KR100246257B1 - 미생물 발효균 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 사료 또는 사료첨가용 등으로 사용되는 미생물 발효균에 대해 공개한다. 본 발명의 미생물 발효균은 음식물 쓰레기를 잘게 파쇄하는 1공정과, 상기 1공정에서 파쇄된 음식물로부터 염기를 제거과 동시에 세척을 진행하는 2공정과, 상기 2공정의 처리물을 슬럿지로 만든 후 액체물질을 분리 제거하는 3공정과, 그리고 액체물질이 제거된 슬럿지와 쌀겨에 누룩곰팡이를 83~92중량% : 8 ~ 17중량%의 비율로 접종하여 증식시킨 발효제를 혼합하여 30℃∼60℃에서 24~48시간 유지하여 발효시키는 4공정을 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명은 음식물 쓰레기의 분쇄 및 저온에서 단시간의 발효 공정만을 진행하여 우수한 사료 또는 사료첨가제를 쓰이는 미생물 발효균을 생산할 수 있으며, 또한 이 공정에서는 발효제로서 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 누룩곰팡이를 이용하므로 소규모의 시설이나 가정에서 쉽게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

미생물 발효균 및 제조 방법

본 발명은 미생물 발효군 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쌀겨(또는 밀기울)에 누룩곰팡이를 접종하여 발효시킨 후 이것을 전 처리된 음식물 쓰레기에 혼합하여 발효시킨 사료 또는 사료첨가재로 사용되는 미생물 발효군 및 그 제조방법에 관한 것이다.

인구 증가와 생활 패턴의 고급화에 따라 음식물쓰레기의 배출이 점차 증가하고 있으며, 특히 우리 나라의 경우에는 이미 정보전달 매체에 의해 알려진 바와 같이 그 추세가 뚜렷하다.

음식물쓰레기는 배출되는 쓰레기의 약 50% 정도로 양이 많은 편이며, 매립 또는 소각하거나 퇴비를 만드는데 사용되고 있다. 이러한 음식물 쓰레기의 처리방법 중에서 일반적으로 비교적 손쉽고 경제적인 매립이 흔히 사용되고 있다. 하지만 이 방법은 음식물쓰레기의 특성상 침출수에 의한 토양 오염, 부패로 인한 악취 발생 및 유해가스 발생(대기오염원으로 작용)의 문제를 가지고 있다. 또한 소각 방법은 쓰레기에 함유된 수분 때문에 열량이 많이 요구될 뿐 아니라 다이옥신 등 대기 오염 물질을 발생시키게 되어 사용에 기피되고 있는 실정이다.

따라서 최근에는 상기와 같은 폐단을 해결하여 조금이나마 쾌적한 생활 환경을 조성하고 토양을 보존할 수 있으면서도 경제적으로도 이익이 가져오는 퇴비화 방법에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 우리 나라에서도 쓰레기 분리수거가 이루어지면서 이 방법에 대하여 관심이 쏠리고 있다.

음식물쓰레기의 퇴비화 방법은 크게 분류하면 발효제를 사용하는 방법과 자체 기생하는 미생물 발효제를 이용하는 방법으로 나눌 수 있으며, 이 중에 몇 가지를 소개하면 다음과 같다.

대한민국 특허공고 제 91-4593호에는 가축혈액, 생어육, 짬밥 등에서 수분을 어느 정도 제거한 후 여기에 톱밥, 살겨, 주정박, 퍼라이트의 혼합물에 인산암모니아, 포도당, 제1인산칼슘 및 발효미생물을 첨가하여 혼합, 발효시키는 방법이 기재되어 있다.

특허공고 제 93-2234호에는 돈분, 우분, 계분, 인분 슬럿지 , 도축폐기물, 아미노산 발효부산물 등의 원재료에 부재료로서 질석, 제오라니트, 황토 중 어느 하나를 용융점 이하로 열처리하여 건조, 분쇄하여 혼합하고, 또 톱밥, 쌀겨, 주정박 및 콩을 혼합하고, 또 마그네슘, 가성소다, 소석회, 깻묵, 어유 중에 이느 하나 이상을 첨가하여 호기성 조건하에서 발효시키는 방법이 기재되어 있다.

특허공개 제95-26850호에는 음식물 쓰레기 100중량부에 대해 비지, 밀기울, 쌀겨의 혼합물에 카토미움 셀룰로티쿰, 한세룰라 아노밀라, 토롤롭씨스 만니토파시엔스 및 페디오 코카스 할루필루스를 접종하여 10~20일간 증식시킨 후 55-65℃에서 휴면시켜서 된 미생물 접종제를 0.05~0.2중량부 첨가 발효시키는 방법이 기재되어 있다.

특허공개 제97-21041호에는 음식물 쓰레기에 톱밥, 왕겨, 볏짚, 연탄재, 낙엽 및 퇴비 등의 수분조절제를 섞어 수분함량을 조절하고 7일간 1차 발효시킨 다음 고온(50∼65℃)에서 8일간 호기성 조건으로 2차 발효시키는 방법이 개시되어 있다.

또한, 특허공개 제97-59152호에는 음식물 쓰레기 1kg에 대하여 바실러스 브레비스 AS91B(KFCC~10781) 및 바실러스 스테아로써모필러스(KTCT-8650P) 0.5~ 2.0g과 800~1000℃에서 2~3시간 가열시켜 약 250~350메쉬로 분쇄한 맥반석 3~15g을 적절히 혼합한 후 호기성 조건에서 미생물 발효하는 방법이 기재되어 있다.

이 외에도 유기물을 퇴비 내지는 비료로 만드는 많은 방법이 알려져 있으나, 대체적으로 공정이 복잡하다는 단점이 있으며, 특히 첨가되는 물질의 종류가 많거나 발효 공정이 복잡하다. 또한 퇴비화 공정에 장시간이 요구되고, 발효 미생물이 일반인들이 쉽게 구입할 수 없는 것들이어서 가정이나 소규모의 실시가 어렵다.

따라서 본 발명은 간단한 공정에 의해 짧은 기간 내에 음식물쓰레기를 사료나 그 첨가제로 사용될 수 있도록 한 미생물 발효균의 제조방법과 이 방법에 의해 제조된 미생물 발효균을 제공하는 데에 있다.

제1도는 본 발명에 따른 미생물 발효균의 제조공정을 나타낸 블록도.

본 발명에 따른 미생물 발효균은, 수거된 음식물쓰레기를 잘게 파쇄하는 1공정과, 상기 1공정에서 파쇄된 음식물로부터 염기를 제거함과 동시에 세척을 진행하는 2공정과, 상기 2공정의 처리물을 슬럿지화 한 후 액체물질을 분리 제거하는 3공정과, 그리고 소정의 발효탱크에 액체가 분리된 슬럿지와 쌀겨(또는 밀기울)에 누룩곰팡이를, 80~95 : 5~20중량%, 바람직하게는 83~92 : 8~17중량%로 접종하여서 된 발효제를 중량비로 100 : 1~20, 바람직하게는 100 : 2~10으로 넣고 30℃~60℃에서 24~48시간 발효시키는 4공정을 포함하는 방법에 의헤 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 1공정(S1)에서는 각종 음식물 쓰레기를 스크류 콘베이이와과 같은 이송 수단에 의해 로타리 밸브(rotary valve)에 투입하고, 로타리 밸브는 단위시간당 일정량의 음식물쓰레기를 분쇄기에 공급하여 1차로 잘게 파쇄한다. 여기서 파쇄된 음식물쓰레기의 입도는 굵은 모레보다는 대체로 크다.

상기 2공정(S2)에서는 파쇄된 음식물쓰레기를 스크류 콘베이어와 같은 것을 이용하며 통상의 염기제거액과 세척액(물)이 오버플루우 위치만큼 언제나 채워져 있는 세척조에 이송, 투입하여 통과시킨다. 이 과정에 의해 염기가 제거되고 음식 물쓰레기의 수분 함량이 높아진다.

상기 3공정(S3)에서는 스크류 콘베이어와 같은 것을 이용하여 세척된 음식물 쓰레기를 파쇄기로 보내 슬럿지 상태에서 다시 분쇄한 후 슬럿지로부터 액체물질을 분리하여 제거 한다.

여기서 액체물질의 분리는 침전을 이용할 수도 밌으나, 이는 장시간이 요구 되기 때문에 압력스크류나 원심분리기 등을 이용한 강제 분리법을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 여기에서 제거되는 액체물질은 3 내지 4회의 침전에 의해 잔여 고체물질을 분리하여 액체물질이 제거된 슬럿지에 혼합하고 나머지는 세척공정에서 재활용한다.

상기 4공정(S4)에서는 액체가 제거된 슬럿지를 발효탱크에 이송, 투입하여 발효시킨다. 이때 발효를 진행하는 탱크는 그 상부에 스크레더를 설치하여 엉겨있는 슬럿지를 잘게 부수도록 하고 탱크 내부에는 양작동 스크류 등을 설치 운용하여 일정한 밀도로 슬럿지가 쌓이도록 하는 것이 바람직하다. 발효탱크에는 쌀겨에 누룩곰팡이를 접종시킨 발효제도 함께 투입한다. 이 발효제는 탱크 내에 채위진 슬럿지와 골고루 섞이도록 하는 것이 좋으므로, 슬럿지가 공급되는 중간 중간에 조금씩 첨가될 수도 있다. 이후 발효탱크의 내부온도를 30℃∼60℃ 정도로 24∼48시간 유지하면, 특히 상온에서는 48시간 정도 유지하면 슬럿지가 충분히 발효된다. 물론 상온 이상의 온도에서는 발효시간이 단축된다.

이와 같은 공정을 진행한 후 발효된 물질을 수분 함량 20% 미만으로 건조시키면 사료 용으로 적당한 미생물 발효균이 만들어진다. 건조는 드럼스크류가 1분에 3∼4 회전하는 건조기에 30∼40℃의 열풍을 투입하여 건조시키는 것이 좋다(S5단계).

이하 실시예를 참조하여 설명한다.

[실시예 1]

가정에서 수거한 음식물 쓰레기 100kg을 분쇄하여 염기를 제거하고 다시 분쇄 공정을 진행하여 슬럿지로 만든다. 슬럿지의 액체물질을 기계적 압착에 의해 분리하여 제거하고 남은 것을 발효탱크에 넣고 쌀겨 87중량부에 누룩곰팡이 13중량부를 접종시킨 발효제 10kg을 투입하여 혼합한다. 이후 상온(40℃)에서 30시간 유지하고 건조하여 수분함량 15%의 미생물 발효균을 제조하였다.

[실시예 2]

쌀겨 78중량부에 누룩곰팡이 22중량부를 접종하여 증식시킨 발효제 15kg을 투입하고 60℃에서 25시간 유지하여 발효시킨 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 미생물 발효균을 제조하였다.

[실시예 3]

쌀겨 90중량부에 누룩곰팡이 22중량부를 접종하여 증식시킨 발효제 15kg을 투입하고 60℃에서 24시간 유지하여 발효시킨 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 미생물 발효균을 제조하였다.

상기 실시예 1에 의해 제조된 미생물 발효균을 축산기술연구소에 의뢰하여 분석한 결과를 표 1, 표 2 및 표 3에 나타냈다.

상기 표 1의 결과는 수분을 제외한 상태의 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 음식물 쓰레기의 분쇄 및 저온에서 단시간의 발효 공정만을 진행하여 우수한 사료 또는 사료첨가제를 쓰이는 비생물 발효균을 생산할 수 있으며, 또한 이 공정에서는 발효제로서 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 누룩공팡이를 이용하므로 소규모의 시설이나 가정에서 쉽게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 음식물 쓰레기를 잘게 파쇄하는 1공정과, 상기 1공정에서 파쇄된 음식물로부터 염기를 제거함과 동시에 세척을 진행하는 2공정과, 상기 2공정의 처리물을 슬럿지로 만든 후 액체물질을 분리 제거하는 3공정과, 그리고 액체물질이 제거된 슬럿지와 쌀겨에 누룩곰팡이를 83∼92중량% : 8∼17중량%의 비율로 접종하여 증식시킨 발효제를 혼합하여 30℃∼60℃에서 24∼48시간 유지하여 발효시키는 4공정을 포함하는 미생물 발효균의 제조방법.
2. 제1항의 방법에 의해 제조되는 사료 또는 사료첨가용 미생물 발효균.