KR102063807B1 - 초음파합성법을 이용한 고이온화 칼슘의 제조방법 - Google Patents
초음파합성법을 이용한 고이온화 칼슘의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102063807B1 KR102063807B1 KR1020180004321A KR20180004321A KR102063807B1 KR 102063807 B1 KR102063807 B1 KR 102063807B1 KR 1020180004321 A KR1020180004321 A KR 1020180004321A KR 20180004321 A KR20180004321 A KR 20180004321A KR 102063807 B1 KR102063807 B1 KR 102063807B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- calcium
- organic acid
- calcium salt
- producing
- mixing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 6
- 150000001669 calcium Chemical class 0.000 title 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 62
- FNAQSUUGMSOBHW-UHFFFAOYSA-H calcium citrate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O FNAQSUUGMSOBHW-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 42
- 239000001354 calcium citrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 235000013337 tricalcium citrate Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L calcium lactate Chemical compound [Ca+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 33
- -1 organic acid calcium salt Chemical class 0.000 claims abstract description 33
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000001527 calcium lactate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229960002401 calcium lactate Drugs 0.000 claims abstract description 31
- 235000011086 calcium lactate Nutrition 0.000 claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 10
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 10
- 229960004106 citric acid Drugs 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 6
- 229960004543 anhydrous citric acid Drugs 0.000 claims description 5
- JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N L-lactic acid Chemical compound C[C@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 4
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims description 3
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229930182843 D-Lactic acid Natural products 0.000 claims description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UWTATZPHSA-N D-lactic acid Chemical compound C[C@@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UWTATZPHSA-N 0.000 claims description 2
- 229940022769 d- lactic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 11
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 6
- WQNHWIYLCRZRLR-UHFFFAOYSA-N 2-(3-hydroxy-2,5-dioxooxolan-3-yl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1(O)CC(=O)OC1=O WQNHWIYLCRZRLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- WTCHPRSVXSCIDZ-UHFFFAOYSA-J dicalcium;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate;2-hydroxypropanoate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].CC(O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O WTCHPRSVXSCIDZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004227 calcium gluconate Substances 0.000 description 1
- 229960004494 calcium gluconate Drugs 0.000 description 1
- 235000013927 calcium gluconate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L calcium;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanoate Chemical compound [Ca+2].OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000021749 root development Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/41—Preparation of salts of carboxylic acids
- C07C51/412—Preparation of salts of carboxylic acids by conversion of the acids, their salts, esters or anhydrides with the same carboxylic acid part
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
- A01K1/02—Pigsties; Dog-kennels; Rabbit-hutches or the like
- A01K1/03—Housing for domestic or laboratory animals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C59/00—Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
- C07C59/01—Saturated compounds having only one carboxyl group and containing hydroxy or O-metal groups
- C07C59/08—Lactic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C59/00—Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
- C07C59/235—Saturated compounds containing more than one carboxyl group
- C07C59/245—Saturated compounds containing more than one carboxyl group containing hydroxy or O-metal groups
- C07C59/265—Citric acid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
본 발명의 일 목적은 높은 이온화도를 갖고 물에 쉽게 용해되는 유기산 칼슘염(구연산칼슘, 젖산칼슘)의 제조방법을 제공하는데 있다. 상기의 목적을 달성하기 위하여 탄산칼슘 및 산화칼슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 용매에 혼합하여 초음파 조사를 하여 전처리하는 단계; 상기 단계의 용액에 유기산을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 유기산을 혼합하여 형성된 혼합물에 초음파를 조사하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염 제조방법을 제공된다. 이에 따르면, 높은 이온화도를 갖고 각 화합물이 갖는 용해도의 몇 배 이상이 용해될 수 있는 유기산 칼슘염을 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 유기산 칼슘염의 제조방법은 공정과 장비가 간단하고 10분 이내에 제조 할 수 있는 우수한 효과가 있다.
Description
본 발명은 높은 이온화도를 갖는 유기산 칼슘염의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출발물질인 탄산칼슘의 입자크기를 나노 크기로 줄여줌으로써 반응성을 향상시키기 위한 전처리 단계를 거쳐 칼슘의 이온화 농도를 증가시키고 물에 용해가 잘되어 칼슘의 흡수를 더 잘되게 하고, 제조 비용과 시간을 현저히 단축시킬 수 있는 높은 이온화도를 갖는 유기산 칼슘염의 제조에 관한 것이다.
칼슘은 각종 생명체의 구성과 활동에 필수적인 미네랄 성분 중 하나이다. 동물의 경우 뼈와 혈액의 조성 및 생성에 필요한 성분일 뿐만 아니라 심장이나 뇌의 정보전달의 기능을 담당한다. 식물에 있어서 칼슘은 분열 조직의 생장 및 뿌리 발육에 중요한 요소이다. 칼슘은 동식물의 생명체 활성 유지에 중요한 역할을 하는 요소로서, 건강기능 식품이나 식품첨가물 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 특히 현재 칼슘이온을 이용한 다양한 기능성 화장품으로서의 응용과 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
다양한 용도에 적합하게 사용되기 위해서는 칼슘의 용해 속도가 빠르고 그 이온화도가 높아야 한다. 현재 다양한 형태의 칼슘화합물이 사용되고 있는데, 탄산칼슘, 구연산칼슘, 글루콘산칼슘, 젖산칼슘, 인산칼슘, 수산화칼슘, 황산칼슘 등이 사용되고 있다. 그 중에 구연산칼슘과 젖산칼슘이 고이온화도를 갖는 특징이 있어 그 제조방법에 많은 관심을 가지고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1683150호에는 구연산칼슘의 제조방법이 개시되어 있으며, 구체적으로는 물에 구연산과 탄산칼슘을 녹여서 혼합물을 만들고 에탄올을 첨가하여 48 시간 동안 숙성시켜서 구연산칼슘을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 장시간 숙성해야 하는 문제점을 가지고 있다.
이에 따라 높은 이온화도를 보이고 간단한 공정과 짧은 시간에 제조하는 기술이 요구되고 있다
이에 본 발명자들은 기존의 유기산 칼슘염을 제조하는 방법이 갖는 문제점을 극복하기 위한 연구를 진행하던 중, 초음파를 이용하여 유기산 칼슘염을 제조할 경우 초음파 전처리를 통해 출발 물질의 크기를 줄여 비표면적을 넓힘에 따라 반응성이 매우 높아지면서 기존의 제조방법보다 합성시간이 10분 내외로 매우 빠르며, 이로부터 제조된 유기산 칼슘염은 이온화도가 기존의 제조방법보다 매우 높은 값을 보이고 있음을 발견하였다.
본 발명의 일 목적은 높은 이온화도를 갖는 유기산 칼슘염의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 측면은 탄산칼슘 및 산화칼슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 용매에 혼합하고 초음파를 조사하여 전처리를 하는 단계; 상기 단계에서 형성된 용액에 유기산을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 유기산을 혼합하여 형성된 혼합물에 초음파를 조사하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기존의 제조법에 의해 제조된 유기산 칼슘염에 비해 이온화도가 높고 매우 쉽게 물에 용해되는 유기산 칼슘염을 제공할 수 있고, 이 때 제조 시간은 10분 내외로 매우 빠른 시간에 합성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 초음파 합성법에 의하여 제조되는 유기산 칼슘염의 제조공정에 대한 모식도이고,
도 2는 초음파 전처리 전후의 탄산 칼슘의 입자사이즈의 분포도 결과값이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 구연산칼슘과 젖산칼슘의 X-선 회절분석 그래프이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 구연산칼슘과 젖산칼슘의 열중량분석을 나타낸 것이다.
도 2는 초음파 전처리 전후의 탄산 칼슘의 입자사이즈의 분포도 결과값이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 구연산칼슘과 젖산칼슘의 X-선 회절분석 그래프이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 구연산칼슘과 젖산칼슘의 열중량분석을 나타낸 것이다.
높은 이온화도를 갖는 유기산 칼슘염의 제조방법에 관한 것이다. 이하에서 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 측면은 높은 이온화도를 갖는 유기산 칼슘염을 제조하는데 있어, 구연산칼슘 또는 젖산칼슘을 초음파를 이용하여 빠른 시간에 제조하는 제조방법을 제공한다. 구체적으로는 탄산칼슘 및 산화칼슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 용매에 혼합하여 초음파 조사를 하여 전처리하는 단계; 상기 단계의 용액에 유기산을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 유기산을 혼합하여 형성된 혼합물에 초음파를 조사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법을 제공한다.
상기 유기산은 구연산 또는 젖산일 수 있다.
상기 구연산은 함수 구연산 및 무수 구연산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 젖산은 D-젖산 및 L-젖산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 유기산은 구연산 또는 젖산일 수 있다.
상기 구연산은 함수 구연산 및 무수 구연산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 젖산은 D-젖산 및 L-젖산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 따른 구연산칼슘의 제조방법은 출발물질인 탄산칼슘에 초음파 전처리를 거쳐 입자사이즈를 줄이고 무수구연산을 혼합하여 혼합물을 만들고 초음파를 조사하여 제조한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구연산칼슘의 제조방법의 모식도이다.
탄산칼슘 및 산화칼슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 용매에 혼합하고 초음파를 조사하여 전처리를 하는 단계;
상기 단계에서 형성된 용액에 무수구연산을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 및
상기 무수구연산을 용해시켜 제조된 혼합용액에 초음파를 조사하는 단계;를 포함하는 방법으로 구연산칼슘을 제조할 수 있다.
상기 전처리 단계에서의 용매는 물 및 에탄올을 사용하는 것이 바람직하며, 에탄올을 사용하지 않고 물만을 사용하는 경우에는, 반응물이 용해된 상태로서 유기산 칼슘염이 석출될 수 없고, 물 및 에탄올을 혼합하여야 반응과 동시에 유기산 칼슘이 석출되는 효과를 나타낸다.
또한, 상기 전처리 단계의 초음파는 1 내지 100kHz 강도로 조사되는 것이 바람직하다.
상기 전처리 단계의 초음파 강도는 1 내지 100kHz 강도로 1분-60분의 시간범위 내에서 조사할 수 있고, 구체적으로는 20kHz의 강도로 1분-10분의 시간범위 내에서 조사할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 20kHz의 강도로 3분-5분의 시간범위 내에서 조사될 수 있다.
만약, 초음파가 1kHz미만의 강도로 조사될 경우, 초음파 조사가 충분히 이루어지지 않아 원하는 크기의 탄산칼슘이 제조되지 않는 문제점이 있고, 100kHz 초과의 강도로 조사될 경우, 초음파조사에 의한 열 때문에 탄산칼슘이 순간적으로 용해될 뿐 상온에서 다시 원래 크기의 탄산칼슘을 형성하는 문제점이 있다.
또한, 상기 무수구연산을 용해시켜 제조된 혼합용액에 초음파를 조사하는 단계의 초음파는 2 내지 200kHz 강도로 조사되는 것이 바람직하다.
상기 무수구연산을 용해시켜 제조된 혼합용액에 초음파를 조사하는 단계의 초음파 강도는 2 내지 200kHz 강도로 5분-12시간의 시간범위 내에서 조사할 수 있고, 구체적으로는 20kHz의 강도로 5분-1시간의 시간범위 내에서 조사할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 20kHz의 강도로 10분-20분의 시간범위 내에서 조사될 수 있다.
만약, 초음파가 2kHz미만의 강도로 조사될 경우, 초음파 조사가 충분히 이루어지지 않아 원하는 형태의 구연산칼슘이 제조되지 않는 문제점이 있고, 200kHz 초과의 강도로 조사될 경우, 초음파조사에 의한 열 때문에 구연산칼슘이 응집되어 집합체를 형성하는 문제점이 발생할 수 있다.
나아가, 상기 무수구연산을 용해시켜 제조된 혼합용액에 초음파를 조사하는 단계를 수행한 후 구연산칼슘을 세척 및 건조하는 단계를 더 수행할 수 있다.
이하, 상기 제조방법을 단계별로 상세히 설명한다.
상기 세척 및 건조 단계는 상기 무수구연산을 용해시켜 제조된 혼합용액에 초음파를 조사하는 단계를 수행한 후 반응용액에서 구연산칼슘을 세척 및 건조하는 단계이다.
구체적으로, 상기 무수구연산을 용해시켜 제조된 혼합용액에 초음파를 조사하는 단계를 수행한 후 반응용액 내에 있는 구연산칼슘을 원심분리에 의하여 분리할 수 있고, 에탄올을 이용하여 세척 및 원심분리를 3회 이상 수행함으로써 분말의 회수가 가능하다.
상기 세척 및 건조 단계의 건조온도는 특별히 제한된 것은 아니나, 30 내지 150℃의 온도에서 수행할 수 있고, 구체적으로는 50 내지 120℃의 온도에서 수행할 수 있고, 더욱 구체적으로는 50 내지 100℃의 온도에서 수행할 수 있고, 보다 구체적으로는 70℃의 온도에서 수행할 수 있다.
상기 세척 및 건조 단계의 건조시간은 특별히 제한된 것은 아니나, 1 내지 20시간 동안 수행할 수 있고, 구체적으로는 3 내지 18시간 동안 수행할 수 있고, 더욱 구체적으로는 4 내지 10시간 동안 수행할 수 있고, 보다 구체적으로는 5시간 동안 수행할 수 있다.
또한, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 젖산칼슘의 제조방법의 모식도이다.
탄산칼슘 및 산화칼슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 용매에 혼합하여 초음파 전처리를 하는 단계;
상기 전처리 단계의 용액에 젖산을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 및
상기 젖산을 용해시켜 제조한 혼합용액에 초음파를 조사하는 단계;를 포함하는 방법으로 젖산칼슘을 제조할 수 있다.
자세한 제조방법은 상기 구연산칼슘 제조에 언급되어 있는 내용과 동일하다.
이하에서는 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예 및 실험예는 본 발명의 설명을 위한 예일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이하의 실시예 및 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
구연산칼슘의
제조
탄산칼슘 5 mmol을 5 mL 증류수와 10 mL 에탄올이 들어있는 용기에 넣고 초음파 조사기를 이용하여 5분간 20kHz(50%)강도의 초음파를 조사하여 전처리한 후, 전처리한 용액에 구연산 23.4 mmol를 용해하고 10분간 20kHz(50%)강도의 초음파를 조사하였다.
상기 전처리 과정에서 초음파를 조사함에 따라 10 μm이던 탄산칼슘의 입자 사이즈가 100-200 nm의 크기로 줄어드는 것을 관찰할 수 있었는데, 이는 탄산칼슘의 비표면적이 더 커지면서 반응성이 매우 높아진다는 것을 의미한다.
또한, 전처리한 탄산칼슘 용액에 젖산을 용해시켜 초음파를 조사함에 따라 초기 투명하던 용액이 시간이 지남에 따라 뿌옇게 바뀌는 것을 관찰할 수 있었는데, 이것은 구연산칼슘이 성공적으로 합성되었다는 것을 의미한다.
상기 구연산칼슘이 제조된 혼합용액에 과량의 에탄올을 첨가하고, 원심분리를 하여 구연산칼슘과 상층액을 분리하여 상층액은 제거하는 세척과정은 최소 3회 이상 반복하였고, 침전물은 70℃에서 5시간 건조하여 구연산칼슘 분말을 얻었다.
<실시예 2>
젖산칼슘의
제조
탄산칼슘 5 mmol을 5 mL 증류수와 10 mL 에탄올이 들어있는 용기에 넣고 초음파 조사기를 이용하여 5분간 20kHz(50%)강도의 초음파를 조사하여 전처리한 후, 전처리한 용액에 젖산 10 mmol를 넣고 교반하면서 혼합용액을 제조한 다음, 초음파 조사기를 이용하여 10분간 20kHz(50%)강도의 초음파를 조사하였다.
상기 전처리 과정에서 초음파를 조사함에 따라 10 μm이던 탄산칼슘의 입자 사이즈가 100-200 nm의 크기로 줄어드는 것을 관찰할 수 있었는데, 이는 탄산칼슘의 비표면적이 더 커지면서 반응성이 매우 높아진다는 것을 의미한다.
또한, 전처리한 탄산칼슘 용액에 젖산을 용해시켜 초음파를 조사함에 따라 초기 투명하던 용액이 시간이 지남에 따라 뿌옇게 바뀌는 것을 관찰할 수 있었는데, 이것은 젖산칼슘이 성공적으로 합성되었다는 것을 의미한다.
상기 젖산칼슘이 제조된 혼합용액에 과량의 에탄올을 첨가하고, 원심분리를 하여 젖산칼슘과 상층액을 분리하여 상층액은 제거하는 세척과정은 최소 3회 이상 반복하였고, 침전물은 70℃에서 5시간 건조하여 젖산칼슘 분말을 얻었다.
<비교예 1>
젖산칼슘의 제조방법에 있어서, 전처리 과정을 생략한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2 의 젖산칼슘의 제조 방법과 동일한 방법으로 진행하였으며, 구체적으로는, 탄산칼슘 5 mmol을 5 mL 증류수와 10 mL 에탄올이 들어있는 용기에 넣고, 젖산 10 mmol를 넣고 교반하면서 혼합용액을 제조한 다음, 초음파 조사기를 이용하여 10분간 20kHz(50%)강도의 초음파를 조사하였다.
<실험예 1>
출발물질인 탄산칼슘의 초음파 전처리 전후의 입자 사이즈 분석
상기 실시예에서 출발물질인 탄산칼슘에 전처리를 하였을 때, 전처리 전후의 입자사이즈를 분석하기 위해 Horiba 사의 LA-960 모델을 사용하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예의 유기산 칼슘염을 제조할 때 초음파 전처리를 실시한 경우가 실시하지 않았을 경우에 비해 매우 작은 크기의 탄산칼슘이 제조된다.
이를 통해, 상기 실시예의 초음파 전처리 과정을 수행하여야 유기산 칼슘염의 출발물질인 탄산칼슘의 입자 크기가 매우 작아지게 되어 비표면적이 커짐에 따라 반응성이 증가하고 반응 시간이 줄어드는 것을 확인하였다.
<실험예 2>
구연산칼슘의
X-선 회절 분석
상기 실시예에서 제조한 구연산칼슘의 성분을 분석하기 위해 X-선 회절분석을 실시하였다. Rigaku 사의 D/MAX2200V/PC 모델을 사용하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 실시예의 출발물질인 탄산칼슘과 확연하게 다른 구연산칼슘의 XRD 패턴이 관찰된다.
이를 통해, 상기 실시예에서 제조한 구연산칼슘이 결정성 있게 제조됨을 확인하였다.
<실험예 3>
구연산칼슘과
젖산칼슘의
열중량
분석
상기 실시예에서 제조한 구연산칼슘과 젖산칼슘을 분석하기 위해 열중량분석기를 사용해 관찰하였다. TA Instrument 사의 TGA Q5000 모델을 사용하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 실시예에서 제조한 구연산칼슘의 열분해는 단계적으로 일어나는데, 물리적 흡착수의 탈착단계, 화학적 흡착수의 탈착단계, 구연산칼슘의 분해에 따른 탄산칼슘 형성 단계, 그리고 CO2 생성에 따른 산화칼슘 형성단계를 거친다.
젖산칼슘의 열분해도 젖산칼슘의 분해 외에 상기에 언급한 열분해 과정과 동일하다.
<실험예 4>
구연산칼슘과
젖산칼슘의
이온농도분석
상기 실시예에서 제조한 구연산칼슘과 젖산칼슘을 분석하기 위해 이온농도측정기를 이용하여 함량을 측정하였다. Thermo Scientific 사의 iCAP 6500 duo Inductively Coupled Plasma-Emission Spectrometer 모델을 사용하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| Ca 함량 (wt%) | Na 함량 (wt%) | Mg 함량 (wt%) | |
| 상용 펄 젖산칼슘 | 13.2 | 0.0034 | 0.0166 |
| 구연산칼슘 (실시예 1) |
12.6 | - | - |
| 젖산칼슘 (실시예 2) |
16 | - | - |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예에서 제조한 구연산칼슘과 젖산칼슘은 상용 펄 젖산칼슘과 비슷하거나 더 많은 칼슘의 함량을 보이고 있으며, 불순물이 거의 없는 순도가 높음을 확인하였다.
<실험예 5>
구연산칼슘과
젖산칼슘의
용해도분석
상기 실시예에서 제조한 구연산칼슘과 젖산칼슘의 용해도를 알아보기 위해 원자흡광분광강도계를 이용하여 특성을 측정하였다. Metrohm 사의 MIC-7 Advanced Ion Chromatograph 모델을 사용하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| Ca2 + 농도 (mg/L) | |
| 상용 수용성 탄산칼슘 | 11.363 |
| 상용 젖산칼슘 | 90.719 |
| 젖산칼슘 (비교예 1) |
95.014 |
| 구연산칼슘 (실시예 1) |
111.330 |
| 젖산칼슘 (실시예 2) |
104.836 |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 제조된 구연산칼슘과 젖산칼슘의 경우 상용 수용성 탄산칼슘, 상용 젖산칼슘 및 전처리를 시행하지 않은 젖산칼슘(비교예 1)에 비해 칼슘의 용해도가 훨씬 높음을 알 수 있다.
Claims (12)
- 탄산칼슘 및 산화칼슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 용매에 혼합하여 초음파 조사를 하여 전처리하는 단계;
상기 단계의 용액에 유기산을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
상기 유기산을 혼합하여 형성된 혼합물에 초음파를 조사하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유기산은 구연산 또는 젖산인 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 구연산은 함수 구연산 및 무수 구연산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 젖산은 D-젖산 및 L-젖산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전처리 단계의 초음파는 1 내지 100 kHz의 강도로 1분 내지 10분 동안 조사되는 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유기산을 혼합하여 형성된 혼합물에 조사하는 초음파는 2 내지 200 kHz의 강도로 5분 내지 20분 동안 조사되는 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유기산 칼슘염은 구연산칼슘 또는 젖산칼슘인 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유기산을 혼합하여 형성된 혼합물에 초음파를 조사하는 단계 수행 후, 칼슘화합물을 세척 및 건조하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 세척 단계는 원심분리를 이용하여 칼슘화합물과 상층액을 분리하고, 이후 상층액을 제거하는 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 세척 단계를 3 내지 10 회 실시하는 것인 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 건조 단계는 30 내지 150 ℃ 의 온도에서 1 내지 20 시간 동안 수행하는 것인 유기산 칼슘염의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 용매는 물 및 에탄올인 것을 특징으로 하는 유기산 칼슘염의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180004321A KR102063807B1 (ko) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 초음파합성법을 이용한 고이온화 칼슘의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180004321A KR102063807B1 (ko) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 초음파합성법을 이용한 고이온화 칼슘의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190086145A KR20190086145A (ko) | 2019-07-22 |
| KR102063807B1 true KR102063807B1 (ko) | 2020-01-08 |
Family
ID=67469086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180004321A Active KR102063807B1 (ko) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 초음파합성법을 이용한 고이온화 칼슘의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102063807B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210150656A (ko) * | 2020-06-03 | 2021-12-13 | 주식회사 에코마인 | 초음파를 이용한 수용성 칼슘아세테이트 및 칼슘아세테이트 수의 제조방법, 이를 함유하는 화장료 조성물 |
| WO2023163369A1 (ko) * | 2022-02-24 | 2023-08-31 | (주)피엠아이바이오텍 | 나노 구연산칼슘의 제조방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110437057B (zh) * | 2019-08-20 | 2022-04-05 | 长江大学 | 一种正辛酸钙的合成方法 |
| KR102309717B1 (ko) * | 2019-11-12 | 2021-10-06 | 한국화학연구원 | 초음파 장비를 이용한 패각 류의 처리방법 |
| KR102750121B1 (ko) * | 2021-11-30 | 2025-01-07 | (주)피엠아이바이오텍 | 패각 및 에탄올을 이용하는 젖산칼슘 제조방법 |
| KR102767399B1 (ko) * | 2023-03-06 | 2025-02-13 | 박종철 | 복합이온이 투입된 미네랄을 활성촉진한 고밀도 이온화 합성물질 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101499292B1 (ko) | 2012-09-18 | 2015-03-09 | 주식회사 서진바이오텍 | 굴 패각을 이용한 구연산칼슘의 제조방법 |
| KR101683150B1 (ko) | 2016-07-21 | 2016-12-06 | 주식회사 나예코스메틱 | 고이온화도를 갖는 구연산칼슘의 제조방법 |
-
2018
- 2018-01-12 KR KR1020180004321A patent/KR102063807B1/ko active Active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| NDSL 보고서 상세정보, 유기 소노화학, 2007.08.02., [ONLINE]. |
| Yoshiyuki Kojima 등, Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 17, 2010, pp. 617-620. |
| 강미숙 등, J. Fd Hyg. Safety, Vol. 20, No. 3, 2005, pp. 128-133. |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210150656A (ko) * | 2020-06-03 | 2021-12-13 | 주식회사 에코마인 | 초음파를 이용한 수용성 칼슘아세테이트 및 칼슘아세테이트 수의 제조방법, 이를 함유하는 화장료 조성물 |
| KR102354728B1 (ko) * | 2020-06-03 | 2022-01-25 | 주식회사 에코마인 | 초음파를 이용한 수용성 칼슘아세테이트 및 칼슘아세테이트 수의 제조방법, 이를 함유하는 화장료 조성물 |
| WO2023163369A1 (ko) * | 2022-02-24 | 2023-08-31 | (주)피엠아이바이오텍 | 나노 구연산칼슘의 제조방법 |
| KR20230126903A (ko) | 2022-02-24 | 2023-08-31 | (주)피엠아이바이오텍 | 나노구연산칼슘의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190086145A (ko) | 2019-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102063807B1 (ko) | 초음파합성법을 이용한 고이온화 칼슘의 제조방법 | |
| KR102190185B1 (ko) | 메조다공성 이산화티탄 나노입자 및 제조 방법 | |
| Kajbafvala et al. | Nanostructure sword-like ZnO wires: rapid synthesis and characterization through a microwave-assisted route | |
| El-Batal et al. | Gamma irradiation induces silver nanoparticles synthesis by Monascus purpureus | |
| BRPI0621262A2 (pt) | métodos para a produção de nanopartìculas de óxido de metal com propriedades controladas, e nanopartìculas e preparações produzidas por meio das mesmas | |
| CN101532169A (zh) | 阿尔法-三氧化二铁纳米晶水热合成方法 | |
| CN110604742B (zh) | 杜仲多糖锶络合物及其制备方法和应用 | |
| JP2007246301A (ja) | ブルッカイト型二酸化チタンの製造方法 | |
| CN113318725B (zh) | 一种碱土金属氧化物亚纳米团簇的制备方法及应用 | |
| CN107207552A (zh) | N‑乙酰神经氨酸铵盐无水物的晶体及其制造方法 | |
| CN103395764A (zh) | 合成羟基磷灰石晶体的方法 | |
| KR101683150B1 (ko) | 고이온화도를 갖는 구연산칼슘의 제조방법 | |
| CN106596528B (zh) | 一种基于羟基磷灰石超长纳米线/金属有机配合物的检测试纸 | |
| CN104016400B (zh) | 纳米级氧化亚铜粒子及其合成方法 | |
| CN118343708A (zh) | 一种棒状纳米羟基磷灰石材料的制备及其应用 | |
| CN105110362B (zh) | 一种基于纤维素纳米球晶为模板的花簇状氧化锌杂化材料的制备方法 | |
| KR102721250B1 (ko) | 나노구연산칼슘의 제조방법 | |
| Musa et al. | Synthesis and characterizations of hydroxyapatite derived blood clam shells (Anadara granosa) and Its potency to dental remineralizations | |
| KR20160112407A (ko) | 난각과 인산의 상온 반응에 의한 하이드록시아파타이트 합성 방법 | |
| KR101729965B1 (ko) | 고이온화도를 갖는 산화칼슘의 제조방법 | |
| CN104267007B (zh) | 对香豆酸-LTbH复合体及其合成方法 | |
| CN106573950B (zh) | N-乙酰神经氨酸碱金属盐无水物的晶体及其制造方法 | |
| Streletskii et al. | Mechanochemistry of hexagonal boron nitride. 2. Reactivity upon interaction with water | |
| TW201742639A (zh) | 幾丁質－氫氧基磷灰石複合材料及其製備方法 | |
| Djayasinga | Purebred Chicken Eeggcell Waste As A Material Manufacture Of Calcium Hydroxide Nanoparticles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20180112 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20190618 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20191028 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20200102 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20200103 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20221220 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20241212 Start annual number: 6 End annual number: 6 |