KR100478607B1 - 산소음료 제조 방법 및 그 시스템과 산소물 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산소 음료 제조방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 종래에는 산소를 물에 혼합하는 경우 그 혼합 농도를 지속적으로 유지하지 못하여 그 효과가 떨어졌다. 본 발명은 원수를 침전 및 여과장치를 거쳐 1차 정수하는 제1과정과; 1차 정수된 물에 음료 첨가물을 혼합하는 제2과정과; 음료 첨가물이 혼합된 물을 2차 여과 및 살균 처리하는 제3과정과; 상기 제3과정을 거친 혼합 음료와 산소를 소정의 압력으로 산소물 제조장치에 공급하고, 그 산소물 제조장치에서 혼합 음료를 소정의 온도로 냉각시키고 모세관 통과 과정을 거치면서 물리적으로 물과 산소가 결합되게 하여 산소 음료로 제조하는 제4과정과; 그 제4과정에서 제조된 산소 음료를 충진장치를 통해서 음료용기에 충진하고 용기를 밀봉하는 제5과정을 거쳐 산소 음료를 제조한다. 상기 모세관 장치를 밀봉 탱크내에 안착시키고, 모세관 장치에는 산소가 혼합된 음료가 투입되고, 그 모세관 장치를 포함하는 탱크내에 산소를 공급하여 모세관 표면에서 산소와 물 분자간의 밀착에 의해 안정적인 미세 방울을 형성하여 결합시키는 것이다. 이렇게 결합된 산소는 지속성을 유지하며, 적어도 120ppm 이상으로 산소가 결합된다.
Description
본 발명은 산소 음료 제조방법 및 그 시스템과 산소물 제조장치에 관한 것으로서, 특히 정수된 생수에 산소를 고농도로 농축시켜 용존산소농도가 높은 산소음료를 제조하고, 보관이나 유통과정에서도 지속적으로 높은 용존산소 농도를 유지할 수 있도록 한 산소음료 제조방법 및 그 시스템과 그 산소물 제조장치를 제공하기 위한 것이다.
산소는 인체에 있어서 생명을 유지하는 기본 요소로서, 주로 호흡을 통해서 흡입하게 되지만, 물이나 음료 및 일반 음식물속에 함유된 산소를 체내에서 흡수하고 있다. 특히 산소를 많이 함유한 물이나 음식물을 섭취하게 되면, 체내에서 직접 산소를 흡수하게 되므로, 신진대사 촉진 및 각종 질병 예방 등의 효과가 있는 것으로 밝혀졌고, 이에 대한 많은 연구들이 진행되고 있다.
그런데, 물속에 산소가 존재하는 상태는 물분자를 이루는 산소와 물속에 녹아있는 산소로 존재하게 된다. 물분자를 이루는 산소는 화학적으로 결합되어 있어서 분리되지 않기 때문에 인체에서 흡수할 수 없고, 물을 마심으로서 흡수할 수 있는 산소는 물속에 녹아 있는 산소를 흡수 할 수 있게 된다.
실내온도와 보통의 공기압력의 일반적 조건에서는 1리터의 물이 산소를 8-10mg 까지 받아들일 수 있으나 이는 대부분의 경우 물이 외부 공기와 계속 접촉하고 있는 상태에서만 가능하다. 이는 야외에 흐르는 물에서 가능하며, 특히 자연적인 산소의 수용이 효과적인 곳은 물이 집중적으로 주위의 공기와 접하는 곳이다. (폭포의 효과) 역시 물에 공기를 주입하여 물이 산소로 채워질 경우에도 산소량은 1리터에 8-12mg 이상 오르지 않는다. 모든 조건이 양호한 상태에서 물에 용해되는 산소의 양은 1 리터에 14mg이 최고치로서 이 상태를 물의 산소 포화상태라고 한다.
전에는 주로 샘물을 식수로 이용했지만 오늘날 거의 전적으로 중앙 급수시설에서 식수를 얻는다. 좋은 샘물은 14mg 까지 산소를 함유할 수 있으나 수돗물의 산소는 기껏해야 4-6mg/L 이다. 이처럼 수돗물의 산소 함유량이 적은 것은 표면 수 (호수나 강물에서)나 지하수를 철저히 소독하고 처리하는 과정을 통하여 식수가 얻어지기 때문이다. 이에 적용되는 기술 (탈산화, 염소살균 필터사용)이 산소량을 감소시킨다. 이에 더하여 공기와 전혀 접하지 않고 수도관을 통하여 소비자에 공급된다. 여기에 가정의 수도연결 관에서 오랫동안 물의 흐름이 머물게 되어 추가적으로 산소량이 감소된다. 병에 든 물, 특히 탄산수는 산소의 함량이 아주 적어 1 리터에 2-4mg정도 이며, 경우에 따라서는 그 이하가 되기도 한다.
물의 온도를 높이면 산소용해 능력이 떨어지고 물을 끓이면 산소는 완전히 사라진다. 즉 커피나 차의 뜨거운 음료수에는 녹아있는 산소가 없다. 그러므로, 보통 마시는 음료수에서의 산소함유량은 아주 적거나(수돗물, 맥주, 미네랄 워터) 또는 전혀 없다(커피나 차 처럼 끊인 물).
최근 들어 체내의 산소 흡수에 의해 각종 질병 예방이나 치료효과 등에 대한 연구가 발표되고 이에 대한 관심이 많아지면서 물에 산소를 공급하여 용존 산소를 높이고자 하는 방법들이 시도되고 있다. 그렇지만, 수족관에서 보는 것처럼 산소를 주입시키면 물거품이 되어 물위로 올라와 곧 없어진다. 이처럼 산소를 물에 지속적으로 결합시키는 것이 기술적으로 불가능했다.
산소를 강제 용존시킨 음료로는 특허출원 제2000-24727호에 개시되어 있다.
그의 공정을 살펴보면 살균, 여과 및 탈기공정을 거친 물을 산소화 탱크에서 산소와 혼합시키는 제1과정과, 제1과정을 거친 산소화된 물과 음료첨가물을 펌프로서 혼합탱크로 공급하는 제2과정과, 상기 펌프로부터 공급된 산소화된 물 및 음료첨가물을 혼합탱크에서 산소와 혼합시키는 제3과정과, 제3과정에서 혼합된 음료를 충전시키는 제4과정으로 이루어진다.
상기에서 음료첨가물과 정제수는 혼합되어 마이크로 필터(50㎛)를 통과하면서 여과공정을 거친후 98℃ 온도에서 20초 정도 고온 살균된 다음 냉각되어 시럽탱크에 저장되고, 상기 지하수는 원수탱크에서 화학물질이 공급되어 소독된 다음, 샌드필터, 카본필터, 마이크로 필터를 거쳐 여과되어 정수탱크에 저장된 후, U.V 살균 과정 및 냉각과정을 거쳐 진공상태에서 지하수에 함유된 기체가 탈기되고, 그 다음 음료첨가물과 정제수의 혼합물과 혼합되고 산소가 공급되어 산소화된다.
그렇지만, 상기 산소를 혼합하는 공정은 산소와 물을 혼합하여 펌프로서 혼합 탱크로 공급하고, 다시 혼합 탱크에서 산소와 혼합하는 것으로서, 단순히 혼합탱크에 산소를 공급하는 과정으로서, 물에 지속적으로 산소를 결합시킬 수 있는 방법이 아니다. 따라서, 산소 포화 상태(자연수 14mg/L)를 넘는 용존산소가 존재하여 과포화 상태를 유지한다고 하더라도 병에 충진하는 과정과 유통, 마시기 위해 병을 개방했을 때 아주 빠른 속도로 대부분의 과포화 상태의 산소가 공기중으로 날아가 버린다. 즉, 상기와 같은 산소 혼합 방법으로는, 혼합 탱크에서 출수될때에 50 - 60 ppm의 산소가 함유된다고 하더라도 충진 과정을 거치면서 20 - 30ppm 이하로 떨어지고, 병을 개방하는 순간 20ppm 이하로 떨어진다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 음료첨가물을 혼합한 물에 산소를 120ppm 이상 용존시키고, 이를 유통과정을 거쳐 장기간 보관 후 마시는 경우에도 지속적으로 높은 용존산소량을 유지할 수 있도록 한 산소음료 제조방법과 그 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같이 산소 혼합시 120ppm 이상으로 고농도로 산소를 물에 혼합시키고, 장기간 지속적으로 결합된 상태를 유지하기 위한 방법은, 순수한(의료용)산소 (99.98%)를 사용하는데 물리적인 과정(물의 미세공간을 가압과 미세공간의 생성)을 통해서 산소를 물에 결속시킨다. 이는 모세관 표면에 산소와 물 분자간을 밀착시키면 안정적인 미세방울을 형성한다. 산소분자는 물 분자 사이에 존재하는 빈공간에 끼어들어 물의 박막 형태로 그 위를 덮는다. 이러한 상태는 안정적이어서 축적시킨 산소는 물에 오랜 동안(수개월간) 머물게 된다.
원칙적으로 본 발명에서는 모든 물(식수, 미네랄 워터, 샘물)에 산소를 축적시킬 수 있다. 또, 장기간 지속적으로 용존산소량을 유지하기 위해서는 물통이(공기가 통하지 않게) 꽉 막혀있어야 하고 가급적 차게 그리고 불빛이 없는 곳에 보관해야 하며, 용기는 자외선 차단을 위한 칼라 용기로 한다.
산소가 축적된 물은 보통 밀폐되지 않은 물잔 (예 0.3 리터 물잔)으로 마시기 때문에 보통 30-45분간 축적상태로 있을 수 있다
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원수를 침전 및 여과장치를 거쳐 1차 정수하는 제1과정과; 1차 정수된 물에 음료 첨가물을 혼합하는 제2과정과; 음료 첨가물이 혼합된 물을 2차 여과 및 살균 처리하는 제3과정과; 상기 제3과정을 거친 혼합 음료와 산소를 산소물 제조장치에 공급하고, 그 산소물 제조장치에서 혼합 음료를 모세관 통과 과정을 거치면서 물리적으로 물과 산소가 결합되게 하여 산소 음료로 제조하는 제4과정과; 그 제4과정에서 제조된 산소 음료를 충진장치를 통해서 음료용기에 충진하고 용기를 밀봉하는 제5과정으로 이루어진다.
삭제
본 발명의 산소음료 제조시스템은, 원수를 침전 및 여과장치를 거쳐 1차 정수하는 1차 정수장치와, 1차 정수된 물에 음료 첨가물을 혼합하는 음료 혼합장치와, 음료 첨가물이 혼합된 물을 2차 여과 및 살균 처리하는 2차 처리장치와, 상기 혼합 음료와 산소를 공급받아 모세관 통과 과정을 거치면서 물리적으로 물과 산소가 결합되게 하여 산소 음료로 제조하는 산소물 제조장치와, 그 산소물 제조장치에서 제조된 산소 음료를 음료용기에 충진하고 용기를 밀봉하는 충진장치로 이루어진다.
본 발명의 산소물 제조장치는, 공급되는 물을 1.5 ~ 3kg/cm2 의 수압으로 가압하여 급수하는 수압조절장치와, 순수한 산소를 공급하기 위한 액체 산소통의 산소를 기화시키는 기화기와, 그 기화기를 통과한 산소의 압력을 1.5 ~ 5kg/cm2 의 범위로 조절하는 산소압력 조절장치와, 상기 수압조절장치를 통해 급수되는 혼합음료를 1 ~ 12℃ 범위의 온도로 냉각시키는 냉각장치와, 상기 냉각장치의 물을 투과시키는 다공질 표면의 모세관장치, 그 모세관 장치를 감사는 밀봉 탱크, 그 밀봉 탱크내에 상기 산소를 공급하는 산소밸브, 상기 모세관 장치의 출구측을 피드백시키는 피드백 라인으로 이루어진 산소물 제조기와, 그 산소물 제조기에서 산소가 결합된 산소 음료를 가압하여 배출시키는 배출펌프로 구성됨에 특징이 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 산소음료 제조 시스템의 계통도이다. 이에 도시된 바와 같이, 원수를 침전 및 여과장치를 거쳐 1차 정수하는 1차 정수장치(10)와, 1차 정수된 물에 음료 첨가물을 혼합하는 첨가물 혼합장치(20)와, 음료 첨가물이 혼합된 물을 2차 여과 및 살균 처리하는 2차 처리장치(30)와, 순수 산소를 저장하고 있는 액체 산소통으로부터 산소를 소정의 압력으로 공급하는 산소공급장치(60)와, 상기 2차처리장치(30)로부터 공급되는 혼합 음료를 소정의 온도로 냉각시키고 모세관 통과 과정을 거치면서 상기 산소공급장치(60)로부터 산소를 공급받아 물리적으로 물과 산소가 결합되게 하여 산소 음료로 제조하는 산소물 제조장치(40)와, 그 산소물 제조장치(40)에서 제조된 산소 음료를 음료용기에 충진하고 용기를 밀봉하는 충진 및 밀봉장치(50)로 이루어진다.
도 2는 본 발명에 의한 산소 혼합 과정까지의 상세 계통도이다.
먼저, 1차 정수 처리장치(10)는, 원수를 채수하기 위한 지하암반수 채수장치(11)와, 그 채수된 물을 1차 침전 시키는 1차 침전 탱크(12)와, 차 침전 탱크(12)를 거친 물을 다시 2차 침전 시키는 2차 침전탱크(13)와, 2차 침전을 거친 물을 필터링하는 마이크로필터(14) 및 카본 필터(15)로 이루어진다. 이는 지하수 채수 과정을 거쳐 침전과 필터를 거쳐 정수하는 과정이다.
음료 첨가물 혼합장치(20)는, 음료 첨가물을 상기 1차 정수장치(10)를 통과한 물을 공급받는 첨가물 혼합 탱크(20)에 투입하여 음료로서 혼합하는 장치이다.
이는 통상 회전 교반기를 사용하고, 오존 발생장치에서 오존을 발생시켜 혼합탱크(20)에 공급함으로써 살균 과정도 동시에 진행한다.
그리고, 상기 혼합 탱크(20)에서 음료 첨가물이 혼합된 혼합음료는, 2차 처리장치(30)로 공급된다. 2차 처리장치(30)는, 0.5마이크로 필터(31)와, 0.2마이크로필터(32) 및 U.V 살균기(33)로 구성된다. 이는 1차 정수 처리장치(10)에서보다 더 미세한 입자들을 걸러내고, 살균 처리하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 산소물 제조장치의 구성도이다.
상기 산소물제조장치(40)는, 상기 2차 처리장치(30)의 혼합음료를 1.5 ~ 3kg/cm2 의 수압으로 가압하여 급수하는 수압조절장치(41)와, 상기 수압조절장치(41)를 통해 급수되는 혼합음료를 1 ~ 12℃ 범위의 온도로 냉각시키는 냉각장치(42)와, 상기 냉각장치(42)의 물을 투과시키는 다공질 표면의 모세관장치, 그 모세관 장치를 감싸는 밀봉 탱크, 그 밀봉 탱크내에 상기 산소공급장치(60)로부터 유입되는 산소를 공급하는 산소밸브, 상기 모세관 장치의 출구측을 피드백시키는 피드백 라인으로 이루어지고, 산소와 혼합된 물을 통과시키면서 모세관 통과과정 및 소정 압력의 산소공급에 의해 산소와 물 분자간을 밀착시켜 산소분자가 물 분자 사이에 존재하는 빈 공간에 끼어들어 물의 박막 형태로 그 위를 덮도록 함으로써 안정적인 미세물방울로 혼합하는 산소물 제조기(43)와, 그 산소물 제조기(43)에서 산소가 결합된 산소 음료를 소정 압력으로 가압하여 배출시키는 배출펌프(44)로 구성된다.그리고 산소공급장치(60)는 순수한 산소를 공급하기 위한 액체산소통(45)의 산소를 기화시키는 기화기(46)와, 그 기화기(46)를 통과한 산소의 압력을 1.5 ~ 5kg/cm2 으로 조절하는 산소압력 조절장치(47)로 구성되어 상기 산소물제조기(43)의 산소밸브를 통해 산소를 공급한다. 상기 산소물 제조기(43)는, 모세관 장치를 밀봉 탱크내에 안착시키고, 모세관 장치에는 산소가 혼합된 음료가 투입되고, 그 모세관 장치를 포함하는 탱크내에 산소를 공급하여 모세관 표면에서 산소와 물 분자간의 밀착에 의해 안정적인 미세 방울을 형성하여 혼합하며, 상기 모세관장치는 다시 피드백 라인을 통해 피드백 시키도록 이루어진다.도 4는 본 발명의 응용 실시예를 보인 것으로, 상기 산소물 제조장치(40)는 수압조절장치(41) 후단에 물속에 함유된 일반 기체를 배출시키고 산소와 물의 결합을 촉진 시키기 위해 전기장을 가해서 이온 활성화 상태로 만드는 이온화 장치(100)를 더 포함하여 구성할 수 있다. 일반기체를 배출시키면, 산소가 결합할 공간이 더욱 활성화되고, 이온화 활성 상태로 만들어 줌으로써, 산소 결합을 활성화 시키기 위한 것이다.
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한편, 도면으로 도시하지는 않았지만, 상기 산소물 제조기는, 모세관장치로 한정하는 것은 아니고, 분사장치를 이용하여 산소와 물을 결합시키도록 구성할 수 있다. 이는 노즐을 통해 산소가 혼합된 물을 분사시킴과 아울러 그 분사되는 공간에 산소를 소정압력으로 분사시켜 산소를 결합시키도록 구성할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 충진 및 밀봉장치의 구성도이다.
상기 충진 및 밀봉장치(50)는, 산소음료를 충진하여 밀봉하기 위한 용기(59)를 충진 및 밀봉 라인으로 운반하는 컨베이어(52)와, 컨베이어(52) 상으로 용기(59)를 투입하기 위한 용기 투입장치(55)와, 그 용기 투입장치(55)에서 투입된 용기(59)를 세척하는 세척장치(56)와, 오존 발생장치(57)에서 발생된 오존을 이용하여 상기 세척된 용기(59)를 살균하는 오존살균기(58)와, 그 오존살균기(58)를 통과한 용기(59)에 상기 산소물 제조장치(40)에서 급수되는 산소음료를 충진하는 충진기(51)와, 그 충진기(51)에서 산소음료가 충진된 용기(59)에 마개를 씌워 밀봉하는 밀봉장치(53)와, 그 밀봉장치(53)를 통과한 용기에 라벨을 부착하고 포장하는 포장장치(54)로 구성된다.
여기서, 상기 용기(59)는, 일반 생수 용기는 투명 용기인데 반해 불투명 칼라를 가진 용기로 이루어진다. 이는 용존 산소가 자외선에 의해 오존으로 변형되는 것을 방지할 수 있도록 자외선 차단을 위한 칼라 용기를 채택한다.
이와 같은 본 발명에 의한 산소음료 제조방법을 공정 계통도를 참조해서 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 의한 산소음료 제조 공정을 보인 계통도이다. 원수를 침전 및 여과장치를 거쳐 1차 정수하는 제1과정(S10)과; 1차 정수된 물에 음료 첨가물을 혼합하는 제2과정(S20)과; 음료 첨가물이 혼합된 물을 2차 여과 및 살균 처리하는 제3과정(S30)과; 액체산소통으로부터 공급되는 산소를 1.5 ~ 5kg/cm2의 압력중 임의의 압력으로 일정하게 유지시켜 산소물 제조장치에 공급하고, 그 산소물 제조장치에서 상기 제3과정을 거친 혼합 음료를 1.5 ~ 3kg/cm2의 수압으로 가압하고, 상기 혼합 음료를 1 ~12℃의 온도 범위내로 유지되도록 냉각시켜 상기 공급된 산소와 혼합한 후 모세관 통과 과정을 거치면서 물리적으로 물과 산소가 결합되게 하여 산소 음료로 제조하는 제4과정(S40)과; 그 제4과정에서 제조된 산소 음료를 충진장치를 통해서 음료용기에 충진하고 용기를 밀봉하는 제5과정(S50) 및 포장 및 출하과정(S60)으로 이루어진다. 가장 바람직하게는 상기 산소압력은 약 3~4kg/cm2 이고, 수압은 2kg/cm2이며, 냉각 온도는 7 ℃가 가장 바람직하나, 상기의 압력과 온도 범위에 반드시 한정되어야만 산소물이 제조되는 것은 아니고, 생산성과 효율을 위한 선택적 사항이다.여기서, 상기 산소의 압력은 액체 산소통의 압력이 산소량에 따라 변동될 수 있으므로 일정하게 고정된 압력으로 산소를 공급해야만 일정한 수준의 용존산소농도로 물과 산소를 혼합시키기 위한 것이다.상기 제1과정(S10)은, 암반수 채수를 하여 1차침전, 2차 침전, 마이크로필터 통과, 카본 필터 통과 단계를 거친다. 첨가물 혼합하는 제2과정(S20)은, 음료 첨가물을 1차 정수처리된 물에 혼합 하는 과정으로서, 회전 교반기등을 통해 혼합하고, 오존발생장치를 구비하여 오존 투입에 의해 살균과정을 함께 행한다. 그리고 제3과정(S30)은, 좀더 미세한 필터링 및 살균 과정을 거치기 위한 것으로서, 0.5마이크로필터링, 0.2마이크로필터링을 거친후, U.V 살균 과정을 거친다.
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또한, 상기 제4과정(S40)은, 도 7에 도시된 바와 같다. 상기 제3과정(S30)을 통과한 혼합 음료를 1.5 ~ 3kg/cm2의 압력으로 수압을 조절하는 제1단계(S41)와, 1 ~12℃의 온도 범위내로 유지되도록 냉각 시키는 제2단계(S42)와, 산소압력 조절장치로부터 공급되는 산소를 상기 냉각된 혼합 음료에 혼합하는 제3단계(S43)와, 그 제3단계(S43)에서 산소와 혼합된 혼합 음료를 다공질 표면을 가진 모세관 장치를 통과시킴과 아울러 상기 산소압력조절장치로부터 공급되는 산소를 모세관장치에 투입하여 산소와 물이 결합된 산소음료로 제조하는 제4단계(S44)와, 산소 음료를 충진장치측으로 출수하는 제5단계(S45)로 이루어진다.
상기 제4단계는, 상기 모세관 장치를 밀봉 탱크내에 안착시키고, 모세관 장치에는 산소가 혼합된 음료가 투입되고, 그 모세관 장치를 포함하는 탱크내에 산소를 공급하여 모세관 표면에서 산소와 물 분자간의 밀착에 의해 안정적인 미세 방울을 형성하여 결합시키는 것이다.
이렇게 결합된 산소는 지속성을 유지하며, 120ppm이상으로 산소가 결합된다. 충진 과정에서 일부 손실이 발생한다고 하더라도 용기에 밀봉된 상태에는 적어도 100ppm이상의 용존 산소를 가지게 된다. 이렇게 제조된 산소 음료는 장기간 유통 및 보관 후 마시는 경우, 밀봉후 개봉하는 시점에서 일부의 산소 손실이 발생하며, 기존의 산소 투입 물의 경우 산소 용존 농도가 약 20ppm 이하로 떨어지는 것에 반해 본 발명에 의한 방법으로 산소가 결합된 경우 적어도 60 ∼ 80ppm이상의 용존 산소를 유지할 수 있다. 이는 산소분자와 물분자의 결합과정을 물리적인 모세관 통과, 온도 및 압력 조절등에 의해 이루어진다.
또한, 상기 제2단계(S42)에서 냉각시키기 전에 혼합 음료에 산소를 함께 공급하여 산소를 혼합 후 냉각시키도록 할 수도 있고, 도는 수압 조절단계(41)에서 산소를 먼저 투입한 후 가압할 수도 있다. 이와 같이 산소를 산소 혼합단계인 제3단계(S43)에서 혼합하기 이전에 미리 혼합음료에 산소를 투입하여 산소가 투입된 혼합음료를 모세관 장치로 공급하고, 아울러 모세관장치의 외부에 산소를 공급함으로써, 모세관 표면으로 물이 투과되어 나오는 과정에서 물의 클러스터 결합 구조가 작은 단위체로 분리되고, 모세관 표면에 물방울이 맺히면서 외부산소 및 내부 혼합된 산소분자들이 물 분자 사이에 결합되고 물의 응집력에 의해 이를 덮어씌우면서 물과 산소간의 결합이 안정적인 결합이 된다.
상기 산소 공급은, 액체 산소통의 산소를 기화시키는 단계, 산소를 소정의 압력으로 산소물 제조장치에 공급하도록 산소압력을 조절하는 단계를 거쳐 산소를 공급한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 보인 것으로, 상기 제 4과정(S40)에서 산소와 물의 결합을 활성화 시킬 수 있도록 함유된 일반 기체를 배출시키고 물의 이온화를 시키는 이온화 과정(S100)을 더 포함할 수 있다. 이는 물을 소정압력으로 통과시키면서 전기장을 가하여 이온화 되기 쉬운 활성 상태로 만들고 이에 산소를 투입하면 산소와의 결합이 더욱 활성화된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 음료에 산소를 혼합하여 적어도 100ppm 이상의 용존 산소를 가진 산소 음료를 제조할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 산소음료는 장기간 유통 및 보관 후에도 지속적으로 산소의 용존농도가 60 ∼ 80 ppm 이상 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 산소음료 제조 시스템 계통도.
도 2는 본 발명에 의한 산소 음료 제조시스템의 1차, 2차 처리장치 계통도.
도 3은 본 발명에 의한 산소물 제조장치의 구성도.
도 4는 도 3에 따른 다른 실시예를 보인 산소물 제조장치 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 충진 및 밀봉 장치의 계통도.
도 6은 본 발명에 의한 산소 음료 제조 공정도.
도 7은 본 발명에 따른 산소 혼합 과정의 공정도.
도 8은 도 7의 다른 실시예를 보인 산호 혼합 과정의 공정도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 1차 정수장치 11 : 지하 암반수 채수장치
12 : 1차 침전탱크 13 : 2차 침전탱크
14 : 마이크로필터 15 : 카본 필터
20 : 첨가물 혼합 장치 31 : 0.5 마이크로필터
32 : 0.2마이크로필터 33 : U.V 살균기
40 : 산소물 제조장치 41 : 수압조절장치
42 : 냉각 장치 43 : 산소물 제조기
44 : 배출펌프 45 : 액체 산소통
46 : 기화기 47 : 산소압력조절장치
48 : 제어장치 50 : 충진 및 밀봉장치
51 : 충진기 52 : 컨베이어
53 : 밀봉장치 54 : 포장장치
55 : 용기 투입장치 56 : 세척장치
57 : 오존발생장치 58 : 오존살균기
59 : 용기
Claims (15)
- 원수를 침전 및 여과장치를 거쳐 1차 정수하는 제1과정과;1차 정수된 물에 음료 첨가물을 혼합하는 제2과정과;음료 첨가물이 혼합된 물을 2차 여과 및 살균 처리하는 제3과정과;산소공급장치로부터 1.5 ~ 5kg/cm2 의 압력으로 산소를 산소물 제조장치내로 공급받고, 그 산소물 제조장치에서 상기 제3과정을 거친 혼합 음료를 1.5 ~ 3kg/cm2의 수압으로 가압하고 산소가 혼합된 혼합 음료를 1 ~ 12℃의 온도로 냉각 시켜 모세관 통과 과정을 거치면서 물리적으로 물과 산소가 결합되게 하여 산소 음료로 제조하는 제4과정과;그 제4과정에서 제조된 산소 음료를 충진장치를 통해서 음료용기에 충진하고 용기를 밀봉하는 제5과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 산소음료 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1과정(S10)은, 암반수를 채수하여 1차침전, 2차 침전, 마이크로필터 통과, 카본 필터 통과 단계를 거치고,상기 제2과정(S20)은, 음료 첨가물을 1차 정수처리된 물에 회전 교반기둥을 통해 혼합하고, 오존 발생장치를 구비하여 오존 투입에 의해 살균과정을 함께 행하며,상기 제3과정(S30)은, 0.5마이크로필터링, 0.2마이크로필터링을 거친 후, U.V 살균 과정을 거치는 것을 특징으로 하는 산소음료 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제4과정(S40)은,상기 제3과정(S30)을 통과한 혼합 음료를 1.5 ~ 3kg/cm2 의 수압으로 가압하는 제1단계(S41)와,상기 혼합음료를 1 ~ 12℃의 온도로 냉각 시키는 제2단계(S42)와,산소공급장치로부터 1.5 ~ 5kg/cm2 의 압력으로 산소를 공급받아 상기 냉각된 혼합 음료에 혼합하는 제3단계(S43)와,그 제3단계(S43)에서 산소와 혼합된 혼합 음료를 다공질 표면을 가진 모세관 장치를 통과시킴과 아울러 상기 산소공급장치로부터 공급되는 산소를 모세관 장치에 투입하여 산소와 물이 결합된 산소 음료로 제조하는 제4단계(S44)와,산소 음료를 충진 및 밀봉장치측으로 출수하는 제5단계(S45)로 이루어진 것을 특징으로 하는 산소음료 제조 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 4과정(S40)에서 산소와 물의 결합을 활성화 시킬 수 있도록 상기 제3과정을 거친 혼합 음료에 함유된 일반 기체를 배출시킴과 아울러 전기장을 가해서 이온 활성화 상태로 만들어 상기 제4과정을 진행하게 하는 이온화 과정(S100)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소음료 제조 방법.
- 원수를 침전 및 여과장치를 거쳐 1차 정수하는 1차 정수장치와;1차 정수된 물에 음료 첨가물을 혼합하는 음료 혼합장치와;음료 첨가물이 혼합된 물을 2차 여과 및 살균 처리하는 2차 처리장치와;상기 2차처리장치에서 출수되는 혼합 음료를 1.5 ~ 5kg/cm2 의 수압이 되게 가압하여 산소공급장치로부터 산소를 1.5 ~ 5kg/cm2 의 압력으로 공급받아 혼합 하고, 그 산소가 혼합된 혼합 음료를 1 ~ 12℃의 온도 범위내로 냉각시켜 모세관 통과 과정을 거치면서 물리적으로 물과 산소가 결합되게 하여 산소 음료로 제조하는 산소물 제조장치와;그 산소물 제조장치에서 제조된 산소 음료를 음료용기에 충진하고 용기를 밀봉하는 충진 및 밀봉장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 산소음료 제조 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 1차 정수장치는,원수를 채수하기 위한 지하암반수 채수장치(11)와,그 채수된 물을 1차 침전 시키는 1차 침전 탱크(12)와,1차 침전 탱크(12)를 거친 물을 다시 2차 침전 시키는 2차 침전탱크(13)와,2차 침전을 거친 물을 필터링하는 마이크로필터(14) 및 카본 필터(15)로 이루어진 것을 특징으로 하는 산소음료 제조시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 음료 혼합장치는,음료 첨가물을 상기 1차 정수장치(10)를 통과한 물을 공급받는 첨가물 혼합탱크에 투입하여 회전 교반기를 사용하여 혼합함과 아울러 오존 발생장치에서 오존을 발생시켜 혼합 탱크에 공급하여 살균 과정도 동시에 진행하도록 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 산소음료 제조시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 산소물제조장치는,상기 2차 처리장치의 혼합음료를 1.5 ~ 3kg/cm2 의 압력이 되도록 가압하여 급수하는 수압조절장치(41)와,상기 수압조절장치(41)를 통해 급수되는 혼합음료를 1 ~ 12℃의 온도로 유지되도록 냉각시키는 냉각장치(42)와,상기 냉각장치(42)의 물을 투과시키는 다공질 표면의 모세관장치, 그 모세관 장치를 감싸는 밀봉 탱크, 그 밀봉 탱크내에 상기 산소공급장치로부터 유입되는 산소를 공급하는 산소밸브, 상기 모세관 장치의 출구측을 피드백시키는 피드백 라인으로 이루어져, 산소와 혼합된 물을 모세관 통과과정 및 산소공급 공급에 의해 산소와 물 분자간을 밀착시켜 산소분자가 물 분자 사이에 존재하는 빈 공간에 끼어들어 물의 박막 형태로 그 위를 덮도록함으로써 안정적인 미세물방울로 혼합하는 산소물 제조기(43)와,그 산소물 제조기(43)에서 산소가 결합된 산소 음료를 배출시키는 배출펌프(44)로 구성되고,상기 산소공급장치는,순수한 산소를 공급하기 위한 액체 산소통(45)의 산소를 기화시키는 기화기(46)와,그 기화기(46)를 통과한 산소의 압력을 1.5 ~ 5kg/cm2 의 압력으로 조절하여 상기 산소물제조기(43)로 산소를 공급하는 산소압력 조절장치(47)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소음료 제조시스템.
- 제 9 항에 있어서, 상기 산소물 제조장치(40)는상기 수압조절장치(41) 후단에 물속에 함유된 일반 기체를 배출시키고 산소와 물의 결합을 촉진 시키기 위해 전기장을 가해서 이온 활성화 상태로 만드는 이온화 장치(100)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소음료 제조시스템.
- 삭제
- 제 6 항에 있어서, 상기 충진 및 밀봉장치는,산소음료를 충진하여 밀봉하기 위한 용기(59)를 충진 및 밀봉 라인으로 운반하는 컨베이어(52)와,컨베이어(52) 상으로 용기(59)를 투입하기 위한 용기 투입장치(55)와,그 용기 투입장치(55)에서 투입된 용기(59)를 세척하는 세척장치(56)와,오존 발생장치(57)에서 발생된 오존을 이용하여 상기 세척된 용기(59)를 살균하는 오존살균기(58)와,그 오존살균기(58)를 통과한 용기(59)에 상기 산소물 제조장치(40)에서 급수되는 산소음료를 충진하는 충진기(51)와,그 충진기(51)에서 산소음료가 충진된 용기(59)에 마개를 씌워 밀봉하는 밀봉장치(53)와,그 밀봉장치(53)를 통과한 용기에 라벨을 부착하고 포장하는 포장장치(54)로 구성된 것을 특징으로 하는 산소음료 제조시스템.
- 제 12 항에 있어서, 상기 용기(59)는,용존 산소가 자외선에 의해 오존으로 변형되는것을 방지할 수 있도록 자외선 차단을 위한 칼라 용기인 것을 특징으로 하는 산소음료 제조시스템.
- 산소를 용존시킬 물을 1.5kg/cm2 ~ 3kg/cm2 의 수압으로 가압하여 급수하는 수압조절장치와,순수한 산소를 공급하기 위한 액체 산소통의 산소를 기화시키는 기화기와,그 기화기를 통과한 산소의 압력을 1.5kg/cm2 ~ 5kg/cm2의 압력으로 조절하는 산소압력 조절장치와,상기 수압조절장치를 통해 급수되는 혼합음료가 1 ~ 12℃의 온도범위 내로 유지되도록 냉각시키는 냉각장치와,상기 냉각장치의 물을 투과시키는 다공질 표면의 모세관장치, 그 모세관 장치를 감사는 밀봉 탱크, 그 밀봉 탱크내에 상기 산소압력조절장치로부터 유입되는 산소를 공급하는 산소밸브, 상기 모세관 장치의 출구측을 피드백시키는 피드백 라인으로 이루어져, 산소와 혼합된 물을 모세관 통과과정 및 산소공급 공급에 의해 산소와 물 분자간을 밀착시켜 산소분자가 물 분자 사이에 존재하는 빈 공간에 끼어들어 물의 박막 형태로 그 위를 덮도록함으로써 안정적인 미세물방울로 혼합하는 산소물 제조기와,그 산소물 제조기에서 산소가 결합된 산소 음료를 배출시키는 배출펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 산소물 제조장치.
- 제 14 항에 있어서, 상기 산소물 제조장치는상기 수압조절장치 후단에 물속에 함유된 일반 기체를 배출시키고 산소와 물의 결합을 촉진 시키기 위해 전기장을 가해서 이온 활성화 상태로 만드는 이온화 장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소물 제조장치.
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