KR20180008975A - 초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하는 발아미의 제조장치 및 이를 이용한 발아미의 제조방법 - Google Patents

초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하는 발아미의 제조장치 및 이를 이용한 발아미의 제조방법 Download PDF

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Abstract

초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하는 발아미의 제조 장치 및 발아미의 제조방법에 관한 것으로, 산소 용해수를 이용하여 도정하지 않은 볍씨를 발아시킴으로써 맛과 식감이 좋고 영양소가 풍부한 발아미를 제조할 수 있으며, 특히, 초미세기포(나노버블) 산소 용해수의 살균 효과 및 높은 용존산소량으로 인해 별도의 살균 과정을 실시하지 않아도 발아 중 볍씨가 부패되지 않을 수 있고 볍씨의 성장이 촉진되어 간단한 공정으로 단 시간내에 발아미를 제조할 수 있는 초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하는 발아미의 제조 장치 및 발아미의 제조방법을 제공한다.

Description

초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하는 발아미의 제조장치 및 이를 이용한 발아미의 제조방법{APPARATUS MANUFACTURING FOR GERMINATION RICE USING WATER CONTAINING NANOBUBBLE OF OXYGEN AND MANUFACTURING METHOD OF GERMINATION RICE USING WATER CONTAINING NANOBUBBLE OF OXYGEN}
본 발명은 초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하는 발아미의 제조장치 및 발아미의 제조방법에 관한 것이다.
발아미는 왕겨를 벗겨낸 현미를 적정한 수분, 온도, 산소 조건에서 발아시켜 1 ~ 5 mm 이내로 싹을 틔운 것을 말하며, 이러한 현미는 발아되면서 기존에 없던 새로운 영양소들을 포함하게 된다.
특히, 발아미에는 비타민, 아미노산, 효소, SOD() 등과 같이 신체에 유용한 성분들이 다량 함유되어 있어 발아미를 섭취함으로써 몸의 자연 치유력을 높이고 성인병을 예방하며 몸의 독소를 씻어낼 수 있다. 또한, 발아미는 일반 현미에 비해 소화가 쉽고 질감이 부드러우며 백미에 비해 많은 영양소들을 포함하고 있어 발아미에 대한 관심이 높아지고 있다.
대한민국 공개특허 제 10-2002-0080019호에 개시된 바와 같이, 일반적으로 발아미는 볍씨를 도정하여 현미를 선별하고, 선별된 현미를 불린 후 일정조건에서 발아시킴으로써 제조된다. 그러나, 전술한 특허를 포함하는 종래기술과 같이 볍씨를 도정하여 현미를 제조하고, 현미를 불린 뒤 발아시키는 경우 도정과정에서 가해진 충격에 의해 현미가 손상되어 맛이 저하되고 제대로 발아되지 못할 뿐 아니라 쉽게 부패되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 대한민국 공개특허 제10-2003-0043495호에서는 볍씨를 도정하여 발아시키지 않고, 볍씨 그대로를 발아시킨 후 도정함으로써 발아미를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 발아 기간이 최소 5일에 달하며 섬세한 온도조절을 필요로함에 따라 발아미의 제조과정이 복잡하고 긴 시간이 소요되는 문제가 있었다. 또한, 전술한 특허를 포함하는 종래기술에서는 여전히 발아미의 맛과 식감이 떨어지고 발아 중 볍씨가 쉽게 부패되는 문제가 있었다.
한국공개특허 제10-2002-0080019호 한국공개특허 제10-2003-0043495호
본 발명의 목적은 초미세기포(나노버블) 산소 용해수 생성 장치에서 생성된 초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하여 도정하지 않은 볍씨를 발아시킴으로써 맛과 식감이 좋고 영양소가 풍부할 뿐 아니라 발아 중 쉽게 부패되지 않는 발아미를 제조할 수 있는 발아미의 제조 장치 및 발아미의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 초미세기포(나노버블) 산소 용해수 생성 장치에서 생성된 초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용함으로써 간단한 공정으로 단 시간 내에 발아미를 제조할 수 있는 발아미의 제조장치 및 발아미의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 초미세기포 산소 용해수 생성 장치, 및 상기 초미세기포 산소 용해수 생성 장치에서 생성된 초미세기포 산소 용해수를 볍씨에 공급하여 상기 볍씨를 발아시키는 발아부를 포함하는 발아미의 제조장치를 제공한다.
상기 초미세기포 산소 용해수 생성 장치는 발아부에 생리활성 물질을 공급하기 위한 생리활성 물질 공급부를 포함할 수 있다.
상기 초미세기포 산소 용해수 생성 장치는 상기 챔버, 상기 챔버 내로 산소를 공급하는 산소 공급관 및 물을 공급하는 물 공급관, 상기 산소 공급관 및 물 공급관과 연결된 산소-물 혼합류 분출관, 상기 챔버의 상부에 위치하고, 상기 산소-물 혼합류 분출관의 분출구와 마주하여 이격된 상태로 설치되며, 상기 분출구에서 분출된 산소-물 혼합류를 관통시킴으로서, 상기 산소-물 혼합류에 포함되어 있는 산소를 미세화하는 1차 다공판, 상기 챔버의 내부에서, 상기 1차 다공판의 아래 공간에 상호 이격되어 복수개로 설치되고, 상기 1차 다공판을 관통한 산소-물 혼합류를 다시 관통시킴으로서, 상기 산소-물 혼합류 내 산소를 더 미세화하고 와류를 형성하여 초미세기포 산소 용해수를 생성하는 2차 다공판, 및 상기 생성된 초미세기포 산소 용해수를 배출하는 배출구;를 포함하고, 상기 1차 다공판 및 상기 2차 다공판의 단면적은 상기 챔버의 가로 방향 내측 단면적 보다 좁을 수 있다.
상기 1차 다공판 및 상기 2차 다공판의 관통공은 직경이 5 ~ 15 mm이고, 상기 관통공이 자치하는 면적이 다공판 면적 대비 30 ~ 90 %일 수 있다.
상기 분출관의 분출구가 1차 다공판의 상부에 위치하고 하방을 향할 수 있다.
상기 1차 다공판이 상기 분출관의 분출구에 장착될 수 있다.
상기 초미세기포 산소 용해수 생성 장치가 복수개로 직렬 연결된 형태일 수 있다.
또한, 상기의 목적의 달성하기 위하여, 본 발명은 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시켜 상기 볍씨를 발아시키는 단계, 및 상기 발아된 볍씨를 건조하는 단계를 포함하는 발아미의 제조방법을 제공한다.
상기 침지 시간은 1 ~ 48 시간이고, 상기 침지 온도는 15 ~ 30 ℃ 일 수 있다.
상기 건조는 20 ~ 60 ℃의 온도로 실시될 수 있다.
상기 초미세기포 산소 용해수는 생리활성 물질을 포함할 수 있다.
상기 발아는 제1항의 제조장치를 이용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하는 발아미의 제조 장치 및 발아미의 제조방법은 초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용하여 도정하지 않은 볍씨를 발아시킴으로써 맛과 식감이 좋고 영양소가 풍부한 발아미를 제조할 수 있다. 특히, 초미세기포 산소 용해수를 이용하여 도정하지 않은 볍씨를 발아시킴으로써 왕겨, 호영 등의 볍씨 껍질부에 의해 영양 성분을 함유하고 있는 쌀겨, 배젖, 배아 등 볍씨 내측부가 보호되어 맛과 영양이 우수한 발아미를 제조할 수 있다.
또한, 초미세기포(나노버블) 산소 용해수의 살균 효과 및 높은 용존산소량으로 인해 별도의 살균 과정을 실시하지 않아도 발아 중 볍씨가 부패되지 않을 수 있고 볍씨의 성장이 촉진되어 간단한 공정으로 단 시간내에 발아미를 제조할 수 있다. 아울러, 초미세기포(나노버블) 산소 용해수의 살균 효과와 높은 용존산소량의 유지로 인해 여러번 재사용이 가능하여 물 소비량을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발아미의 제조장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치의 일 실시예의 단면도이다.
도 3은 초미세기포 산소 용해수 생성 장치의 다른 실시예의 단면도이다.
도 4은 도 2 및 도 3에 도시된 초미세기포 산소 용해수 생성 장치의 1차 다공판의 평면도이다.
도 5은 도 2에 도시된 초미세기포 산소 용해수 생성 장치의 2차 다공판의 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 초미세기포 산소 용해수 생성 장치의 2차 다공판의 평면도이다.
도 7는 도 2의 초미세기포 산소 용해수 생성 장치가 직렬로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 8는 도 3의 초미세기포 산소 용해수 생성 장치가 직렬로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 발아부의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 발아부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 복수 개의 발아용기를 포함하는 발아부를 도시한 도면이다.
도 12는 도 9 및 도 11에 도시된 발아부의 발아용기 단면도이다.
도 13은 초미세기포 산소 용해수로 약 24 시간 침지시킨 볍씨의 발아 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 초미세기포 산소 용해수로 약 36 시간 침지시킨 볍씨의 발아 상태를 나타낸 도면이다.
도 15는 발아미 제조방법에 의해 제조된 발아미를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명의 명세서 전체에 있어서, "A 및/또는 B"는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 다음과 같이 정의하도록 하겠다.
“초미세기포”는 입경이 1μm 미만이고, 육안으로 확인이 불가능한 기포를 의미하는 것으로 “나노버블” 또는 “나노기포”라고도 한다.
“초미세기포 산소 용해수”는 초미세기포 형태의 산소가 13 ppm 이상의 농도로 용해되어 있고, 약 20 ℃에서 대략 1 시간 방치했을 때, 산소의 농도 감소율이 20 % 미만인 물을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발아미의 제조장치(1)를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발아미 제조장치는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100), 및 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)에서 생성된 초미세기포 산소 용해수를 볍씨에 공급하여 볍씨를 발아시키는 발아부(200)를 포함한다.
발아미 제조장치(1)는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100), 및 발아부(200)가 일체형으로 연결되어 있거나, 분리된 형태일 수 있다. 또한, 발아미 제조장치(1)는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)에서 생성된 초미세기포 산소 용해수를 발아부(200)에 공급해주는 초미세기포 산소 용해수 공급관(SP)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)에서 생성된 초미세기포 산소 용해수를 이용하여 도정하지 않은 볍씨를 발아시킴으로써 맛과 식감이 좋고 영양소가 풍부한 발아미를 제조할 수 있으면서도 초미세기포(나노버블) 산소 용해수의 살균 효과 및 높은 용존산소량으로 인해 별도의 살균 과정을 실시하지 않아도 발아 중 볍씨가 부패되지 않을 수 있고 볍씨의 성장이 촉진되어 간단한 공정으로 단 시간내에 발아미를 제조할 수 있다. 또한, 초미세기포 산소 용해수를 이용하여 도정하지 않은 볍씨를 발아시킴으로써 왕겨, 호영 등의 볍씨 껍질부에 의해 영양 성분을 함유하고 있는 쌀겨, 배젖, 배아 등 볍씨 내측부가 보호되어 맛과 영양이 우수한 발아미를 제조할 수 있다. 아울러, 초미세기포(나노버블) 산소 용해수의 살균 효과와 높은 용존산소량의 유지로 인해 여러번 재사용이 가능하여 물 소비량을 줄일 수 있다.
도 2는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)의 일 실시예의 단면도이고, 도 3은 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)의 다른 실시예의 단면도이다.
도 2-3을 참조하면, 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)는 챔버(150), 챔버(150) 내로 산소를 공급하는 산소 공급관(132) 및 물을 공급하는 물 공급관(134), 산소 공급관(132) 및 물 공급관(134)과 연결된 산소-물 혼합류 분출관(130), 챔버(150)의 상부에 위치하고, 산소-물 혼합류 분출관(130)의 분출구(133)와 마주하여 이격된 상태로 설치되며, 분출구(133)에서 분출된 산소-물 혼합류를 관통시킴으로서, 산소-물 혼합류에 포함되어 있는 산소를 미세화하는 1차 다공판(110), 챔버(150)의 내부에서, 1차 다공판(110)의 아래 공간에 상호 이격되어 복수개로 설치되고, 1차 다공판(110)을 관통한 산소-물 혼합류를 다시 관통시킴으로서, 산소-물 혼합류 내 산소를 더 미세화하고 와류를 형성하여 초미세기포 산소 용해수를 생성하는 2차 다공판(120), 및 생성된 초미세기포 산소 용해수를 배출하는 배출구(140)를 포함하며, 1차 다공판(110) 및 2차 다공판(120)의 단면적은 챔버(150)의 가로 방향 내측 단면적 보다 좁게 형성된다. 또한, 발아미 제조장치는 초미세기포 산소 용해수를 발아부(200)에 공급해주는 공급관(SP)을 포함할 수 있어 배출구(140)는 초미세기포 산소 용해수 공급관(SP)과 연결될 수 있다.
챔버(150)는 본 실시예의 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)의 기본 형상을 이루는 구성으로서 산소 공급관(132), 물 공급관(134), 분출관(130), 1차 다공판(110), 2차 다공판(120), 및 배출구(140)를 내부에 포함한다. 챔버(150)의 형상은, 본 발명의 일 실시예에서는 원기둥형이지만, 이에 한정되지 않고, 설치되는 장소에 적합하도록 직육면체형, 삼각기둥형, 구 등의 형상으로도 구현될 수 있다. 또한, 챔버(150)의 크기는 원기둥형을 기준으로, 높이가 0.2-3 미터, 밑바닥 직경이 0.05-200 미터일 수 있으나, 챔버(150)의 크기는 기체 및 액체의 종류, 목표하는 초미세기포 산소 용해수 생성량 등에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
산소 공급관(132)은 산소 공급부(미도시)와 연결되어 압력에 의해 산소 공급부로부터 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)로 산소를 공급하고, 물 공급관(134)은 물 공급부(미도시)와 연결되어 압력에 의해 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)로 물을 공급할 수 있다. 산소 공급관(132)과 물 공급관(134)의 압력은 조절 가능하며 이에 따라 챔버(150)내로 유입되는 산소의 농도를 조절함으로써 필요에 맞는 산소 농도를 가지는 초미세기포 산소 용해수를 제조할 수 있다.
한편, 초미세기포 산소 용해수의 기능을 향상시키고 볍씨의 발아를 촉진시키기 위해 추가적으로 산소 공급관(132) 및 물 공급관(134)을 통해 산소 및 물 이외의 별도의 기체 내지 액체가 유입될 수 있다. 예를 들어, 액체는 이온수, 과실류 내지 약재류의 농축액, 과실류 내지 약재류의 추출물, 생리활성 물질이 포함된 액상의 물, 탄소수 1~4의 저가 알코올, 다가 알코올, 헥산, 에테르, 벤젠 등 다양한 종류를 가질 수 있으며, 기체는 이산화탄소, 일산화탄소, 일산화질소, 메탄, 질소, 오존, 수소, 염소, 불소 및 황화수소로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종일 수 있다.
산소-물 혼합류 분출관(130)은 산소 공급관(132)으로부터 유입된 산소와 물 공급관(134)으로부터 유입된 물이 혼합된 형태의 산소-물 혼합류를 분출한다. 즉, 도 2-3에 도시된 바와 같이, 산소-물 혼합류 분출관(130)에서는 산소와 물이 혼합되어 산소-물 혼합류를 형성함과 동시에 산소-물 혼합류가 분출관(130)의 분출구(133)를 통해 1차 다공판(110)로 산소-물 혼합류를 분출할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 산소-물 혼합류 분출관(130)의 분출구(133)가 1차 다공판(110)의 하부에 위치하여 상방을 향하는 형태로 배치될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 산소-물 혼합류 분출관(130)의 분출구(133)가 1차 다공판(110)의 상부에 위치하여 하방을 향하는 형태로 배치될 수 있으며, 산소-물 혼합류 분출관(130)의 분출구(133)에는 1차 다공판(110)이 장착될 수 있다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 분출구(133)가 1차 다공판(110)의 하부에 위치하여 상방을 향하는 형태일 경우 산소-물 혼합류가 올라갈 때 한 번, 내려올 때 한 번, 총 두차례 1차 다공판(110)을 통과하게 되어, 도 3의 형태로 배치될 때보다 초미세기포 생성량이 더 많아질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 산소-물 혼합류 분출관(130)의 분출구(133) 입구는 산소-물 혼합류가 1차 다공판(110)을 고르게 통과될 수 있도록 넓게 퍼진 형태가 바람직할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 산소-물 혼합류 분출관(130)의 배치는 상술한 형태에 한정되지 않고, 산소-물 혼합류가 산소-물 혼합류 분출관(130)에서 분출되었을 때, 가장 먼저 1차 다공판(110)을 통과할수 있는 모든 형태가 바람직할 수 있다.
산소-물 혼합류 분출관(130)에서 분출되는 산소-물 혼합류의 공급 압력은, 산소-물 혼합류에 의해 1차 다공판(110)이 손상되지 않으면서도, 산소-물 혼합류가 1차 다공판(110)의 관통공(112)을 통과할 수 있는 정도의 압력이면 특별한 제한 없이 적용이 가능하다. 이러한 압력은 산소-물 혼합류 분출관(130)의 길이, 산소-물 혼합류 분출관(130)의 분출구(133)와 1차 다공판(110) 간의 이격 거리 등에 따라 적합하게 설정될 수 있다.
한편, 산소 공급관(132) 및 물 공급관(134)의 배치는 이에 한정되지는 않지만, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 산소-물 혼합류 분출관(130)에 각각 연결되어 산소 및 물이 산소-물 혼합류 분출관(130)에 따로 공급되는 형태일 수 있고, 또는 산소 공급관(132)에 물 공급관(134)이 혼입되거나 물 공급관(134)에 산소 공급관(132)이 혼입된 형태로 산소-물 혼합류 분출관(130)에 연결되어 산소-물 혼합류 자체가 산소-물 혼합류 분출관(130)에 공급되는 형태일 수 있다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)의 1차 다공판(110)의 평면도이다.
도 4에 도시된 1차 다공판(110)은 산소-물 혼합류 분출관(130)에서 분출된 산소-물 혼합류가 첫 번째로 통과하는 기판으로써 초미세기포 생성에 매우 중요하다. 1차 다공판(110)은 상기 혼합류에 포함된 산소를 1차적으로 미세화 하는 역할을 하고, 물도 미세화시켜 산소와의 접촉 면적을 증가시킴으로써 미세화 된 산소의 혼합류 내 농도를 증가시킨다. 1차 다공판(110)의 형태는 이에 한정되지는 않지만, 도 4에 도시된 바와 같이 원형일 수 있고, 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100) 즉, 챔버(150)의 형태에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 도 2-3에 도시된 바와 같이, 1차 다공판(110)은 산소-물 혼합류 분출관(130)의 분출구(133)와 마주하여 이격된 상태로 설치되거나, 분출관(130)의 분출구(133)에 장착될 수 있다.
1차 다공판(110)은 단면적이 챔버(150) 내부의 단면적과 일치하여 챔버(150) 내벽에 꼭 들어맞거나, 챔버(150)의 단면적보다 챔버(150) 내벽에 닿지 않는 부분이 존재할 수 있다. 챔버(150) 내벽과 1차 다공판(110) 사이에 간격 없이 꼭 들어맞으면 산소-물 혼합류에 섞여있을 수 있는 불순물 등이 1차 다공판(110)의 관통공(112)을 막아서 혼합류가 역류할 수 있는 위험이 있으므로, 1차 다공판(110)의 단면적은 챔버(150)의 가로 내측 단면적 보다 좁아 1차 다공판(110)과 챔버(150) 내벽 간에 틈이 있는 것이 더 바람직하다.
1차 다공판(110)을 챔버(150)의 상부에 위치하도록 도와주는 지지대(111)는, 1차 다공판(110)이 챔버(150) 내벽에 부착될 경우에는 필요가 없지만, 1차 다공판(110)이 챔버(150) 내벽과 이격되어 있을 경우, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 챔버(150)의 상부와 연결되는 형태로 배치될 수 있고, 또는, 챔버(150)의 측면 또는 하부와 연결될 수 있으며, 산소-물 혼합류 분출관(130) 또는 2차 다공판(120)과 연결될 수 있다. 지지대(111)의 배치는 상기에 한정되지 않고, 1차 다공판(110)이 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100) 내부의 상부에 위치하도록 지지할 수 있는 모든 배치가 바람직할 수 있다.
도 5은 도 2에 도시된 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)의 2차 다공판(120)의 평면도이고, 도 6은 도 3에 도시된 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)의 2차 다공판(120)의 평면도이다.
2차 다공판(120)은 1차 다공판(110)에서 미세화 된 산소를 더 미세화하고, 혼합류의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시킴과 동시에, 혼합류의 흐름 궤적을 길게 만들어, 물에 녹아있는 초미세기포의 농도를 더욱 증가시킨다. 따라서, 2차 다공판(120)은 산소-물 혼합류의 흐름 궤적을 길게 만듦과 동시에 와류를 형성하도록 유도하기 위해, 이격되어 복수개 설치되는 것이 바람직하다. 복수개의 2차 다공판(120)은 수직방향을 따라 교호적으로 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)에 장착되어 있는 2차 다공판(120)은, 도 5에 도시된 바와 같이 도너츠 형태로써, 도너츠 형태의 중심원이 산소-물 혼합류 분출관(130)에 부착되고, 바깥원은 챔버(150)의 내벽에 닿지 않는 형태 1(도 5의 a에 도시), 및 도너츠 형태의 중심원이 공급관에 닿지 않고 바깥원이 챔버(150)의 내벽에 부착된 형태 2(도 5의 b에 도시)가 교대로 이격되어 배치될 수 있다. 2차 다공판(120)이 상술한 바와 같이 배치될 경우, 산소-물 혼합류의 흐름 궤적을 길게 만들 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)에 장착되어 있는 2차 다공판(120)은, 도 6에 도시된 바와 같이 부채꼴 형태로써, 그 중심각이 이에 한정되지는 않지만, 180°이상 내지 360°미만이 바람직할 수 있다. 중심각이 180°이상이면 1차 다공판(110)을 통과한 산소-물 혼합류가 복수개의 2차 다공판(120)을 모두 관통하도록 유도할 수 있다. 중심각이 360°미만인 이유는, 위에 배치된 2차 다공판(120)부터 아래에 배치된 2차 다공판(120)으로, 관통공(121)을 통과하지 않은 혼합류가 흘러 내려갈 수 있는 틈을 만들어주기 위해서이다.
2차 다공판(120)의 형태 및 배치는 챔버(150) 또는 산소-물 혼합류 분출관(130) 배치 구도에 따라 적절히 변경될 수 있고, 복수개의 2차 다공판(120)들은 그 사이즈가 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 2차 다공판(120)은 챔버(150) 내벽과 직각으로 형성되거나, 하방 또는 상방으로 경사지게 형성될 수 있다.
1차 다공판(110) 및 2차 다공판(120)의 관통공(112, 121)은 그 직경이 바람직하게는 5 내지 15 mm일 수 있다. 관통공(112, 121) 직경이 15mm를 초과하면, 지름이 1 마이크로미터 이상인 기포들이 많이 생성되고, 와류가 적게 형성되어 산소 기포의 농도가 감소할 수 있다. 또한, 관통공(112, 121) 직경이 5mm 미만이면, 산소-물 혼합류의 흐름이 정체되어 내부 압력이 높아지고, 이로 인해 산소-물 혼합류의 흐름이 역류하는 현상이 발생할 수 있다.
1차 다공판(110) 및 2차 다공판(120)에서 관통공(112, 121)이 차지하는 면적은, 각각의 다공판 면적 대비 약 30 내지 90%일 수 있고, 바람직하게는 약 65 내지 85%일 수 있다. 관통공(112, 121)이 차지하는 면적이 다공판 면적 대비 30% 미만일 경우, 1차 다공판(110) 및 2차 다공판(120)에 가해지는 압력이 너무 커지기 때문에 다공판(110, 120)이 손상되거나 산소-물 혼합류의 흐름이 역류하는 현상이 발생할 수 있으며, 관통공(112, 121)을 통과하지 않고 지나가는 산소-물 혼합류가 많아져 초미세기포 산소의 생성량이 현저히 감소하게 된다. 따라서, 관통공(112, 121)이 차지하는 면적이 다공판 면적 대비 30% 미만이면, 1차 다공판(110)및 2차 다공판(120)의 설치가 무의미해질 수 있다.
또한, 관통공(112, 121)이 차지하는 면적이 다공판 면적 대비 90% 초과할 경우, 산소-물 혼합류가 2차 다공판(120)을 대부분 그대로 통과하게 되어, 와류가 적게 형성되고, 혼합류의 흐름 궤적이 짧아지기 때문에, 물에 녹는 초미세기포 산소의 양이 현저히 감소한다. 뿐만 아니라, 관통공(112, 121)이 차지하는 면적이 너무 넓기 때문에 다공판(110, 120)의 내구성이 약해질 수 있다.
한편, 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)는 생리활성 물질 공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 생리활성 물질 공급부는 생리활성 물질을 발아부(200)로 공급하기 위한 구성부로 생리활성 물질을 발아부(200)에 공급하여 발아를 촉진시키고 발아미의 유용한 성분들이 더욱 함유되도록 할 수 있다. 이러한 생리활성 물질 공급부와 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)를 연결시키는 연결관은 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)의 물 공급관(134), 산소-물 혼합류 분출관(130) 또는 초미세기포 산소 용해수 공급관(SP)과 연결될 수 있다.
볍씨를 발아시킬 때 생리활성 물질을 공급하면 미생물 번식의 우려가 있으나, 본 실시예의 초미세기포 산소 용해수를 사용하면 초미세기포 산소 용해수의 살균 작용으로 인해 생리활성 물질을 함유하여 맛이 좋고 영양소가 풍부한 발아미를 제조할 수 있으면서도 미생물의 번식에 의한 볍씨의 부패를 방지할 수 있다. 한편, 생리활성 물질은 이에 한정되지 않지만, 수용성 비타민, 폴리페놀류, 항산화물질, 약재 추출물, 무기질 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있으며 생리활성 물질은 건강 증진에 도움이 되는 물질로서 식품학적 또는 약학적으로 허용 가능한 물질을 의미한다.
도 7는 도 2의 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)가 직렬로 연결된 상태를 도시한 도면이고, 도 8는 도 3의 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)가 직렬로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 7-8을 참조하면, 본 발명에 따른 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)는 복수개가 직렬로 연결될 수 있다. 복수개의 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)는 연결라인을 통해 직렬로 연결되고, 연결라인에는 산소-물 혼합류에 압력을 부여할 수 있는 펌프(160)를 설치할 수 있지만, 필수적이지는 않다. 본 발명에 따른 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)를 복수개로 직렬 연결할 경우, 초미세기포 산소의 용존량을 더욱 높일 수 있다.
도 9는 발아부(200)의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 10은 발아부(200)의 다른 실시예를 도시한 도면이며, 도 11은 복수 개의 발아용기(210)를 포함하는 발아부(200)를 도시한 단면도이다. 도 12는 도 9-11에 도시된 발아부(200)의 발아용기(210) 단면도로, 도 12의 (a)는 발아용기(210)의 배수공(211)이 열려있는 상태를 나타낸 도면이고, 도 12의 (b)는 발아용기(210)의 배수공(211)이 닫혀있는 상태를 나타낸 도면이다.
발아부(200)는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)에서 생성된 초미세기포 산소 용해수를 볍씨에 공급하여 볍씨를 발아시킨다. 발아부(200)는 도 12에 도시된 바와 같이 볍씨(212)와 초미세기포 산소 용해수를 저장 및 배출할 수 있는 그릇 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 볍씨를 수용할 수 있고 초미세기포 산소 용해수를 저장 및 배출할 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 9-11에 도시된 바와 같이, 발아부(200)는 발아용기(210)를 한 개 포함하거나 복수개 포함할 수 있으며 발아용기(210)에 초미세기포 산소 용해수를 공급하기 위한 공급부재(250)를 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 발아용기(210)가 복수 개로 구비되면 대량의 볍씨를 발아시켜 대량의 발아미 생산이 가능할 수 있다.
도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 발아용기(210)에서 볍씨를 발아시킬 수 있으며, 발아용기(210)는 볍씨를 발아하기 위해 상부에 위치한 공급부재(250)에서 초미세기포 산소 용해수를 공급받는다. 또한, 발아용기(210)가 복수 개 존재할 경우, 상하 일렬, 좌우 일렬 또는 이들의 조합으로 배치될 수 있다.
도 12를 참조하면, 발아용기(210)는 공급받은 초미세기포 산소 용해수가 배수될 수 있는 다수의 배수공(211)을 포함할 수 있고, 배수공(211)의 직경은 볍씨의 직경보다 작게 형성되어 볍씨에 의해 막히거나 볍씨가 하부로 배출되지 않는 것이 바람직할 수 있다. 만약, 배수공(211)의 직경이 볍씨의 직경보다 클 경우에는, 배수공(211) 상부를 성긴 거즈로 덮은 후, 그 위에서 볍씨를 발아시킬 수도 있다.
한편, 볍씨가 발아되는 시간 동안 볍씨가 초미세기포 산소 용해수에 의해 충분히 침지된 상태를 유지할 수 있도록 해야 한다. 이에 따라, 본 실시예에서는 도 12에 도시된 바와 같이 발아용기(210)의 배수공(211)을 필요에 따라 개폐되도록 하여 발아용기(210) 내의 초미세기포 산소 용해수의 양을 조절할 수 있다.
더 상세히 설명하면, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 발아용기(210)의 배수공(211)이 열린 상태에서는 발아부(200)의 공급부재(250)를 통해 발아용기(210) 내부로 유입되는 초미세기포 산소 용해수가 발아용기(210)의 배수공(211)을 통해 발아용기(210) 외부로 배출되어 발아용기(210) 내부의 초미세기포 산소 용해수의 양이 줄어 들 수 있으며, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 발아용기(210)의 배수공(211)이 배수공 마개(213)에 의해 닫힌 상태에서는 발아부(200)의 공급부재(250)를 통해 발아용기(210) 내부로 유입되는 초미세기포 산소 용해수가 발아용기(210) 내부에 저장 내지 수용되어 볍씨가 초미세기포 산소 용해수에 의해 충분히 잠긴상태로 침지되어 발아될 수 있다.
즉, 발아용기(210)의 배수공(211)의 개폐를 통해 볍씨가 발아되는 시간 동안 볍씨가 초미세기포 산소 용해수에 의해 충분히 침지되도록 발아용기(210) 내의 초미세기포 산소 용해수의 양을 조절함으로써 도정 내지 탈곡되지 않은 상태의 볍씨 자체로의 발아가 가능하며, 발아미의 맛, 영양, 식감이 우수할 수 있다. 만약, 발아용기(210) 내의 초미세기포 산소 용해수 양이 적어 볍씨가 충분히 침지되지 못하면 볍씨가 발아되지 못하거나 볍씨가 부패될 수 있다. 한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 배수공(211)은 배수공(211)에 배수공 마개(213)가 끼워지면서 닫힐 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 배수공(211)을 통해 발아용기(210) 내부의 초미세기포 산소 용해수가 배출되지 않도록 하는 다양한 방법에 의해 배수공(211)은 닫힐 수 있다.
도 9-11에 도시된 바와 같이, 발아부(200)의 하부에는 물탱크(220)가 구비된다. 초미세기포 생성 장치에서 생성된 초미세기포 산소 용해수 공급관(SP)에서 공급되는 초미세기포 산소 용해수가 발아용기(210) 내부의 볍씨에 공급될 때 발아용기(210) 내부에 들어가지 못한 초미세기포 산소 용해수, 또는 볍씨의 발아가 완료된 후 발아용기(210)의 배수공(211)을 통해 배출되는 초미세기포 산소 용해수는 물탱크(220)에 저장된다. 물탱크(220) 내부에 초미세기포 산소 용해수가 일정량 채워지면, 초미세기포 산소 용해수를 공급하는 공급관(SP)을 차단한 후 물탱크(220) 내부의 초미세기포 산소 용해수를 재활용한다.
이러한 초미세기포 산소 용해수는 자체적으로 살균작용을 갖고, 초미세기포 산소의 용존량이 오랫동안 유지되기 때문에 일반 물보다 재활용을 할 수 있는 횟수가 현저히 높으므로 물을 절약할 수 있고, 물을 절약할 수 있는 양은 기존 재래 방식에 비해서 대략 48 내지 72배 정도이다. 한편, 물탱크(220) 내부의 초미세기포 산소 용해수를 재활용할 수 없을 정도로 더러워졌을 경우에는 더러워진 초미세기포 산소 용해수를 외부로 배출하기 위한 배수관을 포함할 수 있고, 배수관 상에는 개폐밸브가 설치되어 필요시 개폐되며 물탱크(220) 내부의 초미세기포 산소 용해수의 외부 배출을 제어한다.
한편, 물탱크(220)는 안내관(240)과 연결되어 있고, 안내관(240)은 발아부(200) 상부까지 연장되어 초미세기포 산소 용해수 공급관(SP)과 연결된다. 또한, 안내관(240) 상에는 재순환펌프(230)가 설치되어 작동됨으로서 물탱크(220) 내부의 초미세기포 산소 용해수를 발아부(200)의 상부까지 유동시킨다. 이때, 재순환펌프(230)는 초미세기포 산소 용해수 공급관(SP)와 안내관의 연결부분을 차단시킨 후 작동시키는 것이 바람직하다. 재순환펌프(230)의 작동으로 인해 안내관으로 펌핑되는 물탱크(220)의 초미세기포 산소 용해수는 공급부재(250)에 의해 발아용기(210) 상부로 안내되어 볍씨에 뿌려지고, 발아용기(210)의 배수공(211)을 통해 물탱크(220)로 되돌아옴으로서 재활용된다.
한편, 발아용기(210)에 초미세기포 산소 용해수를 공급하는 공급부재(250)는 안내관(240)에서 발아용기(210) 상측으로 분기되는 분기관(251)과, 분기관(251) 각각의 하측에 하나 이상의 스프링클러(252)를 포함한다. 스프링쿨러(252)는 발아용기(210) 내부에 초미세기포 산소 용해수를 골고루 공급할 수 있도록 회전되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 발아부(200)는 도면에 도시되지는 않았지만, 초미세기포 산소 용해수 공급관(SP) 또는 물탱크(220)에서 공급되는 초미세기포 산소 용해수의 온도를 조절할 수 있도록, 수온 센서, 온도 조절을 위한 히터부 및 냉각부, 및 온도 설정 스위치를 포함할 수 있다. 또한, 발아부(200) 내부의 실내온도를 제어할 수 있도록, 실온 센서, 실온 조절을 위한 히터부 및 냉각부, 및 실온 설정 스위치를 포함할 수 있다. 온도는 볍씨의 상태 및 주변 조건에 따라 적절히 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 초미세기포(나노버블) 산소 용해수를 이용한 발아미의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 발아미는 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시켜 볍씨를 발아시키는 단계, 발아된 볍씨를 건조하는 단계를 통해 제조된다.
초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시켜 볍씨를 발아시키는 단계에서는 미리 선별되어 손질된 상태의 볍씨를 발아용기(210)에 각각이 이격되도록 일정량 투입하고 볍씨가 충분히 잠기어 침지될 수 있도록 초미세기포 산소 용해수를 공급한다. 이때, 초미세기포 산소 용해수는 상술한 초미세기포 산소 용해수 제조 장치를 통해 제조될 수 있다.
일반적으로 발아를 촉진하기 위해서는 원활한 산소공급이 매우 중요하다. 본 실시예에서는 볍씨에 일반적으로 사용되는 물이 아닌 초미세기포 산소의 농도가 높은 초미세기포 산소 용해수를 공급함으로써 볍씨의 발아를 촉진하고 발아미의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 칼슘, 마그네슘, 미네랄 등의 성분들을 포함하는 일반적인 물로 볍씨를 발아할 경우, 미생물의 번식 내지 활동이 활발해져 볍씨가 변질되거나 부패되어 볍씨가 발아되지 못하거나 발아되어도 품질이 떨어질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 실시예에서는 자체적으로 살균 작용을 하는 초미세기포 산소 용해수를 이용하여 미생물의 번식 내지 활동을 저하시켜 볍씨의 변질 내지 부패를 방지함으로써 발아미의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 실시예의 초미세기포 산소 용해수의 용존산소량은 높은 상태를 오랫동안 유지할 수 있어 발아부(200)에 별도로 산소를 공급하지 않아도 볍씨의 발아가 촉진될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 초미세기포 산소 용해수에 다양한 종류의 생리활성 물질을 혼합하여 볍씨에 공급할 수 있다. 상술한 바와 같은 일반적인 물에 생리활성 물질을 혼합하여 볍씨에 공급하면 미생물의 번식 내지 활동이 활발해져 볍씨가 변질되거나 부패되어 발아가 어렵고 발아미의 품질이 떨어질 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 자체적으로 살균 작용을 하는 초미세기포 산소 용해수를 이용하여 미생물의 번식 내지 활동을 저하시켜 볍씨의 변질 내지 부패를 방지하면서도 다양한 종류의 생리활성 물질이 발아 중 볍씨에 함유되게 함으로써 발아미의 품질을 향상시킬 수 있다.
볍씨의 발아 중 볍씨의 침지 시간은 1 ~ 48 시간, 바람직하게는 15 ~ 48 시간, 더욱 바람직하게는 24 ~ 48 시간 일 수 있다. 만약, 볍씨의 침지 시간이 1 시간 미만 일 경우, 볍씨의 발아게 제대로 일어나지 않을 수 있으며, 볍씨의 침지 시간이 48 시간을 초과할 경우, 볍씨가 부패되거나 변질되며 볍씨의 유용한 성분들이 싹의 생장에 사용되어 상실되어 발아미의 품질이 저하될 수 있다. 특히, 볍씨를 24 ~ 48 시간 동안 초미세기포 산소 용해수에 침지하여 발아할 경우 발아 정도가 매우 좋아 발아미의 맛이 좋고 영양소가 풍부할 수 있다.
또한, 볍씨의 발아 중 침지 온도는 15 ~ 30 ℃, 바람직하게는 20 ~　30 ℃, 더욱 바람직하게는 20 ~ 23 ℃ 일 수 있다. 만약, 볍씨의 침지 온도가 15 ℃ 미만 일 경우 볍씨가 제대로 발아되지 않을 수 있으며, 30 ℃를 초과할 경우 미생물이 과도하게 증식하여 볍씨가 부패되거나 변질될 수 있다. 특히, 볍씨를 20 ~ 23 ℃에서 초미세기포 산소 용해수에 침지하여 발아할 경우 발아 정도가 매우 좋아 발아미의 맛이 좋고 영양소가 풍부할 수 있다.
한편, 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시켜 볍씨를 발아시키는 단계에서는 볍씨가 발아되는 기간 동안 초미세기포 산소 용해수에 의해 볍씨가 충분히 침지된 상태를 유지할 수 있도록 해야 한다. 만약, 볍씨가 발아되는 기간 동안 초미세기포 산소 용해수에 볍씨가 충분히 침지되지 않으면 도정 내지 탈곡되지 않은 볍씨 자체로는 발아되지 못해 발아미를 제조할 수 없고 유해한 미생물의 번식에 의해 오히려 볍씨가 부패되거나 변질되는 문제가 있을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 실시예의 발아미의 제조장치는 도 12에 도시된 바와 같이, 발아용기(210)의 배수공(211)을 필요에 따라 개폐되도록 하여 발아용기(210) 내의 초미세기포 산소 용해수의 양을 조절할 수 있도록 하여, 볍씨가 발아되는 기간 동안 볍씨가 초미세기포 산소 용해수에 의해 충분히 침지된 상태를 유지할 수 있게 하였다. 이에 따라, 볍씨가 발아되는 기간 동안 초미세기포 산소 용해수에 의해 볍씨가 충분히 침지된 상태를 유지할 수 있게 되어, 도정 내지 탈곡되지 않은 볍씨의 발아가 가능하며, 발아미의 맛, 영양, 식감이 우수할 수 있다.
한편, 발아미는 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시켜 볍씨를 발아시키는 단계 전에 초미세기포 산소 용해수를 이용하여 볍씨를 약 2 ~ 5 시간 동안 침지시킴으로써 불량한 상태의 볍씨를 선별하여 제거하는 단계가 실시될 수 있다.
발아된 볍씨를 건조하는 단계에서는 상술한 초미세기포 산소 용해수에 침지되어 발아된 볍씨를 자연적으로 방치하거나 또는 인위적으로 열을 가하여 건조할 수 있다. 자연적으로 방치하여 건조하게되면 시간이 길어지고 주변 조건에 따라 수분의 증발이 고르지 못해 건조되는 과정 중에 볍씨가 더 발아되어 부패되거나 변질되는 문제가 있을 수 있어 인위적으로 열풍을 가하거나 오븐 내지 히터를 이용하여 가열한다.
이때, 발아된 볍씨의 건조는 20 ~ 60 ℃, 바람직하게는 20 ~ 40 ℃, 더욱 바람직하게는 30 ~ 40 ℃의 온도로 실시되어야 한다. 만약, 발아된 볍씨를 건조하는 온도가 20 ℃ 미만일 경우 발아된 볍씨의 수분이 충분히 증발되지 않으며 볍씨가 계속 발아하여 부패되거나 품질이 저하될 수 있으며, 발아된 볍씨를 건조하는 온도가 60 ℃를 초과할 경우 발아된 볍씨의 수분이 지나치게 증발되어 발아된 볍씨가 지나치게 말라 품질이 저하되고 내측의 현미와 외측의 껍질의 분리가 어려워 도정 내지 탈각 공정에 많은 시간이 소요될 수 있다.
마지막으로, 상술한 바와 같이 발아된 볍씨를 건조시킨 후 탈곡, 도정 등의 단계를 거침으로써 발아미를 제조할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 제조된 발아된 볍씨는 일반 볍씨에 비해 더 많은 양의 수분을 함유하고 있어 내측의 현미와 외측의 껍질의 분리가 용이함에 따라 도정 내지 탈각 공정이 용이할 수 있다.
이와 같이, 초미세기포 산소 용해수 생성 장치(100)와 발아부(200)를 포함하는 발아미의 제조장치(1)를 발아에 이용함으로써 도정 내지 탈곡하지 않은 볍씨를 이용하여 맛과 식감이 좋고 영양소가 풍부할 뿐 아니라 소화가 쉬운 발아미를 제조할 수 있다. 또한, 상술한 발아미 제조장치를 발아에 이용함으로써 초미세기포(나노버블) 산소 용해수의 살균 효과 및 높은 용존산소량으로 인해 별도의 살균 과정을 실시하지 않아도 발아 중 볍씨가 부패되지 않을 수 있고 볍씨의 성장이 촉진되어 간단한 공정으로 단 시간내에 발아미를 제조할 수 있다. 아울러, 초미세기포(나노버블) 산소 용해수의 살균 효과와 높은 용존산소량의 유지로 인해 여러번 재사용이 가능하여 물 소비량을 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
< 실험예 >
실험예 1 실시예 및 비교예의 효능 비교
발아미의 제조장치를 구성하는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치를 다양하게 설계하여 실시예 및 비교예를 제조하였고, 이들의 용존산소량 및 산소농도감소 비율을 비교해 보았다.
용존산소량계(YSI-550A)로 실시예 및 비교예에서 생성된 산소용해수의 용존산소량(ppm)을 측정하였으며, 그 후, 20℃에서 1시간 방치하여 산소농도감소 비율(%)을 계산하였다. 또한, 초미세기포(입경이 1㎛ 미만)인지 여부는 육안으로 관찰하였다.
실시예 및 비교예의 구성 및 측정 결과를 하기의 표 1에 기재하였으며, 하기 표 1의 실시예 1, 3, 4, 5, 6, 및 비교예 1은 도 2에 도시된 바와 같은 초미세기포 산소 용해수 생성 장치를 이용하였고, 실시예 2는 도 3에 도시된 바와 같은 초미세기포 산소 용해수 생성 장치를 이용하였으며, 실시예 7 및 비교예 2는 도 7에 도시된 바와 같은 초미세기포 용해수 생성 장치를 이용하였다.
장치
(수)		 1차 다공판
설치 여부		 2차 다공판
설치 여부		 관통공
면적		 용존
산소량
(ppm)		 산소농도
감소비율
(%)		 기포관찰
여부(육안)
실시예1 1 ○ ○ 75% 19 15 ×
실시예2 1 ○ ○ 75% 18 18 ×
실시예3 1 ○ ○ 85% 17 17 ×
실시예4 1 ○ ○ 90% 16 19 소량 관찰
실시예5 1 ○ ○ 45% 17 18 ×
실시예6 1 ○ ○ 35% 17 18 ×
실시예7 2 ○ ○ 75% 30 14 ×
비교예1 1 × ○ 75% 11 32 ○
비교예2 2 × ○ 75% 18 30 ○
비교예3 1 ○ ○ 25% 13 28 ○
비교예4 1 ○ ○ 10% 역압에 의해 실험 불가 - -
비교예5 1 ○ ○ 95% 12 22 소량 관찰
비교예 1은 실시예 1에서 1차 다공판을 설치하지 않은 것으로, 용존산소량이 실시예 1 에 비해 약 42% 감소되었고, 초미세기포가 생성되지 않았다. 초미세기포는 용매에서 방출이 잘 되지 않기 때문에, 용매 내 농도의 감소 비율이 큰 기포들보다 매우 작은데, 비교예 1은 초미세기포보다 입경이 큰 기포들이 생성되었으므로, 산소농도감소 비율이 실시예 1보다 2배 이상으로 컸다.
또한, 비교예 2는 실시예 7에서 1차 다공판을 설치하지 않은 것으로, 상기 비교예 1 및 실시예 1의 비교 양상과 비슷하게, 용존 산소량이 실시예 7에 비해 약 43% 감소하였고, 산소농도감소 비율이 2배 이상으로 증가되었다.
상기 비교예 1 및 2와 실시예 1 및 7의 비교를 통하여, 1차 다공판이 초미세기포의 생성 및 초미세기포의 용해농도 상승에 필수적인 구성이라는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 7은 실시예 1을 두 개 직렬 연결한 것으로써, 용존산소량이 실시예 1에 비해 약 37% 증가되었는바, 본 발명에 따른 장치를 복수개로 직렬 연결하면, 초미세기포의 용해농도를 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예 1은 1차 및 2차 다공판에서 관통공이 차지하는 면적이 75%인데 반해, 비교예 3은 상기 면적을 25%로 설정한 것으로서, 실시예 1에 비해 용존산소량이 약 32% 감소하였고, 산소농도감소 비율은 약 1.9배 증가되었으며, 이러한 용존산소량 감소율 및 산소농도감소 비율 증가 정도는, 1차 다공판이 없는 비교예 1과 비슷한바, 이는 다공판에서 관통공이 차지하는 면적을 30% 미만으로 설정하면, 1차 다공판의 설치가 무의미하다는 것을 의미한다.
아울러, 실시예 1과 구조가 동일하되, 1차 및 2차 다공판에서 관통공이 차지하는 면적을 10%로 설정한 비교예 4는, 공급관에서 분출된 혼합류가 1차 다공판으로부터 역압을 받게 되어, 공급관으로부터의 혼합류 분출이 원활하지 않았고, 혼합류가 공급관 내부로 역류하는 현상까지 발생하여 실험 자체를 진행할 수 없었다.
또한, 실시예 1과 구조가 동일하되, 관통공이 차지하는 면적이 95%인 비교예 5는 용존산소량이 실시예 1에 비해 약 37% 감소하였고, 산소농도감소 비율은 약 1.5배 증가되었는데, 이는 비교예 5에서 관통공이 차지하는 비율이 너무 커서, 와류 형성이 부족하였고, 다공판을 그대로 통과하는 물의 양이 많아지는 바람에 흐름궤적이 짧아져서 용존산소량이 크게 감소된 것으로 판단된다.
상기 비교예 3 내지 5의 결과를 통해, 다공판에서 관통공이 차지하는 면적은 약 30 내지 90%가 바람직하다는 것을 알 수 있다.
실험예 2 볍씨의 발아 여부 확인
도정 내지 탈곡하지 않은 상태의 볍씨를 선별 및 세척하여 4 개의 발아부에 각각 100 개씩 투입하였으며,
첫 번째 발아부에는 실시예 1에 따라 제조된 약 20 ℃의 초미세기포 산소 용해수를 공급하여 볍씨를 침지시키고, 두 번째 발아부에는 실시예 7에 따라 제조된 약 20 ℃의 초미세기포 산소 용해수를 공급하여 볍씨를 침지시킨 후 약 24 시간이 지난후에 육안으로 볍씨의 발아 여부를 확인하였다.
또한, 세 번째 발아부에는 비교예 1에 따라 제조된 20 ℃의 초미세기포 산소 용해수를 공급하여 볍씨를 침지시키고, 두 번째 발아부에는 비교예 2에 따라 제조된 약 20 ℃의 초미세기포 산소 용해수를 공급하여 볍씨를 침치시킨 후 약 24 시간이 지난후에 볍씨의 발아 여부를 확인하였다.
상술한 바와 같이, 서로 다르게 제조(실시예 1, 실시예 7, 비교예 1, 비교예 2)된 초미세기포 산소 용해수를 이용한 볍씨의 발아는 총 3회 반복하여 실험하였으며, 이에 따른 볍씨의 발아 여부는 아래의 표 2에 나타내었다.
발아갯수 발아부 1 발아부 2 발아부 3 발아부 4
1회 82 95 0 0
2회 85 98 0 0
3회 89 94 0 0
평균 85.3 95.7 0 0
표 2를 참고하면, 실시예 1에 따른 초미세기포 산소 용해수를 이용한 발아부 1과 실시예 7에 따른 초미세기포 산소 용해수를 이용한 발아부 2의 경우, 도정 내지 탈곡되지 않은 볍씨의 발아율이 최소 85% 이상으로 매우 높았다.
반면, 비교예 1에 따른 초미세기포 산소 용해수를 이용한 발아부 3과 비교예 2에 따른 초미세기포 산소 용해수를 이용한 발아부 4의 경우, 도정 내지 탈곡되지 않은 볍씨의 발아율이 0 %로 발아가 전혀 일어나지 않음을 알 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 1차 다공판, 2차 다공판을 포함하는 초미세기포 산소 용해수 생성 장치를 이용하면 도정 내지 탈곡되지 않은 볍씨도 발아 가능하여, 도정 내지 탈곡되지 않은 볍씨를 이용하여 발아미를 제조할 수 있다.
또한, 발아부 1 및 발아부 2의 비교를 통해, 초미세기포 산소 용해수 생성 장치를 하나 포함한 경우 보다, 초미세기포 산소 용해수 생성 장치 복수 개를 직렬로 연결한 경우 도정 내지 탈곡되지 않은 볍씨의 발아율이 더 높은 것을 확인하였다.
이에 따라, 초미세기포 산소 용해수 생성 장치 복수 개를 직렬로 연결하여 생성된 초미세기포 산소 용해수 내의 초미세기포 산소의 농도가 높아 도정 내지 탈곡되지 않은 볍씨의 발아를 촉진시키고 미생물을 과도한 번식을 방지하여 발아를 돕는다고 판단할 수 있다.
실험예 3 시간 경과에 따른 볍씨의 발아 상태 확인
실시예 1과 같은 초미세기포 산소 용해수 생성 장치를 포함하는 발아미 제조장치의 발아부에 약 100 개의 볍씨를 투입하고, 약 20 ℃의 초미세기포 산소 용해수를 공급하여 볍씨를 침지시켰다.
상술한 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시킨 후, 약 12 시간 마다 볍씨의 발아 상태를 관찰하여 표 3에 나타내었으며, 침지 후 24 시간, 36 시간이 지난 후의 볍씨의 발아 상태를 각각 도 13, 도 14에 나타내었다.
경과시간 상태(육안으로관찰)
1 시간 변화 x
12 시간 일부 볍씨가 발아됨
24 시간 전반적으로 볍씨가 발아하여 싹이 자라나기 시작함
36 시간 발아된 볍씨의 싹이 성장함
48 시간 발아된 볍씨의 싹이 성장함
60 시간 일부 볍씨가 부패되었으며 싹의 길이가 매우 길어짐
표 3을 참조하면, 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시킴으로써 볍씨가 발아되는 것을 알 수 있다. 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시키고, 약 12 시간 이후부터 볍씨의 발아가 시작되며, 약 24 ~ 48 시간 사이에 볍씨의 발아가 최대로 진행됨을 알 수 있다.
특히, 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시키고 난 후, 약 60 시간이 경과된 후 부터는 일부 볍씨가 부패되고 싹이 매우 길어지는 것을 알 수 있다. 이와 같은 경우 볍씨의 유용한 성분들이 볍씨에 남아있지 않고 싹의 성장에 이용됨에 따라 발아미의 품질이 저하될 우려가 있다.
이에 따라, 약 24 ~ 48 시간 동안 볍씨를 초미세기포 산소 용해수에 침지시켜 발아시킬 때, 발아된 볍씨의 상태가 좋아 우수한 품질의 발아미를 제조할 수 있다고 판단된다.
또한, 도 13은 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시킨 후 약 24 시간이 지난 시점의 볍씨의 발아 상태를, 도 14는 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시킨 후 약 36 시간이 지난 시점의 볍씨의 발아 상태를 나타낸 것으로, 도 13-14를 참조하면, 전제적으로 볍씨가 고르게 발아하는 것을 알 수 있다.
실험예 4 발아미
실시예 1과 같은 초미세기포 산소 용해수 생성 장치를 포함하는 발아미 제조장치의 발아부에 약 100 개의 볍씨를 투입하고, 약 20 ℃의 초미세기포 산소 용해수를 공급하여 볍씨를 침지시켰다. 상술한 초미세기포 산소 용해수에 약 36 시간 동안 볍씨를 침지시킨 후 약 30 ℃의 온도로 건조시킨 후 발아된 볍씨를 도정하였으며, 그 결과를 도 15에 나타내었다.
1 : 발아미 제조장치 100 : 초미세기포 산소 용해수 생성 장치
110 : 1차 다공판 111 : 1차 다공판의 지지대
112 : 1차 다공판의 관통공 120 : 2차 다공판
121 : 2차 다공판의 관통공 130 : 산소-물 혼합류 분출관
131 : 분출관의 내부공간 132 : 산소 공급관
133 : 분출관의 분출구 134 : 물 공급관
140 : 배출구 150 : 챔버
151 : 초미세기포 산소 용해수 생성 장치의 내부 공간
160 : 초미세기포 산소 용해수 생성 장치 간 연결 라인
161 : 펌프 200 : 발아부
210 : 발아용기 211 : 배수공
212 : 종자 213 : 배수공 마개
220 : 물탱크 230 : 재순환펌프
240 : 안내관 250 : 공급부재
251 : 분기관 252 : 스프링클러
SP : 초미세기포 산소 용해수 공급관

Claims (12)

  1. 초미세기포 산소 용해수 생성 장치; 및
    상기 초미세기포 산소 용해수 생성 장치에서 생성된 초미세기포 산소 용해수를 볍씨에 공급하여 상기 볍씨를 발아시키는 발아부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발아미의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초미세기포 산소 용해수 생성 장치는 발아부에 생리활성 물질을 공급하기 위한 생리활성 물질 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발아미의 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초미세기포 산소 용해수 생성 장치가,
    상기 챔버;
    상기 챔버 내로 산소를 공급하는 산소 공급관 및 물을 공급하는 물 공급관;
    상기 산소 공급관 및 물 공급관과 연결된 산소-물 혼합류 분출관;
    상기 챔버의 상부에 위치하고, 상기 산소-물 혼합류 분출관의 분출구와 마주하여 이격된 상태로 설치되며, 상기 분출구에서 분출된 산소-물 혼합류를 관통시킴으로서, 상기 산소-물 혼합류에 포함되어 있는 산소를 미세화하는 1차 다공판;
    상기 챔버의 내부에서, 상기 1차 다공판의 아래 공간에 상호 이격되어 복수개로 설치되고, 상기 1차 다공판을 관통한 산소-물 혼합류를 다시 관통시킴으로서, 상기 산소-물 혼합류 내 산소를 더 미세화하고 와류를 형성하여 초미세기포 산소 용해수를 생성하는 2차 다공판; 및
    상기 생성된 초미세기포 산소 용해수를 배출하는 배출구;를 포함하고,
    상기 1차 다공판 및 상기 2차 다공판의 단면적은 상기 챔버의 가로 방향 내측 단면적 보다 좁은 것을 특징으로 하는 발아미의 제조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 1차 다공판 및 상기 2차 다공판의 관통공은 직경이 5 ~ 15 mm이고, 상기 관통공이 자치하는 면적이 다공판 면적 대비 30 ~ 90 %인 것을 특징으로 하는 발아미의 제조장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 분출관의 분출구가 1차 다공판의 상부에 위치하고 하방을 향하는 것을 특징으로 하는 발아미의 제조장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 1차 다공판이 상기 분출관의 분출구에 장착되는 것을 특징으로 하는 발아미의 제조장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 초미세기포 산소 용해수 생성 장치가 복수개로 직렬 연결된 형태인 것을 특징으로 하는 발아미의 제조장치.
  8. 초미세기포 산소 용해수에 볍씨를 침지시켜 상기 볍씨를 발아시키는 단계; 및
    상기 발아된 볍씨를 건조하는 단계를 포함하는 발아미의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 침지 시간은 1 ~ 48 시간이고,
    상기 침지 온도는 15 ~ 30 ℃ 인 것을 특징으로 하는 발아미의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 건조는 20 ~ 60 ℃의 온도로 실시되는 것을 특징으로 하는 발아미의 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 초미세기포 산소 용해수는 생리활성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발아미의 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 발아는 제1항의 제조장치를 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 발아미의 제조방법.

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