KR0156439B1 - 감마선 조사를 통한 공업용 전분의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제지 및 섬유공업등에서 널리 이용되고 있는 공업용 변성전분의 대체품을 개발하기 위해 감마선 조사기법을 이용한 것이다.

본 발명 특허의 내용은 옥수수 전분에 일정조건의 감마선을 조사하여, 전분의 물리화학적 성질을 단계적으로 변화시킴으로써 화학적으로 처리한 공업용 변성전분(산화전분 및 산처리전분)의 대용으로 사용토록 하는 것이다. 따라서, 공업용 변성전분 제조시에 본 기법을 이용함으로써 생산성을 향상시킬분 아니라 폐수 배출로 인한 환경오염을 최소화 함으로서 산업적으로 크게 이바지할 수 있는 방법이다.

Description

감마선 조사를 통한 공업용 전분의 가공방법

본 발명은 감마선 조사를 통한 공업용 전분의 가공방법에 관한 것으로, 특히 제지 및 섬유공업 등에서 널리 이용되고 있는 공업용 변성 전분(산처리 및 산화전분)의 대체품을 개발하기 위해 전분에 감마선 조사를 한 가공방법에 관한 것이다.

공업용 변성 전분은 제약, 제지, 섬유, 플라스틱, 금형, 방적 등 여러 분야에서 널리 이용되고 있으며, 그 사용량도 해마다 증가되고 있는 실정이다.

현재 국내 제지 사이징(sizing)용 저점도 산화전분 및 섬유 사이징용 산처리 전분의 경우만 하더라도 그 수요는 연간 약 12만톤, 금액으로는 약 400억을 상회하고 있으며, 그 대부분이 국내 전분회사에서 제조 판매되고 있다.

그러나 최근 환경오염에 대한 규제가 까다로워져 이로 인한 오염방지 설비에 대한 투자의 부담 등으로 공업용 변성 전분의 요구물량이 충족되지 못하는 실정에 있으며, 또한 우수한 품질의 제품 공급이 어려운 실정에 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 옥수수 전분에 감마선을 조사하여 전분의 점도를 단계적으로 낮추고, 점도 안정성을 향상시킴으로써 기존 공업용 변성 전분의 대체품으로 사용할 수 있도록 하였으며, 나아가 폐수배출로 인한 여러 문제점을 해결할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 시판중인 옥수수 전분에 감마선을 조사하여 공업용 전분으로 가공하는 방법에 있어서, 상기 전분의 수분함량을 8∼15%로 하고 pH(수소이온농도)를 2∼5로 조절한 후, 감마선을 실온에서 시간당 1kGy 이상의 선량율로서 총 10-110kGy의 흡수선량조사하되, 산처리 전분의 물성을 얻기 위해서는 감마선을 총 20-30kGy 흡수선량조사하고, 산화전분의 물성을 얻기 위해서는 총 30-110kGy 흡수선량조사하는 것을 특징으로 하는 감마선 조사를 통한 공업용 전분의 가공방법을 제공함으로써 달성된다.

상기 감마선의 발생선원으로는 코발트 60(⁶⁰Co) 및 세슘(¹³⁷Cs)을 사용할 수 있으며, 전자파도 동일 효과를 나타내게 할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.

[실시예]

표 1은 시판중인 옥수수 전분에 직접 감마선을 조사하여, 선량 변화(0-30kGy)에 따른 옥수수 전분(10% 분산액)의 아미로그래프(amylograph) 특성을 나타낸 것으로 조사선량에 따라 전분의 물리적 특성이 크게 달라짐을 알 수 있다.

즉, 조사선량이 증가함에 따라 호화개시 온도 및 피크(peak)시 온도가 낮아지며, 피크점도는 물론, 50℃에서 30분간 유지시킨 후의 점도도 크게 감소함을 알 수 있다.

현재 시판중인 공업용 산처리전분은 피크 점도가 낮은 반면 50℃ 이하의 점도는 다소 높은 물리적 특성을 가지고 있다.

이러한 시판중인 공업용 산처리전분의 물리적 특성과 감마선 조사전분의 물리적 특성을 비교 검토한 결과, 30kGy의 감마조사전분이 거의 일치하는 결과를 나타내어, 30kGy의 감마선조사전분이 산처리전분의 대체품으로 이용될 수 있음을 알 수 있었다.

표 2는 시판중인 옥수수전분에 비교적 고선량의 감마선을 조사하여, 선량변화(40-110kGy)에 따른 옥수수 전분(12% 분산액)의 아미로그라프 특성을 나타낸 것으로 피크점도의 경우, 3500 B.U.(비조사 전분)에서 30 B.U.(110 kGy)로 100배 이상 그 값을 현저하게 감소시킬수 있었다.

또한, 50℃ 30분 후의 점도도 5000 B.U.(비조사 전분) 이상에서 28 B.U.로 크게 감소시킬 수 있어, 고선량의 감마선 조사로 전분의 물성을 대폭 개선할 수 있음을 알 수 있었다.

한편, 현대 시판중인 산화전분의 경우에는 앞선 산처리 전분과는 달리 피크점도 뿐만 아니라 50℃ 이하의 점도도 매우 낮은 물리적 특성을 가지고 있는데, 감마선 조사 전분과 비교 결과 100kGy의 감마선 조사전분이 이와 흡사한 특성을 나타냄을 알 수 있었다.

따라서 100kGy의 감마선 조사전분이 기존 산화전분의 대체품으로 그 사용이 가능함을 알 수 있었다.

표 3과 4는 감마선 조사선량을 낮추어 보다 경제성이 높은 공업용 변성전분이 대체품을 개발하기 위하여 수분함량 및 pH(수소이온농도)를 조절한 옥수수 전분에 감마선(50kGy)을 조사한 다음 아미로그라프 특성 변화를 살펴 본 것이다.

먼저, 수분함량 조절에 따른 영향을 살펴보면, 수분함량이 낮을수록 감마선 조사효과가 뚜렷함을 알 수 있었다.

즉, 수분함량 13%의 시판 옥수수전분에 50kGy의 감마선을 조사한 경우 피크점도 396 B.U., 50℃ 30분 후의 점도는 130 B.U.였으나, 수분함량을 8%로 감소시킨 결과 피크점도 및 50℃ 30분 후의 점도를 반 이상 감소시킬 수 있었다(표 3).

따라서, 수분함량을 감소시킴으로써 산화전분 대체품 개발에 필요한 조사선량을 100kGy이하로 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.

pH 조절에 따른 변화를 살펴보면, pH 2, 및 pH 9로 조절한 전분이 감마선 조사 선량을 크게 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.

특히 pH 2로 조절한 경우에는, 감마선 조사분량을 50kGy 이하로 감소시켜도 기존의 산처리 전분보다 더 뛰어난 제품을 제조 할 수 있었다(표 4).

상기와 같은 본 발명의 결과는 수분함량과 pH를 적절히 조절하여 감마선을 조사함으로써 보다 경제성이 뛰어난 공업용 변성전분(산처리 및 산화전분)의 대체품을 개발할 수 있어서 그 활용이 크게 기대되는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 시판중인 옥수수 전분에 감마선을 조사하여 공업용 전분으로 가공하는 방법에 있어서, 상기 전분의 수분함량을 8∼15%로 하고 pH(수소이온농도)를 2∼5로 조절한 후, 감마선을 실온에서 시간당 1kGy 이상의 선량율로서 총 10-110kGy의 흡수선량조사하되, 산처리 전분의 물성을 얻기 위해서는 감마선을 총 20-30kGy 흡수선량조사하고, 산화전분의 물성을 얻기 위해서는 총 30-110kGy 흡수선량조사하는 것을 특징으로 하는 감마선 조사를 통한 공업용 전분의 가공방법.