KR20110088665A

KR20110088665A - 살균수 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR20110088665A
Application number: KR1020100008271A
Authority: KR
Inventors: 신현수; 김민용; 조태신; 김정식; 정붕익
Original assignee: (주) 테크윈
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-04
Also published as: KR101139917B1

Abstract

본 발명은 염화나트륨을 사용하여 살균력이 우수한 차아염소산수용액 살균수를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 살균수 제조장치는, 염화나트륨이 저장되며, 원수가 유입 및 유출되도록 되어 있되 유입된 원수에 저장되어 있는 염화나트륨이 녹아서 원수가 염화나트륨수용액이 되어 배출되도록 할 수 있는 염화나트륨저장조; 상기 염화나트륨저장조를 경유한 염화나트륨수용액이 원수에 의해 희석되도록 하는 염화나트륨수용액희석수단; 격막에 의해 분리되어 있고 상기 염화나트륨수용액희석수단을 경유한 염화나트륨수용액이 유입되는 양극실과 음극실을 구비하고 있는 전해조를 가지며, 전해조로 유입된 염화나트륨수용액을 전기분해하여 차아염소산수용액이 생성되도록 하는 전기분해수단; 상기 전해조의 양극실에서 생성된 차아염소산수용액이 원수와 혼합되도록 하여 차아염소산수용액의 pH를 설정된 범위로 조절하는 pH조절수단;을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의하면, 환경친화적인 소재인 염화나트륨과 원수를 사용해서 살균력이 우수하고 매우 안전한 차아염소산수용액을 제조할 수 있다.

Description

살균수 제조장치 및 제조방법{STERILE WATER PRODUCING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 각종 물품이나 공기를 살균할 목적 등으로 사용되는 살균수를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차아염소산수용액 살균수를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

각종 물품이나 공기를 살균할 목적으로 다양한 살균제가 사용되고 있다.

염소계 살균수인 차아염소산(하이포염소산 - hypochlorous acid)수용액은 제조 원가가 저렴하고 비교적 안전하여 식품이나 식자재 등의 살균, 소독제로서 널리 사용되고 있는 실정이다.

종래에는 차아염소산수용액을 제조함에 있어서 염산을 전기분해하여 제조하고 있었다.

따라서 차아염소산수용액 자체가 다른 살균제에 비하여 안전하지만 식품 및 식자재에 사용할 때는 상당한 주의가 요구되는 문제점이 있었다.

또, 차아염소산수용액이 만족할 정도로 우수한 살균력을 보이지는 못하는 문제점이 있었다.

즉, 차아염소산수용액이 식품이나 식자재 등의 살균제로 사용되는 것은 살균력이 만족할 정도로 우수하기 때문이라기보다는 다른 살균제에 비하여 안전하면서도 비교적 높은 살균력을 가지기 때문이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 환경친화적인 물질인 염화나트륨을 사용하여 살균력이 우수하고 안전한 차아염소산수용액 살균수를 제조하는 살균수 제조방법 및 제조장치를 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 통상의 깨끗한 물(수돗물 등을 의미하는 것으로 이하 "원수"라 함)과 염화나트륨을 사용하여 염화나트륨수용액을 제조하고, 이 염화나트륨수용액을 격막을 갖는 전해조의 음극실과 양극실에 공급 후 전기분해하여 차아염소산수용액을 제조하며, 제조된 차아염소산수용액의 pH를 5~6.5 정도로 조절함으로써 살균력이 우수하고 안전한 차아염소산수용액을 제조한다.

이러한 본 발명의 살균수 제조방법은, 원수와 염화나트륨을 사용하여 염화나트륨수용액을 얻는 염화나트륨수용액제조단계를 갖는다.

또, 염화나트륨수용액제조단계에 의해 얻어진 염화나트륨수용액을 격막을 갖는 전해조의 음극실과 양극실로 공급한 후 전해조에서 전기분해하여 차아염소산수용액을 생성하는 전기분해단계를 갖는다.

또, 전해조의 양극실에서 생성된 차아염소산수용액에 원수를 혼합하여 살균력이 우수한 pH를 가지는 차아염소산수용액이 되도록 하는 pH조절단계를 갖는다.

또, 본 발명의 살균수 제조장치는, 염화나트륨이 저장되며, 원수가 유입 및 유출되도록 되어 있되 유입된 원수에 저장되어 있는 염화나트륨이 녹아서 원수가 염화나트륨수용액이 되어 배출되도록 할 수 있는 염화나트륨저장조를 갖는다.

또, 염화나트륨저장조를 경유한 염화나트륨수용액이 원수에 의해 희석되도록 하는 염화나트륨수용액희석수단을 갖는다.

또, 격막에 의해 분리되어 있고 상기 염화나트륨수용액희석수단을 경유한 염화나트륨수용액이 유입되는 양극실과 음극실을 구비하고 있는 전해조를 가지며, 전해조로 유입된 염화나트륨수용액을 전기분해하여 차아염소산수용액이 생성되도록 하는 전기분해수단을 갖는다.

또, 전해조의 양극실에서 생성된 차아염소산수용액이 원수와 혼합되도록 하여 차아염소산수용액의 pH를 설정된 범위로 조절하는 pH조절수단을 갖는다.

본 발명의 살균수 제조방법은, 원수와 염화나트륨을 사용하여 염화나트륨수용액을 얻는 염화나트륨수용액제조단계; 염화나트륨수용액제조단계에 의해 얻어진 염화나트륨수용액을 격막을 갖는 전해조의 음극실과 양극실로 공급한 후 전해조에서 전기분해하여 차아염소산수용액을 생성하는 전기분해단계; 전해조의 양극실에서 생성된 차아염소산수용액에 원수를 혼합하여 살균력이 우수한 pH를 가지는 차아염소산수용액이 되도록 하는 pH조절단계를 갖는다.

따라서 환경친화적인 소재인 염화나트륨과 원수를 사용해서 살균력이 우수하고 보다 안전한 차아염소산수용액을 제조할 수 있다.

또, 본 발명의 살균수 제조장치는 상기와 같은 살균수 제조방법을 원활하게 실시할 수 있는 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 살균수 제조장치를 도시한 개략도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 차아염소산수용액 살균수를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이며, 염산이 아닌 염화나트륨수용액을 사용하여 차아염소산수용액 살균수를 제조하려는 목적을 갖는다.

이를 위한 본 발명의 살균수 제조방법은, 원수와 염화나트륨을 사용하여 염화나트륨수용액을 얻는 염화나트륨수용액제조단계를 갖는다.

또, 염화나트륨수용액제조단계에 의해 얻어진 염화나트륨수용액을 격막(31a)을 갖는 전해조(31)의 음극실(31c)과 양극실(31b)로 공급한 후 전해조(31)에서 전기분해하여 차아염소산수용액을 생성하는 전기분해단계를 갖는다.

즉, 종래에는 염산을 전해조(31)에서 전기분해하는 방식으로 차아염소산수용액을 생산하고 있었지만 본 발명에서는 염화나트륨수용액을 전기분해하는 방식으로 차아염소산수용액을 생산하는 것이다.

차아염소산수용액을 얻기 위한 전기분해 방식은 종래와 같고, 이를 위한 전기분해수단(30)도 종래와 같은 형태 등으로 구현할 수 있으므로 이 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

전술한 설명에서 염화나트륨수용액을 제조하는 방법은 다양하게 구현 가능하다.

구체적으로 설명하면, 염화나트륨수용액제조단계는 원수가 염화나트륨저장조(10)를 경유하면서 포화염화나트륨수용액이 되도록 하는 염화나트륨수용액생성단계;

염화나트륨수용액생성단계에 의해 생성된 포화염화나트륨수용액과 원수를 혼합하여 희석된 염화나트륨수용액(1.5∼3%정도로 희석되는 것이 바람직함)을 얻는 희석단계를 실시하는 형태로 구현될 수 있다.

그런데 본 출원의 발명자는 다양한 연구와 실험을 통해 염화나트륨수용액을 전기분해하여 얻어진 차아염소산수용액의 pH 정도에 따라 살균력에 큰 차이가 발생되는 것을 알게 되었다.

또, 차아염소산수용액이 우수한 살균력을 갖도록 하기 위해서는 pH 5~6.5가 되도록 해야 한다는 결론을 얻었다

따라서 본 발명의 살균수 제조방법은, 전해조(31)의 양극실(31b)에서 생성된 차아염소산수용액에 원수를 혼합하여 살균력이 우수한 pH를 가지는 차아염소산수용액이 되도록 하는 pH조절단계를 갖는다.

우수한 살균력이 확보되는 것은 pH 5∼6.5이기 때문에 pH조절단계에서는 전기분해에 의해 얻어진 차아염소산수용액이 pH 5∼6.5의 차아염소산수용액이 되도록 한다. (차아염소산수용액이 가지는 유리잔류염소의 수치에 따라서도 살균력에 큰 차이가 있음을 알게 되었는데 바람직한 것은 유리잔류염소가 30ppm인 경우임을 알게 되었다. 따라서 pH조절단계에서 차아염소산수용액의 유리잔류염소도 조절하는 것이 더욱 바람직하다.)

차아염소산수용액의 pH를 조절하기 위해서, 전기분해에 의해 얻어진 차아염소산수용액이 배관을 따라 전기분해수단(30)의 외측으로 배출되고, 이와 같이 배출된 차아염소산수용액과 원수가 혼합되도록 하는 방법이 있다.

즉, 원수의 pH는 통상 7정도이므로 전기분해에 의해 얻어진 양극실(31b)의 차아염소산수용액(pH 2∼3 정도임)과 혼합하여 pH 5∼6.5의 차아염소산수용액이 되도록 하는 것이다.

공지된 통상의 전기분해 방법을 본 발명에 적용할 경우 전해조(31)의 양극실(31b)에서는 pH 2∼3 정도의 차아염소산수용액이 생성되고, 음극실(31c)에서는 pH 11∼12 정도의 강알칼리수가 생성된다.

즉, 양극실에서는 강산성의 차아염소산수용액이 생성되고, 음극실(31c)에서는 강알칼리수가 생성되는 것이다.

그러므로 본 발명에서는 양극실(31b)의 차아염소산수용액에 원수를 섞어 살균력이 우수한 pH를 가지는 차아염소산수용액을 얻는 것이다.(전해조(31)의 음극실(31c)에서 생성되는 강알칼리수는 세정제 등으로 사용할 수 있다.)

전기분해수단(30)의 외부로 배출된 차아염소산수용액이 원수와 혼합되도록 함에 있어서는 전해조(31)에서 생성된 차아염소산수용액이 배관을 따라 전기분해수단(30)의 외부로 배출되고, 그 과정에서 배관 내부로 원수가 공급됨으로써 이동되던 차아염소산수용액과 원수가 섞이도록 하는 방법을 사용할 수 있다.

이때 차아염소산수용액과 원수의 혼합수단으로는 벤츄리관이나 사이클론형 또는 임펠러나 오리피스 등에 의해 혼합, 교반되는 형태로 구현할 수 있다.

이와 같이 전기분해과정을 통해 양극실(31b)에서 생성된 차아염소산수용액을 직접 원수와 혼합하는 방식을 채용하므로 낮은 pH 영역에서 생성되는 염소(Cl₂) 가스를 직접 원수와 반응시켜 pH 5∼6.5 영역의 차아염소산수용액으로 환원하므로 염소가스를 공정 외부로 유출되지 않게 하여 안전하고 안정적인 pH 범위의 차아염소산수용액을 생성할 수 있다.

상기와 같이 원수와 혼합된 상태의 차아염소산수용액의 pH를 pH측정기(41)를 통해 측정하고, 이 측정된 데이터에 근거하여 전기분해수단(30)에 공급되는 전류량을 조절하는 방법을 통해 pH 5∼6.5의 차아염소산수용액을 확보할 수 있다.

또, pH측정기(41)를 통해 측정된 데이터에 근거하여 전해조(31)로 공급되는 염화나트륨수용액의 농도나 공급량을 조절하는 방법 등으로 원하는 pH 5∼6.5의 차아염소산수용액을 확보할 수 있다.

또, 상기 2가지 방법을 통해 차아염소산수용액이 pH 5∼6.5의 범위에 있되 유리잔류염소가 30ppm이 되도록 하거나 그 수치에 가깝도록 할 수 있다.

상기와 같이 살균력이 우수한 차아염소산수용액을 제조하기 위한 본 발명의 제조장치는, 염화나트륨이 저장되며, 원수가 유입 및 유출되도록 되어 있되 유입된 원수에 저장되어 있는 염화나트륨이 녹아서 원수가 염화나트륨수용액이 되어 배출되도록 할 수 있는 염화나트륨저장조(10)를 갖는다.

또, 염화나트륨저장조(10)를 경유한 염화나트륨수용액이 원수에 의해 희석되도록 하는 염화나트륨수용액희석수단(20)을 갖는다.

또, 격막(31a)에 의해 분리되어 있고 상기 염화나트륨수용액희석수단(20)을 경유한 염화나트륨수용액이 유입되는 양극실(31b)과 음극실(31c)을 구비하고 있는 전해조(31)를 가지며, 전해조(31)로 유입된 염화나트륨수용액을 전기분해하여 차아염소산수용액이 생성되도록 하는 전기분해수단(30)을 갖는다.

또, 전해조(31)의 양극실(31b)에서 생성된 차아염소산수용액이 원수와 혼합되도록 하여 차아염소산수용액의 pH를 설정된 범위로 조절하는 pH조절수단(40)을 갖는다.

상기 염화나트륨수용액희석수단(20)은 대용량의 교반탱크로 염화나트륨수용액과 원수가 유입되고 교반탱크에서 임펠러 등에 의해 혼합, 교반되는 형태로 구현될 수 있다.

또, 염화나트륨수용액이 배관을 경유하는 과정에서 원수와 혼합되도록 첨부된 도면에서와 같이 원수공급배관(22)과 연결된 염화나트륨수용액공급배관(21)을 갖는 형태로 구현될 수 있다.

상기 pH조절수단(40)은 차아염소산수용액의 pH를 측정하는 pH측정기(41)를 갖는 형태로 구현된다.

또, 차아염소산수용액공급배관(42)으로 공급되는 차아염소산수용액이 원수와 혼합되도록 원수공급배관(43) 및 이 원수공급배관(43)과 연결된 차아염소산수용액공급배관(42)을 갖는 형태로 구현될 수 있다.

이때 차아염소산수용액과 원수의 혼합수단으로는 벤츄리관이나 사이클론형 또는, 임펠러나 오리피스 등에 의해 혼합, 교반되는 형태로 구현될 수 있다.

pH측정기(41)에 의해 측정된 데이터에 근거하여 전기분해수단(30)에 공급되는 전류량을 조절하거나 전해조(31)로 공급되는 염화나트륨수용액의 농도나 공급량을 조절하는 제어기(44)가 구비된 형태로 구현하는 것이 바람직하다.

즉, pH측정기(41)에 의해 측정된 데이터가 얻으려는 수치보다 높거나 낮은 경우 제어기(44)는 전기분해수단(30)에 공급되는 전류량을 조절하거나 전해조(31)로 공급되는 염화나트륨수용액의 농도나 공급량을 조절하는 것이다.(양극실에 인가되는 전류량을 높이면 양극실에서는 보다 낮은 pH를 가지는 차아염소산수용액이 생성되고, 전류량을 낮추면 보다 높은 pH를 가지는 차아염소산수용액이 생성된다.)

본 발명에 있어서, 염화나트륨수용액이나 원수의 원활한 공급을 위해 염화나트륨수용액이나 원수를 강제로 유동시키는 펌프를 더 구비할 수도 있다.

이때 펌프는 정량펌프(50, 55) 형태로 구현하는 것이 바람직하다.

미설명 부호 60은 원수의 공급량을 제어할 수 있는 유량제어밸브이고, 65는 전기신호 등을 수신받아 구동되는 자동밸브이다.

10. 염화나트륨저장조 20. 염화나트륨수용액희석수단
21. 염화나트륨수용액공급배관 22. 원수공급배관
30. 전기분해수단 31. 전해조
31a. 격막 31b. 양극실
31c. 음극실 40. pH조절수단
41. pH측정기 42. 차아염소산수용액공급배관
43. 원수공급배관 44. 제어기
50, 55. 정량펌프 60. 유량제어밸브
65. 자동밸브

Claims

차아염소산수용액 살균수를 제조하는 살균수 제조장치에 있어서,
염화나트륨이 저장되며, 원수가 유입 및 유출되도록 되어 있되 유입된 원수에 저장되어 있는 염화나트륨이 녹아서 원수가 염화나트륨수용액이 되어 배출되도록 할 수 있는 염화나트륨저장조(10);
상기 염화나트륨저장조(10)를 경유한 염화나트륨수용액이 원수에 의해 희석되도록 하는 염화나트륨수용액희석수단(20);
격막(31a)에 의해 분리되어 있고 상기 염화나트륨수용액희석수단(20)을 경유한 염화나트륨수용액이 유입되는 양극실(31b)과 음극실(31c)을 구비하고 있는 전해조(31)를 가지며, 전해조(31)로 유입된 염화나트륨수용액을 전기분해하여 차아염소산수용액이 생성되도록 하는 전기분해수단(30);
상기 전해조(31)의 양극실(31b)에서 생성된 차아염소산수용액이 원수와 혼합되도록 하여 차아염소산수용액의 pH를 설정된 범위로 조절하는 pH조절수단(40);을 포함하여 구성된, 살균수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 염화나트륨수용액희석수단(20)은 염화나트륨수용액이 전해조(31)의 음극실(31c)과 양극실(31b)로 공급되도록 하는 염화나트륨수용액공급배관(21);
상기 염화나트륨수용액공급배관(21)으로 공급되는 염화나트륨수용액이 원수와 혼합되도록 염화나트륨수용액공급배관(21)과 연결되어 있는 원수공급배관(22);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 살균수 제조장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 pH조절수단(40)은 원수와 혼합된 상태의 차아염소산수용액의 pH를 측정하는 pH측정기(41);
상기 pH측정기(41)에 의해 측정된 데이터에 근거하여 전기분해수단(30)에 공급되는 전류량을 조절하거나 전해조(31)로 공급되는 염화나트륨수용액의 농도나 공급량을 조절하는 제어기(44);가 더 구비된 것을 특징으로 하는, 살균수 제조장치.
차아염소산수용액 살균수를 제조하는 살균수 제조방법에 있어서,
원수와 염화나트륨을 사용하여 염화나트륨수용액을 얻는 염화나트륨수용액제조단계;
상기 염화나트륨수용액제조단계에 의해 얻어진 염화나트륨수용액을 격막(31a)을 갖는 전해조(31)의 음극실(31c)과 양극실(31b)로 공급한 후 전해조(31)에서 전기분해하여 차아염소산수용액을 생성하는 전기분해단계;
상기 전해조(31)의 양극실(31b)에서 생성된 차아염소산수용액에 원수를 혼합하여 pH 5∼6.5의 차아염소산수용액이 되도록 하는 pH조절단계;를 포함하여 구성된, 살균수 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 염화나트륨수용액제조단계는 원수가 염화나트륨저장조(10)를 경유하면서 포화염화나트륨수용액이 되도록 하는 염화나트륨수용액생성단계;
상기 염화나트륨수용액생성단계에 의해 생성된 포화염화나트륨수용액과 원수를 혼합하여 희석된 염화나트륨수용액을 제조하는 희석단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는, 살균수 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 pH조절단계에서 차아염소산수용액의 유리잔류염소가 30ppm이 되도록 하는 것을 특징으로 하는, 살균수 제조방법.
제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 pH조절단계는 원수와 혼합된 상태의 차아염소산수용액의 pH를 pH측정기(41)를 통해 측정하고, 이 측정된 데이터에 근거하여 전기분해수단(30)에 공급되는 전류량을 조절하거나 전해조(31)로 공급되는 염화나트륨수용액의 농도나 공급량을 조절하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 살균수 제조방법.