KR100654683B1 - 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동해심층수를 취수하여 전처리 시스템에 투입하며, 상기 전처리시스템에서 처리된 상기 동해심층수를 담수화 시스템과 수질조정시스템에 각각 투입하며, 상기 담수화시스템과 수질조정 시스템에서 처리된 동해심층수를 혼합하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템에 관한 것이다.
본 발명은 동해심층수를 이용하여 제조한 먹는 심층수를 제조하는 장치로서, 동해심층수를 이용한 저비용 담수화의 실현하고, 동해심층수의 담수화 및 수질조정에 의한 고품위 기능성 음료수 제조가 가능케 하기 위한 것이며, 물 부족의 완화를 위한 보조 수자원의 확보를 위한 제조 장치를 제공하고자 하는 것이다.
동해심층수, 먹는 심층수, 음용수
Description
도 1은 본 발명에 따른 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템을 나타낸 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10: 동해심층수 15: 전처리 시스템
20: 담수화 시스템 25: 수질조정 시스템
본 발명은 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동해심층수)를 취수하여 전처리 시스템에 투입하며, 상기 전처리시스템에서 처리된 상기 동해심층수를 담수화 시스템과 수질조정시스템에 각각 투입하며, 상기 담수화시스템과 수질조정 시스템에서 처리된 동해심층수를 혼합하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템에 관한 것이다.
인구증가와 환경오염에 따른 물 부족이 심화되고 있으며, 이를 해소하기 위 해 신규수원 개발과 수처리 효율화가 중요한 과제로 강조되어 왔다. 최근, 해수담수화가 신규 수자원의 하나로써 인식되고 있으나 상대적으로 제조비용이 높아 실용화가 지연되고 있다.
이를 극복하고 실용화하기 위해서는 비용의 저렴화 및 편익의 극대화가 요구된다. 동해심층수는 청정하고, 균형잡힌 미네랄이 인체에 유익한 것으로 밝혀지고 있는 해양수자원이다. 동해심층수는 매우 청정하여 해수담수화 비용을 약 30% 절약할 수 있는 장점을 가지고 있을 뿐 아니라 담수화 과정에서 유용한 미네랄만 잔존시킬 수 있다면 고부가가치의 음료수를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.
동해심층수는 인체의 체액이나 혈액과 유사한 조성을 이루고 있을 뿐 아니라 유해중금속이나 유기물질이 거의 없어 청정한 특성을 가지고 있다. 그러나, 그대로 먹을 수는 없으므로 일정한 처리를 통해 먹을 수 있도록 하여야 한다.
그러나, 증발식 등의 상변화법이나 역삼투식 등의 막분리법에 의한 동해심층수의 담수화는 모든 이온을 제거한 증류수와 비슷하게 만들어 버릴 뿐 아니라 붕소, 경도 등이 먹는 물관리법에 의한 수질기준을 만족시키지 못한다.
또한, 칼슘, 마그네슘 등의 유용물질을 원하는 만큼 잔존시킨 먹는 심층수 및 그 제조방법은 아직 정립되어 있지 않다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 동해심층수의 담수화 및 미네랄 조정을 통하여 청정하고 미네랄이 풍부하게 제조한 먹는 심층수 및 그 함량을 다양하게 조정하는 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
동해심층수가 가진 풍부한 미네랄을 함유한 다양한 먹는 심층수를 제조하기 위해서는 다음과 같은 기술적 과제가 필요한 것이다. .
첫째, 동해심층수 담수화에서 일정 기준을 만족시키기 어려운 것이 붕소(보론)이며, 이를 획기적으로 낮추지 않으면 먹는 심층수로서 이용이 곤란하다.
둘째, 동해심층수 담수화에 적용될 수 있는 역삼투식 처리는 염화나트륨 뿐 아니라 다른 유용 미네랄도 모두 제거해 버리므로 유용성을 확보하여야 한다.
셋째, 유용한 미네랄을 적정농도로 남겨 소비자들이 자신의 신체 상태에 따라 원하는 미네랄 함량의 먹는 심층수로 제공할 수 있도록 할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 문제들을 해결하여 고품위 먹는 심층수를 제조함으로써 물 부족을 해소할 뿐 아니라 국민 건강을 향상시키기 위해 동해심층수를 이용하기 위함이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 표 1에 나타난 동해심층수(10)를 취수하여 전처리 시스템(15)에 투입하며, 상기 전처리 시스템(15)에서 처리된 상기 동해심층수(10)를 담수화 시스템(20)과, 수질조정시스템(25)에 각각 투입하며,
상기 담수화시스템(20)과 수질조정 시스템(25)에서 처리된 동해심층수(10)를 혼합하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템에 관한 것이다.
상기 전처리시스템(15)은 샌드필터 또는 마이크로 필터로 구성되어 부유물질을 제거하도록 하는 것이며, 붕소제거필터를 이용하여 붕소를 제거하는 것을 더 포함하는 것이다.
상기 담수화시스템(20)은 해수용 역삼투막 또는 저온성을 활용한 냉동법을 이용하여 상기 동해심층수(10)를 담수화하도록 하는 것이다.
상기 수질조정시스템(25)은 분획분자량 이온 교환막으로 구성된 전기투석장치를 통하여 염화나트륨등의 1가 이온을 선택적으로 배제하는 것이다.
또한, 상기 수질조정시스템(25)은 분획분자량 이온 교환막으로 구성된 전기투석장치를 통하여 염화나트륨을 선택적으로 배제하는 것이다.
상기 수질조정시스템(25)에 대하여 더욱 상세히 설명하면, 100 내지 1000의 분획분자량 이온 교환막으로 구성된 전기투석장치를 통하되 처리된 동해심층수의 전기전도도가 0.1 내지 9ms/cm가 되도록 투석하여 마그네슘 및 칼슘 2가 양이온을 잔존시키는 것이다.
상기 담수화시스템(20)과 수질조정 시스템(25)에서 처리된 동해심층수(10)를 혼합하도록 하되, 상기 담수화시스템(20)에서 처리된 동해심층수의 담수와 상기 수질조정시스템(25)에서 처리된 동해심층수의 투석수의 혼합중량비율을 100(담수): 0(투석수) 내지 0(담수) : 100(투석수)으로 하며, 상기 수질조정시스템(25)에서 처리된 동해심층수의 전기전도도가 0.5mS/cm 내지 8.0mS/cm인 투석수와 상호 혼합하는 것이다.
이에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 동해심층수를 취수하여 저장한 저수조로부터 전처리시스템, 담수화시스템 및 수질조정시스템로 구성된다.
(1) 전처리 시스템은 부유물질 및 특정원소(보론 등)를 제거하고, (2) 담수 화는 역삼투법 등을 이용하여 순수에 가까운 담수로 제조하며, (3) 수질조정은 목표 미네랄함량에 따라 원수 또는 농축수에 대해 선택이온교환막에 의해 전기투석하여 이로운 성분만 남게 수질을 조정하고, (2)와 (3)의 조합 비율을 조절하여 규격 및 기준에 맞는 다양한 미네랄 함량의 먹는 심층수를 제조할 수 있도록 제조장치에 관한 것이다.
동해심층수는 인체의 혈액이나 체액하고 유사하여 청정하고, 미네랄 균형이 좋은 해양수자원으로써 그 성분은 다음과 같다.
< 동해심층수의 일반적 특성 (예)>
전처리시스템(15)은 샌드필터나 마이크로필터 등으로 부유물질을 제거하고, 붕소제거 필터(예, 붕소선택 제거형 이온교환수지(CRB-02))로 구성하여 붕소를 제거하는 작용을 적용하는 장치인 인 것이다.
다음의 표 2는 상기 전처리시스템(15)을 이용하여 붕소이온제거를 나타낸 실시예를 나타낸 것이다.
| 구 분 | 심층수 | 이온 배제동해심층수 |
| Cl | 19,500 | 19,500 |
| Na | 11,600 | 11,600 |
| SO42- | 2,630 | 2,630 |
| Mg | 1,180 | 1,180 |
| K | 530 | 530 |
| Ca | 303 | 303 |
| B | 4.5 | 0.2 |
| 경도 | 7,356 | 7,356 |
담수화시스템(20)은 청정성을 활용하여 해수용 역삼투막(아세트산 셀룰로오스계 등)을 적용하거나, 저온성을 활용한 냉동법으로 이루어진다. 이에 의한 생산수는 거의 순수에 가까운 청정한 담수가 제조되는 것이다.
다음의 표 3은 실시예로서, 상기 담수화시스템(20)을 이용하여 염화나트륨이 제거된 담수화 처리수를 나타낸 것이다.
| 구 분 | 이온 배제 동해심층수 | 담수화 처리수 | 비 고 |
| Cl | 19,500 | 50 | |
| Na | 11,600 | 89 | |
| SO42- | 2,630 | 3 | |
| Mg | 1,180 | 2.6 | |
| K | 530 | 6.4 | |
| Ca | 303 | 1.4 | |
| B | 0.2 | 0.15 | |
| 경도 | 7,356 | 15 |
수질조정시스템(25)은 전처리된 원수나 담수화시 농축수를 대상으로 하여 분획분자량이 100의 양이온과 음이온 교환막 (예, 아사히 카세이의 AC-110)을 이용한 전기투석모듈을 통하여 NaCl 등의 1가 이온을 먼저 배제시키면서 고경도 탈염수를 얻게 되는 것이다.
| 구분 | 붕소이온 배제 동해심층수 | 전기투석처리( 전기전도도 ) | ||||
| 0.5mS/cm | 1.0mS/cm | 2.0mS/cm | 4.0mS/cm | 8.0mS/cm | ||
| Na | 11,600 | 32.5 | 60.4 | 130.1 | 427.2 | 1011.3 |
| Mg | 1,180 | 90.6 | 155.1 | 265.1 | 492.0 | 702.6 |
| K | 530 | 0.2 | 0.8 | 3.1 | 19.2 | 76.6 |
| Ca | 303 | 2.8 | 6.4 | 13.4 | 40.6 | 133.1 |
| B | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 경도 | 7,356 | 378 | 652 | 1120 | 2119 | 3213 |
실시예로서, 표 4에서는 수질조정시스템(25)에 의하여 처리되면서, 전기전도 도가 0.5mS/cm 내지 8.0mS/cm되도록 처리된 처리수의 경도를 나타낸 것이다.
다음의 표 5는 상기 담수화 시스템(20)과 수질조정 시스템(25)에 의하여 처리된 처리수를 적정비율로 담수화 모듈의 생산수와 혼합되게 하면 다양한 경도의 먹는 심층수를 제조할 수 있는 실시예를 나타낸 것이다.
| 희석비( 담수:투석수) 투석수 전기전도도 | 100:0 | 80:20 | 60:40 | 40:60 | 20:80 | 0:100 |
| 0.5mS/cm | 15 | 88 | 160 | 233 | 305 | 378 |
| 1.0mS/cm | 15 | 142 | 270 | 397 | 522 | 652 |
| 2.0mS/cm | 15 | 236 | 457 | 678 | 899 | 1120 |
| 4.0mS/cm | 15 | 436 | 857 | 1277 | 1698 | 2119 |
| 8.0mS/cm | 15 | 655 | 1294 | 1934 | 2573 | 3213 |
본 발명은 동해심층수를 이용하여 제조한 먹는 심층수를 제조하는 장치로 서, 동해심층수를 이용한 저비용 담수화의 실현하고, 동해심층수의 담수화 및 수질조정에 의한 고품위 기능성 음료수 제조가 가능케 하기 위한 것이며, 물 부족의 완화를 위한 보조 수자원의 확보를 위한 제조 장치를 제공하고자 하는 것이다.
Claims (8)
- 통상의 동해심층수(10)를 취수하여 전처리 시스템(15)에 투입하며,상기 전처리 시스템(15)에서 처리된 상기 동해심층수(10)를 담수화 시스템(20)과 수질조정시스템(25)에 각각 투입하며,상기 담수화시스템(20)과 수질조정 시스템(25)에서 처리된 동해심층수(10)를 혼합하는 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템.
- 제1항에 있어서,상기 전처리시스템(15)은 샌드필터 또는 마이크로 필터로 구성되어 부유물질을 제거하도록 하는 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템.
- 제2항에 있어서,상기 전처리시스템(15)은 붕소제거필터를 이용하여 붕소를 제거하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템.
- 제1항에 있어서,상기 담수화 시스템(20)은 해수용 역삼투막 또는 저온성을 활용한 냉동법을 이용하여 상기 동해심층수(10)를 담수화하도록 하는 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템.
- 제1항에 있어서,상기 수질조정시스템(25)은 분획분자량 이온 교환막으로 구성된 전기투석장치를 통하여 염화나트륨등의 1가 이온을 선택적으로 배제하는 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템.
- 제1항에 있어서,상기 수질조정시스템(25)은 분획분자량 이온 교환막으로 구성된 전기투석장치를 통하여 염화나트륨을 선택적으로 배제하는 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템.
- 제1항 또는 제6항에 있어서,상기 수질조정시스템(25)은 100 내지 1000의 분획분자량 이온 교환막으로 구성된 전기투석장치를 통하되 처리된 동해심층수의 전기전도도가 0.1 내지 9mS/cm가 되도록 투석하여 마그네슘 및 칼슘 2가 양이온을 잔존시키는 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템.
- 제1항에 있어서,상기 담수화시스템(20)과 수질조정 시스템(25)에서 처리된 동해심층수(10)를 혼합하도록 하되, 상기 담수화시스템(20)에서 처리된 동해심층수의 담수와 상기 수질조정시스템(25)에서 처리된 동해심층수의 투석수의 혼합중량비율을 80(담수): 20(투석수) 내지 20(담수) : 80(투석수)으로 하며, 상기 수질조정시스템(25)에서 처리된 동해심층수의 전기전도도가 0.5 내지 8.0mS/cm인 투석수와 상호 혼합하는 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템.
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| KR1020050001534A KR100654683B1 (ko) | 2005-01-07 | 2005-01-07 | 동해심층수를 이용한 음용수 제조시스템 |
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