KR100883513B1 - 함토판을 이용한 자염, 조자염 및 목욕소금의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발지에서 1차 농축된 해수와 함토판의 갯벌, 모래, 황토 혼합물(함토)을 이용하여 염분이 농축된 함수를 추출하고 가열농축시켜 날씨에 관계없이 경제적으로 MgO(산화마그네슘)과 미네랄을 함유한 자염 및 목욕소금을 제조할 수 있는 함토판을 이용한 자염 및 목욕소금의 제조방법에 관한 것이다.

상세하게 본 발명은 함토판에 갯벌ㆍ모래와 황토를 교반한 함토를 적층하여 깔고, 증발지에서 농축된 염수를 분사ㆍ건조를 반복하여 염분이 농축된 함토를 만든 후, 함토에 염수를 충분히 뿌려 함수를 추출하는 과정을 반복하여 염도 24~25의 함수를 추출한 다음, 추출된 함수를 적정 온도로 단계별 가열농축하여 MgO가 함유된 정제 자염, 조자염 및 Mg 함량이 높은 목욕소금을 제조할 수 있다.

자염(煮鹽), 증발지, 함토교반기, 함토판, 함수(鹹水), 스프링쿨러, 순환식 함수추출, 태양열 집광시스템, 자염석출조, 폐열회수장치

Description

함토판을 이용한 자염, 조자염 및 목욕소금의 제조방법{Method for manufacturing boil down salt and bath salt by the salty-soil plate}

도 1은 본 발명의 함토판을 이용한 자염, 조자염 및 목욕소금의 제조공정을 개략적으로 나타내는 공정도이고,

도 2는 해수를 취수하여 증발지에서 농축하여 염수를 만드는 공정을 나타내는 공정도이다.

도 3은 갯벌, 모래, 황토를 채취 혼합하는 함토조성과정과 순환식 함수추출 공정을 나타내는 공정도이다.

도 4는 예열여과공정, 가열여과공정, 자염석출공정, 조자염석출공정 및 목욕소금석출공정을 나타내는 공정도이다.

도 5는 자염 등의 생산 및 포장공정을 나타내는 공정도이다.

도 6은 섭씨 35도에서 염도에 따른 염의 석출율도이고,

도 7은 섭씨 100도에서 염도에 따른 염의 석출율도이다.

＜도면 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1: 해수 취수정(取水井), 2: 1증발지,
3: 2증발지, 4: 염수 집수정(集水井),

5: 염수 이송펌프, 6: 갯벌 흡입펌프,
7: 황토이송 컨베이어(Conveyer) 8: 함토 교반기(Mixer),

9: 함토 이송펌프, 10: 함토 판(Plate),

11: 염수 저장조, 12: 함수 1저장조,
13: 함수 2저장조, 14: 스프링쿨러,

15: 함수 받이, 16: 침전여과조,
17: 예열여과조, 18: 가열여과조,

19: 자염석출조, 20: 조자염석출조,
21: 목욕소금석출조, 22: 교반 스크류,

23: 침전물 이송파이프, 24: 염도조절 밸브,

25: 소금이송장치, 26: 태양열 집광기,
27: 축열조, 28: 열순환 펌프,

29: 폐열회수장치, 30: 열풍건조장치,
31: 컨베이어, 32: 탈수장치,

33: 탈수여액조, 34: 저장호퍼,
35: 포장장치,

BIC : 염도지시조절기(Boume Indicating Controller),

TIC : 온도지시조절기(Temperature Indicating Controller)

본 발명은 갯벌의 취수정에서 해수를 취수하여 증발지에서 태양열, 풍력, 수차에 의해 염도 14~15˚Be로 농축한 후, 바다에서 펌프흡출한 갯벌, 모래와 황토의 혼합물(함토)를 이용하여 채광과 통풍이 되는 실내에서 다층으로 적층된 다공형의 함토판에 함토를 깔고 이 함토에 농축된 해수를 분사, 건조 과정을 반복하여 염분을 다량 함유한 함토를 만든 후 함토로부터 염도 24~25˚Be의 함수를 추출하여 이 함수에 태양열 집광시스템의 열을 가해 증발시켜 날씨에 관계없이 경제적으로 MgO와 미네랄을 함유한 자염을 생산하는 방법에 관한 것이다.

일반적인 제염방법으로는 태양열과 바람에 의해서 해수를 증발농축하여 염을 석출하는 천일제염법, 암염을 정제가공하는 방법, 해수를 직접 증발관에 공급하여 증발 농축함으로써 소금을 만드는 기계제염법, 양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 늘어 놓고 여러 개의 칸막이한 전기투석조에 해수를 공급하고 직류전류를 통과시켜 해수 속의 염분을 농축하는 이온교환막전기투석법 등이 있다. 국내에서 식염은 주로 천일염과 재제염, 정제염을 사용하고 있으나 천일염은 현재 중국의 값싼 천일염에 대부분의 염전이 폐업하여 전남 신안 일대에서만 생산되고 있으며, 재제염(꽃소금)은 천일염 및 정제염을 물에 녹이고 여과하여 불용분(이물질)을 제거한 뒤 가열농축하여 재결정시킨 소금이며, 정제염은 바닷물을 이온교환방식으로 염화나트륨만을 추출한 소금으로 미네랄 성분이 부족한 단점이 있다.

1907년경 천일제염법이 일본에서 도입되기 이전에 우리 조상들은 해수가 증발하여 염분이 농축된 갯벌 함토를 해수로 걸러 염도를 높인 다음 가마에서 끓여 염을 석출하는 전오염법(煎熬鹽法)에 의한 자염(煮鹽)과 간수(苦汁)를 만들어 왔다.

그러나, 천일제염법에 비해서 연료비 및 인건비가 높아서 지금은 거의 행하지 않고 있으며, 현재 충남 태안군 근흥면 마금리 냉금갯벌에서 전통 소금제조방식인 자염(煮鹽)을 옛 방식 그대로 재현하여 제조하고 있으나 조수 간만과 날씨의 제약에 의해 소량 생산하고 있다.

갯벌은 주로 해양 동ㆍ식물의 유기체가 분해되어 생성된 킬레이트(Chelate)성 풀브산(Fulvic acid) 함량이 높은 부식물질(腐植物質; humus)이 무기염류와 반응하여 유기산미네랄(Minerals) 착염이 풍부한 부식산(humic acid) 콜로이드미셀(Colloid micelle)의 부식토양(Humus soil)으로 존재하므로써 각종 해양생물에 미네랄과 영양분을 공급한다.

따라서, 우리 조상들이 갯벌함토를 해수로 걸러서 농축하여 만든 자염은 단순한 무기염 뿐만 아니라 킬레이트 유기산 미네랄착염이 풍부하기 때문에 생명체의 대사활동에 필수적인 미네랄의 공급이 용이하며, 특히 각종 장류와 김치 같은 발효식품의 제조시 자염을 사용하면 젖산균, 고초균(古草菌), 유산발효균과 같은 발효미생물에 유기산미네랄을 충분히 공급함으로써 활발한 대사활동을 하게 하여 양질의 된장, 고추장, 김치와 같은 발효식품을 제조할 수 있는 특징이 있다.

종래의 유사한 기술로서 공개특허공보 특2002-0046267호의 경우, 자염 제조를 위해 사리 때만 해수가 유입되고 조금 전후 7,8일 정도 해수가 유입되지 않는 모래가 20% 섞여있는 좋은 갯벌이 필수적이므로 지리적 조건에 제한받고, 갯벌을 써레질하여 건조하고 함토를 채취하는 과정이 갯벌에서 조금 전후 7,8일 동안의 맑은 날에만 이루어지므로 재래의 자염 제조방법과 같이 맑은 날씨와 조수간만에 따른 기후와 시간적 제약을 받으며, 충분한 양의 함토를 생산하기 위해서는 넓은 갯벌이 필요한 공간적 제약을 받는다. 또한 증발농축공정에 많은 시설장치가 필요하여 시설비용이 높아 비용적 제약을 받게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고, 킬레이트, 유기산, 미네랄착염의 농도가 풍부하면서 CaSO₄, MgSO₄, KCl과 같은 염이 적당히 제거되고, MgCl₂을 MgO로 변화시킨 양질의 자염을 지리적, 시간적, 공간적, 그리고 기후의 제약을 받지 않고 경제적으로 대량 생산할 수 있는 함수판을 이용한 자염 및 목욕소금의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
갯벌에 둑을 쌓고 바닥을 다져 형성한 증발지에 갯벌의 해수취수정으로부터 이송된 해수를 증발시켜 염도 14~15˚Be의 농축된 염수를 염수집수정(4)에 저장하는 해수농축공정과;
갯벌, 모래 및 황토를 5:3:2의 비율로 혼합하여 얻은 염분추출을 위한 함토를 해수와 함께 실내에 적층된 다공형의 함토판(10) 상에 분사하여 함토층을 형성하는 함토층형성공정과;
상기 염수집수정(4)으로부터 이송되어 염수저장조(11)에 저장된 염수를 상기 함토판 상의 함토층에 뿌린 상태에서 건조하고, 상기 함토판을 통해 추출되어 함수받이에 저장된 함수는 함수1저장조에 저장되고, 상기 함수1저장조에 저장된 함수를 상기 함토판 상의 함토층에 뿌리고, 상기 함수1저장조의 함수의 염도가 19~20˚Be에 이르면 함수2저장조로 이송하고, 상기 함수2저장조에 저장된 함수의 염도가 24~25˚Be가 될 때까지 상기 함수추출과정을 반복하는 함수추출공정과;
숯과 흑운모가 투입된 침전여과조에 상기 함수2저장조의 함수를 이송시킨 상태에서 24시간 정치하여 CaSO₄을 석출하여 분리제거하는 침전여과공정과;
상기 침전여과공정을 거친 함수를 예열하여 NaCl의 석출 초기농도인 염도 26˚Be에서, 66℃로 CaSO₄ 이수화물을 무수화물로 열변화 침전시키는 예열여과공정과;
상기 예열여과공정을 거친 함수를 120℃로 가열하여 MgCl₂ 6수화물을 MgO으로 열변화시킨 후 침전여과하는 가열여과공정과;
상기 가열여과공정을 거친 함수의 염도를 28˚Be로 조절하여 MgO를 함유한 정제된 자염(煮鹽)을 침전석출하는 자염석출공정과;
상기 자염석출단계의 자염석출여액에 상기 가열여과공정을 거친 함수를 공급하여 염도를 31로 조절하여 염장용 조자염을 침전석출하는 조자염석출공정과;
상기 조자염석출단계의 조자염석출여액, 상기 예열여과단계 및 상기 가열여과단계의 침전물을 35℃에서 염도를 34˚Be이상으로 조절하여 마그네슘이 다량함유된 목욕소금을 석출하는 목욕소금석출공정과;
상기 자염석출단계로부터 석출된 자염, 상기 조자염석출단계로부터 석출된 조자염 및 상기 목욕소금석출단계로부터 석출된 목욕소금을 탈수 및 건조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 함토판을 이용한 자염, 조자염 및 목욕소금의 제조방법을 제공한다.
그리고 상기 자염석출단계에서 2~3년생 대나무, 봉선화, 느릅나무, 함초 중 선택된 1종 이상을 저온진공상태에서 열수추출한 기능성 첨가물을 투입하여 기능성 자염을 석출하거나, 상기 기능성 첨가물을 상기 자염석출단계에서 석출된 자염에 분사하여 기능성 자염을 제조하는 것이 바람직하다.
상기 다공형의 함토판은 상기 함토를 담을 수 있도록 상부에 수용공간이 형성되고, 수분은 분출되지만 상기 함토를 구성하는 갯벌, 모래 및 황토가 하측으로 배출되지 않는 정도의 구멍이 다수 형성되고, 상기 다공형의 함토판 상에 상기 함토를 분사하여 2~3cm 두께의 함토층을 형성하는 것이 좋다.

삭제

이하, 본 발명의 함토판을 이용한 자염, 조자염 및 목욕소금의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 함토판을 이용한 자염 및 목욕소금의 제조방법은 크게, 해수농축공정, 함토층형성공정, 함수추출공정, 침전여과공정, 예열여과공정, 가열여과공정, 자염석출공정, 조자염석출공정, 목욕소금석출공정, 탈수 및 건조공정을 포함하여 이루어진다.
한편, 자염 및 목욕소금의 생산을 위한 지리적 조건은 모래가 20~30% 정도 함유된 모래펄, 갯벌이 있는 곳이거나 근거리에서 갯벌과 모래를 채취할 수 있는 곳이면 제한을 받지 않으며, 증발지는 폐염전을 활용하거나 소규모로 만든다.

먼저, 상기 해수농축공정은 해수를 증발하여 농축된 염수를 저장하는 단계로서, 도 1 및 도 2와 같이 갯벌에 둑을 쌓고 다져 형성한 증발지에 해수를 이송하여 증발시켜 얻은 농축된 염수를 염수집수정(4)에 저장하는 단계이다.
상기 증발지에는 밀물 시 해수가 유입되는 갯벌에 구덩이를 파서 형성된 해수취수정(1)으로부터 해수를 이송펌프 등을 이용하여 공급받고, 증발시간을 단축시키기 위해 태양열, 풍력 및 수차 등을 이용하여 상기 증발지에 수용된 해수를 증발시켜 농축된 염수를 얻는 것이 좋다. 상기 증발지에 농축된 염수는 상기 염수집수정(4)으로 이송되어 저장된다. 특히, 도 1과 같이 상기 증발지를 1증발지(2)와 2증발지(3)로 구성하여 작업성을 향상시키는 것이 좋다. 상기 1증발지(2)는 만조때 해수가 유입되지 않는 갯벌에 바닥을 다지고 둑을 쌓아 올려 형성하고, 상기 2증발지(3)보다 약간 높게 형성하여, 상기 1증발지(2)의 수문을 열면 상기 1증발지(2)의 염수가 상기 2증발지(3)로 자연방류되도록 한다.
상기 1증발지(2)의 해수를 태양열 등을 이용하여 염도가 8~9˚Be정도 되면, 상기 1증발지(2)의 수문을 개방하여 상기 2증발지(3)로 방류하고, 상기 2증발지(3)에 저장된 염수를 염도 14~15˚Be로 만든 후 상기 염수집수정(4)으로 방류하여 저장한다.
상기 1증발지(2), 2증발지(3) 및 염수집수정(4)에는 우기시 빗물이 유입되어 염수의 염도가 낮아지는 것을 방지하기 위해 비가림 시설이 구비되는 것이 좋다.

상기 함토층형성공정은 갯벌, 모래 및 황토를 혼합하여 얻은 염분추출을 위한 함토를 해수와 함께 실내에 적층된 다공형의 함토판(10) 상에 뿌려 함토층을 형성하기 위한 단계이다. 상기 함토는 바다에서 펌프(6)를 이용하여 해수와 함께 흡출한 갯벌 및 모래와 미리 준비된 황토를 함토교반조(8)에 투입한 후 교반하여 제조된다. 이때 갯벌, 모래 및 황토는 5:3:2의 비율로 혼합되고, 황토는 컨베이어(7)를 통해 상기 함토교반조(8)에 투입된다.

상기 함토의 구성요소 중 모래는 함수추출공정에서 수분의 빠른 분출을 위해 투입하며, 다공질의 벌집구조로 원적외선을 다량 방출하는 황토로부터는 마그네슘, 나트륨, 칼슘, 칼륨 등의 미네랄과 카탈라아제, 디페놀 옥시다아제, 사카라제, 프로테아제 등의 효소의 독소 제거, 분해, 정화 작용을 이용한 황토지장수를 추출하며, 갯벌은 황토에 비해 유기물은 1.4배, 칼륨은 5.2배, 칼슘은 12배, 마그네슘은 7.8배 많이 함유하고 있으므로 갯벌로부터 풍부한 무기염류와 킬레이트 유기산 미네랄착염을 공급받을 수 있다.

상기 다공형의 함토판(10)은 상부에 상기 함토를 담을 수 있도록 수용공간이 형성되고, 수분은 분출되지만 상기 함토를 구성하는 갯벌, 모래 및 황토가 하측으로 배출되지 않는 정도의 구멍이 다수 형성되어 이루어진다. 상기 다공형의 함토판(10)은 지상의 채광과 통풍이 용이한 비닐하우스 등의 실내에 다층으로 만들어진 선반 상에 놓여지고, 상기 선반의 하단에는 상기 다공형의 함토판(10)을 통해 추출된 함수를 모으고 불순물을 여과하기 위한 함수받이가 구비된다.

상기 함토교반조(8)에서 펌프(9)를 이용하여 해수와 함께 함토를 이송하여 상기 다공형의 함토판(10) 상에 2~3cm의 두께로 적층하여 함토층을 형성한다. 이때 상기 함토와 함께 유입된 해수는 상기 다공형의 함토판(10)을 통하여 자연 분출되어 상기 함수받이(15)에 모이게 되고, 이를 모아서 방류한다. 상기 다공형의 함토판(10)의 배치는 1차, 2차 함수 추출용을 구분하여 구획한다.

상기 함수추출공정은 상기 다공형의 함토판(10)의 함토층에 염수를 뿌리고 건조하는 과정을 반복수행하여 상기 다공형의 함토판(10)으로부터 함수를 추출하기 위한 단계이다. 갯벌에 위치한 상기 염수집수정(4)에 저장된 염도 14~15˚Be의 염수를 펌프를 이용하여 지상에 형성된 염수저장조(11)로 이송하여 저장한다.

상기 염수저장조(11)의 염도 14~15˚Be의 염수를 펌프로 이송하여 상기 다공형의 함토판(10) 상의 함토층에 스프링쿨러(14) 등을 이용하여 시차를 두고 분사하여 상기 함토층을 적시고 태양열, 가열증발공정에서 회수한 폐열의 열풍(30) 등을 이용하여 상기 함토를 건조하는 과정을 반복하여 염분이 농축된 함토층를 만든다.

상기 함토층을 만드는 과정에서 상기 다공형 함토판으로부터 분출된 함수는 상기 선반 하단에 위치한 상기 함수받이(15)에 모아 여과하여, 함수1저장조(12)에 펌프로 이송한다. 그리고 시차를 두고 상기 함토층을 건조시킨 다음 다시 상기 함수1저장소에 저장된 함수를 스프링쿨러(14)로 뿌려 함수를 추출하고 상기 함토층을 태양열과 열풍(31) 등을 이용하여 건조하는 과정을 반복한다. 상기 함수1저장조(12)에 염도가 19~20˚Be으로 농축된 함수가 얻어지면, 농축된 함수를 염도조절밸브(24)와 이송펌프에 의해 함수2저장조(13)로 이송한다.

상기 함수2저장조(13)의 함수를 스프링쿨러(14)를 이용하여 함토판에 분사 및 건조하여 함토를 만드는 과정과 함토층에 상기 함수2저장조(13)의 함수를 뿌려 함수를 추출하고, 상기 함수받이(15)에서 여과하여 상기 함수2저장조(13)에 이송하는 과정을 반복하여 염도가 24~25˚Be의 농축된 함수를 만든다. 상기 함토층은 약 10회 정도 사용한 후 교체한다.
이와 같이 상기 함토판 및 상기 함토층을 이용하여 함수를 추출하기 때문에 노동력과 제조시간을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기후적 제한을 극복할 수 있다. 특히, 종래의 경우 함토조성공정이 날씨와 조수간만의 제한을 받아 연중 함토 생산가능 일수가 현저히 적으며, 함토와 함수를 만드는 과정에 많은 노동력이 필요하나, 본 발명은 상기 증발지에 농축된 염수를 실내에서 다층으로 적층된 다공의 함토판의 함토층에 분사 및 건조하는 과정을 반복하여 염분함량이 많은 함토층을 만들고, 이를 이용하여 고염도의 함수를 생산할 수 있어 노동력을 크게 절감할 수 있고, 날씨와 관계없이 일년 내내 일정한 농도의 함수의 대량생산이 가능한 이점이 있다.

다음으로, 상기 침전여과공정은 숯과 흑운모가 투입된 침전여과조(16)에 상기 함수2저장조(13)의 함수를 이송시킨 상태에서 24시간 방치하여 부유물 및 CaSO₄(황산칼슘) 침전물을 제거한 후 부직포로 여과하는 단계이다. 이 과정에서 상기 함수에 포함된 CaSO₄의 약 80%가 제거된다.

그리고 상기 예열여과공정은 상기 침전여과공정을 거친 함수를 예열하여 NaCl의 석출 초기농도인 염도 26˚Be에서, 66℃ 이상으로 CaSO₄(황산칼슘) 이수화물을 무수화물로 열변화시켜 침전시키는 단계이다. 상기 침전여과조(16)에서 이송되어 예열여과조(17)에 저장된 함수를 CaSO₄ 이수화물이 66℃ 이상에서 CaSO₄ 무수화물로 열변화하여 침전하는 특성을 이용하여 예열하고, NaCl 석출 초기농도인 염도 26˚Be으로 농축한 후 석출되어 침전된 NaCl, CaSO₄, MgSO₄, MgCl₂, KCl 등의 침전물을 분리하여 목욕소금석출조(21)로 이송하고, 예열된 함수는 부직포 여과장치를 통과시켜 가열여과조(18)로 이송시킨다.

삭제

상기 가열여과공정은 상기 예열여과공정을 거쳐 가열여과조(18)에 저장된 함수를 120℃로 가열하여 MgCl₂(염화마그네슘) 6수화물을 MgO(산화마그네슘)으로 열변화시킨 후 침전여과시키는 단계이다. MgCl₂이 100℃ 이상에서 물을 잃고, 116~118℃에서 염산을 방출하고 분해되어 MgO로 산화되는 특성을 이용하여 120℃ 이상에서 2~3시간 유지하여 MgCl₂를 MgO로 변화시키며, CaSO₄ 무수화물 및 MgSO₄, KCl, MgCl₂, NaCl 등의 침전물을 목욕소금석출조(21)로 이송하고, 가열된 함수는 자염석출조(19)로 이송한다. 가열과정에서 빠른 증발농축을 위하여 교반스크류(22)를 이용한다.

상기 자염석출공정은 상기 가열여과공정을 거쳐 상기 가열여과조(18)로부터 이송되어 자염석출조(19)에 저장된 함수의 염도를 28˚Be로 조절하여 MgO를 함유한 정제된 자염을 침전석출하는 단계이다. 염도조정밸브로 가열여과조(18)의 함수를 혼합하여 염도를 28˚Be 이하로 조절하면서 자염을 석출하여 염이송장치(25)로 이송한 후 여액은 목욕소금석출조(21)로 이송한다. 염도를 28˚Be 이하로 조정하면 도 6, 7의 염도에 따른 염석출율도에서 나타난 바와 같이 MgCl₂, MgSO_4, KCl 과 같은 염의 석출이 최대한 억제된 상태에서 MgO가 함유된 정제 자염을 석출할 수 있다.
상기 조자염석출공정은 조자염석출조(20)로 이송된 상기 자염석출단계의 자염석출여액에 상기 가열여과공정을 거친 함수를 공급하여 염도를 31로 조절하여 염장용 조자염을 침전석출하는 단계로서, 염장 식품용의 MgSO₄, KCl 농도가 다소 높은 조자염을 생산할 수 있다.

그리고 상기 목욕소금석출공정은 침전물이송파이프(23)을 통해 목욕소금석출조(21)로 이송된 상기 조자염석출단계의 조자염이 석출된 조자염석출여액, 상기 예열여과단계 및 상기 가열여과단계의 침전물을 35℃에서 염도를 34˚Be이상으로 조절하여 마그네슘이 함유된 목욕소금을 석출하는 단계로서, 마그네슘과 미네랑이 다량 함유된 목욕소금을 경제적으로 대량 생산할 수 있다. 상기 석출된 목욕소금은 염이송장치(25)로 이송된다.

삭제

마그네슘 이온은 랑게르한스 세포의 antigen presenting capacity를 저하시킴으로써 inflammatory skin disease에 효과를 나타내서 아토피 질환과 같은 염증성 피부병변을 치료하는데 효과적(최성곤, '아토피 피부염 치료보조제로서의 사해소금 효과에 관한 연구', 석사논문, 2003년 6월, 숙명여자대학교)이므로, 마그네슘 이온이 고농도로 함유된 목욕소금에 의한 목욕요법은 아토피 피부질환 개선에 도움이 된다.
상기 예열여과공정, 상기 가열여과공정, 상기 자염석출공정, 상기 조자염석출공정 및 상기 목욕소금석출공정의 열원은 태양열 집광시스템(26)에서 발생한 200~300℃의 열을 축열조(27)에 저장한 후 열순환펌프(28)와 열순환코일을 이용하는 것이 좋다. 특히, 상기 태양열 집광시스템 등의 열원을 상기 목욕소금석출공정, 상기 조자염석출공정, 상기 자염석출공정, 상기 가열여과공정 및 상기 예열여과공정의 순서로 순환시켜 열에너지를 최대한 이용할 수 있도록 조성하는 것이 좋다.

그리고 상기 탈수 및 건조공정은 상기 자염석출조(19), 조자염석출조(20) 및 상기 목욕소금석출조(21)에서 각각 석출된 자염 및 목욕소금을 탈수 및 건조시키는 단계로서, 탈수 및 건조된 자염 및 목욕소금은 일정중량으로 포장되어 제품화된다. 상세하게 상기 석출된 자염, 조자염 및 목욕소금은 염이송장치(25)와 컨베이어(30)에 의해 각각의 탈수기(31)에서 탈수처리 후 열풍건조장치(30)으로 건조한 다음 컨베이어(31)에 의해 저장호퍼(34)에 저장된다.

한편, 상기 자염석출단계에 2~3년생 대나무, 봉선화, 느릅나무, 함초 중 선택된 1종 이상을 저온진공상태에서 열수추출한 기능성 첨가물을 투입하여 기능성 자염을 석출하거나, 상기 기능성 첨가물을 상기 자염석출단계에서 석출된 자염에 분사한 후 열풍건조(30)하여 기능성 자염을 제조하는 것이 좋다.

상기 탈수기(32)에서 탈수된 여액은 탈수여액조(33)에 보낸 다음 이송펌프에 의해서 목욕소금석출조(21)로 이송한다.

상기 예열여과조(17), 가열여과조(18), 자염석출조(19), 목욕소금석출조(21)에서 나오는 수증기의 폐열을 폐열회수장치(29)로 회수하여 열풍건조장치(30)로 이송하여 상기 함토층의 열풍건조와 생산된 자염의 열풍건조의 열원으로 사용한다.

상기 저장호퍼(34)의 자염은 포장장치(35)에서 일정 중량으로 포장하여 제품화한다.

전술한 내용으로 자명하듯이, 본 발명은 갯벌의 취수정(1)에서 해수를 취수하여 증발지(2,3)에서 태양열과 풍력, 수차에 의해 1차로 농축한 후, 바다에서 채취한 갯벌, 모래와 황토의 혼합물(함토)을 펌프를 이용하여 지상의 채광과 통풍이 되는 실내에서 다층으로 적층된 다공형의 함토판(10)에 함토를 깔고 이 함토에 농축된 해수를 스프링쿨러(14)를 이용하여 분사, 건조 과정을 반복하여 염분을 다량 함유한 함토를 만든 후 함토로부터 소금석출 직전의 함수를 추출함으로써, 재래 자염의 함토ㆍ함수 조성공정에 넓은 갯벌이 필요한 공간적 제약과 조수간만에 따라서 맑은 날씨에만 함토를 조성하는 시간적 기후적 제약을 극복하였고, 날씨에 관계없이 산화마그네슘(MgO)과 미네랄이 함유된 양질의 자염과 조자염, 목욕소금을 친환경적이고 경제적으로 연중 대량 생산할 수 있기 때문에 소금생산에 널리 이용될 것으로 기대된다.

Claims (3)

1. 갯벌에 둑을 쌓고 바닥을 다져 형성한 증발지에 갯벌의 해수취수정으로부터 이송된 해수를 증발시켜 염도 14~15˚Be의 농축된 염수를 염수집수정(4)에 저장하는 해수농축공정과;

   갯벌, 모래 및 황토를 5:3:2의 비율로 혼합하여 얻은 염분추출을 위한 함토를 해수와 함께 실내에 적층된 다공형의 함토판(10) 상에 분사하여 함토층을 형성하는 함토층형성공정과;

   상기 염수집수정(4)으로부터 이송되어 염수저장조(11)에 저장된 염수를 상기 함토판 상의 함토층에 뿌린 상태에서 건조하고, 상기 함토판을 통해 추출되어 함수받이(15)에 저장된 함수는 함수1저장조(12)에 저장되고, 상기 함수1저장조(12)에 저장된 함수를 상기 함토판 상의 함토층에 뿌리고, 상기 함수1저장조(12)의 함수의 염도가 19~20˚Be에 이르면 함수2저장조(13)로 이송하고, 상기 함수2저장조(13)에 저장된 함수의 염도가 24~25˚Be가 될 때까지 상기 함수추출과정을 반복하는 함수추출공정과;

   숯과 흑운모가 투입된 침전여과조(16)에 상기 함수2저장조(13)의 함수를 이송시킨 상태에서 24시간 정치하여 CaSO₄을 석출하여 분리제거하는 침전여과공정과;

   상기 침전여과공정을 거친 함수를 예열하여 NaCl의 석출 초기농도인 염도 26˚Be에서, 섭씨 66℃로 CaSO₄ 이수화물을 무수화물로 열변화 침전시키는 예열여과공정과;

   상기 예열여과공정을 거친 함수를 120℃로 가열하여 MgCl₂ 6수화물을 MgO으로 열변화시킨 후 침전여과하는 가열여과공정과;

   상기 가열여과공정을 거친 함수의 염도를 28로 조절하여 MgO를 함유한 정제된 자염(煮鹽)을 침전석출하는 자염석출공정과;

   상기 자염석출단계의 자염석출여액에 상기 가열여과공정을 거친 함수를 공급하여 염도를 31로 조절하여 염장용 조자염을 침전석출하는 조자염석출공정과;

   상기 조자염석출단계의 조자염석출여액, 상기 예열여과단계 및 상기 가열여과단계의 침전물을 35℃에서 염도를 34˚Be 이상으로 조절하여 마그네슘이 다량함유된 목욕소금을 석출하는 목욕소금석출공정과;

   상기 자염석출단계로부터 석출된 자염, 상기 조자염석출단계로부터 석출된 조자염 및 상기 목욕소금석출단계로부터 석출된 목욕소금을 탈수 및 건조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 함토판을 이용한 자염, 조자염 및 목욕소금의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 자염석출단계에서 2~3년생 대나무, 봉선화, 느릅나무, 함초 중 선택된 1종 이상을 저온진공상태에서 열수추출한 기능성 첨가물을 투입하여 기능성 자염을 석출하거나, 상기 기능성 첨가물을 상기 자염석출단계에서 석출된 자염에 분사하여 기능성 자염을 제조하는 것을 특징으로 하는 함토판을 이용한 자염, 조자염 및 목욕소금의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 다공형의 함토판(10)은 상기 함토를 담을 수 있도록 상부에 수용공간이 형성되고, 수분은 분출되지만 상기 함토를 구성하는 갯벌, 모래 및 황토가 하측으로 배출되지 않는 정도의 구멍이 다수 형성되고, 상기 다공형의 함토판(10) 상에 상기 함토를 분사하여 2~3cm 두께의 함토층을 형성하는 것을 특징으로 하는 함토판을 이용한 자염, 조자염 및 목욕소금의 제조방법.

Images