KR100336007B1 - 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법 - Google Patents

올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법 Download PDF

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Abstract

각종 폐기물을 원료로 하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법이 개시되어 있다. 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물과 알칼리 수용액을 혼합하고 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도에서 반응시켜 가수분해 반응을 수행하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 제조한다. 제조된 혼합물과 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온의 수용액 그리고 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액을 혼합하도록 한다. 얻어지는 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시켜 살균제를 제조한다. 피혁 산업, 수산업 및 축산업 폐기물 또는 부산물을 이용하여 제조된 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물과 중금속을 반응시켜 중금속을 안정화시킬 수 있는 착화합물을 형성함으로써, 중금속으로 오염된 물이나 토양의 처리를 저가의 공정으로 수행할 수 있고, 염소계 살균제에 비하여 성능이 매우 우수한 살균제를 제조할 수 있으므로, 뛰어난 산업상 이용가능성 및 경제성을 가지며, 동시에 환경 보존에 크게 기여할 수 있다.

Description

올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법 {METHOD FOR PREPARING DISINFECTANT UTILIZING OLIGOPEPTIDE SALT AND/OR AMINO ACID SALT MIXTURE}
본 발명은 각종 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 단백질이 함유된 피혁가공, 수산 및 축산 폐기물 또는 부산물을 가수분해하여 중금속을 오염된 폐수를 정화할 수 있는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 이용한 살균제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
각종 산업 활동의 결과로 발생되는 여러 가지 종류의 폐기물 또는 폐수들은 일반적으로 철(Fe), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 납(Pb), 크롬(Cr), 아연(Zn), 구리(Cu), 니켈(Ni), 망간(Mn) 등의 중금속 유해 성분을 포함하기 때문에, 이를 통상의 방법으로 매립하거나 방치할 경우 빗물이나 지하수 등에 의해 폐기물 및 폐수에 포함된 중금속 성분이 상기 폐기물 및 폐수로부터 용출되어 심각한 환경오염을 유발할 수 있으므로, 상기 폐기물 및 폐수에 포함된 유해 성분을 제거 또는 회수하거나 이러한 유해 성분의 용출을 억제하도록 처리할 것이 요구되기 때문에 그 처리에 있어서 막대한 비용이 투입된다. 따라서, 현재 이러한 폐기물 및 폐수를 적절한 처리를 통하여 재활용할 수 있는 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.
현재까지 폐수를 처리하기 위한 많은 방법이 제안되어 왔으며, 특히 미국과 일본 등에서 유해 물질을 포함하는 폐수의 처리 및 재활용에 대한 많은 특허가 개시되어 있다. 지금까지 개발된 폐수의 처리방법은 크게 응집제 등을 이용하여 중금속을 제거하는 방법과 아미노산염을 이용하는 처리법으로 구분될 수 있다.
이러한 폐수의 처리방법들이 개시되어 있는 주요 특허를 정리하면 다음과 같다.
국내특허공개 제 93-012597호 및 제 94-023802호에는 폐수의 pH값을 높여 중금속을 수산화물 형태로 만들어 무기 응집제 또는 유기 응집제 등을 사용하여 침전시킨 후, 여과하여 제거한 방법이 개시되어 있고, 국내특허공고 제85-001335호에는 전기분해를 이용한 방법, 국내특허공개 제97-015470호에는 역삼투 현상을 이용한 막분리법이 개시되어 있으며, 국내특허공개 제91-007810호 및 제92-014718호에는 도토리 추출물의 강한 응집성을 이용한 중금속 이온의 제거방법이 개시되어 있다. 그러나, 이와 같은 방법을 이용하여 폐수처리를 한 후, 잔유물 속에 잔존하는 중금속은 여전히 독성을 갖는다.
특허공고 제96-009380호는 폐수에 잔존하는 중금속의 독성을 완화시키는 처리법으로 알긴산나트륨 등의 아미노산염을 이용하는 처리법을 제시하였으나, 상기 처리제가 상당히 고가이기 때문에 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 특히 중금속으로 오염된 토양을 정화하는 방법은 매우 드물고 그 방법의 적용 또한 극히 제한적으로 이루어지고 있는데, 그 이유는 토양 중의 중금속을 정화하기 위한 효과적인 방법이 제시되지 못한 데에 기인하며 지금까지 가장 효과적이라 알려져 있는 용매 추출이나 막분리법 등은 대규모의 설비 및 고비용이 초래되는 문제점이 있다. 따라서, 현재에는 국내특허공고 제91-005723호에 개시된 토양으로부터 중금속의 유출을 방지하기 위해 흡착할 수 있는 물질을 첨가는 방법이 실현 가능한 방법으로 제시되고 있다.
한편, 유기물이 포함된 도시하수 또는 산업폐수 속에는 세균이 포함되어 있어서 정화 처리 과정에서 살균 과정을 거쳐야만 하고, 가정 내의 주방과 화장실에 대하여도 청결한 위생 상태를 유지하기 위하여는 살균제의 사용이 요구된다. 이에 대해 종래에는 도시 및 산업 폐기물 매립장 등의 침출물에 대해서는 염소가 사용되고, 도시, 산업, 축산 시설에서의 오염된 물은 클로라이드라임(클로로칼크), 소디움하이포클로라이트(락스), 클로르아민 등의 염소계 살균제가 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 약품들은 살균의 효과는 달성할 수는 있지만, 장기간의 사용과 다량의 사용으로 인하여 환경에 여러 가지 폐해가 유발될 수 있다. 그러한 폐해로는 염소계 살균제를 사용하는 과정에서 처리 대상과의 반응으로 생성되는 휘발성 또는 기체 상의 염소 함유 물질로 인한 오존층의 파괴가 일어날 수 있고, 수계에서 살아가는 미생물들의 무차별적인 회복 불능의 감소를 초래할 수 있으며, 특히 다이옥신이나 트리할로메탄(tri-halomethane; THM)과 같은 난분해성 물질의 생성과 먹이사슬을 통한 독성물질의 축적으로 지구 전체의 생물계에 나쁜 영향을 주는 것 등을 들 수 있다. 또한 염소계 물질은 그 자체로 취급과 저장에 규제를 받는 독성물질이다. 이상의 요인들로 인하여 염소계 살균제의 사용은 독성이 덜한 물질로 대체되어 제한되거나 결국에는 금지되어야 한다.
상술한 살균 소독제 중 독성이 덜한 살균 및 소독제에 대해 개시된 특허로는 항균성 아미노산과 무기염을 이용하는 방법에 대한 국제특허공개 제WO97/30057호, 일본특개평 제7-76503호, 일본특개평 제9-143009호 및 양이온 계면활성제와 아미노산염을 이용하는 방법에 대한 일본특개평 제8-81880호 등이 있으나, 상기 방법들은 독성이 거의 없고 살균력이 우수한 장점을 지닌 반면, 원료인 아미노산이 고가이고 염을 만들기 위해 사용하는 금속이 대부분 희귀한 금속을 이용함으로 그 또한 고가이기 때문에 고도의 위생성이 요구되는 화장품이나 의약품에만 쓰일 수 있고, 일반적으로 사용되기 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명자들은 오염된 폐수나 토양 중의 독성을 나타내는 중금속 염을 제거하는 종래의 기술이 가지고 있는 문제점을 해소하고 각종의 폐수를 효과적으로 처리할 수 있는 방법 및 이의 재활용 방법을 연구하여 폐기물 또는 부산물을 이용하여 중금속 안정화제 및 살균제의 주요 성분으로 사용할 수 있는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 합성하는 방법을 개발하였다.
본 발명의 일 목적은 폐기물의 재활용 및 폐수처리를 위하여 피혁 산업, 수산업 및 축산업 폐기물 또는 부산물을 원료로 하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 이용한 살균제를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염으로부터 얻어지는 화합물을 이용하여 정화처리제, 살균소독제, 미생물 소독제 등으로 사용하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 단백질을 포함하는 폐기물을 가수분해하여 얻어진 혼합물을 HPLC로 분석한 결과도이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, i) 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 알칼리 수용액 50∼80 중량부를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도로 교반기에서 반응시켜 알칼리 가수분해반응을 수행하는 단계를 수행하여 얻어지는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물 70∼77.5 중량부, ii) 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온의 수용액 15.5∼20.6 중량부 그리고 iii) 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액 7∼9.3 중량부를 혼합하는 단계; 및
상기 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시키는 단계에 따라 제조된 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법을 제공한다.
상기한 본 발명의 목적은 i) 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 산 수용액 50∼80 중량부를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도로 교반기에서 반응시켜 산 가수분해 반응을 수행하는 단계를 수행하여 얻어지는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물 70∼77.5 중량부, ⅱ) 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온의 수용액 15.5∼20.6 중량부 그리고 ⅲ) 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액 7∼9.3 중량부를 혼합하는 단계; 및상기 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시키는 단계에 따라 제조된 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법에 의해서도 달성된다.특히, 상기 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물은 모피 또는 피혁 산업, 수산업 및 축산업 활동에서 얻어지는 폐기물 또는 부산물인 것이 바람직하며, 상기 산 가수분해 반응은 6N-염산 수용액 또는 6N-황산 수용액을 사용하여 수행되고, 상기 알칼리 가수분해 반응은 10% 수산화나트륨 수용액 또는 10% 수산화칼륨 수용액을 사용하여 수행되는 것이 바람직하다.
상기 금속이온은 니켈, 구리 및 아연의 질산화물, 염화물 및 황산화물의 형태로 첨가되는 것이 바람직하며, 또한 설페이트를 포함하는 수용액은 5% 황산수용액이고, 암모니아를 포함하는 수용액은 25% 암모니아수이고, 수산기를 포함하는 수용액은 10% 수산화나트륨 수용액인 것이 바람직하다.
상기 살균제는 구조가 L-M-X (상기 구조식에서 L은 아미노산 배위자, M은 금속 X는 아미노산 이외의 배위자를 나타낸다)인 것이 우수한 살균 효과를 갖는데, 특히, 상기 아미노산 이외의 배위자가 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온인 것이 바람직하다.
그리고, 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염, 상기 금속이온 및 상기 아미노산 이외의 배위자의의 혼합비는 몰비로 약 1 : 0.5∼2.5 : 1∼5가 되도록 한다.
본 발명의 다른 목적은
ⅰ) 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 알칼리 수용액 50∼80 중량부를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도로 교반기에서 반응시켜 알칼리 가수분해 반응을 수행하는 단계를 수행하여 얻어지는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물 70∼77.5 중량부, ⅱ) 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온 수용액 15.5∼20.6 중량부, 그리고 ⅲ) 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액 7∼9.3 중량부를 혼합하는 단계; 및
상기 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시키는 단계를 수행하여 얻어지는 화합물을 상수, 도시하수, 산업폐수의 정화처리제, 담수 및 해수의 양어장의 정화처리제, 적조 및 녹조 지역의 정화처리제, 가정용 살균소독제, 병원성 미생물 및 조류를 제거하기 위한 미생물 제거제, 식물 종자 소독제, 페인트의 방부제 또는 식품의 소독제로서 사용하는 방법에 의해 달성된다.
상기한 본 발명의 다른 목적은i) 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 산수용액 50∼80 중량부를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도로 교반기에서 반응시켜 산 가수분해 반응을 수행하는 단계를 수행하여 얻어지는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물 70∼77.5 중량부, ii) 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온 수용액 15.5∼20.6 중량부 그리고 iii) 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액 7∼9.3 중량부를 혼합하는 단계; 및상기 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시키는 단계를 수행하여 얻어지는 화합물을 상수, 도시하수, 산업폐수의 정화처리제, 담수 및 해수의 양어장의 정화처리제, 적조 및 녹조 지역의 정화처리제, 가정용 살균소독제, 병원성 미생물 및 조류를 제거하기 위한 미생물 제거제, 식물 종자 소독제, 페인트의 방부제 또는 식품의 소독제로서 사용하는 방법에 의해서도 달성된다.본 발명에 따라 제조된 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물은 1) 활성 중금속으로 오염된 폐수 및 토양처리제 등의 중금속 안정화제, 2) 상수, 도시하수 그리고 산업폐수의 정화처리, 담수 및 해수의 양어장의 정화처리 적조 및 녹조 지역의 정화처리 등에 사용되는 정화처리제, 3) 가정용의 살균소독제, 4) 병원성 미생물 및 조류제거에 사용되는 미생물 제거제, 그리고 5) 식물 종자 소독, 페인트의 방부, 식품의 소독에 사용되는 소독 및 방부제의 제조에 적용될 수 있는 것이다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 현재 오염된 폐수를 정화하는 방법은 응집제를 사용하는 방법을 위주로 한 처리방법이 주로 제시되어 있지만, 이러한 방법에 의하면 폐수 처리 후의 잔유물 속에 잔존하는 중금속의 독성이 제거되지 않는 문제점이 있으며, 독성을 완화시키는 처리법으로 알긴산나트륨과 같은 아미노산염을 이용하는 처리법등이 제시되었으나 이의 처리제가 고가이기 때문에 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 오염된 폐수나 토양 중의 독성을 나타내는 중금속 염을 제거하는 종래의 방법의 문제점을 해결하기 위하여 활성이 큰 중금속 화합물을 자연에 친화적이고, 생화학적으로 비활성인 화합물로 변환시키는 데에 착안점을 두고 있으며, 또한 환경에 무해한 형태로의 변환을 보장하기 위한 근거로 다음과 같은 원리에 바탕을 두고 연구를 수행하였다.
자연에서 비옥한 토양의 여러 금속 농도가 상당히 높거나 심지어 환경 기준치를 초과하는 경우도 있지만 독성을 나타내지 않으며 오히려 구리나 아연 등과 같은 특정 금속이 결핍되면 식물의 생장이 저해될 수도 있다. 자연 상태의 토양이 무독성이라는 것은 그 속에 존재하는 금속들이 생체계의 생화학적 금속 순환과정에 참여할 수 있는 착화합물의 형태로 존재한다는 것을 반증한다.
생체계에서 중요한 흔히 알려진 배위자(ligand)들은 유기산, 산소산, 아민 및 아미노산 등이다. 수중에서 또는 습한 토양에서 배위자간의 치환을 통하여 덜 안정한 착화합물은 더욱 안정한 형태로 바뀐다. 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납 등의 이온들에 대하여 배위자에 따른 착화합물의 안정도는 유기산 < 산소산 및 아민 < 아미노산의 순서로 증가한다. 아미노산은 두 자리(bidendate) 배위자로서 아미노산을 L, 금속을 M으로 표시하였을 때, 금속이온과 ML, ML2, ML3형태의 착화합물을 형성한다. 수용액에서 어떤 ML, ML2형태의 착화합물에 3∼4개의 물분자가 금속의 내부 배위구에 배위되어 있고 이들 분자는 다른 배위자에 의하여 치환될 수 있다. 그러나 구리, 아연, 수은, 납, 주석의 ML2형태와 크롬, 망간, 코발트, 니켈, 카드뮴의 ML3형태의 착화합물에는 더 이상의 배위자가 부가될 수 없고, 다른 생체계 배위자에 의하여 치환되지 않으며, 따라서 그들은 금속이온 형태로 분해되지 않는 안정한 구조이다. 아미노산 배위자와 금속의 착화합물 형성에는 몇 가지 특성이 있다. 금속 이온들은 중성 매질 내의 산성 형태의 배위자와 결합하지 않는 데, 그 이유는 하기의 반응식 1 및 2에 나타난 바와 같이 평형이 반응물 쪽으로 치우치기 때문이다.
[반응식 1]
[반응식 2]
여기서,은 착화합물의 평형상수(안정도상수)이고,은 아미노산의 해리 상수이다. 이런 이유로 인하여 자연적 조건하에서 아미노산들은 금속염과 거의 반응하지 않는다. 하기의 반응식 3에 나타난 바와 같이 아미노산 음이온(L-) 형태의 배위자와 금속 이온의 반응은이기 때문에 더욱 유리하다.
[반응식 3]
상기 반응식 3과 같은 반응에 대한 최적의 약품은 아미노산의 암모늄, 나트륨 및 칼륨염이다. 이 때, 아미노산의 음이온과 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리 및 알칼리토금속의 착화합물은 덜 안정하여 다른 중금속의 착화합물 형성을 방해할 수 없다. 아미노산 음이온이 배위된 금속 착화합물의 안정도 상수는 망간에 대하여 106∼108, 크롬에 대하여 1014∼1017, 코발트에 대하여 108∼1010, 니켈에 대하여 109∼1011, 구리에 대하여 1012∼1014, 아연에 대하여 109∼1011, 카드뮴에 대하여 107∼109, 납에 대하여 109∼1010등으로써 아미노산 배위자를 다른 배위자로 치환하는 것은 에너지론적 측면에서 불합리하고, 이들 착화합물은 pH 3∼12범위에서 안정하며, 단지 자연계에서 일어날 수 없는 니트릴트리아세테이트(NTA)나 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA)에 의하여 부분적인 치환이 될 수 있을 뿐이다. 즉, 아미노산-금속 착화합물은 생화학적으로 자연에서 매우 안정하여 독성을 나타내지 않는다. 따라서, 가장 자연 친화적으로 활성 중금속 이온의 독성을 제거하는 방법으로 아미노산-금속 착화합물을 형성시키는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 아미노산을 저비용으로 대량 생산하기 위하여 단백질이 고농도로 함유된 폐기물을 원료로 택하였고, 산이나 알칼리 가수분해법을 도입하였다. 여기서, 단백질이 함유된 폐기물로는 모피나 피혁 가공공정에서 발생하는 폐기물이나 수산물이나 축산 가공공정에서 발생하는 폐기물 등의 어느 것도 무방하다. 본 발명에서 사용하는 이들 폐기물은 혐오성 곤충이나 병원성 세균의 번식과 악취 등의 발생원으로서 환경에 유해하고, 그것을 처리하는 방법으로 많은 비용이 소요되는 소각이나 매립에 주로 의존하지만 2차적인 대기와 수질오염을 유발할 수 있고, 발효를 통한 비료화 기술을 이용하여 거의 일부만 재활용되는 실정이기 때문에 관련 산업의 경쟁력을 약화시킬 수 있는 원인이 되고 있는데, 본 발명의 부수적인 효과로 이와 같은 폐기물 처리의 문제점을 완화시킬 수 있다는 것이 하나의 장점이다.
아미노산은 일반적으로 단백질 가수분해법을 통하여 제조할 수 있고, 이러한 가수분해법으로는 산-가수분해법과 알칼리-가수분해법이 있다. 이 중 어느 방법을 사용하여도 무방하나 바람직하게는 알칼리 가수분해법을 이용한다. 그러나, 종래의 방법으로는 까다로운 조건과 10시간 이상의 반응시간을 필요로 하고, 결과적인 수율이 상당히 낮다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 단백질을 포함하고 있는 폐기물을 가수분해하여, 비교적 간단한 조건하에서 상당히 높은 수율의 아미노산염 또는 올리고펩타이드염을 합성하였다. 이 때, 원료 폐기물 중의 단백질 함량은 5 중량% 이상이어야 이를 사용하여 적정량의 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 수득할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 원료의 일례인 축산 폐기물의 성분비 및 성상을 표 1에 나타내었다.
[표 1]축산 폐기물 원료의 성분비 및 성상
상기 표 1에 나타난 원료를 사용하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물의 제조과정을 상세히 기술하면 다음과 같다. 먼저, 단백질을 포함하고 있는 폐기물 원료와 가수분해를 위한 약품을 반응 탱크에 투입한다. 이 때, 폐기물 원료는 잘게 부수어진 상태로 사용하며, 이는 가수분해를 위한 약품과 동시에 혼합하여도 무방하다. 가수분해 약품의 투여 비율은 폐기물 원료 내의 단백질 함량과 지방 함량에 의존하며, 동상 폐기물 시료 중의 질소 몰수에 따라 계산된 양보다 약간 과량을 투여하는 것이 바람직하다. 하기의 반응식 4, 5, 및 6은 알칼리 가수분해의 경우에 해당하는 반응식을 나타낸 것이다.
[반응식 4]
[반응식 5]
[반응식 6]
상기 반응식 4, 5, 및 6에서 M은 나트륨, 칼슘 또는 칼륨이온 등의 금속이온을 의미하며, 반응식 4 및 5는 아미노산염과 아미노산을 합성하는 반응식이고, 반응식 6은 올리고펩타이드염을 합성하는 반응식이다. 상압 또는 가압조건 하에 반응온도는 80∼170℃ 정도로 조절하고, 교반기를 이용하여 교반하면서 반응을 진행시킨다. 반응시간은 온도가 올라간 후, 수 십분에서 두 시간 정도가 소요된다. 반응이 종료된 후 합성물을 실온으로 식힌 다음, 일반적인 장치로 그물눈이 고운 철망으로 여과하여 반응하지 않은 나무, 뼈, 쇳조각 등의 이물질을 제거하여 주면 모든 합성이 끝나게 된다. 상기와 같이 합성된 혼합물(물, 여러 가지의 아미노산염, 비누화된 지방 등)을 그대로 저장하여 사용한다.
도 1 및 표 2는 상기와 같은 방법에 따라 얻어지는 물질의 일례를 20배로 희석하여 고성능액체크로마토그라피(HPLC;High Performance Liquid Chromatography)로 분석하여 얻어지는 결과를 나타낸다.
도 1 및 표 2를 참조하면, 상기와 같이 가수분해가 완결된 후, 합성된 물질의 내부에 다량의 아미노산이 포함되어 있음을 알 수 있다. 도면 및 표 2에 있어서, Cys는 시스테인(Cystein)을 의미하고, Asp는 아스파라긴산(Aspartic acid), Glu는 글루타민산(Glutamic acid)을 의미하고, Ser는 세린(Serine)을 의미하고,Gly는 글라이신(Glysine)을 의미하고, His는 히스티딘(Histidine)을 의미하고, Arg는 아르기닌(Arginine)을 의미하고, Thr은 트레오닌(Threonine)을 의미하고, Ala는 알라닌(Alanine)을 의미하고, Pro는 프롤린(Proline)을 의미하고, Tyr은 티로신(Tyrosine)을 의미하고, Val는 발린(Valine)을 의미하고, Met는 메치오닌(Methionine)을 의미하고, Cys2는 2개의 시스테인(Cysteine)이 2개의 황화물(disulfide)과 결합된 것을 의미하고, Ile는 이소루이신(Isoleucine)을 의미하고, Leu는 루이신(Leucine)을 의미하고, Phe는 페닐알라닌(Phenylalanine)을 의미하고, Trp는 트립신(Trypsine)을 의미하고, Lys은 라이신(Lysine)을 의미한다.
[표 2]
이하 바람직한 실시예들을 중심으로 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만,하기 실시예들은 본 발명을 한정하거나 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
상기 표 1에 나타난 바와 같이 각각의 화학 조성을 갖는 원료 중 단백질 5 중량부 이상을 포함하는 소가죽 폐기물 40 중량부에 10% 수산화나트륨 수용액 60 중량부를 첨가하였다. 상압 또는 가압조건 하에서 약 80∼170℃ 정도의 반응온도로 교반기를 이용하여 교반하면서 반응을 진행시켰다. 반응이 종료된 후 실온으로 식힌 다음, 일반적인 장치로 그물눈이 고운 철망으로 여과하여 반응하지 않은 나무, 뼈, 쇳조각 등의 이물질을 제거하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 2
상기 표 1에 나타난 바와 같이 각각의 화학 조성을 갖는 원료 중 단백질 5 중량부 이상을 포함하는 닭가공 폐기물 20 중량부에 10% 수산화나트륨 수용액 80 중량부를 첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 수행하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 3
상기 표 1에 나타난 소가죽 폐기물 40 중량부에 10% 수산화칼륨 수용액 60 중량부를 첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 수행하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 4
상기 표 1에 나타난 닭가공 폐기물 20 중량부에 10% 수산화칼륨 수용액 80중량부를 첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 수행하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 5
상기 표 1에 나타난 소가죽 폐기물 50 중량부에 10% 수산화칼륨 수용액 50 중량부를 첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 진행하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 6
상기 표 1에 나타난 닭가공 폐기물 40 중량부에 10% 수산화칼륨 수용액 60 중량부를 첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 진행시켜 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 7
상기 표 1에 나타난 소가죽 폐기물 50 중량부에 6N-염산수용액 50 중량부를 첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 진행시켜 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 8
상기 표 1에 나타난 닭가공 폐기물 40 중량부에 6N-염산 수용액 60 중량부를 첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 진행시켜 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 9
상기 표 1에 나타난 소가죽 폐기물 50 중량부에 3N-황산 수용액 50 중량부를첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건 하에서 반응을 진행시켜 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
실시예 10
상기 표 1에 나타난 닭가공 폐기물 40 중량부에 3N-황산 수용액 60 중량부를 첨가하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 조건 하에서 반응을 진행시켜 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.
상기 실시예 1-10에 따른 단백질 5 중량부 이상을 포함하는 폐기물과 산 또는 알칼리 수용액을 반응시켜 생성된 혼합물 중 아미노산 및 올리고펩타이드염의 함유율을 표 3에 나타낸다.
[표 3]실시예 1-10에 따른 혼합물의 올리고펩타이드염 및 아미노산염의 함유율(%)
이어서, 상기 각 실시예에 의해 제조된 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 중금속과 반응시켜 착화합물을 형성한 후, 얻어지는 착화합물을 사용하여 금속의 안정화 분율을 측정하였다. 이 때, 실시예에 의해 제조된 생성물의 투여량은 함유된 금속의 종류에 따라 계산될 수 있는데, 구리, 아연, 수은, 납, 주석의 경우에는 그 농도의 두 배, 그리고 크롬, 망간, 코발트, 니켈, 카드뮴의 경우에는 그 농도의 세 배를 포함하는 생성물이 첨가된다.
실험예 1
100ppm의 구리이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 1에 의해 제조된 생성물 5㎖를 첨가하고 교반하여 구리 착화합물을 수득하였다.
실험예 2
100ppm의 구리이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 2에 의해 제조된 생성물 3.5㎖를 첨가하고 교반하여 구리 착화합물을 수득하였다.
실험예 3
30ppm의 수은이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 1에 의해 제조된 생성물 4.5㎖를 첨가하고 교반하여 수은 착화합물을 수득하였다.
실험예 4
30ppm의 수은이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 2에 의해 제조된 생성물 3.2㎖를 첨가하고 교반하여 수은 착화합물을 수득하였다.
실험예 5
30ppm의 납이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 1에 의해 제조된 생성물 4.7㎖를 첨가하고 교반하여 납 착화합물을 수득하였다..
실험예 6
30ppm의 납이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 2에 의해 제조된 생성물 3.3㎖를 첨가하고 교반하여 납 착화합물을 수득하였다.
실험예 7
100ppm의 크롬이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 1에 의해 제조된 생성물 6㎖를 첨가하고 교반하여 크롬 착화합물을 수득하였다.
실험예 8
100ppm의 크롬이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 2에 의해 제조된 생성물 4.2㎖를 첨가하고 교반하여 크롬 착화합물을 수득하였다.
실험예 9
100ppm의 망간이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 1에 의해 제조된 생성물 6㎖를 첨가하고 교반하여 망간 착화합물을 수득하였다.
실험예 10
100ppm의 망간이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 2에 의해 제조된 생성물 4.2㎖를 첨가하고 교반하여 망간 착화합물을 수득하였다.
실험예 11
100ppm의 코발트이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 1에 의해 제조된 생성물 6.1㎖를 첨가하고 교반하여 코발트 착화합물을 수득하였다.
실험예 12
100ppm의 코발트이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 2에 의해 제조된 생성물 2.5㎖를 첨가하고 교반하여 코발트 착화합물을 수득하였다.
실험예 13
30ppm의 카드뮴이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 1에 의해 제조된 생성물2.5㎖를 첨가하고 교반하여 카드뮴 착화합물을 수득하였다.
실험예 14
30ppm의 카드뮴이온이 포함된 수용액 1ℓ에 실시예 2에 의해 제조된 생성물 1.7㎖를 첨가하고 교반하여 카드뮴 착화합물을 수득하였다.
이상의 실험예에서 얻어진 각 금속 착화합물에 대하여 금속의 활동도를 조사하여 활성이 없어진 금속의 안정화 분율을 얻고, 이를 표 4에 나타내었다. 표 4의 결과로부터 아미노산 및 올리고펩타이드염이 중금속을 안정화시키는 데에 상당히 큰 효과를 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 슬러지나 토양의 경우에도 상기의 실험예에 준한다.
[표 4]실험예 1∼14에 따른 금속 착화합물에서 금속의 안정화 분율
또한, 상술한 바와 같이 제조된 폐기물을 원료로 하여 제조된 아미노산염 및 올리고펩타이드염을 이용하여 살균제를 제조하는 방법을 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
본 발명자는 환경에 제 2의 문제점을 일으키지 않고 살균력이 염소계와 필적할 수 있는 물질로서 단백질의 기본적 구성을 흐트러뜨리지 않으면서 세균의 세포벽 단백질과만 반응하여 세균을 죽일 수 있는 ‘아미노산 배위자(ligand)-금속-아미노산 이외의 배위자’로 구성된 착화합물에 중점을 두었다. 그러한 화합물 구조는 금속을 M, 아미노산 배위자를 L, 아미노산 이외의 배위자를 X로 표시하여 나타내면 MLX가 된다. 이 때, 아미노산 이외의 배위자로는 암모니아, 수산기, 설페이트 이온 등이 가능하다. 그러한 화합물은 다음의 반응식 7과 같이 이중교환반응을 통해 미생물의 세포막 단백질을 구성하는 아미노산의 기본구조(-NH2-H+--OOC-)와 반응한다.
[반응식 7]
반응성은 구형 단백질, 용해성 섬유상 단백질, 연결 조직의 섬유상 단백질(콜라겐), 케라틴의 순서로 증가한다.
상기 반응은 어떠한 pH의 변화도 없이 진행되고, 단백질의 기본적인 구조에는 영향을 주지 않는다. 많은 종류의 병원성 세균인 단세포의 원생동물의 세포벽은 주로 섬유상 단백질인 콜라겐으로 구성되어 있고, 그들의 생명활동은 세포벽에서의 물질 교환반응을 통해 유지되는 데, 세포벽에 포함된 단백질과 MLX의 반응은 매우 안정한 형태로 즉, 활성이 없는 상태로 변화시키기 때문에 세포 내부로의 물질 이동을 방해하여 미생물이 죽게된다. 그러나 다세포 생물에서 조직이 복잡해짐에 따라 섬유상 단백질의 역할은 연결 조직, 키틴질, 혹은 머리카락 외피의 근간을 이루며 보호기능이므로 주된 교환반응에서의 효과가 감소하고, 그러한 조직에서의 MLX와 단백질의 결합은 근본적으로 주 단백질의 기능에 영향을 미치지 않으며, 따라서 복잡한 조직 속의 단백질과 MLX의 반응으로 인한 독성 효과는 거의 나타나지 않는다. 즉, MLX는 플랑크톤과 같은 작은 수생 생물에 대하여는 거의 영향을 미치지 않고, 다만 포자 형태를 포함하여 단세포 생물인 대부분의 병원성 세균을 죽일 수 있는 환경 친화적인 살균제라 할 수 있다.
상당히 낮은 가격을 갖는 아미노산 배위자-금속-아미노산 이외의 배위자로 구성된 살균제 MLX를 합성하기 위하여 우선 모피 및 피혁 가공 공정 또는 수산물 및 축산물 가공 공정에서 발생하는 단백질이 다량 함유된 폐기물을 염산, 황산 등으로 산분해하거나 또는 가성소다나 가성 칼륨으로 알칼리 가수분해하여 합성한 아미노산염 혼합물을 주원료로 하였다. 아미노산염 혼합물은 여러 가지 금속이온과 안정한 착화합물을 형성한다. 이 때, 착화합물의 안정도는 금속의 종류에 따른 반지름 대 전하비에 의존하며, 대체로 Ba2+＜Sr2+＜Ca2+＜Mg2+＜Mn2+＜Fe2+＜Co2+＜Ni2+＜Cu2+＜Zn2+의 순서로 알려져 있다. 따라서, 중심금속으로서 니켈, 구리, 아연이 바람직하다. 살균제 합성 반응에 이용되는 상기와 같은 금속의 원천이 되는 약품으로는 질산화물, 염화물, 황산화물이 모두 가능하다.
한편, 아미노산 음이온이 아닌 제2의 배위자로서 암모니아, 수산기, 설페이트이온 등은 이들을 포함한 약품이 모두 이용 가능하다.
이상의 원료 물질들을 이용하여 살균제를 합성하는 조건을 상세히 설명한다. 합성하기 위한 특별한 장치는 필요하지 않으며, 종래의 일반적인 합성 장치를 이용한다. 주요 세 가지 물질의 투여 비율은 살균제의 분자 구조 상 평형 형태의 안정도 상수에 근거한 조건으로서 아미노산염 : 금속화합물 : 제2의 배위자 화합물의 몰비가 1 : 0.5∼2.5 : 1∼5가 되도록 하고, 물질들의 투여 순서는 크게 문제가 되지 않으며, 대기압하에서 반응 온도는 약 10∼70℃ 정도가 적당하다. 또한 반응 시간은 수분에서 수십분 정도이면 충분하다.
이하 살균제를 제조하기 위한 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
실시예 11
실시예 1에 의해 제조된 생성물 77.5 중량부에 3M 구리이온 수용액 15.5 중량부 및 25% 암모니아수 7중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 12
실시예 2에 의해 제조된 생성물 70.1 중량부에 3M 구리이온 수용액 20.6 중량부와 25% 암모니아수 9.3 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 13
실시예 1에 의해 제조된 생성물 77.4 중량부에 3M 아연이온 수용액 15.6 중량부와 25% 암모니아수 7 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 14
실시예 2에 의해 제조된 생성물 70 중량부에 3M 아연이온 수용액 20.6 중량부와 10% 수산화나트륨 7 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 15
실시예 1에 의해 제조된 생성물 77.5 중량부에 3M 구리이온 수용액 15.5 중량부와 10% 수산화나트륨 7 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 16
실시예 2에 의해 제조된 생성물 70.1 중량부에 3M 구리이온 수용액 20.6 중량부와 10% 수산화 나트륨 9.3 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 17
실시예 1에 의해 제조된 생성물 77.4 중량부에 3M 아연이온 수용액 15.6 중량부와 10% 수산화 나트륨 7 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 18
실시예 2에 의해 제조된 생성물 70 중량부에 3M 아연이온 수용액 20.6 중량부와 10% 수산화 나트륨 7 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 19
실시예 1에 의해 제조된 생성물 77.5 중량부에 3M 구리이온 수용액 15.5 중량부와 5% 황산 수용액 7 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 20
실시예 2에 의해 제조된 생성물 70.1 중량부에 3M 구리이온 수용액 20.6 중량부와 5% 황산 수용액 9.3 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 21
실시예 1에 의해 제조된 생성물 77.4 중량부에 3M 아연이온 수용액 15.6 중량부와 5% 황산 수용액 7 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
실시예 22
실시예 2에 의해 제조된 생성물 70 중량부에 3M 아연이온 수용액 20.6 중량부와 5% 황산 수용액 7 중량부를 첨가하여 살균제를 합성하였다.
상기한 실시예 11-22에 따라 합성되는 살균제의 성분 함량비를 표 5에 나타낸다.
[표 6]실시예11-22에 따른 살균제의 성분 함량비
상기와 같이 합성된 화합물은 물에 상당히 잘 녹는다.
이하 상기 실시예11-22에 의해 제조된 살균제의 살균력을 실험하였다.
실험예 15
＜대장균(E, Coli)에 대한 살균 실험＞
실시예 11 내지 14로부터 얻어진 액상의 시료를 부가적인 처리과정 없이 그대로 사용하였다. 단세포 생물인 대장균이 포함된 배양액에 상기의 시료를 고형성분비로 0.1ppm, 1ppm씩 가하여 25℃에 배양하여 30분 후 대장균 수를 측정하였다. 상기 실시예11-14에 의해 제조된 시료를 사용하여 살균 실험을 수행하고 난 후, 남은 대장균의 수에 대한 결과를 표 6에 나타낸다. 표에서 기준시료는 살균제를 첨가하기 전에 존재하는 대장균의 수를 나타낸다. 표 6를 참조하면, 본 실시예에 따른 MLX형 살균제는 그 살균성이 우수함을 알 수 있다.
[표 7]살균실험에 따른 대장균 수(마리/㎖)
실험예 16
＜염소계 살균제(NaClO)와 MLX형 살균제의 비교 실험＞
대장균에 실시예 11 내지 14로부터 얻어진 액상의 시료와 염소계 살균제(NaClO)를 사용하여 단세포 생물인 대장균이 포함된 배양액에 상기의 시료를 고형성분비로 0.1ppm, 0.5ppm 및 1ppm씩 가하여 25℃에서 배양하여 30분 후 대장균 수를 측정하였다. 그 결과를 표 7에 나타낸다. 표 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 MLX형 살균제의 살균성이 염소계 살균제와 동등하거나 그 이상 우수함을 알 수 있고, 또한 본 실시예에 따른 MLX형 살균제는 농도가 증가할수록 살균성이 증가하는 것을 알 수 있다.
[표 8]살균실험에 따른 대장균 수(마리/㎖)
실험예 17
＜해양병원성 미생물인 스쿠티카(Scuticocilate. sp)에 대한 살균실험＞
상기 실시예 11 내지 14로부터 얻어진 액상의 시료를 부가적인 처리과정이 없이 그대로 사용한다. 단세포 생물인 스쿠티카가 포함된 배양액에 상기의 시료를 1ppm, 5ppm, 10ppm씩 가하여 25℃에서 배양하여 30분 후 스쿠티카의 수를 측정한다. 본 실험예에 따라 측정된 살균 실험에 따른 스쿠티카의 수를 표 8에 나타낸다. 표 8을 참조하면, 실시예 11 내지 14로부터 얻어진 시료가 첨가된 양에 따라 스쿠티카의 수가 현저히 감소하는 것을 알 수 있다.
[표 9]살균실험에 따른 스쿠티카(Scuticocilate. sp) 수(마리/㎖)
실험예 18
＜다세포 생물에 대한 독성 실험＞
어류의 먹이 생물인 다세포의 로티페라(rotifera)와 알티미아(altimia)가 들어있는 물에 대하여 실시예 11 내지 14까지로 얻어진 3000ppm 농도의 살균제를 투여하여 여섯 시간이 경과한 후의 생존에 대한 영향을 조사한다.
본 실험예에 따라 측정된 결과를 표 9에 나타낸다. 표 9을 참조하면 MLX형 살균제가 다세포 생물에 대하여는 독성을 나타내지 않음을 알 수 있다.
[표 9]Rotifera와 Altimia에 대한 3000ppm 농도의 살균제의 영향
실험예 19
살균제로 처리하기 전의 폐수 잔유물에 대한 구성 성분 및 박테리아 함유량을 조사하여 표 10에 나타내고, 본 발명에 따른 살균제인 실시예 11에 따른 화합물로 이를 처리후의 결과를 표 11에 나타낸다.
[표 10]처리전 폐수 잔유물의 구성성분 및 박테리아 함량
상기 표 10에서 *쿠루아노보와 포돌스크는 러시아에 있는 도시명을 나타내는 것이다.
[표 11]본 발명에 따른 살균제인 실시예 11에 따른 화합물로 처리후의 폐수 잔유물의 구성성분 및 박테리아 함량
상기와 같은 실험예 19의 결과로부터 본 발명에 따른 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물의 중금속 안정화 효과와 본 발명에 따른 살균제의 살균성 성능을 알 수 있다.
본 발명에 따르면, 현재까지 처리가 어려울 뿐만 아니라 그 처리에 많은 비용이 요구되었던 피혁 가공, 수산 및 축산업 폐기물 또는 부산물을 이용하여 중금속을 안정화시킬 수 있는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 제조함으로써, 상기 혼합물이 폐수 및 하수 또는 슬러지 등의 활성 중금속을 매우 안정된 착화합물로 변화시켜 환경에 무해한 형태가 되어 중금속으로 오염된 물이나 토양의 처리를 저가의 공정으로 수행할 수 있으며, 또한, 상기 제조된 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 원료로 하여 제조된 살균제는 종래의 염소계와는 달리 세포막에 이중 교환반응에 의하여 살균작용을 수행함으로써 대부분 단세포인 병원성 미생물에 선택적으로 작용하므로 표피의 각질부를 가지고 있는 다세포 생물에는 무해한 환경 친화적 살균 및 소독제로 사용할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 제조된 살균제는 단백질성의 폐기물 또는 부산물을 이용하여 제조되므로 생산비가 저렴하고, 염소계 살균제에 비하여 성능이 매우 우수하여 병원균에 오염된 상·하수, 폐기물의 처리 및 페인트, 식품 등의 방부와 양어장이나 적조 및 녹조 지역의 병원성 미생물 및 조류 제거에 이용될 수 있으므로, 뛰어난 산업상 이용가능성 및 경제성을 가지며, 동시에 환경 보존에 크게 기여할 수 있다.

Claims (14)

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  4. ⅰ) 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 알칼리 수용액 50∼80 중량부를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도로 교반기에서 반응시켜 알칼리 가수분해 반응을 수행하는 단계를 수행하여 얻어지는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물 70∼77.5 중량부, ii) 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온 수용액 15.5∼20.6 중량부 그리고 iii) 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액 7∼9.3 중량부를 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시키는 단계에 따라 제조된 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 금속이온은 질산화물, 염화물 또는 황산화물의 형태로 첨가되는 것을 특징으로 하는 살균제의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 설페이트를 포함하는 수용액은 5% 황산수용액이고, 상기 암모니아를 포함하는 수용액은 25% 암모니아수이고, 상기 수산기를 포함하는 수용액은 10% 수산화나트륨 수용액인 것을 특징으로 하는 살균제의 제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 살균제의 구조는 L-M-X (상기 구조식에서 L은 아미노산 배위자, M은 금속 X는 아미노산 이외의 배위자를 나타낸다)인 것을 특징으로 하는 살균제의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 아미노산 이외의 배위자가 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온인 것을 특징으로 하는 살균제의 제조방법.
  9. ⅰ) 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 알칼리 수용액 50∼80 중량부를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도로 교반기에서 반응시켜 알칼리 가수분해 반응을 수행하는 단계를 수행하여 얻어지는 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물 70∼77.5 중량부, ii) 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온 수용액 15.5∼20.6 중량부 그리고 iii) 암모니아, 수산기 및 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액 7∼9.3 중량부를 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시키는 단계를 수행하여 얻어지는 화합물을 상수, 도시하수, 산업폐수의 정화처리제, 담수 및 해수의 양어장의 정화처리제, 적조 및 녹조 지역의 정화처리제, 가정용 살균소독제, 병원성 미생물 및 조류를 제거하기 위한 미생물 제거제, 식물 종자 소독제, 페인트의 방부제 또는 식품의 소독제로서 사용하는 방법.
  10. 제4항에 있어서, 상기 단백질 5∼98 중롬%를 포함하는 폐기물 또는 부산물이 모피 또는 피혁 산업, 수산업 및 축산업 활동에서 얻어지는 폐기물 또는 부산물인 것을 특징으로 하는 살균제의 제조방법.
  11. 제4항에 있어서, 상기 i) 항에서 수행되는 알켠먕 가수분해 반응은 10% 수산화나팬륨 수용액 또는 10% 수산화켠륨 수용액을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 살균제의 제조방법.
  12. ⅰ) 단백질 5∼98 중롬%를 포함하는 폐기물 또는 부산물 20∼50 중롬부와 산 수용액 50∼80 중롬부를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도로 교반기에서 반응시켜 산 가수분해 반응을 수행하는 단계를 수행하여 얻어지는 올먕고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물 70∼77.5 중롬부, ii) 망간, 크롬, 코발팬, 니켈, 구먕, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주소으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온 수용액 15.5∼20.6 중롬부 그먕고 iii) 암모니아, 수산기 및 설페이팬로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액 7∼9.3 중롬부를 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시키는 단계에 따라 제조된 올먕고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 이용한 살균제의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 i) 항에서 수행되는 산 가수분해 반응은 6N- 염산 수용액 또는 6N-황산 수용액을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 살균제의 제조방법.
  14. ⅰ) 단백질 5∼98 중롬%를 포함하는 폐기물 또는 부산물 20∼50 중롬부와 산 수용액 50∼80 중롬부를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 상압 또는 가압조건 하의 약 50∼200℃의 온도로 교반기에서 반응시켜 산 가수분해 반응을 수행하는 단계를 수행하여 얻어지는 올먕고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물 70∼77.5 중롬부, ii) 망간, 크롬, 코발팬, 니켈, 구먕, 아연, 카드뮴, 수은, 납 및 주소으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이온 수용액 15.5∼20.6 중롬부 그먕고 iii) 암모니아, 수산기 및 설페이팬로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 음이온을 포함하는 수용액 7∼9.3 중롬부를 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합물을 약 10∼70℃의 온도에서 반응시키는 단계를 수행하여 얻어지는 화합물을 상수, 도시하수, 산업폐수의 정화처먕제, 담수 및 해수의 양어장의 정화처먕제, 적조 및 녹조 지역의 정화처먕제, 가정용 살균소독제, 병원성 미생물 및 조류를 제거하기 위한 미생물 제거제, 식물 종자 소독제, 페인팬의 방부제 또는 식품의 소독제로서 사용하는 방법.
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