KR100678576B1

KR100678576B1 - 수소환원수 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100678576B1
Application number: KR1020040104103A
Authority: KR
Inventors: 요시다요시아키
Original assignee: 가부시키가이샤 티이디
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2007-02-02
Also published as: US20050224996A1; TW200533607A; KR20050099933A; TWI316922B

Abstract

다량의 수소가스를 물에 용해시켜, 종래의 환원수를 능가하는 음용에 적합한 고환원성 수소환원수를 얻는다. 압력용기(6)내에 수소가스를 충전하고, 압력용기(6)내의 수소가스의 압력을 소정 범위로 유지한 채, 그 압력용기(6)내에 원수(原水)를 도입한다. 특히, 원수는 압력용기(6)의 내부 위쪽에 마련한 노즐(7)로부터 압력용기(6)내에 샤워 형태로 산수(散水)된다. 이로써 압력용기(6)내의 수소가스에 원수를 접촉시키고, 상기 원수 속에 수소가스를 용해시킨 후, 이것을 고기밀성 용기에 충전하여 밀폐하고, 그 상태에서 가열살균 처리한다.

Description

수소환원수 및 그 제조방법{Reducing water containing hydrogen and manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명의 수소환원수를 제조하는 설비의 구성예를 나타내는 플로우챠트다.

도 2는 수산화 칼슘 농도의 차이에 따른 산화환원전위의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프다.

도 3은 아스코르빈산의 첨가에 의한 산화환원전위의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프다.

도 4는 보존 상태의 차이에 따른 산화환원전위의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프다.

본 발명은 환원력이 높은 수소를 함유하는 수소환원수에 관한 것으로, 특히 음용에 적합하며, 그 밖에 식품의 제조나 금속의 세정 등에 적절히 사용할 수 있는 수소환원수 및 그 제조방법에 관한 것이다.

물의 산화환원성을 판단하는 지표로서 산화환원전위가 있다. 산화환원전위가 마이너스값을 나타내는 물(수용액)은 환원수라고 하여 환원성을 갖는 것으로 알려져 있다. 일반적으로, 수돗물의 산화환원전위는 +500 내지 +750mV, 우물물이나 시판되는 미네랄워터에서 0 내지 +500mV이며, 이들은 산화성을 갖는 물이다.

이에 대해 산화환원전위가 마이너스값을 나타내는 환원수는 금속의 산화나 식품류의 부패를 억제하는 효과가 있고, 음료수로 섭취하면 노화나 병의 원인물질이 되는 체내 활성산소가 제거되고, 꽃가루 알레르기, 아토피, 천식 등의 알레르기성 질환, 위장 등의 소화기계통 질환, 및 고혈압 등의 건강 장해도 개선할 수 있다고 한다.

여기에서, 환원수의 대부분은 전해법에 의해 생성된다. 결국, 물의 전기분해에 의해 음극 쪽에 수소분자가 모이는 성질을 이용하며, 음극 쪽의 활성수소농도가 높은 물을 환원수로 취출하고 있다(예를 들어, 일본 특허공개공보 2002-254078호).

또한, 전해법으로 얻은 환원수는 환원성을 가진 천연수와 구별하여 "전해 환원수", 또는 음극 쪽의 물이 알칼리화되므로 "알칼리 환원수" 등으로 불려진다.

한편, 물을 전기분해하는 것이 아니라, 활성화된 수소가스를 물 속에 불어넣어 물 속의 용존산소를 제거하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허공개공보 평 8-276104호).

또한, 수조 내의 물에 대해 수소가스를 통기함으로써 수조내의 물의 용존수소 농도를 증가시키는 방법도 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허공개공보 2002-172317호).

그렇지만, 일본 특허공개공보 2002-254078호와 같이, 물의 전기분해로 얻어 지는 환원수(전해환원수)는 알칼리성을 나타내고, 산화환원전위의 마이너스값을 높일수록 알칼리성을 나타내는 pH값이 높아지고, pH값을 음용에 적합한 9 내지 10정도로 억제하면 산화환원전위가 마이너스 150mV 정도가 되고, 환원성이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 일본 특허공개공보 평 8-276104호 및 일본 특허공개공보 2002-172317호와 같이, 수소가스를 물 속에 불어넣기만 해도 산화환원전위는 마이너스가 되지만, 수소가스를 물 속에 통기하는 방식(버블링 방식)에서는 수소가스가 물과 접촉한 부분밖에 용해하지 않으므로 많은 수소가스를 용해시킬 수 없고, 게다가 물에 용해하지 않고서 수면까지 도달한 수소가스를 회수하는 것은 어려우며, 이 때문에 물 속을 투과한 수소가스의 대부분은 대기 중에 방출되므로, 용해 처리할 때 대량의 수소가스를 필요로 하고, 비용도 증가한다는 문제가 있다.

또한, 환원성을 나타내는 근원이 되는 활성수소는 매우 불안정하여, 자연방치한 경우에는 대기 중에 방출하여 물의 산화환원전위가 플러스 방향으로 변화하고, 소비자의 손에 도달할 즈음에는 환원성이 상실되어 버리는 문제가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 사정을 감안하여 이뤄진 것으로, 그 목적은 다량의 수소가스를 물에 용해시켜서 종래의 환원수를 능가하는 음용에 적합한 고환원성 환원수를 얻는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 이하에 기술하는 수소환원수의 제조방 법을 제공하는 것이다.

(1) 압력용기 내에 수소가스를 충전하고, 상기 압력용기 내의 수소가스의 압력을 소정 범위(1 내지 100기압, 바람직하게는 1.1 내지 50기압, 또는 2 내지 20기압, 더욱 바람직하게는 2 내지 10기압)로 유지한 채, 그 압력용기 내에 원수(原水)를 도입하여 수소가스와 접촉시킴으로써 상기 원수 속에 상기 압력용기 내의 수소 가스를 용해시키는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.

(2) 압력용기 내에 수소가스를 충전하고, 상기 압력용기 내의 수소 가스의 압력을 소정 범위로 유지한 채, 그 압력용기 내에 원수를 도입하는 것과 더불어 상기 압력용기 내에 샤워 형태로 산수(散水)하여 수소가스를 접촉시킴으로써 상기 원수 속에 상기 압력용기 내의 수소가스를 용해시키는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.

(3) 압력용기 내에 수소가스를 충전하고, 상기 압력용기 내의 수소가스의 압력을 1 내지 100기압으로 유지한 채, 그 압력용기 내에 원수를 도입하는 것과 더불어 상기 원수를 압력용기의 내부의 위쪽에 마련한 노즐로부터 샤워 형태로 산수하여 수소가스를 접촉시킴으로써 상기 원수 속에 상기 압력용기 내의 수소가스를 용해시키는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.

여기서, 상기한 (1) 내지 (3)의 각 방법에 있어서, 압력용기 내에는 가압 펌프 혹은 가압 가스의 압력에 의해 원수를 도입하는 것이 바람직하다.

또한 원수 속에 압력용기 내의 수소가스를 용해시킨 후, 이것을 고기밀성 용기에 충전하여 밀폐하는 것이 바람직하며, 나아가서는 고기밀성 용기에 충전하여 밀폐한 상태에서 가열살균 처리한 것이 바람직하다. 또한 고기밀성 용기로는 수소가스 배리어층을 가진 시트 재료로 만들어지는 파우치, 수소가스 배리어성을 가진 합성수지제 병(bottle), 유리제 병, 금속제 병, 혹은 캔을 적절히 이용할 수 있다.

또한 상기한 (1) 내지 (3)의 각 방법에 있어서, 원수는 미네랄을 포함하는 것이 바람직하고, 나아가서는 수소가스와 접촉시키기 전의 원수에 항산화성 성질을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 항산화성 물질로는 아미노산, 아스코르빈산, 페놀 화합물, 옥시산류, 인산, 인산 유도체, 커피산 유도체, 및 플라보노이드 중 적어도 1종을 이용한다.

한편, 본 발명은 상기한 (1) 내지 (3)의 각 방법에 의해 얻어지는 수소환원수를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명의 수소환원수의 제조방법에 대해 설명하면, 이러한 방법의 특징은 제일 먼저 수소가스와 원수를 소정의 압력 범위 하에서 접촉시키는데 있다. 여기에는 압력용기를 이용하고, 그 내부에 수소가스를 충전하며, 압력용기의 내압(수소가스의 압력)을 소정 범위로 유지하고, 그 상태에서 원수를 압력용기 내에 도입한다.

특히, 압력용기 내의 공기를 수소가스로 몰아내던가 혹은 진공 펌프를 이용하여 뽑아내고, 이어서 1 내지 100기압(101325∼10132500Pa), 바람직하게는 1.1 내지 50기압(111458∼5066250Pa), 혹은 2 내지 20기압(202650∼2026500Pa), 더욱 바람직하게는 2 내지 10기압(202650∼1013250Pa)으로 가압한 수소가스를 압력용기 내에 충전하고, 그 내압을 상기 범위로 유지한 채 압력용기의 내압보다도 큰 압력을 부여한 원수를 압력용기 내에 도입, 공급한다. 또한 압력용기 내로의 원수의 도입에는 가압 펌프, 혹은 가압 가스의 압력을 이용할 수 있다. 이것에 의하면, 압력용기 내의 수소가스의 압력을 높게 설정한 경우에도 그 압력에 대항하여 압력용기 내에 원수를 도입할 수 있고, 특히 가압 가스의 압력을 이용하면 전력을 사용하지 않고도 원수의 도입을 수행할 수 있다.

또한 압력용기 내에 도입하는 원수는 소정의 구경을 가진 급수관의 선단으로부터 방출할 수도 있는데, 특히 복수의 미세한 구멍(예를 들어, 구경 100 내지 300㎛)을 가진 노즐을 급수관의 선단에 설치하는 등 샤워 형태(안개 형태를 포함함)로 산수하는 것이 바람직하고, 이로써 수소가스와의 접촉 면적을 증대시켜 수소가스의 용해량을 높일 수 있다. 특히, 노즐은 압력용기의 내부 위쪽에 마련하는 것이 바람직하며, 이로써 압력용기의 바닥부에 고인 원수에 노즐이 잠기지 않고, 이런 노즐로부터 원수를 고압으로 분출시켜서 압력용기 내에 광범위하게 분산시킬 수 있다.

이상과 같은 방법에 의하면, 원수 속에 다량의 수소가스를 용해시키고, 종래의 전해환원수의 산화환원전위가 -200 내지 -300mV인 바, 이것을 훨씬 능가하는 -500mV 이하의 산화환원전위를 나타내는 고환원성 환원수를 얻을 수 있다. 이것은 일정 온도에서 일정량의 액체에 용해하는 기체의 양은 그 압력에 비례한다는 헨리의 법칙에 기초한 것이며, 대기압 하에서 원수에 수소가스를 불어넣는 경우에 비하면, 더욱 많은 수소가스를 용해시킬 수 있다.

여기에서 원수에 대한 수소가스의 용해량을 증대시키려면 압력용기 내의 수소가스의 압력을 높일수록 좋은데, 100기압을 넘는 압력을 설정하면 압력용기를 포 함하는 설비전체가 대규모가 되므로, 수소가스의 압력의 상한은 100기압, 바람직하게는 50기압, 혹은 20기압, 더욱 바람직하게는 10기압 정도로 설정하는 것이 좋다. 한편, 압력용기 내의 수소가스의 압력이 낮으면, 그만큼 원수에 대한 용해량이 저하되므로, 수소가스의 압력의 하한은 적어도 1기압, 바람직하게는 대기압보다도 큰 1.1기압, 더욱 바람직하게는 2기압 정도로 설정하는 것이 좋다.

또한, 수소가스는 봄베(Bombe)에 충전된 것을 그대로 사용해도 되지만, 이것을 플라즈마 등에 의해 활성화한 활성수소로 하는 것이 바람직하다. 또한 원수는 수돗물, 이것을 증류한 증류수 혹은 탈염수(순수)라도 상관없는데, 음용으로는 칼슘, 칼륨, 나트륨, 철, 아연, 마그네슘 등의 많은 미네랄을 포함하는 천연수가 바람직하다. 예를 들어, 도야마(富山)시의 지하수(우물물)의 정밀미량분석을 수행하면, 다양한 종류의 미네랄을 검출할 수 있다. 이것은 알칼리토류 금속에 속하는 칼슘을 비롯하여, 알칼리 금속에 속하는 나트륨, 칼륨이 중심이며, 많은 원소에서는 수십 ppm, 적은 것이라도 수 ppm이 검출된다.

특히, 그들 미네랄(금속)은 이온화 경향이 크고, 원수의 산화환원전위를 마이너스로 시프트하는 환원제로서 기능한다. 따라서, 원수에는 환원제로서 기능하는 미네랄을 포함한 것을 이용하는 것이 바람직하고, 이것에 의하면 수소가스와의 상승작용으로 환원성이 한 단계 향상하는 효과를 얻을 수 있다. 단, 원수로서 미네랄이 적은 수돗물에 미네랄을 인공적으로 첨가해도 된다.

또한, 수소가스와 접촉시키기 전의 원수에는 항산화성 물질을 첨가하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 수소가스와 미네랄의 움직임에 의한 높은 환원성을 유 지할 수 있다. 또한 항산화성 물질은 인체에 해가 되지 않는 것으로서, 이것에는 아미노산(아스파라긴산, 알기닌, 리신, 알라닌, 글루타민산, 로이신, 이소로이신, 발린, 프롤린아미노산 등), 아스코르빈산, 페놀 화합물(토코페롤, 구아검(guaiac gum), 노르디히드로구아레틱산(nor-dihydro guaiaretic acid: NDGA), 옥시산류(구연산, 주석산, 사과산 등), 인산 및 그 유도체(피틴산, 레시틴 등), 커피산 유도체(클로로겐산, 디히드로커피산 등), 및 플라보노이드 중 적어도 1종, 바람직하게는 몇 종류의 혼합물이 이용된다.

여기에서, 칼슘 등의 수산화물을 포함한 원수에서는, 산화환원전위를 마이너스쪽에 시프트시킬 수 있는데, 그런 종류의 금속 수산화물이 용존하면, 원수의 pH값이 올라가 알칼리성이 된다. 특히, 알칼리도가 너무 높은 경우에는, 음용에 적합하지 않게 되므로, 이것을 중성 쪽으로 기울이는 조작이 필요해진다. 이런 점에서 상기와 같은 산으로 이뤄진 항산화성 물질은 알칼리성의 원수를 중성으로 만들 수 있는 pH 조정제로서도 기능하며, 그 첨가량에 따라 원수가 다량의 수산화칼슘을 포함하는 강알칼리성인 경우에도 그 pH값을 중성범위(예를 들어, pH 5.8∼8.6)으로 조정하여 중성환원수로 만들 수 있다.

이어서, 본 발명의 다른 특징인 고기밀성 용기에 대해 설명하면, 본 발명은 이것으로 알루미늄 파우치, 즉 수소가스 배리어층으로 알루미늄층을 가진 시트 재료로 만들어지는 파우치를 이용한다. 이런 알루미늄 파우치는 2장의 플라스틱 필름(폴리에스테르/폴리프로필렌, 또는 나일론/폴리프로필린) 사이에 알루미늄 박을 끼워넣은 시트 재료를 2장 겹쳐서 그 주변 가장자리에 히트실(heat seal) 등을 하여 형성되는 공지된 플렉시블 용기이며, 이것에 의하면, 편평상태에서 내부에 수소환원수를 공기와 접촉시키지 않고 주입할 수 있으며, 게다가 그 주입구를 수소환원수의 충전직후에 히트실 등을 하여 밀폐하여, 수소가스의 누설을 완전히 차단(shutout)하여 충전한 수소환원수의 환원력을 장기에 걸쳐 충전시의 상태로 유지할 수 있다.

또한, 이상과 같은 파우치에 의하면, 수소환원수의 충전 후에 단시간에 양호한 살균처리할 수 있다. 이런 살균처리에는 70 내지 85℃, 바람직하게는 80℃로 가열한 열탕을 이용하고, 이것에 수소환원수를 충전하여 밀폐한 파우치(고기밀성 용기)를 30분 정도 침지하는데, 열탕이나 가열증기를 내뿜게 할 수도 있다. 단, 충전 작업을 무균실 내에서 수행하는 등 하여 상기와 같은 가열살균처리를 생략할 수 있다.

또한, 수소가스 배리어층은 알루미늄 박에 한정되지 않고, 그 밖의 금속박, PVCD나 EVOH 등의 수지필름, 혹은 유리나 알루미늄 이외의 금속을 증착한 것이라도 상관없다. 또한 고기밀성 용기로서 그 밖에도 알루미늄이나 스틸의 캔, 금속의 캡을 가진 유리제 병 및 알루미늄이나 스틸을 재료로 하는 금속제 병, 혹은 금속의 증착이나 몇 종류의 수지를 다층화함으로써 수소가스 배리어성을 부여한 합성수지제 병 등을 이용할 수도 있다. 그러나, 경질의 정형(定形)의 캔이나 병에서는, 그 자체가 수소가스 배리어성을 갖고 있어도, 환원수를 충전시 등에 용기 내의 공기와 환원수가 접촉하여 수소가스 용해시점의 환원력이 약간이지만 손상되므로, 본 발명에 이용하는 고기밀성 용기로는 상기와 같은 파우치가 가장 바람직하다.

덧붙여 말하면, 현재 음료 용기로서 일반적으로 널리 이용되고 있는 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 병(PET병)에서는 수소가스가 용기벽을 통해 외부로 방출되어 버리고, 마개를 열지 않아도 산화환원전위가 서서히 플라스 쪽으로 시프트되므로 적용할 수 없다. 단, 본 발명의 수소환원수를 PET 병에 충전한 경우에도, 이것을 수소가스 분위기 하에 보존함으로써 산화환원전위를 마이너스로 유지할 수 있다.

[실시예]

도 1에서, 1은 우물 등의 수원, 2는 처리용 원수를 수원에서 퍼내기 위한 취수 펌프, 3은 활성탄 등을 수용한 1차 여과장치이며, 이 1차 여과장치(3) 내부를 통해 원수저장탱크(4)에 일정량의 원수가 저장되는 구성으로 되어 있다. 또한 원수저장탱크(4) 내에는 수위 센서가 있고, 그 검출신호에 기초하여 취수 펌프(2)가 구동하여 원수저장탱크(4)내의 원수가 일정량으로 유지되도록 되어 있다.

또한 도 1에서, 5는 원수저장탱크(4) 내의 원수를 퍼내는 가압 펌프, 6은 가압 펌프(5)에 의해 가압된 원수가 도입되는 압력용기, 7은 가압 펌프(5)로부터 내려보내지는 원수를 압력용기(6) 내에 산수하는 노즐이고, 이런 노즐(7)은 압력용기(6)의 내부 위쪽에 고정되어 원수저장탱크(4)에서 연장된 급수관과 접속된다. 또한 압력용기(6)에는 레귤레이터(8)를 사이에 두고 수소 봄베(9)가 접속된다.

그리고, 본 실시예에 의하면, 수소 봄베(9) 내에 봉입된 고압의 수소가스(약 20MPa)를 레귤레이터(8)에 의해 소정 압력(본 실시예에서 약 0.6MPa)으로 조정하여 압력용기(6) 내에 충전한 후, 압력용기(6) 내의 수소가스의 압력을 소정 범위(본 실시예에서 0.6∼0.7MPa)로 유지한 채, 가압 펌프(5)를 구동하여 원수저장탱크(4)내의 원수를 압력용기(6)내에 도입하고, 그 원수를 노즐(7)로부터 압력용기(6)내에 샤워 형태로 산수하도록 하고 있다.

이 때문에, 원수는 압력용기(6)의 상부에서 하부를 향해 광범위로 분산하면서 고압의 수소가스와 양호하게 접촉하여 상기 원수 속에 다량의 수소가스가 용해된다.

또한 수소가스가 용해된 원수는 압력용기(6)의 바닥부에 접속하는 제품저장탱크(10)에 회수된 후, 한외(限外)여과막을 내장하는 2차 여과장치(11)를 사이에 두고 충전기(12)에 공급되며, 이 충전기(12)로 고기밀성 용기에 충전된 후에 가열살균처리된다.

여기에서, 압력용기(6) 내에 원수를 도입하기 전에는 밸브(V1, V2)를 열어 수소 봄베(9) 내의 수소가스에 의해 압력용기(6)내와 제품저장탱크(10)내의 공기를 내보내고, 이어서 밸브(V1, V2)를 닫아 압력용기(6)내에 수소가스를 소정 압력에 도달할 때까지 충전하는데, 압력용기(6)내의 공기의 제거에 진공 펌프 등을 이용할 수 있다. 또한 노즐(7)은 소용돌이 형상의 관에 여러 개의 작은 구멍을 낸 것으로 이뤄지는데, 본 발명은 그 형태에 한정되는 것이 아니다.

나아가, 상기 예에서는 원수를 가압 펌프(5)로 압력용기(6) 내에 도입하도록 하고 있지만, 수소 봄베(9)나 그 밖의 가스 봄베를 원수저장탱크(4)에 접속하고, 수소가스 그외의 다른 가압 가스에 의한 압력으로 원수를 압력용기(6)내에 도입시킬 수도 있다.

[시험 1]

본 시험에서는 수소가스를 용해한 물(수소환원수)의 보존상태에 의한 산화환원전위에 대한 영향을 검토했다. 또한 산화환원전위의 측정은 산화환원전위계(동아DKK 주식회사 제조 HM-21P형, 비교전극:은-염화은)를 이용했다. 또한 수소환원수의 제조에는 이온교환수지로 정제한 순수를 이용하고, 이것을 가스로 세정한 병에 250ml 넣고, 이것에 수소가스를 유량 14.3ml/초로 30분간 불어넣었다. 얻어진 수소환원수(檢水)는 아래에 나타내는 4가지 방법으로 보존하고, 그 각 검수에 대해 격일로 산화환원전위를 측정했다.

(1) 마개를 열고 실온에서 보존했을 경우

(2) 마개를 열고 냉장고 내에서 4℃로 보존했을 경우

(3) 마개를 닫은 채 실온에서 보존했을 경우

(4) 마개를 닫은 채 냉장고 내에서 4℃로 보존했을 경우

수소가스 용해 직후에는 각 검수의 산화환원전위는 -320mV를 나타냈는데, 시간이 흐름에 따라 전위는 플러스로 이동했다. 보존 상태가 다른 각 검수의 산화환원전위에 다소의 차이는 생겼지만, 일주일 후의 산화환원전위는 모두 +300mV 이상이 되었다.

[시험 2]

본 시험에서는 원수에 포함되는 미네랄의 농도에 의한 산화환원전위에 대한 영향을 검토했다. 그를 위해 순수에 수산화칼슘을 첨가하고, 수산화칼슘 포화수용액(1850ppm)을 조제하고, 이것을 10배(180ppm), 100배(18.5ppm), 및 1000배 (1.85ppm)로 희석하고, 이것을 가스로 세정한 병에 250ml씩 넣고, 각각에 수소가스를 통기하여 합계 4종류의 검수를 조제했다. 그리고, 그 각 검수를 마개가 열린 상태로 격일마다 산화환원전위를 측정했다. 그 결과를 도 2에 나타낸다. 또한 세로축은 산화환원전위, 가로축은 일수이다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 칼슘 농도가 높은 검수일수록 낮은 산화환원전위를 계속 유지했다. 특히 칼슘 농도가 1850ppm인 검수에서는 13일간, 산화환원전위가 마이너스를 지속했다. 또한 어떤 검수나 초기의 산화환원전위를 -320mV 이하로 만들 수 있었다.

[시험 3]

본 시험에서는 항산화성 물질(아스코르빈산)의 첨가에 의한 효과를 검토했다. 수산화칼슘의 농도가 300ppm인 수용액의 pH는 12이고, 이것을 가스로 세정한 병에 250ml 넣고, 이것에 L-아스코르빈산을 pH7이 될 때까지 첨가했다. 또한 비교로서, 순수 250ml에 상기와 똑같은 양의 L-아스코르빈산만을 첨가한 것, 및 아무것도 첨가하지 않은 순수 250ml를 가스로 세정한 병에 넣고, 그것들에 수소가스를 통기하여 합계 3종류의 검수를 조제했다. 그리고, 각 검수를 마개를 연 상태로 격일마다 산화환원전위를 측정했다. 그 결과를 도 3에 나타낸다. 또한 세로축은 산화환원전위, 가로축은 일수를 나타낸다.

도 3과 같이 수산화칼슘과 아스코르빈산을 포함하는 중성 검수A, 및 순수로 이뤄진 검수 C에서는 산화환원전위의 시간의 흐름에 따른 변화에 큰 차이는 보이지 않았지만, 아스코르빈산만을 포함하는 검수B에서는 초기의 산화환원전위가 높고, 비교적 단기간에 산화환원전위가 플러스로 이행하는 것으로 나타났다.

[시험 4]

본 시험에서는 수소환원수를 수용하는 용기로서 PET 병이 유효한지 아닌지를 검토했다. 우선, 3개의 PET 병(500ml)에 이온교환수를 넣고, 각각에 수소가스를 통기한 후, 마개를 닫았다. 그리고, 하나의 PET 병을 진공 데시케이터(각형, 폭 30cm, 안길이 30cm, 높이 25cm, 내용적 약 20리터)내에 두고, 진공 펌프로 감압했다. 그 후, 진공 데시케이터내에 수소가스를 대기압 상태까지 도입하고, 그 상태 그대로 보존했다. 한편, 다른 PET 병은 각각의 냉장고내와 실내에 보존했다. 그리고, 그들 각 PET 병내의 검수에 대해 산화환원전위의 시간에 따른 변화를 조사했다. 그 결과를 표 1 및 도 4에 나타낸다.

[표 1]

산화환원전위의 시간에 따른 변화

	수소가스 분위기하 (mV)	냉장고내 (mV)	실온 (mV)
수소가스용해 직후	-351	-352	-347
1일 경과후	-322	-200	-105
2일 경과후	-229	-106	15
3일 경과후	-299	-103	83
4일 경과후	-274	79	125
7일 경과후	-207	185	304
8일 경과후	-195	216	283
9일 경과후	-190	294	443
14일 경과후	-183	509	587
20일 경과후	-213	543	681

진공 데시케이터 내에 보존한 PET 병에서는 산화환원전위가 20일간 마이너스값을 유지했지만, 그 밖에는 몇 일만에 플러스로 시프트했다. 그 결과로부터 PET병에서는 수소가스의 배리어성(차단성)이 부족하다는 것이 판명되었다. 단, 수소가스 분위기하에 보존하면, 산화환원전위를 낮게 유지할 수 있다는 것도 판명되었다.

[시험 5]

본 시험예에서는 압력용기 내에 수소가스를 8기압으로 충전하고, 이 속에 원수를 12기압으로 도입(샤워 형태로 산수)했다. 이에 의하여 압력용기 내에서 원수에 수소가스를 충분히 접촉시켜 용해시킨 후, 이것을 알루미늄 파우치에 충전하여 밀폐하고, 이어서 이것을 80℃의 뜨거운 물 속에 담궈 가열살균처리했다. 또한 수소환원수의 산화환원전위는 알루미늄 파우치로의 충전시점에서 -600mV이고, 가압하에서의 원수와 수소가스의 접촉에 의해 대기압하일 때 보다도 산화환원전위가 저하되는 것으로 나타났다. 이것은 원수에 대한 수소가스의 용해량이 크기 때문이라고 생각된다.

또한 상온에서 보존한 알루미늄 파우치를 2주일 후에 개봉하여 내용물(수소환원수)의 산화환원전위를 측정한 바, 초기값과 큰 차이가 없는 -570mV로, 본 발명의 수소환원수를 충전하는 고기밀성 용기로는 알루미늄 파우치가 유효하다는 것이 판명되었다.

또한 고기밀성 용기에 나사식 알루미늄 캡이 부착된 알루미늄제 병을 이용하여 상기한 것과 같은 시험을 수행한 바, 알루미늄 파우치와 마찬가지로 내부의수소환원수에 산화환원전위의 큰 변화는 없으며, 그 초기값이 -600mV이었는데, 2주 후에도 -560mV로 낮은 산화환원전위를 유지하는 것으로 나타났다.

이상, 본 발명에 대해 설명했는데, 이러한 산화환원수는 음용에 한정되지 않으며, 금속세정수나 조리용 물 등으로도 적절히 이용할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 수소가스를 충전한 압력용기 내에 원수를 도입하여 수소가스와 접촉시킴으로써, 원소 속에 다량의 수소가스를 용해시켜서 고환원성 수소환원수를 얻을 수 있으며, 특히 원수를 샤워 형태로 산수함으로써 수소가스와의 접촉이 양호하게 수행되어 수소가스의 용해 효율이 올라가고, 압력용기 내의 수소가스도 대기중에 방출되지 않고 원수에 용해시켜 낭비없이 사용할 수 있다.

더불어, 압력용기의 내부 위쪽에 마련한 노즐로부터 압력용기 내에 원수를 뿌림으로써 원수를 광범위하게 분산시켜서 수소가스와 양호하게 접촉시킬 수 있으며, 게다가 노즐이 압력용기의 내부 위쪽에 마련됨으로써 압력용기의 바닥부에 고인 원수에 의해 노즐로부터의 산수가 방해받지 않고, 이러한 노즐로부터 원수를 고압으로 계속 분출하여 수소가스와의 양호한 접촉을 유지할 수 있다.

나아가, 압력용기 내에 가압 펌프 혹은 가압 가스의 압력에 의해 원수를 도입함으로써 수소가스의 압력을 높게 설정한 경우에도, 그 압력에 대항하여 압력용기 내에 원수를 도입할 수 있으며, 특히 가압 가스의 압력을 이용하는 것에서는 전력을 사용하지 않고도 원수의 도입을 수행할 수 있다.

또한 수소 가스를 용해시킨 원수를 고기밀성 용기에 충전시킴으로써 수소가스의 누설을 방지하여 초기의 고환원성을 장기에 걸쳐서 유지할 수 있으며, 특히 이러한 고기밀성 용기로서 수소가스 배리어층을 가진 시트 재료로 만들어지는 파우치, 수소가스 배리어성을 가진 합성수지제 병, 유리제 병, 금속제 병, 또는 캔을 이용함으로써 수소가스의 투과누설의 억제로 인하여 고환원성의 지속효과가 올라가 고, 게다가 상기 파우치를 이용하면 환원수를 주입할 때도 공기와의 접촉을 억제하여 환원성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그와 더불어, 수소가스를 용해시킨 원수를 고기밀성 용기에 충전한 후, 이것을 밀폐한 상태에서 가열살균 처리함으로써, 이런 처리에 의해 수소가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 칼슘 등의 미네랄을 포함하는 원수를 이용함으로써 건강상 바람직하고, 게다가 미네랄의 작용으로 환원성을 높일 수 있다.

또한, 원수에 항산화성 물질을 첨가함으로써 환원성의 지속 효과가 올라가고, 게다가 항산화성 물질로서의 아미노산이나 아스코르빈산에 의해 알칼리성 원수라도 음용에 적합한 pH로 조정할 수 있다.

한편, 본 발명의 수소환원수는 수소가스를 가압충전한 압력용기 내에 원수를 도입(특히, 샤워 형태로 산수)하여 얻어짐으로써 용존수소량이 많고, 높은 환원성을 나타내며, 음용에 적합하다.

Claims

압력용기 내에 수소가스를 충전하고, 상기 압력용기내의 수소가스의 압력을 소정 범위로 유지한 채, 그 압력용기 내에 원수를 도입하여 수소가스와 접촉시킴으로써 상기 원수 속에 상기 압력용기내의 수소가스를 용해시키는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
압력용기 내에 수소가스를 충전하고, 상기 압력용기내의 수소가스의 압력을 소정 범위로 유지한 채, 그 압력용기 내에 원수를 도입하는 것과 더불어 상기 원수를 상기 압력용기 내에 샤워 형태로 산수(散水)하여 수소가스와 접촉시킴으로써 상기 원수 속에 상기 압력용기내의 수소가스를 용해시키는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
압력용기 내에 수소가스를 충전하고, 상기 압력용기 내의 수소가스의 압력을 1 내지 100기압으로 유지한 채, 그 압력용기 내에 원수를 도입하는 것과 더불어 상기 원수를 압력용기 내부의 위쪽에 마련한 노즐로부터 샤워 형태로 산수하여 수소가스와 접촉시킴으로써 상기 원수 속에 상기 압력용기 내의 수소가스를 용해시키는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력용기 내에 가압 펌프 혹 은 가압 가스의 압력에 의해 원수를 도입하는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 원수 속에 압력용기 내의 수소가스를 용해시킨 후, 이것을 고기밀성 용기에 충전하여 밀폐하는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 원수 속에 압력용기 내의 수소가스를 용해시킨 후, 이것을 고기밀성 용기에 충전하여 밀폐하고, 그 상태에서 가열살균 처리하는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
제 5 항에 있어서, 고기밀성 용기로서 수소가스 배리어층을 가진 시트 재료로 만들어지는 파우치, 수소가스 배리어성을 가진 합성수지제 병, 유리제 병, 금속제 병, 혹은 캔을 이용하는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 원수가 미네랄을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 수소가스와 접촉시키기 전의 원수에 항산화성 물질을 첨가하는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
제 9 항에 있어서, 항산화성 물질로서 아미노산, 아스코르빈산, 페놀 화합물, 옥시산류, 인산, 인산 유도체, 커피산 유도체 및 플라보노이드 중 적어도 1종을 이용하는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.
삭제
제 6 항에 있어서, 고기밀성 용기로서 수소가스 배리어층을 가진 시트 재료로 만들어지는 파우치, 수소가스 배리어성을 가진 합성수지제 병, 유리제 병, 금속제 병, 혹은 캔을 이용하는 것을 특징으로 하는 수소환원수의 제조방법.