KR102378194B1 - 패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법 - Google Patents
패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 전기분해법을 이용하여 패각 내외에 함침된 염분을 제거하고 각종 유기물의 부패에 의한 세균 및 악취발생을 억제하기 위한 패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법에 관한 것이다.
본 발명은 수거된 패각을 수세정(手洗淨)하여 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 상기 패각을 그물망에 넣어서 전해조에 투입하고, 상기 전해조의 유입구를 통해서 상수(上水)를 주입시키고 분사노즐을 통해 고압으로 분사켜서 패각의 염분을 용출시키고 이물질을 세정하고, 염분을 포함한 상기 전해조 내의 희석액을 분리막의 제1 필터를 통하게 하거나 순환펌프를 통해서 상기 반응조로 이동시키고, 상기 반응조로 이동된 희석액을 전해셀을 통해서 차아염소산 나트륨용액으로 생성시키고, 상기 전해셀에 의해 생성된 차아염소산 나트륨용액을 상기 순환펌프를 통해서 상기 전해조로 이동시켜 분사노즐을 통해 고압으로 분사시켜서 패각에 있는 잔존 염분을 용출시키면서 균 및 유기물을 산화시켜 제거하고, 염분이 용출되고 유기물이 제거된 패각을 배출구를 통해 상기 전해조로부터 반출하여 수세 및 건조시켜 보관하고, 동시에 배출된 차아염소산 나트륨용액을 보관하는 패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법에 관한 것이다.
본 발명은 수거된 패각을 수세정(手洗淨)하여 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 상기 패각을 그물망에 넣어서 전해조에 투입하고, 상기 전해조의 유입구를 통해서 상수(上水)를 주입시키고 분사노즐을 통해 고압으로 분사켜서 패각의 염분을 용출시키고 이물질을 세정하고, 염분을 포함한 상기 전해조 내의 희석액을 분리막의 제1 필터를 통하게 하거나 순환펌프를 통해서 상기 반응조로 이동시키고, 상기 반응조로 이동된 희석액을 전해셀을 통해서 차아염소산 나트륨용액으로 생성시키고, 상기 전해셀에 의해 생성된 차아염소산 나트륨용액을 상기 순환펌프를 통해서 상기 전해조로 이동시켜 분사노즐을 통해 고압으로 분사시켜서 패각에 있는 잔존 염분을 용출시키면서 균 및 유기물을 산화시켜 제거하고, 염분이 용출되고 유기물이 제거된 패각을 배출구를 통해 상기 전해조로부터 반출하여 수세 및 건조시켜 보관하고, 동시에 배출된 차아염소산 나트륨용액을 보관하는 패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기분해법을 이용하여 패각 내외에 함침된 염분을 제거하고 각종 유기물을 제거하여 그의 부패에 의한 세균 및 악취발생을 억제하기 위한 패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법에 관한 것이다.
국내 패류의 경우, 대부분 가공공장에서 패각이 제거된 상태로 유통되고 있으며, 발생하는 패각은 공장 혹은 양식장 부근 노지에 방치되거나, 해양투기 되고 있어, 해당 지역의 큰 문제로 대두되고 있다.
이에 따라 최근 패각의 재활용에 대한 다양한 연구개발이 이루어지고 있으며, 예를 들어 비료, 사료, 매립재, 건자재, 도료 첨가제, 화장품 첨가제, 식용칼슘 등 상용화에 노력하고 있으나, 높은 생산단가로 인하여 수요가 많지 않은 실정이다.
또한 화력발전소의 탈황원료로 개발하였으나, 석회석보다 생산단가와 운송료 등이 높아 산업현장에서 기피하고 있다.
상기와 같은 이유로 절반 이상의 패각이 여전히 폐기물 상태로 방치되고 있어 환경 미관을 훼손하고, 우천시 염분이 포함된 침출수로 토양오염이 발생하고 있다.
또한 패각 내 잔류 단백질 및 유기물에 의한 악취와 해충 다량발생 문제 등 심각한 환경오염을 초래하고 있다.
상기와 같은 이유로 효율적인 보관 및 자원화를 위하여 패각 내 염분 및 잔류 유기물의 제거공정이 필요하다.
한편 패각의 분체상 소재로 활용하기 위한 처리공정은 하기와 같이 수행하고 있다.
세척 → 선별 → 보관 → 열처리 → 냉각 → 분쇄 → 체분리
일반적으로 상기의 세척공정으로 염분을 제거하고 있지만, 이는 염분이 함유된 폐수가 다량 발생하게 되는 원인이 되고 있다.
또한 재활용공정에서 패각의 고부가가치화를 위하여 열처리하고 있으며, 해당 공정에서 유기물 제거가 이루어지는데, 열처리 전 단계에서 패각을 장기간 보관할 때, 잔존 유기물의 부패에 따른 악취 발생으로 작업환경 개선이 필요하다.
다시 말해서 염분이 함유된 폐수가 다량 발생하여 수처리 비용이 증가하고, 노지 혹은 공장 내 장기간 보관단계에서 잔존 유기물의 부패에 따른 악취가 발생하며, 열처리 공정에서 유기물 소각 냄새와 염소 가스 방출에 의한 피해가 우려된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근 연구개발된 공정에서는 고압수세척 및 초음파 세척에 의하여 염분을 제거하고 있으며, 염기성 용액으로 패각을 처리하여 잔존 유기물을 제거하여 부패에 의한 악취를 방지하고 있다.
국내 등록특허공보 제10-1904840호에는 패각을 이용한 미세절편 분말의 제조방법을 개시하고 있는데, 이 공정은 패각의 유기물을 제거하기 위하여 염기성 용액으로 잔존 단백질을 포함한 유기물을 제거하고 있으나, 이는 다량의 염기성 폐수가 추가로 발생할 수 있는 문제점이 있다.
국내 등록특허공보 제10-1738124호에는 세척액에 전기분해를 이용한 차아염소산나트륨(NaOCl)이 투입되는 분쇄 패각의 염소 제거방법이 개시되어 있으며, 이 방법은 패각의 이물질과 염분을 효율적으로 제거하기 위하여 분쇄 처리 후, 세척 시, 차아염소산나트륨을 추가하여 세척함으로써 염소를 제거하고 있다.
그러나 염소를 제거하기 위하여 포화소금용액을 희석한 전해질의 전기분해에 의한 차아염소산나트륨의 세정액 추가는 패각 내 잔존 유기물은 살균 세정할 수 있으나, 염소를 제거할 수 있는 메커니즘은 없으며, 소금 전해질을 추가함에 따라서 세척액 내 잔류 염소의 양이 증가하여 고농도 염분 폐수가 다량 발생하는 문제점이 있다.
아울러 전기분해에 의한 염소 제거가 불가능하여 탈염 및 세정을 위한 별도의 고압수세정을 수행해야 하기 때문에 추가적인 폐수가 발생할 수 있다.
또한 분쇄된 패각을 회수하기 위하여 정밀한 여과공정이 필요하며, 이는 염분 폐수내 고형분이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
[선행기술문헌]
1. 국내 등록특허공보 제10-1904840호
2, 국내 등록특허공보 제10-1738124호
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전기분해법을 이용하여 패각 내외에 함침된 염분을 제거하고 각종 유기물의 부패에 의한 세균 및 악취발생을 억제하기 위한 패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명은 패각의 단순 세정이 아닌 살균 세정을 위해서는 이물질 제거→살균세정→수세정→건조 단계가 필요한 종래 공정과 비교하여, 이물질 제거→전해살균세정→건조 공정으로 공정 단순화하는 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명은 종래의 염분을 제거하기 위한 단순 수세정 방식에서 탈피하고, 패각 내 염분자체를 전해질로 재활용하고, 전기분해하여 산화 살균제인 차아염소산나트륨을 제조함으로써 패각 내 잔여 염분이 지속적으로 수중에 용해되어 상평형이 이루어질 때까지 차아염소산나트륨을 제조하여 염분이 제거되는 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 차아염소산나트륨 수용액 자체가 세척액으로 사용되어 패각 내 잔존 유기물을 산화시켜 살균함에 따라 부패에 의한 악취를 방지하는 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치는, 유입구를 통해서 상수(上水)가 수용부로 유입되게 하되 다수개 구비된 분사노즐을 통해 분사하여 상기 수용부에 있는 패각의 염분이 용출되어 희석되게 하고 이물질이 세척되게 하며, 배출구를 통해서 세척된 패각과 차아염소산 나트륨 용액이 배출되게 하는 전해조; 이물질을 걸러내는 제1 필터를 구비한 분리막을 통해서 상기 전해조와 구별되도록 구비되어서, 상기 제1 필터를 통해 이물질이 걸러져 유입되는 상기 희석액을 수용하는 반응조; 양극부 및 음극부로 구성되어 상기 반응조에 설치되어서 수용된 상기 희석액을 전기분해하여 차아염소산 나트륨 용액으로 생성되게 하는 전해셀; 상기 전해조의 수용부에 있는 희석액과 상기 반응조 내의 차아염소산 나트륨 용액을 파이프를 통해서 서로 순환시키되 상기 전해조 내부에 있는 파이프에는 다수 개 구비된 분사노즐에 의해 고압 분사된 차아염소산 나트륨 용액을 통해서 패각을 세정 및 살균하고 패각내 잔존 염분이 제거되게 하는 순환펌프; 및 전원공급장치를 통해 전원을 공급하면서, 상기 전해조, 상기 반응조, 상기 전해셀 및 상기 순환펌프의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균방법은, 수거된 패각을 수세정(手洗淨)하여 이물질을 제거하는 단계(S11); 이물질이 제거된 상기 패각을 그물망에 넣어서 전해조에 투입하는 단계(S12); 상기 전해조의 유입구를 통해서 상수(上水)를 주입시키고 분사노즐을 통해 고압으로 분사켜서 패각의 염분을 용출시키고 이물질을 세정하는 단계(S13); 염분을 포함한 상기 전해조 내의 희석액을 분리막의 제1 필터를 통하게 하거나 순환펌프를 통해서 상기 반응조로 이동시키는 단계(S14); 상기 반응조로 이동된 희석액을 전해셀을 통해서 차아염소산 나트륨용액으로 생성시키는 단계(S15); 상기 전해셀에 의해 생성된 차아염소산 나트륨용액을 상기 순환펌프를 통해서 상기 전해조로 이동시켜 분사노즐을 통해 고압으로 분사시켜서 패각에 있는 잔존 염분을 용출시키면서 균 및 유기물을 산화시켜 제거하는 단계(S16); 및 염분이 용출되고 유기물이 제거된 패각을 배출구를 통해 상기 전해조로부터 반출하여 수세 및 건조시켜 보관하고, 동시에 배출된 차아염소산 나트륨용액을 보관하는 단계(S17);로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치 및 방법은 패각 내에 존재하는 염분을 기타 첨가제 없이 물만 가하여 염수로 만들고 전해반응을 통하여 차아염소산나트륨을 생성하여 패각 내 염소이온을 수중으로 이동 제거하고, 그 산화제를 이용하여 패각 내의 균 및 유기물을 살균 및 세정하는 효과가 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치 및 방법을 이용하여 차아염소산나트륨 살균수를 제조하여 사용하면 살균세척공정을 단순화하는 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따라 살균 처리된 패각은 유기물이 제거되어 악취가 저감되고 장기간 보관이 용이하게 되어 작업환경이 개선되는 효과가 있으며, 염분 제거 및 저온살균법에 의하여 경제적인 재활용으로, 예를 들어 비료, 건자재, 연마재, 매립재, 자개 등 각종 분야에 산업자원으로 사용될 수 있도록 생산단가를 저감시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치를 보인 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치의 전해셀을 보인 개략사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치의 전해셀의 전극을 보인 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균방법을 보인 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치를 보인 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치의 전해셀을 보인 개략사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치의 전해셀의 전극을 보인 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균방법을 보인 흐름도.
이하, 본 발명에 따른 패각 세정용 전해살균장치 및 그를 이용한 전해살균방법에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치를 보인 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치의 전해셀을 보인 개략사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치의 전해셀의 전극을 보인 개략도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균방법을 보인 흐름도이다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.
전기분해법을 이용하여 패각 내외에 함침된 염분을 제거하고 각종 유기물을 제거하여 그의 부패에 의한 세균 및 악취발생을 억제하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전해조(10), 반응조(20), 전해셀(30), 순환펌프(40) 및 제어기(50)로 구성된다.
여기서 패각이라 함은 굴, 전복, 조개 등 해안 및 해수 안에 있는 각종 패류 등에 적용할 수 있다.
그리고, 상기 유기물과 같은 이물질 제거는 패각 표면의 해조류 부착물에 대한 것으로 장치에 투입하기 전에 간단하게 해수나 상수로 제거하여 장치 내부 오염을 방지할 수 있게 하였다.
상기 전해조(10)는 유입구(11)를 통해서 상수(上水)가 수용부(15)로 유입되게 하되 다수개 구비된 분사노즐(13)을 통해 분사하여 수용부(15)에 있는 패각의 염분이 용출되어 희석되게 하고 이물질이 세척되게 한다.
상기의 해조류 부착물과 같은 이물질이 미리 제거된 패각의 전해조(10) 투입에 있어서는 전용 트레이(미도시)를 사용할 수 있으며, 또한 그물망을 사용할 수 있고, 유입구(11)를 통하여 유입된 상수는 패각 및 다음에 설명되는 반응조(20)의 전해셀(30)이 충분이 잠길 수 있도록 한다.
여기서, 상기 패각의 부피와 전해조(10) 부피 및 염분 용출량을 고려하여 패각의 투입량을 결정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 패각 내 염분의 용출방법은 하단 혹은 측면에 설치된 고압의 분사노즐(13)을 통한 상수의 내부 순환으로 이루어진다.
상기 전해조(10)의 하부에는 배출구(12)가 구비되게 하였으며, 그 배출구(12)를 통해서 세척된 패각과 차아염소산 나트륨 용액이 배출되게 하였다.
상기 세척된 패각은 전해조(10)의 상부를 개방형태로 이루어지게 함으로써, 상부로 패각, 바람직하게는 그물망 등에 담겨있는 패각을 위로 들어올려 전해조(10)로부터 배출시키는 일도 가능하다.
상기 반응조(20)는 이물질을 걸러내는 제1 필터(25)를 구비한 분리막(21)을 통해서 전해조(10)와 구별되도록 구비되어서, 상기 제1 필터(25)를 통해 이물질이 걸러져 유입되는 희석액을 수용한다.
그리고, 상기 희석액은 다음에 설명되는 순환펌프(40)를 통해서 반응조(20)에 수용되게 하는 일도 가능하다.
여기서, 상기 반응조(20)에 NaCl, KCl, NaOH 또는 KOH의 전해질을 첨가하여 고농도의 차아염소산 나트륨 용액을 생성하는 일도 가능하다.
상기 분사노즐(13)에 의한 세척으로 패각으로부터 발생하는 이물질은 1차적으로 전해조(10)와 반응조(20)의 사이에 위치한 분리막(21)에 구비된 제1 필터(25)를 통해서 제거될 수 있다.
상기 전해셀(30)은 양극부(31) 및 음극부(32)로 구성되어 반응조(20) 내부에 설치되어서 수용된 희석액을 전기분해하여 차아염소산 나트륨 용액으로 생성되게 한다.
상기의 염분이 용출된 염수용액인 희석액은 전해셀(30)에서 직류 전원공급장치(55)를 통하여 정전류 혹은 정전압 조건에서 전기분해 반응할 수 있으며, 전류밀도는 1~15ASD(Ampere per Square Deci-metre) 이내, 바람직하게는 3~10ASD로 인가하여 차아염소산나트륨 용액을 생성한다.
이때 상기 전원공급장치(55)를 통하여 전해셀(30)에 80V의 전원을 인가하고 30~60분 가동하여 차아염소산 나트륨 용액을 생성한다.
그리고, 전기분해 운전시간은 10~60분 이내이며, 효율과 경제성을 고려하여 20~40분이 바람직하다.
그리고, 상기 전기분해 반응시간이 경과함에 따라 패각 내 함침된 소금은 지속적으로 물속으로 용출희석되고, 전극의 표면에서 10~1,000ppm 이하의 차아염소산나트륨 용액을 생산하는 것이 바람직하다.
상기 전해셀(30)은 비격막식 구조로 이루어져서 반응조(20)에 개방형으로 탈착가능하게 설치되되 전극부에서 발생하는 산소와 수소 가스가 원활하게 방출되도록 하였으며, 전해조(10)로의 빠른 순환을 통하여 반응열이 배출되도록 이루어져 있다.
상기 전해셀(30)의 전극부인 양극부(31) 및 음극부(32)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 판형 또는 메쉬형으로 이루어지고, 양극과 음극의 극간거리는 1 ~ 10mm 또는 3 ~ 6mm로 이루어지게 하였다.
또한, 양극과 음극은 각각의 전기인가부(35)의 지지체(34)에 용접방식을 통하여 결합되어 통전성이 우수하며, 전기인가부(35)는 티타늄 볼트와 너트 결합을 통하여 반응조(20) 내에서 전해셀(30)이 용이하게 탈부착되도록 하였다.
이와 같은 체결 방식은 전해 살균장치 규격 및 전해셀 규격에 따라 변경할 수 있다.
상기 전해셀(30)의 상기 양극부(31)는 티타늄 재질의 기판을 사용할 수 있으며, Pt계열 화합물, 예를 들어 백금, 이리듐, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 첨가제로 티타늄, 주석, 탄탈륨, 니오븀, 지르코늄 등을 코팅하여 제조할 수 있다.
또한, 스케일 제거를 위한 산세정에 의한 전극 수명저하를 방지하기 위한 특수코팅을 수행할 수 있으며, 전해질 내 염소농도가 낮아도 전해효율이 우수하도록 금속촉매활물질 조성을 설계하였다.
상기 전해셀(30)의 음극부(32)는 티타늄, 하스텔로이 또는 니켈 재질의 기판이거나 그 기판 위에 Pt계열이 도금된 전극 또는 카본스틸에 니켈이 도금된 전극이 이용되었다.
상기 순환펌프(40)는 전해조(10)의 수용부(15)에 있는 희석액과 반응조(20) 내의 차아염소산 나트륨 용액을 파이프(45)를 통해서 서로 순환시키되 상기 전해조(10) 내부에 있는 파이프(45)에는 다수 개 구비된 분사노즐(13)에 의해 고압 분사된 차아염소산 나트륨 용액을 통해서 패각을 세정 및 살균하고 패각내 잔존 염분이 제거되게 한다.
즉, 상기 순환펌프(40)는, 전해조(10)에 있는 희석액을 반응조(20)로 이동시켜서 전해셀(30)을 통해서 희석액이 차아염소산 나트륨 용액으로 되게 하고, 상기 반응조(20) 내부의 전해셀(30)에 의해 생성된 차아염소산 나트륨 용액를 전해조(10)로 공급하여 패각에 남아있는 잔존 염분을 희석하고 패각이 세정 및 살균되게 하는 것이다.
상기와 같이 제조된 차아염소산 나트륨 용액은 순환펌프(40)를 통해서 전해조(10)로 유입시키되, 이때 유속은 100~500L/min, 바람직하게는 150~300L/min으로 운전하고, 파이프(45)의 길이 및 제2 필터(60) 추가에 따라 유속을 증가시킬 수 있다.
상기 순환공정에서 이물질 및 패각 미분은 제2 필터(60)를 통과시켜 고형분으로 제거할 수 있으며, 이를 통하여 차아염소산나트륨 용액의 이물질 함량을 저감시킬 수 있다.
상기 제조된 차아염소산나트륨 용액은 전해조(10)의 고압의 분사노즐(13)을 통하여 패각을 마찰 세정하여 염분을 지속적으로 세척하여 염분을 전해액으로 전환하고, 50~200ppm 농도의 안정적인 차아염소산나트륨을 생산할 수 있으며, 이를 통하여 패각 내 염분을 제거하고, 균 및 유기물을 산화시켜 살균하고, 악취의 원인인 유기물을 분해시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 살균 처리된 패각은 건조하여 장기 보관하거나, 열처리공정을 진행하여 고순도 탄산칼슘 또는 산화칼슘을 제조할 수 있으며, 제조된 차아염소산나트륨 용액은 배출구(12)를 통하여 공장 내부 및 설비, 작업용품 등의 세정에 사용될 수 있다.
상기 제어기(50)는 전원공급장치(55)를 통해 전원을 공급하면서, 전해조(10), 반응조(20), 전해셀(30) 및 순환펌프(40)의 작동을 제어한다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 패각 세정용 전해살균장치를 이용하여 실시된 전해살균방법을 도 5를 통해서 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 수거된 패각을 전해조(10) 내부에 투입하기 전에 수세정(手洗淨)하여 해조류 부착물과 같은 이물질을 제거한다(S1 단계).
상기와 같이 이물질이 제거된 패각을 트레이를 이용하거나 그물망에 넣어서 전해조(10)에 투입한다(S2 단계).
그 다음, 상기 전해조(10)의 유입구(11)를 통해서 상수(上水)를 주입시키고 분사노즐(13)을 통해 고압으로 분사켜서 패각의 염분을 용출시키고 유기물과 같은 이물질을 세정한다(S3 단계).
그리고, 염분을 포함한 전해조(10) 내의 희석액을 분리막(21)의 제1 필터(25)를 통하게 하거나 순환펌프(40)를 통해서 반응조(20)로 이동시킨다(S4 단계).
이때, 상기 순환펌프(40)를 가동(100~500L/min)하여 전해조(10) 내부의 패각 내외 부에 있는 염분을 세척/용출한 희석액은 우측에 위치한 반응조(20)의 상부, 즉 전해셀(30)을 덮을 때까지 채우는 것이 바람직하다.
그 다음, 상기 반응조(20)로 이동된 희석액을 전해셀(30)을 통해서 차아염소산 나트륨용액으로 생성시킨다(S5 단계).
즉, 상기 반응조(20)에 있는 전해셀(30)에 80V의 전원을 인가하여 30~60분 가동하여 차아염소산 나트륨 용액을 생성 순환시킴으로써 패각 내에 있는 염분은 물로 점점 빠져나가 전극부에서 반응하여 차아염소산나트륨을 생성한다.
상기와 같이 전해셀(30)에 의해 생성된 차아염소산 나트륨용액을 순환펌프(40)를 통해서 전해조(10)로 이동시켜 분사노즐(13)을 통해 고압으로 분사시켜서 패각에 있는 잔존 염분을 용출시키면서 균 및 유기물을 산화시켜 제거한다(S6 단계).
즉, 상기와 같이 전해셀(30)을 30~60분동안 가동함으로써 자체 내 순환 전해질 및 차아염소산나트륨이 지속적으로 패각에 고압 분사하여 마찰 세정되므로 패각내의 염분이 전해질로 그리고 그 전해질은 산화제인 차아염소산 나트륨으로 변하고 이 산화제는 패각내 잔존하는 악취의 근원인 유기물을 산화시킴으로 악취를 제거하게 된다.
마지막으로, 염분이 용출되고 유기물이 제거된 패각을 배출구(12)를 통해 상기 전해조(10)로부터 반출하여 수세 및 건조시켜 보관하고, 동시에 배출된 차아염소산 나트륨용액을 보관한다(S7 단계).
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 본 발명의 범위가 실시예로 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
전복 패각의 표면 해조류 부착물 등 이물질을 간단히 제거하고, 그물망에 전복 패각을 넣어 전해조(10)에 투입한다.
상기 전해조(10)의 유입구(11)를 통하여 상수를 100L 투입하여 전복 패각 및 반응조(20) 내부에 있는 전해셀(30)이 충분히 잠기도록 한다.
상수 투입 후, 순환펌프(40)를 통하여 200L/min 유속으로 10분 세척하여 패각 내 염분이 충분히 용출되도록 한다.
상기 염수용액을 이용하여 실온에서 정전압조건으로 5V를 인가, 30분 전해반응하여 차아염소산나트륨 용액을 생산한다.
이때, 생산된 차아염소산나트륨은 실시간으로 패각에 고압분사되어 균 및 유기물을 제거하고자 하였으며, 전해반응 시간에 따른 차아염소산나트륨 농도를 측정하였다.
[비교예]
패각 없이 NaCl 1.1kg을 첨가한 전해질 제조하여 실시예와 동일 조건에 전기분해 수행하여 차아염소산나트륨 농도를 측정하였다.
| 시료 | 전복 패각(kg) | 염분량(g) | 상수 투입량(L) | 차아염소산나트륨(ppm) | |||
| 10분 | 20분 | 30분 | |||||
| 실시예 | A | 1.5 | 70 | 100 | 10 | 17 | 20 |
| B | 5 | 200 | 100 | 15 | 46 | 65 | |
| C | 20 | 900 | 100 | 45 | 90 | 131 | |
| D | 25 | 1,100 | 100 | 93 | 150 | 200 | |
| 비교예 | 0 | 1,100 | 100 | 107 | 184 | 250 | |
상기 [표 1]을 참조하면, 전복 패각 투입량에 따른 염분농도를 실측하였으며, 상수 투입량 100L 기준으로 염분량(g)을 계산하였다.
전복 패각 1kg 당 약 40~45g의 염분량을 얻을 수 있으며, 이를 이용한 전기분해 결과 시간이 경과할수록 차아염소산나트륨 농도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 A 및 B와 같이 전복 패각 투입량이 적으면 너무 낮은 염소 농도로 인한, 전류밀도 감소로 차아염소산나트륨 농도가 낮은 것을 확인하였다.
또한 실시예 D와 같이 25kg 투입하고, 30분 전해반응하였을 때, 200ppm의 차아염소산나트륨 용액을 생산할 수 있었다.
실시예 D와 비교예를 대조하면 비교예가 약 20~30% 차아염소산나트륨 생산량이 많은 것을 확인할 수 있는데, 이는 실시예 D에서 전복 패각의 균 및 유기물을 산화시키면서 잔류 차아염소산나트륨이 저감되기 때문일 수 있다.
상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.
10: 전해조 11: 유입구
12: 배출구 13: 분사노즐
15: 수용부
20: 반응조 21: 분리막
25: 제1 필터
30: 전해셀 31: 양극부
32: 음극부 34: 지지체
35: 전기인가부
40: 순환펌프 45: 파이프
50: 제어기 55: 전원공급장치
60: 제2 필터
12: 배출구 13: 분사노즐
15: 수용부
20: 반응조 21: 분리막
25: 제1 필터
30: 전해셀 31: 양극부
32: 음극부 34: 지지체
35: 전기인가부
40: 순환펌프 45: 파이프
50: 제어기 55: 전원공급장치
60: 제2 필터
Claims (10)
- 유입구(11)를 통해서 상수(上水)가 수용부(15)로 유입되게 하되 다수개 구비된 분사노즐(13)을 통해 분사하여 상기 수용부(15)에 있는 패각의 염분이 용출되어 희석되게 하고 이물질이 세척되게 하며, 배출구(12)를 통해서 세척된 패각과 차아염소산 나트륨 용액이 배출되게 하는 전해조(10);
이물질을 걸러내는 제1 필터(25)를 구비한 분리막(21)을 통해서 상기 전해조(10)와 구별되도록 구비되어서, 상기 제1 필터(25)를 통해 이물질이 걸러져 유입되는 희석액을 수용하는 반응조(20);
판형 또는 메쉬형으로 이루어지고 극간거리가 1 ~ 10mm로 형성된 양극부(31) 및 음극부(32)로 구성되어 상기 반응조(20)에 설치되어서, 80V의 전원 및 1~15ASD(Ampere per Square Deci-metre)의 전류밀도로 30~60분 가동하여 상기 반응조(20)에 수용된 상기 희석액을 전기분해함으로써 차아염소산 나트륨 용액으로 생성되게 하는 전해셀(30);
상기 전해조(10)의 수용부(15)에 있는 희석액과 상기 반응조(20) 내의 차아염소산 나트륨 용액을 파이프(45)를 통해서 서로 순환시키되 상기 전해조(10) 내부에 있는 파이프(45)에는 다수 개 구비된 분사노즐(13)에 의해 100~500L/min의 유속으로 상기 전해조(10)로 유입되어 고압 분사된 차아염소산 나트륨 용액을 통해서 패각을 세정 및 살균하고 패각내 잔존 염분이 제거되게 하는 순환펌프(40); 및
전원공급장치(55)를 통해 전원을 공급하면서, 상기 전해조(10), 상기 반응조(20), 상기 전해셀(30) 및 상기 순환펌프(40)의 작동을 제어하는 제어기(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 패각 세정용 전해살균장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 순환펌프(40)의 상기 파이프(45)에는 패각에서 발생되는 패각 미분을 걸러내어 제거되게 하는 제2 필터(60)가 구비되는 것을 특징으로 패각 세정용 전해살균장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 반응조(20)에는 KCl, NaOH 또는 KOH의 전해질을 첨가하여 고농도의 차아염소산 나트륨 용액을 생성하는 것을 특징으로 패각 세정용 전해살균장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 전해셀(30)의 상기 양극부(31)는 백금, 이리듐, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 주석, 탄탈륨, 니오븀 또는 지르코늄으로 코팅된 티타늄 재질로 이루어지고, 상기 음극부(32)는 티타늄, 하스텔로이 또는 니켈 재질의 기판이거나 그 기판 위에 Pt계열이 도금된 전극 또는 카본스틸에 니켈이 도금된 전극이 이용되는 것을 특징으로 하는 패각 세정용 전해살균장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 전해셀(30)은 비격막식 구조로 이루어져서 상기 반응조(20)에 탈착가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 패각 세정용 전해살균장치.
- 삭제
- 수거된 패각을 수세정(手洗淨)하여 이물질을 제거하는 단계(S1);
이물질이 제거된 상기 패각을 그물망에 넣어서 전해조(10)에 투입하는 단계(S2);
상기 전해조(10)의 유입구(11)를 통해서 상수(上水)를 주입시키고 분사노즐(13)을 통해 고압으로 분사켜서 패각의 염분을 용출시키고 이물질을 세정하는 단계(S3);
염분을 포함한 상기 전해조(10) 내의 희석액을 분리막(21)의 제1 필터(25)를통하게 하거나 순환펌프(40)를 통해서 반응조(20)로 이동시키는 단계(S4);
판형 또는 메쉬형으로 이루어지고 극간거리가 1 ~ 10mm로 형성된 양극부(31) 및 음극부(32)로 구성되어 상기 반응조(20)에 설치된 전해셀(30)을 80V의 전원 및 1~15ASD(Ampere per Square Deci-metre)의 전류밀도로 30~60분 가동하여 상기 반응조(20)에 수용된 상기 희석액을 전기분해함으로써 차아염소산 나트륨용액으로 생성시키는 단계(S5);
상기 전해셀(30)에 의해 생성된 차아염소산 나트륨용액을 상기 순환펌프(40)를 통해서 100~500L/min의 유속으로 상기 전해조(10)로 이동시켜 분사노즐(13)을 통해 고압으로 분사시켜서 패각에 있는 잔존 염분을 용출시키면서 균 및 유기물을 산화시켜 제거하는 단계(S6); 및
염분이 용출되고 유기물이 제거된 패각을 배출구(12)를 통해 상기 전해조(10)로부터 반출하여 수세 및 건조시켜 보관하고, 동시에 배출된 차아염소산 나트륨용액을 보관하는 단계(S7);로 구성되는 것을 특징으로 하는 패각 세정용 전해살균방법. - 삭제
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| KR20150093293A (ko) * | 2014-02-06 | 2015-08-18 | 목포대학교산학협력단 | 해수를 이용한 살균수 제조방법 및 수산물 살균 시스템 |
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