KR101139519B1 - 황토볼을 이용한 지장수 제조방법 및 지장수 제조장치 - Google Patents
황토볼을 이용한 지장수 제조방법 및 지장수 제조장치 Download PDFInfo
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Abstract
본원은 비활성 상태의 물을 활성 상태로 변환시켜 물 분자 내 에너지의 완화시간을 길게 하여 물 분자의 운동을 가속시킴으로써 작은 클러스터 구조를 갖는 지장수를 제공하고자 하는 발명에 관한 것이다.
본원은 지장수를 얻기 위한 제조장치가 용수 유입부를 하부로 갖고 지장수 배출부는 상부로 갖는 구조를 통하여 지장수를 얻되, 지장수 제조장치가 하부로는 프레필터(pre filter)나 정수필터를 갖고 상부로는 메인여재인 황토볼층을 갖고 상향류식 흐름을 통하여 지장수를 얻고자 하는 것으로, 메인여재인 황토볼은 황토분말 70±15w%, 굴패각 소성분말 20±10w%, 톱밥 10±5w% 의 조성비로 혼합된 후 직경 3-20 ㎜ 크기의 볼 형상으로 성형하고, 성형된 볼을 1000℃-1300℃ 온도에서 소성하는 공정을 거쳐 제공된 황토볼이 사용되어, 유입되는 용수가 프레필터(pre filter)나 정수필터를 거치며 부유물이나 유해물이 제거된 정화수를 얻으며, 정화수는 황토볼여재가 내장된 다수개의 격벽구조를 지그재그 형태로 상향류로 흐르면서 일정 체류시간을 확보하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만 범위를 만족하는 지장수로 변환시켜 배출시키는 기술사상을 갖는 발명이다.
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Description
본 발명은 황토볼을 이용한 지장수 제조방법 및 지장수 제조장치에 관한 것으로서, 지장수를 얻기 위해 사용하는 제조장치가 용수를 공급받는 유입부는 하부로 갖고 지장수를 배출하기 위한 배출부는 상부로 갖는 상향류식 구조를 이루고, 1차 프레필터 및/또는 2차 정수필타를 거쳐 부유물이나 유해성분을 제거하고 정화된 여과수를 메인여재인 황토볼층을 일정시간 체류하도록 하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 범위 이하로 제공되는 지장수를 얻고자 하는 발명이다.
지장수(地奬水)란 동의보감에서는 물의 한 종류로 무근수(無根水)라고도 명명되어 사용되었으며, 양지 바른 들판이나 깊은 산등성이의 황토 땅 속으로 60㎝ 이상 구덩이를 파내어 숯으로 걸러낸 물과 황토를 알맞은 비율로 섞어 여러 번 휘저은 뒤에 어느 정도 시간이 지나면 엷은 담황색 물이 위에 뜨는데 이 윗물을 떠서 마시는 것을 지장수라 불렀으며, 지장수는 해독작용을 하므로 중독을 풀어주고, 그 외의 어육독, 약물제균 등의 독을 해독작용을 갖는 것으로 본초강목에서는 산에 있는 독버섯을 모르고 삶아 먹으면 생명이 위독하고, 풍수균(楓樹菌:신나무버섯)을 먹으면 계속 웃다가 죽을 수 있는데, 이 경우에 지장수를 마시면 나을 수 있지만 다른 약으로는 살릴 수 없다고 기록하고 있고, 또한 음식에 체하여 구토와 설사를 하는 급성 위장병 및 일사병에 특효가 있는 것으로 알려져 있다.
일반적으로 물은 인간의 몸과 음식물의 대부분을 구성하고 있는 주요 구성물질로 만물의 근원인 동시에 만물의 기원으로 인식될 정도로 매우 중요하여 물에 대한 많은 연구가 이루어져 왔다.
물 분자 H2O는 단분자(單分子)로 존재할 수 없고, 물 분자 사이에 작용하는 전기적인 힘에 의해 서로 묶여 수소 결합상태를 유지하며 몇 개의 집단을 이루어 결합되고 이것을 통상적으로 물의 군집 또는 클러스터(Cluster)(이하, 클러스터라 통칭함)라고 하는데, 클러스터의 크기에 따라 물이 맛있다, 맛없다라고 하는 것이 결정되고 클러스터의 크기가 작은 경우 클러스터의 크기가 큰 경우에 비해 물이 맛있다고 느껴진다.
그러나, 물의 클러스터는 수소결합에 의해 구조가 계속 일정하게 유지되고 있는 것이 아니라 에너지의 흡수 또는 완화 정도에 따라 대개 1x10-12(1피크 초)초 즉 1조 분의 1초라는 극히 짧은 시간 동안 계속적으로 물의 군집구조의 재구성 및 해체가 계속 진행되는 것으로 알려지고 있는바, 물의 클러스터가 지속적, 평균적으로 큰 클러스터 구조를 갖는가 또는 작은 클러스터 구조를 갖는가 하는 사실이 중요한 요소가 된다.
즉, 물에 에너지를 감응시키면 안정한 상태에 있던 물의 원자핵이 에너지를 흡수하여 높은 에너지 준위(準位)상태로 여기 되는데, 이때 에너지를 흡수하는 현상을 공명이라 하고, 공명 현상에서 원자핵은 낮은 에너지 준위 상태에서 에너지를 흡수하여 높은 에너지 준위 상태로 올라가는 반면에 물 분자는 진동, 회전, 신축 또는 미크로 브라운(Micro Brown)운동을 하게 되며, 이러한 물 분자의 진동, 회전, 신축 또는 미크로 브라운 운동에 의한 에너지에 비해 원자핵이 흡수하는 에너지는 극히 미약하므로 공명된 상태의 물 원자핵은 물 분자의 진동, 회전, 신축 또는 미크로 브라운 운동으로 에너지를 넘겨주게 되는데, 이를 에너지의 완화(relaxation)라고 부르고, 이 에너지의 완화현상은 항상 일어나고 있는 것이다.
이러한 물이 갖는 에너지의 완화현상은 핵자기 공명 또는 핵자기공명분광법(Nuclear Magnetic Resonance; NMR)으로 선 폭의 변화상태를 측정하여 눈으로 확인할 수 있는바, 핵자기공명분광법(NMR)이란 흡수시간 에너지를 신호로 받아내는 것으로서, NMR 스펙트럼의 반폭 측정치가 좁다는 것은 완화시간이 길고, 반폭 측정치가 넓다는 것은 완화시간이 짧다는 사실을 나타내며, 완화시간이 길다는 사실은 물 분자의 운동이 대단히 빠르다는 것을 의미하며, 반폭 측정치가 넓다는 것은 물 분자의 운동이 느리다는 것을 의미한다.
일반적으로 물의 시료채취 위치와 대상에 따라 약간의 편차는 있겠지만 예를 들어, 빗물의 170 핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 119 Hz 정도이고, 수도물은 117 Hz 정도이며, 일본의 세계 최장수촌의 미네랄 온천수는 79 Hz라고 알려져 있고, 사람의 혈청은 140 Hz 정도를 나타내는 것으로 보고되고 있는바, 반폭 측정치가 좁은 세계 최장수촌의 온천수는 반폭이 좁기 때문에 완화시간이 길고 이에 따라 물 분자의 운동이 활발히 이루어져 작은 클러스터 구조를 갖게 되고, 미네랄 성분을 다량 함유한 온천수는 물 분자에 포함하고 있는 미세 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등이 금속 이온화되어 생체에 활성을 주기에 장수에 기여하는 것이라 예측할 수 있는 반면에, 반폭값이 넓은 수돗물, 빗물, 사람 혈청은 반폭 측정치가 넓기 때문에 완화시간이 짧고, 이에 따라 물 분자의 운동이 활발하지 못해 큰 클러스터 구조를 갖게 되며 상대적으로 물 분자가 포함하고 있는 미량금속이 이온화되지 못하므로 생체에 활성을 주지 못하는 것으로 예측할 수 있다.
특히 사람 혈청의 경우 혈청 내에 동맥경화 등의 질병을 유발시키는 혈전이 다량 함유되어 있어 이를 개선시켜야 할 필요가 있고, 이를 위한 수단으로 핵자기공명 스펙트럼 반폭 측정치가 좁은 미네랄 성분을 함유한 온천수가 인간의 몸에 유익한 활성을 줄 수 있으므로 미네랄 성분을 함유한 기능수를 제공하기 위한 많은 연구와 노력이 있어왔다.
본원 발명자는 일반 정수기를 거친 정제수를 황토와 숯과 소성패각분말을 적절한 배합비로 혼합하여 1000~1300℃ 고온에서 소성하는 공정을 거쳐 제공된 황토볼층을 경유하는 경우 170 핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 범위 이하로 제공되는 지장수로 제공될 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.
일반적으로 황토로부터 지장수를 얻는 방법은 동의보감이나 한의학 서적에 알려져 있고, 황토의 효용도 밝혀지고 있는바 황토 흙은 산지에 따라 다를 수 있으나 2009년 12월 26일, KBS-1tv의 과학까페 "황토의 비밀" 프로그램에 방영된 내용에서는 화학연구소의 분석자료를 통하여 국내에서 채취되는 황토의 광물조성은 석영이 60~70%, 탄산염광물이 5~35%, 장석이나 운모가 3~20%, 각섬석이나 연회석이 2~5%성분을 갖는 것으로 보고되고 있고, 그 화학조성은 SiO2 50~60%, CaO 4~6%, Al2O3 8~12%, Fe2O3 2~4%, MgO 2~6%, FeO 0.8~1.1%, TiO2 0.5% 정도로 분석되는 것으로 제시하고 있다.
또한 일반 수돗물의 미네랄 성분 함유량(㎎/ℓ)은 Ca 23, Fe 0, Mg 4.5, Mn 0, Na 6.0, Si 1.4로 분석되는 반면에, 양지 바른 산등성이의 황토 땅 속으로 80㎝ 깊이로 구덩이를 파서 얻은 황토를 숯과 9 : 1비율로 항아리에 넣고 황토와 숯 무게의 약 3배 해당되는 수돗물을 넣고 5회 정도 휘저은 뒤에 약 3시간 정도 시간이 지나면 엷은 담황색 물인 지장수를 얻을 수 있는데, 상기의 방법으로 얻는 지장수의 미네랄 성분 함유량(㎎/ℓ)은 Ca 13, Fe 0.4, Mg 5.3, Mn 0.2, Na 7.7, Si 3.0 을 갖는 것으로 분석되는 결과를 얻을 수 있다.
종래의 기술에서도 일반 정수기 구조를 이용하여 기능성 알카리수를 제공하겠다는 시도가 많이 있었는바, 일반 수돗물을 알카리수로 변환시키기 위해 유해물질이나 냄새성분을 제거하기 위해 세디먼트(침전)필터나 정수필터나 등을 사용하거나 고가의 세라믹필터, 항균필터, 멤브레인필터 등을 추가하여 사용하는 시스템을 갖고 있는바, 상기의 세라믹필터나 항균필터나 멤브레인필터 등은 물속에 함유된 인체에 유용한 미네랄 성분까지 모두 제거하는 정수시스템으로 본원에서 제공하고자 하는 인체에 유용한 미네랄 성분을 모두 제거하는 결과가 되므로 본원의 기술사상과는 부적합한 구조이다.
또한 종래에 제공된 세디먼트(침전)필터, 카본필터, 세라믹필터, 항균/카본 필터 등은 그 값이 고가여서 학교나 군부대 등 다중이용시설에 고가 필터를 내장한 정수시설을 모두 설치하기에는 경제적 부담이 가중될 뿐 아니라 설령 설치되는 경우에도 물속에 함유된 유용한 미네랄 성분까지 모두 제거되는 정수시스템으로는 인체에 유용한 미네랄 성분을 함유한 음용수로 170 핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 범위 이하로 제공되는 음용수를 제공할 수 없는 구조적 한계점을 갖고 있었다.
본원은 비활성 상태의 물을 활성 상태로 변환시켜 물 분자 내 에너지의 완화시간을 길게 하여 물 분자의 운동을 가속시킴으로써 작은 클러스터 구조를 갖는 지장수를 제공하고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.
본원은 상기 과제를 해결하는 수단으로, 음용을 목적으로 하는 비활성 상태의 수돗물이나 지하수나 빗물 등을 프레필터 및/또는 정수필타를 거쳐 부유물이나 유해성분을 제거하고 정화된 여과수를 메인여재인 황토볼층을 일정시간 체류하도록 하여 지장수로 변환되는 규격기준이 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치로 환산 적용하는 경우(하기의 표 4참조) 지장수로의 변환여부를 쉽게 판별할 수 있음을 확인하여 본원에서는 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 이하로 제공되는 지장수 제조방법 및 지장수 제조장치를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.
또한, 본원은 종래에 주류나 음료수나 식료품의 가공공정에 사용하던 비활성 상태의 수돗물이나 지하수 대신 본원의 상기 정수시스템을 통하여 얻은 핵자기공명 스펙트럼의 반폭치가 80 Hz 미만으로 제공되는 지장수를 사용하여 주류나 장류나 음식품, 음료류, 발효식품에 사용하는 경우, 지장수가 포함하고 있는 미세 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등이 금속 이온화되어 발효에 활성을 부여하여 숙성에 필요한 시간의 단축 및 향상된 숙성정도 및 향산된 맛을 제공할 수 있으며, 발효식품의 경우 발효에 필요한 시간의 단축 및 향상된 발효정도를 제공할 수 있는 주류 숙성방법 및 발효식품의 발효 촉진방법을 제공하고자 하는 기술사상을 포함한다.
본원의 기술사상은 통상적으로 음용수를 얻기 위해 사용하는 정수기에 비유하여 그 기본개념을 설명하는 경우 이해 정도를 높일 수 있을 것인바, 일반 정수기 구조에서 용수를 공급받는 유입부는 하부로 갖고 정제수를 배출하기 위한 배출부는 상부로 갖는 상향류식 구조의 정수시스템을 갖추고, 정수시스템의 하부로 유입되는 용수의 성격에 따라 1차 프레필터만을 거쳐 부유물이 제거된 후 메인여재층인 황토볼층으로 보내지는 시스템으로 적용하거나 또는 1차 프레필터를 거친 후 2차 정수필타를 거치면서 불순물이나 냄새성분이 제거된 여과수를 얻고, 여과된 정제수를 메인여재인 황토볼층으로 보내서 일정 시간 황토볼층에 여과수가 체류되는 시간을 확보하도록 하되, 구체적으로 황토볼층에서 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만으로 되는 즉, 50~80 Hz 범위를 갖는 지장수를 얻고자 하는 목적을 달성할 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.
본원에서 메인여재로 사용되는 황토볼은 황토분말과 소성패각분말과 톱밥(참나무 또는 소나무)이 각각 특정 중량비로 배합되어 혼합/반죽하여 금형틀에서 3-15 ㎜크기의 황토볼로 성형되어 건조한 후 1000℃-1300℃의 소성로에서 고형화됨으로 톱밥은 결과적으로 숯으로 변환되어 황토와 소성패각과 숯이 일정비율로 환을 이룬 황토볼이 이용된다.
따라서 본원에서 제공되는 정수시스템은 비활성 상태의 수돗물이나 지하수나 빗물 등을 프레필터 및/또는 정수필타를 거쳐 부유물이나 냄새나 유해물질을 제거한 후 정제여과수를 메인여재층인 황토볼을 거치도록 하되, 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만 범위로 제공되는 지장수를 얻고자 하는 기술사상을 구현하는 방법은 다양한 실시형태로 구현될 수 있을 것인바, 우선 수돗물이나 지하수나 빗물 등의 음용 대상용수를 1차 프레필터를 거치며 부유물을 제거하고, 2차 정수필타를 거치며 냄새나 불순물이 제거된 여과수를 얻으며, 여과된 정제수를 메인여재인 황토볼층으로 보내서 일정 시간 여과수가 황토볼층에 체류되는 시스템을 통하여 지장수를 얻을 수 있다.
따라서 상기 정수시스템이 정수기에 적용되는 경우, 정수기의 하부로 유입되는 용수가 1차 프레필터를 갖되, 1차 프레필터의 중앙부는 막힘구조를 갖고 측부로 분산되어 용수가 여과되는 구조를 갖고, 1차 프레필터를 거친 용수가 2차 정수필타를 거치되, 2차 정수필타는 활성탄 등의 흡착제가 주입되거나 중공사막(中空絲膜) 등으로 원통형 필터 구조를 갖고 상부가 막힌 상태에서 수압에 의해 하부에서 유입되는 용수를 측부로 배출하여 황토볼여재부로 보내주는 시스템으로 적용될 수 있으며, 황토볼여재부는 다수개의 격벽구조가 내장된 황토볼층을 거치면서 용수가 지그재그식으로 흐르며 체류시간을 확보하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만 범위를 만족하는 지장수로 변환시켜 배출시키는 정수시스템이나 정수기로 적용될 수 있다.
상기 1차 프레필터는 중앙에 심지부를 갖고 심지부의 외면을 부직포 등의 여과포가 감싼 구조로 제공될 수 있으며, 심지부는 다공구조의 스텐레스 망사구조로 제공될 수 있으며, 1차 프레필터는 유입수가 중심부로 흐르지 않고 1차 굴곡되어 프레필터의 측부에서 상향으로 흐르도록 유도되는 구조를 갖는 것이 여재의 수명을 눌려주고 부유물 제거효과를 높일 수 있다.
또한 본원의 정수시스템이 정수기로 적용되는 경우 정수기는 1차 횡형의 프레필터부, 2차 원통형의 정수필터부 및 격실구조를 갖는 황토볼여재부가 각각 분리가능한 구조를 갖고 필요 시 분해되어 내부 여재나 황토볼을 교환하고 다시 결합되는 구조를 갖도록 제공되는 것이 바람직하다.
본원은 상기와 같은 방법으로 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 범위 미만으로 제공되는 지장수를 얻고, 상기 지장수를 이용하여 종래에 주류나 음료수나 식료품의 가공공정에 사용하던 비활성 상태의 수돗물이나 지하수를 사용하는 대신 본원에서 제공되는 미네랄이 풍성한 지장수를 사용하여 주류, 음료수의 경우 숙성에 필요한 시간의 단축 및 향상된 숙성 정도 및 향상된 맛을 제공하고자 하는 기술사상도 포함하고 있는바, 예를 들어 희석식 소주 제조방법에서 원료주정에 정제된 용수를 가하여 희석시키고 탈취, 여과시킨 다음 알코올 도수를 조절하여 용기에 입병하는 통상의 희석식 소주 제조공정에서, 본원의 지장수 제조방법의 황토볼층을 거쳐 얻은 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만 범위로 제공되는 지장수를 정제된 용수 대신 희석용수로 사용함으로 미네랄이 풍성한 지장수로 인하여 숙성 시간의 단축 및 향상된 맛을 제공할 수 있도록 사용될 수 있다.
또한 본원의 기술사상은 전분이 함유된 원료를 찐 다음 수분을 건조시켜 누룩과 물을 섞고, 일정한 온도에서 자연 발효시킨 탁주를 용기에 입병하는 통상의 막걸리(탁주) 제조방법에서, 종래의 비활성 상태의 수돗물이나 지하수를 사용하는 대신 본원에서 제공되는 지장수를 사용함으로 속성숙성이 가능하고 맛과 영양을 개선시킨 기능성 막걸리를 얻을 수 있다.
또한 본원의 기술사상은 과실과 알코올을 발효통에 넣고, 상기 발효통을 밀봉하고 장기간 자연 발효시키고 여과 후 자연 숙성시켜서 알코올 도수를 조절하여 얻는 통상의 과실주 제조방법에서, 알코올 도수 조절시 본원에서 얻은 지장수를 이용하여 알코올 도수를 조절하는 경우 통상의 후 단계 숙성시간 24~36 시간 보다 단축된 속성숙성에도 더욱 맛과 향이 좋은 과실주를 얻을 수 있는 기술사상을 포함한다.
본원의 기술사상은 간단한 상향류식 정수시스템에서 하부로 유입된 비활성 상태의 물이 상부로 배출되면서 활성 상태로 변환된 지장수를 얻기 위해 1차 프레필터 및/또는 2차 정수필타를 거쳐 부유물이나 유해성분을 제거한 후 정화된 여과수를 메인여재인 황토볼층을 일정시간 체류하도록 하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 범위 이하로 제공되어 물 분자 내 에너지의 완화시간을 길게 하여 물 분자의 운동을 가속시킴으로써 작은 클러스터 구조를 갖는 지장수를 제공하는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 정수시스템이나 지장수 제조장치를 이용하여 얻은 지장수는 세포 침투성 및 효소활성 등의 생리활성을 갖기 때문에 단순 음용뿐 만 아니라 세면수나 목욕용수로 사용하는 경우 피부에 탄력을 유지하며 부드러움을 주는 효과를 얻을 수 있으며, 각종 주류나 음료수나 식료품의 가공공정에 종래에 사용하던 비활성 상태의 수돗물이나 지하수를 사용하는 대신 본원에서 제공되는 미네랄이 풍성한 지장수를 사용하는 경우 숙성에 필요한 시간단축 및 향상된 숙성정도 및 향상된 맛을 제공하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본원의 기술사상은 학교나 군부대, 호텔, 예식장 등의 다중이용급식시설 식당에 본원의 기술사상으로 제공되는 정수시스템이나 지장수 제조장치를 설치하여 놓고, 맛있는 음식을 제공하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1 : 본원의 기술사상이 적용되는 실시양태도.
도 2a : 다중이용시설에서 적용되는 실시양태도(A 타입).
도 2b : 다중이용시설에서 적용되는 실시양태도(B 타입).
도 3 : 본원의 기술사상이 적용되는 또 다른 실시양태도.
도 2a : 다중이용시설에서 적용되는 실시양태도(A 타입).
도 2b : 다중이용시설에서 적용되는 실시양태도(B 타입).
도 3 : 본원의 기술사상이 적용되는 또 다른 실시양태도.
본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 도면으로 제시하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이다.
본원의 기술사상은 비활성 상태의 수돗물이나 지하수나 빗물, 기타 음용 가능한 물을 프레필터만을 거치거나 또는 정수필타를 거쳐 냄새나 유해물질을 제거한 후 정제여과수를 메인여재층인 황토볼여재층에 일정 체류시간을 갖고 거치도록 하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만 범위로 제공되는 지장수를 얻고자하는 것인바, 먼저 황토볼여재층에 사용되는 황토볼은 황토분말과 소성패각분말과 톱밥(참나무 또는 소나무)이 각각 특정 중량비로 배합되어 혼합/반죽하여 금형틀에서 3-20 ㎜크기의 황토볼로 성형되어 건조한 후 1000℃-1300℃의 소성로에서 고형화된 황토볼로 제공되어 지장수를 얻도록 이용되는바, 황토볼에서 황토성분은 각종 유해물을 흡수하는 기능을 하고 참숯은 해독작용을 하며, 소성패각분말은 항균작용을 갖도록 기능하며, 이들 참숯과 황토와 소성패각분말의 혼합기능이 170핵자기공명 스펙트럼에 영향을 주며 지장수로 변환시키는 것으로 파악된다.
본원에서 황토볼을 얻기 위한 수단으로 황토분말은 자연에서 채취한 양질의 황토를 1주일간 자연 건조 시킨 후 볼밀에서 800 mesh로 가공하여 사용하였으며, 소성패각분말은 325 mesh로 가공된 제품을 구입하여 사용하고 톱밥은 제재소에서 구입하여 사용하였는바, 황토볼 제조방법의 일 실시예로 건조된 황토분말 70±15w%, 굴패각 소성분말 20±10w%, 톱밥 10±5w% 의 조성비로 혼합기에 넣고 조성물에 물을 적당량 가하면서 약간의 점도가 느껴지는 정도로 혼합 반죽한 후 약 직경 3-20 ㎜ 크기로 볼 형상으로 성형하여 자연 건조하고, 성형된 볼을 1차로 450℃-550℃온도에서 10-12시간 동안 건조/소성시키고, 1차 소성된 황토볼을 2차로 1000℃-1300℃ 온도에서 소성하여 지장수 제조용 황토볼을 얻을 수 있었다.
상기 방법으로 얻은 지장수용 황토볼에 대한 특성평가에서 원적외선 방사특성은 표 1의 결과를 얻을 수 있었고, 탈취율 시험결과로는 표 2를 얻었으며, pH 측정결과로는 표 3을 얻었고, NMR Spectrometer 를 이용한 17O 특성시험결과로는 표 4의 결과를 얻을 수 있었고, 항곰팡이 시험결과로는 표 5을 얻을 수 있었다.
| 시료명 | 방사율 (5-20㎛) |
방사에너지 (w/㎡㎛) |
시험방법 | 비고 |
| 지장수용 황토볼 |
0.918 |
3.70x102 | KICM -FIR-1005 |
중심파장 9.3㎛ |
| 시편명 | 측정시간 측정항목 |
초기 | 30분 | 60분 | 90분 | 120분 | 시험방법 |
| 지장수용 황토볼 |
기준농도 (ppm) |
500 |
480 |
470 |
460 |
450 |
KICM -FIR -1004 |
| 시료농도 (ppm) |
500 |
80 |
50 |
30 |
20 |
||
| 탈취율 (%) |
- |
82 |
89 |
93 |
95 |
| 시료 | pH 값 | 측정장비 |
| 수돗물 | 7.02 | TOA Electronic 사의 HM-149 pH meter |
| 지장수용 황토볼 | 8.31 |
| 시간 시료 |
19분 50초 | 39분 4초 | 측정장비 |
| 수돗물 | 105.4490Hz | 105.3360Hz | Varian사의 Unit Plus 300NMR Spectrometer |
| 지장수용 황토볼 | 52.1261Hz | 53.9217Hz |
| 시험항목 | 항곰팡이 시험 | |||
| 배양시험 기간 | ||||
| 시험결과 | 1주후 | 2주후 | 3주후 | 4주후 |
| O | O | O | O | |
| 시험방법 | ASTM G-21 | |||
본원은 상기와 같은 공정을 거쳐 얻은 황토볼을 정수기 형태의 지장수 제조장치에 내장하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만으로 제공되는 지장수를 얻고자 하는 기술사상인바, 본원발명의 기술사상을 바람직하게 구현할 수 있는 지장수 제조장치의 적용예를 첨부된 도면을 겸하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본원의 기술사상이 적용되는 가장 기본적인 구조의 지장수 제조장치(20)가 상부하우징부에 1~3개의 황토볼여재층을 갖고 하부하우징에 필터부를 갖는 단순구성으로 제공될 수 있는 실시양태를 나타내고자 한 것으로, 예를 들어 가정에서 정수기 형태로 사용되도록 수돗물 공급처에서 이송되는 급수배관(10)으로부터 건물이나 옥내로 공급되는 수돗물 공급량을 측정하기 위한 수도계량기(11)를 거쳐 유입되는 물이 급수조절밸브(12)를 통해 실내로 유입된 수돗물이 본원의 지장수 제조장치(20)를 거쳐 최종적으로 식음을 위해 사용되는 수도꼭지(13)로 배출되거나 또는 세안 및 목욕용수로 사용되기 위해 샤워기(14)로 공급되는 수돗물 공급 배관라인 중에 본원의 황토볼을 함유한 필터층을 포함한 지장수 제조장치(20)로 유입시켜 지장수를 얻을 수 있음을 나타낸 것이다.
도 1에 제시된 지장수 제조장치(20)는 상부로 황토볼여재층1(21)과 황토볼여재층2(22)를 갖고 하부로 프레필터부(23)를 갖는 단순구성으로 제공될 수 있으며, 지장수 제조장치 저부 유입부(24)로 수돗물이 유입되어 먼저 프레필터부(23)를 통하여 이물질이나 부유물이 여과된 후 황토볼여재층2(22)을 거친 물이 다시 황토볼여재층1(21)을 거쳐 흐르도록 유도되며 유입수가 황토볼층에 일정시간 이상 체류하여 지장수로 변환되어 상부 배출구(25)를 통해 배출시키는 시스템으로 제공될 수 있는바, 하부로 마련되는 프레필터부(23)는 부유물의 유입을 차단하도록 기능하는 것으로, 중앙부로 막힘구조(23a)를 갖고, 유입수가 중앙으로 흐르지 않고 측부로 분산되어 여과재(23b)를 거쳐 여과되는 구조를 이루며, 또한 여과재(23b)의 내구성을 높이기 위해 여과재의 중앙에 다공구조의 스텐레스판재 심지부(23c)를 갖고 심지부의 상하 외면을 여과재(23b)가 감싼 구조로 제공될 수 있음을 나타내고 있다.
상기 프레필터부(23)를 거친 유입수는 황토볼여재층2(22)을 거치게 되는바, 황토볼여재층2(22)는 여재받침부(22a)의 중앙부에 유입부를 갖고 유입된 용수가 황토볼이 충진된 다수개의 격벽(22b)을 거치며 흐르도록 유도되되, 다수개의 격벽(22b)은 일측은 상부통수구(22c), 타측은 하부통수구(22d)를 교호적으로 갖도록 제공되고 격벽사이에는 황토볼이 충진되어 있어서 유입된 수돗물이 한쪽의 황토볼만을 경유하여 흐르지 않고 전체 격벽 사이에 충진된 황토볼 전체를 경유하여 황토볼여재층1(21)으로 보내지게 되며, 황토볼여재층1(21)도 지그재그 형태로 흐름을 유도하기 위하여 여재받침부(21a)의 중앙부는 막히고 외측 격벽(22b) 외부쪽으로 유입수가 들어가서 황토볼이 충진된 다수개의 격벽(21b)을 거치며 지그재그 흐름을 이루도록 격벽(21b)이 일측에 부분적으로 상부통수구(21c), 타측에 부분적으로 하부통수구(21d)를 갖도록 제공되어 유입된 수돗물이 황토볼과 충분히 접촉되어 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭치가 80 Hz 미만 범위로 제공되는 지장수로 변환시켜 중앙의 배출공(21e)을 거쳐 상부 배출구(25)를 통해 배출시키고자 하는 기술사상이 적용된 정수시스템으로 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.
상기의 상부하우징을 이루는 황토볼여재층1(21)이나 황토볼여재층2(22) 및 프레필터(23)를 감싸는 하부하우징은 오링(26)이나 기타 실링재로 수밀구조를 이루면서 볼팅(27)체결되거나 상부하우징과 하부하우징사이에 암수 결합구조를 갖는 구성으로 제공되어 필요한 경우 상부하우징과 하부하우징을 쉽게 분리시켜 여재를 교환하거나 청소를 해줄 수 있도록 제공되는 것이 바람직하며, 하부하우징 저부 일측으로는 필터층을 통과하지 않는 찌끼를 배출하기 위한 드레인부(26)를 갖는 구성으로 제공될 수 있음을 나타내고 있다.
도 2는 본원의 기술사상이 구현되는 지장수 제조장치의 메인몸체(30)가 다수개의 분할구조로 제공되는 적용예를 나타내고자 한 것으로, 도 2a는 내부투시 ㅅ사상태의 측면도를 나타낸 것이고, 도 2b는 도 2a의 내부 구조를 명확하게 보여주기 위한 절개 사시도를 나타낸 것으로, 본원의 기술사상이 구현되는 지장수 제조장치2(30)는 하부로부터 용수유입부(31), 1차 프레필터부(32), 2차 정수필터부(33), 황토볼메인여재부(34) 상부배출부(35)로 구분될 수 있는 구조를 이루고, 메인몸체의 일측부 용수유입부(31)로 유입되는 용수가 1차 프레필터부(32)를 거치며 용수의 부유물이 제거된 후 2차 정수필터부(33)로 보내지는바, 1차 프레필터부(32)는 중앙부로 막힘구조(32a)를 갖고 유입수가 측부로 분산되어 여과재(32b)를 거쳐 여과되는 구조를 이루며, 또한 1차 프레필터부(32)는 내구성을 높이기 위해 중앙에 심지부(32c)를 갖고 심지부의 외면을 여과재(32b)가 감싼 구조를 이루고, 심지부(32c)는 여과재(32b)의 휨을 방지하기 위해 다공구조의 스텐레스 망사구조로 제공될 수 있음을 나타내고 있다.
2차 정수필타부(33)는 일반 정수기에서 불순물이나 냄새성분 등을 흡착/제거하기 위한 용도로 사용되는 활성탄필터가 원통형 필터(33b)형태로 제공될 수 있으며, 원통형 필터(33b)는 여재받침부(33a)의 상부로 안치되고 월통형 필터 상부는 황토볼층여재부(34)의 여재받침부(34a)가 막혀 있는 상태에서 유입되는 용수가 수압에 의해 원통형 필터(33b)의 측부 필터층을 경유하여 황토볼예비여재부(33c)를 거쳐 상부의 황토볼메인여재부(34)로 보내지는 구조로 제공될 수 있다.
황토볼메인여재부(34)는 다수개의 격벽구조에 지그재그형으로 황토볼층을 내장시켜 용수가 지그재그식으로 황토볼층을 흐르도록 유도하면서 유입되는 용수가 황토볼과 접촉하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만 범위를 만족하는 지장수로 변환시키는 기능을 하게되는바, 황토볼메인여재부(34)의 저부는 중앙부는 막히고 외연 일측에 부분적으로 유입공을 갖고 2차 정수필타부(33)의 황토볼예비여재부(33c)에서 유입되는 여과수를 받아 다수개의 격벽구조를 지그재그로 흐르도록 유도되고 각각의 격벽에는 황토볼이 충진되어 있어 유입된 용수가 한쪽의 황토볼만을 경유하여 흐르지 않고 전체 격벽 사이에 충진된 황토볼을 경유하여 흐르도록 한쪽의 격벽은 상부에 물 흐름구가 마련되고 그 다음 격벽은 하부에 물 흐름구가 마련되는 형식으로 마련되어 유입수가 전체 황토볼층을 경유하며 체류시간을 확보하도록 하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만 범위로 제공되는 지장수로 변환시켜 배출되도록 기능한다.
황토볼메인여재부(34)를 거쳐 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만범위로 처리된 지장수는 상부배출부(35)를 통하여 외부로 배출되어 지장수를 필요로 하는 용도에 사용되는바, 상부배출부(35)의 일측으로는 지장수로 변화된 수치를 확인할 수 있는 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭값 감지센서가 마련되고 센서는 배출구와 연계되어 예를들어 미흡한 상태의 지장수가 배출되는 경우 알람 작동신호음을 발하거나 배출구가 차단되는 시스템으로 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.
도 3은 본원의 기술사상이 학교나 군부대 등의 다중이용집합시설에서 물탱크가 설치되어 있는 장소에서 적용되기 위해, 예를 들어 도 1의 지장수 제조장치(20) 다수개가 병열구조로 설치될 수 있는 사용예를 나타낸 것이다.
예를 들어 수돗물 공급처에서 이송되는 급수배관(10)으로부터 건물이나 옥내로 공급되는 수돗물 공급량을 측정하기 위한 수도계량기(11)를 거쳐 유입되는 물이 급수조절밸브(12)를 통하여 일정한 유량이 본원의 지장수 제조장치(20)로 보내지는 시스템에서 지장수를 얻고자 할 때, 본원에서 지장수로의 변환되는 규격기준으로 제시한 스펙트럼의 반폭치는 제조장치의 크기용량과 물 공급유량에 따라 차이가 날 것인바, 예를들어 본원의 지장수 제조장치를 이용하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭값이 70 Hz 범위로 1일에 200ℓ의 지장수를 얻고자 설계되는 경우, 도 3과 같은 지장수 제조장치를 내경 30㎝, 황토볼을 충진높이 60㎝로 제공되는 규격을 갖는 지장수 제조장치를 다수개로 만들어 이들을 병열로 연결하여 설치하여 본원의 목적을 달성할 수 있는바, 예를들면 제1제조장치(20a)를 거친 물의 스펙트럼의 반폭치가 88 Hz, 제2제조장치(20b)를 거친 물의 스펙트럼의 반폭치가 78 Hz, 제3제조장치(20c)를 거친 물의 스펙트럼의 반폭치가 72 Hz, 제4제조장치(20d)를 거친 물의 스펙트럼의 반폭치가 68 Hz 정도로 제공될 수 있는 실시양태를 나타낸 것이다.
이상을 통하여 본원의 기술사상이 적용되는 실시양태를 도면을 통하여 설명하고자 하였으나 제시되는 도면은 지장수 제조장치의 하나의 실시양태를 나타낸 것이고는 또한 이들의 실시양태는 본원의 특징부로 제시되는 필터나 환토여재층을 중심으로 제시한 것이므로, 본원에서 제시되는 구성 이외에 기존의 정수시스템이나 정수장치에 사용되는 통상적인 부가설비나 제어시스템이 추가되어 적용될 수 있음은 물론이다.
10 : 급수배관 11 : 수도계량기
12 : 급수조절밸브 13 : 수도꼭지
14 : 샤워기 20 : 지장수 제조장치1
21 : 황토볼여재층1 22 : 황토볼여재층2
23 : 프레필터부 24 : 하부유입구
25 : 상부배출구 26 : 드레인부
30 : 지장수 제조장치2 31 : 용수유입부
32 : 1차 프레필터부 33 : 2차 정수필터부
34 : 황토볼메인여재부 34 : 상부배출부
40 : 지장수 저류조
12 : 급수조절밸브 13 : 수도꼭지
14 : 샤워기 20 : 지장수 제조장치1
21 : 황토볼여재층1 22 : 황토볼여재층2
23 : 프레필터부 24 : 하부유입구
25 : 상부배출구 26 : 드레인부
30 : 지장수 제조장치2 31 : 용수유입부
32 : 1차 프레필터부 33 : 2차 정수필터부
34 : 황토볼메인여재부 34 : 상부배출부
40 : 지장수 저류조
Claims (5)
- 지장수를 얻기 위한 제조장치가 용수 유입부를 하부로 갖고 지장수 배출부는 상부로 갖는 구조를 통하여 지장수를 얻는 지장수 제조방법에 있어서,
지장수 제조장치가 하부로는 프레필터(pre filter)나 정수필터를 갖고 상부로는 메인여재인 황토볼층을 갖고 상향류식 흐름을 통하여 지장수를 얻되, 유입되는 용수가 프레필터(pre filter)나 정수필터를 거치며 부유물이나 유해물이 제거된 정화수를 얻으며, 정화수는 황토볼이 내장된 다수개의 격벽구조를 지그재그 형태로 상향류로 흐르면서 일정 체류시간을 확보하여 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭 측정치가 80 Hz 미만 범위를 만족하는 지장수로 변환시켜 배출되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지장수 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 메인여재인 황토볼은 황토분말 70±15w%, 굴패각 소성분말 20±10w%, 톱밥 10±5w% 의 조성비로 혼합된 후 직경 3-20 ㎜ 크기의 볼 형상으로 성형하고, 성형된 볼을 1000℃-1300℃ 온도에서 소성하는 공정을 거쳐 제공된 황토볼이 사용되는 것을 특징으로 하는 지장수 제조방법.
- 지장수를 얻기 위한 지장수 제조장치에 있어서,
지장수 제조장치가 용수를 공급받는 유입부는 하부로 갖고 지장수를 배출하기 위한 배출부는 상부로 갖는 상향류식 구조를 이루고 유입되는 용수가 1차 프레필터 및 2차 정수필타를 갖되, 1차 프레필터는 중앙부는 막힘구조를 갖고 측부로 분산되어 용수가 여과되는 구조를 이루고 하부에서 유입되는 용수의 부유물을 제거하도록 기능하고,
2차 정수필타는 상부가 막힌 원통형 필터 구조를 갖고 수압에 의해 하부에서 유입되는 용수를 측부로 배출하여 황토볼여재부로 보내주는 구조를 가지며,
황토볼여재부는 다수개의 격벽구조에 지그재그형으로 황토볼층을 내장시켜 용수가 지그재그식으로 황토볼층을 흐르면서 170핵자기공명 스펙트럼의 반폭치가 80 Hz 미만 범위를 만족하는 지장수로 변환시켜 배출하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 지장수 제조장치.
- 제3항에 있어서,
상기 1차 프레필터는 중앙에 심지부를 갖고 심지부의 외면을 여과포가 감싼 구조를 이루고, 심지부는 다공구조의 스텐레스 망사구조로 제공되는 것을 특징으로 하는 지장수 제조장치.
- 제3항에 있어서,
상기 1차 프레필터부, 2차 정수필터부 및 황토볼여재부는 각각 분리 또는 결합되는 구조를 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 지장수 제조장치.
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| KR1020100014609A KR101139519B1 (ko) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | 황토볼을 이용한 지장수 제조방법 및 지장수 제조장치 |
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| KR1020100014609A KR101139519B1 (ko) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | 황토볼을 이용한 지장수 제조방법 및 지장수 제조장치 |
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| KR101139519B1 true KR101139519B1 (ko) | 2012-05-02 |
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| KR1020100014609A KR101139519B1 (ko) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | 황토볼을 이용한 지장수 제조방법 및 지장수 제조장치 |
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| KR101710682B1 (ko) * | 2016-08-10 | 2017-02-28 | 주식회사 현진기업 | 유황여과볼 제조방법 및 이에 의해 제조된 유황여과볼 |
| KR102598280B1 (ko) * | 2022-09-16 | 2023-11-03 | (주)엘에스티에스 | 하이브리드형 세라믹 반응조 및 선택적 나노버블을이용한 수처리 시스템과, 이를 이용한 산업폐수 처리방법 |
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- 2010-02-18 KR KR1020100014609A patent/KR101139519B1/ko active IP Right Grant
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