KR100850378B1 - A manufacturing method of alkaline reduced ionized water for drinking, from the deep sea water - Google Patents
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
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Abstract
본 발명은 환원성 알칼리이온 음료수의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수심 200m보다 깊은 곳의 해양 심층수를 취수하여 환원성 알칼리이온 음료수를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a reduced alkali ion beverage, and more particularly, to a method for producing a reduced alkali ion beverage by taking deep sea water deeper than 200 m.
이를 위하여 본 발명은, 수심 200m보다 깊은 곳의 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리를 한 다음에 모래여과(sand filter), 정밀여과(Micro filter) 또는 한외여과(Ultra filter) 중에서 한 종류이상을 조합한 여과에 의해서 수중의 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거하고, 나노여과(Nano filter)를 하여 역삼투 여과(Reverse osmosis filter)에서 스케일(Scale) 생성이 문제되는 황산염(CaSO4)과 2가 이상의 미네랄염을 제거한 다음, 1차 역삼투 여과공정으로 보내어 염수는 소금 및 미네랄염 제조공정으로 보내고, 탈염된 여과수는 1차 pH조정공정으로 보내어 pH를 9∼11로 조정하여 붕산을 폴리 붕산으로 전환하여 2차 역삼투 여과공정으로 보내어 붕소화합물을 제거한 여과수는 전기분해장치(1)의 음극실(3)로 공급하면서 정류기(7)로부터 직류전기를 인가하면, 환원성 알칼리 이온수(전해 환원수)로 전환된다.To this end, the present invention is to take the deep sea water deeper than 200m depth and warm it to 20 ~ 30 ℃, and then the sand filter (micro filter) or ultra filtration (Ultra filter) Sulfate, which is a problem of scale generation in reverse osmosis filter by removing suspended solids (SS) in water by filtration combined with more than one kind, and performing nano filtration (Nano filter) Remove CaSO 4 ) and divalent or more mineral salts, and then send them to the first reverse osmosis filtration process to send brine to the salt and mineral salt manufacturing process, and desalted filtration water to the first pH adjustment process to adjust the pH to 9-11. When the boric acid is converted to polyboric acid and sent to the secondary reverse osmosis filtration process, the filtered water from which the boron compound is removed is supplied to the cathode chamber 3 of the electrolytic apparatus 1, and a direct current is applied from the rectifier 7. It is switched to the re-water (electrolytic reduced water).
전기분해장치(1)의 음극실(3)에서 배출되는 환원성 알칼리 이온수는 2차 pH조정 및 미네랄조정조(8)로 보내어 구연산, 주석산, 호박산, 사과산, 젖산, 아스코르브산, 글루콘산 또는 아미노산 중에서 단독 또는 2종류 이상 혼합한 유기산을 주입하여 pH를 7.3∼8.5 범위의 약 알칼리성으로 조정하면서 미네랄성분에 비환원성 이당류인 자당(蔗糖) 또는 트레할로스(Trehalose) 중에서 한 종류 이상 혼합한 미네랄조정제를 주입하여 경도를 조정한 다음, 고압의 정전압 및 자화처리를 하여 물 분자의 집단(Cluster)을 소집단화하여 환원성 알칼리이온 음료수를 제조한다.The reducing alkaline ionized water discharged from the cathode chamber (3) of the electrolysis device (1) is sent to the secondary pH adjustment and mineral adjustment tank (8), which is the only one of citric acid, tartaric acid, succinic acid, malic acid, lactic acid, ascorbic acid, gluconic acid or amino acid. Or by injecting a mixture of two or more organic acids to adjust the pH to a slightly alkaline range in the range of 7.3 to 8.5 while injecting a mineral modifier mixed with at least one type of non-reducing disaccharides such as sucrose or trehalose. After adjusting, the high-voltage constant voltage and magnetization were performed to subpopulate the cluster of water molecules to prepare a reducing alkali ion beverage.
해양 심층수, 환원성 알칼리이온 음료수, 나노여과, 역삼투 여과, 전기투석, 전기분해, 정전압, 자화처리 Deep sea water, reducing alkaline ionized beverages, nanofiltration, reverse osmosis filtration, electrodialysis, electrolysis, constant voltage, magnetization
Description
도 1은 해양 심층수로부터 환원성 알칼리이온 음료수의 제조공정도1 is a manufacturing process diagram of a reduced alkali ion beverage from deep sea water
도 2는 전기분해공정에서 전해환원수의 생산과 중화 및 미네랄 성분을 조정하는 공정도.Figure 2 is a process for adjusting the production and neutralization of the electrolytic reduced water and mineral components in the electrolysis process.
도 3은 정전압과 자화처리를 하는 공정도3 is a process chart for constant voltage and magnetization
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1; 전기분해장치 2; 양극실One;
3; 음극실 4; 양극3;
5; 음극 6; 격막5; Cathode 6; Diaphragm
7; 정류기 8; 2차 pH조정 및 미네랄 조정조7; Rectifier 8; Second pH adjustment and mineral adjustment tank
9; 교반기 10; 전자처리수조 공급펌프9; Stirrer 10; Electronic Treatment Tank Supply Pump
11; 전자처리수조(電子處理水槽) 12; 전극11;
13; 절연체(絶緣體) 14; 스테인리스강판13;
15 기초 콘크리트구조물 16; 접지(接地, Earth)15
17; 정전압발생장치(靜電壓發生裝置, Electron charger)17; Constant voltage generator (electron charger)
17a; 가변저항 17b; 접지17a;
17c; 1차 권선 17d; 철심17c; Primary winding 17d; Iron core
17e; 2차 권선 18; 중간처리수 저장조17e;
19; 자화기 공급펌프 20; 자화기19;
21; 처리수 저장조 22; 처리수 이송펌프 21; Treated
ⓢ; 솔레노이드밸브(Solenoid valve) FI; 유량지시계(Flow indicator) Ⓢ; Solenoid valve FI; Flow indicator
PCV; 압력조정밸브(Pressure control valve)PCV; Pressure control valve
pHI; 수소 이온농도지시계(pH indicator) pHI; PH indicator
pHIS; 수소 이온농도지시제어기(pH indicating switch)pHIS; PH indicating switch
ORPI; 산화환원전위지시계(Oxidation reduction potential indicator)ORPI; Oxidation reduction potential indicator
ORPIS; 산화환원전위지시제어기(Oxidation reduction potential indicating switch)ORPIS; Oxidation reduction potential indicating switch
BI; 보메도 비중지시계(Baume indicator)BI; Baumedo Baume indicator
BIS; 보메도 비중지시제어기(Baume indicating switch)BIS; Baumedo Bay indicating switch
ECIS; 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch)ECIS; Electric conductivity indicating switch
본 발명은 환원성 알칼리이온 음료수의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수심 200m보다 깊은 곳의 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리를 한 다음에 모래여과(sand filter), 정밀여과(Micro filter), 한외여과(Ultra filter) 등에 의해서 수중의 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거하고, 나노여과(Nano filter)와 역삼투여과(Reverse osmosis filter)를 하여 탈염처리한 탈염수를 전기분해장치의 음극실로 보내어 전해 환원수인 환원성 알칼리 이온수를 만든 다음, 2차 pH조정 및 미네랄조정조로 보내어 구연산, 주석산, 호박산, 사과산, 젖산, 아스코르브산, 글루콘산 또는 아미노산 중에서 단독 또는 2종류 이상 혼합한 유기산을 주입하여 pH를 7.3∼8.5 범위의 약 알칼리성으로 조정하면서 미네랄성분에 비환원성 이당류인 자당(蔗糖) 또는 트레할로스(Trehalose) 중에서 한 종류이상을 혼합한 미네랄조정제를 주입하여 경도를 조정한 다음, 고압의 정전압 및 자화처리를 하여 물 분자의 집단(Cluster)을 소집단화하여 음료수로 사용할 수 있는 환원성 알칼리이온 음료수를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a reduced alkaline ionized beverage, and more particularly, to collect deep sea water at a depth of more than 200 m and warm it to 20 to 30 ° C, followed by sand filtration (sand filter), microfiltration ( Electrolysis of demineralized water desalted by removing suspended solids (SS) from water by micro filter), ultrafiltration, etc., and by nano-filter and reverse osmosis filter. It is sent to the cathode chamber of the device to make reductive alkaline ionized water, which is electrolytic reduction water, and then sent to a secondary pH adjustment and mineral adjustment tank, and an organic acid mixed singly or two or more of citric acid, tartaric acid, succinic acid, malic acid, lactic acid, ascorbic acid, gluconic acid or amino acid. In the pH range of 7.3 to 8.5 to adjust the pH to weakly alkaline, while reducing the mineral content in the sucrose or trehalose, which are non-reducing disaccharides. Injecting a mineral regulator mixed with one or more types in to adjust the hardness, and then a high-pressure constant voltage and magnetization process to make a small group of water molecules to produce a reducing alkaline ion beverage that can be used as a beverage It is about.
성인은 체중의 60~70%, 신생아는 무려 80%가 물로 구성되어 있으며, 세포단위로 보면 뇌세포에는 80%, 망막(網膜)에는 92%가 물로 되어 있으며, 물은 체내에서 체온조정으로부터 노폐물배제 등 다양한 기능을 하며, 인체에 있어서 물은 커다란 생명 활력 유지 향상의 근원이 되기 때문에, 어떠한 물을 매일 섭취하는가 하는 것은 신체 자체와 건강에 크게 영향을 주는 것은 말할 것도 없다. Adults 60-70% of body weight and newborn baby 80% of the body consists of water, 80% of brain cells and 92% of the retina (water) is composed of water, water waste from body temperature adjustment in the body It has various functions such as exclusion, and water is the source of great vitality improvement in the human body. Therefore, what water is consumed every day does not have a great influence on the body itself and health.
세계에서 건강에 좋은 물로 알려진 프랑스의 루르드 (Lourdes), 독일의 노르데나우(Nordenau), 멕시코의 트라코테((Tlacote), 인도의 나다나(Nadana) 등의 명수는 암, 류머티즘, 아토피, 당뇨병 등의 난치병의 치료효과가 있는 것은 널리 알려져 있는 것이 사실이며, 이와 같은 명수는 자연계에 존재하는 천연의 환원성 약 알칼리 이온수라는 공통점이 있다.Famous waters such as Lourdes in France, Nordenau in Germany, Tracote in Mexico, and Nadana in India are known to be healthy water in the world, including cancer, rheumatism, atopy and diabetes. It is true that it is widely known that there is a therapeutic effect of incurable diseases such as the above.
그래서 본원의 발명에서는 오염물질에 전혀 오염되어 있지 않으면서 유용한 미네랄성분을 다량 함유하고 있는 해양 심층수를 이용하여 pH가 7.5∼8.5, 산화환원전위(Oxidation-reduction potential, ORP) 값이 -150∼-250㎷ 범위의 환원성 약알칼리 이온수를 생산하는 방법을 제시코자 한다.Therefore, in the present invention, the pH is 7.5-8.5 and the oxidation-reduction potential (ORP) value is -150 to-using deep ocean water containing a large amount of useful minerals without being contaminated with contaminants. The present invention proposes a method for producing reducing alkaline alkaline water in the range of 250 kV.
환원성 알칼리 이온수는, 유화(乳化) 및 분산작용(分散作用), 탈리작용(脫離作用), 표면장력(表面張力)의 감소(減少) 등의 특성이 있으며, 특히 20℃의 표면장력은 일반수 80℃의 표면장력과 같다. Reducible alkaline ionized water has characteristics such as emulsification, dispersing, desorption, and reduction of surface tension. Particularly, the surface tension at 20 ° C is ordinary water. Equivalent to surface tension of 80 ° C.
환원성 알칼리 이온수는, 전기분해장치의 음극 측에서는 수소가 발생하여 환원성을 가진 침투압의 높은 물이 생성되며, 칼슘, 마그네슘 등의 미네랄성분을 포함한 환원성의 물은 음용이나 요리에 적절하면서 위장 내 이상 발효, 위산 과다, 만성설사, 소화불량, 제산 등의 효과와 효능이 있는 것으로 알려져 있으며, 물맛도 좋게 한다.Reducible alkaline ionized water generates hydrogen at the cathode side of the electrolysis device to generate high water with reducing penetration. Reducible water containing minerals such as calcium and magnesium is suitable for drinking and cooking, and abnormal fermentation in the stomach, It is known to have effects and effects such as excessive stomach acid, chronic diarrhea, indigestion, and antacids.
해양 심층수(海洋深層水)란 햇빛이 닿지 않고, 또한, 표층해수(表層海水)와 섞이지 않는 깊이에 있는 해수로, 통상 수심이 200m보다 깊은 곳의 해수를 해양 심층수라고 부르고 있으며, 해양 심층수는 표층해수에 비해서 오염물질(汚染物質) 및 유해세균(有害細菌)이 전혀 함유되어 있지 않으면서 표1의 "해양 심층수와 표층해수의 성분 분석 치"에서 보는 바와 같이 발효미생물(醱酵微生物)의 생육(生育)에 필요한 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 아연(Zn), 나트륨(Na) 등 다종다양한 미네랄성분이 포함되어 있으면서 영양염류, 생균 수, 수온은 상당한 차이가 있는 특성이 있다.Deep sea water is a seawater that does not reach sunlight and does not mix with surface seawater. Sea deep water is generally called deep sea water with a depth of more than 200 m. Growth of fermented microorganisms as shown in Table 1 "Analysis of Deep Seawater and Superficial Seawater" without containing any contaminants and harmful bacteria compared to seawater. It contains various minerals such as calcium (Ca), magnesium (Mg), iron (Fe), zinc (Zn), sodium (Na), etc. There is a characteristic.
표1 해저의 해양 심층수와 표층해수의 성분 분석 치 Table 1 Depth analysis of deep seawater and surface seawater
통상 200m이하 심해의 해양 심층수는, 표층 해수와는 달리 햇빛이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton) 및 생명체가 증식하지 못하기 때문에 영양염류의 농도가 높으면서 수온에 따른 밀도차이로 표층해수와 혼합되지 않아 표층해수에 존재하는 오염물질이 없으며, 표층의 해수와 비교하였을 때 저온안정성(低溫安定性), 오염물질, 유해세균이나 유기물이 매우 적은 청정성(淸淨性), 식물의 성장에 매우 중요한 무기영양염류가 풍부한 부영양성(富榮養性)과 다양한 미네랄성분이 균형있게 존재하는 미네랄밸런스가 좋은 특성과 고압 저온상태에서 긴 세월동안 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화(小集團化)되어 표면장력이 적어 침투성(浸透性)이 좋은 물로 숙성된 숙성성(熟成性) 등의 특성이 있으며, 구체적인 내용은 다음과 같다.In general, deep sea water of 200m or less deep seawater does not mix with surface seawater due to high density of nutrients and high density of nutrients due to the high temperature of nutrients because Plankton and life do not grow unlike surface seawater. There are no contaminants present in the soil, and the inorganic nutrients that are very important for plant growth are low temperature stability, very low in contaminants, harmful bacteria and organic matters, and very important for plant growth. It has a good balance of minerals with abundant eutrophicity and various minerals, and has a small surface tension due to small clusters of water molecules for a long time under high pressure and low temperature. It has characteristics such as ripening matured with good permeability (water), and the details are as follows.
1. 저온 안전성(低溫 安全性)1. Low temperature safety
표층해수의 수온은 계절에 의해서 큰 폭으로 변동하는 데 대해, 해양 심층수는 계절에 따라서 수온의 변화가 없으면서 저온으로 안정되어 있다.While the surface temperature of surface seawater fluctuates greatly with the seasons, deep ocean waters are stable at low temperatures without changing the water temperature with the seasons.
특히 한국 동해의 해양 심층수는 오호츠크해(Sea of Okhotsk)의 유빙(流氷)이 녹은 찬 해수가 밀도차로 침강(沈降)하여 사할린섬(Ostrov Sakhalin)과 홋카이도(北海道) 사이의 블라디보스토크(Vladivostok) 앞바다로 유입된 심층수로 일본열도가 가로 막혀 흐름이 느려 300m보다 깊은 곳에서는 연간을 통해서 수온이 1∼2℃로 하와이나 일본 태평양 연안의 코우치현(高知縣)의 무로토(室戶) 앞바다의 해양 심층수 등에 비해서 8∼11℃ 정도 낮은 특성이 있다. In particular, deep sea waters in the East Sea of Korea settled by dense differences in cold seawater that melted drift ice in the Sea of Okhotsk, off the coast of Vladivostok between Ostrov Sakhalin and Hokkaido. As the deep water flows in and blocks the Japanese archipelago, the water flow is slower than 300m, and the water temperature is 1 ~ 2 ℃ throughout the year.The deep sea water off the coast of Muroto, Kouchi Prefecture, on the Hawaiian and Japanese Pacific coasts. Compared with 8-11 degreeC, it has a characteristic low.
2. 청정성(淸淨性)2. Cleanliness
심층에 있으므로 육상의 하천수, 대기로부터의 오염을 받기 어렵고, 화학물질, 오염물질과 세균수가 적다.Because it is deep, it is difficult to receive pollution from river water and air on land, and there are few chemicals, pollutants and bacteria.
① 물리적 청정성① physical cleanliness
물리적 청정성은 부유물, 현탁물이 적다고 하는 것으로 해양 심층수는 표층해수에 비해서 부유고형물질의 함량이 적다.Physical cleanliness is said to include less suspended matter and suspended matter. Deep sea water has less suspended solids than surface seawater.
② 생물학적 청정성② biological cleanliness
해수의 취수에서 제일문제가 되는 것은 부착생물의 번식인데, 일반적으로, 표층해수의 취수장치에서는 취수 관내에 부착생물이 번식하는 것으로, 관의 저항이 늘어나 취수불능이 되는 것이 많은데, 해양 심층수는 플랑크톤, (병원성) 미생물, 클로렐라 등의 총생균수는 표층수의 10분의 1에서 100분의 1로 적은 특성이 있다.The biggest problem in the intake of seawater is the propagation of adherent organisms. In general, in surface water intake systems, the adherent organisms propagate in the intake pipe, and the resistance of the pipe increases and it becomes impossible to take in water. The total number of viable bacteria, such as (pathogenic) microorganisms, chlorella, etc., is small, from one tenth to one hundredth of surface water.
③ 화학적 청정성③ chemical cleanliness
해양 심층수는 오염된 표층해수와 혼합이 일어나지 않기 때문에 다이옥신이나 PCB, 유기 염소화합물, 유기주석 등 이른바 환경오염물질에 오염되어 있지 않은 특성이 있다.Since deep seawater does not mix with contaminated surface waters, it is not contaminated with so-called environmental pollutants such as dioxins, PCBs, organic chlorine compounds, and organic tin.
3. 부영양성(富榮養性)3. eutrophicity
해양 심층수는 표층해수에 비해서 바다생물의 근원이 되는 식물플랑크톤(주로, 엽록소를 가지는 미소의 단세포 식물인 규조)의 영양원이 되는 질소, 인, 규산 등이 표층해수의 약 5∼10배의 무기영양염류가 풍부하게 포함되어 있는 특성이 있다. The deep ocean water contains about 5 to 10 times more inorganic nutrients than nitrogen, phosphorus, and silicic acid, which are the nutrient sources of phytoplankton (mainly diatoms, microscopic single-celled plants with chlorophyll), which are the source of sea life compared to surface seawater. There is a characteristic that abundant salt is contained.
수심 150m보다 깊은 곳에서 광량은 1% 이하로, 더 이상의 깊이에서는 식물성 플랑크톤은 광합성을 할 수 없기 때문에, 영양소는 식물성 플랑크톤에 의해서 소비되지 않고 아래의 깊은 층으로 가라앉아 축적되어 무기영양염의 농도가 높다. At depths of more than 150 m, the amount of light is less than 1%, and at further depths, phytoplankton are unable to photosynthesize, so nutrients are not consumed by phytoplankton, but accumulate and accumulate in the deeper layers below, resulting in concentrations of inorganic nutrients. high.
4. 미네랄의 특성4. Characteristics of minerals
해수는 70종류를 넘는 원소를 포함하고 있으며, 해양 심층수도 이와 같이 다종다양의 원소를 포함하고 있는 특성이 있다. Sea water contains more than 70 kinds of elements, and deep sea water has such characteristics that it contains various kinds of elements.
동·식물의 생육에 필요한 주요원소가 많으면서 필요하기는 하지만 다량으로 섭취하면 해가 되는 필수 미량원소인 동, 아연과 같이 사람의 건강에 깊은 관계가 있는 것은 극히 소량 포함되어 있다고 하는 미네랄밸런스의 좋은 특성이 있다.Although there are many important elements necessary for the growth of animals and plants, they are necessary, but mineral traces that contain very small amounts of deeply related to human health, such as copper and zinc, essential trace elements that are harmful to intake in large quantities. There is a good character.
5. 숙성성(熟成性)5. Aging
해양 심층수는 표층해수에 비해 pH가 낮으며(pH 7. 8 전후), 유기물 함량이 적으면서 해양 심층수는 표층해수로부터 분리되어 저온 고압 하에서 긴 세월동안 물 분자의 집단(Cluster)이 적은 소집단화(小集團化)된 소집단수(小集團水; Micro-clustered water)로 수질이 안정되어 있다.Deep sea water has a lower pH than surface sea water (around pH 7.8), low organic matter content, and deep sea water separates from surface sea water, resulting in small clusters of small water molecules for many years under low pressure and high pressure. Micro-clustered water (小集團 化) is the water quality is stable.
물 분자의 집단(集團)의 수(數)는 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance, NMR) 17O-NMR 반치폭(半値幅)의 값(㎐)을 측정하여 간접적으로 측정한다.The number of populations of water molecules is measured indirectly by measuring the value of the Nuclear magnetic resonance (NMR) 17 O-NMR half-width.
일반적으로 하천수나 수돗물의 경우 핵자기공명 17O-NMR 반치폭은 130∼150㎐인 반면에 해양 심층수의 경우는 핵자기공명 17O-NMR 반치폭이 70∼80㎐로 소집단화되어 있다.In general, in the case of river water and tap water, the half-height width of nuclear magnetic resonance 17 O-NMR is 130-150∼, whereas in deep sea water, the half-width of nuclear magnetic resonance 17 O-NMR is 70-80㎐.
물의 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값(㎐)의 1/10의 값이 물 분자의 집단수로 알려져 있으며, 하천수나 수돗물과 같이 핵자기공명 17O-NMR 반치폭은 130∼150㎐인 물은 13∼15개의 물 분자가 수소결합(水素結合)에 의해서 집단(集團; Cluster)으로 되어 있으며, 이와 같이 집단이 큰물을 결합수(Bound water)라 하며, 반면에 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값(㎐)이 적으면서 물 분자의 집단이 적은 물은 소집단수(Microclustered water)라 한다.One-tenth of the value of the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width of water is known as the number of molecules of water, and the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width of 130-150 kPa, such as river water and tap water, is known. 13-15 water molecules are clustered by hydrogen bond, and the large water is called bound water, whereas nuclear magnetic resonance 17 O-NMR Water with a small value of half width and a small group of water molecules is called microclustered water.
따라서 해양 심층수는 염분, 일부 유해물질(붕소)을 제거한 후 미네랄밸런스와 산화환원전위 값만 적절히 조정하면 양질의 기능성 음료수가 될 수 있다.Therefore, deep sea water can be a high-quality functional drink by removing salt and some harmful substances (boron) and adjusting only the mineral balance and redox potential.
환원성 알칼리음료수로 제조하기 위한 조건을 검토하면 다음과 같다.Examining the conditions for the production of reducing alkaline beverages are as follows.
1. 건강에 해로운 물질이 함유되어 있지 않아야 한다.1. It should not contain harmful substances.
건강에 해로운 유기 염소화합물, 농약, 중금속이온(비소, 납, 카드뮴, 수은, 크롬 … 등), 세균, 바이러스 … 등과 같은 유해성 물질이 함유되어 있지 않아야 한다. Unhealthy organic chlorine compounds, pesticides, heavy metal ions (arsenic, lead, cadmium, mercury, chromium…), bacteria, viruses… It should not contain harmful substances such as
2. 인체에 필요한 미네랄밸런스가 적합하여야 한다.2. Mineral balance necessary for human body should be suitable.
① 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)의 농도를 나타내는 경도(硬度)가 10∼300㎎/ℓ범위의 물이 좋다.(1) Water having a hardness of 10 to 300 mg / L, which represents the concentration of calcium (Ca) and magnesium (Mg), is preferable.
② 좋은 물맛의 지수(OI)인 (Ca + K + SiO2) / (Mg + SO4)의 비가 2.0 이상인 물이 맛이 좋다.② Water with a ratio of (Ca + K + SiO 2 ) / (Mg + SO 4 ), which is the index of good taste (OI), of 2.0 or more, has a good taste.
③ 건강의 지수(KI)인 Ca - 0.87Na의 값이 5.2 이상인 물이 건강에 좋다.③ The index of health (KI) Ca-0.87Na value of 5.2 or more water is good for health.
④ 증발잔류물(蒸發殘留物)의 농도가 30∼300㎎/ℓ이어야 한다.④ The concentration of evaporation residue should be 30 ~ 300㎎ / ℓ.
3. pH는 7.2∼7.4 범위의 약알칼리성의 물이 건강에 좋다.3. The pH is 7.2 ~ 7.4 weak alkaline water is good for your health.
인체 혈액의 pH는 7.3∼7.45의 약알칼리성으로 체내에서 수소 이온의 농도는 항상 약알칼리성을 유지하면서 생리적 조절을 하므로 약알칼리성 물은 체내에 흡수가 쉬우며, 만약 혈액의 pH가 산성으로 된다면 체내에 박테리아(Bacteria) 및 바이러스(Virus)의 증식이 쉽기 때문에 pH가 7 이하인 산성상태의 물은 좋지 않다.The pH of human blood is 7.3-7.45, which is weakly alkaline. The concentration of hydrogen ions in the body always maintains weak alkalinity and physiological control. Therefore, weakly alkaline water is easily absorbed by the body. Acidic water with a pH of less than 7 is not good because of the easy growth of bacteria and viruses.
4. 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화된 소집단수(microclustered water)의 물이 좋다.4. Water of microclustered water is preferred where the cluster of water molecules is subpopulated.
물 분자의 집단이 소집단화되면 표면장력(表面張力)이 떨어지면서 세포 내에 침투력이 향상되어 신진대사(新陳代謝)를 활발하게 하며, 또한 침투력이 좋은 물은 청량감이 향상되어 물맛이 좋기 때문에 핵자기공명(NMR) 17O-NMR 반치폭(半値幅)의 값을 60㎐ 이하로 처리된 물이 좋다.When the group of water molecules are small grouped, surface tension decreases, and the penetration force is improved in the cell, thereby promoting metabolism. Also, the water with good penetration power has a refreshing feeling and the taste of water is good. NMR) 17 O-NMR Half width (半 値 幅) The water treated to 60 kPa or less is preferable.
5. 산화환원전위(ORP; Oxidation Reduction Potential) 값이 +100∼-250㎷의 물이 건강에 좋다.5. Oxidation Reduction Potential (ORP) value of + 100 ~ -250㎷ is good for health.
산화환원전위 값이 높다는 것은 산화력이 강하다는 의미이며, 반면에 산화환원전위가 낮다는 것은 환원력이 강하다는 의미이다.Higher redox potential means higher oxidizing power, while lower redox potential means stronger reducing power.
물은 수소와 산소의 화합물로서 수소는-420㎷의 전위로 강한 환원력을 가지며, 산소는+820㎷의 전위로 강한 산화력을 나타내며, 이로부터 물은, -420∼+820㎷의 전위를 나타내며, 산화도 환원도 되어 있지 않은 상태의 물의 전위는 수소와 산소의 전위의 중간인 +200㎷가 된다.Water is a compound of hydrogen and oxygen, hydrogen has a strong reducing power at a potential of -420 kV, oxygen exhibits a strong oxidizing power at a potential of +820 kPa, from which water represents a potential of -420 to +820 kPa. The potential of water in the state of no reduction is +200 kPa which is halfway between the potential of hydrogen and oxygen.
생체수의 전위는 개인에 따라서 약간의 차이가 있으나, 인체 부위나 건강 상태에 따라서 다르지만, 대개 0㎷ 이하의 마이너스(Minus) 전위를 나타내고 있으며, 통상은 호흡이나 식사(체내에서 연소…즉 산화하는 것) 등에 의해서 전위는 올라가며, 그 결과, 체외에 배설된 직후의 요(尿)의 전위는, 건강한 사람의 경우 0∼+100㎷ 정도이다.Although the potential of the biological water varies slightly from person to person, depending on the part of the human body and the state of health, it usually shows a minus potential of less than or equal to 0 μs. Dislocation increases, and as a result, the dislocation of urine immediately after excretion in vitro is about 0 to +100 kPa in a healthy person.
생체수의 수질은, 인체의 건강상태를 좌우하는데 큰 요인이 되며, 음료수도 마시면 몇 초 후에는 생체수로 바뀌기 때문에 산화되어 있지 않은 양질의 물을 섭취하는 것이 좋다.The water quality of living water is a major factor in determining the health of the human body, and drinking water also changes to the living body water after a few seconds, so it is good to take good quality water that is not oxidized.
통상, 수돗물의 전위는+300∼+600㎷대로 높은 산화상태이며, 건강한 사람의 혀는-100㎷ 전후의 전위이므로 -100∼+100㎷의 범위의 물이 맛있게 느끼게 되며, -100㎷ 이하의 환원수를 섭취하면 이뇨 작용이 늘어나 혈액이 정화하며, 물의 삼투압이 높아져 미네랄의 용해도가 현저히 증가하므로 미네랄 흡수효율이 향상되며, 다량으로 음용 하면 체내의 산화부분에 작용하여 체질의 개선효과가 있다.Normally, the potential of tap water is high in the oxidation state of +300 to +600 kPa, and the tongue of a healthy person has potential of around -100 kPa, so the water in the range of -100 to +100 kPa feels delicious, and intake of reduced water of -100 kPa or less When the diuretic effect increases, blood is purified, and the osmotic pressure of water increases, solubility of minerals is significantly increased, and mineral absorption efficiency is improved. When drinking a large amount, it acts on the oxidized part of the body to improve the constitution.
산화환원전위(ORP) 값이 적은 환원성 물은 체내 세포를 산화하여 노화를 촉진하는 활성산소(活性酸素)를 소거(消去)하는 능력이 있기 때문에 건강에 좋으며, 특히 산화환원전위 값이 +100∼-250㎷ 범위의 물이 좋다.Reducible water with a low redox potential (ORP) is good for health because it has the ability to oxidize cells in the body and eliminate active oxygen that promotes aging, and in particular, the redox potential value is from +100 to Water in the range of -250 kPa is good.
6. 파동이 높은 물이 좋으며, 특히 면역파동(免疫波動)이 높은 물이 건강에 좋다.6. High wave water is good, especially water with high immune waves (免疫 波動) is good for health.
7. 유리 탄산(遊離炭酸)이 3∼30㎎/ℓ, 용존산소의 농도가 5∼6㎎/ℓ용해되어 있으면 물맛이 좋다.7. Water taste is good if free carbonate dissolves 3-30 mg / l and dissolved oxygen 5-6 mg / l.
8. 유기물 함량을 나타내는 CODMn의 농도가 3 ㎎/ℓ이하, 유리잔류염소(遊離殘留鹽素)의 농도가 0.4 ㎎/ℓ이하, 취기도(臭氣度)가 3 이하, 색도(色度)는 5도 이하, 탁도(濁度)는 2도 이하, 철(鐵)은 0.05㎎/ℓ이하, 망간(Mn)은 0.01㎎/ℓ이하의 물이어야 한다,8. The concentration of COD Mn , which indicates the organic content, is 3 mg / l or less, the concentration of free chlorine is 0.4 mg / l or less, the odor is 3 or less, and the chromaticity is Is less than or equal to 5 degrees, turbidity is less than or equal to 2 degrees, iron is less than 0.05 mg / l, and manganese (Mn) is less than 0.01 mg / l.
9. 수온은 20℃ 이하의 물이 맛이 좋다.9. Water temperature is 20 ℃ or less, the taste is good.
수온은 물맛과 상관관계에 있으며, 10∼14℃의 수온이 물맛이 최적이다.The water temperature is correlated with the water taste, the water temperature of 10 ~ 14 ℃ is the best water taste.
일반적으로 해양 심층수의 특성은 저온안전성(低溫安全性), 청정성(淸淨性), 부영양성(富榮養性), 미네랄의 특성, 숙성성(熟成性) 등을 언급하고 있으나, 우선 음료수 측면에서 특성을 검토하면 다음과 같다.Generally, the characteristics of deep sea water refer to low temperature safety, cleanliness, eutrophicity, mineral properties, and maturation. The characteristics are as follows.
1. 매우 청정(淸淨)하면서 인체에 필요한 다양한 미네랄을 함유하고 있다.1. It is very clean and contains various minerals necessary for the human body.
심해에는 인체에 필요한 다양한 미네랄성분을 함유하고 있으며, 햇빛이 투과되지 않으면서 저온·고압상태로 병원성 미생물이 거의 존재하지 않으면서 생활 폐수나 환경호르몬과 같은 오염물질이 없는 청정(淸淨)한 상태의 물이다.The deep sea contains various minerals necessary for the human body, and it is a clean state with no contaminants such as living wastewater or environmental hormones, and no pathogenic microorganisms exist at low temperature and high pressure without sunlight being transmitted. It's water.
2. 해양 심층수는 육상의 광천수(鑛泉水)나 하천수(河川水)에 비해서 무한한 양이 존재하면서 위생적으로 양질의 음료수를 만들 수 있다.2. Deep sea water has an infinite amount of mineral water and river water on land, and it can produce high quality sanitary drinks.
3. 대식세포(大食細胞; Macrophage)의 증식을 활성화하는 것으로 밝혀졌다.3. It has been shown to activate the proliferation of macrophage.
4. 장시간 동안 미네랄과 저온·고압 하에서 숙성되어 핵자기공명(Nuclear magnetic resonance; NMR) 17O-NMR 반치폭의 값이 75∼80㎐로 일반 수돗물의 17O-NMR 반치폭의 값 130∼150㎐에 비해서 물 분자의 집단이 소집단화되어 있다.4. Aged under mineral and low temperature and high pressure for a long time, the value of Nuclear magnetic resonance (NMR) 17 O-NMR half width is 75 ~ 80㎐, and it is 130 ~ 150㎐ of 17 O-NMR half width of general tap water. In comparison, groups of water molecules are subpopulated.
5. 산화환원전위(Oxidation Reduction Potential; ORP) 값이 일반 수돗물에 비해서는 다소 낮은 편이다.5. Oxidation Reduction Potential (ORP) is somewhat lower than that of regular tap water.
일반 수돗물의 산화환원전위 값 +500∼+700㎷에 비해서 다소 낮은 +165∼+175㎷의 값을 나타낸다.The redox potential of ordinary tap water has a value of +165 to + 175㎷, which is somewhat lower than that of +500 to + 700㎷.
6. 표층수에 비해서 심층수에서는 산화-환원반응을 반복하면서 2가-3가철(二價-三價鐵)이 다량 존재하기 때문에 자화처리를 하였을 때 파동이 높은 물로 처리되면서 물 분자의 소집단화 효율이 높은 물로 처리가 될 수 있다.6. Compared with surface water, deep water has a large amount of divalent trivalent iron while repeating the oxidation-reduction reaction. Therefore, when the magnetization treatment is performed with high wave water, small grouping efficiency of water molecules is increased. Can be treated with high water.
인체의 구성요소는 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N)의 4가지 원소가 전체의 약 96%와 미네랄성분이 나머지의 4%에 해당하는 원소로 구성되어 있으며, 미네랄은 단백질, 지방질, 탄수화물, 비타민과 5대 영양소의 하나로 신체의 일부의 구성요소로 되어 있으며, 미네랄은 체액 량이나 산·알칼리도의 조정, 근육이나 신경의 기능의 조절에도 빠뜨릴 수 없으며, 비타민과 함께 탄수화물이나 단백질, 지방질 등의 대사에도 깊게 관련되고 있으며, 미네랄의 필요량은 극히 미량이지만 생명 유지에는 필요불가결한 영양소의 하나로, 만약 미네랄 섭취가 부족하면 다양한 질병을 야기할 수 있으며, 특히 칼슘의 부족은 골다공증, 지능발달의 지연, 충치, 허리나 관절의 통증, 근육 경련, 발작, 불면증, 정서불안, 고혈압 등을 일으킬 가능성이 있다.The human body consists of four elements, carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O), and nitrogen (N), about 96% of the total and 4% of the minerals. Minerals are proteins, fats, carbohydrates, vitamins and one of the five major nutrients, and are part of the body. Minerals are indispensable for the adjustment of fluid volume, acid and alkalinity, and muscle and nerve function. In addition, it is deeply involved in the metabolism of carbohydrates, proteins, fats, etc., and the amount of minerals is very small, but it is indispensable for the maintenance of life. Deficiency can lead to osteoporosis, delayed intelligence development, tooth decay, back or joint pain, muscle spasms, seizures, insomnia, emotional anxiety, and high blood pressure.
다시 말해서 미네랄은 신진대사나 호르몬 생성, 조골작용(造骨作用) 등, 몸의 기능을 부드럽게 움직이게 하는 필요불가결한 영양소로서 「몸의 윤활유」 라고도 말할 수 있는 중요한 역할을 하고 있으며, 미네랄이 부족하면 몸이 원활한 기능을 할 수 없게 되며, 미네랄은 체내에서 만들어 낼 수 없기 때문에 음식, 음용수, 소금 등으로부터 보충할 수밖에 없으며, 섭취량이 부족하면 결핍증이 일어나 다양한 병을 야기할 수 있으며, 원활한 생명유지를 하기 위해서는 미네랄밸런스(Mineral Balance)가 적절하면서 필요한 미네랄을 섭취하여야 한다.In other words, minerals play an important role, which can be referred to as `` body's lubricant '' as an indispensable nutrient for the smooth movement of the body's functions, such as metabolism, hormone production, and osteoporosis. The body cannot function smoothly, and minerals can not be made in the body, so it has no choice but to supplement it with food, drinking water, salt, etc.Insufficient intake can cause deficiency and cause various diseases. In order to do this, the mineral balance is appropriate and the necessary minerals are ingested.
인체의 구성 원소는 산소가 65%, 탄소 18%, 수소 10%, 질소 3%와 중요미네랄성분으로는 칼슘 1.5∼2.1%, 인 0.8∼1.2%, 칼륨 0.3∼0.4% , 유황 0.25∼0.3%, 나트륨 0.15∼0.2%, 염소 0.15∼0.2%, 마그네슘 0.05∼0.1% 이외에 미량미네랄성분으로 철 0.006%, 아연 0.002%, 셀렌 0.0003%, 망간 0.0003%, 동 0.00015%, 요도 0.00004%, 기타 몰리브덴, 코발트, 크롬 등이 초 미량으로 되어 있다.The constituent elements of the human body are 65% oxygen, 18% carbon, 10% hydrogen, 3% nitrogen, and important minerals: 1.5-2.1% calcium, 0.8-1.2% phosphorus, 0.3-0.4% potassium, 0.25-0.3% sulfur Trace minerals other than 0.15 to 0.2% sodium, 0.15 to 0.2% chlorine and 0.05 to 0.1% magnesium, 0.006% iron, 0.002% zinc, selenium 0.0003%, manganese 0.0003%, copper 0.00015%, urethra 0.00004%, other molybdenum, Cobalt, chromium, etc. are in extremely small amounts.
미네랄의 1일 필요소요량은 칼슘 600∼700㎎, 인 700㎎, 칼륨 2000㎎, 나트륨 1.5g, 마그네슘 250∼320㎎과 미량미네랄인 철 10∼12㎎, 아연 10∼12㎎, 동 1.6∼1.8㎎, 망간 3.0∼4.0㎎, 요도 150㎍, 셀렌 45∼60㎍, 몰리브덴 25∼30㎍, 크롬 30∼35㎍이다. The daily requirement of minerals is calcium 600-700 mg, phosphorus 700 mg, potassium 2000 mg, sodium 1.5 g, magnesium 250-320 mg and trace minerals iron 10-12 mg, zinc 10-12 mg, copper 1.6-1.8 Mg, manganese 3.0-4.0 mg, urethra 150 µg, selenium 45-60 µg, molybdenum 25-30 µg, and chromium 30-35 µg.
특히 미네랄성분 중에서 칼슘이 부족하면 골다공증이 유발될 수 있으며, 칼슘(Ca)이 섭취부족이 제일 문제시되고 있으며, 필요한 칼슘 섭취량은 600∼700㎎/일이며, 마그네슘은 250∼320㎎/일로 칼슘과 마그네슘은 중량비가 2∼2.4:1의 비율로 섭취하는 것이 중요하다.In particular, the lack of calcium among the mineral components may cause osteoporosis, calcium (Ca) is a problem of lack of intake, calcium intake is required 600 ~ 700 ㎎ / day, magnesium is 250 ~ 320 ㎎ / day It is important to consume magnesium at a ratio of 2 to 2.4: 1 by weight.
그리고 음료수의 경우 좋은 물맛의 지수(OI)인 (Ca + K + SiO2) / (Mg + SO4 2-)의 비가 2.0 이상인 물이 맛이 좋으며, 건강의 지수(KI)인 Ca - 0.87Na의 값이 5.2 이상인 물이 건강에 좋은 것으로 알려져 있다.In the case of drinking water, water with a ratio of (Ca + K + SiO 2 ) / (Mg + SO 4 2- ), which is a good water index (OI) of 2.0 or more, tastes good, and Ca-0.87Na, which is an index of health (KI). Water with a value of 5.2 or more is known to be good for health.
그러나 해양 심층수의 경우는 NaCl의 농도가 높으면서 마그네슘(MgCl2와 MgSO4)의 농도가 칼슘(Ca) 염에 비해서 약 3배 정도 높게 함유되어 있는 문제점이 있다.However, in the case of deep sea water, the concentration of magnesium (MgCl 2 and MgSO 4 ) is about three times higher than that of calcium (Ca) salt while the NaCl concentration is high.
다시 말해서 미네랄을 식품에 혼합하거나, 음료수에 미네랄조정액으로 사용하기 위해서는 Ca/Mg의 중량비가 2.0 이상이 되면서 황산 이온(SO4 2 -)의 농도가 낮은 것이 바람직 하지만, 표 1에서 보는 바와 같이 해양 심층수에는 Ca/Mg의 무게 비가 0.35이면서 황산 이온의 농도가 약 2,800㎎/ℓ정도로 높게 존재하기 때문에 Ca/Mg의 미네랄밸런스와 황산 이온을 최대한 제거한 미네랄염을 만들어야만 식품이나 음료수에 미네랄조정제로 사용할 수 있는 문제점이 있다. In other words, in order to mix the minerals in food, or used as a mineral-adjusting liquid to the drinking water while at least a weight ratio of Ca / Mg 2.0 sulfuric acid ion (SO 4 2 -), as is preferred that the low concentrations of, but in Table 1 ocean In deep water, the Ca / Mg weight ratio is 0.35 and the concentration of sulfate ion is high at about 2,800mg / ℓ. Therefore, the mineral balance of Ca / Mg and the mineral salt free of sulfate ions must be made to be used as a mineral regulator in food or drink. There is a problem that can be.
음료수 중에서 NaCl은 짠맛을 나게 하며, 마그네슘(MgCl2, MgSO4)은 쓴맛을, 칼륨(KCl)은 신맛을, 황산 이온(SO4 2 -)은 산미(酸味)를 나게 하여 물맛을 떨어뜨리게 하는 반면에 칼슘성분은 물맛을 부드럽게 하여 물맛을 좋게 하는 특성이 있다.NaCl in drinking water shall remind the salty taste, magnesium (MgCl 2, MgSO 4) has a bitter taste, potassium (KCl) has a sour taste, a sulfate ion (SO 4 2 -) which is tteurige dropped mulmat to remind the acidity (酸味) On the other hand, the calcium component is characterized by softening the taste of water to improve the taste of water.
그리고 해양 심층수를 취수하여 음료수를 생산할 때 고려하여야 할 사항을 검토하면 다음과 같다.The following are the considerations to be taken into consideration when producing deep-water withdrawals.
1. Ca/Mg의 중량비가 2.0 이상이면서, 황산 이온(SO4 2 -)농도가 낮아야 한다.1, yet at least a weight ratio of Ca / Mg 2.0, sulfate ion (SO 4 2 -) and the concentration should be low.
2. 역삼투 여과공정에서는 운전 중에 스케일(Scale)생성으로 인한 막의 막힘 현상(Fouling)을 유발시켜 압력손실계수의 상승, 공급원수의 편류(偏流) 및 역삼투막의 성능저하를 초래하지 않은 운전조건에서 운전을 하여야 한다.2. Reverse osmosis filtration process causes fouling of membrane due to scale generation during operation, so that the operating conditions do not cause rise of pressure loss coefficient, drift of feed water, and deterioration of reverse osmosis membrane. You must drive.
3. 표면장력 및 점성을 적게 하여 역삼투 여과에서 막 저항을 감소게 하는 방법을 강구하여야 한다.3. A method to reduce the membrane resistance in reverse osmosis filtration should be devised with low surface tension and viscosity.
4. 아미노산, 트레할로스(Trehalose)와 같은 열에 약한 물질이 열분해 되지 않게 고온처리를 해서는 안 된다.4. Heat treatment should not be carried out to prevent thermal decomposition of heat-sensitive substances such as amino acids and trehalose.
5. 무기미네랄염은 흡수효율이 떨어지기 때문에 유기착염(有機錯鹽) 형태의 미네랄이 좋다.5. Inorganic mineral salts are poor in absorption efficiency, so organic complex salts are preferred.
그리고 해양 심층수로부터 음료수를 생산할 때 상술한 Ca/Mg의 미네랄밸런스 맞지 않은 문제점 외에도 다음과 같은 문제점이 있다.And in addition to the above-mentioned problems of mineral balance of Ca / Mg when producing a beverage from deep sea water, there are the following problems.
1. 다량섭취할 경우에 인체의 소화기나 신경계통에 장애를 야기하는 물질로 알려진 붕산은 분자입자가 작은 물질로 단순한 나노여과 및 역삼투 여과, 전기투석방법으로는 완벽하게 제거될 수 없다.1. Boric acid, known as a substance that causes disorders in the digestive or nervous system of the human body when ingested in large quantities, is a small molecule particle and cannot be completely removed by simple nanofiltration, reverse osmosis filtration, and electrodialysis.
붕소는 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 단순한 나노여과 및 역삼투 여과에 의해서는 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려우며, 붕소화합물은 해양 심층수 중에서는 붕산(H3BO3)의 형태로 존재하며, 해리정수(解離定數) pKa의 값이 9 정도로 해수 중에서는 거의 비해리(非解離) 상태로 이온 상태로는 거의 존재하지 않기 때문에 전기투석법에 의해서도 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려운 문제점이 있다.Since boron has a small particle size of 0.23Å, it is difficult to process water below the standard of 0.3 mg / l by simple nanofiltration and reverse osmosis filtration. Boron compounds (H 3 BO 3) ), And the dissociation constant pKa has a value of about 9, which is almost undissolved in seawater and almost never in an ionic state. There is a problem that the treatment is difficult to mg / L or less.
2. 산화환원전위 값이 수돗물과 같은 일반 음료수 경우는 +500∼+700㎷인데 비해서 +165∼+175㎷로 다소 낮은 편이나, 적정치 +100∼-250㎷에 비해서는 높은 편이다.2. The value of redox potential is + 500 ~ + 700㎷ in general drinks such as tap water, which is somewhat lower as + 165 ~ + 175㎷, but higher than the optimum value of + 100 ~ -250㎷.
3. 핵자기공명(NMR) 17O-NMR 반치폭의 값이 75∼80㎐으로 물 분자의 소집단화율(小集團化率)이 그리 높지 않은 편이다.3. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 17 The value of O-NMR half width is 75 ~ 80㎐ and the small grouping rate of water molecules is not very high.
본 발명의 출원까지 해양 심층수를 이용하여 음료수용 환원성 알칼리 이온수의 제조나 생산에 관한 기술은 검색되지 않았으며, 일반 담수(淡水)를 이용하여 전해 기능수를 제조하는 방법으로는 일본 특허 공개번호 평(平) 11-319831호와 평(平) 11-57720호가 제시되어 있으나 살균력이 있는 전해 산화수를 제조하는 것이 주목적으로 본 발명과는 기술의 구성과 목적이 다소 상이한 점이 있다.Until the filing of the present invention, no technology related to the production or production of reducible alkaline ionized water for drinking water using deep sea water has been searched. As a method for producing electrolytic functional water using general fresh water, 11-319831 and 11-57720 are presented, but the purpose and purpose of producing electrolytically oxidized water with bactericidal properties are somewhat different from those of the present invention.
그리고 해양 심층수를 음용수로 처리하는 경우 제일문제가 되는 붕소화합물의 제거에서는, 일본 특허공개 2002-361246호의 암버라이트(Amberite)수지와 역삼투 여과처리를 하는 방법과 일본 특허공개 2001-300264호는 3단 역삼투 여과를 하면서 최종 단의 역삼투공정 전단에 pH를 조정하는 방법이 제시되어 있으나 미네랄밸런스, 물 분자의 소집단화 및 산화환원전위(ORP) 값이 높은 문제점이 있다.In the case of the removal of boron compounds, which are the biggest problem when treating deep sea water with drinking water, the method of reverse osmosis filtration treatment with Amberlite resin of Japanese Patent Publication No. 2002-361246 and Japanese Patent Publication No. 2001-300264 However, the method of adjusting the pH at the front end of the reverse osmosis process of the final stage while performing reverse osmosis filtration has been proposed, but there is a problem of high mineral balance, small grouping of water molecules, and an ORP value.
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 representing the specific gravity of 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, 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 경우는,For heavy media, where the specific gravity of the liquid is heavier than the specific gravity of water,
d = 144.3 / (144.3 - °Be) ………………………………………………① d = 144.3 / (144.3-° Be). … … … … … … … … … … … … … … … … … ①
액체의 비중이 물의 비중보다 가벼운 경보메도의 경우는,In the case of an alarm field where the specific gravity of the liquid is less than the specific gravity of the water,
d = 144.3 / (134.3 + °Be) ………………………………………………② d = 144.3 / (134.3 + ° Be). … … … … … … … … … … … … … … … … … ②
전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch; ECIS)에서 측정되는 전기전도율(Electric conductivity)은 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 식③과 같다.The electrical conductivity measured by the electric conductivity indicating switch (ECIS) is an indicator of the degree of conduction of an aqueous solution by conducting electricity. The unit represents the salt concentration in water. The unit is the inverse of the electrical resistivity of the aqueous solution. Corresponding Siemens / meter, and the relationship between the electrical conductivity (EC) and the total soluble salt (TSS) in water is as follows.
TSS(ppm) = 640 X EC(㎳/㎝) …………………………………………③TSS (ppm) = 640 X EC (mm / cm). … … … … … … … … … … … … … … … ③
그리고 이중의 염분농도(NaCl ppm)는 전기전도율(EC)과의 관계는 다음 식④에 의해서 간단히 추정할 수 있다.The double salinity concentration (NaCl ppm) can be estimated simply by the following equation (4).
염분농도(NaCl ppm) = 552 × EC(㎳/㎝) - 200 …………………………④Salinity concentration (NaCl ppm) = 552 x EC (cc / cm)-200. … … … … … … … … … ④
전기전도도 값은 국제단위계인 ㎳/m(millisimenss/meter), 또는 ㎲/㎝(microsiemens/centimeter) 단위로 표기하며, ㎳/m = 10㎲/㎝(또는 10μmhos/㎝)이다.The conductivity value is expressed in units of millimenss / meter, or microsiemens / centimeter, which is an international system of units, and ㎳ / m = 10 μs / cm (or 10 μmhos / cm).
본 발명은 오염물질이 전혀 오염되어 있지 않으면서 다양한 미네랄성분이 함유되어 있는 해양 심층수를 이용하여 건강과 물맛이 좋은 환원성 알칼리 이온수를 생산하는 방법을 제공하는 데 본 발명의 목적이 있는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing reduced alkaline ionized water having good health and water taste by using deep sea water containing various mineral components without contaminants being contaminated at all.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수심 200m보다 깊은 곳의 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리와 모래여과 - 정밀여과 - 한외여과를 하는 전처리단계, 나노여과(Nano filtration)와 pH를 9∼11로 조정과 2차 역삼투공정에서 염분을 제거하는 탈염처리단계, 환원성 알칼리 이온수를 생산하는 단계, 2차 pH조정과 미네랄조정단계, 정전압처리과 자화처리단계, 살균, 검사, 용기충전과 포장단계에 의해서 음료용 환원성 알칼리 이온수를 생산하는 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is to collect the deep sea water deeper than 200m deep and warmed to 20 ~ 30 ℃ and sand filtration-microfiltration-ultrafiltration pretreatment step, nano filtration and pH adjustment from 9 to 11 and desalination step to remove salt from secondary reverse osmosis process, production of reducing alkaline ionized water, secondary pH adjustment and mineral adjustment step, constant voltage treatment and magnetization treatment step, sterilization, inspection, container It is characterized by producing reducing alkaline ionized water for beverages by the filling and packaging steps.
해양 심층수를 이용하여 환원성 알칼리이온 음료수를 생산할 때 고려하여야 할 사항을 검토하면 다음과 같다.Considering the considerations for the production of reducible alkaline ionized beverages using deep sea water are as follows.
1. 붕소화합물을 음용수 기준치 0.3㎎/ℓ 이하로 처리하여야 한다.1. The boron compound should be treated with the drinking water standard below 0.3mg / l.
해양 심층수에는 붕소가 4∼5㎎/ℓ범위로 함유되어 있으면서 붕산(H3BO3)의 형태로 존재하는 데, 붕소는 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 나노여과 및 역삼투 여과에 의해서는 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어렵기 때문에 최종 역삼투여과(Reverse osmosis filtration)처리에서는 pH를 9∼11 범위의 알칼리(Alkali)로 처리하여 붕산을 겔(Gel) 상태의 폴리(Poly) 붕산으로 전환하여 처리를 한다.Deep seawater contains boron in the form of boric acid (H 3 BO 3 ) while containing boron in the range of 4-5 mg / l. Since boron has a small particle size of 0.23 이온, nanofiltration and reverse osmosis filtration In the final reverse osmosis filtration treatment, the pH is treated with alkali (Alkali) in the range of 9-11, so that the boric acid is in the gel state. (Poly) Convert to boric acid for treatment.
수중의 붕산은 알칼리처리를 하면 다음과 같은 ⑤의 반응에 의해서 겔 상태의 폴리 붕산으로 전환된다.When boric acid in water is subjected to alkali treatment, it is converted into polyboric acid in gel state by the reaction of ⑤ as follows.
B(OH)3 + OH_ → [B(OH)4]- → [B3O3(OH)4]- → [B4O5(OH)4]2-→ [B5O6(OH)4]- …⑤B (OH) 3 + OH _ → [B (OH) 4 ] - → [B 3 O 3 (OH) 4 ] - → [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2- → [B 5 O 6 (OH ) 4 ] - … ⑤
2. 미네랄밸런스(Mineral balance)가 적합하여야 한다.2. Mineral balance should be suitable.
미네랄성분 중에서 칼슘이 부족하면 골다공증이 유발될 수 있으며, 칼슘(Ca)이 섭취부족이 제일 문제시되고 있으며, 성인의 경우 필요한 칼슘 섭취량은 600~700㎎/일이며, 마그네슘은 250~320㎎/일로 칼슘(Ca)/마그네슘(Mg)의 중량비가 2 이상의 비율로 섭취하는 것이 좋다.Lack of calcium among minerals may cause osteoporosis, lack of intake of calcium (Ca) is the most important problem, calcium intake required in adults is 600 ~ 700mg / day, magnesium is 250 ~ 320mg / day The weight ratio of calcium (Ca) / magnesium (Mg) is preferably ingested at a ratio of two or more.
미네랄을 음료수에 미네랄조정액으로 사용하기 위해서는 Ca/Mg의 중량비가 2.0 이상이 되면서 황산 이온(SO4 2 -)의 농도가 낮은 것이 바람직 하지만, 표 1에서 보는 바와 같이 해양 심층수에는 Ca/Mg의 무게 비가 0.35로 칼슘에 비해서 마그네슘의 함량이 월등히 높으면서 황산 이온의 농도가 약 2,800㎎/ℓ정도로 높게 존재하기 때문에 Ca/Mg의 밸런스의 조정과 황산 이온을 최대한 제거한 미네랄 염의 상 태로 만든 미네랄조정제를 사용하는 것이 바람직하다. In order to use a mineral adjustment minerals to beverages Ca / Mg ion sulfuric acid while the weight ratio is 2.0 or more of (SO 4 2 -) preferably is of low level, however, the deep sea water, as shown in Table 1, the weight of the Ca / Mg Since the ratio of magnesium is much higher than that of calcium at 0.35 and the concentration of sulfate ions is about 2,800 mg / l, it is possible to adjust the balance of Ca / Mg and to use the mineral regulator made of the mineral salt in which the sulfate ion is removed as much as possible. It is preferable.
수중에서 칼슘은 순하면서 부드러운 맛을 나게 하는 반면에 마그네슘은 쓴맛을, 칼륨은 신맛을, 소금은 짠맛을 나게 한다.In water, calcium gives a mild and mellow taste while magnesium makes bitter, potassium sour and salt salty.
본 발명에서 미네랄밸런스는 경도(硬度)를 10∼1,000㎎/ℓ범위로 조정하면서, 좋은 물맛의 지수(OI)는 2.0 이상, 건강의 지수(KI)는 5.2 이상이 되도록 미네랄밸런스(Mineral balance)를 조정한다.In the present invention, the mineral balance is adjusted to a hardness range of 10 to 1,000 mg / L, while the water balance index (OI) is 2.0 or more and the health index (KI) is 5.2 or more. Adjust it.
좋은 물맛의 지수(OI) = (Ca + K + SiO2) / (Mg + SO4) ………… ⑥Index of good water taste (OI) = (Ca + K + SiO 2 ) / (Mg + SO 4 ). … … … ⑥
건강의 지수(KI) = Ca - 0.87Na ……………………………………… ⑦Index of health (KI) = Ca-0.87 Na... … … … … … … … … … … … … … … ⑦
3. 산화환원전위(ORP; Oxidation Reduction Potential) 값을 -150∼-250㎷ 범위로 조정한다.3. Adjust the Oxidation Reduction Potential (ORP) value from -150 to -250∼.
산화환원전위 값이 +200㎷ 이하인 물을 환원수라 하며, 환원수는 체내의 활성산소(活性酸素)를 소거(消去)하는 능력이 있어 건강에 좋으며, 산화환원전위 값이 -250㎷ 이하인 경우에는 물맛을 떨어뜨리기 때문에 본 발명에서는 산화환원전위 값을 -150∼-200㎷ 범위로 조정한다.Water with a redox potential of less than + 200㎷ is called reducing water, and reducing water has the ability to eliminate free radicals in the body, which is good for health.If the redox potential is less than -250㎷, it tastes like water. In the present invention, the redox potential is adjusted to be in the range of -150 to -200 mA.
해양 심층수의 산화환원전위 값은 수돗물과 같은 일반 음료수의 +500∼+700㎷에 비해서는 +165∼+175㎷로 다소 낮은 편이나, 적정치 +100∼-250㎷에 비해서는 높은 편이다.The redox potential value of deep sea water is slightly lower (+165 to +175 ㎷) compared to +500 to +700 ㎷ for general beverages such as tap water, but higher than the optimum value of +100 to -250 ㎷.
4. 핵자기공명(NMR; Nuclear Magnetic Resonance) 17O-NMR 반치폭(半値幅)의 값이 48∼60㎐ 범위의 소집단수(小集團水; Microclustered water)로 처리한다.4. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 17 The O-NMR half-value width is treated with microclustered water in the range of 48 to 60 Hz.
물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화되면 표면장력(表面張力)이 떨어지면서 침투력이 향상되어 세포에 흡수력이 증가하면서 대사활동을 활발하게 하는 것으로 밝혀 졌다.When the cluster of water molecules is small grouped, the surface tension is decreased and the penetration is improved, so that the absorption of the cell is increased and the metabolic activity is activated.
핵자기공명(核磁氣共鳴; NMR) 17O-NMR 반치폭(半値幅) 값의 1/10이 물 분자의 집단수(集團數)와 같으며, 17O-NMR 반치폭의 값이 60㎐인 물 분자의 집단수는 6개인 소집단수(小集團水; Microclustered water)이다.Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 17 1/10 of the half-width of the O-NMR is equal to the number of molecules of water, and 17 O-NMR half-width of 60 The number of molecules is 6 microclustered water.
수돗물의 경우 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값은 130∼150㎐이며, 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.In the case of tap water, the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width ranges from 130 to 150 ㎐, and the mineral waters of Lourdes and Evian in France and Nordenau in Germany ), Nadana, India, and Tracote, Mexico, have a nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width of 60 to 70㎐, which is lower than that of ordinary tap water. Is 75 ~ 80㎐ and small grouping rate is not high.
일반적으로 수돗물과 같이 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값은 130∼150㎐ 이면서 물 분자의 집단수가 13∼15개로 물 분자의 집단이 큰물을 결합수(Bound water)라 하며, 반면에 17O-NMR 반치폭의 값은 60㎐ 이하인 물 분자의 집단이 6개 이하로 물 분자 집단이 적은 물을 소집단수(Microclustered water)라 한다.In general, as running water nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width value of the 130~150㎐ yet, and the number of groups of water molecules, this class of molecules of
본 발명에서는 물 분자의 집단을 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값이 48∼60 ㎐ 범위의 소집단수로 처리를 한다.In the present invention, a population of water molecules is treated with a small number of populations whose nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half width is in the range of 48 to 60 Hz.
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.
Ⅰ. 전처리단계I. Pretreatment stage
1. 취수와 가온 처리공정1. Intake and warming process
전처리공정에서는 수심 200m보다 깊은 곳의 해양 심층수를 취수하여 나노여과, 역삼투 여과, NaCl의 탈염처리, 농축 및 황산 이온의 제거처리 등의 후속처리를 원만하게 처리될 수 있도록 가온 처리와 전처리여과를 한다.In the pretreatment process, the deep seawater with a depth of more than 200m is taken out, and warming and pretreatment filtration are performed to smoothly carry out subsequent treatments such as nanofiltration, reverse osmosis filtration, desalination of NaCl, concentration and removal of sulfate ion do.
도 1에서 해양 심층수는 수심 200m보다 깊은 곳의 해저심층에서 취수를 하며, 취수방법은 선상(船上)에서 해저 200m보다 깊은 곳에 배관을 내려 취수하던가, 해저 수심 200m보다 깊은 곳까지 배관을 설치하여 펌프(Pump)로 취수하던가, 해저 수심 200m보다 깊은 곳까지 배관을 설치하여 취수정을 해수면 이하로 설치하여 사이펀(siphon) 원리에 의해서 취수를 한다.In FIG. 1, the deep sea water is taken in from the deep seabed deeper than 200m deep, and the intake method is to take down the pipe deeper than 200m below the seabed or install the pipe to the deeper seabed 200m deeper. It is collected by (Pump) or pipe is installed deeper than 200m below sea level, and the intake well is installed below sea level, and it is collected by siphon principle.
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.
역삼투 여과에서 수온이 1℃ 상승하면 막 투과수량은 3% 정도 증가한다.In reverse osmosis filtration, when the water temperature rises by 1 ° C, the membrane permeate increases by about 3%.
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.
2. 전처리여과공정2. Pretreatment Filtration Process
전처리여과공정은 모래여과(Sand filter), 정밀여과(Micro filter) 또는 한외여과(限外濾過; Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 후단 나노여과(Nanofiltration)와 역삼투여과(Reverse osmosis filtration)에서 막의 막힘(Fouling) 현상이 야기될 수 있는 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거한다.Pretreatment filtration process is performed by sand filtration, micro filtration, or 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 of membranes.
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 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 처리한다.In microfiltration or ultrafiltration, the FI (Fouling index) value of the water supplied to the nanofiltration and reverse osmosis filtration process is treated in the range of 2-4.
FI값은 대상 수중의 미세한 탁질 농도를 나타내는 수치로 다음 ⑧식으로 표현된다.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 …………………………⑧FI = (1-T 0 / T 15 ) x 100/15... … … … … … … … … … ⑧
여기서 T0는 0.45㎛의 정밀여과 막을 이용해 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 한 시간이다.T 0 is the time required for filtration of the first 500 ml of sample water when the sample water was filtered under pressure of 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 the time required for the filtration of 500 ml of sample water later.
Ⅱ. 탈염처리 단계II. Desalting Step
나노여과와 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 소재는 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 치밀 층(緻密層)으로 되어 있으며, 치밀 층으로부터 막 내부 혹은 한 면의 막을 향해서 서서히 큰 구멍 지름의 미세 구멍을 가지는 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 복합 막(複合膜) 등을 사용할 수 있으며, 피페라진 폴리아미드계 복합 막이 바람직하지만 본 발명에서는 막의 재질과 구조에는 특별히 제한하지는 않는다.The material of the nanofiltration membrane may be polyamide, polypiperazineamide, polyesteramide, or water-soluble vinyl polymer crosslinked. Is a non-asymmetric membrane having a dense layer on one side of the membrane, and gradually having micropores of large pore diameter from the dense layer toward the membrane or on one side of 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. Nanofiltration Process
전처리여과공정에서 수중의 부유고형물질을 제거한 해양 심층수는 나노여과공정으로 보내어 여과되지 않은 황산 이온 함유 염수는 방류하고, 여과 수는 1차 역삼투 여과공정으로 보낸다.The deep seawater from which the suspended solids are removed from the pre-filtration is sent to the nanofiltration process, where the unfiltered sulfate-containing brine is discharged, and the filtered water is sent to the first reverse osmosis filtration process.
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.Transmission sequence of the ion in the nanofiltration membrane, if the cation is Ca 2 + ≥Mg 2 +> Li +> Na +> K +> and NH 4 +, if the anion is SO 4 2 - »HCO 3 -> F - > Cl -> Br -> NO 3 -> and SiO 2, a sulfate ion (SO 4 2 -), if the it is difficult to permeate than Mg + 2 and Ca + 2.
1차 나노여과공정에서는 1차 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 제거한다.In the first nanofiltration process, the solubility is small, such as CaCO 3 , CaSO 4 , and SrSO 4 dissolved in the deep ocean water, and scale is formed in the membrane during salt concentration in the reverse osmosis filtration process. remove the - (SO 4 2) the sulfate ions in order to suppress as much as possible the membrane clogging (Fouling) phenomenon.
제1나노여과공정에서 공급압력은 염 농도가 3.5wt%인 해양 심층수의 삼투압 25기압(atm)보다 낮은 15∼20기압(atm)으로 하며, 이때 나선형 막의 경우 막투과수량(膜透過水量)은 0.7∼1.4㎥/㎡·일로 하면 이때 막 투과수량은 유입수량의 70∼80%가 된다.In the first nanofiltration process, the supply pressure is 15 to 20 atmospheres (atm), which is lower than the osmotic pressure 25 atmospheres (atm) of the deep seawater with a salt concentration of 3.5wt%. If it is 0.7-1.4m <3> / m <2> * day, the membrane permeate amount will be 70 to 80% of the inflow amount.
[실시 예1]Example 1
표1의 해양 심층수를 25℃로 가온 처리 후 한외 여과에서 FI값이 3.2로 전처 리한 여과수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 가교폴리아미드(Cross-linked polyamide) 재질의 모델번호 SU-610의 나선형 나노여과 막을 사용하여 압력을 18㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 1.18㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 76%가 되었으며, 이때 여과한 결과 여과 수의 주요성분의 분석 치는 다음 표 2의 내용과 같다.After warming the deep seawater of Table 1 to 25 ° C, the filtrate pretreated with FI value of 3.2 by ultrafiltration was obtained from the cross-linked polyamide of Toray Co., Ltd. When the membrane permeate was 1.18
표 2 나노여과의 원수와 여과수의 주요성분 분석 치 Table 2 Analysis of Principal Components of Raw Water and Filtrate in Nanofiltration
표 2의 내용에서 보는 바와 같이 해양 심층수를 나노여과처리를 한 결과, 붕소화합물은 거의 제거되지 않았으며, 염분과 칼슘, 마그네슘 등은 제거율이 10∼26% 정도로 낮았지만 황산 이온은 78.73%로 제거율이 상당히 높았다. As shown in Table 2, nano-filtration treatment of deep sea water showed almost no removal of boron compounds, and low removal rates of salts, calcium, and magnesium, such as 10-26%, but 78.73% of sulfate ions. It was quite high.
2. 1차 역삼투 여과공정2. First Reverse Osmosis Filtration Process
나노여과공정에서 여과된 여과 수가 1차 역삼투 여과공정에 공급되면, 운전압력을 50∼60기압(atm)으로 여과 막에 공급하며, 나선형여과 막의 경우 막투과수량은 0.5∼0.8㎥/㎡·일로 운전하면 염분은 99.0 ∼ 99.85wt% 범위로 제거되며, 여과되지 않고 농축된 농축 염수는 소금 및 미네랄제조공정으로 보내면서 염분이 탈 염(脫鹽)된 여과 수는 1차 pH조정공정으로 보낸다.When the filtered water filtered in the nanofiltration process is supplied to the first reverse osmosis filtration process, the operating pressure is supplied to the filtration membrane at 50 to 60 atmospheres (atm), and in the case of the spiral filtration membrane, the membrane permeability is 0.5 to 0.8
[실시 예2]Example 2
실시 예1의 나노여과에서 여과된 여과수(濾過水)인 탈황산이온염수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 고압용 역삼투막 모델번호 SU-810의 나선형 역삼투여과막을 사용하여 압력을 58㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 0.70㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 50%가 되었으며, 이때 여과한 결과, 여과된 탈 염수의 수질의 주요성분 분석 치는 다음 표 3의 내용과 같다.The pressure of 58 kg /
표3 1차 역삼투 여과에서 여과 수인 탈 염수의 주요성분 분석 치 Table 3 Analysis of Principal Components of Demineralized Water as Filtered Water in Primary Reverse Osmosis Filtration
표 3의 내용에서 보는 바와 같이 해양 심층수를 역삼투 여과에서는 대부분의 물질은 99% 이상 고도로 제거되었으나 붕소화합물은 1.78㎎/ℓ으로 제거율이 60% 이하로 매우 낮았으며, 음용수 수질 기준치 0.3㎎/ℓ의 6배를 초과하기 때문에 이를 음료수 생산용으로 사용은 불가능하였다. As shown in Table 3, most of the substances were removed by the reverse osmosis filtration of the deep sea water more than 99%, but the boron compound was 1.78mg / l, the removal rate was very low, below 60%, and the drinking water standard value 0.3mg / l. It was not possible to use it for beverage production because it exceeded 6 times.
3. 1차 pH조정공정3. First pH Adjustment Process
1차 pH조정공정에서는 알칼리(Alkali)제로 NaOH, NaHCO3, Na2CO3 중 한 종류를 공급하여 pH를 9∼11의 범위로 조정하여 수중의 붕산성분을 폴리 붕산으로 처리 하여 2차 역삼투 여과공정으로 보낸다.In the first pH adjustment process, one of NaOH, NaHCO 3 and Na 2 CO 3 is supplied as an alkali agent to adjust the pH to a range of 9-11, and the boric acid component in the water is treated with polyboric acid for secondary reverse osmosis. Send to filtration process.
1차 pH조정공정의 운전조건은 pH조정 방법은 교반시간(체류시간)을 15∼30분간, 180∼360RPM(회전속도)의 프로펠러 교반기로 교반하면서 1차 역삼투공정의 탈 염수에 알칼리를 주입하여 pH를 9∼11로 조정한다.The operating conditions of the first pH adjustment process is that the pH adjustment method is to inject alkali into the demineralized water of the first reverse osmosis process while stirring with a propeller stirrer with a stirring time (retention time) for 15 to 30 minutes and 180 to 360 RPM (rotational speed). To adjust the pH to 9-11.
4. 2차 역삼투 여과공정4. Second Reverse Osmosis Filtration Process
1차 pH조정공정에서 pH를 9∼11로 조정하여 2차 역삼투 여과공정에 공급되면, 운전압력은 10∼20기압(atm)으로 여과 막에 공급하며, 나선형여과 막의 경우 막 투과수량은 0.6∼0.8㎥/㎡·일로 운전하여 여과되지 않은 붕소 함유 수는 중화처리 후 해저 200m보다 깊은 곳의 원래 위치로 방류하고, 붕소농도를 음료수 기준치인 0.3㎎/ℓ이하로 여과된 여과 수는 전기분해장치(1)의 음극실(3)로 보낸다.When the pH is adjusted to 9-11 in the first pH adjustment process and supplied to the second reverse osmosis filtration process, the operating pressure is supplied to the filtration membrane at 10-20 atmospheres (atm). Boron-containing water not filtered by operation at ˜0.8
2차 역삼투 여과공정에서는 pH가 9∼11의 알칼리상태로 공급되어도 스케일(Scale)을 생성하는 CaCO3, CaSO4 , SrSO4와 같은 물질은 나노여과공정에서 제거되었기 때문에 스케일의 생성은 크게 문제되지 않는다.In the second reverse osmosis filtration process, even if the pH is supplied in an alkaline state of 9 to 11 , scale generation is a problem because the materials such as CaCO 3 , CaSO 4 , and SrSO 4 , which generate scale, are removed in the nanofiltration process. It doesn't work.
[실시 예3]Example 3
실시 예2의 1차 역삼투 여과에서 여과된 여과 수인 탈 염수를 1차 pH조정공정에서 pH를 9.5로 조정하여 수중의 붕소화합물을 폴리 붕산의 형태로 전환한 다음, 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 저압용 역삼투막 모델번호 SU-710의 나선형 역삼투 여과 막을 사용하여 압력을 25㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 82%가 되었으며, 여과 수(탈 붕소수) 중의 붕소(B)의 농도를 측정한 결과 0.12㎎/ℓ로 음료수 중의 붕소 기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리되어 음료수로 이용할 수 있었다.In the first reverse osmosis filtration of Example 2, demineralized water, which was filtered water, was adjusted to pH 9.5 in a first pH adjustment step to convert the boron compound in water into the form of polyboric acid, followed by Toray Corporation of Japan. Low pressure reverse osmosis membrane of model No. SU-710 using a spiral reverse osmosis filtration membrane to supply pressure to the membrane at 25㎏ / ㎠G, and the membrane permeation amount was 0.72㎥ / ㎡ · day %, And the concentration of boron (B) in the filtered water (deboron water) was measured to be 0.12 mg / L or less at 0.3 mg / L boron in the beverage and used as a beverage.
Ⅲ. 환원성 알칼리 이온수를 생산하는 단계III. Producing reducing alkaline ionized water
2차 역삼투 여과공정에서 여과된 여과 수를 양극실(2)과 음극실(3) 사이에 격막(6)으로 격리된 전기분해장치(1)의 음극실(3)로 공급하고, 양극실(2)로는 전해질로 해양 심층수 원수를 공급하고, 정류기(7)로부터 4∼20볼트(Volt)의 직류전기를 인가(印加)하여 음극실(3)의 산화환원전위(酸化還元電位, Oxidation-reduction potential, ORP) 값이 -150∼-250㎷ 범위가 되게 산화환원전위지시제어기(Oxidation reduction potential indicating switch, ORPIS)로 정류기(7)로부터 인가되는 전류를 조정하여 생산된 전해환원수인 환원성 강알칼리 이온수는 2차 pH조정 및 미네랄 조정조(8)로 보내며, 이때 음극실(3)의 수소 이온농도지시계(pH indicator, pHI)에 나타나는 pH는 10∼13 범위가 된다.The filtered water filtered in the second reverse osmosis filtration process is supplied to the
양극실(2)에 공급하는 양극실 용수는 수소 이온농도지시제어기(pH indicating switch, pHIS)로 pH가 1.5∼3.0 범위가 되게 유입 측의 솔레노이드밸브(Solenoid valve, ⓢ)를 조정하면서 양극실 용수를 공급하며, 이때 산화환원전위지시계(Oxidation reduction potential indicator, ORPI)에 나타나는 산화환원전위 값은 +850∼+1,100㎷ 범위의 전해산화수가 생성된다.The anode chamber water supplied to the
상술한 전기분해장치(1)에서 일어나는 전기화학반응의 메커니즘(Mechanism)은 다음과 같다.Mechanism of the electrochemical reaction occurring in the above-described electrolysis device 1 is as follows.
물은 전해질 용액에서 다음 ⑨의 반응식에서와 같이 해리한다.Water dissociates in the electrolyte solution as in the following
H2O ↔ 2H+ + OH- …………………………………………………… ⑨ H 2 O ↔ 2H + + OH - ... … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ⑨
양극실(3)에서 반응Reaction in
2OH- → H2O + [O] + 2e- → H2O + 1/2O2 (g)↑ + 2e- ………………⑩ 2OH - → H 2 O + [ O] + 2e - → H 2 O + 1 / 2O 2 (g) ↑ + 2e - ... … … … … … ⑩
2Cl- ( aq ) → Cl2 ( aq ) + 2e- → Cl2 (g)↑ + 2e …………………………⑪ 2Cl - (aq) → Cl 2 (aq) + 2e - → Cl 2 (g) ↑ + 2e ... … … … … … … … … … ⑪
양극실(3) 용액반응Anode Chamber (3) Solution Reaction
Cl2 ( aq ) + [O] → HClO( aq ) ………………………………………………⑫Cl 2 ( aq ) + [O]-> HClO ( aq ) . … … … … … … … … … … … … … … … … … ⑫
여기서 [O]는 물에 용해되어 있는 활성산소 상태를 의미하며, O2 (g)↑는 가스상태로 대기 중으로 배출되는 상태의 산소를 의미한다.Here, [O] means active oxygen dissolved in water, and O 2 (g) ↑ means oxygen in a state of being discharged to the atmosphere in a gaseous state.
그리고 Cl2 ( aq )는 수중에 용해되어 있는 염소를 의미하며, Cl2 (g)↑는 가스상태로 대기 중으로 배출되는 상태의 염소를 의미한다.And Cl 2 ( aq ) refers to chlorine dissolved in water, and Cl 2 (g) ↑ refers to chlorine in a gaseous state.
음극실(2) 반응Cathode Chamber (2) Reaction
2H2O + 2e- → 2OH- + 2[H] → 2OH- + 2H2 (g)↑ ……………………⑬ 2H 2 O + 2e - → 2OH - + 2 [H] → 2OH - + 2H 2 (g) ↑ ... … … … … … … … ⑬
여기서 [H]는 수중에 용해되어 있는 활성수소 상태를 의미하며, H2 (g)↑는 가스상태로 대기 중으로 배출되는 상태의 수소를 의미한다.Here, [H] means active hydrogen dissolved in water, and H 2 (g) ↑ means hydrogen in a state of being discharged to the atmosphere.
전기분해장치(1)의 재질은 절연체인 아크릴수지(Acrylic resin), PP(Polypropylene), ABS(Acrylonitrile butadiene styrene copolymer), PE(Polyethylene), PVC(Polyvinylechloride), FRP(Fiber glass reinforced plastic), 베이클라이트(Bakelite), 에보나이트(Ebonite), 강판 또는 콘크리트 구조물에 FRP, 에폭시수지(Epoxy resin), 고무를 코팅(Coating) 또는 라이닝(Lining) 한 것을 사용한다.The material of the electrolysis device 1 is acrylic resin, polypropylene (PP), acrylonitrile butadiene styrene copolymer (PE), polyethylene (PE), polyvinylechloride (PVC), fiber glass reinforced plastic (FRP), and bakelite. Coated or lined with FRP, epoxy resin, rubber in Bakelite, Ebonite, steel or concrete structures.
양극실(2)에 설치된 양극(4)은 내식성(耐蝕性) 재질이면서 산소와 염소발생 과전압(Overvoltage)이 높은 티타늄 판(Titanium plate)에 TiO2-RuO2-SnO2를 소부 코딩한 DSA(Dimensionally stable anode)전극을 사용하며, 음극(5)은 수소발생 과전압이 높은 강판(鋼板)에 레이니 니켈(Raney nickel)을 코팅 또는 라이닝 한 전극을 사용한다.An anode chamber (2), the anode (4) is installed in a corrosion resistance (耐蝕性) material while oxygen and chlorine overvoltage occurs (Overvoltage) high plate titanium (Titanium plate) 2, TiO 2 -SnO 2 -RuO seizures coding to DSA ( A dimensionally stable anode electrode is used, and the
격막(6)은 직포(織布), 부직포(不織布), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리오레핀(polyolefin) 또는 퍼플루오로술폰산(Perfluorosulfonic acid) 중에서 한 종류의 수지를 사용하고, 물리적인 공극(空隙) 또는 공공(空孔)을 갖추고 있으면서 전하를 투과시켜 이동시킬 수 있는 기능을 갖추고 있는 것으로서 고체 전해질 막과 같이 전하를 투과시켜 이동시킬 수 있는 기능을 갖추고 있는 것이 이용된다.The
[실시 예4]Example 4
양극실(2)의 크기가 1,000㎜(길이)×500㎜(폭)×1,000㎜(깊이)이고, 음극실(3)의 크기도 양극실(2)의 크기와 동일한 1,000㎜(길이)×500㎜(폭)×1,000㎜(깊이)인 크기의 사이에 튜본(Dupont)사의 퍼플루오로술폰산(Perfluorosulfonic acid)계 나피온 수지(Nafion resin) Nafion-115의 격막(6)으로 격리(隔離)하고, 양극(4)은 800㎜(폭)×1,000㎜(높이)×5㎜(두께)의 티타늄 판에 TiO2-RuO2-SnO2를 소부 코딩한 DSA전극을 사용하고, 음극(3)은 800㎜(폭)×1,000㎜(높이)×10㎜(두께)의 강판에 레이니 니켈(Raney nickel)을 3㎜ 두께로 라이닝 한 전극을 사용한 전해분해장치(1)의 양극실(2)로는 전처리여과를 한 해양 심층수를 공급하고, 음극실(3)에는 실시 예3에서 처리한 2차 역삼투 여과공정에서 여과한 탈염수를 1㎥/hr의 유량으로 공급하면서 정류기(7)로부터 6∼10볼트(Volt)의 직류전기를 인가하여 산화환원전위(ORP) 값을 -200∼-220㎷ 범위 전해 환원수인 환원성 강알칼리 이온수를 생산하였다.The size of the
이때 음극실(2)의 pHI의 pH는 12.6∼12.8이었으며, 양극실(2)의 pHIS의 pH를 2∼2.5의 범위로 조정하였을 때 유입된 해양 심층수는 0.82㎥/hr이였으며, ORPI의 산화환원전위 값은 +1,020∼+1,030㎷이었다.At this time, pHI of the
Ⅳ. 2차 pH조정 및 미네랄조정단계Ⅳ. Second pH adjustment and mineral adjustment stage
전기분해장치(1)의 음극실(3)에서 배출되는 전해 환원수인 환원성 강알칼리 이온수가 2차 pH조정 및 미네랄조정조(8)에 공급되면 금속(미네랄)과 반응하여 착염을 생성하는 주석산(Tartaric acid), 호박산(Succinic acid), 사과산(Malic acid), 구연산(Citric acid), 젖산(Lactic acid), 아스코르브산(Ascorbic acid), 글루콘산(Gluconic acid) 또는 아미노산(Amino acid) 중에서 단독 또는 2종류 이상 혼합한 유기산(有機酸)을 주입하면서 교반기(9)로 교반하여 pH를 7.3∼8.5 범위의 약 알칼리성으로 조정하면서, 해양 심층수를 역삼투 여과공정에서 농축된 농축 염수를 소금 및 미네랄염 제조공정에서 NaCl과 KCl을 제거한 2가 이상의 미네랄 염을 Ca/Mg의 중량비가 2∼6 범위로 제조된 것의 무게기준으로 비환원성이당류(Nonreducing disaccharide)인 자당(蔗糖; Sucrose) 또는 트레할로스(Trehalose)중에서 한 종류 이상 혼합한 것을 3∼10wt% 범위로 혼합하여 만든 미네랄조정제를 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch, ECIS)를 조정하여 경도(硬度)를 30∼1,000㎎/ℓ 범위로 조정한 환원성 (약)알칼리 이온수는 정전압처리 및 자화처리단계의 전자처리수조(11)로 공급한다.Tartaric acid, which reacts with metals (minerals) to form complex salts when reducing strong alkaline ionized water, which is electrolytic reduced water discharged from the
교반은 프로펠러 교반기로 유량(Q)/체적(V)을 1∼5분의 범위에서 교반시간(체류시간) 0.5∼2시간 동안 180∼360RPM으로 교반·혼합한다.The stirring is carried out by mixing and mixing the flow rate Q / volume V at a speed of 180 to 360 RPM for 0.5 to 2 hours with a stirring time (retention time) in a range of 1 to 5 minutes with a propeller stirrer.
교반기(9)의 재질은 내식성 재질인 스테인리스강, 티타늄(Titanium) 또는 브론즈(Bronze) 합금 중에서 한 종류를 사용한다.The material of the
그리고 정전압처리 및 자화처리단계를 생략하는 경우에는 pH와 경도를 조정한 환원성 (약)알칼리 이온수를 살균, 검사, 용기충전 및 포장단계로 보내어 환원성 알칼리이온 음료수제품을 제조한다.In the case of omitting the constant voltage treatment and the magnetization treatment step, reducing (about) alkaline ionized water having pH and hardness adjusted is sent to sterilization, inspection, container filling, and packing to prepare a reducing alkali ion beverage product.
[실시 예5]Example 5
실시 예4에서 제조된 환원성 강알칼리 이온수를 1㎥/hr의 유량으로 800㎜(폭)×800㎜(길이)×1,000㎜(깊이) 크기의 2차 pH조정 및 미네랄 조정조(8)로 공급하고, 스테인리스강 프로펠러 교반기로 Q/V = 1.5, 360RPM으로 교반하면서 아스코 르브산을 공급하여 pH를 7.8∼8.0으로 조정하고, 해양 심층수에서 건량기준(乾量基準)으로 NaCl을 2wt%이하로 제거한 미네랄 염에 칼슘제를 가해서 Ca/Mg의 중량비를 4로 조정한 것에 트레할로스를 5wt% 혼합하여 제조된 미네랄조정제를 전기전도율지시제어기(ECIS)로 전기전도율을 250∼260㎲/㎝ 범위로 조정하면서 주입한 결과 수질 분석 치는 다음 표4의 내용과 같다.Reducing strong alkaline ionized water prepared in Example 4 was supplied to the secondary pH adjustment and
표4 환원성 강알칼리 이온수를 pH조정 및 미네랄조정을 한 환원성 알칼리 이온수의 수질 분석 치Table 4 Analysis of Water Quality of Reducing Alkaline Ionized Water with pH and Mineral Adjustment
표 4의 내용의 처리결과를 검토하면 전술한 식⑥의 좋은 물맛의 지수(OI) = (Ca + K + SiO2) / (Mg + SO4 2 -) 의 값은 (42.6 + 1.1 + 2.3)/(16.6 + 5.1) = 2.12로, 좋은 물맛의 지수의 기준치 2.0 이상 되며, 식⑦의 건강의 지수(KI) = Ca- 0.87Na = 42.6 -0.87×31.8 ≒ 15로, 기준치 5.2 이상으로 미네랄밸런스가 적절하게 조정되었으며, 또한 산화환원전위 값도 -211㎷로 적절하게 처리되었다. Reviewing the results of processing of the information in Table 4 Index of good mulmat of the aforementioned formula ⑥ (OI) = (Ca + K + SiO 2) / (Mg + SO 4 2 -) was (42.6 + 1.1 + 2.3) value for the /(16.6 + 5.1) = 2.12, which is greater than or equal to 2.0 for the good water index, and the index of health (KI) in
그리고 붕소(B)의 농도도 음료수 기준치 0.3㎎/ℓ이하인 0.12㎎/ℓ까지 처리 되었다. In addition, the concentration of boron (B) was also treated to 0.12 mg / L below the drinking water reference value 0.3 mg / l.
Ⅴ. 정전압처리와 자화처리단계Ⅴ. Constant voltage and magnetization steps
환원성 알칼리 이온수로 처리된 물의 물 분자 집단(Cluster)을 소집단화하고자 하는 경우는, 환원성 알칼리 이온수를 정전압처리와 자화처리공정의 고압 정전압처리(靜電壓處理)와 정전압도전관(靜電壓導電管) 자화기 또는 영구자석 자화기 중에서 한 종류의 자화기로 자화처리를 하여 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화된 소집단수(Microclustered water)로 처리를 하여 표면장력과 점성을 떨어뜨려 청량감이 향상되도록 한다.In order to subpopulate the water molecular cluster of the water treated with the reducing alkaline ionized water, the high pressure constant voltage treatment and the constant voltage conductive tube of the reducing alkaline ionized water in the constant voltage treatment and the magnetization treatment process are performed. The magnetization treatment is performed by one type of magnetizer, either magnetizer or permanent magnetizer, and the cluster of water molecules is treated with microclustered water to reduce the surface tension and viscosity to improve the cooling feeling. .
고압 정전압처리와 자화기(20)에서 자화처리를 조합한 공정은, 환원성 알칼리 이온수로 처리된 물을 전자처리수조(10)에 주입하고, 정전압발생장치(17)로부터 고압의 교류 정전압을 전극(12)에 3,000∼5,000볼트(Volt)의 전압과 0.4∼1.6㎂의 전류를 인가하여 전극(12)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 수소결합이 부분적으로 절단(切斷)하여, 중간처리수 저장조(18)로 보내어 자화기 공급펌프(19)로 정전압도전관(靜電壓導電管)에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5볼트(Volt) 범위의 교류 또는 직류의 저전압(低電壓)을 인가하는 자화기(20)로 보내어 자화처리를 한 후에 일부는 전자처리수조(11)로 반송하면서 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance, NMR)의 17O-NMR의 반치폭(半値幅)의 값이 48∼60㎐ 범위의 소집단수(小集團水; microclustered water)가 생산되면 나머지는 처리수 저장조(11)로 보내었다가 처리수 이송펌프(22)에 의해 살균, 검사, 용기충전 및 포장단계의 살균공정으로 보낸다.In the process of combining the high pressure constant voltage treatment and the magnetization treatment in the
중간처리수 저장조(18)에서 자화기 공급펌프(19)로 자화기(20)로 보내어 전자처리수조(11)로 반송하는 유량은 유입수 유량의 1∼4배로 한다.The flow rate sent from the intermediate treatment
전자처리수조(11)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(12)의 망을 설치하고, 하부에는 절연체(13)인 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화비닐(PVC), 스티로폼(Styrofoam) 중에서 한 종류를 선택하여 설치하고, 절연체(13) 하부에는 도체이면서 내식성 재질인 스테인리스 강판(14)을 기초 콘크리트 구조물(15) 사이에 설치하며, 스테인리스 강판(14)은 땅에 접지(16)한다.The material of the
정전압도전관 자화기(20)는 합성수지(PVC, PE, 스티렌 수지 등), 에보나이트 (Ebonite), FRP 또는 베이클라이트(Bakelite) 중에서 한 종류 절연성 재료의 원통형 도전관에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5볼트(Volt) 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 constant
그리고 정전압도전관 자화기(20) 대신에 12,000∼15,000G(Gauss)범위로 착자(着磁)된 영구자석 자화기(20)를 설치하여도 된다. Instead of the constant voltage
그리고 처리수의 용량이 대용량인 경우에는 목탄(木炭)을 충전한 스테인리스 스틸(stainless steel)의 전극(12)의 망이 내장된 전자처리수조(11)를 다단을 설치 하여 처리한다.When the capacity of the treated water is large, the electronic
본 발명에서와 같이 고압 정전압처리와 자화처리에 의한 물 분자의 집단을 소집단화하여 소집단수(小集團水)로 처리를 하면 물의 표면장력(表面張力)과 점도(粘度)가 적어지면서 침투력(浸透力)이 향상되면서 각종 미네랄성분은 자화처리 의해서 활성화되어 섭취를 하였을 때 흡수율이 우수한 활성미네랄(Activated mineral)이 생성되는 특성이 있다.As in the present invention, when the group of water molecules by the high-pressure constant voltage treatment and the magnetization treatment is small grouped and treated with small group water, the surface tension and viscosity of the water are reduced and the penetration force is reduced. As the strength is improved, various mineral components are activated by magnetization, and when ingested, minerals having excellent absorption rate are generated.
[실시 예6]Example 6
실시 예 5에서 처리된 환원성 알칼리 이온수를 1㎥/hr의 유량으로 스테인리스 망에 참숯 2㎥를 충전한 전극(12)이 내장된 2,000㎜(폭)×2,000㎜(길이)×1,200㎜(깊이) 크기의 전자처리수조(11)에 주입하고, 정전압발생장치(17)로부터 고압의 교류 정전압을 전극(2)에 3,500Volt의 전압과 0.5μA의 전류를 4.8시간 동안 인가하여 처리를 한 다음, 중간처리수 저장조(18)로 보내어 자화기 공급펌프(19)로 4㎥/hr의 유량으로 정전압도전관에 감은 코일에 0.6Volt 범위의 직류를 인가한 자화기(20)로 보내어 자화처리를 한 후에 3㎥/hr는 전자처리수조(11)로 반송하면서 처리수는 1,000㎜(폭)×1,000㎜(길이)×1,200㎜크기의 처리수 저장조(21)로 보낸 환원성 알칼리 이온수의 핵자기공명의 17O-NMR의 반치 폭을 측정한 결과 52㎐로 처리되었다.2,000 mm (width) × 2,000 mm (length) × 1,200 mm (depth) in which the
Ⅵ. 살균, 검사, 용기충전과 포장단계Ⅵ. Sterilization, Inspection, Container Filling and Packaging
정전압처리와 자화처리단계에서 소집단수로 처리된 환원성 알칼리 이온수는 자외선살균처리 또는 가열살균처리 중에서 한 종류의 살균처리를 한 다음, 검사 후 용기에 충전하고, 이를 포장하여 환원성 알칼리이온 음료수제품으로 출하한다.The reduced alkaline ionized water treated with the small group water in the constant voltage treatment and the magnetization treatment is subjected to one type of sterilization treatment, either ultraviolet sterilization treatment or heat sterilization treatment, and then filled into a container after inspection and packed and shipped as a reducing alkali ion beverage product. do.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 건강에 좋은 음료로 널리 알려진 환원성 알칼리이온 음료수를 오염물질이 전혀 오염되어 있지 않은 해양 심층수로부터 양질의 환원성 알칼리이온 음료수를 제조할 수 있기 때문에 이 분야에 널리 이용되는 효과가 있을 것으로 기대된다.As described above, the present invention is widely used in this field because it is possible to produce high-quality reducing alkaline ionized beverages from deep sea water where contaminants are not contaminated with reducing alkaline ionized beverages, which are widely known as healthy beverages. It is expected to be effective.
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