KR100443788B1 - 세리신 회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈각누에고치 및 폐견사를 5%-탄산수소나트륨으로 정련한 정련폐액을 마이크로 필터(구멍크기:20-25㎛)로 여과하여 이물질을 제거하는 단계;상기 여과된 정련폐액을 2N-염산용액으로 pH7.0으로 중화시키는 단계;상기 중화된 정련폐액을 마이크로필터(구멍크기:5-10㎛)로 여과하는 단계;여과물을 증류수로 3-4회 세척하여 염을 제거하는 단계;상기 여과물을 건조기로 건조시키고 분쇄하여 세리신의 분말 또는 과립을 회수하는 것을 특징으로 하는 세리신의 회수방법에 관한 것으로, 폐수처리된 정련폐액으로부터 세리신을 회수함으로써 환경오염을 방지함과 아울러 새로운 부가가치를 창출하는 효과가 있다.

Description

세리신 회수방법{RECOVERING METHOD OF SERICIN}

본 발명은 세리신 회수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 누에고치 및 폐 견사의 폐액으로부터 세리신(sericin)을 회수하는 방법에 관한 것이다.

지금까지 견사나 솜을 생산하기 위하여 코쿤을 정련한 후 그 정련한 폐액(이하 "정련폐액"이라 함)은 거의 전량 폐수로 처리하고 있다.

정련단계에서 발생하는 정련폐액에 함유된 세리신은, 피브로인과 함께 누에고치섬유를 구성하는 단백질로서 경단백질의 일종이며, 아미노산 조성에서 세린이 많고 열탕에 녹지만 냉각시키면 겔화한다.누에고치에서 뽑은 섬유는 2가닥의 피브로인이 3층의 세리신으로 덮여 있으며, 누에의 단백질성분은 70%의 피브로인과 30%의 세리신으로 구성되어 있다.

이러한 세리신은 각종 자외선 차단용 및 보습용 화장품, 비누, 샴푸의 제조와 각종 직물의 보온성, 광택성, 자외선 차단력, 염색성 등을 높이는 데 이용할 수 있다.

그러나 누에고치에서 아미노산을 분리하기 위해서는 세리신을 제거해야 하며, 실크 아미노산 생산의 제1단계인 정련단계에서 이를 제거한다.세리신을 제거하지 않고 세리신과 피브로인을 함께 가수분해시키면 가수분해 이후의 공정에서 세리신의 특성상 다량의 거품이 발생하여 이후의 공정진행에 큰 지장을 초래하게 되고, 세리신의 주성분인 세인이 단백질의 가수분해 도중 열이나 물의 작용으로 라세미화를 일으키며 분리가 비교적 어려운 등 취급이 곤란하기 때문이다.

정련폐액중에는 세리신이 다량으로 포함되어 있으므로 이를 그대로 폐수처리하는 것은 정련폐액 속에 함유된 우수한 천연소재를 버리는 낭비가 된다.

또한, 폐수처리량을 증가시키고 폐수를 처리하는 비용이 증대되며, 때로는 처리되지 않은 폐수원액을 그대로 방류하는 사례도 있어 자연을 파괴하고 환경 오염을 일으키는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 누에고치 및 폐 견사의 정련폐액으로부터 세리신을 회수하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 탈각누에고치 및 폐견사를 5%-탄산수소나트륨으로 정련한 정련폐액을 마이크로 필터(구멍크기:20-25㎛)로 여과하여 이물질을 제거하는 단계;상기 여과된 정련폐액을 2N-염산용액으로 pH7.0으로 중화시키는 단계;상기 중화된 정련폐액을 마이크로필터(구멍크기:5-10㎛)로 여과하는 단계;여과물을 증류수로 3-4회 세척하여 염을 제거하는 단계;상기 여과물을 건조기로 건조시키고 분쇄하여 세리신의 분말 또는 과립을 회수하는 것을 특징으로 하는 세리신의 회수방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에서 세리신을 회수하기 위한 원료로는 실크아미노산 생산공정에서발생되는 정련폐액을 사용한다.

통상적으로 누에고치 또는 폐 견사로부터 실크아미노산을 회수하는 공정의 제1단계인 정련단계에서는, 누에고치 또는 폐견사를 정련하여 그 속에 함유된 세리신을 제거한다. 이때 정련용매로 통상 중탄산나트륨용액을 사용한다. 따라서 정련폐액에는 세리신과 중탄산나트륨이 용해되어 있다.

먼저 정련폐액을 마이크로 필터(pore size: 20-25㎛)로 여과하여 폐액중에 함유된 이물질을 제거한다.

여과된 정련폐액을 염산용액으로 중화하여 pH가 7.0이 되도록 한다. 다른 종류의 산들도 사용할 수는 있으나, 다른 종류의 산을 사용하는 경우에는 염화나트륨 이외의 염들이 발생하게 되므로 인체에 유해할 수 있고, 탈염하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 염의 제거가 비교적 용이하고 소량은 섭취하여도 인체에 유해하지 않은 염화나트륨이 생성되는 염산을 사용하는 것이 바람직하다.

이때 염산은 2N농도의 염산을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 중화점인 종말점을 맞추기 쉽고, 또한 작업시 취급이 용이하고 안전하기 때문이다.

중화과정에서 중화열이 발생하기 때문에 중화액의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위해서는 중화용액을 냉각시켜 주는 것이 바람직하다. 냉각방법은 중화약이 담긴 반응기 주변에 포피(jacket)를 설치하여 중화액을 교반하면서 주변 포피에는 냉각수를 흐르게 하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.이때 냉각온도는 25도 정도가 바람직한데 이는 용액의 온도에 따라 pH의 측정치가 달라지게 되며 그 중 25도가 표준온도로 사용되기 때문이다.

세리신의 특성상 중성의 열수에서는 용해되지만 중성의 냉수에서는 겔화되는 경향이 있다. 따라서 중화 후 세리신은 다소 겔화되어 용액속에 침전물로 형성된다.

상기에서 중화된 정련폐액을 여과한다. 침전물로 형성된 세리신 겔의 입자가 매우 작기 때문에 이의 여과를 위해서는 마이크로 필터(pore size: 5-10㎛)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기에서 여과된 여과물을 증류수로 수회, 바람직하게는 3 내지 4회 세척하여 세리신속에 묻어있는 미량의 염화나트륨 등의 염을 용해시켜 제거한다. 이 방법은 여과물을 다른 용기로 옮겨서 용기속에 냉수를 넣고 염을 용해시키는 방법에 비해 훨씬 간단하고 쉬운 장점이 있다.

세척 후 여과물을 건조시켜 세리신을 회수한다. 건조방법으로는 통상적인 건조방법들을 사용할 수 있으며, 대표적인 방법으로는 열풍건조법, 스팀건조오븐을 이용한 건조법 등이 있다. 특히 스팀 건조오븐을 이용한 건조법이 바람직한데 이는 온도가 고온으로 상승하는 것을 막을 수 있어 품질의 보존에 유리하고 열풍건조시 발생할 수 있는 화재 등을 예방할 수 있기 때문이다.

회수괸 세리신은 사용목적에 따라 파우더, 과립형 등 다양한 크기로 분쇄할 수 있으며, 사용목적에 따라 적당한 용기나 포장재로 포장한다.

상기의 방법에 의해 회수된 세리신은 화장품, 세제류, 섬유류 등에 첨가하여 사용할 수 있다.

스킨로션, 밀크로션 등의 화장품 제조시에 본 발명에서 회수되는 세리신 단백질 회수물을 3 내지 5%정도 첨가하면 화장품의 피부트러블을 감소시키고 자외선의 차단력이 우수하며, 보습력이 뛰어나 품질이 우수한 화장품을 생산할 수 있다.

또한 세수(미용)비누, 샴푸, 치약, 바디 클렌저 등 세제류에 본 발명에서 회수되는 세리신 단백질 회수물을 3 내지 5%정도 첨가하여 제조하면 상기의 세제류를 사용하여 세면, 샴푸, 샤워할 때에 부드러운 감촉이 우수하고, 사용후 피부에 보습력을 강화시켜 세제류로 인한 피부의 저항을 감소시키며, 강력한 자외선으로부터 피부를 보호할 수 있는 효과도 있다.

뿐만 아니라 본 발명에서 회수한 세리신 단백질 회수물을 섬유가공시 섬유의 표면에 고착시켜 직조하면 이를 이용한 직물은 피부 접촉시 착용감이 부드럽고 우수하며, 자외선 차단, 착색력 등이 우수하여 고품질의 직물을 얻을 수 있다.

이하 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 보다 용이하게 하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

(실시예)

정련폐액 830ℓ를 마이크로 필터(pore size:20-25㎛)로 여과하여 폐액중에 함유된 이물질을 제거하였다.이물질이 제거된 폐액을 포피반응기에서 냉각수를 사용하여 25도로 냉각시키면서 2N염산용액 249ℓ를 첨가하여 중화시켰다.

중화후 마이크로 필터(pore size: 5-10㎛)를 사용하여 중화된 폐액을 여과함으로써, 중화액 속에 침전물로 형성된 세리신을 회수하였다. 회수된 여과물을 증류수로 4회 세척하여, 세리신 속에 묻어 있는 미량의 염화나트륨을 제거하였다.

세척에 의해 염화나트륨을 제거한 후 여과물을 스팀 건조오븐을 이용하여 건조시켜 세리신 20㎏을 회수하였다.

상기와 같은 본 발명은 폐수처리되던 누에고치나 폐견사의 정련 폐액으로부터 세리신을 회수함으로써 환경오염을 방지함과 아울러 새로운 부가가치를 창출하는 효과가 있다.

회수된 세리신은 각종 자외선 차단용 및 보습용 화장품, 비누, 샴푸의 제조와 각종 직물의 보온성, 광택성, 자외선 차단력, 염색성 등을 높이는데 이용할 수 있다.

Claims (1)

1. 탈각누에고치 및 폐견사를 5%-탄산수소나트륨으로 정련한 정련폐액을 마이크로 필터(구멍크기:20-25㎛)로 여과하여 이물질을 제거하는 단계;

   상기 여과된 정련폐액을 2N-염산용액으로 pH7.0으로 중화시키는 단계;

   상기 중화된 정련폐액을 마이크로필터(구멍크기:5-10㎛)로 여과하는 단계;

   여과물을 증류수로 3~4회 세척하여 염을 제거하는 단계;

   상기 여과물을 건조기로 건조시키고 분쇄하여 세리신의 분말 또는 과립을 회수하는 것을 특징으로 하는 세리신의 회수방법.