JP5475862B2

JP5475862B2 - 家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法およびこれによって製造されるアミノ酸液状肥料

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Publication number: JP5475862B2
Application number: JP2012500703A
Authority: JP
Inventors: ジンヨルオ
Original assignee: ジンヨルオ
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: US20120000260A1; EP2415737A1; CA2755320A1; AU2009343727A1; JP2012520824A; RU2011144120A; MX2011010216A; NZ595347A; WO2010114203A1; CO6450661A2; KR100980595B1; EP2415737A4; CN102378747A

Description

本発明は、家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法およびこれによって製造されるアミノ酸液状肥料に関するものであって、より詳しくは、家畜の新鮮な血液自体を天然酵素で分解し、アミノ酸の破壊を最小化し、施用の時に塩類集積による連作被害を発生させないだけでなく、植物の生育成長に優れた効能を示す新しいアミノ酸液状肥料の製造方法およびこれによって製造されるアミノ酸液状肥料に関する。

本出願は、２００９年４月１日に韓国特許庁に提出された特許出願第１０−２００９−００２８２２３号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。

家畜（豚、牛など）の血液は、屠畜場から生産される畜産副産物であり、各種たんぱく質の豊かな有用な資源であるにもかかわらず、現行法律上、廃棄物と規定されていて、適切な処理が要求される両面性を有している。

韓国では、このような家畜の血液が資源として利用されず、ほとんど廃棄されていて、有用なたんぱく質資源の浪費はもちろんのこと、環境的有害要因になっているのが実情である。

現在、家畜の血液が主に利用されている分野は、動物性たんぱく質飼料の製造であるが、屠畜場から発生する家畜の血液を収集した後、これを乾燥、粉末化した血粉（ｂｌｏｏｄｍｅａｌ）で供給されている。

一方、大韓民国公開特許公報特２００２−００２２４１６（発明の名称：血粉に基づいた有機質肥料製造方法）には、屠畜場で収去された家畜の血液を発酵、乾燥、粉砕段階を経て、粉末血粉を製造し、粉末加工された血粉にバイオセラミック、おがくず、米ぬか、発酵素、光合成微生物を配合発酵させる有機質肥料の製造方法が開示されている。

また、大韓民国公開特許公報特２００２−００８９７６０号（発明の名称：ゼオライトを用いたアミノ酸肥料の製造方法）には、屠畜場で発生される動物の血液を収去して殺菌と一緒に熱分解させて、含水率１５％以下を保持させる粉末状態の血粉を抽出し、前記血粉を分解した後、肥料の主成分を溶解させて、また粘土鉱物であるゼオライト粉末を混合させるアミノ酸液肥料の製造方法が開示されている。

しかし、血粉を原料として用いる従来の方法は、つぎのような問題点を有する。
まず、血粉は、家畜の血液を滅菌した後、凝固、圧搾、脱水、乾燥、粉砕および精選などの工程を経て製造されるものであって、必然的に前記のような血粉の製造過程で熱処理などの工程（滅菌、乾燥など）を経ることになるが、このような熱処理工程は、血液に含まれたたんぱく質の損失を誘発するだけでなく、血粉に残存するたんぱく質の溶解度および理化学的性質にも影響を及ぼすことになる。

このような血粉の製造過程で発生するたんぱく質の損失、たんぱく質の溶解度と理化学的性質の変化などは酵素分解時の効率に影響を及ぼすことになり、さらに最終生成物である液状肥料のアミノ酸の含量およびアミノ酸の種類の均一性などによくない影響を及ぼすことになる。

また、血粉を原料と用いるためには、血粉を蒸留水などに懸濁して分解が容易になるようにｐＨ調節段階を経なければならないが、血粉懸濁液のｐＨ調節のためには、必然的に酸または、アルカリ性物質を添加する。

このようなｐＨ調節過程では、添加する酸またはアルカリ性物質が血粉懸濁液に含まれたアルカリまたは酸と反応して不溶性塩を生成するが、このような不溶性塩を除去するためには、別途の工程（脱塩）を経なければならないだけでなく、これによって二次的廃棄物が発生する。

一方、脱塩操作をしない場合には、ｐＨ調節過程で生成された不溶性塩が最終生成物である液状肥料に必然的に残留することになるが、このような塩類を含む液状肥料を施用する場合は、塩類がそのまま土壌に集積するようになり、結局、塩類の集積による作土層の塩濃度上昇によって作物の連作被害が発生する問題点がある。

また、血粉を原料と用いる従来の方法等は、血粉自体が液状肥料の原料としてはかなり高価品に属するため、最終生産される液状肥料の経済性の側面で非常に不利である。さらに、血粉の製造過程では二次的処理が要求される多量の廃水が発生するため、血粉を原料と用いる従来の方法は、廃棄物の再活用および環境親和的処理と見ることも難しい。

一方、大韓民国公開特許公報第１０−２００４−００６５２０１号（発明の名称：アミノ酸液状肥料の製造方法）には動物の血や死体などにたんぱく質分解酵素であるキモトリプシンと硝酸又は硫酸を投入し、高温、高圧の条件で処理した後、酸化カルシウムで中和させるアミノ酸液状肥料の製造方法が開示されている。

しかし、前記の方法は、高温、高圧の過酷な条件で進行される強酸による強制的なたんぱく質の加水分解であり、分解過程で環状のアミノ酸がほとんど破壊され、アミノ酸が遊離アミノ酸の形でのみ存在するようになるため、最終的に生産される肥料にアミノ酸の含量が低くて均一ではなく、肥効が持続的ではないという限界を有している。

また、最終生成物である液状肥料が強い酸性を表すようになるため、必ず中和過程を経なければならないが、中和過程で液状肥料に塩類が集積されるため、施用の時、連作に被害が発生する可能性があるという問題点を有している。

大韓民国公開特許公報特２００２−００８９７６０号大韓民国公開特許公報特２００２−００８９７６０号大韓民国公開特許公報第１０−２００４−００６５２０１号大韓民国特許公報第１０−０３３３０９１号特開平９−２０８３５１号公報大韓民国公開特許公報第１０−２００２−００８９７６０号

前記の従来の問題点を解決するために、本発明は、家畜の血液から血粉を製造するための追加的な工程を必要とせず、屠畜の時に発生する家畜の新鮮な血液自体を直接利用できる新しい家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法およびこれによって製造されるアミノ酸液状肥料を提供することを目的とする。

また、本発明は、家畜血液の分解過程で環状アミノ酸が破壊されることを避けることによって、最終生成物である液状肥料にアミノ酸が高い含量で均衡よく含有されていて、作物の生育成長に優れた効能を発揮する新しい家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法およびこれによって製造されるアミノ酸液状肥料を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、最終生成物である液状肥料に塩類が残留せず、継続的に施肥しても、連作による被害が発生しないだけでなく、肥効が持続的で植物や作物による吸収に優れた新しい家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法およびこれによって製造されるアミノ酸液状肥料を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために本発明は、屠畜場で発生される家畜の血液を収去した後、これを粉砕する第一段階；および前記第一段階で粉砕された血液に大豆から抽出したプロテアーゼを添加した後、前記プロテアーゼが添加された血液を５０〜７０℃に保持される反応器に入れて、密閉条件で８〜１５時間反応させ、血液のｐＨが７.５〜８.０である状態で反応を終了した後、３〜４時間冷却させる第二段階を含む家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法を提供する。

また、本発明は、別途の混合槽で２５〜２８℃の水に尿素、カリ、第二リン酸アンモニウム、水溶性亜鉛およびＥＤＴＡを添加し、完全に混合して添加剤混合液を製造する第三段階；および前記第二段階で準備された血液を、１００メッシュ濾過網を用いて濾過した後、前記濾過された血液に前記第三段階で製造された添加剤混合液を混合する第四段階をさらに含む家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法を提供する。

また、本発明は、前記の方法で製造される家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料を提供する。

本発明は、家畜の血液を乾燥・加工した血粉を利用することではなくて、屠畜の時に発生される血液自体を別途の加工工程を経ることなく、直接原料として利用する液状肥料の製造方法であり、血液から血粉を製造するための工程が要らず、製造工程が単純なだけでなく、アミノ酸液状肥料の製造費用を節減できる長所を有する。

また、収去された家畜の血液に対し、熱分解や酸分解などの過酷な条件の強制的な分解処理をしないため、分解過程で環状アミノ酸の破壊が少なくて、遊離アミノ酸、二重ペプチド型、三重ペプチド型など様々な形態のアミノ酸を均一に高いレベルで含有し、これによって肥効が持続的に維持されるアミノ酸液状肥料を製造することができる。

また、本発明によるアミノ酸液状肥料は、自体塩濃度の高い血粉を原料として利用しないだけでなく、製造工程の中で不溶性塩を発生させるｐＨ調節段階を必要としないため、血粉を原料として用いる方法や強酸などによる化学的分解方法と違って、中和（ｐＨ調節）過程などによって最終生成物である液状肥料内に塩類が残留しないため、液状肥料を継続的に施用しても、土壌に塩類が集積されず、作物の連作被害が発生しないという優れた効果がある。

さらに、家畜の血液を原料と採択することによって、二次的処理を必要とする多量の廃水を発生させる複雑な血粉の製造工程を省略することができて、廃棄物として処理される家畜の血液を親環境的に再活用することができて、環境汚染を防止できる長所も有する。

本発明によるアミノ酸液状肥料の製造工程図である。

本発明による家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法は、屠畜場で発生される家畜の血液を収去した後、これを粉砕する第一段階；および前記第一段階で粉砕された血液に大豆から抽出したプロテアーゼを添加した後、前記プロテアーゼが添加された血液を５０〜７０℃に保持される反応器に入れて、密閉条件で８〜１５時間反応させて、血液のｐＨが７.５〜８.０である状態で反応を終了した後、３〜４時間冷却させる第二段階；を含むことを特徴とする。

また、本発明による家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法は、別途の混合槽で２５〜８０℃の水に尿素、カリ、第二リン酸アンモニウム、水溶性亜鉛およびＥＤＴＡを添加し、完全に混合して添加剤混合液を製造する第三段階；および前記第二段階で準備された血液を、１００メッシュ濾過網を用いて濾過した後、前記濾過された血液に前記第三段階で製造された添加剤混合液を混合する第四段階をさらに含むことを特徴とする。

本発明の好ましい一実施例によると、前記第二段階では粉砕された血液１００ｋｇ当りプロテアーゼ８００〜１，２００ｃｃを添加する。

本発明の他の好ましい一実施例によると、前記第四段階では、前記濾過された血液に添加剤混合液を１：１の重量比に混合する。

また、本発明による家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料は、前記の方法の中のいずれか一つの方法で製造されることを特徴とする。

以下に本発明の好ましい実施例について詳しく説明する。しかし、下記の実施例は、本発明を例示するためのものであって、本発明の範囲が下に述べる実施例によって限定されることではない。

まず、本発明による液状肥料の製造方法において、第一段階は、屠畜場で発生する家畜（豚、牛など）の血液を収去した後、これを粉砕する工程である。

家畜の屠畜時に発生する副産物の中の一つである血液を収去した後、腐敗防止のために０℃に保持される低温倉庫で保管して、これを液状肥料製造の主原料として使用する。

家畜の血液は、低温で保管してもよく腐敗する可能性があるので、保管期間が二日を過ぎないように管理する方が好ましい。

一方、屠畜場で収去された家畜の血液には、付随的に血管や筋などが混ざっていて、血液自体が容易に凝固されるため、反応器に入れて分解する前に必ず粉砕工程を経ないと分解が円滑に進行しない。

もし粉砕工程を経ないでまっすぐに反応器に投入して分解を進行させる場合には、一部凝固された血液や血液に混ざってある血管、筋などが酵素作用による分解がちゃんと進行されずに、最終生成物である液状肥料から好ましくない臭いがする可能性があり、植物や作物に施用する場合、植物等の生育成長に悪影響を及ぼすガスが発生して植物などを枯死させる可能性がある。

血液の粉砕には公知の粉砕機などを使うこともできるが、好ましくは、金剛石などのような硬い鉱物からなる研磨板が上側と下側（又は左右側）で具備されて一組となった、ひきうす形式の血液粉砕機を使うこともできる。

前記のような血液粉砕機を使う場合、家畜の血液に付随的に混ざってある血管、筋などを完全に粉砕することができる。

次に、前記第一段階で粉砕過程を経て一部凝固された血液や、血管、筋などが完全に粉砕された血液に分解剤（酵素）、即ち、プロテアーゼ（ｐｒｏｔｅａｓｅ）を添加する。プロテアーゼは、たんぱく質とペプチド結合を加水分解する酵素であり、動植物の組織や細胞、微生物などに広く存在するが、本発明では植物由来のプロテアーゼを使うことが好ましく、さらに好ましくは、大豆から抽出したプロテアーゼを使う。

粉砕された血液に添加されるプロテアーゼの量は、血液１００ｋｇ当り８００〜１,２００ｃｃが好ましく、さらに好ましくは、血液１００ｋｇ当り１,０００ｃｃである。

血液に添加されるプロテアーゼの量が血液１００ｋｇ当り８００ｃｃ未満であると、基質（血液のたんぱく質成分）濃度に比べて酵素の濃度が低くて、反応速度が遅く、１,２００ｃｃを超過する場合には、相対的に反応速度は少し向上されることもあるが、酵素が高価である関係で相対的に製造原価の側面では不利である。

一方、従来の方法のように、強酸などによる過酷な条件（高温、高圧など）の強制的な分解過程を経る場合は、植物の生育成長に必須的なアミノ酸の中で環状を有するアミノ酸のほとんどが酸によって破壊されて、アミノ酸が均一に含有されることができない問題点を有している。

その反面、本発明による酵素分解過程は、温和な条件下でなるため、家畜の血液に含まれたたんぱく質成分が、遊離アミノ酸はもちろん、二重ペプチド型、三重ペプチド型など、様々な形態のアミノ酸に分解されるため、施用時に肥効が持続的に維持できるようになる。

また、酵素分解過程で作物の生育成長に有用なカリウム（Ｋ）などのような微量元素等が生成されたアミノ酸等とキレート化されて、施用時に植物体内への吸収および移動が非常に容易になるため、肥効が非常に優れる長所を有する。

前記第一段階で粉砕された家畜の血液は、血液粉砕機から移送ポンプを利用し、配管を通じて反応器へ移送させることになるが、移送過程で前記血液にプロテアーゼを添加するか、反応器へ前記血液が全て移送された後、前記反応器にまっすぐプロテアーゼを添加することになる。

前記反応器は、通常的な公知の反応器を利用することもできるが、三重ジャケットで構成されて、温水を利用して反応器の温度を調節することのできる反応器（三重ジャケット攪拌タンク）を利用することが好ましい。

粉砕された血液を血液粉砕機から前記反応器へ移送する前に、予め約７０℃以上に加熱した温水を循環させて反応器の内部温度を約５０〜７０℃に調節しておくのが好ましいが、もっとも好ましくは、前記反応器の温度を５６℃にセットする。

もし反応器の温度が５０℃未満であれば、反応（血液の分解）時間が長くなって分解が完全に進行しないため、最終生成物である液状肥料から悪臭が発生することがあり、７０℃を超過すると反応時間は短縮することができるが、温度保持に費用が多くかかり、アミノ酸の分解が進行されて最終生成物である液状肥料のアミノ酸含量が落ちる。

前記反応器の温度が約５０〜７０℃にセットされると、家畜の血液を血液粉砕機から移送ポンプを利用して配管を通じて反応器へ移送させた後、反応器内で約８〜１５時間の間に攪拌しながら分解を進行させる。

反応時間が８時間未満であれば、分解が完全に進行されなくなり、１５時間を超過する場合は、追加的な分解が相対的に少なくて、経済的な実益がなくなる。

分解の完了可否は分解された血液のｐＨで管理することになるが、反応開始の後、約８〜１５時間内に分解された血液のｐＨを測定してｐＨ７.５〜８.０の範囲に到達した場合、分解が完成されたことと判断して反応を終了させる。

反応（分解）を終了した後は、前記反応器内で約３〜４時間放置して常温に完全に冷却させる。

前記反応器での血液分解過程は、反応器を密閉した嫌気条件で進行することになるが、反応器を密閉することによって、反応器を、分解に適正な温度に保持することができて、また、分解過程で前記粉砕された血液が空気と接触して腐敗することを防止するためである。

前記第一段階および第二段階を経て完全に分解された家畜の血液は、それ自体、アミノ酸の豊かな有機質肥料として使える。

一方、前記第一段階および第二段階を経た家畜の血液に対し、後述する第三段階および第四段階工程を追加的に処理することによって、尿素、カリ、リン酸などが含有された液状複合肥料（第四種複合肥料）を製造できるようになる。

第三段階は、別途の混合槽で前記分解された血液に添加する添加剤混合液を製造する段階である。前記混合槽には約２５〜８０℃の水を入れて、ここにまた尿素、カリ、第二リン酸アンモニウム、水溶性亜鉛およびＥＤＴＡを添加して完全に混合する。

前記添加剤混合液は、水６５.８３６重量％、尿素８.５４重量％（純度４６％）、カリ１５.２重量％（純度６０%）、第二リン酸アンモニウム１０.３２重量％（純度９８％）、水溶性亜鉛０.０４４重量％（純度９６％）およびＥＤＴＡ０.０６重量％（純度９８％）でなるのが好ましい。一方、前記ＥＤＴＡは、四種複合肥料葉面施肥用肥料許可基準を満たすための添加物である。

次には、前記第二段階で準備された血液（粉砕および分解過程を経て常温に冷却された血液）を濾過した後、濾過された血液に前記第三段階で製造された添加剤混合液を混ぜる段階である（第四段階）。

血液の濾過は、約１００メッシュ濾過網を利用するのが好ましいが、前記反応器で分解過程を経て常温に冷却された血液を、ポンプを利用して配管を通じて１００メッシュ濾過網を具備した濾過器を通過させることになる。

一方、家畜血液の中には、屠畜過程で混入される家畜の毛や、微量の未粉砕血管、筋などが残留する可能性があるが、最終生成物である液状肥料を施肥する場合（液状肥料の場合、噴霧手段を用いて施肥する）、前記のような残留物によって噴霧器のノズルが詰まる現象を防止するために、濾過過程が必要となる。

濾過器を通過した血液は、完成品タンクへ移送されるが、前記完成品タンクでは移送された血液（分解および濾過過程を経た血液）に前記別途の混合槽で製造された添加剤混合液を混合して最終生成物であるアミノ酸液状肥料を製造する。

前記第四段階では、前記濾過された血液に添加剤混合液を１：１の重量比に混合することが好ましい。例えば、濾過された血液０.５トンに対し、添加剤混合液０.５トンを混合することによって、１トンのアミノ酸液状肥料を製造するようになる。

前記第四段階以後には、最終生成物であるアミノ酸液状肥料を、移送ポンプを利用して分配槽へ移送した後、前記分配槽で規格化された容器に液状肥料を分注し、そして、包装して、完成品を出荷することになる。

前記のような各段階を経て製造されたアミノ酸液状肥料は、製品として包装された以後、追加的な腐敗現象が発生しない安定化された状態を維持する。

前記のように、本発明による有機質アミノ酸液状肥料を製造するためには、屠畜場で発生される家畜の血液を収去して前記血液に含まれた凝固血液、血管、筋などを粉砕するための血液粉砕機と、前記血液粉砕機を通じて粉砕が完了された血液にプロテアーゼを添加して恒温（５０〜７０℃）の密閉条件で一定時間（８〜１５時間）の間、分解するための三重ジャケットからなる血液反応器が必要となる。

また、前記有機質アミノ酸液状肥料からさらに進み、第四種複合肥料を製造するためには、尿素、カリ、第二リン酸アンモニウム、水溶性亜鉛およびＥＤＴＡを水と混合して添加剤混合液を製造するための別途の混合槽と、前記血液反応器で完全に分解された血液に含まれた家畜の毛などの異物質を追加的に除去するための１００メッシュ濾過網を具備した血液濾過器と、前記血液濾過器を通過した血液と添加剤混合液を１：１の重量比に混合して第四種複合肥料を製造するための完成品タンクが必要となる。

前記のような段階を経て完成された最終生成物は、分配槽へ移送した後、分配槽で容器に分注した後、出荷することになる。

以下、実施例を通じて本発明をより具体的に説明する。

＜実施例１＞：豚の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造

屠畜場で発生する豚の血液を収去した後、これを、血液粉砕機を利用して２０分間完全に粉砕して、粉砕された豚血液２００ｋｇに大豆から抽出したプロテアーゼ２,０００ｃｃを添加した。

次に７０℃に加熱した温水を三重ジャケット反応器へ循環させて反応器の内部の温度を５６℃にセットした後、前記プロテアーゼが添加された豚血液を、移送ポンプを使って配管を通じて前記反応器に注入した後、反応器を密閉して１１時間の間分解させた。

１１時間経過後、分解された豚の血液のｐＨを測定してｐＨが７.７を示すことを確認して分解を終了した後、前記反応器を常温で３時間放置して冷却させた。

前記のように製造された液状肥料のアミノ酸十八種における成分分析の結果は、次の表１に示した（比較例は市販されている家畜血粉を用いて製造した液状肥料の成分分析の結果である）。

前記の表１で確認できるように本発明によって製造されるアミノ酸液状肥料は、植物の生長に必須的な十八種アミノ酸の含量において従来の液状肥料に比べて著しく優れた結果を示した。

前記のように好ましい実施例を通じて本発明を詳しく説明したが、本発明はここに記載された実施例に限定されず、この技術分野で通常の知識を有した者が本発明の技術的思想および範囲を外れないでいろいろ修正および変形できることは明らかである。従って、そのような修正例又は変形例等は、本発明の特許請求の範囲に属するとするべきである。

Claims

屠畜場で発生される家畜の血液を収去した後、これを粉砕する第一段階；および
前記第一段階で粉砕された血液に大豆から抽出したプロテアーゼを添加した後、前記プロテアーゼが添加された血液を５０〜７０℃に保持される反応器に入れ、密閉条件で８〜１５時間反応させ、血液のｐＨが７.５〜８.０である状態で反応を終了した後、３〜４時間冷却させる第二段階を含む
ことを特徴とする家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法。
別途の混合槽で２５〜８０℃の水に尿素、カリ、第二リン酸アンモニウム、水溶性亜鉛およびＥＤＴＡを添加し、完全に混合して添加剤混合液を製造する第三段階；および
前記第二段階で準備された血液を、１００メッシュ濾過網を利用して濾過した後、前記濾過された血液に前記第三段階で製造された添加剤混合液を混合する第四段階；をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法。
前記第二段階では、粉砕された血液１００kg当りプロテアーゼ８００〜１,２００ccを添加する
ことを特徴とする請求項１に記載の家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法。
前記第四段階では、前記濾過された血液に添加剤混合液を１：１の重量比に混合する
ことを特徴とする請求項２に記載の家畜の血液を用いたアミノ酸液状肥料の製造方法。