KR0137378B1 - 염적수 재활용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 김치 제조중에 배추 또는 무우의 절임 공정중에 발생하는 절임수(이하 '염적수'라 칭함)의 재활용 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 배추 또는 무우의 절임 공정에 사용되어 배추 또는 무우에서 유래된 흙, 먼지 또는 부유 물질 및 색소를 포함하는 배출 염적수를 절임 공정중에 재활용할 수 있도록 알칼리 흙, 먼지등의 부유 물질과 색소의 플럭을 형성하도록 하여 이를 여과, 침전, 원심 분리등의 물리적 수단에 의하여 제거한 후 산으로 중화시키는 것이다.

Description

염적수 재활용 방법

본 발명은 김치 제조중에 배추 또는 무우의 절임 공정중에 발생하는 절임수(이하 '염적수'라 칭함)의 재활용 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 배추 또는 무우의 절임 공정에 사용되어 배추 또는 무우에서 유래된 흙, 먼지 또는 부유 물질 및 색소를 포함하는 배출 염적수를 절임 공정중에 재활용할 수 있도록 알칼리 처리하여 흙, 먼지 색소, 등의 부유물질을 플럭(floc)을 형성하도록 하여 이를 여과, 혹은 침전, 원심 분리 등의 물리적 수단에 의하여 제거한 후 산으로 중화시키는 것이다.

김치는 배추 또는 무우와 같은 야채를 소금 또는 소금물로 절여 야채 세포내의 수분 함량을 낮추고 소금기가 세포내로 스며들게 하여 밑간을 형성한 후 고추, 마늘, 생강, 젖국을 비롯한 여러가지 양념을 기호에 따라 배합하여 버무리는 단계로 제조되어 진다. 최근, 주부들의 취업이 늘고 핵가족화가 가속되면서 점차 가정에서의 김치 제조가 감소하고 있고 더욱 김치의 국제 인지도가 높아짐에 따라 해외에서의 김치 소요량이 증대되어 김치제조의 중심이 가정에서 공장으로 이전되어 가고 있다.

통상적으로 김치 제조 공장에서는 천일염을 10 내지 12% 용해한 염수를 절임 공정중에 사용하며, 이 염수는 3내지 5회정도 절임공정에 반복적으로 사용되어진 후 폐수로 배출되어 진다. 천일염은 정제염과는 달리 각종 미네랄, 다양한 이온 및 점토 등과 같은 미세한 부유물을 함유하고 있으며, 또한, 3내지 5회의 절임 공정에 사용되면 천일염 자체의 성분이외에 배추 및 또는 무우로 부터 유래된 흙, 먼지, 마그네슘 또는 칼슘을 비롯한 광물 성분, 부유 물질 및 색소성분을 상당량 포함하게 되어 더 이상의 사용이 어렵게 된다. 이런 부유 물질들은 미세하기 때문에 단순히 여과하여 제거할 수 없으며, 약품을 이용한 화학응집으로 제거할 수 있으나 잔류 약품이 식품인 김치의 품질에 영향을 미칠 수 있으므로 사용하지 못하고 있고, 현재 국내 김치 제조 공장에서는 이 염적수를 경제적으로 재활용하는 기술이 확립되지 않아 전량을 폐수로 버려, 처리하고 있는 실정이다. 이는 경제적으로는 소금 구입 비용의 부담을 가중시키며, 이렇게 배출된 염적수는 염분이 높아 미생물에 악영향을 주므로 생물학적 폐수처리에 많은 어려움을 주게된다. 최근에는 막분리 장치를 이용하여 부유 물질을 제거한 후 염적수를 재활용하려는 방법이 활발히 제시되고 있으나, 이방법은 장치의 초기 투자액이 매우 높고 운영비가 많이 소요되기 때문에 경제적이지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 배추 또는 무우 절임공정에서 발생되는 염적수를 경제적으로 재활용하는 방법을 제공하려는 목적을 갖는다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배추 또는 무우 절임 공정에 사용되어 배출된 염적수를 알칼리 처리하여 염적수의 pH를 10 이상으로 한 후, 형성된 플럭을 침전, 여과, 또는 원심 분리 등과 같은 적절한 물리적 수단에 의해 고액을 분리하고, 플럭이 제거된 액에 산을 가하여 pH를 중성으로 중화시켜 김치의 절임 공정에 재투입하는 것으로 이루어지는 염적수의 재활용 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 김치제조공장의 배추 또는 무우 절임 공정에 사용되는 염적수는 염분이 10 내지 12%이며, 바닷물로부터 얻어진 천일염 혹은 재생염을 사용한다. 배추절임공정에서 3회 반복사용한 염적수는 염 자체의 성분이외에 배추 및 또는 무우로 부터 유래된 흙, 먼지, 마그네슘 또는 칼슘을 비롯한 광물성분, 부유 물질 및 색소성분을 상당량 포함하게 된다. 본 발명에서는 이의 제거를 위하여, 일차적으로 배출된 염적수에 식품첨가용 가성소다를 첨가하여 염적수의 pH를 10이상으로 증가시킨다. 이때 천일염 혹은 재생염으로 제조된 염적수에는 많은 양의 마그네슘(Mg⁺⁺)와 칼슘(CA⁺⁺)들이 존재하며 이 이온들은 높은 pH에서 응집하는 성질을 갖고 있다. 따라서 pH 증가에 따라 염적수에 존재하는 부유 물질과 색소 성분 등이 이온들과 함께 응집하여 플록을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 플록들은 물리적으로 제거하기 쉽게 되어 침전조에서 중력 침강, 필터를 이용한 여과 또는 연속원심 분리기를 이용한 고액 분리가 가능하다. 고액분리가 된 맑은 염적수는 다시 식품첨가용 염산을 사용하여 중성으로 중화시키는 단계를 거치면 배추절임 공정에 이용 가능하게 된다. 본 발명의 방법으로 염적수를 재활용하게 되면 가성소다와 염산이 사용되므로 최종적으로 재활용되는 염적수의 염분이 높아지게 되어 소금 사용량을 줄이게 되는 부가적인 효과도 있다. 또한, 응집물을 물리적으로 제거한 후에 미량으로 잔존하는 미세한 부유물질들을 pH를 중화시키는 단계에서 다시 용해되므로 절임공정에 영향을 주지 않으며 사용되는 가성소다와 염산은 결국 물과 소금으로 되므로 김치의 품질에는 아무런 영향을 주지 않게 된다. 즉, 전체 반응식은 다음과 같다.

NaOH+HCℓ → NaCℓ+HzO

이하 본 발명에 따른 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 다음의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

김치공장의 배추 절임 공정에서 3회 사용하고 배출된 염적수를 자-테스터(Jar-Tester)에 교반시키면서 식품첨가용 가성소다 용액(10%)을 첨가하여 pH를 10.2까지 증가시켰다. 10분 교반후 정치하여 응집물을 침전시켰다. 30분 후 상등액을 채취하여 염산을 사용하여 중화시켰다. 배출된 염적수의 염분은 9.5%, 부유물질(suspended solids)은 152mg/ℓ, 색도는 471OPtco하였으며, 본 발명에 의하여 처리된 염적수는 염분 9.65%, 부유 물질 5mg/ℓ(97% 제거), 색도 67Ptco(86% 제거)이였다. 사용되지 않은 염적수의 색도는 30Ptco이었다.

실시예 2

상기 실시예1과 같은 염적수를 가성소다를 첨가하여 pH를 10.5까지 증가시켜 응집물을 형성시킨 후 종이필터로 여과하여 염산으로 중화시켰다. 그 결과 부유 물질은 99% 제거되었고, 색도는 32Ptco으로 사용하지 않은 염적수와 큰 차이가 없었다. 염적수내의 마그네슘가 칼슘이온의 변화를 측정한 결과 배출된 염적수의 마그네슘이온의 농도는 2,087ppm이었고 칼슘이온의 농도는 484ppm이었으나, 처리수의 마그네슘이온의 농도는 1,078ppm이었고, 칼슘이온 농도는 312ppm이었다.

이로써 마그네슘이온과 칼슘이온이 플럭형성에 기여하고 플럭과 함께 제거된 것을 알 수 있다.

비교예

절임공정에서 배출된 염적수를 다른 처리 없이 직접 필터를 사용하여 여과하였으나 여과가 잘되지 않거나 부유물질이 모두 빠져나와 부유물질을 제거하는 것이 불가능하였다. 막 분리 장치를 이용하여 부유물질을 제거하는 것은 고가이며 유지관리 비용이 많이 소요되어 경제성이 없다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하여 배추 또는 무우 절임공정에서 배출되는 염적수를 경제적이며 간단한 방법으로 재활용이 가능하게 되었으며, 소금 구입 비용을 절감할 수 있으며, 염적수를 더욱 순환하여 사용할 수 있게 되어 결과적으로 폐수 발생량을 대폭적으로 줄일 수 있게 되어 폐수처리 비용의 감소와 함께 환경보호에 기여할 수 있게 되었다. 또한, 본 발명의 과정중에 pH의 급격한 변화 단계가 있어 염적수에 존재하는 미생물들은 사멸시키거나 불활성시키게 되어 특히 여름철에 미생물에 의한 부패를 방지할 수 있어 지속적인 재활용이 가능하다.

Claims (3)

1. 배추 또는 무우 절임 공정에서 사용되어 배출된 염적수를 pH 10 내지 pH 14로 알칼리 처리하는 공정과 상기 알칼리 처리로 형성된 플럭(floc)을 침전, 여과 또는 원심 분리하여 제거하는 공정과 상기 플럭이 제거된 상등액을 중성이 되도록 산으로 처리하는 공정과 상기 산 처리로 중화된 염적수를 절임공정에 재투입하는 공정을 포함하는 염적수 재활용 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 처리는 가성소다에 의한 것임을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 산은 염산임을 특징으로 하는 방법.