KR20210093798A

KR20210093798A - 해조류 냉매 및 이를 이용한 친환경 아이스팩

Info

Publication number: KR20210093798A
Application number: KR1020210008400A
Authority: KR
Inventors: 김현무
Original assignee: 김현무
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2021-07-28

Abstract

본 발명은 우리나라에서 쉽게 구할 수 있는 해조류를 이용한 아이스팩용 냉매 및 이를 포함하여 가정에서 일반적으로 쓸 수 있는 폐기방법을 쓰더라도 일주일 안에 자연분해 되어 친환경적인 아이스팩에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 냉매를 이용한 아이스팩은, 해조류 분말과 물을 혼합한 냉매; 내부에 상기 냉매를 포함하며, 상기 냉매가 외부로 유출되지 않도록 밀봉하여 형성되는 케이스를 포함한다.

Description

해조류 냉매 및 이를 이용한 친환경 아이스팩 {Seaweed refrigerants and eco-friendly ice packs using them}

본 발명은 우리나라에서 쉽게 구할 수 있는 해조류를 이용한 아이스팩용 냉매 및 이를 포함하여 가정에서 일반적으로 쓸 수 있는 폐기방법을 쓰더라도 일주일 안에 자연분해 되어 친환경적인 아이스팩에 관한 것이다.

최근 운송업이 발달하여 빠른 배송이 가능해지면서 음식물의 운송이 시작되었다. 음식물은 상온에 노출되면 빠르게 부패하기 때문에 저온에 보관하여 신선도를 유지시켜줘야 한다.

따라서, 음식물의 운송 시에는 운송수단에 냉동 및 냉장 보관이 가능한 수단이 별도로 필요하다. 많은 양의 식재료, 냉동식품 등을 운송할 경우에는 냉동차 등 대량 운송수단에 냉동시설을 구비하여 운송이 가능하지만 소량의 음식물을 개별적으로 운송할 때에는 음식물이 담긴 상자 안에 드라이아이스나 아이스팩을 넣어 음식물의 부패를 방지한다.

드라이아이스(dry ice)는 기체인 이산화탄소를 압축하여 고체 이산화탄소로 만든 냉각제를 말하는데, 이러한 드라이아이스는 별도의 제작 공정이 필요하기 때문에 쉽게 구할 수 없으며, 온도가 영하 78℃로 맨손으로 만질 경우 동상을 입을 수 있어 취급 및 보관에 유의해야 한다. 또한, 영하 78℃ 이하에 보관하지 않는다면 승화(昇華)되어 사라지는 일회성 냉각제이기 때문에 효율성이 떨어진다.

한편, 아이스팩(ice pack)은 내부에 비열이 높은 냉매(冷媒)가 들어있어 냉매를 물과 혼합한 뒤 얼려 사용함으로써 아이스팩의 흡열작용을 통해 주변을 저온으로 유지시킬 수 있다. 이러한 아이스팩은 상기 드라이아이스와는 다르게 취급 및 보관이 용이하며, 반영구적(半永久的)으로 사용 가능하기 때문에 널리 사용된다.

필요한 수량 외의 아이스팩은 냉장고 내부의 공간을 차지하기 때문에 폐기가 필요하나 질산암모늄(ammonium nitrate)이나 염화암모늄(ammonium chloride)이 냉매일 경우 상기 질산암모늄과 염화암모늄은 유해한 물질이기 때문에 폐기가 용이하지 못하고, 친환경소재로 제작되는 고흡수성 수지(super absorbent polymer)를 냉매로 사용할 경우 물과 결합된 젤(Gel) 형태를 유지하기 때문에 사용자가 하수관에 흘려보내는 방법으로 폐기하지만 이는 하수관이 막히는 부작용이 함께 발생한다.

위와 같은 문제로 아이스팩을 일반쓰레기에 폐기하라는 내용이 아이스팩의 케이스에 적혀있으나 사용자가 이를 인식하지 못하고 케이스가 비닐 소재로 되어있기 때문에 사용자들이 냉매와 케이스를 분리수거하여 폐기하는 일이 종종 발생한다. 또한, 일반쓰레기로 아이스팩을 폐기하여도 별도의 폐기처리가 필요하기 때문에 아이스팩 폐기가 번거로운 문제점이 존재한다.

또한 전자상거래의 발달로 온라인 쇼핑이 증가하면서 아이스팩의 사용이 증가하고 환경적 문제가 대두되자 냉매가 물로만 구성된 아이스팩이 사용되고는 있으나 물은 고흡수성 수지에 비해 비열이 작아 고흡수성 수지를 이용한 아이스팩에 비해 짧은 시간 동안만 냉장보관의 효과를 제공하는 단점이 있다.

아이스팩 폐기시 발생하는 문제점은 (1)냉매가 유해물질일 경우에는 환경오염이 발생할 수 있다는 점, (2)냉매가 친환경성 고흡수성 수지일 경우에는 하수관에 버릴 경우 하수관이 막히는 부작용이 있다는 점 및 일반쓰레기로 버릴 경우 별도의 폐기처리가 필요하다는 점이 있다. 이런 문제점은 친환경적이면서도 가정 내에서 폐기가 용이하여 일반적인 쓰레기 처리방법을 쓰더라도 별도의 폐기처리가 필요없는 아이스팩이나 식용가능한 냉매를 사용한 아이스팩을 통해 해결할 수 있다.

위와 같은 요구에 부응하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 해조류와 물을 혼합하여 만든 친환경 냉매를 이용한 아이스팩을 제시한다. 본 발명의 목적은 아이스팩의 포장과 냉매를 쉽게 분리할 수 있고, 아이스팩의 냉매와 포장을 가정에서 손쉽게 폐기 또는 소비할 수 있으며 폐기하더라도 환경적으로 부담이 되지 않고, 고흡수성 수지를 이용한 아이스팩과 유사한 정도의 성능을 가진 아이스팩을 제공하는 것이다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 친환경 냉매를 이용한 아이스팩은, 해조류 분말과 물을 혼합한 냉매; 내부에 상기 냉매를 포함하며, 상기 냉매가 외부로 유출되지 않도록 밀봉하여 형성되는 케이스를 포함한다.

본 발명에 따른 친환경 냉매를 이용한 아이스팩은 냉매와 포장을 쉽게 분리할 수 있고 냉매를 가정 내에서 섭취하거나 음식물 쓰레기로 처리 또는 말려서 일반쓰레기로 처리할 수 있어 폐기가 용이하고 이렇게 일반적인 방법으로 처리하더라도 환경오염이 적게 발생하도록 한다. 전자상거래의 발달과 당일배송의 발달로 신선식품의 배송이 늘어나 아이스팩의 사용량이 증가하고 있는데, 고흡수성 수지 냉매를 포함한 기존의 아이스팩은 폐기가 어려워 사용 후에 가정 등 수요처 내에 상당량이 쌓이고 있으며 노력을 들여 폐기하더라도 환경오염이 발생하는 등 부작용이 심각하다. 본 발명의 친환경 아이스팩의 일 형태는 섭취가능한 냉매를 사용하며, 또 다른 형태는 1 주일 내외의 시간으로 자연분해되는 냉매를 이용하여 앞서 설명한, 아이스팩으로 인한 사회적, 환경적 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 아이스팩 냉매 제조방법을 보인 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 아이스팩 냉매 제조방법을 보인 블록도.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 아이스팩 냉매 제조방법을 보인 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 아이스팩 냉매 제조방법을 보인 블록도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며,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.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 해조류를 이용한 냉매를 포함한 아이스팩에 관한 것으로, 기존의 냉매가 가지는 폐기불용이성, 비친환경성과 같은 문제점을 해결하는 아이스팩을 제시한다. 또한 본 발명은 친환경 아이스팩용 해조류를 이용한 냉매를 제조하는 방법을 제시한다.

해조류는 바다에서 나는 산물로서 다시마, 미역, 톳, 실말 등의 갈조류와 김, 우뭇가사리 등의 홍조류, 파래 등의 녹조류 세 가지로 구분되고, 그 중에서 김, 미역, 다시마, 파래, 톳, 모자반, 청각 등은 우리나라 사람들이 즐겨 먹는 해조류로 양식으로 재배되기도 한다. 본 발명에서는 냉매의 재료로 우리나라에서 흔한 미역과 다시마를 예시로서 제시하며, 이를 해조류 냉매의 재료로 이에 한정하지 않는다.

도1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제시하는 친환경 아이스팩용 냉매 제조방법은 해조류를 세척하는 세척단계(S10)와, 세척된 해조류를 건조하는 건조단계(S40)와, 건조된 해조류를 분말로 분쇄하는 분쇄단계(S50)를 포함한다.

건조단계(S40)의 효율을 높이기 위해, 도2에 도시된 바와 같이 건조단계(S40)에 들어가기 이전에 세척된 해조류를 절단하는 단계(S20) 를 거치거나, 도3에 도시된 바와 같이, 건조단계(S40)에 들어가기 이전에 세척된 해조류를 탈수시키는 단계(S30)를 거칠 수 있다. 가장 바람직하게는, 도4에 도시된 바와 같이, 세척단계(S10), 절단단계(S20), 탈수단계(S30), 건조단계(S40), 분쇄단계(S50)를 순서대로 거칠 수 있다.

세척단계(S10)는 생미역과 생다시마와 같이 바다에서 채집된 해조류에 붙어있는 이물질을 제거하거나 냉동보관된 미역과 다시마에 있는 염분기를 낮추기 위한 단계이다. 채집된 해조류에는 석편, 패편, 새우, 개흙 등 이물질이 붙어있는데 이들을 세척용기에 넣거나 해수, 담수 등 물을 뿌려 해조류로부터 분리해낸다. 냉동보관된 해조류는 세척과정, 데침과정, 염장과정, 자숙과정을 선택적으로 거쳐 보관된 것일 수 있다.

해조류를 냉동보관하기 위한 과정을 간략히 설명한다. 데침단계는 바닷물 또는 담수에 소금을 섞어서 해조류를 넣고 90도 이상의 온도에서 데치는 과정이다. 해조류를 데치게 되면 생해조류에 비해 장기간 보관이 가능하다. 염장단계는 해조류에 소금을 버무려 해조류의 염도를 높여 저장성을 높여 냉동시 장기간 보관이 가능하도록 하기 위한 단계이다. 염장단계를 거친 해조류는 냉동장치에 보관될 수 있다. 자숙단계는 데치거나 염장된 해조류를 1 내지 2일동안 숙성시키는 단계이며 필수적이지는 않다.

염도가 높은 해조류를 냉매로 쓰면 어는 점이 낮아져 냉매로써는 유리하지만 매장될 경우 토양의 염도를 높여 자연에 해로우며 음식물 쓰레기로 처리되어 퇴비로 사용될 경우에도 염분이 높아 퇴비의 품질을 떨어뜨릴 수 있는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해 세척과정에서 해조류를 물에 일정시간 물에 담그거나 물을 분사하는 등의 방법을 통해 염도를 낮춘다.

절단단계(S20)는 건조의 효율을 높이기 위하여 해조류를 절단하는 단계이다. 건조의 효율을 생각하지 않는다면 본 과정은 생략될 수 있다. 해조류를 2 cm 정도로 절단함으로써 탈수 및 건조단계에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

탈수단계(S30)는 절단된 해조류를 압착 또는 회전하는 탈수기를 이용하여 해조류에 잔존하는 수분을 줄이는 단계이다. 건조의 효율을 고려하지 않는다면 본 과정은 생략될 수 있다.

건조단계(S40)는 해조류의 수분을 제거함으로써 해조류 분말을 얻는 분쇄작업을 용이하게 하고 저장성을 높이기 위한 작업이다. 건조의 방법은 자연건조와 기계건조를 가리지 않는다.

분쇄단계(S50)는 건조된 해조류를 분쇄하여 형태적으로 보관을 쉽게 하고 저장성을 높이며 아이스팩 냉매로서 활용될 수 있도록 하는 단계이다. 분쇄된 해조류 분말의 크기는 가로와 세로 각각의 길이가 2mm 이내인 경우에 기존의 아이스팩 제조 기계를 그대로 활용할 수 있다는 장점이 있다. 고흡수성 수지 냉매의 분말의 크기가 1mm x 1mm 이므로, 유사한 크기로 해조류 분말을 제조할 경우 기계를 그대로 쓸 수 있기 때문이다. 또한 분쇄된 해조류의 크기가 큰 경우에는 활용된 아이스팩이 폐기된 이후에 자연분해되는 시간이 더 길어질 수 있다. 건조하여 분쇄된 해조류 분말은 약 1년 정도 상온보관이 가능하다.

이렇게 제조된 해조류 분말을 외부로 흐르지 않도록 밀봉할 수 있는 케이스에 넣고 물을 주입하면 해조류 분말이 부풀어오르게 되고 고흡수성 수지와 유사한 촉감을 가지는 해조류 아이스팩이 되며, 이를 냉동시설에 넣어 얼리면 냉기를 보존할 수 있는 아이스팩이 된다. 상기 아이스팩으로 신선식품의 운송에 현재 널리 이용되는 고흡수성 수지 냉매를 이용한 아이스팩을 대체할 수 있다. 아이스팩의 케이스는 매장시 자연분해되거나 소각시 유해물질을 내뿜지 않는 것이 권장된다. 일반적으로 쓰이는 플라스틱 재질의 케이스를 이용하더라도 본 발명의 냉매를 분리처리할 수 있으므로 고흡수성 수지 냉매에 비해 친환경적인 효과가 있다고 볼 수 있다.

해조류 냉매의 실시예로서 미역 분말과 다시마 분말을 섞는 예를 제시한다. 비율은 미역 분말이 60% 내지 90% 를 차지하고, 나머지는 다시마 분말이 차지한다. 도1 내지 도4의 과정을 각각 거친 미역 분말과 다시마 분말을 혼합하여 섞는다. 다시마는 알긴산과 요오드가 풍부하여 끈적끈적하고 미끌미끌한 성질을 보유하고 있으며, 미역보다 알긴산과 요오드의 함유량이 더 풍부하다. 해당 성질은 해조류 냉매를 포함한 아이스팩의 어는 점을 낮추어 아이스팩으로서의 기능을 향상시킨다.

상기 비율을 충족했을 때 고흡수성 수지를 이용한 아이스팩과 비슷한 시간동안 아이스팩의 냉기 보존이 가능했다. 비교예로 환경을 고려하여 물만을 이용한 아이스팩이 쓰이고 있으나 물은 비열이 작아 오랜기간 냉기를 보존하기에는 부족하다. 반면, 본 발명에서 제시하는 해조류 냉매를 사용한 결과 기존 고흡수성 수지 냉매를 이용한 아이스팩과 유사한 시간이 흐른 후에 완전한 액체 상태로 변해 기존 고흡수성 수지 대비 냉매로서의 기능을 충실히 수행할 수 있음을 보여주었다.

해조류 냉매의 실시예로서 식용 가능한 상태의 해조류를 통으로 또는 먹을 수 있는 크기로 절단하여 물과 혼합한 예를 제시한다. 해조류에 포함된 알긴산과 요오드 등의 물질이 아이스팩의 어는 점을 낮추어 물만 넣었을 때보다 아이스팩으로서의 기능을 향상시킨다. 아이스팩에 포함된 해조류는 음식의 재료로 활용하고, 물은 쉽게 버릴 수 있으며, 케이스는 냉매와 분리하여 처리할 수 있으므로 고흡수성 수지 냉매에 비해 친환경적인 효과가 있다고 볼 수 있다.

S10 : 세척단계 S20 : 절단단계
S30 : 탈수단계 S40 : 건조단계
S50 : 분쇄단계

Claims

해조류와 물을 혼합한 냉매;
내부에 상기 냉매를 포함하며, 상기 냉매가 외부로 유출되지 않도록 밀봉하여 형성되는 케이스를 포함하는 친환경 아이스팩.
제1항에 있어서,
상기 해조류는 해조류 분말인 것을 특징으로 하는 친환경 아이스팩.
제1항에 있어서,
상기 해조류는 식용 미역 또는 식용 다시마인 것을 특징으로 하는 친환경 아이스팩.
제2항에 있어서,
상기 해조류 분말은 한 변의 길이가 2mm 이내인 것을 특징으로 하는 친환경 아이스팩.
제 4 항에 있어서,
상기 해조류 분말은 미역 분말과 다시마 분말인 것을 특징으로 하는 친환경 아이스팩.
제 5 항에 있어서,
상기 해조류 분말 중 상기 미역 분말은 60-90% 이며, 나머지는 상기 다시마 분말인 것을 특징으로 하는 친환경 아이스팩.
해조류를 세척하는 세척단계(S10);
세척된 해조류를 건조하는 건조단계(S40);
건조된 해조류를 분말로 만드는 분쇄단계(S50)를 포함하는 친환경 아이스팩 냉매 제조방법;
제7항에 있어서,
상기 세척단계(S10)와 상기 건조단계(S40) 사이에,
해조류의 한 변을 2cm 내외로 절단하는 절단단계(S20) 또는 해조류를 탈수하는 탈수단계(S30)를 포함하는 친환경 아이스팩 냉매 제조방법;
제7항에 있어서,
상기 분쇄단계(S50)로 만들어진 분말은 한 변의 길이가 2mm 이내인 것을 특징으로 하는 친환경 아이스팩 냉매 제조방법;
해조류를 세척하는 세척단계(S10);
세척된 해조류를 건조하는 건조단계(S40);
건조된 해조류를 분말로 만드는 분쇄단계(S50);
해조류 분말을 밀봉가능한 케이스에 넣고 물을 주입한 후 밀봉하여 아이스팩을 제조하는 단계를 포함하는 친환경 아이스팩 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 세척단계(S10)와 상기 건조단계(S40) 사이에,
해조류의 한 변을 2cm 내외로 절단하는 절단단계(S20) 또는 해조류를 탈수하는 탈수단계(S30)를 포함하는 친환경 아이스팩 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 해조류 분말은 한 변의 길이가 2mm 이내이고,
상기 해조류 분말은 미역 분말과 다시마 분말이 혼합된 것이며,
상기 해조류 분말 중 상기 미역 분말은 60-90% 이며, 나머지는 상기 다시마 분말인 것을 특징으로 하는 친환경 아이스팩 제조방법.