KR20130105582A

KR20130105582A - 수용성의 칼슘비료의 제조방법

Info

Publication number: KR20130105582A
Application number: KR1020130105167A
Authority: KR
Inventors: 서광희
Original assignee: 서광희
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2013-09-25

Abstract

본 발명은 수용성의 칼슘비료의 제조방법에 관한 것이다. 상세하게는 본 발명의 수용성의 칼슘비료의 제조방법은 (a)진주의 불순물을 제거하여 정제수로 세척하여 물기를 제거하는 단계; (b) 상기(a)의 진주를 200℃~250℃의 온도에서 1시간~3시간 동안 가열하는 단계; (c) 상기(b)단계의 진주를 1㎛~10㎛의 크기로 분쇄하는 단계; (d) 농도 75%~90%의 아세트산을 준비하는 단계; (e) 상기(d)단계의 아세트산에 상기(c)단계의 진주분말을 10 : 5의 중량비로 혼합하여 30℃~35℃에서 2일~5일간 숙성시키는 단계; (f) 상기(e)단계의 숙성한 재료를 여과하는 단계; (g) 상기(f)단계의 재료를 용기에 충진 및 포장하여 제품화하는 단계를 포함한다

Description

수용성의 칼슘비료의 제조방법{Method of water-soluble calcium fertilizer}

본 발명은 수용성의 칼슘비료의 제조방법에 관한 것이다.

진주는 일반적으로 연체동물 부족류 조개의 체내에 생긴 탄산칼슘을 주성분으로 하는 구슬 모양 또는 반구상의 광택이 나는 이상분비물을 말한다.

진주의 어원은 라틴어의 piruna, pirula에서 온 것이다. 중국의 본초강목, 개보(開寶)에는 珍珠로 표시되었고, 한국에서도 珍珠로 통용되고 있다.

진주의 성인(成因)에 관해서는 11세기경부터 많은 학자들이 여러 가지 설을 발표하였다. 17세기 초에는 조개 속에 이물질이 침입하면, 그 자극으로 이상분비가 생기고, 이 분비물이 이물질을 둘러싸게 되어 진주가 형성된다고 설명하였다. 그 후 19세기 중엽에 폰 헤슬링은 진주의 주위에 상피세포(上皮細胞)로 된 주머니가 있는 것을 발견하였고, 1903년 O.Z.스트라센은 조개의 외투막의 상피세포가 결합조직 내에 침입하여 진주주머니(眞珠袋 pearl sac)를 형성하고, 그 속에 진주가 형성되는 것을 관찰하였으며, 이 진주주머니가 외투막의 상피세포라는 것을 밝혀냈다. 또 L.부톤은 진주주머니는 외투막의 표면이 함입(陷入)하여 생긴다고 했고, A.러벨은 진주주머니가 외투막의 상피세포에서 직접 유발된다는 것을 밝혔다. 진주의 주요 성분은 CaCo3 (탄산칼슘)91.7%, 기타유기물 5.7%, 수분 2.2%를 함유하며 유기물중 leucine, methionine, alanine, glycine, glutamic acid, aspartic acid 등의 유기물이 함유 되어 있다.

1. 다량 원소: 칼슘, 나트륨, 유황, 철, 마그네슘, 칼륨.

2. 미량 원소: 동, 아연, 망간, 코발트, 스트론튬(Sr)

3. 초미량 원소 : 셀렌(Se), 크롬(Cr), 게르마늄(Ge)

생물 화학적으로 볼 때 진주분속에 들어 있는 미량원소와 초미량 원소는 인체중의 단백질과 금속효소와 생화학간의 평형을 유지하는 데 중요한 미량물질이다. 그중 제일 특수한 것을 셀렌으로 항암과 신진대사를 촉진하는 원소이다. 크롬은 골격을 형성하는데 중요한 촉진물질이다. 스트론튬은 고혈당을 억제하는 중요한 원소이다. 게르마늄 인체세포의 면역물질을 생산하는데 필요한 촉진물질이다. 특히, 콘키올린 성분이 함유되어 있어 피부를 윤택하게 해주며, 피부미백은 물론 노화도 방지에 효과가 있다.

현재 진주는 귀금속용도 뿐 아니라 상품가치가 미흡한 진주를 분쇄하여 화장품의 원료와 비누, 칼슘제 등으로 많이 사용하고 있다.

칼슘(calcium, 문화어: 칼시움)은 화학 원소로 주기율표에서 기호는 Ca이고 원자 번호는 20이다. 회색의 무른 알칼리 토금속 원소이다. 지구의 지각에서 다섯 번째로 풍부한 원소이다. 생물에게 필수적인 원소로, 생물 내에 가장 많이 존재하는 금속 원소이다. 칼슘 이온(Ca2+)의 화합물 중 질산 칼슘(Ca(NO3)2), 염화 칼슘(CaCl2), 황화 칼슘(CaS)은 물에 잘 녹고, 수산화 칼슘(Ca(OH)2)은 물에 약간 녹으며, 황산 칼슘(CaSO4), 탄산 칼슘(CaCO3)은 물에 잘 녹지 않는다. 앙금 생성 반응을 통해 산출되는 황산 칼슘, 탄산 칼슘은 모두 흰색 앙금이다. 따라서, 칼슘 이온 (Ca2+)을 검출할 때, 이러한 앙금이 유용하다. 불꽃 반응에서 칼슘은 주황색 불꽃을 나타낸다.

백악, 석회암, 대리암과 같은 암석에서 많이 발견된다. 지각의 3.5%를 이룬다. 산소나 물과 쉽게 반응하며, 자연에서는 탄산칼슘, 플루오르화칼슘, 황산칼슘 같은 화합물의 형태로 존재한다. 칼슘의 원자번호는 20이고 원자량은 40.078이며, 알칼리토금속에 속한다. 녹는점은 1115K(839)이고, 끓는점은 1757K(1484)이며, 밀도는 20에서 1.55g/cm-3이다. 칼슘과 칼슘화합물은 산업에서 많이 쓰인다. 합금을 만들 때 쓰이는 순수한 칼슘 금속은 액체 염화칼슘을 전기분해하면 얻을 수 있다.

산화칼슘은 가죽의 무두질이나 원유 정제와 같은 다양한 산업 공정에 쓰이는데, 특수한 가마 안에서 탄산칼슘을 가열해 얻는다. 플루오르화칼슘, 황산칼슘은 건축 자재인 시멘트와 회반죽의 원료이다. 이 밖에도 여러 종류의 칼슘화합물이 비료에서 페인트에 이르는 다양한 제품 생산에 원료로 쓰인다.

칼슘은 생명체, 특히 사람과 동물에게 필수적이다. 뼈와 이의 성장과 유지에 꼭 필요하고, 혈액의 응고, 근육의 수축 등도 돕는다. 사람에게 필요한 칼슘은 채소나 우유와 유제품 등의 음식물에 충분히 들어 있다. 칼슘은 1808년에 영국의 화학자인 데이비가 처음으로 분리해냈다. 그러나 이미 고대의 이집트인/그리스인/로마인도 칼슘화합물에 대해 알고 있었으며, 모르타르를 만드는 데 칼슘화합물을 이용했다.

선출원의 기술로 1000℃이상의 초고온에서 패각을 소성과정을 통하여 제조하는 특허출원 제10-2009-0047776호(수용성 칼슘의 제조방법)이 있다.

진주의 주성분은 탄산칼슘으로 고농도의 칼슘이 함유되어있다. 하지만 불용성인 탄산칼슘의 형태로는 고품질의 칼슘을 효과적으로 활용할 수 없다.

본 발명에서 해결하고자 하는 것은 물에 잘 용해되지 않는 탄산칼슘이 함유된 진주를 수용성 칼슘으로 제조하여 비료로 사용하여 재배하므로 고품질의 농산물을 생산하고자 하는 데 있다.

본 발명의 과제 해결 수단은 (a)진주의 불순물을 제거하여 정제수로 세척하여 물기를 제거하는 단계; (b) 상기(a)의 진주를 200℃~250℃의 온도에서 1시간~3시간동안 가열하는 단계; (c) 상기(b)단계의 진주를 1㎛~10㎛의 크기로 분쇄하는 단계; (d) 농도 75%~90%의 아세트산을 준비하는 단계; (e) 상기(d)단계의 아세트산에 상기(c)단계의 진주분말을 10 : 5의 중량비로 혼합하여 30℃~35℃에서 2일~5일간 숙성시키는 단계; (f) 상기(e)단계의 숙성한 재료를 여과하는 단계; (g) 상기(f)단계의 재료를 용기에 충진 및 포장하여 제품화한다.

본 발명의 제조방법에 따라 생산된 수용성 칼슘은 액상칼슘이나 분말칼슘 형태로 농산물 재배용 비료로 사용하여 농산물을 재배하면 농산물의 중량 및 저장성이 향상된다. 식물의 면역기능이 향상되어 농약이나 항생제 등의 사용을 줄일 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, (a)진주의 불순물을 제거하여 정제수로 세척하여 물기를 제거하는 단계; (b) 상기(a)의 진주를 200℃~250℃의 온도에서 1시간~3시간동안 가열하는 단계; (c) 상기(b)단계의 진주를 1㎛~10㎛의 크기로 분쇄하는 단계; (d) 농도 75%~90%의 아세트산을 준비하는 단계; (e) 상기(d)단계의 아세트산에 상기(c)단계의 진주분말을 10 : 5의 중량비로 혼합하여 30℃~35℃에서 2일~5일간 숙성시키는 단계; (f) 상기(e)단계의 숙성한 재료를 여과하는 단계; (g) 상기(f)단계의 재료를 용기에 충진 및 포장하여 제품화 한다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.

그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다.

실시예1

농도 75%~90%의 아세트산 1l에 1㎛~10㎛의 크기의 진주분말 200g을 첨가하여 30℃~35℃에서 3일간 숙성한 다음 여과하여 칼슘 수용액을 준비하였다.

비교예1

증류수 1l에 1㎛~10㎛의 크기의 진주분말 200g을 첨가하여 30℃~35℃에서 3일간 숙성한 다음 여과하여 칼슘 수용액을 준비하였다.

실시예2

실시예1의 제조방법으로 제조된 칼슘 수용액 : 정제수를 1 : 1500의 중량비로 혼합하여 상추를 수경재배 하였다.

비교예2

비교예1의 제조방법으로 제조된 칼슘 수용액 : 정제수를 1 : 1500의 중량비로 혼합하여 상추를 수경재배 하였다.

실시예3

실시예1의 제조방법으로 제조된 칼슘 수용액 : 정제수를 1 : 1500의 중량비로 혼합하여 토마토에 엽면시비하여 재배하였다.

비교예3

비교예1의 제조방법으로 제조된 칼슘 수용액 : 정제수를 1 : 1500의 중량비로 혼합하여 토마토를 재배하였다.

실시예 및 비교예에 의하여 생산되어진 농산물을 상추 각 50매와 완숙토마토를 50개를 각각 온도15℃~20℃, 습도 80%~90%의 조건에서 저장하면서 일자별로 부패되는 상추 및 토마토의 양을 비교하여 저장성을 평가하였다.

<상추의 저장성 비교결과 : 상추50매 중 일자별 부패수량>

구분	저장기간
구분	1일차	2일차	3일차	4일차	5일차	6일차	7일차
실시예3	0	0	0	2	12	19	17
비교예3	0	1	11	23	15	-	-

<토마토의 저장성 비교결과 : 완숙 토마토 50개의 일자별 부패수량>

구분	저장기간
구분	3일차	4일차	5일차	6일차	7일차	8일차	9일차
실시예4	0	0	2	6	11	17	14
비교예4	1	5	9	14	20	1	-

<토마토의 중량 비교결과 : 완숙 토마토 50개의 중량비교>

구분	중량(50개)
실시예4	13.4kg
비교예4	11.8kg

<상추의 성분분석표>

구분	일반성분(가식부100g당)					Ca (mg)
구분	수분 (%)	단백질 (%)	지방 (%)	회분 (%)	탄수화물 (%)	Ca (mg)
실시예	93.8	1.3	0.3	1.2	3.4	78
비교예	94.4	1.1	0.2	1.1	3.2	54

<토마토의 성분분석표>

구분	일반성분(가식부100g당)					Ca (mg)
구분	수분 (%)	단백질 (%)	지방 (%)	회분 (%)	탄수화물 (%)	Ca (mg)
실시예	94.6	1.0	0.2	0.7	3.5	25
비교예	95.4	0.8	0.1	0.5	3.2	8

표1~표2까지를 참조하면 비교예 보다 실시예의 상추 및 토마토의 저장성이 현저하게 강화되었으며, 표 3를 참조하면 비교예 보다 실시예의 토마토의 중량이 향상된 것을 알 수 있다.

또한 표4와 표5를 참조하면 비교예 보다 실시예의 상추 및 토마토의 칼슘이 강화되고, 영양성분이 향상된 것을 알 수 있다.

Claims

(a)진주의 불순물을 제거하여 정제수로 세척하여 물기를 제거하는 단계;
(b) 상기(a)의 진주를 200℃~250℃의 온도에서 1시간~3시간동안 가열하는 단계;
(c) 상기(b)단계의 진주를 1㎛~10㎛의 크기로 분쇄하는 단계;
(d) 농도 75%~90%의 아세트산을 준비하는 단계;
(e) 상기(d)단계의 아세트산에 상기(c)단계의 진주분말을 10 : 5의 중량비로 혼합하여 30℃~35℃에서 2일~5일간 숙성시키는 단계;
(f) 상기(e)단계의 숙성한 재료를 여과하는 단계;
(g) 상기(f)단계의 재료를 용기에 충진 및 포장하여 제품화하는 단계를 특징으로 하는 수용성의 칼슘비료의 제조방법.
제1항의 제조방법의 의하여 제조된 수용성의 칼슘비료.