KR102325865B1 - 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염전의 증발지에서 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 정수한 다음 고온의 공기 중이나 결정판 표면으로 분무하여 공기 중이나 결정판 표면에서 소금을 결정시킴으로써 유해한 물질이 제거되고 미네랄 성분이 다량으로 함유된 소금을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 기존 염전을 활용하고 그에 따라 별도의 추가 장치나 설비 없이 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 이용함으로써 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고농도의 미네랄 성분이 함유된 영양 소금을 얻을 수 있는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은, 염전의 증발지에서 해수를 농축하거나 염전에서 생산된 천일염을 용해시킨 고농도의 염수를 제조하는 염수 농축 단계와, 증발지에서 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 채취하여 정수하는 염수 정수 단계와, 정수된 염수를 결정 챔버 내부로 분사하여 염수 중의 수분을 증발시켜 소금을 결정시키는 소금 결정 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법{METHOD FOR PREPAIRING HIGH DENSITY MINERAL NUTRIENT SALT FROM SEA WATER}

본 발명은 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염전의 증발지에서 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 정수한 다음 고온의 공기 중이나 결정판 표면으로 분무하여 공기 중이나 결정판 표면에서 소금을 결정시킴으로써 유해한 물질이 제거되고 미네랄 성분이 다량으로 함유된 소금을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 기존 염전을 활용하고 그에 따라 별도의 추가 장치나 설비 없이 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 이용함으로써 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고농도의 미네랄 성분이 함유된 영양 소금을 얻을 수 있는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 소금은 화학명이 염화나트륨(NaCl)이며, 식용과 산업용으로 구분된다. 상기 식용 소금은 가정에서 음식의 조미나 염장등 식품의 제조, 가공등 일상 생활에서 널리 사용되며, 산업용 소금은 산업의 각 분야에서 널리 사용되고 있다.

소금은 인체에 흡수되어 체액의 삼투압을 조절하고, 산과 염기의 평형에 관여하는 신경자극 물질일 뿐만 아니라 소화액의 주요 성분을 구성한다. 즉, 소금은 체내에서 세포막의 전압조절에서부터 혈압조절 등 신체기능 어디에나 관련되어 있고, 특히 Na+은 체액의 삼투압과 혈장의 부피유지, 신경흥분, 근육수축 및 영양소의 이동에 매우 중요한 역할을 한다.

이러한 소금은 해수, 암염, 염호 또는 지하함수를 원료로 제조되며, 생산 방식에 따라 천일염, 암염, 정제염 또는 재제염으로 구분될 수 있다. 소금은 세계적으로 소비량의 2/3이 암염이나, 우리나라의 경우에 해수를 증발하여 만드는 천일염이 우리 음식과 잘 조화되므로 전통적으로 선호되며 널리 사용되고 있다. 특히 해수는 염화나트륨(NaCl)을 비롯하여 우리 인체에 유익한 다양한 미네랄(마그네슘, 갈슘, 칼륨 등)을 포함하고 있어 해수를 증발하여 제조된 천일염은 식품 조미료로의 이용 가치가 높다.

우리나라에서 널리 사용되는 염전에서 천일염을 생산하는 방식은 연안의 표층 해수를 오염에 노출된 노천 조건하에서 사용하여 생산한다. 따라서, 염전에서 생산된 소금에는 해수에 포함된 오염 물질과 모래, 뻘 성분, 기타 불용 성분과 같은 불순물이 포함되어 있다. 또한, 염전의 소금 결정지 바닥면이 PVC나 PP 계통의 바닥재으로 이루어진 경우 강한 자외선에 노출된 PVC, PP 계통의 바닥재가 산화 및 부식되어서 식품에 부적합한 유해 성분이 용출 및 분해되어 천일염에 유입되는 문제가 있다. 또한, 상기 염전에서 천일염을 생산하는 방식은 생산 시기의 제한과 생산량의 증대 제한으로 급성장하는 식품 시장의 고품질 소금 수요에 적극적으로 대응하는데 한계가 있다.

상기와 같이 노천 상태의 염전에서 제조된 천일염이 갖는 단점의 보완을 위해서 최근에는 외부와 차단된 공간으로 해수를 분사하여 소금을 결정시켜 제조하는 기술이 최근에 많이 이용되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1855452호(2018.04.30, 해수를 이용하여 미네랄 성분이 균형을 갖추어 함유된 소금을 제조하는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법)은 해수를 결정판에 분사하여 소금을 결정시켜 제조하고, 대한민국 등록특허 제10-0548295호(2006.01.24, 미네랄 해수소금제조를 위한 수평경사식 선회분무건조장치 및 제조방법)은 해수를 건조실로 분무하여 건조실 내에서 소금을 결정시켜 제조하며, 대한민국 등록특허 제10-1113348호(2012.01.31, 해수 또는 심층해수를 공중에서 순간적으로 결정화시킨 후 소금 및 물 또는 심층수를 제조하는 장치 및 그 방법)은 심층해수를 임펠러의 표면으로 분사하여 임펠러 표면에서 소금을 결정시켜 소금을 제조하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같이 해수를 결정판이나 건조실로 분사하여 소금을 결정시키는 종래의 기술은 여전히 해수에 포함된 유해 물질이 제거되지 않은 상태의 해수를 이용하기 때문에 제조된 소금에는 유해 성분이 여전히 함유되어 있을 뿐만 아니라 미네랄 성분의 함유량이 충분하지 않은 문제점을 갖는다.

또한, 종래 기술 중 해수를 그대로 이용하는 경우에는 해수의 염도가 낮아 소금 제조 효율이 떨어질 뿐만 아니라 수분의 증발에 많은 에너지가 소모되며, 이의 해결을 위해 해수를 농축하기 위한 추가 장비를 이용하여 별도의 처리가 이루어져야하는 단점을 갖는다.

대한민국 등록특허 제10-1855452호(2018.04.30) : 해수를 이용하여 미네랄 성분이 균형을 갖추어 함유된 소금을 제조하는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법 대한민국 등록특허 제10-0548295호(2006.01.24) : 미네랄 해수소금제조를 위한 수평경사식 선회분무건조장치 및 제조방법 대한민국 등록특허 제10-1113348호(2012.01.31) : 해수 또는 심층해수를 공중에서 순간적으로 결정화시킨 후 소금 및 물 또는 심층수를 제조하는 장치 및 그 방법

본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 염전의 증발지에서 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 정수한 다음 고온의 공기 중이나 결정판 표면으로 분무하여 공기 중이나 결정판 표면에서 소금을 결정시킴으로써 유해한 물질이 제거되고 미네랄 성분이 다량으로 함유된 소금을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 기존 염전을 활용하고 그에 따라 별도의 추가 장치나 설비 없이 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 이용함으로써 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고농도의 미네랄 성분이 함유된 영양 소금을 얻을 수 있는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은, 염전의 증발지에서 해수를 농축하거나 염전에서 생산된 천일염을 용해시킨 고농도의 염수를 제조하는 염수 농축 단계와, 증발지에서 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 채취하여 정수하는 염수 정수 단계와, 정수된 염수를 결정 챔버 내부로 분사하여 염수 중의 수분을 증발시켜 소금을 결정시키는 소금 결정 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은, 상기 염수 정수 단계에는 데칸트 원심분리기를 이용하여 염수에 포함된 고형 슬러지를 분리하여 제거하는 원심 분리 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은, 상기 염수 정수 단계에는 고형 슬러지가 제거된 염수를 한외 여과막으로 여과하여 정수하는 여과 정수 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은, 상기 염수 정수 단계에는 염수를 한외 여과막으로 여과하여 정수하는 여과 정수 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은, 상기 소금 결정 단계는, 결정 챔버로 열풍이 공급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은, 상기 결정 챔버 내부에는 가열된 결정판이 구비되고, 상기 소금 결정 단계는, 염수가 결정판 표면으로 분사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은, 상기 결정 챔버 내부에는 가장자리에 분사구가 형성된 방사기가 회전이 가능하게 구비되고, 상기 소금 결정 단계는, 염수가 상기 방사기로 투입되어 상기 방사기의 회전으로 원심력에 의해 상기 분사구를 통해 상기 결정 챔버 내부로 분사되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 염전의 증발지에서 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 정수한 다음 고온의 공기 중이나 결정판 표면으로 분무하여 공기 중이나 결정판 표면에서 소금을 결정시킴으로써 유해한 물질이 제거되고 미네랄 성분이 다량으로 함유된 소금을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 기존 염전을 활용하고 그에 따라 별도의 추가 장치나 설비 없이 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 이용함으로써 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고농도의 미네랄 성분이 함유된 영양 소금을 얻을 수 있는 장점을 갖는다.

더욱이 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 염전에서 생산된 고농도의 염수나 천일염을 이용하여 유해물질이 제거되고 고농도의 미네랄 성분이 함유된 영양 소금을 생산함으로써 최근 염전에서 생산됨으로써 유해 물질이 함유될 가능성이 높을 뿐만 아니라 천일염이 소금 창고에서 장기간 보관됨에 따라 인체에 유익한 미네랄 성분이 감소되어 상품성이 떨어져 수익성이 나빠진 염전의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법을 도시한 흐름도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에서 염수 정수 단계를 도시한 흐름도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에서 소금 결정 단계를 도시한 흐름도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 이용되는 소금 제조 시설을 개념적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 이용되는 소금 제조 시설의 소금 결정 장치의 제1예를 개념적으로 도시한 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 이용되는 소금 제조 시설의 소금 결정 장치의 제2예를 개념적으로 도시한 도면
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 이용되는 소금 제조 시설의 소금 결정 장치의 제3예를 개념적으로 도시한 도면

이하에서는 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에서 염수 정수 단계를 도시한 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에서 소금 결정 단계를 도시한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 이용되는 소금 제조 시설을 개념적으로 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 이용되는 소금 제조 시설의 소금 결정 장치의 제1예를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 이용되는 소금 제조 시설의 소금 결정 장치의 제2예를 개념적으로 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법에 이용되는 소금 제조 시설의 소금 결정 장치의 제3예를 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 염전의 증발지에서 농축된 염수나 또는 염전에서 제조된 천일염을 용해시킨 고농도의 염수를 이용하는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 기존 염전 시설을 활용할 수 있다는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 고농도의 염수를 정수함으로써 해수 자체에 포함된 미세 플라스틱과 같은 유해 물질뿐만 아니라 염전 증발지에서 염수로 농축되는 과정이 염전 결정지에서 천일염으로 결정되는 과정에서 오염된 유해 물질이나 유해 미생물을 제거함으로써 우수한 품질의 소금을 제조할 수 있는 장점을 갖는다.

뿐만 아니라 본 발명의 일실시예에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 염수가 결정 챔버 내에서 공기와 접촉되면서 소금으로 결정되도록 구성되어 공기와의 접촉으로 다양한 미네랄이 함유된 소금을 제조할 수 있는 장점을 갖는다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 염수 농축 단계(S10), 염수 정수 단계(S20) 및 소금 결정 단계(S30)이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 구성된 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 도 4에 도시된 소금 제조 시설에서 이루어지는데, 이하에서는 도 4에 도시된 소금 제조 시설을 이용하요 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.

상기 염수 농축 단계(S10)는 염전의 증발지(F)에서 해수를 농축하여 고농도의 염수를 제조하는 단계이다.

본 발명은 해수를 염전(1)의 증발지(11에서 염분 농도를 증가시킨 염수를 염전의 증발지(11)나 염수 저장조(도면에 미도시)에서 채취하여 이용함으로써 기존 염전 시설을 그대로 활용할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. 염전(1)에서는 해수를 1 내지 3차에 걸쳐 증발지에서 해수를 농축시키는데, 통상 3차 증발지 및 염수 저장조에서는 염분 농도가 25 ~ 28% 정도에 이른다. 또한, 본 발명은 염전(1)에서 제조되어 소금 창고(12)에 저장된 천일염을 용해시켜 고농도의 염수를 제조하여 그 염수를 이용하도록 구성될 수 있다. 이에 따라 본 발명은 천일염을 장기가 보관시키지 않고 가능한 빠른 시일 내에 천일염을 이용함으로써 천일염을 소금창고(12)에서 장기간 보관함으로써 간수의 배출 등으로 미네랄이 소실되어 미네랄 함량이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 장점을 갖는다. 천일염을 용해시킨 염수의 농도는 상기 증발지에서 농축된 염수의 농도(25 ~ 28%)와 비슷하거나 그 이상이 되게 하는 것이 바람직하며, 천일염을 용해시킨 염수는 그대로 이용되거나 상기 염전의 증발지(11)에서 채취된 염수와 혼합되어 이용될 수 있다. 또한 천일염은 상기 증발지(11)에서 채취된 염수에 투입되어 용해되어 질 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 증발지(11)에서 농축된 염수를 이용함으로써 소금의 결정에 필요한 열에너지를 줄일 수 있도록 하고, 아울러 갯펄에 조성된 증발지(11)에서 염수가 농축되는 과정이나 결정지(도면에 미도시)에서 천일염이 결정되는 과정에서 갯펄로부터 다양한 미네랄 성분이 함유된 염수를 이용할 수 있게 된다.

상기 염수 정수 단계(S20)는 염전의 증발지(F) 또는 염수 저장조(도면에 미도시)에서 염수를 채취하여 정수하는 단계이다.

최근 해양 오염으로 해수 자체에는 인체에 유해한 미생물이나 물질이 많이 포함되어 있으며, 갯펄에서 해수가 농축되는 과정에서도 인체에 도움이 되는 미네랄 성분 뿐만 아니라 인체에 유해한 성분도 염수에 포함되게 된다.

본 발명은 이러한 염수를 정수하여 인체에 유해한 성분을 제거한 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명은 원심 분리 단계(S21)와 여과 정수 단계(S22)의 2단의 정수 과정을 통해 염수에 포함된 유해 물질을 완벽하게 제거함과 동시에 정수 장비의 유지 보수가 용이하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 원심 분리 단계(S21)는 염수에 포함된 갯펄의 진흙 입자나 미세 플라스틱 입자와 같은 미세한 입자상의 물질을 분리하는 단계이다. 본 발명은 상기 원심 분리 단계(S21)는 펌프(P)에 의해 염전에서 흡입된 염수를 고상과 액상을 분리하는 2상 데칸트 원심분리기(2)로 투입하여 염수에 포함된 고형 슬러지를 염수 분리액과 분리하여 제거한다. 채취된 염수를 2상 데칸트 원심분리(2)기의 회전체 블로우(Bowl)로 유입시키면 원심력에 의해 고상 슬러지(Ss)가 스크류에 분리되어 슬러지 배출구(21)로 배출되고, 슬러지가 분리된 염수 분리액(Sl)는 분리액 배출구(22)를 통해 배출되어 한외여과장치(3)로 투입된다. 본 발명은 원심 분리 단계(S21)에 의해 고형분를 효율적으로 제거할 뿐만 아니라 이러한 고형분의 제거로 후공정인 여과 정수 단계(S22)에서 고형분에 의한 한외 여과막의 막힘을 최소화시킬 수 있어 한외여과장치(3)의 유지 보수 비용을 줄일 수 있게 된다.

상기 여과 정수 단계(S22) 고형 슬러지가 제거된 염수를 한외 여과막을 이용하는 한외여과장치(3)로 여과하여 정수하는 단계이다. 한외 여과막은 미네랄같이 유익한 물질은 거르지 않고 박테리아, 바이러스 및 미립자 등 불순물은 제거하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법은 염수 정수 단계(S20)는 상기 원심 분리 단계(S21)과 여과 정수 단계(S22)를 순차적으로 모두 거치도록 구성될 뿐만 아니라 원심 분리 단계(S21) 또는 여과 정수 단계(S22) 중 어느 하나만으로 구성될 수 있다. 도 2는 상기와 같이 원심 분리 단계(S21)과 여과 정수 단계(S22)가 필요에 따라 선택되어 질 수 있음을 개념적으로 도시한 흐름도이다.

상기 소금 결정 단계(S30)는 정수된 염수를 결정장치(5)의 결정 챔버(51) 내부로 분사하여 염수 중의 수분을 증발시킴으로써 결정으로 석출된 소금(S)을 얻는 단계이다. 본 발명은 염수를 공기 중에 분사하여 공기와 접촉된 상태에서 소금이 결정됨으로써 염수에 포함된 미네랄이 소실되지 않아 고농도(미네랄 함량 15% 이상)의 미네랄이 함유된 소금을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 염수로부터 소금(S)를 결정시키기 위한 결정장치(5)는 소금이 결정되는 공간을 형성하는 결정 챔버(51)과, 상기 결정 챔버(51)의 내부로 염수를 분사하기 위한 분사 노즐(52)과, 상기 결정 챔버(51) 내부로 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급기(53)로 구성된다.

상기 결정 챔버(51)는 도면에 도시된 바와 같이 원통형의 탱크 형상으로 형성될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 육면체 통과 같은 형태로 형성될 수 있다. 상기 결정 챔버(51)의 하부로는 상기 결정 챔버(51)의 공기 중에서 결정되어 석출된 소금(S)이 무게에 의해 낙하하게 되는데, 낙하된 소금(S)은 소금 배출구(51a)를 통해 수거용기로 배출된다. 상기 결정 챔버(51)의 내부로 송풍된 열풍과 그 열풍에 의해 증발된 수분은 상기 결정 챔버(51)에 연결된 배기구(51b)를 통해 외부로 배출된다. 통상 석출된 소금(S)는 상기 결정 챔버(51)의 내부에서 낙하되므로 상기 소금 배출구(51a)는 상기 결정 챔버(51)의 하부에 형성되고, 반대로 수분이 함유된 열풍이 빠져나가는 배기구(51b)는 상기 결정 챔버(51)의 상부에 형성된다.

상기 분사 노즐(52)은 상기 결정 챔버(51)의 내부로 염수를 미립자 형태로 분사하기 위한 구성이다. 본 발명은 상기 분사 노즐(52)에서 분사된 염수의 미립자의 입자 크기를 달리함으로써 결정으로 석출되는 소금 알갱이의 크기를 조절할 수 있게 된다. 예를 들면, 상기 분사 노즐(52)에서 미세한 입자로 염수가 분사되는 경우에는 소금은 가루 형태로 석출되며, 상기 분사 노즐(52)에서 비교적 직경이 큰 물방울로 분사되는 경우에는 소금은 모래 알갱이 정도의 입자 크기를 갖고 석출된다.

상기 열풍 공급기(53)는 상기 결정 챔버(51)의 내부로 열풍을 공급하기 구성이다. 상기 열풍 공급기(53)에서 상기 결정 챔버(51)의 내부로는 송풍되는 열풍은 약 50 ~ 150℃의 온도로 송풍되며, 상기 열풍으로 상기 결정 챔버(51)의 내부로 분사된 염수는 수분이 증발되면서 소금(S)으로 석출된다. 상기 열풍의 온도는 상기 결정 챔버(51)의 내부에서 공기 중으로 분사된 염수 입자가 공기 중에서 체류되는 시간, 분사된 염수 입자의 크기에 따라 달라진다. 예를 들면 상기 결정 챔버(51)의 내부로 염수가 미립자 상으로 분사되고, 그 분사된 염수 입자가 결정 챔버(51)의 내부에서 장시간 체류되면서 낙하되는 경우 상기 열풍의 온도는 50℃정도로 공급되어도 충분하다. 한편, 상기 열풍 공급기(53)에 의해 상기 결정 챔버(51)의 내부로 송풍되는 열풍은 결정 챔버(51)의 내부에서 와류(T)를 형성하면서 흐르도록 열풍 공급기(53)가 연결되어 결정 챔버(51)의 내부 전체 공간에 충분한 열이 공급되도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 소금을 결정을 위해 염수의 수분을 증발시키기 위해서는 염수에 많은 열이 가해져야 되고, 상기 결정 장치(5)에서 외부로 배기되는 수분이 포함된 열풍은 많은 에너지를 가지고 있다. 본 발명은 상기 결정 장치(5)의 결정 챔버(51)의 배기구(51b)로 배출되는 수분이 포함된 열풍과 상기 결정 챔버(51)의 내부에서 분사되도록 상기 결정 장치(5)로 공급되는 염수 사이에 열교환을 시켜 염수를 미리 예열함으로써 에너지 소모량을 줄일 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. 도면을 참조하면, 상기 한외여과장치(3)를 거쳐 상기 결정장치(5)로 유입되는 염수를 배기되는 열풍으로 가열하기 위한 열교환장치(4)가 상기 한외여과장치(3)와 상기 결정장치(5) 사이에 구비된다. 상기 열교환장치(4)에서는 상기 결정 챔버(51)에서 배기된 열풍이 갖는 열이 상기 결정장치(5)로 투입되는 염수로 이동되어 염수의 온도를 높이게 되고, 그에 따라 상기 결정장치(5)에서는 염수의 온도가 높아진 만큼 소금의 결정을 위해 수분을 증발시키는데 필요한 열에너지를 줄일 수 있게 되어 결과적으로 결정 챔버(51)의 내부로 송풍되는 열풍을 낮은 온도록 공급할 수 있게 된다. 특히 상기 열교환장치(4)에서는 수분이 함유된 열풍이 냉각되면서 수분이 응결되어 응결액(L)으로 배출되는데, 그 응결에 의한 잠열이 그대로 염수를 가열하는데 이용되게 된다.

한편, 상기 결정장치(5)의 결정 챔버(51)에서 배기되는 열풍은 그대로 외부로 방출될 수 있으나, 그 열풍에는 미세한 입자의 소금 결정이 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 결정 챔버(51)에서 배기되는 열풍에 미세한 입자상으로 포함된 소금의 미세 결정(S') 을 회수하기 위한 미세결정회수장치(8)가 구비된다. 도면을 참조하면, 상기 미세결정회수장치(8)는 상기 결정 챔버(51)의 배기구(51b)를 통해 배출되는 열풍이 유입되어 유속이 느려짐으로써 미세 결정(S')는 하방으로 낙하되고 열풍은 와류(T')를 형성하면서 상방으로 상승됨으로써 결과적으로 미세 결정(S')을 분리하여 수집하는 사이클론 방식의 챔버로 구성된다.

상술한 바와 같이 상기 결정 챔버(51)에서 배기되는 열풍은 그대로 열교환장치(4)로 배출되어 질 수 있을 뿐만 아니라 미세 결정(S')의 회수를 위해선 상기 미세결정장치(6)를 거쳐 상기 열교환장치(4)로 배출되어 질 수 있다. 이와 같이 상기 결정 챔버(51)의 배기구(51b)에서 선택적으로 열풍이 배출되도록 열풍의 배출 방향으로 조절하기 위한 배기 댐퍼(53)가 상기 배기구(51b)에 장착된다.

한편, 소금 결정 단계(S30)는 도 3에 도시된 바와 같이 결정 챔버 내부 공간으로 염수를 분사하여 열풍으로 수분을 증발시키는 방식(도 3의 '챔버 내 분사'), 챔버 내부에 구비되어 가열된 결정판 표면에 염수를 분사하여 수분을 증발시키는 방식(도 3의 '결정판 표면 분사') 및 원심력에 의해 염수를 결정 챔버 내부로 방사 방식으로 분사하여 수분을 증발시키는 방식(도 3의 '방사기 분사')이 이용될 수 있다. 도 3에 도시된 '챔버 내 분사'는 도 4 및 도 5에 도시된 제1예에 따른 결정장치(5)에 의해 이루어지고, 도 3에 도시된 '결정판 표면 분사'는 도 6에 도시된 제2예에 따른 결정장치(6)에 의해 이루어지며, 도 3에 도시된 '방사기 분사'는 도 7에 도시된 제3예에 따른 결정장치(7)에 의해 이루어진다. 도 4 및 도 5에 도시된 제1예에 따른 결정장치(5)는 이미 상술하였으므로 이하에서는 도 6 및 도 7에 도시된 제2예 및 제3예에 따른 결정장치(6,7)에 대하여 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 제2예에 따른 결정장치(6)는 가열된 결정판(62)에 염수를 분사하여 그 결정판(62)에 접촉된 염수의 수분이 급격히 이루어지도록 하는 방식이다. 도면을 참조하면, 도 6에 도시된 제2예에 따른 결정장치(6)는 소금(S)이 결정되고 수분이 증발되는 공간을 형성하기 위한 결정 챔버(61)와, 상기 결정 챔버(61)의 내부에 마련된 결정판(62)과, 상기 결정판(62)의 상부로 염수를 분사하기 위한 분사 노즐(63)과, 상기 결정 챔버(61)의 내부로 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급기(64)가 구비되어 구성된다. 상기 결정판(62)는 전기 히터와 같은 가열수단(도면에 미도시)에 의해 150 ~ 200℃의 온도로 가열되며, 그 표면에 접촉된 염수와 결정판(62)와 사이에는 열전달이 급격하게 이루어지기 때문에 소금의 결정이 급속하게 이루어진다. 상기 결정판(62)은 내식성, 내화학성 및 내열성이 우수한 구리와 같은 금속 재질이나 세라믹과 같은 재질로 이루어질 수 있다. 특히 상기 결정판(62)의 표면에 분사된 염수가 표면장력에 의해 결정판(62)의 표면에 부착되지 않고 흐르도록 상기 결정판(62)의 표면은 발수성을 가진 세라믹 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

도 7에 도시된 제3예에 따른 결정장치(7)는 원심력에 의한 방사로 염수가 결정 챔버 내부(71)로 분사되면서 결정되도록 하는 방식이다. 도면을 참조하면, 도 7에 도시된 제3예에 따른 결정장치(7)는 소금(S)이 결정되고 수분이 증발되는 공간을 형성하기 위한 결정 챔버(71)와, 상기 결정 챔버(71)의 내부에서 회전되면서 그 내부로 투입된 염수를 원심력에 의한 방사로 분사하는 방사기(72)와, 상기 방사기(72)의 상부로 염수를 공급하기 위한 공급관(73)과, 상기 결정 챔버(71)의 내부로 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급기(74)가 구비되어 구성된다.

상술한 바와 같이 상기 방사기(72)는 회전되면서 염수를 그 주변으로 방사하기 위한 장치로서, 하부 플레이트(721)와, 상기 하부 플레이트(721)의 주변 가장자리를 커버하도록 가장자리가 상기 하부 플레이트(721)의 가장자리와 맞닿아 결합된 스커트(722)와, 상기 하부 플레이트(721)와 상기 스커트(722)가 맞닿아 결합된 가장자리에 염수가 통과되도록 반경방향으로 형성된 분사구(723)와, 일단이 상기 하부 플레이트(721)의 회전 중심의 위치에 연결되어 상기 방사 챔버(71)에 회전 지지된 회전축(724)과, 상기 회전축(724)의 타단에 연결되어 상기 회전축(724)를 회전시키는 구동모터(725)가 구비되어 구성된다. 상기와 같이 구성된 방사기(72)는 상기 회전축(724)이 상기 결정 챔버(71)의 중심의 위치에 위치되게 상기 결정 챔버(71)에 장착되는데, 상기 공급관(73)에 의해 상기 하부 플레이트(721)의 상부로 투입된 염수는 상기 하부 플레이트(721)의 회전으로 원심력을 받아 상기 하브 플레이트(721)와 스커트(722)가 결합된 가장자리 방향으로 흘러 모이게 되며, 그 모인 염수는 원심력에 의해 상기 분사구(723)을 통해 방사되면서 상기 결정 챔버(71) 내부로 분사된다. 상기 방사기(72) 내부로 투입된 염수는 상기 방사기(72)에서 가열되어 질 수 있도록 상기 하부 플레이트(722)는 전기 히터와 같은 가열수단(도면에 미도시)이 구비된다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 선박 근접 사고 밀도를 이용한 해양 사고 위험도 산출 방법은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

1 염전
11 증발지
2 2상 데칸트 원심분리기
21 슬러지 배출구
22 분리액 배출구
3 한외여과장치
4 열교환장치
5 제1예에 따른 결정장치
51 결정 챔버
52 분사 노즐
53 열풍 공급기
6 제2예에 따른 결정장치
7 제3예에 따른 결정장치
8 미세결정회수장치

Claims (7)

1. 염전의 증발지에서 해수를 농축하거나 염전에서 생산된 천일염을 용해시킨 고농도의 염수를 제조하는 염수 농축 단계와, 증발지에서 농축된 염수 또는 천일염을 용해시킨 염수를 채취하여 정수하는 염수 정수 단계와, 정수된 염수를 결정 챔버 내부로 분사하여 염수 중의 수분을 증발시켜 소금을 결정시키는 소금 결정 단계를 포함하여 구성되되,
   상기 결정 챔버 내부에는 가장자리에 분사구가 형성된 방사기가 회전이 가능하게 구비되고,
   상기 소금 결정 단계는, 염수가 상기 방사기로 투입되어 상기 방사기의 회전으로 원심력에 의해 상기 분사구를 통해 상기 결정 챔버 내부로 분사되는 것을 특징으로 하는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 염수 정수 단계에는 데칸트 원심분리기를 이용하여 염수에 포함된 고형 슬러지를 분리하여 제거하는 원심 분리 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 염수 정수 단계에는 고형 슬러지가 제거된 염수를 한외 여과막으로 여과하여 정수하는 여과 정수 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 염수 정수 단계에는 염수를 한외 여과막으로 여과하여 정수하는 여과 정수 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 소금 결정 단계는, 결정 챔버로 열풍이 공급되는 것을 특징으로 하는 고농도 미네랄 영양 소금의 제조 방법.
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