KR101194024B1

KR101194024B1 - 수용성 미네랄의 제조방법

Info

Publication number: KR101194024B1
Application number: KR1020110038942A
Authority: KR
Inventors: 박낭규
Original assignee: 박낭규
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-10-24

Abstract

본 발명은 석회질 성분이 다량 함유된 산호와 패각이나 오랜동안 퇴적된 풍화퇴적산호 및 패각 등을 주원료로 하여 고온 소성한 후 백색의 크링카와 회색의 크링카를 분리하고, 백색의 크링카를 저온 소성하여 급냉하는 구성으로 체내에 흡수가 용이한 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 나트륨등의 무기염류인 미네랄을 얻도록 하는 수용성 미네랄의 제조방법에 관한 것이다.

Description

수용성 미네랄의 제조방법{a process for minerals which solubility in water}

본 발명은 석회질 성분이 다량 함유된 산호와 패각이나 오랜기간동안 퇴적된 풍화퇴적산호 및 패각 등을 주원료로 하여 이를 고온 소성한 후 백색의 크링카와 회색의 크링카를 분리하고, 백색의 크링카만을 저온 소성하여 급냉하는 구성으로 체내에 흡수가 용이한 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 나트륨등의 무기염류인 미네랄을 얻도록 하는 수용성 미네랄의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인체에 이로운 무기염류인 미네랄은 칼륨, 마그네슘, 나트륨등이 있으며, 상기 칼슘은 근육을 긴장 및 수축시키고 신경을 흥분시키는 반면, 칼륨, 마그네슘, 나트륨은 수축된 근육을 이완시키고 신경을 안정시키는 기능을 수행하게되어 인체내에서 이들 미네랄의 적절한 균형은 근육과 신경의 정상적인 기능에 필요합니다.

그리고, 칼슘은 인체내 존재하는 50여종의 미네랄 중 가장 많이 존재하고, 체중의 1.5%~2.2%를 이루는 체내칼슘의 대부분이 골격에 존재하며, 극히 일부가 세포내에 존재하면서 신체의 생리조절 기능을 수행하는데 있어서 가장 중요한 역할을 하고 있습니다.

더하여, 상기 칼슘은 수인화인회석으로 혈액 내에 존재하며, 이중 45%가 알부민등의 단백질과 결합하고, 10%는 인산염, 구연산염 등으로 존재하며, 나머지 45%가 유리칼슘으로 존재하여 체내의 생리 현상에 가장 영향을 많이 미치고 있습니다.

한편, 상기 칼륨은, 인체내에서 작용하여 인체의 구조를 유지하는 골격과 치아의 형성 및 혈액을 응고시키고 체액의 산,알칼리 평형을 유지시켜 주며, 근육 및 신경계통의 안전성에 관계하여 근육경련, 근육의 수축과 이완, 심장의 박동, 신경의 흥분과 자극 전달 효소의 활성화 면역학적 기능 내분비 기관에서 만들어지는 호르몬의 분비에도 영향을 미쳐 세포막의 기능유지 및 물질이동을 조절하는 등의 일에 관여하고 있습니다.

이와같은 인체에 필요한 미네랄 중 칼슘을 제조하는 방법으로 종래에는 석회석을 소성로에서 1,200～1,650℃등의 온도로 소성하여 산화칼슘을 얻는 방법이 있었으나 그렇게 얻어진 산화칼슘은 대기중에 방치하게 되면 수분과 탄산가스를 흡수하여 수산화칼슘(소석회)과 탄산칼슘으로 변하게 되어 공업용으로만 사용하여 왔었다.

또한, 시멘트 제조공정에서도 석회석과 점토, 규석등을 분말화하여 로타리 킬른에서 약1,450℃로 가열 소성하여 시멘트 크링카로 만든 후 거기에 석고를 첨가한 다음 미분쇄하여 시멘트를 얻는 과정에서도 산화칼슘(생석회)를 얻을 수 있었다.

그런데 상기와 같은 기존의 생석회(산화칼슘) 제조방법에 의해서는 양질의 제품을 대량으로 얻을 수 없는 결점이 있었다.

이와같은 문제점을 개선하기 위하여 종래의 특허 제378038호에 수용성 산화칼슘의 제조법이 개시되어 있으며 이를 설명하면, 내화연와로 이루어진 소성로 속에 층층이 로스터를 놓고 그 각각의 로스터 위에 코크스를 깐 후 그 위에 미세한 산호 석회암 입자를 올려 놓고 코크스를 점화한 다음 운모창을 통하여 내부상태를 관찰하면서 연소온도 조절용 팬(FAN)에 의해 내부온도를 700~900℃범위가 되도록 조절하면서 48~50시간 소성시킨 다음 냉각하여 경량의 산호석회암 크링카를 얻고 다시 상기 크링카에 활성탄소를 1:1로 혼합하여 4,000킬로헬츠~6,500킬로헬츠의 고주파로에서 700~900℃의 온도로 36~40시간동안 가열 소성한 후 자연 냉각한 다음, 세척 및 건조하여 미세분말기에서 분말화하여 수용성 산화칼슘을 얻도록 하는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 제조방법은, 소성시간이 증가되어 연료소모가 많으며, 코크스를 사용하는 로에서 소성작업을 수행하여 불순물이 많이 포함되는 문제점이 있고, 세척 및 건조와 별도의 미세분말기를 사용함으로써 작업공정이 복잡하게 되는 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 양질의 수용성 칼슘 등의 미네랄을 대량으로 얻을 수 있도록 하고, 불순물을 최소화 하면서 공정을 단순화시켜 양질의 칼슘 및 미네랄을 얻을 수 있도록 하며, 우리 주위에서 쉽게 구할 수 있는 천연재료를 이용함으로써 원가를 최소화 할 수 있도록 하고, 인체에 이로운 영향을 끼치는 다양한 미네랄을 제공할 수 있도록 하는 수용성 미네랄의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 전기로의 내측에 산호, 패각, 풍화퇴적된 산호 또는 패각을 투입하고 910~1000℃의 온도로 5~9시간 1차 소성한 후 서냉시켜 백색과 회색의 크링카를 형성하고, 상기 크링카중 백색의 크링카만을 수집한 후 전기로에서 500~700℃의 온도로 3~5시간 2차 소성하고, 2차 소성된 크링카를 급랭시키도록 하는 수용성 미네랄의 제조방법을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 간단한 공정에 의해 양질의 수용성 칼슘 또는 미네랄을 대량으로 얻고, 불순물을 최소화 하면서 공정을 단순화 시켜 양질의 칼슘 또는 미네랄을 얻으며, 우리 주위에서 쉽게 구할 수 있는 천연재료를 이용함으로써 원가를 줄이고, 인체에 이로운 영향을 끼치는 다양한 미네랄을 제공하는 효과가 있는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 칼슘 제조방법을 도시한 블럭도이다.
도2 및 도3는 각각 본 발명의 칼슘을 제조하는 원재료인 산호 및 풍화퇴적산호의 사진이다.
도4는 본 발명의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도5는 본 발명에 의해 제조된 미네랄의 사진이다.
도6은 본 발명에 의해 제조된 미네랄을 물에 용해한 후 ph를 측정한 사진이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 칼슘 제조방법을 도시한 블럭도이고, 도2 및 도3는 각각 본 발명의 칼슘을 제조하는 원재료인 산호 및 풍화퇴적산호의 사진이며, 도4는 본 발명의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도5는 본 발명에 의해 제조된 미네랄의 사진이며, 도6은 본 발명에 의해 제조된 미네랄을 물에 용해한 후 ph를 측정한 사진이다.

본 발명은, 바닷물 속에 함유된 탄산수소칼슘을 분해하여 탄산칼슘의 골격을 형성하고 있는 산호, 패각류, 수억만년 동안 퇴적과정을 통하여 고화된 풍화퇴적산호 또는 패각으로 이루어진 원료를 전기로(100)의 내측에 투입한 후 910~1000℃의 온도로 5~9시간 1차 소성한다.

그리고, 상기와 같이 산호, 패각류, 풍화퇴적산호 또는 패각이 1차 소성되어 형성되는 크링카를 상온에서 24시간 동안 서냉한다.

더하여, 상기 크링카중 백색의 크링카만을 수집한다.

계속하여, 백색의 크링카를 전기로에서 500~700℃의 온도로 3~5시간 2차 소성한다.

그리고, 상기와 같이 2차 소성된 크링카를 -20~-60℃의 온도로 급냉시켜 수용성 칼슘 또는 칼륨과 나트륨 및 마그네슘등의 미네랄을 제조하게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도1 내지 도6에서 도시한 바와같이 본 발명의 칼슘은, 생석회(산화칼슘) CaO와 이것이 물과 화합한 소석회(수산화칼슘) Ca(OH)₂을 통틀어 이르는 것으로서 석회고토(CaCO₃MgCO₃), 생석회(CaO), 소석회(Ca(OH)₂, 패화석(CaCO₃), 부산소석회, 부산석회 등이 있다.

그리고, 상기와 같은 칼슘은, 아래의 화학식과 같이 물에는 잘 녹지 않으나 물이 이산화탄소를 함유하고 있어 수용성인 탄산수소칼슘으로 변화하면서 용해도가 상승토록 된다.

[화학식 1]

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

이상과 같이 탄산수소칼슘을 얻기 위해서는 바닷물 속에 함유된 탄산수소칼슘을 분해하여 탄산칼슘의 골격을 형성하고 있는 산호, 패각류, 풍화퇴적된 산호,패각등을 전기로(100)의 내측에 투입한 후 910~1000℃의 온도로 5~9시간 1차 소성한다.

이때, 상기 소성온도가 1000℃ 이상이 되면 탄화되어 모두 소실되고 910℃이하의 온도에서는 그 소성시간이 증가되거나 산화칼슘 크링카가 완전하게 형성되지 않기 때문에 910~1000℃의 온도로 소성한다.

즉, 상기 소성온도 및 시간은 본 출원인이 반복실험에 의하여 얻어진 결과로서 그 온도 범위에서 덜 소성되거나 탄화되지 않고 가장 적절한 크링카가 생성되기 때문이다.

그리고, 상기와 같이 산호, 패각류등이 1차 소성되어 형성되는 크링카를 24시간동안 서냉하면 회색크링카 또는 백색크링카가 형성된다.

더하여, 상기 크링카중 백색의 크링카만을 수집한다.

이때, 상기 크링카중 백색의 크링카만을 수집하는 이유는 회색의 크링카에는 불순물이 다량함유되어 소성시 색상이 회색을 띄게 되어 백색의 크링카만을 사용하면 양질의 칼슘 또는 미네랄의 제조가 용이하고, 불순물이 포함되어 있지 않아도 탄화시 색상이 회색을 띄게 됨으로써 탄화된 칼슘 또는 미네랄은 물에 용해되지 않아 수용성인 순수한 칼슘 또는 미네랄을 얻기 위하여 회색의 크링카를 분리한다.

그리고, 상기와 같이 2차 소성온도는, 완전히 소성된 경량의 크링카를 얻기 위한 것으로 그 온도범위 및 시간은 본 출원인이 여러 번의 반복 실험에 의해 최종제품인 수용성 칼슘 또는 미네랄을 얻기에 가장 바람직한 조건으로 그 이하나 그 이상의 조건에서는 소성이 미완성되거나 탄화되어 소실되기 때문이다.

이상과 같이 제조된 백색의 크링카를 -20~-60℃의 온도로 급랭시켜 수용성 칼슘 또는 미네랄을 제조하게 된다.

이때, 상기 크링카를 -20℃ 이하로 냉각시키면 미분화를 위한 공정이 추가되고, -60℃이상으로 냉각하면 미분화에 따른 냉각효율이 저하되어 원가를 상승시키게 됨으로써 -20~-60℃의 온도가 적당하다.

즉, 일반적으로 종래에는 2차 소성이 완료된 크링카는 공기중 노출되어 24시간 냉각되면서 서서히 분쇄되는 과정을 수행하나 본 발명은 2차 소정된 크링카를 공기의 노출없이 파이프상을 통과하면서 급냉시킴으로써 급격한 온도차에 의해 불순물의 혼입 없이 신속하게 크링카를 분쇄할 수 있게 된다.

더하여, 본 발명의 급냉시키는 동작은 파이프상에 2차소성된 크링카를 통과시킬 때 파이프의 외측에 액화질소 등의 냉매가 통과하는 냉각코일을 배치시키는 구성으로 파이프 내측이 원하는 온도조건을 갖도록 하는 급냉장치를 통하여 급랭시킨다.

이때, 상기와 같은 급랭동작은 2차 소성 후 급냉장치에 공급되는 크랭카의 60% 이상을 미분화 시킬 수 있도록 하여 별도의 미분화 동작을 최소화 할 수 있도록 하면서 칼슘 또는 미네랄의 생산이 가능토록 된다.

실시예 1

전기로의 내측에 거제산 패각 또는 풍화퇴적산호를 투입한 후 1000℃의 온도로 7시간 1차 소성한 후 서냉시켜 백색과 회색의 크링카를 형성하고, 상기 크링카중 백색의 크링카만을 수집한 후 전기로에서 700℃의 온도로 4시간 2차 소성하고, 2차 소성된 크링카를 -50℃의 온도로 급랭시키도록 하는 수용성 칼슘을 제조한다.

이와같은 구성을 통하여 수용성 미네랄을 제조하면 투입되는 전체함량에 대하여 40~60중량%의 백색 크링카를 얻게 되고, 상기와 같은 백색 크링카의 전체중량에 대하여 40~60중량% 정도의 수용성 미네랄을 얻을 수 있게 되었다.

한편, 상기 수용성미네랄은, 순수한 물에 용해시킨 후 증류시켜 사용하면 인체에 침투가 용이한 순수한 분말을 얻을 수 있게 된다.

상기 미분을 분석시험한 결과를 살펴보면 아래의 표 1과 같다.

시험항목	거제산패각	풍화퇴적산호	비교예	일일섭취량	분석방법
인	66.18mg/100g	50.21mg/100g	9.41mg/100g	800-1,200mg	ICP 발광분석법
철	28.76mg/100g	57.13mg/100g	51.0mg/100g	10-18mg
칼슘	68,847mg/100g	49,507mg/100g	39,100mg/100g	800-1,200mg
나트륨	571.05mg/100g	100.76mg/100g	12.9mg/100g	1,500mg
칼륨	226.07mg/100g	52.43mg/100g	32.5mg/100g	3000mg
마그네슘	321.45mg/100g	246.27mg/100g	419.0mg/100g	300-500mg
동	1.21mg/100g	0.23mg/100g	2.3mg/100g	2-5mg
아연	1.60mg/100g	3.95mg/100g	0.25mg/100g	30mg
망간	10.58mg/100g	2.53mg/100g	2.69mg/100g	0.7-2.5mg

더하여, 상기와 같은 결과를 토대로 종래의 제조방법에 의하여 제조된 칼슘의 양보다 본 발명에 의한 제조방법을 사용하면 일반적인 종래의 칼슘제조방법에 비하여 25% 이상으로 생산량이 증가됨은 물론 일일 섭취량을 만족할 수 있는 각종 미네랄을 동시에 얻을 수 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법을 사용하면, 투입되는 전체의 원료함량에 대하여 40~60중량%의 미분이 생성되고, 생성되는 미분의 전체함량에 대하여 40~60중량%의 칼슘 또는 각종 미네랄을 얻게 되었다.

그리고, 본 발명은 상기와 같은 칼슘은 물론 인체에 이로운 영향을 끼치게 되는 칼륨과 나트륨 및 마그네슘등의 미네랄을 얻게 되었다.

또한, 도5에서와 같이 본 발명에 의해 얻어진 미네랄을 물에 넣으면 수소이온농도 ph 12.7의 알칼리수가 생성된 것을 알수 있었으며, 이상과 같이 ph가 알칼리를 띄는 경우는 물에 용해되었다는 것을 나타내는 것이다.

100...소성로 110...크링카
130...급냉장치

Claims

전기로의 내측에 산호 또는 패각을 투입한 후 910~1000℃의 온도로 1차 소성한 후 서냉시켜 백색과 회색의 크링카를 형성하고, 상기 크링카중 백색의 크링카만을 선택한 후 전기로에서 500~700℃의 온도로 2차 소성하고, 2차 소성된 크링카를 급랭시키도록 하고,
상기 전기로의 내측에 거제산 패각 또는 풍화퇴적산호를 투입한 후 910~1000℃의 온도로 5~9시간 1차 소성한 후 상온에서 24시간 서냉시켜 백색과 회색의 크링카를 형성하고, 상기 크링카중 백색의 크링카만을 선택한 후 전기로에서 500~700℃의 온도로 3~5시간 2차 소성하고, 파이프의 외측에 액화질소로 이루어진 냉매가 통과하도록 냉각코일이 배치되는 급냉장치의 파이프에 2차 소성된 크링카가 통과하도록 설치하여 공기의 노출없이 -20~-60℃의 온도로 급냉되도록 하는 수용성 미네랄의 제조방법.
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