KR100799879B1

KR100799879B1 - 천일염의 생산방법

Info

Publication number: KR100799879B1
Application number: KR1020040054105A
Authority: KR
Inventors: 서희동; 서영준; 서영진
Original assignee: 서희동
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2008-02-04
Also published as: KR20060005215A

Abstract

본 발명은 순도가 높은 천일염(天日鹽)을 경제적으로 생산하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염전의 증발지에서 농축된 함수(鹹水)를 2단계 자동화공정에서 염분(NaCl)의 농도가 높은 정제된 천일염 및 염분의 농도가 낮은 조염과 간수를 경제적으로 생산하는 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 사리 때 바다(1)로부터 수문(2)을 열어 저수지(3)에 채운 해수를 제1증발지(4)로 보내어 1차 증발농축을 한 다음에 2차 증발지(5)로 보내어 염도를 20wt% 정도로 농축하여 함수저장조(6)로 보낸다,

함수저장조(6)의 함수는 함수이송펌프(7)에 의해서 여과탑(9)으로 보내어 함수 중 부유고형물질을 제거한 다음에 제1증발탑(14)상부로 보내어 공기와 향류(向流)접촉하면서 수분을 증발하며 제1결정지(10)로 떨어지면 제1결정지 순환펌프(12)에 의해서 제1증발탑(14)으로 보내어 순환하면서 소금의 결정이 석출되어 침전하면 제1결정지 스크레이퍼(11)에 의해서 제1결정지(10)의 중앙부분으로 모여진 정제염(精製鹽)은 제1결정지 스크루컨베이어(16)에 의해서 제1농축기(17)로 보내어 예비탈수를 한 다음에 제1탈수기(18)로 보내어 탈수하여 정제염을 생산하고, 탈수여액은 제1여액 저장조로 보낸 다음에 제1여액 이송펌프에 의해서 제1증발탑(14) 상부로 보낸다.

제1결정지(10)에서 비중을 30보메도(Be)까지 염을 석출하면서 제1결정지 상부로 익류하는 익류수는 제2결정지(23)로 보내어 제1결정지(10)에서와 같은 조작에 의해서 비중을 30보메도(Be)이상에서 증발 농축하면서 조염(粗鹽)과 간수를 생산한다.

본 발명에서 생산되는 천일염은 인건비를 최소화하여 생산비를 절감하면서 순도가 높은 소금을 생산할 수 있기 때문에 현재 사양길에 있는 천일염 제조업체에 널리 적용될 것으로 전망된다.

천일염, 정제염(精製鹽), 조염(粗鹽), 간수, 함수(鹹水), 증발, 결정, 여과, 탈수

Description

천일염의 생산방법{Producing method for solar evaporation salts}

도1은 해수의 취수 및 증발농축공정도

도2는 천일염의 생산공정도

도3은 35℃에서 해수의 농축에 의한 비중과 각종 염의 석출율 도표

도4는 해수의 농축에 의한 용존염류의 농도변화 도표

도5는 해수, 함수(鹹水), 간수의 관계 도표

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 바다 2: 수문

3; 저수지 4: 제1증발지

5: 제2증발지 6: 함수저장조

7: 함수이송펌프 8: 태양

9: 여과탑 10: 제1결정지

11: 제1결정지 스크레이퍼(Scraper) 12: 제1결정지 순환펌프

14: 제1증발탑

15: 제1증발탑 팬(Fan)

16: 제1결정지 스크루컨베이어(Screw conveyer)

17: 제1농축기(Thickener) 18: 제1탈수기

19: 정제염 이송컨베이어 20: 제1여액 저장조

21: 제1여액 이송펌프

23: 제2결정지 24: 제2결정지 스크레이퍼

25; 제2결정지 순환펌프

27: 제2증발탑 28: 제2증발탑 팬

29: 제2결정지 스크루컨베이어 30: 제2농축기

31: 제2탈수기 32: 조염 이송컨베이어

33: 제2여액 저장조 34: 제2여액 이송펌프

본 발명은 천일염(天日鹽)생산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수를 증발지에 공급하여 염도를 20wt%정도로 농축한 것을 제1결정지에서 비중을 30보메도(Be) 까지 염을 석출하여 정제염(精製鹽)을 생산한 다음에 제2결정지에서 비중을 30보메도이상에서 염을 석출하여 조염(粗鹽)과 간수를 생산하는 공정을 자동화설비공정으로 하여 천일염을 생산하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 천일염의 생산은 사리 만조 때 해수를 저수조에 유입된 것을 증발지로 보내어 태양열과 바람에 의해서 건조되어 염도가 20wt%정도 되면 결정지로 보내어 석출되는 염을 갈퀴 모양의 고무래로 소금을 긁어모아 물이 빠진 것을 수레로 창고까지 운반하여 윗부분의 오염물질을 씻어낸 후에 포장하는 대부분의 공정을 인력에 의해서 하기 때문에 저임금 노동력을 확보한 국가에서 생산되는 수입소금이나 암염과 같은 천연염에 비해서 가격이 비싼 문제점이 있기 때문에 상당수의 국내 천일염 생산업체는 도산되고 있는 실정에 있다.

그리고 현재 천일염 생산공정은 결정지에서 대부분의 염이 석출되므로 순도가 낮은 소금이 생산되는 문제점이 있으며, 이와 같은 소금은 마그네슘(MgCl₂, MgSO₄)이 다량 함유되어 있어 과량섭취를 하였을 때는 고혈압 등 건강에 문제가 될 수 있다.

그리고 본 발명에서 함수의 비중을 측정하기 위하여 보메비중계(Baume's hydrometer)를 해수 및 함수에 띄웠을 때의 눈금의 수치로 나타낸 보매도(Be)와 비중(밀도 : d)의 관계는 다음과 같다.

물의 비중(1)보다 높은 경우 ; d = 144.3/(144.3-Be) .............①

물의 비중(1)보다 낮은 경우 ; d = 144.3/(134.3+Be) .............②

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 결정지에서 생산되는 소금의 순도가 높으면서 생산경비를 최소화할 수 있는 천일염을 생산방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 해수로부터 함수를 생산하는 단계, 정제된 천일염을 생산하는 단계, 조염(粗鹽)과 간수를 생산하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

천일염(天日鹽)의 원료가 되는 해수는 보매비중계로 대략 3보매도(Be) 정도 되며, 함유되어 있는 염류의 함량은 지역에 따라서 약간의 차이가 있으나 일반적으로 3.5wt%정도이며, 구성비율은 다음 표1의 내용과 같다.

표1 해수에 녹아 있는 주요 염류의 양과 구성비율

염류	화학식	염류의 양(g/해수 1kg)	구성비율(%)
염화나트륨	NaCl	27.265	77.9
염화마그네슘	MgCl₂	3.360	9.6
황산마그네슘	MgSO₄	2.135	6.1
황산칼슘	CaSO₄	1.400	4.0
염화칼륨	KCl	0.735	2.1
기 타	-	0.105	0.3
합 계	-	35.0	100.0

전술한 해수를 이용하여 일반 염전에서 염을 석출하였을 때 염류의 조성은 결정지에서 함수의 비중에 따라서 약간의 차이가 있으나 대체적으로 국내에서 생산되는 천일염의 경우 염류의 구성비율은 다음 표2와 같다.

표2 천일염 성분분석표

성분	NaCl	MgCl₂	MgSO₄	KCl	CaSO₄	수분	불용물	기타
구성비율 (%)	80∼85	1.6∼2.2	1.0∼1.4	0.3∼0.4	0.4∼0.6	10∼12	0.8∼1.1	1.2∼1.34

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
Ⅰ. 해수로부터 함수를 생산하는 단계

보메도 비중이 3보메도(Be) 정도인 해수를 사리 만조 때 저수지(3)의 수문(2)을 열어 바다(1)로부터 취수한 해수를 제1증발지(난치라고도 함 : 4)로 보내어 태양(8)열과 바람에 의해서 보메도 비중이 10∼12Be 정도로 염분을 농축한 다음에 제2증발지(느테라고도 함 : 5)로 보내어 비중을 19∼20Be정도로 농축한 함수(鹹水)를 함수저장조(6)로 보낸다.

이때 물에 용해도가 낮은 CaCO₃, CaSO₄, 철분 등은 제2증발지(5)에서 상당량 제거된다.

CaSO₄의 경우는 도3 해수의 "농축에 의한 비중과 각종 염의 석출율 도표"와 도4 "해수의 농축에 의한 용존염류의 농도변화 도표"에서 보면 13보메도(Be)에서부터 석출하기 시작하며, 만약 제2 증발지(5)에서 20보메도(Be)까지 농축하여 함수저장조(6)로 보내면 CaSO₄는 70%이상 제2증발지(5)에서 침전제거 된다.

바다(1)로부터 해수를 저수지(3)에 취수하여 제1,2증발지(4, 5)에서 증발 농축하여 함수저장조(6)에 유입되는 함수의 생산방법은 기존의 염전의 공정을 그대로 사용할 수도 있다.
Ⅱ. 정제된 천일염(天日鹽)을 생산하는 단계

함수저장조(6)에 유입된 함수는 함수이송펌프(7)에 의해서 여과탑(9)으로 보내어 함수 중의 부유고형물질(Suspended solids)을 제거한 다음에 제1증발탑(14) 상부로 보낸다.

제1증발탑(14)은 공기와 향류접촉(向流接觸)을 하면서 함수의 수분을 증발시키며, 상부에는 제1증발탑 팬(15)이 설치되어 공기의 흐름을 빠르게 한다.

제1증발탑(14) 상부로 보내어 공기와 향류접촉을 하면서 수분을 증발한 함수가 제1결정지(10)로 떨어지면 제1결정지 순환펌프(12)에 의해서 제1증발탑(14) 상부로 다시 보내어 공기와 향류접촉하면서 함수 중의 수분을 증발한 것을 제1결정지(10)로 순환하면서 함수의 보메도 비중이 도3과 도4 에서와 같이 25Be가 되면서 부터 NaCl이 석출하기 시작한다.

함수를 증발 농축하여 보메도 비중이 34Be이상이 되면 MgSO₄도 대량 석출하게되며, 이어서 MgCl_2,KCl도 대량 석출하기 시작한다.

제1결정지(10)에서는 보메도 비중을 30Be이하로 조정하면서 염을 석출하여야 NaCl의 농도가 높은 소금을 생산할 수 있다,

따라서 제1결정지(10)에서는 보메도 비중을 30Be이하로 조정하면서 석출 침전되는 염은 제1결정지스크레이퍼(11)에 의해서 제1결정지(10) 중앙의 콘(Cone)부분으로 모여지면 제1결정지 스크루컨베이어(16)에 의해 제1농축기(17)로 보내어 예비 탈수를 한 다음에 제1탈수기(18)로 보내어 탈수처리를 한 것을 정제염 이송컨베이어(19)로 저장창고에 보낸 다음 포장하여 제품화한다.

제1탈수기(18)에서 NaCl의 순도가 높은 천일 정제염(精製鹽)을 생산하기 위해서는 탈수시 함수로 세정하여 물에 용해도가 높은 MgSO₄, MgCl₂, KCl 등의 염류를 세정처리를 한다.
Ⅲ. 조염(粗鹽)과 간수를 생산하는 단계

제1결정지(10)에서 보메도 비중을 30Be 정도로 조정하면서 염분을 침전하면서 제1결정지(10) 상부로 익류(Over flow)하는 익류수는 제2결정지(23)로 보낸다.

삭제

제2결정지(23)에 유입된 함수는 제2결정지순환펌프(25)에 의해서 제2증발탑(27) 상부로 보내어 공기와 향류접촉을 하면서 수분을 증발한 함수가 제2결정지(23)로 순환하면서 함수의 보메도 비중이 34∼35Be까지 농축하면서 석출 침전한 조염(粗鹽)은 제2결정지스크레이퍼(24)에 의해서 제2결정지(23) 중앙의 콘부분으로 보여지면 제2결정지 스크루컨베이어(29)에 의해서 제2농축기(30)에 공급하여 예비탈수를 한 다음에 제2탈수기(31)로 보내어 탈수하여 조염을 생산한다.

제2탈수기(31)에서 탈수 처리된 조염은 조염 이송컨베이어(32)에 의해서 저장창고로 보낸 다음에 포장하여 제품화한다.

제2농축기(30) 및 제2탈수기(31)에서 배출되는 탈수 여액은 제2여액저장조(33)으로 보낸 다음에 제2여액 이송펌프(34)에 의해서 제2증발탑(27) 상부로 반송한다.

제2증발탑(27)역시 상부에는 제2증발탑 팬(28)을 설치하여 공기의 흐름을 빠르게 하여 증발속도를 향상하도록 한다.

삭제

제2결정지(23)에서 보메도 비중이 34∼35Be에서 염류를 석출 침전하고 상부로 익류하는 익류수는 간수(Bittern)로 제품화한다.

그리고 소규모로 천일염을 생산하는 경우에는 제2결정지(23), 제2결정지 스크레이퍼(24). 제2결정지 순환펌프(25), 제2결정지 가열기(26), 제2증발탑(27), 제2증발탑 팬(28), 제2결정지 스크루컨베이어(29), 제2농축기(30), 제2탈수기(31), 조염 이송컨베이어(32), 제2여액저장조(33) 및 제2여액 이송펌프(34)를 생략하고, 함수저장조(6)의 함수를 함수이송펌프(7)에 의해서 여과탑(9)으로 보내어 함수 중의 부유고형물질(Suspended solids)을 제거한 것을 제1증발탑(14) 상부로 보내어 공기와 향류접촉을 하면서 제1결정지(10)로 떨어지면 제1결정지 순환펌프(12)에 의해서 제1증발탑(14) 상부로 다시 보내어 공기와 향류접촉하면서 함수 중의 수분을 증발한 것을 제1결정지(10)로 순환하면서 함수의 보메도 비중이 30Be까지 조정하면서 석출 침전되는 염은 제1결정지스크레이퍼(11)에 의해서 제1결정지(10) 중앙의 콘(Cone)부분으로 모여지면 제1결정지 스크루컨베이어(16)에 의해 제1농축기(17)로 보내어 예비 탈수를 한 것을 제1탈수기(18)로 보내어 함수로 세정처리를 하면서 탈수하여 NaCl의 순도가 높은 정제된 소금을 생산한 다음에 함수의 보메도 비중이 34∼35Be까지 농축하면서 석출 침전한 조염을 제1결정지스크레이퍼(11)에 의해서 제1결정지(10) 중앙의 콘부분으로 보여지면 제1결정지 스크루컨베이어(16)에 의해서 제1농축기(17)에 공급하여 예비탈수를 한 다음에 제1탈수기(18)로 보내어 탈수하여 조염과 간수의 생산을 하는 회분식 운전(Batch operation) 공정에 의해서도 할 수 있다.

삭제

상술한 본 발명의 천일염 및 간수의 제조공정은 완전 자동화할 수 있는 공정으로 소요인건비를 최소화할 수 있으면서 NaCl 함량이 높은 정제된 소금을 생산할 수 있는 특징이 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 천일염의 생산을 자동화공정에 의해서 생산비용을 최소하면서 고순도의 천일염을 생산할 수 있기 때문에 현재 사양일로에 있는 국내 천일염제조업체에 널리 보급될 것으로 기대된다.

Claims

해수로부터 다음의 해수로부터 함수를 생산하는 단계, 정제된 천일염(天日鹽)을 생산하는 단계, 조염(粗鹽)과 간수를 생산하는 단계를 순차적으로 이루어지는 천일염의 생산방법

Ⅰ. 해수로부터 함수를 생산하는 단계

해수를 취수하여 제1증발지(4)로 보내어 태양(8)열과 바람에 의해서 보메도 비중이 10∼12°Be 정도로 염분을 농축한 다음에, 제2증발지(5)로 보내어 비중을 19∼20°Be정도로 농축한 함수(鹹水)를 함수 저장조(6)로 보낸다.

Ⅱ. 정제된 천일염(天日鹽)을 생산하는 단계

함수 저장조(6)에 유입된 함수는 함수이송펌프(7)에 의해서 여과탑(9)에서 여과한 다음에 제1증발탑(14) 상부로 보내어 제1결정지(10)로 떨어지면 제1결정지 순환펌프(12)에 의해서 제1증발탑(14) 상부로 다시 보내어 제1결정지(10)로 순환하면서 함수의 보메도 비중이 30°Be까지 석출 침전하여 NaCl의 순도가 높은 정제염(精製鹽)을 생산한다.

Ⅲ. 조염(粗鹽)과 간수를 생산하는 단계

정제염(精製鹽)을 생산한 다음, 제1결정지(10) 상부로 익류(Over flow)하는 익류수는 제2결정지(23)로 보내어 제2결정지순환펌프(25)에 의해서 제2증발탑(27) 상부로 보내어 제2결정지(23)로 순환하면서 함수의 보메도 비중이 34∼35°Be까지 농축하면서 염이 석출 침전하면 탈수하여 간수와 조염(粗鹽)을 생산한다.
제1항에 있어서, 소규모로 천일염을 생산하는 경우에는, 함수 저장조(6)에 유입된 함수는 함수이송펌프(7)에 의해서 여과탑(9)에서 여과한 다음에 제1증발탑(14) 상부로 보내어 함수의 보메도 비중이 30°Be까지 조정하면서 NaCl의 순도가 높은 정제된 소금을 생산하고, 함수의 보메도 비중이 34∼35°Be까지 농축하면서 간수와 조염을 생산하는, 회분식 운전(Batch operation)에 의해서 천일염의 생산방법.
삭제