KR101658352B1

KR101658352B1 - 미네랄수 제조방법

Info

Publication number: KR101658352B1
Application number: KR1020160046709A
Authority: KR
Inventors: 신인승; 박형석; 정해상; 박지현
Original assignee: (주)이에프씨
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2016-09-22

Abstract

본 발명은 황토에 유기산을 첨가하여 황토로부터 미네랄이 용출되도록 함으로써 미네랄의 종류 및 함량이 증대되고 장기 보관에도 안정적인 미네랄수 제조방법 및 이에 의해 제조된 미네랄수에 관한 것으로서, 반응조에 정제수를 담는 과정을 포함하는 정제수 준비단계; 상기 정제수 1,000g에 대해 15 ~ 50g의 비율로 하여 황토혼합분을 상기 반응조에 첨가하는 황토혼합분 첨가단계; 상기 반응조에 유기산을 첨가하여 정제수, 황토혼합분 및 유기산으로 이루어진 광물혼합액을 만드는 유기산 첨가단계; 상기 광물혼합액을 100℃로 유지하면서 교반하는 가열멸균ㆍ교반단계; 및 상기 가열멸균ㆍ교반단계를 거친 상기 광물혼합액을 상온까지 냉각시켜 그 상층액을 취한 후 여과장치에 통과시킨 다음 용기에 담는 과정을 포함하는 여과ㆍ포장단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

미네랄수 제조방법{Manufacturing Method of Mineral Water}

본 발명은 미네랄수 제조방법 및 이에 의해 제조된 미네랄수에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 황토에 유기산을 첨가하여 황토로부터 미네랄이 용출되도록 함으로써 미네랄의 종류 및 함량이 증대되고 장기 보관에도 안정적인 미네랄수 제조방법 및 이에 의해 제조된 미네랄수에 관한 것이다.

미네랄수는 다종다량의 미네랄을 함유한 물로서 가축, 양어(養魚), 작물의 성장에 필요한 미네랄 공급원으로 사용되거나 또는 화장품이나 약재의 원료로 사용되고 있다.

이러한 미네랄수는 미네랄이 풍부한 해양 심층수를 담수 처리하여 얻거나, 맥반석, 매화석 또는 운모계 광물로부터 미네랄을 용출시켜 얻는데, 미네랄 용출방법으로는 상기 광물에 황산 등의 무기산이나 탄산염을 첨가한 후 고온고압을 가해 미네랄을 용출시키는 방법이 이용되고 있다.

다만, 황산을 이용한 미네랄 용출방법은 강한 산성에 의해 생산 장치가 부식되거나 장기간 복용하게 되면 체내의 각종 미네랄 성분을 황산염으로 배출시키는 문제점이 있다.

한편, 탄산염을 이용한 용출 방법은 염기성을 띄는 미네랄수를 수득함으로써 황산을 이용한 방법에 비해 안정적이기는 하나, 미네랄 함량이 미량이고 시간이 경과할수록 불용성 염들이 서로 엉기는 현상이 발생하여 미네랄수안에 침전물이 생기는 문제점이 있다.

KR 10-0923773 B1 2009.10.20.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 제조 장치에 무해하고 미네랄의 종류가 다양하며 그 함량이 높고 장기 보관에도 안정적인 미네랄수 제조방법 및 이에 의해 제조된 미네랄수를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 미네랄수 제조방법은, 반응조에 정제수를 담는 과정을 포함하는 정제수 준비단계; 상기 정제수 1,000g에 대해 15 ~ 50g의 비율로 하여 황토혼합분을 상기 반응조에 첨가하는 황토혼합분 첨가단계; 상기 반응조에 유기산을 첨가하여 정제수, 황토혼합분 및 유기산으로 이루어진 광물혼합액을 만드는 유기산 첨가단계; 상기 광물혼합액을 100℃로 유지하면서 교반하는 가열멸균ㆍ교반단계; 및 상기 가열멸균ㆍ교반단계를 거친 상기 광물혼합액을 상온까지 냉각시켜 그 상층액을 취한 후 여과장치에 통과시킨 다음 용기에 담는 과정을 포함하는 여과ㆍ포장단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 미네랄수 제조방법은, 상기 황토혼합분이 황토와 기타광물로 이루어지고, 상기 기타광물 10g에 대해 상기 황토가 5 ~ 40g의 비율로 혼합되어 만들어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 미네랄수 제조방법은, 상기 기타광물로 견운모, 매화석 및 맥반석 중 하나의 미립분이거나 또는, 이중에 선택되어 만들어진 혼합분인 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 미네랄수 제조방법은, 상기 유기산은 구연산이며 구연산을 정제수 1,000g에 대해 1 ~ 5g의 범위내에 첨가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 미네랄수 제조방법 및 이에 의해 제조된 미네랄수에 의하면, 황토혼합분 첨가단계와 유기산 첨가단계를 통해 미네랄의 종류 및 함량이 증대되고 가열멸균ㆍ교반단계를 통해 장기보관이 가능해져 본 발명에 따른 미네랄수의 상품성이 향상된다.

또한, 본 발명의 미네랄수 제조방법 및 이에 의해 제조된 미네랄수에 의하면, 황토혼합분의 혼합비를 달리하거나 유기산의 첨가비를 달리하여 특정 미네랄의 함량이 높은 미네랄수를 용이하게 제조할 수 있으므로 본 발명에 따른 미네랄수 제조공정효율이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 미네랄수 제조방법을 나타낸 블록도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 미네랄수 제조방법을 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 미네랄수 제조방법은 정제수 준비단계(S10), 황토혼합분 첨가단계(S20), 유기산 첨가단계(S30), 가열멸균ㆍ교반단계(S40), 및 여과ㆍ포장단계(S50)로 이루어지며, 상기 단계를 통해 제조된 미네랄수는 미네랄의 종류 및 그 함량이 높고 장기 보관에도 안정적인 것을 특징으로 한다.

이하, 각 단계별로 미네랄수의 제조 과정을 설명하면, 먼저 정제수 준비단계(S10)는 미네랄 용출설비의 세팅과 정제수를 준비하는 과정으로서, 설비세팅은 반응조에 교반기, 냉각환류장치, 가열장치, 여과장치 및 온도계를 설치하는 작업으로 이루어지며, 상기 반응조에 상수를 증류하거나 이온교환수지를 통하여 정제한 물을 담는 과정으로 이루어진다.

황토혼합분 첨가단계(S20)는 황토와 기타광물의 혼합물(이하 '황토혼합분'이라 한다)을 정제수 1,000g에 대해 15 ~ 50g의 비율로 첨가하되 바람직하게는 20g의 비율로 상기 반응조에 첨가하는 과정으로 이루어진다.

황토는 미네랄이 기존의 미네랄 용출용 광물에 비해 다양하게 포함되어 있어 미네랄수의 성분을 풍부하게 할 수 있고, 표면이 넓은 벌집구조로 이루어짐으로써 미네랄 용출이 용이하며, 기존광물에 비해 저렴하여 제조비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

상기 황토혼합분에 있어서 황토와 기타광물의 혼합은 통상 1:1의 비율로 이루어지나 미네랄수의 용처(가축용, 양어용 또는 작물재배용 등)에 따라 특정 미네랄의 함량이 높은 미네랄수가 요구되는 경우 기타광물 10g에 대해 황토를 5 ~ 40g의 비율로 하여 그 혼합비를 달리할 수 있다. 일례로서, 후술할 [표1]에서 보는 바와 같이 나트륨이나 황의 함량이 높은 미네랄수가 요구되는 경우 황토의 첨가량을 증가하여 해당 미네랄수를 제조하게 된다.

본 발명에 사용되는 황토로는 노지에서 채취한 황토에 포함된 조립분의 석영과 장석을 여과한 후 통상 수중침강법으로 50㎛이하의 황토분을 취한 다음 900 ~ 1100℃의 온도로 열처리하여 황토분에 혼입된 유해물질을 제거한 것을 사용한다.

상기 기타광물은 기존 미네랄수 제조에 사용하고 있는 견운모, 매화석, 맥반석 중 하나의 미립분이거나 또는, 이중에 선택되어 만들어진 혼합분으로서, 황토의 경우와 같이 열처리된 50㎛이하의 미립분 또는 혼합분이 사용된다.

상기 견운모는 다량의 원적외선을 방사하는 광물로써 토양 산성화를 방지하는 효능이 있고, 상기 매화석은 미네랄 중 칼슘함량이 높아 신진대사 촉진기능이 있는 것으로 알려져 있으며, 상기 맥반석은 식물의 성장촉진에 효능이 있는 것으로 알려져 있다.

유기산 첨가단계(S30)는 황토혼합분의 미네랄 용출 촉매제인 유기산을 정제수 1,000g에 대해 바람직하게는 2g의 비율로 반응조에 첨가하여 정제수, 황토혼합분 및 유기산으로 이루어진 혼합액(이하 '광물혼합액'이라 한다)을 만드는 과정이다.

산은 음이온의 종류에 따라 무기산과 유기산으로 분류되며, 통상 무기산은 물에 녹아 강한 산성을 나타내고 유기산은 대부분 약한 산성을 나타낸다.

무기산으로는 황산(H₂SO₄), 질산(HNO₃), 인산(H₃PO₄), 과염소산(HClO₄), 탄산(H₂CO₃) 등이 있고, 유기산으로는 아세트산(CH₃COOH, 식초의 원료), 구연산(시트르산), 말산(사과산), 타타르산(포도산), 숙신산(호박산), 젖산, 아스코르빈산(비타민C) 등이 있다. 유기산은 무기산에 비해 구조가 복잡하고 발효과정의 산물로 생성되거나 과일 속에 많이 함유되어 있으며 식품첨가물로 허용되어 주료 감미료로 사용되고 있다.

또한, 유기산은 물에 녹지 않는 미네랄 성분을 용출시키는 능력이 탁월한데, 예를 들면 칼슘은 물에 잘 녹지 않는 형태(탄산칼슘, 황산칼슘 등)로 주로 존재 하여 체내 흡수가 용이하지 않으나, 유기산염 형태(구연산칼슘, 젖산칼슘, 아스코르빈산칼슘)로 섭취하는 경우 유기산염이 칼슘양이온과 유기산음이온으로 쉽게 분리됨으로써 흡수가 용이해진다.

또한, 광물에 포함된 물에 녹지 않는 미네랄 성분들은 유기산이 촉매로 사용될 경우 용출효율이 증대될 수 있는데, 이는 일반적으로 광물이 염기성의 성질을 가지고 있으며 유기산과 결합하여 산·염기 중화 반응을 하게 되면 유기산의 수소이온은 광물의 수산화 이온과 결합하여 물을 생성하게 되고, 유기산은 이온이 아닌 화합물 상태로 복귀하기 위하여 양이온을 필요로 하게 됨으로써 광물의 금속양이온인 미네랄의 용출이 용이해지기 때문이다.

따라서, 유기산을 촉매로 사용하는 경우 가열멸균ㆍ교반단계(S40)에서의 교반시간을 기존의 탄산염을 촉매제로 한 경우보다 50% 이상 줄일 수 있게 되어, 제품 제조 공정에 소요되는 시간과 비용을 줄여 제조 단가를 낮출 수 있다. 더불어, 기존의 용출 촉매제로 사용되고 있는 황산의 경우처럼 강산으로 인한 제조장치의 부식문제가 없어 장치관리 측면에서도 관리효율이 증대되는 이점이 있다.

다만, 유기산의 경우 각종 세균이나 바이러스에 의해 변질될 수 있는데, 본 발명에서는 용출효율 증대를 위한 가열멸균ㆍ교반단계(S40)에서 전(前) 제조과정 중에 혼입된 세균 등이 자연 살균됨으로써, 미네랄수에 포함된 유기산의 변질문제가 별도의 추가공정없이 해결되어 장기보존이 가능해지는 이점이 있다.

본 발명에 사용되는 유기산은 상기 아세트산, 구연산, 말산, 타타르산, 숙신산, 젖산, 아스코르빈산 중의 하나이거나 또는 이중에 선택되어 만들어진 혼합액이 사용되며, 바람직하게는 다른 유기산에 비해 산가가 높아 용출효율이 우수한 구연산이 주로 사용된다.

한편, 유기산은 첨가비가 증가할수록 미네랄의 용출이 증가하나, 정제수 1,000g에 대해 5g을 넘는 첨가비에서는 용출효율의 증가가 미미한바, 특정 미네랄의 함량이 높은 미네랄수가 요구되는 경우 정제수 1,000g에 대해 1 ~ 5g의 범위 내에서 첨가비를 달리할 수 있다.

통상, 미네랄 용출효율은 온도가 높아질수록 증대되는데, 상기 가열멸균ㆍ교반단계(S40)는 이러한 용출효율 증대를 위한 과정으로서, 전술한 바와 같이 세균 등의 살균이 함께 이루어진다. 작업은 가열장치를 이용하여 광물혼합액을 100℃로 유지하면서 교반기를 이용하여 80rpm으로 12시간동안 교반한다.

여과ㆍ포장단계(S50)는 가열멸균ㆍ교반단계(S40)를 거친 상기 광물혼합액을 냉각환류장치를 이용하여 상온까지 냉각되도록 하여 이 과정에서 광물혼합액 중 포함된 고형분이 바닥에 침전되도록 한 다음 그 상층액인 미네랄수를 마이크로 필터(1㎛)의 여과장치에 통과시켜 용기에 담는 과정으로 이루어진다.

이하에서 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 미네랄수에 함유된 미네랄 성분과 그 함량에 대한 데이터를 기재하였으나, 이는 본 발명의 대표적인 실시예를 기재한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

<실시예>

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 미네랄수를 수득한다. 즉, 반응조에 정제수 1,000g, 황토 10g 및 견운모 10g을 넣은 후 구연산 2g을 넣고 광물혼합액을 100℃로 유지하며 80rpm으로 12시간동안 교반하고 상온까지 냉각시킨 후에 상층액을 마이크로 필터(1㎛) 여과장치에 통과시켜 미네랄수를 수득한다.

<비교예1>

상기 실시예와 동일한 과정을 거치되 구연산 첨가를 생략하여 미네랄수를 수득한다

<비교예2>

상기 실시예와 동일한 과정을 거치되 황토와 구연산 첨가를 생략하고 견운모20g만을 정제수에 첨가하여 미네랄수를 수득한다

이상의 실시예와 비교예1,2에서 수거된 각 미네랄수를 ICP-AAS(유도결합플라스마-발광분광분석법)을 이용, 미네랄 성분 및 그 함량을 조사하여 아래의 표 1로 나타내었다.(단위: mg/kg)

미네랄 성분	실시예	비교예1	비교예2
칼슘(Ca)	106.31	2.59	11.08
인(P)	7.16	0.72	1.37
마그네슘(Mg)	261.37	0.56	0.64
나트륨(Na)	228.13	135.25	205.07
칼륨(K)	116.81	85.62	108.94
셀레늄(Se)	1.29	불검출	0.43
규소(Si)	1.75	0.72	1.56
게르마늄(Ge)	0.01	불검출	불검출
아연(Zn)	3.43	0.04	0.93
망가니즈(Mn)	1.27	불검출	0.23
철(Fe)	1.51	0.43	0.93
구리(Cu)	0.81	불검출	불검출
코발트(Co)	0.15	불검출	불검출
니켈(Ni)	0.64	0.15	0.17
몰리브덴(Mo)	1.75	불검출	0.96
바나듐(V)	불검출	불검출	불검출
바륨(Ba)	불검출	불검출	불검출
타이타늄(Ti)	0.77	불검출	0.47
알루미늄(Al)	2.58	0.61	1.33
크로뮴(Cr)	0.33	불검출	0.22
황(S)	602.43	341.73	579.04
불소(F)	불검출	불검출	불검출
비소(As)	불검출	불검출	불검출
카드뮴(Cd)	불검출	불검출	불검출
납(Pb)	불검출	불검출	불검출
수은(Hg)	불검출	불검출	불검출

상기 [표 1]에서 실시예와 비교예2의 비교분석을 통해 알 수 있는 바와 같이, 황토를 첨가하면 견운모 단독으로 미네랄수를 제조하는 경우보다 미네랄수에 셀레늄, 망가니즈, 몰리브덴 및 타이타늄 등의 미네랄이 새로이 추가 되며, 미네랄의 함량이 전반적으로 증가함은 물론 특히 나트륨과 황의 함량이 유의적으로 증가함을 알 수 있다.

또한, 실시예와 비교예1의 비교분석을 통해 알 수 있는 바와 같이, 유기산인 구연산 첨가로 게르마늄, 구리 및 코발트의 미네랄이 더 추가되며, 각 미네랄의 함량이 전반적으로 증가함은 물론 특히 칼슘과 마그네슘의 함량이 유의적으로 증가함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명을 통해 제조된 미네랄수는 기존의 미네랄수에 비해 미네랄 성분이 다양하고 그 함량이 증대된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

Claims

반응조에 정제수를 담는 과정을 포함하는 정제수 준비단계(S10);
상기 정제수 1,000g에 대해 15 ~ 50g의 비율로 하여 황토혼합분을 상기 반응조에 첨가하는 황토혼합분 첨가단계(S20);
상기 반응조에 유기산을 첨가하여 정제수, 황토혼합분 및 유기산으로 이루어진 광물혼합액을 만드는 유기산 첨가단계(S30);
상기 광물혼합액을 100℃로 유지하면서 교반하는 가열멸균ㆍ교반단계(S40); 및
상기 가열멸균ㆍ교반단계(S40)를 거친 상기 광물혼합액을 상온까지 냉각시켜 그 상층액을 취한 후 여과장치에 통과시킨 다음 용기에 담는 과정을 포함하는 여과ㆍ포장단계(S50);
로 이루어지고,
상기 황토혼합분은 황토와 기타광물로 이루어지고, 상기 기타광물 10g에 대해 상기 황토가 5 ~ 40g의 비율로 혼합되어 만들어지며,
상기 황토는 조립분의 석영과 장석을 여과한 후 50㎛이하의 황토분을 취한 다음 900 ~ 1100℃의 온도로 열처리한 황토이고,
상기 기타광물로는 견운모, 매화석 및 맥반석 중 하나의 미립분이거나, 또는 이중에 선택되어 만들어진 혼합분이며,
상기 유기산은 구연산이고 구연산을 정제수 1,000g에 대해 1 ~ 5g의 범위 내에 첨가하는 것을 특징으로 하는 미네랄수 제조방법.
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