KR20080007598A - 알칼리 추출 중 열 전도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생물 재료, 특히 사탕무로부터 성분을 추출 및 분리하는 개선된 방법에 관련된다.

알칼리 추출, 열 전도, 생물 재료, 사탕무

Description

알칼리 추출 중 열 전도{THERMAL CONDUCTION DURING ALKALINE EXTRACTION}

본 발명은 생물 재료, 특히 사탕무 코세트(cossette) 또는 사탕무로부터 성분을 추출 및 분리하는 방법에 관련된다.

식물은 일반적으로 성분, 특히 자당, 이눌린 또는 전분과 같은 수용성 성분을 함유한다. 이 성분들은 식물 세포에 둘러싸이고 세포액이 유출되는 것을 방지하는 생물 막에 의해 분리된다. 따라서, 세포 재료의 추출 작업을 위한 전조로서, 세포액이 나올 수 있도록 이 막을 파괴할 필요가 있다. 변성이라고 일컫는 식물 재료의 이것은 식물 재료를 70℃ 이상의 온도로 가열함으로써 통상적으로 영향을 받는다. 그 결과 식물 재료는 먼저 가열되고 이 변성된 가열된 식물 재료는 이후 추출하게 된다. 이는 추출 매체가 코세트 재료에 향류로 통과되는 방식으로 진행되고, 이때 코세트 재료는 당을 방출하고 추출 매체는 당을 흡수한다. 추출 매체는 열 변성 이후 식물 재료보다 일반적으로 차갑다. 그 결과, 코세트 재료의 온도는 추출 영역을 따라 감소하고, 즉 코세트 재료는 추출 영역을 따라 연속적으로 냉각된다. 공지의 추출 방법에 따르면, 코세트로 가공된 사탕무는 70℃ 이상의 온도로 가능한 빨리 가열되고 추출 매체, 통상적으로 물, 예를 들어 담수 또는 응축수를 이용하여 향류로 추출된다. 그 결과, 추출 영역을 따라 온도 구배가 형성되고, 온도 구배는 코세트 공급부터 코세트 배출까지 코세트의 가열 이후 감소한다.

그러나, 이 과정은 코세트 골격 물질의 조직에서의 변화 및 화학적 변화가 이미 코세트 재료에 일어나는 온도 범위(65℃ 내지 75℃)에서 추출이 수행될 것을 필요로 한다. 이 결과 무당 성분은 코세트 재료로부터 추출되고 추출물의 순도는 감소한다. 동시에, 고온의 결과로서, 코세트 재료의 조직이 약화된다. 이것은 일반적으로 다음에 수행되는 공정 단계가 예를 들어 트윈-스크루 프레스를 통한 코세트 재료의 기계적 탈수이기 때문에 중요하다. 코세트 재료의 온도 스트레스와 관련된 코세트 구조의 약화는 코세트 재료가 탈수되는 능력을 감소시킨다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 생물 재료로부터 원하는 성분, 특히 사탕무, 바람직하게는 사탕무 코세트로부터 당이 추출되는, 가능한 완전하고 매우 선택적으로, 동시에 저렴한 가공 과정으로 추출물의 고순도 및 코세트 구조의 가능한 낮은 손상이 가능한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 생물 재료, 특히 사탕무(Beta vulgaris) 또는 사탕무 코세트로부터 성분, 특히 수용성 성분, 예를 들어 당을 추출하는 방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결하며, 생물 재료는 추출 시스템에서 추출의 과정에서 증가하는 온도 구배에 접하게 되고, 즉 생물 재료는 재료 공급부터 재료 배출까지 추출 과정에서 가열된다. 특히, 본 발명은 생물 재료, 특히 사탕무, 바람직하게는 사탕무 코세트를 사탕무 추출 시스템에서 추출하는 방법을 제공하며, 생물 재료, 특히 사탕무, 바람직하게는 사탕무 코세트의 온도는 사탕무 추출 시스템에서 코세트 공급부터 코세트 배출까지 추출 과정에서 증가하며, 즉 증가 또는 역 온도 구배가 추출 영역을 따라 또는 추출 중에 형성된다.

본 발명에서, 생물 재료는 성분, 특히 수용성 성분을 분리하는 추출 매체에 의해 추출될 수 있는 생물 재료를 의미한다. 특히 바람직한 태양에서, 생물 재료는 식물 재료, 특히 사탕무, 사탕수수 또는 치커리와 같은 재료, 및 이의 부분 또는 조각, 특히 사탕무 코세트이다. 생물 재료는 현탁액의 형태, 또는 고체 형태, 예를 들어 사탕무 코세트 또는 사탕무 코세트-액 혼합물로 존재할 수 있으며, 액은 슬라이싱, 열 변성 또는 전기 천공법과 같은 생물 재료의 전처리에 의해 얻어지는 세포액일 수 있다.

본 발명에서, 추출 매체는 생물 재료로부터 성분을 추출할 수 있는 매체, 예를 들어 물, 특히 담수, 또는 제당 공장의 응축수이다.

본 발명에서, 추출은 적절한 용매를 사용하여 물질, 특히 생물 재료의 고체 또는 액체 조성으로부터 특정 성분, 특히 당을 추출하는 분리 공정을 의미하며, 용매와 용해된 물질, 즉 생물 재료의 성분 사이에서 화학 반응은 일어나지 않는다. 상술한 바와 같이, 생물 재료로부터 수용성 성분의 분리에서, 예를 들어 사탕무 또는 사탕무 코세트로부터 당의 분리에서, 바람직하게는 추출 매체로서 액상의 물이 사용된다. 변형 예에서, 지용성 성분이 주로 비극성 및/또는 유기 용매를 사용하여 생물 재료로부터 분리될 수 있다.

본 발명에서 필요할 경우 전처리, 예를 들어 슬라이싱 및/또는 전기 천공법 및/또는 열 변성 이후, 정해진 출발 온도에서, 추출될 생물 재료가 추출 공정에 공급되며, 이 출발 온도는 처음부터 끝까지 추출 과정에서 증가한다. 본 발명에서 생물 재료의 온도는 바람직하게는 적어도 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 더욱 바람직하게는 적어도 30℃로 추출 중에 증가하거나 추출 영역을 따라 공간적으로 보인다. 이것은 특히 바람직한 태양에서 생물 재료보다 따뜻한 형태로 추출 공정 및 추출될 생물 재료에 공급되는 추출 매체에 의해 달성될 수 있다. 바람직하게는, 추출 매체는 생물 재료에 역류 방식으로 공급되며, 새로운 추출 매체가 추출 영역의 마지막에 이미 위치한 생물 재료와 먼저 마주치고, 이때 추출 재료의 가온이 이루어지며, 이후 추출 과정에서 열이 추출 영역의 처음까지 점점 감소하는 양으로 생물 재료에 방출된다. 이것은 추출 영역을 따라 생물 재료의 증가하는 온도를 갖는 온도 프로파일의 이로운 반전을 만든다. 또한, 이 과정은 역류 방식이 재료 흐름 뿐 아니라 향류로 전달되는 열 흐름에도 적용되는 이점을 갖는다. 이것은 추출 시스템의 열 요구의 감소를 가능하게 한다. 특히 바람직한 태양에서 추출 공정에 들어가는, 바람직하게는 추출의 마지막 영역에 들어가는 추출 매체는 40 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃의 온도를 가지며, 추출 매체의 온도는 이후 추출 과정에서 감소하고, 이는 바람직하게는 향류 공정에서 추출 재료에 열을 방출함으로써 일어나며, 즉 생물 재료는 감소하고, 반대로 생물 재료는 추출 과정에서 가열된다.

본 발명에 따른 방법은 역 온도 구배에서 제공되는 생물 재료, 특히 사탕무 조직의 온화한 처리에 의해 그리고 더욱 효율적인 세포 분해로 인해 사탕무 조직의 탈수성을 개선하고, 추출 효율을 증가시키며, 추출물의 순도를 증가시킨다. 추출 공정의 마지막에서 증가한 온도는 마지막 당 잔류물까지도 추출할 수 있도록 만들며, 동시에 코세트의 높은 압착성 및 낮은 당 손실이 확보된다.

바람직하게는, 본 발명에서 생물 재료, 특히 사탕무 코세트의 온도는 추출의 시작, 즉 재료 공급, 특히 코세트 공급에서 0℃ 내지 40℃, 바람직하게는 25℃ 내지 36℃이다. 온도는 재료 공급, 특히 코세트 공급에서, 추출 시스템으로부터 재료 배출, 특히 코세트 배출까지 추출 과정에서 상승하며, 더욱 바람직하게는 40 내지 80℃까지 상승한다. 특히 바람직한 태양에서, 추출 시스템으로부터 재료 배출, 특히 코세트 배출시 생물 재료, 특히 사탕무 코세트의 온도는 40 내지 60℃, 바람직하게는 45 내지 55℃의 온도를 갖는다. 더욱 바람직한 태양에서 추출 시스템으로부터 재료 배출, 특히 코세트 배출시 생물 재료, 특히 사탕무 코세트의 온도는 60 내지 80℃, 바람직하게는 65 내지 75℃의 온도를 갖는다.

더욱 바람직한 태양에서 생물 재료는 분쇄된 형태로, 예를 들어 전기 천공되는 바람직한 태양에서 설명한 바와 같이 사탕무 코세트의 형태로 사용된다. 본 발명에 따라 추출용으로 사용될 생물 재료는 추출 이전에 열적으로 분해될 수 있다. 더욱 바람직한 태양에서, 산, 특히 석회 및/또는 석회유가 생물 재료, 특히 전기 천공된 사탕무 코세트에 첨가된다.

더욱 특히 바람직한 태양에서, 수행되는 추출은 알칼리 추출이다. 따라서, 바람직한 태양에서, 생물 재료는 약 7 내지 약 14의 pH에서 추출된다.

바람직한 변형 예에서, 추출은 특히 석회유 및/또는 생석회와 같은 알칼리화제를 이용하여 알칼리 추출로서 수행된다. "알칼리"는 약 pH 7 내지 약 pH 14(20℃)의 수상 매체의 pH를 의미한다. 바람직한 변형 예에서, 알칼리 추출은 pH 7.5 내지 pH 12, 특히 약 pH 11, 예를 들어 pH 11.5에서 수행된다.

알칼리 추출에서, 생물 재료와의 원하지 않은 화학적 반응은 모든 경우에서 배제될 수 없는데, 특히 일정 비율의 수용성 고분자량 칼슘 펙테이트가 형성될 수 있다. 통상적으로, 이 원하지 않은 화학적 반응은 상대적으로 낮은 온도(20℃ 이하)에서 석회유 또는 당산 칼슘 용액을 이용한 전처리의 형태로 수행되는 식물 재료의 알칼리화에 의해 감소될 수 있다. 약 70 내지 75℃의 공지된 추출 온도에서, 그럼에도 불구하고 알칼리 추출의 원하지 않은 화학적 반응이 일어나며, 칼슘 펙테이트가 부분적으로 형성됨으로써, 석회유-이산화탄소 액 정제의 과정에서 바람직하게 분리되는 탄산염화 액의 여과를 더욱 어렵게 만든다. 반대로, 저온에서 수행되는 본 발명에 따른 바람직한 알칼리 추출은 고분자량 화합물의 형성을 감소시키며, 그 결과 탄산염화 액, 특히 사탕무 추출에서 액 정제에 의해 얻어지는 첫번째 탄산염화 액의 여과에서, 1 ㎠/초 미만의 여과 계수가 얻어진다.

알칼리성은 예를 들어 석회유, 수산화 칼슘, 당산 칼슘 또는 생석회의 형태로, 예를 들어 바람직하게는 생물 재료의 다른 가공 전에 특히 중간 벙커에서 일어날 수 있는 전기 천공 직전 또는 직후, 또는 전기 천공 전에도 가능한 빨리 생물 재료에 도입된다. 다른 변형 예에서, 알칼리성은 추출을 수행하기 직전에 도입된다. 바람직하게는 본 발명에 따라, 알칼리성은 통상적으로 수상 용액의 형태로, 바람직하게는 분무에 의해 생물 재료에 도입된다. 다른 변형 예에서, 생물 재료에 알칼리성을 도입할 목적으로, 적어도 하나의 알칼리 물질, 특히 생석회와 같은 석회가 고체, 바람직하게는 분말 형태로 공정에 도입된다.

생물 재료에 알칼리성을 도입함으로써, 생물 재료의 오염 위험이 감소하고 생물 재료 및 가공 중에 분리되는 세포액의 미생물적 안정성이 증가한다. 이 경우에서 미생물적 안정성은 통상적으로 약 10⁴ CFU/mL이다.

본 발명에 따라 바람직하게는, 본 발명에서 사용되는 추출기는 타워 추출기이다. 변형 예에서, 추출기는 DDS 추출기와 같은 트윈-스크루 추출기이다. 다른 변형 예에서, 추출기는 RT 드럼과 같은 드럼 세포 추출기이다.

따라서, 특정 한도 내에서, 본 발명의 방법은 식물 재료의 알칼리 추출에 적합하다. 본 발명의 바람직한 태양에서 이 경우에 코세트는 석회 또는 석회유, 즉 알칼리성 수산화 칼슘 용액 또는 당산 칼슘 용액을 이용하여 20℃ 이하의 온도에서 차갑게 추출 전에 전처리된다. 20℃ 이하 온도에서의 전처리는 사탕무 펙틴(골격 물질)을 안정화시키고 고온에서의 다음 추출을 가능하게 한다. 이 전처리는 또한 칼슘 이온에 대한 골격 물질의 흡수 용량을 증가시키고 이에 따라 코세트의 탈수성이 상당히 증가한다. 또한, 당의 미생물 대사에 대한 보호가 달성된다.

본 발명의 특히 바람직한 형태에서, 본 발명에 따라 수행되는 추출 전에 전기 천공에 사용되는 생물 재료는 전기 천공을 받게 되며, 즉 전도성 매체에서 고압장에 놓인다. 고압장은 공지된 방식으로, 예를 들어 생물 재료에 걸쳐 전압, 특히 고압을 인가함으로써 전압-전도 전극을 통해 발생할 수 있다.

펄스 고압이 이용될 수 있고, 주기적인 교류장 및 직류장 또한 제공된다. 장 세기는, 예를 들어 약 0.1 내지 20 ㎸/㎝, 특히 1 내지 5 ㎸/㎝, 바람직하게는 2 내지 4 ㎸/㎝이다. 변형 예에서, 생물 재료가 전기 천공에 있을 때 매체의 전도도는 생물 재료 내에 최적 장 라인이 달성되도록 생물 재료의 전도도와 일치하며, 바람직하게 전도도는 약 0.2 내지 10 mS/㎝, 특히 0.2 내지 2.1 mS/㎝, 또는 2.6 내지 6.0 mS/㎝이다. 특히 바람직한 변형 예에서, 필요 시 전기 천공 이후 이 재료를 분쇄하기 위해, 전기 천공용으로 전체 과실, 예를 들어 사탕무가 이용된다. 물론, 바람직한 태양에서 생물 재료를 분쇄된 형태로, 예를 들어 사탕무의 경우 사탕무 코세트의 형태로 전기 천공에 공급하기도 한다.

다른 태양에서 본 발명에 따라 추출된 생물 재료로부터, 예를 들어 코세트의 추출 이후 얻어진 코세트-액 혼합물로부터 성분이 통상적인 방법으로 정제 및 분리된다. 본 발명에 따라 바람직하게는, 당은 본 발명에 따라 처리되는 사탕무의 추출로부터 얻어지는 추출물로부터 다단 결정화 시스템으로 다른 공정에서 분리된다. 추출된 생물 재료, 특히 추출된 사탕무 코세트는 이후 기계적으로 탈수되고 예를 들어 당밀과 혼합되고 바람직하게는 열 건조 이후 사료, 특히 사료 펠릿으로 판매된다.

다른 바람직한 변형 예에서, 본 발명에 따른 방법에서, 추출 전 또는 후에, 적어도 하나의 보조제가 생물 재료에 공급된다. 본 발명에서 "보조제"는 생산된 성분, 바람직하게는 생산된 식품에서 아무 기능도 갖지 않는 조성물 또는 순수 화학 물질을 의미한다. 이들은 응축수, 공정수, 용매와 같은 작동 재료, 포름알데히드와 같은 살균제, 또는 소포제이다. 바람직하게는, 이들은 양이온 또는 음이온 응집 보조제와 같은 응집 보조제, 석회유, 생석회, 수산화 칼슘, 당산 칼슘, 황산 칼슘 및 다른 칼슘 염 및/또는 알루미늄 염과 같은 알칼리성 및/또는 칼슘 이온을 도입하는 물질이다. 본 발명에 따라 바람직하게 제공되는 적어도 하나의 보조제는 통상적으로 용액의 형태로 생물 재료에 도입되는데, 바람직하게는 생물 재료에 분무된다. 다른 변형 예에서, 적어도 하나의 보조제는 고체, 바람직하게는 분말 형태로 도입된다. 도입된 보조제는 분리되는 세포액의 예비 정제에 영향을 미친다.

본 발명은 바람직하게는 또한 추출된 생물 재료, 특히 사탕무 코세트의 압착성을 증가시켜 그에 따라 압착에서 얻을 수 있는 건조 물질 비율을 증가시키는 방법에 관련되며, 이 방법은 첫번째 단계에서 생물 재료, 특히 사탕무 또는 사탕무 코세트의 전기 천공이 수행되고, 이후 단계에서 역 또는 상승 온도 구배로, 전기 천공된 생물 재료, 특히 전기 천공된 사탕무 또는 사탕무 코세트의 본 발명에 따른 알칼리 추출이 수행되며, 이후 증가된 압착성을 갖는 추출된 생물 재료가 얻어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 바람직하게는 높은 건조 물질 비율, 바람직하게는 약 38% DM, 바람직하게는 약 40 내지 42%를 갖는 추출된 생물 재료, 특히 추출된 사탕무 코세트를 얻는 방법에 관련되며, 이 방법은 첫번째 단계에서 생물 재료, 특히 사탕무 또는 사탕무 코세트가 전기 천공되고, 이후 단계에서 전기 천공된 생물 재료, 특히 전기 천공된 사탕무 또는 사탕무 코세트가 증가 또는 역 온도 구배로 알칼리 조건 하에서 본 발명에 따라 추출되며, 이후 단계에서 전기 천공된 생물 재료, 특히 전기 천공된 사탕무 또는 사탕무 코세트가 바람직하게는 공지된 방법으로 압착되고, 증가된 건조 물질 함량을 갖는 추출된 생물 재료가 얻어지는 것을 특징으로 한다.

다른 이로운 고안이 종속항에서 기인한다.

본 발명은 다음의 실시예 및 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명 및 종래의 추출 시스템에서 열 전도 그래프를 나타낸 것이다.

도 2는 다르게 처리된 추출 코세트를 이용한 압착 실험의 결과 그래프를 나타낸 것이다.

도 3은 다르게 처리된 코세트에 대한 추출 손실 및 압착 손실 그래프를 나타낸 것이다.

파일럿-플랜트 실험(약 1 t의 사탕무를 압착)에서, 본 발명에 따른 방법 및 공지 방법이 테스트 되었다. 테스트 시스템은 파일럿-플랜트 전기 천공 시스템(재료 처리량: 10 t/h), 사탕무를 분쇄하여 코세트를 얻기 위한 파일럿-플랜트 절단 도구, 증기-가열 가능한 추출 시스템(DDS 타입) 및 트윈-스크루 프레스를 포함한다.

종래 방법(알칼리 추출)

먼저 사탕무에 알칼리화제를 분무하고 파일럿-플랜트 절단 도구로 분쇄하였다. 알칼리화는 편의상 절단 도구에서 진행되었다. 절단 도구에서 사탕무에 분무함 으로써 처리될 코세트 재료에 수산화 칼슘 용액의 만족할만한 분배를 얻었다. 이 과정에서, 원하지 않는 부반응(용해성 칼슘 펙테이트의 형성)을 피하기 위해, 이 공정 단계가 20℃ 이하의 온도 범위에서 차갑게 수행되도록 주의를 기울였다. 알칼리화된 사탕무 코세트를 트윈-웜 추출기로 옮겼다. 이후 알칼리화된 사탕무 코세트를 트윈-웜 추출기에서 2시간의 주기로 추출하였다. 이 경우에서 원하는 온도 진행과정을 가열 재킷 영역의 가열을 통해 설정하였다(도 1 참조). 추출 시스템에서의 온도 진행과정을 재료 공급부터 재료 배출까지 11개 측정 위치를 따라 다음과 같이 하였다(생물 재료의 온도):

57.2/75/79.9/79/74.6/69.8/63.9/62.1/60.2/57.1/57.2

알칼리 코세트를 측정 위치 1에서 추출기에 첨가하였고 추출 매체(응축수)를 측정 위치 10에서 첨가하였다(측정 위치 11: 적하 영역).

이 경우에서 열 변성 및 세포막의 개방을 이루기 위해(측정 위치 1 내지 4) 추출 영역을 따라 사탕무 코세트를 먼저 끓였다(측정 위치 1 내지 4). 이후 추출 온도가 다시 약간 감소하는 실제 추출이 이어졌다(측정 위치 5 내지 11).

본 발명에 따른 방법

파일럿-플랜트 전기 천공 시스템에서 약 1 t의 사탕무를 전기 펄스로 처리하였다(재료 처리량 약 10 t/h)(전기 원형질 분리에 의한 세포 개방). 이후 사탕무에 알칼리화제를 분무하고 파일럿-플랜트 절단 도구로 차갑게 분쇄하였다.

이후 사탕무 코세트를 파일럿-플랜트 추출 장치에 옮기고 2시간의 과정에 걸쳐 추출하였다. 이 공정에서 추출기에서의 온도 진행과정을 정해진 온도(본 실시예 의 경우 70℃)로의 새로운 추출수의 가열 및 추출 재료(코세트)와 추출 매체(담수)의 향류를 통해서만 설정하였다(도 1 참조). 추출 시스템에서의 온도 진행과정을 11개 측정 위치를 따라 다음과 같이 하였다(생물 재료의 온도):

36/45/49/54/55/59/62/64/66/67/66.5

가열 재킷 열 교환기를 통한 추출기의 간접 가열은 완전히 피하였다.

결과 및 결론

조사 결과는 본 발명에 따른 방법에 의해 생산된 추출 코세트(압착된 코세트의 건조 물질 함량: 40.4%)가 종래 방법에 의해 생산된 추출 코세트(압착된 코세트의 건조 물질 함량: 33.9%)보다 훨씬 더 탈수성이 있음을 나타내었다(도 2). 본 발명에 따른 방법에서, 코세트 조직은 명백히 더 잘 유지되었다. 특히, 알칼리 추출에서, 활성 알칼리도가 여전히 매우 높은 추출의 첫번째 영역에서의 낮은 초기 온도로 인해, 실험에서 코세트 재료의 더 온화한 처리가 이루어져서, 추출된 코세트의 탈수성이 상당히 증가하였다.

본 발명에 따른 방법은 또한 실험에서 더 좋은 추출 결과를 나타내었다(도 3). 추출된 코세트 및 압착된 코세트의 손실률로 나타내었다. 종래 방법에 따른 추출 이후 손실률은 5.6%이었고, 본 발명 방법에 따른 추출 이후 손실률은 3.7%이었다. 종래 방법에 따른 압착 이후 손실률은 1.2%이었고, 본 발명 방법에 따른 압착 이후 손실률은 0.74%이었다. 추출 이후 손실률은 추출될 재료에서 추출되지 않고 추출된 코세트에 남아 있는 자당의 무게 분율을 나타내며, 압착 이후 손실률은 추출될 재료에서 압착된 코세트에 남아 있는 자당의 무게 분율을 나타낸다. 본 발명 에 따른 방법에서, 종래 추출 및 압착 조건에 비해 낮은 손실률이 달성되었다.

종래 방법과 비교하여 추출 수율의 개선은 낮은 평균 추출 온도로 인해, 물질 전달을 위한 구동력 및 추출 수율이 떨어질 것이라고 미리 가정한 것을 고려하면 놀라운 것이다. 통상적으로, 추출에서의 주요 작용은 식물 세포로부터 자당 분자의 확산이라고 추정된다. 수상 용액에서 자당의 확산 계수는 상당히 온도-의존적이다. 그러나, 본 발명에 따른 방법에서, 평균 추출 온도의 저하에도 불구하고, 더 좋은 추출 결과가 달성되었다. 이것은 추출 공정의 초반에 전기 원형질 분리에 의한 세포 개방으로 인해, 대류 전달 공정이 역할을 한다는 사실, 코세트 조직의 손상 없이 전기 천공에 의한 세포 개방 및 세포 내부에서의 활성 압력(팽압)에 의해 저온에서도 세포액 유출이 가능하다는 사실과 관련될 수 있다. 추출 공정의 마지막에서, 확산 공정은 마지막 당 잔류물의 추출에서 명백히 역할을 한다. 이 공정은 고온에 의해 명백히 촉진된다.

따라서, 이 구체적인 실시예로부터, 역 온도 구배를 설정하기 위해, 실제로 저온, 예를 들어 0℃ 내지 50℃의 온도 범위에서 전기 천공된 식물 재료의 추출에서 일반적으로 의미가 있다. 추출의 마지막에서 추출 온도를 상승시킴으로써, 마지막 당 잔류물이 종래 방법의 경우보다 더 효과적으로 그리고 더 온화한 조건에서 추출될 수 있다. 이러한 저온에서 추출을 수행함은 특히 식물 재료의 가장 온화한 처리가 요구되고 가능한 완전히 당 수율에 낮은 값을 둘 때 적합하다. 그러나, 가능한 높은 추출 수율이 요구된다면, 추출의 최종 온도를 약 70℃까지 상승하여야 한다.

본 발명에 따라, 생물 재료로부터 원하는 성분, 특히 사탕무, 바람직하게는 사탕무 코세트로부터 당이 추출될 때, 가능한 완전하고 매우 선택적으로, 동시에 저렴한 가공 과정으로 추출물의 고순도 및 코세트 구조의 가능한 낮은 손상이 가능하다.

Claims (17)

1. 추출 시스템에서 생물 재료, 특히 사탕무 코세트 또는 사탕무를 추출하는 방법에 있어서, 추출 시스템에서 생물 재료의 온도가 재료 공급부터 재료 배출까지 추출 과정에서 증가하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 재료 공급 시 생물 재료의 온도가 0℃ 내지 40℃의 범위에 있는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 재료 공급 시 생물 재료의 온도가 25 내지 36℃의 범위에 있는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 배출 시 생물 재료의 온도가 40 내지 80℃의 범위에 있는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 배출 시 생물 재료의 온도가 60 내지 90℃의 범위에 있는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 배출 시 생물 재료의 온도가 65 내지 75℃의 범위에 있는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 배출 시 생물 재료의 온도가 40 내지 60℃의 범위에 있는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 배출 시 생물 재료의 온도가 45 내지 55℃의 범위에 있는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 생물 재료가 추출 전에 전기 천공되는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 추출 전에 산, 바람직하게는 석회 및/또는 석회유 및/또는 당산 칼슘(calcium saccharate) 용액이 생물 재료에 공급되는 방법.
11. 제10항에 있어서, 석회, 석회유 또는 당산 칼슘(calcium saccharate) 용액을 이용한 처리가 20℃ 이하에서 수행되는 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 추출이 알칼리 추출인 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 추출 중 생물 재료의 온도가 추 출 매체를 통해, 바람직하게는 역류 공정으로 점차 증가하는 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 추출의 시작 시 추출 매체가 50 내지 80℃의 온도를 갖는 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 추출 매체가 물인 방법.
16. 추출된 생물 재료의 압착성을 증가시키는 방법에 있어서, 생물 재료가 전기 천공되고 이후 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따라 추출되는 방법.
17. 추출된 생물 재료를 얻는 방법에 있어서, 생물 재료가 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따라 추출되는 것을 특징으로 하는 방법.

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