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문제 정의
- , 2001)에서 검토한 연구 결과에 의하는 경우 탁도가 문제가 되어 이용에 상당히 제한을 받으리라 생각된다. 본 연구에서는 대부분 이 비료 또는 용해도가 낮은 단순 분말상태로 이용되고 있는 갑 오징어갑을 탁도가 문제가 되지 않는 유기산 칼슘의 형태로 제조 하여 효율적으로 이용할 목적으로 갑오징어갑의 전처리조건으로 서 회수조건 (소성조건)을 검토하였다.
제안 방법
- pH 및 칼슘의 용해도 측정을 위한 시료는 전처리 갑오징어갑 (칼슘으로서 600mg)에 탈이온수 100mL를 첨가하고, 이어서 상 온에서 3시간 동안 진탕반응시킨 다음 여과하여 조제하였다. 이 여액을 시료 용액으로 하여 pH는 pH meter (Metrohm 691, Swiss)로 측정하였고, 용해도는 Tsutagawa et al.
- 갑오징어갑 분말의 입도 분포도는 Kim et al. (1997)과 같이 RX-86 sieve shaker (Tyler Inc., Mentor, USA) 에 표준 시료체 (No. 60, 100, 140 및 200)를 장착하여 측정하였다.
- 갑오징어갑으로부터 칼슘의 추출 조건은 7001에서 10시간, 800t 에서 3시간, 900℃의 경우 1시간 및 1, 00此의 경우 30분까지 시간 별로 하였다. 그리고, 수율은 추출을 위하여 투입한 오징어갑 분 말의 중량에 대하여 추출 후 분말 중량의 상대비율 (%)로 하였다.
- 갑오징어갑의 주요 구성성분을 확인하기 위한 XRD 상분석은 40KV, 30mA의 조건과 10~70t 범위의 온도조건에서 X-ray 상 분석기 (Phlips expert system, Netherland)를 이용하여 측정하였 고, 미세구조 분석은 시료를 백금코팅 처리한 후 주사전자현미경 (FESEM, XL 30S, Netherland)으로 촬영하였다.
- 관능적 색조는 탄산칼슘을 대조구로 하여 소성한 분말 시료를 관능적으로 검사하였다.
- 갑오징어갑으로부터 칼슘의 추출 조건은 7001에서 10시간, 800t 에서 3시간, 900℃의 경우 1시간 및 1, 00此의 경우 30분까지 시간 별로 하였다. 그리고, 수율은 추출을 위하여 투입한 오징어갑 분 말의 중량에 대하여 추출 후 분말 중량의 상대비율 (%)로 하였다.
- 대부분이 비료 또는 용해도가 낮은 단순 분말상태로 이용되고 있는 갑오징어갑을 탁도가 문제가 되지 않는 유기산 칼슘의 형태로 제조하여 효율적으로 이용할 목적으로 갑오징어갑으로부터 유 용 칼슘의 회수를 위하여 소성조건(700t: 10시간, 800t: 3시간, 900t: 1시간 및 1, 00此: 30분 동안 시간별)을 검토하였고, 아울러 최적조건에서 추출한 갑오징어갑 분말의 특성에 대하여 살펴보았 다. 소성 중 일정 소성처리시간(700t: 8시간, 800t: 2시간, 900©: 45분 및 l, 000t: 20분) 동안 수율은 감소하였고, 총 칼슘함량, 백 색도, 관능적 색도 및 가용성 칼슘은 증가하였다.
대상 데이터
- 칼슘 추출 소재로 이용하기 위하여 검토한 갑오징어 (Sepia esculents) 갑은 2000년 1월에 부산시 사하구 소재 우영수산(주)로 부터 갑오징어 가공 중 발생하는 부산물을 원료로 사용하였다. 갑 오징어갑은 이물질 제거를 위하여 가볍게 수세 및 탈수한 후 동결 (-25℃), 분쇄 및 열풍건조한 다음 체가름(60mesh)한 분말을 실험에 사용하였다.
이론/모형
- 무기질 (칼슘, 나트륨, 칼륨, 철, 마그네슘, 망간 및 아연) 및 인 은 Tsutagawa et al. (1994)의 방법으로 유기질을 습식분해한 후 ICP (inductively coupled plasma spectrophotometer, Atomscan 25, TJA)로 분석하였다.
- pH 및 칼슘의 용해도 측정을 위한 시료는 전처리 갑오징어갑 (칼슘으로서 600mg)에 탈이온수 100mL를 첨가하고, 이어서 상 온에서 3시간 동안 진탕반응시킨 다음 여과하여 조제하였다. 이 여액을 시료 용액으로 하여 pH는 pH meter (Metrohm 691, Swiss)로 측정하였고, 용해도는 Tsutagawa et al. (1994)의 방법으로 유기질을 습식분해한 후 ICP로 분석하였다.
성능/효과
- 한편, 갑오징어갑의 조직구조는 원료 갑오징어갑의 경우 일정한 크기 및 형태를 갖추고 있지 않으면서, 외형상으로 비다공성임을 알 수 있었다. 그러나, 소성처리 갑오징 어갑의 조직구조는 원료의 조직구조와는 상당히 달리 정육면체의 일정한 형을 이루면서 이산화탄소가 휘발하였으리라 추정되는 곳 에 물과의 접촉면적을 넓혀 줄 수 있어 칼슘이 용해하기 좋은 다 공성을 나타내었다.
- 5부근에 도달하는 초기 소성시간은 소성온도가 높을수록 짧았다. 또한 관능적 색 조의 경우도 백색도와 유사한 경향을 나타내었고, 처리시간이 경 과할수록 흑색에서 백색으로 변화하였다. 이와 같은 백색도 및 관 능적 색조의 결과는 유기물이 소성에 의해 제거되는 정도의 차이 때문이라 판단되었다.
- 대부분이 비료 또는 용해도가 낮은 단순 분말상태로 이용되고 있는 갑오징어갑을 탁도가 문제가 되지 않는 유기산 칼슘의 형태로 제조하여 효율적으로 이용할 목적으로 갑오징어갑으로부터 유 용 칼슘의 회수를 위하여 소성조건(700t: 10시간, 800t: 3시간, 900t: 1시간 및 1, 00此: 30분 동안 시간별)을 검토하였고, 아울러 최적조건에서 추출한 갑오징어갑 분말의 특성에 대하여 살펴보았 다. 소성 중 일정 소성처리시간(700t: 8시간, 800t: 2시간, 900©: 45분 및 l, 000t: 20분) 동안 수율은 감소하였고, 총 칼슘함량, 백 색도, 관능적 색도 및 가용성 칼슘은 증가하였다. 그러나, 그 이상의 소성처리 시간에는 이들의 값이 변화없었다.
- 원료 갑각의 소성온도(700~1,0000와 처리시간(700℃: 10시간, 800t: 3시간, 90此: 1시간, l, 000t: 30분)에 따른 수율 및 총 칼슘 함량은 Table 1과 같다. 수율은 소성시간이 경과할수록 낮아졌고, 총 칼슘함량은 소성시간이 경과할수록 높아졌으나, 일정 시간(700t 의 경우 8시간, 80此의 경우 2시간, 90此의 경우 45분, 1, 00此의 경우 20분) 이후에는 소성온도에 관계없이 수율은 거의 51.1%를, 총 칼슘함량은 거의 70.5%를 유지하였다. 수율이 거의 51.
- 5%를 유지하였다. 수율이 거의 51.1%에, 그리고 총 칼슘함량이 70.5%에 도달하는 초기 소성시간은 회화온 도가 높을수록 짧았다. 이와 같이 소성온도가 높아지고, 처리시간이 길어질수록 수율이 낮아지고, 총칼슘 함량이 증가하는 것은 갑 오징어갑이 소성과정 중에 일어나는 CaCQ+HeatTCaO+CCB 와 같은 화학적 변화, 수분 증발, 유기물의 회화 등에 의한 분자 량의 감소와 이로 인한 칼슘함량의 상대적인 증가 때문이라 판단 되었다 (Shin and Kim, 1997).
- 그러나, 그 이상의 소성처리 시간에는 이들의 값이 변화없었다. 이러한 결과들로 미루어 이들의 최적처리 시간은 700℃에서 8시간, 800℃에서 2시간, 900t에서 45분, 1, 00(义:에서 20분이었고, 온도에 따른 이들의 차이는 인정되지 않았다. 800t에서 2시간 처리한 갑오징어갑 분말의 경우 총 칼슘량이 약 70%이었고, 주성분은 산화칼슘이었으며, 구 조는 가용화하기 용이한 다공성의 결정을 이루고 있었다.
- 9의 강알칼리화 하였고, 그 이상의 회화시간에는 크게 변화없었다. 이러한 결과로 미루어 보아 소성처리 하는 경우 용해도가 상당히 개선되어 건강 및 기능성 개선제로 효율적으로 이용할 수 있으리라 판단되었으나, 이의 pH가 산화칼슘에 의해 강알칼리성을 나타내어 반드시 적절한 pH의 중화를 시도하여야 하리라 판단되었다.
- 9%)의 순이었으 며, 기타 인, 칼륨, 철, 마그네슘, 망간 및 아연 등은 미량으로 함 유되어 있었다. 이를 원료로 하여 소성처리한 갑오징어갑 분말의 무기질은 소성처리 온도에 관계없이 칼슘이 약 70.5%로 전체의 대부분을 차지하였고, 다음으로 나트륨 (1.8%)의 순이어서 원료 갑오징어갑의 무기질 구성 경향과는 차이가 없었으나, 그 함량은 약 2배 정도 증가하였다. 이와 같이 칼슘과 같은 무기질이 증가하는 것은 유기질의 소성 제거 및 주성분인 탄산칼슘 (분자량: 100) 의 소성과정 중 이산화탄소 (분자량:44)의 휘발로 인한 저분자량 의 산화칼슘 (분자량:56)으로 변화 등에 의해 주성분인 무기질이 농축되었기 때문이라 판단되었다.
- 9 부근이었다. 이상의 결과로 미루어 보아 소성처리 갑오징어갑 분 말의 경우 식용으로 이용되기 위하여는 반드시 산처리 등과 같은 화학적 수식처리에 의해 pH를 조절 (pH 2~9)하여야 하리라 판 단되었다.
- 이상의 소성처리 온도 및 시간에 따른 수율, 총 칼슘함량 백색도, 관능적 색조 및 용해도의 결과로 미루어 보아 최적 소성처리 시간 은 70此에서 8시간, 80此에서 2시간, 90此에서 45분 및 1, 00此 에서 20분으로 판단되었다.
- , 2001). 한편, 갑오징어갑의 조직구조는 원료 갑오징어갑의 경우 일정한 크기 및 형태를 갖추고 있지 않으면서, 외형상으로 비다공성임을 알 수 있었다. 그러나, 소성처리 갑오징 어갑의 조직구조는 원료의 조직구조와는 상당히 달리 정육면체의 일정한 형을 이루면서 이산화탄소가 휘발하였으리라 추정되는 곳 에 물과의 접촉면적을 넓혀 줄 수 있어 칼슘이 용해하기 좋은 다 공성을 나타내었다.
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