초록 ▼

1. 최종목표
◦국제경쟁력이 있는 천연 식의약물질 소재의 추출향상을 위한 Nano Particle Size의 안정적 생산이 가능한 Pilot 및 산업용 나노분쇄시스템 개발
◦국내외 관련 시장을 선점하고, Nano Particle Size의 천연 식의약물질의 안정적인 공급이 가능한 기반제공
2. 개발내용 및 결과
◦ 천연물소재 d97 1㎛이하의 Nano particle size 생산을 위한 건식 분쇄시스템 개발
◦ 15,000rpm 고속회전으로 분쇄와 분급이 가능한 Bearing housing으로 구성된

1. 최종목표
◦국제경쟁력이 있는 천연 식의약물질 소재의 추출향상을 위한 Nano Particle Size의 안정적 생산이 가능한 Pilot 및 산업용 나노분쇄시스템 개발
◦국내외 관련 시장을 선점하고, Nano Particle Size의 천연 식의약물질의 안정적인 공급이 가능한 기반제공
2. 개발내용 및 결과
◦ 천연물소재 d97 1㎛이하의 Nano particle size 생산을 위한 건식 분쇄시스템 개발
◦ 15,000rpm 고속회전으로 분쇄와 분급이 가능한 Bearing housing으로 구성된
◦ Oil mist type의 구동부 또는 고주파 모터 직결형의 pilot 제품 양산기술개발
◦ 고속회전에 적합한 로터 및 스테이터 설계 및 금형 제작
◦ 신냉매 HFC-134a를 이용한 분쇄 및 분급영역(-20℃) 및 구동부 bearing의 -20∼-50℃ 냉각라인 설계 및 금형 제작
◦ d97 1㎛ 입자의 포집을 위한 폐회로 시스템 개발(분진, 응집 등의 문제해결)
◦ 투입, 분쇄, 분급, 포집, 구동부 등의 최적 운전을 위한 상호 연동제어시스템 개발
◦ 나노 크기로 분쇄된 천연소재 물질의 물리화학적 특성 연구
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
본 연구진(에코플랜트)은 물리화학적인 특징이 서로 다른 식물소재들을 3-30μm의 마이크로 사이즈로 분쇄할 수 있는 저온초미분쇄기를 개발했다. 이러한 기술을 바탕으로 식물소재를 제약에서 사용되는 것과 같은 나노 사이즈(1 μm 이하)로 분쇄할 수 있는 저온나노분쇄기를 개발하려고 한다. 이러한 저온나노분쇄기술이 개발되면, 나노 사이즈 약과 마찬가지로 용해도가 일정하므로 균일한 기능성과 영양성분을 공급할 수 있는 분말들을 생산할 수 있을 것이다. 또한 이러한 나노 사이즈 분말은 기능성식품, 제약, 한방소재 연구등과 같은 여러 산업 분야에서 사람들의 건강을 향상시킬 수 있는 새로운 기능성 소재를 개발하는데 널리 이용될 수 있을 것이다.
◦ 경제적 성과
국제보건기구(WHO)에 따르면 천연물의약품 시장은 US$54 billion이상의 가치가 있으며 지속적으로 성장하고 있다고 하며, 현재 40억 명, 즉 전세계 인구의 80%가 1차 건강관리를 위해 천연물의약품을 이용하고 있다. 세계 천연물의약품 시장은 2001년과 2002년 사이 연간 대략 8-10%의 성장률을 보였다. 1999년 세계 천연물의약품 시장은 US$19.4 billion이었으며, 이중 유럽(US$6.7 billion) 이 가장 큰 시장을 차지하고 있고,이어 아시아(US$5.1 billion), 북아메리카(US$4.0billion), 일본(US$2.2 billion), 기타지역 (US$1.4 billion) 순으로 시장을 형성하고 있다. 전세계에 판매되고 있는 상위 25개 제품 중 42%가 생물학제제, 천연물 식의약품 또는 천연물 유래 단일물질이며, 현재의 약전에 수재된 의약품 중 25%는 식물유래 의약품이다.
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
기존의 분쇄기는 분쇄효율이 낮아 한 분쇄기에서 반복적으로 분쇄처리횟수를 증가시켜도 분쇄입자의 크기가 감소되지 않으므로, 조쇄→중쇄→미분쇄→초미분쇄의 공정순으로 분쇄처리를 수행한다. 여러 분쇄기로 가공함으로써 생산효율이 저하되고 생산 단가가 높고,또한 각 공정의 반복 등에 의하여 천연 식의약 재료가 가지고 있는 고유한 유효성분의 변화가 크고, 품질이 낮으며, 입자크기도 감소가 되지 않아 추출 수율이 낮다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 1대의 분쇄기로 조분쇄에서 초미분쇄까지 할 수 있는 범용 초미분쇄기가 산업화 할 수 연구가 수행되어야 한다.
이를 수행하기 위해서 전문적인 설비를 갖추고 연구진을 구성하여 연구개발이 요구되며 산학연계를 통한 시너지 창출로 연구목적을 달성할 수 있다.
4. 기술개발결과 활용계획
◦“분급분쇄장치”에서 가장 핵심적인 부분은 d97 1 ㎛이하의 입자를 생산하기 위해 수식적 계산을 통하여 최적의 분쇄와 분급이 동시에 일어나게 하기 위한 로터 및 스테이터 그리고 분급방의 설계이며, 이때 가장중요한 원심력과 항력의 힘의 균형에 따른 입자분리능력을 극대화를 위해서는 15,000rpm으로 로터를 안정적으로 고속회전시키면서 분쇄와 분급이 가능하게 하는 구동부의 설계 및 제작이다. 천연 식의약물질의 나노사이즈화를 통하여 입자 물수분의 흡수, 향기물질의 용출, 생체적합성, 촉매 활성, 기능성 및 제품의 품질 제어 영양성분, 단백질, 항산화제 등을 체내에 전달, 식품의 영양소 섭취 또는 변화 조절, 체내흡수성(소장의 융모: 나노크기의 세포관으로 구성)을 조절 및 증대시킬 수 있다.
◦ 당사가 신청한 기업부설연구소가 설치되어 본 연구개발이 진행 된다면 물리화학적인 특징이 서로 다른 식물소재들을 3-30μm의 마이크로 사이즈로 분쇄할 수 있는 저온초미분쇄기를 개발한 기술을 바탕으로 식물소재를 제약에서 사용되는 것과 같은 나노 사이즈(1 μm 이하)로 분쇄할 수 있는 저온나노분쇄기를 개발할 것이며 이러한 저온나노분쇄기술이 개발되면, 나노 사이즈 약과 마찬가지로 용해도가 일정하므로 균일한 기능성과 영양성분을 공급할 수 있는 분말들을 생산할 수 있을 것이다. 또한 이러한 나노 사이즈 분말은 기능성식품, 제약, 한방소재 연구등과 같은 여러 산업 분야에서 사람들의 건강을 향상시킬 수 있는 새로운 기능성 소재를 개발하는데 널리 이용될 수 있을 것이다.
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
- 건식 나노 분쇄시스템개발을 통한 Nano particle size의 대량 생산은 영양소 섭취 또는 변화 조절을 가능하게 할 수 있는 기술로 다양한 강화식품 또는 건강기능식품 산업에 기여
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원ㆍ등록 실적 출원명 및 번호(출원일자) : 연속방식 분쇄분급장치 10-2014-0003463 (2014.1.10.)