KR20180117320A - 천연화강암으로부터 유기게르마늄 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 게르마늄 함유 화강암 분말에 혐기성 발효물질을 섞어 40 내지 60℃의 온도에서 6 내지 15일 동안 유지하여 발효시킴으로써 유기게르마늄을 생성하는 단계를 포함하는 천연 화강암으로부터 유기게르마늄 제조방법을 제공한다.

Description

천연화강암으로부터 유기게르마늄 제조방법{METHOD FOR PREPARATION OF ORGANIC GERMAMIUM FROM GRANITE}

본 발명은 천연광석인 화강암으로부터 유기게르마늄을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

최근 산업발전이 급속히 증가함에 따라 각종 공장 등으로부터 발생되는 산업폐수 등이 식수원에 유입되어 수질이 저하되고 있다. 일반적으로 각 가정에 공급되는 수돗물은 각 하천의 수계에서 취수장을 통하여 취수되어 저수장에서 오염된 물을 정수과정을 거쳐 상수도관을 통하여 공급되고 있다.

그러나, 상수도관 역시 관리 부족 및 오염수 등으로 인해 부식이 심각하며, 정수과정에서 다량의 소독약품을 사용하더라도, 별도의 처리없이 그대로 취음할 경우 오취로 인하여 취음시 불쾌감을 유발하는 문제점이 있다. 또한, 정수공장에서 사용되는 염소와 유기물과의 반응으로 소독 부생성물인 클로로폼이나 브로모폼, 트리할로메탄 등의 발암성 물질이 생성되는 문제가 발생할 수 있다. 나아가, IT 관련 공장이나 세탁공장 등에서 사용하는 용제, 세정제에 포함된 화학오염물질인 트리클로로에탄, 테트라클로로에틸렌 등이 오염의 원인 물질이다.

이에, 통상, 생수를 식용으로 취음하거나, 수돗물을 취음할 경우에는 정수하여 사용하는 경향이 일반화되고 있다. 그러나, 생수 또는 정수된 물은 미생물로 인해 오염되기 쉽고, 이취(異臭)를 발생한다.

상기와 같은 문제점 등을 해결하기 위해 통상 수조가 합성수지제로 형성되고 미세필터에 의하여 정수시키는 역삼투압 정수기를 사용한다. 그러나, 상기와 같은 정수기는 미네랄 등의 인체에 이로운 성분을 더욱 활성화시킬 수 없을 뿐만 아니라, 인체에 해로운 대장균 제거작용과 살균작용 및 탈취작용에 의하여 건강을 해치게 되는 문제가 따르게 되었다.

상기와 같은 정수기 및 필터는 수중 유해물질을 제거하고 하천수의 제2 오염을 방지하는 장점은 있으나, 여과필터가 다단계로 형성되어 있어서 각 재료를 여과층으로 처리하는 공정이 요구되며, 상기와 같이 다단으로 형성된 여러 여과층을 통과하여 오히려 물에 함유된 유익한 미네랄도 함께 여과되는 문제가 있다.

본 발명은 천연 광석으로부터 GeO₂ β형의 혐기성 미생물에 의해 용해하여 유기게르마늄을 제조하며, 상기 유기게르마늄이 물에 용출되도록 하여 게르마늄 섭취할 수 있도록 하고자 한다.

본 발명은 천연 화강암으로부터 유기게르마늄을 용출시키는 방법에 대한 것으로서, 게르마늄 함유 화강암 분말에 혐기성 발효물질을 섞어 40 내지 60℃의 온도에서 6 내지 15일 동안 유지하여 발효시킴으로써 유기게르마늄을 생성하는 단계를 포함하는 천연 화강암으로부터 유기게르마늄의 용출 방법을 제공한다.

예를 들어, 상기 유기게르마늄이 생성된 화강암 분말을 물에 담지하여 유기게르마늄을 용출시킬 수 있다.

상기 혐기성 발효 물질은 생이스트, 활성 건조이스트, 인스턴트 이스트 으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 이스트를 사용할 수 있다.

상기 혐기성 발효물질은 화강암 100중량부에 대하여 5 내지 50중량부의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다.

상기 게르마늄 함유 광석 분말은 평균 입자사이즈가 100 내지 500메쉬의 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 수돗물에 직접 연결하여 사용할 수 있고, 물속에 용해된 미생물과 중금속 성분을 제거하면서도 유기게르마늄 성분을 동시에 공급할 수 있으므로, 산업사회의 일상생활에 지친 현대인들에게 면역력 및 생명력이 넘치는 신선한 물을 공급할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 물의 정수 중에 유기게르마늄을 물속으로 용출시킬 수 있도록 하기 위해, 화강암 등의 천연 광석으로부터 유기게르마늄을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명은 게르마늄을 함유하는 천연광석을 발효시켜 유기게르마늄으로 전환시키고, 이를 필터소재로 포함시킴으로써 정수과정에서 유기게르마늄을 물에 용출시킬 수 있게 하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 게르마늄 공급원으로서 천연광석을 사용한다. 상기 천연광석으로는 게르마늄을 함유하는 것이라면 특별히 한정하지 않고, 본 발명에서 적합하게 사용될 수 있다. 이러한 게르마늄 함유 광석으로는 예를 들면, 화강암을 적합하게 사용할 수 있다.

상기 게르마늄 함유 광석은 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명은 광석 중에 포함된 게르마늄을 발효시키고자 하는 것으로서, 상기 게르마늄의 원활한 발효를 위해서는 상기 게르마늄 함유 광석을 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 광석의 분쇄는 특별히 한정하지 않으나, 평균 입자사이즈 100 내지 500메쉬의 사이즈로 분쇄하는 것이 바람직하다. 광석의 입자 사이즈가 작을수록 발효에는 보다 바람직하지만, 분쇄에 많은 노력과 비용이 소모되어 바람직하지 않다. 또한, 분쇄된 광석의 입자 사이즈가 크면 발효 효율이 저하되고, 발효에 보다 많은 시간이 소요되어 바람직하지 않다. 따라서, 상기 범위 내의 입자 사이즈를 갖도록 광석을 분쇄하는 것이 보다 바람직하다.

상기 분쇄된 광석 분말에 발효물질을 첨가하여 혼합한 후 발효시키는 단계를 포함한다. 상기 발효물질은 광석 중에 포함된 게르마늄을 유기 게르마늄으로 변화시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 혐기성 발효물질(혐기성 균)로서, 예를 들면, 생이스트, 활성 건조이스트 및 인스턴트 이스트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수 있음은 물론, 2 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 혐기성 발효물질은 예를 들면, 상기 게르마늄 함유 광석 100중량부에 대하여 5 내지 50중량부의 함량으로 첨가하는 것이 바람직하다. 혐기성 발효물질을 5중량부 미만으로 포함하는 경우에는 광석 내에 포함된 게르마늄을 충분히 발효시킬 수 없으며, 50중량부를 초과하여 포함하더라도 추가적인 발효 효과 향상에는 기여하지 못한다. 보다 바람직하게는 5 내지 20중량부의 함량으로 포함할 수 있다.

상기 분쇄된 광석에 상기 발효물질을 첨가하여 혼합한 후 40 내지 60℃의 온도에서 6 내지 15일 동안 유지하여 발효시킨다. 상기와 같은 온도 및 시간 조건하에서 발효를 수행하는 것이 광석 내에 존재하는 게르마늄을 발효시켜 유기 게르마늄을 생성하는데 바람직하다. 특히, 40℃ 미만의 온도에서는 혐기성 균의 생장이 활발하지 못하며, 60℃ 이상에서는 혐기성 균이 죽어 발효되지 못하게 된다.

이와 같은 발효과정에 의해 광석 중의 게르마늄이 발효물질에 의해 발효되어 유기게르마늄으로 변화된다. 이러한 유기게르마늄은 예를 들어, 필터 중에 포함된 경우 유기게르마늄이 정수 과정에서 용출되어 유기게르마늄 함유수를 제공할 수 있다.

따라서, 상기 유기게르마늄 함유 광석을 필터 소재에 적용될 수 있다. 상기 필터 소재는 일반적으로 사용되는 것이라면 본 발명에 적합하게 사용할 수 있는 것으로서, 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 부직포, 활성탄, 제올라이트, 세라믹볼, 화강암 및 천연미네랄 광석 등을 들 수 있다.

상기와 같은 필터 소재에 대하여 유기게르마늄 함유 광석을 적용함에 있어서는, 예를 들어, 필터 카트리지 내에 다공성 기재와 함께 충진하거나, 하나의 다공성 기재상에 유기게르마늄을 분산시키고 그 위에 다른 다공성 기재를 적층하는 방법을 반복함으로써 수행할 수 있으며, 활성탄의 기공 내에 유기 게르마늄 함유 광석을 내재시키는 방법에 의해 필터를 제조할 수 있다.

이때, 필요에 따라서는 상기 유기게르마늄은 바인더에 분산시킨 후 상기 필터 소재 표면에 도포하는 등의 방법으로 적용할 수도 있다. 이외에 다양한 공지의 방법을 적용할 수도 있다.

상기와 같은 방법으로 필터 소재 표면에 유기게르마늄 함유 광석이 담지된 유기게르마늄 용출성 필터를 얻을 수 있으며, 상기 필터에 의해 정수 과정에서 유기게르마늄이 용출되어, 유기게르마늄 함유수를 제공할 수 있다. 이와 같은 게르마늄 함유수를 음용함으로써 게르마늄으로 인한 유익한 효과를 얻을 수 있다.

현대인은 누구나 공해, 스트레스, 과음, 과식, 과로 등으로 인해 체질이 쉽게 산성화될 뿐 아니라 성인병에 걸리기 쉽게 되는데, 이와 같은 현대사회에서 본 발명에서 제공되는 게르마늄 함유수를 음용함으로써 게르마늄을 섭취할 수 있게 되어 건강에 유익한 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 체질이 산성화될 때 발생한 수소이온을 중화시키는 것이 산소인데, 본 발명의 유기게르마늄 함유 수를 음용하면 체액을 정상적인 알칼리성으로 회복시켜 줄 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 구체적인 실시태양을 나타내는 것으로서, 이에 의해 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1

화강암 400g을 입자사이즈가 200 내지 400메쉬로 되도록 분쇄하였다.

상기 분쇄된 화강암 분말에 혐기성 발효물질 35g 첨가하여 균질하게 섞이도록 60분간 교반하였다.

이어 상기 화강암과 혐기성 발효물질의 혼합물을 반응기 내에 넣고, 36 내지 40℃ 범위 내에서 15일 동안 유지하여 발효시켰다.

상기 유기게르마늄이 함유된 화강암 분말을 부직포 기재에 균질하게 담지시켜 필터를 제조한 후, 상기 필터를 통해 물(Ge 미검출)을 통과시켰다.

상기 필터를 통과한 후의 물의 성분을 분석하였다. 상기 분석은 상기 필터를 최초로 통과한 물 10리터(처음 필터 통과수)에 대하여 수행하였으며, 또한 물 3650리터를 처리한 후에 상기 필터를 통과한 물 10리터(3650L 통과수)에 대하여 수행하였다. (이는 4인 가족 기준으로 하루에 10리터의 물을 사용하는 것을 가정하여, 1년 후에 필터의 성능을 평가하기 위한 것이다.)

그 평가 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

성분	처음 필터 통과수	3650L 통과수
	농도(단위: ppb)
Ge	150	100
Cr	0.40	0.57
Mn	2.87	0.26
Co	0.10 이하	0.10 이하
Cu	0.46	0.29
Zn	36.53	9.88
Se	0.10 이하	0.23
La	0.10 이하	0.10 이하

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, Ge가 미검출된 물 속에 게르마늄이 검출되었으며, 3650L의 물을 필터링한 후에도 물속에 100ppb가 검출되어, 게르마늄 용출 성능을 장기간 유지할 수 있음을 알 수 있었다.

나아가, 상기 표 1로부터, 일반적으로 물속에는 포함되지 않는 Se, La, Cr 등의 성분도 미량 검출되는 결과로부터, 본 발명에 따르면, Ge 이외의 금속 성분도 함께 용출되어 인체에 유용한 효과를 제공할 수 있는 물을 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 게르마늄 함유 화강암 분말에 혐기성 발효물질을 섞어 40 내지 60℃의 온도에서 6일 내지 15일동안 유지하여 발효시킴으로써 유기게르마늄을 생성하는 단계를 포함하는 천연 화강암으로부터 유기게르마늄 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 유기게르마늄이 생성된 화강암 분말을 물에 담지하여 유기게르마늄을 용출시키는 천연 화강암으로부터 유기게르마늄 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 혐기성 발효 물질은 생이스트, 활성 건조이스트, 인스턴트 이스트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 이스트인 유기게르마늄 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 혐기성 발효물질은 화강암 100중량부에 대하여 5 내지 50중량부의 함량으로 포함하는 것인 유기게르마늄 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 게르마늄 함유 광석 분말은 평균 입자사이즈가 100 내지 500메쉬의 분말인 유기게르마늄 제조방법.