KR20100125293A - 음료, 수소 환원수 및 그 제조방법 및 저장방법 - Google Patents

음료, 수소 환원수 및 그 제조방법 및 저장방법 Download PDF

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Abstract

체내의 활성산소와의 반응속도가 큰 반응성 물질을 다량으로 함유하며, 동시에 열을 전달하는 속도가 크기 때문에 활성산소를 효율좋게 제거할 수 있는 수소 환원수를 제공하며, 또한 이러한 수소 환원수의 제조방법 및 저장방법을 제공한다. 본 발명은 소정의 온도 조건 하에서 수소를 함유하지 않는 물보다도 온도 변화 속도가 큰 것을 특징으로 한다.

Description

음료, 수소 환원수 및 그 제조방법 및 저장방법{Drink, Hydrogen-reduced water, and production method and storage method thereof}
본 발명은, 음료, 수소 환원수 및 그 제조방법 및 저장방법에 관한 것으로서, 특히, 온도 변화 속도가 큰 수소 환원수에 관한 것이다 .
인간의 건강을 유지하는 데 필요한 기능으로는 체내의 노폐물 배출 기능이 있다. 노폐물 배출 기능이 저하되면 꽃가루 알레르기, 아토피, 천식 등 알레르기성 질환, 위암, 대장암 등 소화기계 질환, 및 고혈압, 뇌졸중, 뇌경색, 심근경색, 당뇨병 등을 일으킬 우려가 있다.
이러한 질병을 예방하고 방지하는 것이 편안한 사회 생활을 보내기 위해 필수적이다. 예방책으로는 식이요법, 약제치료 등 다양한 방법이 제시되어 실시되고 있지만, 여전히 이러한 질환을 호소하는 사람이 많은 것이 현실이다.
일반적으로, 상기 질병이 발생하는 것은 체내 활성 산소의 영향인 것으로 알려져 있고, 이러한 활성 산소를 체내에서 제거함으로써 상기 질병을 개선시킬 수 있다는 것이 알려져 있다.
체내 활성 산소를 제거하려면, 활성 산소와 반응하는 물질 (반응성 물질)을 체내에 주입할 필요가 있으며, 또한 활성 산소와 반응성 물질 간의 반응 속도를 높일 필요가 있다.
상기 반응 속도를 높이기 위해서는, 상기 반응성 물질은, 예를 들면 체내 물의 온도와 동등한 정도의 온도까지 상승(또는 저하)하는 속도, 이른바 온도 변화 속도가 높을수록 바람직하다. 즉, 상기 온도 변화 속도가 큰 경우에는 단시간으로 반응이 균일하게 되어 반응 속도가 크게 되기 때문이다. 일반적으로 반응 시 온도가 10℃ 높아지면 반응 속도는 약 3배 가량 높아진다.
그런데, 전술한 활성 산소를 제거하는 것은 산화 환원 전위가 마이너스 값을 나타내는 수소 환원수가 효과적이라고 알려져 있고 이러한 환원수의 대부분은 전해법에 의해 생성될 수 있다.
특허 문헌 1(특개 2002-254078호 공보)에는 물의 전기 분해로 음극 측에 수소 분자가 모이는 성질을 이용하여 음극 측의 수소 농도가 높은 물을 환원수로 취하는 발명이 개시되어 있다.
이와 같이 전해법에 의해 얻은 환원수는 환원성이 있는 천연수와 구별하여 "전해 환원수" 또는 음극 측의 물이 알칼리화 되기 때문에, "알칼리 환원수" 등으로 지칭되고 있다.
또한, 본 발명자는 특허 문헌 2(특개 2006-116504호 공보)에서 물을 전기 분해하는 것이 아니라, 압력 용기에 수소 가스를 채우고, 상기 압력 용기 내에서 수소 가스의 압력을 소정 범위로 유지하면서 그 압력 용기 내에 원수를 도입하여 수소 가스와 접촉시켜 이러한 원수 중에 상기 압력 용기 내의 수소 가스를 용해시켜 수소 환원수를 제조하는 기술을 제안하였다.
또한, 특허 문헌 3(특개평 8-276104호 공보)에는 수용액 중에 활성화된 수소 가스를 도입하여 수용액 중의 용존 산소를 제거하는 방법이 개시되어 있다 .
그러나 특허 문헌 1 내지 3에 기재된 발명은 모두 수소 환원수의 온도 변화 속도가 작아서, 활성 산소에 대한 반응성 물질의 반응 속도가 충분하지 않아, 활성 산소를 효과적으로 제거할 수 없다는 문제가 있었다. 또한 특허 문헌 3에 기재된 발명은 수소 가스를 수용액 중에 버블링 시키는 것으로, 다량의 수소 가스를 수용액 중에 용해시키는 것이 곤란하였다.
본 발명의 목적은 체내의 활성 산소와의 반응 속도가 큰 반응성 물질인 용존산소를 다량으로 함유하고, 온도 변화 속도가 크기 때문에, 활성 산소를 효과적으로 제거할 수 있는 수소 환원수를 제공하는 것, 그리고 이러한 수소 환원수의 제조방법 및 저장방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.
(1) 소정의 온도 조건 하에서 수소를 함유하지 않는 물보다 온도 변화 속도가 큰 것을 특징으로 하는 수소 환원수.
(2) 20℃에서 용존 수소 농도가 1.8ppm 이상인 상기 (1)에 기재된 수소 환원수.
(3) 20℃에서 용존 산소 농도가 2.55ppm 이하인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 수소 환원수.
(4) 20℃에서 산화 환원 전위가 -500mV 이하인 상기 (1), (2) 또는 (3)에 기재된 수소 환원수.
(5) 상기 수소 환원수는 동결시킴으로써 수소가 투과되는 재료로 이루어진 용기에 장기간 저장하는 경우에도 산화 환원 전위의 변화 폭이 4% 이하인 상기 (1) ~ (4) 중 어느 하나에 기재된 수소 환원수.
(6) 상기 (1) ~ (5) 중 어느 하나에 기재된 수소 환원수로부터 제조되는 음료 .
(7) 상기 (1) ~ (5) 중 어느 하나에 기재된 수소 환원수를 제조하는 방법이며, 가압 수소 가스가 소정의 압력 범위에서 채워진 용기 내에 질소 가스를 버블링하여 용존 산소를 감소시킨 원수를 물방울 형태로 분무하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 환원수의 제조방법.
(8) 상기 (1) ~ (5) 중 어느 하나에 기재된 수소 환원수를 제조 후 즉시 동결시킨 상태에서 상기 수소 환원수를 장기간 저장하는 것을 특징으로 하는 수소 환원수의 저장방법.
이하, 본 발명의 수소 환원수의 실시 양태를 설명한다. 본 발명의 수소 환원수는 소정의 온도 조건 하에서 수소를 함유하지 않은 물보다 온도 변화 속도가 큰 것을 특징으로 한다. 여기서 "온도 변화 속도"는 {가열 또는 냉각 후 온도 - 초기 온도} / 시간으로 표시되며, "온도 변화 속도가 크다"는 온도 하락 속도가 큰 경우, 그리고 온도 상승 속도가 큰 경우, 및 온도 하락 속도와 온도 상승 속도 모두가 큰 경우를 의미한다. 또한, 상기 온도 변화 속도는 온도가 1 ~ 50℃ 범위 내인 것으로 한다.
상기 온도 하락 속도의 측정은 대상의 물을 냉각조 속에 넣은 순간부터 약 5 ~ 20 분간의 온도 변화를 측정하여 수행하며, 상기 온도 상승 속도의 측정은 대상의 물을 온욕조 속에 넣은 순간부터 약 5 ~ 20 분간의 온도 변화를 측정하여 수행한다.
상기 하락 속도와 상승 속도가 크면 체내에 주입했을 경우 신속하게 체내 물의 온도와 동일한 온도로 되기 쉽다. 따라서, 체내 물과의 일체화가 진행되기 때문에 체내의 활성 산소와의 접촉 빈도를 늘릴 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 수소 환원수의 온도 변화 속도는 원수의 온도 변화 속도에 대한 비율로서 1 ~ 2로 한다.
20℃에서 용존 수소 농도는 1.8ppm 이상인 것이 바람직하다. 상기 용존 수소 농도가 1.8ppm 미만이면 수소 환원수의 열전도성이 낮아지는 경향이 있기 때문이다. 일반적으로 수소 분자의 열전도도는 41.81 cal/sec·cm℃ (0.181 W/m·K)이고, 다른 기체, 예를 들면, 산소 분자의 열전도도 {5.70 cal/sec·cm℃ (0.025 W/m·K)}, 질소 분자의 열전도도 {질소 5.81 cal/sec·cm℃ (0.025 W/m·K)} 및 이산화탄소 분자의 열전도도 {이산화탄소 3.39 cal/sec·cm℃ (0.014 W/m·K)}보다 훨씬 높기 때문에 따라서 수소 분자를 용해한 수소 환원수의 열전도도가 높은 것으로 생각된다. 상기 용존 수소 농도는 용존 수소 측정기에 의해 측정한 수치이다.
20℃에서 용존 산소 농도는 2.55ppm 이하인 것이 바람직하다. 상기 용존 산소 농도가 2.55ppm을 초과하면 물의 열전도도가 낮아지는 경향이 있기 때문이다. 이는 산소 분자의 열전도도가 수소 분자보다 낮기 때문이다. 또한, 물에 용해시킨 수소의 양을 높이기 위해서도 상기 용존 산소 농도는 작은 것이 바람직하다. 상기 용존 산소 농도는 용존 산소 측정기에 의해 측정한 수치이다.
20℃에서 산화 환원 전위는 -500mV 이하인 것이 바람직하다. 상기 산화 환원 전위가 -500mV보다 플러스 측으로 이동하면 체내 활성 산소를 제거하는 데 충분한 환원성을 얻을 수 없게 되는 경향이 있기 때문이다. 수소를 용해함으로써 물의 산화 환원 전위는 마이너스 측으로 크게 이동한다. 여기서 "산화 환원 전위"는 물의 산화환원성을 판단하는 지표이며, 산화 환원 전위가 마이너스 값을 나타내는 물(수용액)은 환원수로서 좋은 환원성이 있는 것이라고 알려져 있다.
일반적으로 수돗물의 산화 환원 전위는 +500 ~ +700 mV, 우물물이나 시판 미네랄워터에서 0 ~ +500 mV 이고, 이들은 산화성이 있는 물이다. 반면, 산화 환원 전위가 마이너스 값을 나타내는 환원수는 금속의 산화나 식품류의 부패를 억제하는 효과가 있다. 반도체 공장에서는 실리콘 웨이퍼의 세정수로서, 금속 공장에서는 금속 세정수로서 사용되고 있으며, 수소를 용해하여 금속의 세정 효과도 크게 된다. 수소 환원수 제조장치는 수처리업체 등에서 제조되고 시판되고 있다.
상기 수소 환원수는 동결시킴으로써 수소가 투과되는 재료로 이루어진 용기에 장기간, 바람직하게는 1년간 저장하는 경우에도 산화 환원 전위의 변화 폭을 4% 이하로 할 수 있다. 여기서 "산화 환원 전위의 변화 폭"은 초기 값(제조시의 수소 환원수의 전위)에서 측정 값(일정 기간 경과 후 수소 환원수의 전위)을 뺀 것을 초기값으로 나눈 값에 100을 곱한 것을 의미한다. 장기간 높은 환원성의 산화 환원 전위를 유지할 수 없다면 상품으로서의 가치가 떨어질 우려가 있다.
상기 수소가 투과되는 재료로 이루어진 용기와, 예를 들면, 페트병 등을 들 수 있다. 일반적으로 페트병 같은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)제의 용기에서는 상기 수소 환원수 중의 수소가 용기벽을 뚫고 외부로 방출되어 버리기 때문에, 수소 환원수의 용기로서 적합하지 않다. 그러나 본 발명에서는 상기 용기에 수소 환원수를 채운 경우에도 채워진 수소 환원수를 동결시킴으로써 수소의 방출을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 수소 환원수의 저장방법은 용기로서 수소 투과 재료를 사용한 경우에 현저한 효과를 달성할 수 있지만, 용기로서 알루미늄 파우치 등 수소가 투과되기 어려운 재료를 이용하면 보다 장기간 안정적으로 수소 환원수를 저장할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 상술된 수소 환원수로부터 제조되는 음료는 용존 수소량을 유지한 상태에서 저장되기 때문에 동결시킬 경우 동결 시간이 짧고, 또한 저장(동결) 상태에서 해동될 경우의 해동되어 음료로 될 경우 해동시간을 단축하는 것이 용이하며, 가열 또는 냉각에 필요한 에너지 비용을 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 수소 환원수의 제조방법에 대하여 설명한다. 상기 수소 환원수는 가압 수소 가스가 소정의 압력 범위에서 채워진 용기에 질소 가스를 버블링 하여 용존 산소를 감소시킨 원수를 물방울 형태로 분무함으로써 제조될 수 있다.
상기 원수는 특히 한정될 필요가 없고, 수돗물이나 미네랄을 함유한 물이어도 좋지만, 특히 미네랄 등의 불순물 성분을 거의 제거한 초순수인 경우가 큰 온도 변화 속도를 얻기에 바람직하다.
원수에 대량의 수소를 용해시키려면 원수 중의 용존 산소를 제거하는 필요가 있다. 종래에는 물을 충진한 반응 용기 내부를 진공 펌프로 감압하여 산소를 제거하였지만, 이러한 방법은 용존 산소의 저하가 그다지 기대되지 않았다. 또한, 특허 문헌3과 같이 수소 가스를 버블링 하여 용존 산소를 제거하는 방법도 충분한 용존 산소 농도의 저하를 기대할 수 없다. 본 발명자는 용존 산소 농도가 4.04ppm인 원수(20℃) 중에 질소 가스를 버블링 하여 용존 산소 농도가 1.70ppm 이하까지 떨어지는 것을 관찰하였고, 또 다른 원수(용존 산소 농도가 20℃에서 9.90ppm) 중에 질소 가스를 버블링 하여 용존 산소 농도가 2.55ppm 이하까지 떨어지는 것을 관찰하였다. 따라서, 본 발명자에 따른 연구 결과, 질소 가스를 원수 중에 버블링 하여 용존 산소 농도를 현저하게 감소시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
그 후, 대량의 수소를 용해시키기 위해 가압 수소 가스가 0.01 ~ 10 기압, 바람직하게는 0.01 ~ 8 기압의 압력 범위에서 채워진 용기 내에, 상기 원수를 물방울 형태로 분무한다. 분무한 원수의 압력은 수소 충전 압력보다 10% 정도 높게 유지하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 압력 용기 내에 공급된 원수를 뽑아 압력 용기 내로 재공급 하는 순환 사이클을 몇 차례 반복해도 좋다.
원수를 물방울 형태로 분무하는 수단으로는, 예를 들면, 미세한 구멍을 갖는 살수 밸브 (또는 살수 포트)를 주입구에 부착시켜 샤워 상태로 살수되는 형태를 들 수 있다. 이때 구멍의 지름은 약 100 ~ 300㎛인 것이 바람직하다. 원수를 물방울 형태로 분무함으로써 원수와 수소 가스의 접촉 면적이 증가되므로 효율적으로 용해시킬 수 있다.
상기 수소 가스는 품질을 일정하게 유지하기 위해 고순도(수소 99.999% 이상)의 수소 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
수소 가스의 원수에 대한 용해도는 원수의 온도에 따라 크게 영향을 받는다. 원수 1cm3에 용해 가능한 수소 가스량은 온도가 낮을수록 많아진다. 그러나 4℃ 미만이면 얼음이 일부 발생하는 등 불안정하다. 따라서 분무하는 원수의 온도는 4℃ ~ 10℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4℃이다.
본 발명의 방법에 따르면 원수 속에 다량의 수소 가스를 용해시킬 수 있다. 기존의 전해 환원수의 산화 환원 전위가 -300 ~ -200mV인 반면, 이들을 훨씬 능가하는 -600 ~ -500mV의 산화 환원 전위를 나타내는 높은 환원성 수소 환원수를 얻을 수 있다.
상기 수소 환원수의 조성은 수소 1.8ppm 이상을 함유하고, 산소를 2.55ppm 이하, 바람직하게는 1.70ppm 이하로 제어하고 잔부는 미네랄과 물로 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 수소 환원수의 저장 방법에 대해 설명한다. 상기 수소 환원수는 제조 후 즉시 동결시킨 상태로 저장되는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 수소 환원수를 수소가 투과되는 재료로 이루어진 용기(예를 들면 페트병 등)에 넣고 저장하면 수소가 용기 벽을 뚫고 외부로 방출되어 버린다. 따라서 종래에는 수소를 투과시키지 않는 재료인 알루미늄 파우치 등으로 감싸서 수소 방출을 억제하고 있었지만, 그 경우에도 오랜 기간이 경과하면, 수소 환원수의 환원성이 저하될 우려가 있었다.
반면, 상기 저장방법은 저장용기에 국한되지 않고, 상기 수소 환원수를 제조 후 즉시 동결시킴으로써 높은 환원성을 유지하는 상태에서 장기간 저장을 가능하게 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수소 환원수의 온도 변화 속도를 크게 함에 따라 체내 활성 산소와 수소 간의 접촉 빈도를 높여 활성 산소를 효과적으로 제거할 수 있는 수소 환원수 및 음료를 제공하며, 이러한 수소 환원수의 제조방법 및 저장방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수소 환원수 A의 제조 과정을 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명에 따른 수소 환원수 B의 제조 과정을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 수소 환원수에 대하여 실시예를 근거로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
(원수)
본 발명에서 사용되는 원수는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 초순수 또는 순수를 이용하면 수소를 용해한 효과를 보다 명확하게 할 수 있다. 초순수는 우리가 평소 음용하는 수돗물, 우물물, 하천물 등에 포함된 미네랄 등의 성분을 기술상 가능한 최대로 제거한 물을 의미한다.
초순수에는 용존 산소 등이 거의 포함되지 않고 순도 100%의 이론적 H2O에 매우 가깝다. 일반적으로 초순수의 전기 전도율은 6×10-2μS/cm 이하, 25℃의 물에 대한 이론적 전기 전도율(5.5×10-2μS/cm)에 매우 가깝다.
초순수는 초LSI 제조에 사용되는 세척수, 광섬유나 액정디스플레이 제조 용수, 원자력 발전소의 용수, 의료 주사 용수로 이용되고, 또한 중성미자 관측 장치인 카미오칸데(Kamiokande), 슈퍼-카미오칸데(Super-Kamiokande) 등에서도 사용된다. 또한, 생명 공학 분야에서도 사용되는 경우가 많다.
초순수는 다음과 같이 제조된다. 먼저 일반 정수장에서 처리된 물(수돗물)을 이온 교환 장치나 역삼투막 순수 제조 장치를 이용하여 무기 이온 등을 제거한다. 다음으로, 탈기 장치를 통해서 용존 산소 등과 같은 용존 기체를 제거, 살균, 탈염하고 한외 여과 장치 등으로 고체 입자 등을 제거하여 정제한다. 또한 반도체나 액정 공장 등 대량으로 사용하는 공장 등에서는 강에서 원수를 직접 채취하여 대형 설비에서의 정제 및 배수 등을 순환하여 사용하고 있다.
발명자는 본 발명의 수소 환원수용의 초순수를 제조하기 위하여 상기 역삼투막을 사용하는 것이 바람직하다고 생각하였다. 상기 역삼투막은 RO막으로도 지칭되며, 물 이외의 이온이나 염류를 포함하더라도, 그들을 제거할 수 있다. 초순수 제조 이외에도 해수의 담수화, 고부가가치의 정수 처리용, 산업용의 순수 및 초순수의 제조, 하수의 재활용 등에도 사용될 수 있다.
한편, 순수는 상기 초순수와 같은 방법으로 제조될 수 있지만, 상기 RO막 대신 이온 교환 장치를 이용하여 제조될 수 있다.
(수소 환원수 A)
원수로서 순수를 이용하여 제조되는 수소 환원수를 수소 환원수 A로 한다. 순수를 제조하기 위하여 사용되는 물은 깊은 우물에서 채취된 우물물 또는 도야마시 상하수도 사업본부(Toyama City Waterworks & Sewage Bureau)에서 공급된 공공 수돗물을 사용한다. 본 실시예에서는 20℃의 산화 환원 전위 +394 mV, 용존 수소 농도 0ppm, 용존 산소 농도 8.48ppm의 수돗물을 사용하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수돗물 101은 활성탄 필터 102를 통과하며, 이렇게 제조된 원수(순수) 104는 원수 저장조 105에 저장되고 4℃로 냉각된다. 그후, 원수 저장조 105 내의 원수 104에 질소 가스 106를 버블링 하면 원수 104 중에 용해되어 있는 용존 산소를 2.55ppm 이하로 감소시킨다.
다음으로, 반응조 107에 수소 가스 108를 충전하고, 수소 가스 108 충전 압력(0.06 ~ 0.17MPa)보다 높은 압력에서 용존 산소가 감소된 원수를 수소 중에 분무시켜 수소를 용해시킨다. 용해 시의 수온은 4℃로 유지되었다. 수소를 용해시킨 물의 용존 수소 농도 및 산화 환원 전위가 소정값에 도달할 때까지 수소의 용해 충전을 수행하였다. 상기 용존 수소 농도가 소정값 이상으로 되면서 상기 산화 환원 전위가 소정값 이하로 되면, 제품 저장조 109(수소 가스 충전 압력 0.06MPa)로 이동시켜 저장하였다. 상기 용존 수소 농도 및 산화 환원 전위의 측정에는 수소 농도계(DKK-TOY Corporation 제품) 및 산화 환원 전위 측정기(DKK-TOY Corporation 제품 HM - 21P형, 비교 전극 : 은 - 염화은)를 사용하였다.
다음으로, 수소 환원수의 안전성을 보다 향상시키기 위하여, 한외 여과막(UF막) 110를 통과시킨 후, 제균 필터관(Advantec Ltd. 제품, 폴리프로필렌으로 제작된 depth cartidge filter) 111 및 정밀필터 112을 통과시킨다. 한외 여과막(UF 막)은 액체를 대상으로 한 여과막의 일종으로, 구멍의 크기가 대체로 2 ~ 200 nm으로, 역삼투막보다 크고 정밀 여과막보다는 작다. 한외 여과막은 다양한 분야에서 사용되고 있다. 정수(수돗물 제조) 분야에서는 세균이나 바이러스의 제거에, 공업 분야에서는 단백질이나 효소 등 열에 약한 물질의 분리 또는 농축에, 의료 분야에서는 인공 투석, 의약품이나 의료 용수 제조 시 바이러스나 내독소(pyrogen) 제거에 사용되고 있다. 바이러스에서 현재 가장 작은 것인 피코르나바이러스 및 파르보바이러스의 크기는 약 20nm이기 때문에 구멍의 크기를 대략 10nm 이하로 해 두면, 한외 여과막은 액체에서 모든 병원성 박테리아나 바이러스를 제거할 수 있다.
수소 환원수 113는 자동 충전 장치 114에 의해 알루미늄 파우치 용기(내용적 350ml 또는 500ml) 내로 충전된다. 충전 후 수소 환원수는 뚜껑을 닫고 중량을 측정하였다. 수소 환원수의 품질은 충전중량, 산화 환원 전위, 용존 수소 농도 및 용존 산소 농도로 관리되었다. 이때, 20℃에서 산화 환원 전위는 -632mV, 용존 수소 농도는 2.90ppm, 용존 산소 농도는 0.96ppm이었다. 이러한 용존 산소 농도의 측정은 산소 농도계(휴대용 용존 산소 측정기, DO-24P)를 사용하였다.
그후, 저장용기에 충전된 수소 환원수는 살균장치 115에서 살균 처리가 실시된다.
이렇게 제조된 수소 환원수 A는 포장 후 제품 116으로 출시된다.
(수소 환원수 B)
원수로서 초순수를 이용하여 제조되는 수소 환원수를 수소 환원수 B로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 20℃의 산화 환원 전위 : +394 mV, 용존 수소 농도 : 0ppm, 용존 산소 농도 : 8.48ppm인 수돗물 201를 활성탄 필터 202로 통과시킨 후 프리 필터 203으로 통과시킨다. 이러한 프리 필터 203은 RO막(일명 역삼투막, Daicen Membrane Systems Ltd.에서 제작, 나선형 역삼투막 모듈)이고, 이러한 RO막을 통과시키기 때문에 물 이외의 이온이나 염류(칼슘, 마그네슘, 나트륨, 철 등의 양이온, 규산, 염화물, 탄산 등의 음이온)를 포함하더라도 그들을 제거할 수 있다.
이렇게 제조된 원수(초순수) 204는 원수 저장조 205에 저장되고 4℃로 냉각된다. 그후, 냉각된 원수 204에 질소 가스 206을 버블링 하여 원수 204 중에 용해하고 있는 용존 산소를 감소시킨다.
다음으로, 반응조 207에 수소 가스 208을 충전시키고 수소 가스 208의 충전 압력(0.06 ~ 0.17MPa)보다 높은 압력에서 용존 산소가 제거된 물을 수소 중에 분무시켜 수소를 용해시킨다. 용해 시의 수온은 4℃를 유지하였다. 수소를 용해시킨 물의 용존 수소 농도 및 산화 환원 전위가 소정값에 도달할 때까지 수소의 용해충전을 수행하였다. 상기 용존 수소 농도가 소정값 이상으로 되면서 상기 산화 환원 전위가 소정값 이하로 되면, 제품 저장조 209(수소 가스 충전 압력 0.06MPa)로 이동하여 저장되었다. 상기 용존 수소 농도 및 산화 환원 전위의 측정에는 수소 농도계(DKK-TOY Corporation 제품) 및 산화 환원 전위 측정기(DKK-TOY Corporation 제품 HM - 21P형, 비교 전극 : 은 - 염화은)를 사용하였다.
다음으로, 수소 환원수의 안전성을 보다 향상시키기 위하여, 한외 여과막(UF막) 210를 통과시킨 후, 제균 필터관(Advantec Ltd. 제품, 폴리프로필렌으로 제작된 depth cartidge filter) 211 및 정밀필터 212를 통과시킨다. 초순수를 이용하여 제조한 수소수는 이온이나 염류를 함유하지 않지만, 세균이나 바이러스를 함유할 가능성이 있다. 함유할 가능성이 있다면 그들을 제거할 수 있는 공정을 추가하여 보다 안전하며 안심할 수 있는 품질의 수소수를 소비자에게 제공할 수 있다. 이를 위하여, 제조한 수소수를 한외 여과막에 통과시킨다. 이러한 처리를 추가하여 세균류는 완전하게 제거될 수 있고 식용으로서 보다 안전하며 바람직하게 된다.
수소 환원수 213은 자동 충전 장치 214에 의해 알루미늄 파우치 용기(내용적 350ml 또는 500ml) 내로 충전된다. 충전 후 수소 환원수는 뚜껑을 닫고 중량을 측정하였다. 수소 환원수의 품질은 충전중량, 산화 환원 전위, 용존 수소 농도 및 용존 산소 농도로 관리되었다. 이때, 20℃에서 산화 환원 전위는 -577mV, 용존 수소 농도는 2.60ppm, 용존 산소 농도는 1.40ppm이었다. 이러한 용존 산소 농도의 측정은 산소 농도계(휴대용 용존 산소 측정기, DO-24P)를 사용하였다.
그후, 저장용기에 충전된 수소 환원수는 살균장치 215에서 살균 처리가 실시된다.
이렇게 제조된 수소 환원수 B는 포장 후 제품 216으로 출시된다.
상기 수소 환원수 A의 성분은 수소 환원수 A : 300ml 당, 지질·탄수화물 : 0, 나트륨 : 1.62mg, 칼슘 : 6mg, 마그네슘 : 0.72mg, 칼륨 : 0.42mg 이고, 상기 수소 환원수 B의 성분은 수소 환원수 B : 180ml 당, 지질·탄수화물 : 0, 나트륨 : 0mg, 칼슘 : 0mg, 마그네슘 : 0mg, 칼륨 : 0mg, 단백질 : 0.0g, 회분 : 0.0g 이었다.
<실험예 1>
상술된 수소 환원수 A와 동일한 방법으로 제조된 수소 환원수 A1을 충전시킨 용기 X와 수소를 용해시키지 않는 물(원수)을 충전시킨 용기 Y를 준비하였다. 상기 수소 환원수 A1은 용존 수소 농도 : 1.8ppm, 용존 산소 농도 : 1.8ppm이고, 산화 환원 전위는 -600mV인 것을 사용하였다. 그 외 다른 성분은 분석을 수행하면 수소 환원수 A1 : 180ml 당 에너지 : 0kcal, 단백질 : 0.0g, 지질 : 0.0g, 탄수화물 : 0.0g, 나트륨 : 0mg, 식염 상당량 : 0.0g, 수분 : 179.8g, 회분 : 0.0g, 칼슘 : 0mg, 칼륨 : 0mg, 마그네슘 : 0mg, 비중 : 0.998 이었다. 상기 수소를 용해시키지 않는 물은 용존 수소 농도 : 0ppm, 용존 산소 농도 : 9.9ppm 이었다. 원수는 도야마시의 깊은 우물에서 취수한 우물물이나 도야마시 수도국에서 공급된 공공 수돗물이며, 평성 18년 11월 21일에 취수한 수돗물의 분석결과는 질산성 질소 및 아질산성 질소 : 1mg/L 미만, 나트륨 : 3.0mg/L, 염화물 이온 : 4.3mg/L, 경도(Ca, Mg 등) : 30.6mg/L, 증발 잔류물 : 67mg/L, 산화 환원 전위 : +400 mV 이었다.
각 용기는 모두 3개씩 준비하고, 얼음을 채운 수욕 중에 넣어 냉각시켰다. 냉각 개시시의 각 용기 내의 물의 온도는 4.9℃이다. 서미스터 온도계를 용기 내에 5분 간격으로 꽂고, 용기 내의 온도를 측정하였다. 소정 시간 경과 후 용기 내의 물의 온도(3개 용기 내의 물의 평균 온도)를 표 1에 나타내었다. 본 발명의 수소 환원수 A1의 경우가 어느 경우에도 원수의 온도보다 낮았다.
원수 (℃) 수소 환원수 A1 (℃)
냉각 개시시 4.9 4.9
5분 후 4.4 3.9
10분 후 3.3 2.7
15분 후 2.7 2.3
20분 후 2.3 2.0
25분 후 2.0 1.8
30분 후 1.9 1.7
35분 후 1.8 1.6
온도와 시간 간의 관계를 그래프로 나타내면 선형적으로 온도가 저하되는 것은 모두 냉각 개시부터 최초 15분 내에 있었기 때문에 이 사이의 온도 변화로부터 온도 저하 속도를 산출하였다. 원수는 개시 시 4.9℃이었으나 15 분 후에 2.7℃까지 떨어졌다. 한편, 수소 환원수 A1에서는 개시 시는 4.9℃이었지만, 15 분 후 2.3℃로 되었다. 이러한 사이의 온도 저하 속도는 원수에서는 0.14℃/분, 수소 환원수 A1에서는 0.17℃/분 이었다. 따라서, 온도 저하 속도는 수소 환원수 A1이 보다 컸다.
<실험예 2>
상술한 수소 환원수 A의 제조방법에 따라 제조된 수소 환원수 A2를 채운 용기 X와 수소를 용해시키지 않은 물을 채운 용기 Y를 준비하였다. 상기 수소 환원수 A2는 용존 수소 농도 : 1.8ppm, 용존 산소 농도 : 1.8ppm 이고, 산화 환원 전위는 -500mV인 것을 사용하였다. 상기 수소를 용해시키지 않는 물은 용존 수소 농도 0ppm, 용존 산소 농도 9.9ppm, 산화 환원 전위 +400mV이었다.
각 용기는 모두 3개씩 준비하고, 얼음을 채운 수욕 중에 넣어 냉각시켰다. 냉각 개시시의 각 용기 내의 물의 온도는 14.8℃이다. 서미스터 온도계를 용기 내에 5분 간격으로 꽂고, 용기 내의 온도를 측정하였다. 소정 시간 경과 후 용기 내의 물의 온도(3개 용기 내의 물의 평균 온도)를 표 2에 나타내었다. 본 발명의 수소 환원수 A2의 경우가 어느 경우에도 원수의 온도보다 낮았다.
원수 (℃) 수소 환원수 A2 (℃)
냉각 개시시 14.8 14.8
5분 후 11.6 9.5
10분 후 7.6 5.3
20분 후 5.8 3.6
35분 후 2.6 1.9
42분 후 2.4 1.6
50분 후 1.7 1.4
55분 후 1.6 1.3
60분 후 1.3 1.2
65분 후 1.3 1.1
온도와 시간 간의 관계를 그래프로 나타내면 선형적으로 온도가 저하되는 것은 모두 냉각 개시부터 최초 10분 내에 있었다. 이 사이의 온도 변화로부터 온도 저하 속도를 산출하였다. 원수는 개시 시 14.8℃이었으나 10분 후에 7.6℃까지 떨어졌다. 한편, 수소 환원수 A2에서는 개시 시는 동일하게 14.8℃이었지만, 10분 후 5.3℃로 되었다. 이러한 사이의 온도 저하 속도는 원수에서는 0.72℃/분, 수소 환원수 A2에서는 0.95℃/분 이었다. 따라서, 온도 저하 속도는 수소 환원수 A2가 보다 컸다.
<실험예 3>
실시예 1에서 냉각된 시료 용기를 22℃의 물이 들어있는 용기 내로 넣고 소정시간 경과 후 각 용기 내의 수온을 측정하였다. 소정시간 경과 후의 수온은 표 3과 같다.
원수 (℃) 수소 환원수 A1 (℃)
가온 개시시 2.5 2.5
5분 후 3.1 3.4
10분 후 3.7 5.3
20분 후 5.2 8.0
35분 후 6.6 8.4
43분 후 7.2 8.4
50분 후 7.8 9.0
55분 후 8.0 9.7
60분 후 8.8 9.9
70분 후 10.8 11.0
80분 후 10.2 11.2
90분 후 10.6 11.3
실험 개시 후 경과 시간과 온도 간의 관계를 그래프로 나타내었는데, 20분 동안 선형 관계를 유지하고 있었기 때문에, 가온을 시작한 지 20 분간의 온도 상승 속도를 산출하였다. 원수에서는 2.5℃→5.2℃로 변화하였으므로 온도 상승 속도는 0.14℃/분, 수소 환원수에서는 2.5℃→8.0℃로 변화하였으므로 온도 상승 속도 0.28℃/분이었다. 따라서, 수소 환원수 A1의 경우가 원수의 온도보다도 물의 온도가 높고 온도 상승 속도는 크게 나타났다.
<실험예 4>
실시예 2에서 약 2℃ 전후로 냉각시킨 시료 용기를 15℃의 물이 들어있는 용기 내에 넣었다. 5분 후 각 용기 내의 수온을 측정한 결과, 원수에서는 10.7℃인 반면, 본 발명의 수소 환원수 A2에서는 12.8℃이었다. 온도 상승 속도는 원수에서는 1.74℃/분, 수소 환원수 A2에서는 2.16℃/분으로, 수소 환원수 A2가 더 빨리 온도가 높아졌다.
<실험예 5>
다음으로, 상기 각 시료 용기를 37℃의 물이 들어있는 용기 내에 넣었다. 소정시간 경과 후 각 용기의 수온을 측정하였다. 실험 개시 시의 온도는 원수에서는 28℃, 수소 환원수 A2에서는 28℃이었다. 10분 후에는 원수가 29.8℃ 였던 반면, 수소 환원수 A2는 30.3℃이었다. 이러한 사이의 온도 상승 속도는 원수에서는 0.18℃/분, 수소 환원수 A2는 0.23℃/분으로, 수소 환원수 A2가 더 빨리 온도가 높아졌다.
<실험예 6>
다음으로, 수소 환원수 A2 및 원수를 놓은 각 용기를 냉장고(6.9℃)에 넣어 냉각시켰다. 냉장고에서 꺼낸 용기 내의 수온은 모두 7.1℃ 였다. 이를 40.8℃의 수조 속에 넣고 소정 시간 경과 후 각 용기 내의 수온을 측정하였다. 실험 개시 시의 온도는 모두 7.1℃ 였다. 경과 시간과 수온 간의 관계를 표 4에 나타내었다.
원수 (℃) 수소 환원수 A2 (℃)
가온 개시시 7.1 7.1
2분 후 21.7 22.7
4분 후 23.9 25.4
6분 후 25.9 26.8
8분 후 27.9 28.4
10분 후 28.3 29.1
어떠한 경과 시간에서도 수소 환원수 A2의 경우가 원수보다 수온은 높아지고 있었다. 선형적으로 상승하는 4분 후까지의 온도 상승 속도를 산출하면, 수소 환원수 A2는 4.6℃/분, 원수는 4.2℃/분으로, 수소 환원수 A2가 더 큰 것으로 나타났다.
실험예 1 내지 6과 같이, 본 발명의 수소 환원수는 수소를 함유하지 않은 물보다 온도 변화 속도가 크다는 것을 알 수 있다.
<실험예 7>
수소 환원수의 산화 환원 전위와 용존 산소 농도, 용존 수소 농도의 경시 변화를 측정하고 이들의 관계에 대해 검토하였다. 제조 직후의 수소 환원수 A를 개봉하고 이 내용물은 비이커에 넣었다. 여기에 산화 환원 전위 측정용 전극, 용존 산소 농도 측정용 전극, 용존 수소 농도 측정용 전극을 넣고 개봉 직후부터 소정시간 경과 후까지 각각의 항목에 대하여 측정을 수행하고, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 개봉하면 시간이 경과함에 따라 산화 환원 전위는 거의 변화하지 않지만, 용존 산소 농도는 높아지고, 용존 수소 농도는 낮아졌다.
경과시간 (시간) 산화 환원 전위 (mV) 용존 산소 농도 (ppm) 용존 수소 농도 (ppm)
0 -632 0.96 2.90
1 -631 1.72 2.10
2 -633 1.76 1.92
3 -633 1.81 1.80
4 -631 2.42 1.71
5 -629 2.52 1.56
6 -628 2.87 1.40
7 -624 2.99 1.20
8 -623 4.13 1.74
수소 환원수의 산화 환원 전위와 용존 산소 농도, 용존 수소 농도의 경시 변화를 측정하여 이들의 관계에 대하여 검토하였다. 제조 직후의 수소 환원수 B를 개봉하고 내용물은 비이커에 넣었다. 여기에 산화 환원 전위 측정용 전극, 용존 산소 농도 측정용 전극, 용존 수소 농도 측정용 전극을 넣고 개봉 직후부터 소정시간 경과 후까지 각각의 항목에 대하여 측정을 수행하고, 그 결과를 표 6에 나타내었다. 개봉하면 시간이 경과함에 따라 산화 환원 전위는 거의 변화하지 않지만, 용존 산소 농도는 높아지고, 용존 수소 농도는 낮아졌다.
경과시간 (시간) 산화 환원 전위 (mV) 용존 산소 농도 (ppm) 용존 수소 농도 (ppm)
0 -577 1.40 2.60
1 -576 1.42 2.05
2 -574 2.10 1.67
3 -575 2.11 1.65
4 -574 2.27 1.59
5 -575 2.42 1.54
6 -570 2.64 1.43
7 -573 2.91 1.20
8 -567 3.47 0.92
또한, 제조 직후의 수소 환원수 A를 개봉하여 산화 환원 전위를 측정하고, 즉시 마개를 닫고 저장하였다. 24 시간 경과 후에 다시 개봉하여 산화 환원 전위를 측정하였고, 제조 직후의 산화 환원 전위가 -644mV인 반면, 24 시간 경과 후의 산화 환원 전위는 -643mV와 거의 차이가 없으며, 알루미늄 파우치 용기를 한 번 개봉해도 다시 마개를 하면 산화 환원 전위 플러스 측으로의 변화를 방지할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
<실험예 8>
상술한 방법으로 제조된 수소 환원수 A를 12개의 알루미늄 파우치에 채우고 냉동실에서 동결시키고 소정 기간 저장하였다. 측정시 수소수를 취하고, 실온에서 용해시킨 후, 산화 환원 전위를 측정하였다. 동결된 수소 환원수 A가 용해되는 데에는 12 시간이 필요하였다. 용해 후에 개봉하여 개봉 직후의 산화 환원 전위를 측정하였다. 비교를 위하여 실온에서 저장된 수소 환원수 A도 동일 시간에 동일 방식으로 개봉하여 산화 환원 전위를 측정한 결과를 표 7에 나타내었다.
실온저장(mV) 냉동저장(mV)
저장용기 알루미늄 파우치 알루미늄 파우치
충전시 -570 -570
1주간후 -567 -566
2주간후 -566 -565
3주간후 -567 -564
5주간후 -560 -563
7주간후 -556 -566
9주간후 -544 -564
11주간후 -542 -564
13주간후 -515 -564
15주간후 -378 -567
17주간후 -250 -569
19주간후 -126 -561
저장 1주간 후의 산화 환원 전위는 상온저장 : -567mV, 냉동 : -566mV으로, 거의 비슷한 값이었다. 개봉 후 1일 이후에도 거의 유사한 값이었다. 또한 2주후, 3주후, 4주후에도 유사한 값으로, 서로 거의 차이가 없었다 .
저장 15주후부터는 산화 환원 전위가 실온저장에만 뚜렷하게 플러스 측으로 이동하며, 양자 사이에 큰 차이가 생겼다. 실온저장에서는 저장 19주후의 산화 환원 전위는 크게 하락하여 -126mV가 되면 제조 시의 값에 비해 약 444mV까지 플러스 측으로 이동하였다. 반면 냉동저장한 수소 환원수에서는 산화 환원 전위의 변화는 거의 확인되지 않았다.
또한 개봉 상태에서 1일 경과시킨 후 산화 환원 전위는 더 큰 변화를 보여주었고 실온 저장에서는 +47 mV로 전위가 플러스 측으로 변화하였지만, 냉동저장에서는 -541mV로 거의 증가를 보이지 않았다.
<실험예 9>
수소 환원수 C는 페트병에 채워진 것을 제외하고는 상기 알루미늄 파우치에 채워진 수소 환원수 A와 동일한 방법으로 제조한 수소 환원수이다. 이러한 수소환원수 C를 2개의 페트병(350ml)에 채우고 냉동실 내에서 동결시키고 소정 기간 저장하였다. 측정 시에 수소수를 취하여 실온에서 녹인 후, 산화 환원 전위를 측정하였다. 동결된 수소 환원수 C가 녹는 데는 12 시간이 필요하였다. 녹인 후에 개봉하고 개봉 직후의 산화 환원 전위를 측정하였다. 비교를 위하여 실온에서 저장되어 온 수소 환원수 C도 같은 시간에 같은 방법으로 개봉하고, 산화 환원 전위를 측정한 결과를 표 8에 나타내었다.
실온저장 (mV) 냉동저장 (mV)
저장용기 PET병 PET병
충전시 -683 -683
6일후 -619 -678
10일후 -608 -673
17일후 -252 -664
24일후 +113 -656
표 8에 나타난 바와 같이, 저장 6일후의 산화 환원 전위는 실온저장 : -619mV, 냉동저장 : -678mV 였던 반면, 저장 24일 이후가 될 때 산화 환원 전위는 큰 차이가 났다. 실온 저장에서는 개봉 후의 산화 환원 전위는 크게 변화하여 +113 mV로 되었고, 충전 시 값에 비해 약 796mV까지 플러스 측으로 이동하였다. 반면, 냉동저장한 수소 환원수에서는 산화 환원 전위의 증가는 거의 확인되지 않았다.
다음으로, 실험예 8 및 실험예 9를 비교하면 실험예 8에서 실온저장에서는 저장 5주 후에 충전 시부터 산화 환원 전위가 10mV 플러스 측으로 이동하고 있는 반면, 실험예 9에서 실온저장에서는 저장 24일 후에 796mV까지 플러스 측으로 이동하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 실험예 9에서 냉동저장에서는 저장 24일 후에도 산화 환원 전위가 거의 변화하지 않았고, 그 변동폭은 약 0.6 ~ 4 % 정도이었다. 또한 저장 1년간까지 거의 변화가 확인되지 않는 것을 확인하였다.
<비교예 1>
질소 가스를 버블링 하지 않은 것을 제외하고는 상술한 수소 환원수 A와 동일한 방법으로 수소 환원수 D를 제조하였다. 충전 후 수소 환원수의 20℃에서의 산화 환원 전위는 -632mV, 용존 수소 농도는 2.90ppm, 용존 산소 농도는 2.30ppm 이었다. 상기 수소 환원수 D 및 실험예 1에서 이용한 수소 환원수 A1을 각 3개씩 준비하고, 실험예 1과 마찬가지로 실험을 실시하였다.
온도와 시간 간의 관계를 그래프로 나타내면 선형적으로 온도가 떨어지는 것은 모두 냉각을 시작한 지 15분만이었다. 이러한 기간의 온도 변화로부터 온도 저하 속도를 산출하였다. 수소 환원수 A1에서는 개시시 4.9℃이었으나, 15분 후에는 2.3℃까지 떨어졌다. 한편, 수소 환원수 D에서는 개시시는 동일한 4.9℃이었지만, 10분 후에는 3.0℃로 되었다. 이러한 기간의 냉각속도는 수소 환원수 D에서는 0.13℃/분, 수소 환원수 A1에서는 0.17℃/분이었다. 따라서, 온도 하락 속도는 수소 환원수 A1이 더 컸다.
<비교예 2>
비교예 1에서 냉각한 시료 용기를 36℃의 물이 들어있는 용기 내에 넣고 소정 시간 경과 후 각 용기 내의 수온을 측정하였다. 실험 개시 후의 경과 시간과 온도 간의 관계를 그래프로 나타내면, 10분간은 선형 관계를 유지하고 있었기 때문에, 가온을 시작한 지 10분간의 온도 상승 속도를 산출하였다. 수소 환원수 D에서는 27℃→28.8℃로 변화하므로 온도 상승 속도는 0.18℃/분, 수소 환원수 A1는 27℃→29.3℃로 변화하므로 온도 상승 속도가 0.23℃/분 이었다. 따라서, 수소 환산수 A1이 수소 환원수 D의 온도보다 물의 온도가 높고 온도 상승 속도는 컸다.
101,201 수돗물
102,202 활성탄 필터
104,204 원수
105,205 원수 저장조
106,206 질소 가스
107,207 반응조
108,208 수소 가스
109,209 제품 저장조
110,210 한외 여과막
111,211 제균 필터관
112,212 정밀 필터
113,213 수소 환원수
114,214 자동 충전 장치
115,215 살균 장치
116,216 제품
203 프리필터

Claims (8)

  1. 소정의 온도 조건 하에서 수소를 함유하지 않는 물보다 온도 변화 속도가 큰 것을 특징으로 하는 수소 환원수.
  2. 청구항 1에 있어서, 20℃에서 용존 수소 농도가 1.8ppm 이상인 수소 환원수.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 20℃에서 용존 산소 농도가 2.55ppm 이하인 수소 환원수.
  4. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 20℃에서 산화 환원 전위가 -500mV 이하인 수소 환원수.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소 환원수는 동결시킴으로써 수소가 투과되는 재료로 이루어진 용기에 장기간 저장하는 경우에도 산화 환원 전위의 변화 폭이 4% 이하인 수소 환원수.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 수소 환원수로부터 제조되는 음료.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 수소 환원수를 제조하는 방법에 있어서, 가압 수소 가스가 소정의 압력 범위에서 충전된 용기 내에 질소 가스를 버블링하여 용존 산소를 감소시킨 원수를 물방울 형태로 분무하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 환원수의 제조방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 수소 환원수를 제조 후 즉시 동결시킨 상태에서 상기 수소 환원수를 장기간 저장하는 것을 특징으로 하는 수소 환원수의 저장방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101030721B1 (ko) * 2011-01-18 2011-05-09 주식회사 체푸드프라임 수소풍부수 제조장치
KR20210030648A (ko) * 2019-09-10 2021-03-18 (주)케이엔비코퍼레이션 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치 및 그 제어방법

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009110515A1 (ja) * 2008-03-04 2009-09-11 エウレカ・ラボ株式会社 溶存水素と溶存酸素との反応の評価方法および溶存水素による水中の活性酸素消去能の評価方法
JP2010195719A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 I'rom Pharmaceutical Co Ltd 感音難聴を予防又は改善するための液体組成物
TWI518015B (zh) * 2011-08-31 2016-01-21 Nikko Seisakusho Co Ltd A hydrogenated product, a method for producing the same, and a manufacturing apparatus therefor
JP6150467B2 (ja) * 2012-07-09 2017-06-21 広瀬　幸雄 活性水素含有氷の製造方法
WO2015029099A1 (ja) 2013-08-26 2015-03-05 Minakawa Hiroaki 携帯用の水素水生成用ポット
CN104591417A (zh) * 2014-05-25 2015-05-06 李燕飞 一种富氢水的制备方法和设备
JPWO2016047758A1 (ja) * 2014-09-25 2017-07-20 株式会社シェフコ 飲料用水素含有水製品
JP6596199B2 (ja) * 2014-11-28 2019-10-23 株式会社 アイロム 水素水の製造方法および水素水製造装置
CN106261352A (zh) * 2015-05-18 2017-01-04 光腾光电股份有限公司 瓶装富氢水饮料及其制备方法与制备系统
JP6074464B2 (ja) * 2015-07-14 2017-02-01 光騰光電股▲ふん▼有限公司 ボトル入り水素豊富水飲料、ボトル入り水素豊富水飲料の製造システム及び製造方法
CN106465832A (zh) * 2015-08-18 2017-03-01 光腾光电股份有限公司 抗氧化机能性饮料
TWI576149B (zh) * 2016-04-01 2017-04-01 巫錦滄 氫水機
CN107619098A (zh) * 2016-08-19 2018-01-23 Mag技术株式会社 碳酸氢气水及其在基板表面的应用
US11129848B2 (en) 2017-08-08 2021-09-28 Perricone Hydrogen Water Company, Llc Medication enhancement using hydrogen
US20190046561A1 (en) 2017-08-08 2019-02-14 Perricone Hydrogen Water Company, Llc Barriers for glass and other materials
DE102019112844A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Viawa GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Markus Johannes Friedrich-Wilhelm Pohlhausen, 53773 Hennef) Verfahren und Verpackung zum Konservieren eines Lebensmittels in einer Wasserstoffatmosphäre
CN110759456A (zh) * 2019-11-04 2020-02-07 重庆环益科技有限公司 一种用于泳池、温泉及洗浴循环水系统的投氢方法
US11123365B2 (en) 2019-11-18 2021-09-21 Perricone Hydrogen Water Company, Llc Compositions comprising palmitoylethanolamide and hydrogen water, and methods thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4023970B2 (ja) * 1999-07-21 2007-12-19 オルガノ株式会社 液状食品及びその製造方法
JP2004330028A (ja) * 2003-05-02 2004-11-25 San Waaku:Kk 活性水素含有水の製法
JP2004351399A (ja) * 2003-05-26 2004-12-16 Wataru Murota 還元水及びその製造方法
JP4505234B2 (ja) * 2004-02-03 2010-07-21 エイトノット株式会社 水素水製造装置および水素水製造方法
JP4383317B2 (ja) * 2004-10-25 2009-12-16 株式会社ティー・イー・ディー 水素還元水の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101030721B1 (ko) * 2011-01-18 2011-05-09 주식회사 체푸드프라임 수소풍부수 제조장치
KR20210030648A (ko) * 2019-09-10 2021-03-18 (주)케이엔비코퍼레이션 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치 및 그 제어방법

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Publication number Publication date
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