KR102711297B1 - 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미강 미네랄 결정체를 이용한 중금속 제거용 담체는 주원료로 제올라이트 70~90중량%와, 부원료로 소성화된 미강 미네랄 결정체 분말 및 첨가제 10~30중량%을 혼합하고, 혼합수를 혼합하여 일정 크기 구형으로 형성하여 건조하여 이루어지는 것으로, 미네랄 결정체를 이용하여 담체를 형성하여, 해조류 담체의 금속산화물(Fe, Al, Ca, Ma 등)의 흡착능력을 이용하여 해조류의 가공공정에서 사용하도록 하여 해조류에서 비소 등의 중금속을 제거할 수 있도록 하면서도, 오폐수의 수처리용에도 사용할 수 있어 다양한 사용용도로 사용할 수 있다.

Description

미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체{A carrier for removing heavy metals from seaweed using micro mineral crystals}

본 발명은 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미네랄 결정체를 이용하여 담체의 금속산화물(Fe, Al, Ca, Ma 등)의 흡착능력을 이용하여 해조류의 가공공정에서 사용하도록 하여 해조류에서 비소 등의 중금속을 제거할 수 있도록 하면서도, 오폐수의 수처리용에도 사용할 수 있어 다양한 사용용도로 사용할 수 있는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체 에 관한 것이다.

국내 해조류에서 고농도 비소 등의 중금속 검출로 인한 사회적 문제가 야기고 있으며, 이에 따라 수산물 및 가공식품 중금속 모니터링이 실시되고, 해조류 함유 가공식품의 제조가공 기준 및 무기 비소 기준이 신설되는 등 대처 방법을 강화하고 있다.

특히, 중금속 중 비소는 산화상태에 따라서 독성차이가 있으나 3가 비소형태가 특히 강하고, 비소는 인간발암성과 관련한 가장 위험한 A급 독성물질로 지정되어 허용농도기준을 10ppb 이하로 관리하여야 하며, 미국, 유럽, 한국 등 비소의 음용수 수질농도를 개선하여 50ppb에서 10ppb이하로 관리하도록 하고 있다.

일반적인 많이 사용되는 비소제거방법으로는 첫번째, 침지법, 열처리법에 의한 비소제거방법이 있으나, 이는 톳 가공공장에서 주로 사용하는 것으로 톳의 원초적 특징인 색, 맛, 형태 등이 상실되는 문제점 발생하였으며, 찐 톳은 수분을 제거하며 중량을 낮추는데 이는 비소의 농도가 농축되는 결과를 초래하는 문제점이 있었다.

두번째로 유기산을 이용한 비소제거방법이 있었으나, 이와 같이 유기산을 이용하여 비소를 제거하는 공정은 처리과정이 복잡하고 처리수 등의 오염수 배출의 문제가 발생하였고, 유기산의 냄새 제거를 위한 2차 공정 필요한 문제점이 있었다.

마지막으로, 흡착제를 이용한 비소제거방법은 흡착제 대부분을 외국에서 수입하여 사용하기 때문에 경제적인 효율성이 떨어지며, 응집침전처리, 멤브레인처리, 이온교환처리 기술 등은 설치비 및 관리비, 운영비가 높고 전처리 및 사후처리 등의 기술이 필요한 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1546817호 "유기산을 이용한 해조류 중의 중금속 제거방법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '유기산을 용매에 첨가하여 pH 2.0~4.0의 산성 용액을 제조하는 산성 용액제조 단계; 및 상기 산성 용액에 해조류를 첨가하되, 해조류가 첨가된 산성 용액의 전체 부피에 대한 해조류의 중량(무게/부피, W/V)이 1/20 이하가 되도록 첨가하여 5~20분간 처리하는 중금속 제거 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는, 유기산을 이용한 해조류 중의 중금속 제거방법'을 제안한다.

그러나 상기 배경기술은 유기산을 이용하는 것으로 처리과정이 복잡하고 처리수 등의 오염수 배출 등의 문제점이 있었다.

특허등록 제1546817호 "유기산을 이용한 해조류 중의 중금속 제거방법"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해조류에서 비소 등의 중금속을 효과적으로 제거하도록 하여 식품가공공정에서 화학약품 및 이물질이 첨가되지 않을 뿐만 아니라 기존 중금속 처리기술과 비교해서 설치 및 관리운영이 단순하며, 경제적이면서 친환경·고효율로 원초 본래의 특성을 훼손하지 않아 상품가치 저하 우려도 해소할수 있는 효과가 있으며, 특히, 해조류에서의 중금속 제거 뿐만 아니라 오폐수의 수처리용에도 사용할 수 있어 다양한 사용용도로 사용할 수 있는 해조류 중금속 제거용 담체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 주원료로 제올라이트 70~90중량%와, 부원료로 소성화된 미강 미네랄 결정체 분말 및 첨가제 10~30중량%을 혼합하고, 혼합수를 혼합하여 일정 크기 구형으로 형성하여 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 제공하고자 한다.

또한, 주원료는 제올라이트 10~100중량%를 대체하여 황토를 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 제공하고자 한다.

또한, 혼합수는 미강미네랄 결정체 분말을 물에 혼합하여 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 제공하고자 한다.

또한, 첨가제는 산화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 수산화 마그네슘 중 어느 하나 또는 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 제공하고자 한다.

또한, 첨가제는 백운석, 고령토, 마그네사이트를 포함한 광물 분말 중 어느 하나 또는 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 제공하고자 한다.

또한, 담체는 건조 후에 소성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 제공하고자 한다.

또한, 담체는 2~4 mm의 지름을 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 제공하고자 한다.

본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체는 미강 미네랄 결정체 분말과 제올라이트 분말을 혼합하고 성형하여 담체를 형성하도록 하여, 해조류에서 비소 등의 중금속을 효과적으로 제거하도록 하여 식품가공공정에서 화학약품 및 이물질이 첨가되지 않을 뿐만 아니라 기존 중금속 처리기술과 비교해서 설치 및 관리운영이 단순하며, 경제적이면서 친환경·고효율로 원초 본래의 특성을 훼손하지 않아 상품가치 저하 우려도 해소할수 있는 효과가 있으며, 특히, 해조류에서의 중금속 제거 뿐만 아니라 오폐수의 수처리용에도 사용할 수 있어 다양한 사용용도로 사용할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 제조과정을 보인 사진
도 2는 본 발명의 미강 미네랄 결정체 구조를 비교하기 위한 langbeinite의 XRD 분석분석(한국고분자연구소)
도 3은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체의 제조방법의 일 실시예를 도시한 도.
도 4는 상기 도 3의 다른 실시예를 도시한 도.
도 5는 본 발명의 소성화된 중금속 제거용 담체의 물리적 특성을 평가한 표.
도 6은 본 발명의 중금속 제거용 담체의 크기별 비소제거효과를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체의 중금속 제거 효율을 도시한 그래프.
도 8은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체의 반응시간에 따른 비소 흡착 결과를 도시한 그래프.
도 9는 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체에 의한 톳과 미역 추출액 중 비소 제거능을 실험 비교한 그래프.
도 10은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 이용한 해조류 가공방법의 실시예를 도시한 도.
도 11은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 이용한 톳 가공공정에서의 침지횟수에 따른 비소 제거율을 나타낸 표.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체의 제조방법의 일 실시예를 도시한 이고, 도 4는 상기 도 3의 다른 실시예를 도시한 도이다.

본 발명은 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체는 주원료로 제올라이트 70~90중량%와, 부원료로 소성화된 미강 미네랄 결정체 분말 및 첨가제 10~30중량%을 혼합하고, 혼합수를 혼합하여 일정 크기 구형으로 형성하여 건조하여 이루어지도록 한다.

본 발명에서는 흡착력이 뛰어난 제올라이트를 주원료로 사용하도록 한다.

주원료로 제올라이트 70~90중량%와, 부원료로 소성화된 미강 미네랄 결정체 분말 및 첨가제 10~30중량%을 혼합하는데, 소성화된 미강 미네랄 결정체 분말 및 첨가제 10중량% 미만으로 혼합시에는 중금속 흡착효율이 떨어지고, 소성화된 미강 미네랄 결정체 분말 및 첨가제 30중량%를 초과하여 혼합시에는 경제성이 떨어지기 때문에 10~30중량% 혼합하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명에서는 점착력을 높이도록 주재료로 황토를 혼합하도록 할 수도 있는데, 주원료는 제올라이트 10~100중량%를 대체하여 황토를 사용할 수 있다.

소성화된 미강 미네랄 분말은 친환경적이며 경제적이도록 미강 분말을 사용하도록 하며, 특히, 미강 분말을 소성화한 미강 미네랄 결정체를 분말화 하여 사용하도록 하는 것이다.

미강 미네랄 결정체 분말은 미강을 소정 온도로 소성화 한 후 분쇄하여 사용하도록 하여 무기염류결정체로 생성제조하는 시간을 단축시키고, 미강에 함유된 농약성분을 제거할 수 있어 친환경적인 무기염류결정체를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

미강 미네랄 결정체 분말의 소성화는 미강을 600~800℃의 온도로 소성화하여 제1결정체를 형성하고, 제1결정체를 1200~1300℃의 온도로 용융하고 결정화하여 제2결정체를 형성하여 반복 직화연소로 불순물을 제적하여 제조하도록 한다.

상세히 설명하면 도 1과 같이 미강분말을 물과 혼합하여 일정 크기의 펠렛 등으로 성형화하고 이 미강 펠렛을 직화용기의 내부에 수용하고 가열수단으로 직접적으로 1차로 600~800℃의 온도로 가열시켜 미강에 함유된 불순물과 유기물 성분을 제거하여 상기 미강을 검은색에서 진갈색으로 탄화시켜준다.

가열온도는 600℃, 3시간 미만인 경우에는 불순물과 유기물성분을 제거하는 시간이 많이 소요되고 800℃에서 5시간을 초과하는 경우에는 급격히 열이 가해지므로 불순물과 유기물성분이 제거되면서 무기물도 같이 손실되어 무기염류결정체의 양이 작아지므로 1차 직화연소하는 단계의 가열온도는 600~800℃에서 3~5시간, 바람직하게는 4시간 실시하는 것이바람직하다.

이후, 제1결정체를 1200~1300℃의 온도로 3~5시간 가열하여 용융하고 결정화하여 제2결정체를 형성하도록 한다.

1차 냉각된 상기 쌀겨성형물을 가열수단으로 직접적으로 2차로 직화 가열시켜 상기 쌀겨성형물에 함유된 불순물과 유기물성분을 제거하여 상기 쌀겨성형물이 옥색으로 용융되게 하여 준다.

이때, 2차 직화연소하는 단계에 송풍기를 구비하여 미강의 탄화재가 섞이지 않게 탄화재를 직화용기의 외부로 배출하여 순수한 성형물이 소성되어 얻어지는 용융물을 얻도록 할 수 있다.

가열온도는 1200℃, 3시간 미만인 경우에는 불순물과 유기물성분을 제거하는 시간이 많이 소요되고 1300℃, 5시간을 초과하는 경우에는 급격히 열이 가해지므로 불순물과 유기물성분이 제거되면서 무기물도 같이 손실되어 무기염류결정체의 양이 작아지므로 2차 직화연소하는 단계의 가열온도는 1200~1300℃에서 3~5시간, 바람직하게는 4시간 실시하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 제작된 미강 미네랄 결정체는 소성화한 미강은 옥색을 띄게 되며, 미네랄 성분은 K 39.6%, P 33.4%, Mg 13.6% 등 천연미네랄 성분이 함유되어 있으며, 이 미네랄 성분의 양이온은 비소 등의 중금속의 음이온과 결합하여 흡착하게 되는 것이다. 또 도 2와 같이 미강 미네랄 결정체의 조직구조는 칼륨마그네슘의 황산화광물로 비료로 사용하고 물을 금속히 흡수하는 랑베이나이트(langbeinite)암석과 유사한 결정구조를 갖는 것으로 확인되었다.

이와 같이, 주원료로 제올라이트 70~90중량%와, 부원료로 소성화된 미강 미네랄 결정체 분말 및 첨가제 10~30중량%을 혼합하여 일정 크기 구형으로 형성하여 건조하여 도 2에서와 같이, 비소성 기능성 담체로 사용하거나, 건조 후 소성과정을 거쳐 소성 기능성 담체로 제작할 수도 있다.

담체를 만드는 주원료인 제올라이트는 다공성 물질(porous material)로서, 내부 미세 기공이 많이 형성되어 있어(비표면적 약 50㎡/g 내지 1,600㎡/g) 이온교환효과가 우수하여 담체(media)가 유해물질인 중금속을 흡착하여 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

비소성 기능성 담체인 경우에는 첨가제로 무기바인더를 혼합하여 담체의 형태를 유지하도록 한다.

담체의 성형은 압출형 성형기를 이용하여 펠렛을 제작하며, 제작된 펠렛을 구형정형기를 이용하여 구형의 담체로 제작하도록 하며, 비표면적은 5m²/g 이상, 흡수율 25% 이상으로 형성하도록 하여 흡착효율을 높이고, 압축강도는 1.5Mpa 이상으로 형성하여 가열 시 및 충격에 의해 내구성을 높이도록 할 수 있다.

도 5은 본 발명의 소성화된 중금속 제거용 담체의 물리적 특성을 평가한 표이고, 도 6는 본 발명의 중금속 제거용 담체의 크기별 비소제거효과를 도시한 그래프.

도 5에서와 같이, 본 발명의 소성화된 중금속 제거용 담체(개선)와 다른 담체의 크기별 물리적 특성은 평가기관 의뢰결과 비표면적은 지름이 2mm인때 가장 크게 나타났으며 특히 본 발명의 담체(개선)에서는 26.06m²/g으로 나타났으며, 흡수율 42.3% 압축강도 3.89Mpa로 모두 기준치 이상으로 나타났다.

도 6에 도시된 바와 같이, 담체의 지름을 2mm, 4mm, 6mm로 소성과 비소성으로 각각 구성하고, 비소제거효과를 실험한 결과, 소성과 비소성 담체 모두 비소 제거율이 88%이상으로 나타났으며 담체 지름의 크기가 작은 2mm일때의 제거율이 더 높은 것을 알 수 있으며, 담체의 입자 크기(지름)가 작을 수록 비표면적이 넓어져 중금속 제거효율이 높고 실험에서는 2mm 인 담체가 가장 비소제거효율이 높았다,

따라서, 담체의 지름은 2~4mm 크기 일때가 가장 물리적 특성이 뛰어난 것을 알 수 있다. 담체의 지름이 2mm 미만으로 형성되면 성형이 어렵고 경제성이 떨어지기 때문에 2~4mm의 크기로 제작하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명에서는 도 3에서와 같이, 혼합수 사용시에 미강미네랄 결정체 분말을 물에 혼합하여 혼합수에 사용하도록 할 수 있다.

미강 미네랄 결정체 분말은 미네랄 성분은 K 39.6%, P 33.4%, Mg 13.6% 등 천연미네랄 성분이 함유되기 때문에, 담체 형성시에 미네랄 성분을 추가로 함유하도록 혼합수를 처리하도록 하여 중금속 제거 처리 효율을 높이도록 할 수 있다.

비소 등의 중금속은 pH 중성영역에서 염기성으로 가면 음이온의 형태로 전환되어 담체의 금속 양이온과 흡착하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 제올라이트 분말은 중금속의 흡착제로 사용되어, 중금속을 담체에 효과적으로 흡착되도록 한다

또한, 첨가제는 다양한 재료를 사용할 수 있으나, 혼합수에서와 마찬가지로 K, Mg 등의 성분이 추가로 혼합되어 중금속 제거 처리 효율을 높이도록, K, Mg 등의 성분이 많은 산화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 수산화 마그네슘 중 어느 하나 또는 혼합하여 첨가제로 사용하도록 할 수 있으며, 백운석, 고령토, 마그네사이트를 포함한 광물 분말 중 어느 하나 또는 혼합하여 이루어지도록 할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체의 중금속 제거 효율을 도시한 그래프이다.

중금속이 포함된 물에 담체를 각각 물 대비 20중량%, 40중량%를 투입하고 담체의 중금속 제거효율을 실험하였다.

그 결과 담체 20중량% 보다 40중량% 투입한 것이 효율이 높았으며, 모두 중금속 제거효율이 뛰어난 것을 알 수 있다.

- 대용량 톳 가공공정 중 비소제거 : 최고 95% 이상

- 수중 중금속 제거 : 담체 40중량% 용량처리시 납 100%, 비소 95%, 카드뮴 96%, 인 97%

도 8는 는 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체의 반응시간에 따른 비소 흡착 결과를 도시한 그래프이다.

도 8에서와 같이, 비소가 함유된 물에 담체를 투입하고 시간에 따른 비소 흡착상황을 실험하였다.

그 결과 반응 3시간 이후 부터 담체의 비소 농도 효과가 현저히 낮아지는 것을 알 수 있으며, 담체의 비소저감을 위한 효율적인 반응 시간은 3시간인 것을 확인할 수 있다.

도 9은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체에 의한 톳과 미역 추출액 중 비소 제거능을 실험 비교한 그래프이다.

도 9에서와 같이, 톳과 미역 추출액에 소성 담체를 침지시키고 비소제거성능을 비교하였다.

침지온도는 80℃, 침지시간 30분, 원초 : 물의 비율은 1:6(질량비) 였으며, 그 결과, 톳은 72%, 미역은 68.6%의 비소 제거 효과를 확인할 수 있었다.

도 10은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 이용한 해조류 가공방법의 실시예를 도시한 도이다.

톳과 같은 해조류는 기존에는 세척하고 불린 후에 스팀으로 찌고 자숙 과정이 필요하지만, 기존에는 중금속을 배출하기 위하여 고온의 스팀으로 24시간 이상을 찌는 과정을 거쳐야 하고 이러한 고온의 스팀으로 찌는 과정에서 조직이 파괴되어 상품성이 떨어질 뿐만 아니라 중금속 제거가 어렵고, 자숙과정이 오래걸려 가공시간이 길어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 해조류 중금속 제거용 담체를 이용하여 찌는 과정이나 자숙과정이 필요 없이 단시간에 끓여서 바로 건조하기 때문에 해조류의 조직 파괴를 최소화하여 상품성을 높이고 가공시간의 단축이 가능하도록 한다.

미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 이용한 해조류 가공은 먼저, 해조류 원초를 일정량이 되도록 나누어 물에 불리고 세척하는 원초 준비하도록 한다(a),

원초는 일정량(바람직하게는 100kg) 씩 나누어 주고 이를 물에 넣어 불리도록 한다. 물에 불리는 시간은 0.5~1시간 정도가 바람직하며 불린 후에는 다시 세척하여 이물질을 제거하도록 한다.

이후에는 가열용기의 내부에 일정량의 해조류 덩어리 사이에 해조류 중금속 제거용 담체를 위치시켜 투입하고, 100℃로 10~30분으로 끓인후에 일정시간 침지하여 중금속을 제거하도록 한다(b).

가열용기에는 일정량의 단위로 나누어 세척된 해조류 덩어리를 넣고 담체를 넣고 다시 해조류를 넣는 과정을 거쳐, 담체가 해조류 덩어리와 해조류 덩어리의 사이에 위치하도록 한다. 가열용기의 내부에는 필요시 물을 일정량 투입할 수 있다.

이때, 담체는 담체의 상부와 하부에 각각 위치하는 해조류 덩어리의 중량과 동일한 중량으로 이루어지도록 하는 것이 중금속 제거 처리 효율면에서 바람직하다.

본 발명에서는 특히, 고온의 스팀으로 오랜시간 찌는 과정을 생략하고 가열용기을 끓여서 해조류 내부의 중금속이 끓는 과정에서 담체에 침착하도록 하기 때문에, 해조류의 조직의 파괴를 최고화하도록 끓는 온도인 100℃로 끓이도록 하고, 10분 미만으로 끓이면 중금속이 충분히 담체에 흡수되지 못하고 30분 이상으로 끓이면 해조류의 조직파괴가 일어날 수 있기 때문에 시간은 10~30분 끓이도록 한다.

이와 같이, 가열용기에서 가열하여 끓인 후에 바로 해조류를 꺼내지 않고 일정시간 침지된 상태로 놔두어 담체에 충분히 중금속이 흡착되도록 한다. 이때 침지시간은 바람직하게는 30분 정도로 유지하도록 하여 물속의 잔여 중금속이 흡착되어 제거되도록 한다.

마지막으로, 가열용기에서 해조류를 꺼내서 건조하도록 한다(c).

건조는 자연건조나 열풍기로 열풍건조 하도록 할 수 있다.

특히, 본 발명에서는 도 10b에서와 같이, (b) 중금속 제거단계는 100℃로 10~15분 끓인 후 일정 시간 침지하고, 다시 담체를 중심으로 상부와 하부의 해조류 덩어리 위치를 바꾸어 100℃로 10~15분 끓인 후 일정 시간 침지하도록 할 수 있다.

도 11는 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 이용한 톳 가공공정에서의 침지횟수에 따른 비소 제거율을 나타낸 표이다.

침지시간은 1회당 30분으로 하였고, 침지온도는 70~80℃ 였으며, 담체용량은 40% v/v 였다.

그 결과 침지를 1번 거친 실시예에서의 비소 제거율은 81%로 나타났고, 침지를 2번 거친 실시예에서의 비소 제거율은 94.95%, 침지를 3번 거친 실시예에서의 비소 제거율은 96.48%로 침지를 여러번 거친 경우 비소제거율이 높았으며, 침지는 2번 이상하더라도 큰차이가 없었다.

따라서, 침지는 2번 하는 것이 바람직하며, 담체를 중심으로 상부와 하부의 해조류 덩어리 위치를 바꾸어 해조류에 고루 담체가 접하도록 하여 중금속 제거율을 높이도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 가공방법으로 가공된 톳의 표면사진(SEM측정)을 표 1에서와 같이 비교하여 보았다.

원초 톳 물불림 상태 표면사진	담체를 이용한 중금속을 처리하는 가공방식으로 생산된 톳의 표면 사진	기존 가공방식으로 생산된 톳의 표면사진
대조군(표준)	표면 조직 파괴 거의 없음 상품성 좋음	표면 조직 파괴 심함 상품성 저하 : 식감 등

그 결과 기존 가공방식으로 생산된 톳은 대조군인 원초에 비해 표면 조직 파괴가 심하여 상품성이 저하되며 식감이 떨어지는 결과가 나타났으며, 본 발명의 담체를 이용한 톳은 표면 조직의 파괴가 거의 없는 것으로 나타났다.

상기와 같은 본 발명의 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체를 이용한 해조류 가공은 미강 미네랄 결정체 분말과 제올라이트 분말을 혼합하고 성형하여 담체를 형성하도록 하여, 해조류에서 비소 등의 중금속을 효과적으로 제거하도록 하여 식품가공공정에서 화학약품 및 이물질이 첨가되지 않을 뿐만 아니라 기존 중금속 처리기술과 비교해서 설치 및 관리운영이 단순하며, 경제적이면서 친환경·고효율로 원초 본래의 특성을 훼손하지 않아 상품가치 저하 우려도 해소할수 있는 효과가 있으며, 특히, 해조류에서의 중금속 제거 뿐만 아니라 오폐수의 수처리용에도 사용할 수 있어 다양한 사용용도로 사용할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

Claims (7)

1. 주원료로 제올라이트 70~90중량%와, 부원료로 소성화된 미강 미네랄 결정체 분말 및 첨가제만 10~30중량%을 혼합하고, 혼합수를 혼합하여 일정 크기 구형으로 형성하여 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체에 있어서,
   혼합수는 미강미네랄 결정체 분말을 물에 혼합하여 사용하도록 하고,
   첨가제는 산화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 수산화 마그네슘 중 어느 하나 또는 혼합하여 이루어 지고,
   첨가제는 백운석, 고령토, 마그네사이트를 포함한 광물 분말 중 어느 하나 또는 혼합하여 이루어 지고,
   담체는 건조 후에 소성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미강 미네랄 결정체를 이용한 해조류 중금속 제거용 담체.
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