KR20090126360A - A method to produce beer using deep-ocean water - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for producing beer using deep sea water is provided to improve sanitary safety of beer and save money for removing environmental pollutant. CONSTITUTION: A method for producing beer using deep sea water comprises: a step of warming deep sea water at 20-30°C then performing ultrafiltration; a step of performing reverse osmosis filtration, electrodialytic method, electrolytic extraction, freezing, evaporation and condensation or ion exchange process to obtain desalted water; a step of treating the desalted water with alkali of ph 9-11; a step of adjusting pH at 5.8~8.5; a step of neutralizing the water; and a step of making beer using the water.

Description

해양 심층수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법{A method to produce beer using deep-ocean water}A method to produce beer using deep-ocean water}

본 발명은 본 발명은 해양 심층수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수를 탈염처리한 탈염수를 경도의 조정과 물 분자를 개질 처리한 주류제조용수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing beer using deep sea water, and more particularly, to the demineralized water obtained by desalting the deep sea water of the deep seabed deeper than 200 m deep from the sea surface, adjusting the hardness and reforming the water molecules. It relates to a method for producing beer using a liquor production water.

일반적으로 맥주(麥酒)제조에서 사용하는 발효수(醱酵水)인 주류제조용수는 지하광천수 또는 하천수를 정수처리하여 사용하는데, 산업의 발전과 인구의 집중으로 인하여 지하광천수 또는 하천수는 환경오염물질이 오염되어 있어 위생적으로 안전하지 못한 문제점이 있으면서, 이와 같은 환경오염물질을 제거하는데 처리비용이 높은 문제점이 있다.In general, liquor manufacturing water, which is fermented water used in beer production, is used by treating the underground mineral water or river water with purified water, and underground mineral water or river water is an environmental pollutant due to industrial development and concentration of population. While there is a problem that is contaminated and sanitary safety, there is a problem that the treatment cost is high to remove such environmental pollutants.

본 발명은 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수를 탈염처리한 탈염수를 맥주제조에서 제조용수(발효용수)로 이용하여 위생적으로 안전한 맥주를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a hygienically safe beer using demineralized water obtained by desalting the deep sea water of a deep seabed deeper than 200 m at sea level as manufacturing water (fermented water) in beer production.

본 발명은 해양 심층수를 이용하여 맥주(麥酒)의 제조에 있어서, 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리한 다음, 모래여과, 정밀여과, 한외여과 또는 나노여과를 한가지 이상의 공정을 조합한 여과를 하여 해양 심층수의 전처리단계와, 상기 처리된 해양 심층수는 역삼투여과공정, 전기투석공정, 전기추출공정 또는 냉동공정 중에서 선택된 한가지 공정에 의해서 탈염처리하여 탈염수를 생산하는 탈염단계와, 상기 탈염수의 pH를 9∼11의 알칼리(Alkali)로 처리한 다음, 역삼투여과공정으로 보내어 붕소화합물이 제거된 여과수를 생산하는 붕소화합물제거단계와, 상기 붕소화합물을 제거한 여과수의 pH를 5.8∼8.5로 조정하면서, 미네랄조정제를 공급하여 경도를 50∼1,000㎎/ℓ범위로 조정하여 주류제조용수로 사용하거나, 이를 물의 개질 처리하여 맥주제조에 사용하는 주류제조용수를 생산하는 단계와, 상기 주류용수를 맥주제조에 이용하여 맥주를 제조하는 단계로 이루어진 것을 특징이 있다.In the present invention, in the production of beer using deep sea water, the deep sea water is collected and warmed to 20 to 30 ° C., followed by combining one or more processes of sand filtration, microfiltration, ultrafiltration, or nanofiltration. Desalination step of pre-treatment of the deep seawater by filtration, and the treated deep seawater is desalted by one process selected from reverse osmosis filtration, electrodialysis, electroextraction or refrigeration, to produce demineralized water, and The boron compound removal step of treating the pH with an alkali (Alkali) of 9 to 11 and then sending to reverse osmosis filtration to produce filtered water from which the boron compound was removed, and adjusting the pH of the filtered water from which the boron compound was removed to 5.8 to 8.5 Supply mineral adjuster to adjust the hardness to 50 ~ 1,000mg / ℓ and use it as liquor manufacturing water, or modify the water to make beer And the step of producing the number of alcohol used for preparing tank, using the mainstream water to the beer produced consisting of preparing a beer is characterized.

본 발명은 해양 심층수의 탈염수를 맥주제조에서 주류제조용수(발효용수)로 이용하였을 때는 위생적으로 안전하기 때문에 주류제조에서 용수로 널리 이용되는 효과가 있을 것으로 기대된다.The present invention is expected to be widely used as the water in liquor production because it is hygienically safe when the demineralized water of the deep sea water is used as the liquor production water (fermented water) in beer production.

먼저, 해양 심층수(海洋深層水)의 특성을 검토하면, 해양 심층수는 통상 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층(海底深層)의 해수를 해양 심층수라고 부르며, 표층 해수와는 달리 햇빛이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton) 및 생명체가 증식하지 못하기 때문에 영양염류의 농도가 높으면서 수온에 따른 밀도차이로 표층해수와 혼합되지 않아 표층해수에 존재하는 오염물질이 없으며, 표층의 해수와 비교하였을 때 저온안정성(低溫安定性), 오염물질, 유해세균이나 유기물이 매우 적은 청정성(淸淨性), 식물의 성장에 매우 중요한 무기영양염류가 풍부한 부영양성(富營養性)과 다양한 미네랄성분이 균형 있게 존재하는 미네랄밸런스(Mineral balance)특성과 고압 저온상태에서 긴 세월동안 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화(小集團化)되어 표면장력이 적어 침투성(浸透性)이 좋은 물로 숙성된 숙성성(熟成性) 등의 특성이 있다.First, when examining the characteristics of deep sea water, deep sea water is usually called deep sea water deeper than 200m from the sea surface. Due to the high concentration of nutrients and the density difference according to the water temperature due to the inability to proliferate and living organisms, there is no contaminant present in the surface seawater because it is not mixed with the surface seawater, and low temperature stability when compared with the surface seawater. Mineral balance with abundant minerals, pollutants, very low levels of harmful bacteria and organic matter, rich in nutrients and inorganic minerals, which are very important for plant growth. Mineral balance characteristics and clusters of water molecules are small grouped for a long time under high pressure and low temperature, so the surface tension is small and permeability is low. It has characteristics such as ripening matured with good water.

해양 심층수란 햇빛이 닿지 않고, 또한, 표층의 해수와 섞이지 않는 깊이에 있는 해수로, 통상 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해수를 해양 심층수라고 부르고 있으며, 해양 심층수는 표층해수에 비해서 오염물질 및 유해세균이 전혀 함유되어 있지 않으면서 표2의 "해양 심층수와 표층해수의 성분 분석치"에서 보는 바와 같이 발효미생물의 생육에 필요한 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 아연(Zn), 나트륨(Na) 등 주요원소가 70종류를 넘는 다종다양한 미네랄성분(Mineral components)이 포함되어 있으면서 영양염류, 생균수, 수온은 상당한 차이가 있는 특성이 있다.Deep sea water is a deep seawater that is not exposed to sunlight and does not mix with the surface sea water. Sea deep sea water, which is deeper than 200 m from the sea surface, is called deep sea water. Calcium (Ca), magnesium (Mg), iron (Fe), and zinc (Zn) required for the growth of fermented microorganisms as shown in Table 2 "Analysis Value of Deep Seawater and Superficial Seawater" without containing any harmful bacteria. ) There are more than 70 kinds of mineral components such as sodium and sodium, and nutrients, viable bacteria, and water temperature have significant differences.

표2 해양 심층수와 표층해수의 성분 분석치 Table 2 Component Analysis of Deep Sea Water and Surface Sea Water

구분division 울릉도 현포 Ulleungdo Hyunpo 일본 고지현 무로도(高知縣 室戶)Murodo, Koji Prefecture, Japan 650m 해양 심층수650m deep sea water 표층해수Surface waters 374m 해양 심층수374m deep sea water 표층해수Surface waters 일 반 항 목General Item 수온(℃)Water temperature (℃) 0.50.5 2323 11.511.5 20.320.3 pHpH 7.987.98 8.158.15 DO 용존산소 (㎎/ℓ)DO dissolved oxygen (mg / l) 66 88 7.807.80 8.918.91 TOC 유기 탄소 (㎎/ℓ)TOC Organic Carbon (mg / L) - - - - 0.9620.962 1.7801.780 CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / L) 0.20.2 0.60.6 - - - - 용해성 증발잔류물(㎎/ℓ)Soluble evaporation 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 소Main element Cl 염화물이온(wt%)Cl chloride ion (wt%) NaCl로 3.41 3.41 with NaCl NaCl로 3.45 3.45 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) 1,3201,320 1,2801,280 1,3001,300 1,3101,310 Ca 칼슘 (㎎/ℓ)Ca Calcium (mg / L) 393393 403403 456456 441441 K 칼륨 (㎎/ℓ)K potassium (mg / L) 380380 414414 399399 Br 취소 (㎎/ℓ)Br Clear (mg / L) 68.868.8 68.168.1 Sr 스트론튬 (㎎/ℓ)Sr Strontium (mg / L) 7.777.77 7.617.61 B 붕소 (㎎/ℓ)B boron (mg / l) 4.444.44 4.484.48 Ba 바륨(㎎/ℓ)Ba barium (mg / l) 0.0440.044 0.0250.025 F 불소 (㎎/ℓ)F Fluorine (mg / L) 0.530.53 0.560.56 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 2,8332,833 2,6272,627 영 양 염 류Nutrient salts NH4 +암모니아태질소(㎎/ℓ)NH 4 + ammonia nitrogen (mg / l) 0.050.05 0.030.03 NO3 -질산태질소 (㎎/ℓ)NO 3 - Nitrogen Nitrate (mg / L) 0.280.28 0.0400.040 1.1581.158 0.0810.081 PO4 3 -인산태인 (㎎/ℓ)PO 4 3 - phosphate (mg / l) 0.060.06 0.0120.012 0.1770.177 0.0280.028 Si 규소 (㎎/ℓ)Si silicon (mg / l) 2.802.80 0.4400.440 1.8901.890 0.3200.320 미 량 원 소Trace 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) 0.220.22 0.2170.217 0.3550.355 Mn 망간 (㎍/ℓ)Mn manganese (µg / l) 0.270.27 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) -- 5.0955.095 5.5655.565 Cr 크롬(㎍/ℓ)Cr chromium (µg / l) 0.020.02 균 수Number of bacteria 생균수(개/㎖)Viable count (dog / ml) 00 520520 00 540540 대장균수(개/㎖)Coliform bacteria (piece / ml) 음성voice 음성voice 음성voice 음성voice

해양 심층수 이용의 역사는 짧고, 지금까지 수산분야를 시작으로 식품이나 의료, 건강산업, 음료수, 화장품 등의 비수산분야에 있어도, 다양한 연구를 하고 있으며, 해양 심층수는 다음과 같은 특성이 있다.The history of deep sea water use is short, and various researches have been conducted in the non-fish fields such as food, medicine, health industry, beverages, and cosmetics, starting with the fishery field, and deep sea water has the following characteristics.

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

표층해수의 수온은 계절에 의해서 큰 폭으로 변동하는데 비해서, 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 seasons.

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 수심 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 drift ice in the Sea of Okhotsk, off the coast of Vladivostok between Ostrov Sakhalin and Hokkaido. As the deep water flows in and blocks the Japanese archipelago, it slows down the water, and the water depth is deeper than 300m from the sea level. The water temperature is 1 ~ 2 ℃ throughout the year, off the coast of Muroto in Kouchi Prefecture, Hawaii or Japan. Is about 8 to 11 ° C lower than deep ocean water.

2. 청정성(淸淨性)2. Cleanliness

심층에 있으므로 육상의 하천수, 대기로부터의 오염을 받기 어렵고, 화학물질, 오염물질과 세균수가 적다.Because it is deep, 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 부유물, 현탁물이 적다고 하는 것으로 해양 심층수는 표층해수에 비해서 부유고형물질의 함량이 적다.Physical cleanliness is said to include less suspended matter and suspended matter. Deep sea water has less suspended solids than surface seawater.

② 생물학적 청정성② biological cleanliness

해수의 취수에서 제일문제가 되는 것은 부착생물의 번식인데, 일반적으로, 표층해수의 취수장치에서는 취수관 내에 부착생물이 번식하는 것으로, 관의 저항이 늘어나 취수불능이 되는 것이 많은데, 해양 심층수는 플랑크톤, (병원성) 미생물, 클로렐라 등의 총생균수는 표층수의 10분의 1에서 100분의 1로 적은 특성이 있 다.The biggest problem in the intake of seawater is the propagation of adherent organisms. In general, in the surface seawater intake system, the adherent organisms propagate in the intake pipe, and the resistance of the pipe increases, making it impossible to take in water. The total viable counts of microorganisms, (pathogenic) microorganisms, and chlorella are small, ranging from one tenth to one hundredth of surface waters.

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(富營養性)3. eutrophicity

해양 심층수는 표층해수에 비해서 바다생물의 근원이 되는 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. The deep ocean water contains about 5 to 10 times more inorganic nutrients than nitrogen, phosphorus, and silicic acid, which are the nutrient sources of phytoplankton (mainly diatoms, microscopic single-celled plants with chlorophyll), which are the source of sea life compared to surface seawater. There is a characteristic that abundant salt is 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 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, but sink and accumulate in the deeper layers below, resulting in inorganic nutrients. The concentration of is high.

4. 미네랄의 특성4. Characteristics of minerals

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

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 특성이 있다.Although there are many important elements necessary for the growth of animals and plants, they are necessary, but 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, are contained. .

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 seawater has a lower pH than surface seawater (around pH 7.8), and has a low organic content, while deep seawater separates from surface seawater and has a small cluster of water molecules for many years under low pressure and high pressure. The water quality is stable with micro-clustered water.

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 청량감(淸凉感)이 우수한 것으로 밝혀져 있다.It has been found that when the hydrogen bonds of water molecules are partially broken down and small grouped, the surface tension decreases, the permeability is improved, and the cooling feeling is excellent. .

일반적으로 하천수로부터 생산된 경우 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값은 130∼150㎐로 나타내고 있으며, 해양 심층수의 경우는 장소에 따라서 상당한 차이가 있는데, 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, the value of nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half-width is from 130 to 150 로부터 when produced from river water, and the depth of ocean deep water varies considerably depending on the place.Urasoe, Okinawa Prefecture, Japan The depth of nuclear magnetic resonance 17 O-NMR was 78 경우 for the deep sea water taken at 1,400 meters offshore, and 65.5 해양 for the deep water taken at 650 m off the Ulleungdo Honpo. As such, water having a small value of the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR half width is referred to as microclustered water.

해양 심층수는 상기와 같은 특성이 있으나, 맥주(麥酒)제조에서 발효용수(醱酵用水)로 사용하기 위해서는 과잉으로 함유되어 있는 염분을 제거한 다음, 미네랄조정제로 경도를 조정하고, 또한 핵자기공명(核磁氣共鳴, Nuclear magnetic resonance) 17O-NMR 반치폭의 값이 70㎐ 이상 되는 경우는 청량감이 떨어지기 때문에 물을 개질(改質) 할 필요가 있다.Deep sea water has the same characteristics as above, but in order to use it as fermentation water in beer production, excess salts are removed, and then hardness is adjusted with mineral modifier and nuclear magnetic resonance ( If核磁氣共鳴, more than the value of the Nuclear magnetic resonance) 17 O-NMR half-width 70㎐ needs to modified (改質water, since the cooling sensation drops).

그리고 해양 심층수에는 붕소화합물이 4∼5㎎/ℓ 범위로 함유되어 있는데, 단순한 나노여과와 역삼투여과방법 또는 이온교환막법인 전기투석처리에 의해서는 음료수 허용기준치 0.3㎎/ℓ 이하로 처리가 어렵다.In addition, the deep sea water contains boron compounds in the range of 4-5 mg / l, but it is difficult to treat the drinking water below 0.3 mg / l by the simple nanofiltration and reverse osmosis filtration or electrodialysis treatment.

해양 심층수에 함유되어 있는 붕소화합물은 붕산(H3BO3)의 형태로 존재하며, 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 단순한 나노여과 및 역삼투여과에 의해서는 음료수기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려우며, 또한, 해리정수(解離定數) pKa의 값이 9 정도로 해양 심층수 중에서는 거의 비해리(非解離) 상태로 존재하면서 이온상태로는 거의 존재하지 않기 때문에 전기투석법에 의해서도 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려운 문제점이 있기 때문에 pH를 9∼11의 알칼리(Alkali)로 처리하여 붕산을 겔(Gel) 상태의 폴리(Poly) 붕산으로 전환한 다음, 역삼투여과를 하여야 붕소화합물을 제거할 수 있다.Boron compounds contained in deep sea water exist in the form of boric acid (H 3 BO 3 ), and since the particle size is small as the ion radius is 0.23Å, the drinking water standard is less than 0.3mg / ℓ by simple nanofiltration and reverse osmosis filtration. It is difficult to treat, and also has a dissociation constant pKa value of about 9, which is almost undissolved in the deep ocean water, and hardly exists in the ionic state. Since the treatment is difficult to be treated with the treatment standard value of 0.3 mg / l or less, the boric acid should be converted to poly boric acid in the gel state by treating the pH with an alkali of 9 to 11, followed by reverse osmosis filtration. Boron compound can be removed.

경도조정공정에서 미네랄조정제는, 해양 심층수를 1가 양이온선택교환 막과 1가 음이온선택교환 막을 사용한 전기투석장치 또는 전기추출장치에서 NaCl과 KCl과 같은 1가 염을 선택적으로 제거한 다음, Ca/Mg의 중량비가 2∼6의 범위로 미네랄밸런스를 조정한 시판되는 제품을 사용한다. 그리고 물의 개질공정(改質工程)에 의해서 물을 개질 처리를 한다.In the hardness adjustment process, the mineral modifier can selectively remove monovalent salts such as NaCl and KCl from the electrodialysis or electroextraction apparatus using the monovalent cation selective exchange membrane and monovalent anion selective exchange membrane in the deep sea water, and then remove Ca / Mg. The commercially available product which adjusted mineral balance to the weight ratio of 2-6 is used. And water is reformed by a water reforming process.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

Ⅰ. 해양 심층수의 전처리단계I. Pretreatment of deep ocean water

1. 취수 및 가온 처리공정1. Intake and heating treatment process

해양 심층수는 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층에서 취수하여 후속처리를 원만하게 처리될 수 있도록 20∼30℃로 가온 처리를 한다.The deep sea water is taken from the deep seabed deeper than 200m from the sea surface and warmed to 20 ~ 30 ℃ so that the subsequent treatment can be smoothly processed.

해양 심층수의 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 해수면 이하로 설치하여 사이펀(Siphon) 원리에 의해서 취수를 한다.The deep sea water intake method is to take down the pipe from the ship to deeper than 200m below sea level, install the pipe to the deep seabed deeper than 200m from the sea level, or take it with a pump, or deeper than 200m from the sea level. Piping is installed to the bottom of the sea floor, and the intake well is installed below the sea level, and the water is collected according to the siphon principle.

집수조에 취수된 해양 심층수는 온도가 낮으면서 점도가 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, resulting in low treatment efficiency, 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. Send to fair

2. 전처리 여과공정2. Pretreatment Filtration Process

전처리 여과공정은 모래여과, 정밀여과(Microfiltration), 한외여과(Ultrafiltration) 또는 나노여과(Nanofiltration) 중에서 한가지 이상의 공정을 조합한 여과를 하여 수중의 부유고형물질(SS: Suspended solid)을 제거한 여과된 해양 심층수는 1차 탈염단계로 보낸다.Pre-filtration filtration process removes suspended solids (SS) from filtration by combining one or more processes among sand filtration, microfiltration, ultrafiltration, or nanofiltration. Deep water is sent to the first desalting stage.

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㎎/ℓ 이하인 경우는 모래여과는 할 필요가 없다.At this time, when the turbidity of the deep ocean water withdrawn is 2 mg / l or less, it is not necessary to carry out sand filtration.

그리고 정밀여과와 한외여과(限外濾過)는 여과 막의 종류에는 구애받지 않으며, 벤더(Vendor)의 사양에 따라서 여과속도와 압력손실을 고려하여 펌프(Pump)의 공급압력을 결정한다.Precision filtration and ultrafiltration are not dependent on the type of filtration membrane, and the supply pressure of the pump is determined in consideration of the filtration rate and the pressure loss according to the specification of the vendor.

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 표현된다.The FI value is a numerical value representing the fine turbidity concentration in the target water and is expressed by the following equation.

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

여기서 T0는 0.45㎛의 정밀여과 막을 이용하여 시료수를 0.2㎫로 가압 여과 했을 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.

나노여과에서는, 후속 탈염처리를 역삼투여과장치, 전기투석장치 또는 전기추출장치에 의해서 수행하는 경우는 막 막힘의 원인이 되는 황산 이온(SO4 2 -)을 제거한 해양 심층수는 붕소제거단계로 보낸다.In nanofiltration, when the subsequent desalting treatment is performed by reverse osmosis filtration, electrodialysis or electroextraction, the deep ocean water from which sulfate ions (SO 4 2 ) are removed is removed to boron.

나노여과 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 nanofiltration membrane module can be in any form, such as tubular, hollow fiber, spiral wound, or plate and frame. May be used, and the material of the film is not particularly limited.

그리고 나노여과 막의 소재는, 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리피페라진아미드(Polypiperazineamide)계, 폴리에스텔아미드(Polyesteramide)계 또는 수용성의 비닐폴리머(Vinylpolymer)를 가교(架橋)한 것을 사용할 수 있으며, 막 구조는 막의 한 면에 치밀 층(緻密層)으로 되어 있으며, 치밀 층으로부터 막 내부 혹은 한 면의 막을 향해서 서서히 큰 구멍에서 미세구멍으로 구성되어 있는 비대칭 막(非對稱膜)이나, 이러한 비대칭 막의 치밀 층 위에 다른 소재로 형성된 매우 얇은 분리기능층(分離機能層)을 가지는 복합 막(複合膜) 등을 사용할 수 있으며, 피페라진 폴리아미드계 복합 막이 바람직하지만 본 발명에서는 막의 재질과 구조에는 특별히 제한하지는 않는다.As the material of the nanofiltration membrane, polyamide-based, polypiperazineamide-based, polyesteramide-based or water-soluble vinyl polymer may be used. The 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 the membrane on one side, or a dense layer of such an asymmetric membrane. A composite membrane having a very thin separation functional layer formed of another material on the layer can be used, and a piperazine polyamide-based composite membrane is preferable, but the material and structure of the membrane are not particularly limited in the present invention. Do not.

나노여과에서는 후처리의 1차 탈염처리공정에서 스케일(Scale)생성의 원인이 되는 황산 이온(SO4 2 -)을 제거하는 것이 주목적으로, 전처리여과에서 수중의 부유고형물질을 제거한 해양 심층수는 나노여과장치로 보내어 여과되지 않은 황산 이온 함유수는 방류(放流)하고, 여과수는 1차 탈염처리공정으로 보낸다.Nanofiltration The scale (Scale) sulfate ions that cause generation in the first desalting step of the post-treatment (SO 4 2 -) as is the main purpose to remove, deep ocean water, removing the suspended solids in the water in the pre-treatment filtration nano The sulphate-containing water which is not sent to the filtration apparatus is discharged, and the filtered water is sent to the first desalination 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, 황산이온(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 +> NH 4 + and, in the case of the anion is SO 4 2 - »HCO 3 -> F -> Cl -> Br -> NO 3 -> 2 a SiO, sulfuric acid ions (SO 4 2 -) for it is difficult to permeate than Mg + 2 and Ca + 2.

나노여과장치에서 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 system, 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%, and the membrane permeability is 0.7 to 1.4 m 3 / in the spiral type. If m 2 · day, the membrane permeate amount is 70 to 80% of the inflow rate.

Ⅱ. 탈염단계II. Desalination Stage

상기 전처리 여과공정에서 처리된 해양 심층수는 역삼투여과공정, 전기투석공정, 전기추출공정, 냉동공정, 증발·응축공정 또는 이온교환공정 중에서 한 종류 이상 조합한 탈염처리공정에 의해서 탈염처리한 다음, 붕소제거단계의 pH조정공정으로 보낸다.The deep seawater treated in the pretreatment filtration process is desalted by a desalination process combining at least one of reverse osmosis filtration, electrodialysis, electroextraction, freezing, evaporation and condensation, or ion exchange. Send to pH adjustment process of removal step.

그리고 증발·응축공정에 의한 탈염처리를 하는 경우나, 역삼투여과공정, 전기투석공정, 전기추출공정 또는 냉동공정에 의한 1차 탈염처리를 한 다음, 이온교 환공정으로 2차 탈염처리를 하는 경우 탈염수 중에 붕소의 농도가 0.3㎎/ℓ 이내로 처리가 되면, 경도조정공정 또는 물의 개질 공정으로 보내거나, 또는, 경도는 적절하지 않지만, 경비절감을 위해서 맥주제조공정에 제조용수로 이용할 수도 있다.When desalination is carried out by evaporation or condensation, or after desalination by reverse osmosis filtration, electrodialysis, electroextraction or freezing, and then desalination is performed by ion exchange. If the concentration of boron in the demineralized water is treated within 0.3 mg / l, it may be sent to a hardness adjustment step or a water reforming step, or the hardness may not be appropriate.

상기 역삼투여과공정, 전기투석공정, 전기추출공정, 냉동공정, 증발·응축공정과 이온교환공정에 의한 탈염처리공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.The reverse osmosis filtration process, electrodialysis process, electroextraction process, freezing process, the desalination treatment process by the evaporation and condensation process and the ion exchange process will be described in detail as follows.

1. 역삼투여과공정1. Reverse osmosis filtration process

상기 전처리 여과공정에서 여과된 해양 심층수가 역삼투여과공정에 공급되면, 운전압력을 50∼70㎏/㎠으로 역삼투여과 막에 공급하여 여과되지 않고 농축된 염수는 소금제조공정으로 보내고, 여과된 탈염수는 붕소제거단계의 pH조정공정으로 보낸다.When the deep seawater filtered in the pretreatment filtration process is supplied to the reverse osmosis filtration process, the operating pressure is supplied to the reverse osmosis membrane at 50 to 70 kg / cm 2, and the concentrated brine is not sent to the salt manufacturing process, and the filtered demineralized water is It is sent to pH adjustment process of boron removal step.

역삼투여과공정의 여과 막이 나선형 여과 막인 경우 운전압력을 55∼56㎏/㎠에서 막투과수량은 0.5∼0.8㎥/㎡·일로 운전하면 여과수인 탈염수에는 염분이 99.0∼99.85wt% 범위로 제거되며, 유입수량의 40∼60%가 여과된다.When the filtration membrane of the reverse osmosis filtration process is a spiral filtration membrane, when the operating pressure is 55 to 56 ㎏ / ㎠ and the membrane permeate water is operated at 0.5 to 0.8 ㎥ / ㎡ · day, the salinity of the filtered water is removed in the range of 99.0 to 99.85 wt%. 40 to 60% of the influent is filtered.

상기 역삼투여과의 막 모듈(Module) 형태도 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 the reverse osmosis (tubule), tubular (hollow fiber: hollow fiber), spiral (spiral wound), flat plate (flat plate: frame and etc.) Any form may be used, and the material of the film is not particularly limited.

2. 전기투석공정2. Electrodialysis Process

상기 전처리 여과공정에서 여과된 해양 심층수를 양이온교환 격막과 음이온교환 격막이 양극과 음극 사이에 교호적(交互的)으로 다단을 설치하여 탈염실과 염농축실로 구성된 전기투석장치의 탈염실로 공급하고, 염농축실로는 염수를 공급하면서 정류기로부터 직류전기를 양극과 음극에 인가(印加)하면, 탈염실로 공급된 해양 심층수 중에 함유된 염분은 전기적인 인력에 의해서 염농축실로 이동하게 되어 농축된 염수는 소금제조공정으로 보내고, 탈염실에서 염분이 탈염처리된 탈염수는 붕소제거단계의 pH조정공정으로 보낸다.The deep sea water filtered in the pretreatment filtration process is alternately installed between the positive electrode and the negative electrode of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane to supply to the desalination chamber of the electrodialysis apparatus composed of a desalination chamber and a salt concentration chamber, and salt Applying direct current electricity from the rectifier to the anode and cathode while supplying the brine to the concentration chamber, the salt contained in the deep seawater supplied to the desalination chamber is moved to the salt concentration chamber by electrical attraction, and the concentrated brine is made into salt. The desalted water, which is desalted in the desalination chamber, is sent to the pH adjustment step of boron removal.

3. 전기추출공정3. Electric extraction process

상기 전처리 여과공정에서 여과된 해양 심층수를 염추출실 내부에 양극과 음극 사이에 양이온교환 격막과 음이온교환 격막으로 격리된 탈염실을 다단으로 설치한 전기추출장치의 탈염실과 염추출실로 공급하면서 정류기로부터 직류전기를 인가하면 탈염실 내의 해양 심층수에 함유된 염분은 염추출실로 이동하여 농축된 염수는 소금제조공정으로 보내고, 탈염실에서 염분이 탈염처리된 탈염수는 붕소제거단계의 pH조정공정으로 보낸다.The deep sea water filtered in the pretreatment filtration process is supplied from the rectifier while supplying the desalting chamber and the salt extraction chamber of the electroextraction apparatus in which the desalting chamber separated by the cation exchange diaphragm and the anion exchange diaphragm between the anode and the cathode is installed in the salt extraction chamber in multiple stages. When the direct current is applied, the salt contained in the deep seawater in the desalting chamber is transferred to the salt extraction chamber, and the concentrated brine is sent to the salt manufacturing process, and the demineralized water desalted in the desalting chamber is sent to the pH adjustment process of the boron removal step.

4. 냉동공정4. Refrigeration process

상기 전처리 여과공정에서 여과된 해양 심층수를 보온처리된 냉각코일이 내장된 냉각장치에 공급하고, 냉동기로부터 냉매를 냉각코일을 통해서 순환하면서 냉각장치 내의 해양 심층수의 온도를 냉각하여 -2℃ 이하로 되면 셔벗(Sherbet) 상태 의 얼음이 생산되기 시작하며, 온도가 -22.40℃, 함수의 농도가 26.285wt%의 공정점(共晶點, Cryohydric point, 含氷晶이라 하기도 함)에 도달할 때까지는 염분함량이 적은 셔벗 상태의 얼음 생산된다. 공정점보다 낮은 온도로 계속 냉각을 하면 단사정계(單斜晶系, Monoclinic system)의 이수화물인 NaCl·2H2O의 상태의 얼음이 생산되면서 염분이 함유된 얼음이 생산된다.When the deep seawater filtered in the pre-treatment filtration process is supplied to a cooling device with a built-in cooling coil, and the refrigerant is circulated through the cooling coil from the freezer to cool the temperature of the deep sea water in the cooling device to -2 ° C or less. Sherbet ice begins to produce, and salts until the temperature reaches -22.40 ° C and the water concentration reaches 26.285 wt% of the process point (also called Cryohydric point). Low content of sherbet ice is produced. Continued cooling below the process point yields salt-containing ice while producing ice in the form of monoclinic dihydrate, NaCl 2 H 2 O.

따라서 본 발명에서는 전처리 여과공정에서 여과된 해양 심층수를 -22.40℃까지 냉각하면서 생산된 셔벗(Sherbet) 상태의 얼음을 생산한 다음, 용해하여 탈염처리된 탈염수는 붕소제거단계의 pH조정공정으로 보낸다.Therefore, in the present invention, the deep sea water filtered in the pretreatment filtration process produces a sherbet (Sherbet) ice produced while cooling to -22.40 ° C, and then dissolved and desalted water is sent to the pH adjustment process of boron removal step.

5. 증발·응축공정5. Evaporation and Condensation Process

상기 전처리 여과공정에서 여과된 해양 심층수를 증발기에 공급하고, 가열하여 증발된 증기(Steam)를 응축하여 응축된 응축수를 맥주제조공정의 제조용수로 사용하거나, 경도조정공정 또는 물의 개질 공정으로 보낸다.The deep seawater filtered in the pretreatment filtration process is supplied to an evaporator, and condensed condensed water is used as a manufacturing water of a beer manufacturing process by condensing steam evaporated by heating, or sent to a hardness adjustment process or a water reforming process.

증발·응축공정에서 응축된 응축수에는 붕소의 농도가 음용수기준치 0.3㎎/ℓ이내로 처리되면, 붕소제거단계가 필요 없음으로 경비 절감을 위해서 경도가 적절하지 않지만 그대로 맥주제조공정의 제조용수로 사용할 수도 있다.If the concentration of boron in the condensed water condensed in the evaporation and condensation process is within 0.3mg / l of the drinking water standard value, the boron removal step is not necessary, so the hardness is not appropriate to reduce the cost, but it can be used as water for the beer production process.

6. 이온교환공정6. Ion Exchange Process

상기 전처리 여과공정에서 여과된 해양 심층수를 바로 이온교환공정으로 처 리하는 경우는, 염분의 농도가 너무 높아서 경제성이 전혀 없기 때문에, 상기 역삼투 여과공정, 전기투석공정, 전기추출공정 또는 냉동공정에서 1차 탈염처리한 탈 염수를 양이온교환 수지탑, 음이온교환 수지탑, 양·음이온 양쪽성 수지탑을 순차적으로 통과시켜 염분을 제거한 탈 염수는 맥주제조공정의 제조용수로 사용하거나, 경도조정공정 또는 물의 개질 공정으로 보낸다.When the deep seawater filtered in the pretreatment filtration process is directly treated by an ion exchange process, since the concentration of salt is too high and there is no economic feasibility, in the reverse osmosis filtration process, electrodialysis process, electroextraction process or freezing process, Demineralized water, which has been desalted by passing the demineralized water firstly desalted through a cation exchange resin tower, an anion exchange resin tower, and a positive / anionic amphoteric resin column, is used as a manufacturing water for the beer manufacturing process, or a hardness adjustment process or water Send to reforming process.

이온교환공정에서 탈염된 탈 염수에서도 붕소의 농도가 음용수기준치 0.3㎎/ℓ이내로 처리되면, 붕소제거단계가 필요 없음으로 이 역시 경비 절감을 위해서 경도가 적절하지 않지만 그대로 맥주제조공정에 제조용수로 사용할 수 있다.If the concentration of boron in the demineralized water deionized in the ion exchange process is within 0.3mg / l of the drinking water standard value, the boron removal step is not necessary, which is not suitable for the cost saving, but it can be used as manufacturing water in the beer manufacturing process. have.

Ⅲ. 붕소제거단계III. Boron Removal Step

1. pH조정공정1. pH adjustment process

해양 심층수에 붕소는 4∼5㎎/ℓ범위로 함유되어 있으면서 붕산(H3BO3)의 형태로 존재하며, 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 단순한 나노여과 및 역삼투여과에 의해서는 음료수기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려우며, 해리정수(解離定數) pKa의 값이 9 정도로, 해수 중에서는 거의 비해리(非解離) 상태로 존재하며, 이온상태로는 거의 존재하지 않기 때문에 전기투석과 전기추출에 의해서도 음료수 처리기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리가 어려운 문제점이 있기 때문에 pH를 9∼11의 알칼리(Alkali)로 처리를 하여 붕산을 겔(Gel) 상태의 폴리(Poly) 붕산으로 전환한 다음, 역삼투여과공정으로 보내어 붕소화합물을 제거한다.Boron is contained in the deep sea water in the form of boric acid (H 3 BO 3 ) while it is contained in the range of 4-5 mg / l, and the particle size is small as the ion radius is 0.23Å. Drinking water is less than 0.3mg / ℓ, treatment is difficult, the dissociation constant pKa value is about 9, it is almost undissolved in the seawater, and rarely in the ionic state Since the treatment is difficult to treat the drinking water below 0.3mg / l even by electrodialysis and electroextraction, boric acid can be treated with alkali (Alkali) of pH 9-11. And then sent to reverse osmosis to remove the boron compound.

수중의 붕산은 알칼리처리를 하면 다음과 같은 ②의 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 following reaction of ②.

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

2. 역삼투여과공정2. Reverse osmosis filtration process

상기 pH조정공정에서 pH를 9∼11 범위로 조정하여 붕소화합물을 폴리 붕소화합물로 전환한 것을 역삼투여과공정의 여과 막에 운전압력을 5∼25㎏/㎠으로 공급하여 여과되지 않은 붕소화합물 함유수는 중화처리 후 방류하고, 붕소화합물이 음료수 기준치인 0.3㎎/ℓ이하로 여과된 탈붕소수인 여과수는 주류제조용수를 생산하는 단계의 중화처리 및 경도조정공정으로 보낸다.In the pH adjustment step, the pH was adjusted to be in the range of 9 to 11, and the boron compound was converted into a polyboron compound, and the operating pressure was supplied to the filtration membrane of the reverse osmosis filtration process at 5 to 25 kg / cm 2, thereby containing unfiltered boron compound containing water. Is discharged after the neutralization treatment, and the filtered water, which is the deboron water filtered with the boron compound below the drinking water standard value of 0.3 mg / l, is sent to the neutralization treatment and hardness adjustment process of producing liquor production water.

본 역삼투여과공정에 유입되는 유입수는 염분이 거의 함유되어 있지 않기 때문에 운전압력을 5∼25㎏/㎠범위의 낮은 압력으로 운전을 한다. 나선형 여과 막의 경우 막 투과수량은 0.6∼1.2㎥/㎡·일로 운전이 되며, 이때 여과수 중에 붕소화합물은 음료수 기준치 0.3㎎/ℓ이하로 여과된다. Since the influent water flowing into the reverse osmosis process contains little salt, it operates at a low pressure within the range of 5-25 kg / cm 2. In the case of the spiral filtration membrane, the permeate amount of the membrane is operated at 0.6 to 1.2 m 3 / m 2 · day, in which the boron compound is filtered below the drinking water standard value of 0.3 mg / l.

역삼투여과공정에서는 pH가 9∼11의 알칼리상태로 공급되어도 스케일(Scale)을 생성하는 CaCO3, CaSO4와 같은 물질은 상기의 나노여과공정 및 역삼투여과공정에서 제거되었기 때문에 스케일의 생성은 문제되지 않는다.In reverse osmosis, scale generation is not a problem because materials such as CaCO 3 and CaSO 4 , which generate scale even when the pH is supplied in an alkaline state of 9 to 11 , have been removed in the nanofiltration and reverse osmosis processes. Do not.

Ⅳ. 맥주제조에 사용하는 주류제조용수를 생산하는 단계Ⅳ. Steps to produce liquor-making water for beer production

1. 중화처리 및 경도조정공정1. Neutralization and hardness adjustment process

중화처리 및 경도조정공정에서는, 상기 탈붕소수인 여과수에 산(酸)을 주입하여 pH를 음료수 기준치인 5.8∼8.5로 중화처리하면서, 미네랄조정제 또는 전 처리된 해양 심층수를 공급하여 경도를 50∼1,000㎎/ℓ범위로 조정하여 처리된 처리수는 물의 개질 공정으로 보낸다.In the neutralization treatment and the hardness adjustment step, acid is injected into the filtered water, which is deboronized, and the pH is neutralized to 5.8 to 8.5, which is the drinking water standard value, while mineral mineralizer or pre-treated deep sea water is supplied to the hardness 50 to The treated water adjusted to the range of 1,000 mg / l is sent to the water reforming process.

상기 중화처리에 사용하는 산(酸)은, 구연산(Citric acid), 주석산(Tartaric acid), 사과산(Malic acid), 호박산(Succinic acid), 푸마르산(Fumaric acid), EDTA(Ethylene diamine tetra acetic acid), 젖산(Lactic acid) 또는 아스코르빈산(Ascorbic acid)과 같은 미네랄성분과 착염을 생성하는 유기산 또는 황산(黃酸) 중에서 한 종류의 산을 사용한다.The acid used for the neutralization treatment is citric acid, tartaric acid, malic acid, malic acid, succinic acid, fumaric acid, EDTA (Ethylene diamine tetra acetic acid) Use one type of acid, such as lactic acid or ascorbic acid, and organic acids that produce complex salts or sulfuric acid.

상기 경도조정에서 미네랄조정제는, 해양 심층수를 1가 양이온선택교환 막과 1가 음이온선택교환 막을 사용한 전기투석장치 또는 전기추출장치에서 NaCl과 KCl과 같은 1가 염을 선택적으로 제거한 다음, Ca/Mg의 중량비가 2∼6의 범위로 미네랄밸런스를 조정한 시판되는 제품을 사용한다.In the hardness adjustment, the mineral modifier, the deep water of the ocean is selectively removed monovalent salts such as NaCl and KCl in the electrodialysis apparatus or electroextraction apparatus using a monovalent cation selective exchange membrane and a monovalent anion selective exchange membrane, and then Ca / Mg The commercially available product which adjusted mineral balance to the weight ratio of 2-6 is used.

해양 심층수 원수의 핵자기공명(核磁氣共鳴, Nuclear magnetic resonance, NMR)의 17O-NMR 스펙트럼(Spectrum) 반치폭(半値幅)의 값(㎐)이 70㎐이면서 핵자기공명 17O-NMR 반치폭의 값(㎐)을 낮게 처리하지 않은 경우는 물의 개질 공정을 생략하고, 중화처리 및 경도조정공정에서 pH와 경도가 조정된 처리수를 주류제조용수로 사용한다. 17 O-NMR Spectrum Half-width of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) of Deep Sea Water is 70 면서 and Nuclear Magnetic Resonance 17 O-NMR Half-width If the value is not treated low, the water reforming step is omitted, and the treated water whose pH and hardness are adjusted in the neutralization and hardness adjustment step is used as the liquor production water.

그리고 주류제조용수의 제조경비를 절감하기 위해서는, 하천수를 정수한 수돗물또는 지하광천수(샘물포함)를 정수한 담수(淡水)에 전 처리된 해양 심층수를 주입하여 경도를 50∼1,000㎎/ℓ범위로 조정한 것을 맥주제조공정에서 주류제조용수로 사용할 수도 있다.In order to reduce the manufacturing cost of the liquor production water, pre-treated deep seawater is injected into tap water with purified water or underground mineral water (including spring water), and the hardness is in the range of 50 to 1,000 mg / l. The adjusted one can also be used as liquor production water in the beer production process.

2. 물의 개질공정2. Water reforming process

상기 중화처리 및 경도조정공정의 처리수를, 자화처리(磁化處理), 정전압도전처리(靜電壓導電處理, 靜電氣處理), 초음파처리(超音波處理), 원적외선처리(遠赤外線處理), 마이너스이온처리, 광화처리(Mineralization), 산소 또는 오존을 주입한 물을 100∼150기압으로 가압하는 방법, 고압으로 압축한 물을 액체의 공동현상(空洞現象, Cavitation)을 야기시켜서 생기는 음파에너지에 의한 처리방법, 정전압도전관(靜電壓導電管處理), 고주파처리(高周波處理), 전기분해처리(電氣分解處理) 중에서 한 종류 이상의 물의 개질 공정(改質工程)을 조합하여 개질 처리를 하여 개질된 주류제조용수(酒類製造用水)를 맥주제조공정에 이용한다.The treated water of the neutralization treatment and the hardness adjustment process was subjected to magnetization treatment, constant voltage conduction treatment, ultrasonic treatment, far infrared treatment, and minus. Ionization, mineralization, pressurization of water injected with oxygen or ozone to 100 to 150 atmospheres, and sound wave energy caused by cavitation of liquids at high pressure. Modified by modifying one or more types of water reforming processes among treatment methods, constant voltage conductive tubes, high frequency treatments, and electrolysis treatments. Liquor production water is used in the beer production process.

상기 물의 개질 공정들은 공지되어 있는 기술이기 때문에 이들 기술에 대해서는 구체적으로 기술하지 않는다. Since the above water reforming processes are known techniques, these techniques are not described in detail.

Ⅴ. 주류제조용수를 맥주제조에 이용하는 단계Ⅴ. Step to use liquor production water for beer production

맥주제조과정의 발효과정에서 종래에 사용하던 하천수 또는 광천수를 정수한 물을 발효용수(醱酵用水)로 사용하던 것을 상기의 주류제조용수로 사용하여 맥주를 제조한다.In the fermentation process of the beer manufacturing process, the water used to purify the river water or mineral water used as fermentation water (醱 酵 用水) is used as the liquor production water to manufacture beer.

맥주제조과정에서 종래에 사용하던 하천수 또는 광천수를 정수한 물을 발효용수(醱酵用水)로 사용하던 것을 상기의 주류제조용수로 사용하는 것 이외는 종래의 맥주제조공정에서 종래의 제조 레시피(Recipe)에 따라서 맥주를 제조한다.The conventional recipe for making beer in a conventional beer manufacturing process, except that the conventionally used stream water or mineral water purified from beer is used as fermentation water. According to the manufacture of beer.

도 1은 해양 심층수를 탈염처리하여 주류제조용수로 처리하는 공정도1 is a process chart of desalination of deep sea water to be treated with liquor manufacturing water

Claims (6)

해양 심층수를 이용하여 맥주(麥酒)를 제조에 있어서,In making beer using deep sea water, 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리한 다음, 모래여과, 정밀여과, 한외여과 또는 나노여과를 한가지 이상의 공정을 조합한 여과를 하여 전 처리된 해양 심층수를 생산하는 해양 심층수의 전처리단계와,Pre-treatment of deep ocean water withdrawal of deep ocean water with warm water at 20 ~ 30 ℃, then filtration of sand, microfiltration, ultrafiltration or nanofiltration in combination with one or more processes , 상기 전처리 여과공정에서 처리된 해양 심층수는 역삼투여과공정, 전기투석공정, 전기추출공정, 냉동공정, 증발·응축공정 또는 이온교환공정 중에서 한 종류 이상 조합한 탈염처리공정에 의해서 탈염처리하여 탈염수를 생산하는 탈염단계와,The deep seawater treated in the pre-treatment filtration process is desalted by desalting by combining at least one of reverse osmosis, electrodialysis, electroextraction, freezing, evaporation and condensation, or ion exchange. Desalination step, 상기 탈염수의 pH를 9∼11의 알칼리(Alkali)로 처리를 한 다음, 역삼투여과공정으로 보내어 붕소화합물이 제거된 여과수를 생산하는 붕소제거단계와,Boron removal step of treating the pH of the demineralized water with alkali (Alkali) of 9 to 11, and then sent to reverse osmosis filtration to produce filtered water from which the boron compound is removed; 상기 붕소화합물이 제거된 여과수의 pH를 5.8∼8.5로 조정하면서, 미네랄조정제 또는 전 처리된 해양 심층수를 공급하여 경도를 50∼1,000㎎/ℓ범위로 조정하는 중화처리 및 경도를 조정한 주류제조용수를 생산하는 단계와Neutralizing treatment for adjusting the hardness to 50-1,000 mg / l and supplying mineral adjuster or pre-treated deep seawater while adjusting the pH of the filtered water from which the boron compound was removed was adjusted to 5.8-8.5 To produce and 상기 주류제조용수를 맥주제조공정에 사용하여 맥주를 제조하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 해양 심층수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법.Method for producing a beer using deep sea water, characterized in that for producing a beer using the liquor manufacturing water in the beer production process. 제1항에 있어서, 상기 중화처리 및 경도를 조정한 주류제조용수를, 자화처리(磁化處理), 정전압도전처리(靜電壓導電處理, 靜電氣處理), 초음파처리(超音波處 理), 원적외선처리(遠赤外線處理), 마이너스이온처리, 광화처리(Mineralization), 산소 또는 오존을 주입한 물을 100∼150기압으로 가압하는 방법, 고압으로 압축한 물을 액체의 공동현상(空洞現象, Cavitation)을 야기시켜서 생기는 음파에너지에 의한 처리방법, 정전압도전관(靜電壓導電管處理), 고주파처리(高周波處理), 전기분해처리(電氣分解處理) 중에서 한 종류 이상의 물의 개질 공정(改質工程)을 조합하여 개질 처리를 하여 개질 된 주류제조용수(酒類製造用水)를 맥주제조공정에 이용하여 맥주를 제조하는 것을 특징으로 하는 해양 심층수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법.The liquor manufacturing water of which the said neutralization process and the hardness were adjusted were magnetized, the constant voltage conduction treatment, the ultrasonic treatment, and the far infrared rays. Treatment, negative ion treatment, mineralization, pressurizing water injected with oxygen or ozone to 100 to 150 atm, cavitation of liquid compressed water under high pressure Process of reforming one or more types of water from sound wave energy treatment method, constant voltage conductive tube, high frequency treatment, and electrolysis treatment. A method of producing beer using deep sea water, characterized in that for producing beer by using the modified liquor manufacturing water modified by the modified treatment in combination in the beer production process. 제1항에 있어서, 상기 탈염단계의 탈염수 중의 붕소농도가 0.3㎎/ℓ 이내로 처리되면, 탈염수를 경도조정공정으로 보내는 것을 특징으로 하는 해양 심층수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein when the boron concentration in the demineralized water of the desalting step is treated within 0.3 mg / l, the demineralized water is sent to a hardness adjustment process. 제1항에 있어서, 상기 탈염단계의 탈염수 중의 붕소농도가 0.3㎎/ℓ 이내로 처리되면, 탈염수를 물의 개질 공정으로 보내는 것을 특징으로 하는 해양 심층수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein when the boron concentration in the demineralized water of the desalting step is treated within 0.3 mg / l, the demineralized water is sent to a water reforming process. 제1항에 있어서, 상기 탈염단계의 탈염수의 붕소농도가 0.3㎎/ℓ 이내로 처리되면, 탈염수를 맥주제조공정에 제조용수로 이용하여 맥주를 제조하는 것을 특징 으로 하는 해양 심층수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein if the boron concentration of the demineralized water of the desalting step is treated within 0.3 mg / L, using the deep sea water to produce beer using the demineralized water as a manufacturing water in the beer manufacturing process Way. 제1항에 있어서, 상기 주류제조용수를 맥주제조공정에 사용하는 대신에 담수에 전처리한 해양 심층수를 주입하여 경도를 50∼1,000㎎/ℓ범위로 조정한 물을 맥주제조공정에 이용하여 맥주를 제조하는 것을 특징으로 하는 해양 심층수를 이용하여 맥주를 제조하는 방법.According to claim 1, instead of using the liquor manufacturing water in the beer production process, the beer is prepared by injecting deep seawater pre-treated in fresh water and adjusting the hardness to be in the range of 50 to 1,000 mg / l. Method for producing a beer using deep sea water, characterized in that for producing.
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