KR100574626B1 - 패각의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패각의 가공방법에 관한 것으로, 특히 선별된 패각을 구형 구슬과 혼합하여 다공성 망에 넣는 단계; 상기 망의 주위에 다수 개 설치된 분사구를 통해서 담수를 일정한 수압으로 분사하여 일정시간 동안 세척하는 단계; 및 상기 세척된 혼합물로부터 패각을 분리하여 80 내지 250℃의 온도로 간접 열처리하여 건조시키는 단계;를 포함하는 패각의 가공방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 해양 오염의 주원인이 되고, 생태계를 파괴하는 물질인 패각을 특정한 조건 하에서 가공함으로써 염분과 불순물을 제거하여 다양한 응용분야를 가지는 패각 분말로 제조할 수 있으며, 특히 순도가 높은 패각 분말을 통해서 항균 및 탈취 등의 기능성을 발휘함과 동시에 염분으로 인한 얼룩의 발생을 제거하여 패각이 가지는 고유의 성분 및 색상만을 그대로 나타낼 수 있어 외장재로서의 응용성을 높일 수 있다.

패각, 염분, 해양오염, 항균, 탈취

Description

패각의 가공방법{METHOD FOR PROCESS OF SHELL}

본 발명은 패각의 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해양 오염의 주원인이 되고, 생태계를 파괴하는 물질인 패각을 특정한 조건 하에서 가공함으로써 염분과 불순물을 제거하여 다양한 응용분야를 가지는 패각 분말로 제조할 수 있으며, 특히 순도가 높은 패각 분말을 통해서 항균 및 탈취 등의 기능성을 발휘함과 동시에 염분으로 인한 얼룩의 발생을 제거하여 패각이 가지는 고유의 성분 및 색상만을 그대로 나타낼 수 있는 패각의 가공방법에 관한 것이다.

패각(貝殼)이란 식용 가능한 내용물이 제거된 굴, 꼬막, 가리비 등 각종 조개류의 껍질을 일컫는 것으로, 상기 패각은 내용물이 제거된 상태에서 특별한 용도로 활용되지 못하고 거의 모두가 폐기처분되고 있는 실정에 놓여 있다.

음식물과 같은 통상의 쓰레기는 쉽게 분해되어서 2차 오염과 같은 문제를 발생시키지 않지만, 상기와 같은 패각을 매립하게 되면 그는 매립된 상태에서 분해되지 않으므로 상당한 문제점들을 유발시킨다.

즉, 패각을 매립할 때 패각 자체를 분쇄하지 않은 상태에서 매립하는 경우에는 패각이 잘 분해되지 않아 매립된 위치의 미생물의 성장과 이동에 막대한 영향을 미쳐 그 부근의 토질 오염을 발생시키는 문제점이 있고, 패각이 한 곳에 집중적으로 매립될 경우에는 지상 생물이 성장하기 위한 뿌리가 지면 깊이 침투하지 못하게 되므로 원활한 성장이 불가능하게 되며, 특히 폐기물이 분리되어 매립되지 못하고 일반 쓰레기와 같이 수거되어 매립되거나 버려질 경우에는 첨예부가 특히 많은 패각에 환경관리자들의 손발이 손상되는 문제점이 발생된다.

또한, 상기 패각을 바다에 버리게 되면, 동종 또는 타종의 살아있는 패류들이 죽게되는 해양 오염을 발생시키게 된다.

연안지역에서는 굴 양식으로 인한 폐기물인 굴 패각이 대량 발생하고 있으나, 이중 극히 일부만이 비료, 칼슘의 원료 등으로 재활용되고 있고, 대부분의 굴 패각은 재활용되지 않고 매립되거나 주변에 불법으로 쌓아두는 형태로 방치되고 있다. 따라서, 굴 패각에 대한 매립지의 확보가 곤란함은 물론이고 차후 매립지의 처리와 누출수에 의한 환경 피해, 환경 오염이 발생되며, 쌓아두는 경우 심각한 악취와 오염으로 위생과 주거환경에 악영향을 미친다. 따라서, 버려지는 굴 패각을 재활용한 환경 친화적인 건축 자재에 대한 연구가 진행되고 있으나 굴 패각의 응용에 적절한 형태의 순도를 유지하지 못하여 그 응용성이 떨어지는 문제점이 있었다.

그러나, 패각이 가지는 높은 항균 및 탈취 기능을 활용하여 이를 이용한 다양한 제품을 생산하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으므로 순수한 패각 또는 패각 분말을 대량으로 용이하게 생산할 수 있는 가공방법의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 패각에 혼합되어 있는 염분과 불순물을 제거하여 탈취 및 항균 기능 등의 다양한 응용분야를 가지는 패각 분말을 대량으로 용이하게 제조할 수 있는 패각의 가공방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 순도가 높은 패각 분말을 통하여 탈취 및 항균기능 뿐만 아니라 염분으로 인한 얼룩의 발생 없이 패각이 가지는 고유의 성분 및 색상만을 그대로 나타낼 수 있어 외장재로의 응용성을 가지는 패각 분말을 제조할 수 있는 패각의 가공방법을 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패각의 가공방법에 있어서,

a) 선별된 패각을 구형 구슬과 혼합하여 다공성 망에 넣는 단계;

b) 상기 망의 주위에 다수 개 설치된 분사구를 통해서 담수를 일정한 수압으로 분사하여 일정시간 동안 세척하는 단계; 및

c) 상기 세척된 혼합물로부터 패각을 분리하여 80 내지 250℃의 온도로 간접 열처리하여 건조시키는 단계;를 포함하는 패각의 가공방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기의 방법으로 가공되는 패각 분말을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 패각의 가공방법은, a) 선별된 패각을 구형 구슬과 혼합하여 다공 성 망에 넣는 단계; b) 상기 망의 주위에 다수 개 설치된 분사구를 통해서 담수를 일정한 수압으로 분사하여 일정시간 동안 세척하는 단계; 및 c) 상기 세척된 혼합물로부터 패각을 분리하여 80 내지 250℃의 온도로 간접 열처리하여 건조시키는 단계;를 포함하여 구성된다.

상기 a) 단계에서의 선별은 양식과정에서 패각류에 붙은 전선류나 돌 및 패각 자체에 붙어 있는 조개, 육질 또는 기타 이물질을 제거하는 것으로서, 망의 그물코보다 큰 이물질을 제거함으로써 상기 b) 단계의 세척 단계가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 공정이다. 이를 통하여 상기 b) 단계의 세척과정에서는 패각에 견고하게 붙어있는 이물질이나 염분 등만을 제거할 수 있도록 하였다.

또한, 상기 선별 과정에서 상기 선별 과정이 보다 용이하게 이루어지도록 하기 위하여 상기 선별과정 전이나 선별과정 중에 일정 정도의 패각을 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 선별 후에 세척이 보다 용이하게 이루어지도록 하기 위하여 상기 패각을 분쇄하는 과정을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 상기 선별 과정을 마친 패각은 살균을 요구하는 응용분야에 적용되는 경우에는 살균 과정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 살균 과정은 패각류의 표면에 서식하는 각종 박테리아나 유해균 및 수용성 불순물을 제거하는 과정으로서, 살균제가 첨가된 용수에 패각을 24시간 또는 일정시간 동안 담궈 두는 과정이다.

상기 과정을 마친 패각은 구형 구슬과 혼합하여 다공성 망에 넣어지는 데, 상기 구형 구슬은 패각의 압축수 분사에 의한 세척시 세척이 보다 원활히 이루어지도록 하는 것으로 구슬과 패각의 충돌 및 마찰에 의하여 패각의 세척이 더욱 잘 이 루어질 수 있게 한다.

상기 구슬은 세척되는 패각보다 경도가 높은 재질의 구슬로서 공지된 다양한 재질의 구슬이면 기능하고, 바람직하게는 경도 및 구입의 용이성 측면에서 세라믹 볼 및 철합금 볼이 이용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구슬은 반드시 구형이어야 하는 것은 아니고, 필요에 따라서, 사면체, 육면체, 팔면체, 십이면체, 및 이십면체 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 구슬의 내구성을 고려하여 첨단이 존재하지 않는 것이 좋다.

상기 구슬의 크기는 다양한 크기의 구슬을 사용할 수 있으며, 단일 크기의 구슬을 사용할 수도 있고, 다양한 크기의 구슬을 혼합하여 사용할 수도 있으며, 특히 세척의 용이성 측면에서 세라믹을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 세라믹은 분자 수준의 입자로 흡착성능이 우수하여 흡착제나 촉매 용도로 많이 이용되며, 단백질 및 환경오염물질 등과 같이 분자량이 큰 고분자 물질의 흡착제나, 특정 기체 분리대, 각종 촉매 등의 폭 넓은 용도로 활용되고 있다.

상기 구슬과 패각의 혼합비율은 부피비로 1:10 내지 1:1의 범위에서 선택하여 혼합할 수 있고, 특히 전체 패각의 세척시간 및 세척 효율측면에서 1:10이 바람직하다. 상기 패각 및 구슬의 부피는 각각의 패각 또는 구슬의 부피를 모두 합하는 개념이 아니라 구슬 한 되 당 폐각 10 되와 같은 공극을 포함한 부피를 의미하며, 이들 간의 비율은 상기 부피비를 의미한다.

상기 구슬과 패각의 혼합물은 분사되는 물이 잘 통과될 수 있고, 패각 및 구슬이 빠져나가지 않는 망에 채워진다. 상기 혼합물이 충진되는 망은 스테인레스 강 재질로 이루어진 그물망(5mm)과 그 내부에 상기 유연한 그물망을 일정한 형상으로 유지하는 지지체를 포함한 형태로 구성할 수 있다. 상기 지지체는 스테인레스강으로 제조되어 구슬 및 패각이 세척도중에 자유롭게 상대 운동하여 세척이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해서 상기 망의 내부에 상기 혼합물을 전부 채우지 않고 50 내지 90 부피% 정도만 채우는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 70 부피% 정도를 채우는 것이 좋다.

상기 망의 형상은 실린더형, 원통형, 구형, 또는 주머니형 등을 포함하는 다양한 형상이 가능하며, 바람직하게는 아래에 기술된 망의 회전을 통한 세척이 유리하도록 원통형인 것이 바람직하다.

상기 혼합물이 담겨진 망은 상기 망의 주위에 다수 개 설치된 분사구로부터 담수를 일정한 수압으로 분사하여 일정시간 동안 세척하는 단계를 거친다. 상기 분사구는 망의 주위를 돌아가며 외부 주위의 임의의 위치에 배치될 수 있고, 필요에 따라서는 대칭으로 위치할 수도 있으며, 바람직하게는 망의 아래쪽에 더 많이 분포하는 것이 혼합물의 상대적 운동 및 마찰에 유리하므로 좋다.

상기 세척을 통하여 패각의 표면에 붙어 있는 고착성 불순물이 제거됨과 동시에 염분도 함께 세척되는 효과가 있다. 이를 위하여 상기 세척에 사용되는 세척수는 소금기를 포함하지 않은 담수를 사용한다. 상기 세척에 사용되는 수압은 높을수록 유리하지만 경제성 및 세척 효율을 고려하여 100 내지 500 bar의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 세척 시간은 패각의 오염 상태에 따라 달리할 수 있으며, 바람직하게는 5분 내지 30분의 범위 내에서 조절하는 것이 좋다.

상기 세척과정에서 세척을 더욱 효율적으로 수행하기 위하여 상기 망을 일정구동장치를 통하여 회전시킬 수 있다. 상기 회전에 의해 패각과 구슬의 비중 차이에 따라 아래로 주로 이동하는 구슬이 패각 내에 골고루 혼합되어 세척 효율을 높일 수 있다. 상기 회전장치에 따른 망의 회전 속도는 망, 패각, 및 구슬의 크기 등을 포함한 세척 조건에 따라 적절한 범위로 조절할 수 있다.

상기와 같이 세척이 완료된 혼합물은 c) 상기 세척된 혼합물로부터 패각을 분리하여 80 내지 250℃의 온도로 간접 열처리하여 건조하는 단계를 거친다.

상기 혼합물로부터 구슬을 제거한 패각은 직접가열 방식의 경우에는 패각이 직접 불길에 닿게 되므로 온도가 일정하게 되지 않고, 고온 부분이 탄화되는 문제점이 있으므로 사우나 등과 같은 간접 가열방식을 통하여 가열되며, 그 온도는 80 내지 250℃인 것이 바람직하다. 이보다 온도가 낮은 경우는 건조 효율이 떨어지고, 온도가 이보다 더 높은 경우는 패각의 일부분이 탄화되는 문제가 발생하므로 상기 온도 범위에서 건조하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 120 내지 180℃인 것이 건조 효율 측면에서 좋다. 상기 건조시간은 세척물의 상태에 따라 적절히 조정이 가능하며 바람직하게는 공정 시간을 고려하여 5분 내지 10분 정도가 좋다.

상기 건조가 완료된 패각은 그대로 각각의 패각에 대한 응용분야에 따라 사용될 수도 있고, 필요에 따라 패각의 분말 형태를 원하는 경우는 적용 분야에 적절한 메쉬의 크기를 갖도록 분쇄할 수 있다. 상기 분쇄된 패각 분말은 인조대리석, 욕조, 세면대 등의 건축물 설비 위생 도기 재료, 건축물 내외장재의 재료, 화장품, 치약, 약재 등의 다양한 응용분야에서 사용될 수 있으며, 이에 필요한 입자상으로 분쇄하여 사용할 수 있다. 상기 분쇄과정에 사용되는 분쇄방법으로는 다양한 분쇄방법이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 패각의 고유 색상을 그대로 살릴 수 있도록 해머 크래쉬 분쇄법이 사용될 수 있다.

상기 분쇄된 패각은 용도에 따라 일정한 메쉬 범위의 분말로 분리될 수 있으며, 상기 분리방법에는 채로 거르거나, 진공흡입 등의 방법을 사용할 수 있고, 이를 통하여 일정 범위의 크기를 갖는 분말로 분리하여 각각의 응용분야에 따라 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 가공방법에 의하여 제조되는 패각 또는 패각분말을 제공한다. 상기 제조된 패각 또는 패각 분말은 패각 또는 패각 분말이 가지는 우수한 항균 및 탈취 기능을 이용하여 인조대리석, 욕조, 세면대 등의 위생용품의 재료, 가구 외장재의 재료, 건축물 외장재의 재료, 충진재, 코팅재료, 화장품, 치약, 약재 등의 다양한 응용분야에 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 상세한 설명에 의하여 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함된다.

본 발명에 따르면 해양오염의 주원인이고, 생태계를 파괴하는 물질인 패각을 특정한 조건 하에서 가공함으로써 염분과 불순물을 제거하여 다양한 응용분야를 가지는 패각 분말로 제조할 수 있으며, 특히 패각이 가지는 항균 및 탈취 기능을 극대화하기 위해서 본 발명에 따른 순수한 패각만으로 이루어지는 패각 또는 패각 분말이 사용될 수 있으며, 이를 통하여 패각의 욕조 또는 세면대와 같은 위생용품에의 응용 등 그 활용도를 높이면서 패각으로 야기되는 환경문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한, 패각이 외장재의 재료로 사용되는 경우에는, 특히 순도 높은 패각 분말을 통하여 염분으로 인한 얼룩의 발생을 제거하고, 패각이 가지는 고유의 성분 및 색상만을 그대로 나타낼 수 있어 외장재로의 응용성을 높일 수 있는 효과가 있다.

이외에도, 본 발명을 통하여 종래에는 염분제거 등을 위하여 하루 이상 담수에 담궈 두는 작업을 짧은 시간에 완료할 뿐만 아니라 염분 제거와 함께 패각에 단단히 고착된 이물질을 단시간에 용이하게, 자동화된 공정을 통하여 실시함으로써, 패각 가공의 경제성을 높이는 효과가 있다.

Claims (10)

1. a) 선별된 패각을 구형 구슬과 혼합하여 다공성 망에 넣는 단계;

   b) 상기 망의 주위에 다수 개 설치된 분사구를 통해서 담수를 일정한 수압으로 분사하여 일정시간 동안 세척하는 단계; 및

   c) 상기 세척된 혼합물로부터 패각을 분리하여 80 내지 250℃의 온도로 간접 열처리하여 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 구슬은 세라믹 볼 또는 철합금 볼인 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 망은 유연한 그물망이고, 그 내부에는 상기 유연한 그물망을 일정한 형상으로 유지하는 지지체가 포함되는 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 망은 일정한 고정 형상을 갖는 금속 또는 스테인레스강 재질의 망인 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 수압은 100 내지 500 bar인 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 망을 세척할 때에 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 건조 온도가 120 내지 180℃인 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 패각을 선별한 후와 혼합되기 전 사이에 살균 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 패각의 선별단계 또는 상기 건조단계 이후에 건조된 패각을 분쇄하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패각의 가공방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 패각.