KR20200116199A - 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법 - Google Patents

가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200116199A
KR20200116199A KR1020190037605A KR20190037605A KR20200116199A KR 20200116199 A KR20200116199 A KR 20200116199A KR 1020190037605 A KR1020190037605 A KR 1020190037605A KR 20190037605 A KR20190037605 A KR 20190037605A KR 20200116199 A KR20200116199 A KR 20200116199A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
salt
melting
gas burner
melting chamber
block
Prior art date
Application number
KR1020190037605A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102256819B1 (ko
Inventor
박태일
이기용
Original Assignee
박태일
이기용
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박태일, 이기용 filed Critical 박태일
Priority to KR1020190037605A priority Critical patent/KR102256819B1/ko
Publication of KR20200116199A publication Critical patent/KR20200116199A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102256819B1 publication Critical patent/KR102256819B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L27/00—Spices; Flavouring agents or condiments; Artificial sweetening agents; Table salts; Dietetic salt substitutes; Preparation or treatment thereof
    • A23L27/40—Table salts; Dietetic salt substitutes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04—Chlorides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

3중 구조의 용융챔버 및 가스버너를 이용함으로써, 소금을 효율적으로 용융시킬 수 있는 소금 용융장치 및 소금 용융방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 소금 용융장치는 개구부를 포함하며, 소금 블록을 수용하는 용융챔버; 상기 용융챔버의 측면을 관통하도록 위치하며, 상기 소금 블록을 용융시키는 가스버너; 상기 용융챔버의 측면에 위치하며, 상기 소금 블록이 용융되어 생성된 소금 용융액을 배출하는 배출통로; 및 상기 배출통로의 하부에 위치하며, 상기 소금 용융액을 회수하는 회수통;을 포함하고, 상기 용융챔버는 최외측에 위치하는 프레임, 상기 프레임의 내부에 위치하는 내화벽돌, 및 상기 내화벽돌의 내부에 위치하는 소금벽체를 포함하는 3중 구조이며, 상기 가스버너의 입구가 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치한다.

Description

가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법{SALT MELTING APPARATUS USING GAS BURNER AND TRIPLE STRUCTURE MELTING CHAMBER, AND SALT MELTING METHOD}
본 발명은 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용하여, 소금을 불순물 없이 효율적으로 용융시킬 수 있는 소금 용융장치 및 소금 용융방법에 관한 것이다.
소금은 음식의 부패를 방지하고, 음식의 맛을 돋구며, 살균 세정의 역할을 한다. 특히 깨끗한 소금이 체내에 유입되면, 체내에서 삼투압 작용을 하여 혈액에 있는 불순물을 체외로 배출시킴에 따라 혈액을 맑게 한다.
소금은 생성 과정에 따라 천일염, 암염, 가공염 등이 있다. 상기 가공염은 정제염, 재제염, 구운 소금, 볶은 소금, 맛소금, 죽염 등을 포함한다.
소금을 열처리하여 제조되는 볶은 소금, 구운 소금 등은 소금에 묻어 있는 일부 유해성분이 제거되기 때문에 선호도가 높은 편이다.
참고로, 소금의 녹는점은 대략 850℃ 근처이며, 1350℃에서 기화가 일어난다.
하지만, 가열 후 유해성분이 완전히 제거되지 않아 순수 염화나트륨(NaCl)의 비율은 대략 88%에 지나지 않는다. 즉, 고온에서 소금에 열을 가할 뿐이지 실제로 소금에 포함되는 가스, 간수(미네랄), 미세플라스틱 등의 불순물들을 완전히 제거하지 못한 상태로 유통되고 있는 실정이다.
따라서, 가열이 아닌 용융을 통해 불순물이 없는 고순도의 소금을 저렴한 비용으로 생산하기 위해, 소금을 효율적으로 용융시킬 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
KR10-0427012호(2004.04.30.공고)
본 발명의 목적은 불순물이 없는 고순도 소금을 생산하기 위해, 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 불순물의 함량을 최소화하여 고순도의 소금을 생산할 수 있는 소금 용융방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 소금 용융장치는 개구부를 포함하며, 소금 블록을 수용하는 용융챔버; 상기 용융챔버의 측면을 관통하도록 위치하며, 상기 소금 블록을 용융시키는 가스버너; 상기 용융챔버의 측면에 위치하며, 상기 소금 블록이 용융되어 생성된 소금 용융액을 배출하는 배출통로; 및 상기 배출통로의 하부에 위치하며, 상기 소금 용융액을 회수하는 회수통;을 포함하고, 상기 용융챔버는 최외측에 위치하는 프레임, 상기 프레임의 내부에 위치하는 내화벽돌, 및 상기 내화벽돌의 내부에 위치하는 소금벽체를 포함하는 3중 구조이며, 상기 가스버너의 입구가 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치한다.
본 발명에 따른 소금 용융방법은 (a) 개구부를 포함하며, 최외측에 위치하는 프레임, 상기 프레임의 내부에 위치하는 내화벽돌, 및 상기 내화벽돌의 내부에 위치하는 소금벽체를 포함하는 3중 구조의 용융챔버 내부에 소금 블록을 적층하는 단계; (b) 상기 용융챔버의 측면을 관통하도록 위치하는 가스버너를 이용하여, 상기 적층된 소금 블록을 용융시키는 단계; (c) 상기 소금 블록이 용융되어 생성된 소금 용융액을 배출통로로 배출하는 단계; 및 (d) 상기 배출된 소금 용융액을 회수통에 회수하는 단계;를 포함하고, 상기 (b) 단계는 상기 가스버너의 입구가 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하는 상태에서, 상기 가스버너와 인접한 위치에 있는 소금 블록을 용융시켜 소금 용융액을 생성하고 상기 소금벽체의 일부를 용융시키는 것이다.
본 발명에 따른 소금 용융기술은 가스버너의 입구를 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치시켜, 가스버너에서 분사되는 화염만 용융챔버 내부 공간에 분사되도록 하여, 소금 용융과정에서 가스버너 화두에서 묻어나올 수 있는 쇳가루, 녹가루 등의 불순물이 혼합되지 않는 효과가 있다.
또한, 최외층부터 프레임, 내화벽돌, 및 용융소금으로 만든 소금벽체를 순차적으로 배치한 3중 구조의 용융챔버를 이용함으로써, 소금벽체에 의해 내화벽돌이 연소되는 산화 현상을 최소화하고 소금 내의 불순물 유입을 방지할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 소금 용융장치의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 소금 용융장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소금 용융장치의 부분 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 소금 블록 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 가스버너의 입구 구조를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따라 용융된 소금을 받는 회수통을 나타낸 사시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금의 용융장치 및 소금의 용융방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 소금 용융장치의 전체 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 소금 용융장치는 용융챔버(10), 가스버너(20), 배출통로(30), 및 회수통(40, 41, 42)을 포함한다.
상기 용융챔버(10)는 다수개의 소금 블록(1)을 수용하는 공간을 가진다. 상기 소금 블록(1)은 국내 및 외국산 가공염, 천일염, 정제염 등을 가리킨다. 바람직하게, 상기 소금 블록(1)은 순도 99.4% 이상의 한주 소금을 정제수를 첨가하여 반죽한 블록일 수 있다. 한주 소금이란, 정제염 중의 하나로 제조원이 울산 한주 공장이다. 구체적으로, 상기 소금 블록(1)은 임의의 모양의 홈을 가진 통에 소금 가루와 정제수를 투입하여 반죽하여 만들어진 것이다. 반죽 후 완전 건조하여 소금 블록(1)을 제조할 수 있다. 상기 완전 건조는 수분이 없는 상태를 의미하며, 건조는 25~100℃에서 수행될 수 있다. 온도가 이 범위를 벗어나는 경우, 완전 건조가 충분히 이루어지지 않을 수 있다.
상기 소금 블록(1)은 하나의 소금 블록(1)과 인접한 다른 하나의 소금 블록(1) 사이에 빈 공간, 즉, 틈이 생성되도록 적층되는 것이 바람직하다. 상기 빈 공간은 소금 블록이 용융될 표면적을 넓혀주므로, 용융 효율을 높이는 효과를 제공한다.
도 2는 본 발명에 따른 소금 용융장치의 측단면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 소금 용융장치의 부분 사시도이고, 도 4는 도 3의 평면도이다.
상기 용융챔버(10)는 상부에 아치형의 덮개부(15)를 배치하여, 다수개의 소금 블록(1)을 투입할 수 있다. 용융 전 덮개부(15)를 개방하여 소금 블록을 투입할 수 있고, 용융되는 동안 덮개부(15)를 폐쇄하여 용융챔버(10) 내부의 온도가 유지되도록 할 수 있다.
상기 용융챔버(10)는 3중 구조로 형성되어 있어 크랙이 없고 고열에 안전한 성능을 가진다. 3중 구조는 최외측에 위치하는 프레임(11), 상기 프레임(11)의 내부에 위치하는 내화벽돌(12), 및 상기 내화벽돌(12)의 내부에 위치하는 소금벽체(13)를 포함한다.
상기 프레임(11)은 내화벽돌과 소금벽체의 무너짐을 방지하기 위해 배치되며, 고강도(high strength)를 갖는 내화물(refractory) 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임은 알루미나, 실리카 중 1종 이상을 포함하며, 알루미나(Al2O3) 또는/및 실리카(SiO2)를 주성분으로 하는 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 프레임(11)은 상기 내화벽돌, 소금벽체의 두께보다 얇은 두께로 형성될 수 있다.
상기 내화벽돌(12)은 일정한 두께를 갖는 것으로, 대략 6~11cm 정도의 두께를 가질 수 있다. 두께가 6cm 미만인 경우, 얇은 두께에 의해 용융챔버의 지지력이 낮아지거나, 내화성능이 다소 낮아질 수 있다. 반대로, 두께가 11cm를 초과하는 경우, 벽돌의 두께가 두꺼워짐에 따라 용융챔버의 부피만 커지는 단점이 있다. 상기 내화벽돌(12)은 알루미나 및 실리카 중 1종 이상을 포함한다. 바람직하게는 상기 내화벽돌은 알루미나 클링커(clinker), 탄화규소, 인상흑연(flaky graphite)을 포함하는 조성물로부터 제조될 수 있다. 알루미나 클링커는 슬래그의 내식성을 높여주는 내화재료로 사용된다. 상기 탄화규소는 내산화성을 증진시키기 위한 것으로, 100㎛ 이하의 미세한 분말을 사용할 수 있다. 상기 탄화규소의 함량은 알루미나 클링커 100중량부에 대하여, 5~10중량부를 포함할 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 내화벽돌의 내산화성을 유지하기 어려울 수 있다. 상기 인상흑연은 내열충격성과 내침윤성을 향상시키는 재료이다. 상기 인상흑연은 알루미나 클링커 100중량부에 대하여, 5~10중량부를 포함할 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 내화벽돌의 내열충격성을 유지하기 어려울 수 있다.
상기 소금벽체(13)는 상기 내화벽돌에 포함되는 분말, 가루 등의 유입이 용융되는 소금에 유입되는 것을 방지하기 위해, 내화벽돌 내부에 배치된다. 즉, 상기 소금벽체를 용융챔버의 최내층에 배치하게 되면, 소금 용융과정에서 불순물의 생성을 최소화할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 소금벽체의 바닥면은 일측(a)과 타측(b)이 상이한 두께를 가진다. 상기 일측(a)에서 타측(b)으로 갈수록 두께가 감소하도록 경사지는 구조이다. 경사진 구조에 의해 상기 타측(b)에 인접하게 위치한 회수통(40, 41, 42)에 소금 용융액이 보다 원활하게 회수될 수 있다.
상기 소금벽체(13)는 3~5회 정도 800~1000℃에서 용융된 후 분쇄된 소금에 정제수를 첨가한 후, 반 건조 상태에서 벽돌 형태 틀에 투입하여 완전 건조한 것이다. 상기 반 건조는 10~50% 의 수분을 포함하는 상태를 의미하고, 상기 완전 건조는 수분이 없는 상태를 의미한다. 반 건조와 완전 건조는 25~100℃에서 수행될 수 있다. 온도가 이 범위를 벗어나는 경우, 완전 건조가 충분히 이루어지지 않을 수 있다.
예를 들어, 소금벽체(13)를 제조하기 위해, 용융 및 분쇄가 이루어진 소금을 용기에 투입하고, 상기 소금이 수용된 용기에 소금 100중량부에 대하여, 정제수 10~80중량부를 투입한다. 정제수의 함량이 10중량부 미만인 경우, 소금 양에 비해 정제수의 함량이 적어 소금을 반죽하기에 불충분하다. 반대로, 정제수의 함량이 80중량부를 초과하는 경우 교반, 반죽, 건조 시간이 길어질 수 있다.
소금에 정제수가 흡수되고, 1~5회 정도 교반 및 반죽을 수행한다. 이후, 반죽된 소금을 반 건조 상태에서 벽돌 형태 틀에 투입한다. 이어서, 이를 완전 건조하고, 내화벽돌 내부에 배치하여 소금벽체를 형성할 수 있다. 이때, 벽돌 형태의 소금 표면에 소금용액을 도포한 후, 그 위에 벽돌 형태의 소금을 쌓으면 소금용액이 증발되면서 층과 층 사이, 빈틈 사이에 접착이 이루어진다. 이에 따라, 적층된 소금들의 무너짐, 뒤틀림을 최소화할 수 있다. 상기 소금용액은 소금과 정제수의 혼합비가 중량비로 1 : 1 ~ 1 : 5 일 수 있다. 상기 소금벽체의 두께는 내화벽돌의 두께보다 큰 것이 바람직하며, 대략 15~20cm일 수 있다. 상기 소금벽체의 두께가 15cm 미만인 경우, 소금벽체가 굳더라도 두께가 너무 얇아 쉽게 뒤틀리거나 크랙이 생겨 무너질 수 있다. 반대로, 두께가 20cm를 초과하는 경우, 효과 없이 제조비용만 증가하게 된다.
상기 가스버너(20)는 용융챔버의 측면을 관통하도록 위치하며, 상기 소금 블록을 용융시키는 역할을 한다. 가스버너(20)는 가스 연료를 연소시키는 장치로, 연료와 공기와의 혼합 방법에 따라 여러 가지 구조가 있다. 상기 가스버너는 소금 블록을 소금 용융점인 850~1350℃에서 용융시킬 수 있는 것이 바람직하다. 상기 가스버너로 인해 용융챔버 내부 공간은 고온을 유지하므로, 상부에 위치하는 소금 블록은 예열에 의해 용융되기 시작하고, 상기 가스버너에 인접한 소금 블록은 화염에 의해 용융이 연속적으로 진행된다. 이에 따라, 예열과 용융이 반복되어 용융 효율성을 높일 수 있다.
상기 가스버너(20)의 장착 위치는 소금 용융장치에서 매우 중요한 요소이다. 상기 가스버너의 입구가 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하도록, 용융챔버의 측면에 위치하는 것이 바람직하다. 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 가스버너의 입구는 용융챔버의 측면에 위치하며, 가스버너로부터 분사되는 화염만이 용융챔버 내부 공간에 있는 것을 알 수 있다.
종래에는 가스버너의 입구도 용융챔버의 내부 공간에 존재하였는데, 이러한 구조는 화염이 분사됨에 따라 가스버너 화두의 녹가루나 이물질이 소금 용융액에 유입되는 단점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해, 본 발명에서는 가스버너의 화두(입구)가 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하도록 용융챔버의 측면에 위치시켰다.
도 6은 본 발명에 따른 가스버너의 입구 구조를 나타낸 단면도이다. 본 발명의 가스버너(20)는 가스버너의 입구에 위치하는 복수의 노즐(22, 24)을 포함한다. 상기 복수의 노즐은 제1노즐(22)과 제2노즐(24)을 포함한다. 상기 제1노즐과 제2노즐은 화염의 중앙 영역과 가장자리 영역에 고르게 온도가 유지되도록 하기 위한 것으로, 제1노즐과 제2노즐을 통해 화염을 고르게 용융 분사함으로써 용융 챔버 내부에 용융온도가 유지되고, 소금의 고른 용융화가 이루어질 수 있다.
이를 위해, 상기 제1노즐의 직경(d1)과 제2노즐의 직경(d2)은 상이하며, 제1노즐의 직경은 제2노즐의 직경보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1노즐의 직경(d1)은 0.5~1cm 일 수 있고, 제2노즐의 직경(d2)은 0.1~0.5cm일 수 있다. 제1노즐의 직경과 제2노즐의 직경이 이 범위를 만족함에 따라, 용융 챔버 내부에 화염을 고르게 분사할 수 있어 용융 챔버 내부에서 소금의 고른 용융화가 이루어지도록 한다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 복수의 노즐이 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하도록, 용융챔버의 측면에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 녹가루 및 불순물이 소금 용융액에 유입되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.
상기 배출통로(30)는 용융챔버의 측면에 위치하며, 상기 소금 블록이 용융되어 생성된 소금 용융액을 배출하는 역할을 한다. 상기 배출통로(30)는 용융챔버의 부피, 소금 블록의 양에 따라 그 길이를 조절할 수 있으며, 바람직하게는 10~40cm 일 수 있다. 상기 배출통로가 10cm 미만인 경우, 통로 길이가 너무 짧아 소금 용융액을 회수통에 이동하기 어렵다. 반대로, 40cm를 초과하는 경우, 통로 길이가 길어지면서 배출되는 동안 소금이 응고되어 통로가 막히는 문제점이 있다.
또한, 상기 배출통로(30)는 소금 용융액이 신속히 배출되도록 회수통 방향으로 하향 경사지도록 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수평면 또는 용융챔버의 바닥면과 배출통로의 바닥면 사이의 끼인각(θ)이 15~30°일 수 있다. 끼인각이 이 범위를 벗어나는 경우, 소금 용융액이 신속히 배출되지 않아 소금이 응고되어 통로가 막히는 문제점이 있다.
또한, 상기 배출통로(30)는 철(Fe) 및 네오디뮴(Nd) 중 1종 이상을 포함하는 자석 성분으로 형성될 수 있다. 배출통로를 이루는 면이 자석 성분으로 형성될 경우, 배출되는 동안 소금 용융액에 포함된 쇳가루를 어느 정도 제거할 수 있다.
상기 회수통(40, 41, 42)은 배출통로의 하부에 위치하며, 바람직하게는 소금벽체 바닥면의 타측(b)에 인접하게 위치한다. 도 7은 본 발명에 따라 용융된 소금을 받는 회수통을 나타낸 사시도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 회수되는 소금 양에 따라 대용량 회수통(40), 또는 소용량 회수통(41, 42)을 이용할 수 있다.
이처럼, 본 발명은 용융되는 과정에서 내화벽돌이 산화되어 생성되는 분말, 가루 등의 이물질이 소금에 유입되는 것을 방지하기 위해, 내화벽돌 내부에 소금벽체가 배치되고, 가스버너의 입구가 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하도록 용융챔버의 측면에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 통해 불순물이 없는 고순도의 소금이 생성되도록 용융시킬 수 있다.
본 발명의 소금 용융장치를 이용한 소금 용융방법을 설명하도록 한다.
먼저, 3중 구조의 용융챔버 내부에 소금 블록을 적층한다. 상기 소금 블록은 소금에 정제수를 첨가하여 반죽 및 완전 건조한 블록이다.
상기 3중 구조의 용융챔버(10)는 최외측에 위치하는 프레임(11), 상기 프레임(11)의 내부에 위치하는 내화벽돌(12), 및 상기 내화벽돌(12)의 내부에 위치하는 소금벽체(13)를 포함한다. 용융챔버의 상부에 배치된 아치형의 덮개부(15)를 통해 소금 블록이 투입될 수 있다.
상기 소금 블록에 대한 사항은 전술한 바와 같다.
이어서, 상기 용융챔버의 측면을 관통하도록 위치하는 가스버너(20)를 이용하여, 적층된 소금 블록(1)을 용융시킨다. 이때, 가스버너의 입구, 즉, 복수의 노즐에서 분사되는 화염에 의해 용융챔버 내부는 대략 800~1300℃로 유지된다. 상기 가스버너의 입구, 즉, 복수의 노즐이 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하도록 용융챔버의 측면에 위치하는 상태에서, 상기 가스버너와 인접한 위치에 있는 소금 블록을 용융시켜 소금 용융액을 생성하고 상기 소금벽체(13)의 일부를 용융시킨다. 이때, 소금벽체의 바닥면은 일측과 타측이 상이한 두께를 가지며, 상기 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 감소하도록 경사지게 된다. 또한 하나의 소금 블록(1)과 인접한 다른 하나의 소금 블록(1) 사이에 빈 공간, 즉, 틈이 생성되도록 적층된다. 상기 빈 공간 사이로 화염이 유입되어 소금 블록이 용융될 표면적을 넓혀주므로, 용융 효율을 높이는 효과가 있다.
상기 소금벽체는 3~5회 정도 800~1000℃에서 용융된 후 분쇄된 소금에 정제수를 첨가한 후, 반 건조 상태에서 벽돌 형태 틀에 투입하여 완전 건조한 것이다. 구체적으로, 연속적으로 분사되는 화염에 의해, 적층된 소금 블록 중 상부에 위치하는 소금 블록은 예열에 의해 용융되기 시작한다. 상기 가스버너(20)에 인접한 소금 블록(1)은 화염에 의해 용융이 연속적으로 진행되고, 하부에 위치한 소금 블록은 용융 상태를 유지한다. 하부에 위치한 소금 블록이 용융 상태를 유지하면서 소금 용융액을 생성하며, 상부에 소금 블록을 다시 쌓아올려, 청결을 유지하면서 효율적으로 소금을 용융시킬 수 있다. 즉, 용융 전 예열과 용융을 연속적으로 진행할 수 있다.
만일, 소금을 산 모양처럼 쌓아올려 용융시키는 경우, 열 효율 전달이 낮아지는 문제점이 있는 바, 본 발명처럼 하나의 소금 블록(1)과 인접한 다른 하나의 소금 블록(1) 사이에 빈 공간, 즉, 틈이 생성되도록 적층하여 용융시키는 것이 바람직하다. 또한, 용융챔버 내부에 불순물 퇴적부와 같은 공간이 마련되는 경우, 굵은 덩어리가 침하되면서, 미세한 가루, 불순물들이 소금 용융액과 용융챔버 외부로 함께 배출되어 오염된 소금을 받는 문제점이 있다.
본 발명은 불순물 퇴적부와 같은 공간을 마련하지 않고도, 3중 구조의 용융챔버, 가스버너의 위치, 소금 블록을 이용하여 불순물 함량이 0.05중량% 이하인 고순도의 소금을 수득할 수 있다.
이어서, 상기 소금 블록이 용융되어 생성된 소금 용융액을 배출통로로 배출한다. 그리고, 상기 배출된 소금 용융액을 회수통에 회수한다.
회수한 소금 용융액은 25~80℃에서 건조하여 응고시키고, 분쇄한 후 최종 수득할 수 있다. 분쇄는 1차 수작업 및 2차 분쇄기로 이루어질 수 있다. 1차 수작업 시, 분쇄기 밑에 자석을 부착하여 쇳가루를 모두 제거할 수 있다.
이와 같이 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
1. 소금 용융
실시예 1
도 1에 도시한 바와 같이, 3중 구조의 용융챔버, 가스버너, 배출통로 및 회수통을 배치한 용융장치를 마련하고, 소금 블록을 적층하였다. 소금 블록은 99.4%의 고순도 한주 소금(제조원:한주 공장)을 80℃에서 완전 건조하여 만들어진 것이다.
상기 용융챔버에 포함되는 프레임은 알루미나와 실리카가 1 : 1로 포함된 것이고, 내화벽돌(두께 11cm)은 알루미나 클링커 100중량부에 대하여, 탄화규소 10중량부, 인상흑연 10중량부를 포함하는 것이다.
상기 소금벽체는 다음과 같이 제조하였다. 99.4%의 고순도 한주 소금 100중량부에 대하여, 정제수 50중량부를 투입한 후, 3회 반죽을 수행하였다. 반죽된 소금을 약 5cm 두께로 깔고서 수분 30%를 포함하는 반 건조 상태에서 벽돌 형태로 만든다. 이를 완전 건조하여 내화벽돌 내부에 배치하고 소금벽체(두께 15cm)를 제조하였다. 소금벽체의 바닥면은 도 2처럼 경사지도록 형성하였다.
상기 가스버너는 도 6의 (a)에 도시한 구조를 가지며, 용융온도 850℃를 유지시켰다. 그리고 복수의 노즐(d1=1cm, d2=0.3cm)이 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하도록, 가스버너를 용융챔버의 측면에 위치하였다.
상기 배출통로는 길이 30cm를 갖는 것으로, 끼인각(θ)이 30° 였다. 상기 배출통로는 철 및 네오디뮴을 1 : 1로 포함한다.
10시간 동안 용융시킨 후 소금을 수득하였다.
실시예 2
소금벽체의 바닥면을 평평하게 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 소금을 용융시켰다.
실시예 3
노즐이 하나인 가스버너를 이용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 소금을 용융시켰다.
비교예
알루미나 클링커를 포함하는 내화벽돌(두께 10cm) 내부에, 99.4%의 고순도 한주 소금(제조원:한주 공장) 분말을 투입하여 직화 버너로 화염을 분사하였다.
직화 버너의 입구(직화 버너의 일부 영역)는 내화벽돌 내부 공간에 노출되어 있고, 내부 공간의 온도는 900℃를 유지하였다.
배출통로는 내화벽돌에 관통되도록 위치하고, 내화벽돌의 바닥면과 배출통로의 바닥면 사이의 끼인각이 10° 였다.
10시간 동안 용융시킨 후 소금을 수득하였다.
2. 물성 평가 방법 및 그 결과
실시예와 비교예에서 수득된 소금 각각을 1차 분쇄기에 투입하여 알루미늄 망치로 분쇄하였다. 1차 분쇄기 밑에는 자석을 부착하여 소금에 포함된 쇳가루를 제거하였다. 이렇게 수작업을 마친 소금을 2차 분쇄기에 투입하여 고순도의 소금을 최종 수득하였다.
- 최종 수득된 소금의 불순물 측정은 다음과 같이 측정하였다.
1) 측정방법 : 식품공전 제5. 식품별 기준 및 규격에 따라 측정하였다.
납·비소·카드뮴·수은 및 페로시안화이온 등과 같은 불순물들은 전혀 검출되지 않고, 염화나트륨의 함유율이 99.99%의 순도 높은 소금임을 알 수 있다.
2) 불순물 측정 결과
표 1은 실시예 1의 결과이고, 표 2는 비교예의 결과이다.
실시예 2, 3의 결과는 표 1과 동일하되, 염화나트륨 99.98%, 수분 0.02%로 측정되었다.
[표 1]
Figure pat00001
[표 2]
Figure pat00002
이처럼, 본 발명에 따른 소금 용융장치를 이용하면 불순물을 제거한 고순도의 소금을 수득할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
1 : 소금 블록
10 : 용융챔버
11 : 프레임
12 : 내화벽돌
13 : 소금벽체
20 : 가스버너
22 : 제1노즐
24 : 제2노즐
30 : 배출통로
40 : 대용량 회수통
41, 42 : 소용량 회수통

Claims (8)

  1. 소금 블록을 수용하는 용융챔버;
    상기 용융챔버의 측면을 관통하도록 위치하며, 상기 소금 블록을 용융시키는 가스버너;
    상기 용융챔버의 측면에 위치하며, 상기 소금 블록이 용융되어 생성된 소금 용융액을 배출하는 배출통로; 및
    상기 배출통로의 하부에 위치하며, 상기 소금 용융액을 회수하는 회수통;을 포함하고,
    상기 용융챔버는 최외측에 위치하는 프레임, 상기 프레임의 내부에 위치하는 내화벽돌, 및 상기 내화벽돌의 내부에 위치하는 소금벽체를 포함하는 3중 구조이며,
    상기 가스버너의 입구가 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하는 소금 용융장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 및 내화벽돌 각각은 알루미나 및 실리카 중 1종 이상을 포함하는 소금 용융장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소금벽체의 바닥면은 일측과 타측이 상이한 두께를 가지며,
    상기 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 감소하도록 경사지는 소금 용융장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스버너는 가스버너의 입구에 위치하는 복수의 노즐을 포함하며,
    상기 복수의 노즐이 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하도록 용융챔버의 측면에 위치하는 소금 용융장치.
  5. (a) 최외측에 위치하는 프레임, 상기 프레임의 내부에 위치하는 내화벽돌, 및 상기 내화벽돌의 내부에 위치하는 소금벽체를 포함하는 3중 구조의 용융챔버 내부에 소금 블록을 적층하는 단계;
    (b) 상기 용융챔버의 측면을 관통하도록 위치하는 가스버너를 이용하여, 상기 적층된 소금 블록을 용융시키는 단계;
    (c) 상기 소금 블록이 용융되어 생성된 소금 용융액을 배출통로로 배출하는 단계; 및
    (d) 상기 배출된 소금 용융액을 회수통에 회수하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b) 단계는 상기 가스버너의 입구가 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하는 상태에서, 상기 가스버너와 인접한 위치에 있는 소금 블록을 용융시켜 소금 용융액을 생성하고 상기 소금벽체의 일부를 용융시키는 것인 소금 용융방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 프레임 및 내화벽돌 각각은 알루미나 및 실리카 중 1종 이상을 포함하는 소금 용융방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 소금벽체는 3~5회 용융된 소금을 분쇄하고 정제수를 첨가한 후, 반 건조 상태에서 벽돌 형태로 형성한 후 완전 건조한 것인 소금 용융방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 가스버너의 입구에 위치하는 복수의 노즐이 용융챔버 내부 공간보다 바깥쪽에 위치하는 상태에서 수행되는 소금 용융방법.
KR1020190037605A 2019-04-01 2019-04-01 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법 KR102256819B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190037605A KR102256819B1 (ko) 2019-04-01 2019-04-01 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190037605A KR102256819B1 (ko) 2019-04-01 2019-04-01 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200116199A true KR20200116199A (ko) 2020-10-12
KR102256819B1 KR102256819B1 (ko) 2021-05-26

Family

ID=72886263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190037605A KR102256819B1 (ko) 2019-04-01 2019-04-01 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102256819B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100427012B1 (ko) 2000-01-12 2004-04-30 오성은 순수소금의 제조방법
KR100975285B1 (ko) * 2009-11-16 2010-08-16 심현진 고순도 소금 제조장치 및 제조방법
KR101722755B1 (ko) * 2016-12-09 2017-04-03 (주)이가 직화 용융 방식을 이용한 고순도 소금 제조장치
KR101796028B1 (ko) * 2015-05-12 2017-11-09 최선표 죽염의 제조방법 및 이로부터 수득된 죽염
KR101862380B1 (ko) * 2016-12-09 2018-05-31 주식회사 이가 직화 용융 방식을 이용한 고순도 소금 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100427012B1 (ko) 2000-01-12 2004-04-30 오성은 순수소금의 제조방법
KR100975285B1 (ko) * 2009-11-16 2010-08-16 심현진 고순도 소금 제조장치 및 제조방법
KR101796028B1 (ko) * 2015-05-12 2017-11-09 최선표 죽염의 제조방법 및 이로부터 수득된 죽염
KR101722755B1 (ko) * 2016-12-09 2017-04-03 (주)이가 직화 용융 방식을 이용한 고순도 소금 제조장치
KR101862380B1 (ko) * 2016-12-09 2018-05-31 주식회사 이가 직화 용융 방식을 이용한 고순도 소금 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102256819B1 (ko) 2021-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI293947B (ko)
CN112144115B (zh) 一种高寿命低变形率石英坩埚及其制备方法
CN104962991B (zh) 一种石英坩埚及其制备方法
TW200809015A (en) Reusable crucibles and method of manufacturing them
ES2593309B2 (es) Materiales cerámicos compactados con baja porosidad
CN107628625A (zh) 一种高纯度石英砂的制备方法
KR101542368B1 (ko) 현무암을 이용하여 제조된 옹기 및 유약, 그리고 그 제조방법
CN102211771A (zh) 硅和碳化硅的制造方法以及制造装置
KR102256819B1 (ko) 가스버너와 3중 구조의 용융챔버를 이용한 소금 용융장치 및 소금 용융방법
RU2163227C1 (ru) Способ изготовления керамических изделий из алюминиевых шлаков
CN106747307A (zh) 保温陶瓷装饰复合板及其制备方法
FR2963341A1 (fr) Creuset a ouverture polygonale
JPH07309618A (ja) 酸化アルミニウム粒子の製造方法，この方法により製造される酸化アルミニウム粉末及びその使用
CN106431433A (zh) 一种致密颗粒镁钙材料及其制备方法
KR101913594B1 (ko) 다수의 기포가 유약층에 균일하게 분포하는 녹유 도자기의 제조방법
CN103922814B (zh) 一种复合结构的氧化锆耐火制品
Hayun et al. Rim region growth and its composition in reaction bonded boron carbide composites with core-rim structure
CN104018022B (zh) 碳化硼基微观结构复合材料的制备方法
CN112159217B (zh) 乌兰茶晶石健康耐热瓷
KR101403872B1 (ko) 고투명성을 발현하는 백자 유약 조성물의 제조방법
US9828691B2 (en) Silicon block, method for producing the same, crucible of transparent or opaque fused silica suited for performing the method, and method for the production thereof
JP2019151533A (ja) 炭化ケイ素粉末
CN104016316A (zh) 一种氮化铝粉连续制备方法及其设备
CN107954701A (zh) 耐腐蚀焦宝石耐火砖及其制备方法
CN106191987A (zh) 一种用于生长单晶硅的坩埚及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant