KR20090004886A - 물 구성물 - Google Patents
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Abstract
물 구성물은 커피 및 차와 같은 음료를 우려내기 위한, 물에 혼합되는 시럽 또는 농축액에서 음료를 제조하기 위한, 탄산수를 향상시키기 위한, 마시기에 알맞은 광천수를 위한 물의 구성물이다. 물 구성물은 약 150 ppm의 총용존고형물(TDS) 및 약 5 그레인의 경도를 가지는 물을 제공한다. TDS는 약 1.10 ppm에서 11.10 ppm의 나트륨 이온(Na+), 바람직하게는 6.10 ppm, 약 7.00 ppm에서 21.00 ppm의 칼륨 이온(K+), 바람직하게는 14.00 ppm, 약 25.00 ppm에서 39.00 ppm의 칼슘 이온(Ca+), 바람직하게는 약 32.00 ppm, 약 1.0 ppm까지의 마그네슘 이온(Mg+), 약 31.5 ppm에서 45.5 ppm의 중탄산염 이온(HCO3 -), 바람직하게는 38.5 ppm, 및 52.5 ppm에서 66.5 ppm 염소 이온(Cl-), 바람직하게는 59.5 ppm을 포함한다.
Description
본 발명은 특히 처리된 물에 관한 것이며, 특히 커피 및 차와 같은 음료를 우려내기 위한, 소프트 드링크 및 시럽 또는 농축액으로부터 다른 음료를 제조하기 위한, 탄산 음료에서 탄화를 향상시키기 위한, 그리고 광천수(mineral water)로 소모될 수 있는 물 구성물에 관한 것이다.
커피는 세계에서 가장 대중적인 음료 중에 하나이다. 많은 사람은 모닝 커피를 마실 때까지 그들 스스로 완전히 깨어 있다고 생각하지 않는다; 커피는 대중적인 저녁만찬 후 코디얼(after-dinner cordial)이다; 또한 커피는 일하는 동안 수시로 하루종일 소비된다. 커피의 인기는 커피를 전문화하고 각종 향미료에 의해 맛을 낸 커피 및 다양한 블렌드를 제공하는 많은 회사(commercial establishment)를 설립하게 하였다.
커피는 열대 지역에서 성장하는, (나중에 로부스타(robusta) 커피를 생성하는) Coffea arabica 및 C. canephora 식물에서 손으로 딴 커피 원두(coffee beans)에서 시작된다. 원두는 음료의 향과 맛에 기여하는 250여 종 이상의 유기 화합물을 포함하는 그린 커피 원두(green coffee beans)를 생산하기 위해 햇볕에서 말리거나 세척된다. 그러고 나서 원두를 볶는다. 이는 무기물뿐만 아니라, 카페인, 유기산, 방향족 화합물, 설탕, 단백질, 지질 및 폴리페놀을 포함하는, 800여 종 이상의 화합물로 많은 식별가능한 유기 화합물을 증가시키는 과정으로, 우려내는 커피의 농도, 산도, 향 및 맛에 많은 기여를 한다. 마지막으로, 볶은 원두를 갈고, 원두에서 음료를 추출하기 위해 커피 가루에 뜨거운 물을 통과시킨다.
커피 우려내기에서, 전형적으로 뜨거운 또는 끓는 물을 간 커피 원두를 통과하여 여과하거나 똑똑 떨어뜨리고(drip), 간 커피 원두는 커피 가루보다 지름이 작은 구멍을 가지는 종이 필터나 구멍난 바구니(perforated basket) 또는 금속 스트레이너(metal strainer)에 담긴다. 에스프레소는 결과적으로 동일한 방법으로 제조되지만, 일반적인 드립 커피보다 높은 온도 및 압력으로 더 짧은 시간 동안 제조되어, 더 농도가 짙고 산도가 더 적다.
커피의 향은 일반적으로 미뢰를 자극하는, 커피의 맛에 기여하는 것으로 여겨진다. 커피를 우려내기 위하여 이용된 물의 질은 우려낸 커피의 향과 맛에 영향을 주며, 향과 맛을 향상시키는 화합물의 추출을 저해하고, 향과 맛을 떨어뜨리는 화합물의 추출을 촉진하고, 우려낸 커피의 무기물 함량에 영향으로 미침으로써 우려낸 커피에 악영향을 미치고, 또한 우려낸 커피의 산도 또는 쓴맛에 영향을 줄 수 있다는 것에 일반적으로 동의한다. 수돗물의 질이 물의 소스로서 저수지 또는 강 유역에서 산성비, 이온 교환, 다른 급수정화 과정, 물의 연도(softness) 또는 경도(hardness) 등과 같은 요소 때문에, 지리적 위치마다 다르다는 것도 알려져 있다.
차는 또 다른 대중적인 우려낸 음료이고, 커피보다는 세계 전반에서 대중적 일지도 모른다. 차는 새싹(백차(white tea)) 또는 차 잎에서 제조되며, 발효되거나 (우롱차(oolong) 및 홍차) 또는 발효되지 않을 수도 있고(녹차), 향과 맛을 향상시키기 위해 향을 내거나 향미료 또는 다른 첨가물을 첨가할 수도 있다. 가공한 차 잎은 우려낸 음료의 향과 맛에 기여하는, 무기물뿐만 아니라 카페인, 탄수화물, 폴리페놀, 아미노산, 탄화수소, 알코올 및 유기산을 포함한, 550여 종 이상의 유기 화합물을 포함한다. 유기 화합물 및 무기 화합물은 가공된 차 잎에서 뜨거운 물로 우려내서 추출된다. 커피와 같이, 우려낸 음료의 질은 우려낸 음료의 농도, 산도, 향 및 맛에 이로운 화합물의 추출을 방해하거나, 이들 성질에 해로운 화합물의 추출을 향상시켜서, 우려낸 음료의 구성물에 영향을 미친다. 게다가, 만약 칼슘중탄산염[Ca(HCO3)2]이 높은 농도로 포함된 일반적으로 경질수로 음료를 우려낸다면, 맛은 흐리고(cloudy), 둔하고(dull), 맛이 없을지도(flat) 있고, 음료를 우려내기 위해 사용된 물에 칼슘 및 중탄산염이 있기 때문에 차 용질이 산화되어서, "찌꺼기(scum)"의 미세한 막이 음료의 표면에 형성될 수도 있다. 페티그로우(Pettigrew)의 "차 동행자(The Tea Companion), 72~73 페이지 참조.
소프트 드링크는 물, 때때로 탄산수에 시럽 또는 농축액을 혼합하여 제조된다. 소프트 드링크의 맛은 무기물 함량, 산도, 경도 또는 연도 등을 포함한, 농축물이 섞이는 물의 질에 의해 영향을 받는다.
상기에서 본 바와 같이, 물의 소스로서 저수지 또는 강 유역에서 산성비, 이온 교환, 다른 급수정화 과정, 물의 연도 또는 경도 등과 같은 요소 때문에, 수돗 물의 질은 지리적 위치마다 다르다. 수돗물의 질의 가변성은 우려낸 커피나 차의 질 (또는 소프트 드링크의 제조)에 악영향을 미칠 수 있고, 농도, 산도, 향 및 맛에 관해 균일한 질을 가지는 특정 블렌드 및 특별 커피 및 차를 촉진시키는 전국적인 체인점 또는 프렌차이즈뿐만 아니라, 개인 회사에 있어 특정 문제를 내포한다. 각 블렌드 및 변형을 위해 음료를 우려내는데, 그리고 농축액에서 소프트 드링크를 제조하는데 그런 성질을 향상시키기 위해 최적화된 물 조성물을 만들기 위한 몇몇의 실험 및 조사가 시도되었지만, 어떤 것도 보편적으로 인정되지 않았고, 또한 커피, 차 또는 소프트 드링크 농축액의 다양한 블렌드 및 변형물 전체에 효과적인 것이 개발되지 않았다.
따라서, 전술하는 문제를 해결하기 위한 물 구성물이 필요하다.
물 구성물은 커피 및 차와 같은 음료를 우려내기 위한, 물에 혼합되는 시럽 또는 농축액에서 음료를 제조하기 위한, 탄산수를 향상시키기 위한, 마시기에 알맞은 광천수를 위한 물의 구성물이다. 물 구성물은 약 150 ppm(parts per million)의 총용존고형물(Total Dissolved Solids; TDS) 및 약 5 그레인(grain)의 경도를 가지는 물을 제공한다. TDS는 약 1.10 ppm에서 11.10 ppm의 나트륨 이온(Na+), 바람직하게는 6.10 ppm, 약 7.00 ppm에서 21.00 ppm의 칼륨 이온(K+), 바람직하게는 14.00 ppm, 약 25.00 ppm에서 39.00 ppm의 칼슘 이온(Ca+), 바람직하게는 약 32.00 ppm, 약 1.0 ppm까지의 마그네슘 이온(Mg+), 약 31.5 ppm에서 45.5 ppm의 중탄산염 이온(HCO3 -), 바람직하게는 38.5 ppm, 및 52.5 ppm에서 66.5 ppm 염소 이온(Cl-), 바람직하게는 59.5 ppm을 포함한다. 물 구성물은 기구에 이물질(scaling), 부식 및 손상을 감소시키면서, 우려낸 음료 및 소프트 드링크의 농도, 산도, 향 및 맛에 유익한 화합물의 추출을 향상시키고, 농도, 산도, 향 및 맛에 나쁜 영향을 주는 화합물의 추출을 저해한다.
본 발명의 이 특성 및 다른 특징은 뒤에 오는 명세서에 의해 명백하게 될 것이다.
본 발명은 물 구성물에 관한 것이며, 더 특히, 커피 및 차와 같은 음료를 우려내기 위한, 물에 혼합될 시럽 또는 농축액에서 음료를 제조하기 위한, 탄산수를 향상시키기 위한 물의 구성물이며, 또한 마시기에 알맞은 물을 형성한다. TDS는 약 1.10 ppm에서 11.10 ppm의 나트륨 이온(Na+), 바람직하게는 6.10 ppm, 약 7.00 ppm에서 21.00 ppm의 칼륨 이온(K+), 바람직하게는 14.00 ppm, 약 25.00 ppm에서 39.00 ppm의 칼슘 이온(Ca+), 바람직하게는 약 32.00 ppm, 약 1.0 ppm까지의 마그네슘 이온(Mg+), 약 31.5 ppm에서 45.5 ppm의 중탄산염 이온(HCO3 -), 바람직하게는 38.5 ppm, 및 52.5 ppm에서 66.5 ppm 염소 이온(Cl-), 바람직하게는 59.5 ppm을 포함한 다. 물 구성물은 기구에 침전(scaling), 부식 및 손상을 감소시키면서, 우려낸 음료 및 소프트 드링크의 농도, 산도, 향 및 맛에 유익한 화합물의 추출을 향상시키고, 농도, 산도, 향 및 맛에 나쁜 영향을 주는 화합물의 추출을 저해한다.
바람직한 실시예에서, TDS는 약 6.10 ppm의 나트륨 이온(Na+), 약 14.00 ppm의 칼륨 이온(K+), 약 32.00 ppm의 칼슘 이온(Ca+), 약 1.0 ppm까지의 마그네슘 이온(Mg+), 약 38.5 ppm의 중탄산염 이온(HCO3 -), 및 59.5 ppm의 염소 이온(Cl-)을 포함한다.
물 구성물은 어떤 원한 방법으로든지 제조될 수도 있다. 공중 공급수의 구성물에 따라서, 기존의 공급수에 없는 어떤 양이온 또는 음이온을 상기에서 특정한 수준까지 농도를 올리기 위해 첨가하거나, 또는 기존 공급수에서 특정 수준으로 무기물을 제거하거나 다시 무기물을 넣을 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 물 구성물은 다음 방법으로 증류하거나 이온을 제거하여 제조된다. 첫 번째, 제1 용액을 형성하기 위해, 식용(food grade) 염화칼슘(CaCl2) 및, 선택적으로, 식용 염화마그네슘(MgCl2)을 약 35% 용액의 농도로 무기물을 제거한 물에 용해시킨다. 두 번째, 제2 용액을 형성하기 위해 식용 나트륨 중탄산염(NaHCO3) 및 식용 칼륨 중탄산염(KHCO3)을 무기물을 제거한 물에서 90%의 포화도로 용해시킨다. 세 번째, 제1 용액 용액을 약 10:1로 희석시킨다. 네 번째, 제1 및 제2 용액을 물을 공급하는 주요 수로에 연결된 펌프가 구비된 저장 용기에 담 는다. 다섯 번째, 제1 펌프로 공급 수로로 제1 용액을 측정한 양을 계측하고, 물을 평형을 위한 제1 정적 혼합 챔버로 흘러보낸다. 여섯 번째, 물을 제1 혼합 챔버에서 흘러나오게 하고, 제2 펌프로 제1 혼합 챔버에서 하류에 있는 주요 공급 수로로 제2 용액의 측정한 양을 계측하고 나서, 평형을 위한 제2 정적 혼합 챔버로 물을 흘러보낸다. 일곱 번째, 물을 제2 혼합 챔버에서 주요 공급 수로를 통해 흘러보내고 음료 제조를 위해 분배한다. 주요 공급 수로에서 분배된 물은 상기에서 기술한 구성을 가지는 TDS 150 ppm을 가진다.
다른 실시예에서는, 두 용액이 어떤 적당한 유형 및 양의 용기에 제공되고, 마시기에 적절한 액체를 혼합하기 위해 기술분야에서 공지된 펌프를 적절하게 배열하여 연속적으로 혼합할 수도 있다; 또한 용액은 가정 소비의 소비자 또는 최종 사용자가 혼합 및 희석하기 위할 수 있는 농도로 제공될 수도 있다; 물 구성물은 가정 소비의 소비자 또는 최종 사용자가 사용할 수 있도록 적당한 용기에 미리 혼합된 물로서 제공될 수도 있다; 또는 물 구성물은 증류수 또는 이온 제거수에 용해했을 때 상기에서 기술한 물 구성물을 생성하는 염의 측정된 양을 포함하는 물 용해 타블렛(water soluble tablet)의 형태로 제공될 수도 있다.
바람직한 희석 혼합물을 생성하는 이런 용액들을 혼합할 수 있는 다른 방법이 있을 수도 있다.
농축된 배치 구성물은 상업적인 사용자에게 제공될지도 모른다. 배치 구성물은 증류수 1리터에 약 335.63g의 CaCl2, 약 14.85g의 MgCl2, 약 84.36g의 NaHCO3, 및 약 129g의 KHCO3을 용해시켜 형성된다. 중탄산 나트륨 또는 중탄산 칼륨은, 필요하다면, 농축 배치 구성물의 기본적인 pH를 결정하는, 둘 중 하나의 중탄산염의 대신에 이용될 수도 있다. 농축된 배치 구성물은 증류수 또는 이온 제거수의 1갤런에 배치 구성물을 1밀리리터를 분배하여 사용된다. 농축 배치 용액이 소량의 탄산 이온(CO-2) 및 침전된 탄산칼슘(CaCO3)을 포함할지라도, 농축물에서 제조된 희석액은 상기에서 기술한 물 구성물과 실질적으로 동일한 이온 구성을 가진다. 따라서, 농축 배치 구성물은 본 발명의 물 구성물의 약 1,000갤런을 제조하는데 사용될 것이다.
농축 배치 공식은 낮은 무기물 함량의 수돗물 또는 병에 담긴 물에서 사용하기 위해 2-부분 주머니로 준비 및 포장될 수도 있다. 2-부분 공식 포장은 1갤런 또는 5갤런 용기에서 사용되도록 부분 포장될 수도 있다.
본 발명자는 물 구성물로 우려낸 커피 및 차가 다양한 블렌드에 걸쳐 농도, 산도, 향 및 맛과 같은 성질에 관하여 일관된 고품질을 가지며, 이는 그런 성질에 나쁜 영향을 주는 유기 화합물 및 무기물의 추출을 저해함과 동시에 그런 성질에 호의적으로 기여하는 유기 화합물 및 무기물의 추출을 향상시키는 것을 발견했다. 단독 및 혼합된 무기물의 선택 그룹은 더 안정적이고 맛있는 우려낸 음료에 영향을 주기 위해 커피 및 차에서 호의적인 유기 화합물로 여겨지는 것과 작용하는, 촉매로서 작용하는 능력이 있다.
본 발명자는 본 발명의 물 구성물에 혼합하여 제조한 소프트 드링크가 허용 가능한 맛과 산도를 가지며, 물 구성물이 기구에서의 침전, 부식 및 다른 유해한 영향을 감소하여 유지비를 줄일 수 있다는 것을 발견했다. 게다가, 시영 상수도 기관이 높은 무기물 고체 물을 제공하는 지역에서, 2-부분 공식을 가지는 TDS를 제거하는 역삼투 물, 증류수 또는 다른 물 과정은 시럽 형성 양을 줄일 수 있고 풍미묘사(flavor profile)를 표준화하는 것을 도울 것이다. 탄산수에 물 구성물을 첨가하면 질 및 가스 발생 수준을 증가시킬 수 있고, 그로 인하여 탄산 음료의 풍미를 강화시킨다.
마지막으로, 본 발명자는 본 발명의 물 구성물이 다른 물질을 혼합하지 않고 사용될 때 높은 품질의 마시기에 적당한 광천수를 제공함을 발견하였다.
본 발명은 상기에서 기술한 실시예로 한정되지 않음, 다음의 청구항의 범위 안에서 어떤 그리고 모든 실시예를 포함한다.
Claims (5)
- 근본적으로 다음의 이온 구성을 가지는 수용액을 포함하는 물 구성물:약 1.10 ppm에서 11.10 ppm의 나트륨 이온(Na+);약 7.00 ppm에서 21.00 ppm의 칼륨 이온(K+);약 25.00 ppm에서 39.00 ppm의 칼슘 이온(Ca+);약 1.0 ppm까지의 마그네슘 이온(Mg+2),약 31.5 ppm에서 45.5 ppm의 중탄산염 이온(HCO3 -); 및52.5 ppm에서 66.5 ppm 염소 이온(Cl-).
- 제1항에 있어서,상기 수용액의 이온 구성은 다음을 포함하는 것을 특징으로 하는 물 구성물:약 6.10 ppm의 나트륨 이온(Na+);약 14.00 ppm의 칼륨 이온(K+);약 32.00 ppm의 칼슘 이온(Ca+);약 1.0 ppm까지의 마그네슘 이온(Mg+);약 38.5 ppm의 중탄산염 이온(HCO3 -): 및약 5935 ppm의 염소 이온(Cl-).
- 물을 위한 농축 배치 구성물로서,약 335.63g의 CaCl2;약 14.85g의 MgCl2;약 84.36g의 NaHCO3;약 129g의 KHCO3; 및무기물 제거수 1 리터를 포함하고,상기 CaCl2, 상기 MgCl2, 상기 NaHCO3, 상기 KHCO3를 상기 무기물 제거수에 용해시켜서, 증류수 또는 이온 제거수 1갤런에 농축 배치 용액 1밀리리터를 부가하여 다음의 이온 구성을 포함하는 수용액을 만드는 농축 배치 구성물.약 6.10 ppm의 나트륨 이온(Na+);약 14.00 ppm의 칼륨 이온(K+);약 32.00 ppm의 칼슘 이온(Ca+);약 1.0 ppm까지의 마그네슘 이온(Mg+);약 38.5 ppm의 중탄산염 이온(HCO3 -): 및약 5935 ppm의 염소 이온(Cl-).
- 물 구성물 제조 방법으로서, 다음의 단계를 포함하는 물 구성물 제조방법:제1 용액을 형성하기 위해, 식용 염화칼슘(CaCl2)을 약 35% 용액의 농도로 무기물 제거수에 용해시키는 단계;제2 용액을 형성하기 위해 식용 탄화수소 나트륨(NaHCO3) 및 식용 탄화수소 칼륨(KHCO3)을 무기물 제거수에서 90%의 포화도로 용해시키는 단계;상기 제1 용액 용액을 무기물 제거수로 약 10:1로 희석시키는 단계;상기 제1 및 상기 제2 용액을 원하는 위치로 물을 공급하는 주요 수로에 연결된 제1 및 제2 펌프가 구비된 제1 및 제2 저장 용기에 담는 단계;공급 수로로 상기 제1 펌프에서 상기 제1 용액의 측정한 양을 계측하고, 물을 평형을 위한 제1 정적 혼합 챔버로 흐르게 하는 단계;평형이 된 후에 주요 공급 수로로 상기 물이 상기 제1 혼합 챔버에서 흘러나오게 하는 단계;상기 제1 혼합 챔버에서 하류에 있는 상기 주요 공급 수로로 제2 펌프로부터 상기 제2 용액의 측정한 양을 계측하고 나서, 평형을 위한 제2 정적 혼합 챔버로 물을 흘러보내는 단계;평형이 된 후에 상기 제2 정적 혼합 챔버로부터 하류의 상기 주요 공급 수로로 상기 제2 혼합 챔버로부터 물을 흘러 보내는 단계:음료 제조를 위한 상기 제2 정적 혼합 챔버의 하류인 상기 주요 공급 수로에서 분을 분배하는 단계.
- 제4항에 있어서,상기 무기물 제거수에 식용 염화칼슘(CaCl2)을 용해시키는 단계는 칼슘: 마그네슘이 약 32:1로 무기물 제거수에 식용 염화마그네슘(MgrCl2)을 용해시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물 구성물 제조방법.
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