KR101300655B1 - 염수 또는 세척수 살균 정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 김치 제조공정에서 사용되는 절임용 염수 또는 세척수의 세균을 살균하여 재사용하여 배출수를 줄이고, 사용되는 소금의 양을 감소시키는 염수 또는 세척수 살균 정화장치에 관한 것으로서, 김치공장에서 사용된 염수 또는 세척수가 필터를 통해 이물질이 걸러진 상태로 저장되는 염수 저장탱크와, 상기 염수 저장탱크에 설치되어 상기 염수 저장탱크에 저장된 염수 또는 세척수에 오존을 공급하여 살균하는 오존 발생기와, 상기 염수 저장탱크에서 상기 오존으로 인해 살균된 상기 염수 또는 세척수를 순환시켜 김치 제조설비로 공급하는 순환 펌프와, 상기 염수 저장탱크에 연결되어 상기 염수 또는 세척수를 저장시 발생되는 거품을 제거하는 거품 제거장치를 포함한다.
Description
본 발명은 염수 또는 세척수 살균 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 김치 제조공정에서 사용되는 절임용 염수 또는 세척수의 세균을 살균하여 재사용이 가능하도록 하는 염수 또는 세척수 살균 정화장치에 관한 것이다.
일반적으로, 김치와 같은 야채 절임식품류는 기본적으로 어떠한 야채를 이용하던 소금 혹은 소금물에서 절이는 공정을 거쳐서 제조된다. 이 절임과정을 대량생산공정에서는 균일한 절임효과를 얻기 위하여 일정 농도로 조절된 소금물(염수)을 이용한다. 산업화된 김치제조공정은 선별과정, 절단과정, 절임과정, 세척과정, 탈수과정, 양념혼합과정, 포장과정등으로 이루어지며 이중 절임과정과 세척과정에서 발생하는 오염된 염수가 토양과 수질을 오염시키는 주된 원인이 되고 있다.
절임과정에서 사용되는 염수의 농도는 4∼20%이며 염수의 양은 배추중량의 130%정도이다. 그리고 사용된 염수의 재사용회수는 통상 1∼4회정도에 머문다. 현재 우리나라에서 생산되는 김치의 일일생산량이 30만톤이상이므로 배추를 절이면서 발생하는 염수의 배출량은 일일 39 ∼ 156만톤에 이른다. 특히 영세한 김치제조공장의 경우 폐수처리가 미흡하다. 이러한 염수는 폐수처리를 제대로 하지않으면 미생물의 정상적인 성장에 악영향을 미쳐 토양 및 수질오염의 원인이 되어 환경오염을 유발한다. 배추의 절임에 사용되는 소금은 계절에 따라 많은 변화가 있으나 평균 일일 소모량이 약 3내지 4만톤 정도로 많은 경비가 소모된다.
염수에 배추나 무우등이 절이고 나면 염수내에는 이들 야채에서 추출된 여러가지 유기질, 무기질 성분과 함께 각종 미생물, 야채 표면에 있던 흙이나 기타 오염물질이 뒤섞여져 나오게 된다. 따라서 이 염수는 더 이상 사용할 수 없어 그대로 폐수처리를 거쳐 배출되어지고 있다.
대량생산공정에서 통상 일일 배출되는 폐염수의 양은 수십에서 수백톤에 이르는 엄청난 양을 이루며, 이 폐수를 처리하는 비용과 자원의 낭비는 막대한 것이다.
염수를 재활용하는 기술로 한국특허 제10-37542호는 절임배추세척조, 세척수의 부유물을 걸르는 3단금속처리조, 세척수를 재차 여과하는 3단정수처리조, 필터, 살균처리장치로 구성되어있다. 3단정수처리조는 금속망, 모래, 활성탄의 다단으로 구성하며, 살균처리장치는 오존 혹은 염소처리장치로 구성된다. 이상의 한국특허의 경우 부유물의 거름과 정수처리 그리고 필터처리라는 일반적인 공정을 거치도록 하면서 가장 핵심이 되는 오존처리 혹은 염소처리에 대하여 그 오존 처리농도와 시간등에 대하여 구체적인 설명이 부족하다. 즉, 배추의 형태나 산지 오염도등에 따라 너무나 다양한 미생물들과 오염물이 배출되며 이러한 배출에 따른 오존에 의한 능동적인 공급량의 가변적 변화가 없이 획일화된 공정을 거치므로 사실상 1,2회 처리후에는 오염이 심각하여 사용못하고 있다. 더나아가서 오존의 공급이 시스템과 분리되어져 통합적인 제어로 가장 최적의 살균, 탈색처리가 어려운 것이다. 특히 활성탄이라는 고가의 필터재료를 사용하여 경제성이 거의 없어 사실상 실시하지 못하고 있다.
관련 선행기술로는 한국 등록특허 제10-0668278호가 있다.
본 발명은 김치 제조공정에서 사용되는 절임용 염수(소금물) 또는 세척수의 세균을 살균하여 재사용하여 배출수를 줄이고, 사용되는 소금의 양을 감소시키는 염수 또는 세척수 살균 정화장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 염수 또는 세척수 살균 정화장치는, 김치공장에서 사용된 염수 또는 세척수가 필터를 통해 이물질이 걸러진 상태로 저장되는 염수 저장탱크와, 상기 염수 저장탱크에 설치되어 상기 염수 저장탱크에 저장된 염수 또는 세척수에 오존을 공급하여 살균하는 오존 발생기와, 상기 염수 저장탱크에서 상기 오존으로 인해 살균된 상기 염수 또는 세척수를 순환시켜 김치 제조설비로 공급하는 순환 펌프와, 상기 염수 저장탱크에 연결되어 상기 염수 또는 세척수를 저장시 발생되는 거품을 제거하는 거품 제거장치를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 염수 저장탱크와 상기 순환 펌프 간에는 상기 거품 제거장치에서 제거되지 못한 거품등의 이물질을 필터링하는 거름필터가 더 설치될 수 있다.
상기 염수 저장탱크에는 수위감지장치가 설치되어 오존으로 살균되는 상기 염수 또는 세척수의 수위가 설정되는 수위 이상 저장되면 상기 순환 펌프를 통해 순환 또는 상기 염수 저장탱크에 연결되는 배출 펌프를 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 거품 제거장치는, 상기 염수 저장탱크에 연결되어 상기 거품이 설정된 수위 이상 저장되면 개방되어 상기 거품을 배출시키는 거품 배출밸브와, 상기 거품 배출밸브와 연결되어 상기 거품이 저장되는 거품 저장통을 포함할 수 있다.
상기 염수 저장탱크의 염수 또는 세척수에 상기 오존 발생기에서 발생된 오존을 용해시키는 오존 용해기가 상기 오존 발생기와 연결되며, 상기 오존 용해기에서 오존이 용해된 염수 또는 세척수가 염수 저장탱크의 내부 하부로 공급되도록 하는 공급노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 염수 저장탱크에는 상기 순환 펌프를 통해 다수 순환되어 사용된 염수 또는 세척수를 외부로 배출할 수 있도록 배출 펌프가 연결되고, 상기 배출 펌프를 통해 배출된 상기 염수 또는 세척수는 배출수 저장탱크에 저장되어 배출수 저장탱크에 설치되는 살균 장치를 통해 살균되어 배출될 수 있다.
상기 염수 저장탱크의 외측에는 상기 염수 저장탱크의 내부를 확인할 수 있도록 점검창이 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 염수 또는 세척수가 저장되는 염수 저장탱크에 오존을 주입하여 오존을 통해 염수 또는 세척수를 살균 소독하여 염수 저장중 미생물에 의한 염수의 부패를 방지하는 효과가 있으며, 오존을 처리하여 발생하는 거품중에 존재하는 유기물 등의 오염물질을 거품제거기를 이용 제거하여 염수가 일정수준의 오염도에서 더 이상의 오염이 진행되지 않도록 하는 이점이 있다.
그리고, 일정기간마다 거름필터를 이용하여 오염물질을 주기적으로 제거하므로 염수를 깨끗하게 정화할 수 있는 이점이 있으며, 염수 또는 세척수를 다수회 사용하여 배출되는 배출수의 양을 감소시킬 수 있는 이점이 있고, 사용되는 소금의 양을 감소시키는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 염수 또는 세척수 살균 정화장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 염수 또는 세척수 살균 정화장치를 나타낸 도면으로서, 김치공장의 김치 제조설비(1)에서 사용된 염수(소금물) 또는 세척수가 필터링되어 저장되는 염수 저장탱크(10)와, 상기 염수 저장탱크(10)에 저장되는 염수 또는 세척수에 오존을 주입하여 살균하는 오존 발생기(20)와, 염수 또는 세척수를 순환시켜 김치 제조설비(1)로 공급하는 순환 펌프(30)와, 염수 저장탱크(10) 내에서 발생되는 거품을 제거하는 거품 제거장치를 포함한다.
상기 염수 저장탱크(10)는 김치공장에서 김치를 생산할 때 사용되는 절임용 염수와 염수를 세척한 세척수가 필터(2)를 통해 필터링 되어 저장되며, 염수 또는 세척수가 저장되는 양을 확인할 수 있도록 외측에 점검창이 형성된다.
그리고, 상기 염수 또는 세척수가 유입되는 유입 배관(12)이 외주연에 형성되고, 오존과 반응되어 살균처리된 염수 또는 세척수가 순환 펌프(30)를 통해 김치 제조설비(1)에 재공급되는 순환 배관(31)이 외주연에 형성되며, 다수회 순환되어 상기 염수 저장탱크(10)에 저장되는 염수 또는 세척수를 외부로 배출하도록 배출 펌프(51)와 연결되는 배출 배관(52)이 외주연에 형성된다.
상기 염수 저장탱크(10)에는 순환 배관(31)과 연결되어 염수 저장탱크(10) 내부의 수위가 설정된 수위 이상으로 저장되면 살균된 염수 또는 세척수를 순환 펌프(30)를 통해 순환시키는 수위감지장치(11)가 설치된다.
상기 순환 배관(31)에는 순환 펌프(30)가 연결되어 수위감지장치(11)에서 설정되는 수위 이상으로 염수 저장탱크(10) 내의 수위가 설정수위 이상으로 상승되면 순환 펌프(30)가 작동되어 살균된 염수 또는 세척수를 김치 제조설비(1)로 공급하게 된다.
상기 염수 저장탱크(10)의 외부에는 오존 발생기(20)가 설치되어 염수 저장탱크(10) 내부로 오존을 공급하게 되는데 이때, 오존 발생기(20)에서 발생된 오존이 오존 용해기(25)로 유입되고, 염수 저장탱크 내의 염수가 오존 용해기(25)로 주입되어 오존 용해기(25) 내부에서 염수에 오존이 용해된 상태가 된다. 이렇게 상기 오존 용해기(25)에서 염수에 오존이 용해되면 염수 저장탱크(10)로 오존이 용해된 염수를 주입하게 된다.
상기 이렇게 공급되는 오존이 용해된 염수는 염수 저장탱크(10)의 내부 하부에 설치된 공급노즐을 통해 염수 저장탱크 내부로 공급하며, 이로 인해 상기 염수 저장탱크(10) 내부에서 오존이 용해된 염수를 교반시킬 수 있게 된다.
상기 공급노즐(21)은 염수 저장탱크(10)의 바닥에 직선으로 다수 설치되거나, 원형으로 형성되어 설치될 수 있다.
상기 염수 저장탱크(10)의 외측 상측에는 염수 또는 세척수를 오존과 반응시켜 살균할 때 발생되는 거품을 배출시키는 거품 제거장치(40)가 설치된다.
이러한 상기 염수 저장탱크(10)에서 염수 또는 세척수를 오존과 반응 시킬때 거품이 발생되는 이유는 오존이 염수 또는 세척수와 반응을 일으켜 살균하는 과정에서 오존이 분해되어 산소가 다량 발생되며, 이때 발생되는 산소가 염수 또는 세척수의 상측으로 부유되는데 이 부유되는 산소가 염수 또는 세척수 내의 이물질과 함께 부유되어 거품으로 형성되기 때문이다.
상기 거품 제거장치(40)는 염수 저장탱크(10)의 상측에 연결되는 거품이 배출되는 거품 배관(41)에 설치되어 거품이 외부로 배출되도록 개방되어 거품을 외부로 배출시키는 거품 배출밸브(42)와, 거품 배출밸브(42)를 통해 배출되는 거품이 저장되는 거품 저장통(43)을 포함한다.
상기 거품 제거장치(40)의 거품 배출밸브(42)는 염수 저장탱크(10) 내부에 저장되는 염수 또는 세척수의 저장량이 증가함에 따라 부유하는 거품이 점차 상승되어 거품 배관(41)을 통해 거품 배출밸브(42)로 유동되면, 거품 배출밸브(42)가 자동으로 개방되어 거품을 거품 저장통(43)으로 배출하게 된다.
이때, 상기 거품 배출밸브(42)는 솔레노이드 밸브를 사용할 수 있다.
상기 거품 저장통(43)은 거품 배출밸브(42)와 연결되어 유동되는 거품을 저장하였다가 일정양 이상 저장되면 거품 배출밸브(42)의 작동으로 외부로 배출된다.
이렇게 상기 거품 제거장치(40)를 통해 거품이 제거된 염수 저장통(10) 내부의 염수 또는 세척수는 순환펌프(30)를 통해 순환될 때 배출되지 않은 거품이나 이물질을 걸러낼 수 있도록 거름필터(13)가 염수 저장탱크(10)와 순환펌프(30) 간에 설치된다.
상기 거름필터(13)는 부직포 필터 또는 마이크로 필터등이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 염수 저장탱크(10)에 형성된 배출 배관(52)을 통해 다수회 사용된 염수 또는 세척수가 배출될 때 별도의 배출수 저장탱크(50)로 배출되어 살균장치(54)를 통해 살균된 뒤 외부로 배출될 수 있다.
이렇게 상기 염수 저장탱크(10)에서 다수회 사용된 염수 또는 배출수를 외부로 배출할때 살균하는 방법은 염수 저장탱크(10)에 형성되는 배출 배관(52)을 통해 염수 또는 배출수가 배출되면 배출수 밸브(53)의 개방으로 배출 펌프(51)를 통해 배출수 저장탱크(50)에 저장된다. 이때, 염수 또는 세척수의 배출수가 배출수 저장탱크(50)에 저장되는 이유는 살균장치(54)를 통해 살균을 한뒤 외부로 배출시키기 위함이다.
상기 배출수 밸브(53)는 배출 펌프(51)와 연동되어 배출수 밸브(53)의 개방을 통해 배출 펌프(51)가 작동되어 염수 또는 세척수가 배출수 저장탱크(50)에 저장되고, 염수 저장탱크(10)에서 염수 또는 세척수의 배출이 완료되면 배출수 밸브(53)를 닫아 배출펌프의 동작을 정지시킨다.
이렇게 상기 배출수 저장탱크(50)에 배출되는 염수 또는 세척수가 저장되면 살균장치(54)를 통해 살균을 한 뒤 외부로 배출하게 된다.
이때, 상기 살균장치(54)는 오존을 발생시키는 오존 발생기(20)를 사용할 수 있고, 전기분해를 통해 물을 분해하여 살균하는 전기분해장치를 사용할 수도 있다.
이처럼 구성된 본 발명을 이용하여 김치공장에서 사용한 절임용 염수와 절인 배추를 세척하는 세척수를 정화하는 방법은 다음과 같다.
필터(2)를 통해 이물질이 걸러진 염수 또는 세척수가 염수 저장탱크(10)에 저장되면, 오존 발생기(20)에서 발생된 오존을 통해 염수 또는 세척수가 살균되고, 살균된 염수 또는 세척수가 순환 펌프(30)를 통해 김치 제조설비(1)로 다시 공급된다.
이때 상기 염수 저장탱크(10) 내부에 저장된 염수 또는 세척수의 상측에는 살균과정에서 발생되는 거품이 부유하게 되는데 이러한 거품을 거품 제거장치를 통해 배출시킨다.
상기 거품 제거장치(40)를 통해 배출되는 거품은 산소를 다량 포함하고 있기 때문에 거품을 분해하여 산소가 외부로 토출되도록 함과 동시에 배출되는 거품의 이물질이 따로 배출될 수 있도록 거품 제거장치(40)의 거품이 거품 저장통(43)에 저장되어 거품 배출밸브(42)의 작동을 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 염수 또는 세척수가 저장되는 염수 저장탱크에 오존을 주입하여 오존을 통해 염수 또는 세척수를 살균 소독하여 염수 또는 세척수를 다수회 사용하여 배출되는 배출수의 양을 감소시키며, 사용되는 소금의 양을 감소시키는 이점이 있다.
상기와 같은 염수 또는 세척수 살균 정화장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
1 : 김치 제조설비 2 : 필터
10 : 염수 저장탱크 11 : 수위감지장치
12 : 유입 배관
20 : 오존 발생기 21 : 공급노즐
30 : 순환 펌프 31 : 순환 배관
40 : 거품제거장치 41 : 거품 배관
42 : 거품 배출밸브 43 : 거품 저장통
50 : 배출수 저장탱크 51 : 배출 펌프
52 : 배출 배관 53 : 배출수 밸브
54 : 살균장치
10 : 염수 저장탱크 11 : 수위감지장치
12 : 유입 배관
20 : 오존 발생기 21 : 공급노즐
30 : 순환 펌프 31 : 순환 배관
40 : 거품제거장치 41 : 거품 배관
42 : 거품 배출밸브 43 : 거품 저장통
50 : 배출수 저장탱크 51 : 배출 펌프
52 : 배출 배관 53 : 배출수 밸브
54 : 살균장치
Claims (7)
- 김치공장에서 사용된 염수 또는 세척수가 필터를 통해 이물질이 걸러진 상태로 저장되는 염수 저장탱크;
상기 염수 저장탱크에 설치되어 상기 염수 저장탱크에 저장된 염수 또는 세척수에 오존을 공급하여 살균하는 오존 발생기;
상기 염수 저장탱크에서 상기 오존으로 인해 살균된 상기 염수 또는 세척수를 순환시켜 김치 제조설비로 공급하는 순환 펌프; 및
상기 염수 저장탱크에 연결되어 상기 염수 또는 세척수를 저장시 발생되는 거품을 제거하는 거품 제거장치;를 포함하며,
상기 염수 저장탱크와 상기 순환 펌프 간에는 상기 거품 제거장치에서 제거되지 못한 거품등의 이물질을 필터링하는 거름필터가 더 설치되고,
상기 염수 저장탱크에는 수위감지장치가 설치되어 오존으로 살균되는 상기 염수 또는 세척수의 수위가 설정되는 수위 이상 저장되면 상기 순환 펌프를 통해 순환 또는 상기 염수 저장탱크에 연결되는 배출 펌프를 통해 외부로 배출되며,
상기 거품 제거장치는 상기 염수 저장탱크에 연결되어 상기 거품이 설정된 수위 이상 저장되면 개방되어 상기 거품을 배출시키는 거품 배출밸브; 및
상기 거품 배출밸브와 연결되어 상기 거품이 저장되는 거품 저장통;을 포함하며,
상기 염수 저장탱크의 염수 또는 세척수에 상기 오존 발생기에서 발생된 오존을 용해시키는 오존 용해기가 상기 오존 발생기와 연결되며, 상기 오존 용해기에서 오존이 용해된 염수 또는 세척수가 염수 저장탱크의 내부 하부로 공급되도록 하는 공급노즐을 더 포함하고,
상기 염수 저장탱크에는 상기 순환 펌프를 통해 다수 순환되어 사용된 염수 또는 세척수를 외부로 배출할 수 있도록 배출 펌프가 연결되고, 상기 배출 펌프를 통해 배출된 상기 염수 또는 세척수는 배출수 저장탱크에 저장되어 배출수 저장탱크에 설치되는 살균 장치를 통해 살균되어 배출되는 염수 또는 세척수 살균 정화장치.
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- 청구항 1에 있어서,
상기 염수 저장탱크의 외측에는 상기 염수 저장탱크의 내부를 확인할 수 있도록 점검창이 형성되는 염수 또는 세척수 살균 정화장치.
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