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반응 조건에 따른 규산마그네슘의 입도 변화 및 폴리올 정제 능력평가
Change of Particle Size of Magnesium Silicate According to Reaction Conditions and Evaluation of Its Polyol Purification Ability 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.58 no.1, 2020년, pp.84 - 91  

유종렬 (대진대학교 생명화학부) ,  정홍인 (대진대학교 생명화학부) ,  강동균 (자이언트케미칼) ,  박성호 (대진대학교 생명화학부)

초록
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염기성 폴리올 및 식용유 정제에 사용하는 합성 규산마그네슘의 효율성은 정제능력과 여과속도를 통해 평가되며, 규산마그네슘의 입도 및 표면적에 따라 영향을 받는다. 본 연구에서는 합성변수인 반응온도, 주입속도, 주입순서(Si, Mg), Mg/Si의 반응몰비가 규산마그네슘의 입도에 미치는 영향을 조사하였다. 합성된 규산마그네슘은 합성공정, 분쇄공정, 정제공정으로 비교 분석되었다. 합성공정에서 반응 온도와 주입 속도는 규산마그네슘의 평균입도 변화에 영향을 주지않는 반면, Mg/Si의 반응몰비와 주입 순서는 평균입도 변화에 주된 요인으로 작용하였다. 합성 후 규산마그네슘의 평균입도는 반응몰비가 0.125에서 0.500로 증가할 때 Mg 주입 시 약 54.4 ㎛에서 63.1 ㎛로 약 8.7 ㎛ 증가하였고, Si 주입 시 47.3 ㎛에서 52.1 ㎛로 약 4.8 ㎛ 증가하였다. 주입 순서 별 평균입도를 비교해보면 Mg 주입 시 59.1 ㎛, Si 주입 시 48.4 ㎛로 약 10.7 ㎛의 평균입도 차이를 보였으며 Mg을 주입하는 조건에서 약 2배 빠른 수세여과속도가 관찰되었다. 즉, 입도가 증가함에 따라 여과 시간이 단축되고 수세여과속도 증가로 생산성 향상에 기여할 수 있었다. 여과 후 분리된 cake형태의 규산마그네슘은 건조과정을 통해 단단한 고형체가 되고 분쇄공정을 통해 분말형태의 흡착제로 사용된다. 건조된 규산마그네슘의 물리적 강도가 감소함에 따라 분말의 평균입도가 감소하고, 이 강도는 반응몰비에 영향을 받는 것을 확인하였다. Mg주입 시 Mg/Si의 반응몰비가 증가함에 따라 규산마그네슘의 물리적 강도가 감소하여 분쇄 후 평균입도가 합성 후 평균입도에 비해 약 40% 감소하는 것을 관찰하였다. 이러한 강도감소는 평균입도 감소와 분쇄 후 미분량의 증가로 정제능력의 향상을 가져왔지만 정제여과속도 감소를 가져왔다. Mg 주입 시 반응몰비가 0.125에서 0.5로 증가할 동안 정제능력은 약 1.3 배가 증가하였으나 정제여과속도는 약 1.5 배가 감소하였다. 따라서 규산마그네슘의 생산성 향상을 위해서는 Mg/Si의 반응몰비를 증가시켜야 하지만, 폴리올의 정제여과속도를 증가시키기 위해선 반응몰비를 감소시켜야 한다. 규산마그네슘의 합성변수 중 주입순서와 Mg/Si의 반응몰비는 합성 후 평균입도와 분쇄 후 평균입도 및 미분량 변화에 영향을 주는 주요인자로 생산성 및 정제능력을 결정짓는 중요한 합성변수이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The efficiency of the synthetic magnesium silicate used in basic polyols and edible oil purification is evaluated by its purification ability and filtration rate and is affected by the particle size and surface area of magnesium silicate. In this study, it was investigated the change on the particle...

주제어

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문제 정의

  • 하지만 입도 및 미분량을 변화시켜 규산마그네슘의 생산성 및 효율성을 향상시키는 것에 대한 연구는 미미한 수준이다. 본 연구에서는 규산마그네슘의 평균입도와 미분량에 영향을 주는 반응조건에 따른 흡착제의 생산성과 폴리올 정제에 관한 효율성에 대한 상관관계를 정리하였다. 현재까지 연구되어 온 규산마그네슘의 반응에 영향을 미치는 실험 변수는 반응온도와 반응 용액의 농도, 혼합 비율, 규산나트륨의 조성, 세척수의 온도, 합성 시간, 건조 온도 등이 보고되어 왔지만 기재된 문헌의 내용이 명확하지 않고 경우에 따라서는 조건의 경향성이 일치하지 않았다[10- 14].
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참고문헌 (15)

  1. Kociolek, B., "Sedimentation and Wettability of Synthetic Magnesium Silicates.," Physicochemical Promblems of Mineral Processing., 40, 255-263(2006). 

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  3. Jenkins, P. and Ralston, J., "The Adsorption of a Polysaccharide At the Talc-aqueous Solution Interface," Colloids Surf., 139(1), 27-40(1998). 

  4. Kalinkina, E., Kalinkin, A., Forsling, W. and Makarov, V., "Sorption of Atmospheric Carbon Dioxide and Structural Changes of Ca and Mg Silicate Minerals During Grinding II. Enstatite, Akermanite and Wollastonite," Int J Miner Process., 61(4), 289-299(2001). 

  5. Ciesieczyk, F., Krysztafkiewicz, A. and Jesionowski, T., "Magnesium Silicates - Adsorbents of Organic Compounds," Applied Surface Science., 253(20), 8435-8442(2007). 

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  12. Reuben, R. and Harry, E., "Magnesium Silicate Suspensions and Process for Making Same," U.S. Patent No. 2,384,564(1945). 

  13. Soine, T. O. and Wilson, C. O., "Roger's Inorganic Pharmaceutical Chemistry," J. Chem. Educ., 40(7), 533(1963). 

  14. Uyeda, Y., "Preparation of Magnesium Trisilicate," U.S. patent No. 3,272,594(1966). 

  15. Buczek, B. and Chwialkowski, W., "Purification of Used Frying Oil by Treatment with Magnesium Silicate," 3rd Euro Fed Lipid Congress: Oils, Fats and Lipids in a Changing World, Edinburgh, Scotland., 142.(2004). 

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