KR102539860B1 - 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 과일이나 채소, 식품 등의 보관시에 선도유지와 부패방지 효과가 장시간 동안 지속될 수 있는 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제는 기체 투과성 포대와, 포대의 내부에 수용되며, 이산화염소수가 함침된 다공성 세라믹을 구비한다.
본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제는 기체 투과성 포대와, 포대의 내부에 수용되며, 이산화염소수가 함침된 다공성 세라믹을 구비한다.
Description
본 발명은 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 과일이나 채소, 식품 등의 보관시에 선도유지와 부패방지 효과가 장시간 동안 지속될 수 있는 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법에 관한 것이다.
이산화염소(chlorine dioxide, ClO2)는 강력한 산화제로서, 선도유지제 뿐만 아니라 표백제, 탈취제, 살균제 및 소독제로 널리 알려진 화합물이다. 특히, 기존 동일한 목적으로 염소보다도 물에 대한 용해도(25℃에서 301g/L)로 높고, 살균 작용이 뛰어나 물의 소독 및 식품의 처리 등에 널리 사용되고 있다.
이산화염소는 넓은 pH 범위에서의 살균력, 빠른 작용(Bernarde et al, 1965, 1967; McGuire and Dishinger, 1984; Rav-Acha, 1984) 및 유기물과의 제한된 반응(Richardson et al, 1994 Long et al, 1999) 때문에 대장균 등과 같은 유해세균을 살균하는데 효과적으로 사용되고 있다(Han et al, 2001; Singh et al, 2002 Beuchat et al, 2004; Rodgers et al, 2004; Ryu and Beuchat, 2005; Kim et al, 2006).
그러나, 이산화염소의 단점 중 하나는 제조와 저장시 불안정성이다. 이산화염소의 낮은 안정성 때문에, 이산화염소는 현장에서 제조되어야 하고 장기간 저장이 어렵다.
이산화염소를 제조하는 전통적인 방법 중 하나는 반응물로서 아염소산나트륨(sodium chlorite, NaClO2)과 염산(HCl)을 사용하여 아래와 같은 반응에 의해 이산화염소가 생성된다.
5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
이러한 반응에 의한 이산화염소의 발생은 급격하게 일어나며, 이산화염소의 활성에는 지속성이 없다. 따라서 저농도의 이산화염소 가스를 지속적으로 방출할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1556053호에는 소량의 이산화염소 가스가 수일 또는 수주 동안 지속적으로 발생되도록 함으로써 과일이나 채소의 보관시에 선도유지와 부패방지, 악취제거 등이 지속적으로 이루어지도록 하는 효과가 있는 이산화염소 생성 조성물 및 이산화염소 생성장치가 개시되어 있다.
상기 기술은 포장재의 내부를 차단막으로 2개의 공간으로 나눈 후 두개의 공간에 서로 다른 물질을 저장하는 구성으로 이루어져, 차단막을 제거하여 물질들이 혼합되면서 이산화염소 가스가 발생되도록 하고 있다.
하지만, 상기 기술은 액체상태로 포장재에 주입이 되어 보관 유통되므로 보관 유통의 어려움이 있고, 이산화가스를 방생시키기 위해서는 차단막을 별도로 제거하야야 하는 불편함이 있다. 또한, 차단막의 제거시 물질들이 반응해 이산화염소가스가 발생된 발생된 가스는 일시에 배출되어 지속적인 효과를 가지기 어렵다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 볼이나 입자 형태로 포장재의 내부에 봉입함으로써 보관 및 유통에 유리하고, 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 선도유지와 부패방지 효과가 장시간 동안 지속될 수 있는 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제는 기체 투과성 포대와; 상기 포대의 내부에 수용되며, 이산화염소수가 함침된 다공성 세라믹;을 구비한다.
상기 이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합한 것을 특징으로 한다.
상기 다공성 세라믹은 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 형성시킨다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제의 제조방법은 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있는 이산화염소수를 수득하는 이산화염소수제조단계와; 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 다공성 세라믹을 수득하는 다공성 세라믹제조단계와; 상기 이산화염소수를 상기 다공성 세라믹에 함침시키는 함침단계와; 상기 함침단계 후 상기 다공성 세라믹을 기체투과성 포대에 담는 봉입단계;를 포함한다.
상기 이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 수득한다.
상기 함침단계는 a)상기 이산화염소수와 상기 다공성 세라믹을 혼합하여 교반하는 단계와, b)상기 다공성 세라믹을 40 내지 120℃에서 1 내지 8시간 동안 1차 건조시키는 단계와, c)상기 다공성 세라믹을 흡착조절액에 침지하는 단계와, d)상기 다공성 세라믹을 20 내지 40℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 건조시키는 단계와, e)상기 다공성 세라믹을 8 내지 20시간 동안 자연건조시키는 단계로 이루어진다.
상술한 바와 같이 본 발명은 볼이나 입자 형태의 다공성 세라믹에 이산화염소수를 함침시켜 포장재의 내부에 봉입함으로써 보관 및 유통에 유리하다.
또한, 본 발명은 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 선도유지와 부패방지 효과가 장시간 동안 지속되므로 과일이나 채소, 식품 등의 선도를 오랜기간 동안 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 제조된 선도유지제의 절개사시도이고,
도 2은 도 1의 선도유지제를 제조하기 위한 공정을 나타낸 블록도이다.
도 2은 도 1의 선도유지제를 제조하기 위한 공정을 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제는 기체 투과성 포대와, 포대의 내부에 수용되는 다공성 세라믹을 구비한다.
포대는 주머니 형태로 이루어진다. 포대의 내부에는 다공성 세라믹을 수용할 수 있는 수용공간이 형성된다. 포대는 액체의 통과는 차단하고 기체는 투과할 수 있는 고분자 맴브레인 소재의 필름으로 형성될 수 있다. 이러한 기체 투과성 포대는 다공성 세라믹으로부터 방출되는 이산화염소 가스를 외부로 서서히 방출한다.
다공성 세라믹은 포대의 내부에 다수가 수용된다. 다공성 세라믹은 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 형성시킬 수 있다. 이러한 다공성 세라믹은 일 예로 볼 형상으로 이루어진다. 다공성 세라믹은 직경 0.5 내지 10mm 크기로 형성될 수 있다.
다공성 세라믹은 표면 및 내부에 미세한 기공이 무수하게 형성된 다공구조를 갖는다. 다공성 세라믹은 낮은 마모성 및 높은 충전율 등 이산화염소수 함침에 유리한 특성을 가지므로 담지 능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 배출속도를 지연시켜 서방출 특성을 개선시킨다.
다공성 세라믹에는 이산화염소수가 함침되어 이산화염소 가스를 서서히 방출시킨다. 다공성 세라믹에 함침시키는 이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 수득할 수 있다.
본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제는 이산화염소를 장시간 동안 서서히 지속적으로 방출할 수 있다. 따라서 과일이나 채소, 식품 등이 보관된 보관실에 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제를 투입함으로써 과일이나 채소, 식품 등의 선도유지와 부패방지 효과를 장시간 동안 유지할 수 있다.
이하, 상술한 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제의 제조방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제의 제조방법은 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있는 이산화염소수를 수득하는 이산화염소수제조단계와, 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 다공성 세라믹을 수득하는 다공성 세라믹제조단계와, 이산화염소수를 상기 다공성 세라믹에 함침시키는 함침단계와, 함침단계 후 상기 다공성 세라믹을 기체투과성 포대에 담는 봉입단계를 포함한다. 각 단계별로 살펴본다.
1. 이산화염소수제조단계
먼저, 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있는 이산화염소수를 수득한다.
이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 얻는다. 가령, 물 100중량부에 대하여 아염소산염 5 내지 20중량부와, 산 용액 7 내지 15중량부와, 염화나트륨 1 내지 10중량부를 혼합하여 이산화염소수를 얻을 수 있다.
물로 정제수를 이용할 수 있다.
아염소산염으로 아염소산 알칼리 금속염이나 아염소산 알칼리토류 금속염을 이용할 수 있다. 아염소산 알칼리 금속염으로 아염소산나트륨, 아염소산칼륨, 아염소산리튬을 들 수 있다. 그리고 아염소산 알칼리토류 금속염으로는 아염소산칼슘, 아염소산마그네슘, 아염소산바륨을 들 수 있다. 이 중에서도 용존 이산화염소 가스의 장기적인 보존 안정성이라는 점에서 아염소산나트륨이 바람직하다.
산 용액은 아염소산염과 반응하여 이산화염소를 발생시키며, 보존 안정성을 향상시키기 위해 겔 조성물이 적절한 pH를 유지할 수 있도록 한다.
산 용액으로 실온(25℃)에서 겔 조성물의 pH를 5 내지 7.5로 유지시킬 수 있는 산 또는 이의 허용되는 염을 이용할 수 있다. 이러한 pH조절제로 인산, 락트산, 시트르산, 아센트산, 말레산 및 이들의 허용되는 염 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것이다. 바람직하게 보존 안정성이 뛰어나며, pH 변동을 최소한으로 억제할 수 있는 인산을 이용한다.
염화나트륨은 이산화염소 가스의 방출특성을 개선시킨다. 염화나트륨이 첨가됨으로써 10일 이상 장시간 동안 서서히 이산화염소를 방출하는 서방출 특성이 크게 향상된다.
2. 다공성 세라믹제조단계
다공성 세라믹은 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 형성시킨다.
광물가루로 벤토나이트나 제올라이트를 이용할 수 있다. 슬러지는 하수나 폐수의 정화처리과정에서 발생된 것을 이용할 수 있다. 슬러지는 탈수기에서 배출된 케익 형태의 슬러지를 이용하거나, 건조시킨 후 분쇄하여 분말 형태로 이용할 수 있다. 생물학적 수처리 공정으로부터 배출되는 슬러지는 미생물을 포함한 다양한 유기물이 함유되어 있다. 이러한 유기물은 슬러지의 고온 소성과정에서 연소되고, 유기물이 연소되는 자리에 미세한 기공이 형성된다.
광물가루와 슬러지의 혼합시 필요에 따라 물을 첨가할 수 있다.
다공성 세라믹을 만들기 위한 일 예로, 슬러지 100중량부에 대하여 벤토나이트 10 내지 50중량부를 혼합한 후 볼 형상으로 성형한 다음 600 내지 1000℃에서 소성하여 다공성 세라믹을 만들 수 있다. 또한, 슬러지 100중량부에 대하여 제올라이트 10 내지 50중량부를 혼합한 후 볼 형상으로 성형한 다음 600 내지 1000℃에서 소성하여 다공성 세라믹을 만들 수 있다.
상술한 다공성 세라믹은 표면 및 내부에 미세한 기공이 무수하게 형성된 다공구조를 갖는다.
3. 함침단계
다음으로, 이산화염소수를 다공성 세라믹에 함침시킨다.
함침단계는 일 예로, a)이산화염소수와 다공성 세라믹을 혼합하여 교반하는 단계와, b)다공성 세라믹을 40 내지 120℃에서 1 내지 8시간 동안 1차 건조시키는 단계와, c)다공성 세라믹을 흡착조절액에 침지하는 단계와, d)다공성 세라믹을 20 내지 40℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 건조시키는 단계와, e)다공성 세라믹을 8 내지 20시간 동안 자연건조시키는 단계로 이루어질 수 있다.
4. 봉입단계
다음으로, 이산화염소수가 함침된 다공성 세라믹을 기체투과성 포대에 담는 봉입한다. 포대의 입구를 통해 다수의 다공성 세라믹을 포대의 내부로 투입한 다음 입구를 밀봉한다. 밀봉은 열융착 또는 고주파융착 방식으로 수행할 수 있다.
기체투과성 포대는 상술한 바와 같이 액체의 통과는 차단하고 기체는 투과할 수 있는 고분자 맴브레인 소재의 필름으로 형성된다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 선도유지제 11: 포대
15: 다공성 세라믹
15: 다공성 세라믹
Claims (6)
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- 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있는 이산화염소수를 수득하는 이산화염소수제조단계와;
광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 다공성 세라믹을 수득하는 다공성 세라믹제조단계와;
상기 이산화염소수를 상기 다공성 세라믹에 함침시키는 함침단계와;
상기 함침단계 후 상기 다공성 세라믹을 기체투과성 포대에 담는 봉입단계;를 포함하고,
상기 이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 수득한 것이고,
상기 함침단계는 a)상기 이산화염소수와 상기 다공성 세라믹을 혼합하여 교반하는 단계와, b)상기 다공성 세라믹을 40 내지 120℃에서 1 내지 8시간 동안 1차 건조시키는 단계와, c)상기 다공성 세라믹을 흡착조절액에 침지하는 단계와, d)상기 다공성 세라믹을 20 내지 40℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 건조시키는 단계와, e)상기 다공성 세라믹을 8 내지 20시간 동안 자연건조시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이산화염소 서방출성 선도유지제의 제조방법. - 기체 투과성 포대와;
상기 포대의 내부에 수용되며, 이산화염소수가 함침된 다공성 세라믹;을 포함하는 이산화염소 서방출성 선도유지제이며,
상기 이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합한 것이고,
상기 다공성 세라믹은 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 형성시킨 것이고,
상기 이산화염소 서방출성 선도유지제는 제 4항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 이산화염소 서방출성 선도유지제. - 삭제
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