KR100364508B1 - Bio-polymer amine and manufact uring method of same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아민계 바이오폴리머 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 암모니아와 요소 상에서 전분을 이용하여 제조한 아민계 바이오폴리머를 제공한다. 본 발명의 아민계 바이오폴리머는 수처리 응집제로 사용하여 폐수내 철, 납, 알루미늄, 구리, 아연 등의 중금속을 흡착, 제거할 뿐만 아니라 물질의 분리 및 정제에 다양하게 활용할 수 있다.The present invention relates to an amine-based biopolymer and a preparation method thereof, and provides an amine-based biopolymer prepared by using starch on ammonia and urea. The amine-based biopolymer of the present invention can be used as a water treatment flocculant to not only adsorb and remove heavy metals such as iron, lead, aluminum, copper, and zinc in the wastewater, but also can be variously used for separation and purification of materials.

Description

아민계 바이오폴리머 및 그의 제조방법{Bio-polymer amine and manufact uring method of same}Amine-based biopolymer and manufacturing method thereof {Bio-polymer amine and manufacturing method of same}

본 발명은 아민계 바이오폴리머 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수처리용 응집제로 이용할 수 있는 아민계 바이오폴리머 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an amine-based biopolymer and a method for producing the same, and more particularly, to an amine-based biopolymer and a method for producing the same that can be used as a flocculant for water treatment.

오늘날 경제발전과 국민 생활 수준의 향상 등으로 인하여 발생되는 폐수는 양적 증가와 더불어 질적 다양화 현상을 보이고 있다. 다양한 산업폐수와 생활하수의 COD수치는 상당히 높을 뿐만 아니라, 난분해성 유기물과 유해성분을 다량 포함하고 있는 경우가 많아 종래의 무기응집제를 이용한 화학적 처리와 생물학적 처리에 한계를 나타내고 있다. 그로 인하여 응집처리과정에서 용존 유기물질의 제거 효율을 향상시키기 위해 폴리비닐아민계, 폴리아크릴아미드계, DMA계(디메틸아미노에틸메타크릴레이트계), DAA계(디메틸아민에틸아크릴레이트계) 등의 음이온계 및 양이온계의 고분자 응집제가 다양하게 개발되어 각종폐수처리에 사용되고 있으나 가격이 비싸고, 이들 대부분이 외국으로부터 수입되고 있으며, 환경규제에 따른 국제적 기준이 점차 엄격해져 고효율의 수처리 응집제 개발이 절실한 실정이다.Today, the wastewater generated by economic development and the improvement of the standard of living of the people is showing qualitative diversification with quantitative increase. COD values of various industrial wastewater and domestic sewage are not only high, but also contain a large amount of hardly decomposable organic substances and harmful components, and thus limit the conventional chemical and biological treatments using inorganic coagulants. Therefore, in order to improve the removal efficiency of dissolved organic substances in the flocculation process, polyvinylamine-based, polyacrylamide-based, DMA-based (dimethylaminoethyl methacrylate), DAA-based (dimethylamineethyl acrylate), etc. Anionic and cationic polymer coagulants have been developed in various ways and used in various wastewater treatments, but they are expensive and most of them are imported from foreign countries. to be.

특히, 통상적으로 사용중인 수처리용 응집제는 거의 대부분 화학합성에 의한 것으로서 알루미늄계 응집제와 철염계 응집제로 나눌 수 있다. 알루미늄계 응집제로는 황산알루미늄과 폴리염화알루미늄이 있으며, 철염계 응집제로서는 염화제2철과 황산제2철 등이 있다. 상기한 화학합성 수처리용 응집제는 킬로그램 당 60원에서 140원대의 가격으로 비교적 가격이 저렴한 반면에 그람당 응집효율이 낮고, 색도 및 중금속 제거 효율이 낮은 실정이다.In particular, the flocculants for water treatment in common use are mostly due to chemical synthesis and can be divided into aluminum flocculants and iron salt flocculants. The aluminum flocculant includes aluminum sulfate and polyaluminum chloride, and the iron salt flocculant includes ferric chloride and ferric sulfate. The chemical synthetic water treatment flocculant is relatively inexpensive at the price of 60 to 140 won per kilogram, while the coagulation efficiency per gram is low, and the color and heavy metal removal efficiency is low.

또한, 현재 사용중인 종래의 기술 대부분이 화학합성 응집제에 관한 것으로 바이오폴리머를 수처리에 이용한 키틴과 키토산의 경우 가격이 비싸기 때문에 사용상 제한이 따르며 셀룰로오스 등에 각종 화합물을 합성한 경우는 합성 방법이 복잡하고 합성 수율이 떨어지는 등의 문제점이 있다. 특히 외국에서 개발된 합성 바이오폴리머의 경우 제조단가가 및 수입단가가 비싸기 때문에 수처리용 응집제로 사용되지 못하고 있다.In addition, most of the conventional technologies currently in use are related to chemical synthetic flocculants. Since chitin and chitosan, which use biopolymers for water treatment, are expensive, they are restricted in use. In the case of synthesizing various compounds such as cellulose, the synthesis method is complicated and synthetic. There is a problem such as a poor yield. In particular, synthetic biopolymers developed in foreign countries are not used as flocculants for water treatment because of high manufacturing and import costs.

따라서, 본 발명은 소량으로 고효율의 응집력을 가지는 생분해성 응집제를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a biodegradable flocculant having a high efficiency of cohesion in a small amount.

또한 본 발명은 가격이 저렴하여 수처리용으로 사용할 수 있는 생분해성 응집제를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a biodegradable flocculant which can be used for water treatment at low cost.

도 1은 본 발명의 아민계 바이오폴리머의 합성방법을 간략하게 도시한 블록도이고,1 is a block diagram briefly illustrating a method for synthesizing an amine-based biopolymer of the present invention;

도 2는 본 발명의 아민계 바이오폴리머 제조방법에 사용된 초저온 냉동고의 모식도를 나타낸 것이고,Figure 2 shows a schematic diagram of the cryogenic freezer used in the amine-based biopolymer production method of the present invention,

도 3은 본 발명의 아민계 바이오폴리머의 분리 또는 정제 방법을 나타낸 블록도이고,Figure 3 is a block diagram showing a method for separating or purifying the amine-based biopolymer of the present invention,

도 4는 본 발명의 합성폴리머 분자량 환산하기 위하여 표준물질 분자량당 검출시간을 도시한 그래프이고,Figure 4 is a graph showing the detection time per molecular weight of the standard in order to convert the molecular weight of the synthetic polymer of the present invention,

도 5는 본 발명의 아민계 바이오폴리머의 농도에 따른 점도의 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a change in viscosity according to the concentration of the amine-based biopolymer of the present invention.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기 화학식 1로 표현되는 아민계 바이오폴리머를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an amine-based biopolymer represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

상기에서 n은 3,170 내지 3,200이다.N is from 3,170 to 3,200.

또한 본 발명은 (a) 암모니아수에 요소를 첨가하여 저온에서 용해시키는 단계, (b) 상기 (a) 단계의 용해물에 전분을 혼합하여 전분을 팽윤화시키는 단계, (c) 상기 혼합물을 실온에서 건조 후 다시 100 ℃에서 암모니아를 증발시키는 단계, (d) 상기 혼합물에 질소가스를 가하여 폴리머 합성반응을 야기시키는 단계 및(e) 상기에서 합성된 아민계 합성 바이오폴리머를 분리, 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아민계 바이오폴리머의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (a) adding urea to ammonia water to dissolve at low temperatures, (b) swelling the starch by mixing starch in the melt of step (a), (c) drying the mixture at room temperature And evaporating ammonia again at 100 ° C., (d) adding nitrogen gas to the mixture to cause a polymer synthesis reaction, and (e) separating and purifying the synthesized amine-based biopolymer. It provides a method for producing an amine-based biopolymer, characterized in that.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 전분을 이용하여 제조한 하기 화학식 1의 아민계 바이오폴리머를 제공한다.The present invention provides an amine-based biopolymer of Formula 1 prepared using starch.

[화학식 1][Formula 1]

상기에서 n은 3,170 내지 3,200이 바람직하고, 분자량은 약 1,200,000이다.N is preferably from 3,170 to 3,200, and has a molecular weight of about 1,200,000.

본 발명의 아민계 바이오폴리머는 농도에 따라 123 내지 1018 cp의 겉보기 점도([??a])를 가진다.The amine-based biopolymer of the present invention has an apparent viscosity ([?? a ]) of 123 to 1018 cp depending on the concentration.

또한 본 발명의 아민계 바이오폴리머는 기존의 합성 고분자 응집제와 동일하게 유기물(COD) 및 부유물질(SS) 제거 효율을 가지며 특히 기존의 합성 고분자 응집제가 중금속에 대해 25 % 내지 65 %의 응집효율을 가지는데 반해 본 발명의 아민계 바이오폴리머는 74 % 내지 96 %의 응집효율을 가진다.In addition, the amine-based biopolymer of the present invention has the same removal efficiency of organic matter (COD) and suspended solids (SS) as the conventional synthetic polymer flocculant, and in particular, the conventional synthetic polymer flocculant has a cohesive efficiency of 25% to 65% for heavy metals. In contrast, the amine-based biopolymer of the present invention has a flocculation efficiency of 74% to 96%.

본 발명의 아민계 바이오폴리머는 도시의 오, 하수나 산업 폐수 특히 제지 폐수 처리 등에 사용할 수 있으며 또한 상기에만 한정되지 않고 정수 내에 포함되어 있는 불순물을 응집시키기 위한 용도로도 적용할 수 있다.The amine-based biopolymer of the present invention can be used for municipal wastewater, sewage, industrial wastewater, especially papermaking wastewater treatment, and the like, and is not limited to the above.

본 발명의 아민계 바이오폴리머의 제조방법을 더욱 상세히 설명한다.The preparation method of the amine-based biopolymer of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 아민계 바이오폴리머는 (a) 암모니아수에 요소를 첨가하여 저온에서 용해시키는 단계, (b) 상기 용해물에 전분을 혼합하여 전분을 팽윤화시키는 단계, (c) 상기 혼합물을 실온에서 건조 후 다시 100 ℃에서 암모니아를 증발시키는 단계, (d) 상기 혼합물에 합성반응을 야기시키는 단계, (e) 상기에서 합성된 아민계 합성 바이오폴리머를 분리, 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the amine-based biopolymer of the present invention, (a) adding urea to ammonia water to dissolve at low temperature, (b) swelling the starch by mixing starch in the lysate, and (c) drying the mixture at room temperature. Evaporating ammonia again at 100 ° C., (d) causing a synthesis reaction to the mixture, and (e) separating and purifying the amine-based synthetic biopolymer synthesized above.

상기 (a)단계는 -33 ℃의 암모니아수에 암모니아수 전체 부피에 10 부피%의 요소를 용해시켜 -35 ℃로 적정한다.In step (a), 10% by volume of urea is dissolved in ammonia water at -33 ° C and titrated at -35 ° C.

상기 (b) 단계에서 용해물에 혼합하는 전분은 상기 용해물에 20 중량 % 내지 40 중량%가 바람직하고, 가장 바람직하게는 30 중량 % 내지 35 중량 %이다. 또한 상기 반응 온도는 -35 ℃가 바람직하며 전분은 통상적인 전분이 모두 바람직하나 가장 바람직하게는 아밀로오즈와 아밀로펙틴이 1대 4비율로 함유된 옥수수 전분이 좋다.Starch mixed in the melt in step (b) is preferably 20 to 40% by weight, most preferably 30 to 35% by weight of the melt. In addition, the reaction temperature is preferably -35 ℃ and starch is preferably all starch, but most preferably corn starch containing amylose and amylopectin in a 1 to 4 ratio.

상기(d) 단계의 합성반응은 건조기에 질소가스를 채워 넣고 135 ℃에서 4시간 반응시키는 것이 바람직하다.In the synthesis of step (d), it is preferable to charge nitrogen gas in a dryer and react at 135 ° C. for 4 hours.

상기 (e) 단계에서 아민계 합성 바이오폴리머의 분리, 정제는 크기차 크로마토그래피로 실시하는 것을 특징으로 한다. 상기 크로마토그래피는 세파덱스 씨엘 4비(sephadex CL-4B) 크로마토그래피 또는 FPLC가 바람직하다.In the step (e), the separation and purification of the amine synthetic biopolymer is characterized in that it is carried out by sized chromatography. The chromatography is preferably Sephadex CL-4B chromatography or FPLC.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are provided only to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예 1]Example 1

아민계 바이오폴리머를 합성하기 위하여 사용된 전분은 상업적으로 사용되고 있는 옥수수 전분을 사용하였다. 옥수수 전분은 아밀로오즈와 아밀로펙틴이 1대 4비율로 함유되어 있으며, 아밀로오즈와 아밀로펙틴은 본 합성에 모두 이용할 수 있다. 합성에 사용될 암모니아수와 요소는 상업적으로 시판중인 것을 사용하였다.The starch used to synthesize the amine-based biopolymer was used corn starch that is commercially used. Corn starch contains amylose and amylopectin in a 1 to 4 ratio, and both amylose and amylopectin can be used for this synthesis. Ammonia water and urea to be used for the synthesis were used commercially.

(1) 폴리머 합성(1) polymer synthesis

아민계 바이오폴리머의 합성방법은 도 1에 간략하게 도시하였다. 먼저 교반기가 설치된 도 2의 초 저온고에 암모니아수를 넣고 온도를 -33 ℃로 맞춘 후 요소를 10 부피% 넣어 100 rpm으로 교반하면서 서서히 용해시켰다. 용해시킨 용액을 -35 ℃로 온도를 적정한 후 상기 용액의 1/3의 무게비로 전분을 넣고 다시 100 rpm으로 서서히 교반하면서 전분을 팽윤화시켰다. 팽윤화된 전분은 실온에서 건조시킨 후 100 ℃ 건조기에서 암모니아를 증발시켰다. 암모니아를 증발시킨 시료는 건조기에 질소가스를 충진시킨 후 135 ℃에서 4시간 반응시켜 아민계 바이오폴리머 합성체를 얻었다.Synthesis method of the amine-based biopolymer is briefly shown in FIG. First, the ammonia water was added to the ultra-low temperature chamber of FIG. 2 where the stirrer was installed, and the temperature was adjusted to -33 ° C., and then urea was slowly dissolved while stirring at 100 rpm. After dissolving the solution at a temperature of -35 ° C., the starch was added at a weight ratio of 1/3 of the solution, and the starch was swollen while slowly stirring at 100 rpm. The swollen starch was dried at room temperature and then evaporated ammonia in a 100 ° C. dryer. After evaporating ammonia, the sample was filled with nitrogen gas and reacted at 135 ° C. for 4 hours to obtain an amine-based biopolymer composite.

(2) 합성폴리머의 정제(2) Purification of Synthetic Polymer

합성폴리머의 정제는 도 3에 간략하게 도시한 바와 같이 실시하였다. 먼저, 합성된 폴리머의 수율을 검증하기 위하여 시그마사로부터 구입한 세파덱스 씨엘 4비(Sephadex CL-4B)수지를 이용하여 겔 크로마토그래피를 실시하였다. 트리스 완충용액(20 mM Tris-HCl, pH 7.0)에 팽윤화된 세파덱스 씨엘 4비 수지를 분리관(2.5×100 cm)에 충진시킨 후 합성된 폴리머 0.1 g을 100 ul로 용해시킨 후 컬럼에 넣고, 컬럼온도 40 ℃에서 유속 1 ml/min으로 크로마토그래피를 실시하였다. 그 결과 합성된 폴리머는 합성유무에 따라 분자량별로 분리되었다. 도 3은 세파덱스 씨엘 4비로 분리된 분획에 따른 흡광도를 도시한 것으로, 가장 큰 분자량인 I 피크가 75 %의 합성 수율을 나타내며 용출되었다. 또한 피크 I 분획의 분자량 분석을 위하여 표준물질로 세파덱스 씨엘 4비 크로마토그래피를 실시한 후 각 분자량에 따른 용출 시간을 측정하여 두었다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.Purification of the synthetic polymer was carried out as briefly shown in FIG. First, gel chromatography was performed using Sephadex CL-4B resin purchased from Sigma, in order to verify the yield of the synthesized polymer. Sepadex SL 4 ratio resin swelled in Tris buffer solution (20 mM Tris-HCl, pH 7.0) was charged in a separation tube (2.5 × 100 cm), and 0.1 g of the synthesized polymer was dissolved in 100 ul and then placed on a column. The chromatography was performed at a column temperature of 40 ° C. at a flow rate of 1 ml / min. As a result, the synthesized polymer was separated by molecular weight depending on the presence or absence of synthesis. Figure 3 shows the absorbance according to the fraction separated by Sephadex CI 4 ratio, the highest molecular weight I peak eluted with a synthetic yield of 75%. In addition, to analyze the molecular weight of the peak I fraction, Sepadex CI 4 ratio chromatography was performed as a standard, and the elution time according to each molecular weight was measured. The results are shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

시료sample 표준물질Standard material 합성폴리머Synthetic Polymer DEX 1DEX 1 DEX 2DEX 2 DEX 3DEX 3 분자량(Da)Molecular Weight (Da) 71,40071,400 464,000464,000 2,000,0002,000,000 1,278,3501,278,350 검출시간(min)Detection time (min) 11.8311.83 11.3011.30 10.3010.30 10.7610.76

상기 표 1의 표준물질에 대한 분자량 별 검출시간에 대한 그래프를 도 4와 같이 작성하고 작성한 그래프에 본 발명의 합성폴리머의 검출시간(도 3의 그래프에서 피크 I) 10.76분을 대입하여 환산한 결과 본 발명의 합성폴리머가 대략 1,278,350 Da의 분자량을 가짐을 알 수 있었다.A graph of the detection time for each molecular weight of the standard of Table 1 was prepared as shown in FIG. 4 and converted into a graph prepared by detecting 10.76 minutes of the detection time of the synthetic polymer of the present invention (peak I in FIG. It was found that the synthetic polymer of the present invention has a molecular weight of approximately 1,278,350 Da.

이는 통상적 응집보조제로서 이용되는 물질의 분자량이 104내지 107Da 범위인 것을 고려해 볼 때 본 발명의 합성폴리머를 응집 보조제로 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.It has a molecular weight of 10 which is commonly used as a coagulant.4To 107In consideration of the Da range, it was determined that the synthetic polymer of the present invention could be used as a coagulant.

(3) 구조분석(3) structural analysis

정제된 합성폴리머의 구조를 분석하기 위하여 합성폴리머의 정제도를 FPLC로서 조사하였다. 슈퍼덱스 에이치알10/30(Superdex HR 10/30)수지로 트리스 완충용액(20mM Tris-HCl, pH 7.0)상에서 유속 0.6 ㎖/min로 FPLC 한 결과, 상기 세파덱스 씨엘 4비 크로마토그래피에서 분리된 합성폴리머가 85 %의 정제도를 가짐을 확인할 수 있었다. 하지만 85 %의 정제도로는 정확한 구조분석이 어려워 FPLC를 다시 수행한 다음 96 %의 정제도를 지닌 합성폴리머를 수득한 다음 핵자기 공명법으로 수소, 탄소 등에 대한 1, 2차 구조분석을 수행하였다. 본 발명의 합성폴리머는 녹말을 구성하는 포도당의 6번 탄소 위치의 수산기에 카르바메이트(carbamate)가 결합된 구조인 하기 화학식 1의 아민계 바이오폴리머임이 확인되었다.In order to analyze the structure of the purified synthetic polymer, the purity of the synthetic polymer was investigated as FPLC. Synthesis of FPLC using a Superdex HR 10/30 resin at a flow rate of 0.6 ml / min in Tris buffer solution (20 mM Tris-HCl, pH 7.0) It was found that the polymer had a purity of 85%. However, it was difficult to accurately analyze the structure at 85% purity, and then FPLC was performed again to obtain a synthetic polymer having a purity of 96%. It was confirmed that the synthetic polymer of the present invention is an amine-based biopolymer of Chemical Formula 1 having a structure in which carbamate is bonded to a hydroxyl group at the carbon 6 position of glucose constituting starch.

[화학식 1][Formula 1]

[실험예]Experimental Example

(1) 물성 측정(1) property measurement

상기 실시예에서 합성한 아민계 바이오폴리머의 물성을 측정하기 위하여 회전점도계(DVⅡ+, Brookfield, USA)를 이용하였고, 증류수에 바이오폴리머를 0.1, 0.2, 0.5 %를 용해시킨 후 25 ℃에서 점도를 측정하였다.A rotary viscometer (DVII +, Brookfield, USA) was used to measure the physical properties of the amine-based biopolymers synthesized in the above example. After dissolving 0.1, 0.2 and 0.5% of the biopolymer in distilled water, the viscosity was measured at 25 ° C. Measured.

도 5는 본 발명의 아민계 바이오폴리머를 농도에 따른 겉보기 점도를 측정한 결과로, 본 발명의 아민계 바이오폴리머를 0.1 내지 0.5 % 용해시켰을 때 123 내지 1018 cp의 겉보기 점도([ηa])를 볼 수 있었다.5 is a result of measuring the apparent viscosity according to the concentration of the amine-based biopolymer of the present invention, the apparent viscosity ([η a ]) of 123 to 1018 cp when 0.1 to 0.5% of the amine-based biopolymer of the present invention is dissolved Could see.

(2) 응집효율 측정(2) Measurement of cohesive efficiency

실시예에서 합성된 아민계 바이오폴리머의 실제적인 응집효율을 평가하였다. 0.2 % 바이오폴리머 용액을 이용하여 L 및 S공장 폐수에 대하여 Jar-Test를 수행하였고 그 결과 응집효율을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The actual flocculation efficiency of the amine-based biopolymer synthesized in the examples was evaluated. Jar-Test was performed on L and S plant wastewater using a 0.2% biopolymer solution, and the results are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

구 분division 0.2 % 바이오폴리머500 ppm 주입500 ppm injection of 0.2% biopolymer 0.2 % 음이온계 합성 고분자 응집제 500 ppm 주입500 ppm injection of 0.2% anionic synthetic polymer flocculant L 공장L factory S 공장S factory L 공장L factory S 공장S factory Alum 주입량(ppm)Alum injection amount (ppm) 800800 10001000 800800 10001000 제거율(%)% Removal CODCOD 47.547.5 68.768.7 43.243.2 67.867.8 SSSS 95.795.7 98.498.4 96.796.7 94.794.7 FeFe 93.293.2 92.892.8 45.445.4 37.537.5 MnMn 79.479.4 84.684.6 57.257.2 48.948.9 CrCr 86.386.3 79.179.1 41.341.3 28.728.7 PbPb 83.083.0 74.974.9 63.563.5 64.664.6 CuCu 97.597.5 96.896.8 73.973.9 64.264.2 CdCD 88.888.8 -- 53.653.6 -- AsAs 95.395.3 -- 24.824.8 --

상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 아민계 바이오폴리머는 유기물(COD) 및 부유물질(SS) 제거면에 있어서 합성 고분자 응집제(0.2 % 용액)를 주입한 경우와 큰 차이가 없는 제거율을 나타낸 반면, 중금속에 있어서 합성고분자 응집제에 비해 월등한 제거 효율을 보였다.As shown in Table 2, the amine-based biopolymer of the present invention shows a removal rate that is not significantly different from that of a synthetic polymer flocculant (0.2% solution) in terms of organic matter (COD) and suspended solids (SS) removal. On the other hand, heavy metals showed superior removal efficiencies compared to synthetic polymer flocculants.

상기에 언급한 바와 같이, 본 발명의 아민계 바이오폴리머는 기존에 사용중인 합성 고분자 응집제보다 중금속 제거 효율이 우수하며, 저렴한 환경 친화적인 수처리용 응집제이다.As mentioned above, the amine-based biopolymer of the present invention is more efficient in removing heavy metals than the synthetic polymer flocculant used in the past, and is an inexpensive environmental friendly flocculant for water treatment.

또한, 본 발명의 아민계 바이오폴리머는 현재까지 개발된 바이오폴리머나 합성 폴리머에 비해 합성기법이 간단하며, 빠른 시간 내에 저 비용으로 손쉽게 분리할 수 있는 장점이 있어 합성 고분자 응집제를 대신하여 수처리 용도외 대량분리 공정용 수지등에 산업적으로 다양하게 사용할 수 있다.In addition, the amine-based biopolymer of the present invention has a simple synthesis method compared to biopolymers or synthetic polymers developed to date, and can be easily separated at a low cost within a short time. It can be used industrially in resin for mass separation process.

Claims (7)

하기 화학식 1로 표현되는 아민계 바이오폴리머:An amine biopolymer represented by the following Chemical Formula 1: [화학식 1][Formula 1] 상기에서 n은 3,170 내지 3,200이다.N is from 3,170 to 3,200. 제 1항에 있어서, 상기 아민계 바이오폴리머를 응집제로 사용하는 것을 특징으로 하는 아민계 바이오폴리머.The amine-based biopolymer of claim 1, wherein the amine-based biopolymer is used as a flocculant. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 아민계 바이오폴리머를 수처리용 응집제로 사용하는 것을 특징으로 하는 아민계 바이오폴리머.The amine-based biopolymer of claim 1 or 2, wherein the amine-based biopolymer is used as a flocculant for water treatment. (a) 암모니아수에 요소를 첨가하여 저온에서 용해시키는 단계;(a) adding urea to ammonia water to dissolve at low temperature; (b) 상기 (a) 단계의 용해물에 전분을 혼합하여 전분을 팽윤화시키는 단계;(b) swelling the starch by mixing starch in the melt of step (a); (c) 상기 혼합물을 실온에서 건조 후 다시 100 ℃에서 암모니아를 증발시키는 단계;(c) drying the mixture at room temperature and evaporating ammonia again at 100 ° C .; (d) 상기 혼합물에 질소가스를 가하여 폴리머 합성반응을 야기시키는 단계;및(d) adding nitrogen gas to the mixture to cause a polymer synthesis reaction; and (e) 상기에서 합성된 아민계 합성 바이오폴리머를 분리, 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아민계 바이오폴리머의 제조방법.(E) a method for producing an amine-based biopolymer comprising the step of separating and purifying the synthetic amine-based biopolymer synthesized above. 제 4항에 있어서, 상기 (b) 단계의 전분은 상기 용해물에 20 중량 % 내지 40 중량%로 혼합하는 것을 특징으로 하는 아민계 바이오폴리머의 제조방법.The method of claim 4, wherein the starch of step (b) is mixed with the lysate at 20 wt% to 40 wt%. 제 4항에 있어서, 상기 (b) 단계의 전분은 통상적인 전분 또는 아밀로오즈와 아밀로펙틴이 1대 4비율로 함유된 옥수수 전분인 것을 특징으로 하는 아민계 바이오폴리머의 제조방법.The method of claim 4, wherein the starch of step (b) is a conventional starch or corn starch containing amylose and amylopectin in a ratio of one to four. 제 4항에 있어서, 상기 (e) 단계의 분리, 정제는 크기차 크로마토그래피로 실시하는 것을 특징으로 하는 아민계 바이오폴리머의 제조방법.The method of claim 4, wherein the separation and purification of the step (e) is carried out by sized chromatography.
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