KR102437895B1 - 이온 칼슘 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온칼슘 제조방법에 관한 것으로서, 그 절차는 산호 및 모려에 부착된 이물질을 수작업을 통해 제거하여 이물질이 제거된 산호 및 모려를 물로 세척하고 1 내지 5mm 직경의 볼 크기를 갖는 볼밀(ball mill) 장치에 넣고 약 500 내지 1000 rpm으로 5 내지 10시간 동안 교반하여 모려의 표면에 존재하는 각질층과 모래을 분리한 후, 염산 용액에 넣고 5시간 동안 침지, 교반한 물로 세척하는 세척공정; 상기 세척공정을 통해 각질층 및 이물질이 제거된 모려의 표면에 물과 옥살산을 100:1~10 중량부의 비율로 혼합하여 분사하여 잔존하는 패각 특유의 냄새를 제거하고 소성 및 급속 냉각시 수분, 이산화탄소 또는 공기와 접촉이 차단하여 불순물이 포함되어 변질되는 것을 방지되도록 하고 옥살산을 통해 이물질이 제거되면 물을 투여하여 추가 세척하는 냄새 제거 공정: 상기 냄새 제거공정시 사용되는 물과 혼합되는 옥살산의 모려 표면에 잔존하여 옥살산의 강한 산성 및 산호의 염분을 제거하기 메틸 알코올에 모려 및 산호를 넣고 침지하여 이물질을 제거하여 최종 생산물인 이온 칼슘에 포함될 수 있는 불순물을 제거하고 물을 투여하여 추가 세척하는 침지 및 분사공정; 상기 침지 및 분사공정을 통해 구비된 모려 및 산호를 원심분리기를 이용하여 물을 제거하고, 모려를 소성로로 이동하여 컨페이어 소성로의 온도 750 ~ 800℃에서 1 ~ 2시간 가열하여 모려를 1차 소성하여 불순물 함유량을 최소화하고 전기로에 투입하여 약 800℃의 온도에서 약 24시간 동안 추가 소성후 급속냉각하여 1차 소성 공정을 거친 모려가 공기 중 수분과 반응하여 변질되는 것을 방지하는 1차 소성 및 냉각공정: 상기 1차 소성공정 및 냉각공정을 통해 구비된 모려와 산호를 일정 크기로 분쇄하는 공정으로서, 급속냉각한 모려를 400mesh 크기로 분쇄하고, 산호는 입상의 직경이 2 ~ 7mm의 크기를 갖도록 각각 분쇄하여 1차 분말화절차를 진행하는 분쇄공정; 상기 분쇄공정을 통해 구비된 모려 및 산호를 각각 6 : 4 비율로 각각 혼합하고 소성로의 온도를 350 ~ 400℃를 유지하며, 3시간 ~ 5시간 동안 2차 소성공정을 진행하고, 소성로를 냉각하여 분쇄 및 가공 공정이 가능하도록 2차 소성된 모려 및 산호 혼합물을 냉각절차를 진행하는 혼합 및 2차 소성공정; 2차 소성공정을 소성된 모려 및 산호 혼합물을 소성로로 수집하여 분쇄기로 다시 600 mesh 크기로 분쇄하여 분말화하는 분말공정; 상기 분말된 모려 및 산호의 혼합분말에 대비하여 유기산인 아세트산(CH₃COOH)을 1 ~ 5 중량부로 첨가하여 모려 및 산호 혼합물을 형성하도록 교반하여 유기산을 통해 강알칼리성이 약 알카리성으로 변화하여 칼슘분말이 수용화되도록 혼합 및 교반하는 혼합공정; 상기 혼합공정을 통해 구비된 모려 및 산호의 분말을 해양 심층수와 혼합하고 교반한 후, 부유물을 여과포를 이용하여 여과하여 혼합분말에 해양 심층수에 잔존하는 유효 미네랄 성분이 침지되고 액상 성분만을 분리하는 액상 분리 공정; 및 상기 액상 분리 공정에서 수득된 구비된 액상 성분을 농축기에 넣어 90 ~ 100℃ 온도에서 수분 함량이 20% 이하가 될 때까지 농축을 수행한 후 농축액을 건조하여 분말 상태의 이온칼슘이 수득하는 농축공정:을 포함하여 구성된다.

Description

이온 칼슘 제조방법{A method for manufacturing of ionized calcium}

본 발명은 산호 및 모려를 세척, 건조 후 물과 옥살산을 혼합하여 분사하거나 재 소성하여 모려의 특유의 비린 냄새를 제거하고, 메틸 알코올에 침지, 고온 소성하여 고온에서 수분을 증발하여 칼슘 성분을 높이고 분쇄 후 급속냉각하여 분말된 산호 및 모려를 혼합하여 칼슘분말을 수용하여 전기분해, 초음파 처리를 통해 산화칼슘의 순도를 높이고, 해양심층수와 혼합, 교반하여 미네랄 성분이 분말내 침지되도록 하고, 액상분리 및 농축하여 순수 칼슘의 함유량을 극대화한 이온칼슘 제조방법에 관한 것이다.

칼슘은 동식물에서 중요한 기능을 하는 무기원소로 알려져 있으며, 각종 생명체의 구성과 활동에 필수적인 미네랄 성분 중 하나이다. 동물의 경우 뼈와 혈액의 조성 및 생성에 필요한 성분일 뿐만 아니라, 심장이나 뇌의 정보전달기능을 담당한다. 특히, 식물에서는 식물체 내의 유기산을 중화하고, 세포벽 사이를 연결하는 펙틴과 결합하여 과피를 단단하게 하고, 병충해에 강하게 하며, 뿌리의 발육을 돕고, 성숙 호르몬인 에틸렌 가스의 생성을 막아 저장성을 증가시키는 등의 역할을 한다.

이에, 농업적 측면에서 식물에 칼슘을 용이하게 제공하는 것은 매우 중요하다. 이와 같은 칼슘은 지구상에 다양의 염의 형태로 존재하는데, 식물에 칼슘을 공급하기 위한 형태로는 산화칼슘(CaO)이 주로 이용되고 있다. 산화칼슘은 생석회라고도 불린다. 산화칼슘은 물에 용해되면 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 형성하며 이온화되어 칼슘 이온(Ca^{2 +})을 제공할 수 있으므로 식물에 용이하게 흡수될 수 있다.

하지만, 산화칼슘을 용해시켜 제공할 수 있는 칼슘 이온은 제한적이므로, 동일 중량을 사용하였을 때 제공 가능한 칼슘 이온을 증가시키기 위해서는 고순도의 산화칼슘이 필요하다.

즉, 칼슘은 사람의 인체를 구성하는 유기 화합물인 산소, 탄소, 수소, 질소에 이어 5번째로 많은 함유량을 가진 원소로서, 사람에 따라 다르기는 하지만 체중의 1.5 내지 2%를 차지하며, 칼슘은 세포 내에서의 정보 전달에 필수적인 성분이며, 세포 내와 세포 외의 칼슘 농도 균형이 깨질 경우 생명 유지에 심각한 장애를 초래하는 중요한 요소이다.

또한, 칼슘은 식물에 있어서는 분열 조직의 생장 및 뿌리 발육에 중요한 요소이다. 신진대사의 결과로 생기는 유기산을 중화하는 역할뿐만 아니라 마그네슘, 칼륨 및 나트륨의 과잉흡수를 억제하는 길항작용도 한다. 칼슘이 부족한 경우 여러 종류의 병에 대한 저항력이 떨어지며, 이상 현상이 나타난다. 이와 같이 칼슘은 동, 식물의 생명체 활성 유지에 중요한 역할을 하는 원소로서, 건강기능식품이나 식품첨가물 등 다양한 용도로 개발되고 있다.

한편, 세계 보건 기구가 권장하는 성인의 칼슘 하루 섭취량은 약 700mg이나, 실제 칼슘 섭취량과 흡수 유효율에 차이가 있어 성인 대부분이 권장 섭취량 이하의 칼슘만을 섭취하고 있는 실정이다. 따라서, 칼슘이 인체에 부족할 경우에는, 신경이나 근육이 과도하게 흥분하게 되어, 심할 경우 근육 경련에 이은 심장 마비로 연결될 수 있고, 내분비 질환, 신장 질환, 소화기 질환, 운동기 질환, 골격 형상 이상 등의 부족 증상이 유발할 수 있으며, 세포 레벨에서는 세포막의 칼슘 투과성이 항진하여 세포 안으로 칼슘이 들어가 세포질의 칼슘이 증가하여 면역 기능이 저하되고, 인슐린 등의 분비 기능이 저하되어 당뇨병을 야기할 수 있으며, 부갑상선 호르몬의 분비가 항진되어 뼈에 저장되어 있는 칼슘을 뽑아내는 작용이 촉진됨으로써 뼈에서 필요 이상의 칼슘이 용출되어 연골 조직, 특히 동맥에 칼슘의 침착이 증가하게 된다.

따라서, 칼슘은 세포벽 구성의 중요 요소의 하나로서 공급이 부족해지면 세포가 약해지고 이로 인해 많은 문제가 야기되는데, 칼슘은 독소로부터 작물을 보호하는 효과가 있으며 노화를 지연시킴은 물론 탁월한 살균 및 항균효과를 가지고 있으며 토양에 적당한 수준의 칼슘이 있더라도 결핍증상이 나타날 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 인체에 필수적인 요소인 칼슘은 이온화 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 배출되고 있다.

현재 국내에서 상용되는 칼슘제로는 화학적 합성품(탄산칼슘, 젖산칼슘, 구연산칼슘 등의 화학적 합성품과 해조칼슘, 유청칼슘 등의 수입 천연칼슘제가 대표적이며, 천연칼슘제는 80% 이상을 수입에 의존하고 있는 실정이다. 국내산 천연칼슘제의 소재로 활용 가능한 조개, 굴각 등의 패각과 불가사리는 매년 막대한 양이 수거되고 있으나 그 활용도는 매우 낮고, 처리비용 및 환경오염 발생으로 이에 따른 활용방안이 절실히 필요한 실정이다.

따라서, 본 출원인은 산호 및 모려를 이용하여 순수 칼슘의 함유량을 극대화한 이온칼슘을 제조 방안을 제안하고자 한다.

[관련기술문헌]

패각을 이용한 이온화칼슘 제조방법(Manufacturing method of ionized calcium using shell)(특허등록번호 제10-1676200호)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 산호 및 모려를 세척, 건조 후 물과 옥살산을 혼합하여 분사하거나 재 소성하여 모려의 특유의 비린 냄새를 제거하고, 메틸 알코올에 침지, 고온 소성하여 고온에서 수분을 증발하여 칼슘 성분을 높이고 분쇄 후 급속냉각하여 분말된 산호 및 모려를 혼합하여 칼슘분말을 수용하여 전기분해, 초음파 처리를 통해 산화칼슘의 순도를 높이고, 해양심층수와 혼합, 교반하여 미네랄 성분이 분말내 침지되도록 하고, 액상분리 및 농축하여 순수 칼슘의 함유량을 극대화한 이온칼슘 제조방법을 제공하는데 있다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 이온칼슘 제조방법은, 산호 및 모려에 부착된 이물질을 수작업을 통해 제거하여 이물질이 제거된 산호 및 모려를 물로 세척하고, 세척된 모려를 건조한 후 1 내지 5mm 직경의 볼 크기를 갖는 볼밀(ball mill) 장치에 넣고 500 내지 1000rpm으로 5 내지 10시간 동안 교반하여 모려의 표면에 존재하는 각질층과 모래을 분리한 후, 볼 밀링한 모려 및 세척된 산호를 질산 용액에 넣고 5시간 동안 침지하여 모려의 표면에 잔존하는 각질층 및 이물질을 제거하고, 교반한 물로 세척하는 세척공정; 상기 세척공정을 통해 각질층 및 이물질이 제거된 모려의 표면에 물과 옥살산을 100:1~10 중량부의 비율로 혼합하여 분사하여 잔존하는 패각 특유의 냄새를 제거하고 소성 및 급속 냉각시 수분, 이산화탄소 또는 공기와 접촉이 차단하여 불순물이 포함되어 변질되는 것을 방지되도록 하고 옥살산을 통해 이물질이 제거되면 물을 투여하여 추가 세척하는 냄새 제거 공정: 상기 냄새 제거공정시 사용되는 물과 혼합되는 옥살산의 모려 표면에 잔존하는 옥살산의 강한 산성 및 산호의 염분을 제거하기 위해 메틸 알코올에 모려 및 산호를 넣고 7 내지 10시간 동안 침지하여 침지하여 이물질을 제거하여 최종 생산물인 이온 칼슘에 포함될 수 있는 불순물을 제거하고 물을 투여하여 추가 세척하는 침지 및 분사공정; 상기 침지 및 분사공정을 통해 구비된 모려 및 산호를 원심분리기를 이용하여 물을 제거하고, 물이 제거된 모려를 소성로로 이동하여 컨페이어 소성로의 온도 750 ~ 800℃에서 1 ~ 2시간 가열하여 모려를 1차 소성하여 소성로의 열원에 의하여 탄산칼슘(CaCo³)은 소성되어 고체상태의 산화칼슘(CaO)로 전환되어 불순물 함유량을 최소화하고 1차 소성된 모려를 냉각하여 전기로에 투입하여 800℃의 온도에서 24시간 동안 추가 소성후 급속냉각하여 1차 소성 공정을 거친 모려가 공기 중 수분과 반응하여 변질되는 것을 방지하고, 물이 제거된 산호를 소성로로 이동하여 소성로 500 ~ 700℃의 온도에서 1차 소성한 후, 소성로의 열을 차단하여 냉각되도록 하여 산호에 수소가 흡착되는 1차 소성 및 냉각공정: 상기 1차 소성공정 및 냉각공정을 통해 구비된 모려와 산호를 일정 크기로 분쇄하는 공정으로서, 급속냉각한 모려를 400mesh 크기로 분쇄하고, 산호는 입상의 직경이 2 ~ 7mm의 크기를 갖도록 각각 분쇄하여 1차 분말화절차를 진행하는 분쇄공정; 상기 분쇄공정을 통해 구비된 모려 및 산호를 각각 6 : 4 비율로 각각 혼합하고 소성로의 온도를 350 ~ 400℃를 유지하며, 3시간 ~ 5시간 동안 2차 소성하여 산화칼슘을 활성화하고, 소성로를 냉각하여 분쇄 및 가공 공정이 가능하도록 2차 소성된 모려 및 산호 혼합물을 냉각절차를 진행하는 혼합 및 2차 소성공정; 2차 소성공정을 소성된 모려 및 산호 혼합물을 소성로로 수집하여 분쇄기로 다시 600 mesh 크기로 분쇄하여 분쇄된 분말의 입자직경이 20㎛ 이하가 되도록 분말화하는 분말공정; 상기 분말된 모려 및 산호의 혼합분말에 대비하여 유기산인 아세트산(CH₃COOH)을 1 ~ 5 중량부로 첨가하여 모려 및 산호 혼합물을 형성하도록 교반하여 유기산을 통해 강알칼리성이 약 알카리성으로 변화하여 칼슘분말이 수용화되도록 혼합 및 교반하는 혼합공정; 상기 혼합공정을 통해 구비된 모려 및 산호 혼합물의 응집력을 강화하고 고순도의 이온칼슘을 구비하기 위해 승온 조건에 의해 온도를 상승하여 1,000℃ 내지 3,000℃의 온도에서 열처리하여 고순도의 이온 분말을 구비하고, 이온분말을 전기로를 사용하여 고전압을 인가하여 전기 분해 처리하여 분말 내의 화학 결합력을 약화시켜 탄산칼슘이 산화칼슘으로 전환되어 이온화도가 높은 이온칼슘 분말이 구비되도록 하는 열처리 및 전기분해 공정; 열처리 및 전기분해를 통해 구비된 이온칼슘 분말을 초음파를 처리하여 잔존할 수 있는 이물질의 균을 제거하고 분말 상에 고열을 가하여 반응하지 못한 채 남아있는 탄산칼슘을 반응시켜 이온칼슘의 순도를 높이는 초음파 공정; 상기 초음파 공정을 구비된 모려 및 산호의 이온칼슘 분말을 해양 심층수와 혼합하고 교반한 후, 부유물을 여과포를 이용하여 여과하여 혼합분말의 해양 심층수에 잔존하는 유효 미네랄 성분이 침지되고 액상 성분만을 분리하는 액상 분리 공정; 및 상기 액상 분리 공정에서 수득된 구비된 액상 성분을 농축기에 넣어 90 ~ 100℃ 온도에서 수분 함량이 20% 이하가 될 때까지 농축을 수행한 후 농축액을 건조하여 분말 상태의 이온칼슘을 수득하는 농축공정:을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 의한 이온칼슘 제조방법은 산호 및 모려를 세척, 건조 후 물과 옥살산을 혼합하여 분사하거나 재 소성하여 모려의 특유의 비린 냄새를 제거하고, 메틸 알코올에 침지, 고온 소성하여 고온에서 수분을 증발하여 칼슘 성분을 높이고 분쇄 후 급속냉각하여 분말된 산호 및 모려를 혼합하여 칼슘분말을 수용하여 전기분해, 초음파 처리를 통해 산화칼슘의 순도를 높이고, 해양심층수와 혼합, 교반하여 미네랄 성분이 분말내 침지되도록 하고, 액상분리 및 농축하여 순수 칼슘의 함유량을 극대화한 이온칼슘을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이온칼슘 제조방법은 버려지는 굴껍질의 패각을 가공하여 분말화하고, 산호 분말과 혼합하여 탄산칼슘을 이온칼슘수로 제조함으로써 이온을 안정화하여 칼슘의 체내흡수율을 높일 수 있는 이온칼슘을 구비하여 기능성 음료, 기능성 생수등의 음료분야, 식품가공분야, 쌀과 밀가루 등에 이온칼슘을 접목한 곡물분야 등의 식품에 다양하게 이용할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이온칼슘 제조방법은 폐기되는 굴패각을 활용하여 양질의 이온화 천연칼슘제를 제조하여 현대인의 부족한 칼슘섭취의 문제점을 해결할 수 있게 되었고, 버려지게 되는 패각을 유용하게 사용하여 자원을 재활용할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본원에 따른 산화칼슘의 제조 방법은 미세한 분말 입자를 형성하는 분말화 공정을 수행함으로써 열처리 시의 반응성을 높일 수 있고, 이에 따라 분말화된 입자에 포함된 대부분의 반응물인 탄산칼슘이 반응하여 생성물인 산화칼슘으로 전환되어 이온화도가 높은 고순도의 산화칼슘 분말 및 이를 통한 이온칼슘을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이온칼슘 제조방법은 패각류인 모려와 산호를 세척, 건조, 고온 소성 및 건조하고 분말화하고 액상 분리공정을 통해 구비하여 물에 녹기 쉬운 이온 칼슘을 제공함으로써, 무색, 무미, 무취로 음용에 적합하며, 식품안전성이 유지되는 칼슘이온수를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이온칼슘 제조방법은 모려와 산호를 세척, 건조, 고온 소성 및 건조하고 분말화하고 액상 분리공정을 통해 구비된 이온 칼슘을 통해 수소가 신체 내에 체류하는 시간을 증진시킴으로써 활성화수소가 체내에서 장시간 동안 대사에 관여하고 신체 내의 활성산소를 대사과정에서 효과적으로 제거하며, 칼슘이 산화환원 전위가 낮고 Ph가 약 염기성을 갖도록 함으로써 신체에 무해한 칼슘을 제조하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 이온칼슘 제조공정을 도시한 흐름도.
도 2는 도 1에 따른 모려의 냄새제거 공정을 절차를 통한 이온칼슘 제조공정을 도시한 흐름도.
도 3은 750℃, 800℃, 850℃, 900℃, 950℃ 온도 및 시간의 소성 조건에 따른 각각 패각의 무게 변화를 도시한 그래프
도 4는 온도 및 시간에 따른 패각 유기물 변화량
도 5는 온도 및 시간에 따른 칼슘함량 변화 그래프

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 기초로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 산호 및 모려를 세척, 건조 후 물과 옥살산을 혼합하여 분사하거나 재 소성하여 모려의 특유의 비린 냄새를 제거하고, 메틸 알코올에 침지, 고온 소성하여 고온에서 수분을 증발하여 칼슘 성분을 높이고 분쇄 후 급속냉각하여 분말된 산호 및 모려를 혼합하여 칼슘분말을 수용하여 전기분해, 초음파 처리를 통해 산화칼슘의 순도를 높이고, 해양심층수와 혼합, 교반하여 미네랄 성분이 분말내 침지되도록 하고, 액상분리 및 농축하여 순수 칼슘의 함유량을 극대화한 이온칼슘을 제공한다.

이에 따라 본 발명에 따른 산호 및 모려를 이용한 이온칼슘의 제조를 위해 사용되는 산호, 모려의 특징을 살펴보면, 먼저, 산호초는 오랜 기간에 걸쳐 물과 물리적, 화학적 변화를 거치면 단단한 바위로 형성되어 산호와 살아 있는 조류의 뼈로 만들어진 복잡한 구조물로서 탄산칼슘으로 된 골격을 이용하여 석회암을 만들 수 있으며 종종 '바다의 열대우림'으로 불리기도 하는 얕은 산호는 지구상에서 가장 다양한 생태계를 구성한다.

즉, 산호초는 산호에서 분비되는 탄산칼슘 구조에 의해 함께 결합된 다양한 수중 생태계로서 영양소가 거의 없고 해양에서 발견되는 작은 동물 집단에 의해 만들어진다. 대부분의 산호들은 차례로 군락을 이루고 있는 폴립으로 구성된 돌로 된 산호로 만들어진다. 폴립은 바다 말미잘과 해파리를 포함하는 자포동물로 알려진 동물군에 속한다. 말미잘과는 다르게, 산호는 산호 폴립을 지지하고 보호하는 단단한 탄산염 외골격을 분비한다.

또한, 산호는 매우 천천히 물에 녹아 들어가며, 재침전, 재결정, 화학적인 변화 등으로 단단한 바위가 된다.

한편, 모려(Oyster)는 식물명으로 굴을 칭하는 것으로 연체동물문 모려과(Ostreidae)에 속하며 껍질은 모려, 살은 모려육이라 하여 약용한다. 모려의 바깥면은 엷은 녹회갈색이고 안쪽면은 유백색이다.

굴 껍질에도 많은 유효성분이 있어서 한방과 양방에서 모두 이용되고 있는데, 굴의 주성분은 칼슘으로 칼슘 영양제 원료로 사용되고 있으며, 이외에도 구리, 요오드, 규산, 비타민 A 등을 함유한다.

굴 껍질의 성질은 약간 차며 무독하고 맛이 짜다. 굴 껍질의 주 작용은 수렴, 제산, 진정작용 등이 있으며, 정신불안, 불면증에 이용되며 위산과다증이 있는 사람에게 제산제로서 사용하기도 한다.

이러한 굴 껍질 또는 조개 껍질은 석회석의 주성분인 탄산칼슘으로 구성되는데, 이 탄산칼슘에 700℃ 이상의 고열을 가하면 이산화탄소가 제거되어 산화칼슘(CaO)이 된다. 이것을 소성(firing) 칼슘이라 하는데, 수용액은 강한 알칼리성을 띠므로 살균제로 사용된다. 굴, 가리비, 함박조개 등 조개류의 종류별 항균활성의 차이는 없으며, 살균이나 장기 보존을 위하여 사용되는 소성칼슘은 식품 첨가물로서 지정되어 있다.

한편, 해양 심층수는 해수 표면으로부터 200m 이하의 해수를 일컫는 것으로서, 표층수와 구별하여 해양심층수라 불리는데, 광합성이 일어나지 않아 식물성장에 필요한 질소, 인, 규산 등의 무기영양소를 많이 포함하고 있으며, 대기나 화학물질에 의한 오염 및 일반세균에 오염되지 않으므로 해양성 세균수도 적어 물리적 청정성도 매우 뛰어나며, 태양광이 도달하지 않는 심해에서는 영양 물질을 소비하는 식물성 플랑크톤이 없기 때문에 박테리아 등에 의하여 분해된 영양물질이 풍부하고 칼슘, 마그네슘 등의 미네랄이 다량 포함되어 있는 미네랄 성을 갖는다.

해양 심층수는 필수 미량원소와 다양한 미네랄이 균형있게 포함되어 있으며, 4대 미네랄(마그네슘, 칼슘, 칼륨, 나트륨) 외 아연, 셀렌, 망간 등을 포함하여 스트레스나 체질 불량 등으로 발생되는 각종 질병에 대한 면역기능도 뛰어나며, 식수로 사용하는 지표수나 지하수 등에 비해 청정도가 매우 높은 것으로 알려져 있다.

또한, 표면 해수로부터 200미터 이하에는 유기물의 농도가 낮고, 대장균 또는 일반세균에 의한 오염이 없으며, 육지나 대기로부터의 화학물질에 의한 오염의 가능성도 적어 청정성을 가지며, 일년 내내 저온으로 그 변화가 적고 안정된 낮은 수온성을 갖으며, 해양 심층수는 수천년 동안 형성된 물이기 때문에 그 성질이 안정되어 있고, 각종 효소들의 작용으로 인하여 숙성을 가지며, 필수 미량원소나 다양한 미네랄 성분이 균형있게 포함되어 있어 용존되어 있는 금속이온들의 작용으로 활성 산소에 대한 탁월한 소거작용 효과 등의 특성을 갖는다고 알려져 있다.

따라서, 해양심층수는 햇빛이 도달하지 않는 수심 200m 이하 깊은 바닷물에 끌어와 대장균 등의 병원성 미생물이 존재하지 않으며 유기물과 일반 세균이 거의 없는 청정해수로서 미네랄이 풍부하고 산호와 모려 분말과 혼합되어 탈착을 통해 해당 심층수의 유효성분이 산호 및 모려에 포함되어 이온 칼슘의 유효한 효능을 함유되게 된다.

따라서, 본 발명은 산호초와 굴 껍질을 고온처리하여 구비된 소성칼슘을 이용하여 이온 칼슘을 제공하고자 한다.

이하, 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 이온칼슘 제조공정을 도시한 흐름도이고, 도 2는 도 1에 따른 모려의 냄새제거 공정을 절차를 통한 이온칼슘 제조공정을 도시한 흐름도를 도시한 것으로, 첨부된 도 1 내지 2를 참조하여 본 발명에 따른 산호 및 모려를 이용한 이온칼슘 제조 공정을 살펴보면, 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 크게 세척공정(S10), 냄새 제거공정(S20), 침지 및 분사 공정(S30), 1차 소성 및 냉각공정(S40), 분쇄공정(S50), 혼합 및 2차 소성공정(S60), 분말공정(S70), 열처리 및 전기분해공정(S80), 초음파 공정(S90), 액상 분리 공정(S100) 및 농축공정(S120)을 통해 이온 칼슘을 제조한다. 이하, 각 단계의 절차 및 특징을 세부적으로 설명하면 다음과 같다.

(1) 세척공정(S10)

먼저, 이온 칼슘 제조의 원료가 되는 산호 및 모려에 부착된 이물질을 수작업을 통해 제거하고 이물질이 제거된 산호 및 모려를 물로 세척하는 과정으로, 세척공정을 통해 모려의 표면에 잔류하는 각질층 및 뻘, 모래를 제거하고, 이후 세적된 모려를 건조하고 약 1 내지 5mm 직경의 볼 크기를 갖는 볼밀(ball mill) 장치에 넣고 약 500 내지 1000 rpm으로 5 내지 10시간 동안 교반한다.

볼 밀링한 모려 및 세척된 산호를 질산 용액에 넣고 약 5시간 동안 침지 교반한 후 물 세척하여 세척공정을 마무리 한다.

보다 세부적으로 상기 볼밀 장치 내부에 지르코니아 볼 등의 금속 볼을 내부 공간의 약 20 ~ 30%로 채운 후 모려를 넣고 뚜껑을 닫은 상태에서 약 500 ~ 1000 rpm의 속도로 5 내지 10시간 동안 교반을 수행하는데, 이때 교반 공정을 통해 모려의 표면에 존재하는 각질층과 모래 등이 분리되고, 잔존하는 각질층 및 이물질은 질산의 산 처리를 통해 제거된다.

(2) 냄새 제거공정(S20)

상기 세척공정을 통해 각질층 및 이물질이 제거된 모려에 잔존하는 패각 특유의 냄새를 제거하는 과정으로, 물과 혼합된 옥살산을 모려의 표면에 분사하여 r굴 패각인 모려의 냄새를 제거하고 모려를 물에 3 ~ 4 시간 침지하여 옥살산과 모려의 이물질을 제거한다.

즉, 상기 옥살산은 강산의 성분으로서 냄새가 제거된 모려에 물과 혼합하여 희석하여 사용되며 이 절차를 옥살산을 통해 이물질이 제거되면 물을 투여하여 추가 세척이 필요하다.

구체적으로 냄새 제거공정(S20)은 물과 혼합한 옥살산을 사용하는데, 옥살산(oxalic acid, C₂H₂O₄)은 2개의 카르복시기가 결합된 다이카복실산이고 녹는점이 180 ~ 190℃로, 물에 용해되며 유기산 중에는 비교적 강산이고 환원성이 있다.

옥살산을 굴패각인 모려의 표면에 살포하면 굴패각 특유의 냄새가 제거되는데, 본 발명에서는 옥살산을 굴패각의 표면에 살포하여 굴패각의 냄새를 제거하는데 가장 효과적인 비율로 물과 옥살산을 100:1~10 중량부의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 냄새 제거공정 시 물과 옥살산을 모려 표면에 분사하는 것은 굴 패각인 모려를 원료로 하여 이온칼슘을 제조하는 경우 굴패각 특유의 냄새를 제거하고 공기 중 수분이나 이산화탄소 또는 산소 등과의 반응이 일어나지 않도록 한다.

이에 본 발명은 냄새 제거공정(S20)을 통해 굴 패각인 모려의 특유의 냄새를 제거하고 후술될 1차 소성 공정에 모려를 소성하고 급냉하게 되는데, 소성 및 급속 냉각시 수분, 이산화탄소 또는 공기와 접촉이 차단되도록 함으로써 불순물이 포함되어 변질되는 것을 방지하여 고순도 이온칼슘을 제조할 수 있다.

(3) 침지 및 분사 공정(S30)

상기 세척공정 및 냄새 제거공정을 통해 이물질 및 냄새가 제거된 모려와 산호의 염분 및 중금속을 제거하기 위해 메틸 알코올에 모려 및 산호를 넣고 침지 절차를 진행한다. 즉, 냄새 제거 공정시 사용되는 물과 혼합되는 옥살산의 모려 표면에 잔존하여 옥살산의 강한 산성을 제거하기 위해 메틸 알코올에 모려를 넣고 침지 한다.

보다 구체적으로 세척공정 및 냄새 제거공정을 통해 구비된 모려 및 산호를 메틸 알코올에 7 내지 10시간 동안 침지하여 모려 및 산호에 함유되어 있는 염분 및 중금속 등의 이물질을 제거하여 최종 생산물인 이온 칼슘에 불순물이 포함되는 것을 방지한다.

(4) 1차 소성 및 냉각공정(S40)

상기 침지 및 분사공정을 통해 구비된 모려 및 산호를 원심분리기를 이용하여 물을 제거하고, 모려를 소성로로 이동하여 컨페이어 소성로의 온도 750 ~ 800℃에서 1 ~ 2시간 가열하여 모려를 1차 소성시킨다.

즉 1 ~ 2시간 내에 770℃ 이상의 고온에서 모려를 소성시킴으로써, 소성공정을 통해 패각인 모려는 소성로에서 열원에 의하여 주성분인 탄산칼슘(CaCO₃)은 소성되어 고체상태의 산화칼슘(CaO)으로 전환되고 패각류에 포함된 유기물 및 잔류 독성을 제거되는데, 최종 생산물인 이온 칼슘의 불순물 함유량은 최소화함과 동시에 순수 칼슘 함유량은 극대화할 수 있다.

이후, 소성로의 열 공급을 차단하여 1차 소성된 모려를 냉각시키고 1차 소성 및 냉각된 모려를 전기로에 투입하여 약 800℃의 온도에서 약 24시간 동안 추가 소성하고 급냉하는데, 즉 급속냉각공정을 통해 소성 공정을 거친 모려가 공기 중 수분과 반응하여 변질되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 침지 및 분사공정을 통해 구비된 산호를 원심분리기로 물을 제거하고 소성로에서 4 ~ 5시간 동안 500 ~ 700℃의 온도의 열에 의해 1차 소성한다.

이때 소성로의 온도가 500℃보다 낮으면 소성이 늦어지며 수소의 흡착력이 낮아지고, 소성로의 온도가 700℃보다 높으면 소성은 빨라지지만 흡착된 수소가 공기 중으로 빨리 기화하게 되는데, 따라서, 소성로에서 4시간보다 짧은 시간 동안에는 산호의 소성이 이루어지지 않고 5시간 이상이 되면 소성된 산호가 너무 딱딱해지는 문제점이 발생한다.

즉, 산호를 1차 소성 후 소성로를 열을 차단하여 냉각되도록 소성로를 방치하는데 산호에 수소가 흡착되게 된다. 산호를 소성로에 방치되는 시간은 8시간 일 수 있다. 산호가 소성로 내에서 방치되고 소성로의 온도가 약 100 ~ 150℃로 낮아지면 산호를 소성로에서 꺼낸다.

(5) 분쇄공정(S50)

상기 1차 소성공정 및 냉각공정을 통해 구비된 모려와 산호를 일정 크기로 분쇄하는 공정으로서, 상기 급속냉각한 모려를 400mesh 크기로 분쇄한다.

산호는 입상의 직경이 2 ~ 7mm의 크기를 갖도록 분쇄하는데, 입상의 산호를 크기별로 분급하여 진행할 수 있다.

즉, 상기 1차 소성된 모려 및 산호를 냉각한 후 다공질화된 모려 및 산호를 1차 분말화한다. 이 때 냉각 과정은 약 24시간 동안 방냉하고, 분말화한다.

보다 구체적으로, 소성 및 급냉된 모려 및 산호를 이온칼슘을 제조하기 위해 산화칼슘을 분쇄하는데, 습식 볼밀을 이용하여 분쇄한다.

(6) 혼합 및 2차 소성공정(S60)

상기 세척, 분사, 침지, 1차 소성 및 분쇄된 모려 분쇄물과 세척, 침지, 1차 소성 및 분쇄된 산호 분쇄물을 일정 비율로 혼합한다.

상기 모려 및 산호는 6 : 4 비율로 혼합하여 구성되는 것이 바람직하며, 당업자에 따라 그 혼합 비율을 가변적으로 선택하여 적용할 수 있다.

이온 칼슘을 제조하기 위해 소성로 내의 모려 및 산호가 추가 소성시 균일하게 소성되도록 소성 및 냉각조건을 적절하게 인가하여 분쇄, 혼합된 모려 및 산호 혼합물을 소성로의 온도를 350 ~ 400℃를 유지하며, 3시간 ~ 5시간 동안 2차 소성공정을 진행한다.

보다구체적으로, 상기 혼합된 모려 및 산호 분말을 2차 소성한다. 2차 소성은 상기 분말을 내열성 용기에 넣은 후 밀봉하고 이를 다시 350 ~ 500 kHz의 소성로에 넣어 약 350 ~ 400℃의 온도에서 약 3 ~ 5시간 동안 간접 소성함에 의해 수행한다.

상기 고주파로는 350 ~ 500kHz의 고주파 발생기를 구비하고 있고 고주파 유도 가열의 출력 방식에 의해 1차 소성 및 분말화된 분말을 재가열하여 산화칼슘을 활성화한다.

이후 소성로로 냉각하여 분쇄 및 가공 공정이 가능하도록 2차 소성된 모려 및 산호 혼합물을 냉각절차를 진행한다. 상기 냉각 과정은 분쇄 등 향후 가공 공정이 가능하도록 소성된 모려 및 산호의 온도를 낮추는 과정이다.

(7) 분말공정(S70)

상기 2차 소성 공정을 소성된 모려 및 산호 혼합물을 분말 상태로 분쇄하는 과정이다. 상기 분말공정은 소성된 모려 및 산호를 전기로로부터 수집하여 분쇄기로 분쇄함으로써, 이온 칼슘 분말을 얻는 과정이다. 상기 분쇄 공정은 돌 혹은 세라믹 재질의 분쇄 수단을 이용하여 이루어진다.

이와 같이 본 발명의 분말공정은 비금속 재질인 돌 혹은 세라믹 재질의 분쇄 수단을 이용함으로써, 금속 재질의 분쇄 수단을 이용할 때 발생할 수 있는 이온 칼슘의 역 이온화 현상을 막을 수 있다.

즉, 상기 모려 및 산호를 일정 비율로 혼합한 후 분쇄이송장치로 이동하여 혼합된 모려와 산호를 다시 600 mesh 크기로 분쇄하여 분말화 한다.

이때, 분쇄된 모려의 산화칼슘분말의 입자직경은 20㎛이하일 수 있다. 여기서 산화칼슘분말의 입자 직경이 20㎛를 초과하게 되면 물과 혼합하여 산화칼슘용액을 제조할 때 잘 섞이지 않게 되는 문제점이 있다,

(8) 혼합공정(S80)

이후, 상기 분말된 모려 및 산호 혼합물에 유기산인 아세트산(CH₃COOH)을 첨가하여 모려 및 산호 혼합물을 형성하도록 교반한다.

여기서, 유기산은 칼슘분말을 수용화시키는데 도움이 되며, 칼슘분말을 녹이면 pH12.5 이상이 되는 강알칼리성이 되어 식용하기 부적합하기 때문에 약알칼리인 pH8.5 ~ pH9.5정도로 변환하기 위해서 사용된다.

또한, 유기산은 혼합분말 대비 1 ~ 5중량부가 첨가되는 것이 바람직하다. 유기산이 혼합분말 대비 1 ~ 5중량부가 사용되는 이유는 1중량부 미만으로 혼합분말이 제대로 녹지 않게 되고, 5중량부를 초과하면 산성화되므로 유기산은 혼합분말 대비 1~5중량부가 적정하다.

이어, 혼합물의 분말을 킬레이트화 하는데, 이는 혼합분말에 유기산이 첨가된 혼합물에 식용과산화수소(H₂O₂, 35%)와 식용과산화수소에 의해 생성된 오존(O³)을 첨가하여 유기산이 첨가된 혼합분말의 킬레이트를 유도하는데, 식용과산화수소(H₂O₂)에 오존(O³)을 생성하면서 과산화상태의 혼합물질(H₂O_n)의 형성과 붕괴가 동시에 이루어지는 평형상태에서 칼슘과 유기산을 혼합하여 교반하는 것을 의미한다.

(9) 열처리 및 전기분해 공정(S90)

상기 혼합공정을 통해 구비된 모려 및 산호 혼합물의 응집력을 강화하고 고순도의 이온칼슘을 구비하기 위해 승온 조건에 의해 온도를 상승하여 1,000℃ 내지 3,000℃ 의 온도 범위에서 열처리를 하여 고순도의 이온화도가 높은 이온 분말을 구비하고, 이온분말을 전기로를 사용하여 전기에너지 및 열에너지가 동시에 공급되도록 고전압을 인가하여 전기 분해 처리하여 분말 내의 화학 결합력을 약화시켜 탄산칼슘이 산화칼슘으로 전환되는 반응의 반응성 및 수득률을 높일 수 있으려, 약화된 결합력으로 인하여 반응물의 반응성을 높일 수 있어 이온화도가 높은 이온칼슘 분말을 제조할 수 있다.

(10) 초음파 공정(S100)

열처리 및 전기분해를 통해 구비된 이온칼슘 분말을 초음파를 처리함으로써 이전 단계에서 반응하지 못한 채 남아있는 탄산칼슘을 반응시켜 제조되는 산화칼슘의 순도를 높일 수 있다. 즉, 초음파 공정을 통해 잔존할 수 있는 이물질의 균을 제거하고 분말 상에 고열을 가하여 입바의 소결을 방지할 수 있는데, 이때 초음파의 진동수는 0.1 MHz 내지 20 MHz 진행할 수 있다.

(11) 액상 분리 공정(S110)

상기 공정을 통해 구비된 이온칼슘 분말을 해양 심층수와 혼합하고 교반한 후, 부유물을 여과포(또는 여과지)를 이용하여 여과시킨 후 액상 성분만을 분리하였다. 즉, 이온칼슘 분말을 해양 심층수와 혼합하여 해양 심층수에 잔존하는 유효 미네랄 성분이 분말내에 침지될 수 있다.

이어서 상기 얻어진 액상 성분을 농축기에 넣어 끓는점 온도 이하에서 수분 함량이 20% 이하가 될 때까지 농축을 수행한 후 농축액을 건조하여 해양심층수의 유효한 미네랄 성분이 함유된 분말 상태의 이온 칼슘을 수득한다.

상기 2차 소성 및 분말화에 의해 얻어진 미세 분말에서 이온 칼슘만을 남기고 나머지 금속 성분들을 제거하기 위해 상기 공정을 통해 얻어진 분말을 해양심층수에 혼합한다.

일반적으로 광물질을 소성하여 얻어지는 이온칼슘 분말은 물에 넣게 되면 대부분의 산화칼슘이 수산화칼슘[Ca(OH)₂]로 전환되지만, 모려 및 산호를 가열 소성하여 제조된 이온칼슘은 물에 넣을 경우 수산화칼슘으로 전환되지 않고 포화농도가 될 때까지 이온화 상태로 물에 용해된다. 이때 나머지 이종 금속 물질들은 물에 용해되지 않고 부유물 상태로 떠 있다가 시간이 경과함에 따라 가라앉게 된다.

따라서, 물에 용해되지 않는 이종 금속 성분들을 제거하기 위해 분말 성분을 물에 혼합하고 교반한 후 부유물 상태의 석출물을 여과포를 이용하여 여과함으로써 여과포를 통과한 투명한 액상 성분만을 분리해낸다.

상기 액상 성분에는 Ca^{2 +} 이온과 O^2- 이온이 고순도로 포함되어 있으며 이들은 거의 포화 상태로 녹아 있게 되는데, 상기 용해 과정에서 온도를 승온하면서 진행할 경우 Ca²⁺ 이온과 O^2- 이온의 수득률을 증대시킬 수 있다.

이어서, 상기 얻어진 액상 성분을 농축기에 넣어 농축한다. 상기 농축은 액상 성분이 끓는 온도 이하까지 가열하여 수분 함량을 줄이는 것으로서, 바람직하게는 90 ~ 100℃의 온도에서 수분 함량이 20% 이하가 될 때까지 수행한다. 이렇게 농축하게 되면 상기 액상 성분은 걸죽한 반죽 상태와 같이 된다.

(12) 농축공정(S120)

상기 액상 분리공정을 통해 수득된 액상 성분을 농축기에 넣어 끓는 점 이하의 온도에서 수분 함량이 20% 이하가 될 때까지 농축을 수행한 후 농축액을 건조하여 분말 상태의 이온칼슘을 수득하게 된다.

첨부된 도 3 내지 도 5는 본 발명의 이온칼슘의 제조에 따라 모려의 소성온도와 칼슘함량의 변화 및 결과를 확인하기 위한 실험 결과를 도시한 것이다.

<실험방법>

굴 패각인 모려의 소성온도에 따른 칼슘함량의 변화를 확인하기 위해 모려 분말을 3개의 시료로 구분하여 입자분포 및 소성온도의 관계를 고찰하였다.

1. 시료준비

시료 1은 150㎛체에서 55.16%로 모려를 가장 많이 분리되었고, 850㎛에서 31.83%로 모려를 분리되었다. 시료 2는 53㎛체에서 42.65%, 63㎛체에서 34.37%가 분리하였고, 시료 3은 26㎛체에서 38.15%을 분리하였다.

상기 분리된 시료를 샘플(Sample)로 하여 소성온도를 가변하여 실험을 진행하였다.

2. 실험 경과.

생산공정에서 채취한 각각의 Sample에 소성온도를 750℃, 800℃, 850℃, 900℃, 950℃로 달리하여 시간 경과에 따른 모려의 무게변화 측정하였다. 그 결과 첨부된 도 3에 도시한 바와 같이 무게 감소율은 sample 1 < Sample 2 < Sample 3의 순으로 나타났다.

또한, 소성온도에 따른 무게변화는 750℃ < 800℃, 850℃ < 900℃ < 950℃ 순으로 나타나 소성온도가 높을수록 소성시간이 경과할 수로 모려의 무게감소량이 큰 것으로 나타났다.

일반적으로 굴패각은 660℃에서 소성반응이 시작되어 770℃ 부근에서 대부분이 lime(CaO)으로 소성 전환되는 것으로 알려져 굴패각 소성시 750℃ ~ 800℃의 온도가 가장 적정한 범위로 판단되다.

이후, 굴패각인 모려를 소성분말에 대하여 각각의 온도에서 10min, 40min 동안 소성한 결과 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이 유기물 함량이 0.46% ~ 3.5%에서 소성 후에는 0.1% 이하로 감소되는 것으로 나타났다.

따라서, 소성기간에 따른 변화는 작은 것으로 나타나 모려 분말시 유기물 함량조절을 위한 소성시간은 적을수록 효과가 우수한 것을 확인하였다.

3. 실험결과.

모려 분말에 대하여 소성전 및 소성후의 칼슘함량을 확인한 결과, 소성시간과 온도에 따른 칼슘함량 변화는 750℃, 850℃, 950℃에서 각각 10, 40분 동안 소성한 시료의 칼슘함량 변화는 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이 소성시간이 경과할수록, 소성온도가 높을수록 칼슘함량이 증가하는 것으로 나타났다.

4. 결론,

모려 분쇄시 입자특성은 시료에 따라 입경의 차이가 큰 차이가 났으며, 소성온도에 따른 특성변화는 소성온도가 높을수록, 소성시간이 경과할 수록 모려의 무게 감소량이 큰 것으로 나타났다.

칼슘함량은 소성시간이 경과할수록 소성온도가 높을수록 칼슘함량이 증가하고, 소성온도가 높고, 분말의 입자크기를 작게할수록 소성가공이 가장 효율적인 것으로 나타났다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 통상의 기술자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 않는 내역도 발명의 취지와 범위에 포함된다.

Claims (3)

1. 산호 및 모려에 부착된 이물질을 수작업을 통해 제거하여 이물질이 제거된 산호 및 모려를 물로 세척하고, 세척된 모려를 건조한 후 1 내지 5mm 직경의 볼 크기를 갖는 볼밀(ball mill) 장치에 넣고 500 내지 1000rpm으로 5 내지 10시간 동안 교반하여 모려의 표면에 존재하는 각질층과 모래을 분리한 후, 볼 밀링한 모려 및 세척된 산호를 질산 용액에 넣고 5시간 동안 침지하여 모려의 표면에 잔존하는 각질층 및 이물질을 제거하고, 교반한 물로 세척하는 세척공정;
   상기 세척공정을 통해 각질층 및 이물질이 제거된 모려의 표면에 물과 옥살산을 100:1~10 중량부의 비율로 혼합하여 분사하여 잔존하는 패각 특유의 냄새를 제거하고 소성 및 급속 냉각시 수분, 이산화탄소 또는 공기와 접촉이 차단하여 불순물이 포함되어 변질되는 것을 방지되도록 하고 옥살산을 통해 이물질이 제거되면 물을 투여하여 추가 세척하는 냄새 제거 공정:
   상기 냄새 제거공정시 사용되는 물과 혼합되는 옥살산의 모려 표면에 잔존하는 옥살산의 강한 산성 및 산호의 염분을 제거하기 위해 메틸 알코올에 모려 및 산호를 넣고 7 내지 10시간 동안 침지하여 침지하여 이물질을 제거하여 최종 생산물인 이온 칼슘에 포함될 수 있는 불순물을 제거하고 물을 투여하여 추가 세척하는 침지 및 분사공정;
   상기 침지 및 분사공정을 통해 구비된 모려 및 산호를 원심분리기를 이용하여 물을 제거하고, 물이 제거된 모려를 소성로로 이동하여 컨페이어 소성로의 온도 750 ~ 800℃에서 1 ~ 2시간 가열하여 모려를 1차 소성하여 소성로의 열원에 의하여 탄산칼슘(CaCo³)은 소성되어 고체상태의 산화칼슘(CaO)로 전환되어 불순물 함유량을 최소화하고 1차 소성된 모려를 냉각하여 전기로에 투입하여 800℃의 온도에서 24시간 동안 추가 소성후 급속냉각하여 1차 소성 공정을 거친 모려가 공기 중 수분과 반응하여 변질되는 것을 방지하고, 물이 제거된 산호를 소성로로 이동하여 소성로 500 ~ 700℃의 온도에서 1차 소성한 후, 소성로의 열을 차단하여 냉각되도록 하여 산호에 수소가 흡착되는 1차 소성 및 냉각공정:
   상기 1차 소성공정 및 냉각공정을 통해 구비된 모려와 산호를 일정 크기로 분쇄하는 공정으로서, 급속냉각한 모려를 400mesh 크기로 분쇄하고, 산호는 입상의 직경이 2 ~ 7mm의 크기를 갖도록 각각 분쇄하여 1차 분말화절차를 진행하는 분쇄공정;
   상기 분쇄공정을 통해 구비된 모려 및 산호를 각각 6 : 4 비율로 각각 혼합하고 소성로의 온도를 350 ~ 400℃를 유지하며, 3시간 ~ 5시간 동안 2차 소성하여 산화칼슘을 활성화하고, 소성로를 냉각하여 분쇄 및 가공 공정이 가능하도록 2차 소성된 모려 및 산호 혼합물을 냉각절차를 진행하는 혼합 및 2차 소성공정;
   2차 소성공정을 소성된 모려 및 산호 혼합물을 소성로로 수집하여 분쇄기로 다시 600 mesh 크기로 분쇄하여 분쇄된 분말의 입자직경이 20㎛ 이하가 되도록 분말화하는 분말공정;
   상기 분말된 모려 및 산호의 혼합분말에 대비하여 유기산인 아세트산(CH₃COOH)을 1 ~ 5 중량부로 첨가하여 모려 및 산호 혼합물을 형성하도록 교반하여 유기산을 통해 강알칼리성이 약 알카리성으로 변화하여 칼슘분말이 수용화되도록 혼합 및 교반하는 혼합공정;
   상기 혼합공정을 통해 구비된 모려 및 산호 혼합물의 응집력을 강화하고 고순도의 이온칼슘을 구비하기 위해 승온 조건에 의해 온도를 상승하여 1,000℃ 내지 3,000℃의 온도에서 열처리하여 고순도의 이온 분말을 구비하고, 이온분말을 전기로를 사용하여 고전압을 인가하여 전기 분해 처리하여 분말 내의 화학 결합력을 약화시켜 탄산칼슘이 산화칼슘으로 전환되어 이온화도가 높은 이온칼슘 분말이 구비되도록 하는 열처리 및 전기분해 공정;
   열처리 및 전기분해를 통해 구비된 이온칼슘 분말을 초음파를 처리하여 잔존할 수 있는 이물질의 균을 제거하고 분말 상에 고열을 가하여 반응하지 못한 채 남아있는 탄산칼슘을 반응시켜 이온칼슘의 순도를 높이는 초음파 공정;
   상기 초음파 공정을 구비된 모려 및 산호의 이온칼슘 분말을 해양 심층수와 혼합하고 교반한 후, 부유물을 여과포를 이용하여 여과하여 혼합분말의 해양 심층수에 잔존하는 유효 미네랄 성분이 침지되고 액상 성분만을 분리하는 액상 분리 공정; 및
   상기 액상 분리 공정에서 수득된 구비된 액상 성분을 농축기에 넣어 90 ~ 100℃ 온도에서 수분 함량이 20% 이하가 될 때까지 농축을 수행한 후 농축액을 건조하여 분말 상태의 이온칼슘을 수득하는 농축공정:을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이온칼슘 제조방법.
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