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KR101372811B1 - 트립토판 정제장치 및 방법 - Google Patents

트립토판 정제장치 및 방법 Download PDF

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KR101372811B1
KR101372811B1 KR1020120107996A KR20120107996A KR101372811B1 KR 101372811 B1 KR101372811 B1 KR 101372811B1 KR 1020120107996 A KR1020120107996 A KR 1020120107996A KR 20120107996 A KR20120107996 A KR 20120107996A KR 101372811 B1 KR101372811 B1 KR 101372811B1
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KR
South Korea
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tryptophan
solution
storage tank
continuous reactor
hydrogen ion
Prior art date
Application number
KR1020120107996A
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홍종팔
이희완
최경례
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주식회사 라미나
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Abstract

트립토판 정제장치가 개시되어 있다.
개시된 트립토판 정제장치는,
트립토판 용액을 통과시켜서 트립토판 용액에 포함된 고형물은 여과하고 용액만을 통과시키는 고형물 여과필터; 상기 고형물 여과필터를 통과한 트립토판 용액이 저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크의 외부에 설치되어 상기 저장탱크 내부의 온도를 제어하는 가열자켓; 상기 저장탱크 내의 트립토판 용액을 흡인하여 다음 위치로 송출하는 에어컴프레셔; 상기 에어컴프레셔에 의해 송출되어온 트립토판 용액과 별도의 경로를 통해 송출되어온 황산이 함께 투입되고, 주입된 용액들을 교반시켜서 반응물을 연속으로 생성하는 연속식 반응기; 상기 연속식 반응기의 배출포트에 연결되어 상기 연속식 반응기에서 배출되는 슬러리 형태의 반응물로부터 여액을 분리하는 탈수기; 및 상기 탈수기로부터 분리된 고체성분을 건조하는 건조기를 포함하는 것이다.

Description

트립토판 정제장치 및 방법{Tryptophan purification devices and methods}
본 발명은 트립토판 정제장치 및 방법에 관한 것이다.
특히, 트립토판을 산용액 또는 염기성 용액에 용해한 후 반대의 용액을 넣어 pH를 중화시켜 석출하는 방법을 취함과 아울러, 연속식 반응기를 이용하여 연속적으로 생산이 가능하고, 기존 방법에 비해 3배 이상의 생산속도가 빠르며, 회수율 및 순도가 향상되었고, 고분자 물질을 첨가제로 혼합됨에 따라 입자의 밀도를 향상시켜서 쉽게 부서지지 않는 트립토판 정제장치 및 방법에 관한 것이다.
트립토판은 필수 아미노산 중의 하나이며, 사료첨가제, 의약품, 건강식품 등으로서 이용되는 유용한 물질이다.
트립토판의 제조방법으로서, 글루코오즈 등을 주요 출발물질로서 사용하는 세균 세포를 이용한 방법(발효법)이 있다. 그러나, 이러한 종래의 방법에 의해 수득된 트립토판의 조 결정에는 단백질 및 착색 물질과 같은 불순물이 함유되어 있다. 이러한 불순물은 높은 소수성을 나타내며, 따라서 트립토판의 결정표면 또는 결정들 사이에 혼입되기 때문에, 이들을 양에 관계없이, 예를들어, 통상의 재결정화에 의해 제거하기가 어렵다.
따라서, 이러한 트립토판은 고순도를 요구하는 제품, 예컨대 의약품 공급원으로서 사용하기 위한 표준규격[투과율(%)=95이상, λ=430nm]을 통과하기가 어렵다.
선행기술에는 일본국 공개특허공보 제895/1983호에 기술된 방법이 포함된다. 이러한 방법은 트립토판의 반응용액, 또는 회수용액 및 정제용 모액중에 함유되고 축적된 반응 억제제를 제거하기 위해 비극성의 고다공성 수지에 의한 처리와 한외여과막에 의한 여과처리를 조합시킨 방법이다.
또 다른 하나의 방법은 트립토판의 반응용액의 pH를 알칼리성으로 조정하고, 이를 저급 알코올 또는 케톤의 존재하에, 중화반응하에서 결정화시킴을 특징으로 하는 방법이다(참조 : 일본국 공개특허공보 제39857/1984호).
세번째 방법으로는 트립토판의 효소 반응물을 활성탄의 존재하에, 산성 pH값 하에서 95 내지 100℃로 가열하고, 액체 용액을 고체물질로부터 제거하며, 트립토판을 함유하는 여과된 용액을 비-극성의 고다공성 수지와 접촉시키고, 이를 농축시킨 다음, 이 용액에 저급 지방족 알코올을 가함을 특징으로 하는 방법이 있다(참조 : 일본국 공개특허공보 제126070/1986호).
트립토판-제조된 반응용액으로부터 투과율(%)이 95% 이상인 고순도의 무색 트립토판을 쉽게 수득하기 정제방법을 개발해야 할 필요성이 대두되게 되었다. 각종 시험결과, 투과율을 저하시키는 불순물의 분자량은 500 내지 5,000이며, 일본국 공개특허공보 제 895/1983호에 기술된 방법에 따른 한외 여과막을 사용하는 방법은 단지 고정된 제거비율에서 불순물을 제거할 수 없으며, 따라서 수지에 대한 과도한 부하가 발생하여 비극성의 고다공성 수지의 재생사이클이 짧아짐이 밝혀졌다.
또한, 일본국 공개특허공보 제39857/1984호에 기술된 방법만에 의하면, 불순물의 제거 정도는 낮으며, 투과율이 95% 이상인 결정을 수득하기는 어렵다.
또한, 일본국 공개특허공보 제126070/1986호에 기술된 방법의 경우에는, 특히 많은 불순물을 함유하는, 발효법에 의해 제조된 반응용액을 활성탄의 존재하에 95 내지 100℃로 가열처리할 경우, 트립토판의 구조내에 불안정한 인돌환을 함유하기 때문에 분해 및 착색 물질이 증가하는 문제점을 갖는다.
본 발명은 트립토판을 산용액 또는 염기성 용액에 용해한 후 반대의 용액을 넣어 pH를 중화시켜 석출하는 방법을 취함과 아울러, 연속식 반응기를 이용하여 연속적으로 생산이 가능하고, 기존 방법에 비해 3배 이상의 생산속도가 빠르며, 회수율 및 순도가 향상되었고, 고분자 물질을 첨가제로 혼합됨에 따라 입자의 밀도를 향상시켜서 쉽게 부서지지 않는 강도를 갖는 트립토판 정제장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 상기 트립토판 정제장치를 이용한 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면, 상기에 기재된 트립토판 정제방법에 사용되는 정제장치로서, 상기 트립토판 정제장치는,
트립토판 용액을 통과시켜서 트립토판 용액에 포함된 고형물은 여과하고 용액만을 통과시키는 고형물 여과필터; 상기 고형물 여과필터를 통과한 트립토판 용액이 저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크의 외부에 설치되어 상기 저장탱크 내부의 온도를 제어하는 가열자켓; 상기 저장탱크 내의 트립토판 용액을 흡인하여 다음 위치로 송출하는 에어컴프레셔; 상기 에어컴프레셔에 의해 송출되어온 트립토판 용액과 별도의 경로를 통해 송출되어온 황산이 함께 투입되고, 주입된 용액들을 교반시켜서 반응물을 연속으로 생성하는 연속식 반응기; 상기 연속식 반응기의 배출포트에 연결되어 상기 연속식 반응기에서 배출되는 슬러리 형태의 반응물로부터 여액을 분리하는 탈수기; 및 상기 탈수기로부터 분리된 고체성분을 건조하는 건조기;를 포함하는 트립토판 정제장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 제1 관점에 따르면, 상기 저장탱크에는 온도센서가 설치되어, 저장탱크 내부에 저장된 용액의 온도를 실시간으로 감지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제2 관점에 따르면,
트립토판 용액을 저장탱크에 저장할 때 여과필터를 통과시켜서 소정 크기 이상의 고형분을 제거하는 고형분 제거단계(S10); 상기 저장탱크 내에 NaOH를 투입하여 트립토판 용액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 수소이온지수 조절단계(S20); 상기 저장탱크의 외부에 가열자켓을 설치하여 저장탱크 내의 트립토판 용액 온도를 일정하게 유지시키는 온도조절단계(S30); 상기 저장탱크 내의 트립토판 용액에 고분자 물질을 첨가하여 트립토판 용액의 입자 밀도를 향상시키는 밀도향상단계(S40); 상기 저장탱크 내의 트립토판 용액을 연속식 반응기로 투입하는 단계(S50); 상기 연속식 반응기로 투입된 트립토판 용액에 산용액을 투입하여 수소이온지수를 중화하여 입자상 결정을 석출하는 단계(S50); 상기 석출된 입자상 결정을 탈수기에 의해 탈수시켜서 고-액을 분리하는 단계(S60); 및 상기 고체성분을 열풍 건조한 단계(S70);를 포함하는 트립토판 정제방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따르면, 상기 고형분 제거단계에서 여과필터의 메시크기는 0.1 ~ 0.5㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따르면, 상기 수소이온지수 조절단계에서 수소이온지수(pH)는 11이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따르면, 상기 밀도향상단계에서 고분자 물질은 PVA(polyvinyl alcohol)인 것을 특징으로 한다.
이상의 본 발명은 중화 결정화 과정 및 연속식 반응기에 의해 종전에 비해 트립토판의 회수율이 10%정도 향상되었고, 연속적인 생산이 가능하여 생산속도가 3배 이상 향상되었으며, 순도 또한 99.9% 이상으로 향상되었다.
또한, 본 발명은 고분자 물질을 첨가함으로써 입자의 밀도가 향상되어 쉽게 부서지지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 대한 흐름도.
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 있어서, 황산주입속도에 따른 결정의 변화를 나타낸 사진.
도 5는 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 있어서, 반응시간에 따른 입도분포 그래프.
도 6 내지 9는 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 있어서, 반응시간에 따른 트립토판의 결정 모양을 나타낸 사진(도 6은 1시간/도 7은 6시간/도 8은 26시간/도 9는 52시간이다).
도 10은 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 있어서, 트립토판 용해농도에 따른 입자크기의 변화를 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 있어서, 트립토판 용해농도에 따른 회수율 변화를 나타낸 그래프.
도 12는 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 있어서, 트립토판 용해농도에 따른 회수율 변화 그래프.
도 13 ~ 14는 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 있어서, 교반속도에 따른 입자 모양의 변화를 나타낸 사진(도 13은 100rpm/도 14는 300rpm).
도 15는 본 발명에 따른 트립토판 정제방법에 있어서, 교반속도에 따른 입자크기 변화를 나타낸 그래프.
도 16은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 트립토판 정제장치의 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들이 개시된다.
개시되는 실시예들에서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.
구체적인 설명에 앞서, 본 명세서 상에 비록 단수적 표현으로 기재되어 있을지라도 국어 사용에 있어서 단수/복수를 명확하게 구분 짓지 않고 사용되는 환경과 당해 분야에서의 통상적인 용어 사용 환경에 비추어, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 뜻하지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에 기재되었거나 기재될 수 있는 '포함한다', '갖는다', '구비한다', '포함하여 이루어진다' 등은 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 '조성물'은 원래 혼합물과 화합물의 의미를 포함하는 용어로써, 본 발명에 있어서 '바인더 조성물'의 '조성물'은 특별한 언급이 없거나 발명의 전체적인 내용에 반하지 않는 한, '혼합물'의 의미로 사용된다.
본 발명에서 개시하고자 하는 트립토판 정제방법은 다음의 수순에 따른다(도 1참조).
1 단계, 고형분 제거단계이다(S10).
고형분 제거단계는, 트립토판 용액을 저장탱크에 저장하기 이전에 여과필터를 통과시켜서 소정 크기 이상의 고형분을 걸러내는 과정이다.
여기서, 상기 고형분 제거단계에서 여과필터의 메시크기(또는 pore의 크기)는 0.1 ~ 0.5㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 트립토판 용액에 포함된 0.5㎛ 이상의 용존 고형물은 걸러지게 되어 트립토판 용액은 0.5㎛ 이하의 미세한 고형물만을 포함하게 된다.
2 단계, 수소이온지수 조절단계이다(S20).
수소이온지수 조절단계는, 상기 저장탱크 내에, 이 저장탱크와 연결된 NaOH(가성소다) 공급탱크로부터 NaOH(가성소다)를 투입하여 트립토판 용액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 과정으로서, 여기서 수소이온지수(pH)는 11이상 또는 3이하가 되는 것이 바람직하다.
3 단계, 온도조절단계이다(S30).
온도조절단계는, 상기 저장탱크의 외부에 가열자켓을 설치하여 저장탱크 내의 트립토판 용액 온도를 정온으로 유지시키는 단계이다.
4 단계, 밀도향상단계(S40)이다.
밀도향상단계는, 저장탱크 내의 트립토판 용액에 고분자 물질을 첨가하여 트립토판 용액의 입자 밀도를 향상시키는 단계이다. 이 단계는 연속식 반응기를 이용하여 이루어진다.
여기서, 고분자 물질은 PVA(polyvinyl alcohol), Carrageenan, alginic acid, HPC, gellatin 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 이는 도 4에서 볼 수 있듯이, 예컨대 PVA과 gellatin을 적용한 두 경우 모두, 시간이 경과 할수록 거대 결정으로 성장하는 것을 확인할 수 있으며, 고분자를 첨가하지 않은 트립토판의 결정과 비교하였을 때 높은 성장속도가 확인되며, 다음 6 단계에서 설명될 산용액(특히 황산)의 함량이 증가할수록 비교적 큰 결정으로 성장하게 된다.
또한, 상기 고분자 물질의 첨가로 인해 트립토판 용액의 입자는 약 300㎛ 이상의 크기로 성장하게 된다. 이 경우 쏘니케이션(sonication)을 이용한 결과 입자의 강도가 약해서 쉽게 부서지게 되나, 고분자 물질의 분자량을 조절한 결과 분자량이 적었을 때 입자의 강도가 향상되었다.
5 단계, 투입단계이다(S50).
투입단계는, 상기 저장탱크 내의 트립토판 용액을 연속식 반응기로 투입하는 과정으로서, 투입과정은 에어컴프레셔 등에 의해 자동으로 이루어질 수 있다. 연속식 반응기의 구성은 후술하기로 한다.
6 단계, 결정 석출단계이다(S60).
결정 석출단계는, 상기 연속식 반응기로 투입된 트립토판 용액에 산용액(특히, 황산)을 투입하여 수소이온지수를 중화하여 입자상 결정을 석출하는 과정이다.
즉, 상기 트립토판 용액은 양쪽성 물질로서 산, 염기용액에 잘 용해되는데, 이러한 트립토판 용액을 산용액 또는 염기성 용액에 용해한 후, 반대의 용액을 넣어(예컨대, 수산화나트륨 용액에 용해 후 산용액을 주입한다) pH를 중화시켜서 결정을 석출하게 된다.
7 단계, 고액분리단계이다(S70).
고액분리단계는, 상기 연속식 반응기에서 석출된 입자상 결정을 탈수기에 의해 탈수시켜서 고-액을 분리하는 과정이다.
즉, 함수율이 높은 상태의 수득된 트립토판을 원심분리식 탄수기에 투입하고, 탈수기를 가동시켜서 함수율을 60% 이하로 낮추는 단계로서, 적정한 탈수시간을 산출하기 위해서는 임의 시간 동안 탈수를 진행한 후, 탈수된 슬러지 상태의 트립토판을 수거하여 함수율측정기를 이용하여 함수율을 측정하여, 이 측정 결과에 따라 탈수시간을 가감 조정하는 과정이 필요하다.
위 과정에서 취득된 바람직한 구현예는 탈수기의 회전속도는 5,000 ~ 12,000rpm이고, 탈수시간은 50 ~ 60분이다. 500rpm 보다 저속으로 회전시키면 탈수시간이 너무 길고, 12,000rpm 보다 고속으로 회전시키면 이보다 작은 rpm으로 회전시킬 때와 비교하여 탈수율에 현저한 차이가 발생하지 않으므로 탈수 효율성이 떨어지게 된다.
8 단계는 건조단계이다(S80).
건조단계는, 탈수가 완료된 트립토판 슬러지케익은 아직까지도 함수율이 높기 때문에 열풍건조에 의해 함수율을 10% 이하로 낮춰서 분말화해야 한다. 여기서, 슬러지케익을 열풍건조 하기 전에 슬러지케익을 세척하고, 원심분리기에 의해 세척수를 분리하는 과정이 추가될 수 있다. 이러한 분말화 과정을 통해 고순도의 트립토판이 수득된다.
(실험 1)
황산주입속도 변화실험
(실험 조건)
- 트립토판 농도 : 200 g/L
- NaOH 농도 : 5 mol/L
- 초기 pH : 14
- 황산 농도 : 30 %
- 교반속도 : 300 rpm
- 반응온도 : 25
- 황산주입속도 : 0.5 mL/min, 2 mL/min, 한번에 주입
(실험 결과)
황산의 주입속도가 느릴수록 결정이 작아지는 경향이 보였으며, 반응시간이 증가할수록 입자크기가 작아지기 때문에 반응시간을 짧게 진행해야 함.
입자크기 Cloud point 최종 pH
PSA (㎛) 현미경(㎛) 시간 pH
1 48.64 40~45 바로 - 7.6
2 31 20~30 37min 9.26 7.7
3 12.49 10~20 110min 10.3 7.6
참고로, 도 2 내지 4는 상기 [표 1]의 1, 2, 3 경우에 대한 현미경 사진이다.
(실험 2)
반응시간 확인 실험
(실험 조건)
- 트립토판 농도 : 100 g/L
- NaOH 농도 : 5 mol/L
- 초기 pH : 14
- 황산 농도 : 30 %
- 교반속도 : 300 rpm
- 반응온도 : 25
- 황산주입량 및 속도 : 100 mL & 16.7 mL/min
- 기타 조건 : pH 7까지 중화 후 장시간 교반
(실험결과)
위의 실험결과에서는 단시간 반응을 하여야지만 입자가 큰 트립토판을 생산할 수 있었으나, 본 실험결과 단시간 교반 시 작은 결정들이 약한 결합을 하고 있어 쉽게 부서지는 경향을 보이고 있다. 도 5 및 도 6 내지 9에서와 같이 반응시간이 증가할수록 중간 크기의 결정이 감소하면서 큰 결정이 증가하는 경향을 보여주고 있다. 하지만 약 18시간 이내의 반응시간에서 균일한 입자분포를 보여주고 있다.
회수율은 반응시간에 따라 큰 변화 없이 약 95 %이상을 보여주고 있어 빠른 시간내에 트립토판이 석출되는 것을 확인하였다.
(실험 3)
트립토판 농도 변화 실험
(실험조건)
- NaOH 농도 : 5 mol/L
- Tryptophan 농도 : 10, 100, 200 g/L
- 황산 농도 : 30 %
- 교반속도 : 100, 300 rpm
- 반응온도 : 25
- pH : 7
- 반응시간 : 6 h
(실험결과)
도 10에서와 같이, 트립토판의 농도가 낮을수록 입자의 크기가 증가하는 것을 알 수 있었다. 도 11에서와 같이, 순도는 모든 조건에서 약 99 % 이상이며, 도 12에서와 같이, 회수율도 모든 조건에서 약 75 %가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다. 트립토판의 용해농도를 낮추는 것은 핵생성을 억제시킬 수 있는 방법 중에 하나이며, 본 방법이 적합한 것을 알 수 있었다. 핵생성이 적게 발생되면서 용해되어 있는 트립토판이 핵에 붙어 결정성장이 이루어진 것으로 판단된다.
(실험 4)
교반 속도 변화 실험
(실험조건)
- NaOH 농도 : 5 mol/L
- Tryptophan 농도 : 10 g/L
- 황산 농도 : 30 %
- 교반속도 : 100, 300 rpm
- 반응온도 : 25
- pH : 7
- 반응시간 : 6 h
(실험결과)
도 13 ~ 15에서와 같이, 교반속도가 감소함에 따라 입자크기가 증가하는 것을 알 수 있었다. 본 물질은 입자의 결합강도가 약한 판상형의 물질이다. 분석결과 판의 높이가 1㎛ 이하로 되어 있어 쉽게 부서지도록 결정이 생성되는 것을 볼 수 있었다.
이하에서는 상기한 트립토판 정제방법을 수행하기 위한 트립토판 정제장치에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 트립토판 정제장치는, 도 16에서와 같이, 고형물 여과필터(10), 저장탱크(20), 가열자켓(30), 에어 컴프레셔(40), 연속식 반응기(50), 탈수기(60) 및 건조기(70), 그리고 산용액을 공급하는 제2저장탱크(80)를 포함한다.
고형물 여과필터(10)는 트립토판 용액을 통과시켜서 트립토판 용액에 포함된 고형물은 여과하고 용액만을 통과시키는 기능을 한다. 여기서, 고형물 여과필터(10)는 메시크기(또는 pore)가 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 0.1 ~ 0.5㎛로 하여 이에 트립토판 용액을 통과시킴에 따라 트립토판 용액에 포함된 0.5㎛ 이상의 고형물은 모두 걸러져서 제거되고, 그 이하의 미세한 고형물만 통과하게 됨으로써 결과적으로, 1차 정제단계를 거치게 된다.
저장탱크(20)는 고형물 여과필터를 통과한 트립토판 용액을 저장하는 기능을 한다. 이때, 상기 저장탱크(20)에는 온도센서(21)가 설치되어 저장탱크 내부에 저장된 트립토판 용액의 온도를 실시간으로 감지할 수 있도록 하였다.
가열자켓(30)은 상기 저장탱크(20)의 외부에 설치되어 상기 저장탱크 내부의 온도를 제어하는 역할을 한다. 상기 가열자켓(30)은 열매체가 충진된 상태로 상기 저장탱크(20)의 일부가 침수되게 설치되어, 상기 열매체를 열원에 의해 가열함에 따라 저장탱크(20) 내부의 트립토판 용액을 적정온도로 제어할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에는 상기 저장탱크(20)에 NaOH(가성소다)를 공급하는 NaOH(가성소다) 공급 탱크(미도시)가 구비된다. 이 NaOH(가성소다) 공급 탱크는 상기 저장 탱크와 연결되고, 내부에 저장된 NaOH(가성소다)를 저장 탱크에 공급하여 트립토판 용액의 수소이온지수(pH)가 11 이상 또는 3 이하가 되도록 하는 것이다.
에어컴프레셔(40)는 상기 저장탱크(20) 내의 트립토판 용액을 흡인하여 다음 위치로 송출하는 기능을 하는 것으로서, 에어컴프레셔를 대신하여 펌프가 설치될 수도 있다.
연속식 반응기(50)는 상기 에어컴프레셔(40)에 의해 송출되어온 트립토판 용액과 별도의 경로 즉 도면과 같이 제2저장탱크(80)에서 송출되어온 황산이 함께 투입되고, 주입된 용액들을 교반시켜서 반응물을 연속으로 생산하는 역할을 한다.
상기 연속식 반응기는 본인에 의해 등록된 특허등록 제10-1092337호에 기반을 두고 있으므로 별도의 구성 설명은 생략한다.
탈수기(60)는 상기 연속식 반응기의 배출포트에 연결되어 상기 연속식 반응기에서 배출되는 슬러리 형태의 반응물로부터 여액을 분리하는 기능을 하는 것으로, 원심분리형이 적용될 수 있다.
이러한 본 발명은 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
10 : 고형물 여과필터 20 : 저장탱크
30 : 가열자켓 40 : 에어콤프레샤
50 : 연속식 반응기 60 : 탈수기
70 : 건조기

Claims (6)

  1. 메시 크기 0.1 ∼ 0.5㎛로 이루어지며, 트립토판 용액을 통과시켜 트립토판 용액에 포함된 0.5㎛ 이상의 용존 고형물은 여과하고, 용액만을 통과시키는 고형물 여과필터;
    상기 고형물 여과필터를 통과한 트립토판 용액을 공급 저장하는 저장탱크;
    상기 저장탱크와 연결되고, 내부에 저장된 NaOH(가성소다)를 저장탱크에 공급하여 트립토판 용액의 수소이온지수(pH)가 조절되도록 하는 NaOH(가성소다) 공급 탱크;
    상기 저장탱크의 외부에 설치되어, 저장탱크 일부가 침수되도록 하고, 상기 저장탱크 내부의 온도를 제어하는 가열자켓;
    상기 저장탱크 내의 트립토판 용액을 흡인하여 다음 위치로 송출하는 에어컴프레셔;
    상기 에어컴프레셔에 의해 송출되어온 트립토판 용액과, PVA, 카라기닌 (Carrageenan), 알긴산(alginic acid), HPC, 젤라틴(gellatin) 중 선택된 어느 하나의 고분자 물질을 교반시켜 트립토판 용액의 밀도를 향상시키는 연속식 반응기;
    상기 연속식 반응기와 연결되어 산용액을 공급하며, 이 산용액에 통해 트립토판 용액의 수소이온지수를 중화하여 입자상 결정이 석출되도록 하는 제2저장탱크;
    상기 연속식 반응기의 배출포트에 연결되며, 이 연속식 반응기에서 공급된 슬러리 형태의 반응물부터 여액을 분리하는 탈수기; 및
    상기 탈수기로부터 분리된 고체성분을 건조하는 건조기;
    를 포함하는 트립토판 정제장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장탱크에는 온도센서가 설치되어, 저장탱크 내부에 저장된 용액의 온도를 실시간으로 감지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 트립토판 정제장치.
  3. 상기 제1항 또는 제2항에 기재된 트립토판 정제장치를 이용한 트립토판 정제방법으로서,
    상기 트립토판 용액을 저장탱크에 저장할 때 여과필터를 통과시켜서 소정 크기 이상의 고형분을 제거하는 고형분 제거단계(S10);
    상기 저장탱크 내에 NaOH를 투입하여 트립토판 용액의 수소이온지수(pH)를 조절하는 수소이온지수 조절단계(S20);
    상기 저장탱크의 외부에 가열자켓을 설치하여 저장탱크 내의 트립토판 용액 온도를 일정하게 유지시키는 온도조절단계(S30);
    상기 저장탱크 내의 트립토판 용액에 고분자 물질을 첨가하여 트립토판 용액의 입자 밀도를 향상시키는 밀도향상단계(S40);
    상기 저장탱크 내의 트립토판 용액을 연속식 반응기로 투입하는 투입단계(S50);
    상기 연속식 반응기로 투입된 트립토판 용액에 산용액을 투입하여 수소이온지수를 중화하여 입자상 결정을 석출하는 결정 석출단계(S60);
    상기 석출된 입자상 결정을 탈수기에 의해 탈수시켜서 고-액을 분리하는 고액분리단계(S70); 및
    상기 고체성분을 열풍 건조하는 건조단계(S80);
    를 포함하는 트립토판 정제방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고형분 제거단계에서 여과필터의 메시크기는 0.1㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 트립토판 정제방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수소이온지수 조절단계에서 수소이온지수(pH)는 11이상 또는 3이하인 것을 특징으로 하는 트립토판 정제방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 밀도향상단계에서 고분자 물질은 PVA(polyvinyl alcohol)인 것을 특징으로 하는 트립토판 정제방법.


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