KR102031119B1 - 살균 및 정화된 가공 용수를 이용한 김 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 살균 및 정화된 가공 용수를 이용한 김 가공 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 김 가공 공정에 사용되는 가공 용수를 전기분해된 해수로 살균 및 정화시켜 김 가공에 사용하는 방법에 관한 것이다.

Description

살균 및 정화된 가공 용수를 이용한 김 가공 방법{METHOD FOR MANUFACTURING　DRY LAVER　USING STERILIZED AND PURIFIED WATER}
본 발명은 살균 및 정화된 가공 용수를 이용한 김 가공 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 김 가공 공정에 사용되는 가공 용수를 전기분해된 해수로 살균 및 정화시켜 김 가공에 사용하는 방법에 관한 것이다.
김은 산지에서 가까운 가공 공장에서 1차 가공되어 상품화된다. 김의 가공 단계는 마른 김의 가공 공정에는 다량의 가공 용수가 사용된다. 상기 가공 용수는 해수와 담수가 함께 사용된다. 해수는 가공 현장에서 가까운 근해의 해수를 사용하고, 담수는 지하수나 지표수를 그대로 사용하고 있어, 일반 세균에 노출될 위험이 항상 존재한다.
현재 마른 김 가공 공정은 생산량 증대에만 역점을 두고 있어, 생산 및 가공 단계에서의 위해요소 관리가 미흡하며, 일반 세균에 노출될 위험이 있어, 수출시 종종 문제가 발생한다.
상기한 김 가공 단계의 문제를 해결하기 위하여, 한국등록특허 제10-0394750호에서는 해수에 목초액을 첨가한 수용액에 생김을 일정시간 침지하는 방법을 제시하고 있다.
또한, 한국등록특허 제10-1568275호에서는 무기산인 염산의 사용량을 줄이기 위해 이를 소금 등의 첨가물로 대체하는 방법을 개시하고 있다.
하지만, 마른 김 가공공정에 사용되는 해수와 담수의 살균 처리에 대한 요구는 여전히 높다.
본 발명은 마른 김 가공공정에 사용되는 해수 및 담수의 살균 및 정화방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 전기분해장치 및 다양한 필터를 사용하는 김 가공용수의 살균 및 정화방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제는, 원초 보관 탱크에 유입되는 해수 중 일부를 양극 및 음극을 구비한 전기분해장치에서 전기분해하는 전기분해 단계; 상기 전기분해된 해수와 나머지 해수를 원초 보관 탱크에 유입하여 세척하는 제1 세척 단계; 원초 보관 탱크에서 원초의 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계; 상기 전기분해된 해수 중 일부를 이용하여 살균하고 여과한 담수를 이용하여 상기 이물질이 제거된 원초를 세척하는 제2 세척 단계; 세척된 원초를 원하는 형상으로 성형하고, 스펀지가 구비된 탈수기로 원초를 탈수하는 성형 및 탈수 단계를 포함하고, 상기 스펀지는 상기 전기분해된 해수와 상기 살균 및 여과된 담수의 혼합 용액으로 세척된 것을 특징으로 하는 김 가공 방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 스펀지를 세척하는 혼합 용액은 잔류 염소의 농도가 1~500 mg/L인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 양극은 이리듐(Ir), 루세늄(Ru), 백금(Pt), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 안티모니(Sb) 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택된 금속 중 1종 이상이고, 상기 음극은 티타늄, 스테인레스 스틸 및 철로 이루어진 군에서 선택된 금속 재질일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 전기분해장치에서 차아염소산나트륨이 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제2 세척단계의 담수는 염분도가 3ppt 이하일 수 있다.
또한 바람직하게는 상기 전기분해된 해수는 담수를 이용한 원초 세척 단계 또는 원초나 용수 이송용 배관이나 가공 기계의 살균 처리에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 김 가공 방법은 전처리 필터와 전기분해 방법을 사용하여 해수와 담수를 모두 살균할 수 있고, 가공 용수를 효과적으로 살균 및 정화시킬 수 있다.
도 1은 종래 김 가공공정에서 가공용수의 처리 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 김 가공 방법에서 가공 용수의 살균 및 정화방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 김 가공 방법에서 가공 용수의 살균 및 정화방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 김 가공 방법에서 가공 용수의 살균 및 정화 방법과 가공 장치의 살균 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한, 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.
용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
도 1은 종래 김 가공 공정에서 가공 용수의 처리 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
종래 김 가공공정은, 먼저 원초를 보관 탱크에 입고하는 단계, 상기 원초 보관 탱크에 해수를 유입하여 수시간 동안 교반하는 단계; 1차 이물질을 선별하는 단계; 담수를 이용하여 원초를 세척하는 단계 및 원초를 마른 김 형상으로 가공한 후 건조하는 가공 단계를 포함한다. 상기 공정에서 사용되는 해수는 인근 해역의 해수를 그대로 사용하고, 담수 역시 지하수나 지표를 이용하고 있어, 항상 세균이나 이물질에 노출될 위험이 크다.
이러한 위험을 해결하기 위해, 본 발명은 기존 마른 김 가공공정에 해수의 전기분해 및 여과 단계를 도입하였다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 김 가공 방법을 개략적으로 도시한 것으로서, 특히 가공 용수의 살균 및 정화방법을 개략적으로 도시하고 있다.
도 2를 보면, 본 발명의 김 가공 방법은 먼저 원초 보관 탱크에 유입되는 해수 중 일부를 전기분해장치에 도입하여 전기분해하는 단계(S11); 상기 전기분해처리된 해수를 나머지 해수와 함께 원초 보관 탱크에 유입하는 단계(S12); 상기한 종래 공정과 동일하게 1차 이물질을 선별하는 단계(S13); 여과필터를 통과시켜 정화시킨 담수를 이용하여 원초를 세척하는 단계(S14); 및 세척된 원초를 최종 제품 형태로 성형하고 건조하는 성형단계를 거친다(S15).
상기에서 전기분해단계(S11)는 양극(anode) 및 음극(cathode)을 구비한 전기분해장치를 이용할 수 있다.
상기 양극(anode)은 산화전극으로서, 이리듐(Ir), 루세늄(Ru), 백금(Pt), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 안티모니(Sb) 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택된 금속 이온 중 1종 이상으로 코팅한 후 열분해시킨 전극일 수 있다.
상기 음극(cathode)은 환원전극으로서, 티타늄, 스테인레스 스틸, 철 등의 전도성 메탈 재질을 이용한 전극이다.
해수가 전기분해장치에 도입되고, 전압이 인가되면, 전기분해장치에서는 유입된 해수에 존재하는 Cl-에 의해 양극에서 염소가 발생하며(반응식 1 참조), 음극에서는 해수에 존재하는 Na+에 의해 수산화나트륨이 생성된다(반응식 2 참조).
이렇게 발명된 염소와 수산화나트륨은 전기분해장치 내의 해수(전해질 용액)에서 반응하여 최종적으로 차아염소산나트륨(NaOCl)이 생성된다. 생성된 차아염소산나트륨(NaOCl)은 살균제로서, 원초 보관 탱크로 나머지 해수와 함께 유입되어 해수 및 담수를 살균시킨다.
전기분해처리된 해수를 나머지 해수와 함께 원초 보관 탱크에 유입하는 단계(S12)에서는 해수를 이용하여 원초를 세정하는 단계를 포함한다. 원초 보관탱크에서는 전해분해된 해수와 나머지 해수를 혼합하여 원초를 세정한다. 이때, 혼합 해수에서 잔류 염소 농도는 1~100ppm인 것이 바람직하다. 다만, 해수 세척을 거친 원초에는 해수가 포함되어 있기 때문에 매우 짠 맛이 발생할 수 있다.
구체적으로는, 상기 양극에서 발생하는 반응은 아래 반응식 1로, 상기 음극에서 발생하는 반응은 아래 반응식 2로, 해수(전해질 용액)에서의 반응은 반응식 3으로, 전체 반응(total reaction)은 반응식 4로 설명할 수 있다.
[반응식 1]
2Cl- → Cl2 + 2e-
[반응식 2]
2Na+ + 2H2O + 2e- → 2NaOH + H2
[반응식 3]
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaOCl + H2O
[반응식 4]
NaCl + H2O + 2e- → NaOCl + H2↑
이어서, 1차 이물질을 선별하고(S13), 담수를 이용하여 다시 세척한다(S14). 이 단계에서 원초의 짠 맛을 조절하기 위해 염분도가 3 ppt(part per thousand) 이하의 담수를 이용하여 원초를 세척하는 것이 바람직하다. 이때, 담수는 전기분해된 해수를 이용하여 살균 처리된다. 이때, 담수에 추가되는 전기분해된 해수는 담수 세척 단계에서 사용되는 처리수(전기분해 해수+담수) 총 중량 대비 1~10 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1~5 중량%이다.
전기분해를 실시한 해수가 처리수 총 중량 대비 10 중량% 이하로 포함되는 경우, 담수 염분도 0.1ppt 이하에서 해수 기준 30ppt의 10%만 증가되더라도 3.1ppt 정도의 담수로 세척이 가능하지만, 10% 중량비를 초과할 경우 담수의 염분도가 증가되어 짠 맛에 대한 조절이 어려울 수 있다.
담수 세척 단계(S14)에서, 상기 여과필터는 공지의 여과필터를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 침사지, 여과필터 및 여과재로 구성된 샌드필터를 사용할 수 있다. 상기 침사지는 체류시간이 60초 이내로 모래나 협잡물을 제거하기 위한 부재이며, 상기 여과재는 샌드, 안트라사이트, 자갈로 구성되며, 10 마이크론 이상의 입자를 제거한다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 여과필터는 원초 보관 탱크에 유입되는 해수에도 적용할 수 있다. 해수나 담수에 유기물 함량이 높은 경우에는 여과필터를 이용하여 이물질을 제거하는 것이 필수적이다. 이를 통해 소독부산물의 발생을 최소화할 수 있고, 염소 요구량도 최소화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따르면, 전기분해장치에서 발생시킨 차아염소산나트륨은 담수를 이용한 원초 세척 단계에도 사용될 수 있다. 또한, 전기분해장치에서 발생시킨 차아염소산나트륨은 원초나 용수 이송용 배관이나 가공 기계의 살균 처리에도 사용될 수 있다.
본 발명에서 전기분해장치에서 생성된 차아염소산나트륨을 살균제로 작용하여, 일반 세균뿐만 아니라 분원선 연쇄상구균, 대장균 등의 살균처리도 가능하게 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 김 가공 방법에서 가공 용수의 살균 및 정화 방법과 가공 장치의 살균 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
이 실시형태에서는, 특히 전기분해 해수를 김 가공 공정의 탈수 단계에서 사용되는 스펀지 세척에 이용하는 방법을 개략적으로 도시하고 있다.
도 4를 보면, 본 발명의 김 가공 방법은, 원초 보관 탱크에 유입되는 해수 중 일부를 전기분해장치에 도입하여 전기분해하는 단계(S41); 상기 전기분해처리된 해수와 나머지 해수를 함께 원초 보관 탱크에 유입하여 세척 단계(S42); 원초 보관 탱크에서 원초의 이물질을 제거하는 단계(S43); 상기 전기분해된 해수 중 일부로 살균하고 여과필터로 여과한 담수를 이용하여 원초를 세척하는 단계(S44); 세척된 원초를 원하는 형상으로 성형하고, 스펀지가 구비된 탈수기로 원초를 탈수하는 단계(S46)를 포함한다.
상기 단계 S41 내지 S43는 상기 단계 S11 내지 S13과 동일하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 세척 단계(S42)에서 원초 보관탱크에서 전해분해처리된 해수와 나머지 해수를 혼합한 혼합 해수를 이용하여 원초를 세정한다. 이때, 혼합 해수에서 잔류 염소 농도는 1~100ppm인 것이 바람직하다. 다만, 해수 세척을 거친 원초에는 해수가 포함되어 있기 때문에 매우 짠 맛이 발생할 수 있다.
상기 전기분해된 해수 중 일부로 살균하고 여과필터로 여과한 담수를 이용하여 원초를 세척하는 단계(S44)에서는, 전기분해 해수를 이용하여 담수를 살균함으로써, 원초 세척 과정에서 담수에 의한 오염을 방지할 수 있다. 이 단계에서 원초의 짠맛을 조절하기 위해 염분도가 3 ppt(part per thousand) 이하의 담수를 이용하여 원초를 세척하는 것이 바람직하다. 이때, 담수는 전기분해된 해수를 이용하여 살균 처리된다. 이때, 담수에 추가되는 전기분해된 해수는 담수 세척 단계에서 사용되는 처리수(전기분해 해수 + 담수) 총 중량 대비 1~10 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1~5 중량%이다.
전기분해를 실시한 해수가 처리수 총 중량 대비 10 중량% 이하로 포함되는 경우, 담수 염분도 0.1ppt 이하에서 해수 기준 30ppt의 10%만 증가되더라도 3.1ppt 정도의 담수로 세척이 가능하지만, 10% 중량비를 초과할 경우 담수의 염분도가 증가되어 짠 맛에 대한 조절이 어려울 수 있다.
세척된 원초를 원하는 형상으로 성형하고, 스펀지가 구비된 탈수기로 원초를 탈수하는 단계(S46)에서는, 공지된 방법으로 원초를 성형할 수 있다. 상기 탈수기는 상부와 하부에 스펀지가 구비되고, 그 사이에 성형된 원초를 넣고 압축하여 탈수하는 장치로서, 공지의 장치를 사용할 수 있다.
종래에서는 스펀지를 수돗물이나 담수로만 세척함으로써, 최종 제조된 김에서 수돗물 냄새(염소 냄새)가 발생하는 경우가 있었다. 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여, 스펀지를 전기분해된 해수 중 일부와 상기 살균 및 여과된 담수의 혼합 용액으로 세척한 후(스펀지 세척 기기 이용), 탈수기에 장착하여 탈수 공정에 사용하기 때문에, 스펀지에 의한 원초의 오염을 방지할 수 있고, 스펀지의 잔류 염소 농도를 제어할 수 있다. 바람직하게는, 스펀지를 세척하는 전기분해 해수와 살균 및 여과된 담수의 혼합 용액에서 잔류 염소의 농도는 1~500 mg/L인 것이 바람직하다.
성형 및 탈수 공정이 완료되면, 최종적으로 마른 김이 제조된다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 원초 보관 탱크에 유입되는 해수 중 일부를 양극 및 음극을 구비한 전기분해장치에서 전기분해하는 전기분해 단계;
    상기 전기분해된 해수와 나머지 해수를 혼합한 혼합 해수를 원초 보관 탱크에 유입하여 세척하는 제1 세척 단계;
    원초 보관 탱크에서 원초의 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계;
    상기 전기분해된 해수 중 일부를 이용하여 살균하고 여과한 담수를 이용하여 상기 이물질이 제거된 원초를 세척하는 제2 세척 단계;
    세척된 원초를 원하는 형상으로 성형하고, 스펀지가 구비된 탈수기로 원초를 탈수하는 성형 및 탈수 단계를 포함하고,
    상기 스펀지는 상기 전기분해된 해수와 상기 살균 및 여과된 담수의 혼합 용액으로서 잔류 염소의 농도가 1~500 mg/L인 혼합 용액으로 세척되고,
    상기 제1 세척 단계의 혼합 해수의 잔류 염소 농도는 1 내지 100 ppm이고,
    상기 제2 세척단계의 담수의 염분도는 3ppt 이하인 것을 특징으로 하는, 김 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양극은 이리듐(Ir), 루세늄(Ru), 백금(Pt), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 안티모니(Sb) 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택된 금속 중 1종 이상으로 이루어진 것이고, 상기 음극은 티타늄, 스테인레스 스틸 및 철로 이루어진 군에서 선택된 금속 재질인 것을 특징으로 하는, 김 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기분해장치에서 차아염소산나트륨이 생성되는 것을 특징으로 하는, 김 가공 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기분해된 해수는 담수를 이용한 원초 세척 단계에도 사용되는 것을 특징으로 하는, 김 가공 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전기분해된 해수는 원초나 용수 이송용 배관이나 가공 기계의 살균 처리에 사용되는 것을 특징으로 하는, 김 가공 방법.
  6. 삭제
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