KR20230154120A - 우뭇가사리 가루를 이용한 친환경 아이스팩 제조 방법 - Google Patents

Abstract

고흡수성 폴리머 아이스팩 대신 물 아이스팩, 식물 영양제 아이스팩 , 얼린 생수를 사용하여 배송하는 곳이 생기고 있지만 날씨가 너무 더워서인지 아이스팩이 다 녹아서 그 기능을 다하지 못하고 있는 경우가 많았다. 아이스팩과 비슷한 효과를 보이는 5% 우뭇가사리 가루 물을 이용한다면 잘 녹지 않아 배송물을 신선하게 유지시키는데 도움이 될 것 같다. 그리고 이러한 가루 물은 다시 냉동하여 여러번 반복해서 쓸 수 있고 만약 포장지에 문제가 있어 버려야한다면 싱크대 하수구에 버려도 문제가 없다. 10% 이상의 우뭇가사리 가루물은 젤리 형태라 버리기 어려울 수 있으나 5%는 액체에 가깝기 때문에 버리기 쉽고 해초류에서 만들어졌기 때문에 환경오염을 걱정하지 않아도 된다.

Description

우뭇가사리 가루를 이용한 친환경 아이스팩 제조 방법 {How to make eco-friendly ice packs using agar powder}

환경 오염을 유발하는 미세플라스틱 성분인 고흡수성 폴리머 (SAP, Super Absorbent Polymer) 대신 물 아이스팩, 식물 영양제 아이스팩 , 얼린 생수를 사용하여 배송하는 곳이 생기고 있지만 날씨가 너무 더워서인지 아이스팩이 다 녹아서 그 기능을 다하지 못하고 있는 경우가 많다. 보냉 기능은 고흡수성 폴리머 아이스팩과 비슷하면서 환경오염을 발생하지 않는 친환경 아이스팩 그리고 심지어는 먹을 수 있거나 재사용이 가능한 아이스팩을 만들고자 한다.

날씨가 더워지고 코로나로 외출이 제한되면서 배달을 받는 경우가 이전보다 크게 증가하였다. 냉장 또는 냉동 식품을 구매하면 내용물을 신선하게 보관하기 위해 아이스팩이 따라온다. 이렇게 쌓여가는 아이스팩이 어떤 성분인지 모르고 싱크대에 버리는 경우가 있었다.

아이스팩 내용물은 ‘고흡수성 폴리머 (SAP, Super Absorbent Polymer) 로 물을 흡수하면 젤 형태로 변하고 그 상태로 얼리면 일반 얼음보다 냉기가 오래 지속된다. 즉 냉장 효과가 있고 잘 터지지 않도록 만들어진 미세 플라스틱이다. 싱크대로 버려진 SAP 는 미세플라스틱으로 분해되고 너무 작아서 잘 걸러지지 않은 채 그대로 바다로 흘러들어가게 된다. 그러다 작은 물고기나 플랑크톤이 미세 플라스틱을 먹게 되고 먹이 사슬이 연결되어 우리에게까지 되돌아오게 된다. 또한 체내 축적량 역시 상위 포식자인 우리가 월등히 높을 수밖에 없다.

제대로 버린다고 하더라도 자연분해 되지 않고 소각 매립되어야 하기 때문에 이러한 과정에서도 환경 오염의 주원인이 되고 있다.

이러한 이유로 최근에는 고흡수성 폴리머 아이스팩 대신 물 아이스팩, 식물 영양제 아이스팩 , 얼린 생수를 사용하여 배송하는 곳이 생기고 있지만 날씨가 너무 더워서인지 아이스팩이 다 녹아서 그 기능을 다하지 못하고 있는 경우가 많다.

이에 하수구에 버려지고 바다로 흘러 들어 가더라도 수질 오염을 발생하지 않는, 땅에 매립되더라도 토양 오염을 발생하지 않는, 태우더라고 공기오염을 발생하지 않는 친환경 아이스팩 그리고 심지어는 먹을 수 있거나 재사용이 가능한 아이스팩을 만들고자 한다.

환경오염 문제로 물 아이스팩, 식물 영양제 아이스팩 , 얼린 생수 등이 고흡수성 폴리머 아이스팩을 대신하여 이용되고 있으나 쉽고 녹아 보냉 기능이 많이 떨어진다.

혼합물을 만들어서 액체 입자들 사이의 인력을 강하게 하고 입자들이 좀 더 가까이 있게 하는 고체화를 시키면 녹는점이 높아져서 보냉기능이 더 좋아질 수 있다고 생각했다.

가장 녹는점이 높은 혼합물 찾기 위해 예비 실험을 했다. 입자들 사이의 인력이 강해진 (고체에 가깝게, 점성이 높게) 혼합물 (물과 소금, 설탕, 커피, 전분가루, 우뭇가사리 가루)을 만들거나 인력이 강한 액체 (탄산수, 우유) 를 찾기 위해 각각을 얼리고 실온에서 녹는 정도를 비교한다.

소금, 설탕, 커피, 전분가루, 우뭇가사리 가루를 준비하고 5g씩 똑같은 양으로 준비한다.

여러가지 가루가 잘 녹게 하기 위해 약 80℃의 물 50ml에 각각의 가루를 넣어 저어주고 실온 (29℃)에서 1시간정도 천천히 녹인다.

물, 우유, 탄산수 50ml 을 준비하고 앞에서 준비한 혼합물과 각각 냉동과 밀봉이 가능한 비닐팩에 넣는다. 약 10%농도의 소금물, 설탕물, 커피물, 전분가루 물, 우뭇가사리 가루 물 약 50ml과 물, 탄산수, 우유 50ml 를 넣은 이 비닐팩을 48시간동안 냉동실 (-18℃)에서 얼린다.

8가지 각각의 얼음을 상온(29℃)에서 2시간 두고 녹는 정도를 비교한 결과 우뭇가사리 가루 물이 가장 덜 녹았고 그다음 전분가루 물이었다. 전분가루 물의 경우는 어는 과정에서 상층(액체)과 하층(고체)이 분리 되어서인지 하층은 거의 얼음상태로 남고 상층은 다 녹아 액체가 되어 있어 상층과 하층이 분리가 되지 않게 균질하게 얼릴 수 있어야 한다고 생각한다.

실험을 통해 가장 덜 녹은 우뭇가사리 가루를 이용하여 그 농도를 조절하여 고흡수성 폴리머 아이스팩과 비슷한 정도로 잘 녹지 않고 보냉 효과가 있는 친환경 아이스팩을 만들어보고자 한다.

일반 아이스팩 (SAP 성분) 대신 물 아이스팩, 식물 영양제 아이스팩 , 얼린 생수를 사용하여 배송하는 곳이 생기고 있지만 날씨가 너무 더워서인지 아이스팩이 다 녹아서 그 기능을 다하지 못하고 있는 경우가 많았다. 아이스팩과 비슷한 효과를 보이는 5% 우뭇가사리 가루 물을 이용한다면 잘 녹지 않아 배송물을 신선하게 유지시키는데 도움이 될 것 같다. 그리고 이러한 가루 물은 다시 냉동하여 여러번 반복해서 쓸 수 있고 만약 포장지에 문제가 있어 버려야한다면 싱크대 하수구에 버려도 문제가 없다. 10% 이상의 우뭇가사리 가루물은 젤리 형태라 버리기 어려울 수 있으나 5%는 액체에 가깝기 때문에 버리기 쉽고 해초류에서 만들어졌기 때문에 환경오염을 걱정하지 않아도 됩다.

농도가 진할수록 고체에 가까워 보냉 효과가 더 뛰어날 수 있다. 멀리 장시간 배송에 이용하는 경우는 우뭇가사리 가루 물의 농도를 조절한다면 더 효과 적일 수 있다.

우뭇가사리의 단점은 가격이다. 우뭇가사리 300g 에 16500원 (g 당 55원) 으로 비쌌습니다. 5% (가루 15g), 10% (가루 30g) , 15% (가루 45g) 우뭇가사리 가루 물 300ml 를 만드는데 각각 825원, 1650원, 2475원이었습니다. 5%와 10%의 보냉 효과 차이가 크지 않기 때문에 가격을 고려해서 5% 우뭇가사리 물을 이용하는 것을 제안한다.

우뭇가사리 가루 15g, 30g, 45g을 80℃의 물을 넣어 5%, 10%, 15%　의 우뭇가사리 물 300ml를 만든다. 고흡수성 폴리머 아이스팩을 잘라 그 안에 있는 성분(SAP)을 300ml 덜어낸 것과 우뭇가사리 가루 물 3가지 그리고 300ml 물 각각을 비닐팩에 넣고 48시간동안 냉동실 (-18℃)에서 얼린다.

물, 일반 아이스팩, 5% 우물가사리 가루 물, 10% 우물가사리 가루 물, 15% 우물가사리 가루 물 이들 5가지를 얼린 팩을 같은 위치에 온도계의 센서를 부착한 똑같은 택배 상자 (같은 두께, 크기, 재질의 상자)에 넣고 밀봉한다. 5개의 상자 각각의 거리를 10cm 이상 두고 15분마다 온도 변화 (표1)를 체크한다.

	15분	30분	45분	60분	75분	90분	105분	120분	135분	150분	165분	180분
물	24.1	24.2	24.2	24.6	24.9	25	22.9	22.3	22.3	22.3	23.6	24
일반 아이스팩	23.5	23.7	23.8	24.4	24.6	24.8	22.4	21.9	21.7	22	23.3	24.1
우뭇가사리5%	24.2	24.1	24.1	24.4	24.7	24.8	22.4	21.7	21.7	21.8	23	23.7
우뭇가사리10%	23.9	23.9	24	24.3	24.5	24.7	22.4	21.7	21.6	21.9	23	23.7
우뭇가사리15%	23.6	23.6	23.8	24	24.2	24.5	22	21.5	21.3	21.8	23.1	23.8

추가적으로 실험시작 3시간 뒤 녹고 남은 얼음의 크기 비교하였다. 10%, 15% 우뭇가사리 가루 물은 상온 상태에서도 거의 고체에 가깝기 때문에 남은 얼음을 분리하는 것이 불가능했다. 얼음의 크기 측정이 가능한 것은 물, 일반 아이스팩, 5% 우뭇가사리 가루 물이었으며 이중 물이 가장 얼음이 작았고 일반 아이스팩과 5% 우뭇가사리 얼음은 녹고 남은 얼음의 크기가 거의 비슷했다.

일단 우뭇가사리 가루 물은 5%, 10%, 15%, 20% 만들려고 하였으나 20% 우뭇가사리 가루 물은 점도가 너무 높아 저을 수가 없고 물에 다 녹지 못하는 가루가 생겨 5%, 10%, 15% 만 만들었다. 5%는 액체에 가깝고 10%부터는 젤 형태, 15%는 거의 고체에 가까웠다.

이 세 가지 우뭇가사리 가루 물과 일반 아이스팩, 물 이렇게 5가지를 비교한 결과 보냉 효과는 15% 우뭇가사리 가루 물이 가장 좋았고 5%,10% 우뭇가사리 가루 물은 일반 아이스팩과 비슷했으며 물이 상자 내부 온도를 낮추는 효과가 가장 떨어졌다.

실험 시작 약 150분이 지나고 나서는 5%, 10% 우뭇가사리 가루 물이 일반 아이스팩보다 보냉 효과가 더 좋은 것 같았다. 15%의 우뭇가사리 가루 물이 가장 효과가 좋았지만 점도가 높아 만들기가 힘들고 우뭇가사리 가루를 많이 쓰면 쓸수록 만드는데 비용이 많이 들기 때문에 가격대비 효과가 떨어질 수 있다. 그러므로 가격대비 효과와 만드는데 있어서의 편리성을 고려하여 5% 우뭇가사리 가루 물을 친환경 아이스팩으로 사용하는 것이 가장 효율적이다.

Claims (1)

1. 아이스팩으로 이용하기에 좋은 우뭇가사리 친환경 아이스팩의 적절한 농도가 5%라는 것,
   우뭇가사리 가루 15g을 80℃의 물을 넣어 5%의 우뭇가사리 물 300ml를 만들어 2시간정도 상온에서 녹인 후 이를 냉각함으로써 제조하는 제조 방법