KR20060031791A - Production method of drinking water from the deep sea water - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수심 200m 이하의 해양 심층수를 이용하여 음료수를 생산하는 방법을 제시하는 것이 목적이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a beverage using deep sea water of 200 m or less.

이를 위하여 본 발명은, 본 발명은 수심 200m이하의 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온처리 및 물 분자의 소집단화처리를 한 다음에 모래여과(sand filter), 정밀여과(Micro filter), 한외여과(Ultra filter) 등에 의해서 수중의 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거하고, 나노여과(Nano filter)를 하여 역삼투여과(Reverse osmosis filter)에서 스케일(Scale) 생성이 문제되는 황산염(CaSO4)과 2가 이상의 미네랄염을 제거한 다음 1차 역삼투여과공정으로 보내어 염수는 소금 및 미네랄염제조공정으로 보내고, 탈염된 탈염수는 pH조정공정으로 보내어 pH를 9∼11로 조정하여 붕산을 폴리 붕산으로 전환하여 2차 역삼투여과공정으로 보내어 붕소화합물을 제거한 탈붕산수는 미네랄 혼합 및 중화처리공정으로 보낸다. To this end, the present invention, the present invention is to take the deep sea water of less than 200m depth, warming at 20 ~ 30 ℃ and small grouping treatment of water molecules, and then sand filtration (micro filter), Sulfate (CaSO), which removes suspended solids (SS) from water by ultra filtration and nano-filtration, is a problem in scale generation in reverse osmosis filter. 4 ) and remove the divalent or more mineral salt and send it to the first reverse osmosis filtration process, and the brine is sent to the salt and mineral salt manufacturing process, and the desalted demineralized water is sent to the pH adjustment process to adjust the pH to 9-11. The deborated water, from which the boron compound has been removed and sent to the second reverse osmosis filtration process, is sent to the mineral mixing and neutralization process.

미네랄조정제는 나노여과공정에서 제거되는 황산이온함유미네랄수를 증발농축공정으로 보내어 보메도비중(°Be)이 24∼26 °Be 까지 증발농축하여 농축미네랄수는 소금 및 미네랄제조공정으로 보내고, 석출(析出)하는 황산칼슘(CaSO4)은 전처리여과된 해양 심층수에 Ca/Mg 중량조성비가 2.0∼6.0 범위가 되게 미네랄조성조정공정으로 보내어 혼합용해한 것을 1가 음이온선택교환격막과 1가 양이온선택교환격막을 교호적(交互的)으로 일렬로 다단으로 설치한 전기투석 탈염공정으로 1가염 (NaCl, KCl)을 탈염처리를 한 다음, 1가 음이온선택교환격막과 양이온선택교환격막을 교호적으로 일렬로 다단으로 설치한 전기투석장치인 황산이온제거공정으로 보내어 황산이온(SO4 2-)을 제거한 것에 트레할로스(Trehalose, α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyanoside)와 젖산(Lactic acid), 아스코르브산(Ascorbic acid), 글루콘산(Gluconic acid) 중에서 단독 또는 2종류 이상 혼합한 첨가제를 주입하여 유기성미네랄염으로 전환한 것을 미네랄 혼합 및 중화처리공정으로 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch)의 조정에 의해 필요한 량을 보낸다.Mineral modifier sends sulfuric acid ion-containing mineral water removed from nanofiltration process to evaporative concentration process, evaporation concentration of bomedo specific gravity (° Be) is 24 ~ 26 ° Be, and concentrated mineral water is sent to salt and mineral manufacturing process, and precipitation Calcium sulfate (CaSO 4 ), which is mixed and dissolved in the pre-filtered deep seawater by the mineral composition adjusting process so that the Ca / Mg weight composition ratio is in the range of 2.0 to 6.0, is mixed with the monovalent anion selective exchange membrane and monovalent cation selective exchange. After desalination of monovalent salts (NaCl, KCl) by electrodialysis desalting process with alternating diaphragms arranged in multiple rows, the monovalent anion selective exchange diaphragm and the cation selective exchange diaphragm are alternately arranged. trehalose (trehalose, α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyanoside) and lactic acid (lactic acid) to send to the removal of sulfate ions by electrodialysis apparatus installed in the multi-stage process to remove sulfate ions (SO 4 2-), Electric conductivity indicating switch by mineral mixing and neutralization process by converting single or two or more kinds of additives from ascorbic acid and gluconic acid into organic mineral salts Send the required amount by adjusting.

미네랄혼합 및 중화처리공정에서 미네랄을 혼합하여 중화처리된 한 것을 살균공정으로 보내어 살균처리하여 용기에 충전 후 포장 및 검사하는 처리공정에 의해서 음료수를 제조한다. In the mineral mixing and neutralization process, the minerals are mixed and neutralized and sent to the sterilization process to be sterilized, and then the beverage is produced by the process of packing, inspecting and packing the container.

본 발명에서 생산된 음료수는, 해양 심층수로부터 음료수의 생산에서 지금까지 문제가 된 붕소를 0.3㎎/ℓ이하로 처리를 하면서 미네랄밸런스(Mineral balance)가 적합하며, 물 분자의 집단체(集團體; Cluster)가 소집단화되어 표면장력이 떨어지면서 청량감이 향상되어 물맛이 좋기 때문에 음료수 생산방법에 널리 보급될 것으로 기대된다.The beverage produced in the present invention is suitable for mineral balance while treating boron, which has been a problem in the production of beverages from deep sea water, to 0.3 mg / l or less, suitable for mineral balance, and agglomerates of water molecules; It is expected that it will be widely used in the production method of beverages because clusters are small grouped, so that the surface tension decreases and the refreshing feeling is improved and the water taste is good.

해양 심층수, 음료수, 소집단수, 나노여과, 역삼투여과, 황산이온, 염수, 미 네랄, 붕소 Deep sea water, beverages, subpopulations, nanofiltration, reverse osmosis, sulfate ions, saline, minerals, boron

Description

해양 심층수로부터 음료수를 생산하는 방법{Production method of drinking water from the deep sea water}Production method of drinking water from the deep sea water}

도 1은 해양 심층수로부터 음료수를 생산하는 공정도1 is a process chart for producing a beverage from deep sea water

도 2는 물 분자의 소집단화처리공정도2 is a small grouping process chart of water molecules

도 3은 황산이온 함유 미네랄수의 증발농축에 의한 황산칼슘 석출공정도3 is a process for precipitation of calcium sulfate by evaporative concentration of mineral water containing sulfate ion

도 4는 미네랄조성조정 및 탈염처리공정도4 is a mineral composition adjustment and desalination process chart

도 5는 탈염처리된 미네랄수의 황산이온제거 공정도 5 is a process for removing sulfate ion of demineralized mineral water

도 6은 물 분자 집단체의 모형도6 is a model diagram of a water molecular aggregate

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1; 전자처리수조(電子處理水槽) 2; 전극One; Electronic treatment tank 2; electrode

3; 절연체(絶緣體) 4; 스테인리스강판(導體) 3; Insulator 4; Stainless steel sheet

5; 기초 콘크리트(Concrete)구조물 6; 접지 5; Foundation concrete structure 6; grounding

7; 정전압(靜電壓)발생장치(Electron charger) 7; Constant voltage generator (Electron charger)

7a; 가변저항 7b; 접지 7a; Variable resistor 7b; grounding

7c; 1차 권선 7d; 철심 7c; Primary winding 7d; Iron core

7e; 2차 권선 8; 중간처리수 저장조 7e; Secondary winding 8; Intermediate Treatment Tank

9; 자화기공급펌프 10; 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器) 9; Magnetizer feed pump 10; Constant Voltage Conduit Magnetizer

11; 소집단수 저장조 12; 소집단수 이송펌프 11; Small group reservoir 12; Small group transfer pump

13; 황산이온함유미네랄수 저장조 14; 황산이온함유미네랄수 이송펌프13; Sulfate ion-containing mineral water storage tank 14; Sulfuric acid ion-containing mineral water transfer pump

15; 석출조 16; 석출조 레이크(Rake)15; Precipitation tank 16; Precipitation Tank Rake

17; 증발탑 18; 분무노즐(Spray nozzle)17; Evaporation tower 18; Spray nozzle

19; 배기 팬(Fan) 19; Exhaust Fan

20; 석출황산칼슘이송스크루컨베이어(screw conveyer)20; Precipitated calcium sulphate conveying conveyor

21; 탈수기 22; 탈수여액 및 익류수 저장조21; Dehydrator 22; Dehydration Filtration & Pond Water Storage Tank

23; 탈수여액 및 익류수 이송펌프 24; 미네랄조성조정조23; Dewatered and feed water feed pumps 24; Mineral composition adjustment tank

25; 미네랄조성조정조 교반기 26; 미네랄조성조정수 이송펌프25; Mineral composition adjusting tank stirrer 26; Mineral Composition Adjustment Water Transfer Pump

27; 탈염 전기투석장치 28; 양극27; Desalination electrodialysis apparatus 28; anode

29; 음극 30; 양극실29; Cathode 30; Anode chamber

31; 음극실 32; 1가 음이온선택교환격막31; Cathode chamber 32; Monovalent anion selective exchange diaphragm

33; 1가 양이온선택교환격막 34; 탈염실33; Monovalent cation selective exchange membrane 34; Desalination Room

35; 염농축실 36; 염수저장조35; Salt concentration room 36; Brine Storage Tank

37; 염수이송펌프 38; 정류기37; Brine transfer pump 38; rectifier

39; 미네랄수 저장조 40; 미네랄수 이송펌프39; Mineral water storage tank 40; Mineral Water Transfer Pump

41; 황산이온제거 전기투석장치 42; 양극41; Sulfate ion electrodialysis apparatus 42; anode

43; 음극 44; 양극실43; Cathode 44; Anode chamber

45; 음극실 46; 1가 음이온선택교환격막 45; Cathode chamber 46; Monovalent anion selective exchange diaphragm

47; 양이온선택교환격막 48; 탈미네랄실47; Cation selective exchange diaphragm 48; Demineral Room

49; 미네랄농축실 50; 탈황산이온 미네랄수 저장조 49; Mineral concentration chamber 50; Desulfurization ion mineral water storage tank

51; 탈황산이온미네랄수 이송펌프 52; 정류기 51; Desulfurized ion mineral water transfer pump 52; rectifier

ⓢ; 솔레노이드밸브(Solenoid valve) M; 모터(Motor)Ⓢ; Solenoid valve M; Motor

FI; 유량지시계(Flow indicator)FI; Flow indicator

pHI; 수소이온농도지시계(pH indicator)pHI; Hydrogen ion concentration indicator (pH indicator)

pHIS; 수소이온농도지시제어기(pH indicating switch)pHIS; PH indicating switch

ORPI; 산화환원전위지시계(Oxidation reduction potential indicator)ORPI; Oxidation reduction potential indicator

LS; 수위 제어기(Level switch)LS; Level switch

PCV; 압력조절밸브(Pressure control valve)PCV; Pressure control valve

BI; 보메도비중지시계(Baume indicator)BI; Baumedo Stopwatch

BIS; 보메도비중지시제어기(Baume indicating switch)BIS; Baumedo Indicating Switch

ECIS; 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch)ECIS; Electric conductivity indicating switch

본 발명은 수심 200m이하의 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온처리 및 물 분자의 소집단화처리를 한 다음에 모래여과(sand filter), 정밀여과(Micro filter), 한외여과(Ultra filter) 등에 의해서 수중의 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거하고, 나노여과(Nano filter)와 1차 역삼투여과(RO filter)를 하여 염분을 제거한 후 pH를 9∼11로 조정하여 2차 역삼투여과를 하여 붕소화합물을 제 거한 다음에 pH를 6∼8의 범위로 중화처리를 하면서 미네랄밸런스를 조정한 것을 살균처리를 하여 음료수를 생산하는 방법에 관한 것이다. In the present invention, the deep sea water having a depth of 200 m or less is collected, warmed at 20 to 30 ° C., and subjected to a small grouping of water molecules, followed by sand filtration, micro filtration, ultra filtration. Suspended solids (SS) are removed from the water, and the salts are removed by nanofiltration and first reverse osmosis (RO filter), and then the pH is adjusted to 9-11. After removing the boron compound to neutralize the pH in the range of 6 to 8 while adjusting the mineral balance relates to a method for producing a beverage by sterilization.

수심 200m 이하의 해양 심층수와 표층해수는 표 1의 "해양 심층수와 표층해수의 성분 분석치"에서 보는 봐와 같이 염분(NaCl)의 농도와 대부분의 미네랄 농도는 비슷하나, 영양염류(질산태질소, 인산, 규소), 생균수, 수온은 상당한 차이가 있다.Deep seawater and surface seawater with a depth of 200 m or less have similar concentrations of salinity (NaCl) and most minerals, as shown in Table 1, "Analysis of Compositions of Deep Sea Water and Surface Water," but nutrients (nitrogen nitrogen, Phosphoric acid, silicon), viable cell number, and water temperature are significantly different.

표 1 해양 심층수와 표층해수의 성분 분석치 Table 1 Component Analysis of Deep Sea Water and Surface Sea Water

항목            Item 해양 심층수  Deep ocean water 표층 해수    Surface seawater 일반항목General item 수온(℃)Water temperature (℃) 99 16.5~24.016.5-24.0 pH pH 7.597.59 7.857.85 DO 용존산소 (mg/L)DO dissolved oxygen (mg / L) 7.807.80 8.918.91 TOC 유기 탄소 (mg/L)TOC Organic Carbon (mg / L) 0.9620.962 1.7801.780 용해성 증발잔류물(mg/L)Soluble evaporation residue (mg / L) 4075040750 3759037590 M-알칼리도 (mg/L)M-alkalido (mg / L) 114.7114.7 110.5110.5 주요원소Major element Cℓ 염화물이온(wt%)Cℓ chloride ion (wt%) 2.2372.237 2.1922.192 Na 나트륨 (wt%)Na sodium (wt%) 1.0801.080 1.0301.030 Mg 마그네슘 (wt%)Mg magnesium (wt%) 0.1300.130 0.1310.131 Ca 칼슘 (mg/L)Ca Calcium (mg / L) 456456 441441 K 칼륨 (mg/L)K potassium (mg / L) 414414 399399 Br 취소 (mg/L)Br cancel (mg / L) 68.868.8 68.168.1 Sr 스트론튬 (mg/L)Sr Strontium (mg / L) 7.777.77 7.617.61 B 붕소 (mg/L)B boron (mg / L) 4.444.44 4.484.48 Ba 바륨(mg/L)Ba barium (mg / L) 0.0440.044 0.0250.025 F 불소 (mg/L)F Fluorine (mg / L) 0.530.53 0.560.56 SO₄(mg/L)SO₄ (mg / L) 28332833 26272627 영양염류Nutrients NH₄ 암모니아태질소 (mg/L)NH₄ ammonia nitrogen (mg / L) 0.050.05 0.030.03 NO₃ 질산태질소 (mg/L)NO₃Nitrate Nitrate (mg / L) 1.1581.158 0.0810.081 PO₄ 인산태인 (mg/L)PO₄ Phosphate (mg / L) 0.1770.177 0.0280.028 Si 규소 (mg/L)Si silicon (mg / L) 1.891.89 0.320.32 미량원소Trace elements Pb 납 (μg/L)Pb lead (μg / L) 0.1020.102 0.0870.087 Cd 카드뮴 (μg/L)Cd Cadmium (μg / L) 0.0280.028 0.0080.008 Cu 구리 (μg/L)Cu copper (μg / L) 0.1530.153 0.2720.272 Fe 철 (μg/L)Fe iron (μg / L) 0.2170.217 0.3550.355 Mn 망간 (μg/L)Mn Manganese (μg / L) 0.2650.265 0.3130.313 Ni 니켈 (μg/L)Ni nickel (μg / L) 0.3870.387 0.4960.496 Zn 아연 (μg/L)Zn Zinc (μg / L) 0.6240.624 0.4520.452 As 비소 (μg/L)As Arsenic (μg / L) 1.0511.051 0.4400.440 Mo 몰리브덴(μg/L)Mo molybdenum (μg / L) 5.0955.095 5.5555.555 균 수 Number of bacteria 생균수(개/ml)Viable count (pcs / ml) 10²10² 10³∼10⁴10³ to 10⁴

※상기 분석치는 일본 고우치현(高知縣)의 무로도 등대(室戶岬) 동쪽 해저 374m의 해양 심층수와 표층해수를 취수하여 분석한 분석치이다.※ The above analysis data are obtained by analyzing deep seawater and surface seawater of 374m below the east of Murodo Lighthouse in Kochi Prefecture, Japan.

해양 심층수의 수온은 계절을 통해서 연중 거의 일정하며, 해면 표층수의 수온은 16~28℃이지만, 수심 374m 심층수의 수온은 9℃로 저온 안정성을 나타내는 특성으로 플랑크톤, 미생물, 특히 병원성 세균 등이 적은 청정성(淸淨性)이 있다.The water temperature of deep sea water is almost constant throughout the year, and the surface water temperature of sea level is 16 ~ 28 ℃, but the water temperature of 374m deep water is 9 ℃, showing low temperature stability and low cleanness of plankton, microorganisms, especially pathogenic bacteria. There is (淸 淨 性).

해양 심층수는 일반 세균 외 병원성 대장균과 바이러스 등 10종류의 세균의 검사에서도 검출되지 않았으며, 총생균수는 표층수의 10분의 1에서 100분의 1 정도로 위생적으로 매우 안전한 물이다.Deep seawater was not detected in the test of 10 kinds of bacteria such as Escherichia coli and virus except general bacteria, and the total viable count is hygienically safe water from about one tenth to one hundredth of surface water.

또한, 해양 심층수에는 표층수에 비해서 약 5∼10배의 무기영양염류가 포함되어 있으면서 사람에게 필요한 주요원소가 70종류를 넘는 다종다양한 미네랄성분이 포함되어 있으면서 필요하기는 하지만 다량으로 섭취하면 해가 될 수 있는 동, 비소, 크롬과 같이 사람의 건강에 깊은 관계가 있는 것은 극히 소량 포함되어 있는 미네랄밸런스(Mineral balance)가 좋은 점이 해양 심층수의 특성이다.In addition, deep sea water contains about 5 to 10 times more inorganic nutrients than surface water and contains more than 70 kinds of minerals, which are necessary for humans. Deep mineral water, which contains only a small amount, has a deep relationship with human health, such as copper, arsenic, and chromium.

그리고 해양 심층수는 긴 세월동안 심해의 저온·고압의 상태에서 장기간 동안 숙성되어 유기물의 함량이 적으면서 표층수에 비해 pH가 낮고(pH 7.8 전후), 육상의 하천수나 광천수에 비해서 물 분자의 집단( Cluster)이 적은 특성이 있다.In addition, deep sea water is matured for a long period of time at low temperature and high pressure in the deep sea, and the organic content is low and pH is lower than surface water (around pH 7.8), and it is a cluster of water molecules compared to terrestrial or mineral water. ) Has a small characteristic.

따라서 해양 심층수는 염분, 일부 유해물질(붕소)을 제거한 후 미네랄밸런스만 적절히 조정하면 양질의 음료수가 될 수 있다.Therefore, deep sea water can be a high-quality drink by removing salt and some harmful substances (boron) and adjusting the mineral balance appropriately.

음료수로 제조하기 위한 조건을 검토하면 다음과 같다.Examining the conditions for the production of beverages are as follows.

1. 건강에 해로운 물질이 함유되어 있지 않아야 한다.1. It should not contain harmful substances.

건강에 해로운 유기 염소화합물, 농약, 중금속이온(비소, 납, 카드뮴, 수은, 크롬 … 등), 세균, 바이러스 … 등과 같은 유해성 물질이 함유되어 있지 않아야 한다. Unhealthy organic chlorine compounds, pesticides, heavy metal ions (arsenic, lead, cadmium, mercury, chromium…), bacteria, viruses… It should not contain harmful substances such as

2. 인체에 필요한 미네랄밸런스가 적합하여야 한다.2. Mineral balance necessary for human body should be suitable.

① 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)의 농도를 나타내는 경도(硬度)가 10∼300㎎/ℓ범위의 물이 좋다.(1) Water having a hardness of 10 to 300 mg / L, which represents the concentration of calcium (Ca) and magnesium (Mg), is preferable.

② 좋은 물맛의 지수(OI)인 (Ca + K + SiO2) / (Mg + SiO4)의 비가 2.0 이상인 물이 맛이 좋다.② Water with a ratio of (Ca + K + SiO 2 ) / (Mg + SiO 4 ), which is an index of good water taste (OI) of 2.0 or more, tastes good.

③ 건강의 지수(KI)인 Ca- 0.87Na의 값이 5.2 이상인 물이 건강에 좋다.③ Ca-0.87Na, which is the index of health (KI), is more than 5.2.

④ 증발잔류물(蒸發殘留物)의 농도가 30∼300㎎/ℓ이어야 한다.④ The concentration of evaporation residue should be 30 ~ 300㎎ / ℓ.

3. pH는 7.2∼7.4 범위의 약알칼리성의 물이 건강에 좋다.3. The pH is 7.2 ~ 7.4 weak alkaline water is good for your health.

인체 혈액의 pH는 7.3∼7.45의 약알칼리성으로 체내에서 수소이온의 농도는 항상 약알칼리성을 유지하면서 생리적 조절을 하므로 약알칼리성 물은 체내에 흡수가 쉬우며, 만약 혈액의 pH가 산성으로 된다면 체내에 박테리아(Bacteria) 및 바이러스(Virus)의 증식이 쉽기 때문에 pH가 7 이하인 산성상태의 물은 좋지 않다.The pH of human blood is 7.3 ~ 7.45, which is weakly alkaline. The concentration of hydrogen ions in the body is always weakly alkaline and physiologically controlled, so weakly alkaline water is easily absorbed by the body. Acidic water with a pH of less than 7 is not good because of the easy growth of bacteria and viruses.

4. 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화된 소집단수(microclustered water)의 물이 좋다.4. Water of microclustered water is preferred where the cluster of water molecules is subpopulated.

물 분자의 집단이 소집단화되면 표면장력(表面張力)이 떨어지면서 세포 내에 침투력이 향상되어 신진대사(新陳代謝)를 활발하게 하며, 또한 침투력이 좋은 물은 청량감이 향상되어 물맛이 좋기 때문에 핵자기공명(NMR) 17O - NMR 반치폭(半値幅) 의 값을 60Hz이하로 처리된 물이 좋다.When the group of water molecules are small grouped, surface tension decreases, and the penetration force is improved in the cell, thereby promoting metabolism. Also, the water with good penetration power has a refreshing feeling and the taste of water is good. NMR) Water treated with a value of 17 O-NMR half width of 60 Hz or less is preferable.

5. 산화환원전위(ORP; Oxidation Reduction Potential) 값이 +100∼-200㎷의 물이 건강에 좋다.5. Oxidation Reduction Potential (ORP) value of + 100 ~ -200㎷ is good for health.

산화환원전위값이 높다는 것은 산화력이 강하다는 의미이며, 반면에 산화환원전위가 낮다는 것은 환원력이 강하다는 의미이다.Higher redox potential means higher oxidative power, while lower redox potential means stronger reducing power.

물은 수소와 산소의 화합물로서 수소는-420 mV의 전위로 강한 환원력을 가지며, 산소는+820 mV의 전위로 강한 산화력을 나타내며, 이로부터 물은, -420 ~+820mV의 전위를 나타내며, 산화도 환원도 되어 있지 않은 상태의 물의 전위는 수소와 산소의 전위의 중간인 +200 ㎷가 된다.Water is a compound of hydrogen and oxygen, hydrogen has a strong reducing power at a potential of -420 mV, oxygen shows a strong oxidation power at a potential of +820 mV, from which water shows a potential of -420 to +820 mV, and reduction of oxidation degree The potential of water in the state not shown is +200 kPa which is halfway between the potential of hydrogen and oxygen.

생체수의 전위는 개인에 따라서 약간의 차이가 있으나, 인체 부위나 건강 상태에 따라서 다르지만, 대개 0 ㎷이하의 마이너스(Minus) 전위를 나타내고 있으며, 통상은 호흡이나 식사(체내에서 연소…즉 산화하는 것) 등에 의해서 전위는 올라가며, 그 결과, 체외에 배설된 직후의 요(尿)의 전위는, 건강한 사람의 경우 0~+100㎷정도이다.Although the potential of the biological water varies slightly from person to person, depending on the part of the human body and the state of health, it usually shows a minus potential of less than or equal to 0 μs. Dislocation increases, and as a result, the dislocation of urine immediately after excretion in vitro is about 0 to +100 kPa in a healthy person.

생체수의 수질은, 인체의 건강상태를 좌우하는데 큰 요인이 되며, 음료수도 마시면, 몇 초 후에는 생체수로 바뀌기 때문에, 산화되어 있지 않은 양질의 물을 섭취하는 것이 좋다.The quality of living water is a major factor in determining the health of the human body, and drinking water also turns into living water after a few seconds.

통상, 수돗물의 전위는+300~+600 mV대로 높은 산화상태이며, 건강한 사람의 혀는-100 mV전후의 전위이므로 -100~+100 mV의 범위의 물이 맛있게 느끼게 되며, -100 mV이하의 환원수를 섭취하면 이뇨 작용이 늘어나 혈액이 정화하며, 물 의 삼투압이 높아져 미네랄의 용해도가 현저히 증가하므로 미네랄 흡수효율이 향상되며, 다량으로 음용 하면 체내의 산화부분에 작용하여 체질의 개선효과가 있다.Normally, the potential of tap water is high in the range of +300 to +600 mV, and the tongue of a healthy person is -100 mV around the potential, so water in the range of -100 to +100 mV feels delicious, and intake of reduced water of -100 mV or less When the diuretic effect increases, blood is purified, and the osmotic pressure of water increases, solubility of minerals is significantly increased, and mineral absorption efficiency is improved. When drinking a large amount, it acts on the oxidized part of the body to improve the constitution.

산화환원전위(ORP) 값이 적은 환원성 물은 체내 세포를 산화하여 노화를 촉진하는 활성산소(活性酸素)를 소거(消去)하는 능력이 있기 때문에 건강에 좋으며, 특히 산화환원전위 값이 +100∼-200㎷ 범위의 물이 좋다.Reducible water with a low redox potential (ORP) is good for health because it has the ability to oxidize cells in the body and eliminate active oxygen that promotes aging, and in particular, the redox potential value is from +100 to Water in the range of -200㎷ is good.

6. 파동이 높은 물이 좋으며, 특히 면역파동(免疫波動)이 높은 물이 건강에 좋다.6. High wave water is good, especially water with high immune waves (免疫 波動) is good for health.

7. 유리 탄산(遊離炭酸)이 3∼30㎎/ℓ, 용존산소의 농도가 5∼6㎎/ℓ용해되어있으면 물맛이 좋다.7. Water taste is good if free carbonate dissolves 3-30mg / l and dissolved oxygen 5-6mg / l.

8. 유기물 함량을 나타내는 CODMn의 농도가 3 ㎎/ℓ이하, 유리잔류염소(遊離殘留鹽素)의 농도가 0.4 ㎎/ℓ이하, 취기도(臭氣度)가 3 이하, 색도(色度)는 5도 이하, 탁도(濁度)는 2도 이하, 철(鐵)은 0.05㎎/ℓ이하, 망간(Mn)은 0.01㎎/ℓ이하의 물이어야 한다,8. The concentration of COD Mn , which indicates the organic content, is 3 mg / l or less, the concentration of free chlorine is 0.4 mg / l or less, the odor is 3 or less, and the chromaticity is Is less than or equal to 5 degrees, turbidity is less than or equal to 2 degrees, iron is less than 0.05 mg / l, and manganese (Mn) is less than 0.01 mg / l.

9. 수온은 20℃ 이하의 물이 맛이 좋다.9. Water temperature is 20 ℃ or less, the taste is good.

수온은 물맛과 상관관계에 있으며, 10∼14℃의 수온이 물맛이 최적이다.The water temperature is correlated with the water taste, the water temperature of 10 ~ 14 ℃ is the best water taste.

일반적으로 해양 심층수의 특성은 저온안전성(低溫安全性), 청정성(淸淨性), 부영양성(富榮養性), 미네랄의 특성, 숙성성(熟成性) 등을 언급하고 있으나, 우선 음료수 측면에서 특성을 검토하면 다음과 같다.Generally, the characteristics of deep sea water refer to low temperature safety, cleanliness, eutrophicity, mineral properties, and maturation. The characteristics are as follows.

1. 매우 청정(淸淨)하면서 인체에 필요한 다양한 미네랄을 함유하고 있다.1. It is very clean and contains various minerals necessary for the human body.

심해에는 인체에 필요한 다양한 미네랄성분을 함유하고 있으며, 햇빛이 투과되지 않으면서 저온·고압상태로 병원성 미생물이 거의 존재하지 않으면서 생활폐수나 환경호르몬과 같은 오염물질이 없는 청정(淸淨)한 상태의 물이다.The deep sea contains various minerals necessary for the human body, and it is a clean state without contaminants such as domestic wastewater and environmental hormones, with little or no pathogenic microorganisms at low temperature and high pressure without sunlight being transmitted. It's water.

2. 해양 심층수는 육상의 광천수(鑛泉水)나 하천수(河川水)에 비해서 무한한 양이 존재하면서 위생적으로 양질의 음료수를 만들 수 있다.2. Deep sea water has an infinite amount of mineral water and river water on land, and it can produce high quality sanitary drinks.

3. 대식세포(大食細胞; Macrophage)의 증식을 활성화하는 것으로 밝혀졌다.3. It has been shown to activate the proliferation of macrophage.

4. 장시간 동안 미네랄과 저온·고압 하에서 숙성되어 핵자기공명(Nuclear magnetic resonance; NMR) 17O - NMR 반치폭의 값이 75∼80Hz로 일반 수돗물의 17O - NMR 반치폭의 값 130∼150Hz에 비해서 물 분자의 집단이 소집단화되어 있다.4. Nuclear magnetic resonance (NMR) 17 O-NMR half-width of 75 ~ 80Hz, aged under mineral and low temperature and high pressure for a long time, water compared to 130-150Hz of 17 O-NMR half-width of tap water The population of molecules is subgrouped.

5. 산화환원전위(Oxidation Reduction Potential; ORP) 값이 일반 수돗물에 비해서는 다소 낮은 편이다.5. Oxidation Reduction Potential (ORP) is somewhat lower than that of regular tap water.

일반 수돗물의 산화환원전위 값 +500∼+700㎷에 비해서 다소 낮은 +165∼+175㎷의 값을 나타낸다.The redox potential of ordinary tap water has a value of +165 to + 175㎷, which is somewhat lower than that of +500 to + 700㎷.

6. 표층수에 비해서 심층수에서는 산화-환원반응을 반복하면서 2가-3가철(二價-三價鐵)이 다량 존재하기 때문에 자화처리를 하였을 때 파동이 높은 물로 처리되면서 물 분자의 소집단화 효율이 높은 물로 처리를 될 수 있다.6. Compared with surface water, deep water has a large amount of divalent trivalent iron while repeating the oxidation-reduction reaction. Therefore, when the magnetization treatment is performed with high wave water, small grouping efficiency of water molecules is increased. Can be treated with high water.

인체의 구성요소는 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N)의 4가지 원소가 전체의 약 96%와 미네랄성분이 나머지의 4%에 해당하는 원소로 구성되어 있으며, 미네랄은 단백질, 지방질, 탄수화물, 비타민과 5대 영양소의 하나로 신체의 일부의 구성요소로 되어 있으며, 미네랄은 체액 량이나 산·알칼리도의 조정, 근육이나 신경의 기능의 조절에도 빠뜨릴 수 없으며, 비타민과 함께 탄수화물이나 단백질, 지방질 등의 대사에도 깊게 관련되고 있으며, 미네랄의 필요량은 극히 미량이지만 생명 유지에는 필요불가결한 영양소의 하나로, 만약 미네랄 섭취가 부족하면 다양한 질병을 야기할 수 있으며, 특히 칼슘의 부족은 골다공증, 지능발달의 지연, 충치, 허리나 관절의 통증, 근육 경련, 발작, 불면증, 정서불안, 고혈압 등을 일으킬 가능성이 있다.The human body consists of four elements, carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O), and nitrogen (N), about 96% of the total and 4% of the minerals. Minerals are proteins, fats, carbohydrates, vitamins and one of the five major nutrients, and are part of the body. Minerals are indispensable for the adjustment of fluid volume, acid and alkalinity, and muscle and nerve function. In addition, it is deeply involved in the metabolism of carbohydrates, proteins, fats, etc., and the amount of minerals is very small, but it is indispensable for the maintenance of life. Deficiency can lead to osteoporosis, delayed intelligence development, tooth decay, back or joint pain, muscle spasms, seizures, insomnia, emotional anxiety, and high blood pressure.

다시 말해서 미네랄은 신진대사나 호르몬 생성, 조골작용(造骨作用) 등, 몸의 기능을 부드럽게 움직이게 하는 필요불가결한 영양소로서 「몸의 윤활유」 라고도 말할 수 있는 중요한 역할을 하고 있으며, 미네랄이 부족하면 몸이 원활한 기능을 할 수 없게 되며, 미네랄은 체내에서 만들어 낼 수 없기 때문에 음식, 음용수, 소금 등으로부터 보충할 수밖에 없으며, 섭취량이 부족하면 결핍증이 일어나 다양한 병을 야기할 수 있으며, 원활한 생명유지를 하기 위해서는 밸런스(Balance)가 적절하면서 필요한 미네랄을 섭취하여야 한다.In other words, minerals play an important role, which can be referred to as `` body's lubricant '' as an indispensable nutrient for the smooth movement of the body's functions, such as metabolism, hormone production, and osteoporosis. The body cannot function smoothly, and minerals can not be made in the body, so it has no choice but to supplement it with food, drinking water, salt, etc.Insufficient intake can cause deficiency and cause various diseases. To do this, you need to consume the minerals that are balanced and appropriate.

인체의 구성 원소는 산소가 65%, 탄소 18%, 수소 10%, 질소 3%와 중요미네랄성분으로는 칼슘 1.5∼2.1%, 인 0.8∼1.2%, 칼륨 0.3∼0.4% , 유황 0.25∼0.3%, 나트륨 0.15∼0.2%, 염소 0.15∼0.2%, 마그네슘 0.05∼0.1% 이외에 미량미네랄성분으로 철 0.006%, 아연 0.002%, 셀렌 0.0003%, 망간 0.0003%, 동 0.00015%, 요도 0.00004%, 기타 몰리브덴, 코발트, 크롬 등이 초 미량으로 되어 있다.The constituent elements of the human body are 65% oxygen, 18% carbon, 10% hydrogen, 3% nitrogen, and important minerals: 1.5-2.1% calcium, 0.8-1.2% phosphorus, 0.3-0.4% potassium, 0.25-0.3% sulfur Trace minerals other than 0.15 to 0.2% sodium, 0.15 to 0.2% chlorine and 0.05 to 0.1% magnesium, 0.006% iron, 0.002% zinc, selenium 0.0003%, manganese 0.0003%, copper 0.00015%, urethra 0.00004%, other molybdenum, Cobalt, chromium, etc. are in extremely small amounts.

미네랄의 1일 필요소요량은 칼슘 600∼700㎎, 인 700㎎, 칼륨 2000㎎, 나트 륨 1.5g, 마그네슘 250∼320㎎과 미량미네랄인 철 10∼12㎎, 아연 10∼12㎎, 동 1.6∼1.8㎎, 망간 3.0∼4.0㎎, 요도 150㎍, 셀렌 45∼60㎍, 몰리브덴 25∼30㎍, 크롬 30∼35㎍이다. The daily requirement of minerals is calcium 600-700 mg, phosphorus 700 mg, potassium 2000 mg, sodium 1.5 g, magnesium 250-320 mg and trace mineral iron 10-12 mg, zinc 10-12 mg, copper 1.6- 1.8 mg, manganese 3.0-4.0 mg, urethra 150 µg, selenium 45-60 µg, molybdenum 25-30 µg, and chromium 30-35 µg.

특히 미네랄성분 중에서 칼슘이 부족하면 골다공증이 유발될 수 있으며, 칼슘(Ca)이 섭취부족이 제일 문제시되고 있으며, 필요한 칼슘 섭취량은 600~700㎎/일이며, 마그네슘은 250~320㎎/일로 칼슘과 마그네슘은 중량비가 2∼2.4:1의 비율로 섭취하는 것이 중요하다.In particular, lack of calcium among minerals may cause osteoporosis, lack of calcium (Ca) is the most problematic problem, the required calcium intake is 600 ~ 700 ㎎ / day, magnesium is 250 ~ 320 ㎎ / day It is important to consume magnesium at a ratio of 2 to 2.4: 1 by weight.

그리고 음료수의 경우 좋은 물맛의 지수(OI)인 (Ca + K + SiO2) / (Mg + SO4 2-)의 비가 2.0 이상인 물이 맛이 좋으며, 건강의 지수(KI)인 Ca- 0.87Na의 값이 5.2 이상인 물이 건강에 좋은 것으로 알려져 있다.In the case of beverages, water with a ratio of (Ca + K + SiO 2 ) / (Mg + SO 4 2- ), which is a good water index (OI) of 2.0 or more, tastes good, and Ca- 0.87Na, which is an index of health (KI) Water with a value of 5.2 or more is known to be good for health.

그러나 해양 심층수의 경우는 NaCl의 농도가 높으면서 마그네슘(MgCl2와 MgSO4)의 농도가 칼슘(Ca) 염에 비해서 약3배 정도 높게 함유되어 있는 문제점이 있다.However, in the case of deep sea water, there is a problem that the concentration of magnesium (MgCl 2 and MgSO 4 ) is about 3 times higher than that of calcium (Ca) salt while the NaCl concentration is high.

다시 말해서 미네랄을 식품에 혼합하거나, 음료수에 미네랄조정액으로 사용하기 위해서는 Ca/Mg의 중량비가 2.0 이상이 되면서 황산이온(SO4 2 -)의 농도가 낮은 것이 바람직 하지만, 표 1에서 보는 바와 같이 해양 심층수에는 Ca/Mg의 무게 비가 0.35이면서 황산이온의 농도가 약 2,800㎎/ℓ정도로 높게 존재하기 때문에 Ca/Mg의 미네랄밸런스와 황산이온을 최대한 제거한 미네랄염을 만들어야만 식품이나 음료수 조정제로 사용할 수 있는 문제점이 있다. In other words, in order to mix the minerals in food, or used as a mineral-adjusting liquid to the drinking water while at least a weight ratio of Ca / Mg 2.0 sulfuric acid ion (SO 4 2 -), as is preferred that the low concentrations of, but in Table 1 ocean In the deep water, the Ca / Mg weight ratio is 0.35 and the concentration of sulfate ion is about 2,800mg / ℓ. Therefore, the mineral balance of Ca / Mg and the mineral salt that has been removed as much as possible can be used as food or beverage regulator. There is a problem.

음료수 중에서 NaCl은 짠맛을 나게 하며, 마그네슘(MgCl2, MgSO4)은 쓴맛을, 칼슘(KCl)은 신맛을, 황산이온(SO4 2 -)은 산미(酸味)를 나게 하여 물맛을 떨어뜨리게 하는 반면에 칼슘성분은 물맛을 부드럽게 하여 물맛을 좋게 하는 특성이 있다.NaCl in drinking water shall remind the salty taste, magnesium (MgCl 2, MgSO 4) has a bitter taste, sour calcium (KCl) is a sulfate ion (SO 4 2 -) to remind of the acidity (酸味) to tteurige dropped mulmat On the other hand, the calcium component is characterized by softening the taste of water to improve the taste of water.

그리고 해양 심층수를 취수하여 음료수를 생산할 때 고려하여야 할 사항을 검토하면 다음과 같다.The following are the considerations to be taken into consideration when producing deep-water withdrawals.

1. Ca/Mg의 중량비가 2.0 이상이면서, 황산이온(SO4 2 -)농도가 낮아야 한다.1, yet at least a weight ratio of Ca / Mg 2.0, sulfate ion (SO 4 2 -) and the concentration should be low.

2. 역삼투여과공정에서는 운전 중에 스케일(Scale)생성으로 인한 막의 막힘 현상(Fouling)을 유발시켜 압력손실계수의 상승, 공급원수의 편류(偏流) 및 역삼투막의 성능저하를 초래하지 않은 운전조건에서 운전을 하여야 한다.2. Reverse osmosis filtration process causes membrane clogging due to scale generation during operation, which leads to an increase in pressure loss coefficient, drift of feed water, and deterioration of reverse osmosis membrane. Should be done.

3. 표면장력 및 점성을 적게 하여 역삼투여과에서 막 저항을 감소게 하는 방법을 강구하여야 한다.3. A method of reducing the membrane resistance in reverse osmosis by reducing surface tension and viscosity should be taken.

4. 열에 약한 아미노산, 트레할로스(Trehalose)와 같은 열에 약한 물질이 열분해되지 않게 고온처리를 해서는 되지 않는다.4. Heat-resistant amino acids, such as trehalose, should not be heat-treated to prevent thermal degradation of heat-sensitive materials.

5. 무기미네랄염은 흡수효율이 떨어지기 때문에 유기착염(有機錯鹽) 형태의 미네랄이 좋다.5. Inorganic mineral salts are poor in absorption efficiency, so organic complex salts are preferred.

그리고 해양 심층수로부터 음료수를 생산할 때 상술한 Ca/Mg의 미네랄밸런스 맞지 않은 문제점 외에도 다음과 같은 문제점이 있다.And in addition to the above-mentioned problems of mineral balance of Ca / Mg when producing a beverage from deep sea water, there are the following problems.

1. 다량섭취할 경우에 인체의 소화기나 신경계통에 장애를 야기하는 물질로 알려진 붕산은 분자입자가 작은 물질로 단순한 나노여과 및 역삼투 여과, 전기투석방법으로는 완벽하게 제거될 수 없다.1. Boric acid, known as a substance that causes disorders in the digestive or nervous system of the human body when ingested in large quantities, is a small molecule particle and cannot be completely removed by simple nanofiltration, reverse osmosis filtration, and electrodialysis.

붕소는 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 단순한 나노여과 및 역삼투 여과에 의해서는 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려우며, 붕소화합물은 해양 심층수 중에서는 붕산(H3BO3)의 형태로 존재하며, 해리정수(解離定數) pKa의 값이 9 정도로 해수 중에서는 거의 비해리(非解離) 상태로 이온상태로는 거의 존재하지 않기 때문에 전기투석법에 의해서도 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려운 문제점이 있다.Since boron has a small particle size of 0.23Å, it is difficult to process water below the standard of 0.3 mg / l by simple nanofiltration and reverse osmosis filtration. Boron compounds (H 3 BO 3) ), And the dissociation constant pKa value is about 9, which is almost undissolved in seawater and rarely exists in the ionic state. There is a problem that the treatment is difficult to mg / L or less.

2. 산화환원전위 값이 수돗물과 같은 일반 음료수 +500∼+700㎷에 비해서는 +165∼+175㎷로 다소 낮은 편이나, 적정치 +100∼-200㎷에 비해서는 높은 편이다.2. The redox potential value is somewhat lower as +165 to +175 ㎷ compared to +500 to +700 ㎷ in general beverages such as tap water, but higher than the appropriate value at +100 to -200 ㎷.

3. 핵자기공명(NMR) 17O - NMR 반치폭의 값이 75∼80Hz으로 물 분자의 소집단화율(小集團化率)이 그리 높지 않은 편이다.3. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 17 The O-NMR half-width ranges from 75 to 80 Hz, indicating that the small grouping rate of water molecules is not very high.

일본 특허공개 2005-52130호 및 일본 특허공개 2002-369671호의 경우는 전술한 해양 심층수 중에 함유된 붕소의 문제를 해결하기 위해서 해양 심층수와 하천의 원류(源流)에서 채취한 신선한 물, 용수(湧水), 광천수(鑛泉水), 수돗물 등의 물을 혼합하는 방법이 제시되어 있으나, 이와 같은 음료수는 해양 심층수의 특성을 십분 발휘하지 못하는 문제점이 있다.In Japanese Patent Laid-Open No. 2005-52130 and Japanese Patent Laid-Open No. 2002-369671, in order to solve the problem of boron contained in the above-described deep sea water, fresh water and fresh water collected from the deep water of the deep sea water and streams are used. ), A method of mixing water such as mineral water, tap water, and the like has been proposed, but such a beverage has a problem in that it can not fully exhibit the characteristics of deep sea water.

일본 특허공개 2004-65196g의 경우는 1가 이온만을 선택적으로 투과하는 막 을 이용한 전기투석(電氣透析; Electrodialysis) 장치에서 전기전도율(電氣傳導率)을 10 ㎳/㎝ 미만으로 조정하면서 처리를 하였으나, 붕소를 0.2㎎/ℓ이하로 처리가 불가능하였으며, 또한, Ca이온농도에 비해서 Mg이온의 농도가 높은 문제점이 있었으며, 일본 공개특허 2002 - 238515호의 경우 해수를 전기투석에 의해 전기전도율을 조정하면서 처리를 하였으나 이 방법 역시 전술한 문제점을 해결하지 못하였다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-65196g, the treatment was performed while adjusting the conductivity to less than 10 mW / cm in an electrodialysis apparatus using a membrane that selectively permeates only monovalent ions. Boron was not treated at 0.2 mg / l or less, and there was a problem that the concentration of Mg ions was higher than that of Ca ions, and in the case of JP-A-238515, seawater was treated by adjusting the electrical conductivity by electrodialysis. However, this method also did not solve the above problems.

붕소화합물을 제거하기 위한 일본 특허공개 2002-361246호의 암버라이트(Amberite)수지와 역삼투 여과처리를 하는 방법과 일본 특허공개 2001-300264호는 3단 역삼투 여과를 하면서 최종 단의 역삼투공정 전단에 pH를 조정하는 방법이 제시되어 있으나 이들 역시 미네랄밸런스, 물 분자의 소집단화 및 산화환원전위 값 등은 적절하게 해결하지 못한 문제점이 있다. The method of reverse osmosis filtration treatment with Amberlite resin of Japanese Patent Publication No. 2002-361246 and Japanese Patent Publication No. 2001-300264 for removing boron compound is carried out in the final stage of reverse osmosis process by three stage reverse osmosis filtration. Although a method of adjusting the pH has been proposed, these also have problems such as mineral balance, small grouping of water molecules and redox potential values have not been properly solved.

본 발명에서 해수의 비중을 나타내는 보메도 비중계(Baume's hydrometer)의 보메도(°Be)는 액체의 비중을 측정하기 위하여 보메도 비중계를 액체에 띄웠을 때의 눈금의 수치로 나타낸 것으로, 물의 비중보다 무거운 중액용(重液用)의 무거운 보메도(중보메도)와 물의 비중보다 가벼운 경액용(輕液用)의 가벼운 보메도(경보메도)가 있으며, 이 중에서 중액용은 순수(純水)를 0°Be로 하고, 15% 식염수를 15°Be로 하여, 그 사이를 15 등분한 눈금을 가지며, 경액용은 10% 식염수를 0°Be로 하고, 순수(純水)를 10°Be로 하여, 그 사이를 15 등분한 눈금을 매기고 있으며, 보메도(°Be)는 해수의 경우 염 농도(wt%)와 근사(近似)하기 때문에 농도를 표시하는 척도로도 널리 사용되고 있다.In the present invention, the Bomedo (° Be) of the Baume's hydrometer representing the specific gravity of seawater is expressed as a numerical value of the scale when the Bomedo hydrometer is floated in the liquid to measure the specific gravity of the liquid, Heavy bomedoes for heavy liquids and light bomedoes for light liquids that are lighter than the specific gravity of water. Among them, pure liquids are pure water. 0 ° Be, 15% saline solution to 15 ° Be, with 15 divisions between them. For liquid solution, 10% saline solution to 0 ° Be and pure water to 10 ° Be. The scale is divided into 15 equal parts between them, and BOME (° Be) is widely used as a measure of concentration because seawater approximates salt concentration (wt%).

보메도(°Be)와 액체의 비중(d)과의 관계는 다음과 같다.The relationship between the Bume (° Be) and the specific gravity (d) of the liquid is

액체의 비중이 물의 비중보다 무거운 중보메도의 경우For heavy media that has a specific gravity of liquid greater than that of water

d = 144.3/(144.3-°Be) ………………………………………………① d = 144.3 / (144.3- ° Be). … … … … … … … … … … … … … … … … … ①

액체의 비중이 물의 비중보다 가벼운 경보메도의 경우In the case of an alarm field where the specific gravity of the liquid is lower than the specific gravity of the water

d = 144.3/(134.3+°Be) ………………………………………………② d = 144.3 / (134.3 + ° Be). … … … … … … … … … … … … … … … … … ②

전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch; ECIS)에서 측정되는 전기전도율(Electric conductivity)은 수용액이 전기를 전도하는 정도를 나타내는 지표로서 수중의 염류농도를 나타내는 기준으로 단위는 수용액의 전기저항율의 역수에 상당하는 ㎳/㎝(Siemens/meter)이며, 전기전도도(EC)와 수중의 총가용성염(TSS)과의 관계는 다음 식③과 같다.The electrical conductivity measured by the electric conductivity indicating switch (ECIS) is an indicator of the degree of conduction of an aqueous solution by conducting electricity. The unit represents the salt concentration in water. The unit is the inverse of the electrical resistivity of the aqueous solution. Corresponding Siemens / meter, and the relationship between the electrical conductivity (EC) and the total soluble salt (TSS) in water is as follows.

 TSS(ppm)=640 X EC(㎳/㎝) …………………………………………③TSS (ppm) = 640 X EC (mm / cm). … … … … … … … … … … … … … … … ③

그리고 이중의 염분농도(NaCl ppm)는 전기전도율(EC)과의 관계는 다음 식④에 의해서 간단히 추정할 수 있다.The double salinity concentration (NaCl ppm) can be estimated simply by the following equation (4).

염분농도(NaCl ppm) = 552×EC(㎳/㎝)-200 …………………………④Salinity concentration (NaCl ppm) = 552 x EC (cc / cm) -200. … … … … … … … … … ④

전기전도도 값은 국제단위계인 ㎳/m(millisimenss/meter), 또는 ㎲/㎝(microsiemens/centimeter)단위로 표기하며, ㎳/m = 10㎲/㎝(또는 10μmhos/㎝)이다.The conductivity value is expressed in millimenss / meter, or microsiemens / centimeter, which is an international system of units, and ㎳ / m = 10 μs / cm (or 10 μmhos / cm).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 해양 심층수로부터 붕소화합물의 농도를 음료수 기준치 0.3㎎/ℓ 이하로 처리하면서 미네랄밸런스의 조정과 물 분자의 집단을 5∼6개의 소집단수로 처리하여 건강에 좋으면서 물맛이 우수한 음료 수를 생산하는 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.In order to solve the above problems, the present invention treats the concentration of the boron compound from the deep sea water to the drinking water standard value of 0.3 mg / l or less while adjusting the mineral balance and treating the population of water molecules with 5 to 6 small groups. It is an object of the present invention to provide a method for producing a beverage that is good and excellent in taste of water.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온처리, 물 분자의 소집단화와 모래여과 - 정밀여과 - 한외여과를 하는 전처리단계, 나노여과(Nano filtration)와 pH를 9∼11로 조정과 2차 역삼투공정에서 염분 및 미네랄을 제거하는 단계, Ca/Mg의 중량비가 2∼4로 미네랄밸런스를 조정한 후 염분 및 황산이온을 제거한 다음 첨가제를 주입하여 미네랄밸런스 조정제를 제조하는 단계, 미네랄혼합 및 중화처리, 살균처리. 용기충전, 포장 및 검사를 하여 음료수를 생산하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is to collect the deep sea water of 200m or less, warming to 20 ~ 30 ℃, small grouping of water molecules and sand filtration-microfiltration-ultrafiltration pretreatment step, nanofiltration ( Nano filtration) and pH adjustment to 9-11 and salt and mineral removal in the second reverse osmosis process, after adjusting the mineral balance to the weight ratio of Ca / Mg is 2 to 4 after removing the salt and sulfate ions Injecting the step of preparing a mineral balance regulator, mineral mixing and neutralization treatment, sterilization treatment. It is characterized by consisting of the steps of producing a beverage by filling, packaging and inspecting the container.

먼저, 해양 심층수의 특징을 검토하면, 수심 200m이하의 해양 심층수는 표층의 해수와는 달리 태양 광이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton)을 증식하지 못하기 때문에 표층의 해수에는 없는 고영양성(高榮養性), 청정성(淸淨性), 저온안정성(低溫安定性), 미네랄밸런스특성 등의 특징이 있다. First of all, the characteristics of deep ocean water are 200 meters below sea level, and since the deep sea water does not reach the plankton because it does not reach the sun, unlike the sea water at the surface, high nutrients do not exist in the surface water. It is characterized by cleanliness, low temperature stability and mineral balance characteristics.

1. 고영양성(高榮養性)1. High nutrition

태양 광이 닿지 않는 심해에서는 표층의 해수와는 달리 플랑크톤에 의한 광합성은 거의 행해지지 않기 때문에 표층의 해수에서는 광합성에 의해서 소비되는 무기 영양염류(질소, 질산염, 인산염, 규소)의 소모가 없으며, 광합성 활동을 할 수 없기 때문에 유기물이 적고 표층으로부터 침강한 생물의 사체 등의 유기물로부터 다량의 영양염류가 분해·용출되며, 이를 이용하는 플랑크톤이 없기 때문에 영양염류(榮養鹽類)의 농도가 높게 존재한다.In the deep sea where sunlight does not reach, the photosynthesis by plankton is hardly performed, unlike seawater in the surface layer, so there is no consumption of inorganic nutrients (nitrogen, nitrate, phosphate, silicon) consumed by photosynthesis in the surface seawater. Due to the lack of activity, large amounts of nutrients are decomposed and eluted from organic matter, such as dead bodies of organisms that have settled from the surface, and high concentrations of nutrients exist because there is no plankton to use. .

2. 청정성(淸淨性)2. Cleanliness

태양 광이 닿지 않는 심해에서는 플랑크톤이 적기 때문에 어류 등의 생물이 적으면서 병원성 미생물이 거의 존재하지 않으며, 또한, 육지나 대기로부터의 오염물질에 의한 오염의 가능성도 표층수에 비해 극히 적기 때문에 매우 깨끗하다.In the deep sea where sunlight does not reach, there is little plankton, so there are few organisms such as fish, there are few pathogenic microorganisms, and the possibility of contamination by pollutants from land and the atmosphere is very small compared to surface water, and it is very clean. .

3. 저온안정성(低溫安定性)3. Low Temperature Stability

해양 심층수는 온도와 염분농도의 차이로부터 표층수와 서로 섞이는 일이 없이 저온 고압상태에서 수온의 변화가 지극히 안정되어 있는 특징이 있다.Deep sea water is characterized by extremely stable changes in water temperature at low and high pressures without mixing with surface water from the difference in temperature and salt concentration.

4. 미네랄 특성 4. Mineral Properties

해양 심층수에는 70여 종류의 다종다양한 필수 미량원소가 함유되어 있다.Deep sea water contains more than 70 different essential trace elements.

해양 심층수에 용해되어 있는 미네랄염은 상기와 같은 특징이 있기 때문에 위생적으로 안전하면서 인체에 유용한 다양한 미네랄성분이 함유되어 있기 때문에 양질의 미네랄염을 생산할 수 있다.Since mineral salts dissolved in deep sea water have the above characteristics, they can produce high-quality mineral salts because they contain various mineral components that are hygienic and safe and useful to the human body.

그리고 해양 심층수를 이용하여 양질의 먹는 심층소집단수를 제조하기 위해서 고려하여야 할 사항을 고려하면 다음과 같다.The following are the considerations for the preparation of high quality deep-sealed populations using deep ocean water.

1. 붕소화합물을 음용수 기준치 0.3㎎/ℓ 이하로 처리하여야 한다. 1. The boron compound should be treated with the drinking water standard below 0.3mg / l.

해양 심층수에는 붕소가 4∼5㎎/ℓ범위로 함유되어 있으면서 붕산(H3BO3)의 형태로 존재하며, 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 나노여과 및 역삼투여과에 의해서는 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어렵기 때문에 수지흡착법, 응집침전법, pH를 9∼11로 알칼리(Alkali)처리를 하여 붕산을 겔 (Gel) 상태의 폴리(Poly) 붕산으로 전환하여 역삼투여과(Reverse osmosis filtration)에 의해서 처리하는 방법이 있는데, 본 발명에서는 알칼리처리를 하여 폴리 붕산으로 전환된 붕산을 역삼투여과를 하여 제거하는 방법을 선택한다.Deep sea water contains boron in the range of 4-5 mg / l and is present in the form of boric acid (H 3 BO 3 ). Since the particle size is small, with an ion radius of 0.23 음료, nanofiltration and reverse osmosis Because the treatment is difficult to be treated with the treatment standard value of 0.3 mg / l or less, resin adsorption method, flocculation sedimentation method, and alkali treatment with pH of 9-11 are used to convert boric acid to gel boric acid to polyboric acid. There is a method of treatment by reverse osmosis filtration. In the present invention, a method of removing boric acid converted to polyboric acid by alkali treatment by reverse osmosis is selected.

수중의 붕산은 알칼리처리를 하면 다음과 같은 ⑤의 반응에 의해서 겔 상태의 폴리 붕산으로 전환된다.When boric acid in water is subjected to alkali treatment, it is converted into polyboric acid in gel state by the reaction of ⑤ as follows.

B(OH)3 + OH_ → [B(OH)4]- → [B3O3(OH)4]- → [B4O5(OH)4]2-→ [B5O6(OH)4]- …⑤B (OH) 3 + OH _ → [B (OH) 4 ] - → [B 3 O 3 (OH) 4 ] - → [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2- → [B 5 O 6 (OH ) 4 ] - … ⑤

2. 미네랄밸런스(Mineral balance)가 적합하여야 한다.2. Mineral balance should be suitable.

미네랄성분 중에서 칼슘이 부족하면 골다공증이 유발될 수 있으며, 칼슘(Ca)이 섭취부족이 제일 문제시되고 있으며, 성인의 경우 필요한 칼슘 섭취량은 600~700㎎/일이며, 마그네슘은 250~320㎎/일로 칼슘(Ca)/마그네슘(Mg)의 중량비가 2 이상의 비율로 섭취하는 것이 좋다.Lack of calcium among minerals may cause osteoporosis, lack of intake of calcium (Ca) is the most important problem, calcium intake required in adults is 600 ~ 700mg / day, magnesium is 250 ~ 320mg / day The weight ratio of calcium (Ca) / magnesium (Mg) is preferably ingested at a ratio of two or more.

미네랄을 음료수에 미네랄조정액으로 사용하기 위해서는 Ca/Mg의 중량비가 2.0 이상이 되면서 황산이온(SO4 2 -)의 농도가 낮은 것이 바람직 하지만, 표 1에서 보는 바와 같이 해양 심층수에는 Ca/Mg의 무게 비가 0.35으로 칼슘에 비해서 마그네슘의 함량이 월등히 높으면서 황산이온의 농도가 약 2,800㎎/ℓ정도로 높게 존재하기 때문에 Ca/Mg의 밸런스의 조정과 황산이온을 최대한 제거한 미네랄염을 만들어 음료수조정제로 사용하는 것이 바람직하다. In order to use a mineral adjustment minerals to beverages Ca / Mg ion sulfuric acid while the weight ratio is 2.0 or more of (SO 4 2 -) preferably is of low level, however, the deep sea water, as shown in Table 1, the weight of the Ca / Mg Since the ratio of magnesium is much higher than calcium and the concentration of sulfate ions is about 2,800 mg / l, the ratio is 0.35. Therefore, it is recommended to adjust the balance of Ca / Mg and to make mineral salts with the least amount of sulfate ions and to use them as beverage adjusters. desirable.

수중에서 칼슘은 순하면서 부드러운 맛을 나게 하는 반면에 마그네슘은 쓴맛 을, 칼륨은 신맛을, 소금은 짠맛을 나게 한다.In water, calcium gives a mild and mellow taste, while magnesium makes bitter, potassium sour, and salt salty.

본 발명에서 미네랄밸런스는 경도(硬度)를 10∼300㎎/ℓ범위로, 증발잔류물(蒸發殘留物)의 농도가 30∼200㎎/ℓ범위로 맞추면서 좋은 물맛의 지수(OI)는 2.0 이상, 건강의 지수(KI)는 5.2 이상이 되도록 미네랄밸런스를 조정한다.In the present invention, the mineral balance in the hardness range of 10 ~ 300mg / ℓ, the concentration of evaporation residue (蒸發 殘留 物) in the range of 30 ~ 200mg / ℓ while good water index (OI) is 2.0 or more The mineral balance is adjusted so that the health index (KI) is above 5.2.

좋은 물맛의 지수(OI) = (Ca + K + SiO2) / (Mg + SiO4) ………… ⑥Index of good taste (OI) = (Ca + K + SiO 2 ) / (Mg + SiO 4 ). … … … ⑥

건강의 지수(KI) = Ca- 0.87Na ………………………………………… ⑦Index of health (KI) = Ca- 0.87 Na... … … … … … … … … … … … … … … … ⑦

3. 산화환원전위(ORP; Oxidation Reduction Potential) 값을 +100∼-200㎷ 범위로 조정한다.3. Adjust the Oxidation Reduction Potential (ORP) value within the range of +100 to -200 mA.

산화환원전위 값이 +200㎷ 이하인 물을 환원수라 하며, 환원수는 체내의 활성산소(活性酸素)를 소거(消去)하는 능력이 있어 건강에 좋으며, 산화환원전위 값이 -200㎷ 이하인 경우에는 물맛을 떨어뜨리기 때문에 본 발명에서는 산화환원전위 값을 +100∼-200㎷ 범위로 조정한다.Water with a redox potential of less than + 200㎷ is called reducing water, and reducing water has good ability to eliminate free radicals in the body, which is good for health.If the redox potential is below -200㎷, it tastes like water. In the present invention, the redox potential value is adjusted to be in the range of +100 to -200 mA.

해양 심층수의 산화환원전위 값은 수돗물과 같은 일반 음료수의 +500∼+700㎷에 비해서는 +165∼+175㎷로 다소 낮은 편이나, 적정치 +100∼-200㎷에 비해서는 높은 편이다.The redox potential of deep sea water is slightly lower (+165 to +175 kPa) compared to +500 to +700 kPa of general beverages such as tap water, but higher than the appropriate value of +100 to -200 kPa.

4. 핵자기공명(NMR; Nuclear Magnetic Resonance) 17O - NMR 반치폭(半値幅)의 값이 48∼60Hz 범위의 소집단수(小集團水; Microclustered water)로 처리한다.4. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 17 O-The NMR half-value width is treated with microclustered water in the range of 48 to 60 Hz.

물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화되면 표면장력(表面張力)이 떨어지면서 침투력이 향상되어 세포에 흡수력이 증가하면서 대사활동을 활발하게 하는 것으로 밝혀 졌다.When the cluster of water molecules is small grouped, the surface tension is decreased and the penetration is improved, so that the absorption of the cell is increased and the metabolic activity is activated.

핵자기공명(核磁氣共鳴; NMR) 17O - NMR 반치폭(半値幅) 값의 1/10이 물 분자의 집단수(集團數)와 같으며, 17O - NMR 반치폭의 값이 60Hz 인 물 분자의 집단수는 6개인 소집단수(小集團水; Microclustered water) 이다. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 17 O-NMR half-width value 1/10 is equal to the number of water molecules, and 17 O-NMR half-width value is 60Hz water molecule The number of groups is 6 microclustered water (小集團 水).

수돗물의 경우 핵자기공명 17O - NMR 반치폭의 값은 130∼150Hz이며, 세계에서 유명한 명수로 알려진 프랑스(France)의 루르드(Lourdes) 및 에비앙(Evian)의 광천수, 독일의 노르데나우(Nordenau), 인도의 나다나(Nadana), 멕시코의 트라코테(Tlacote), 백두산의 이명수(鯉明水) 등은 핵자기공명 17O - NMR 반치폭의 값이 60∼70Hz으로 일반 수돗물에 비해서는 적은 값을 나타내고 있으며, 해양 심층수의 경우는 75∼80Hz으로 소집단화율이 그리 높지 않은 편이다.For tap water, the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width ranges from 130 to 150 Hz, and the mineral waters of Lourdes and Evian in France, and the Nordenau in Germany , Nadana of India, Tracote of Mexico, and Lee Myung-soo of Mt. Baekdu have the values of nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width of 60 ~ 70Hz, which is less than that of general tap water. In the case of deep ocean water, the small grouping rate is not so high at 75 to 80 Hz.

일반적으로 수돗물과 같이 핵자기공명 17O - NMR 반치폭의 값은 130∼150Hz이면서 물 분자의 집단수가 13∼15개로 물 분자의 집단이 큰물을 대집단수(Bound water)라 하며, 반면에 17O - NMR 반치폭의 값은 60Hz이하인 물 분자의 집단이 6개 이하로 물 분자 집단이 적은 물을 소집단수(Microclustered water)라 한다.In general, nuclear magnetic resonance, such as tap water 17 O-NMR half-width value of the 130~150Hz while the number of water molecules group this group of dogs 13 to 15 water molecules may flood the Grand Mass (Bound water) and la, while the 17 O- The value of NMR half-width is less than six groups of water molecules of 60 Hz or less, and water having a small number of water molecules is called microclustered water.

본 발명에서는 물 분자의 집단을 핵자기공명 17O - NMR 반치폭의 값이 48∼60Hz 범위의 소집단수로 처리를 한다.In the present invention, the population of water molecules is treated with a small population of nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-widths in the range of 48 to 60 Hz.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.

Ⅰ. 전처리단계I. Pretreatment stage

1. 취수 및 가온처리공정1. Intake and heating process

전처리공정에서는 수심 200m이하의 해양 심층수를 취수하여 나노여과, 역삼투여과, NaCl의 탈염처리, 농축 및 황산이온의 제거처리 등의 후속처리를 원만하게 처리될 수 있도록 가온처리, 물 분자의 소집단화, 전처리여과를 한다.In the pretreatment process, the deep sea water with a depth of 200m or less is taken out and warmed, the small groups of water molecules are treated so that the subsequent treatments such as nanofiltration, reverse osmosis filtration, desalination of NaCl, concentration, and removal of sulfate ion Pretreatment filtration.

도 1에서 해양 심층수는 수심 200m이하의 해저심층에서 취수를 하며, 취수방법은 선상(船上)에서 해저 200m이하에 배관을 내려 취수하던가, 해저 수심 200m이하까지 배관을 설치하여 펌프(Pump)로 취수하던가, 해저 수심 200m이하까지 배관을 설치하여 취수정을 해수면 이하로 설치하여 사이펀(siphon) 원리에 의해서 취수를 한다.In FIG. 1, the deep sea water is taken from the deep seabed of 200 m or less, and the intake method is to take the pipe down to 200 m or less from the ship's bottom, or install the pipe to the sea level 200 m or less, and then take it with a pump. Or, pipes are installed up to 200m below sea level, and the intake wells are installed below sea level to take water according to siphon principle.

집수조에 취수된 해양 심층수는 온도가 낮으면서 점도가 높아 여과효율이 떨어지기 때문에 20∼30℃로 가온처리를 한다.Deep sea water collected in the sump is warmed to 20 ~ 30 ℃ because of its low viscosity and high filtration efficiency.

역삼투여과에서 수온이 1℃상승하면 막투과수량은 3% 정도 증가한다.In reverse osmosis, when the water temperature rises by 1 ° C, the membrane permeability increases by about 3%.

가온 방법은 보일러(Boiler)에서 열을 공급받거나, 여름철에는 해양 표층수를 이용할 수도 있다.The heating method may be supplied with heat from a boiler, or may use surface water in the summer.

2. 물 분자 집단의 소집단화공정2. Small grouping process of water molecule population

가온처리된 해양 심층수는 물 분자의 집단을 소집단화처리공정의 고압정전압처리(高壓靜電壓處理)와 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器)나 영구자석으로 자화처리를 하여 물 분자의 집단(Cluster)을 소집단화하여 소집단수 (Microclustered water)로 처리를 하여 표면장력과 점성을 떨어뜨린 다음에 전처리여과공정으로 보낸다.The warmed deep ocean water is a group of water molecules by magnetizing the group of water molecules with a high pressure constant voltage treatment of a small grouping process and a constant voltage conductive tube magnetizer or a permanent magnet. (Cluster) is divided into small groups and treated with microclustered water to reduce surface tension and viscosity, and then sent to pretreatment filtration process.

고압정전압처리와 정전압도전관자화기(10)에서 자화처리를 조합한 공정에 의해서 물 분자의 집단을 소집단화하는 처리공정은, 가온처리를 한 해양 심층수를 물 분자의 집단을 소집단화처리공정의 전자처리수조(1)에 주입하고, 정전압발생장치(7)로부터 고압의 교류 정전압을 전극(2)에 3,000∼5,000Volt(전계강도 0.3∼15KV/m)의 전압과 0.4∼1.6μA의 전류를 인가하여 전극(2)을 중심으로 +와 -의 정전장(靜電場)을 교대로 반복해서 물 분자에 4∼10시간 동안 인가(印加)하면, 이로 인하여 물 분자 자체가 진동ㆍ회전을 되풀이하면서 물 분자의 수소결합이 부분적으로 절단(切斷)되면, 중간처리수저장조(8)로 보내어 자화기공급펌프(9)로 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器; 10)로 보내어 도전관에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5V 범위의 교류 또는 직류의 저전압(低電壓)을 인가하여 자화처리를 한 후에 일부는 전자처리수조(1)로 반송하면서 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance, NMR)의 17O-NMR의 반치폭(半値幅)이 48∼60㎐ 범위의 소집단수(小集團水; microclustered water)가 생산되면 나머지는 소집단수 저장조(11)로 보내었다가 소집단수 이송펌프(12)에 의해 전처리여과공정으로 보낸다.In the treatment step of small grouping of water molecules by a process combining a high-voltage constant voltage treatment and a magnetization treatment in the constant voltage conductive tube magnetizer 10, the electrons of the small grouping of water molecules are removed from the deep sea water subjected to heating treatment. It is injected into the treatment tank 1, and the high voltage AC constant voltage is applied from the constant voltage generator 7 to the electrode 2 with a voltage of 3,000 to 5,000 Volt (field strength of 0.3 to 15 KV / m) and a current of 0.4 to 1.6 µA. When the electrostatic fields of + and-are alternately applied to the water molecules for 4 to 10 hours alternately, the water molecules themselves vibrate and rotate repeatedly. When the hydrogen bonds of the molecules are partially broken, they are sent to the intermediate treatment water storage tank (8) and to the magnetizer supply pump (9) to the constant voltage conductor tube magnetizer (10) to the conductive tube. Low voltage of alternating current or direct current in the range of 0.5-5V After applied to the magnetic treatment, while some are conveyed to electronic processing tank 1 NMR; of the half-width range 48~60㎐ (半値幅) for 17 O-NMR of (核磁氣共鳴Nuclear magnetic resonance, NMR) When microclustered water is produced, the remainder is sent to the small group storage tank 11 and then sent to the pretreatment filtration process by the small group transfer pump 12.

중간처리수저장조(8)에서 자화기공급펌프(9)로 정전압도전관자화기(10)로 보내어 전자처리수조(1)로 반송하는 유량은 유입수 유량의 1∼4배로 한다.The flow rate sent from the intermediate treatment water storage tank 8 to the magnetizer supply pump 9 to the constant voltage conductive tube magnetizer 10 and returned to the electronic treatment water tank 1 is 1 to 4 times the inflow water flow rate.

이와 같이 생성된 소집단화된 물은 약알칼리성의 고유진동수가 높은 고에너 지의 산화환원전위(酸化還元電位; Oxidation Reduction Potential, ORP) 값이 +100∼-200㎷ 범위의 환원수로 처리된다.The small grouped water thus produced is treated with reduced water having a high alkaline oxidation frequency of +100 to -200 kW with high energy oxidation reduction potential (ORP).

정전압발생장치(7)에서 전자처리수조(1)의 전극(2)에 인가전압은 중간처리수저장조(8)에 설치된 pHI(7.4∼7.8) 및 ORPI(+100㎷ 이하)의 값에 따라서 조정한다.The voltage applied to the electrode 2 of the electronic treatment tank 1 in the constant voltage generator 7 is adjusted in accordance with the values of pHI (7.4-7.8) and ORPI (+100 Hz or less) provided in the intermediate treatment water storage tank 8. do.

전자처리수조(1)의 재질은 스테인리스 스틸(Stainless steel)을 사용하며, 내부에는 전도도(電導度)가 높은 목탄(木炭)을 충전(充塡)한 스테인리스 스틸(stainless steel)의 전극(2)의 망을 설치하고, 하부에는 절연체(3)인 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화비닐(PVC), 스티로폼(Styrofoam) 중에서 한 종류를 선택하여 설치하고, 절연체(3) 하부에는 도체이면서 내식성 재질인 스테인리스강판(4)을 기초 콘크리트(Concrete) 구조물(5) 사이에 설치하며, 스테인리스강판(4)은 땅에 접지(6)한다.The material of the electrolytic treatment tank 1 is made of stainless steel, and the stainless steel electrode 2 filled with charcoal having high conductivity is inside. To the bottom of the insulator (3) of polyethylene (polyethylene), polyvinyl chloride (PVC), Styrofoam (Styrofoam) is selected and installed, the lower part of the insulator (3) is a conductor and corrosion-resistant material A steel sheet 4 is installed between the foundation concrete structures 5, and the stainless steel sheet 4 is grounded 6 to the ground.

정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器; 10)는 합성수지(PVC, PE, 스티렌 수지 등), 에보나이트 (Ebonite), FRP, 베이클라이트(Bakelite)와 같은 절연성 재료의 원통형 도전관에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5V 범위의 교류 또는 직류의 저전압을 인가하면 코일의 내부에는 자기장(磁氣場)이 형성되며, 여기에 물(유체)을 통과하면 물은 소집단수(小集團水)로 처리된다.The constant voltage conductor magnetizer (10) is a coil wound around a cylindrical conductive tube of insulating material such as synthetic resin (PVC, PE, styrene resin, etc.), ebonite, FRP, and Bakelite. ) When a low voltage of AC or DC in the range of 0.5 to 5 V is applied, a magnetic field is formed inside the coil, and when water is passed through it, the water is treated as a small group of water. .

그리고 정전압도전관자화기(10) 대신에 12,000∼15,000G(Gauss)범위로 착자(着磁)된 영구자석을 설치하여도 된다. Instead of the constant voltage conductive tube magnetizer 10, a permanent magnet magnetized in the range of 12,000 to 15,000 G (Gauss) may be provided.

그리고 처리수의 용량이 대용량인 경우에는 목탄(木炭)을 충전한 스테인리스 스틸(stainless steel)의 전극(2)의 망이 내장된 전자처리수조(1)를 다단을 설치하 여 처리한다.When the capacity of the treated water is large, the electronic treatment water tank 1 in which the net of the electrode 2 of stainless steel filled with charcoal is embedded is treated by installing multiple stages.

본 발명에서와 같이 고압정전압처리와 자화기에 의한 물 분자의 집단을 소집단화하여 소집단수(小集團水)로 처리를 하면 물의 표면장력(表面張力)과 점도(粘度)가 적어지면서 침투력(浸透力)이 향상되어 여과공정에서 여과효율이 향상되면서 각종 미네랄성분은 자화처리되면서 활성화되어 섭취를 하였을 때 흡수율이 우수한 활성미네랄(Activated mineral)이 생성되는 특성이 있다.As in the present invention, when the group of the water molecules by the high-voltage constant voltage treatment and the magnetizer is small grouped and treated with the small group water, the surface tension and the viscosity of the water are reduced and the penetration force is reduced. ), As the filtration efficiency is improved in the filtration process, various mineral components are activated while being magnetized, and when ingested, activated minerals having an excellent absorption rate are generated.

3. 전처리여과공정3. Pretreatment Filtration Process

전처리여과공정은 모래여과(Sand filter), 정밀여과(Micro filter ), 한외여과(限外濾過; Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 후단 나노여과(Nanofiltration)와 역삼투여과(Reverse osmosis filtration)에서 막 막힘(Fouling) 현상이 야기될 수 있는 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거한다.Pretreatment filtration process is performed by sand filtration, micro filtration, ultra filtration alone or a combination of two or more of them, followed by nanofiltration and reverse osmosis filtration. Reverse osmosis filtration (SS) removes suspended solids (SS) that can cause fouling.

이때 여과압력은 운전조건에 따른 여과기의 압력손실과 배관의 압력손실을 고려하여 결정하며, 모래여과의 여과속도는 6∼10m/시간으로 하고, 여과사(濾過砂)의 유효경(有效徑)은 0.3∼0.45㎜, 균등계수(均等係數)는 2.0 이하로 하며, 여층(濾層)의 두께는 0.5∼1.0m로 한다.At this time, the filtration pressure is determined in consideration of the pressure loss of the filter and the pressure loss of the pipe according to the operating conditions.The filtration speed of sand filtration is 6-10 m / hour, and the effective diameter of the filter sand is 0.3-0.45 mm, the uniformity coefficient shall be 2.0 or less, and the thickness of the filtrate layer shall be 0.5-1.0 m.

이때 취수된 해양 심층수의 탁도(濁度)가 2㎎/ℓ이하인 경우는 모래여과는 할 필요가 없다.At this time, if the turbidity of the deep ocean water taken is 2 mg / ℓ or less, it is not necessary to sand filtration.

그리고 정밀여과(Micro-filter)와 한외여과(Ultra-filter)는 여과 막의 종류에는 구애받지 않으며, 벤더(Vendor)의 사양에 따라서 여과속도와 압력손실을 고려하여 펌프(Pump)의 공급압력을 결정한다.Micro-filter and ultra-filter are not limited to the type of filtration membrane, and the supply pressure of the pump is decided by considering the filtration speed and the pressure loss according to the vendor's specifications. do.

정밀여과 또는 한외여과에서 여과는 나노여과 및 역삼투여과공정에 공급하는 물의 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 처리한다.In microfiltration or ultrafiltration, the filtration (Fouling index) of the water supplied to the nanofiltration and reverse osmosis filtration process is treated in the range of 2 to 4.

FI값은 대상 수중의 미세한 탁질농도를 나타내는 수치로 다음 ⑧식으로 표현된다.The FI value is a numerical value representing the fine turbidity concentration in the target water, and is expressed by the following equation (8).

FI = (1-T0/T15)×100/15 …………………………⑧FI = (1-T 0 / T 15 ) x 100/15... … … … … … … … … … ⑧

여기서 T0는 0.45μm의 정밀 여과막을 이용해 시료수를 0.2 MPa로 가압 여과했을 때에 최초의 500 ml의 시료수의 여과에 필요로 한 시간이며, T15는 T0와 동일한 상태에서 15분간 여과한 후에 500 ml의 시료수의 여과에 필요로 한 시간이다.Where T 0 is the time required for filtration of the first 500 ml of sample water when the sample water was filtered under pressure of 0.2 MPa using a 0.45 μm microfiltration membrane, and T 15 was filtered for 15 minutes in the same state as T 0. It is time required for filtration of 500 ml of sample water afterwards.

Ⅱ. 염분 및 미네랄제거단계II. Salt and Mineral Removal Steps

나노여과 및 역삼투여과의 막 모듈(Module) 형태는 관형(管形; tubular), 중공사형(中空絲形; hollow fiber), 나선형(螺旋形; spiral wound), 평판형(平板形; plate and frame) 등 어떠한 형태를 사용하여도 상관이 없으며, 그리고 막(膜)의 재질(材質)도 특별히 제한하지는 않는다.The shape of the membrane module of nanofiltration and reverse osmosis is tubular, hollow fiber, spiral wound, and flat plate and frame. It may be used in any form such as), and the material of the film is not particularly limited.

그리고 나노여과 막의 소재로서 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리피페라진아미드(Polypiperazineamide)계, 폴리에스텔아미드(Polyesteramide)계, 혹은 수용성의 비닐폴리머(Vinylpolymer)를 가교 한 것 등을 사용할 수 있으며, 막 구조는 막의 한 면에 치밀층(緻密層)으로 되어 있으며, 치밀층으로부터 막 내부 혹은 한 면의 막을 향해서 서서히 큰 구멍 지름의 미세 구멍을 가지는 비대칭막(非對稱膜)이나, 이러한 비대칭막의 치밀층 위에 다른 소재로 형성된 매우 얇은 분리기능층(分離機能層)을 가지는 복합막(複合膜) 등을 사용할 수 있으며, 피페라진 폴리아미드계 복합막이 바람직하지만 본 발명에서는 막의 재질과 구조에는 특별히 제한하지는 않는다.As the material of the nanofiltration membrane, polyamide-based, polypiperazineamide-based, polyesteramide-based, or cross-linked water-soluble vinyl polymer can be used. Is a dense layer on one side of the membrane, and has an asymmetric membrane with micropores of large pore diameter gradually from the dense layer toward the membrane or on one side of the membrane, or on the dense layer of such asymmetric membrane. A composite membrane having a very thin separation functional layer formed of another material can be used, and a piperazine polyamide composite membrane is preferable, but the material and structure of the membrane are not particularly limited in the present invention.

1. 나노여과공정1. Nanofiltration Process

전처리여과공정에서 수중의 부유고형물질을 제거한 해양 심층수는 나노여과공정으로 보내어 여과되지 않은 황산이온은 증발농축공정으로 보내고, 여과 수인 탈황산이온염수는 1차 역삼투여과공정으로 보낸다.The deep seawater from which the suspended solids are removed from the pretreatment filtration process is sent to the nanofiltration process, the unfiltered sulfate ions are sent to the evaporation concentration process, and the desulfurization ion brine is filtered to the first reverse osmosis filtration process.

나노여과막에서 이온의 투과순서는 양이온의 경우는 Ca2 +≥Mg2 +>Li+>Na+>K+>NH4 + 이며, 음이온의 경우는 SO4 2 -≫HCO3 ->F->Cl->Br->NO3 ->SiO2 이며, 황산이온은(SO4 2-)의 경우는 Mg2 +와 Ca2 +보다도 투과하기 어렵다.For the transmission order of the ion in the nano-filtration membrane is a cation is Ca 2 + ≥Mg 2 +> Li +> Na +> K +> is a NH 4 +, if the anion is SO 4 2 - »HCO 3 -> F -> Cl -> Br -> NO 3 -> and SiO 2, in the case of sulfate ions (SO 4 2-) is hard to permeate than Mg + 2 and Ca + 2.

1차 나노여과공정에서는 1차 해양 심층수 중에 용해되어 있는 CaCO3, CaSO4, SrSO4와 같이 용해도가 작아 역삼투여과공정에서 염을 농축하는 과정에, 막(膜)에서 스케일(Scale)이 생성되어 막 막힘(Fouling) 현상을 최대한 억제하기 위해서 황산이온(SO4 2-)을 제거한 탈황산이온염수를 역삼투여과공정으로 보내고, 황산이온함유미네랄수는 증발농축공정으로 보내어 미네랄 조정제(調整劑)의 제조에 사용한다.In the first nanofiltration process, the solubility is small such as CaCO 3 , CaSO 4 , and SrSO 4 dissolved in the first deep ocean water, and the scale is formed in the membrane during the concentration of salt in the reverse osmosis filtration process. In order to minimize fouling phenomenon, desulfurized ions brine (SO 4 2- ) is removed by reverse osmosis filtration, and sulphate-containing mineral water is sent to evaporative concentration process to remove mineral regulator. Used for manufacturing.

1차 나노여과공정에서 공급압력은 3.5wt%의 염 농도의 해양 심층수 삼투압 25기압(atm)이하의 15∼20기압(atm)으로 하며, 나선형의 경우 막투과수량(膜透過水量)은 0.7∼1.4㎥/㎡·일로 하면 이때 막투과수량은 유입수량의 70∼80%가 된다.In the first nanofiltration process, the supply pressure is 15 to 20 atm below 25 atm of deep ocean water osmotic pressure (atm) with a salt concentration of 3.5 wt%, and in the case of spiral, the membrane permeate is 0.7 to If it is 1.4m 3 / m 2 · day, the membrane permeate amount is 70-80% of the inflow rate.

[실시 예1]Example 1

표1의 해양 심층수를 25℃로 가온처리 후 물 분자의 집단을 소집단화처리공정의 전자처리수조(1)에 주입하고, 정전압발생장치(7)로부터 고압의 교류 정전압을 전극(2)에 3,500Volt(전계강도 1.2KV/m)의 전압과 0.5μA의 전류를 4∼10시간 동안 인가하면서 중간처리수저장조(8)로 보내어 자화기공급펌프(9)로 정전압도전관자화기(10)로 보내어 도전관에 감은 코일에 0.6V 범위의 직류를 인가하여 자화처리를 하여 한 후에 일부는 전자처리수조(1)로 반송하면서 핵자기공명의 17O-NMR의 반치폭이 52㎐로 처리한 소집단수(小集團水)를 한외여과에서 FI값이 3.2인 전처리한 여과수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 가교폴리아미드(Cross-linked polyamide) 재질의 모델번호 SU-610의 나선형 나노여과막을 사용하여 압력을 20㎏/㎠G로 막에 공급하여 막투과수량은 1.2㎥/㎡·일로 하였을 때 막투과수량은 유입수량의 80%가 되었으며, 이때 여과한 결과 황산이온함유미네랄수와 여과된 탈황산이온수의 주요성분의 분석치는 다음 표 2의 내용과 같다.After warming the deep sea water of Table 1 to 25 ° C, a group of water molecules is injected into the electronic treatment tank 1 of the small group treatment step, and a high-pressure AC constant voltage is applied to the electrode 2 from the constant voltage generator 7. The voltage of Volt (electric strength 1.2KV / m) and the current of 0.5μA are applied for 4-10 hours to the intermediate treatment water storage tank (8) and to the magnetizer supply pump (9) to the constant voltage conductor tube magnetizer (10). After the magnetization treatment was applied to a coil wound around the conductive tube with a direct current of 0.6 V, a small number of small groups having a half width of 17 O-NMR of 52 N of magnetic resonance of nuclear magnetic resonance was returned to the electron treatment tank (1). The pre-treated filtrate with a FI value of 3.2 was filtered using ultra-filtration helical nanofiltration membrane of model No. SU-610 made of cross-linked polyamide of Toray Corporation of Japan. Is supplied to the membrane at 20㎏ / ㎠G and the membrane permeation amount is 1.2㎥ / ㎡ · day Membrane permeate flow was when she was 80% of the intake quantity, at this time the filtered result sulfate ion-containing mineral acid and filtration desulfurization equal to the contents of Table 2 value analysis of the main components of the hot water.

표 2 나노여과 전후의 수질의 주요성분 분석치           Table 2 Analysis of Major Components of Water Quality Before and After Nanofiltration

항 목 Item 전처리된 해양 심층수(원수)Pre-treated deep sea water (raw water) 탈황산이온염수(여과수)Desulphurized Water Salt (filtration) 제거율(%)  % Removal pH     pH 7.80        7.80 7.24        7.24 -     - Na+(㎎/ℓ)Na + (mg / L) 10,800  10,800 9,650   9,650 10.65    10.65 Cl-(㎎/ℓ)Cl - (㎎ / ℓ) 22,370  22,370 17,300  17,300 22.66    22.66 Ca2 +(㎎/ℓ)Ca 2 + (㎎ / ℓ) 456     456 338     338 25.88    25.88 Mg2 +(㎎/ℓ)Mg 2 + (㎎ / ℓ) 1,300   1,300 1,060   1,060 18.46    18.46 K+(㎎/ℓ)K + (mg / L) 414     414 355     355 14.25    14.25 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 2,833   2,833 608     608 78.54    78.54 B(㎎/ℓ) B (mg / L) 4.44       4.44 4.43       4.43 0.23      0.23

표 2의 내용에서 보는 봐와 같이 해양 심층수를 나노여과처리를 한 결과, 붕소화합물은 거의 제거되지 않았으며, 염분과 칼슘, 마그네슘 등은 제거율이 10∼26% 정도로 낮았지만 황산이온은 78.54%로 제거율이 상당히 높았다. As shown in Table 2, nano-filtration treatment of deep sea water resulted in almost no removal of boron compounds, and low removal rates of salts, calcium, and magnesium, as low as 10-26%, but 78.54% of sulfate ions. This was quite high.

2. 1차 역삼투여과공정2. First Reverse Osmosis Filtration Process

1차 나노여과공정에서 여과된 탈황산이온염수가 1차 역삼투여과공정에 공급되면, 운전압력을 50∼60기압(atm)으로 여과 막에 공급하며, 나선형여과막의 경우 막투과수량은 0.5∼0.8㎥/㎡·일로 운전하면 염분은 99.0 ∼ 99.85wt% 범위로 제거되며, 염수는 소금 및 미네랄제조공정으로 보내면서 일부는 증발농축공정의 황산칼슘제조용으로 보내고, 염분이 탈염(脫鹽)된 탈염수는 pH조정공정으로 보낸다.When the desulfurized ions brine filtered in the first nanofiltration process is supplied to the first reverse osmosis filtration process, the operating pressure is supplied to the filtration membrane at 50 to 60 atmospheres (atm), and the membrane permeability is 0.5 to 0.8 for the spiral filtration membrane. When operating at ㎥ / ㎡ · day, salinity is removed in the range of 99.0 ~ 99.85wt%, brine is sent to salt and mineral manufacturing process, some is sent to manufacture calcium sulfate in evaporative concentration process, and demineralized water with desalted salt Send to pH adjustment process.

[실시 예2]Example 2

실시 예1의 나노여과에서 여과된 여과수(濾過水)인 탈황산이온염수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 고압용 역삼투막 모델번호 SU-810의 나선형 역삼투여과막을 사용하여 압력을 60㎏/㎠G로 막에 공급하여 막투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막투과수량은 유입수량의 52%가 되었으며, 이때 여과한 결과, 여과된 탈염수의 수질의 주요성분 분석치는 다음 표 3의 내용과 같다.The pressure of 60 kg / cm 2 was determined using a spiral reverse osmosis membrane of high-pressure reverse osmosis membrane model No. SU-810 of Toray Co., Ltd., Japan, which was filtered filtration water in the nanofiltration of Example 1. The membrane permeation amount was 52% of the inflow rate when the membrane permeate water was supplied to G membrane at 0.72㎥ / ㎡ · day, and the result of filtration showed that the analysis of the main components of the water quality of the filtered demineralized water was shown in Table 3 below. Same as

표3 1차 역삼투여과에서 여과수인 탈염수의 주요성분 분석치       Table 3 Analysis of Major Components of Demineralized Water as Filtrate in First Reverse Osmosis

항 목 Item 유입수(탈황산이온염수)   Influent Water (Desulphurized Salt Water) 여과수(탈염수)   Filtrate (Demineralized Water) 제거율(%)  % Removal pH     pH 7.24        7.24 7.20        7.20 -     - Na+(㎎/ℓ)Na + (mg / L) 9,650   9,650 38.7      38.7 99.60    99.60 Cl-(㎎/ℓ)Cl - (㎎ / ℓ) 17,300  17,300 71.6      71.6 99.59    99.59 Ca2 +(㎎/ℓ)Ca 2 + (㎎ / ℓ) 338     338 0.6       0.6 99.82    99.82 Mg2 +(㎎/ℓ)Mg 2 + (㎎ / ℓ) 1,060   1,060 1.9       1.9 99.82    99.82 K+(㎎/ℓ)K + (mg / L) 355     355 1.7       1.7 99.52    99.52 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 608     608 4.7       4.7 99.23    99.23 B(㎎/ℓ) B (mg / L) 4.43       4.43 1.8       1.8 59.37    59.37

표 3의 내용에서 보는 봐와 같이 해양 심층수를 역삼투여과에서는 대부분의 물질은 99% 이상 고도로 제거되었으나 붕소화합물은 1.8㎎/ℓ으로 제거율이 60%이하로 매우 낮았으며, 음용수 수질 기준치 0.3㎎/ℓ의 6배를 초과하기 때문에 이를 음료수 생산용으로 사용은 불가능하였다. As shown in Table 3, most of the substances were removed highly by 99% or more in the deep osmosis, but the boron compound was 1.8 mg / ℓ and the removal rate was less than 60%, and the drinking water quality standard was 0.3 mg / ℓ. It was not possible to use it for beverage production because it exceeded 6 times.

3. pH조정공정3. pH adjustment process

pH조정공정에서는 알칼리(Alkali)제로 NaOH, NaHCO3, Na2CO3 중 한 종류를 공급하여 pH를 9∼11의 범위로 조정하여 수중의 붕산성분을 폴리 붕산으로 처리하여 2차 역삼투여과공정으로 보낸다.In the pH adjustment process, one of NaOH, NaHCO 3 and Na 2 CO 3 is supplied as an alkali agent to adjust the pH to a range of 9 to 11, and the boric acid component in the water is treated with polyboric acid for the second reverse osmosis filtration process. send.

pH조정공정의 운전조건은 pH조정 방법은 교반시간(체류시간)을 15∼30분간, 180∼360RPM(회전속도)의 프로펠러 교반기로 교반하면서 1차 역삼투공정의 탈염수에 알칼리를 주입하여 pH를 9∼11로 조정한다.The operating condition of the pH adjustment step is that the pH adjustment method is performed by injecting alkali into the demineralized water of the first reverse osmosis step while stirring with a propeller stirrer of 180 to 360 RPM (rotational speed) for 15 to 30 minutes. Adjust to 9-11.

4. 2차 역삼투여과공정4. Second Reverse Osmosis Filtration Process

pH조정공정에서 pH를 9∼11로 조정하여 2차 역삼투여과공정에 공급되면, 운전압력은 10∼20기압(atm)으로 여과막에 공급하며, 나선형여과막의 경우 막투과수 량은 0.6∼0.8㎥/㎡·일로 운전하여 여과되지 않은 붕소함유수는 중화처리 후 해저 200m이하의 원래의 위치로 방류하고, 붕소농도를 음료수 기준치인 0.3㎎/ℓ이하로 여과된 탈붕소수는 미네랄혼합 및 중화처리공정으로 보낸다.When the pH is adjusted to 9 ~ 11 in the pH adjustment process and supplied to the secondary reverse osmosis filtration process, the operating pressure is supplied to the filtration membrane at 10-20 atm, and in the case of the spiral filtration membrane, the amount of membrane permeate is 0.6∼0.8㎥ Boron-containing water that has not been filtered and operated at / m² / day is discharged to the original position below 200m after the neutralization treatment, and the deboron water filtered with the boron concentration below 0.3 mg / l, which is the drinking water standard, is mixed and neutralized. Send to fair

2차 역삼투여과공정에서는 pH가 9∼11의 알칼리상태로 공급되어도 스케일(Scale)을 생성하는 CaCO3, CaSO4와 같은 물질은 나노여과공정에서 제거되었기 때문에 스케일의 생성은 크게 문제되지 않는다.In the second reverse osmosis process, even when the pH is supplied in an alkaline state of 9 to 11 , scale generation is not a problem since the materials such as CaCO 3 and CaSO 4 which generate scale are removed in the nanofiltration process.

[실시 예3]Example 3

실시 예2의 1차 역삼투여과에서 여과된 여과수(濾過水)인 탈염수를 pH조정공정에서 pH를 9.5로 조정하여 수중의 붕소화합물을 폴리 붕산의 형태로 전환한 다음, 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 저압용 역삼투막 모델번호 SU-710의 나선형 역삼투여과막을 사용하여 압력을 25㎏/㎠G로 막에 공급하여 막투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막투과수량은 유입수량의 82%가 되었으며, 여과수(탈붕소수) 중의 붕소(B)의 농도를 측정한 결과 0.12㎎/ℓ로 음료수 중의 붕소 기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리되어 음료수생산에 이용할 수 있었다.In the second reverse osmosis of Example 2, demineralized water, which was filtered water, was adjusted to pH 9.5 in a pH adjustment step to convert the boron compound in the water into the form of polyboric acid, followed by Toray Corporation of Japan. Low pressure reverse osmosis membrane model number SU-710 using a spiral reverse osmosis membrane to supply pressure to the membrane at 25㎏ / ㎠G and the membrane permeation rate was 0.72㎥ / ㎡ · day and the membrane permeation rate was 82% of the inflow rate. When the concentration of boron (B) in the filtered water (deboron water) was measured, 0.12 mg / L of boron in the drinking water was treated at 0.3 mg / L or less, which could be used for drinking water production.

Ⅲ. 미네랄조정제 제조단계III. Mineral modifier manufacturing stage

1. 황산이온함유미네랄수의 증발농축공정1. Evaporative Concentration Process of Mineral Water Containing Sulfate Ion

나노여과공정에서 여과되지 않은 황산이온함유미네랄수와 1차 역삼투여과공정에서 여과되지 않은 염수 일부가 증발농축공정의 황산이온함유미네랄수 저장조 (13)에 유입되면 황산이온함유미네랄수 이송펌프(14)에 의해서 탈수여액 및 익류수 이송펌프(23)에 의해서 반송되는 농축미네랄수와 함께 증발탑(17) 상부의 분무노즐(18)을 통해 분무하면서 배기 팬 (19)에 의해서 대기 중의 건조공기가 증발탑(17) 하부로부터 흡입되어 황산이온함유미네랄수와 향류접촉(向流接觸)하면서 황산이온함유미네랄수 중의 수분이 증발된 후 석출조(15)로 떨어져 상부로 익류하는 익류수는 탈수여액 및 익류수저장조(22)로 보내고, 석출된 황산칼슘(CaSO4)은 석출조(15) 하부로 침전되면 석출조 레이크(16)에 의해서 석출조(15) 하부중앙의 콘(Cone) 부분으로 모이면 석출황산칼슘이송스쿠루컨베이어(20)에 의해서 탈수기(21)에 공급하여 탈수여액은 탈수여액 및 익류수 저장조(22)로 보낸 다음. 탈수여액 및 익류수이송펌프(23)에 의해서 증발탑(17) 상부로 반송하며, 탈수처리된 황산칼슘은 미네랄조정공정의 미네랄조정조(24)로 보낸다.Sulfate ion-containing mineral water that has not been filtered in the nanofiltration process and part of the brine that has not been filtered in the first reverse osmosis filtration process enters the sulfuric acid ion-containing mineral water storage tank of the evaporative concentration process (13). Dry air in the atmosphere by the exhaust fan (19) while spraying through the spray nozzle (18) above the evaporation tower (17) together with the concentrated mineral water conveyed by the dehydration filtrate and the feed water feed pump (23). The water is sucked from the lower part of the evaporation tower 17 and countercurrently contacted with the sulfuric acid ion-containing mineral water while the water in the sulfuric acid ion-containing mineral water is evaporated, and then dropped into the precipitation tank 15 and flows into the upper part of the water, which is dehydrated. And it is sent to the water storage tank 22, the precipitated calcium sulfate (CaSO 4 ) is precipitated to the bottom of the precipitation tank 15 by the precipitation tank lake 16 to the cone portion (Cone) of the lower center of the precipitation tank (15) Precipitation Sulphate Knife Transfer switch to supply to the dehydrator 21 by the Kurume conveyor 20 dewatered filtrate is then sent to the dehydration filtrate and ripening ryusu reservoir 22. The dehydration liquid and the poultry water transfer pump 23 are returned to the upper part of the evaporation tower 17, and the dehydrated calcium sulfate is sent to the mineral adjustment tank 24 of the mineral adjustment process.

상술한 바와 같이 황산이온함유미네랄수를 증발탑(17) 상부로 보내어 수분을 증발 후 석출조(15) 떨어저 익류되어 탈수여액 및 익류수 이송펌프(23)로 증발탑(17)로 반송하면서 증발을 계속하여 액의 보메도 비중이 11.5°Be가 되면서부터 황산칼슘(CaSO4)가 석출(析出)하기 시작하여 보메도 비중이 24∼26°Be가 되면 NaCl이 석출하기 때문에 증발농축공정에서는 보메도 비중이 24∼26°Be까지 농축하여 석출하는 황산 칼슘(CaSO4)은 미네랄조정공정으로 보내고, 탈수여액인 농축미네랄수는 소금 및 미네랄염제조공정으로 보낸다.As described above, the sulfuric acid ion-containing mineral water is sent to the upper part of the evaporation tower 17, and the water is evaporated after dropping into the precipitation tank 15 to convey the dehydration filtrate and the water feed pump 23 to the evaporation tower 17. Calcium sulfate (CaSO 4 ) begins to precipitate after the evaporation continues to be 11.5 ° Be of the liquid, and NaCl is precipitated when the Bomedo specific gravity is 24 to 26 ° Be. Calcium sulfate (CaSO 4 ), which is precipitated by concentrating the specific gravity of Bomedo to 24 ~ 26 ° Be, is sent to the mineral adjustment process, and the concentrated mineral water, which is dehydrated, is sent to the salt and mineral salt manufacturing process.

그리고 처리용량이 큰 경우에는 석출조(15)의 익류수는 탈수여액 및 익류수 저장조(22)를 탈수여액과 익류수의 저장조를 분리설치하여 익류수 저장조로 보내어 익류수 반송펌프에 의해서 증발탑(17) 상부로 반송하는 것이 탈수여액인 농축미네랄수의 농도조절이 용이하다.And if the processing capacity is large, the water of the precipitation tank 15 is dewatered and the water storage tank 22, the dewatered filtrate and the storage tank of the water is separately installed and sent to the water storage tank to the evaporation tower by the water feed pump (17) It is easy to adjust the concentration of concentrated mineral water which is returned to the upper part as a dehydration filtrate.

증발탑(17)의 구조는 산업공장의 냉각탑의 구조와 동일하며, 재질은 방부처리한 목재, FRP(Fiber glass reinforced plastic), 슬레이트(slate) 등을 사용한다. The structure of the evaporation tower 17 is the same as that of the cooling tower of an industrial plant, and the material is preservative wood, fiber glass reinforced plastic (FRP), slate, and the like.

석출조(15), 탈수여액 및 익류수 저장조(22)의 재질은 철근 콘크리트(Reinforced concrete)에 에폭시 코팅을 한 조나 티타늄이나 SUS-316L 또는 스틸 강판에 FRP수지나 에폭시 수지를 라이닝 또는 코팅을 한 것을 사용한다. The material of the precipitation tank 15, the dewatering liquid and the water storage tank 22 may be epoxy coated on reinforced concrete, or lining or coating FRP resin or epoxy resin on titanium or SUS-316L or steel sheet. Use it.

석출조(15)의 직경은 석출염의 고형물부하가 60∼90㎏/㎡·일의 범위로, 깊이는 2∼4m로, 하부 바닥의 경사는 1.5/10∼2.5/10 범위의 구배(句配)가 되게 설계한다.The diameter of the precipitation tank 15 ranges from 60 to 90 kg / m 2 · day of solid salt loading of the precipitation salt, with a depth of 2 to 4 m, and a slope of the bottom of the bottom in the range of 1.5 / 10 to 2.5 / 10. To be designed).

석출조 레이크(16)의 재질도 전술한 내염성 재질을 사용하던가, 스틸 강판에 에폭시 수지를 코팅하여 사용하며, 회전속도는 0.02∼0.05rpm으로 하며, 감속기의 동력은 석출조(15)의 직경과 침전된 염의 상태를 고려하여 토르크(Torque)를 계산하여 결정한다.The material of the precipitation tank rake 16 also uses the above-described flame-retardant material, or is coated with an epoxy resin on a steel sheet, the rotation speed is 0.02 ~ 0.05rpm, the power of the reducer and the diameter of the precipitation tank 15 The torque is determined by taking into account the state of the precipitated salt.

탈수여액 및 익류수 이송펌프(23), 석출황산칼슘이송스크루컨베이어(20), 탈수여액 및 익류수이송펌프(23) 및 탈수기(21)의 재질은 티타늄이나 SUS-316L 을 사용하며, 모든 염수배관은 티타늄, SUS-316L 이나 PE(Poly ethylene), PVC(Poly vinyl chlorde) 수지관을 사용한다.The material of the dehydration and poultry water transfer pump (23), the precipitated calcium sulfate transfer screw conveyor (20), the dehydration filtrate and the pore water transfer pump (23) and the dehydrator (21) are made of titanium or SUS-316L. Pipes are made of titanium, SUS-316L, PE (polyethylene) or PVC (poly vinyl chlorde) resin.

그리고 소용량의 경우에는 석출조(15) 바닥의 경사각도를 60°로 하고. 석출조 레이크(16)는 생략하여도 무방하다.And in case of small capacity, the angle of inclination of the bottom of the precipitation tank 15 is 60 °. The precipitation tank rake 16 may be omitted.

2. 미네랄조성조정공정2. Mineral composition adjustment process

해양 심층수 중에 함유된 미네랄성분은 표 1에서 보는 바와 같이 Ca/Mg의 중량비는 약 0.35인데 반해서, 좋은 음료수는 전술한 식⑥의 좋은 물맛의 지수(OI)인 (Ca + K + SiO2) / (Mg + SO4 2 -)의 비가 2.0 이상인 물이 맛이 좋으며, 또한 식⑦의 건강지수(KI)인 Ca- 0.87Na의 값이 5.2 이상인 물이 건강에 좋은 것으로 알려져 있다.As shown in Table 1, the mineral component contained in the deep sea water is about 0.35 by weight ratio of Ca / Mg, whereas a good beverage is (Ca + K + SiO 2 ) / which is the good water taste index (OI) (Mg + SO 4 2 -) a good water ratio of 2.0 or greater taste, but also the water more than the value of the Ca- 0.87Na Health index (KI) of the formula ⑦ 5.2 is known to be good for your health.

그러나 해양 심층수의 NaCl의 농도가 높으면서 마그네슘(MgCl2와 MgSO4)의 농도가 칼슘(Ca)염에 비해서 높게 함유되어 있는 문제점이 있기 때문에 미네랄을 음료수에 미네랄조정액으로 사용하기 위해서는 Ca/Mg의 중량비가 2.0 이상이 되면서 황산이온(SO4 2 -)의 농도가 낮게 제거한 미네랄염이 바람직 하지만, 표 1에서 보는 바와 같이 해양 심층수에는 Ca/Mg의 무게 비가 0.35이면서 황산이온의 농도가 약 2,800㎎/ℓ정도로 높게 존재하기 때문에 Ca/Mg의 미네랄밸런스의 조정과 황산이온을 최대한 제거한 미네랄염을 만들어야만 음료수조정제로 사용할 수 있다. However, since the concentration of NaCl in the deep sea water is high and the concentration of magnesium (MgCl 2 and MgSO 4 ) is higher than that of calcium (Ca) salt, the weight ratio of Ca / Mg in order to use mineral as a mineral adjustment liquid in beverages Is a mineral salt having a low concentration of sulfate ion (SO 4 2 ) at 2.0 or higher, but as shown in Table 1, the concentration of Ca / Mg in the deep sea water is 0.35 and the concentration of sulfate ion is about 2,800 mg / Because it exists as high as ℓ, it can be used as a beverage adjuster only when adjusting mineral balance of Ca / Mg and making mineral salt that removed sulfate ion as much as possible.

따라서 본 발명에서는 사용목적에 따라서 Ca/Mg의 밸런스를 2∼6의 범위가 되게 소금제조공정에서 배출되는 CaSO4을 전처리 여과된 해양 심층수에 주입하여 미네랄밸런스가 적절한 미네랄조정제를 제조한다.Therefore, in the present invention, CaSO 4 discharged from the salt production process is injected into the deep seawater pre-filtered so as to have a balance of Ca / Mg in the range of 2 to 6, thereby preparing a mineral regulator having a suitable mineral balance.

미네랄조성조정공정에서는 전처리 여과된 해양 심층수를 필요한 양만큼 미네랄조성조정조(24)에 주입하고, 황산칼슘(CaSO4)을 Ca/Mg의 중량비가 2∼6의 범위로 주입하여 프로펠러(Propeller) 형의 미네랄조성조정조 교반기(25)로 회전속도가 180∼360RPM으로 30∼40분간 교반하여 황산칼슘을 용해하여 미네랄밸런스를 조정한 다음, 미네랄조성조정수 이송펌프(26)에 의해서 탈염공정의 탈염실(34)로 보낸다. In the mineral composition adjusting process, the pre-filtered deep seawater is injected into the mineral composition adjusting tank 24 in the required amount, and calcium sulfate (CaSO 4 ) is injected into the Ca / Mg weight ratio in the range of 2 to 6 to propeller type. The mineral balance was adjusted by stirring the mineral composition adjusting tank stirrer 25 at a rotational speed of 180 to 360 RPM for 30 to 40 minutes to dissolve calcium sulfate, and then adjusting the mineral balance by the mineral composition adjusting water transfer pump 26. 34).

미네랄조성조정조 교반기(25)의 재질도 내염성 재질인 SUS-316L, 티타늄(Titanium), 브론즈(Bronze) 합금을 사용한다.The material of the mineral composition adjustment tank agitator 25 also uses SUS-316L, titanium, and bronze alloys, which are flame resistant materials.

3. 탈염공정3. Desalination Process

NaCl 탈염공정의 탈염 전기투석장치(電氣透析裝置: 27)는 정류기(38)로부터 인가(印加)되는 직류전원의 전위차(電位差)를 구동력(Driving force)로 하여 이온성 용질을 막 투과에 의해 분리하는 것으로, 1가 양이온선택교환격막(21)은 고정(固定)부전하(負電荷)를 가지는 1가 양이온을 선택적으로 투과하고, 1가 음이온선택교환격막(20)은 고정 정전하(正電荷)를 가지는 1가 음이온을 선택적으로 투과하는 이온교환격막을 사용한다.The desalination electrodialysis apparatus of the NaCl desalination process separates ionic solutes by membrane permeation using the potential difference of the direct current power applied from the rectifier 38 as a driving force. The monovalent cation selective exchange diaphragm 21 selectively transmits a monovalent cation having a fixed negative charge, and the monovalent anion selective exchange diaphragm 20 has a fixed electrostatic charge. An ion exchange diaphragm that selectively transmits monovalent anions with

도 4에서와 같이 탈염 전기투석장치(27)는 스케일 트러블(Scale trouble)을 억제하며, 염 농축 효율을 향상하면서 한계전류밀도(限界電流密度)를 크게 하여 처리효율이 향상되도록 1가 양이온선택교환격막(33)과 1가 음이온선택교환격막(32)을 양극(28)과 음극(29) 사이에 교호적(交互的)으로 일열로 다단(多段)으로 설치를 하고, 양단의 양극실(30)의 양극(28)과 음극실(31)의 음극(29)에 정류기(38)로부터 직류전류를 인가(印加)하면서 미네랄조성조정공정에서 미네랄밸런스가 조정된 해양 심층수는 미네랄조성조정수 이송펌프(26)에 의해서 탈염실(34)에 공급하여 염분(NaCl과 KCl의 1가 염)의 농도를 400∼800㎎/ℓ범위로 탈염처리를 하면서 일부는 미네랄조성조정조(24)로 반송하고, 탈염된 미네랄수(탈염수)는 전기전도율지시제어기(ECIS: Electric conductivity indicating switch)의 전기전도율이 6∼12㎳/㎝ 범위로 솔레노이드밸브(Solenoid valve; ⓢ)를 작동하여 미네랄수저장조(39)로 보내고, 염농축실(35)에는 염수저장조(36)의 염수를 염수이송펌프(37)에 의해서 순환하면 미네랄수 중의 Na+ 및 K+와 같은 1가 양이온은 전기적인 인력에 의해서 1가 양이온선택교환격막(33)을 투과하여 음극(28) 쪽의 염농축실(35)로 이동하고, Cl-이온은 1가 음이온선택교환격막(32)을 투과하여 양극(28) 쪽의 염농축실(35)로 이동하면서 염(NaCl, KCl)이 제거되면서 염수 저장조(36)의 보메도 비중이 10∼22°Be범위로 농축된 염수는 보메도 비중계 BIS(Baume indicating switch)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해서 소금 및 미네랄염제조공정으로 보낸다.As shown in FIG. 4, the desalination electrodialysis apparatus 27 suppresses scale troubles and improves salt concentration efficiency while increasing the limit current density to increase treatment efficiency so that monovalent cation selective exchange is possible. The diaphragm 33 and the monovalent anion selective exchange diaphragm 32 are alternately installed between the positive electrode 28 and the negative electrode 29 in a row in a multistage manner, and the positive electrode chambers 30 at both ends are provided. The deep seawater in which the mineral balance is adjusted in the mineral composition adjustment process is applied with a direct current from the rectifier 38 to the anode 28 of the anode 28 and the cathode 29 of the cathode chamber 31. 26) to the desalting chamber 34 to desalting the concentration of salts (monovalent salts of NaCl and KCl) in the range of 400 to 800 mg / l, while some were returned to the mineral composition adjusting tank 24 and desalting. Mineral water (demineralized water) is used in the electrical conductivity indicating switch (ECIS). Electric conductivity is sent to the mineral water storage tank (39) by operating a solenoid valve (Solenoid valve; 로) in the range of 6 ~ 12㎳ / ㎝, and salt water in the brine storage tank 36 to the salt concentration chamber (35) to the brine transfer pump ( 37), monovalent cations such as Na + and K + in mineral water pass through the monovalent cation selective exchange diaphragm 33 by electrical attraction to the salt concentration chamber 35 on the negative electrode 28 side. The Cl ions pass through the monovalent anion selective exchange diaphragm 32 and move to the salt concentration chamber 35 toward the anode 28 to remove salts (NaCl, KCl), thereby removing the salt from the brine reservoir 36. Concentrated brine concentrated in the range of 10-22 ° Be is sent to the salt and mineral salt manufacturing process by the operation of the solenoid valve (ⓢ) by the BOME (Baume indicating switch).

그리고 염수 저장조(36)의 수위가 떨어지면 음용수제조공정의 탈염수를 용수로 염수 저장조(36)에 설치된 수위 제어기(Level switch; LS)로 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 공급한다.When the water level of the brine storage tank 36 drops, the desalted water of the drinking water production process is operated by supplying a solenoid valve ⓢ to a level controller LS installed in the brine storage tank 36 as a water.

탈염 전기투석장치(27)는 처리성능을 높이기 위해서는 전류밀도(電流密度)를 한계전류밀도(限界電流密度) 이하의 범위에서 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하지만, 한계전류밀도는 염류농도에 비례해 확산층(散層層)의 두께에 반비례하므로, 확산층의 두께가 일정한 경우, 배수(排水)되는 미네랄수 중의 염 농도와 염수의 농도에 의해 좌우되므로, 본 발명에서는 1가 양이온선택교환격막(33)과 1가 음이온선택교환격막(32)을 양극(28)과 음극(29) 사이에 교대로 배열한 탈염실(34)과 염농축실(35)을 형성하는 탈염 전기투석장치(27)에 미네랄밸런스가 조정된 해양 심층수인 미넬랄조성조정수를 미네랄조성조정수 이송펌프(26)로 탈염실(34)에 보내어 탈염 후 일부는 순환하며, 염수는 염수이송펌프(37)에 의해 염농축실(35)로 보내어 순환함으로써 탈염 및 염농축효율을 향상하면서 염농축실(35)에서 스케일성분이 생성되지 않도록 염농축실(35)에 통수하는 염수를 다량으로 공급하면, 스케일 트러블을 방지할 수 있으며, 염농축실(35)에 염 농도가 높은 염수를 공급함으로써 전류의 액저항(液抵抗) 적어지므로 한계전류밀도를 높일 수 있으므로, 탈염전기투석장치(27)의 처리성능을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.The desalination electrodialysis apparatus 27 preferably increases the current density as much as possible within the range of the limit current density in order to increase the processing performance, but the limit current density is proportional to the salt concentration in the diffusion layer. Since it is inversely proportional to the thickness of (iii), when the thickness of the diffusion layer is constant, it depends on the concentration of salt in the mineral water to be drained and the concentration of brine, and according to the present invention, the monovalent cation selective exchange membrane 33 and Mineral balance in the desalination electrodialysis apparatus 27 which forms the desalination chamber 34 and the salt concentration chamber 35 which alternately arrange the monovalent anion selective exchange diaphragm 32 between the anode 28 and the cathode 29. Is sent to the desalination chamber (34) by the mineral composition adjustment water transfer pump (26), which is partially circulated after desalination, and the brine is concentrated by the brine transfer pump (37). Desalination and salt concentration by circulation By supplying a large amount of brine passing through the salt concentration chamber 35 so that the scale component is not produced in the salt concentration chamber 35 while improving the rate, scale trouble can be prevented, and the salt concentration in the salt concentration chamber 35 is increased. By supplying high salt water, the current resistance decreases, so that the limit current density can be increased, so that the processing performance of the desalination electrodialysis apparatus 27 can be improved.

탈염 전기투석장치(27)에서 한계전류밀도를 높게 하여 통전량(通電量)을 크게 함으로써 전기투석효율을 향상하면서 스케일 트러블을 억제하기 위해서는 탈염실(34)에 공급하는 유량은 막면선속도(膜面線速度)가 10~30 ㎝/초 범위가 되게 탈염된 미네랄수를 마네랄조성조정조(24)로 반송하며, 염농축실(35)에 공급하는 염수의 유량은 막면선속도가 1~3 cm/초 범위가 유지되도록 염수를 염수 저장조(36)로 반송한다.In order to improve electrodialysis efficiency and to suppress scale trouble by increasing the limit current density in the desalination electrodialysis apparatus 27 and increasing the amount of energization, the flow rate supplied to the desalination chamber 34 is the membrane surface velocity (膜). The demineralized mineral water is returned to the mineral composition adjusting tank 24 so that the surface water is in the range of 10 to 30 cm / sec, and the flow rate of the brine supplied to the salt concentration chamber 35 is 1 to 3 The brine is returned to the brine reservoir 36 to maintain the cm / sec range.

본 발명에서 사용하는 1가 양이온선택교환격막(33)은 2가 이상 다가(多價) 의 양이온투과는 억제하면서 1가 양이온만을 선택적으로 투과하는 교환 막으로, 폴리스티렌-디비닐 벤젠(Polystyrene-divinylbenzene)계의 주 사슬(主鎖: Main chain)에 부전하(負電荷) R-SO3 -를 고정하고 있는 부전하막(負荷電膜)에 측쇄(側鎖: side chain)과 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine) 또는 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine) 등의 그래프트 폴리머(Graft polymer)나 주 사슬이 폴리에틸렌이민 또는 폴리비닐 피리딘으로 된 측쇄가 폴리스티렌인 그래프트 폴리머로 합성된 이온교환막으로, 그래프트 폴리머의 주 사슬이 양이온 교환막의 주 사슬 또는 측쇄와 동일한 분자구조를 하고 있는 것이면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchlorde), 폴리스티렌(polystyrene) 등에 부전하 R-SO3 -를 고정한 양이온교환막으로 구성된 고분자와 동일한 분자구조를 가진 주 사슬 혹은 측쇄(側鎖)에 1가 양이온만 투과능(透過能)을 가지는 분자구조인 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine), 폴리비닐 아민(Polyethyleneamine) 또는 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine) 막과 같은 양이온선택교환막을 사용할 수 있으며, 특히, 폴리스티렌-디비닐벤젠계의 폴리스티렌-그래프트-에틸렌 이민이 가장 바람직하게 사용할 수 있다.The monovalent cation selective exchange diaphragm 33 used in the present invention is an exchange membrane that selectively permeates only monovalent cations while suppressing divalent or more multivalent cation permeation, and is a polystyrene-divinylbenzene. Side chains and polyethyleneimine in the negatively charged membrane, which holds the negatively charged R-SO 3 in the main chain of the Or an ion exchange membrane synthesized with a graft polymer such as polyvinylpyridine or a graft polymer whose main chain is polystyrene or a polystyrene pyridine side chain, wherein the main chain of the graft polymer is the main cation exchange membrane. Any structure having the same molecular structure as the chain or the side chain can be used without limitation. Preferably, polyethylene, polypropylene, polychloride The main chain or the side chain (側鎖) 1 is only cation permeable to the function (透過能) with the same molecular structure and a polymer consisting of a cation exchange membrane is fixed a-carbonyl (Polyvinylchlorde), polystyrene (polystyrene) or the like negatively charged R-SO 3 It is possible to use a cation selective exchange membrane such as polyvinylpyridine, polyvinylamine or polyethyleneimine membrane having a molecular structure, and in particular, polystyrene-graft-ethylene imine of polystyrene-divinylbenzene Most preferably.

그리고 1가 음이온선택교환격막(32)은 1가 양이온선택교환격막(33)과는 반대로 1가 음이온만 선택적으로 교환할 수 있는 막으로 정전하(正電荷) R-NH3 +를 폴리머사슬(Polymer chain)에 고정하고 있으며, 정전하를 막에 고정하고 있으므로 정하전막(正荷電膜)이라고도 하며, 이온교환기가 지방족탄화수소(脂肪族炭化水素)에 의 해서 가교(架橋)되고 있어 막표면부(膜表面部)에는 양이온교환기를 가지는 고분자물질의 박층(薄層)이 형성되고 있는 음이온교환격막으로, 교환기의 도입 모노머(Monomer; 單位體)에 지방족탄화수소로 가교와 동시에 4급화를 실시한 것이 좋으며, 양이온교환기를 가지는 고분자물질로서는 양이온교환기를 가지는 고분자전해질 및 선상고분자전해질(線高分子電解質)이나 양이온교환기를 가지는 불용성 고분자 등으로, 구체적으로는, 리그닌설폰산염(Ligninsulfonate)과 같은 설폰산염(Sulfonate), 고급 알코올인산에스테르와 같은 인산에스테르염 등에서 분자량 500 이상의 양이온교환기를 가지는 고분자 전해질, 메타크릴산(methacrylic acid), 스틸렌설폰산(Styrene sulfonic acid)과 같은 카르본산기(-COOH)나 설폰산기(-SO3H)를 가지는 단량체(單量體) 유닛(Unit)을 다수개(多數個) 포함한 선상고분자 전해질, 양이온교환기를 포함한 페놀류와 알데히드류를 축합(縮合)시킨 것과 같은 양이온교환기를 가지는 불용성 고분자 등의 1가 음이온을 선택적으로 교환하는 막을 사용한다.And 1 is selected, the anion exchange membrane 32 is a monovalent cation selected exchange membrane 33, as opposed to one that a film with an anion only be selectively exchanged by the electrostatic charge (正電荷) R-NH 3 + of the polymer chain ( It is also fixed to the polymer chain and fixed to the membrane, so it is also called static charge membrane, and the ion exchange group is crosslinked by aliphatic hydrocarbon, An anion exchange diaphragm in which a thin layer of a polymer material having a cation exchange group is formed on the surface, and it is preferable to perform cross-linking and quaternization simultaneously with aliphatic hydrocarbon to the monomer introduced into the exchange group. Examples of the polymer material having a cation exchange group include a polymer electrolyte having a cation exchange group, a linear polymer electrolyte, an insoluble polymer having a cation exchange group, and the like. Polyelectrolytes having a cation exchange group having a molecular weight of 500 or more in sulfonates such as linginsulfonate, phosphate ester salts such as higher alcohol phosphate esters, methacrylic acid, styrene sulfonic acid Linear polymer electrolyte containing a large number of monomer units having a carboxylic acid group (-COOH) or a sulfonic acid group (-SO 3 H), such as phenols and aldehydes including a cation exchange group. The membrane which selectively exchanges monovalent anions, such as an insoluble polymer which has a cation exchange group which condensed, is used.

탈염 전기투석장치(27)의 양극실(30)의 양극(28)은 내식성(耐蝕性) 재질이면서 수소 및 산소발생 과전압(過電壓)이 높은 DSA(Dimensionally stable anode)전극이나 백금도금 전극을 사용하여 음극실(31)를 통과한 용액을 주입하여 양극(28) 표면에서 염소 및 산소의 발생을 억제하도록 하며, 음극(29)은 수소발생과전압(水素發生過電壓)이 높은 랜니니켈(Ranney nickel)이나 스테인레스 스틸(Stainless steel) 강판을 사용하고, 음극실(19)에 가장 인접한 양이온교환막은 수소이온 난투 과성막(難透過性膜)이나 1가 음이온선택투과격막(32)을 이용하는 것에 의해서 음극(29) 표면에서의 수소이온의 발생량을 저감도록하여 전력효율의 향상과 악취발생이 저감토록 하는 것이 좋다.The anode 28 of the anode chamber 30 of the desalination electrodialysis apparatus 27 is made of a corrosion-resistant material and uses a DSA (Dimensionally stable anode) electrode or a platinum plated electrode having high hydrogen and oxygen generation overvoltage. Injecting the solution through the cathode chamber 31 to suppress the generation of chlorine and oxygen on the surface of the anode 28, the cathode 29 has a high hydrogen generation overvoltage (Ranney nickel) ) Or a stainless steel sheet, and the cation exchange membrane closest to the cathode chamber 19 is formed by using a hydrogen ion impermeable permeable membrane or a monovalent anion selective permeable membrane 32. (29) It is advisable to reduce the amount of hydrogen ions generated on the surface, thereby improving power efficiency and reducing odor.

그리고 염농축실(35)에서 스케일이 부착되어 처리효율을 저하할 때를 대비하여 정류기(38)에 극성전환장치(極性換置)를 설치하여 양극(28)과 음극(29)의 전원을 전환하여 부착된 스케일이 탈리(脫離) 되도록 한다.In addition, in the salt concentration chamber 35, a polarity switching device is installed in the rectifier 38 to switch the power of the positive electrode 28 and the negative electrode 29 in case the treatment efficiency is lowered. So that the attached scale is detached.

전극실의 전해질 용액은 음극실(31)로 공급하여 배출되는 전해질 용액을 양극실(30)에 공급하며, 음극실(31)에 공급하는 전해질 용액(음극실 용액)은 해수(해양 심층수 원수)를 이용할 수도 있으나, 3∼10wt%의 Na2SO4 수용액을 사용하는 것이 전극의 부식 및 양극(28)에서 염소(Cl2)가스의 발생을 억제할 수 있다. The electrolyte solution of the electrode chamber is supplied to the cathode chamber 31 to supply the electrolyte solution discharged to the cathode chamber 30, the electrolyte solution (cathode chamber solution) supplied to the cathode chamber 31 is sea water (deep sea water) It is also possible to use, but 3 to 10wt% Na 2 SO 4 Using an aqueous solution can suppress corrosion of the electrode and generation of chlorine (Cl 2 ) gas at the anode 28.

4. 황산이온제거공정4. Sulfate Ion Removal Process

전술한 탈염 전기투석장치(27)에서 1가 이온염(NaCl 및 KCl)이 탈염된 미네랄수가 미네랄수 저장조(39)에 이송되면 미네랄수 이송펌프(40)로 양이온교환막은 1가 및 2가 이상 다가(多價)의 양이온 모두를 투과하는 양이온 선택교환격막(47)을 사용하고, 음이온 교환막은 탈염 전기투석장치(27)에서와 같이 1가 음이온만을 선택적으로 투과하는 1가 음이온선택교환격막(46)을 양극(42)과 음극(43) 사이에 교호적으로 일열로 다단을 설치한 황산이온제거 전기투석장치(41)의 탈미네랄실(48)에 공급하면서, 탈황산이온미네랄수 저장조(50)의 탈황산이온미네랄수를 탈황산이온미네랄수 이송펌프(51)에 의해 미네랄 농축실(49)로 공급하여 탈황산이온미네랄 수 저장조(50)로 순환하면서 정류기(52)로부터 직류전류를 인가하면, 미네랄수 중 Ca2+와 잔류 Na+, K+와 같은 양이온 모두가 양이온선택교환막(47)을 통과하여 음극(43) 쪽의 미네랄 농축실(49)로 이동하며, 음이온은 1가 음이온선택교환격막(32)을 사용하였기 때문에 황산이온(SO4 2 -)과 같은 2가 이상의 다가 이온은 1가 음이온선택교환격막(46)을 통과하지 못하고 1가 음이온(Cl-)만 1가 음이온선택교환격막(46)을 통과하여 양극(42) 쪽의 미네랄 농축실(49)로 이동하면서 미네랄염은 농축되면서 미네랄수 중 황산이온은 제거하게 된다.In the above-described desalination electrodialysis apparatus 27, when the monovalent ion salts (NaCl and KCl) are demineralized and the mineral water is transferred to the mineral water storage tank 39, the cation exchange membrane is more than monovalent and bivalent to the mineral water transfer pump 40. A cation selective exchange diaphragm 47 is used, which permeates all of the polyvalent cations, and the anion exchange membrane is a monovalent anion selective exchange diaphragm that selectively permeates only monovalent anions as in the desalination electrodialysis apparatus 27 ( 46 is supplied to the demineralization chamber 48 of the sulfate-ion removing electrodialysis apparatus 41 in which a plurality of stages are alternately installed between the anode 42 and the cathode 43, and the desulfurized ion mineral water storage tank ( The desulfurization ion mineral water of 50) is supplied to the mineral concentration chamber 49 by the desulfurization ion mineral water transfer pump 51 and circulated to the desulfurization ion mineral water storage tank 50, thereby direct current is supplied from the rectifier 52. When applied, cations such as Ca 2+ and residual Na + , K + in mineral water All moves to the negative electrode 43 of mineral concentration chamber 49 on the side through the cation selected exchange membranes 47 and anion ion sulfuric acid because it first uses the selected anion exchange membrane (32) (SO 4 2 - ) The divalent or higher polyvalent ions such as do not pass through the monovalent anion selective exchange diaphragm 46, and only the monovalent anion (Cl ) passes through the monovalent anion selective exchange diaphragm 46 to concentrate the mineral on the anode 42 side. Moving to (49), the mineral salts are concentrated and the sulfate ions are removed from the mineral water.

NaCl을 탈염처리한 미네랄수 중에는 황산이온과 결합한 MgSO4, CaSO4와 같은 황산염이 존재하지만 양이온교환막(47)은 모든 양이온을 투과하는 양이교환막을 사용하고, 음이온교환막은 1가 음이온만을 선택적으로 투과하는 1가 음이온선택교환막(46)을 양극(42)과 음극(43) 사이에 교호적으로 일열로 다단을 설치한 이온교환막 전기투석장치에서는 황산이온은 음이온교환막을 투과하기 어렵기 때문에 탈미네랄실(48)에 남으므로, 미네랄 농축실(49)에서는 황산이온이 적기 때문에 칼슘 이온(Ca2+)은 여분(餘分)의 염소이온(Cl-)과 결합하여 염화칼슘(CaCl2)이 된다.In NaCl-desalted mineral water, sulfates such as MgSO 4 and CaSO 4 combined with sulfate ions are present, but the cation exchange membrane 47 uses a cation exchange membrane that permeates all cations, and the anion exchange membrane selectively contains only monovalent anions. In the ion exchange membrane electrodialysis apparatus in which the monovalent anion selective exchange membrane 46 that is permeate is alternately arranged in a row between the anode 42 and the cathode 43, sulfate ion is difficult to penetrate the anion exchange membrane. Since it remains in the chamber 48, since there are few sulfate ions in the mineral concentration chamber 49, calcium ions (Ca 2+ ) are combined with extra chlorine ions (Cl ) to form calcium chloride (CaCl 2 ).

이와 같이 함수의 조성이 변화하는 이유는, 이온교환막전기투석법에 의한 미네랄수의 농축은 1가 음이온선택교환막(46)을 SO4 2 -이온이 통과하기 어렵기 때문이며, 이와 같은 현상을 이온의 선택투과성(選透過性)이라고 한다.The reason why the composition of the water is changed is that the concentration of mineral water by ion exchange membrane electrodialysis is difficult for SO 4 2 - ions to pass through the monovalent anion selective exchange membrane 46. It is called selective permeability.

미네랄밸런스가 조정된 후 탈염된 미네랄수가 미네랄수 이송펌프(40)에 의해서 탈미네랄실(48)로 공급하여 미네랄수 저장조(39)로 반송하면서, 탈황산이온미네랄수 저장조(50)의 탈황산이온미네랄수를 탈황산이온미네랄수 이송펌프(51)로 미네랄 농축실(49)에 공급하여 탈황산이온미네랄수 저장조(50)로 순환하면서 정류기(52)로부터 직류전류를 인가하면 탈미네랄실(48)의 미네랄수 중의 모든 양이온은 전기적인 인력(引力)에 의해서 양이온선택교환격막(47)을 투과하여 음극(43) 쪽의 미네랄 농축실(49)로 이동하고, 음이온은 황산이온과 같은 2가 이상의 이온을 제외한 1가 음이온만 선택적으로 미네랄 농축실(49)로 이동하여 미네랄수 중 미네랄성분과 1가 음이온만 이동되어 전기전도율이 8∼20㎳/㎝로 떨어지면 전기전도율지시제어기(ECIS; Electric conductivity indicating switch)에 의해 솔레노이드 밸브(ⓢ)를 작동하여 황산이온함유수는 소금 및 미네랄염제조공정으로 보내고, 미네랄 농축실(49)로 미네랄이 분리농축되어 탈황산이온미네랄수 저장조(50)의 보매도비중이 10∼24°Be 범위로 농축되면 보메도비중지시제어기(BIS; Baume indicating switch)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 첨가제 혼합공정으로 보낸다.After the mineral balance is adjusted, the demineralized mineral water in the desulfurized ion mineral water storage tank 50 is supplied while the demineralized mineral water is supplied to the demineral chamber 48 by the mineral water transfer pump 40 and returned to the mineral water storage tank 39. The ion mineral water is supplied to the mineral concentration chamber 49 by the desulfurized ion mineral water transfer pump 51, and circulated to the desulfurized ion mineral water storage tank 50, and a direct current is applied from the rectifier 52. All cations in the mineral water of 48) penetrate through the cation selective exchange diaphragm 47 by electrical attractive force and move to the mineral concentration chamber 49 on the cathode 43 side. Only the monovalent anions excluding the above ions are selectively moved to the mineral concentration chamber 49, and only the mineral components and the monovalent anions in the mineral water are moved, so that the electrical conductivity drops to 8 to 20 kW / cm. Electric conductivity indi The solenoid valve (ⓢ) is operated by a cating switch to send sulfate-containing water to the salt and mineral salt manufacturing process, and minerals are separated and concentrated in the mineral concentration chamber (49) to store the desulfurized ion mineral water storage tank (50). When the selling weight is concentrated in the range of 10 to 24 ° Be, the solenoid valve (ⓢ) is operated by a Baume indicating switch (BIS) and sent to the additive mixing process.

그리고 탈황산이온미네랄수 저장조(50)의 수위가 떨어지면 탈염수를 용수로 탈황산이온미네랄수 저장조(50)에 설치된 수위 제어기(LS)로 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해 공급한다.And when the water level of the desulfurization ion mineral water storage tank 50 falls, demineralized water is supplied to the water level controller LS installed in the desulfurization ion mineral water storage tank 50 by the operation of the solenoid valve ⓢ.

상술한 황산이온제거 이온교환막전기투석장치(41)의 경우는 수중의 Na+, K+, Ca2 +, Mg2 + 등의 모든 양이온은 양이온교환막을 통과하며, Cl-, Br-, SO4 2 - 등의 음이 온은 황산이온(SO4 2-)을 제외한 1가 음이온만 선택적으로 교환 막을 사용함으로써 이온의 크기가 큰 황산이온(SO4 2-)은 통과하기 어렵기 때문에 황산이온 농도는 낮게 되어 남은 Ca2 +이온은 염화물이온(Cl-)과 다음 ⑨식과 같은 복분해(複分解; double decomposition)반응이 일어나 염화칼슘(CaCl2)이 생성된다.In the case of the above-described sulfate ion removing ion exchange membrane electrodialysis apparatus 41, all cations such as Na + , K + , Ca 2 + , Mg 2 + in water pass through the cation exchange membrane, and Cl , Br , SO 4 2 - is on the negative sulfate ion (SO 4 2-), except the monovalent anion-selective ion but a large amount of sulfate ions by using the base film, such as exchange (SO 4 2-) ion is sulfate because it is difficult to pass through concentration is low, the remaining Ca 2 + ion is a chloride ion (Cl -) and the following formula ⑨ metathesis like; wake up the (複分解double decomposition) reaction of calcium chloride (CaCl 2) is generated.

CaSO4 + MgCl2 → CaCl2 + MgSO4 ………………………………⑨CaSO 4 + MgCl 2 → CaCl 2 + MgSO 4 ... … … … … … … … … … … … ⑨

황산이온제거공정의 전기투석장치(41)의 양극(42)도 내식성(耐蝕性) 재질이면서 수소 및 산소발생 과전압(過電壓)이 높은 DSA(Dimensionally stable anode)전극이나 백금도금 전극을 사용하며, 양극실 용액은 음극실(45)를 통과한 용액을 주입하여 양극(42) 표면에서 염소 및 산소의 발생을 억제하도록 하며, 음극(43)은 수소발생과전압(水素發生過電壓)이 높은 랜니니켈(Ranney nickel)이나 스테인레스 스틸(Stainless steel) 강판을 사용하고, 음극실(45)에 가장 인접한 양이온교환격막은 수소이온 난투과성막(難透過性膜)이나 1가 음이온투과격막을 이용하는 것에 의해서 음극(43) 표면에서의 수소이온(H+)의 발생량을 저감도록하여 전력효율의 향상과 악취발생이 저감토록 한다.The anode 42 of the electrodialysis device 41 of the sulfate ion removing process also uses a corrosion-resistant material and a DSA (Dimensionally stable anode) or platinum-plated electrode having high hydrogen and oxygen generation overvoltage. The anode chamber solution injects the solution that has passed through the cathode chamber 45 to suppress the generation of chlorine and oxygen on the surface of the anode 42, and the cathode 43 has a high nickel production high-nickel nickel. (Cannery nickel) or stainless steel (Stainless steel) steel plate, and the cation exchange diaphragm closest to the cathode chamber 45 is a cathode (by using a hydrogen ion impermeable membrane or a monovalent anion permeable membrane). 43) Reduce the generation of hydrogen ions (H + ) on the surface to improve power efficiency and reduce odor.

그리고 미네랄농축실(49)에서 스케일 생성에 의해서 처리효율을 저하할 때를 대비하여 정류기(52)에 극성전환장치(極性換置)를 설치하여 부착된 스케일을 탈리(脫離) 시키도록 한다.In addition, in the mineral concentration chamber 49, a polarity switching device is installed in the rectifier 52 in order to reduce the processing efficiency by generating scale so that the attached scale is detached.

전극실의 전해질 용액은 음극실(45)로 공급하여 배출되는 전해질 용액을 양극실(44)에 공급하며, 음극실(45)에 공급하는 전해질 용액(음극실 용액)은 해양 심층수 원수를 이용할 수 있으나, 3∼10wt%의 Na2SO4 수용액을 사용하는 것이 전극의 부식 및 양극(42)에서 염소(Cl2)가스의 발생을 억제할 수 있다. The electrolyte solution of the electrode chamber supplies the electrolyte solution discharged from the cathode chamber 45 to the cathode chamber 44, and the electrolyte solution (cathode chamber solution) supplied to the cathode chamber 45 may use deep sea water. 3-10 wt% Na 2 SO 4 Using an aqueous solution can suppress corrosion of the electrode and generation of chlorine (Cl 2 ) gas at the anode 42.

황산이온제거 전기투석장치(41)도 처리성능을 높이기 위해서는 전류밀도(電流密度)를 한계전류밀도(限界電流密度) 이하의 범위에서 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하지만, 한계전류밀도는 염류농도에 비례해 확산층의 두께에 반비례하므로, 확산층의 두께가 일정한 경우, 배수되는 황산이온함유수 중의 염류 농도와 탈황산농축미네랄수의 염류 농도에 의해 좌우되므로, 본 발명에서는 양이온선택교환격막(47)과 1가 음이온선택교환격막(46)을 양극(42)과 음극(43) 사이에 교대로 배열한 탈미네랄실(48)과 미네랄농축실(49)을 형성하는 전기투석장치(41)에 미네랄수는 미네랄수 이송펌프(40)로 탈미네랄실(48)에 보내어 탈미네랄 후 일부는 순환하며, 탈황산이온농축미네랄수는 탈황산이온미네랄수 이송펌프(51)에 의해 미네랄농축실(49)로 보내어 순환함으로써 미네랄농축효율을 향상하면서 미네랄농축실(49)에서 스케일성분이 생성되지 않도록 미네랄농축실(49)에 통수하는 탈황산이온농축미네랄수를 다량으로 공급하면, 스케일 트러블을 방지할 수 있으며, 미네랄농축실(49)에 미네랄염 농도가 높은 탈황산이온미네랄수를 공급함으로써 전류의 액저항(液抵抗) 적어지므로 한계전류밀도를 높일 수 있으므로, 황산이온제거 전기투석 장치(41)의 처리성능을 향상시킬 수 있다.Sulfate ion removal electrodialysis device (41) is also preferred to increase the current density as high as possible within the range of the limit current density to increase the processing performance, but the limit current density is proportional to the salt concentration. Since the thickness of the diffusion layer is inversely proportional to the thickness of the diffusion layer, the concentration of the diffusion layer depends on the salt concentration in the sulfate-containing water to be drained and the salt concentration of the desulfurized concentrated mineral water. The number of minerals in the electrodialysis apparatus 41 which forms the demineralization chamber 48 and the mineral concentration chamber 49 which arranged the anion selective exchange diaphragm 46 alternately between the anode 42 and the cathode 43 Partial circulation after demineralization is sent to the demineralization chamber 48 by the mineral water transfer pump 40, and desulfurization ion concentrated mineral water is transferred to the mineral concentration chamber 49 by the desulfurization ion mineral water transfer pump 51. By sending By supplying a large amount of desulfurized ion concentrated mineral water passing through the mineral concentration chamber 49 to prevent the scale component from being generated in the mineral concentration chamber 49 while improving the mineral concentration efficiency, it is possible to prevent scale troubles. By supplying the desulfurized ion mineral water with high mineral salt concentration to the chamber 49, the liquid resistance of the current is reduced, so that the limit current density can be increased, thereby improving the processing performance of the electrosulfate removing electrolysis device 41. You can.

그리고 황산이온제거 전기투석장치(41)에서 한계전류밀도를 높게 하여 통전량(通電量)을 크게 함으로써 전기투석효율을 향상하면서 스케일 트러블을 억제하기 위해서는 탈미네랄실(48)에 공급하는 유량은 막면선속도(膜面線速度)가 10~30 ㎝/초 범위로 미네랄수를 미네랄수 저장조(39)로 반송하며, 미네랄 농축실(49)에 공급하는 탈황산이온미네랄수의 유량은 막면선속도가 1~3 cm/초 범위가 유지되도록 탈황산이온 미네랄수 저장조(50)로 반송한다.In order to improve electrodialysis efficiency and to suppress scale trouble by increasing the limit current density in the sulfate elimination electrodialysis apparatus 41, the flow rate supplied to the demineralization chamber 48 is increased. The mineral water is returned to the mineral water storage tank 39 at a plane linear velocity in the range of 10 to 30 cm / sec, and the flow rate of the desulfurized ion mineral water supplied to the mineral concentration chamber 49 is the membrane surface velocity. It is returned to the desulfurized ion mineral water storage tank 50 so that 1 to 3 cm / sec range is maintained.

본 발명에서 사용하는 양이온선택교환격막(47)은 폴리스티렌-디비닐 벤젠(Polystyrene-divinylbenzene)계의 주사슬(主鎖; Main chain)에 부전하(負電荷) R-SO3 -를 고정하고 있는 부전하막(負荷電膜)인 모든 양이온을 투과할 수 있는 막을 사용하고, 1가 음이온선택교환격막(46)은 상술한 탈염공정의 탈염 전기투석장치(27)의 1가 음이온선택교환격막(20)과 동일한 것을 사용한다.The cation selective exchange diaphragm 47 used in the present invention fixes the negatively charged R-SO 3 to the main chain of the polystyrene-divinylbenzene system. A monovalent anion selective exchange diaphragm 46 is used, and the monovalent anion selective exchange diaphragm 46 is a monovalent anion selective exchange diaphragm 20 of the desalination electrodialysis apparatus 27 of the above-described desalination step. Use the same as).

그리고 여기서 생산되는 액상상태의 탈황산이온미네랄수는 식품이나 동물 및 어류의 사료에 미네랄 첨가제로도 사용하며, 액상상태의 탈황산이온미네랄수를 증발농축하여 고상으로 제조하여 식품이나 동물 및 어류의 사료에 미네랄 첨가제로도 사용할 수 있다.The liquid desulfurized ion mineral water produced here is also used as a mineral additive in food, animal and fish feed, and the liquid desulfurized ion mineral water is produced by evaporating and concentrating the liquid desulfurized ion mineral water in the solid state of food, animal and fish. It can also be used as a mineral additive in feed.

5. 첨가제 혼합공정5. Additive Mixing Process

무기물(無機物) 상태의 미네랄염은 섭취를 하였을 흡수효율이 낮기 때문에 유기착화합물을 생성할 수 있으면서 인체에 무해한 트레할로스(Trehalose, α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyanoside)와 아스코르브산(Ascorbic acid), 젖산 (Lactic acid)과 같은 유기물첨가제를 공급하여 유기미네랄염인 미네랄조정제를 제조한다.Mineral salts in the inorganic state have low absorption efficiency when ingested, and can produce organic complex compounds, which are harmless to trehalose (α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyanoside), ascorbic acid, Organic mineral additives, such as lactic acid, are supplied to prepare mineral mineral regulators.

미네랄수 중 황산이온(SO4 2-)이 제거된 미네랄수는 첨가제 혼합공정의 첨가제 혼합조에 유입되면 트레할로스(Trehalose)를 미네랄수 중의 총미네랄함량에 0.3∼5wt%범위로 주입하고, 젖산(Lactic acid), 아스코르브산(Ascorbic acid), 글루콘산(Gluconic acid) 중에서 단독 또는 2종류 이상 혼합한 5∼20wt%의 수용액을 첨가제 혼합조교반기로 0.5∼2시간동안 교반하면서 pH가 4.5∼5.5의 범위로 첨가하여 유기미네랄염인 미네랄조정제를 제조한다.Mineral water from which sulfate ions (SO 4 2- ) have been removed from mineral water is injected into the additive mixing tank of the additive mixing process, and trehalose is injected into the total mineral content in the mineral water in the range of 0.3 to 5 wt%, and lactic acid (Lactic) acid), ascorbic acid, gluconic acid (gluconic acid) in the pH range of 4.5 to 5.5 while stirring alone or mixed two or more types of 5 to 20wt% aqueous solution with an additive mixing stirrer for 0.5 to 2 hours It is added to prepare a mineral regulator which is an organic mineral salt.

예를 들어 칼슘미네랄의 경우 젖산과 반응은 다음 ⑩의 반응식과 같이 반응하여 유기미네랄염인 젖산칼슘이 생성된다For example, in the case of calcium mineral, the reaction with lactic acid reacts as shown in the following reaction formula to produce calcium lactate, an organic mineral salt.

Ca2 + + 2CH2CHOHCOOH →Ca(CH3CHOHCOO)2 + 2H+ ……………………⑩ Ca 2 + + 2CH 2 CHOHCOOH → Ca (CH 3 CHOHCOO) 2 + 2H + ... … … … … … … … ⑩

교반방법은 프로펠러 교반기로 교반시간(체류시간)을 0.5∼2시간, 회전속도를 180∼360RPM으로 교반하며, 재질은 내염성 재질인 SUS-316L, 티타늄, 브론즈(Bronze) 합금 중에서 한 종류를 사용한다. In the stirring method, the stirring time (retention time) is 0.5-2 hours and the rotation speed is 180-360 RPM with a propeller stirrer, and the material is one of flame resistant materials SUS-316L, titanium, and bronze alloys. .

여기서 제조된 액상상태의 유기미네랄염은 식품이나 동물 및 어류의 사료에 미네랄 첨가제로도 사용하거나, 액상상태의 유기미네랄염은 증발농축하여 고상으로 제조하여 식품이나 동물 및 어류의 사료에 미네랄 첨가제로도 사용할 수 있다.The liquid organic mineral salts prepared here are also used as mineral additives in food, animal and fish feeds, or the liquid organic mineral salts are evaporated and concentrated to produce solids as mineral additives in food, animal and fish feeds. Can also be used.

Ⅳ. 최종음료수 생산단계Ⅳ. Final beverage production stage

1. 미네랄혼합 및 중화처리공정1. Mineral mixing and neutralization process

미네랄혼합및 중화처리공정에서는 2차 역삼투여과공정에서 붕소화합물이 제거된 탈붕소수가 유입되면 산(HCl, 중화제)을 가하여 pH를 6∼8의 범위로 중화처리를 하면서, 전처리 여과된 해양 심층수에 황산칼슘(CaSO4)을 Ca/Mg의 중량비를 2∼6 범위로 미네랄밸런스를 조정한 다음, 염분(NaCl)과 황산이온(SO4 2 -)을 제거한 미네랄수에 트레할로스와 아스코르브산, 젖산, 글루콘산 중에서 단독 또는 2종류 이상 혼합한 유기물첨가제 5∼20wt%의 수용액을 공급하여 유기미네랄염의 상태로 제조한 미네랄조정제를 공급하여 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch, 電氣傳導度計)의 전기전도율조정에 의해서 경도를 50∼300㎎/ℓ 범위로 조정한다. In the mineral mixing and neutralization process, when deboron water from which the boron compound has been removed is introduced in the second reverse osmosis process, acid (HCl, neutralizing agent) is added to neutralize the pH to a range of 6-8, a calcium sulfate (CaSO 4) to adjust the mineral balance in the range 2 to 6. the weight ratio of Ca / Mg and then, salt (NaCl) and sulfate ions (SO 4 2 -) the removal of trehalose and ascorbic acid, lactic acid in the mineral, Supplying a mineral regulator prepared in the form of an organic mineral salt by supplying an aqueous solution of 5-20 wt% of an organic additive, alone or mixed in two or more kinds of gluconic acid, to supply electricity to an electric conductivity indicating switch. The hardness is adjusted in the range of 50 to 300 mg / L by the conductivity adjustment.

그리고 황산이온제거공정에서 황산이온을 제거한 탈황산미네랄수에 트레할로스와 아스코르브산, 젖산, 글루콘산과 같은 유기물첨가제를 첨가한 미네랄조정제 대신 탈황산이온미네랄수를 직접 미네랄혼합 및 중화처리공정의 미네랄조정제로 사용할 수도 있다.In the sulfuric acid ion removal process, desulfurized ionized mineral water is directly mixed with minerals in desulfurized mineral water from which sulfate is removed, and mineral additives such as trehalose, ascorbic acid, lactic acid, and gluconic acid are added. You can also use zero.

다시 말해서 탈황산미네랄수에 트레할로스와 아스코르브산, 젖산과 같은 유기물첨가제를 첨가하지 않고, 탈황산미네랄수를 그대로 미네랄혼합 및 중화처리공정의 미네랄조정제로 사용할 수도 있다.In other words, desulfurized mineral water can be used as a mineral modifier in the mineral mixing and neutralization process without adding organic additives such as trehalose, ascorbic acid and lactic acid to desulfurized mineral water.

미네랄혼합 및 중화처리공정의 반응조 용량은 체류시간을 20∼30분이 되게 하고, 180∼360RPM(회전속도)의 프로펠러 교반기로 교반한다.The reaction tank capacity of the mineral mixing and neutralization process is set to have a residence time of 20 to 30 minutes, and is stirred with a propeller stirrer of 180 to 360 RPM (rotational speed).

[실시 예4]Example 4

실시 예3의 2차 역삼투여과공정에서 최종적으로 붕소화합물을 음료수 수질기준치 이하로 처리한 여과수(탈붕소수)를 10wt%의 염산(HCl)수용액을 가하여 pH를 7.3으로 중화처리하면서, Ca/Mg의 중량비를 3의 비율로 제조된 미네랄조정제를 전기전도율지시제어기(ECIS)로 전기전도율을 250∼260㎲/㎝ 범위로 조정하면서 주입 한 결과 수질 분석치는 다음 표4의 내용과 같다.In the second reverse osmosis filtration process of Example 3, Ca / Mg was neutralized by adding 10wt% aqueous hydrochloric acid (HCl) solution to the filtered water (deboronized water) in which the boron compound was finally treated to the beverage water quality level or lower. The water quality analysis results of the mineral modifier prepared at the ratio of 3 to 3 were adjusted with the conductivity indicator controller (ECIS) in the range of 250∼260㎲ / ㎝.

표4 2차 역삼투여과의 여과수(탈붕소수)에 미네랄조정제를 주입한 결과 Table 4 Result of mineral regulator injected into the filtered water (deboron water) of the second reverse osmosis filtration

수질의 분석치                      Water quality analysis value

항 목    Item 2차 역삼투여과막 여과수 Second Reverse Osmosis Membrane Filtrate 미네랄혼합 및 중화처리수  Mineral mixed and neutralized water 비 고 (먹는 물 기준치)    Remarks (water consumption standard) pH         pH 8.2       8.2 7.3      7.3 5.8∼8.5   5.8 to 8.5 전기전도율 (㎲/㎝)   Conductivity (㎲ / ㎝) 210         210 255        255 17O-NMR(㎐) 17 O-NMR (㎐) 53         53 53        53 산화환원전위 값 (㎷) Redox potential value (㎷) 62          62 60         60 경도(㎎/ℓ) Hardness (mg / ℓ) 14.8         14.8 210.7       210.7 300이하   300 or less Na+(㎎/ℓ) Na + (mg / l) 28.96         28.96 32.62        32.62 200이하(WHO가준) 200 or less (according to WHO) Cl-(㎎/ℓ) Cl- (mg / L) 50.82         50.82 57.24        57.24 250이하  250 or less Ca2 +(㎎/ℓ) Ca 2 + (㎎ / ℓ) 0.86           0.86 42.30        42.30 Mg2 +(㎎/ℓ) Mg 2 + (㎎ / ℓ) 3.08          3.08 16.90        16.90 K+(㎎/ℓ) K + (mg / l) 0.98          0.98 1.10        1.10 SiO2 (㎎/ℓ) SiO 2 (mg / L) 0.25          0.25 2.26        2.26 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2- (mg / L) 3.32          3.32 5.20        5.20 200이하  Less than 200 B (㎎/ℓ) B (mg / l) 0.12          0.12 0.13        0.13 0.3이하  0.3 or less

표 4의 내용의 처리결과를 검토하면 전술한 식⑥의 좋은 물맛의 지수(OI) = (Ca + K + SiO2) / (Mg + SO4 2 -) 의 값은 (42.30 + 1.10 + 2.26)/(16.90 + 5.20) = 2.04로, 좋은 물맛의 지수의 기준치 2.0 이상 되며, 식⑦의 건강의 지수(KI) = Ca- 0.87Na = 42.30 -0.87×32.62 = 13.92로, 기준치 5.2 이상으로 미네랄밸런스가 적절하게 조정되었으며, 또한 산화환원전위값도 60㎐로 적절하게 처리되었으며, 그리고 핵자기공명의 반치폭의 17O-NMR 값도 53㎐로 물 분자가 소집단화되었기 때문에 양질의 음료수를 생산할 수 있는 것으로 판명되었다. Reviewing the results of processing of the information in Table 4 Index of good mulmat of the aforementioned formula ⑥ (OI) = (Ca + K + SiO 2) / (Mg + SO 4 2 -), the value of is (42.30 + 1.10 + 2.26) /(16.90 + 5.20) = 2.04, which is greater than or equal to 2.0 the standard of good water index, and the index of health (KI) = Ca- 0.87Na = 42.30 -0.87 × 32.62 = 13.92, which is greater than the standard 5.2. Has been properly adjusted, the redox potential has been properly treated to 60㎐, and the 17 O-NMR value of the half width of the nuclear magnetic resonance is 53㎐, so that the water molecules are small grouped to produce high quality beverages. It turned out to be.

그리고 붕소(B)의 농도도 음료수 기준치 0.3㎎/ℓ이하인 0.13㎎/ℓ까지 처리되었다. In addition, the concentration of boron (B) was also treated to 0.13 mg / L, which is 0.3 mg / L or less of drinking water standard value.

2. 살균, 용기충전, 포장 및 검사공정2. Sterilization, container filling, packaging and inspection process

상술한 미네랄혼합 및 중화처리를 한 것을 살균공정으로 보내어 120∼135℃에서 0.5∼10분간 고온살균처리를 하거나 자외선 살균처리를 한 음료수는 용기충전공정으로 보내어 용기(캔이나 플라스틱병)에 충전한 다음, 검사 후 포장하여 음료수로 출하한다.The above-mentioned mineral mixture and neutralization treatment are sent to the sterilization process, and the beverage sterilized by high temperature sterilization or UV sterilization at 120-135 ° C. for 0.5 to 10 minutes is sent to the container filling process to fill the container (can or plastic bottle). Next, it is packaged after inspection and shipped as a beverage.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 해양 심층수는 무한한 양이 있으면서 청정성(淸淨性)과 인체에 유용한 다양한 미네랄이 함유되어 있으면서 긴 세월 동안 고 수압에 의해서 숙성되어 있는 특성이 있기 때문에 염분과 붕소를 음료수 기준치 이내로 처리한 후 Ca/Mg의 중량비를 2∼4의 범위로 조정한 미네랄밸런스 조정제를 혼합한 음료수는 널리 보급되는 효과가 있을 것으로 기대된다.As described above, according to the present invention, since the deep ocean water has an infinite amount and contains various minerals useful for cleanliness and human body, the salt and boron are matured by high water pressure for many years. Drinking water mixed with a mineral balance modifier with the Ca / Mg weight ratio adjusted to a range of 2 to 4 after treatment within the drinking water standard value is expected to have a wide spreading effect.

Claims (5)

수심 200m이하의 해양 심층수를 Deep ocean water below 200m Ⅰ. 전처리단계I. Pretreatment stage 1. 취수 및 가온처리공정1. Intake and heating process 선상(船上)에서 해저 200m이하에 배관을 내려 취수하던가, 해저 수심 200m이하까지 배관을 설치하여 펌프(Pump)로 취수하던가, 해저 수심 200m이하까지 배관을 설치하여 취수정을 해수면 이하로 설치하여 사이펀(siphon) 원리에 의해서 취수한 해양 심층수를 20∼30℃로 가온처리를 한다.Piping down the pipe below 200m from the ship's bottom, or installing the pipe up to 200m below the seabed, or using a pump, or installing the pipe up to 200m below the seabed to install the water well below the sea level. The deep sea water taken in accordance with the siphon principle is heated to 20 to 30 ° C. 2. 물 분자 집단의 소집단화공정2. Small grouping process of water molecule population 가온처리된 해양 심층수를 물 분자의 집단을 소집단화처리공정의 전자처리수조(1)에 주입하고, 정전압발생장치(7)로부터 고압의 교류 정전압을 전극(2)에 3,000∼5,000Volt(전계강도 0.3∼15KV/m)의 전압과 0.4∼1.6μA의 전류를 인가하여 전극(2)을 중심으로 +와 -의 정전장(靜電場)을 교대로 반복해서 물 분자에 4∼10시간 동안 인가(印加)하면서 중간처리수저장조(8)로 보내어 자화기공급펌프(9)로 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器; 10)의 도전관에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5V 범위의 교류 또는 직류의 저전압(低電壓)을 인가하여 자화처리를 한 후에 일부는 전자처리수조(1)로 반송하면서 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance, NMR)의 17O-NMR의 반치폭(半値幅)이 48∼60㎐ 범위의 소집단수(小集團 水; microclustered water)가 생산되면 소집단수 저장조(11)로 보내었다가 소집단수 이송펌프(12)에 의해 전처리여과공정으로 보낸다.The warmed deep sea water is injected into the electronic treatment tank 1 of the group of water molecules in a small grouping process, and a high-voltage AC constant voltage is applied to the electrode 2 from the constant voltage generator 7 to 3,000 to 5,000 Volts (field strength). A voltage of 0.3-15 KV / m and a current of 0.4-1.6 μA are applied to the water molecules alternately and repeatedly applied to the water molecules for 4-10 hours (+/-). AC in the range of 0.5-5V to the coil wound on the conductive tube of the constant voltage conductive tube magnetizer 10 by sending it to the intermediate treatment water storage tank 8 while printing. Alternatively, after the magnetization treatment is applied by applying a low voltage of DC, a half width of 17 O-NMR of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is returned to the electronic treatment tank 1. Iv) when microclustered water is produced in the range of 48 to 60㎐, it is sent to the small group reservoir (11). The small group feed pump 12 is sent to a pretreatment filtration process. 3. 전처리여과공정3. Pretreatment Filtration Process 전처리여과공정은 모래여과(Sand filter), 정밀여과(Micro filter ), 한외여과(限外濾過; Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 FI(Fouling index)값이 2∼4 범위로 처리한다.The pretreatment filtration process uses sand filter, micro filter, ultra filtration alone or a combination of two or more to filter the FI (Fouling index). Treat it as a range. Ⅱ. 염분 및 미네랄제거단계II. Salt and Mineral Removal Steps 1. 나노여과공정1. Nanofiltration Process 전처리여과공정에서 수중의 부유고형물질을 제거한 해양 심층수는 나노여과공정으로 보내어 운전압력을 15∼20기압(atm)으로 하여 2가 이상의 미네랄성분의 일부와 2가 음이온인 황산이온(SO4 2-)을 제거한 탈황산이온염수를 역삼투여과공정으로 보내고, 황산이온함유미네랄수는 증발농축공정으로 보내어 미네랄 조정제(調整劑)의 제조에 사용한다.The deep sea water from which suspended solids are removed from the pre-filtration process is sent to the nano-filtration process, and the operating pressure is 15 to 20 atm, and a portion of the divalent or higher mineral component and sulfate ion (SO 4 2-) The desulfurized ions brine having been removed) is sent to the reverse osmosis filtration process, and the sulfuric acid ion-containing mineral water is sent to the evaporation concentration process for use in the preparation of mineral regulators. 2. 1차 역삼투여과공정2. First Reverse Osmosis Filtration Process 1차 나노여과공정에서 여과된 탈황산이온염수가 1차 역삼투여과공정에 공급되면, 운전압력을 50∼60기압(atm)으로 여과 막에 공급하여 염수는 증발농축공정과 소금 및 미네랄제조공정으로 보내고, 염분이 탈염(脫鹽)된 탈염수는 pH조정공정으로 보낸다.When desulfurized ions brine filtered in the first nanofiltration process is supplied to the first reverse osmosis filtration process, the operating pressure is supplied to the filtration membrane at 50 to 60 atmospheres (atm), and the brine is evaporated and concentrated in the salt and mineral manufacturing process. The desalted water in which the salt is desalted is sent to the pH adjusting process. 3. pH조정공정3. pH adjustment process pH조정공정에서는 알칼리(Alkali)제로 NaOH, NaHCO3, Na2CO3 중 한 종류를 공급하여 pH를 9∼11의 범위로 조정하여 수중의 붕산성분을 폴리 붕산으로 처리하여 2차 역삼투여과공정으로 보낸다.In the pH adjustment process, one of NaOH, NaHCO 3 and Na 2 CO 3 is supplied as an alkali agent to adjust the pH to a range of 9 to 11, and the boric acid component in the water is treated with polyboric acid for the second reverse osmosis filtration process. send. 4. 2차 역삼투여과공정4. Second Reverse Osmosis Filtration Process pH조정공정에서 pH를 9∼11로 조정하여 2차 역삼투여과공정에 공급되면, 운전압력은 10∼20기압(atm)으로 여과막에 공급하여 붕소농도를 음료수 기준치인 0.3㎎/ℓ이하로 여과된 탈붕소수는 미네랄혼합 및 중화처리공정으로 보낸다.When the pH is adjusted to 9-11 in the pH adjustment process and supplied to the second reverse osmosis filtration process, the operating pressure is supplied to the filtration membrane at 10-20 atm, and the boron concentration is filtered below the drinking water standard of 0.3 mg / l. Deboron water is sent to the mineral mixing and neutralization process. Ⅲ. 미네랄조정제 제조단계III. Mineral modifier manufacturing stage 1. 황산이온함유미네랄수의 증발농축공정1. Evaporative Concentration Process of Mineral Water Containing Sulfate Ion 나노여과공정에서 여과되지 않은 황산이온함유미네랄수와 1차 역삼투여과공정의 염수 일부가 증발농축공정의 황산이온함유미네랄수 저장조(13)에 유입되면 황산이온함유미네랄수 이송펌프(14)에 의해서 탈수여액 및 익류수 이송펌프(23)에 의해서 반송되는 농축미네랄수와 함께 증발탑(17) 상부의 분무노즐(18)을 통해 분무하면서 배기 팬 (19)에 의해서 대기 중의 건조공기가 증발탑(17) 하부로부터 흡입되어 황산이온함유미네랄수와 향류접촉(向流接觸)하면서 황산이온함유미네랄수 중의 수분이 증발된 후 석출조(15)로 떨어져 상부로 익류하는 익류수는 탈수여액 및 익류수저장조(22)로 보내어 증발탑(17) 상부로 반송하면서 보메도 비중이 24∼26° Be까지 농축하여 석출하는 황산칼슘(CaSO4)은 석출조(15) 하부로 침전되면 석출조 레이크(16)에 의해서 석출조(15) 하부중앙의 콘(Cone) 부분으로 모이면 석출황산칼슘이송스쿠루컨베이어(20)에 의해서 탈수기(21)에 공급하여 탈수여액은 탈수여액 및 익류수 저장조(22)로 보내고, 탈수처리된 황산칼슘은 미네랄조정공정의 미네랄조정조(24)로 보낸다.In the nanofiltration process, unfiltered sulfuric acid-containing mineral water and part of the brine of the first reverse osmosis filtration process are introduced into the sulfate-ion-containing mineral water storage tank (13) of the evaporative concentration process by the sulfate-ion-containing mineral water transfer pump (14). Dry air in the air is discharged from the air by the exhaust fan 19 while spraying through the spray nozzle 18 on the top of the evaporation tower 17 together with the concentrated mineral water conveyed by the dehydration filtrate and the feed water transfer pump 23. 17) The water which is sucked from the lower part and flows in countercurrent contact with the sulfuric acid ion-containing mineral water and evaporates the water in the sulfuric acid ion-containing mineral water. Calcium sulfate (CaSO 4 ), which is concentrated and deposited to 24 to 26 ° Be, while being sent to the storage tank 22 and returned to the upper part of the evaporation tower 17, precipitates under the precipitation tank 15, and precipitates the lake 16 Precipitation tank () 15) When the bottom portion of the condensate (Cone) is collected, the precipitated calcium sulfate is transferred to the dehydrator 21 by the transport conveyor conveyor 20, and the dehydration filtrate is sent to the dehydration filtrate and the poultry water storage tank 22, and the dehydration treatment is performed. Calcium sulfate is sent to the mineral adjustment tank 24 of the mineral adjustment process. 2. 미네랄조성조정공정2. Mineral composition adjustment process 해양 심층수를 미네랄조성조정조(24)에 주입하고, 황산칼슘(CaSO4)을 Ca/Mg의 중량비가 2∼4의 범위로 주입하여 프로펠러(Propeller) 형의 미네랄조성조정조 교반기(25)로 회전속도가 180∼360RPM으로 30∼40분간 교반하여 황산칼슘을 용해하여 미네랄밸런스를 조정한 다음, 미네랄조성조정수 이송펌프(26)에 의해서 탈염공정의 탈염실(34)로 보낸다. The deep sea water is injected into the mineral composition adjusting tank 24, and calcium sulfate (CaSO 4 ) is injected into the weight ratio of Ca / Mg in the range of 2 to 4, and the rotational speed of the mineral composition adjusting tank stirrer 25 of the propeller type is supplied. Is stirred at 180 to 360 RPM for 30 to 40 minutes to dissolve the calcium sulfate to adjust the mineral balance, and then sent to the desalination chamber 34 of the desalination process by the mineral composition adjusting water transfer pump 26. 3. 탈염공정3. Desalination Process 탈염 전기투석장치(27)는 1가 양이온선택교환격막(33)과 1가 음이온선택교환격막(32)을 양극(28)과 음극(29) 사이에 교호적(交互的)으로 일열로 다단(多段)으로 설치를 하고, 양단의 양극실(30)의 양극(28)과 음극실(31)의 음극(29)에 정류기(38)로부터 직류전류를 인가(印加)하면서 미네랄조성조정공정에서 미네랄밸런스가 조정된 해양 심층수는 미네랄조성조정수 이송펌프(26)에 의해서 탈염실(34)에 공급하여 염분(NaCl과 KCl의 1가 염)의 농도를 400∼800㎎/ℓ범위로 탈염처리를 하면서 일부는 미네랄조성조정조(24)로 반송하고, 탈염된 미네랄수(탈염수)는 전기전도율 지시제어기(ECIS: Electric conductivity indicating switch)의 전기전도율이 6∼12㎳/㎝ 범위로 솔레노이드밸브(Solenoid valve; ⓢ)를 작동하여 미네랄수저장조(39)로 보내고, 염농축실(35)에는 염수저장조(36)의 염수를 염수이송펌프(37)에 의해서 순환하면 미네랄수 중의 Na+ 및 K+와 같은 1가 양이온은 전기적인 인력에 의해서 1가 양이온선택교환격막(33)을 투과하여 음극(28) 쪽의 염농축실(35)로 이동하고, Cl-이온은 1가 음이온선택교환격막(32)을 투과하여 양극(28) 쪽의 염농축실(35)로 이동하면서 염(NaCl, KCl)이 제거되면서 염수 저장조(36)의 보메도 비중이 10∼22°Be범위로 농축된 염수는 보메도 비중계 BIS(Baume indicating switch)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해서 소금 및 미네랄염제조공정으로 보내면서 염수 저장조(36)의 수위가 떨어지면 탈염수(용수)로 염수 저장조(36)에 설치된 수위 제어기(Level switch; LS)로 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 공급한다.The desalination electrodialysis apparatus 27 multi-stages the monovalent cation selective exchange diaphragm 33 and the monovalent anion selective exchange diaphragm 32 alternately between the positive electrode 28 and the negative electrode 29. The minerals in the mineral composition adjustment process while installing a plurality of currents and applying a direct current from the rectifier 38 to the anode 28 of the anode chamber 30 and the cathode 29 of the cathode chamber 31 at both ends. The balanced deep sea water is supplied to the desalination chamber 34 by the mineral composition adjustment water transfer pump 26 to desalination in the range of 400 to 800 mg / L of salt (monovalent salts of NaCl and KCl). Some are returned to the mineral composition adjusting tank 24, and the desalted mineral water (demineralized water) has a conductivity of the electric conductivity indicating switch (ECIS) in the range of 6 to 12 kV / cm, for example, a solenoid valve; Ⓢ) to send to the mineral water storage tank (39), the salt concentration chamber 35 to the brine of the brine storage tank (36) When circulated by the brine transfer pump 37, monovalent cations such as Na + and K + in the mineral water pass through the monovalent cation selective exchange diaphragm 33 by electrical attraction, and the salt concentration chamber on the cathode 28 side. And the Cl ions pass through the monovalent anion selective exchange diaphragm 32 to the salt concentration chamber 35 toward the anode 28 to remove the salts (NaCl, KCl) while the salt water reservoir ( The brine concentrated in the range of 10-22 ° Be in the range of bomedo is sent to the salt and mineral salt manufacturing process by the solenoid valve (ⓢ) by the bomedo hydrometer BIS (Baume indicating switch). When the water level of 36) drops, the solenoid valve ⓢ is operated by a level switch LS installed in the brine reservoir 36 using demineralized water. 4. 황산이온제거공정4. Sulfate Ion Removal Process 미네랄밸런스가 조정 후 탈염된 미네랄수가 미네랄수 이송펌프(40)에 의해서 탈미네랄실(48)로 공급하여 미네랄수 저장조(39)로 반송하면서, 탈황산이온미네랄수 저장조(50)의 탈황산이온미네랄수를 탈황산이온미네랄수 이송펌프(51)로 미네랄 농축실(49)에 공급하여 탈황산이온미네랄수 저장조(50)로 순환하면서 정류기(52)로부터 직류전류를 인가하면 탈미네랄실(48)의 미네랄수 중의 모든 양이온은 전기적인 인력(引力)에 의해서 양이온선택교환격막(47)을 투과하여 음극(43) 쪽의 미네랄 농축실(49)로 이동하고, 음이온은 황산이온과 같은 2가 이상의 이온을 제외한 1가 음이온만 선택적으로 미네랄 농축실(49)로 이동하여 미네랄수 중 미네랄성분과 1가 음이온만 이동되어 전기전도율이 8∼20㎳/㎝로 떨어지면 전기전도율지시제어기(ECIS; Electric conductivity indicating switch)에 의해 솔레노이드 밸브(ⓢ)를 작동하여 황산이온함유수는 소금 및 미네랄염제조공정으로 보내고, 미네랄 농축실(49)로 미네랄이 분리농축되어 탈황산이온미네랄수 저장조(50)의 보매도 비중이 10∼24°Be 범위로 농축되면 보메도비중지시제어기(BIS; Baume indicating switch)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 첨가제 혼합공정으로 보내면서 탈황산이온미네랄수 저장조(50)의 수위가 떨어지면 탈염수를 용수로 탈황산이온미네랄수 저장조(50)에 설치된 수위 제어기(LS)로 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해 공급한다.After adjusting the mineral balance, the desulfated ions of the desulfurized ions mineral water storage tank 50 are supplied while the demineralized mineral water is supplied to the demineralization chamber 48 by the mineral water transfer pump 40 and returned to the mineral water storage tank 39. When mineral water is supplied to the mineral concentration chamber 49 by the desulfurized ion mineral water transfer pump 51 and circulated to the desulfurized ion mineral water storage tank 50, a direct current is applied from the rectifier 52 to demineralized ion chamber 48. All cations in the mineral water of c) pass through the cation selective exchange diaphragm 47 by electric attraction and move to the mineral concentration chamber 49 on the cathode 43 side, and the anion is divalent, such as sulfate ion. Only monovalent anions excluding the above ions are selectively moved to the mineral concentrating chamber 49. When only the mineral component and the monovalent anions in the mineral water are moved and the conductivity drops to 8 to 20 kW / cm, the conductivity indicator controller (ECIS; Electric conductivity indica The solenoid valve (ⓢ) is operated by a ting switch to send the sulfuric acid ion-containing water to the salt and mineral salt manufacturing process, and the minerals are separated and concentrated in the mineral concentration chamber 49 so as to supply the desulfurized ion mineral water storage tank 50. When the specific gravity is concentrated in the range of 10 to 24 ° Be, the solenoid valve (ⓢ) is operated by a Baume indicating switch (BIS) and sent to the additive mixing process, and the desulfurized ion mineral water storage tank 50 When the water level drops, demineralized water is supplied to the water level controller LS installed in the desulfurized ion mineral water storage tank 50 as water by the operation of the solenoid valve ⓢ. 5. 첨가제 혼합공정5. Additive Mixing Process 미네랄수 중 황산이온(SO4 2-)이 제거된 미네랄수는 첨가제 혼합공정의 첨가제 혼합조에 유입되면 트레할로스(Trehalose, α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyanoside)를 미네랄수 중의 총미네랄함량에 0.3∼5wt%범위로 주입하고, 젖산(Lactic acid), 아스코르브산(Ascorbic acid), 글루콘산(Gluconic acid) 중에서 단독 또는 2종류 이상 혼합한 5∼20wt%범위의 수용액을 공급하면서 첨가제 혼합조교반기로 0.5∼2시간동안 교반하면서 pH가 4.5∼5.5의 범위로 첨가한다.Mineral water from which sulfate ions (SO 4 2- ) have been removed from the mineral water is introduced into the additive mixing tank of the additive mixing process, and trehalose (α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyanoside) is added to the total mineral content of the mineral water at 0.3. It is injected into the range of -5wt%, and is supplied with an additive mixing agitator while supplying an aqueous solution in the range of 5-20wt%, which is mixed alone or in combination of two or more types of lactic acid, ascorbic acid and gluconic acid. The pH is added in the range of 4.5-5.5 with stirring for 0.5-2 hours. Ⅳ. 최종음료수 생산단계Ⅳ. Final beverage production stage 1. 미네랄혼합 및 중화처리공정1. Mineral mixing and neutralization process 미네랄혼합및 중화처리공정에서는 2차 역삼투여과공정에서 붕소화합물이 제거된 탈붕소수가 유입되면 산(HCl, 중화제)을 가하여 pH를 6∼8의 범위로 중화처리를 하면서, 전처리 여과된 해양 심층수에 황산칼슘(CaSO4)을 Ca/Mg의 중량비를 2∼6 범위로 미네랄밸런스를 조정한 다음, 염분(NaCl)과 황산이온(SO4 2-)을 제거한 미네랄수에 트레할로스와 아스코르브산, 젖산, 글루콘산 중에서 단독 또는 2종류 이상 혼합한 유기물첨가제를 공급하여 유기미네랄염의 상태로 제조한 미네랄조정제를 공급하여 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch, 電氣傳導度計)의 전기전도율조정에 의해서 경도를 50∼300㎎/ℓ 범위로 조정한다.In the mineral mixing and neutralization process, when deboron water from which the boron compound has been removed is introduced in the second reverse osmosis process, acid (HCl, neutralizing agent) is added to neutralize the pH to a range of 6-8, Adjust the mineral balance between calcium sulfate (CaSO 4 ) and the weight ratio of Ca / Mg in the range of 2 to 6, and then remove trehalose, ascorbic acid, lactic acid, minerals from mineral water without salt (NaCl) and sulfate ion (SO 4 2- ). Supplying a mineral regulator prepared in the form of an organic mineral salt by supplying an organic additive additive alone or mixed in two or more kinds of gluconic acid and adjusting the hardness by adjusting the electrical conductivity of an electrical conductivity indicating switch. Adjust to 50-300 mg / L range. 2. 살균, 용기충전, 포장 및 검사공정2. Sterilization, container filling, packaging and inspection process 경도를 조정한 다음 살균공정으로 보내어 120∼135℃에서 0.5∼10분간 고온살균처리를 하거나 자외선 살균처리를 한 음료수는 용기충전공정으로 보내어 용기(캔이나 플라스틱병)에 충전한 다음, 검사 후 포장하여 음료수로 출하한다.After adjusting hardness, sterilization process and high temperature sterilization at 120 ~ 135 ℃ for 0.5-10 minutes or UV sterilization can be sent to container filling process and filled into containers (cans or plastic bottles). To drink water. 상술한 처리공정에 의해서 해양 심층수로부터 음료수를 생산하는 방법.A method for producing a beverage from deep sea water by the above treatment process. 제 1항에 있어서, 물 분자처리공정의 전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器; 10) 대신 12,000∼15,000G(Gauss)범위로 착자(着磁)된 영구자석을 설치한 공정에 의해서 해양 심층수로부터 음료수를 생산하는 방법.The method according to claim 1, wherein the permanent magnet is magnetized in the range of 12,000 to 15,000 G (Gauss) instead of the voltage conductor tube magnetizer 10 of the water molecular treatment process. Method of producing a drink from deep water. 제 1항에 있어서, 미네랄혼합및 중화처리공정황산이온제거공정에서 황산이온 을 제거한 탈황산미네랄수에 트레할로스와 아스코르브산, 젖산, 글루콘산의 유기물첨가제를 첨가한 미네랄조정제를 사용하지 않고, 탈황산이온미네랄수를 직접 미네랄혼합 및 중화처리공정의 미네랄조정제로 사용하는 공정에 의해서 해양 심층수로부터 음료수를 생산하는 방법.The desulfuric acid according to claim 1, wherein in the mineral mixing and neutralization step, the desulfuric acid is removed without the use of a mineral modifier in which trehalose, ascorbic acid, lactic acid, and gluconic acid are added to desulfurized mineral water from which sulfate ions are removed. A method for producing beverages from deep sea water by using ion mineral water as a mineral modifier in mineral mixing and neutralization processes. 제 1항의 황산이온제거공정에서 생산되는 액상상태의 탈황산이온미네랄수를 식품이나 동물 및 어류의 사료에 미네랄 첨가제로도 사용하거나, 액상상태의 탈황산이온미네랄수를 증발농축하여 고상으로 제조하여 식품이나 동물 및 어류의 사료에 미네랄 첨가제로 사용하는 방법.The liquid desulfurized ion mineral water produced in the desulfurization ion removing process of claim 1 may also be used as a mineral additive in food, animal and fish feed, or the liquid desulfurized ion mineral water is evaporated and concentrated to produce a solid phase. Used as a mineral additive in food, animal and fish feed. 제 1항의 첨가제 혼합공정에서 제조된 액상상태의 유기미네랄염을 식품이나 동물 및 어류의 사료에 미네랄 첨가제로도 사용하거나, 액상상태의 유기미네랄염은 증발농축하여 고상으로 제조하여 식품이나 동물 및 어류의 사료에 미네랄 첨가제로 사용하는 방법.The organic mineral salt in the liquid phase prepared in the additive mixing process of claim 1 may also be used as a mineral additive in the food, animal or fish feed, or the organic mineral salt in the liquid phase may be evaporated and concentrated to produce a solid food, animal or fish. To use as mineral additives in feed.
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