KR100821383B1 - Manufacturing method of salt for salting food and utilized the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해양 심층수(海洋深層水)로부터 염장식품에 이용할 수 있는 미네랄(Minerals) 함량이 높은 소금을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a salt having a high mineral content from saltwater deep sea water.
이를 위하여 본 발명은, 수심이 200m이하의 해양 심층수로부터 청정 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온 및 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화된 소집단수(Microclustered water)로 처리를 하여 물의 표면장력(表面張力)이 적게 처리한 것을 모래여과(Sand filter), 정밀여과(Microfiltration: MF), 한외여과(Ultrafiltration: UF) 중에서 한 종류이상을 조합한 여과공정으로 전처리를 하여 수중의 부유고형물질(Suspended solid)을 제거한다.To this end, the present invention, the deep water is taken from the deep sea water of 200m or less, warmed to 20 ~ 30 ℃ and treated with microclustered water in which the cluster of water molecules are sub-populated (Microclustered water) surface tension of water Low-treatment solids in water were pretreated by a combination of one or more types of sand filter, microfiltration (MF), and ultrafiltration (UF). Remove the suspended solids.
부유고형물질이 제거된 해양 심층수는 나노여과(Nnanofiltration: NF)에서 황산 이온을 제거한 다음, 역삼투 여과(Reverse osmosis: RO)공정으로 보내어 염분이 제거된 탈 염수는 음료수제조공정으로 보내고, 농축 염수는 전기투석공정으로 보내어 황산 이온을 최종적으로 제거한 다음, 농축된 염수는 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조로 보내어 칼슘 제를 공급하여 미네랄밸런스를 조정하고, 미네랄 착염(錯鹽)을 생성하는 유기산을 공급하여 혼합하여 증발농축공정으로 보내어 소금이 석출되면 탈수·건조하여 염장식품에 이용할 수 있는 미네랄함량이 높은 소금을 제조한다.The deep sea water from which suspended solids are removed is removed by sulfate filtration in nanofiltration (NF) and then sent to reverse osmosis (RO) process, and the desalted water is sent to the beverage production process. Is sent to the electrodialysis process to finally remove sulfate ions, and the concentrated brine is sent to the mineral balance adjustment and additive mixing tank to supply the calcium agent to adjust the mineral balance, and to supply the organic acid to generate the mineral complex salt When the salt is precipitated by mixing and sending to the evaporation concentration process, the salt is dehydrated and dried to produce salt with high mineral content that can be used for salt food.
여기서 제조된 소금은 염장식품제조에 이용하면 호염성 발효미생물에 미네랄공급이 용이하여 발효효율이 향상되어 양질의 식품이 생산될 수 있기 때문에 이들 분야에 널리 보급될 것으로 기대된다.The salt prepared here is expected to be widely used in these fields because it is easy to supply minerals to basophilic fermentation microorganisms to improve the fermentation efficiency to produce high quality foods.
해양 심층수, 미네랄, 소금, 나노여과, 역삼투 여과, 전기투석, 염장식품, 소집단수 Deep sea water, minerals, salt, nanofiltration, reverse osmosis filtration, electrodialysis, salt food, small group water
Description
도 1은 해양 심층수로부터 염장식품에 이용하는 소금의 제조공정도1 is a manufacturing process of the salt used in salted food from deep sea water
도 2는 물 분자의 집단을 소집단화처리공정도2 is a process for small grouping the population of water molecules
도 3은 전기투석에 의한 염분의 농축공정도Figure 3 is a process diagram of the concentration of salts by electrodialysis
도 4는 증발농축에 의한 소금의 제조공정도Figure 4 is a manufacturing process of the salt by evaporation concentration
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1; 전자처리수조 2; 전극 One;
3; 절연체(絶緣體) 4; 스테인리스강판(導體) 3;
5; 기초 콘크리트(Concrete)구조물 6; 접지 5; Foundation concrete structure 6; grounding
7; 정전압(靜電壓)발생장치(Electron charger) 7; Constant voltage generator (Electron charger)
7a; 가변저항 7b; 접지 7a; Variable resistor 7b; grounding
7c; 1차 권선 7d; 철심 7c; Primary winding 7d; Iron core
7e; 2차 권선 8; 중간처리수 저장조 7e; Secondary winding 8; Intermediate Treatment Tank
9; 자화기 공급펌프 10; 자화기 9;
11; 소집단수 저장조 12; 소집단수 이송펌프 11;
13; 염수 저장조 14; 염수 이송펌프13; Brine
15; 전기투석장치 16; 양극15;
17; 음극 18; 양극실17; Cathode 18; Anode chamber
19; 음극실 20; 1가 음이온선택교환 격막19;
21; 양이온선택교환 격막 22; 탈염실 21; Cation
23; 염농축실 24; 농축 염수 저장조 23;
25; 농축염수 이송펌프 26; 정류기 25; Concentrated
27; 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조 27; Mineral balance adjustment and additive mixing tank
28; 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조 교반기28; Mineral balance adjustment and additive mixing tank stirrer
29; 염수 증발 탑 공급펌프 30; 자화기29; Brine evaporation
31; 염석출 침전조 32: 염석출 침전조 레이크(Rake) 31; Salt Precipitation Tank 32: Salt Precipitation Tank Rake
33; 증발 탑 34: 분무노즐(Spray nozzle) 33; Evaporation Tower 34: Spray nozzle
35; 배기 팬(Fan) 36; 순환농축 염수 저장조 35; Exhaust
37; 농축 염수 반송펌프 38; 석출염 이송 스크루 컨베이어(screw conveyer) 37; Concentrated
39; 탈수 여액 저장조 40; 탈수 여액 이송펌프 39; Dewatered
N; N극(N-Pole) S; S극(S-Pole) N; N-Pole S; S-Pole
ⓢ; 솔레노이드밸브(Solenoid valve) M; 모터(Motor)Ⓢ; Solenoid valve M; Motor
pH; 수소 이온농도pH; Hydrogen ion concentration
pHIS; 수소 이온농도지시제어기(pH indicating switch)pHIS; PH indicating switch
BI; 보메도비중지시계(Baume indicator)BI; Baumedo Stopwatch
BIS; 보메도비중지시제어기(Baume indicating switch)BIS; Baumedo Indicating Switch
TIC; 온도지시제어기(Temperature indicating controller)TIC; Temperature indicating controller
ECIS; 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch)ECIS; Electric conductivity indicating switch
본 발명은 염장식품(鹽藏食品; Salting food)에 적합한 소금의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수심 200m이하의 해양 심층수로부터 미네랄농도가 높으면서 미네랄밸런스가 염장식품가공에 적절한 소금을 제조하는 방법과 여기서 제조된 소금을 염장식품에 사용하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing salt suitable for salted foods (鹽 藏 食品; Salting food), and more particularly to produce salts with high mineral concentration from salt deep sea water of 200m or less deep water salts suitable for salt food processing It relates to a method and a method of using the salt prepared in the salted food.
일반적으로 된장. 간장, 고추장, 젓갈, 굴비, 자반, 햄, 베이컨, 김치, 단무지, 짠지, 오이지, 장아찌와 같이 소금을 첨가하여 저장성을 높인 염장식품에 사용하는 소금은 대부분 천일염을 사용하고 있다.Miso in general. Salt used in salted foods with added salt, such as soy sauce, red pepper paste, salted fish, oysters, plums, ham, bacon, kimchi, radish, salty paper, cucumber, and pickles, increases the shelf life.
해양 표층수를 염전에서 태양열에 의해 생산되는 천일염의 경우는 유해 오염물질이 함유될 수 있는 문제점이 있으면서 칼슘염의 경우는 증발지에서 석출(析出)하여 침전제거되기 때문에 미네랄성분 중에 칼슘성분이 거의 존재하지 않기 때문에 미네랄밸런스가 적합하지 않은 문제점이 있다.Natural salts produced by solar heat from the sea surface salt water contain harmful pollutants. Calcium salts are precipitated by evaporation from the evaporation site, so almost no calcium is present in minerals. Mineral balance is not suitable because it does not.
소금의 성분 중에서 NaCl은 짠맛을 나게 하며, 마그네슘(MgCl2, MgSO4)은 쓴맛을, 칼륨(KCl)은 신맛을 나게 하여 소금의 맛을 떨어뜨리게 하는데, 반면에 칼슘성분은 소금의 맛을 부드럽게 하여 소금의 맛을 순하게 하는 특성이 있다.Among the salt components, NaCl makes salty, magnesium (MgCl 2 , MgSO 4 ) makes bitter taste and potassium (KCl) makes sour taste, while salt makes salt taste soft. It has the characteristic of making salt taste mild.
그래서 본 발명에서는 수심 200m이하의 청정해역에서 해양 심층수를 취수하여 미네랄밸런스가 적합하면서 미네랄성분 중에서 칼슘함량이 높은 염장식품제조용 소금을 제조하는 방법을 제시코자 한다.Therefore, the present invention proposes a method of preparing salt for manufacturing salted foods having high calcium content among mineral components with mineral balance being suitable by taking deep ocean water from a clean water of 200 m or less.
해양 심층수는 표층해수와 비교하면 다음 표 1과 같다.The deep ocean water is shown in Table 1 below when compared with the surface sea water.
표 1 해양 심층수와 표층해수의 성분 분석표 Table 1 Analysis table of deep seawater and surface seawater
주) 상기 표 1의 분석표는 일본 고지현 무로도시 무로도등대(高知縣 室戶市 室戶岬) 동쪽의 해저 374m의 해양 심층수와 표층 해수의 성분을 분석한 수치임. Note) The analysis table in Table 1 analyzes the depth of the deep seawater and surface seawater at 374m below the east of Muroro Lighthouse, Muro City, Koji Prefecture, Japan.
해양 심층수는 표층 해수에 비해서 표 1에서 보는 바와 같이 표층 해수에 비해서 온도가 낮은 저온성(低溫性), 인산·규소·질산성 질소 등의 영양염류(榮養鹽類)의 농도가 높으며, 환경오염물질, 부유물질(浮遊物質)과 현탁물질(懸濁物質)의 농도가 낮으면서 미생물의 농도가 낮은 청정성(淸淨性) 등의 특성이 있다.As shown in Table 1, deep sea water has a higher concentration of nutrients such as low temperature, phosphoric acid, silicon, and nitrate nitrogen, which have lower temperatures than surface sea water. Low concentrations of pollutants, suspended solids and suspended solids, and low concentrations of microorganisms have properties such as cleanliness.
그리고 해양 심층수는 인체에 필요한 다양한 필수 미량원소가 함유되어 있으면서 장기간 고압 하에서 물 분자의 집단수(集團數)는 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance)의 17O-NMR 반치폭(半値幅)의 값이 70∼80㎐(17O-NMR 반치폭의 값의 1/10에 해당하는 수가 물 분자의 집단수임)로 고도로 소집단화되어 있지 않기 때문에, 본 발명에서는 물 분자의 집단수(集團數)를 5∼6개의 소집단수(小集團水; Microclustered water)로 처리한다.In addition, deep ocean water contains various essential trace elements necessary for the human body, and the number of water molecules under high pressure for a long time is 17 O-NMR half-width of Nuclear magnetic resonance. Since the value of is not highly subpopulated to 70 to 80 Hz (the number corresponding to 1/10 of the value of the 17 O-NMR half width is the number of groups of water molecules), in the present invention, the number of groups of water molecules is Is treated with 5 to 6 microclustered water.
해양 심층수를 취수하여 소금을 생산할 때 고려하여야 할 사항을 검토하면 다음과 같다.Considering the considerations when producing deep salt water and producing salts are as follows.
① 소금의 성분 중에 NaCl 이외의 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 실리카 등의 미네랄 성분이 10wt% 이상 함유되어 있으면서 Ca/Mg의 중량비가 0.8 이상으로 미네랄밸런스가 구성되어 있어야 한다.① The salt balance should contain minerals such as calcium (Ca), magnesium (Mg), potassium (K) and silica other than NaCl, at least 10wt%, and have a mineral balance with a weight ratio of Ca / Mg of 0.8 or more. do.
② 역삼투염농축공정에서는 운전 중에 스케일(Scale)생성으로 인한 막의 막힘 현상(Fouling)을 유발시켜 압력손실계수의 상승, 공급원수의 편류(偏流) 및 역삼투막의 성능저하를 초래하지 않게 운전하여야 한다.② In reverse osmosis salt concentration process, it is necessary to operate the membrane without causing rise of pressure loss coefficient, drift of feed water and deterioration of reverse osmosis membrane by causing fouling of membrane due to scale generation during operation.
③ 역삼투농축에서 막 저항을 감소토록 하여 운전비(전력비)를 절감할 수 있는 방법을 강구해야 한다.③ In the reverse osmosis concentration, the method of reducing the operating resistance (power cost) by reducing the membrane resistance should be devised.
④ 트레할로스(Trehalose)와 같이 열에 약한 유용물질이 열분해 되지 않은 범위의 온도에서 증발농축하여 소금을 석출(析出) 해야 한다.④ Salts should be precipitated by evaporating and condensing at a temperature where thermally weak useful substances such as trehalose are not pyrolyzed.
⑤ 자화처리(磁化處理)를 하여 활성화된 염을 생산토록 한다.⑤ Produce activated salt by magnetization.
본 발명에서 해수의 비중을 나타내는 보메도 비중계(Baume's hydrometer)의 보메도(°Be)는 액체의 비중을 측정하기 위하여 보메도 비중계를 액체에 띄웠을 때의 눈금의 수치로 나타낸 것으로, 물의 비중보다 무거운 중액용(重液用)의 무거운 보메도(중보메도)와 물의 비중보다 가벼운 경액용(輕液用)의 가벼운 보메도(경보메도)가 있으며, 이 중에서 중액용은 순수(純水)를 0°Be로 하고, 15% 식염수를 15°Be로 하여, 그 사이를 15 등분한 눈금을 가지며, 경액용은 10% 식염수를 0°Be로 하고, 순수(純水)를 10°Be로 하여, 그 사이를 15 등분한 눈금을 매기고 있으며, 보메도(°Be)는 해수의 경우 염 농도(wt%)와 근사(近似)하기 때문에 농도를 표시하는 척도로도 널리 사용되고 있다.In the present invention, the Bomedo (° Be) of the Baume's hydrometer showing the specific gravity of the seawater is expressed as a numerical value of the scale when the Bomedo hydrometer is floated in the liquid to measure the specific gravity of the liquid, rather than the specific gravity of the water. Heavy bomedoes for heavy liquids and light bomedoes for light liquids that are lighter than the specific gravity of water. Among them, pure liquids are pure water. 0 ° Be, 15% saline solution to 15 ° Be, with 15 divisions between them. For liquid solution, 10% saline solution to 0 ° Be and pure water to 10 ° Be. The scale is divided into 15 equal parts between them, and BOME (° Be) is widely used as a measure of concentration because seawater approximates salt concentration (wt%).
보메도(°Be)와 액체의 비중(d)과의 관계는 다음과 같다.The relationship between the Bume (° Be) and the specific gravity (d) of the liquid is
액체의 비중이 물의 비중보다 무거운 중보메도의 경우는For heavy memedo, where the specific gravity of the liquid is heavier than the specific gravity of the water,
d = 144.3/(144.3-Be) ………………………………………………① d = 144.3 / (144.3-Be). … … … … … … … … … … … … … … … … … ①
액체의 비중이 물의 비중보다 가벼운 경보메도의 경우는In the case of an alarm field where the specific gravity of the liquid is lower than the specific gravity of the water
d = 144.3/(134.3+Be) ………………………………………………② d = 144.3 / (134.3 + Be)... … … … … … … … … … … … … … … … … … ②
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하면서 염장식품 가공에 적합한 소금을 제조하는 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.The present invention is to provide a method for producing a salt suitable for salt food processing while solving the above problems is an object of the present invention.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수심 200m이하의 해양 심층수를 취수하여 온도를 20∼30℃로 가온, 모래여과, 물 분자의 집단을 소집단화, 정밀여과, 한외여과 등에 의한 수중의 부유고형물질을 여과와 같은 전처리 단계, 염분을 농축하는 단계, 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합단계, 증발농축, 탈수 및 건조에 의해 소금을 제조하는 단계로 이루어진 공정에 의해서 염장식품에 이용할 수 있는 소금을 생산하는 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention collects deep sea water of 200 m or less and warms the temperature to 20 to 30 ° C, sand filtration, flocculation of water molecules by small grouping, microfiltration, ultrafiltration, etc. Produces salts that can be used in salted foods by a process consisting of pretreatment of solid materials such as filtration, concentration of salts, mineral balance adjustment and additive mixing, and evaporation, dehydration and drying to produce salts. It is characteristic to doing.
먼저, 해양 심층수의 특징을 검토하면, 수심 200m이하의 해양 심층수는 표층의 해수와는 달리 태양 광이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton)을 증식하지 못하기 때문에 표층의 해수에는 없는 고영양성(高榮養性), 청정성(淸淨性), 저온안정성(低溫安定性), 미네랄밸런스특성 등의 특징이 있다. First of all, the characteristics of deep ocean water are 200 meters below sea level, and since the deep sea water does not reach the plankton because it does not reach the sun, unlike the sea water at the surface, high nutrients do not exist in the surface water. It is characterized by cleanliness, low temperature stability and mineral balance characteristics.
1. 고영양성(高榮養性)1. High nutrition
태양 광이 닿지 않는 심해에서는 표층의 해수와는 달리 플랑크톤에 의한 광합성은 거의 행해지지 않기 때문에 표층의 해수에서는 광합성에 의해서 소비되는 무기 영양염류(질소, 질산염, 인산염, 규소)의 소모가 없으며, 광합성 활동을 할 수 없기 때문에 유기물이 적고 표층으로부터 침강한 생물의 사체 등의 유기물로부터 다량의 영양염류가 분해·용출되며, 이를 이용하는 플랑크톤이 없기 때문에 영 양염류(榮養鹽類)의 농도가 높게 존재한다.In the deep sea where sunlight does not reach, the photosynthesis by plankton is hardly performed, unlike seawater in the surface layer, so there is no consumption of inorganic nutrients (nitrogen, nitrate, phosphate, silicon) consumed by photosynthesis in the surface seawater. Due to the inability to carry out activities, large amounts of nutrients are decomposed and eluted from organic matter such as dead bodies of organisms that have settled from the surface. Since there is no plankton using them, the concentration of nutrients is high. do.
2. 청정성(淸淨性)2. Cleanliness
태양 광이 닿지 않는 심해에서는 플랑크톤이 적기 때문에 어류 등의 생물이 적으면서 병원성 미생물이 거의 존재하지 않으며, 또한, 육지나 대기로부터의 오염물질에 의한 오염의 가능성도 표층수에 비해 극히 적기 때문에 매우 깨끗하다.In the deep sea where sunlight does not reach, there is little plankton, so there are few organisms such as fish, there are few pathogenic microorganisms, and the possibility of contamination by pollutants from land and the atmosphere is very small compared to surface water, and it is very clean. .
3. 저온안정성(低溫安定性)3. Low Temperature Stability
해양 심층수는 온도와 염분농도의 차이로부터 표층수와 서로 섞이는 일이 없이 저온 고압상태에서 수온의 변화가 지극히 안정되어 있는 특징이 있다.Deep sea water is characterized by extremely stable changes in water temperature at low and high pressures without mixing with surface water from the difference in temperature and salt concentration.
4. 미네랄 특성 4. Mineral Properties
해양 심층수에는 다양한 필수 미량원소가 함유되어 있다.Deep sea water contains a variety of essential trace elements.
해양 심층수에 용해되어 있는 염은 상기와 같은 특징이 있기 때문에 표층 해수로부터 생산된 천일염에 비해서는 위생적으로 안전하면서 인체에 유용한 다양한 미네랄성분이 함유되어 있기 때문에 양질의 소금을 생산할 수 있다.Since the salt dissolved in the deep sea water has the above characteristics, it is possible to produce high quality salt because it contains various minerals that are hygienic and safe for the human body compared to the natural salt produced from the surface sea water.
표 1에서 보는 바와 같이 인체에 유해한 납(Pb), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 비소(As)와 같은 중금속성분과 불소(F) 등은 미량으로 존재한다.As shown in Table 1, heavy metal components such as lead (Pb), cadmium (Cd), copper (Cu), and arsenic (As) and fluorine (F) are present in trace amounts.
그래서 본 발명에서는 위생적으로 안전한 소금을 생산토록 하면서, 동·식물 및 미생물에 흡수효율이 좋게 활성화된 고순도의 청정소금을 생산하는 방법을 제시한다. Therefore, the present invention proposes a method for producing clean salt of high purity, which is activated with good absorption efficiency to animals, plants and microorganisms, while producing hygienically safe salts.
이하 도면을 중심으로 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Ⅰ. 전처리 단계I. Pretreatment stage
1) 해양 심층수의 취수공정 1) deep water extraction process
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.In FIG. 1, the deep sea water is taken from the deep seabed of 200 m or less, and the intake method is to take the pipe down to 200 m or less from the ship's bottom, or install the pipe to the sea level 200 m or less, and then take it with a pump. Or, pipes are installed up to 200m below sea level, and the intake wells are installed below sea level to take water according to siphon principle.
2) 가온 처리공정2) Heating treatment process
집수조에 취수된 해양 심층수는 온도가 낮으면서 점도가 높아 여과효율이 떨어지기 때문에 20∼30℃로 가온 처리를 한다.The deep ocean water collected in the sump is warmed to 20 ~ 30 ℃ because of its low viscosity and high filtration efficiency.
가온 방법은 보일러(Boiler)에서 열을 공급받거나, 여름철에는 해양 표층수를 이용할 수도 있다.The heating method may be supplied with heat from a boiler, or may use surface water in the summer.
3) 물 분자 집단의 소집단화공정3) Small grouping process of water molecule population
가온 처리된 해양 심층수는 물 분자의 집단을 소집단화공정의 고압정전압처리(高壓靜電壓處理)와 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器)나 영구자석자화기으로 자화처리를 하여 물 분자의 집단(Cluster)을 소집단화하여 소집단수(Microclustered water)로 처리를 한 다음에 전처리여과공정으로 보낸다.The warmed deep seawater is magnetized with a group of water molecules by a high pressure constant voltage treatment in a small grouping process, and by a constant voltage conductive tube magnetizer or a permanent magnetizer. The clusters are subpopulated, treated with microclustered water, and then sent to a pretreatment filtration process.
고압정전압처리와 자화기에서 자화처리를 조합한 공정에 의해서 물 분자의 집단을 소집단화하는 처리공정은, 가온한 해양 심층수를 물 분자의 집단을 소집단화처리공정의 전자처리수조(1)에 주입하고, 정전압발생장치(7)로부터 고압의 교류 정전압(靜電壓)을 전극(2)에 3,000∼5,000Volt의 전압과 0.4∼1.6μA의 전류를 인가하여 전극(2)을 중심으로 +와 -의 정전장(靜電場)을 교대로 반복해서 물 분자에 4∼10시간 동안 인가(印加)하면, 이로 인하여 물 분자 자체가 진동ㆍ회전을 되풀이하면서 물 분자의 수소결합(水素結合)이 부분적으로 절단(切斷)되면, 중간처리수저장조(8)로 보내어 자화기 공급펌프(9)로 자화기(磁化器; 10)로 보내어 도전관에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5Volt 범위의 교류 또는 직류의 저전압(低電壓)을 인가하여 자화처리를 한 후에 일부는 전자처리수조(1)로 반송하면서 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance, NMR)의 17O-NMR의 반치폭(半値幅)이 48∼60㎐ 범위의 소집단수(小集團水; microclustered water)가 생산되면 나머지는 소집단수 저장조(11)로 보내었다가 소집단수 이송펌프(12)에 의해 전처리여과공정으로 보낸다.In the treatment step of small grouping of water molecules by a process combining a high pressure constant voltage treatment and a magnetization treatment in a magnetizer, the warmed deep water is injected into the electronic treatment tank (1) of the population of water molecules in a small grouping treatment step. From the
중간처리수저장조(8)에서 자화기공급펌프(9)로 자화기(10)로 보내어 전자처리수조(1)로 반송하는 유량은 유입수 유량의 1∼4배로 한다.The flow rate sent from the intermediate treatment water storage tank 8 to the
이와 같이 생성된 소집단화된 물은 약알칼리성의 고유진동수가 높은 고에너지의 산화환원전위(酸化還元電位; Oxidation Reduction Potential, ORP) 값이 +100∼-200㎷ 범위의 환원수로 처리된다.The small grouped water thus produced is treated with reduced water having a high alkaline oxidation frequency with a high energy Oxidation Reduction Potential (ORP) value in the range of +100 to -200 Hz.
정전압발생장치(7)에서 전자처리수조(1)의 전극(2)에 인가전압은 중간처리수저장조(8)에 설치된 pHI(7.4∼7.8) 및 ORPI(+100㎷ 이하)의 값에 따라서 조정한다.The voltage applied to the
전자처리수조(1)의 재질은 스테인리스 스틸(Stainless steel)을 사용하며, 내부에는 전도도(電導度)가 높은 목탄(木炭)을 충전(充塡)한 스테인리스 스틸 (stainless steel)의 전극(2)의 망을 설치하고, 하부에는 절연체(3)인 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화비닐(PVC), 스티로폼(Styrofoam) 중에서 한 종류를 선택하여 설치하고, 절연체(3) 하부에는 도체이면서 내식성 재질인 스테인리스강판(4)을 기초 콘크리트(Concrete) 구조물(5) 사이에 설치하며, 스테인리스강판(4)은 땅에 접지(6)한다.The material of the
자화기(10)는 합성수지(PVC, PE, 스티렌 수지 등), 에보나이트 (Ebonite), FRP, 베이클라이트(Bakelite)와 같은 절연성 재료의 원통형 도전관에 감은 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器)의 코일(Coil)에 0.5∼5Volt 범위의 교류 또는 직류의 저전압을 인가하면 코일의 내부에는 자기장(磁氣場)이 형성되며, 여기에 물(유체)을 통과하면 물은 소집단수(小集團水)로 처리된다.The
그리고 정전압도전관자화기 대신에 12,000∼15,000G(Gauss)범위로 착자(着磁)된 영구자석자화기를 설치하여도 된다. Instead of the constant voltage conductive tube magnetizer, a permanent magnetizer magnetized in the range of 12,000 to 15,000 G (Gauss) may be installed.
그리고 처리수의 용량이 대용량인 경우에는 목탄(木炭)을 충전한 스테인리스 스틸(stainless steel)의 전극(2)의 망이 내장된 전자처리수조(1)를 다단설치하여 처리를 한다.When the capacity of the treated water is large, the electronic
본 발명에서와 같이 고압정전압처리와 자화기에 의한 물 분자의 집단을 소집단화한 소집단수(小集團水)로 처리를 하면 물의 표면장력(表面張力)과 점도(粘度)가 적어져 침투력(浸透力)이 향상되어 역삼투염농축공정에서 염농축효율이 향상되며, 각종 미네랄성분은 자화처리되면서 활성화되어 염장식품에 사용하였을 때 발효미생물의 미네랄흡수율이 우수한 활성미네랄(Activated mineral)이 생성되는 특성이 있다.As in the present invention, when the high-pressure constant voltage treatment and the small group of small groups of water molecules by the magnetizer are treated with small groups of water, the surface tension and viscosity of the water are reduced and the penetration force is reduced. ), The salt concentration efficiency in the reverse osmosis salt concentration process is improved, and various mineral components are activated by magnetization, and when used in salted foods, there is a characteristic of generating activated minerals having excellent mineral absorption rate of fermented microorganisms. .
그러나 시설비를 줄이기 위해 물 분자의 소집단화처리공정을 생략하는 경우에는 20∼30℃로 가온 처리한 해양 심층수를 물 분자 집단의 소집단화공정을 바이패스(by-pass)하여 전처리여과공정으로 보낸다.However, if the small grouping process of water molecules is omitted in order to reduce the facility cost, the deep seawater heated to 20-30 ° C. is bypassed to the small grouping step of the water molecule group and sent to the pretreatment filtration process.
4) 전처리 여과공정4) Pretreatment Filtration Process
전처리여과공정은 모래여과(Sand filter), 정밀여과(Micro filter ), 한외여과(限外濾過; Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 후단 나노여과(Nanofiltration)와 역삼투여과(Reverse osmosis filtration)에서 막 막힘(Fouling) 현상이 야기될 수 있는 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거한다.Pretreatment filtration process is performed by sand filtration, micro filtration, ultra filtration alone or a combination of two or more of them, followed by nanofiltration and reverse osmosis filtration. Reverse osmosis filtration (SS) removes suspended solids (SS) that can cause fouling.
이때 여과압력은 운전조건에 따른 여과기의 압력손실과 배관의 압력손실을 고려하여 결정하며, 모래여과의 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.At this time, the filtration pressure is determined in consideration of the pressure loss of the filter and the pressure loss of the pipe according to the operating conditions.The filtration speed of sand filtration is 6-10 m / hour, and the effective diameter of the filter sand is 0.3-0.45 mm, the uniformity coefficient shall be 2.0 or less, and the thickness of the filtrate layer shall be 0.5-1.0 m.
이때 취수된 해양 심층수의 탁도(濁度)가 2㎎/ℓ이하인 경우는 모래여과는 할 필요가 없다.At this time, if the turbidity of the deep ocean water taken is 2 mg / ℓ or less, it is not necessary to sand filtration.
그리고 정밀여과(Micro-filter)와 한외여과(Ultra-filter)는 여과 막의 종류에는 구애받지 않으며, 벤더(Vendor)의 사양에 따라서 여과속도와 압력손실을 고려하여 펌프(Pump)의 공급압력을 결정한다.Micro-filter and ultra-filter are not limited to the type of filtration membrane, and the supply pressure of the pump is decided by considering the filtration speed and the pressure loss according to the vendor's specifications. do.
정밀여과 또는 한외여과에서 여과는 나노여과 및 역삼투 여과공정에 공급하는 물의 오염 지수(FI; Fouling index) 값을 2∼4 범위로 처리한다.Filtration in microfiltration or ultrafiltration treats the fouling index (FI) value of water supplied to the nanofiltration and reverse osmosis filtration processes in the range of 2-4.
FI값은 대상 수중의 미세한 탁질 농도를 나타내는 수치로 다음 ③식으로 표현 된다.The FI value is a numerical value representing the fine turbidity concentration in the target water and is expressed by the following equation.
FI = (1－T0/T15)×100/15 …………………………③FI = (1-T 0 / T 15 ) x 100/15... … … … … … … … … … ③
여기서 T0는 0.45μm의 정밀 여과 막을 이용해 시료 수를 0.2 MPa로 가압 여과했을 때에 최초의 500ml의 시료수의 여과에 필요로 한 시간이며, T15는 T0와 동일한 상태에서 15분간 여과한 후에 500ml의 시료수의 여과에 필요로 한 시간이다.Where T 0 is the time required for filtration of the first 500 ml of sample water when the sample water was pressure filtered to 0.2 MPa using a 0.45 μm microfiltration membrane, and T 15 was filtered for 15 minutes in the same state as T 0. It is time required for filtration of 500 ml of sample water.
Ⅱ. 염분을 농축하는 단계II. Concentrating the salt
나노여과 및 역삼투 여과의 막 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.The membrane modules of nanofiltration and reverse osmosis filtration are tubular, hollow fiber, spiral wound, flat plate and Any form such as a frame may be used, and the material of the film is not particularly limited.
그리고 나노여과 막의 소재로서 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리피페라진아미드(Polypiperazineamide)계, 폴리에스텔아미드(Polyesteramide)계, 혹은 수용성의 비닐폴리머(Vinylpolymer)를 가교 한 것 등을 사용할 수 있으며, 막 구조는 막의 한 면에 치밀 층(緻密層)으로 되어 있으며, 치밀 층으로부터 막 내부 혹은 한 면의 막을 향해서 서서히 큰 구멍 지름의 미세 구멍을 가지는 비대칭 막(非對稱膜)이나, 이러한 비대칭 막의 치밀 층 위에 다른 소재로 형성된 매우 얇은 분리기능층(分離機能層)을 가지는 복합 막(複合膜) 등을 사용할 수 있으며, 피페라진 폴리아미드계 복합 막이 바람직하지만 본 발명에서는 막의 재질과 구조에는 특별히 제한하지는 않는다.As the material of the nanofiltration membrane, polyamide-based, polypiperazineamide-based, polyesteramide-based, or cross-linked water-soluble vinyl polymer can be used. Is a non-asymmetric membrane with a dense layer on one side of the membrane, and gradually has micropores of large pore diameter from the dense layer toward or within the membrane, or on the dense layer of such asymmetric membrane. A composite membrane having a very thin separation functional layer formed of another material can be used, and piperazine polyamide-based composite membranes are preferred, but the material and structure of the membrane are not particularly limited in the present invention.
1) 나노여과공정1) Nano filtration process
전처리여과공정에서 수중의 부유고형물질을 제거한 해양 심층수는 나노여과공정으로 보내어 여과되지 않은 황산 이온 함유 수는 방류하고, 여과 수인 탈황산이온염수는 역삼투 여과공정으로 보낸다.The deep seawater from which suspended solids are removed from the pre-filtration process is sent to the nanofiltration process to discharge the unfiltered sulfate-containing water, and the desulphurized ionized salt, which is filtered water, is sent to the reverse osmosis filtration process.
나노여과 막에서 이온의 투과순서는 양이온의 경우는 Ca2 +≥Mg2 +＞Li+＞Na+＞K+＞NH4 + 이며, 음이온의 경우는 SO4 2 -≫HCO3 -＞F-＞Cl-＞Br-＞NO3 -＞SiO2 이며, 황산이온(SO4 2-)의 경우는 Mg2 +와 Ca2 +보다도 투과하기 어렵다.For the transmission order of the ion in the nano-filtration membrane is a cation is Ca 2 + ≥Mg 2 +> Li +> Na +> K +> is a NH 4 +, if the anion is SO 4 2 - »HCO 3 -> F - > Cl -> Br -> NO 3 -> is SiO 2, the case of sulfate ions (SO 4 2-) is hard to permeate than Mg + 2 and Ca + 2.
나노여과공정에서는 해양 심층수 중에 용해되어 있는 CaCO3, CaSO4, SrSO4와 같이 용해도가 작아 역삼투 여과공정에서 염을 농축하는 과정에 막(膜)에서 스케일(Scale)이 생성되어 막 막힘(Fouling) 현상을 최대한 억제하기 위해서 황산 이온(SO4 2-)을 제거한 탈 황산 이온 염수를 역삼투 여과공정으로 보내고, 황산 이온 함유 미네랄 수는 방류한다.In the nanofiltration process, the solubility is low, such as CaCO 3 , CaSO 4 , and SrSO 4 dissolved in the deep sea water, and scale is formed in the membrane during salt concentration in the reverse osmosis filtration process. In order to minimize the phenomena), desulphurized ions brine from which sulfate ions (SO 4 2- ) have been removed is sent to the reverse osmosis filtration process, and the sulfate-containing mineral water is discharged.
나노여과공정에서 공급압력은 20∼30기압(atm)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.In the nano filtration process, the supply pressure is 20 to 30 atm, and in the case of spiral, the membrane permeation amount is 0.7 to 1.4 ㎥ / m², where the membrane permeate is 70 to 80% of the inflow. Becomes
그리고 역삼투 여과공정의 운전압력을 55기압 이하의 저압으로 운전하면서 여과 탈염수를 유입수의 40% 이하로 할 때는 황산염에 의한 스케일이 크게 문제되지 않기 때문에 나노여과공정을 생략하고, 전처리여과된 해양 심층수를 바로 역삼투 여과공정으로 보낸다.In addition, when the operating pressure of the reverse osmosis filtration process is operated at a low pressure of 55 atm or less and the filtration demineralized water is 40% or less of the influent, since the scale due to sulfate is not a problem, the nanofiltration process is omitted and the pre-filtered deep seawater Send directly to reverse osmosis filtration process.
2) 역삼투 여과공정2) Reverse Osmosis Filtration Process
나노여과공정에서 여과된 탈 황산 이온 염수가 역삼투 여과공정에 공급되면, 운전압력을 50∼60기압(atm)으로 여과 막에 공급하며, 나선형여과 막의 경우 막 투과수량은 0.5∼0.8㎥/㎡·일로 운전하면 염분은 99.0 ∼ 99.85wt% 범위로 제거되며, 염분이 탈염(脫鹽)된 탈 염수는 음용수제조공정으로 보내고, 여과되지 않고 농축된 염수는 전기투석공정으로 보낸다.When the desulphurized ion brine filtered in the nanofiltration process is supplied to the reverse osmosis filtration process, the operating pressure is supplied to the filtration membrane at 50 to 60 atm, and in the case of the spiral filtration membrane, the water permeation rate of the membrane is 0.5 to 0.8
3) 전기투석공정3) Electrodialysis Process
일반적으로 해수 중의 염분(NaCl)을 전기투석법으로 농축하여 고순도의 소금을 생산하는 방법에서는 양이온교환 격막과 음이온교환 격막 모두를 1가 이온만 선택적으로 교환하는 격막을 양극과 음극 사이에 탈염실과 염농축실로 분리하여 다단을 설치하여 정류기로부터 직류전류를 인가하여 염분을 농축하여 NaCl의 함량이 99wt% 이상인 고순도의 소금을 생산하는 방법과는 달리, 본 발명에서는 양이온교환 격막은 양이온 모두를 투과하는 격막을 사용하고, 음이온교환 격막은 1가 이온만 투과하는 격막을 사용하여 해양 심층수 중의 2가 이상의 이온인 황산 이온(SO4 2 -)을 배제(排除)한 미네랄농도가 높은 소금을 생산하는 방법을 제시한다. In general, in the method of producing high-purity salt by concentrating salt (NaCl) in seawater by electrodialysis, a desalination chamber and a salt between a cathode and a cathode are used to selectively exchange monovalent ions in both a cation exchange membrane and an anion exchange membrane. Unlike the method of separating a condenser into a multistage and applying a direct current from a rectifier to concentrate salts to produce a high-purity salt having a NaCl content of 99wt% or more, in the present invention, the cation exchange diaphragm is a diaphragm that penetrates all cations. a method for the exclusion of (排除) a mineral concentrations produce high salt-to use, the anion exchange membranes are monovalent ions only two or more ions of sulfuric acid ions in the deep sea water using a membrane that passes through (SO 4 2) present.
본 발명에서 전기투석에 의한 염 농축은 역삼투 여과공정에서 1차 농축된 염수가 염수 저장조(13)에 공급되면 염수 이송펌프(14)로 전기투석공정의 양이온 교환 격막은 1가 및 2가 이상 다가(多價)의 양이온 모두를 투과하는 양이온 선택교환 격막(21)을 사용하고, 음이온 교환 격막은 1가 음이온만을 선택적으로 투과하는 1가 음이온선택교환 격막(20)을 양극(16)과 음극(17) 사이에 교호적으로 일렬로 다단을 설치한 전기투석장치(15)의 탈염실(22)에 공급하면서, 농축 염수 저장조(24)의 농축 염수를 농축 염수 이송펌프(25)에 의해 염농축실(23)로 공급하여 농축 염수 저장조(24)로 순환하면서 정류기(26)로부터 직류전류를 인가하면, 염수 중 Ca2+와 잔류 Na+, K+와 같은 양이온 모두가 양이온선택교환 격막(21)을 통과하여 음극(17) 염농축실(23)로 이동하며, 음이온은 1가 음이온선택교환 격막(20)을 사용하여 황산 이온(SO4 2-)과 같은 2가 이상 다가 이온은 투과하지 못하고 1가 음이온(Cl-)만 1가 음이온선택교환 격막(20)을 통과하여 양극(16) 쪽의 염농축실(23)로 이동하면서 염분을 농축한다.In the present invention, the salt concentration by electrodialysis is the cation exchange diaphragm of the electrodialysis process to the
본 발명에서 양이온 교환 격막은 모든 양이온을 투과하는 양이온선택교환 격막(21)을 사용하고, 음이온교환 격막은 1가 음이온만을 선택적으로 투과하는 1가 음이온선택교환 격막(20)을 양극(16)과 음극(17) 사이에 교호적으로 일렬로 다단을 설치한 전기투석장치에서는 황산 이온은 음이온교환 격막을 투과하기 어렵기 때문에 탈염실(22)에 남으므로, 염농축실(23)에서는 황산 이온이 적기 때문에 칼슘 이온(Ca2+)은 여분(餘分)의 염소 이온(Cl-)과 결합하여 염화칼슘(CaCl2)이 된다.In the present invention, the cation exchange diaphragm uses a cation
이와 같이 함수(鹹水)의 조성이 변화하는 이유는, 이온교환막전기투석법에 의한 미네랄수의 농축은 1가 음이온선택교환 격막(20)을 SO4 2 -이온이 통과하기 어렵기 때문이며, 이와 같은 현상을 이온의 선택투과성(選擇透過性)이라고 한다.The reason why the composition of the water is changed is that the concentration of mineral water by ion exchange membrane electrodialysis is difficult for SO 4 2 - ions to pass through the monovalent anion
역삼투 여과공정에서 염 농도가 5∼6wt%로 농축된 염수를 염수 이송펌프(14)에 의해서 탈염실(22)로 공급하여 염수 저장조(13)로 반송하면서, 농축 염수 저장조(24)의 농축 염수를 농축 염수 이송펌프(25)로 염농축실(23)에 공급하여 농축 염수 저장조(24)로 순환하면서 정류기(26)로부터 직류전류를 인가하면, 탈염실(22)의 염수 중 모든 양이온은 전기적인 인력(引力)에 의해서 양이온선택교환 격막(21)을 투과하여 음극(17) 쪽의 염농축실(23)로 이동하고, 음이온은 황산 이온과 같은 2가 이상의 이온을 제외한 1가 음이온만 1가 음이온선택교환 격막(20)을 투과하여 선택적으로 염농축실(23)로 이동하여 염수 중에서 염 농도가 떨어져 전기전도율이 8∼20㎳/㎝로 되면 전기전도율지시제어기(ECIS; Electric conductivity indicating switch)에 의해 솔레노이드 밸브(ⓢ)를 작동하여 탈염된 황산 이온 함유 수는 방류하고, 농축 염수 저장조(24)의 황산 이온이 제거된 농축 염수의 보매도 비중이 10∼22°Be 범위로 농축되면 보메도비중지시제어기(BIS; Baume indicating switch)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 미네랄밸런스 조정 및 첨가제 혼합조(27)로 보낸다.Concentrate the
그리고 농축 염수 저장조(24)의 수위가 떨어지면 탈 염수를 용수로 농축 염수 저장조(24)에 설치된 수위 제어기(LS)로 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해 공급 한다.And when the water level of the
상술한 황산 이온을 제거하면서 염분을 농축하는 전기투석장치(15)의 경우는 수중의 Na+, K+, Ca2 +, Mg2 + 등의 모든 양이온은 양이온교환막을 통과하며, Cl-, Br-, SO4 2 - 등의 음이온은 황산 이온(SO4 2 -)을 제외한 1가 음이온만 선택적으로 교환되는 음이온교환 막을 사용함으로써 이온의 크기가 큰 황산 이온(SO4 2 -)은 통과하기 어렵기 때문에 황산 이온 농도는 낮게 되어 남은 Ca2 +이온은 염화물이온(Cl-)과 반응하여 염화칼슘(CaCl2)이 생성된다.In the
황산 이온을 제거하면서 염분을 농축하는 전기투석장치(15)의 양극(16)은 내식성(耐蝕性) 재질이면서 염소 및 산소발생 과전압(過電壓)이 높은 DSA(Dimensionally stable anode)전극이나 백금도금 전극을 사용하며, 양극실 용액은 음극실(19)을 통과한 용액을 주입하여 양극(16) 표면에서 염소 및 산소의 발생을 억제하도록 하며, 음극(17)은 수소발생과전압(水素發生過電壓)이 높은 랜니 니켈(Ranney nickel)이나 스테인리스 스틸(Stainless steel) 강판을 사용하고, 음극실(19)에 가장 인접한 양이온교환 격막은 수소 이온 난투과성막(難透過性膜)이나 1가 음이온투과 격막을 이용하는 것에 의해서 음극(17) 표면에서의 수소 이온(H+)의 발생량을 저감도록하여 전력효율의 향상과 악취발생이 감소하도록 한다.The
그리고 염농축실(23)에서 스케일 생성에 의해서 처리효율을 저하할 때를 대비하여 정류기(26)에 극성전환장치(極性換置)를 설치하여 부착된 스케일을 탈리(脫離) 시킬 수 있도록 한다.In addition, in the
전극실의 전해질 용액은 음극실(19)로 공급하여 배출되는 전해질 용액을 양극실(18)에 공급하며, 음극실(19)에 공급하는 전해질 용액(음극실 용액)은 해양 심층수 원수를 이용할 수도 있으나, 3∼10wt%의 Na2SO4 수용액을 사용하는 것이 전극의 부식 및 양극(16)에서 염소(Cl2)가스의 발생을 억제할 수 있도록 한다. The electrolyte solution of the electrode chamber is supplied to the
전기투석장치(15)의 처리성능을 높이기 위해서는 전류밀도(電流密度)를 한계전류밀도(限界電流密度) 이하의 범위에서 가능한 한 높게 하는 것이 바람직하지만, 한계전류밀도는 염류농도에 비례하면서 확산 층의 두께에 반비례하므로, 확산 층의 두께가 일정한 경우, 배수되는 황산 이온 함유수 중의 염 농도와 농축 염수의 염 농도에 의해 좌우되므로, 본 발명에서는 양이온선택교환 격막(21)과 1가 음이온선택교환 격막(20)을 양극(16)과 음극(17) 사이에 교대로 배열한 탈염실(22)과 염농축실(23)로 구성된 전기투석장치(15)에 황산 이온을 함유한 염수는 염수 이송펌프(14)로 탈염실(22)에 보내어 탈염 후 일부는 순환하며, 농축 염수는 농축 염수 이송펌프(25)에 의해 염농축실(23)로 보내어 순환함으로써 염 농축효율을 향상하면서 염농축실(23)에서 스케일성분이 생성되지 않도록 염농축실(23)에 통수하는 농축 염수를 다량으로 공급하면, 스케일 트러블을 방지할 수 있으며, 염농축실(23)에 염 농도가 높은 농축 염수를 공급함으로써 전류의 액저항(液抵抗) 적어지므로 한계전류밀도를 높일 수 있으며, 황산 이온을 제거하는 전기투석 장치(15)의 처리성능을 향상시킬 수 있다.In order to increase the processing performance of the
그리고 전기투석장치(15)에서 한계전류밀도를 높게 하여 통전량(通電量)을 크게 함으로써 전기투석효율을 향상하면서 스케일 트러블을 억제하기 위해서는 탈염실(22)에 공급하는 유량은 막면선속도(膜面線速度)가 10~30 ㎝/초 범위로 탈염수를 염수 저장조(13)로 반송하며, 염농축실(23)에 공급하는 농축 염수의 유량은 막면선속도가 1~3㎝/초 범위가 유지되도록 농축 염수 저장조(24)로 반송한다.In order to improve the electrodialysis efficiency and to suppress scale trouble by increasing the amount of energization by increasing the limit current density in the
전기투석장치(15)에 사용하는 양이온선택교환 격막(21)은 폴리스티렌-디비닐 벤젠(Polystyrene-divinylbenzene)계의 주사슬(主鎖; Main chain)에 부전하(負電荷) R-SO3 -를 고정하고 있는 부전하막(負荷電膜)인 모든 양이온을 투과할 수 있는 막을 사용하고, 1가 음이온선택교환 격막(20)은 음이온을 교환할 수 있는 막으로 정전하(正電荷) R-NH3 +를 폴리머사슬(Polymer chain)에 고정하고 있으며, 정전하를 막에 고정하고 있으므로 정하전막(正荷電膜)이라고도 하며, 이온교환기가 지방족 탄화수소(脂肪族炭化水素)에 의해서 가교(架橋) 되고 있어 막표면부(膜表面部)에는 양이온교환기를 가지는 고분자물질의 박층(薄層)이 형성되고 있는 음이온교환 막으로, 교환기의 도입 모노머(Monomer; 單位體)에 지방족 탄화수소로 가교와 동시에 4급 화를 실시한 것이 좋으며, 양이온교환기를 가지는 고분자물질로서는 양이온교환기를 가지는 고분자 전해질 및 선상고분자전해질(線高分子電解質)이나 양이온교환기를 가지는 불용성 고분자 등으로, 구체적으로는, 리그닌설폰산염(Ligninsulfonate)과 같은 설폰산염((Sulfonate), 고급 알코올 인산에스테르와 같은 인산에스테르염 등에서 분자량 500 이상의 양이온교환기를 가지는 고분자 전해질, 메타크릴산(methacrylic acid), 스틸렌설폰산(Styrene sulfonic acid)과 같은 카르본산기(-COOH)나 설폰산기(-SO3H)를 가지는 단량체(單量體) 유닛(Unit)을 다수 개(多數個) 포함한 선상고분자 전해질, 양이온교환기를 포함한 페놀류와 알데히드류를 축합(縮合)시킨 양이온교환기를 가지는 불용성 고분자의 1가 음이온을 선택적으로 교환하는 막을 사용한다.The cation
그러나 황산 이온을 제거하지 않고, 역삼투 여과공정에서 배출되는 5∼6wt%의 염수를 증발농축하여 소금을 석출(析出) 하고자 할 때는 전기투석에 의한 염분을 농축하는 단계를 생략하고, 역삼투 여과공정에서 5∼6wt%로 농축된 염수를 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조(27)로 보낸다.However, in order to precipitate salts by evaporating 5-6 wt% of brine from the reverse osmosis filtration process without removing sulfate ions, the step of concentrating salts by electrodialysis is omitted, and reverse osmosis filtration. The brine concentrated to 5-6 wt% in the process is sent to the mineral balance adjustment and
Ⅲ. 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합단계III. Mineral balance adjustment and additive mixing stage
1) 칼슘분말의 제조공정1) Manufacturing Process of Calcium Powder
미네랄밸런스 조정용 칼슘분말은 소뼈(牛骨)와 같은 동물의 뼈, 난각(卵殼), 굴 껍질(牡蠣殼)과 같은 조개 껍질(貝殼), 산호초(珊瑚礁)와 같이 칼슘성분이 많은 재료를 800∼1,200℃로 소성(燒成)한 다음 분쇄(分碎)한 분말을 사용한다.Calcium powder for mineral balance adjustment is made of 800 calcium-rich materials such as bones of animals such as bovine bone, egg shells, clam shells such as oyster shells, and coral reefs. The powder was calcined at ˜1,200 ° C. and then pulverized.
소뼈와 같은 동물의 뼈의 주성분은 인산칼슘 아파타이트(Apatite)형태로 구성되어 있으며, 계란 껍질(卵殼)의 주성분은 탄산칼슘(CaCO3)으로 구성되어 있으며, 굴 패각(貝殼)과 같은 조개껍질의 경우는 탄산칼슘(CaCO3)이 주성분으로 구성되어 있으면서 소량의 탄산마그네슘(MgCO3)이 함유되어 있다.Animal bones such as bovine bone are composed of calcium phosphate apatite, and eggshell is composed of calcium carbonate (CaCO 3 ), and shells such as oyster shells. In the case of calcium carbonate (CaCO 3 ) is composed of a main component and a small amount of magnesium carbonate (MgCO 3 ) is contained.
전술한 칼슘 소재(素材)를 800∼1,200℃로 소성(燒成)하게 되면 유기물질과 휘발성 물질은 열분해 되며, 동물의 뼈의 경우는 수산화인회석(Ca5(PO4)3OH; Calcium phosphate hydroxide)의 형태로 전환되며, 난각(卵殼)이나 패각(貝殼)의 경우는 산화칼슘(CaO)형태로 전환하여 가용성 칼슘으로 전환된다.When the above-mentioned calcium material is calcined at 800 to 1,200 ° C., organic and volatile substances are thermally decomposed, and in the case of animal bone, calcium phosphate hydroxide (Ca 5 (PO 4 ) 3 OH; In the case of eggshell or shell, it is converted into calcium oxide (CaO) and converted into soluble calcium.
전술한 칼슘소재를 소성온도 800∼1,200℃에서 2∼3시간 동안 소성하여 300∼400 메쉬(mesh)의 입자로 분쇄(分碎)하여 미네랄밸런스 조정제인 칼슘분말을 만든다.The above-mentioned calcium material is calcined at a firing temperature of 800 to 1,200 ° C. for 2 to 3 hours to be pulverized into 300 to 400 mesh particles to form a calcium powder as a mineral balance regulator.
2) 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합공정2) Mineral balance adjustment and additive mixing process
전기투석장치(15)에서 황산 이온(SO4 2 -)이 제거된 농축 염수가 농축 염수 저장조(24)에서 보메도 비중이 10∼22°Be 범위로 농축된 농축 염수는 보메도 비중지시제어기(BIS)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조(27)에 공급되면 상술한 칼슘분말을 Ca/Mg의 중량(무게)비가 0.8∼6.0의 비율이 되게 공급을 하고, 첨가제는 건강에 유용한 트레할로스(Trehalose, α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyanoside)와 미네랄 염과 유기착화합물을 생성할 수 있 는 유기산(有機酸)을 다음과 같이 공급한다.Sulfate ion in the electrodialysis device (15) (SO 4 2 - ) a Concentrated brine bome in the concentrated salt water reservoir (24) removes the specific gravity is concentrated to a range of 10~22 ° Be concentrated brine is bome FIG weight instruction controller ( When the solenoid valve (ⓢ) is operated to be supplied to the mineral balance adjustment and the
① 트레할로스(Trehalose)는 염수 중의 무기미네랄 함량에 0.01∼5wt%범위로 주입한다.① Trehalose is injected into the mineral mineral content in saline in the range of 0.01 ~ 5wt%.
② 유기착화합물을 생성할 수 있는 유기산은 아스코르브산(Ascorbic acid), 구연산(Citric acid), 호박산(Succinic acid), 초산(Acetic acid), 이타콘산 (Itaconic acid), 주석산(Tartaric acid), 피루브산(Pyruvic acid), 사과산(Malic acid), 푸마르산(Fumaric acid), 시스-아코니틴산(Cis-aconitic acid ), 옥살호박산(Oxalsuccinic acid),α－케토글루타르산(α-Ketoglutaric acid), 카페인산(Caffeic acid), 신남산(Cinnamic acid, Sinapinic acid), 쿠마린산(Coumaric acid), 젖산(Lactic acid), 현미식초, 사과식초, 포도식초, 매실식초, 감식초, 목초산(Wood vinegar)과 아미노산은 아스파라긴산(Aspartic acid), 트레오닌(Threonine), 세린(Serine), 글루타민산(Glutaminic acid), 프롤린(Proline), 글리신(Glycine), 알라닌(Alanine), 시스틴(Cystine), 발린(Valine), 이소류신(Isoleucine), 페닐알라닌(Phenylalanine), 히스티딘(Histidine), 리신(Lysine), 타우린(Taurine), 호스호에타노르아민, 아스파라긴산(Asparaginic acid), 트레오닌(Threonine), 세린(Serine), 프롤린(Proline), 글리신(Glycine), 알라닌(Alanine), 페닐알라닌(Phenylalanine), 아미노낙산(Aminobutyric acid), 히스티딘(Histidine), 히드록시리신(Hydroxylysine), 오르니틴(Ornithine)을 단독 또는 2종류 이상 혼합한 것을 NaCl과 KCl을 제외한 나머지 미네랄성분(Ca, Mg …등)의 함량에 10∼60wt%의 비율로 첨가한다.② Organic acids that can produce organic complex compounds include ascorbic acid, citric acid, citric acid, succinic acid, acetic acid, itaconic acid, tartaric acid, pyruvic acid ( Pyruvic acid, malic acid, fumaric acid, cis-aconitic acid, oxalsuccinic acid, α-ketoglutaric acid, caffeic acid Caffeic acid, Cinnamic acid, Sinapinic acid, Coumaric acid, Lactic acid, Brown rice vinegar, Apple vinegar, Grape vinegar, Plum vinegar, Persimmon vinegar, Wood vinegar and amino acids Aspartic acid, Threonine, Serine, Glutaminic acid, Proline, Glycine, Alanine, Cystine, Valine, Isoleucine ), Phenylalanine, Histidine, Lysine, Taurine, Horsehoeta Noramine, Asparaginic acid, Threonine, Serine, Proline, Glycine, Alanine, Phenylalanine, Aminobutyric acid, Histidine Hydroxylysine, ornithine, or a mixture of two or more of them, is added to the content of minerals (Ca, Mg…, etc.) except for NaCl and KCl at a ratio of 10 to 60 wt%.
농축 염수가 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조(27)에 공급되면 칼슘소재분말과 상술한 첨가제를 주입하고, 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조 교반기(28)로 0.5∼2시간 동안 교반하여 유기미네랄 염이 생성되도록 하여 증발 탑(33) 상부로 보낸다.When the concentrated brine is supplied to the mineral balance adjustment and
예를 들어 칼슘 미네랄 염의 경우 젖산과 반응은 다음 ④의 반응식과 같이 반응하여 유기성 미네랄 염인 젖산칼슘이 생성된다.For example, in the case of calcium mineral salts, the reaction with lactic acid reacts as shown in the following
Ca2 + + 2CH2CHOHCOOH →Ca(CH3CHOHCOO)2 + 2H+ ……………………④ Ca 2 + + 2CH 2 CHOHCOOH → Ca (
교반방법은 프로펠러 교반기로, 교반시간(체류시간)을 0.5∼2시간, 회전속도를 180∼360RPM으로 교반하여 미네랄밸런스조정제인 칼슘분말이 완전히 용해되면서 첨가제를 혼합한 농축 염수는 염수 증발 탑 공급펌프(29)에 의해서 증발 탑(33) 상부로 보낸다. The stirring method is a propeller stirrer, and the stirring time (retention time) is 0.5-2 hours, the rotation speed is 180-360 RPM, the calcium powder which is a mineral balance adjusting agent is dissolved completely, and the concentrated brine which mixed the additive is brine evaporation tower feed pump. By the 29 to the top of the evaporation tower (33).
미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조 교반기(28) 및 염수 증발 탑 공급펌프(29)의 재질은 내염성 재질인 SUS-316L, 티타늄, 브론즈(Bronze) 합금 중에서 한 종류를 사용한다.The mineral balance adjustment and additive
그러나 제품소금의 효과가 떨어지더라도 제조비용을 절감하기 위해서 전술한 트레할로스(Trehalose)와 미네랄 염과 유기착화합물을 생성할 수 있는 유기산의 첨가제를 주입하지 않고 염장식품용 소금을 제조할 수도 있다.However, salts for salt foods may be prepared without injecting additives of trehalose and organic acids, which may generate mineral salts and organic complex compounds, in order to reduce manufacturing costs even if the effect of product salt is reduced.
Ⅳ. 증발농축, 탈수 및 건조에 의해 소금을 제조하는 단계Ⅳ. Salt preparation by evaporation, dehydration and drying
증발농축에 의한 소금의 석출은 가열에 의해서 수분을 증발하는 경우는 해양 심층수에 함유된 염 중에서 열에 약한 트레할로스(Trehalose), 영양염류와 같은 유용물질이 분해될 수 있기 때문에 본 발명에서는 상온에서 대기 중의 건조공기에 의한 증발농축공정을 이용하며, 건조의 경우도 120℃ 이하의 열풍공기에 의해서 건조한다. Precipitation of salt by evaporation concentrates in the present invention because useful substances such as trehalose and nutrients, which are susceptible to heat, may be decomposed when salt is evaporated by heating in the deep sea water. An evaporative condensation step using dry air is used, and drying is also performed by hot air air of 120 ° C. or lower.
농축 염수가 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조(27)에서 칼슘제 분말과 상술한 첨가제를 주입하고, 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조 교반기(28)로 0.5∼2시간 동안 교반하여 유기미네랄 염이 생성되도록 한 다음, 염수 증발 탑 공급펌프(29)로 자화기(30)를 통과하여 자화처리 후 증발 탑(33) 상부로 보낸다.Concentrated brine injects the calcium powder and the above-mentioned additives from the mineral balance adjustment and
농축 염수를 순환농축 염수와 탈수 여액과 함께 대기공기에 의한 증발 탑(33) 상부로 분무노즐(34)을 통해 분무하면서 배기 팬 (35)의 작동에 의해서 대기 중의 건조공기가 대기공기에 의한 증발 탑(33) 하부로부터 흡입되어 농축 염수와 향류접촉(向流接觸)하면서 농축 염수 중의 수분이 증발된 후 염석출 침전조(30)로 떨어져 상부로 익류하는 익류수는 순환농축염수저장조(36)로 보낸 다음, 농축 염수 반송펌프(37)에 의해 자화기(30)를 통과하여 자화처리 후 증발 탑(33) 상부로 반송하고, 석출된 염은 염석출 침전조(31) 하부로 침전되면 염석출 침전조 레이크(32)에 의해서 염석출 침전조(31) 하부중앙의 콘(Cone) 부분으로 모이면 석출염 이송 스크루 컨베이어(38)에 의해서 탈수공정에 공급하여 탈수 여액은 탈수 여액 저장조(39)로 보낸 다음. 탈수 여액 이송펌프(40)에 의해서 자화기(30)를 통과하여 자화처리 후 증발탑(33) 상부로 반송하면서 탈수 여액 저장조(39)의 탈수 여액인 간수의 보메도 비중을 34∼38°Be에서 보메도 비중지시제어기(BIS)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 간수(苦汁)를 배출하면서 석출되는 소금 중에 미네랄성분(Ca, Mg, K, Si 및 미량무기물)의 함량이 10∼20wt%범위의 소금이 석출하면 염석출 침전조(31) 하부로 침전되면 염석출 침전조 레이크(32)로 염석출 침전조(31) 하부 콘(Cone) 부분으로 모이면 석출염 이송 스크루 컨베이어(38)로 탈수기로 보내어 탈수처리 후 90∼120℃ 범위의 열풍공기로 건조하여 염장식품용 소금을 제조한다.Dry air in the atmosphere is evaporated by atmospheric air by the operation of the exhaust fan 35 while spraying the concentrated brine with the circulating concentrated brine and the dehydrated filtrate through the
증발 탑(45)의 구조는 산업공장의 냉각탑의 구조와 동일하며, 재질은 방부처리한 목재, FRP(Fiber glass reinforced plastic), 슬레이트(slate) 등을 사용한다.The structure of the evaporation tower 45 is the same as that of the cooling tower of an industrial plant, and the material is preservative wood, FRP (Fiber glass reinforced plastic), slate and the like.
염석출 침전조(31), 순환농축 염수 저장조(36)와 탈수 여액 저장조(39) 의 재질은 철근 콘크리트(Reinforced concrete)에 에폭시 코팅을 한 조나 티타늄이나 SUS-316L 또는 스틸 강판에 FRP수지나 에폭시 수지를 라이닝 또는 코팅을 한 것을 사용한다. Salt-precipitation sedimentation tank (31), circulation concentrated brine storage tank (36), and dehydration filtrate storage tank (39) are made of reinforced concrete with epoxy coating or titanium, SUS-316L, or steel plate with FRP resin or epoxy resin. Lining or coating is used.
염석출 침전조(31)의 직경은 석출염의 고형물부하가 60∼90㎏/㎡·일의 범위로, 깊이는 3∼4m로, 하부 바닥의 경사는 1.5/10∼2.5/10 범위의 구배(句配)가 되게 설계한다.The diameter of the
염석출 침전조 레이크(32)의 재질도 전술한 내염성 재질을 사용하던가, 스틸 강판에 에폭시 수지를 코팅하여 사용하며, 회전속도는 0.02∼0.05rpm으로 하며, 감속기의 동력은 염석출 침전조(31)의 직경과 침전된 염의 상태를 고려하여 토르크(Torque)를 계산하여 결정한다.Salt-precipitation
농축 염수반송펌프(41), 석출염 이송 스크루 컨베이어(38), 탈수여액이송펌프(40) 및 탈수기의 재질은 티타늄이나 SUS-316L 을 사용하며, 모든 염수배관은 티타늄, SUS-316L 이나 PE(Poly ethylene), PVC(Poly vinyl chlorde) 수지관을 사용한다.Concentrated brine transfer pump (41), precipitation salt transfer screw conveyor (38), dehydration liquid transfer pump (40) and dehydrator are made of titanium or SUS-316L, all brine piping is titanium, SUS-316L or PE ( Polyethylene) and PVC (Poly vinyl chlorde) resin tubes are used.
전기투석공정이나 역삼투 여과공정에서 보메도 비중이 5∼22°Be까지 농축된 염수가 미네랄밸런스조정 및 첨가제 혼합조(27)로 보내어 칼슘 제 분말과 상술한 첨가제를 주입하여 유기미네랄염을 생성한 다음, 염수 증발 탑 공급펌프(29)로 자화기(30)를 통과하여 자화처리 후 증발 탑(33) 상부로 보내어 수분이 증발하여 염석출 침전조(31)로 떨어지면서 보메도 비중이 25∼26°Be가 되면 NaCl이 석출하기 시작하며, 증발농축을 계속하여 농축 염수의 보메도 비중이 30∼32°Be가 되면 MgCℓ2가 석출하게 되며, 이어서KCl이 석출(析出)하기 시작한다.In the electrodialysis process or reverse osmosis filtration process, brine concentrated to 5 ~ 22 ° Be of specific gravity is sent to the mineral balance adjustment and
염장식품에 사용하는 소금은 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 실리카와 같은 미네랄성분의 함량이 높은 소금이 바람직하기 때문에 본 발명에서는 간수의 배출을 하지않거나 보메도 비중을 34∼38°Be에서 간수를 배출하여 석출되는 소금 중에 NaCl을 제외한 나머지 미네랄성분(Ca, Mg, K, Si 및 미량무기물) 함량이 10∼20wt%범위의 염장식품용 소금을 제조한다.Salt used in salted foods is preferably salt having a high content of minerals such as calcium (Ca), magnesium (Mg), potassium (K), and silica, and therefore, in the present invention, it does not discharge the liver water or the specific gravity of bomedo. The salt is discharged from ˜38 ° Be to prepare salts for salt foods containing 10 ~ 20wt% of minerals (Ca, Mg, K, Si and trace minerals) except NaCl.
상술한 이온교환막전기투석법에 의한 해양 심층수의 농축에서는, 해양 심층수 중의 Na+, K+, Ca2 +, Mg2 + 등의 양이온은 양이온교환막을 통과하며, Cl-, Br-, SO4 2 - 등의 음이온은 음이온 교환 막을 통과하는 것에 의해서 염은 농축되며, 이때, 2가 이온보다는 1가의 양이온(Na+, K+)과 음이온(Cl-)이 통과하기 쉬우며, 이것은 Ca2 +, Mg2 +, SO4 2 - 등의 이온의 농도가 낮은 농축 염수(鹹水)가 생성되는 것을 의미하고 있으며, 특히 이온의 크기가 큰 황산 이온(SO4 2 -)은 통과하기 어렵기 때문에 황산 이온농도는 낮게 되어 남은 Ca2 +는 염화물이온(Cl-)과 결합하여 염화칼슘(CaCl2)이 되어, 각 염류 농도는 변화하게 되어 석출된 소금 및 탈수 여액인 간수 중에는 염화칼슘이 함유되어 있는 특성이 있다.In the deep sea water concentration by ion exchange membrane electrodialysis described above, cations such as Na + , K + , Ca 2 + , Mg 2 + in the deep sea water pass through the cation exchange membrane, and Cl − , Br − , SO 4 2 - anions, such as the salt is concentrated by being passing through the anion exchange membrane, wherein the divalent ion, rather than the monovalent cations (Na +, K +) and negative ions (Cl -) It is easy to pass through, and this Ca 2 +, Mg 2 +, SO 4 2 - and means that the ions are low concentration brine (鹹水) the concentration of such has been created, in particular the ionic size of the largest sulfate ion (SO 4 2 -) ion sulfuric acid, due to the difficulty of passing concentration is remaining Ca 2 + low as chloride ion has combined with the calcium chloride (CaCl 2) properties that contain calcium chloride while is, each salt concentration is to be the guard and the precipitated salt, and dehydration filtrate change (Cl) .
일반 시중에서 판매되고 있는 천일염의 경우는, 칼슘염은 증발지에서 석출하여 침전제거된 다음에 결정지에서 석출한 소금이기 때문에 칼슘성분은 거의 함유되어 있지 않으며, 1가 이온선택성 교환 격막을 사용하여 전기투석에 의해서 생산되는 소금은 NaCl의 함량이 99wt%이상인 고순도의 소금으로 미네랄성분은 거의 존재하지 않기 때문에 염장식품의 소금으로 사용하기에는 부적합한 소금이다.In the case of natural salts sold on the market, calcium salts are rarely contained because they are precipitated in evaporation and precipitated and then crystallized in crystallization. Salt produced by electrodialysis is a high-purity salt with a NaCl content of more than 99wt%, which is not suitable for use in salted foods because there is almost no mineral component.
인간을 포함한 대부분의 동물 및 미생물은 NaCl을 제외한 미네랄성분 중에서 칼슘성분의 미네랄 필요량이 제일 높다.Most animals and microorganisms, including humans, have the highest mineral requirement of calcium among minerals except NaCl.
그래서 본 발명에서는 해양 심층수로부터 특히 칼슘함량이 높은 소금을 생산하는 방법을 제시하게 되었다.Therefore, the present invention has been proposed a method for producing a particularly high salt of calcium from deep sea water.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 칼슘함량이 높은 소금을 석출 침전토록 하였음으로 특히 칼슘미네랄성분의 함량이 높은 소금을 생산할 수 있는 특성이 있다.As described above, in the present invention, the salt having a high calcium content is precipitated and precipitated, so that the salt having a high content of calcium mineral component can be produced.
칼슘미네랄 함량이 높은 소금은 맛을 순하게 하기 때문에 소금의 맛을 향상하는 특성도 있다.Salts with a high calcium mineral content tend to be mild in taste, which also improves the taste of salt.
염수 증발 탑 공급펌프(29), 농축 염수 반송펌프(37)와 탈수 여액 이송펌프(40) 토출(吐出) 측에 설치된 자화기(30)는 전술한 물 분자의 집단을 소집단화처리공정의 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器)나 영구자석자화기와 동일한 자화기를 사용하며, 증발농축공정에서 염수 증발 탑 공급펌프(29), 농축 염수 반송펌프(37)와 탈수 여액 이송펌프(40) 토출(吐出) 측에 설치된 자화기(30)에 의해서 염수를 자화처리를 함으로써 미네랄성분은 활성화되어 활성유기성 미네랄착염이 함유된 소금이 생성되어 염장식품에 사용하였을 때 미네랄성분의 섭취효율이 향상될 수 있다.The
그러나 상술한 염장식품용 소금을 제조공정에서 소금제품의 성능이 다소 떨어지더라도 시설비 및 운전비용을 절감하기 위해서 물 분자 집단의 소집단화공정, 나노여과공정, 전기투석공정, 미네랄 염과 유기착화합물을 생성할 수 있는 유기산과 아미노산을 혼합하는 공정을 생략한 공정에 의해서 해양 심층수로부터 염장식품에 사용하는 소금을 제조할 수도 있다. However, in order to reduce the facility cost and operating cost, even if the salt product salt is slightly degraded in the above-mentioned salt food manufacturing process, small grouping process, nano filtration process, electrodialysis process, mineral salt and organic complex compound are produced Salt for use in salt foods can also be produced from deep sea water by a step that omits the step of mixing organic acids and amino acids.
상술한 제조방법들에서 제조된 소금을 된장, 간장, 고추장, 김치, 젓갈류, 단무지, 짠지, 오이지, 장아찌와 같은 염장을 하여 발효하는 식품, 굴비, 자반, 햄, 베이컨과 같은 절임 식품에 10∼25wt% 범위로 혼합하여 염장식품가공에 이용한다. Salts prepared in the above-described manufacturing methods in fermented foods with salts such as miso, soy sauce, red pepper paste, kimchi, salted fish, pickled radish, salty paper, cucumber, and pickle, and pickled foods such as oysters, grapes, ham and bacon It is used in salt food processing by mixing in the range of -25wt%.
미네랄농도가 소금은 육류, 어패류, 채소류를 저장할 때 많이 이용되며, 굴비, 자반, 젓갈류, 햄, 베이컨, 김치, 단무지, 짠지, 오이지 등이 대표적인 염장식품이다. Mineral concentration of salt is used to store meat, seafood, vegetables, oysters, scallop, salted fish, ham, bacon, kimchi, radish, salty, cucumber, etc. are typical salt foods.
식품에 소금을 첨가하면 오래 보존할 수 있는 이유는 소금 자체에는 살균력이 없으나 미생물이 자라지 못하는 환경을 만들어주기 때문이며, 즉 소금물의 삼투압 효과로 식품에서 수분이 빠져나가 미생물이 잘 자라지 못하며, 또 소금물 속에서는 미생물이 원형질 분리를 일으켜 번식이 억제되며, 식품의 특성에 따라 김치, 젓갈류, 단무지, 짠지, 오이지, 장아찌와 같이 마른 소금을 뿌리거나 된장과 같이 소금물에 담그는 방법이 있다. If salt is added to food, it can be preserved for a long time because salt itself does not have bactericidal power, but it creates an environment in which microorganisms cannot grow. The microorganism causes the separation of the plasma, and the reproduction is suppressed. Depending on the characteristics of the food, there are methods of sprinkling dry salts such as kimchi, salted fish, pickled radish, salty paper, cucumber, and pickles, or dipping them in salt water such as miso.
염장식품에서 생육하는 호염성 미생물(Halophilic bacteria) 중에서 김치발효에서 호염성 젖산균(Halophilic Lactobacillus sp.), 절임 식품에서 로이코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 락토바실루스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실루스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 페디오코쿠스 세레비시에(Pediococcus cerevisiae), 락토바실루스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 젓갈(Salted-fermented sea foods) 발효미생물과 같이 염장식품 가공에서 생육하는 대부분의 호염성 발효미생물들은 세포벽이나 세포 내에 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 실리카와 같은 미네랄성분의 함량이 높으면서 미네랄공급이 충분하였을 때 활발한 대사활동을 하는 특성이 있다. Among the hemorrhagic microorganisms grown in salted foods, from the fermentation of Kimchi, Haeophilic Lactobacillus sp. Most lakes grown in salt food processing, such as Lactobacillus plantarum, Pediococcus cerevisiae, Lactobacillus plantarum, and salted-fermented sea foods Salted fermentation microorganisms are characterized by active metabolic activity when the mineral supply is high and the content of minerals such as calcium (Ca), magnesium (Mg) and silica is high in the cell walls or cells.
따라서 본 발명에서는 된장, 간장, 고추장, 김치, 젓갈류, 단무지, 짠지, 오이지, 장아찌와 같은 염장식품 가공에 사용하는 소금을 Ca/Mg의 중량비를 0.8∼6의 범위로 미네랄밸런스를 조정된 미네랄성분이 10∼20wt%함유된 소금을 사용하여 발효가공시 발효미생물의 생육을 활발하게 하여 양질의 발효 염장식품을 제조할 수 있는 소금을 제조하는 방법을 한 것이다.Therefore, in the present invention, the salt used in the processing of salted foods such as miso, soy sauce, red pepper paste, kimchi, salted green radish, pickled radish, salty paper, cucumber, and pickles, the mineral balance of the mineral balance adjusted to a weight ratio of 0.8 to 6 It is a method of preparing a salt that can produce high-quality fermented salted food by actively growing fermented microorganisms during fermentation processing using salts containing 10 to 20 wt% of ingredients.
그리고 미네랄성분은 단순 무기질 상태보다는 유기산착염상태의 미네랄성분이 함유된 소금은 호염성 발효미생물이 미네랄성분을 쉽게 흡수할 수 있는 특성이 있다.In addition, the mineral component is a salt containing a mineral component of the organic acid salt rather than a simple mineral state has a characteristic that basophilic fermentation microorganisms can easily absorb the mineral component.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 해양 심층수에 함유된 염을 이용하여 제조된 소금은 염장식품의 가공에서 호염성 미생물의 생육에 필요한 다종다양한 미네랄성분이 존재하기 때문에 특히 김치, 젓갈, 된장, 고추장과 같은 염장에 의한 발효식품제조에서 널리 이용될 수 있는 효과가 있을 것으로 기대된다.As described above, in the present invention, since the salt prepared by using the salt contained in the deep sea water has various mineral components necessary for the growth of basophilic microorganisms in the processing of salt food, especially kimchi, salted fish, miso, It is expected to have an effect that can be widely used in the fermented food manufacturing by salts such as gochujang.
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