KR20090112110A - Filtering appratus for beer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 맥주 여과장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 맥주 여과장치에 비하여 향상된 여과효과를 달성할 수 있으며, 효과적이고 경제적인 맥주 생산이 가능한 맥주 여과장치에 관한 것이다.The present invention relates to a beer filtration device, and more particularly, to a beer filtration device that can achieve an improved filtration effect compared to the conventional beer filtration device, and enables an efficient and economical beer production.
맥주제조는 먼저 보리를 싹틔워 맥아를 만든 후 맥아와 녹말질 부원료로 맥아즙을 만들고 홉을 첨가하여 펄펄 끓인 뒤 냉각시킨다. 이 냉각된 맥아즙에 맥주효모를 넣어 발효시키고 일정 기간 저장·숙성한 후 여과하여 바로 제품화하면 생맥주가 되고, 병이나 캔에 넣어 저온살균 처리하면 오래 보관할 수 있는 맥주가 되는데, 그 공정은 다음과 같다. Beer production is made by sprouting barley first to make malt, then making malt with malt and starch supplements and adding hops to boil pearls and then cool them. Brewed yeast is fermented into beer yeast, stored and matured for a certain period of time, filtered, and then commercialized into draft beer, and pasteurized into bottles or cans for long-term storage of beer. same.
맥아제조 McAgejo
맥아제조는 보리를 싹틔워 맥아효소인 아밀라아제(amylase)를 생성하는 것이 주된 목적이다. 이때 다른 물질의 변화, 즉 단백질의 분해, 가용성 탄수화물의 생성, 배젖세포막의 용해도 함께 일어난다. 아밀라아제는 당화과정 중에 맥아 및 부원료 중의 녹말을 효모가 이용할 수 있는 발효성당(醱酵性糖)으로 변하게 한다. 수 확 직후의 보리는 아직 발아력이 충분하지 않으므로 적어도 6∼8주 이상 저장하여 충분한 발아력을 갖게 하여야 하는데, 이 기간을 보리의 휴면 기간이라 한다. 휴면이 끝난 보리를 정선기를 통하여 협잡물을 제거하고 균질한 맥아를 만들기 위하여 알갱이의 크기에 따라 선립(選粒)하여 세맥은 사료 등으로 사용한다. 선립으로 알갱이가 균일한 것으로 골라진 보리를 침맥조(浸麥槽)에 담가 발아에 필요한 수 분을 흡수시킨 후 발아실에 옮겨 작은 구멍이 있는 발아상 위에서 습기 있는 공기를 통기하면 발아한다. 이 발아과정 중에 보리는 효소를 생성하며 맥주제조에 알맞은 물질로 변화한다. 이렇게 5∼8일간의 발아과정이 완료된 것을 녹맥아(綠麥芽)라고 한다. 녹맥아는 많은 수분을 함유하고 있으므로 가열·건조하여 녹맥아의 생장을 중지시키고 맥아 특유의 향기와 맥주에 필요한 색소를 갖게 하는데, 이 과정을 배조(焙燥)라고 한다. 배조가 끝난 맥아는 다시 정선제근(精選除根)한 후 방랭하여 맥아저장고에 저장한 후 후숙(後熟)하여 맥주제조에 사용한다. Maltase is the main purpose of sprouting barley to produce the maltase amylase. At this time, changes in other substances occur, such as protein degradation, production of soluble carbohydrates, and solubility of the embryonic cell membrane. Amylase converts starch in malt and side ingredients into fermentable sugars that can be used by yeast during the saccharification process. Immediately after harvest, barley is not enough to germinate, so it should be stored for at least 6 to 8 weeks to ensure sufficient germination. This period is called barley dormancy. The dormant barley is selected according to the size of the grains to remove contaminants through the selector and to make a homogeneous malt, and the vein is used as feed. The barley, which has been selected as a uniform grain, is soaked in an acupuncture vessel to absorb the moisture necessary for germination, and then transferred to the germination chamber to ventilate moist air on the germination bed with small holes. During this germination, barley produces enzymes and turns them into materials suitable for beer production. This germination process is completed for 5 to 8 days is called green malt (綠 麥芽). Since malt contains a lot of water, it is heated and dried to stop the growth of green malt, and to give the malt-specific aroma and pigments necessary for beer. After brewing, the malt is re-selected, cooled, stored in a malt store, and ripened before being used for beer production.
맥아즙제조Manufacture of wort
맥아즙제조는 맥아의 분쇄, 담금, 맥아즙 여과, 맥아즙 자비와 홉 첨가, 맥아즙 냉각 등의 공정으로 이루어진다. 즉, 맥아를 담금 전에 다시 정선하여 분쇄기에서 분쇄하고 물과 온도를 맞추어 담금(mashing)한다. 이 담금에서 맥아효소의 작용으로 맥아 중의 불용성 물질 이 가용성화(可溶性化)하고 녹말이 발효성당으로 변하며 침출된다. 그러므로 담금에서 원료와 수량, 온도와 시간, 그 밖의 여러 조건을 부여하여 효소작용을 적당히 조절한다. 담금과정에서 당화와 단백질 분해가 끝 나면 여과조나 여과기를 이용하여 맥주박(麥酒粕)과 즙을 분리한다. 맥주박은 제거하여 사료로 사용하고 맥아즙은 자비솥에 모아서 홉을 첨가하여 자비한다. 자비의 목적은 맥아즙을 농축시키며 홉의 쓴맛성분이나 향기를 침출해내고 가열하여 응고성 단백질이나 타닌(tannin) 결합물을 석출시키며, 효소의 활성 정지와 살균 등 을 행하는 데 있다. 이렇게 자비한 맥아즙에서 홉박을 분리시킨 후 냉각기로 급랭시켜 발효실로 보낸다. The production of wort consists of crushing, immersion, wort filtration, wort chop and hop addition, wort cooling, and the like. That is, the malt is selected again before soaking, pulverized in a grinder, and mashed at water and temperature. In this immersion, the action of the malt enzyme solubilizes the insoluble matter in the malt and turns the starch into fermentable sugar. Therefore, in the immersion, raw materials, quantity, temperature and time, and other conditions are given to appropriately regulate the enzyme action. After saccharification and proteolysis in the immersion process, beer bak (麥 酒 粕) and juice are separated using a filtration tank or strainer. Beer foil is removed and used as feed, and wort is collected in a boiling pot and chopped by adding hops. The purpose of mercy is to concentrate wort, leap out the bitter components and aromas of hops and heat them to precipitate coagulant proteins or tannins, stop enzyme activity and sterilize. The hops are separated from the mercy wort and then quenched with a cooler and sent to the fermentation chamber.
주발효Fermentation
냉각된 맥아즙에 0.5 % 정도의 맥주효모를 첨가하여 알코올 발효를 하는데 이것을 주발효 (主醱酵)라고 한다. 주발효는 발효실의 개방된 용기나 밀폐식 탱크에서 행하며, 저면발효의 경우 5∼10℃로 8∼12일이 걸린다. 우선 냉각된 맥아즙에 효모를 첨가하여 발효조에 넣으면 효모는 곧 생장·번식하는 동시에 발효성당을 소비하고 알코올과 이산화탄소를 배출하는 발효작용을 한다. 이 과정을 화학식으로 나타내면 C6H12O6=2C2H6OH＋2CO2이다. 이때 발효의 진행을 그대로 방임하지 않고 온도조절을 통하여 대략 8∼12일에 주발효가 끝나도록 조절한다. 발효상태는 대개 효모 첨가 후 제3일까지 가장 왕성하게 출아(出芽)를 행하고 맥아즙 중에 분포되는 효모수는 4∼5일에 최고에 달하며, 이때 발효도가 가장 왕성하다. 전 발효가 끝날 때는 효모가 발효조 밑에 가라앉아 발효된 맥주와 분리된다. 주발효가 끝난 맥 주를 미숙성맥주(yong beer)라고 한다. The fermented alcohol is fermented by adding about 0.5% brewer's yeast to the cooled wort. This is called main fermentation. The main fermentation is carried out in an open vessel or closed tank of the fermentation chamber. In the case of bottom fermentation, it takes 8 to 12 days at 5 to 10 ° C. First, yeast is added to the fermenter in the cooled wort, and the yeast grows and reproduces at the same time, and consumes fermentable sugars and releases alcohol and carbon dioxide. This process is represented by the chemical formula C6H12O6 = 2C2H6OH + 2CO2. At this time, the fermentation process is controlled so that the main fermentation is completed in about 8 to 12 days through temperature control without leaving the fermentation intact. The fermentation state is usually the most vigorous germination until the third day after the addition of yeast and the number of yeasts distributed in the wort reaches the highest in 4 to 5 days, with the most fermentation. At the end of all fermentation, the yeast sinks under the fermenter and is separated from the fermented beer. The fermented beer after the main fermentation is called yong beer.
후발효Post fermentation
후발효(後醱酵)는 저장(lagering)이라고도 하며, 밀폐탱크에서 아주 천천히 진행하여 1∼4 개월이 걸린다. 0∼2 ℃의 낮은 온도로 냉각장치를 설치하고 완전히 보온하여야 한다. 후발 효의 목적은 ① 발효성 엑스의 재발효, ② 맥주 중에 소요되는 이산화탄소의 포화, ③ 효모나 석출물의 침전분리, ④ 미숙성맥주의 거친 맛과 향기의 조화숙성 등으로서 저장 중에 맑고 숙성된 맥주로 변하게 된다. 후발효 탱크에는 맥주 중에 일정한 이산화탄소를 포화시키기 위하여 가스조절기(spund)를 설치하여 압력을 조절한다 Post-fermentation, also known as lagering, proceeds very slowly in a closed tank and takes 1 to 4 months. Cooling equipment should be installed at low temperature of 0 ~ 2 ℃ and kept warm. The purpose of the post fermentation is to clear fermented beer during storage such as ① re-fermentation of fermentable extract, ② saturated carbon dioxide in beer, ③ sedimentation separation of yeast or precipitate, and ④ co-aging of immature beer's coarse taste and aroma. Will change to The post-fermentation tank controls the pressure by installing a gas regulator to saturate the carbon dioxide in the beer.
여과percolation
저장탱크에서 숙성된 맥주를 여과하여 투명한 맥주로 만든다. 여과의 목적은 ① 후발효가 끝난 맥주 중의 효모나 석출된 흡수지 또는 단백질 중의 침전되지 않고 일부 현탁되어 있는 것을 제거하고, ② 맥주혼탁의 원인이 되는 불안정한 교질물질을 제거하는 것이다. 몇개의 저장탱크에 있는 맥주를 혼합·합류(合流)하고 용존되어 있는 이산화탄소의 기화방지와 단백질 등의 석출을 돕기 위하여 얼기 직전의 온도까지 냉각시켜 여과한다. 맥주의 여과기에는 면여과기(綿濾過機),·규조토여과기, 시트여과기, 박막여과기 등이 있다. The beer matured in the storage tank is filtered into a clear beer. The purpose of the filtration is to remove ① unsuspended and partially suspended in yeast, precipitated absorbent paper or protein in post-fermented beer, and ② to remove unstable colloids that cause cloudiness in beer. Beers in several storage tanks are mixed and combined, and cooled to a temperature just before freezing to prevent evaporation of dissolved carbon dioxide and precipitation of proteins. Beer filters include cotton filters, diatomaceous earth filters, sheet filters, thin film filters, and the like.
특히 여과공정은 맥즙으로부터 현탁된 여러 이물질을 제거하는 공정이므로 맥주 제품의 질을 결정지을 수 있는 매우 중요한 공정이다. 현재 일반적으로 사용되는 여과기는 박막 여과기와 같이 멤브레인 필터를 사용하는 박막 여과기이며, 간 략한 구성도를 도 1에 나타내었다.In particular, the filtration process is a process for removing various foreign matter suspended from wort, which is a very important process to determine the quality of beer products. Currently commonly used filter is a thin film filter using a membrane filter, such as a thin film filter, a simplified block diagram is shown in FIG.
도 1을 참조하면, 저장탱크(저장조)로부터 여과조로 유입된 맥즙은 여과조의 하부에 위치한 멤브레인(여과박)에 의하여 여과된다. 즉, 상기 여과공정이 진행됨에 따라 상기 여과박 하부에는 여과된 맥즙이, 상부에는 여과대상인 다양한 혼탁물이 존재하게 되고, 여과조 하부의 밸브를 개방함으로써 여과된 맥즙을 얻으며, 성부의 혼탁물은 일정 시간 경과 후 제거된다. 하지만, 종래의 대규모 생산 공정의 경우 여과박의 상부에 적층되는 혼탁물층(여과박 층)은 여과박에 극심한 하중을 가하게 되며, 더 나아가, 불균일하게 적층된 여과박 층은 여과박에 국소적으로는 과도한 하중을 가하게 됨으로써, 여과공정의 효율성이 떨어지는 문제가 있다. 또한 과도하게 가해지는 하중은 여과박의 수명을 단축시켜 맥주 여과장치의 운전 시간을 단축시키게 되는 문제가 있다.Referring to Figure 1, the wort flowing into the filtration tank from the storage tank (storage tank) is filtered by a membrane (filtration foil) located in the lower portion of the filtration tank. That is, as the filtration process proceeds, the filtered wort is present in the lower part of the filtration foil, and various turbid materials present in the upper part of the filter are present. The filtered wort is obtained by opening a valve in the lower part of the filtration tank. Removed after time elapses. However, in the conventional large-scale production process, the turbidity layer (filtration foil layer) stacked on top of the filter foil exerts an extreme load on the filter foil, and further, the non-uniformly stacked filter foil layer is locally applied to the filter foil. By applying an excessive load, there is a problem that the efficiency of the filtration process falls. In addition, the excessively applied load shortens the life of the filtration foil, thereby reducing the operating time of the beer filtration device.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 우수한 여과 성능을 가지면서, 보다 향상된 운전 성능을 갖는 경제적인 맥주 여과장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an economic beer filtration device having an improved filtration performance, while having excellent filtration performance.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 여과조 및 여과박을 구비하는 맥주 여과장치에 있어서, 상기 여과박의 상부에 이격되며, 여과 공정 시 회전 가능한 교반날; 및 상호 이격되어 상기 교반날에 결합하며, 상기 여과박의 상부와 이격된 복수개의 교반판을 포함하는 것을 특징으로 하는 맥주 여과장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a beer filtration device having a filtration tank and filtration foil, spaced apart on the top of the filtration foil, rotatable stirring blade during the filtration process; And it is coupled to the stirring blade spaced apart from each other, and provides a beer filtration device comprising a plurality of stirring plates spaced apart from the top of the filter foil.
상기 교반날은 수평 부재의 형태이며, 상기 교반판은 직사각형의 형태의 금속판일 수 있다. 또한 상기 교반판은 회전 가능하며, 상기 교반날과 30 내지 75도의 각도를 이룰 수 있다. 더 나아가, 상기 교반날은 상기 여과공정시 60 지 90rpm으로 회전할 수 있다.The stirring blade is in the form of a horizontal member, the stirring plate may be a metal plate of the rectangular shape. In addition, the stirring plate is rotatable, and may form an angle of 30 to 75 degrees with the stirring blade. Furthermore, the stirring blade may rotate at 60 to 90 rpm during the filtration process.
본 발명에 따른 맥주 여과장치는 종래의 맥주 여과장치에 비하여 향상된 여과효과를 달성할 수 있으며, 보다 경제적인 맥주 생산을 가능하게 한다.Beer filtration device according to the present invention can achieve improved filtration effect compared to the conventional beer filtration device, and enables more economic beer production.
상술한 바와 같이 본 발명자는 맥주 제조 중 여과의 성능을 개선하기 위하여 새로운 여과 장치를 설계 제작하였다. As described above, the inventor designed and manufactured a new filtration device to improve the performance of filtration during beer production.
도 2는 본 발명에 따른 여과장치를 나타내는 구조도이다. 2 is a structural diagram showing a filtration device according to the present invention.
도 2를 참조하면, 여과조(200) 및 여과박(멤브레인, 210)을 구비하며, 더 나아가 수평부재 형태의 교반날(220)과 상기 교반날에 결합된 복수개의 교반판(230)을 포함하는 여과장치가 제공된다. Referring to FIG. 2, a
상기 교반날의 구체적인 구조는 도 3과 4와 같다. The specific structure of the stirring blade is the same as in FIGS.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교반날은 수평 부재로서, 6개의 교반판이 상호 이격되어 결합할 수 있는 구조를 갖는다. 또한 도 4와 같이 각 교반판은 회전 가능하며, 따라서 사용자에 따라 상기 교반판과 교반날이 이루는 각도를 변경시킬 수 있다. 하지만, 상기 교반판의 각도는 30 내지 75도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 60도 정도이다. 만약 교반판의 각도가 상기 범 위를 벗어나는 경우 여과장치의 여과 성능이 저감되는데 하기 실험예에서 상기 교반판의 각도가 가지는 수치의 의의를 보다 상세히 설명한다. 3 and 4, the stirring blade according to an embodiment of the present invention is a horizontal member, six stirring plates have a structure that can be coupled to be spaced apart from each other. In addition, as shown in Figure 4, each stirring plate is rotatable, and according to the user can change the angle formed by the stirring plate and the stirring blade. However, the angle of the stirring plate is preferably 30 to 75 degrees, more preferably about 60 degrees. If the angle of the stirring plate is out of the range, the filtration performance of the filtration device is reduced and the significance of the numerical value of the angle of the stirring plate in the following experimental example will be described in more detail.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 교반날은 여과공정 중 회전함으로써 적층되는 다양한 불순물의 모폴로지를 균일하게 만들어 주는데, 특히 상기 교반날의 회전 속도는 60 지 90rpm이 바람직하다. 만약 상기 범위를 벗어나는 경우 여과장치의 여과 성능이 저감되는데 하기의 실험예에서 보다 상세히 설명한다.In addition, the stirring blade according to an embodiment of the present invention makes the morphology of various impurities stacked by rotating during the filtration process, particularly, the rotation speed of the stirring blade is preferably 60 to 90rpm. If outside the above range, the filtration performance of the filtration device is reduced will be described in more detail in the following experimental example.
본 발명에 따른 여과장치Filtration device according to the invention
본 발명에 따른 여과장치의 사진을 도 5 및 도 6에 나타내었다.5 and 6 show photographs of the filtration apparatus according to the present invention.
도 5 및 6을 참조하면, 상기 여과장치는 원통형의 여과조 및 상기 여과조의 하부에 구비되는 여과박을 포함한다. 특히 본 발명에 따른 여과장치는 상기 여과박의 상부에 구비된 직사각형 형태로 상호 이격된 복수의 교반판과 상기 교반판이 결합되어 여과공정 중 회전가능한 수평부재(수평 프레임) 형태의 교반날을 구비한다. 또한 상기 도면을 통하여 알 수 있듯이, 상기 교반날은 모터가 연결되어, 여과공정 중 일정한 속도로 회전할 수 있다. 이때 상기 교반날에 결합한 교반판은 여과박층내에서 회전하면서 상기 여과박층을 균일하게 만드는데, 특히 본 발명에 따른 맥주 여과장치의 경우 교반날의 속도와 교반판의 각도에 따라 여과효과가 상당히 상이하게 나타나는데, 하기의 실험예에서 보다 상세히 설명한다.5 and 6, the filtration device includes a cylindrical filtration tank and a filter foil provided in the lower portion of the filtration tank. In particular, the filtration apparatus according to the present invention is provided with a stirring blade in the form of a horizontal member (horizontal frame) rotatable during the filtration process by combining a plurality of stirring plates and the stirring plate spaced apart from each other in a rectangular shape provided on the upper portion of the filter foil. . In addition, as can be seen through the figure, the stirring blade is connected to the motor, it can rotate at a constant speed during the filtration process. In this case, the stirring plate coupled to the stirring blade makes the filter foil layer uniform while rotating in the filter foil layer. In particular, in the case of the beer filtration device according to the present invention, the filtering effect is significantly different depending on the speed of the stirring blade and the angle of the stirring plate. It appears, which will be described in more detail in the following experimental example.
본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치의 제원은 하기 표 1과 같다.Specifications of the filtration device according to an embodiment of the present invention are shown in Table 1 below.
본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 여과장치를 하기의 순서에 따라 가동시켰다. The filtration device manufactured according to one embodiment of the present invention was operated in the following order.
본 발명에 따른 여과공정Filtration process according to the present invention
도 7은 본 발명의 여과장치를 이용한 여과공정을 나타내는 모식도이다.7 is a schematic view showing a filtration step using the filtration device of the present invention.
도 7을 참조하면, 교반판의 각도를 교반날의 프레임에 대하여 90도, 45, 30도, 15도 등의 여러 조건으로 고정한 후, 여과조의 여과체와 거의 닿을 정도로 삽입한 후, 당화액을 교반조의 25 cm 높이까지 채운다. 이후 교반날의 회전을 15 rpm, 30 rpm, 45 rpm의 여러 조건으로 나누어 5분간 교반하고 정지한 후 교반판의 하부가 여과체의 7 cm 상단 높이에 위치하도록 교반날을 올린다. 이후 교반을 종료한 후 여과층이 형성되도록 30분간 방치하였다. 이 후 여과조 하부의 배출 밸브를 개방하여 여액을 얻는다. 단, 초기 5분간의 여액은 상기 작업 중 여과조 바닥에 형성된 찌꺼기를 상당량 함유하므로 사용하지 않는다. Referring to FIG. 7, the angle of the stirring plate is fixed to various conditions such as 90 degrees, 45, 30 degrees, 15 degrees, etc. with respect to the frame of the stirring blade, and then inserted into the filter medium of the filtration tank to be almost in contact with the saccharified solution. Fill up to 25 cm height of the stirrer. After the rotation of the stirring blade was divided into various conditions of 15 rpm, 30 rpm, 45 rpm, stirred for 5 minutes and stopped, and then the stirring blade was raised so that the lower part of the stirring plate was positioned at the 7 cm upper height of the filter medium. After stirring was terminated and left for 30 minutes to form a filter layer. Thereafter, the discharge valve at the bottom of the filtration tank is opened to obtain a filtrate. However, the filtrate for the first five minutes is not used because it contains a considerable amount of debris formed in the bottom of the filter tank during the operation.
실험예Experimental Example
교반날Stirring blade 회전속도 및 Rotation speed and 교반판Stirring plate 각도 Angle
본 실험예에서 교반날 회전속도 및 교반판 각도에 따른 여과공정의 효율을 비교 실험하였다.In this experimental example, the efficiency of the filtration process according to the stirring blade rotation speed and the stirring plate angle was compared.
먼저, 도 8은 교반날의 회전속도에 따른 여과박 층(즉, 여과된 후 여과박 상에 적층된 불순물 층)의 모폴로지를 나타내는 단면도이다. First, Figure 8 is a cross-sectional view showing the morphology of the filter foil layer (that is, impurity layer laminated on the filter foil after filtering) according to the rotational speed of the stirring blade.
도 8을 참조하면, 교반날의 회전속도가 낮을 경우에는 여과박 층의 표면이 고루지 못하다가 회전속도가 점차 증가함에 따라 그 표면이 평탄해지고, 회전속도가 90rpm 이상이 되면 여과박의 중앙부위가 볼록해지는 현상을 관찰하였다. Referring to FIG. 8, when the rotation speed of the stirring blade is low, the surface of the filter foil layer is uneven, and the surface becomes flat as the rotation speed gradually increases, and when the rotation speed is 90 rpm or more, the central portion of the filter foil. The phenomenon which becomes convex was observed.
또한 도 9는 교반판이 교반날과 이루는 사이각에 따른 여과박 층의 모폴로지를 나타내는 단면도이다.9 is sectional drawing which shows the morphology of the filter foil layer according to the angle which a stirring plate makes with a stirring blade.
도 9를 참조하면, 교반날과 교반판이 이루는 각도가 작아질수록 여과박의 층 표면이 더욱 평탄해졌으나 어느 이상(75도)이 되면 여과박층이 여과조의 측벽 쪽으로 쏠리는 현상을 관찰하였다. Referring to FIG. 9, the smaller the angle between the stirring blade and the stirring plate was, the more flat the surface of the filter foil was. However, when the abnormality was reached (75 degrees), the filter foil layer was oriented toward the side wall of the filter tank.
따라서, 이러한 여과박층의 불균일한 프로파일은 여과박에 상당한 수준의 하중을 가하여, 여과박의 성능을 감소시키게 된다.Thus, the nonuniform profile of the filter foil layer imposes a significant level of load on the filter foil, thereby reducing the performance of the filter foil.
탁도 측정Turbidity Measurement
여과 조건에 따른 여과액의 여과도에 대한 역의 의미를 갖는 탁도의 변화는 도 10 및 11과 같다. The change in turbidity with the inverse meaning of the filtrate depending on the filtration conditions is shown in FIGS. 10 and 11.
도 10은 동일한 조건에서 다만 교반날 회전속도의 상이한 조건(30, 70, 및 160rpm)에 따라 여과한 후 얻어진 여과액을 측정한 탁도를 나타내는 그래프이다. FIG. 10 is a graph showing turbidity measured for the filtrate obtained after filtration under different conditions (30, 70, and 160 rpm) of the stirring blade rotation speed under the same conditions.
도 10을 참조하면, 회전속도가 30rpm에서 70rpm으로 증가함에 따라 여과박 층이 보다 균질하고 평탄해지며, 그 결과 여과액의 탁도가 감소하였지만, 90rpm을 초과하는 130rpm의 경우 상기 관찰한 바와 같이 여과박층이 여과박 중앙으로 집중되어, 벽 부위의 여과박 층이 얇아지게 되며, 그 결과 여과액의 탁도가 증가한다. 이로써 본 발명에 따른 여과장치의 교반날은 60 내지 90rpm의 회전속도를 갖는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 10, as the rotation speed increases from 30 rpm to 70 rpm, the filter foil layer becomes more homogeneous and flattened, and as a result, the turbidity of the filtrate is reduced, but in the case of 130 rpm exceeding 90 rpm, the filtration is observed as described above. The thin layer is concentrated in the center of the filtration foil, resulting in a thinning of the filtration foil layer at the wall portion, thereby increasing the turbidity of the filtrate. As a result, it can be seen that the stirring blade of the filtration device according to the present invention preferably has a rotation speed of 60 to 90 rpm.
도 11은 교반판의 각도에 따른 여과액의 탁도를 나타내는 그래프이다. 11 is a graph showing the turbidity of the filtrate according to the angle of the stirring plate.
도 11을 참조하면, 30도 미만으로 각도를 작게 하면 오히려 탁도가 높아져 바람직하지 않게 나타났다. 특히 60도 정도에서 교반력이 적당하여 여과박 층이 평탄하고 균일하게 형성되어 탁도가 낮아졌지만, 교반판의 각도가 더 작아짐에 따라 교반력이 지나치게 커져서 여과박 층이 벽쪽으로 밀려 중앙부위의 여과박 층이 얇아져 여과액의 탁도가 증가한 것으로 분석된다. 이 또한 교반판의 각도 역시 최적점이 있음을 나타낸다. Referring to FIG. 11, when the angle is reduced to less than 30 degrees, turbidity is increased, which is not preferable. In particular, the agitation force is suitable at about 60 degrees, and the filter foil layer is flat and uniformly formed, resulting in a low turbidity. However, as the angle of the stirring plate becomes smaller, the stirring force becomes too large and the filter foil layer is pushed toward the wall to filter the central portion. The thin layer was analyzed to increase the turbidity of the filtrate. This also indicates that the angle of the stirring plate also has an optimum point.
도 1은 종래의 기술에 따른 박막 여과기의 구조도이다.1 is a structural diagram of a thin film filter according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치를 나타내는 구조도이다. 2 is a structural diagram showing a filtration device according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반날을 나타내는 단면도이다.3 and 4 are cross-sectional views showing a stirring blade according to an embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치의 사진이다.5 and 6 are photographs of the filtration device according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 여과장치를 이용한 여과공정을 나타내는 모식도이다.7 is a schematic view showing a filtration step using the filtration device of the present invention.
도 8은 교반날의 회전속도에 따른 여과박 층의 모폴로지를 나타내는 단면도이다. 8 is a cross-sectional view showing the morphology of the filter foil layer according to the rotational speed of the stirring blade.
도 9는 교반판이 교반날과 이루는 각도에 따른 여과박 층의 모폴로지를 나타내는 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing the morphology of the filter foil layer according to the angle formed by the stirring plate with the stirring blade.
도 10 및 11은 각각 교반날의 회전 속도 및 교반판의 각도에 따라 측정한 탁도를 나타내는 그래프이다.10 and 11 are graphs showing turbidity measured according to the rotational speed of the stirring blade and the angle of the stirring plate, respectively.
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