KR20230094574A - 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각 - Google Patents
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Abstract
황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각이 제공된다. 상기 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법은 황토, 굴패각분말과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 제 1단계, 상기 혼합물을 패각형태로 압축성형하여 성형물을 형성하는 제 2단계, 상기 성형물을 1200 내지 1300℃에서 10 내지 12시간 동안 열처리하는 제 3단계 및 상기 열처리된 성형물을 경화하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토와 굴패각분말을 함께 열처리하여 우수한 강도를 구현하고, 패류의 양식효율을 향상시킬 수 있는 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각에 관한 것이다.
굴, 가리비와 같은 패류의 양식은 주로 가리비 패각(껍데기) 등을 양식용 패각으로 사용하여 여기에 종패를 부착시켜 양성한다. 종패가 부착된 양식용 패각은 종패결속끈(rope)으로 결속하여 상하 일렬로 연결하고, 연결된 양식용 패각은 바닷물에 침지되어 양식이 이뤄진다. 예로부터 이러한 종묘양성(종묘생산)을 위한 양식용 패각의 결속 작업은 주로 어업인의 수작업으로 진행되었다.
그러나 지속적인 어업인구의 감소와 인력의 고령화로 인해 종패의 결속 작업효율이 낮아져 결속 공정을 원활하게 수행할 수 있는 결속장치와, 이러한 결속장치와 적용가능한 양식용 공각(인공패각)에 대한 수요가 증가하고 있다.
특히, 가리비는 종패 입식을 시작해 수개월간 여러번의 배양 작업을 거친 후 수확이 가능하다. 하지만, 바닷물 흐름에 따라 양식용 패각으로 사용되는 가리비 껍데기들이 충돌하면서 종패의 손상이나 탈락이 발생하여 수익률이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 양식용 패각이 서로 부딪히면서 일측이 깨지는 일이 빈번하여 양식용 패각의 재사용도가 낮으며, 파손된 패각 일부가 양식장 주변에 적체되거나 표류하면서 양식장 주변 경관과 환경에 악영향을 주기도 한다. 아울러, 종래의 패류양식용 공각은 중국이나 일본 등에서 대부분 수입되고 있어, 이를 대체할 수 있는 양식용 공각에 대한 연구가 진행되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행기술1(대한민국 등록특허 제10-1851991호)과 선행기술2(대한민국 등록특허 제10-2247718호)와 같은 다양한 양식용 공각과 이를 결속하는 장치에 대한 다양한 기술이 개발되고 있다. 상기와 같이, 적절한 강도를 구현하여 장기간 바닷물 속에 잠긴 상태에서 변형없이 사용할 수 있으며 결속 작업 효율 및 양식효율을 향상시킬 수 있는 양식용 공각에 대한 지속적인 개발이 필요한 실정이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 성형이 용이하며 우수한 강도를 갖는 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명은 바닷물에 장기간 노출시에도 외형변형이 적어 장기간 사용이 가능한, 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각을 제공하는 데에 있다.
아울러, 본 발명은 친환경적인 재료를 활용하여 환경오염을 줄일 수 있는, 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각을 제공하는 데에 있다.
덧붙여, 본 발명은 황토가 갖는 정화력, 유해물질의 분해능과 원적외선의 방출능을 통해 공각에 부착된 패류(貝類) 양식을 위한 종패의 성장을 도울 수 있는, 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 황토, 굴패각분말과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 제 1단계, 상기 혼합물을 패각형태로 압축성형하여 성형물을 형성하는 제 2단계, 상기 성형물을 1200 내지 1300℃에서 10 내지 12시간 동안 열처리하는 제 3단계 및 상기 열처리된 성형물을 경화하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1단계는, 상기 황토 100중량부에 대하여 상기 굴패각분말 5 내지 15중량부 및 상기 물 40 내지 50중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는, 패각결속끈의 삽입이 가능한 하나 이상의 관통홀을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 4단계 이후에, 상기 경화된 성형물 표면에 황토코팅제를 도포하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면은, 상술한 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 패류양식용 공각을 제공한다
본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각은 우수한 강도로 구현되어 장기간 노출시에도 외형변형이 적어 장기간 사용이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각은 성형이 용이하여 결속 자동화 장치에 맞게 제조가 가능하며, 이를 통해 결속 공정 효율을 높일 수 있다.
아울러, 본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각은 황토와 같은 친환경적인 재료를 활용하여 환경오염을 줄일 수 있으며, 굴패각분말의 재활용을 통해 생산비용을 절감할 수 있다.
덧붙여, 본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각은 황토가 갖는 정화력, 유해물질 분해능과 원적외선 방출능을 통해 공각에 부착된 패류 양식을 위한 종패의 성장을 도울 수 있다.
다만, 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들을 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법을 보인 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예2에서 제조된 패류양식용 공각을 나타낸 이미지.
도 2는 본 발명의 실시예2에서 제조된 패류양식용 공각을 나타낸 이미지.
이하, 본 발명에 의한 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법 및 이에 의해 제조된 패류양식용 공각의 바람직한 실시예 및 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서, 패류는 조개, 굴, 전복, 가리비, 고둥, 골뱅이 등과 같이 조가비를 가진 연체동물을 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 공각은 패류의 양식을 위해 사용하는 인공패각 또는 인조패각을 의미하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측면은 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법은, 황토, 굴패각분말과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 제 1단계(S10), 상기 혼합물을 패각형태로 압축성형하여 성형물을 형성하는 제 2단계(S20), 상기 성형물을 1200 내지 1300℃에서 10 내지 12시간 동안 열처리하는 제 3단계(S30) 및 상기 열처리된 성형물을 경화하는 제 4단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법을 제공한다.
도 1을 참조하면, 상기 S10은 황토, 굴패각분말과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 것일 수 있다. 즉, 상기 혼합물은 패류양식용 공각을 제조하기 위한 구성재료가 혼합된 것으로 후술하는 성형 및 열처리를 위한 반죽형태로 조성된 것일 수 있다. 혼합방법은 통상의 교반기를 이용하여 수행할 수 있다.
상기 S10에서, 상기 황토(黃土, red clay)는 지구표면의 암석이 공기, 온도 변화나, 물 등에 의해 자연 분해되어 생긴 무기물의 형태로 대부분이 광물질로, 미세한 모래와 실트 크기(지름이 0.0002 내지 0.0005mm)의 입자인 점토로 구성되어 있다.
상기 황토의 화학적 성분은 공극률이 큰 실리카(SiO2)가 50 내지 60%, 산화알루미늄(Al2O3) 8 내지 12%, 철분(Fe) 3 내지 5%, 산화칼슘(CaO) 4 내지 16%, 산화마그네슘(MgO)은 2 내지 6%와, 그 밖에 산화티탄(TiO2)과 산화망간(MnO2) 등 수많은 무기질로 구성되어 있다. 또한, 황토는 탄산칼슘에 의해 느슨하게 교결된 구조로 구성되어 쉽게 부서지지 않는 점력(粘力)을 갖는다. 아울러, 황토에 물을 가하게 되면 찰흙으로 변하는 성질이 있다. 이로 인해, 황토는 쉽게 갈라지고 특히 물에 약한 특성이 있다.
이에, 본 발명은 황토에 굴패각분말과 물을 최적의 비율로 혼합하여 열처리함으로써 화학적 반응을 유도하여 치밀한 구조를 형성하여 강도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명은 황토가 갖는 고유의 기능을 패류 양식의 효율을 높이는 데에 효과적으로 적용하기 위하여 황토를 구성재료로써 적절한 비율로 사용하는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 황토는 입경이 50 내지 90mesh인 것을 사용할 수 있다. 황토의 입경이 50mesh보다 작은 경우, 제조된 공각의 표면 거칠기가 높아져 종패의 생장에 영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 황토의 입경이 90mesh보다 큰 경우, 성형과정과 성형 이후에 성형물에 크랙이 발생되어 전체 품질에 영향을 줄 수 있다.
상기 S10에서, 상기 굴패각분말은 굴 껍데기를 분쇄시켜 제조한 것일 수 있다. 굴패각은 굴 생산과정에서 발생하는 부산물로 주성분은 약 95%의 탄산칼슘(CaCO3)과, 소량의 황산칼슘(CaSO4) 및 탄산마그네슘(MgCO3)으로 구성된다.
상기 굴패각분말은 통상의 방법을 통해 굴패각을 가공하여 형성하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 굴패각분말은 굴패각을 끓는 물에 투입하여 굴패각에 부착된 오염물과 염분을 제거하고 고유의 악취를 탈취시킨 후 건조시켜 볼밀(ball mill) 분쇄장치 등과 같은 통상의 분쇄기를 통해 분말화한 것일 수 있다.
본 발명은 다공성 구조를 갖는 굴패각분말을 황토와 함께 구성재료로 사용하여 제조된 패류양식용 공각이 우수한 통기성과 통수성을 갖도록 할 수 있다. 이에, 본 발명에서 제조된 패류양식용 공각은 바닷물에 장기간 침지된 상태로 사용되어도 장기간 변형없이 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 굴패각분말의 입자크기는 0.1 내지 3mm인 것일 수 있다. 상기 굴패각분말의 입자 크기가 0.1mm 미만인 경우 황토와 치밀하게 혼합되면서 혼합물 내 공극도가 낮아져 공각의 통기성과 통수성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 굴패각분말의 입자 크기가 3mm를 초과하는 경우에는 공각 내 공극도가 높아지면서 원하는 강도를 구현하기 어려울 수 있다.
상기 S10에서, 상기 물은 상기 황토와 굴패각분말을 혼합하기 위한 배합수로써 상기 황토와 상기 굴패각분말을 용이하게 결합시키고 혼합물의 가용성을 높일 수 있다. 또한, 상기 물은 후술하는 열처리공정에서 소성되는 굴패각분말과 함께 포졸란 반응을 형성하기 위해 첨가하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1단계는, 상기 황토 100중량부에 대하여 상기 굴패각분말 5 내지 15중량부 및 상기 물 40 내지 50중량부의 비율로 혼합하는 것일 수 있다. 이와 같이, 황토, 굴패각분말과 물을 최적의 비율로 혼합하여 혼합물을 형성함으로써 후술하는 성형공정과 열처리 공정을 효과적으로 수행할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 황토 100중량부에 대하여 상기 굴패각분말을 5중량부 미만으로 혼합하는 경우, 포졸란 반응이 충분히 형성되지 않아 공각의 강도가 높아지지 않을 수 있다. 또한, 상기 황토 100중량부에 대하여 상기 굴패각분말을 10중량부를 초과하여 혼합하는 경우, 굴패각분말 함량이 높아지면서 후술하는 열처리 공정에서 황토와 반응하여 끓어오르는 현상이 발생되어 성형된 형상을 유지되지 않아 균일한 형상의 제품을 형성하기 어려울 수 있다.
일 구현예에서, 상기 황토 100중량부에 대하여 상기 물을 40중량부 미만으로 혼합하는 경우, 상기 황토와 상기 굴패각분말이 용이하게 혼합되지 않아 공각의 결합력이 낮아져 최종제품의 품질이 낮아질 수 있다. 또한, 상기 황토 100중량부에 대하여 상기 물을 50중량부를 초과하여 혼합하는 경우, 혼합물이 묽은 반죽형태로 조성되며 원하는 모양으로 성형하기 어려우며, 전체 공정 시간이 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 S10에서 형성된 혼합물을 숙성하는 것일 수 있다. 즉, 숙성과정을 통해 상기 혼합물에 포함된 황토, 굴패각분말이 물과 접촉되며 물성이 변화되면서 상기 혼합물 내 구성재료 간의 결합력이 향상되고 상기 혼합물의 점성 또는 접착력 등을 증가시킬 수 있다. 이에, 후술하는 성형공정에서 성형효율을 높일 수 있으며 성형공정 수행시 발생되는 상기 혼합물의 파지를 줄일 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 상기 숙성시간은 3 내지 7일동안 수행하는 것일 수 있다. 상기 숙성시간이 3일 미만인 경우, 숙성이 충분히 이뤄지지 않아 상기 혼합물의 결합력과 점성 향상이 목표하는 수준에 도달하지 않을 수 있다. 또한, 상기 숙성시간이 7일을 초과하는 경우, 상기 혼합물 표면 일부가 굳어 균일한 물성을 조성하기 어려울 수 있으며, 전체 공정시간이 증가하여 제조수율이 낮아질 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 S20은 상기 혼합물을 패각형태로 압축성형하여 성형물을 형성하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 혼합물을 압축기를 이용하여 압축 처리한 후, 패각 형태를 갖는 성형틀에 압축 처리된 상기 혼합물을 공급하여 성형하는 것일 수 있다. 상기 압축성형시에 사용되는 장치는 통상의 압축기와 성형장치 등을 이용하여 수행하는 것일 수 있다. 성형틀은 실시예에 따라 다양한 패각 형태로 형성된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는, 패각결속끈의 삽입을 위한 하나 이상의 관통홀을 형성하는 것일 수 있다. 즉, 상기 S20에서 상기 혼합물을 패각형태로 압축성형시 하나 이상의 관통홀이 구비되도록 성형틀을 준비하는 것일 수 있다. 또는, 실시예에 따라, 패각 형태로 압축성형된 성형물에 관통홀을 형성하는 공정을 수행할 수 있다.
상기 하나 이상의 관통홀은 패각결속끈을 용이하게 삽입하기 위해 형성하는 것으로, 실시예에 따라 상기 성형물의 중앙부 또는 모서리 양측에 대칭되도록 형성하는 것일 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법은 황토를 이용하여 성형성을 높여 패각결속끈을 위한 하나 이상의 관통홀을 공정과정에서 용이하게 형성할 수 있다. 이에, 패각결속끈을 안정적으로 견고하게 삽입할 수 있어 작업자의 작업효율 향상이 가능하며, 패각 결속 자동화 장치에도 적용할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 S20에서 압출성형한 성형물의 표면에 상기 성형물의 중앙을 중심으로 테두리를 따라 형성되는 원형의 종패밀착홈을 다수개 형성할 수 있다. 이는, 본 발명의 패류양식용 공각에 부착되는 패류의 종패가 공각 표면에 효과적으로 부착시키기 위해 형성하는 것일 수 있다. 이에 본 발명의 패류양식용 공각의 양식기간 동안 종패가 유실되지 않고 생장할 수 있어 양식효율을 높일 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 S30은 상기 성형물을 1200 내지 1300℃에서 10 내지 12시간 동안 열처리하는 것일 수 있다. 상기 S20에서 형성된 성형물은 패각 형상의 갖는 반죽물로 이를 열처리함으로써 상기 성형물을 구성하는 굴패각분말을 소성(calcination)시켜 황토와 물과 화학반응하여 치밀한 결합구조를 형성하고 이를 통해 강도를 높일 수 있다.
구체적으로, 상기 성형물 내 굴패각분말은 상기 S30에서의 열처리로 인해 소성되어 주성분인 탄산칼슘에서 CO2가 탈기되고 상전이되어 산화칼슘으로 전환되는 것일 수 있다. 이에, 산화칼슘으로 전환된 굴패각분말은 상기 성형물 내에 함께 혼합된 물과 수화반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)를 생성하면서 반응시 발생하는 열에 의해 수분을 증발시키며 압밀(consolidation)을 촉진시킬 수 있다. 아울러, 형성된 수산화칼슘(Ca(OH)2)은 황토 내 실리카(SiO2)와 알루미나(Al2O3)와 반응하여 반응하여 불용성 칼슘실리케이트 수화물(C-S-H gel) 이나 칼슘알루미네이트 수화물(C-A-H gel)을 형성하는 포졸란 반응으로 고화되어 더욱 단단한 강도를 갖는 공각을 제조할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법은 황토에 굴패각분말과 물이 적절하게 혼합된 성형물을 적정온도로 열처리하여 재료 고유의 효능과 통기성(및 통수성)을 유지하면서도 내구성을 높여 장기간 사용이 가능한 강도높은 인조패각을 제조할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 S30에서의 열처리온도가 1200℃ 미만인 경우, 굴패각분말이 충분히 소성되지 않아 포졸란 반응이 원활하게 이뤄지지 않을 수 있으며, 이로 인해 제조된 공각이 높은 강도를 구현하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 S30에서의 열처리온도가 1300℃를 초과하는 경우, 열처리 비용이 증가하여 제조비용 부담이 높아질 수 있다.
일 구현예에서, 상기 S30에서의 열처리시간이 10시간 미만인 경우, 굴패각분말의 소성으로 형성되는 산화칼슘(CaO) 생성량이 줄어들어 황토와의 포졸란 반응이 충분히 이뤄지지 않을 수 있다. 또한, 상기 S30에서의 열처리시간이 13시간을 초과하는 경우, 열처리 비용 증가 및 전체 공정시간 증가로 제조비용과 수율이 낮아질 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 S40은 상기 열처리된 성형물을 경화하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 열처리된 성형물을 자연 상태에서 건조시켜 경화하는 것일 수 있다. 상기 S40에서의 경화공정을 통해 상기 성형물이 서서히 식으면서 굳어져 열처리로 치밀화된 구조가 변형없이 안정화되는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 S40에서 경화시간은 120 내지 150시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 상기 경화시간이 120시간 미만인 경우, 건조와 경화가 충분이 이뤄지지 않아 크랙이 발생하는 등 제품품질이 저하될 수 있다. 또한, 상기 경화시간이 150시간을 초과하는 경우, 길어진 경화시간으로 인해 전체 공정시간이 증가되어 공정효율이 낮아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 4단계 이후에, 상기 경화된 성형물 표면에 황토코팅제를 도포하는 것일 수 있다. 즉, 상기 황토코팅제를 상기 경화된 성형물 표면에 도포함으로써 바다에 침지된 상태로 사용되는 공각의 표면 오염과 부식 등의 손상을 방지할 수 있다. 구체적으로, 황토가 갖는 정화력과 원적외선 방출능을 통해 공각의 표면 오염을 방지할 수 있어 종패의 생장을 도울 수 있으며 패류의 양식 품질을 향상시킬 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 상기 황토코팅제는 황토를 포함하는 코팅제를 의미하는 것으로, 황토분말을 포함하며 종패의 생장에 영향을 주지 않는 천연코팅제를 모두 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 황토코팅제는 상기 황토분말과, 상기 황토분말을 표면에 접착시킬 수 있는 천연접착부재로 구성되는 것일 수 있다. 상기 천연접착부재로는 예를 들어, 찹쌀풀이나 밀가루 풀 등과 같은 곡류 또는 다시마, 미역 또는 우뭇가사리 등의 해초류를 이용한 식물성 접착부재일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 경화된 성형물 표면에 상기 황토코팅제를 도포하는 방법은 스프레이(spray)법, 침지법 또는 작업자가 붓 등을 이용하여 직접 표면에 바르는 방법 등을 통해 수행할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 다른 측면은, 상술한 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 패류양식용 공각을 제공한다. 즉, 본 발명의 패류양식용 공각은 황토, 굴패각분말과 물이 혼합된 혼합물을 압축성형한 후, 열처리하여 경화시킨 것일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 패류양식용 공각을 나타낸 이미지이다.
도 2와 같이, 본 발명의 패류양식용 공각은 황토를 주재료로 구성하여 친환경적이며 황토가 갖는 정화력, 유해물질 분해능과 원적외선 방출능을 통해 공각에 부착된 패류양식을 위한 종패의 성장을 도울 수 있다.
또한, 본 발명의 패류양식용 공각은 황토와 굴패각분말의 포졸란 반응을 비롯한 화학적 결합을 통해 치밀한 구조를 형성하여 290 내지 310의 경도(HV)를 나타내어 공각 전체적으로 우수한 강도를 갖는 것일 수 있다. 이에, 본 발명의 패류양식용 공각은 바다에서 장기간 노출시에도 외형변형이 적어 사용기간이 늘릴 수 있다.
아울러, 본 발명의 패류양식용 공각은 굴패각분말의 재활용을 통해 생산비용을 절감할 수 있다.
이하, 상술한 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 패류양식용 공각을 사용하여 실험한 내용을 상세하게 설명한다.
실험예1: 재료의 혼합비율에 따른 공각의 외관변형 및 종패유지에 대한 평가
하기의 실험은 본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법에 있어서, 구성재료의 혼합비율에 따른 공각의 외관변형 및 종패유지에 대한 평가를 실시하기 위하여 하기 실시예와 같이 구성재료의 혼합비율을 달리하여 공각을 제조하였다.
공각의 외관변형에 대한 평가는, 실시예별로 하나의 패각결속끈에 동일한 실시예에서 제조된 패류양식용 공각을 20개씩 결속하여 총 10개(비교예1 내지 비교예2 및 실시예1 내지 실시예8)의 패각결속그룹을 구성하였다. 상기 10개의 패각결속그룹에 굴 종패를 부착하고 이를 수하식 굴 양식장에 2달간 매달아 둔 후, 줄에서 떼어내어 관찰하여, 하기와 같이 본 발명의 패류양식용 공각의 외관변형과 종패유지에 대하여 평가하였다.
1.1. 패류양식용 공각의 외관변형 평가
패류양식용 공각에 파손이나 크랙이 있으면 변형된 것으로 판단하였고,
패류양식용 공각에 파손과 크랙이 없으면 변형되지 않은 것으로 판단하였으며,
총 200개의 패류양식용 공각의 외관변형 여부를 측정하여 외관변형율을 산출하였다.
1.2. 패류양식용 공각의 종패유지 평가
패류양식용 공각에 종패가 부착을 유지하고 있으면 종패가 유지된 것으로 판단하였고,
패류양식용 공각에 종패가 부착되어 있지 않으면 종패가 유지되지 못한 것으로 판단하였으며,
총 200개의 패류양식용 공각의 종패유지 여부를 측정하여 종패유지율을 산출하였다.
[비교예 1]
대조군으로 일반 가리비 패각을 준비하였다.
[비교예 2]
황토 100중량부에 대하여 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 1]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 5중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 2]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 3]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 15중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 4]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 20중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 5]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 35중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 6]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 40중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 7]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 50중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 8]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 55중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
상기 비교예2 및 실시예1 내지 실시예8에서 제조된 패류양식용 공각의 혼합비율을 정리하면, 하기 표 1과 같다.
| 구분 (단위) |
황토 (중량부) |
굴패각분말 (중량부) |
물 (중량부) |
| 비교예2 | 100 | _ | 45 |
| 실시예1 | 100 | 5 | 45 |
| 실시예2 | 100 | 10 | 45 |
| 실시예3 | 100 | 15 | 45 |
| 실시예4 | 100 | 20 | 45 |
| 실시예5 | 100 | 10 | 35 |
| 실시예6 | 100 | 10 | 40 |
| 실시예7 | 100 | 10 | 50 |
| 실시예8 | 100 | 10 | 55 |
상기 비교예1 내지 비교예2 및 실시예1 내지 실시예8에서 제조된 패류양식용 공각의 외형변형 및 종패유지에 대한 평가결과는, 하기 표 2와 같다.
| 구분(단위) | 외관변형율(%) | 종패유지율(%) |
| 비교예1 | 30 | 75 |
| 비교예2 | 35 | 60 |
| 실시예1 | 5 | 95 |
| 실시예2 | 0 | 100 |
| 실시예3 | 10 | 90 |
| 실시예4 | 15 | 85 |
| 실시예5 | 20 | 85 |
| 실시예6 | 10 | 95 |
| 실시예7 | 5 | 90 |
| 실시예8 | 10 | 80 |
표 2를 참조하면, 실시예1 내지 실시예3과, 실시예6 내지 실시예7에서 제조된 패류양식용 공각이 외관변형율이 10% 이하이고, 종패유지율은 90%이상을 나타내어 일반 가리비 패각을 사용한 비교예1보다 패류양식용 공각으로서 적합한 것을 확인할 수 있으며, 다른 실시예들에 비해 우수한 강도와 물성을 나타내는 것을 알 수 있다. 특히, 상기 실시예2에서 제조된 패류양식용 공각의 경도 측정결과, 297HV였다.
비교예2는 외관변형율이 일반 가리피 패각보다 높게 나타났으며, 종패유지율도 일반 가리비 패각보다 더 낮게 나타났다. 이는, 비교예2에서 제조된 공각의 강도가 낮아 실험기간 동안 바다의 흐름과 공각 간의 부딪힘으로 인해 외관 일부가 많이 손상되고 이로 인해 종패가 유실된 것으로 볼 수 있다.
실시예4는 비교예1 내지 비교예2에 비해서는 외관변형율이 낮고 종패유지율이 높으나 실시예1 내지 실시예3에 비해서는 굴패각분말 함량이 많아지면서 다공성 면적이 확대되어 상대적으로 강도가 낮아진 결과로 판단된다.
실시예5는 물이 충분히 첨가되지 않아 황토와 굴패각분말의 포졸란 반응이 원활하게 수행되지 않으면서 강도가 낮아져 외관변형율이 다른 실시예들에 비해 높게 나타난 것으로 볼 수 있다.
실시예8은 물이 다량 혼합됨에 따라 굴패각분말이 갖는 통수성과 통기성이 저하되면서 공각에 이물질이나 오염물이 부착되면서 종패유지율이 낮아진 것으로 볼 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법은 구성재료인 황토, 굴패각분말과 물을 혼합시에 상기 황토 100중량부에 대하여 상기 굴패각분말 5 내지 15중량부 및 상기 물 40 내지 50중량부의 비율로 혼합하여 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
실험예2: 열처리 온도와 열처리 시간에 따른 공각의 외관변형 및 종패유지에 대한 평가
하기의 실험은 본 발명의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법에 있어서, 열처리 온도와 열처리 시간에 따른 공각의 외관변형 및 종패유지에 대한 평가를 실시하기 위하여 하기 실시예와 같이 열처리 온도와 열처리 시간을 달리하여 공각을 제조하였다.
공각의 외관변형 여부에 대한 평가는, 실시예별로 하나의 패각결속끈에 동일한 실시예에서 제조된 패류양식용 공각을 20개씩 결속하여 총 10개(비교예1 내지 비교예2 및 실시예1 내지 실시예8)의 패각결속그룹을 구성하였다. 상기 10개의 패각결속그룹에 굴 종패를 부착하고 이를 수하식 굴 양식장에 2달간 매달아 둔 후, 줄에서 떼어내어 관찰하고, 하기와 같이 본 발명의 패류양식용 공각의 외관 변형과 종패유지에 대해 평가하였다.
2.1. 패류양식용 공각의 외관변형 평가
패류양식용 공각에 파손이나 크랙이 있으면 변형된 것으로 판단하였고, 패류양식용 공각에 파손과 크랙이 없으면 변형되지 않은 것으로 판단하였으며, 총 200개의 패류양식용 공각의 외관 변형여부를 측정하여 외관변형율을 산출하였다.
2.2. 패류양식용 공각의 종패유지 평가
패유양식용 공각에 종패가 부착을 유지하고 있으면 종패가 유지된 것으로 판단하였고, 패류양식용 공각에 종패가 부착되어 있지 않으면 종패가 유지되지 못한 것으로 판단하였으며, 총 200개의 패류양식용 공각의 종패유지 여부를 측정하여 종패유지율을 산출하였다.
[실시예 9]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1150℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 10]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1250℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 11]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1300℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 12]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1350℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 13]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 9시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 14]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 10시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 15]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 12시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
[실시예 16]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 13시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
상기 실시예2와, 실시예9 내지 실시예16에서 패류양식용 공각 제조시의 열처리 온도와 열처리 시간을 정리하면, 하기 표 3과 같다.
| 구분(단위) | 열처리온도(℃) | 열처리 시간(h) |
| 실시예9 | 1150 | 11 |
| 실시예2 | 1200 | 11 |
| 실시예10 | 1250 | 11 |
| 실시예11 | 1300 | 11 |
| 실시예12 | 1350 | 11 |
| 실시예13 | 1200 | 9 |
| 실시예14 | 1200 | 10 |
| 실시예15 | 1200 | 12 |
| 실시예16 | 1200 | 13 |
상기 실시예2 및 실시예9 내지 실시예16에서 제조된 패류양식용 공각의 외형변형 및 종패유지에 대한 평가결과는, 하기 표 4와 같다.
| 구분(단위) | 외관변형율(%) | 종패유지율(%) |
| 실시예9 | 15 | 90 |
| 실시예2 | 0 | 100 |
| 실시예10 | 0 | 95 |
| 실시예11 | 0 | 95 |
| 실시예12 | 15 | 90 |
| 실시예13 | 15 | 85 |
| 실시예14 | 0 | 95 |
| 실시예15 | 0 | 90 |
| 실시예16 | 15 | 85 |
표 4를 참조하면, 실시예2에서 제조된 패류양식용 공각이 외관변형이 없으며 종패가 잘 유지되어 가장 우수한 품질을 나타냈다.
실시예10과 실시예11도 외관변형이 없고 일부 공각에서 종패가 유지되지 못하였으나 종패유지율도 90%이상으로 나타났다.
실시예9는 외관변형이 꽤 있었으며 종패유지율도 85%로 나타내어, 열처리시 굴패각분말이 충분히 소성될 수 있는 온도범위가 조성되지 않아 굴패각분말이 소성효율이 저하되고, 포졸란 반응이 원활하게 일어나지 못해 공각의 강도가 높아지지 못한 결과로 볼 수 있다.
실시예12는 종패는 비교적 잘 유지된 편이나, 상대적으로 외관변형율이 다른 실시예에 비해 높은 편인 것을 확인할 수 있다. 이는, 너무 높아진 열처리 온도로 인해 자연 경화되었으나, 온도변화폭이 더 커지면서 미세한 틈이 발생하여 실험기간 동안 크랙이 다수 발생한 것으로 판단된다.
즉, 실시예10과 실시예11은 실시예2에 비해 열처리 온도가 더 높으나 외관변형 없이 우수한 강도를 나타내는 것으로 판단되므로, 제조공정의 효율성 및 비용절감을 위해 실시예2와 실시예10 내지 실시예11에서 수행한 온도범위에서 열처리를 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
실시예13은 굴패각분말이 완전히 소성되기에 충분한 열처리 시간이 주어지지 않으면서 소성으로 인한 포졸란 반응 등 황토와의 결합과 화학반응이 잘 이뤄지지 않아 강도가 저하된 결과로 볼 수 있다.
실시예14 내지 실시예15는 외관변형이 없고 일부 공각에서 종패가 유지되지 못하였으나 종패유지율도 90%이상으로 나타났다. 즉, 실시예14 내지 실시예15에서 수행된 열처리 시간범위까지는 공각의 강도에 영향을 크게 미치지 않는 것으로 볼 수 있다.
실시예16은 열처리 시간이 증가하면서 열처리로 소성되는 굴패각분말 입자가 작아지면서 강도와 통수성 등 물성에 영향을 주어 외관변형이 발생하고, 종패유지율이 낮아진 것으로 판단된다.
실험예3: 황토코팅제 도포에 따른 종패의 생장에 대한 평가
하기의 실험은 본 발명의이용한 패류양식용 공각의 제조방법에 있어서, 황토코팅제 도포에 따른 공각에 부착된 종패의 생장에 대한 평가를 실시하기 위하여 하기 실시예와 같이 황토코팅제의 도포여부를 달리하여 공각을 제조하였다.
종패의 생장에 대한 평가는, 실시예에서 제조된 공각에 굴 종패 부착 후 종패의 길이(측정하였을 때 가장 긴 길이를 비교함)를 측정하였다.
[실시예 17]
황토 100중량부에 대하여 굴패각분말 10중량부와 물 45중량부를 혼합하여 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 패각 형태로 압축성형한 후, 이를 1200℃에서 11시간 동안 열처리한 후, 140시간 동안 자연건조시켜 경화하였다.
찹쌀풀과 생황토분말을 포함하는 황토코팅제를 준비하고, 이를 상기 경화된 성형물의 표면에 도포하여 패류양식용 공각을 제조하였다.
상기 실시예2와, 실시예17에서 패류양식용 공각 제조시의 황토코팅제의 도포여부를 정리하면, 하기 표 5와 같다.
| 구분 | 황토코팅제 도포 |
| 실시예2 | 도포하지 않음 |
| 실시예17 | 도포함 |
상기 실시예2와 실시예17의 공각에서 생장시킨 굴 종패의 길이는, 하기 표 6과 같다.
| 구분(단위) | 종패길이(mm) |
| 실시예2 | 3.2 |
| 실시예17 | 3.8 |
표 6을 참조하면, 실시예17의 공각에 부착된 굴 종패의 길이가 실시예2에 비해 더 길게 나타난 것을 확인할 수 있다.
이는, 실시예2와 달리 실시예17의 공각 표면에 도포된 황토코팅제로 인해 굴 종패의 생장에 방해가 될 수 있는 다른 미생물의 생장이 저하되었고, 황토 고유의 효능으로 인해 오염물질도 정화되면서 종패가 더욱 성장할 수 있도록 작용한 결과로 판단된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 황토, 굴패각분말과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 제 1단계;
상기 혼합물을 패각형태로 압축성형하여 성형물을 형성하는 제 2단계;
상기 성형물을 1200 내지 1300℃에서 10 내지 12시간 동안 열처리하는 제 3단계;및
상기 열처리된 성형물을 경화하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제 1단계는,
상기 황토 100중량부에 대하여 상기 굴패각분말 5 내지 15중량부 및 상기 물 40 내지 50중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제 2단계는,
패각결속끈 삽입이 가능한 하나 이상의 관통홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제 4단계 이후에,
상기 경화된 성형물 표면에 황토코팅제를 도포하는 것을 특징으로 하는 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법. - 제 1항의 황토를 이용한 패류양식용 공각의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 패류양식용 공각.
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| KR101851991B1 (ko) | 2016-01-25 | 2018-06-11 | 김윤공 | 수하식 굴양식용 패각 자동화 결속장치 및 방법 |
| KR102247718B1 (ko) | 2020-07-17 | 2021-04-30 | 이홍석 | 조개류 양식용 인공패각 |
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