토그램, 본 발명의 한 실시태양에 따른 상기 오일 추출의 HPLC 크로마토그램, 및 통상적인 분자 증류방법에 따른 추출의 HPLC 크로마토그램을 나타낸다.
실시예
실시예에 따른 공정
본 실시예에 따른 추출 공정은 도 1에 도시된 바와 같은 장치를 포함한다. 1. 상기 추출 공정은 압력 제어기(100)를 포함하며, 상기 압력 제어기(100)는 식물성 오일(F1)을 포함하는 제 1 용기(R1), 에탄올(추출 용매)(F2)을 포함하는 제 2 용기(R2), 관심 분자가 고갈된 식물성 오일 라피네이트를 수집하는 제 1 수집기(C1) 및 관심 분자가 풍부한 추출 용매의 추출물을 수집하는 제 2 수집기(C2)에 연결된다.
상기 추출 공정은 두 개의 용기(R1 및 R2)와 유체 연결된 두 개의 입구(E1 및 E2)와 두 개의 수집기(C1 및 C2)와 유체 연결된 두 개의 출구(S1 및 S2)를 포함하는 이중 Y-채널 미세유체 칩(10)을 더 포함한다.
실시예 1: 커피 오일
실시예 1에서, 압력 제어기(100)는 엘브시스사에 의해 판매되는 엘브플로우 타입이다. 식물성 오일(F1)은 커피 오일이고, 관심 분자는 다이테르펜의 에스터이며, 추출 용매(F2)는 에탄올이다.
커피 식물성 오일은 다음과 같은 과정을 통해 얻어진다:
- "볶지 않은" 생두(coffea arabica)를 미리 건조한다.
- 그런 다음 건조된 콩을 기계식 단축 바 프레스를 사용하여 압착한다.
- 4회 통과 후, 원유를 얻는다.
- 그런 다음 원유를 50μm까지 여과하고 필터 케이크를 제거한다.
- 그런 다음 생성된 식물성 오일을 본 발명에 사용한다.
커피 오일의 점도는 높고 약 104mPa-s이다.
미세유체 칩(10)의 메인 채널은 모양이 구불구불한 직사각형이다. 채널은 100μm의 깊이, 200μm의 폭을 가지며, 부피는 1μL이다. 각 유체는 부피의 절반, 즉 0.5μL을 차지한다.
단계 a)
압력 조절기(100)는 유체(F1)가 72mbar의 압력(P1)을 받도록 작동되어 유체(F1)의 유량이 0.01083μL/s가 되도록 한다.
압력 제어기(100)는 유체(F2)가 70mbar의 압력(P2)을 받도록 작동되어 유체(F2)의 유량이 0.679μL/s가 되도록 한다.
단계 b)
식물성 오일(F1)과 추출 용매(F2)는 약 45초 동안 미세유체 칩 내에서 접촉된다.
단계 c)
관심 분자가 풍부한 에탄올(추출 용매)(F2)은 미세유체 칩(10)을 빠져나갈 때 수집기(C2)로 수집된다.
단계 d) 및 e)
실시예에 따른 방법은 관심 분자를 수집하기 전에 에탄올(추출 용매)(F2)을 증발시키는 단계 d)를 포함한다. 이 공정은 또한 정제 오일도 수집하는 단계 e)를 포함한다.
결과
실시예 1의 추출 공정을 통해 얻은 질량 수율은 17.7%이다. 추출은 2580분 동안 연속적으로 수행되었다.
따라서, 본 발명자들은 놀랍게도 미세유체 칩을 사용하는 액체-액체 추출 공정이, 예를 들어, 배치 모드에서 분자 증류 또는 액체-유체 추출 공정과 같은 통상적으로 사용되는 추출 공정에 의해 얻어지는 추출 수율보다 크거나 같은 질량 추출 수율을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 이렇게 얻은 에탄올 추출물은 에탄올 에스터와 같은 새로운 분자를 포함한다. 추출된 식물성 오일의 경우, 정제되어 화장품 제제에 그대로 사용될 수 있다.
실시예 2: 치아 오일
실시예 2에서, 압력 제어기(100)는 엘브시스사에서 판매하는 엘브플로우 타입이다. 식물성 오일(F1)은 치아 오일이고, 관심 분자는 피토스테롤이고, 추출 용매(F2)는 에탄올이다.
치아 오일을 얻는 과정은 다음과 같다:
- 치아 종자(Salvia hispanica)를 미리 건조한다.
- 건조된 종자를 기계식 단축 바 프레스를 사용하여 압착한다.
- 3회 통과 후 원유를 얻는다.
- 그런 다음 얻어진 원유를 50μm까지 여과하고, 필터 케이크를 제거한다.
- 그런 다음 생성된 식물성 오일을 본 발명을 구현하는 데 사용한다.
치아 오일의 점도는 약 35.6mPa-s이다.
미세유체 칩(10)의 메인 채널은 모양이 구불구불한 직사각형이다. 채널은 100μm의 깊이, 200μm의 폭을 가지며, 부피는 1μL이다. 각 유체는 부피의 절반, 즉 0.5μL을 차지한다.
단계 a)
압력 제어기(100)는 유체(F1)가 519mbar의 압력(P1)을 받도록 작동된다. 압력 제어기(100)는 유체(F2)가 511mbar의 압력(P2)을 받도록 작동된다.
단계 b)
식물성 오일(F1)과 에탄올(F2)은 미세유체 칩 내에서 약 2.5초 동안 접촉된다.
단계 c)
관심 분자가 풍부한 에탄올(추출 용매)(F2)은 미세유체 칩(10)을 빠져나갈 때 수집기(C2)로 수집된다.
단계 d) 및 e)
실시예에 따른 공정은 관심 분자를 수집하기 전에 에탄올(추출 용매)(F2)를 증발시키는 단계 d)를 포함한다. 정제된 치아 오일도 단계 e)에서 수집한다.
결과
실시예 2의 추출 공정에서 얻어진 질량 수율은 1.61%이다. 추출은 204분 동안 연속적으로 수행하였다.
따라서, 본 발명자들은 놀랍게도 미세유체 칩을 사용하는 액체-액체 추출 공정이, 예를 들어, 배치 모드에서 분자 증류 또는 액체-유체 추출 공정과 같은 통상적으로 사용되는 추출 공정에 의해 얻어지는 추출 수율보다 크거나 같은 질량 추출 수율을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 추출된 식물성 오일은 정제되어 화장품 제제에 그대로 사용될 수 있다.
분자 증류를 이용하는 비교예
실시예 1의 본 발명의 방법에 따른 추출 결과와 통상적인 분자 증류 추출에 따른 추출 결과를 비교하기 위하여 비교예를 수행하였다.
도 5는 초기 오일의 HPLC 크로마토그램을 나타낸다. 이 실시예에서 관심 분자는 커피 오일에서 낮은 농도의 다이테르펜의 에스터이다.
분자 증류는 당업자에게 공지된 하기 절차에 따라 수행한다: 배럴 온도는 280℃로 설정하고, 응축 온도는 80℃로 설정한다. 오일 유량은 2.10 내지 3mbar의 압력에 대해 1.2L/h이다:
- 시스템은 약 10-3 및 10-2 mbar의 압력에서 진공 상태에 놓는다.
- 증류 배럴은 280℃로 가열한다.
- 응축기는 80℃로 가열한다.
- 피드 탱크에 식물성 오일(추출할 유체)을 채우고 공급 속도를 1.2L/h로 설정한다.
약 10초(10 내지 20초) 동안 증류 배럴의 벽에 오일을 긁는다. 관심 분자를 증류 배럴의 중앙에 위치한 응축기에서 증발 및 재응축한다.
2개의 분획을 시스템에 의해 분리하고 2개의 상이한 용기에 수집한다.
분자 증류 후 얻은 추출물은 분자 증류로 얻은 추출물의 HPLC 크로마토그램(도 5)에서 볼 수 있듯이 관심 분자의 농도를 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해 얻어진 에탄올 추출물의 HPLC 크로마토그램은 이 실시예에서 논의된 두 가지 추출 방법을 비교할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 에탄올 추출물의 HPLC 크로마토그램에서, 관심 분자가 분자 증류에 의한 것보다 더 효율적으로 농축되어 있음을 알 수 있다. 실제로, 분자 증류를 통한 첫 번째 통과 후에 얻은 수율은 12 내지 15%이다. 따라서 관심 분자를 완전히 추출하고 25%의 최종(최대) 수율을 얻으려면 분자 증류에서 두 번 통과해야 한다.
본 발명의 한 실시태양에 따라 수행된 추출은 또한 식물성 오일이 커피 오일인 경우 약 7분에 위치하는 크로마토그램 피크에 의해 입증되는 바와 같이 새로운 분자(잠재적으로 관심 분자)를 드러내는 이점이 있다.
따라서 HPLC 크로마토그램은 본 발명에 따른 방법의 효율성이 운영 비용을 상당히 감소시키면서 분자 증류에 의해 수득된 매우 우수한 결과와 적어도 동등하다는 것을 명확하게 입증한다. 또한, 본 발명은 분자 증류가 분리를 허용하지 않는 새로운 분자의 추출을 가능하게 하는 이점을 제공한다.
실시예 2의 본 발명의 방법에 따른 추출 결과와 통상적인 분자 증류 추출에 따른 추출 결과를 비교하기 위하여 다른 비교예를 수행하였다.
통상적인 액체/액체 추출은 오일 1부 대 에탄올 3부로 분별 깔때기에서 수행한다. 본 발명의 방법과 달리, 분리 깔때기에서의 액체-액체 추출은 에탄올과 함께 오일에 의해 생성된 에멀젼의 출현을 유발하는 단점이 있다. 총 추출 수율은 약 13%이다. 그러나, 추출물은 우리가 추출하고 싶지 않은 분자인 트라이글리세라이드가 더 풍부하다. 결과적으로, 통상적인 액체/액체 추출로 인한 추출물은 관심 분자가 덜 풍부하다.
하기 표는 비교예 2의 결과를 도시한다.
| 관심 분자의 농도 | 트라이글리세라이드 | 지방산 | |
| 치아 오일 | 0.1% | 99.2% | 0.6% |
| 본 발명의 방법에 따른 에탄올 추출물 | 5.3% | 60.6% | 33.4% |
| 본 발명의 방법에 따른 정제 오일 | 0.1% | 99.3% | 0.5% |
| 분자 증류를 통한 대조군 추출에 의한 치아 증류액 | 4.37% | ~1% | 94% |
분자 증류 후 얻은 추출물은 분자 증류를 통해 얻은 추출물의 HPLC 크로마토그램에서 볼 수 있듯이 관심 분자의 농도를 증가시킨다(도 6).
도 6에서, 본 발명에 따른 방법에 의해 얻은 에탄올 추출물의 HPLC 크로마토그램은 이 실시예에서 논의된 두 가지 추출 방법을 비교할 수 있게 한다.
본 발명의 한 실시태양에 따라 수행된 추출은 약 7분에 위치한 크로마토그램 피크에 의해 나타난 바와 같이 새로운 분자(에틸 에스터)를 드러내는 이점을 제공한다.
따라서 HPLC 크로마토그램은 본 발명에 따른 방법의 효율성이 운영 비용을 상당히 감소시키면서 분자 증류에 의해 얻은 매우 우수한 결과와 적어도 동등하다는 것을 명확하게 입증한다. 또한, 본 발명은 분자 증류가 분리를 허용하지 않는 새로운 분자의 추출을 가능하게 하는 이점을 제공한다. 마지막으로, 본 발명은, 예를 들어, 지방산 함량을 감소시키면서 오일을 정제하는 것을 가능하게 한다.
- 10: 미세유체 칩
- 100: 압력 제어기
- F1: 제 1 유체, 예를 들어 추출 용매로서 에탄올
- F2: 제 2 유체, 예를 들어 식물성 오일
- E1: 유체(F1)가 미세유체 칩으로 유입되는 입구
- E2: 유체(F2)가 미세유체 칩으로 유입되는 입구
- F1: 유체(F1)가 미세유체 칩으로부터 유출되는 출구
- F2: 유체(F2)가 미세유체 칩으로부터 유출되는 출구
- R1: 유체(F1)용 용기
- R2: 유체(F2)용 용기
- C1: 관심 분자가 풍부하거나 고갈된 유체(F1) 수집기
- C2: 관심 분자가 풍부하거나 고갈된 유체(F2) 수집기
- PJ: 접합점
- PD: 분리점
- L: 메인 채널의 길이
- h: 메인 채널의 깊이
- l: 메인 채널의 폭
- Q1: 미세유체 칩 내 유체 F1의 유량
- Q2: 미세유체 칩 내 유체 F2의 유량
- w1: 메인 채널에서 유체 F1이 차지하는 폭
- w2: 메인 채널에서 유체 F2가 차지하는 폭.
- 100: 압력 제어기
- F1: 제 1 유체, 예를 들어 추출 용매로서 에탄올
- F2: 제 2 유체, 예를 들어 식물성 오일
- E1: 유체(F1)가 미세유체 칩으로 유입되는 입구
- E2: 유체(F2)가 미세유체 칩으로 유입되는 입구
- F1: 유체(F1)가 미세유체 칩으로부터 유출되는 출구
- F2: 유체(F2)가 미세유체 칩으로부터 유출되는 출구
- R1: 유체(F1)용 용기
- R2: 유체(F2)용 용기
- C1: 관심 분자가 풍부하거나 고갈된 유체(F1) 수집기
- C2: 관심 분자가 풍부하거나 고갈된 유체(F2) 수집기
- PJ: 접합점
- PD: 분리점
- L: 메인 채널의 길이
- h: 메인 채널의 깊이
- l: 메인 채널의 폭
- Q1: 미세유체 칩 내 유체 F1의 유량
- Q2: 미세유체 칩 내 유체 F2의 유량
- w1: 메인 채널에서 유체 F1이 차지하는 폭
- w2: 메인 채널에서 유체 F2가 차지하는 폭.
Claims (8)
- - 2개의 입구(E1 및 E2), 2개의 출구(S1 및 S2), 및 메인 채널을 포함하는 이중-Y-채널 회로를 갖는 미세유체 칩(10),
- 식물성 오일(F1)을 포함하는 제 1 용기(R1), 관심 분자를 추출하기 위한 용매(F2)를 포함하는 제 2 용기(R2), 상기 추출 용매는 에탄올이고, 상기 제 1 및 제 2 용기(R1, R2)는 각각 미세유체 칩(10)의 입구(E1 및 E2)와 유체 연결된다,
- 식물성 오일(F1) 및 상기 추출 용매(F2)를 가압할 수 있는 압력 제어기(100),
- 트라이글리세라이드가 풍부한 식물성 오일(F1)이 수집되는 미세유체 칩(10)과 유체 연결되는 제 1 수집기(C1),
- 관심 분자가 풍부한 추출 용매(F2)가 수집되는 미세유체 칩(10)과 유체 연결되는 제 2 수집기(C2)를 포함하여 식물성 오일로부터 관심 분자의 미세유체 추출 방법으로서,
상기 추출 방법은 다음 단계를 포함하는 추출 방법:
a) 두 유체 사이의 계면이 입구(E1 및 E2)의 접합점에 위치하도록 액체 식물성 오일(F1)에 압력(P1)을 가하고 추출 용매(F2)에 압력(P2)를 가하기 위해 압력(P1 및 P2)를 제어하는 단계,
b) 관심 분자를 추출할 수 있는 일정 시간 동안 식물성 오일(F1)과 추출 용매(F2)를 메인 채널에서 서로 접촉시키는 단계,
c) 관심 분자가 풍부한 추출 용매(F2)를 수집하는 단계,
d) 선택적으로, 추출 용매(F2)를 증발시키는 단계, 및
e) 트라이글리세라이드가 풍부한 식물성 오일(F1)을 수집하는 단계. - 제 1 항에 있어서,
추출은 실온, 바람직하게는 20 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 22 내지 27℃에서 수행되는 것인 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
압력 제어기(100)는 미세유체 칩을 빠져나가는 추출 용매의 유량(Q2)이 0.01μL/s 내지 500μL/s, 바람직하게는 0.1μL/s 내지 12μL/s, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1μL/s이도록 작동되는 것인 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
압력 제어기(100)는 미세유체 칩을 빠져나가는 식물성 오일의 유량(Q1)이 0.001μL/s 내지 500μL/s, 바람직하게는 0.005μL/s 내지 10μL/s, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.01μL/s이도록 작동되는 것인 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
미세유체 칩(10)은 입구 채널이 접합점(PJ)에서 합류하여 단일 메인 채널을 형성하는 것을 특징으로 하며, 상기 채널은
- 50 내지 500㎛, 바람직하게는 100 내지 300㎛, 바람직하게는 200㎛의 폭,
- 1 내지 800㎛, 바람직하게는 5 내지 500㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 200㎛, 더욱 더 바람직하게는 50 내지 150㎛, 더욱 특히 100㎛의 깊이(H),
- 0.1μL 내지 20μL, 바람직하게는 0.2μL 내지 10μL, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 5μL, 훨씬 더 바람직하게는 0.4 내지 1.5μL, 더욱 특히 1μL의 접합점(PJ)과 분리점(PD)에서의 Y의 2개의 출구 채널의 분리 사이의 채널의 총 부피(V)를 갖는 것인 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
미세유체 칩(10)은 유리, 열가소성 수지, 실리콘, 또는 PDMS와 같은 실리콘계 폴리머로부터 선택된 재료로 제조되며, 유리가 바람직하게는 선택된 재료인 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
압력 제어기(100)는 분리점에서 조건 w1=a.w2를 만족하도록 한 쌍의 압력(P1, P2)으로 작동되고; w1 및 w2는 미세유체 칩의 메인 채널 내 유체(F1 및 F2)가 각각 차지하는 폭이고, "a"는 0과 1 사이의 양의 실수이고, a는 바람직하게는 0.85와 0.95 사이이고 안전 마진에 해당하는 것인 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
이중-Y-채널 회로를 갖는 적어도 N개의 미세유체 칩(10)이 병렬로 작동되고, N은 1 내지 200,000 사이의 정수인 방법.
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