초미세습식분쇄공정의 공정변수에 따른 해조칼슘의 입자크기 분석 = Preparation of Seaweed Calcium Microparticles by Wet-grinding Process and their Particle Size Distribution Analysis

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The main objective of this study was to establish optimum condition of wet-grinding process for manufacturing
microparticulated seaweed calcium. Process parameters such as concentration of forming agent, rotor speed, bead
size, feed rate, and grinding time were adapted during wet-grinding of seaweed calcium. The particle size range of
the raw seaweed calcium was 10-20 μm. The calcium particles were reduced to under 1 μm as nano scale after
grinding. Gum arabic was suitable for forming agent and 5%(w/v) concentration was the most effective in grinding
efficiency. A wet-grinding process operated at 4,000 rpm rotor speed, 0,4 mm bead size, and 0.4 L/hr feeding rate,
respectively, produced less than 600 mm(>>90%)-sized particles. In batch systems, 8 cycles of grinding showed
higher efficiency, but 20 min of grinding time in continuous processing was more efficient to reduce particle size
than the batch processing. Based on the result, the optimum conditions of the wet grinding process were established:
operation time of 20 minutes, rotor speed of 4,000 rpm, bead size of 0.4 mm, feed rate of 40 mL/min and 30% mixing
ration with water. The size of the resulting ultra fine calcium particles ranged between 40 and 660 mm.

국문 초록 (Abstract)

습식분쇄의 최적조건을 얻고자 부형제 종류, 농도, 습식
분쇄시 rotor speed, bead size, feed rate, 분쇄회수를 달리
하여 분쇄한 결과, 부형제로는 gum arabic을 사용하여 5%
의 농도로 첨가할 때 가장 좋은 분쇄효과를 나타내었다.
Rotor speed를 달리하여 습식분쇄한 결과, rotor speed가 증
가할수록 좋은 결과를 나타내어 4,000 rpm에서 가장 우수
한 것으로 나타났다. 원료와 직접 부딪혀 분쇄를 하게 되
는 bead는 0.4 mm의 크기를 사용하였을 때 가장 작은 사
이즈로 분쇄되는 것으로 나타났다. 분쇄가 이루어지는
chamber내에 원료를 공급하는 비율에 따른 결과에서는
40 L/h 의 속도로 공급했을 때 가장 작은 입도분포를 보였
다. 분쇄회수에 따른 영향은 횟수에 따라서는 8회 이상으로
분쇄하였을때 0.6 μm이하의 입도분포가 90% 이상으로 나
타나 10회를 분쇄하였을때 가장 좋은 효과를 나타내었다.
연속운전과 비연속운전의 비교에서는 연속운전이 더 효율
적이었으며 부형제 종류에 따른 영향은 gum arabic을 첨가
하여 분쇄하였을때 가장 우수한 결과를 나타내었다. 따라
서 적절한 농도와 종류의 부형제 사용과 rotor speed, bead
size, feed rate, 용매와의 혼합비의 최적공정을 수립한 습식
분쇄기술로 초미세액상칼슘의 제조가 가능하였고, 습식분
쇄기술을 식품가공기술로 활용할 수 있는 가능성을 확보하
였다.

참고문헌 (Reference)

1 정용진, "액상칼슘 섭취가 중년여성의 골밀도에 미치는 영향" 한국식품영양과학회 33 (33): 995-999, 2004

2 이종휘, "고분자가 흡착된 약물 나노결정입자의 분무 건조" 한국공업화학회 17 (17): 106-110, 2006

3 Cho KJ, "The study of the relationship between food habits and bone state in the elderly" 25 : 423-432, 1996

4 Park JA, "The effect of habitual calcium and sodium intakes on blood pressure regulating hormone in freeliving hypertensive women" 34 : 409-416, 2001

5 Zhang M, "Study on the preparation technology of superfine ground powder of Agrocybe chaxingu Huang" 67 : 333-337, 2005

6 문동주, "Stirred Ball Attrition Mill에 의한 알루미나의 미분쇄에 관한 특성분석" 한국화학공학회 42 (42): 518-523, 2004

7 Lee BJ, "Research trend of calcium materials and development of water-soluble natural calcium agents with phosphorylated peptide from fish bone" 10 : 40-45, 2005

8 Shu TS, "Micro particle technology in food science" 37 : 17-21, 2004

9 Mende S, "Mechanical production and stabilization of submicron particles in stirred media mills" 132 : 64-73, 2003

10 Jang SY, "Manufacture and food industrial application of ionized calcium with natural sources" Keimyung University 2007

11 Raghavendra SN, "Grindging characteristics and hydration properties of coconut residue: A source of dietary fiber" 72 : 281-286, 2006

12 Lee HS, "Effects of nutrients intakes on development of osteoporosis in Korean postmenopausal women" 2 : 38-48, 1996

13 Allen LH, "Calcium bioavailability and absorption: a review" 35 : 783-808, 1982

14 Lee SH, "A study on the bioavailability of dietary calcium sources" 30 : 499-505, 1997