KR101852903B1 - 보령산 머드로부터 얻는 미네랄 수 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본원은 보령산 머드의 유효한 특징을 살리되, 보령산 머드 수용액이 갖는 혼탁한 탁도를 제거하며 머드 성분 속에 만약에 잔존할 수 있는 유해물이나 중금속 성분을 제거하기 위한 수단으로 천연물로 이루어진 무기응집제를 사용하여 탁도를 없이하여 맑게 하면서 동시에 유해물이나 중금속 성분을 제거한 상태의 머드 유효성분을 살린 약알카리 상태의 미네랄수를 제공하고자 하는 발명이다.
본원은 보령산 머드를 이용하여 적용되는 미네랄수의 제조방법으로서, 깨끗한 정수에 보령시에서 산출되는 파우다형 머드를 넣고 교반하면서 무기응집제(알카미라)를 넣고 교반하며 응집시킨 후 상등수를 얻는 제1단계 공정과 상기 제1단계 공정을 거쳐 얻은 상등수에 알카리 칼슘이온수를 0.5~2 중량% 범위로 넣고 혼합하여 멸균공정을 수행하면서 미네랄수를 얻는 제2단계 공정과 상기 제2단계의 공정을 거쳐 얻은 미네랄수에 깨끗한 정수를 넣어 pH 7.8~8.2 범위로 제공되는 약알카리 상태의 미네랄수를 얻는 제3단계 공정을 포함하여 이루어지는 미네랄수의 제조방법에 관한 기술이다.

Description

보령산 머드로부터 얻는 미네랄 수 및 그 제조방법{The method of mineral water from boryeong mud}

본 발명은 보령산 머드의 유효성분이 포함된 미네랄수의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보령시에서 산출되는 파우다형 머드를 정수에 넣고 교반하면서 무기응집제를 넣고 응집시킨 후 여과하여 만약에 존재할 수 있는 중금속 등의 유해성분을 응집플록으로 제거하여 상등수를 얻고 상등수에 멸균기능을 갖는 알카리 이온수를 혼합하여 멸균기능을 수행하여 알카리성 미네랄 농축수를 얻고 알카리성 미네랄 농축수에 음료용 정수를 추가하여 pH 7.8~8.5 범위로 약 알카리성 음용수로 제공되는 미네랄수의 제조방법에 관한 기술이다.

머드(해양진흙)는 동식물들의 분해산물들과 토양, 염류 등이 퇴적되어 오랜 세월동안 지질학적, 화학적 작용을 받고 미생물의 분해작용을 받아 형성된 것으로, 이러한 머드에는 탄소, 질소, 인, 유황, 철, 규산화합물 등 수많은 무기물질과 미량원소들이 들어있다.

또한 머드에는 프롤란, 에스트로겐 등 호르몬 유사물질이 들어 있을 뿐만 아니라 티아민, 아스코르빈산, 염산, 비타민 B12, 리보플라민 등과 같은 비타민류도 풍부한 것으로 보고되고 있다.

또한 상기 머드에는 교질성분(콜로이드)과 결정성분이 있어서 모래찜이나 물맞이, 해수욕처럼 물리적 치료방법에도 널리 이용될 수 있고 항균작용이 있어서 외상치료에도 효과가 있어서 머드치료로 함염증작용, 물질대사의 촉진, 세포, 조직, 신경의 성장 및 재생촉진, 면역기능, 진통작용, 호르몬 기능 촉진 등의 작용이 있는 것으로 알려지면서 그동안 머드 성분을 화장품으로 이용하고자 하는 연구가 중점적으로 이어져 왔다.

보령산 머드를 이용하고자 하는 선행기술로 등록특허 제1070708호에서는 보령산 머드를 이용하여 미백효과를 갖는 화정조성물을 얻기 위한 수단으로 보령산 머드와 정제수를 중량비율 1:5로 혼합하여 상온에서 40분 ~ 80분 동안 교반한 후 정치시켜 상등액을 제거하고, 상기 과정을 3회 반복하는 전처리단계와,전처리단계를 거친 머드와 정제수를 중량비율 1:5로 혼합하여 상온에서 40분 ~ 60분 동안 교반한 후 12시간 ~ 20시간 동안 냉장보관하여 정치시키는 염분제거단계와, 상기 염분제거단계를 거친 머드와 정제수를 중량비율 1:2로 혼합하여 상온에서 40분 ~ 60분 동안 교반한 후 12시간 ~ 20시간 동안 냉장보관하여 정치시키고, 그 상등액의 부유물들을 제거한 것을 드럼여과장치를 통과시키고 이때 나온 액을 거름종이를 이용하여 2차로 감압여과하는 여과단계와, 여과단계를 거쳐 나온 액을 페놉닙과 1,3-부틸렌글라이콜을 이용하여 방부처리한 후 제균하는 방부 및 제균단계를 거쳐 추출된 머드추출물에 알부틴과 닥나무추출을 첨가하여 조성되는 화장료 조성물로서 머드추출물 80 ~ 98wt%와, 닥나무추출물 1 ~ 10wt%와, 알부틴 1 ~ 10wt%의 혼합된 조성의 미백화장품 조성물이 제시되어 있다.

또한 보령산 머드를 이용하여 전통주를 얻는 제조방법으로 등록특허 제1135638호에서는 머드의 유효성분이 포함된 전통주를 얻기 위한 수단으로, 백미를 깨끗한 물로 씻어 표면에 묻은 이물질을 제거하는 세미과정과, 상기 세미단계를 수행한 백미를 물에 가라앉혀 수분을 흡수하도록 하는 침미과정과, 상기 침미단계를 수행한 백미를 건져 물빼기를 한 후 고압스팀으로 증자하여 고두밥을 준비하는 증자과정과, 머드를 수취하고 이를 한지로 포장하여 용기 하부에 안치하는 머드투입과정과, 상기 용기에 증자된 백미와, 물, 누룩을 투입하여 상온에서 발효시키고 머드에서 유효성분이 침출되도록 하는 담금과정을 포함하고, 머드투입할 때는 머드를 갯벌에서 수취하여 체로 걸러 이물질을 제거하는 이물질제거단계와 이물질이 제거된 머드를 상온에서 2~5일간 보관하여 과함유된 염수를 탈수시켜 수분함량을 낮추는 염수탈수단계와 탈수된 머드를 한지로 단위 포장하는 한지포장단계와 포장된 머드를 용기 하부에 안치시키는 안치단계를 포함하여 이루어지는 공법이 적용되는 전통주 제조방법이 개시되어 있다.

충남 보령시에서는 1998년 7월부터 보령 머드축제를 개최한 이래 매년 참석인원이 늘어나고 보령산 머드는 공인기관에서 성분분석 결과 원적외선이 다량 방출되고 미네랄·게르마늄·벤토나이트를 함유하고 있어 피부미용에 효과가 뛰어나고 이스라엘의 사해 진흙보다 품질이 더 뛰어난 것으로 밝혀져 보령시에서는 머드의 특성을 이용한 다양한 상품개발에 나서고 있으나 머드의 유효성분을 안전하게 섭취할 수 있는 방법에 대한 연구는 없었던 실정이다.

본원은 보령산 머드의 유효한 특징을 살리되, 보령산 머드 수용액이 갖는 혼탁한 탁도를 제거하며 머드 성분 속에 만약에 잔존할 수 있는 유해물이나 중금속 성분을 제거하기 위한 수단으로 천연물로 이루어진 무기응집제를 사용하여 탁도를 없이하여 맑게 하면서 동시에 유해물이나 중금속 성분을 제거한 상태의 머드 유효성분을 살린 약알카리 상태의 미네랄수를 제공하고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.

본원은 보령시에서 제공하는 파우다형 머드를 정수에 넣고 교반하면서 인공적 화학물질이 아닌 무기응집제를 넣어 응집시킨 후 필터링하여 만약에 존재할 수 있는 중금속 등의 유해성분을 응집플록으로 제거하여 상등수를 얻고 상등수에 멸균기능을 갖는 알카리 이온수를 혼합하여 멸균기능을 수행하여 알카리성 미네랄 농축수를 얻고 알카리성 미네랄 농축수에 음료용 정수를 추가하여 pH 7.8~8.5 범위로 제공되는 약알카리 상태의 미네랄수를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

또한, 본원은 상기의 미네랄수를 각종 식품 가공공정에 사용되는 공정수로 이용하여 미네랄 성분을 다량 함유한 식품을 제공하고자 하는 목적도 포함한다.

상기 과제를 해소하기 위한 수단으로 제공되는 본원 발명은 보령산 머드를 이용하여 적용되는 미네랄수의 제조방법에 적용되는 기술로서, 보령산 머드를 이용하여 적용되는 미네랄수의 제조방법으로 먼저 흡착성 광물로 칼슘과 알루미늄, 규소, 마그네슘, 칼륨, 철, 나트륨 성분을 포함하고 1200±50℃ 범위의 온도를 유지하는 소성로에서 10시간 이상 소성과정을 거쳐 활성화된 무기응집제를 얻는 제1단계 공정과, 보령시에서 산출되는 파우다형 머드를 깨끗한 정수에 넣고 교반하면서 제1단계에서 얻은 무기응집제를 넣고 교반하며 응집시킨 후 상등수를 얻는 제2단계 공정과 상기 제2단계 공정을 거쳐 얻은 상등수에 알카리 칼슘 이온수를 0.5~2 중량% 범위로 넣고 혼합하여 멸균공정을 수행하면서 미네랄수를 얻는 제3단계 공정과 상기 제3단계의 공정을 거쳐 얻은 미네랄수에 깨끗한 정수를 넣어 pH 7.8~8.2 범위로 제공되는 약알카리 상태의 미네랄수를 얻는 제4단계 공정을 포함하는 단계로 본원 발명자가 원하는 미네랄수를 얻을 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.

삭제

또한 본원에서 미네랄수를 얻을 때 상기 제3단계 공정을 거쳐 얻은 미네랄 수를 미세 부직포층이나 정수막 필터층을 거친 후 제4단계 공정으로 적용될 수 있으며, 또한 상기 제4단계 공정을 거쳐 얻은 미네랄수를 활성탄과 소성칼슘이 혼합된 무기광물 여재층을 거치는 제5단계 공정이 추가되어 적용될 수 있다.

따라서 본원은 보령산 머드를 이용하여 미네랄 수를 얻을 때 깨끗한 정수에 보령시에서 산출되는 파우다형 머드를 넣고 교반하면서 무기응집제를 넣되 칼슘과 알루미늄, 규소, 마그네슘, 칼륨, 철, 나트륨 성분을 포함하고 1200±50℃ 범위의 온도를 유지하는 소성로에서 10시간 이상 소성과정을 거쳐 만약에 존재할 수 있는 유행성분을 사멸시키고 활성화된 무기응집제가 사용되어 교반하고 응집시킨 후 상등수를 얻고, 상기 상등수에 알카리 칼슘이온수를 0.5~2 중량% 범위로 넣고 혼합하여 멸균공정을 한번 더 수행하여 멸균된 미네랄 농축수를 얻고 상기 미네랄 농축수에 깨끗한 정수를 넣어 pH 7.8~8.2 범위로 제공되는 약알카리성 미네랄수로 제공될 수 있다.

본원은 보령산 머드를 이용하여 얻는 미네랄수의 이용방법으로 깨끗한 정수에 보령시에서 산출되는 파우다형 머드를 넣고 교반하면서 무기응집제를 넣되, 칼슘과 알루미늄, 규소, 마그네슘, 칼륨, 철, 나트륨 성분을 포함하고 1200±50℃ 범위의 온도를 유지하는 소성로에서 10시간 이상 소성과정을 거쳐 활성화된 무기응집제가 사용되고 교반하여 응집시킨 후 상등수를 얻고, 상기 상등수에 알카리 칼슘이온수를 0.5~2 중량% 범위로 넣고 혼합하여 멸균공정을 수행하여 멸균된 미네랄 농축수를 얻고 상기 미네랄 농축수에 깨끗한 정수를 넣어 pH 7.8~8.2 범위로 제공되는 약알카리성 미네랄수를 얻고, 상기 약알카리성 미네랄수가 고추장, 된장, 각종 식품의 제조공정에 물이 공정수로 사용될 때 본원에서 제공되는 미네랄수가 공정수로 사용될 수 있는 기술사상도 포함한다.

본원은 보령산 머드의 유효한 특징을 살리되, 보령산 머드 수용액의 혼탁한 탁도를 제거하며 머드 성분 속에 만약에 잔존할 수 있는 유해물이나 중금속 성분을 제거하기 위한 수단으로 천연물로 이루어진 무기응집제를 사용하여 탁도를 없이하여 맑게하고 유해물이나 중금속 성분을 제거한 맑은 상태의 청정수를 얻어서 이용하는 효과를 제공한다.

또한 본원은 상기 공정으로 얻은 청정수에 알카리 칼슘이온수를 0.5~2 중량% 범위로 넣고 혼합하여 멸균공정을 수행하여 만약에 잔존할 수 있는 유해균을 박멸하여 정화된 미네랄수를 얻고 정화된 미네랄수를 음료수나 각종 식품 공정수에 이용하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제조과정을 도시한 흐름도.
도 2는 본원의 실험실 규모 제조공정을 거친 기능수의 시험성적서.

본원은 보령산 머드의 유효한 특징을 살리되, 보령산 머드 수용액이 갖는 혼탁한 탁도를 제거하며 머드 성분 속에 만약에 잔존할 수 있는 유해물이나 중금속 성분을 제거하기 위한 수단으로 천연물로 이루어진 무기응집제를 사용하여 탁도를 없이하여 맑게 하면서 동시에 유해물이나 중금속 성분을 제거한 상태의 머드 유효성분을 살린 약 알카리 상태의 미네랄수를 제공하고자 하는 발명이다

이하에서는 본 발명의 기술사상이 구현되는 일 실시양태의 적용예로 제시된 제조공정도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 보령산 머드 파우더 구입공정과 음료를 제공할 수 있는 깨끗한 정수에 보령산 머드를 투입하여 용해시키는 제1단계 공정과 제1공정이 수행되어 정수에 머드흙이 혼합되어 높은 탁도 상태를 제거하기 위한 공정으로 혼탁수에 무기응집제를 투입하는 제2단계 공정과, 제2공정이 완료된 후 저부로 침강된 응집플록물 상부의 상등수와 응집침강물을 분리하는 제3단계 공정과, 제3공정을 거치며 응집침강물을 분리시킨 후 남은 상등수에 알카리 칼슘이온수를 공급하여 멸균수를 얻는 제4단계 공정과, 제4공정을 거친 멸균수에 잔존할 수 있는 응집물을 필터링장치를 통하여 여과하는 제5단계 공정과 제5공정을 거쳐 얻어진 여액에 음료로 제공될 수 있는 깨끗한 정수가 추가되어 원하는 pH 범위로 7.8~8.2 범위로 제공되는 약알카리 상태의 미네랄수를 얻어 이용할 수 있음을 나타낸 것이다.

또한 상기 공정이 수행된 후 추가적으로 더욱 미네랄 성분을 추가로 공급시키기를 원할 경우 활성탄 + 화광반암 + 소성캄슘이 순차적으로 적층된 여재층을 통과시켜 미네랄 함량 수치를 높이도록 적용될 수 있다.

본원에서 사용되는 보령산 머드 파우더의 구입단계는 이미 보령시에서 양질의 머드를 채취하여 살균 등의 공정을 거쳐 만들어진 후 보령시를 방문하는 여행객이나 방문객에 판매되고 있고 또한 화장품회사 등에 보령산 머드 파우더가 납품되어 공급되고 있으므로 보령시에서 판매되는 보령산 머드 분말을 누구나 구입하여 사용할 수 있다.

본원 발명자가 적용한 실시양태를 더욱 상세하게 설명하여 보면, 도 1에서의 제1공정은 보령산 머드를 투입하는 단계의 공정으로서 음료로 제공할 수 있는 깨끗한 정수를 교반기가 장착된 3톤 용량의 교반용에 깨끗한 정수 2톤의 물을 담고 교반하면서 보령산 머드 20kg를 넣고 교반을 하면 순식간에 내용액을 구분할 수 없을 정도로 높은 탁도를 나타내는바, 약 10분 정도 교반하여 내용물이 균질물이 되도록 하여 무기응집제가 효과적으로 반응하도록 준비하였다.

제2공정은 상기의 균질물 상태를 이룬 교반액에 머드 사용량의 1/100~1/200 범위로 무기응집제를 넣고 교반을 계속하면 약 5~10분 이내에 응집물이 플록을 형성하여 교반탱크의 저부로 가라앉고 상층으로 상등수가 분리되는데, 본 발명에 이용된 무기응집제는 일본의 IOG메카닉연구소에서 생산한 알카미라 라는 응집제를 구입하여 이용하였는바, 알카미라 응집제에는 벤토나이트(몬모리로나이트), 활성탄, 고노광석(小野鑛石), 패각소성칼슘, 규산석, 화강반암, 고토전기석(苦土電氣石), 생석회고토규산의 혼합물로 이루어지고 상기 광물원료는 광물질의 표면 전하 작용을 높이기 위하여 원료를 정선하고 건조한 후 일정 입도로 예를 들어 1~5㎜ 입도크기로 파쇄하고 1200±50℃ 범위의 온도를 유지하는 소성로에서 10시간 이상의 소성과정을 거처 다시 미분으로 파쇄하여 200메쉬의 분체 공정을 통하여 얻은 원료가 적용되어 제공되는바, 상기 공정을 거쳐 얻은 무기응집제의 화학성분은 아래의 표 1과 같이 분석되었다.

성 분	CaO	Al2O3	SiO2	MgO	K2O	Fe2O3	Na2O	Loss
함 량	30.8	24.2	14.1	11.2	6.3	5.2	1.2	잔량

상기의 광물원료 중 다른 원료는 국내에서 구입할 수 있으나 고노광석(小野鑛石) 및 苦土電氣石은 현재 국내에는 없는 상황이므로 본원에 적용한 무기응집제는 일본(IOG메카닉연구소)에서 수입한 원료를 이용하였다.

본원에 적용되는 무기응집제(알카미라)는 알카리성 또는 산성을 나타내는 음이온광물이 포함되어 있고 이들 광물은 표면과 용질들이 반대의 전하(電荷)를 갖고 있으며 정전흡착(靜電吸着)에 의한 약한 결합력을 나타내는데 이때 광물에 의한 이온흡착에는 표면전하(表面電荷)가 중요한 역할을 하는데 결절단면(結節端面)에 일어나는 파괴원자(破壞原子)에 의한 변이전하(變異電荷)의 성질을 갖고 신속한 음집을 도모하는 것으로 파악된다.

본원의 제2공정에서 균질물 상태를 이룬 교반액에 머드 사용량의 1/100~1/200 범위로 무기응집제를 넣고 교반을 계속하면 약 5~10분 이내에 응집물이 플록을 형성하여 교반탱크의 저부로 가라앉고 상층으로 상등수가 분리되는바, 이는 보령산 머드파우더를 물에 용해시키고자 하는 경우 장기간 혼탁한 탁도를 유지하므로 탁도를 빨리 제거하여 청등수를 얻으면서 머드 성분 속에 만약에 잔존할 수 있는 유해물이나 중금속 성분을 제거하기 위한 수단으로 천연물로 이루어진 무기응집제를 사용하여 탁도를 없이하여 맑게 하면서 동시에 유해물이나 중금속 성분을 제거하기 위한 공정이다.

또한 도 1에서의 제3공정은 상기의 제2공정이 완료된 후 교반 탱크의 상층으로 분리된 상등수를 분리시키는 공정은 별도의 설명이 필요 없이 필터링이나 디캔테이션 방법 등 다양한 수단으로 분리킬 수 있고, 제4공정은 상등수에 만약의 경우에 세균 등의 오염원이 있을 수 있음을 사전에 차단하기 위하여 알카리 칼슘 이온수를 넣어줘서 멸균하는 공정인바, 본원에서 적용한 알카리칼슘 이온수는 본원 발명자의 선출원 등록 특허 제1000782호에 개시된 내용으로 해양심층수를 채취하여 나트륨(Na+)이온을 제거시킨 후 농축시켜 얻은 농축수에 패각류의 소성분말을 농축액 기준으로 0.5~2.0 wt%를 넣어 포화용액으로 만들고, 포화용액 기준으로 구연산을 0.5~2.0 wt% 를 용해시켜 수소이온농도(pH)가 12±1 범위로, 산화환원전위(ORP) 수치가 +5 에서 -100 범위로 제공되는 알카리칼슘 이온수가 이용되었다.

이상의 공정을 적한 한 후 제4공정을 거친 멸균수에 잔존할 수 있는 응집물을 필터링장치를 통하여 여과하는 제5단계 공정과 제5공정을 거쳐 얻어진 여액에 음료로 제공될 수 있는 깨끗한 정수가 추가되어 원하는 pH 범위로 7.8~8.2 범위로 제공되는 약알카리 상태의 미네랄수를 얻는 공정은 당업자에 있어서 자명한 사항으로 더 이상의 설명이 필요없다 할 것이다.

본원 발명자는 본원의 기술사상이 적용되어 만들어진 샘플제품을 재단법인 한국환경수도연구원에 먹는물 수질공정시험기준에 적용한지 여부를 확인받기 위하여 실험을 의뢰하였으며, 도 2에 제시되는 시험성적서를 통보받은바, 이는 본원 발명자가 원하는 범위를 충족시키는 내용으로 부분적으로 공정을 개선하는 경우 보령산 머드를 원료로 이용하여 양질의 미네랄 수를 공급할 수 있고, 본원으로부터 제공되는 약 알카리성 미네랄수를 여러 기능성 식품으로 고추장, 된장, 간장, 막걸리, 동동주 등의 제조 공정수로 사용되도록 적용되는 미네랄수의 이용방법으로 적용할 수 있음을 확인하여 특허출원에 이르게 되었다.

본원의 도 1은 본 발명의 기술이 적용되어 pH 7.8~8.2 범위로 제공되는 약 알카리성 미네랄수를 얻기 위한 제조과정의 흐름도를 나타낸 것이고, 도 2는 본원의 실험실 규모 제조공정을 거쳐 얻은 알카리성 미네랄수의 시험성적서로서 별도의 부호 설명이 필요 없다 할 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 보령시에서 공급되는 보령산 머드를 이용하도록 적용되는 미네랄수에 있어서,
   깨끗한 정수에 보령시에서 산출 및 보급되는 파우다형 머드를 넣고 교반하면서 무기응집제를 넣되 칼슘과 알루미늄, 규소, 마그네슘, 칼륨, 철, 나트륨 성분을 포함하고 1200±50℃ 범위의 온도를 유지하는 소성로에서 10시간 이상 소성과정을 거쳐 활성화된 무기응집제가 사용 교반되어 응집시킨 후 상등수를 얻고,
   상기 상등수에 알카리 칼슘이온수를 0.5~2 중량% 범위로 넣고 혼합하여 멸균공정을 수행하여 멸균된 미네랄수를 얻으며
   상기 미네랄수에 깨끗한 정수를 넣어 pH 7.8~8.2 범위로 제공되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 약알카리성 미네랄수.
6. 보령시에서 공급되는 보령산 머드를 이용하여 얻는 미네랄수의 이용방법에 있어서,
   깨끗한 정수에 보령시에서 산출 및 보급되는 파우다형 머드를 넣고 교반하면서 무기응집제를 넣되, 칼슘과 알루미늄, 규소, 마그네슘, 칼륨, 철, 나트륨 성분을 포함하고 1200±50℃ 범위의 온도를 유지하는 소성로에서 10시간 이상 소성과정을 거쳐 활성화된 무기응집제가 사용되고 교반하여 응집시킨 후 상등수를 얻고,
   상기 상등수에 알카리 칼슘이온수를 0.5~2 중량% 범위로 넣고 혼합하여 멸균공정을 수행하여 멸균된 미네랄수를 얻고 상기 미네랄수에 깨끗한 정수를 넣어 pH 7.8~8.2 범위로 제공되는 약알카리성 미네랄수를 얻고,
   상기 약알카리성 미네랄수가 식품의 제조 공정수로 사용되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 미네랄수를 이용한 식품 제조방법.
   
   

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