KR20090073954A - A method to produce a spirulina algae using deep sea water - Google Patents

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Abstract

A method for producing a spirulina algae using deep sea water is provided to massively produce the spirulina algae using concentrated salt water as a medium for spirulina algae. A method for producing a spirulina algae using deep sea water comprise: a step of collecting deep sea water and preparing concentrated salt water; a step of culturing the spirulina algae in the concentrated water; and a step of producing spirulina algae product from the cultured spirulina algae. In the process for culturing the spirulina algae, the sunlight and 2000-6500Lux of light are used in the daytime and in the night.

Description

해양 심층수를 이용하여 스피룰리나 조류를 생산하는 방법{A method to produce a spirulina algae using deep sea water}A method to produce a spirulina algae using deep sea water}

본 발명은 스피룰리나 조류(Spirulina algae)의 생산하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수(海洋深層水)를 취수하여 음료수 등을 생산하면서 역삼투막에서 농축된 염수를 이용하여 대량으로 배양장소에 영향을 받지 않고 밤낮을 통해 일 년 내내 공업적으로 효율 좋게 저비용으로 스피룰리나 조류를 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for the production of spirulina algae, more specifically, the brine concentrated in the reverse osmosis membrane while producing a drinking water and the like by taking deep sea water deeper than 200m deep from the sea surface The present invention relates to a method for producing spirulina or algae at low cost industrially and efficiently throughout the year through day and night without being affected by the culture site in large quantities.

종래의 조류배양은 옥외에 설치된 배양지 중에서 햇빛을 광원으로서 배양되어 왔으며, 옥외에 설치된 배양지 중에서 햇빛을 광원으로서 조류를 생산하는 경우에는 조사 광량이 계절, 기후, 밤낮, 지역 등의 요인에 의해 변동이 심하며, 이러한 요인의 변동에 수반하여 조류의 수율도 변동이 심하기 때문에 대량의 조류를 배양 장소에 영향을 받지 않고 밤낮을 통해 일 년 내내 공업적으로 효율 좋게 저비용으로 배양할 수 없다고 하는 문제가 있었다.In conventional algae culture, sunlight has been cultivated as a light source among the cultures installed outdoors, and in the case of producing algae with sunlight as a light source among the cultures installed outdoors, the amount of irradiation light fluctuates due to factors such as season, climate, day and night, and region. Since the fluctuation of the algae yield is severe with the fluctuation of these factors, there was a problem that a large amount of algae cannot be cultured at low cost industrially and efficiently throughout the year through day and night without being affected by the culture site.

그리고 종래의 스피룰리나 프라텐시스(Spirulina Platensis)와 같은 스피룰리나 조류(Spirulina algae)의 배양은 오가와 타가히라(Ogawa Takahira, 小川 隆 平) 씨 등이 개발한 SOT배지의 조성을 변형한 문헌 1, 2, 4, 5의 경우는 해양 심층수를 배지로 이용하였을 때보다 비성장율(Specific growth rate, 비증식속도라 하기도 함)이 떨어지면서 인공배지를 공급하여야 하므로 생산비용이 높은 문제점이 있었으며, 문헌 3, 6, 7의 경우는 해양 심층수에 담수를 혼합한 배지 또는 해양 심층수 원수를 배지로 배양하는 방법 역시 해양 심층수를 농축한 농축 염수를 사용하였을 때보다 비성장율(比成長率)이 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, the culture of Spirulina algae, such as Spirulina Platensis, is a modification of the composition of the SOT medium developed by Mr. Ogawa Takahira, et al. In the case of 5, there was a problem in that the production cost was high because the artificial growth medium had to be supplied at a lower specific growth rate (also referred to as the non-growth rate) than when the deep ocean water was used as a medium. In the case of 7, the method of culturing the deep seawater mixed with the freshwater or the deep seawater as a medium also had a problem that the specific growth rate was lower than that when the concentrated deep seawater was concentrated.

종래기술의 문헌정보Literature Information of the Prior Art

[문헌 1] 대한민국특허 등록번호 제10-0564109호(2006 03. 20)[Document 1] Republic of Korea Patent Registration No. 10-0564109 (2006 03. 20)

[문헌 2] 대한민국특허 등록번호 제10-0622025호(2006 09. 01)[Document 2] Korean Patent Registration No. 10-0622025 (2006 09. 01)

[문헌 3] 대한민국특허 등록번호 제10-0697610호(2007.03.14)[Document 3] Korean Patent Registration No. 10-0697610 (2007.03.14)

[문헌 4] 대한민국특허 등록번호 제10-0704436호(2007. 03. 30)[Document 4] Korean Patent Registration No. 10-0704436 (2007. 03. 30)

[문헌 5] 일본 특허공개 평(平) 5-184347호(1993. 07. 27)[Patent 5] Japanese Patent Application Laid-open No. 5-184347 (July 27, 1993)

[문헌 6] 일본 특허공개번호 제2002-262858호(2002. 09. 17)[Document 6] Japanese Patent Publication No. 2002-262858 (September 17, 2002)

[문헌 7] 일본 특허공개번호 제2002-315568호(2002. 10. 29) [Document 7] Japanese Patent Publication No. 2002-315568 (October 29, 2002)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 조류의 생육에 필요로 하는 영양염류의 함량이 많은 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수를 취수하여 음료수를 제조하면서 역삼투막에서 농축된 농축 염수로 소금을 생산하는 과정에서 스피룰리나 조류(Spirulina algae)를 효율 좋게 저비용으로 생산하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, intake of the deep sea water of the seabed deeper than 200m deep in the sea level with a large amount of nutrients required for the growth of algae to prepare a drink, salt with concentrated brine concentrated in the reverse osmosis membrane In the process of producing the spirulina algae (Spirulina algae) to provide a method for producing a low cost efficiently.

본 발명은 스피룰리나(Spirulina) 조류(藻類)의 생산에 있어서, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층(海底深層)의 해양 심층수를 취수하여 농축 염수를 생산하는 단계, 상기 농축 염수를 배양액으로 하여 스피룰리나 조류를 배양하는 단계, 상기 배양된 스피룰리나 조류로부터 스피룰리나 조류제품을 생산하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.In the present invention, in the production of spirulina algae (Spirulina algae), taking the deep sea water of the seabed deeper (sea 底 層) deeper than 200 m from the sea surface to produce concentrated brine, spirulina algae using the concentrated brine as a culture medium The step of culturing, characterized in that consisting of producing a spirulina algae product from the cultured spirulina algae.

본 발명은 해양 심층수를 취수하여 역삼투여과를 하여 여과수는 음료수를 제조하고, 여과되지 않고 농축된 염수를 소금을 생산하는 과정에서 농축된 염수를 스피룰리나 조류의 배양액으로 사용하여 위생적으로 안전하며, 연속적으로 효율이 좋으면서 한편 저비용으로 대량 배양할 수 있기 때문에, 스피룰리나 조류의 생산에 널리 이용되는 효과가 있을 것으로 기대된다.The present invention is a hygienic safe and continuous by using the concentrated brine as a culture medium of spirulina or algae in the process of producing a drinking water, the brine is concentrated and brine unfiltered to produce a drinking water by taking the deep sea water reverse osmosis Because of its high efficiency and low-cost cultivation, it is expected to have an effect widely used in the production of spirulina and algae.

먼저, 해양 심층수의 특성을 검토하면, 해양 심층수는 다음 표 1 "해양 심층수와 표층해수 중에 함유된 중요성분 분석치"에서 보는 바와 같이 동·식물의 생육에 필요한 다양한 미네랄성분이 함유되어 있으면서 유해한 중금속성분은 극히 미량으로 함유되어 있으며, 유해미생물과 오염물질의 농도가 낮은 청정한 특성과 특히 조류의 생육에 필요한 영양염류의 농도가 높은 특성이 있다.First, when the characteristics of deep ocean water are reviewed, the deep ocean water contains various minerals necessary for the growth of animals and plants, as shown in the following Table 1 "Analysis of Significant Values in Ocean Deep Water and Superficial Sea Water" Is contained in extremely small amounts, and has a low concentration of harmful microorganisms and pollutants, and a high concentration of nutrients necessary for the growth of algae.

표 1 해양 심층수와 표층해수 중에 함유된 중요성분 분석치Table 1 Analysis of Significant Values in Deep-sea and Superficial Seawater

구 분division 울릉도 현포 Ulleungdo Hyunpo 일본고지현 무로도(高知縣室戶)Murodo, Koji Prefecture, Japan 650m해양 심층수650m deep sea water 표층해수Surface waters 374m 해양 심층수374m deep sea water 표층해수Surface waters 일 반 항 목  General Item 수온(℃)Water temperature (℃) 0.5 0.5 2323 11.511.5 20.320.3 pHpH 7.87.8 8.158.15 7.87.8 8.158.15 DO 용존산소(㎎/ℓ)DO dissolved oxygen (mg / l) 66 88 7.807.80 8.918.91 TOC유기 탄소(㎎/ℓ)TOC Organic Carbon (mg / L) 0.60.6 - - 0.9620.962 1.7801.780 CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / L) 0.20.2 0.60.6 - - - - 용해성 용발잔류물(㎎/ℓ)Soluble eluent residue (mg / l) -- -- 47,75047,750 37,59037,590 M-알칼리도(㎎/ℓ)M-alkalido (mg / l) -- -- 114.7114.7 110.5110.5 주 요 원 소   Main element Cl 염화물이온(wt%)Cl chloride ion (wt%) NaCl로 2.69 2.69 with NaCl NaCl로 2.752.75 with NaCl 2.2372.237 2.1922.192 Na 나트륨 (wt%)Na sodium (wt%) 1.0801.080 1.0301.030 Mg 마그네슘(㎎/ℓ)Mg magnesium (mg / l) 1,2701,270 1,2801,280 1,2901,290 1,3101,310 Ca 칼슘 (㎎/ℓ)Ca Calcium (mg / L) 406406 405405 402402 403403 K 칼륨 (㎎/ℓ)K potassium (mg / L) 380380 -- 414414 399399 Br 취소 (㎎/ℓ)Br Clear (mg / L) 68.268.2 -- 68.868.8 68.168.1 Sr 스트론튬 (㎎/ℓ)Sr Strontium (mg / L) 7.767.76 -- 7.777.77 7.617.61 B 붕소 (㎎/ℓ)B boron (mg / l) 4.454.45 -- 4.444.44 4.484.48 Ba 바륨(㎎/ℓ)Ba barium (mg / l) 0.0070.007 -- 0.0440.044 0.0250.025 F 불소 (㎎/ℓ)F Fluorine (mg / L) 0.520.52 -- 0.530.53 0.560.56 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 2,8362,836 -- 2,8102,810 2,6272,627 영 양 염 류 Nutrient salts NH4 +암모니아태질소(㎎/ℓ)NH 4 + ammonia nitrogen (mg / l) 0.050.05 -- 0.050.05 0.030.03 NO3 -질산태질소(㎎/ℓ)NO 3 - Nitrogen Nitrate (mg / l) 0.280.28 0.040.04 1.1581.158 0.0810.081 PO4 3 -인산태인(㎎/ℓ)PO 4 3 - phosphate (mg / l) 0.060.06 0.0120.012 01770177 0.0280.028 Si 규소 (㎎/ℓ)Si silicon (mg / l) 2.82.8 0.440.44 1.891.89 0.320.32 미 량 원 소  Trace element Pb 납 (㎍/ℓ)Pb lead (μg / ℓ) 0.110.11 -- 0.1020.102 0.0870.087 Cd 카드뮴 (㎍/ℓ)Cd cadmium (㎍ / ℓ) 0.050.05 -- 0.0280.028 0.0080.008 Cu 구리 (㎍/ℓ)Cu copper (㎍ / ℓ) 0.260.26 -- 0.1530.153 0.2720.272 Fe 철 (㎍/ℓ)Fe iron (㎍ / ℓ) 0.230.23 -- 0.2170.217 0.3550.355 Mn 망간 (㎍/ℓ)Mn manganese (µg / l) 0.260.26 -- 0.2650.265 0.3130.313 Ni 니켈 (㎍/ℓ)Ni nickel (µg / l) 0.360.36 -- 0.3870.387 0.4960.496 Zn 아연 (㎍/ℓ)Zn zinc (μg / ℓ) 0.450.45 -- 0.6240.624 0.4520.452 As 비소 (㎍/ℓ)As Arsenic (㎍ / ℓ) 0.040.04 -- 1.0511.051 0.4400.440 Mo 몰리브덴(㎍/ℓ)Mo molybdenum (µg / l) 5.115.11 -- 5.0955.095 5.5655.565 Cr 크롬(㎍/ℓ)Cr chromium (µg / l) 0.020.02 -- -- -- 균 수Number of bacteria 생균 수(개/㎖)Number of live bacteria (dog / ml) 00 520520 00 540540 대장균 수(개/㎖)E. coli count (pcs / ml) 음성voice 음성voice 음성voice 음성voice

해양 심층수 이용의 역사는 매우 짧으나, 지금까지 수산분야를 시작으로 식품이나 의료, 건강산업, 음료수, 화장품 등의 비 수산분야에 있어도, 다양한 연구를 하고 있다.Although the history of deep sea water use is very short, various researches have been conducted in the non-fishery fields such as food, medical, health industry, beverages, and cosmetics, starting with the fisheries field.

해양 심층수는 통상 수심 200m보다 깊은 심해의 해수를 해양 심층수라고 부르며, 표층해수(表層海水)와는 달리 햇빛이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton) 및 생명체가 증식(增殖)하지 못하기 때문에 영양염류(榮養鹽類)의 농도가 높으면서 수온(水溫)에 따른 밀도차이(密度差異)로 표층해수와 혼합되지 않아 표층해수에 존재하는 오염물질(汚染物質)이 없기 때문에 표층의 해수와 비교하였을 때 저온안정성(低溫安定性), 청정성(淸淨性), 부영양성(富榮養性), 미네랄밸런스특성, 숙성성(熟成性) 등의 특성이 있으며, 구체적인 내용은 다음과 같다.Deep sea water is usually called deep sea water that is deeper than 200m deep, and unlike surface sea water, it is not exposed to sunlight, so plankton and life cannot grow, so nutrients (榮 養 鹽) High concentration of 농도) and density difference according to water temperature, so there is no contaminant in surface seawater because it is not mixed with surface seawater. There are characteristics such as stability, cleanliness, eutrophicity, mineral balance characteristics, and maturation characteristics.

1. 저온 안전성(低溫安全性)1. Low temperature safety

표층해수의 수온은 계절에 의해서 큰 폭으로 변동하는 데 대해, 해양 심층수는 계절에 따라서 수온의 변화가 없으면서 저온으로 안정되어 있다.While the surface temperature of surface seawater fluctuates greatly with the seasons, deep ocean waters are stable at low temperatures without changing the water temperature with the seasons.

1968년, 미국 해군 잠수정 알루민(Armin)호가 해저 심해에 침몰(沈沒)하여 약 1년 반 후, 끌어 올려진 알루민호 안에는 샌드위치가 열화(劣化) 되지 않고, 원상태로 남아 있었으며, 그리고 계란은 고압에 의한 염분 및 미네랄성분이 침투하여 단백질 변화와 탄력에 변화가 있었으나 전혀 열화(劣化) 되지 않은 상태로 존재하였는데, 통상 심해와 같은 온도의 냉장고에 샌드위치를 1주간만 넣어두어도 썩어 버리지만 해양 심층수는 저온 고압의 상태에서 미생물의 증식이 억제되었기 때문이다. In 1968, the US Navy submerged Armin sank in the deep sea and after about a year and a half, sandwiches were left intact, intact, and the eggs were in high pressure. The salt and minerals infiltrated into the protein changed the elasticity and the elasticity, but it was not deteriorated at all. Usually, the sandwich would rot even if only one week was put in the refrigerator at the same temperature as the deep sea. This is because the growth of microorganisms was suppressed in the state of low temperature and high pressure.

특히 한국 동해의 해양 심층수는 오호츠크해(Sea of Okhotsk)의 유빙(流氷)이 녹은 찬 해수가 밀도차로 침강(沈降)하여 사할린섬(Ostrov Sakhalin)과 홋카이도(北海道) 사이의 블라디보스토크(Vladivostok) 앞바다로 유입된 심층수로 일본열도가 가로 막혀 흐름이 느려 해수면에서 300m보다 깊은 해저심층에서는 연간을 통해서 수온이 1∼2℃로 하와이나 일본 태평양 연안의 코우치현(高知縣)의 무로토(室戶) 앞바다의 해양 심층수 등에 비해서 8∼11℃ 정도 낮은 특성이 있다. In particular, deep sea waters in the East Sea of Korea settled by dense differences in cold seawater that melted the drift ice in the Sea of Okhotsk, off the Vladivostok between Ostrov Sakhalin and Hokkaido. As the deep water flows in and blocks the Japanese archipelago, it slows down the flow. At deep seabeds that are deeper than 300m above sea level, the water temperature is 1 ~ 2 ℃ throughout the year, and the waters off Muroto in Kouchi Prefecture, Hawaii or Japan Compared with deep ocean water, it has a characteristic of about 8 to 11 ° C. lower.

2. 청정성(淸淨性)2. Cleanliness

해저심층에 있으므로 육상의 하천수, 대기로부터의 오염을 받기 어렵고, 화학물질, 오염물질과 세균수가 적다.Because it is deep in the seabed, it is difficult to receive pollution from river water and air on land, and there are few chemicals, pollutants and bacteria.

① 물리적 청정성① physical cleanliness

물리적 청정성은 현탁물(懸濁物)된 부유물이 적다고 하는 것으로 해양 심층수는 표층해수에 비해서 부유고형물질의 함량이 적다.Physical cleanliness is said to be less suspended suspended matter, and deep sea water contains less suspended solids than surface seawater.

② 생물학적 청정성② biological cleanliness

해수의 취수에서 제일문제가 되는 것은 부착생물의 번식인데, 일반적으로, 표층해수의 취수장치에서는 취수 관내에 부착생물이 번식하는 것으로, 관의 저항이 늘어나 취수불능이 되는 것이 많은데, 해양 심층수는 플랑크톤, 미생물, 클로렐라 등의 총 생균 수는 표층수의 10분의 1에서 100분의 1로 적은 특성이 있다.The biggest problem in the intake of seawater is the propagation of adherent organisms. In general, in surface water intake systems, the adherent organisms propagate in the intake pipe, and the resistance of the pipe increases and it becomes impossible to take in water. The total number of live bacteria such as microorganisms, chlorella, etc. is characterized by a small amount from one tenth to one hundredth of the surface number.

③ 화학적 청정성③ chemical cleanliness

해양 심층수는 오염된 표층해수와 혼합이 일어나지 않기 때문에 다이옥신이나 PCB, 유기 염소화합물, 유기주석 등 이른바 환경오염물질에 오염되어 있지 않은 특성이 있다.Since deep seawater does not mix with contaminated surface waters, it is not contaminated with so-called environmental pollutants such as dioxins, PCBs, organic chlorine compounds, and organic tin.

3. 부영양성(富榮養性)3. eutrophicity

해양 심층수는 표층해수에 비해서 바다생물의 근원이 되는 조류, 식물플랑크톤(주로, 엽록소를 가지는 미소의 단세포 식물인 규조)의 영양원이 되는 질소, 인, 규산 등이 표층해수의 약 5∼10배의 무기영양염류가 풍부하게 포함되어 있는 특성이 있다. Deep sea water is about 5 to 10 times higher than that of surface seawater compared to surface seawater. Nitrogen, phosphorus and silicic acid, which are the nutrient sources of algae and phytoplankton (mainly diatoms of microorganisms with chlorophyll) Inorganic nutrients are abundantly contained.

해수면에서 수심 150m보다 깊은 해저심층에서 광량은 1% 이하로, 더 이상의 깊이에서는 식물성 플랑크톤은 광합성을 할 수 없기 때문에, 영양소는 식물성 플랑크톤에 의해서 소비되지 않고 아래의 깊은 층으로 가라앉아 축적되어 있어 무기영양염의 농도가 높다. At sea levels deeper than 150 m above sea level, the amount of light is less than 1%, and at further depths, phytoplankton are unable to photosynthesize, so nutrients are not consumed by phytoplankton and are accumulated and accumulated in the lower layers. High concentration of nutrients

4. 미네랄의 특성4. Characteristics of minerals

해수는 70여 종류를 넘는 원소를 포함하고 있으며, 해양 심층수도 이와 같이 다종다양의 원소를 포함하고 있는 특성이 있다. Sea water contains more than 70 kinds of elements, and deep sea water has such characteristics that it contains various kinds of elements.

동·식물의 생육에 필요한 주요원소가 많으면서 필요하기는 하지만 다량으로 섭취하면 해가 되는 필수 미량원소인 동, 아연과 같이 사람의 건강에 깊은 관계가 있는 것은 극히 소량 포함되어 있다고 하는 미네랄밸런스의 좋은 특성이 있다.Although there are many important elements necessary for the growth of animals and plants, they are necessary, but mineral traces that contain very small amounts of deeply related to human health, such as copper and zinc, essential trace elements that are harmful to intake in large quantities. There is a good character.

5. 숙성성(熟成性)5. Aging

해양 심층수는 표층해수에 비해 pH가 낮으며(pH 7.8 전후), 유기물 함량이 적으면서 해양 심층수는 표층해수로부터 분리되어 저온 고압 하에서 긴 세월동안 물 분자의 집단(Cluster)이 적은 소집단화(小集團化)된 소집단수(小集團水, Micro- clustered water)로 수질이 안정되어 있다.Deep sea water has a lower pH than surface sea water (around 7.8), and the organic content is low, while deep sea water is separated from surface sea water, and small clusters of water molecules are kept for a long time under low pressure and high pressure. Micro-clustered water, which is liquefied, has stable water quality.

식품의 발효·숙성에서 주요 역할을 하는 미생물은 세포막(Cell membrane)이나 세포 내에 미네랄성분이 많은 특성이 있으며, 이 미생물은 미네랄 성분이 충분히 공급되었을 때 활발한 대사활동(代謝活動)을 하면서 상호길항관계(相互拮抗關係)에 있는 유해미생물의 생육을 억제하게 된다. Microorganisms, which play a major role in the fermentation and ripening of foods, are characterized by cell membranes and many minerals in the cells. These microorganisms have an active metabolic activity when enough minerals are supplied. It inhibits the growth of harmful microorganisms in (相互 拮抗 關係).

수중에서 유용미생물을 충분한 미네랄을 공급하면서 생산하는 방법을 BMW 시스템(Bacteria-Mineral-Water System) 이라고 한다. The production of useful microorganisms in water with sufficient minerals is called the BMW System (Bacteria-Mineral-Water System).

본 발명에서는 상술한 원리를 이용하여 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층에서 영양염류가 풍부한 해양 심층수를 이용하여 스피룰리나 조류를 양식하는 방법을 제시한다.The present invention proposes a method of culturing spirulina or algae using nutrient-rich marine deep water in a seabed deeper than 200m deep from the sea level using the above-described principle.

물 분자는 수소결합(水素結合)에 의해서 집단(Cluster)을 형성하고 있으며, 이와 같은 물 분자 집단의 수(數)를 측정하는 방법은, 현재 핵자기공명(核磁氣共鳴, Nuclear magnetic resonance, NMR)의 17O-NMR 스펙트럼(Spectrum) 반치폭(半値幅)의 값(㎐)을 측정하여 간접적으로 추정하고 있으며, 핵자기공명 17O-NMR 반치폭 값(㎐)의 약 1/10이 물 분자의 집단수(集團數)로 알려져 있다.Water molecules form clusters by hydrogen bonding, and the method of measuring the number of such water molecule populations is currently known as Nuclear magnetic resonance (NMR). 17 O-NMR Spectrum half-width of () is estimated indirectly, and approximately 1/10 of the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR Half-width (폭) of the water molecules It is known as the number of groups.

물 분자의 수소결합이 부분적으로 절단(切斷)되면서 소집단화(小集團化)되면 표면장력(表面張力)이 떨어지면서 침투성(浸透性)이 향상되어 맛을 향상하게 되며, 알코올발효공정에서는 이와 같은 처리공정을 "숙성(熟成: Aging)"이라 하기도 한다. When the hydrogen bonds of water molecules are partially cleaved by small cleavage, the surface tension decreases, the permeability is improved, and the taste is improved. The same treatment is sometimes referred to as "aging."

일반적으로 하천수로부터 생산된 경우 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값은 130∼150㎐로, 13∼15개의 물 분자가 집단체를 형성하고 있으며, 이와 같은 물을 결합수(Bound water)라 하며, 해양 심층수의 경우는 장소에 따라서 상당한 차이가 있으며, 일본 오키나와현(沖繩縣) 우라소에시(浦添市) 앞바다 수심 1,400m에서 취수한 해양 심층수의 경우 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값은 78㎐ 이였으며, 울릉도 현포 앞바다 수심 650m에서 취수한 해양 심층수의 경우는 65.5㎐이었다. 이와 같이 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값(㎐)이 적은 물을 소집단수(Microclustered water)라 한다.In general, when produced from river water, the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-value width is 130 to 150 Hz, and 13 to 15 water molecules form an aggregate. Such water is called bound water. In the case of deep ocean water, there are significant differences depending on the location. For deep ocean water taken at 1,400 meters off the coast of Urasoe City, Okinawa, Japan, the value of the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width Was 78㎐, and the deep seawater taken from Ulleungdo's Hyeonpo 650m was 65.5㎐. As such, water having a small value of the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half width is referred to as microclustered water.

그리고 본 발명에서 염분의 농도를 파악하기 위한 용액의 비중의 측정은 보메 비중계(Baume's hydrometer)로 측정하며, 보매 비중계의 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 염분농도를 표시하는 척도로도 널리 사용되고 있다.In the present invention, the measurement of the specific gravity of the solution to determine the concentration of salinity is measured by Baume's hydrometer, and the Baumedo (° Be) of the Baume hydrometer is used to measure the specific gravity of the liquid. It is a numerical value of the scale when it floats, and heavy bomedo for heavy liquids that is heavier than water specific gravity, and light bomedo for hard liquids that is lighter than specific gravity of water. Among them, the heavy liquid is 0 ° Be of pure water, the 15% saline is 15 ° Be, and the division is divided into 15 equal parts, and the hard solution is 0 ° Be of 10% saline. The pure water is 10 ° Be, and the division is divided into 15 equal parts.Bomedo (° Be) is a salt because it approximates the salt concentration (wt%) in seawater. It is also widely used as a measure of concentration.

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

스피룰리나(Spirulina)는 라틴어(Latin language)로 “비틀린 나사(Spira)” 라는 의미가 있는 남조(藍藻)의 일종으로, 스피룰리나는 강알칼리성, 고온의 염호(鹽湖)의 특수 환경 하에서 번식하는 것이 큰 특징으로, 열대지방인 아프리카(Africa)의 차드호(Lake Chad), 나쿠루호(Lake Nakuru)나 멕시코(Mexico)의 텍스코코호(Lake Texcoco) 등 알칼리성 염호(鹽湖)에서 자생하고 있으며, 클로렐라(Chlorella) 등과 함께 미래의 단백질원으로 주목되고 있다.Spirulina is a Latin word meaning “Spira” in Latin language. Spirulina is characterized by its propagation under the special environment of strong alkali, high temperature salt lake. It grows in alkaline salt lakes such as Lake Chad in Africa, Lake Nakuru, and Lake Texcoco in Mexico. Chlorella) and others are attracting attention as a future protein source.

스피룰리나는 청록색의 나선형이며, 길이 300∼500㎛, 나비 8㎛이며, 스피룰리나 어브리비에타(Spirulina abbreviata), 스피룰리나 아트리아티카(Spirulina adriatica), 스피룰리나 애질리스(Spirulina agilis), 스피룰리나 애질리스시마(Spirulina agilissima), 스피룰리나 앨르비타(Spirulina albida), 스피룰리나 알디스소니(Spirulina ardissoni), 스피룰리나 브레비아티큘래이타(Spirulina breviaticulata), 스피룰리나 코라기안나(Spirulina corakiana), 스피룰리나 카브레라(Spirulina cabrerae), 스피룰리나 캘다리아(Spirulina caldaria), 스피룰리나 캘바닐레시안나(Spirulina cavanillesiana), 스피룰리나 크리스품(Spirulina crispum), 스피룰리나 크루타(Spirulina curta), 스피룰리나 풀라보비렌스(Spirulina flavovirens), 스피룰리나 푸지폼미스(Spirulina fusiformis), 스피 룰리나 게이트레리(Spirulina geitleri), 스피룰리나 자이캔티아(Spirulina gigantea), 스피룰리나 고몬티아나(Spirulina gomontiana), 스피룰리나 고몬티(Spirulina gomontii), 스피룰리나 고르디아나(Spirulina gordiana), 스피룰리나 젠네리(Spirulina jenneri), 스피룰리나 이엔네리(Spirulina ienneri), 스피룰리나 래버린시폼미스(Spirulina labyrinthiformis), 스피룰리나 락사(Spirulina laxa), 스피룰리나 라키시시마(Spirulina laxissima), 스피룰리나 마이올(Spirulina maiol), 스피룰리나 메이저(Spirulina major), 스피룰리나 마르가리타(Spirulina margaritae), 스피룰리나 마사티(Spirulina massartii), 스피룰리나 맥시마(Spirulina maxima), 스피룰리나 메더터라니아(Spirulina mediterranea), 스피룰리나 메네그힌니아나(Spirulina meneghiniana), 스피룰리나 미니애타(Spirulina miniata), 스피룰리나 놀드스테드티(Spirulina nordstedtii), 스피룰리나 오겐시스(Spirulina okensis), 스피룰리나 프라텐시스(Spirulina platensis), 스피룰리나 프린세프스(Spirulina princeps), 스피룰리나 슈도바큐오래이타(Spirulina pseudovacuolata), 스피룰리나 레지스(Spirulina regis), 스피룰리나 로시(Spirulina rosea), 스피룰리나 스카로에데리(Spirulina schroederi), 스피룰리나 사이아미제(Spirulina siamese), 스피룰리나 스피룰리노이데스(Spirulina spirulinoides), 스피룰리나 서브살사(Spirulina subsalsa), 스피룰리나 샤부틸리시마(Spirulina subtilissima), 스피룰리나 텐넬리마(Spirulina tenerrima), 스피룰리나 텐뉴어(Spirulina tenuior), 스피룰리나 텐뉴이스(Spirulina tenuis), 스피룰리나 텐너리마(Spirulina tenerrima), 스피룰리나 텐뉴시마(Spirulina tenuissima), 스피룰리나 안듀란스(Spirulina undulans), 스피룰리나 버식칼라(Spirulina versicolor), 스피룰리나 웨이시(Spirulina weissii) 등의 종이 알려져 있으며, 남조식물(Blue-green algae)인 시아노박테리아(Cyanobacteria)의 일종으로 해수와 염도가 높고 강한 알칼리성을 지닌 열대지방의 더운 염수에서 번식하며, 구성성분은 단백질(Protein)이 60∼70%, 지질(Lipid)이 6∼9%, 탄수화물(Carbohydrate)이 15∼20%로 이루어져 있으며, 비타민, 무기질(Mineral), 섬유소(Cellulose) 등을 함유하고 있으면서 카로티노이드(Carotinoid), 클로로필(Chlorophyll), 피코시아닌(Phycocyan) 등의 색소가 들어 있다. 필수아미노산(Essential amino acid)을 모두 함유하고 있으며, 필수지방산(Essential fatty acid)인 리놀렌산(Linolenic acid), 감마 리놀렌산(γ-Linolenic acid)도 풍부하다. 또한, 소화흡수율이 95% 이상으로 소화가 잘되는 특징이 있다.Spirulina is a turquoise spiral, 300-500 µm long, 8 µm long, Spirulina abbreviata, Spirulina adriatica, Spirulina agilis, Spirulina azilisshima agilissima, Spirulina albida, Spirulina ardissoni, Spirulina breviaticulata, Spirulina corakiana, Spirulina corruana Spirulina cabrida (Spirulina caldaria), Spirulina cavanillesiana, Spirulina crispum, Spirulina curta, Spirulina flavovirens, Spirulina flapis Spirulina geitleri, Spirulina zicantia lina gigantea, Spirulina gomontiana, Spirulina gomontii, Spirulina gordiana, Spirulina jenneri, Spirulina igneri, Spirulina ipirina Spirulina labyrinthiformis, Spirulina laxa, Spirulina laxissima, Spirulina maiol, Spirulina major, Spirulina margarita Spirulina margarita ), Spirulina maxima, Spirulina mediterranea, Spirulina meneghiniana, Spirulina miniata, Spirulina nordsteadi (Spirulina nordstedi) okensis, Spirulina platensis, Spirulina princeps, Spirulina pseudovacuolata, Spirulina regis, Spirulina rosea, Spirulina rosero, Spirulina schroederi, Spirulina schroederi siamese, Spirulina spirulinoides, Spirulina subsalsa, Spirulina subtilissima, Spirulina tenerrima, Spirulina tenru, or Spirulina (Spirulina tenuis), Spirulina tenerrima, Spirulina tenuissima, Spirulina undulans, Spirulina versicolor, Spirulina versiru and wexi Of cyanobacteria, Blue-green algae It breeds in seawater and hot brine of tropical region with high salinity and strong alkalinity. The composition is 60 ~ 70% of protein, 6 ~ 9% of lipid and 15 ~ 20 of carbohydrate. It is composed of%, contains vitamins, minerals (Mineral), cellulose (Cellulose), etc., contains carotenoids (Carotinoid), chlorophyll (Chlorophyll), phycocyanin (Phycocyan). It contains all the essential amino acids and is also rich in essential fatty acids, linolenic acid and gamma linolenic acid. In addition, digestive absorption rate is more than 95% is characterized by good digestion.

스피룰리나(Spirulina)를 추출하여 얻은 스피룰리나 청색소(Spirulina Color)인 피코시아닌(Phycocyanin)은 비타르(Non-tar)계 천연색소로 빙과, 과자류, 유제품 등 여러 분야에 사용되고 있다.Phycocyanin, a spirulina color derived from spirulina, is a non-tar-based natural pigment and is used in many fields such as ice cream, confectionery, and dairy products.

본 발명의 발명자는 해양 심 층수를 취수하여 가온 처리와 정밀여과(Micro-filtration)에 의한 전처리를 한 것을 나노여과(Nanofiltration)에서 황산 이온(SO4 2 -)을 제거한 다음, 역삼투여과(Reverse osmosis)공정에서 여과된 여과수는 음료수제조공정에서 음료수를 만들고, 여과되지 않고 농축된 농축 염수는, 천일 염전(天日鹽田)에서 수분을 증발하여 소금을 석출(析出)하여 소금을 제조하는 과정에 서, 수온이 25∼35℃이면서 보메도 비중이 8∼18°Be범위의 증발지(蒸發池)에서 스피룰리나 조류(Spirulina algae)가 자연발생적으로 발생하여 활발하게 생육하는 것을 예의주시(銳意注視)하여 관찰(觀察)한 결과, 효율적으로 스피룰리나 조류를 생산할 수 있음을 확인하였으며, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The inventors of the present invention are marine that the intake Sim stories by the heating treatment with the microfiltration pretreatment (Micro-filtration) nanofiltration (Nanofiltration) sulfate ion (SO 4 2 -) in the removal of the then reverse tuyeogwa (Reverse osmosis The filtrate filtered in the process is a beverage in the beverage manufacturing process, and the concentrated brine concentrated without filtration is evaporated from the salt in Cheonil, and the salt is precipitated to produce salt. Attention is drawn to the spontaneous growth of spirulina algae and the spontaneous growth of spirulina algae in the evaporation zone with a water temperature of 25 to 35 ° C and a specific gravity of 8 to 18 ° Be. As a result of observation, it was confirmed that the spirulina or algae can be efficiently produced, and the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

Ⅰ. 농축 염수를 생산하는 단계I. Steps to produce concentrated brine

1. 취수 및 가온 처리 공정1. Intake and warming process

전처리공정에서는 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수를 취수하여 후속처리를 원만하게 처리될 수 있도록 가온 처리를 한다.In the pretreatment process, the deep sea water of the seabed deeper than 200m deep from the sea surface is taken out and warmed so that the subsequent treatment can be smoothly processed.

도 1에서 해양 심층수는 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층에서 해양 심층수를 취수하며, 취수방법은 선상(船上)에서 해저 200m보다 깊은 곳까지 배관을 내려 취수하던가, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층까지 배관을 설치하여 펌프(Pump)로 취수하던가, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층까지 배관을 설치하고, 취수정을 해수면보다 낮게 설치하여 사이펀(siphon) 원리에 의해서 취수를 한다.In FIG. 1, the deep sea water intakes deep sea water from a deep seabed deeper than 200 m from the sea surface, and the intake method is to take down pipes from a ship to a depth of 200 m deep, or to a deep sea bed deeper than 200 m deep from sea level. The pipe is installed to take water with a pump, or the pipe is installed from the sea level to the sea floor deeper than 200m deep, and the intake well is installed below the sea level to take water according to the siphon principle.

집수조에 취수된 해양 심층수는 온도가 낮으면서 점성이 높아 처리효율이 떨어지기 때문에 보일러(Boiler)에서 열을 공급받아(여름철에는 표층해수의 수온을 이용할 수도 있음) 20∼30℃로 가온하여 전처리 여과공정으로 보낸다.The deep sea water collected in the sump is low in temperature and high in viscosity, and the treatment efficiency is low, so it is supplied with heat from a boiler (in summer, the surface water temperature may be used), and then warmed to 20 to 30 ° C to filter the pretreatment. Send to fair

2. 전처리여과공정2. Pretreatment Filtration Process

전처리여과공정은 모래여과, 정밀여과(Micro filter)나 한외여과(限外濾過; Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상의 공정을 조합한 여과를 하여 수중의 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거한 다음, 나노여과공정으로 보낸다.The pretreatment filtration process removes suspended solids (SS) by filtration through sand filtration, micro filtration or ultra filtration alone or a combination of two or more processes. Next, it is sent to the nanofiltration process.

이때 여과압력은 운전조건에 따른 여과기의 압력손실과 배관의 압력손실을 고려하여 결정하며, 모래여과의 경우 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.In the case of sand filtration, the filtration speed is 6-10 m / hour, and the effective diameter of the filter sand Is 0.3 to 0.45 mm, the uniformity factor is 2.0 or less, and the thickness of a fibrous layer is 0.5 to 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 물의 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 처리한다.In microfiltration or ultrafiltration, filtration treats the water's fouling index (FI) in the range of 2-4.

FI값은 대상 수중의 미세한 탁질 농도를 나타내는 수치로 다음 ①식으로 표현 된다.The FI value is a numerical value representing the fine turbidity concentration in the target water.

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

여기서 T0는 0.45㎛의 정밀여과 막을 이용하여 시료 수를 0.2㎫로 가압 여과했을 때에 최초의 500㎖의 시료수의 여과에 필요로 한 시간이며, T15는 T0와 동일한 상태에서 15분간 여과한 후에 500㎖의 시료수의 여과에 필요로 하는 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 after that.

2. 나노여과공정2. Nano filtration process

나노여과공정에서는 후처리의 역삼투여과에서 스케일(Scale)생성의 원인이 되는 황산 이온(SO4 2 -)을 제거하는 것이 주목적으로, 전처리여과공정에서 수중의 부유고형물질을 제거한 해양 심층수는 나노여과공정으로 보내어 여과되지 않은 황산 이온 함유수는 방류(放流)하고, 여과수인 탈황산이온미네랄염수는 역삼투여과공정으로 보낸다.Nanofiltration process, the sulfate ions that cause scale (Scale) generated in the reverse tuyeogwa of the post processing (SO 4 2 -) as is the main purpose to remove, deep ocean water, removing the suspended solids in the water in the pre-filtering step is a nanofiltration Sulfate-containing water that has not been sent to the process is discharged, and desulfurized ion mineral salt, which is filtered water, is sent to the reverse osmosis filtration process.

나노여과 막에서 이온의 투과순서는 양이온의 경우는 Ca2 +>Mg2 +>Li+>Na+>K+>NH4 + 이고, 음이온의 경우는 SO4 2 -≫HCO3 ->F->Cl->Br->NO3 ->SiO2 이며, 황산 이온(SO4 2 -)의 경우는 Mg2 +와 Ca2 +보다도 투과하기 어렵다.Transmission sequence of the ion in the nanofiltration membrane, if the cation is Ca 2 +> Mg 2 +> Li +> Na +> K +> and NH 4 +, if the anion is SO 4 2 - »HCO 3 -> F - > Cl -> Br -> NO 3 -> and SiO 2, a sulfate ion (SO 4 2 -), if the it is difficult to permeate than Mg + 2 and Ca + 2.

나노여과공정에서 공급압력은 염 농도가 3.5wt%인 해양 심층수의 삼투압 25㎏/㎠보다 낮은 15∼20㎏/㎠으로 하며, 나선형의 경우 막투과수량(膜透過水量)은 0.7∼1.4㎥/㎡·일로 하면 이때 막 투과수량은 유입수량의 70∼80%가 된다.In the nanofiltration process, the supply pressure is 15 to 20 kg / cm 2, which is lower than the osmotic pressure of 25 kg / cm 2 of the deep seawater with a salt concentration of 3.5 wt%. In the case of spiral, the membrane permeability is 0.7 to 1.4 m 3 / If m 2 · day, the membrane permeate amount is 70 to 80% of the inflow rate.

[실시 예1]Example 1

표1에서와 같은 해양 심층수를 25℃로 가온 처리를 한 다음, 한외여과에서 FI값을 3.2로 전처리한 여과수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 가교폴리아미드(Cross-linked polyamide) 재질인 모델번호 SU-610의 나선형 나노여과 막을 사용하여 압력을 20㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 1.2㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 80%가 되었으며, 이때 여과되지 않은 황산 이온 함유수와 여과된 탈황산이온미네수의 주요성분 분석치는 다음 표2의 내용과 같다.After warming the deep seawater as shown in Table 1 at 25 ° C and pretreating the FI value to 3.2 by ultrafiltration, it is a cross-linked polyamide material manufactured by Toray Industries, Ltd. The membrane permeate was 80% of the influent when the pressure was supplied to the membrane at 20 kg / cm 2 G using the spiral nanofiltration membrane of SU-610, and the membrane permeate was 1.2 m 3 / m 2 · day. Analysis of the main components of the non-sulfate-ion-containing water and the filtered desulfurized ionmine water is shown in Table 2.

표2 나노여과에 의한 여과되지 않은 황산 이온 함유수와 여과된 탈황산이온 미네랄 염수의 주요성분 분석치Table 2 Analysis of Principal Components of Unfiltered Sulfate-Ion Water and Filtrated Desulphate-ion Mineral Saline by Nanofiltration

항 목 Item 전 처리된 해양 심층수(원수)     Pretreated Marine Deep Water (Raw Water) 여과된 탈황산이온미네랄염수        Filtrated Desulphate Ion Mineral Saline 여과되지 않은 황산 이온 함유수    Unfiltered sulfate-containing water pH     pH 7.80        7.80 7.24        7.24 7.82         7.82 Na+(㎎/ℓ)Na + (mg / L) 10,800  10,800 9,650   9,650 15,400    15,400 Cl-(㎎/ℓ)Cl - (㎎ / ℓ) 22,370  22,370 17,300  17,300 42,650    42,650 Ca2 +(㎎/ℓ)Ca 2 + (㎎ / ℓ) 456     456 338     338 928       928 Mg2 +(㎎/ℓ)Mg 2 + (㎎ / ℓ) 1,300   1,300 1,060   1,060 2,260     2,260 K+(㎎/ℓ)K + (mg / L) 414     414 355     355 650       650 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 2,833   2,833 319     319 12,890    12,890

표2의 내용에서 보는 바와 같이 해양 심층수를 나노여과처리를 한 결과, Na는 28.5%, 칼슘(Ca)은 41%, 마그네슘(Mg)은 35%로 제거되었으나 황산 이온은 90% 이상 제거되었다.As shown in Table 2, as a result of nanofiltration of deep sea water, Na was removed by 28.5%, calcium (Ca), 41%, and magnesium (Mg) by 35%, but more than 90% of sulfate ions were removed.

3. 역삼투여과공정3. Reverse osmosis filtration process

상기 나노여과공정에서 황산 이온이 제거된 여과수가 역삼투여과공정에 공급 되면, 운전압력을 50∼70㎏/㎠으로 역삼투여과 막에 공급하여 여과된 탈 염수인 여과수는 음료수제조공정으로 보내고, 농축된 농축 염수는 농축 염수 저장조(1)로 보 낸다.When the filtered water from which sulfate ions have been removed in the nanofiltration process is supplied to the reverse osmosis filtration process, the filtered water, which is the demineralized water filtered by supplying the operating pressure to the reverse osmosis membrane at 50 to 70 kg / cm 2, is sent to the beverage production process and concentrated. Concentrated brine is sent to a concentrated brine reservoir (1).

역삼투여과공정의 역삼투여과 막이 나선형 여과 막의 경우 운전압력을 55∼56㎏/㎠에서 막 투과수량은 0.5∼0.8㎥/㎡·일로 운전하면 여과수인 탈 염수에는 염분이 99.0∼99.85wt% 범위로 제거되며, 유입수량의 40∼60%가 여과되면서 해양 심층수에 함유된 염분은 농축된다.In case of reverse filtration membrane of reverse osmosis filtration process, when operating pressure is 55 ~ 56㎏ / ㎠ and membrane permeate amount is 0.5 ~ 0.8㎥ / ㎡ · day, the salinity of filtered water is 99.0 ~ 99.85wt%. The salt contained in the deep sea water is concentrated while 40 to 60% of the influent is filtered.

상기 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 membrane module of the nanofiltration and the reverse osmosis (Module) form is tubular (tubular), hollow fiber (hollow fiber; hollow spiral), spiral (螺旋 形), flat plate (平板 形) Any form such as a frame may be used, and the material of the film is not particularly limited.

그리고 나노여과 막의 소재로서 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리피페라진아미드(Polypiperazineamide)계, 폴리에스테르 아미드(Polyesteramide)계, 혹은 수용성의 비닐폴리머(Vinylpolymer)를 가교(架橋)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 구멍에서 미세 구멍으로 구성되어 있는 비대칭 막(非對稱膜)이나, 이러한 비대칭 막의 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 crosslinked water-soluble vinyl polymer can be used. The membrane structure has a dense layer on one side of the membrane, and is an asymmetric membrane composed of micropores gradually from a large pore toward the inside of the membrane or toward one side of the membrane. A composite membrane having a very thin separation functional layer formed of another material on the dense layer of the membrane can be used, and a piperazine polyamide composite membrane is preferable, but in the present invention, the material and structure of the membrane It is not limiting.

[실시 예2]Example 2

실시 예1의 나노여과에서 여과된 여과수(濾過水)를 일본 도레이주식회사(東 レ株式會社)의 고압용 역삼투여과 막에서 가교(架橋) 폴리아미드계 복합막(複合膜)인 모델번호 SU-810의 나선형 역삼투여과 막을 사용하여 압력을 60㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 52%가 되었으며, 이때 여과된 탈 염수와 여과되지 않고 농축된 농축 염수의 주요성분 분석치는 다음 표3의 내용과 같다.The filtrate filtered by the nanofiltration of Example 1 was a crosslinked polyamide-based composite membrane model number SU-810 in a high pressure reverse osmosis membrane of Toray Industries, Ltd., Japan. The membrane permeate was 52% of the influent when the pressure was fed to the membrane at 60 kg / cm 2 G using a spiral reverse osmosis membrane of. Analysis of the main components of the concentrated brine without concentration is shown in Table 3 below.

표3 역삼투여과에서 여과수와 여과되지 않고 농축된 농축 염수의 주요성분 분석치Table 3 Analysis of Major Components of Filtrate and Unfiltered Concentrated Saline in Reverse Osmosis

항목Item 유입수Influent 여과된 여과수Filtered filtrate 농축된 농축 염수Concentrated brine pHpH 7.24 7.24 7.207.20 7.287.28 Na+(㎎/ℓ)Na + (mg / L) 9,6509,650 38.738.7 20,06320,063 Cl-(㎎/ℓ)Cl - (㎎ / ℓ) 17,30017,300 71.671.6 35,47835,478 Ca2 +(㎎/ℓ)Ca 2 + (㎎ / ℓ) 338338 0.60.6 703703 Mg2 +(㎎/ℓ)Mg 2 + (㎎ / ℓ) 1,0601,060 1.91.9 2,2062,206 K+(㎎/ℓ)K + (mg / L) 355355 1.71.7 737737 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 319319 3.73.7 1,5841,584

표3의 내용에서 보는 바와 같이 해양 심층수를 역삼투여과에서는 대부분의 물질은 99% 이상 고도로 제거되었다.As shown in Table 3, most of the substances removed by deep osmosis from deep ocean water were over 99%.

Ⅱ. 스피룰리나 조류(Spirulina algae)를 배양하는 단계II. Incubating Spirulina algae

1. 자화처리공정1. Magnetization process

상기 역삼투여과공정에서 여과되지 않고 농축된 농축 염수가 농축 염수 저장조(1)에 공급되면, 자속밀도(磁束密度)가 100∼400가우스(Gauss)로 착자(着磁)된 4 ·3 산화철(Fe3O4) 또는 자철광(磁鐵鑛) 분말을 3∼10wt%의 염산(HCl) 수용액 용해한 2가·3가 철염을 농축 염수에 총 철 농도가 3∼100㎎/ℓ범위로 공급하고, 농축 염수 이송펌프(2)로 토출(吐出) 측에 설치된 자화장치(3)로 보내어 자화처리를 한 다음, 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6)로 보낸다.When the concentrated brine concentrated without filtration in the reverse osmosis filtration process is supplied to the concentrated brine storage tank (1), the ferrous quaternary oxide (Fe) magnetized with a magnetic flux density of 100 to 400 gauss (Fe) 3 O 4) or magnetite (磁鐵鑛) hydrochloric acid in a powder 3~10wt% (prepared by dissolving HCl) aqueous solution of a divalent, trivalent, and a total iron concentration supplied to 3~100㎎ / ℓ range of iron salts in the concentrated brine, brine and concentrated The transfer pump (2) is sent to a magnetizer (3) installed on the discharge side for magnetization, and then sent to the carbon dioxide dissolution, heating and pH regulator (6).

그러나 철분농도가 낮은 스피룰리나 조류를 생산하는 경우에는 상기 2가·3가 철염을 공급하는 것을 생략하고, 농축 염수를 자화처리 한다.However, when producing spirulina or algae having a low iron concentration, supplying the divalent and trivalent iron salts is omitted, and the concentrated brine is magnetized.

자화장치(3)는 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器) 또는 영구자석 중에서 한 종류를 사용하며, 정전압도전관자화기는 합성수지(PVC, PE, 스티렌 수지 등), 에보나이트 (Ebonite), FRP, 베이클라이트(Bakelite)와 같은 절연성 재료의 원통 관에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5볼트(Volt) 범위의 교류 또는 직류의 저전압을 인가하면 코일의 내부에는 자기장(磁氣場)이 형성토록 하는 것이나, 정전압도전관자화기 대신에 자속밀도가 10,000∼15,000G(Gauss)범위로 착자(着磁)된 영구자석을 사용한다. The magnetizer 3 uses one of a constant voltage conductor tube magnetizer and a permanent magnet, and the constant voltage conductor tube magnetizer is made of synthetic resin (PVC, PE, styrene resin, etc.), ebonite, FRP. When a low voltage of AC or DC in the range of 0.5 to 5 Volts is applied to a coil wound on a cylindrical tube of an insulating material such as Bakelite, a magnetic field is formed inside the coil. Instead of the constant voltage conductive tube magnetizer, permanent magnets magnetized in the range of 10,000 to 15,000 G (Gauss) are used.

그리고 농축 염수 저장조(1)의 농축 염수를 농축 염수 이송펌프(2)로 토출(吐出) 측에 설치된 자화장치(3)에 공급하는 유량은 자화장치(3) 내부 자계(磁界)에서 유속이 2∼10m/sec범위가 유지되도록 자화처리된 농축 염수를 농축 염수 저장조(1)로 반송하면서, 자화처리된 농축 염수를 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6)로 보낸다.The flow rate of supplying the concentrated brine of the concentrated brine storage tank 1 to the magnetizer 3 installed on the discharge side of the concentrated brine transfer pump 2 has a flow rate of 2 in the magnetic field inside the magnetizer 3. The magnetized treated brine is dissolved in carbon dioxide gas, heated, and sent to the pH regulator 6, while the concentrated brine treated by magnetization is returned to the concentrated brine reservoir 1 so that the range of -10 m / sec is maintained.

2. 탄산가스용해, 가열 및 pH조정공정2. Carbonic acid gas melting, heating and pH adjustment process

상기 자화처리된 농축 염수가 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6)에 공급되면, 교반기(7)로 교반하면서 보일러로부터 온수 또는 스팀(Steam)을 공급하여 농축 염수의 수온을 온도지시제어기(TIC: Temperature indicating controller)로 25∼42℃ 범위로 조정하면서, 탄산가스(CO2)가 함유된 보일러 배기가스를 백 필터(Bag filter) 또는 전기집진기(Electric precipitator )로 미세분진을 제거한 것을 탄산가스공급송풍기(5)로 농축 염수의 용적(Volume)당 탄산가스(CO2) 용량이 0.03∼0.08vol%범위로 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6) 하부로 공급하면서 탄산가스의 용해효율을 향상하기 위해서 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6)의 내부 압력을 압력지시제어기(PIC: Pressure indicating controller)로 0.3∼0.5㎏/㎠G범위로 조정하면서 농축 염수에 탄산가스를 용해한다. 그리고 가성소다(NaOH), 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 중에서 한 종류의 알칼리제 수용액을 수소 이온농도지시제어기(pHIC: pH indicating controller)로 pH를 9∼11 범위가 되게 공급한 다음, 조류 배양조(11)로 보낸다. When the magnetized concentrated brine is dissolved in carbon dioxide gas, heated and pH regulator 6, hot water or steam is supplied from the boiler while stirring with a stirrer 7 to adjust the temperature of the brine water temperature control controller (TIC). : The temperature indicating controller is used to control the temperature in the range of 25 ~ 42 ℃ and remove the fine dust from the boiler exhaust gas containing carbon dioxide (CO 2 ) with a bag filter or electric precipitator. Carbon dioxide gas (CO 2 ) capacity per volume of concentrated brine in the range of 0.03 to 0.08 vol% is blown into the blower (5) to improve the dissolution efficiency of carbon dioxide while supplying carbon dioxide to the bottom of the pH regulator (6). In order to dissolve the carbon dioxide gas, the carbon dioxide gas is dissolved in concentrated brine while the carbon dioxide is dissolved, heated and the internal pressure of the pH regulator 6 is adjusted to a range of 0.3 to 0.5 kg / cm 2 G by a pressure indicating controller (PIC). In addition, one type of alkaline aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH) or calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) is supplied to a pH range of 9 to 11 by a pH indicating controller (pHIC). Then, it is sent to the algae culture tank (11).

탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6)의 재질은 티타늄(Titanium), 브론즈(Bronze) 또는 내염성 스테인리스 강(Stainless steel) 중에서 한 종류를 사용하며, 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6)의 외부에는 가열재킷(Heating jacket, 8)을 설치하고, 가열재킷(8) 외부에는 보온재(9)로 보온처리한다.The carbon dioxide melting, heating and pH regulator 6 is made of titanium, bronze, or flame resistant stainless steel. The carbon dioxide melting, heating and pH regulator 6 The heating jacket (Heating jacket, 8) is provided on the outside, the heating jacket (8) outside the heat insulating material (9).

교반기(7)는 프로펠러형(Propeller type)으로 교반 회전수는 180∼360rpm로 하고, 프로펠러의 크기는 공급유량(Q)/기의 용량(V)의 비가 1∼4가 되도록 하며, 재질은 가열 및 pH조정기(6)와 같이 티타늄(Titanium), 브론즈(Bronze) 또는 내염성 스테인리스 강(Stainless steel) 중에서 한 종류를 사용한다.The stirrer 7 is a propeller type, and the stirring speed is 180 to 360 rpm, and the size of the propeller is such that the ratio of the supply flow rate (Q) / capacity (V) is 1 to 4, and the material is heated. And one of titanium, bronze, or flame resistant stainless steel, such as the pH regulator 6.

이때 알칼리제로 NaOH와 탄산가스(CO2)의 반응은 다음과 같이 탄산염이 생성된다.In this case, the reaction between NaOH and carbon dioxide (CO 2 ) as an alkali agent produces carbonate as follows.

NaOH + CO2 → NaHCO3 …………………………………………………②NaOH + CO 2 → NaHCO 3 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ②

NaHCO3 + NaOH ↔ Na2CO3 + H2O ………………………………………③NaHCO 3 + NaOH ↔ Na 2 CO 3 + H 2 O. … … … … … … … … … … … … … … ③

3. 스피룰리나 조류의 배양공정3. Cultivation process of spirulina algae

상기 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6)로부터 탄산가스용해, 가열 및 pH가 조정된 농축 염수가 조류 배양조(11)에 공급되면 낮에는 태양(12) 광에 의해서 스피룰리나 조류(Spirulina algae)를 배양하며, 날씨가 흐린 날이나 야간에는 조사 광량이 2000∼6500 럭스(Lux)의 등(13)으로부터 광을 조사에 의해 스피룰리나 조류를 배양하여 조류침전조(15)로 보낸다.When carbonic acid gas melting, heating and pH-adjusted concentrated brine are supplied to the algae culture tank 11 from the carbon dioxide gas melting, heating and pH regulator 6, spirulina algae by daylight 12 On the day when the weather is cloudy or at night, the amount of irradiation light 2000-6500 Lux (Lux) is irradiated with light from the back 13 of the spirulina or algae and sent to the algae settling tank (15).

조류 배양조(11)에서 배양된 스피룰리나 조류가 조류침전조(15)에 공급되어, 조류침전조(15) 하부로 침전되면 조류침전조 레이크(16)로 하부의 콘(Cone) 부분으로 끓어 모아 지면 반송펌프(17)로 종조류(種藻類)용으로 조류 배양조(11) 상단으로 반송하면서 잉여조류인 배양된 스피룰리나 조류는 탈수공정의 잉여조류 농축조(20)로 보낸다.Spirulina algae cultured in the algae culture tank (11) is supplied to the algae settling tank (15), when settled down the algae settling tank (15) boils to the bottom of the condensate tank (16) to the bottom (Cone) to collect the return pump (17) The cultured spirulina algae, which is a surplus alga, are sent to the surplus algae concentration tank 20 of the dehydration step while being returned to the algae culture tank 11 for the algae.

그리고 조류침전조(15) 상부로 월류(越流, Over flow) 하는 농축 염수는 탈수공정에서 배출되는 탈수 여액과 함께 염수 저장조(18)로 보내었다가, 염수 이송펌프(19)에 의해서 소금제조공정으로 보낸다. The concentrated brine overflowing to the upper part of the algae settling tank 15 is sent to the brine storage tank 18 together with the dehydration filtrate discharged from the dehydration process, followed by the salt production process by the brine transfer pump 19. Send to.

조류침전조(15)에 침전된 조류를 반송펌프(17)에 의해서 종조류(Seeding algae) 용으로 조류 배양조(11) 상단으로 반송하는 유량은 조류 배양조(11)의 배양액의 MLSS(Mixed liquor suspended solid)의 농도가 2,500∼3,500㎎/ℓ 범위로 유지되게 반송한다.The flow rate of returning the algae precipitated in the algae settling tank 15 to the top of the algae culture tank 11 for the seeding algae by the conveying pump 17 is MLSS (Mixed liquor) of the culture solution of the algae culture tank 11. It is returned to maintain the concentration of suspended solids in the range of 2,500 to 3,500 mg / L.

조류 배양조(11)의 구조는 천일 염전의 증발지와 같이 흙으로 둑을 쌓고, 바닥은 방수처리가 되도록 찰흙으로 다진 폰드(Pond)를 이용하거나, 또는 사각의 콘크리트(Concrete) 구조물로 한다. 또한, 조류 배양조(11)의 깊이는 10㎝∼5m 범위로 하고, 조의 용량은 1∼10일 범위의 체류시간이 되도록 한다.The structure of the algae culture tank 11 is piled with soil, such as evaporation of salt salt, and the bottom is made of clay chopped by the clay to be waterproof, or a rectangular concrete (Concrete) structure. In addition, the depth of the algae culture tank 11 is in the range of 10 cm to 5 m, the capacity of the tank is to be a residence time in the range of 1 to 10 days.

그리고 조류 배양조(11) 상부에는 강우(降雨) 시에 빗물이 유입되지 않으면서 외부의 이물질이 유입되지 않도록 햇빛이 투과하기 쉬운 비닐(Vinyl) 또는 유리 중에서 한 종류의 투명 돔(14)을 설치한다.The algae culture tank 11 is provided with one type of transparent dome 14 made of vinyl or glass, through which sunlight is easily transmitted, so that foreign matter does not flow in the rain without rain flowing in during rain. do.

조류침전조(15)는 하·폐수의 표준활성오니처리공정의 최종침전조와 와 같이 원형의 콘크리트(Concrete) 구조물 내부에 침전된 스피룰리나 조류를 하부 콘 부분으로 끓어 모을 수 있는 내염성 재질의 조류침전조 레이크(16)를 설하고, 조의 표면적은 월류부하(Over flow load)가 16∼30㎥/㎡·일 범위로 단면적(斷面積)을 결정하고, 조의 깊이는 2∼4m로 하며, 하부 바닥의 경사도는 1/10∼2/10의 범위로 하고, 조류침전조 레이크(16)의 회전속도는 0.02∼0.05rpm으로 한다.The algae sedimentation tank 15 is a salt-resistant algae sedimentation tank lake that can boil and collect spirulina or algae that have settled inside the circular concrete structure to the lower cone part, as in the final sedimentation tank of the standard activated sludge treatment process of sewage and wastewater. 16), the surface area of the bath is determined by the cross-flow area in the range of overflow load of 16-30m 3 / m 2 · day, the depth of the tank is 2 ~ 4m, the slope of the bottom bottom The range of 1/10 to 2/10 is set, and the rotational speed of the algae settling tank 16 is set to 0.02 to 0.05 rpm.

그리고 조류침전조(15)의 직경이 3m이하인 경우는 조류침전조 레이크(16)를 생략하고, 하부 바닥의 경사면을 45∼60°로 한다.When the diameter of the algae sedimentation tank 15 is 3 m or less, the algae sedimentation tank rake 16 is omitted, and the inclined surface of the bottom bottom is 45 to 60 degrees.

스피룰리나 조류(Spirulina algae)의 먹이가 되는 탄소 원을 아세트산(Acetic acid), 구연산(Citric acid), 주석산(Tartaric acid), 팔미트산(Palmitic acid), 옥살산(Oxalic acid), 사과산(Malic acid), 호박산(Succinic acid), 말레산(Maleic acid), 수산(Oxalic acid), 낙산(Butyric acid), 푸마르산(Fumaric acid), 개미산(Formic acid), 피크리산(Picric acid), 아스코르빈산(Ascorbic acid)과 같은 유기산 또는 이들 유기산 염 중에서 한 종류 이상 혼합한 것을 탄산가스 대신에 사용하거나 탄산가스와 함께 사용할 수도 있다.The carbon source for Spirulina algae is acetic acid, citric acid, tartaric acid, palmitic acid, oxalic acid, malic acid. , Succinic acid, Maleic acid, Male acid, Oxalic acid, Butyric acid, Fumaric acid, Formic acid, Picric acid, Picric acid, Ascorbic acid organic acids such as acid) or mixtures of one or more of these organic acid salts may be used in place of carbon dioxide gas or may be used together with carbon dioxide gas.

Ⅲ. 스피룰리나 조류제품을 생산하는 단계III. Steps to produce spirulina algae

1. 배양된 스피룰리나 조류의 농축 및 1차 탈수공정1. Concentration and Primary Dewatering Process of Cultured Spirulina Algae

상기 잉여조류인 배양된 스피룰리나 조류가 탈수공정의 잉여조류 농축조(20)에 공급되면 잉여조류 농축조(20)의 상부로 월류(越流)하는 상등액은 염수 저장조(18)로 보내었다가, 염수 이송펌프(19)로 소금제조공정으로 보내고, 잉여조류 농축조(20) 하부로 침전되어 농축된 조류는 농축조류 이송펌프(22)로 탈수기로 보내어 함수율을 75∼82wt% 범위로 탈수된 조류는 세정과 2차 탈수공정으로 보낸다.When the cultured spirulina alga, which is the excess algae, is supplied to the surplus algae concentration tank 20 of the dehydration process, the supernatant flowing over the surplus algae concentration tank 20 is sent to the brine storage tank 18, and the brine is transported. The pump (19) is sent to the salt manufacturing process, and the concentrated algae precipitated under the surplus algae concentration tank (20) is sent to the dehydration tank transfer pump (22) to the dehydrator to remove the algae dehydrated in the water content range of 75 to 82 wt%. Send to the second dehydration process.

잉여조류 농축조(20)의 구조와 재질은 조류침전조(15)와 동일하며, 조의 표면적은 고형물부하(Solid load)가 60∼90㎏/㎡·일 범위로 단면적을 결정하고, 조의 깊이는 3∼4m로 한다.The structure and material of the surplus algae thickening tank 20 are the same as those of the algae settling tank 15, and the surface area of the tank determines the cross-sectional area in the range of 60 to 90 kg / m 2 · solid load, and the depth of the tank is 3 to 4m.

탈수기는 원심탈수기(Centrifugal dehydrator), 롤 벨트 프레스 탈수기(Roll belt press dehydrator), 필터프레스 탈수기(Filter Press dehydrator), 진공탈수기(Vacuum dehydrator) 또는 스크루 프레스(Screw press dehydrator) 중에서 한 종류의 탈수기를 사용한다.The dehydrator uses one type of centrifugal dehydrator, roll belt press dehydrator, filter press dehydrator, vacuum dehydrator or screw press dehydrator. do.

2. 세정과 2차 탈수공정2. Cleaning and Secondary Dewatering Process

상기 배양된 스피룰리나 조류의 농축 및 1차 탈수공정에서 탈수된 조류에는 염분의 농도가 높기 때문에 탈수된 조류 1㎏당 담수(淡水) 10∼20㎏를 주입한 다음, 상기 1차 탈수기와 동일한 탈수기로 함수율이 75∼82wt% 범위로 탈수처리된 조류는 건조공정으로 보낸다.The concentrated algae of the cultured spirulina algae and the dehydrated algae in the first dehydration process is injected with 10 to 20 kg of fresh water per kilogram of dehydrated algae because the salt concentration is high, and then the same dehydrator as the primary dehydrator Dehydrated algae with water content ranging from 75 to 82 wt% is sent to the drying process.

3. 건조공정3. Drying process

상기 2차 탈수공정에서 함수율이 75∼82wt% 범위로 탈수처리된 스피룰리나 조류는 건조공정에서 함수율을 5∼12wt%까지 건조하여 검사 및 포장하여 스피룰리나 조류제품을 생산한다.In the secondary dehydration process, spirulina algae dehydrated at a water content in the range of 75 to 82 wt% are dried and inspected and packaged to 5-12 wt% in the drying process to produce spirulina algae products.

건조기는 밴드건조기(Band dryer), 분무건조기(Spray dryer), 드럼건조기(Drum dryer), 유동건조기(Fluidized bed dryer), 고정상건조기(Fixed bed dryer) 또는 진공동결건조기(Vacuum freeze dryer) 중에서 한 종류의 건조기에 의해서 건조를 한다.Dryer is one of band dryer, spray dryer, drum dryer, fluidized bed dryer, fixed bed dryer or vacuum freeze dryer Dry with a dryer.

[실시 예3]Example 3

10m(길이)×10m(폭)×0.2m(깊이)의 4 지로 구성된 콘크리트 구조물로 된 조류 배양조(11) 상부에는 PVC(Poly vinyl chloride)의 투명 돔(14)으로 된 비닐 하우스(Vinyl house)에 방수성의 태양광 등(13)을 설치한 조류 배양조(11)에 상기 실시 예2의 역삼투여과 막에서 여과되지 않고, 농축된 농축 염수에 2가·3가 철염을 10㎎/ℓ농도 공급하고 자속밀도가 12,000가우스(Gauss)로 착자된 네오디뮴(Neodymium) 영구자석을 이용하여 자화 처리한 것에 이산화탄소를 0.05vol%로 용해하고, 가성소다를 공급하여 pH를 10으로 조정한 것을 30℃로 가온 처리한 1㎥/시간의 유량으로 연속공급하면서 낮에는 태양 광에 의해서, 밤과 햇빛이 비치지 않은 날은 태양광 등(13)으로부터 5,000럭스(Lux)를 조사하면서 스피룰리나 프라텐시스(Spirulina Platensis)를 배양하여 직경이 1mΦ×2m깊이의 조류침전조(15)로 보내어 침전된 조류는 반송펌프(17)로 조류 배양조(11) 배양액의 MLSS농도가 3,000∼3,500㎎/ℓ범위로 유지되게 조류 배양조(11) 앞 단으로 반송하면서 잉여조류인 스피룰리나 프라텐시스의 생산속도는 86.5g/㎡·일로, 조류생산량은 8.65㎏/일로 종래기술의 조류생산속도보다 월등하게 향상된 것을 확인할 수 있었다.A vinyl house consisting of a transparent dome of PVC (Poly vinyl chloride) on top of an algae incubator (11) consisting of four concrete structures consisting of 10 m (length) x 10 m (width) x 0.2 m (depth). 10 mg / l concentration of divalent and trivalent iron salts in concentrated concentrated brine without being filtered through the reverse osmosis membrane of Example 2 in the algae culture tank 11 provided with a waterproof solar lamp 13). The solution was magnetized using neodymium permanent magnet magnetized to 12,000 gauss, and dissolved in carbon dioxide at 0.05 vol%, and caustic soda was adjusted to 10 to 30 ° C. Spirulina Platensis while irradiating 5,000 lux from the solar light (13) during the day and no sunlight at night while continuously supplying at a flow rate of 1 ㎥ / hour warmed ) And cultured into an algae settling tank (15) with a diameter of 1mΦ × 2m. The precipitated algae is returned to the end stage of the algae culture tank 11 so that the MLSS concentration of the culture medium of the algae culture tank 11 is maintained in the range of 3,000 to 3,500 mg / l by the return pump 17, and the surplus algae spirulina pratensis The production rate of was 86.5g / ㎡ · day, the algae production was 8.65kg / day was confirmed to be significantly improved than the prior art algae production rate.

상술한 바와 같이 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수를 취수하여 가온 처리, 전처리 여과 후, 역삼투여과에서 여과수는 음료수를 제조하면서, 여과되지 않고 농축된 농축 염수는 소금과 간수를 제조하는 공정 중에서 중간과정의 농축 염수를 이용하여 고가인 스피룰리나 조류의 생산을 종래의 SOT배지나 이 배지의 조성을 변경한 배양액을 이용한 스피룰리나 조류의 생산방법이나, 단순히 해양 심층수를 이용하여 스피룰리나 조류의 생산방법에 비해서 배양효율이 월등 히 향상되었음을 알 수 있다.As described above, the deep sea water deeper than 200m deep from the sea surface is collected, warmed and pre-filtered, and then filtered through reverse osmosis to prepare the drink, while the concentrated brine, which is not filtered, is concentrated to produce salt and brine. The production of expensive spirulina or algae using concentrated brine in the middle of the process is compared to the production method of spirulina or algae using conventional SOT medium or culture medium in which the composition of this medium is changed, or simply using deep sea water to produce spirulina or algae. It can be seen that the culture efficiency was greatly improved.

그리고 해양 심층수 중에는 유해오염물질이나 유해미생물이 함유되어 있지 않기 때문에 위생적으로도 안전한 스피룰리나 조류를 생산할 수 있는 특징이 있다.In addition, since deep sea water does not contain harmful pollutants or harmful microorganisms, it has the characteristic of producing hygienically safe spirulina or algae.

도 1은 해양 심층수로부터 스피룰리나(Spirulina) 조류(藻類)를 생산하는 공정도1 is a process chart for producing Spirulina algae from deep sea water

도 2는 스피룰리나 조류의 배양공정도Figure 2 is a process chart of spirulina algae

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1: 농축 염수 저장조 2: 농축 염수 이송펌프1: concentrated brine reservoir 2: concentrated brine transfer pump

3: 자화장치 4: 탄산가스공급송풍기 3: magnetizer 4: carbon dioxide gas supply blower

5: 탄산가스공급송풍기 6: 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기5: CO2 supply blower 6: CO2 melting, heating and pH regulator

7: 교반기 8: 가열재킷(Heating jacket)7: Stirrer 8: Heating jacket

9: 보온재(保溫材) 10: 조류 배양조 송풍기9: insulation material 10: algae culture tank blower

11: 조류 배양조 12: 태양11: algae culture 12: sun

13: 등(燈) 14: 투명 돔(Dome)13: lamp 14: transparent dome

15: 조류침전조 16: 조류침전조 레이크(Rake)15: algae settler 16: algae settler lake

17: 반송펌프 18: 염수 저장조 17: return pump 18: salt water reservoir

19: 염수 이송펌프 20: 잉여조류 농축조 19: brine transfer pump 20: surplus algae concentrate tank

21: 조류침전조 레이크 22: 농축조류 이송펌프21: algae sedimentation tank lake 22: concentrated algae transfer pump

FI: 유량지시계(Flow indicator) M: 모터(Moter)FI: Flow indicator M: Motor

TI: 온도지시계(Temperature indicator)TI: Temperature indicator

TT: 온도송신기(Temperature transmitter)TT: Temperature transmitter

TIC: 온도지시제어기(Temperature indicating controller)TIC: Temperature indicating controller

pHT: 수소 이온농도송신기(pH transmitter)pHT: pH Transmitter

pHIC: 수소 이온농도지시제어기(pH indicating controller)pHIC: pH indicating controller

PT:압력송신기(Pressure transmitter)PT: Pressure transmitter

PIC: 압력지시제어기(Pressure indicating controller)PIC: Pressure indicating controller

Claims (3)

해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리를 한 것을 모래여과, 정밀여과(Micro filter) 또는 한외여과(Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 수중의 부유고형물질(Suspended solid)을 제거한 다음, 나노여과 후 역삼투여과에서 여과수는 음료수제조공정으로 보내면서 여과되지 않고 농축된 농축 염수를 생산하는 단계,Filtration of sand filtration, micro filtration, or ultra filtration alone or in combination of two or more that was taken from the deep sea water deeper than 200m from sea level and warmed to 20 ~ 30 ℃ After removing the suspended solids in the water (Suspended solid), and then in the reverse osmosis filtration after nanofiltration, the filtered water is sent to the beverage production process to produce concentrated concentrated brine without filtration, 상기 농축 염수가 농축 염수 저장조(1)에 공급되면, 2가·3가 철염을 공급하고, 자화처리를 한 다음, 탄산가스용해, 가열 및 pH조정기(6)로 보내어 온도를 25∼42℃ 범위로 조정하고, 탄산가스(CO2)를 농축 염수 용적(Volume)당 탄산가스(CO2) 용량이 0.03∼0.08vol% 범위로 탄산가스를 주입하고, 알칼리제를 주입하여 pH를 9∼11 범위가 되게 공급한 다음, 조류 배양조(11)로 보내어 낮에는 태양(12) 광에 의해서 스피룰리나 조류(Spirulina algae)를 배양하며, 날씨가 흐린 날이나 야간에는 조사 광량이 2000∼6500 럭스(Lux)의 등(13)으로부터 광을 조사하고 스피룰리나 조류를 배양하여 조류침전조(15)로 보내어 상부로 월류(Over flow)하는 농축 염수는 탈수공정에서 배출되는 탈수 여액과 함께 염수 저장조(18)로 보내었다가, 염수 이송펌프(19)에 의해서 소금제조공정으로 보내고, 하부로 침전된 조류는 조류침전조 레이크(16)로 하부의 콘(Cone) 부분으로 끓어 모아 반송펌프(17)로 종조류(種藻類) 용으로 조류 배양조(11) 상단으로 반송하면서 잉여조류인 배양된 스피룰리나 조류를 배양하는 단계,When the concentrated brine is supplied to the concentrated brine storage tank (1), the bivalent and trivalent iron salts are supplied, subjected to magnetization, and then dissolved in carbon dioxide, heated, and sent to a pH regulator (6) to bring the temperature to 25 to 42 ° C. adjusted to, and carbon dioxide (CO 2) the volume of concentrated brine (volume) per carbon dioxide (CO 2) capacity of the pH range of 9 to 11 by injecting a carbon dioxide gas, and injecting an alkaline agent to 0.03~0.08vol% range After feeding it, it is sent to the algae culture tank (11) to cultivate spirulina algae by the sun (12) light during the day, the amount of irradiation light 2000 to 6500 lux (Lux) on a cloudy day or night The concentrated brine irradiated with light from the back (13), cultured spirulina algae, and sent to the algae settling tank (15) and overflowed to the top was sent to the brine storage tank (18) together with the dewatering filtrate discharged from the dewatering process. , To the salt manufacturing process by the brine transfer pump (19), Algae precipitated by the boil to the bottom of the condensation tank (16) to the condensation (Cone) portion of the boiled together with the return pump (17) to the algae culture tank (11) for the algae culture tank (11) while culturing the surplus algae Culturing the spirulina algae, 상기 배양된 스피룰리나 조류를 잉여조류 농축조(20)에 공급하여 잉여조류 농축조(20)의 상부로 월류(越流)하는 상등액은 염수 저장조(18)로 보내고, 잉여조류 농축조(20) 하부로 침전되어 농축된 조류는 농축조류 이송펌프(22)로 1차 탈수기로 보내어 탈수된 조류는 세정과 2차 탈수공정으로 보내어 탈수처리된 조류는 건조공정으로 보내어 함수율을 5∼12wt%까지 건조하여 스피룰리나 조류제품을 생산하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양 심층수를 이용하여 스피룰리나 조류를 생산하는 방법.The supernatant which is supplied to the cultured spirulina algae to the surplus algae concentrating tank 20 and overflowed to the upper side of the surplus algae concentrating tank 20 is sent to the brine storage tank 18 and precipitated under the surplus algae concentrating tank 20. The concentrated algae are sent to the concentrated algae transfer pump (22) to the primary dehydrator, and the dehydrated algae is sent to the washing and secondary dehydration processes, and the dehydrated algae is sent to the drying process to dry the moisture content to 5-12 wt%, and to produce spirulina or algae products. Method for producing spirulina algae using deep sea water, characterized in that the step of producing a. 제1항에 있어서, 상기 2가·3가 철염을 공급하는 것을 생략하고, 해양 심층수를 이용하여 스피룰리나 조류를 생산하는 방법.The method according to claim 1, wherein the supply of divalent and trivalent iron salts is omitted, and spirulina or algae are produced using deep sea water. 제1항에 있어서, 상기 이산화탄소(CO2) 대신에 아세트산(Acetic acid), 구연산(Citric acid), 주석산(Tartaric acid), 팔미트산(Palmitic acid), 옥살산(Oxalic acid), 사과산(Malic acid), 호박산(Succinic acid), 말레산(Maleic acid), 수산(Oxalic acid), 낙산(Butyric acid), 푸마르산(Fumaric acid), 개미산(Formic acid), 피크리산(Picric acid) 또는 아스코르빈산(Ascorbic acid)과 같은 유기산 또는 이들 유기산 염 중에서 한 종류 이상 혼합한 것을 사용하거나, 또는 탄산가스와 함께 사용하여 해양 심층수를 이용하여 스피룰리나 조류를 생산하는 방법.The method of claim 1, wherein instead of the carbon dioxide (CO 2 ), acetic acid, citric acid, tartaric acid, palmitic acid, oxalic acid, malic acid ), Succinic acid, maleic acid, maleic acid, oxalic acid, butyric acid, fumaric acid, formic acid, picic acid, picric acid or ascorbic acid ( A method for producing spirulina or algae using deep ocean water using organic acids such as ascorbic acid or mixtures of one or more of these organic acid salts, or in combination with carbon dioxide gas.
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