KR100455245B1 - 이온 칼슘의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온 칼슘의 제조 방법에 있어서, 모려를 메틸 알콜에 담가 모려에 함유된 불순물을 제거하는 모려 세척 과정과; 불순물이 제거된 모려에서 메틸 알콜을 증발시키는 건조 과정과; 전극에 의해 고온 발열된 탄소가루 위에 참나무 숯가루를 적층하여, 상기 참나무 숯가루로부터 활성화된 고순도 탄소가루를 얻는 고순도 탄소가루 제조 과정과; 전기로 내부에 상기 건조된 모려를 깔고, 상기 모려 위에 고순도 탄소가루를 덮는 적층 과정과; 상기 전기로 내부를 2500 내지 3000℃에서 20분간 가열하여 상기 모려를 소성시키는 초고온 소성 과정과; 상기 전기로의 열 공급을 차단하여 소성된 모려를 냉각시키는 냉각 과정과; 상기 소성된 모려를 분말 상태로 분쇄하는 분쇄 과정 및; 상기 분쇄된 이온 칼슘 분말을 외기와 차단된 밀폐 수단 내에 보관하는 밀봉 과정을 포함함을 특징으로 하는 이온 칼슘의 제조 방법을 제공한다.

Description

이온 칼슘의 제조 방법{FABRICATION METHOD FOR IONIZED CALCIUM}

본 발명은 이온 칼슘에 관한 것으로서, 특히 이온 칼슘의 제조 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 칼슘은 인체를 구성하는 유기 화합물인 산소, 탄소, 수소, 질소에 이어 5번째로 많은 함유량을 가진 원소로서, 사람에 따라 다르기는 하지만 체중의 1.5 내지 2 %를 차지한다. 또한, 상기 칼슘은 세포 내에서의 정보 전달에 필수적인 성분이며, 세포 내와 세포 외의 칼슘 농도 균형이 깨질 경우 생명이 위태로와질 정도로 중요한 요소이다.

세계 보건 기구가 권장하는 성인의 칼슘 하루 섭취량은 약 700mg이나, 실제 칼슘 섭취량과 흡수 유효태율에 차이가 있어 성인 대부분이 권장 섭취량 이하의 칼슘만을 섭취하고 있는 실정이다. 상기 칼슘이 인체에 부족할 경우에는,

1) 신경이나 근육이 과도하게 흥분하게 되어, 심할 경우 근육 경련에 이은 심장 마비로 연결될 수 있다.

2) 내분비 질환, 신장 질환, 소화기 질환, 운동기 질환, 골격 형상 이상 등의 부족 증상이 유발된다.

3) 세포 레벨에서는 세포막의 칼슘 투과성이 항진하여 세포 안으로 칼슘이 들어가 세포질의 칼슘이 증가하여 면역 기능이 저하된다.

4) 인슐린 등의 분비 기능이 저하되어 당뇨병을 야기한다.

5) 부갑상선 호르몬의 분비가 항진되어 뼈에 저장되어 있는 칼슘을 뽑아내는 작용이 촉진됨으로써 뼈에서 필요 이상의 칼슘이 용출되어 연골 조직, 특히 동맥에 칼슘의 침착이 증가된다.

한편, 상술한 바와 같이 인체에 필수적인 요소인 칼슘은 이온화된 상태에서 체내에 흡수될 때 그 효능이 극대화된다. 즉, 칼슘은 체내에서 이온화되어야 흡수가 잘 이루어지는데, 종래의 칼슘은 대부분 단순한 결합형으로 존재하기 때문에 체내에서 흡수되지 못하고 위장 장애 등을 유발하거나 체외로 그대로 배출되어 버리기 쉬웠다.

또한, 종래의 칼슘은 순수 칼슘의 함유량이 50 내지 80%에 불과하여 체내 흡수율 및 효능이 미미하고, 유해한 중금속 성분이 잔존하여 인체나 동물용으로 활용하기에 적합하지 않았다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 순수 칼슘의 함유량을 극대화할 수 있는 이온 칼슘의 제조 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 중금속 성분이 함유되지 않도록 하여 인체나 동물에 적용하기에 알맞은 수소이온농도를 가진 이온 칼슘의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이온 칼슘의 제조 방법에 있어서, 모려를 메틸 알콜에 담가 모려에 함유된 불순물을 제거하는 모려 세척 과정과; 불순물이 제거된 모려에서 메틸 알콜을 증발시키는 건조 과정과; 전기로 내부 바닥에 소정 높이의 탄소가루를 쌓는 탄소가루 배열 단계와; 상기 탄소가루 위에 참나무 숯가루를 덮는 참나무 숯가루 적층 단계와; 상기 전기로를 1200 내지 1500℃에서 20 내지 30분간 가열하여 고순도 탄소가루를 생성하는 고온 소성 단계와; 상기 전기로로의 전원 공급을 차단하여 생성된 고순도 탄소가루를 냉각시키는 냉각 단계를 포함하여 이루어진 고순도 탄소가루 제조 과정과; 전기로 내부 바닥에 코크스를 깔고, 그 위에 고순도 탄소가루를 덮은 후 상기 고순도 탄소가루 위에 상기 건조된 모려를 덮는 적층 과정과; 상기 전기로 내부를 2500 내지 3000℃에서 20분간 가열하여 상기 모려를 소성시키는 초고온 소성 과정과; 상기 전기로의 열 공급을 차단하여 소성된 모려를 냉각시키는 냉각 과정과; 상기 소성된 모려를 돌 혹은 세라믹 재질의 분쇄 수단을 이용하여 분말 상태로 분쇄하는 분쇄 과정; 상기 분쇄된 이온 칼슘 분말을 외기와 차단된 밀폐 수단 내에 보관하는 밀봉 과정; 및 물에 생성된 이온 칼슘 분말을 넣고 용해시킨 후 4시간 내외로 숙성시키는 용해 과정을 포함함을 특징으로 하는 이온 칼슘의 제조 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 칼슘의 제조 방법을 나타낸 흐름도,

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 칼슘의 제조 방법 중 고순도 탄소가루 제조 과정을 나타낸 세부 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

P110 : 모려 세척 과정 P120 : 건조 과정

P130 : 고순도 탄소가루 제조 과정 P140 : 적층 과정

P150 : 초고온 소성 과정 P160 : 냉각 과정

P170 : 분쇄 과정 P180 : 밀봉 과정

S110 : 탄소가루 배열 단계 S120 : 참나무 숯가루 적층 단계

S130 : 고온 소성 단계 S140 : 냉각 단계

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 칼슘의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 칼슘의 제조 방법은 모려 세척 과정(P110), 건조 과정(P120), 고순도 탄소가루 제조 과정(P130), 적층 과정(P140), 초고온 소성 과정(P150), 냉각 과정(P160), 분쇄 과정(P170) 및 밀봉 과정(P180)으로 이루어진다.

상기 모려 세척 과정(P110)은 모려를 메틸 알콜에 담가 모려에 함유된 불순물을 제거하는 과정이다. 상기 모려는 본 발명의 이온 칼슘을 제조하기 위한 원재료로서, 조개과에 속하는 굴(석화)의 껍질이다. 상기 모려로부터 제조된 이온 칼슘은 다른 칼슘에 비해 무기 이온이 훨씬 풍부하다. 상기 모려 세척 과정(P110)은 모려를 메틸 알콜에 7 내지 10시간 가량 담궈 둠으로써, 모려에 함유되어 있는 염분 및 중금속 등의 이물질을 제거하여 최종 생산물인 이온 칼슘에 불순물이 포함되는 것을 방지한다. 상기 모려 세척 과정(P110)은 메틸 알콜에 의한 세척 이외에 진한 소금물에 의한 세척도 가능하다.

상기 건조 과정(P120)은 불순물이 제거된 모려에서 메틸 알콜을 증발시키는 과정이다. 상기 건조 과정(P120)은 모려로부터 불순물을 제거하기 위해 사용된 메틸 알콜을 모려에서 완전히 제거하기 위한 과정이다.

상기 고순도 탄소가루 제조 과정(P130)은 전극에 의해 고온 발열된 탄소가루 위에 참나무 숯가루를 적층하여, 상기 참나무 숯가루로부터 활성화된 고순도 탄소가루를 얻는 과정이다. 상기 고순도 탄소가루 제조 과정(P130)에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.

상기 적층 과정(P140)은 전기로 내부 바닥에 코크스를 깔고, 그 위에 고순도 탄소가루를 덮은 후, 상기 고순도 탄소가루 위에 상기 건조 과정(P120)을 거친 모려를 덮는 과정이다. 상기 모려 위에는 고순도 탄소가루층과 모려층을 반복 적층시킨다. 이때, 상기 코크스 및 고순도 탄소가루층의 양단은 각각 전기로의 양쪽 내측면에 설치된 전극판과 접하도록 한다. 본 발명의 적층 과정(P140)은 모려의단시간/초고온 소성을 위해 코크스 및 탄소가루의 이중 발열층을 형성하는데 특징이 있다. 이와 같이 이중 발열층에 의해 소성이 이루어지면, 소성 온도에 도달하는데 까지 걸리는 시간이 단축되고, 그에 따라 소성 효율도 증가한다.

상기 초고온 소성 과정(P150)은 상기 전기로 내부를 2500 내지 3000℃에서 10 내지 20분간 가열하여 상기 모려를 소성시키는 과정이다. 상기 초고온 소성 과정(P150)은 10 내지 20분이라는 짧은 시간 내에 2500℃ 이상의 초고온에서 모려를 소성시킴으로써, 최종 생산물인 이온 칼슘의 불순물 함유량은 최소화함과 동시에 순수 칼슘 함유량은 극대화하는 과정이다. 또한, 상기 초고온 소성 과정(P150)을 통해 이온 칼슘의 중금속 성분을 제거함으로써, 이온 칼슘을 수액화할 경우 수소이온농도(pH)가 인체나 동물에 사용하기에 적합한 범위인 12 내지 12.5 내외로 조절된다.

상기 냉각 과정(P160)은 전기로의 열 공급을 차단하여 소성된 모려를 냉각시키는 과정이다. 상기 냉각 과정(P160)은 분쇄 등 향후 가공 공정이 가능하도록 소성된 모려의 온도를 낮추는 과정이다.

상기 분쇄 과정(P170)은 소성된 모려를 분말 상태로 분쇄하는 과정이다. 상기 분쇄 과정(P170)은 소성된 모려를 전기로로부터 수집하여 분쇄기로 분쇄함으로써, 1U 이하의 이온 칼슘 분말을 얻는 과정이다. 상기 분쇄 과정(P170)은 돌 혹은 세라믹 재질의 분쇄 수단을 이용하여 이루어진다. 이와 같이 본 발명의 분쇄 과정(P170)은 비금속 재질인 돌 혹은 세라믹 재질의 분쇄 수단을 이용함으로써, 금속 재질의 분쇄 수단을 이용할 때 발생할 수 있는 이온 칼슘의 역이온화 현상을 막을 수 있다.

상기 밀봉 과정(P180)은 분쇄된 이온 칼슘 분말을 외기와 차단된 밀폐 수단 내에 보관하는 과정이다. 본 발명의 실시예에 따라 제조된 이온 칼슘이 최상의 효능을 갖도록 하기 위해서는 습기를 포함한 외부 공기에 노출되지 않는 것이 필수적이다. 상기 밀폐 수단으로는 진공 포장 용기 등이 바람직하다.

상기 밀봉 과정(P180) 후에는 물에 생성된 이온 칼슘 분말을 넣고 용해시킨 후 4시간 내외로 숙성시키는 용해 과정을 추가로 수행할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 칼슘의 제조 방법 중 고순도 탄소가루 제조 과정을 나타낸 세부 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고순도 탄소가루 제조 과정은 탄소가루 배열 단계(S110), 참나무 숯가루 적층 단계(S120), 고온 소성 단계(S130) 및 냉각 단계(S140)로 이루어진다. 상기 고순도 탄소가루는 상술한 초고온 소성 과정에 사용되는 발열 물질로서, 높은 열전도율과 발열능을 가진다. 또한, 상기 고순도 탄소가루는 소성시 모려의 표면이 입형화되는 것을 막음과 동시에 이산화탄소를 격리함으로써, 본 발명의 최종 생산물인 이온 칼슘의 순수 칼슘 함유량을 극대화하는데 큰 역할을 한다.

상기 탄소가루 배열 단계(S110)는 전기로 내부 바닥에 소정 높이의 탄소가루를 쌓는 단계이다. 상기 탄소가루층의 양단은 각각 전기로의 양쪽 내측면에 설치된 전극판과 접하도록 한다. 상기 탄소가루의 적층 두께는 전기로의 용적에 따라 달라지나, 12 내지 20㎝ 정도가 바람직하다.

상기 참나무 숯가루 적층 단계(S120)는 전기로 바닥에 깔린 탄소가루층 위에 참나무 숯가루를 덮는 단계이다. 상기 참나무 숯가루는 참나무를 숯가마에 넣고 태워 제조한 참숯을 분말 형태로 가공한 것으로서, 상기 전기로의 높이에 다다를 정도는 탄소가루층 위에 덮는다.

상기 고온 소성 단계(S130)는 전기로를 1200 내지 1500℃에서 20 내지 30분간 가열하여 참나무 숯가루를 고온 소성하는 단계이다. 상기 전기로의 전극판에 전기를 공급하면, 상기 탄소가루의 저항에 의해 고열이 발생한다. 이어, 상기 고열에 의해 탄소가루 위에 적층된 참나무 숯가루가 활성화되면서 고순도 탄소가루가 생성된다.

상기 냉각 단계(S140)는 상기 전기로로의 전원 공급을 차단하여 생성된 고순도 탄소가루를 냉각시키는 단계이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 이온 칼슘은 순수 칼슘의 함유량이 90 내지 95%에 이르며, 물에 녹는 용해율도 100% 가까운 값을 가진다. 하기 <표 1>과 <표 2>에는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 이온 칼슘의 순수 칼슘 함유량과 용해율을 측정한 결과치가 나타나 있다.

시험항목	단위	결과치	시험방법
CaO	%	94.1	KSL 9501-95

(시험기관: 한국화학시험연구원)

시험항목	용해율(%)	분석방법
CaO	98.2	WET

(시험기관: 한국과학기술연구원)

본 발명의 실시예에 따라 제조된 이온 칼슘은 분말 이외에도 액상, 과립, 페이스트상, 정제 및 캡슐 형태 등 섭취에 용이하도록 다양한 2차 가공이 가능하다. 특히, 액상의 이온 칼슘을 제조하기 위해서는 이온 칼슘을 물에 희석시킨 후 4시간 정도의 숙성기를 거치는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 이온 칼슘은 화장품 원료로 사용시 기미, 주근깨, 잡티 등을 제거하는데 큰 효력을 발휘하며, 피부의 탄력을 회복시킨다. 또한, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 이온 칼슘은 가축 사료로 사용시 가축의 성장을 촉진하고, 육질과 우유질을 향상시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이온 칼슘의 제조 방법은 순수 칼슘 함유량이 95% 내외에 달하고, 수소이온농도가 12 내외에 속하는 고순도의 알칼리성 이온 칼슘을 제공함으로써, 인체 및 동물에 적용시 체내 흡수율이 높고 그에 따라 칼슘의 효능이 극대화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이온 칼슘의 제조 방법은 물에 녹기 쉬운 이온 칼슘을 제공함으로써, 섭취하기 용이한 이온 음료 상태의 이온 칼슘을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 이온 칼슘의 제조 방법에 있어서,

   모려를 메틸 알콜에 담가 모려에 함유된 불순물을 제거하는 모려 세척 과정과;

   불순물이 제거된 모려에서 메틸 알콜을 증발시키는 건조 과정과;

   전기로 내부 바닥에 소정 높이의 탄소가루를 쌓는 탄소가루 배열 단계와; 상기 탄소가루 위에 참나무 숯가루를 덮는 참나무 숯가루 적층 단계와; 상기 전기로를 1200 내지 1500℃에서 20 내지 30분간 가열하여 고순도 탄소가루를 생성하는 고온 소성 단계와; 상기 전기로로의 전원 공급을 차단하여 생성된 고순도 탄소가루를 냉각시키는 냉각 단계를 포함하여 이루어진 고순도 탄소가루 제조 과정과;

   전기로 내부 바닥에 코크스를 깔고, 그 위에 고순도 탄소가루를 덮은 후 상기 고순도 탄소가루 위에 상기 건조된 모려를 덮는 적층 과정과;

   상기 전기로 내부를 2500 내지 3000℃에서 20분간 가열하여 상기 모려를 소성시키는 초고온 소성 과정과;

   상기 전기로의 열 공급을 차단하여 소성된 모려를 냉각시키는 냉각 과정과;

   상기 소성된 모려를 돌 혹은 세라믹 재질의 분쇄 수단을 이용하여 분말 상태로 분쇄하는 분쇄 과정;

   상기 분쇄된 이온 칼슘 분말을 외기와 차단된 밀폐 수단 내에 보관하는 밀봉 과정; 및

   물에 생성된 이온 칼슘 분말을 넣고 용해시킨 후 4시간 내외로 숙성시키는 용해 과정을 포함함을 특징으로 하는 이온 칼슘의 제조 방법.
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