KR100772888B1 - 해양 심층수를 이용하여 소주의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양 심층수를 이용하여 소주를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 탈염처리한 탈염수로 주정을 희석하여 소주를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 나노여과와 역삼투 여과공정에서 탈염처리한 탈염수를 생산하는 단계, 탈염수로 주정을 희석하는 단계, 정전압처리와 자화처리에 의해서 물과 알코올 분자의 소집단화처리단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

소주, 해양 심층수, 탈염처리, 정전압처리, 자화처리, 소집단화처리

Description

해양 심층수를 이용하여 소주의 제조방법{The Korean wine manufacturing method that used deep sea water}

도 1은 해양 심층수의 탈염처리 공정도

도 2는 소주를 제조하는 공정도

도 3은 주정과 탈염된 해양 심층수로 희석한 희석소주의 ¹⁷O-NMR스펙트럼(Spectrum) 반치폭의 측정도

도 4는 소주를 정전압처리와 자화처리 후 ¹⁷O-NMR스펙트럼(Spectrum) 반치폭의 측정도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1; 희석조 2; 교반기

3; 여과공정공급펌프 4; 정전압처리조

5; 전극 6; 절연체(絶緣體)

7; 도체(導體) 8; 기초 콘크리트구조물

9; 접지 10; 정전압발생장치(靜電壓發生裝置)

10a; 변압기 10b; 전압조정기

10c; 1차 코일 10d; 철심

10e; 2차 코일 10f; 접지

10g; 출력선(10g) 10h; 절연처리 단말(10h)

11; 중간 처리조 12; 자화기 공급펌프

13; 자화기(磁化器) 14; 소주 저장조

15; 소주 이송펌프 N; N극(North Pole) S; S극(South pole)

FI; 유량 지시계(Flow indicator) pHI; 수소 이온 지시계(pH indicator)

ORPI; 산화환원전위 지시계(Oxidation Reduction Potential indicator)

본 발명은 해양 심층수(海洋深層水)를 이용하여 소주(燒酒)를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수심 200m 이하에서 취수한 해양 심층수를 탈염처리(脫鹽處理)한 탈염수로 주정(酒精)을 희석(稀釋)한 다음, 고압의 교류 정전압처리(靜電壓處理)와 자화처리(磁化處理)에 의해 물과 알코올 분자 집단(Cluster)을 소집단화(小集團化)한 소주를 제조하는 방법에 관한 것이다.

수심 200m 이하의 해수를 해양 심층수라고 부르며, 해양 심층수의 특성을 검토하면, 온도가 낮은 저온안전성(低溫安全性), 오염물질과 유해세균이 존재하지 않은 청정성(淸淨性), 영양물질(榮養物質)이 풍부하면서 다종다양한 미네랄성분이 함유되어 있는 부영양성(富榮養性) 및 미네랄특성과 고압 하에서 물 분자의 집단이 소집단화된 숙성성(熟成性) 등의 특성이 있으며, 구체적인 내용은 다음 표1의 내용 과 같다.

표1. 해양 심층수의 특성

저온 안정성	표층해수의 수온은 계절에 따라서 큰 폭으로 변동하는 데 대해, 해양 심층수는 수온의 변동이 적으면서 저온으로 안정되어 있다.
청정성	해양 심층수는 심층에 있으므로 육상의 하천수, 대기로부터의 오염을 받기 어렵고, 화학물질, 세균 및 생물체, 현탁물(懸濁物)이 매우 적다.
부영양성	해양 심층수는 햇빛이 닿지 않는 깊은 곳에 있으므로 광합성을 하지 않고, 표층해수와 비교해서, 생물의 생장에 필요한 질소, 인, 규산 등의 무기영양염이 많이 포함되어 있다.
미네랄특성	해양 심층수에는 다양한 필수 미네랄이 포함되어 있으면서 불순물이 적은 특성이 있다.
숙성성	해양 심층수는 고압 하에서 긴 세월을 지나면서 숙성되어 물 분자의 집단체(Cluster)가 소집단화(小集團化)되어 침투성이 우수하면서 열전도율이 높다.

상술한 표1의 내용에서와 같이 해양 심층수는 표층해수와는 달리 햇빛이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton) 및 생명체가 증식하지 못하기 때문에 영양염류의 농도가 높으면서 수온에 따른 밀도차이로 표층해수와 혼합되지 않아 표층해수에 존재하는 오염물질 및 유해세균이 없기 때문에 표층의 해수와 비교하였을 때 저온안정성(低溫安定性), 청정성(淸淨性)과 질소(窒素), 인산(燐酸), 규소(硅素)와 같은 영양염류(榮養鹽類)의 농도가 높은 부영양성(富榮養性)의 특성이 있으면서, 동·식물의 생육에 필요한 다종다양한 미네랄성분이 포함되어 있는 미네랄특성과 저온 고압에 의해서 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance, NMR) ¹⁷O-NMR 반치폭(半値幅)의 값이 75∼80㎐로 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화되어 소집단수(小集團水)로 숙성(熟成) 되어 있는 숙성성(熟成性) 등의 특성이 있다.

그리고 수심 200m 이하의 해양 심층수는 표 2의 "해양 심층수와 표층해수의 성분 분석치"에서 보는 바와 같이 염분(NaCl)의 농도와 대부분의 미네랄 농도는 비슷하나, 영양염류(질산태질소, 인산, 규소), 생균 수, 수온 등은 표층해수와는 상 당한 차이가 있다.

표2. 해양 심층수와 표층해수의 성분 분석 치

구분		울릉도 현포		일본 고지현 무로도(高知縣室戶)
		수심 650m의 해양 심층수	표층해수	수심 374m의 해양 심층수	표층해수
일 반 항 목	수온(℃)	0.5	23	11.5	20.3
	pH	7.15	8.1	7.98	8.15
	DO 용존산소 (㎎/ℓ)	6	8	7.80	8.91
	TOC 유기 탄소 (㎎/ℓ)	-	-	0.962	1.780
	CODMn(㎎/ℓ)	0.2	0.6	-	-
	용해성 증발잔류물(㎎/ℓ)	37,000	-	47,750	37,590
	M-알칼리도 (㎎/ℓ)	-	-	114.7	110.5
주 요 원 소	Cl 염화물이온(wt%)	NaCl로 3.41	NaCl로 3.40	2.237	2.192
	Na 나트륨 (wt%)			1.080	1.030
	Mg 마그네슘 (㎎/ℓ)	1,320	1,280	1,300	1,310
	Ca 칼슘 (㎎/ℓ)	393	403	456	441
	K 칼륨 (㎎/ℓ)	380	356	414	399
	Br 취소 (㎎/ℓ)	65	-	68.8	68.1
	Sr 스트론튬 (㎎/ℓ)	9.9	-	7.77	7.61
	B 붕소 (㎎/ℓ)	4.7	-	4.44	4.48
	Ba 바륨 (㎎/ℓ)	0.01	-	0.044	0.025
	F 불소 (㎎/ℓ)	1.2	-	0.53	0.56
	SO4 2- 황산 이온 (㎎/ℓ)	2,630	-	2,833	2,627
영 양 염 류	NH4 +암모니아태질소(㎎/ℓ)	0.05	-	0.05	0.03
	NO3 -질산태질소 (㎎/ℓ)	0.28	0.04	1.158	0.081
	PO4 3-인산태인 (㎎/ℓ)	0.16	0.026	0.177	0.028
	Si 규소 (㎎/ℓ)	2.8	0.44	1.89	0.32
미 량 원 소	Pb 납 (㎍/ℓ)	0.11	-	0.102	0.087
	Cd 카드뮴 (㎍/ℓ)	0.05	-	0.028	0.008
	Cu 구리 (㎍/ℓ)	0.26	-	0.153	0.272
	Fe 철 (㎍/ℓ)	0.20	-	0.217	0.355
	Mn 망간 (㎍/ℓ)	0.45	-	0.265	0.313
	Ni 니켈 (㎍/ℓ)	0.36	-	0.387	0.496
	Zn 아연 (㎍/ℓ)	0.45	-	0.624	0.452
	As 비소 (㎍/ℓ)	0.04	-	1.051	0.440
	Mo 몰리브덴 (㎍/ℓ)	7.60	-	5.095	5.565
	Cr 크롬 (㎍/ℓ)	0.021	-
균 수	생균 수(개/㎖)	0	520	0	540
	대장균 수(개/㎖)	음성	음성	음성	음성

해양 심층수를 탈염처리하여 탈염수를 생산할 때 유의할 사항은, 표 2의 "해 양 심층수와 표층해수의 성분 분석표"에서 보는 바와 같이 해양 심층수에는 붕소가 4∼5㎎/ℓ 범위로 함유되어 있으면서 붕산(H₃BO₃)의 형태로 존재하며, 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 단순한 나노여과 및 역삼투여과에 의해서는 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어렵기 때문에 pH를 9∼11로 알칼리(Alkali)처리하여 붕산을 겔(Gel) 상태의 폴리(Poly) 붕산으로 전환하여 역삼투 여과(Reverse osmosis filtration)에 의해서 처리하여야 음료수 기준치 0.3㎎/ℓ 이하로 처리된다.

수중의 붕산은 알칼리처리를 하면 다음과 같은 반응식 ①에서와 같이 겔 상태의 폴리 붕산으로 전환된다.

B(OH)₃ + OH^_ → [B(OH)₄]^- → [B₃O₃(OH)₄]^- → [B₄O₅(OH)₄]^2-→ [B₅O₆(OH)₄]^- …①

물 분자의 집단(Cluster)을 측정하는 방법으로는 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance, NMR) ¹⁷O-NMR 반치폭(半値幅)의 값(㎐)을 측정하여, 이의 측정값의 1/10에 해당하는 것이 물 분자의 집단수(集團數)로 간접측정하고 있다.

일반 수돗물이나 하천수의 경우 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 값은 130∼150㎐로, 13∼15개 물 분자가 집단을 이루고 있는 것으로 알려져 있으며, 수심 200m 이하의 해양 심층수 경우의 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 값은 75∼80㎐로, 7.5∼8개 물 분자가 집단을 이루고 있는 것으로 밝혀져 있다.

핵자기공명 반치폭의 값이 적은 물은 표면장력이 떨어지면서 침투력이 우수하여 청량감을 향상하게 되어 물맛을 좋게 한다.

명수(名水)가 용출되는 지역에서 명주(名酒)가 생산되는 것은 이미 널리 알려진 것이 사실이며, 세계에서 유명한 명수로 알려진 프랑스(France)의 루르드(Lourdes) 및 에비앙(Evian)의 광천수, 독일의 노르데나우(Nordenau), 인도의 나다나(Nadana), 멕시코의 트라코테(Tlacote) 등은 핵자기공명 ¹⁷O - NMR 반치폭의 값이 60∼70㎐으로 일반 수돗물에 비해서는 적은 값을 나타내고 있으며, 해양 심층수의 경우는 75∼80㎐으로 소집단화율이 그리 높지 않은 편이다.

그래서 본 발명에서는 상술한 해양 심층수의 청정성을 이용하여 주정을 희석한 다음, 정전압처리와 자화처리를 하여 물 및 알코올의 분자 집단이 적은 소주를 제조하는 방법을 제시코자 한다.

대한민국 특허등록번호 제10-0288102호에서는 잡미가 없고 맛이 부드러우면서 미네랄이 풍부한 소주의 제조 방법에 관한 것으로, 소주 원액에 첨가 물료를 가하여 블렌딩하고, 주조용수로 희석한 후 탈취제로 후 탈취하고 여과하여 희석식 또는 증류식 소주를 제조함에 있어서, 탈취제로서 죽탄(竹炭)을 희석된 소주 원액에 0.001 내지 0.05%(w/v)의 양으로 투입하고 교반하여 후 탈취시키는 것을 특징으로 하는 희석식 또는 증류식 소주의 제조방법이 제시되어 있으나, 물과 알코올 분자의 집단이 크기 때문에 청량감 그리 우수하지 않은 문제점이 있으며, 설탕의 약 300배에 달하는 단맛을 내는 스테비오사이드(Stevioside)를 사용하는데, 스테비오사이드 는 알코올과 화학반응을 하여 유독성 물질인 스테비올(Steviol)로 변화한다는 보고가 있어 선진국에서는 소주에 첨가하지 못하게 되어 있는 첨가제를 사용함으로써 위생적인 문제점이 있을 수 있다.

전기전도율(Electric conductivity) 측정기에서 측정되는 전기전도율은 수용액이 전기를 전도하는 정도를 나타내는 지표로서 수중의 염류농도를 나타내는 기준으로 단위는 수용액의 전기저항률의 역수에 상당하는 ㎳/㎝(Siemens/meter)이며, 전기전도도(EC)와 수중의 총가용성염(TSS)과의 관계는 다음 식②와 같다.

　TSS(ppm)=640 X EC(㎳/㎝) …………………………………………②

그리고 이중의 염분농도(NaCl ppm)는 전기전도율(EC)과의 관계는 다음 식③에 의해서 간단히 추정할 수 있다.

염분농도(NaCl ppm) = 552×EC(㎳/㎝)-200 …………………………③

전기전도도 값은 국제단위계인 ㎳/m(millisimenss/meter), 또는 ㎲/㎝(microsiemens/centimeter) 단위로 표기하며, 1 ㎳/㎝ ＝ 1,000 ㎲/㎝ 이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 탈염처리한 탈염수로 주정을 희석한 것을 고압의 교류 정전압처리와 자화처리를 하여 물과 알코올의 분자집단을 소집단화하여 청량감이 우수한 소주를 제조하는 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수심 200m 이하에서 해양 심층수를 취수하여 탈염수를 생산하는 단계, 중화 및 미네랄성분조정단계, 주정을 희석하는 단계, 정전압처리 및 자화처리 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명은 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 탈염처리를 하여 생산된 탈염수로 주정을 희석하여 고전압의 교류 정전압처리와 자화처리를 하여 물과 알코올의 분자 집단(Cluster)을 소집단화하여 소주를 제조하는 방법에 관한 것으로 이하 첨부된 도면에 의해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

Ⅰ. 수심 200m 이하에서 해양 심층수를 취수하여 탈염수를 생산하는 단계

1. 취수 및 가온 처리 공정

전처리공정에서는 수심 200m이하의 해양 심층수를 취수하여 후속처리를 원만하게 처리될 수 있도록 가온 처리를 한다.

도 1에서 해양 심층수는 수심 200m이하의 해저심층에서 취수를 하며, 취수방법은 선상(船上)에서 해저 200m이하에 배관을 내려 취수하던가, 해저 수심 200m이하까지 배관을 설치하여 펌프(Pump)로 취수하던가, 해저 수심 200m이하까지 배관을 설치하여 취수정을 해수면 이하로 설치하여 사이펀(siphon) 원리에 의해서 취수를 한다.

집수조에 취수된 해양 심층수는 온도가 낮으면서 점도가 높아 처리효율이 떨어지기 때문에 보일러(Boiler)에서 열을 공급받아(여름철에는 표층해수의 수온을 이용할 수도 있음) 20∼30℃로 가온하여 전처리여과공정으로 보낸다.

2. 전처리여과공정

전처리여과공정은 모래여과, 정밀여과(Micro filter)나 한외여과(限外濾過; Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상의 공정을 조합한 여과를 하여 수중의 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거한 다음, 나노여과공정으로 보낸다.

이때 여과압력은 운전조건에 따른 여과기의 압력손실과 배관의 압력손실을 고려하여 결정하며, 모래여과의 경우 여과속도는 6∼10m/시간으로 하고, 여과사(濾過砂)의 유효경(有效徑)은 0.3∼0.45㎜, 균등계수(均等係數)는 2.0 이하로 하며, 여층(濾層)의 두께는 0.5∼1.0m로 한다.

이때 취수된 해양 심층수의 탁도(濁度)가 2㎎/ℓ이하인 경우는 모래여과는 할 필요가 없다.

그리고 정밀여과(Micro-filter)와 한외여과(Ultra-filter)는 여과막의 종류에는 구애받지 않고 사용할 수 있으며, 벤더(Vendor)의 사양에 따라서 여과속도와 압력손실을 고려하여 펌프(Pump)의 공급압력을 결정한다.

정밀여과 또는 한외여과에서 여과는 물의 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 처리한다.

FI값은 대상 수중의 미세한 탁질 농도를 나타내는 수치로 다음 ④식으로 표현된다.

FI = (1－T₀/T₁₅)×100/15 ……………………………………………………④

여기서 T₀는 0.45㎛의 정밀여과막을 이용하여 시료 수를 0.2㎫로 가압 여과했을 때에 최초의 500㎖의 시료수의 여과에 필요로 한 시간이며, T₁₅는 T₀와 동일한 상태에서 15분간 여과한 후에 500㎖의 시료수의 여과에 필요로 하는 시간이다.

3. 나노여과공정

나노여과(Nano-filtration)공정에서는 후처리의 역삼투 여과에서 스케일(Scale) 생성의 원인이 되는 황산이온(SO₄ ^2-)을 제거하는 것이 주목적으로, 전처리여과공정에서 수중의 부유고형물질을 제거한 해양 심층수는 나노여과공정으로 보내어 여과되지 않은 황산이온 함유수는 방류(放流)하고, 여과수인 탈황산이온염수는 1차 역삼투여과공정으로 보낸다.

나노여과 막의 모듈(Module) 형태는 관형(管形; tubular), 중공사형(中空絲形; hollow fiber), 나선형(螺旋形; spiral wound), 평판형(平板形; plate and frame) 등 어떠한 형태를 사용하여도 상관이 없으며, 그리고 막(膜)의 재질(材質)도 특별히 제한하지는 않는다.

그리고 나노여과 막의 소재로서 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리피페라진아미드(Polypiperazineamide)계, 폴리에스텔아미드(Polyesteramide)계, 혹은 수용성의 비닐폴리머(Vinylpolymer)를 가교한 것 등을 사용할 수 있으며, 막 구조는 막의 한 면에 치밀층(緻密層)으로 되어 있으며, 치밀 층으로부터 막 내부 혹은 한 면의 막을 향해서 서서히 큰 구멍에서 미세 구멍으로 구성되어 있는 비대칭막(非對稱膜)이나, 이러한 비대칭 막의 치밀 층 위에 다른 소재로 형성된 매우 얇은 분리기능층(分離機能層)을 가지는 복합막(複合膜) 등을 사용할 수 있으며, 피페라진 폴리아미드계 복합막이 바람직하지만 본 발명에서는 막의 재질과 구조에는 특별히 제한하지 는 않는다.

나노여과 막에서 이온의 투과순서는 양이온의 경우는 Ca²⁺＞Mg²⁺＞Li⁺＞Na⁺＞K⁺＞NH₄ ⁺ 이고, 음이온의 경우는 SO₄ ^2-≫HCO₃ ^-＞F^-＞Cl^-＞Br^-＞NO₃ ^-＞SiO₂ 이며, 황산이온(SO₄ ^2-)의 경우는 Mg²⁺와 Ca²⁺보다도 투과하기 어렵다.

나노여과공정에서 공급압력은 염 농도가 3.5wt%인 해양 심층수의 삼투압 25㎏/㎠보다 낮은 15∼20㎏/㎠으로 하며, 나선형의 경우 막투과수량(膜透過水量)은 0.7∼1.4㎥/㎡·일로 하면 이때 막 투과수량은 유입수량의 70∼80%가 된다.

[실시 예1]

표2에서와 같은 해양 심층수를 25℃로 가온 처리를 한 다음, 한외여과에서 FI값을 3.2로 전처리한 여과수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 가교폴리아미드(Cross-linked polyamide) 재질인 모델번호 SU-610의 나선형 나노여과막을 사용하여 압력을 20㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 1.2㎥/㎡·일로 하였을 때 막투과수량은 유입수량의 80%가 되었으며, 이때 여과되지 않은 황산이온 함유수와 여과된 탈황산이온 염수의 주요성분 분석치는 다음 표3의 내용과 같다.

표3. 나노여과에 의한 여과된 탈황산이온염수의 주요성분 분석 치

항 목	전처리된 해양 심층수(원수)	여과된 탈황산이온염수
pH	7.80	7.24
Na+(㎎/ℓ)	10,800	9,650
Cl-(㎎/ℓ)	22,370	17,300
Ca2+(㎎/ℓ)	456	338
Mg2+(㎎/ℓ)	1,300	1,060
K+(㎎/ℓ)	414	355
SO4 2-(㎎/ℓ)	2,833	319
B(㎎/ℓ)	4.44	4.10

표3의 내용에서 보는 봐와 같이 해양 심층수를 나노여과처리를 한 결과, 붕소화합물은 거의 제거되지 않았으며, Na는 28.5%, 칼슘(Ca)은 41%, 마그네슘(Mg)은 35%로 제거되었으나 황산이온은 90% 이상 제거되었다.

4. 1차 역삼투 여과공정

1차 역삼투여과공정에서는 염 농도가 낮은 염수를 농축하여 탈염수의 생산하는 것이 목적으로, 나노여과공정에서 황산이온이 제거된 탈황산이온염수가 1차 역삼투여과공정에 공급되면, 운전압력을 50∼70㎏/㎠으로 여과 막에 공급하여 농축된 농축 염수는 소금제조공정으로 보내고, 여과된 탈염수는 pH조정공정으로 보낸다.

역삼투 여과 막의 모듈(Module) 형태도 관형(管形; tubular), 중공사형(中空絲形; hollow fiber), 나선형(螺旋形; spiral wound), 평판형(平板形; plate and frame) 등 어떠한 형태를 사용하여도 상관이 없으며, 그리고 막(膜)의 재질(材質)도 특별히 제한하지는 않는다.

1차 역삼투여과공정의 여과 막이 나선형 여과 막의 경우 운전압력을 55∼56㎏/㎠에서 막 투과수량은 0.5∼0.8㎥/㎡·일로 운전하면 여과수인 탈염수에는 염분이 99.0∼99.85wt% 범위로 제거되며, 유입수량의 40∼60%가 여과된다.

[실시 예2]

실시 예1의 나노여과에서 여과된 여과수(濾過水)인 탈황산이온염수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 고압용 역삼투 여과 막에서 가교(架橋) 폴리아미드계 복합막(複合膜)인 모델번호 SU-810의 나선형 역삼투 여과 막을 사용하여 압력을 60㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 52%가 되었으며, 이때 여과된 탈염수와 여과되지 않고 농축된 농축 염수의 주요성분 분석 치는 다음 표4의 내용과 같다.

표4. 1차 역삼투여과에서 여과수인 탈염수의 주요성분 분석치

항 목	유입수(탈황산이온염수)	여과된 탈염수
pH	7.24	7.20
Na+(㎎/ℓ)	9,650	38.7
Cl-(㎎/ℓ)	17,300	71.6
Ca2+(㎎/ℓ)	338	0.6
Mg2+(㎎/ℓ)	1,060	1.9
K+(㎎/ℓ)	355	1.7
SO4 2-(㎎/ℓ)	319	3.7
B(㎎/ℓ)	4.1	1.8

표4의 내용에서 보는 봐와 같이 해양 심층수를 역삼투 여과에서는 대부분의 염은 99% 이상 고도로 제거되었으나 붕소화합물은 1.8㎎/ℓ으로 제거율이 80% 이하로 매우 낮아 음용수 수질 기준치 0.3㎎/ℓ의 6배를 초과하기 때문에 이 자체로는 주정의 희석수로 사용이 불가능하였다.

5. pH조정공정

1차 역삼투여과공정에서 여과된 탈염수가 pH조정공정에 공급되면 알칼리(NaOH)를 pH가 9∼11 범위로 주입하면서 pH조정조 교반기로 교반반응을 하여 붕소화합물을 폴리 붕산으로 전환한 다음 2차 역삼투 여과공정으로 보낸다.

해양 심층수에 붕소는 4∼5㎎/ℓ범위로 함유되어 있으면서 붕산(H₃BO₃)의 형태로 존재하며, 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 단순한 나노여과 및 역삼투여과에 의해서는 음료수기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려우며, 또한, 해리정수(解離定數) pKa의 값이 9 정도로 해수 중에서는 거의 비해리(非解離) 상태로, 이온상태로는 거의 존재하지 않기 때문에 전기투석법에 의해서도 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려운 문제점이 있기 때문에 pH를 9∼11의 알칼리(Alkali)로 처리를 하여 붕산을 겔(Gel) 상태의 폴리(Poly) 붕산으로 전환한 다음, 2차 역삼투여과공정으로 보내어 붕소화합물을 제거한다.

6. 2차 역삼투여과공정

pH를 9∼11로 조정하여 2차 역삼투여과공정에 공급되면 공급펌프로 운전압력을 5∼25㎏/㎠으로 2차 역삼투여과 막에 공급하여 여과되지 않은 붕소화합물 함유수는 중화처리 후 해저 200m이하의 원래의 위치로 방류하고, 붕소화합물이 음료수 기준치인 0.3㎎/ℓ이하로 여과된 탈붕소수인 여과수는 중화 및 미네랄성분조정공정으로 보낸다.

2차 역삼투여과공정에 유입되는 유입수는 염분이 거의 함유되어 있지 않기 때문에 운전압력을 5∼25㎏/㎠범위의 낮은 압력으로 운전하여도 나선형 여과 막의 경우 막 투과수량은 0.6∼1.2㎥/㎡·일로 운전이 되며, 이때 여과수 중에 붕소화합물은 음료수 기준치 0.3㎎/ℓ이하로 여과된다.

2차 역삼투 여과공정에서는 pH가 9∼11의 알칼리상태로 공급되어도 스케일(Scale)을 생성하는 CaCO₃, CaSO₄와 같은 물질은 나노여과공정 및 1차 역삼투여과공정에서 제거되었기 때문에 스케일의 생성은 문제되지 않는다.

교반방법은 프로펠러형(Propeller type)의 교반기로 180∼360rpm으로 20∼40분간 교반반응을 하며, 재질은 스테인리스강이나 브론즈(Bronze)를 사용한다.

[실시 예3]

실시 예2의 1차 역삼투여과공정에서 여과된 여과수(濾過水)를 pH조정공정에서 pH를 9.5로 조정하여 수중의 붕소화합물을 폴리 붕산의 형태로 전환한 다음, 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 저압용 역삼투여과막 모델번호 SU-710의 나선형 역삼투 여과 막을 사용하여 압력을 20㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과율은 유입수량의 82%가 되었으며, 이 여과수의 주요성분을 분석한 결과는 다음 표5와 같았다.

표5. 2차 역삼투 여과의 여과수를 중화처리한 탈염 수의 수질 분석 치

항 목	2차 역삼투 여과 막의 여과수	비고 (먹는 물 기준치)
pH	8.4	5.8∼8.5
전기전도율 (㎲/㎝)	82
17O-NMR (㎐)	78
산화환원전위 값 (㎷)	210
경도 (㎎/ℓ)	14.8	300 이하
Na+ (㎎/ℓ)	28.96	200 이하(WHO기준)
Cl- (㎎/ℓ)	50.82	250 이하
Ca2+ (㎎/ℓ)	0.86
Mg2+ (㎎/ℓ)	3.08
K+ (㎎/ℓ)	0.98
SiO2 (㎎/ℓ)	0.25
SO4 2- (㎎/ℓ)	3.32	200 이하
B (㎎/ℓ)	0.12	0.3 이하

표 5의 탈염수의 처리결과를 검토하면 붕소(B)의 농도가 음료수 기준치 0.3㎎/ℓ이하인 0.12㎎/ℓ로 처리되었으며, 나머지 성분도 주정의 희석수로 사용하는데 문제점이 없는 것으로 확인되었다.

Ⅱ. 중화 및 미네랄성분조정단계

2차 역삼투여과공정에서 붕소화합물이 제거된 탈붕소수인 여과수가 중화 및 미네랄성분조정공정에 공급되면 3∼10wt%의 염산(HCl)수용액을 공급하여 pH를 음료수 기준치인 5.8∼8.5의 범위로 조정하면서, 전처리여과공정에서 부유고형물질이 제거된 해양 심층수를 전기전도율(電氣傳導率; Electric conductivity)이 190∼250㎲/㎝ 범위로 주입하여 미네랄성분을 조정하고, 첨가제로는, 비환원성이당류(非還元性二糖類; Nonreducing disaccharide)인 자당(蔗糖; Sucrose)이나 트레할로스(Trehalose)를 단독 또는 2종류를 혼합한 것을 0.01∼0.4wt% 범위로 공급하고, 미네랄성분과 착화합물을 생성하는 유기산(有機酸)인 아스코르브산(Ascorbic acid), 주석산(tartaric acid), 사관산(Malic acid), 구연산(Citric acid), 호박산(Succinic acid), 푸마르산(Fumaric acid), 옥살호박산(Oxalsuccinic acid), 젖산(Lactic acid) 중에서 한 종류 또는 2종류 이상 혼합한 것을 0.01∼0.4wt% 범위로 공급하고, 글리신(Glycine)을 0.01∼0.4wt% 범위로 공급하여 교반기로 30∼60분간 교반 반응을 한 다음, 탈염된 해양 심층수 저장조로 보내었다가 주정의 희석조로 보내어 희석용수로 사용한다.

상술한 2차 역삼투 여과공정에서 여과된 여과수의 전기전도율은 여과 막의 종류와 운전조건에 따라서 다소 차이는 있으나, 대개 80∼100㎲/㎝범위로 처리되어 미네랄함량이 너무 낮아 음용수로는 적당하지 않기 때문에, 전 처리된 해양 심층수를 전기전도율이 190∼250㎲/㎝ 범위로 주입하여 미네랄성분을 조정할 필요가 있으며, 이때 전기전도율 값이 250㎲/㎝ 이상, 해양 심층수를 과량으로 혼합하면 짠맛과 쓴맛이 심하여 음용수의 맛을 저하하기 때문에 피해야 한다.

그리고 해양 심층수에 함유된 염분과 각종 미네랄성분으로 인한 금속 맛을 마스킹(Masking)하여 맛을 향상하면서 장기간 보존하였을 때 변질 및 변성이 되지 않은 효과가 있는 비환원성이당류(非還元性二糖類; Nonreducing disaccharide)인 자당(蔗糖; Sucrose)이나 트레할로스(Trehalose)를 단독 또는 2종류를 혼합한 것을 0.01∼0.4wt% 범위로 공급한다.

그리고 미네랄성분과 착화합물을 생성하여 흡수효율을 향상하면서 맛을 향상할 수 있는 아스코르브산(Ascorbic acid), 주석산(tartaric acid), 사관산(Malic acid), 구연산(Citric acid), 호박산(Succinic acid), 푸마르산(Fumaric acid), 옥살호박산(Oxalsuccinic acid), 젖산(Lactic acid)과 같은 유기산(有機酸) 중에서 한 종류 또는 2종류 이상 혼합한 것을 0.01∼0.4wt% 범위로 공급하고, 생체 내에서 에너지대사와 해독작용을 하는 가장 간단한 아미노산(Amino acid)인 글리신(Glycine)을 0.01∼0.4wt% 범위로 공급한다.

교반방법은 프로펠러형의 교반기로 180∼360rpm으로 30∼60분간 교반반응을 하며, 재질은 티타늄(Titanium)이나 브론즈(Bronze)를 사용한다.

[실시 예4]

실시 예3에서 생산된 해양 심층수의 탈염수 2㎥에 전처리여과를 해양 심층수 를 전기전도율의 값이 200㎲/㎝로 공급하고, 트레할로스(Trehalose)를 0.2㎏, 구연산(Citric acid)을 0.2㎏, 글리신(Glycine)을 0.2㎏을 공급하고 교반기로 40분간 교반 반응을 하여 주정 희석용수를 만들었다.

Ⅲ. 주정을 희석하는 단계

주정회사로부터 알코올 농도가 95wt% 전후로 정제된 주정(酒精)이 희석조(1)에 공급되면 수심 200m 이하에서 취수한 해양 심층수를 탈염하여 만든 소주용수를 공급하여 알코올함량이 18∼35wt% 범위로 희석한 다음, 300∼400메시(Mesh) 범위로 분쇄한 목탄(木炭)분말을 0.01∼0.1wt% 범위로 공급하여 교반기(2)로 0.5∼2시간 동안 교반한 것을 여과공정 공급펌프(3)에 의해서 여과공정으로 보내어 여과된 여액인 희석소주는 정전압처리 및 자화처리 단계의 정전압처리조(4)로 보낸다.

그러나 물 및 알코올의 분자 집단을 고도로 소집단화를 하지 않고, 소주를 제조하는 경우는 다음의 정전압처리 및 자화처리 단계를 생략하고, 주정을 해양 심층수에서 탈염된 탈염수로 희석하는 단계에서 생산된 소주를 소주 저장조(14)로 보내었다가 소주 이송펌프(15)로 용기충전 및 포장공정으로 보내어 소주를 제조한다.

본 발명에서 사용하는 목탄은 갈참나무, 굴참나무, 물참나무, 출참나무, 밤나무, 너도밤나무, 박달나무, 살구나무, 매화나무, 대나무, 벚나무, 상수리나무, 떡갈나무, 졸참나무, 물참나무, 돌참나무 등의 목재를 가마의 온도를 800∼1,000℃에서 탄화하여 생산된 백탄(白炭)을 300∼400메시 범위로 분쇄한 탄 분말을 사용한다.

여과방법은 정밀여과(Microfiltration)나 필터 미디어를 규조토로 프리코팅(Pre-coating)한 압력여과기(壓力濾過器; Filter press)나 진공여과기(Vacuum filter)로 여과한다.

교반기(2)는 프로펠러형의 180∼360rpm으로, 30∼120분간 교반을 하며, 재질은 스테인리스강(Stainless steel)이나 티타늄(Titanium)을 사용한다.

[실시 예5]

J사에서 구입한 95wt% 주정 534㎏과 실시 예4에서 만든 주정 희석용수 2000㎏을 혼합하여 20wt%의 희석소주를 만들었다. 이 희석소주에 참나무 숯을 350메시로 분쇄한 것을 1.3㎏을 공급하고, 프로펠러형 교반기로 360rpm으로 60분간 교반한 다음, 규조토를 프리 코팅한 진공여과기로 여과하여 여액인 희석소주 2400ℓ을 얻었다.

Ⅲ. 정전압처리 및 자화처리 단계

상기 주정을 희석하는 단계의 희석소주가 정전압처리조(4)에 공급되면, 정전압발생장치(10)의 변압기(10a)로부터 고압의 교류 정전압(靜電壓)을 목탄(木炭)이나 활성탄(活性炭)을 충전한 전극(5)에 3,000∼5,000Volt(전계 강도 0.3∼15㎸/m)의 전압과 0.4∼1.6㎶의 전류를 인가(印加)하여 전극(5)을 중심으로 +와 -의 정전장을 교대로 반복해서 4∼10시간 동안 인가하면, 이로 인하여 물 및 알코올 분자 자체가 진동ㆍ회전을 되풀이하면서 물 및 알코올 분자의 수소결합(水素結合)이 부분적으로 절단(切斷)되어 소집단화된 것을 중간처리조(11)로 보내었다가 자화기 공급펌프(12)로 자화기(13)로 보내어 자화처리를 하여 정전압처리조(4)로 반송하면서 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance)의 ¹⁷O-NMR의 측정값이 48∼60㎐ 범위로 처리하여 소주 저장조(14)로 보내었다가 소주 이송펌프(15)로 용기충전 및 포장공정으로 보내어 소주를 제조한다.

여기서 자화기(21)에서 정전압처리조(4)로 반송하는 유량은, 정전압처리조(4)에 공급되는 유량의 1∼20배의 유량을 반송하며, 처리용량이 적은 경우 회분식 운전(Batch operation)을 하는 경우는 시간당 정전압처리조(4)에 충전된 용량의 2∼6배의 유량으로 반송한다.

이와 같이 생성된 소주는 약알칼리성의 고유진동수가 높은 고에너지의 산화환원전위(酸化還元電位) 값이 +100∼-200㎷ 범위의 환원성 소주로 처리된다.

정전압발생장치(10)의 변압기(10a)에 인가전압은 중간처리조(11)에 설치된 pHI(7.4∼7.8 범위) 및 ORPI(+100∼-200㎷ 범위)의 값에 따라서 조정한다.

정전압처리조(4)의 재질은 스테인리스 스틸(Stainless steel)을 사용하며, 내부에는 전도도(電導度)가 높은 목탄(木炭) 또는 활성탄(活性炭)을 충전(充塡)한 스테인리스 스틸(stainless steel)의 전극(5)의 망을 설치하고, 정전압처리조(4) 하부의 절연체(6)는 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화비닐(PVC), 스티로폼(Styrofoam) 중에서 한 종류를 선택하여 설치하고, 절연체(6) 하부에 설치하는 도체(7)는 내식성 재질인 스테인리스강판을 기초 콘크리트구조물(8) 사이에 설치하며, 도체(7)는 땅에 접지(9) 처리한다.

자화기(13)는 합성수지(PVC, PE, 스티렌 수지 등), 에보나이트 (Ebonite), FRP, 베이클라이트(Bakelite)와 같은 절연성 재료의 원통형 관에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5Volt 범위의 교류 또는 직류의 저전압을 인가하는 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器)나 자속밀도(磁束密度)가 10,000∼15,000가우스(Gauss) 범위로 착자(着磁)된 영구자석 자화기를 사용한다.

그리고 처리용량이 대용량인 경우에는 목탄(木炭) 또는 활성탄(活性炭)을 충전한 스테인리스 스틸(stainless steel)의 전극(5)의 망이 내장된 정전압처리조(4)를 다단을 설치한다.

희석된 소주가 정전압처리조(4)에 공급되면, 정전압발생장치(靜電壓發生裝置; 10)의 변압기(10a)의 2차 코일(10e)의 출력선(10g)을 정전압처리조(4) 내부에 설치된 전극(5)에 연결하여 인입 전원을 100∼220Volt, 주파수 50∼60㎐의 교류 전원을 인가하고, 전압조정기(10b)를 조정하여 정전압발생장치(10)의 전압을 1,500∼5,000Volt, 전류를 10∼150㎂의 정전압을 4∼10시간 동안 인가하면서 정전유도처리를 하면 물 및 알코올 분자의 집단은 소집단화되면서 표면장력이 떨어져 침투력이 향상된다.

정전압발생장치(10)의 변압기(10a)는 철심(10d), 1차 코일(10c), 2차 코일(10e), 2차 코일(10e)의 출력선(10g), 2차 코일(10e)의 절연처리 단말(10h)로 구성되어 있으며, 전압조정기(10b)는 1차 코일(10c)에 접속하며, 2차 코일(10e)의 출력선(10g)은 절연(絶緣)된 절연체(6) 위에 설치된 정전압처리조(4)에 접속한다.

희석된 소주를 정전압처리조(4)에 공급하고, 정전압발생장치(10) 변압 기(10a)의 2차 코일(10e)의 출력선(10g)을 접속하는 것과 동시에, 2차 코일(10e)의 절연처리 단말(10h)을 변압기(10a) 내의 절연물 안에 절연상태로 하고, 정전압처리조(4)를 절연체(6)에 의해서 접지(9)와 절연상태로 한 절연체(6) 위에 설치하고, 절연체(6) 하부에 설치된 스테인리스 강판과 같은 도체(導體; 7)는 접지(9)처리 한다.

변압기(10a) 내의 고압 측 2차 코일(10e)의 일단인 절연처리 단말(10h)을 변압기(10a) 내의 절연물 안에서 절연상태로 한 콘덴서를 형성하는 것과 동시에, 고압 측의 2차 코일(10e)의 나머지 일단의 출력선(10g)을 절연체(6)로 접지(9)와 절연한 정전압처리조(4)에 접속하여 콘덴서를 형성하며, 그 결과, 출력선(10g)과 접지(9) 간의 전압은 250∼3,500Volt, 전류는 10∼150㎂의 미약 전류가 되므로 접지상태에서는 사람이 정전압처리조(4)에 접촉하여도 위험은 없다.

정전유도는 전기적으로 중성인 물질에 대전한 대전체에 접근하면 대전체에 가까운 물질의 표면에 대전체와는 반대의 극성을 가지는 전하가 나타나 먼 쪽의 대전체와 같은 전하가 나타난다. 또, 대전체가 아니고 외부에 전기장이 존재하는 경우에서도 외부전하와 반대의 전하가 나타난다. 이때 나타나는 전하를 유도 전하(誘導電荷)라고 하며, 중성물질은 유도 전하를 가지게 되어 접촉하고 있지 않은 외부의 전기작용에 의해서 물질에 전하가 유도되어 +전하와 -전하가 분극(分極)하는 현상이 일어나며, 이 현상을 정전유도를 받고 있다고 하며, 이 현상을 응용하여 물질에 교류전압을 인가하면 물질의 분자에 회전과 진동이 가해져 분자의 이합집산을 촉진하면서 물질에 물리적인 특성을 변화시키는 것을 정전유도처리(靜電誘導處理)라고 한다.

다시 말해서, 본 발명은, 정전압발생장치(10)의 변압기(10a)는 성층(成層)의 철심(10d)을 이용한 외철원형 코일 변압기 타입의 것이며, 변압기(10a)의 1차 측 회로의 1차 코일(10c)을 전압조정기(10b)를 개입시켜 교류 전원에 접속하여 변압기(10a)의 2차 측 회로의 2차 코일(10e) 1단의 절연처리 단말(10h)을 변압기(10a) 내의 절연물 안에서 절연처리한 것과 동시에 2차 측 회로의 2차 코일(10e)의 출력선(10g)은 절연체(6)를 접지(12)에 연결하여 절연한 절연체(6) 위에 배치된 정전압처리조(4)에 250∼3,500Volt의 전압과 10∼150㎂의 전류를 흐르게 하는 것에 의해서 정전유도처리를 하면 정전압처리조(4)에 주입된 소주에 함유된 물 및 알코올 분자의 집단은 소집단화되면서 염분 및 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 철분 등의 미네랄성분은 미립자화되어 통액성과 침투성이 좋게 된다.

변압기(10a)는, 철심(10d)의 중앙부에 통 모양의 절연 필름을 끼워 넣고, 다시 절연 필름의 외주 면에 1차 코일(10c)과 2차 코일(10e)을 감고, 1차 코일(10c)은 예를 들어 직경 0.6㎜의 폴리에스테르(Polyester)로 피복한 동선을 사용하여 220∼240권으로 하고, 2차 코일(10e)은, 예를 들어 직경 0.09㎜의 에나멜로 피복 한 동선을 사용하여 40,000회권으로 하지만, 이 2차 코일(10e)의 40,000회 중, 제1의 2차 코일(10e)을 22,000회권으로 하고, 제2의 2차 코일(10e)을 18,000회권으로 하여도 좋고, 이러한 동선코일의 직경, 종류와 동선의 권수 등은 정전압처리조(4)의 용량과 처리시간, 인가전압 등의 조건에 따라서 결정을 한다.

통상의 경우, 이러한 동선코일(Coil)은 0.03∼3㎜의 것을 이용할 수 있으며, 동선의 종류는 폴리에스테르이나 에나멜로 피복한 동선을 사용하여 동선코일의 권수는 1차 코일(10c)은 200∼250회권으로 하고, 2차 코일(10e)은 28,000∼40,000회권으로 하거나 2차 코일(10e) 내에서 제1의 2차 코일(10e)을 16,800∼22,000권으로 하고, 제2의 2차 코일(10e)을 11,200∼18,000권으로 해도 좋다.

2차 코일(10e)의 절연처리 단말(10h)은 변압기(10a) 내에 있고, 그 첨단 부분을 절연 테이프로 감은 후, 타르 피치 등의 절연물을 변압기(10a) 내에 충전해서 2차 코일(10e)의 절연처리 단말(10h)을 가려 싸도록 해서 절연 하지만, 절연물은 타르 피치 이외에도 절연유, 불포화 폴리에스테르, 폴리우레탄 수지 등도 이용할 수도 있다.

변압기(10a)에 교류를 흐르게 하여 변압기(10a)의 1차 전압을 전압조정기(10b)로 조작하여 100∼220Volt로 조정하면, 2차 측의 2차 코일(10e) 단말 사이에는 12,000∼18,000Volt의 전압이 발생하지만, 2차 측 회로에서 2차 코일(10e)의 절연처리 단말(10h)은 절연하고 있으므로, 절연된 절연체(6) 위에 정전압처리조(4)에 출력선(10g)과 접속하고 접지(9)와 사이에는 3,500∼5,000Volt의 전압과 10∼150㎂의 전류가 흐르게 된다.

상술한, 2차 측에 발생한 12,000∼18,000Volt의 전압이, 정전압처리조(4)와 접지(9) 사이에 3,500∼5,000Volt의 전압, 10∼150㎂의 전류가 되는 것은 2차 코일(10e)의 절연처리 단말(10h)과 절연체(6)의 저항, 코일의 교류저항회로에 의하는 것이다.

즉, 전술한 회로는, 도 2에 나타내듯이, 정전압발생장치(10)의 접지(10f)와 정전압처리조(4)의 접지(9)에 의한 공진 회로를 형성하는 것이며, 2차 코일(10e)의 일단인 절연처리 단말(10h) 부위인 접지(10f)와 2차 코일(10e)의 출력선(10g)을 절연체(6)로 절연되고 있는 접지(9)에 의한 출력전압으로부터의 방전에 의한 공진 주파수에 의해서 정전유도를 일어나게 한다.

정전압처리조(4)의 크기, 그리고 충전한 양이나 절연체(6)에 따라서 정전압처리조(4)와 접지(9) 사이의 전압은 3,500∼5,000Volt로 변동하며, 전류도 10∼150㎂ 범위로 변화하며, 또한, 입력 전원을 전압조정기(10b)로 0∼220Volt 범위로 조정하는 것에 따라서 전압과 전류를 변동시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 교류저항회로에 의해서 발생시킨 정전압처리조(4)의 전압은 무 부하(無負荷) 시에 3,500∼5,000Volt이지만, 전류는 10∼150㎂ 범위의 미약한 전류이므로 인체에 대해서 안전하고, 감전이나 화재 등의 트러블(Trouble)을 일으킬 우려는 없으며, 또한, 정전압처리조(4)에 인가되는 전압과 전류는 조의 충전 용량이나 정전유도처리조건에 따라서 전압조정기(10b)에 의해서 전압을 조정하지만, 통상의 경우는 정전압처리조(4)와 접지(9) 간의 전압이 550∼1,600Volt, 전류 30∼100㎂ 범위로 하는 것에 의해서 정전유도를 하는데 적절한 교류 전계(電界)를 구성할 수 있다.

그리고 정전압처리조(4)에 대해서는, 정전압처리조(4) 내의 전극(5)이 +전하가 되면, 접지(9) 측에서는 -전하가 유전(誘電)되며, 반대로 정전압처리조(4) 내의 전극(5)이 -전하가 되면 접지(9) 측에서는 +전하가 유전되며, 이후 교류 전원의 주 파수에 따라서 정전압처리조(4)는 1초간에 주파수(50 내지 60회)만큼 +전하와 -전하가 바뀌게 되며, 이것에 따라서 접지(9) 측의 전하도 유전되어 +전하와 -전하가 바뀌게 된다.

일반적으로 물질은 원자(原子)에 의해 성립되고 있으며, 이 원자는 원자핵과 전자에 의해 구성되고 있으며, 다시 원자핵은 중성자와 양자로 구성되어 있으며, 그리고 원자핵의 주위에는 부(-)의 전하를 가지는 전자가 원운동을 하고 있고, 외부 전계(電界)가 작용하지 않는 정상상태에서는 양자의 +전하와 전자의 -전하가 동량으로 안정된 상태로 되어 있으나, 외부에서 높은 전압을 인가하면 이것에 의해서 전자는 한편으로 이동하면서, 또한 양자도 한편으로 이동하기 때문에 원자의 전기적 중심이 일치하지 않게 되어 원자는 한 개의 전기쌍극자(電氣雙極子)를 형성하게 되면서 전하의 밸런스(Balance)에 의해서 내부전계(內部電界)가 발생하면서 분극(分極)을 일으키게 된다.

이와 같은 경우 원자가 외부전계(外部電界)에 의해서 분극이 되므로 이를 전자분극(電子分極) 혹은 원자분극(原子分極) 이라고 하며, 정전압처리조(4)에 충전된 희석된 소주에 높은 교류 정전압을 인가하면 모든 분자는 정전유도에 의해서 +전하와 -전하의 교체에 따라서 순응하려고 하지만, 분자 간의 결합력이 강한 것과 약한 것의 차이가 생겨 희석된 소주에 함유된 수분의 물 및 알코올 분자 집단(Cluster)은 수소결합(水素結合)이 부분적으로 절단(切斷) 되어 소집단화(小集團化) 하여 소집단화되면서 표면장력(表面張力)이 적게 되어 점성이 적게 되며, 칼슘, 마그네슘, 철분 등의 미네랄성분도 분자의 이온화가 촉진되어 초미립자화 되어 침투성이 높은 활성화된 미네랄로 처리된다.

[실시 예6]

실시 예5에서 제조된 희석소주의 핵자기공명(核磁氣共鳴)의 ¹⁷O-NMR의 반치폭의 값을 측정한 결과 도 3에서와 같이 78㎐이었다. 이 희석소주 1.5㎥를 1.5㎥ 용량의 정전압 처리조(4)에 공급하고, 0.5㎥ 용량의 중간처리조(11)에 0.5㎥을 공급하고, 정전압발생장치(10)의 변압기(10a)로부터 고압의 교류 정전압(靜電壓)을 참나무 숯 850㎏을 충전한 전극(5)에 3,500Volt의 전압과 0.83㎂의 전류를 인가하면서 중간 처리조(11)로 보내었다가 자화기 공급펌프(12)로 자속밀도가 11,520가우스(Gauss)로 착자(着磁)된 Nd-Fe-B계 영구자석 자화기(13)로 보내어 자화처리를 하여 정전압 처리조(4)로 4㎥/hr를 반송하면서 5시간 동안 회분식운전(Batch operation)으로 정전압처리 및 자화처리를 한 결과 핵자기공명(核磁氣共鳴)의 ¹⁷O-NMR의 반치폭의 값을 측정한 결과 도 4에서와 같이 58㎐로 처리되었다.

[실시 예7]

실시 예6에서 제조된 소주를 B식당에 공급하여 일반 손님 20인에 J사의 죽탄을 처리한 후 여과한 소주와 D사의 전해환원처리한 소주를 시식도록 한 결과 모든 사람들은 실시 예6에서 제조한 소주가 청량감과 감칠맛이 우수한 것으로 응답하였다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 해양 심층수는 소주의 희석수로 사용 하는 지하수(광천수)에 비해서는 오염물질과 유해미생물에 전혀 오염되어 있지 않은 특성이 있으면서, 인체에 유용한 다종다양한 미네랄이 함유되어 있으며, 이와 같은 해양 심층수를 탈염처리한 탈염수를 주정에 희석용수로 사용하여 첨가제와 목탄으로 처리한 희석소주를 정전압처리와 자화처리를 한 소주는 청량감이 향상되는 효과가 있으면서 위생적으로도 안전한 소주를 제조할 수 있기 때문에 소주제조에 널리 이용될 것으로 기대된다.

Claims (2)

1. 수심 200m 이하에서 취수한 해양 심층수를 이용하여 소주의 제조에 있어서,

   상기 해양 심층수를 20∼30℃로 가온 처리하여 모래여과, 정밀여과(Micro filter)나 한외여과(Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 FI(Fouling index)값이 2∼4 범위로 여과처리한 것을 나노여과와 1차 역삼투 여과를 한 여과 수에 알칼리를 공급하여 pH가 9∼11 범위로 조정한 것을 2차 역삼투 여과를 하여 탈염수를 생산하는 수심 200m 이하에서 해양 심층수를 취수하여 탈염수를 생산하는 단계와,

   상기 2차 역삼투 여과에서 탈염수가 중화 및 미네랄성분조정공정에 공급되면 3∼10wt%의 염산(HCl)수용액을 공급하여 pH를 5.8∼8.5의 범위로 조정하면서, 부유고형물질이 제거된 해양 심층수를 전기전도율(Electric conductivity)이 190∼250㎲/㎝ 범위로 주입하여 미네랄성분을 조정하고, 첨가제로는, 비환원성이당류(Nonreducing disaccharide)을 탈염수 량을 기준으로 0.01∼0.4wt% 범위로 공급하고, 미네랄성분과 착화합물을 생성하는 유기산(有機酸)은 0.01∼0.4wt% 범위로 공급하고, 글리신(Glycine)을 0.01∼0.4wt% 범위로 공급하여 중화 및 미네랄성분이 조정하여 소주제조용수를 생산하는 중화 및 미네랄성분조정단계와,

   상기 중화 및 미네랄성분조정단계에서 생산된 소주제조용수에 주정(酒精)을 알코올함량이 18∼35wt% 범위로 희석한 다음, 300∼400메시(Mesh) 범위로 분쇄한 목탄(木炭)분말을 0.01∼0.1wt% 범위로 공급하여 교반기(2)로 0.5∼2시간 동안 교반한 것을 여과공정 공급펌프(3)에 의해서 여과공정으로 보내어 여과된 희석소주를 만드는 주정을 희석하는 단계와,

   상기 주정을 희석하는 단계의 희석소주가 정전압처리조(4)에 공급되면, 정전압발생장치(10)의 변압기(10a)로부터 고압의 교류 정전압(靜電壓)을 목탄(木炭)이나 활성탄(活性炭)을 충전한 전극(5)에 3,000∼5,000볼트(Volt)의 전압과 0.4∼1.6㎶의 전류를 4∼10시간 동안 인가(印加)하여 처리한 것을 자화기(13)로 보내어 자화처리를 하여 핵자기공명(Nuclear magnetic resonance)의 ¹⁷O-NMR의 측정값이 48∼60㎐ 범위로 처리한 소주를 만드는 정전압처리 및 자화처리 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 해양 심층수를 이용하여 소주의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 정전압처리 및 자화처리 단계를 생략하고, 주정을 희석하는 단계에서 만든 희석소주를 용기충전 및 포장공정으로 보내어 소주를 제조하는, 해양 심층수를 이용하여 소주의 제조방법.

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