녹즙기 금속원소 배출 억제 기술 개발
교육과학기술부(장관 김도연)은 한국원자력연구원 양성자기반공학기술 개발사업단의 박재원 박사팀이 양성자가속장치 기술을 응용하여 녹즙에 금속원소가 섞여 나오는 것을 억제하는 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.
녹즙을 효율적으로 짜내기 위해서는 한 쌍으로 구성되는 기어 간격을 최대한 좁혀야하지만 그동안 기어 사이 또는 기어와 섬유질간의 마찰로 인해 금속 성분이 일부 녹즙에 섞여 나오는 문제가 있었다.
특히 지난 1994년 녹즙기 쇳가루 파동 이후, 섞여 나오는 금속 성분을 줄이기 위해 기어와 기어 사이 간격을 넓히거나 금속 기어 대신 플라스틱 기어로 대체하는 등 방법을 사용하였으나 착즙 효율이 떨어지는 단점이 있었다.
하지만, 양성자가속기를 활용하여 질소이온을 초속 1,000 ㎞ 이상의 속도로 가속시켜 금속의 표면에 균일하게 충돌·주입시키면 금속의 표면 강도가 획기적으로 향상되고,
이 금속을 녹즙기의 기어로 활용하면 기어의 강도가 높아져 녹즙기의 착즙 효율이 높아지고 녹즙에 금속원소가 섞여 나오는 것을 최소화하는 등 세계보건기구(WHO)의 음용수 기준을 충족할 수 있게 된다.
박재원 박사는 “질소 또는 탄소이온을 주입함으로써 녹즙기 기어 간격을 좁혀 착즙 효율을 높이면서도 금속 탈락율은 크게 줄일 수 있게 됐다”며 “이온빔이 조사된 기어는 부식성도 개선되어 장기적으로 인체에 해로운 물질이 기어 표면에 형성되는 것을 억제하는 효과도 있다”고 밝혔다.
국내 특허 등록을 마친 이 기술은 민간기업에 이전되어 시제품 생산까지 마쳤고 곧 양산에 들어갈 예정이다.
※ 초속 1,000㎞로 가속한 질소 또는 탄소 이온을 금속표면에 주입하면 스테인레스 강에 압축잔류응력이 형성되어 표면의 탄성이 증가하고, 내부로 들어간 이온이 스테인레스의 크롬, 니켈, 철 등 금속 성분과 결합하여 질화물 또는 탄화물을 형성함에 따라 표면이 강화되는 효과를 얻을 수 있음
이번 기술을 개발한 한국원자력연구원 양성자기반공학기술개발사업단은 각종 입자빔을 이용한 표면처리 기술을 개발하고 있다.
지난 2005년 이·미용기 날의 내구성을 향상시키는 기술을 개발한데 이어, 블랙다이아몬드 등 유색 보석 생산, 기능성 고분자 제품 생산 등 다양한 분야에서 산업체 기술이전과 실용화를 지원하고 있다.
앞으로도 금속 날 류, 베어링 류 등의 내구성 향상을 위한 표면 처리, 반도체 식각 등 산업응용분야에 입자빔을 활용하기 위한 연구를 진행할 예정이다.
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