KR100888520B1

KR100888520B1 - 인공수 제조방법

Info

Publication number: KR100888520B1
Application number: KR1020070067715A
Authority: KR
Inventors: 김순남
Original assignee: 김순남
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-03-11
Also published as: KR20090003927A

Abstract

본 발명은 해양 심층수와 성분이 유사한 인공수를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 미네랄 소스 타겟을 제공하는 단계; 처리수를 제공하는 단계; 및 상기 미네랄 소스 타겟에 레이저를 조사하여 미네랄 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 미네랄 플라즈마에 의해 제공되는 미네랄이 상기 처리수 내에 용존하도록 하는 인공층수 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 해양 심층수에 존재하는 유익한 미네랄을 포함하되 그 농도를 자유로이 제어할 수 있으며, 인체에 유해한 요소는 포함하지 않는 인공수를 제공할 수 있다.

미네랄, 레이저, 플라즈마, 인공수, 해양 심층수

Description

인공수 제조방법{Artificial Water Preparation Method}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공수 제조 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공수 제조 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 상이한 미네랄을 함유한 인공수의 농도를 제어하여 원하는 농도의 인공수를 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 인공수의 외관을 촬영한 사진이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 인공수의 외관을 촬영한 사진이다.

* 도면의 부호에 대한 간단한 설명*

110 : 반응조 112 : 유입관

114 : 배출관 120 : 레이저 소스

130, 230 : 저장고

150, 150A, 150B, 160, 160A, 160B, 170 : 저장 탱크

본 발명은 식용수에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해양 심층수에 포함된 미네랄을 함유하는 인공수를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 친환경, 웰빙 문화가 감성문화와 접목되어 사회 전반적으로 확산되고 있으며 소비자의 요구를 만족시키기 위하여 다양한 아이템들이 상품화 되고 있다. 한 예로 금과 은 나노입자를 이용한 향균제, 식용수, 화장수 그리고 금가루를 이용한 식품 첨가제 (주류 및 횟감류)를 들 수 있다.

또 하나의 예로서 해양 심층수를 들 수 있다. 해양 심층수는 빛이 전혀 들지 않는 해양 바닥에 있는 바닷물로서 미생물 오염이 적고 다양한 종류와 많은 양의 미네랄 성분이 들어 있어서 일반 지하광천수와는 크게 차별화 된다. 따라서 전 세계적으로 차세대 수자원으로서 개발이 진행되고 있다. 최근 우리나라도 울릉도 근해와 제주도 근해의 해양 심층수 개발이 진행되고 있다. 특히 제주 용암 해양 심층수는 다른 지역에서는 보기 드문, 바나듐(V), 게르마늄(Ge), 셀레늄(Se) 등이 함유되어 있어서 건강 보조제로서 큰 기대를 받고 있다.

그러나 해양 심층수는 바닷물처럼 과량의 염분이 함유되어 있어 매우 짜며 담수화 과정 (전기분해 및 고품질 막 분리)를 거쳐야 음용화가 가능하다. 이는 막대한 비용발생을 요구 한다. 또한 해양 심층수에는 적지만 몸에 해로운 중금속들이 포함되어 있다 (납, 카드뮴). 따라서 수입되는 해양 심층수들은 단순히 식품 첨가제 혹은 보조제로만 활용이 가능하다. 그럼에도 불구하고 최근에는 고가의 담수화 후처리 공정을 통한 음료용수 개발이 진행되고 있다.

그러나 해양 심층수에는 3가지 근본적인 문제점이 있다. 이들은 상업화의 그림자에 가려 크게 알려지진 않고 있다.

첫 번째 문제는 담수화 후처리 공정에서 발생하는 추기 비용문제, 미생물 오염문제, 불순물 유입, 유효 성분의 감소를 들 수가 있다. 따라서 해양 심층수가 담수화 과정을 거치면서 일반 천연 광천수와 비슷해 질 수 있다.

두 번째 문제는 몸에 해로운 중금속 문제이다. 바다속에는 지구상에 존재하는 거의 모든 원소들이 녹아 있다. 그 중 납 (Pb), 카드(Cd), 수은과 같은 중금속들이 포함되어 있다. 물론 이들 원소들이 허용치 이하로 함유된 음료용수로 개발이 되겠지만 근본적으로 이들은 몸에 축적된다.

세 번째 문제는 해양 심층수의 무분별한 개발은 지구 환경 (지구해양 심층수 흐름도)에 어떤 영향을 끼칠지는 정확하게 평가되어 있지 못하다. 즉, 무분별한 해양 심층수 개발은 심각한 생태계 교란 및 환경파괴를 가져 올 수 있다.

본 발명은 일반 해양 심층수가 갖는 담수화 처리, 중금속 문제, 환경문제와, 이온음료수가 갖는 화학약품 첨가 문제 및 지하수가 갖는 미네랄 종류 및 양의 부족 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 환경에 부하를 끼치지 않고 화학약품을 전혀 사용하지 않는 친환경적인 인공수 제조 과정을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 짜게 먹는 우리나라 식생활에 따라 인공수에 Na, K 성분을 거의 0으로 만들거나 양을 조절하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 해양 심층수의 유익한 성분보다 더 다양한 성분을 추가가능한 인공수의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 일반 해양 심층수가 갖는 중금속함량의 문제점을 해결하는 인공수의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

따라서 일반 소비자들이 마음 놓고 마실 수 있으며 건강에 도움이 되는 음료용 인공수를 시장에 공급하고자 하였다.

본 발명은 미네랄 소스 타겟을 제공하는 단계; 처리수를 제공하는 단계; 및 상기 미네랄 소스 타겟에 레이저를 조사하여 미네랄 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 미네랄 플라즈마에 의해 제공되는 미네랄이 상기 처리수 내에 용존하도록 하는 인공수 제조 방법을 제공한다.

본 발명에서 상기 미네랄 소스 타겟은 두 개 이상 제공될 수 있다. 또한, 상기 미네랄 소스 타겟은 처리수 내부에 배치될 수 있으며, 이와 달리 상기 제1 미네랄 소스 타겟은 처리수 외부에 배치되되, 상기 처리수 표면에 인접하여 배치될 수 있다.

본 발명에서 상기 미네랄 소스 타겟은 Au, Ag, Ca, Zn, V, Ge 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 최소한 1종의 원소를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 미네랄 소스 타겟은 Au, Ag, Ca, Zn, V, Ge 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1종의 원소의 합금 또는 화합물일 수 있다.

또한 본 발명은 최소한 두 개의 상이한 미네랄 소스 타겟에 레이저를 조사하여 형성된 미네랄 플라즈마로부터 얻어진 금속 원소가 용존하는 처리수를 혼합하는 것을 특징으로 하는 인공수 제조 방법을 제공한다.

또 본 발명은 미네랄 소스 타겟에 레이저를 조사하여 형성된 미네랄 플라즈마로부터 얻어진 미네랄이 용존하는 처리수에 물을 혼합하여 음용수를 제조하는 것을 특징으로 하는 인공수 제조 방법을 제공한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상술한다.

도 1을 참조하면, 반응조(110)내에는 미네랄 소스 타겟이 준비되며, 처리수가 유입관(112)를 통해 반응조(110)로 유입되어 상기 미네랄 소스 타켓은 처리수 내에 매몰된다. 상기 반응조에는 레이저 소스(120)가 장착된다. 상기 레이저 소스(120)로부터 발생된 레이저는 상기 미네랄 소스 타켓(140)에 조사된다.

상기 미네랄 소스 타겟(140)은 금속 광물, 합금, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 복합체일 수 있으며, 이들 물질은 레이저에 조사되어 물속에서 플라즈마 발생이 가능하다. 본 발명에서 사용되는 레이저의 포톤 파장은 물속을 통과 할 때 큰 저항 이 없으면 무방하다. 예컨대 Nd³ ⁺:YAG (파장: 532 nm, 10~50 mJ/pulse, 10 Hz)이 사용될 수 있다. 도 1에서는 반응조 외부에서 레이저를 조사되는 것으로 도시되었으나 반응조 상단에 양질의 석영 윈도우를 설치하고 레이저가 윈도우를 통하여 조사되어도 무방하다. 또, 본 발명에서 둘 이상의 미네랄 원소를 공급하기 위해 서로 다른 둘 이상의 조성을 갖는 타겟이 구비될 수 있다.

상기 레이저가 조사됨에 따라 상기 미네랄 소스 타켓(140)의 레이저 조사면에 인접한 부위에 플라즈마가 형성된다. 발생된 미네랄 플라즈마는 물과 반응하여 수화되거나 혹은 원자, 분자, 클러스터 상태로 안정화되며, 결국 처리수 내에는 미네랄이 용존 상태로 잔류하게 된다.

제조된 미네랄수는 배출관(114)을 통해 저장고(130)로 이송된다. 저장고(130)에 저장된 미네랄수는 별도로 마련된 탱크(150)의 희석수와 혼합되어 원하는 농도로 희석되어 별도의 탱크(160)에 저장될 수 있다.

도 2는 도 1과 마찬가지로 레이저 소스(220), 반응조(210) 및 저장고(230)이 구비되며 이를 연결하는 도관들(212, 214)를 통해 처리수가 이동한다. 다만, 도 2에서는 미네랄 소스 타겟(240)이 반응조(210)의 물 외부에 존재한다는 점에서 도 1의 제조 장치와 상이하다. 레이저 소스(220)로부터 발생한 레이저의 조사에 의해 미네랄 소스 타겟(240)의 표면에서 플라즈마가 발생한다. 상기 발생한 플라즈마는 처리수 표면으로 연장되며, 물과 반응하여 수화되거나 혹은 원자, 분자, 클러스터 상태로 안정화되며, 결국 처리수 내에는 미네랄이 용존 상태로 잔류하게 된다. 이 때 레이저 포톤은 직접적으로 물속을 통과하지 않아도 되므로 파워가 큰 이산화탄소 레이저 (파장10.6 μm)를 사용할 수 있다. 물론 이 때에도 Nd³⁺:YAG (파장:532nm, 20~40mJ/pulse, 30Hz)를 사용하는 것은 무방하다.

도시된 바와 같이, 두 개의 처리수 저장고(130A, 130B)가 구비되어 있다. 상기 처리수 저장고의 전단에는 앞서 설명한 도 1 및 도 2의 반응조가 구비될 수 있으며, 각각의 반응조에는 상이한 미네랄의 공급원이 되는 미네랄 소스 타겟이 구비된다. 따라서, 상기 저장고(130A, 130B)에는 상이한 미네랄을 포함하는 처리수(처리수 A, 처리수 B)가 저장되어 있다.

이와 같이, 저장고(130A, 130B)에 저장된 처리수는 각각 별도의 탱크(150A, 150B)에 저장된 희석수에 의해 적절한 농도로 제어되어 탱크(160A, 160B)에 저장된다. 이와 같이, 저장된 처리수는 혼합 탱크(170)에서 적절한 비율로 혼합된다. 이와 같은 과정을 거쳐 둘 이상의 처리수가 적절한 비율로 혼합된 인공수가 얻어질 수 있다.

본 발명에서 상기 저장고(130A, 130B)에 저장된 물이 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 방법에 의해 얻어진 처리수로 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대 미네랄의 종류에 따라 레이저 조사에 의하지 않고도 해당 미네랄이 함유된 처리수가 얻어질 수 있으며, 이와 같은 방법에 의해 얻어진 처리수도 도 3에서 설명한 처리수와 마찬가지로 희석 및 혼합되어 본 발명의 인공수를 제조하는 데 사용될 수 있다.

이하 본 발명에 따라 인공수를 제조하는 방법을 구체적인 실시예를 통해 설명한다.

실시예 1

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 일본 해양 심층수에는 없는 성분만으로 이루어진 미네랄 수를 제조한 후 그 외관을 촬영한 사진이다. 본 실시예에서는 최근 제주 용암 해양 심층수 성분에서 발견돼 큰 호응을 받고 있는 주요 성분인 V(바나듐), Ge(게르마늄), Se(셀레늄)은 인위적으로 넣어 보았다. 이들 미네랄을 제공하는 장치는 도 1에 도시된 것을 사용하였다. 즉 Au, Ag, V, Ge, Se 고순도 타겟을 처리수 내에 집어넣어 레이저를 이용하여 플라즈마를 발생시키고 제조된 이들 다섯 종류의 미네랄수의 농도를 측정하여 원하는 성분 함유량 되로 섞어서 제조하였다.

도 4에서 보이는 금속 막대는 V (99.99%) 막대이며 한쪽 끝 검게 흠이 가 있는 부분은 플라즈마 발생에 의해 표면이 녹아난 부분에 해당한다. 아래 표에서 알 수 있듯이, 본 실시예의 미네랄 수는 일본 오끼나와 해양 심층수에는 없는 성분인 Au (금), 은(Ag), V(바나듐), Ge(게르마늄), Se(셀레늄) 성분을 포함하고 있다. 본 발명의 실시예에서 성분의 함량은 ICP-AES를 통하여 정확히 정량하였다.

본 실시예에서 만약 합금 혹은 다성분 타겟을 제조할 수 있다면 제조시간을 크게 줄일 수 있을 것이다. 또 이렇게 제조된 미네랄 수에 추가적인 성분을 첨가할 필요가 있을 때에는 기존 미네랄 수를 기본용액으로 하여 순환시키고 추가되는 미네랄 성분을 도 1 및 2의 장치를 사용하여 제공하면 될 것이다.

실시예 2

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 인공 해양수의 외관을 촬영한 사진이다. 실시예1과 대비할 때 본 실시예에서는 Fe, Zn, Ca이 추가적으로 도입되어 있다. 이들 성분은 모두 도 1 및 도 2와 관련하여 설명한 방법을 사용하여 도입된 것이나, 다만 Ca의 경우에는 CaCO3를 물에 용해하여 첨가하였다. 도 4에서 보이는 금속 막대는 Fe (99.99%) 막대이며 한쪽 끝 검게 흠이 가 있는 부분은 플라즈마 발생에 의해 표면이 녹아난 부분이다. 철 성분 함유 미네랄 수 제조에 있어서 순수 철 대신 산화철을 이용하여도 좋은 결과를 나타낸다. 이는 다른 종류의 금속 혹은 금속화합물에도 비슷하게 적용된다.

이상의 실시예들은 일본 오키나와 해양 심층수보다 V, Ge, Se의 함량을 더 증가시킬 수 있고, 제주 용암 해양 심층수보다 Au, Ag가 추가로 용존되어 있음을 보여준다. 또, 일본 해양 심층수(오끼나와현)에 들어 있으며 인체에 유해한 중금속 인 납(Pb), 카드뮴(Cd)이 존재하지 않는다. 이와 같이, 본 발명은 다양한 미네랄을 음용수 내에 용존하게 할 수 있을 뿐 아니라 이를 정확한 농도로 조절할 수 있어, 원하는 미네랄이 용존하는 음용수를 손쉽게 제조할 수 있다.

주요 성분	일본 오끼나와 심층수 (mg/L)	실시예 1	실시예 2
Au	0	0.01	0.01
Ag	0	0.01	0.01
Fe	0.044	0	0.002
Pb	0.001	0	0
Cd	0.0001	0	0
Na	11400	0	0
Ca	405	0	100
Zn	0.001	0	0.001
V	0	0.001	0.001
Ge	0	0.001	0.001
Se	0	0.001	0.001

본 발명에 따르면, 물과 금속/세라믹 덩어리로부터 해양 심층수보다 유효한 미네랄 성분이 많이 함유된 음료용 인공수를 제공할 수 있다. 본 발명에 따르면, 천연의 해양 심층수에 존재하는 인체에 유해한 물질은 완전히 배제될 수 있으며, 소비자의 건강 증진과 소비자별 취향을 충족시키면서 지극히 친환경적인 공정을 이용하여 음용수를 제조할 수 있다.

Claims

미네랄 소스 타겟을 제공하는 단계;

처리수를 제공하는 단계; 및

상기 미네랄 소스 타겟에 레이저를 조사하여 미네랄 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하고,

상기 미네랄 플라즈마에 의해 제공되는 미네랄이 상기 처리수 내에 용존하도록 하는 인공수 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 미네랄 소스 타겟은 두 개 이상 제공되는 것을 특징으로 하는 인공수 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 미네랄 소스 타겟은 처리수 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 인공수 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 미네랄 소스 타겟은 처리수 외부에 배치되되, 상기 처리수 표면에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 인공수 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 미네랄 소스 타겟은 Au, Ag, Ca, Zn, V, Ge 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 최소한 1종의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 미네랄 소스 타겟은 Au, Ag, Ca, Zn, V, Ge 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1종의 원소의 합금 또는 화합물인 것을 특징으로 하는 인공수 제조 방법.
삭제
삭제