KR102116079B1 - 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차아염소산나트륨과 산성물질을 혼합한 다음, 촉매 필터에 통과시키는 것으로 중성에 가까운 탈취 살균수를 제조할 수 있는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 (a) 공급수에 차아염소산나트륨(NaOCl)을 공급하는 단계; (b) 상기 차아염소산나트륨이 혼합된 공급수에 산성물질을 공급하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 제조된 혼합수를 촉매필터에 통과시켜 차아염소산나트륨을 차아염소산(HOCl)로 전환하여 탈취 살균수를 제조하는 단계를 포함하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차아염소산나트륨과 산성물질을 혼합한 다음, 촉매 필터에 통과시키는 것으로 중성에 가까운 탈취 살균수를 제조할 수 있는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법에 관한 것이다.
반려동물 시장이 급성장하며 2020년까지 약 6조원으로 커질 것으로 보고 있으며 반려동물에 아낌없이 투자하며 가족같이 대하는 펫팸족이 1천만에 도달하고 있다. 반려동물들이 실내에서 함께 생활하면서 털갈이, 대소변 등 위생과 관련된 문제가 반려동물뿐만 아니라 함께 생활하는 사람들에게도 발생하고 있다. 따라서 위생을 위한 탈취, 살균제품은 반려동물과 함께 공존하기 위한 필수품이나 상당수 제품들이 각종 화학첨가물들이 10가지 이상 포함된 제품들로 유해 가능성이 있다.
또한 가습기 살균제 문제로 인해 생활 밀착형 화학제품 전반에 대한 불신 풍조가 퍼지고 있으며, 국가에서도 규제를 강화하고 엄격히 적용하려는 추세이다.
그러나, 우리 주위는 세균과 관련하여 안전지대가 아니며, 해마다 식중독, 비브리오 균 등에 의한 피해 들이 일어나고 있고, 또한, 신종 플루, 메르스, 지카 바이러스 등 세균과 바이러스에 의한 인류의 위협도 증가 추세이며, 조류 독감, 구제역 등 동물들에 퍼지는 전염병도 심각한 상황으로 이에 대한 대안 요구가 증대되고 있다. 이에 따라 인체나 반려동물에는 안전하면서도 세균 및 바이러스에 대처할 수 있는 물질의 확산이 필요한 실정이며, 식품첨가물로 인정된 물질들을 사용하는 방안이 그 중 안전하다고 할 수 있다.
식품 첨가물 중 HOCl은 타 물질들보다 세균 및 바이러스에 대한 살균력이 강하며, 인체내에서는 백혈구가 생성하는 물질로 안전하다고 할 수 있어 HOCl의 제품 확산이 필요하다.
HOCl은 살균력이 높고 탈취 성능도 양호하여 식품첨가물로 허가될 정도로 안전하지만 아직 국내에 많이 알려지지 않았고, 그 성능에 비해 널리 적용되지도 못하고 있는 실정이다.
그 이유는 현재 국내에서 제작되는 HOCl 생성 장치는 전기분해 방식인데 전기분해에 필요한 전해조의 가격이 높아 생성 장치 자체의 가격이 2~3천만 원대의 고가이기 때문으로 보인다.
또한 전해조의 수명이 있어 3년 정도 사용하면 구입가의 1/3 정도의 비용을 지불하고 새로 구입해야 하는 문제점이 있으며, 동시에 HOCl은 불안정한 물질이어서 햇빛에 노출되면 서서히 분해되는 문제점이 있는데 전기분해 방식은 30 ppm이상의 농도는 만들 수가 없기 때문에 유통 기한이 1년 정도로 짧을 뿐만 아니라 농도가 줄어들어 생성장치의 성능이 저하되는 단점을 가지고 있다.
또한 전기 분해 방식은 HOCl과 동일한 몰비로 HCl이 생성되는 문제점도 있으며 농도가 30 ppm 이하로 적다보니 큰 피해는 없을 수 있지만 HCl이 동일량 들어있다 보니 사용에 어려움이 있다.
일본에서도 전기분해 방식이 주를 이루고 있으나 현재는 가격 경쟁력이 있는 합성 방식에 의한 HOCl 생성 장치를 몇 업체에서 판매되고 있으며, 2개 업체에서는 전기분해 방식보다 더 순도가 높은 차아염소산수를 생산하고 있다.
따라서 이러한 HOCl을 고농도로 생성하기 위한 새로운 합성방식이 필요한 실정이다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 차아염소산나트륨과 산성물질을 혼합한 다음, 촉매 필터에 통과시키는 것으로 중성에 가까운 탈취 살균수를 제조할 수 있는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 공급수에 차아염소산나트륨(NaOCl)을 공급하는 단계; (b) 상기 차아염소산나트륨이 혼합된 공급수에 산성물질을 공급하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 제조된 혼합수를 촉매필터에 통과시켜 차아염소산나트륨을 차아염소산(HOCl)로 전환하여 탈취 살균수를 제조하는 단계를 포함하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법을 제공한다.
상기 (a) 단계, (b) 단계 또는 (c) 단계 이후에는 혼합수단에 의한 혼합을 추가로 실시할 수 있다.
상기 혼합수단은 진행방향에 사선으로 배치된 다수개의 가이드베인일 수 잇다.
상기 촉매필터는 주촉매로 구리(Cu)를 포함하며, 조촉매로 Mn(NO3)2, Fe(NO3)2, KMnO4, KI 또는 H3PO4를 포함할 수 있다.
상기 촉매필터는 구리를 1~7중량% 및 조촉매 1~2중량%를 포함할 수 있다.
상기 촉매필터는 삼각형, 사각형, 또는 육각형 셀이 표면에 형성되어 있으며, 상기 사각형 셀의 셀밀도는 200~300cpsi일 수 있다.
상기 산성물질은 아세트산(CH3COOH), 염산(HCl) 또는 탄산(H3CO4)일 수 있다.
상기 탈취 살균수는 pH가 6.0~7.5이며, 차아염소산(HOCl)의 농도가 60~100ppm일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 제조되는 중성 차아염소산 탈취 살균수를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 중성 차아염소산 탈취 살균수를 포함하는 반려동물용 탈취, 살균 혼합물을 제공한다.
본 발명에 의한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법은 기존의 전기분해 방식에 비하여 높은 농도의 차아염소산을 생성 가능하며, 투입되는 산성물질 및 차아염소산 나트륨의 양에 따라 중성에 가까운 탈취 살균수의 제조가 가능하므로, 살균성 첨가물의 사용이 어려운 위생용품 특히 반려동물용 위생용품 및 탈취 살균제에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 탈취 살균수 제조장치의 단면을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 탈취 살균수 제조 시스템 전체를 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 촉매필터의 위치에 따른 흐름을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 촉매필터의 표면 사진으로 (a)는 기존 필터(50cpsi), (b)는 본 발명의 촉매필터(250cpsi)를 각기 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 탈취 살균수 제조 시스템 전체를 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 촉매필터의 위치에 따른 흐름을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 촉매필터의 표면 사진으로 (a)는 기존 필터(50cpsi), (b)는 본 발명의 촉매필터(250cpsi)를 각기 나타낸 사진이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 (a) 공급수에 차아염소산나트륨(NaOCl)을 공급하는 단계; (b) 상기 차아염소산나트륨이 혼합된 공급수에 산성물질을 공급하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 제조된 혼합수를 촉매필터에 통과시켜 차아염소산나트륨을 차아염소산(HOCl)로 전환하여 탈취 살균수를 제조하는 단계를 포함하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법에 관한 것이다.
상기 (a) 단계는 공급수에 차아염소산나트륨(NaOCl)을 공급하는 단계로 상기 공급수는 주변에서 구할 수 있는 물을 사용하여도 무방하지만 살균 및 탈취의 목적으로 제조되는 만큼 증류수 또는 정제수를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 차아염소산나트륨은 이후 공급되는 산성물질과 반응하여 차아염소산으로 전환되는 물질로, 정제나 가루형태의 차아염소산나트륨을 사용할 수 있지만 빠른 혼합 및 공읍의 편의를 위하여 수용액상의 차아염소산나트륨을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 차아염소산나트륨 수용액은 2~20부피%의 농도를 가지는 것이 바람직하다. 차아염소산나트륨 수용액의 농도가 2부피%미만안 경우 소독수내에 충분한 차아염소산이 형성되지 않으며, 20부피%를 초과하는 경우 과다한 차아염소산이 생성되어 사용시 피부에 자극을 줄 수 있다.
또한 상기 차아염소산나트륨의 공급시 파이프 또는 반응기내의 일부분에서 공급하는 경우 균일한 혼합이 어려울 수 있으므로, 파이프 또는 반응기의 외부에 등간격으로 2~5개의 공급수단을 설치하여 차아염소산나트륨이 전체적으로 균일하게 공급될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 (b) 단계는 상기 차아염소산나트륨이 혼합된 공급수에 산성물질을 공급하는 단계로, 차아염소산나트륨이 차아염소산으로 전환되기 위한 산성물질을 공급하는 단계이다. 이때 상기 산성물질은 아세트산(CH3COOH), 염산(HCl) 또는 탄산(H3CO4)일 수 있으며, 바람직하게는 염산을 사용할 수 있다.
상기 산성물질은 2~20부피%의 농도로 공급되는 것이 바람직하다. 상기 산성물질의 농도가 2부피%미만으로 공급되는 경우 공급되는 차아염소산나트륨의 전환율이 떨어지며, 20부피%를 초과하는 농도로 공급되는 경우 살균수의 산성도가 높아져 사용시 자극을 줄 수 있다.
아울러 상기 산성물질을 상기 차아염소산나트륨과 동일하게 반응기의 외부에 등간격으로 2~5개의 공급수단을 설치하여 공급하는 것이 바람직하다.
상기 (c) 단계는 상기 (b) 단계에서 제조된 혼합수를 촉매필터에 통과시켜 차아염소산나트륨을 차아염소산(HOCl)로 전환하여 탈취 살균수를 제조하는 단계로 (b) 단계에서 제조된 차아염소산나트륨과 산성물질의 혼합수를 촉매를 포함하는 필터(촉매필터)에 통과시켜 차아염소산으로 전환하는 단계이다.
이때 사용되는 물질이 염산인 경우 하기와 같은 반응을 수행하게 된다.
[화학식1]
NaOCl + HCl -> HOCl + NaCl
이러한 반응을 촉진하기 위하여 상기 촉매필터에는 주촉매로 구리(Cu)를 포함하며, 조촉매로 Mn(NO3)2, Fe(NO3)2, KMnO4, KI 또는 H3PO4, 바람직하게는 Mn(NO3)2를 포함할 수 있다.
상기 촉매필터는 구리를 1~7중량% 및 조촉매 1~2중량%를 포함할 수 있다. 구리를 1중량% 미만 또는 조촉매를 1중량% 미만으로 포함하는 경우 생성되는 차어염소산의 농도가 낮아 탈취 및 살균효과를 기대하기 어려우며, 구리를 7중량% 초과 또는 조촉매를 2중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 탈취살균수의 pH가 6.0~7.5을 벗어나게 되어 사용시 자극이 발생할 수 있다.
또한 상기 촉매필터의 경우 삼각형, 사각형, 또는 육각형 셀이 표면에 형성되어 있으며, 상기 사각형 셀의 셀밀도는 200~300cpsi인 것이 바람직하다. 상기 셀밀도가 200cpsi미만인 경우 접촉면적이 줄어들어 차아염소산으로의 전환율이 떨어질 수 있으며, 300cpsi를 초과하는 경우에는 촉매필터의 내구성이 떨어지며, 제작에 많은 비용이 필요하다(도 4 참조).
본 발명에서 용어 “cpsi”는 cell per square inch의 약자로서, 1in X 1in내에 포함되는 사각형 셀의 숫자를 나타낸다. 일반적으로는 사각형 셀이 무질서하게 배치되어 있는 경우 사용되지만, 사각형 셀이 도4에 나타난 바와 같이 규칙적으로 배열되어 있는 경우에도 사용 가능하다.
상기 촉매 필터를 사용하지 않는 경우 하기와 같은 부반응이 발생하여 차아염소산의 생성량이 떨어지게 된다.
[화학식2]
2NaOCl + 2HCl -> 2NaCl, + H2 + O2 + Cl2
상기 (a) 단계, (b) 단계 또는 (c) 단계 이후에는 혼합수단에 의한 혼합을 추가로 실시할 수 있다. 상기 각 단계 이후에는 혼합을 실시하여 공급수 내부에서 균일하게 반응이 수행되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 혼합은 차아염소산으로의 전환율을 높여줄 뿐만 아니라 균일한 소독수를 제조하기 위하여 필요하다. 이때 상기 혼합수단은 회전식 믹서, 충진제, 회전 임펠러등에 의하여 수행될 수 있지만, 제작 및 관리의 편의를 위하여 진행방향에 사선으로 배치된 다수개의 가이드베인을 이용하여 수행하는 것이 바람직하다. 이때 혼합율을 높이기 위하여 상기 가이드 베인의 방향을 각기 다르게 하거나, 제1가이드 베인 후면에 다른 방향으로 배치된 제2가이드 베인을 설치할 수 있다.
상기 탈취 살균수는 pH가 6.0~7.5이며, 차아염소산(HOCl)의 농도가 60~100ppm일 수 있다. 상기 탈취 살균수는 소독 또는 탈취용으로 사용되기는 하지만 인체의 근거리에서 사용되거나 인체와 접촉할 가능성이 높으므로 중성인 pH7에 가깝게 제작되는 것이 바람직하다. pH가 상기 범위인 6.0~7.5를 벗어나는 경우 사용시 인체 또는 반려동물에게 자극을 줄 수 있다. 또한 상기 차아염소산의 농도가 60ppm미만 인 경우 소독 및 탈취효과가 떨어질 수 있으며, 100ppm을 초과하는 경우 사용시 인체 또는 반려동물에게 자극을 줄 수 있다.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉매필터를 이용한 탈취 소독수 제조장치의 시스템 도면이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 촉매필터를 이용한 탈취 소독수 제조장치(10)는 케이스(110), 혼합 파이프 라인(120), 제1 펌프(130), 제2 펌프(140) 및 촉매필터(150)를 포함하여 구성되는 것으로서, 차아염소산 나트륨(NaOCl) 및 산성물질을 이용하여 탈취 소독수를 제조할 수 있다.
케이스(110)는 육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 수용공간이 형성된다. 케이스(110)의 형상은 육면체로 한정되지 않고 후술하는 각 구성들을 수용할 수 있는 형상이면 다양하게 형성될 수 있다.
혼합 파이프 라인(120)은 제1 유입구(121)를 구비한다. 제1 유입구(121)는 케이스(110)의 밖에 또는 내부에 위치할 수 있다. 물은 제1 유입구(121)를 통해서 혼합 파이프 라인(120)을 따라 유입될 수 있다. 제1 유입구(121)에는 제1 솔레노이드 밸브(122)가 배치되며, 제1 솔레노이드 밸브(122)는 제1 유입구(121)를 통해 유입되는 공급수의 개폐를 조정할 수 있다. 제1 솔레노이드 밸브(122)에서 소정거리 이격되어 공급되는 물의 유량을 측정하는 유량센서(123)가 배치될 수 있다. 공급된 물은 혼합 파이프 라인(120)을 따라 이동하면서 차아염소산 나트륨(NaOCl) 및 산성물질과 혼합될 수 있다.
혼합 파이프 라인(120)은 제1 유입구(121)에 소정거리 이격되어 제2유입구(124)가 형성될 수 있다. 제2 유입구(124)는 차아염소산 나트륨(NaOCl) 및 산성물질이 유입되는 제1 유로(125) 및 제2 유로(126)가 각각 연결될 수 있다.
제1 펌프(130)는 제2 유입구(124)에 연결되는 제1 유로(125)를 통하여 차아염소산 나트륨(NaOCl)의 유입압력을 기설정된 압력으로 투입시킨다. 제2 펌프(140)는 제2 유입구(124)에 연결되는 제2 유로(126)를 통하여 산성물질의 유입압력을 기설정된 압력으로 투입시킨다.
즉, 차아염소산 나트륨(NaOCl)이 제1 펌프(130)을 통해, 산성물질은 제2 펌프(140)를 통해 유입되어, 제1 펌프(130) 및 제2 펌프(140)는 멈춤동작 없이 차아염소산 나트륨(NaOCl) 및 산성물질을 혼합 파이프 라인(120)을 따라 이송시키게 된다.
이때, 제2 솔레노이드 밸브(131)는 제1 유로(125)를 통하여 제2 유입구를 따라 차아염소산 나트륨(NaOCl)이 유입될 때에, 제1 유로(125)에 차있는 기포를 제거하기 위하여 차아염소산 나트륨(NaOCl)을 바이패스 방식으로 순환시킬 수 있다.
제3 솔레노이드 밸브(141)는 제2 유로(126)를 통하여 제2 유입구(124)를 따라 산성물질이 유입될 때에, 제2 유로(126)에 차있는 기포를 제거하기 위하여 산성물질을 바이패스 방식으로 순환시킬 수 있다. pH센서(127)는 후술하는 촉매필터(150)의 후방에 배치되어 차아염소산수(HOCl)의 pH의 농도를 측정할 수 있다.
제어부(160)는 제2 솔레노이드 밸브(131) 또는 제3 솔레노이드 밸브(141)의 운전이 중단되면 제1 펌프(130) 및 제2 펌프(140)를 가동시킬 수 있다. 또한, pH 센서(127)를 통해 측정된 차아염소산수(HOCl)의 pH의 농도가 기준범위 이상일 경우 경고 알람을 제공한다.
이에 더하여, 제어부(160)는 유량센서(123)를 통해 유입되는 물의 유입량에 따라 제1 펌프(130) 및 제2 펌프(140)의 압력을 조정하여 유입되는 차아염소산 나트륨(NaOCl) 및 산성물질을 조정함으로써 일정한 수준의 차아염소산수(HOCl)의 농도를 유지시킬 수 있다.
본 발명에서 혼합 파이프 라인(120)은 일방향을 따라 직선으로 형성된 것으로 도시되었으나, 지그재그 방향으로 케이스(110) 내부에 배치되어 투입되는 원재료의 혼합시간을 증대시켜 혼합 반응이 더욱 원활하게 이루어지도록 할 수 있으며, 바람직하게는 도 1에 나타난 바와 같이 가이드베인을 이용한 혼합수단을 포함할 수 있다.
촉매필터(150)는 물과 순차적으로 혼합된 차아염소산 나트륨(NaOCl) 및 산성물질의 반응이 차아염소산(HOCl)의 생성을 촉진시키는 정반응이 일어나도록 유도할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 제조되는 중성 차아염소산 탈취 살균수를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 중성 차아염소산 탈취 살균수를 포함하는 반려동물용 탈취, 살균 혼합물을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
실시예
촉매필터에 포함되는 촉매금속의 종류 및 조촉매에 따른 차아염소산(HOCl)의 농도 및 pH의 변화를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 도1 및 도2 에 도시된 것과 동일하게 탈취 살균수 제조장치를 설치하였으며, 이때 12부피%의 차아염소산나트륨 수용액 3.3ml/min, 12부피%의 염산 수용액 3.3ml/min의 농도와 속도로 공급하였다. 공급수는 30ml/min의 속도로 탈취 살균수 제조 장치에 공급하였다.
사용된 금속의 종류 및 조촉매의 사용에 따른 차아염소산(HOCl)의 농도 및 pH의 변화를 하기의 표 1에 나타내었다.
| 촉매(각 1중량%) | 차아염소산의 농도(ppm) | pH | |
| 실시예1 | Cu | 44 | 6.8 |
| 실시예2 | Fe | 35 | 7.9 |
| 실시예3 | Mn | 36 | 7.6 |
| 실시예4 | Cu+Mn(NO3)2 | 61 | 6.8 |
| 실시예5 | Fe+Mn(NO3)2 | 43 | 7.4 |
| 실시예6 | Mn+Mn(NO3)2 | 44 | 7.6 |
표 1에 나타난 바와 같이 Cu+Mn(NO3)2를 촉매로 사용하는 경우 가장 높은 차아염소산의 농도를 가지며 중성에 가까운 pH를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
상기 실시예 4를 바탕으로 최적의 촉매 비율을 찾기 위하여 실험을 실시하였다. 이때 사용된 촉매의 비율, 차아염소산(HOCl)의 농도 및 pH의 변화를 하기의 표 2에 나타내었다. 이때 12부피%의 차아염소산나트륨 수용액 3.3ml/min, 12부피%의 염산 수용액 3.3ml/min의 농도와 속도로 공급하였으며, 공급수는 30ml/min의 속도로 도 1 및 도2에 도시된 탈취 살균수 제조 장치에 공급하였다.
| 촉매비율 | 차아염소산의 농도(ppm) | pH | ||
| Cu | Mn(NO3)2 | |||
| 실시예7 | 1 | 1 | 61 | 6.8 |
| 실시예8 | 1 | 1.5 | 64 | 6.8 |
| 실시예9 | 1 | 2 | 71 | 6.9 |
| 실시예10 | 2 | 1 | 65 | 6.7 |
| 실시예11 | 2 | 1.5 | 76 | 7.0 |
| 실시예12 | 2 | 2 | 84 | 7.6 |
| 실시예13 | 3 | 1 | 74 | 7.0 |
| 실시예14 | 3 | 1.5 | 81 | 7.1 |
| 실시예15 | 3 | 2 | 91 | 8.1 |
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 14의 촉매의 경우 높은 차아염소산의 농도를 가짐과 동시에 중성 (pH 7)에 가까운 pH를 가지는 것으로 나타났다. 실시예 12 및 15의 경우 차아염소산의 생성량은 많았지만 pH가 높아짐에 따라 사용시 자극을 줄 수 있어 부적합 한 것으로 나타났다.
촉매 필터의 위치에 따른 차아염소산(HOCl)의 농도변화를 확인하기 위하여 도 3에 나타난 바와 같이 촉매필터의 위치를 차아염소산나트륨 공급이전(실시예16), 차아염소산나트륨 공급과 산성물질(염산, HCl)공급 사이(실시예 17), 산성물질 공급이후(실시예 18)로 각기 달리하여 실험을 실시하고 생성되는 차아염소산의 농도 및 탈취 살균수의 pH를 측정하였으며, 그 결과를 하기의 표 3에 나타내었다.
이때 12부피%의 차아염소산나트륨 수용액 3.3ml/min, 12부피%의 염산 수용액 3.3ml/min의 농도와 속도로 공급하였으며, 공급수는 30ml/min의 속도로 도 1 및 도 2에 도시된 탈취 살균수 제조 장치에 공급하였다.
| 차아염소산의 농도(ppm) | pH | |
| 실시예16 | 60 | 6.63 |
| 실시예17 | 66 | 6.74 |
| 실시예18 | 81 | 7.1 |
표 3에 나타난 바와 같이 촉매필터의 위치를 산성물질 공급이후(실시예18)에 촉매필터를 설치하는 것이 가장 효율이 높은 것으로 나타났다.
혼합수단(가이드베인)의 효과를 확인하기 위하여 하기의 표 4와 같이 다양한 위치에 가이드 베인을 설치하고 생성되는 차아염소산의 농도 및 탈취 살균수의 pH를 측정하였으며, 그 결과를 하기의 표 4에 나타내었다. 이때 12부피%의 차아염소산나트륨 수용액 3.3ml/min, 12부피%의 염산 수용액 3.3ml/min의 농도와 속도로 공급하였으며, 공급수는 30ml/min의 속도로 도 1 및 도 2에 도시된 탈취 살균수 제조 장치에 공급하였다.
| 차아염소산의 농도(ppm) | pH | ||
| 실시예19 | 사용안함 | 72 | 6.8 |
| 실시예20 | NaOCl이후 | 73 | 6.8 |
| 실시예21 | HCl이후 | 76 | 6.9 |
| 실시예22 | 촉매필터 이후 | 76 | 6.9 |
| 실시예23 | NaOCl 및 HCl 이후 | 81 | 7.0 |
| 실시예24 | HCl 및 촉매필터 이후 | 81 | 7.0 |
| 실시예25 | 세군데 모두 | 84 | 7.1 |
표 4에 나타난 바와 같이 세군데 모두 설치하는 경우 가장 높은 효율을 나타내는 것으로 나타났으며, 실시예 23과 24와 같이 NaOCl 및 HCl 이후 또는 HCl 및 촉매필터 이후에 설치하는 것도 유사한 효율을 나타내는 것으로 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
110 : 케이스 120 : 혼합 파이프 라인
121 : 제1 유입구 122 : 제1 솔레노이드 밸브
123 : 유량센서 124 : 제2 유입구
125 : 제1 유로 126 : 제2 유로
127 : pH 센서 130 : 제1 펌프
131 : 제2 솔레노이드 밸브 140 : 제2 펌프
141 : 제3 솔레노이드 밸브 150 : 촉매필터
160 : 제어부
121 : 제1 유입구 122 : 제1 솔레노이드 밸브
123 : 유량센서 124 : 제2 유입구
125 : 제1 유로 126 : 제2 유로
127 : pH 센서 130 : 제1 펌프
131 : 제2 솔레노이드 밸브 140 : 제2 펌프
141 : 제3 솔레노이드 밸브 150 : 촉매필터
160 : 제어부
Claims (10)
- (a) 공급수에 차아염소산나트륨(NaOCl)을 공급하는 단계;
(b) 상기 차아염소산나트륨이 혼합된 공급수에 산성물질을 공급하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에서 제조된 혼합수를 촉매필터에 통과시켜 차아염소산나트륨을 차아염소산(HOCl)로 전환하여 탈취 살균수를 제조하는 단계;
를 포함하며,
상기 촉매필터는 주촉매로 구리(Cu)를 포함하며, 조촉매로 Mn(NO3)2를 포함하며,
상기 탈취 살균수는 pH가 6.0~7.5이며, 차아염소산(HOCl)의 농도가 60~100ppm인 것을 특징으로 하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (a) 단계, (b) 단계 또는 (c) 단계 이후에는 혼합수단에 의한 혼합을 추가로 실시하는 것을 특징으로 하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 혼합수단은 진행방향에 사선으로 배치된 다수개의 가이드베인 인 것을 특징으로 하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 촉매필터는 구리를 1~7중량% 및 조촉매 1~2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 촉매필터는 삼각형, 사각형, 또는 육각형 셀이 표면에 형성되어 있으며, 상기 사각형 셀의 셀밀도는 200~300cpsi인 것을 특징으로 하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 산성물질은 아세트산(CH3COOH), 염산(HCl) 또는 탄산(H3CO4)인 것을 특징으로 하는 촉매필터를 이용한 중성 차아염소산 탈취 살균수 제조방법.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |