KR100383183B1 - 정제 목초액을 이용한 소취제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 활용 가능한 천연유기물질인 나무를 건류식으로 탄화시켜 숯을 제조하는 과정에서 발생되는 목초액을 증류하여 그 속에 포함된 유해물질들을 제거한 후 얻은 정제 목초액으로 인체에 무해한 가정용 및 환경산업용의 탈취제, 소취제로 우수하게 사용할 수 있도록 발명한 정제 목초액을 이용한 소취제에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 약 3개월을 숙성시킨 조목초액 1ℓ당 황산 0.3㎖을 가해증류를 통해 정제하여 얻은 저농도 용해타르 함유 목초액에 악취물질을 용해하고 흡수하는 5%의 알코올, 악취물질과 반응하여 중화작용을 상승시키는 식물정유성분으로서 1∼5%의 수용성 향료, 무수황산나트륨, 폴리에틸렌 글리콜 및 식용색소를 혼합하여 제조한 색소첨가제 0.005g/ℓ를 혼합하여 제조한 정제 목초액 원액을 20∼40배 희석하여서 제조한 정제 목초액을 이용한 소취제가 제공된다.

Description

정제 목초액을 이용한 소취제{A deodorant used purified poroligenous liquor}

본 발명은 활용 가능한 천연유기물질인 나무를 건류식으로 탄화시켜 숯을 제조하는 과정에서 발생되는 목초액을 증류하여 그 속에 포함된 유해물질들을 제거한 후 얻은 정제 목초액으로 인체에 무해한 가정용 및 환경산업용의 탈취제, 소취제로 우수하게 사용할 수 있도록 발명한 정제 목초액을 이용한 소취제에 관한 것이다.

일반적으로 목초액은 나무를 탄화시켜 숯을 제조하는 과정에서 발생되는 유기화합물로서 옛부터 농가의 토지 개량제, 생장 촉진제, 동물사료 첨가제, 가축분뇨 탈취제 및 의약, 산업용으로 다양하게 사용되고 있으나 품질과 사용량에서 아직 미흡한 실정이며 또 산업용 원료로서 수입도 하고 있다.

그리고 목초액이 가지는 소취 효과는 그 속에 함유된 유기산류(특히 초산), 알데히드류, 페놀류, 케톤류, 알콜류에 의한 중화작용과 은폐작용에 의해 이루어진 결과로서 종래 이러한 목초액을 암모니아. 트리메틸아민, 황화수소, 메틸메르캅탄등을 함유한 축산분뇨, 어류공판장 등에 사용된 적이 있으나 보편적이지 못하고 폐수처리공장과 쓰레기 매립장, 화학공장에서 발생되는 휘발성 유기화합물 등과 같은 환경산업용 소취제로서는 널리 이용되지는 못하고 있는 상태이며 그 조성과 효과에 대한 연구도 미흡한 실정이고 특히 용해 타르의 함량이 높아 목초액 특유의 독특한 냄새가 불쾌감을 주어 가정용 등의 소취제로 사용하기에는 부적합한 폐단이 있었다.

본 발명의 목적은 목초액의 부가가치를 높이기 위해 농업용으로 주로 쓰이는 목초액을 정제하여 저농도 용해타르 함량의 목초액을 얻고, 이를 원료로 하여 가정용 및 공해산업용의 소취제로 사용할 수 있는 소취제를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 목초액을 구성하는 250여종의 유기화합물에서 유효 소취제 성분을 분리, 정제하고 악취물질과의 반응이 가능한 식물정유 성분을 첨가하여 중화작용을 상승시키며, 알코올을 가하여 악취물질의 용해 흡수의 물리적 작용을 상승시키는 우수한 소취제를 제공하는 데 있다.

본 발명의 소취제는 약 3개월을 숙성시킨 조목초액 1ℓ당 황산 0.3㎖을 가해증류를 통해 정제하여 얻은 저농도 용해타르 함유 목초액에 악취물질을 용해하고 흡수하는 5%의 알코올, 악취물질과 반응하여 중화작용을 상승시키는 식물정유성분으로서 1∼5%의 수용성 향료, 무수황산나트륨, 폴리에틸렌 글리콜 및 식용색소를혼합하여 제조한 색소첨가제 0.005g/ℓ를 혼합하여 제조한 정제 목초액 원액을 20∼40배 희석하여서 제조한다.

목재의 건류로 얻어지는 목초액, 목타르 성분 중의 초산 등의 유기산과 알코올 등의 중성성분들은 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈의 열분해로, 페놀류들은 리그닌의 열분해로 생성된다. 건류 열분해 온도에 따라 생성되는 벤조(a)피렌, 1,2,5, 6-디벤즈안트라센, 메틸콜란스렌 등은 발암물질이나 425℃ 이하에서는 발생되지 않으며 생성되었다 하더라도 증류할 때 제거된다.

그러나 농업용으로 사용될 목초액은 증류를 반복하여 용해타르가 많이 제거되므로 초산등의 유기산류, 메탄올류 그리고 페놀 등의 살균력을 갖는 유효성분 또한 제거될 우려가 있어 일차 증류목초액을 사용하고, 소취제의 경우에는 용해타르를 제거하여 사용한다.

용해타르의 제거는 일반적으로 목초액 생산공정에서 24시간 정치하여 분리한 수 3개월 숙성시킨 다음 이를 상압증류를 통해 2차 제거하는 방법이 있으나 이보다는 본 발명과 같이 목초액 1ℓ당 황산을 0.3㎖를 첨가하면 0.01∼0.02%의 타르 함량의 정제 목초액(pH2.5)을 얻을 수 있으므로 이는 상압증류를 2회 행산 목초액보다 용해타르비를 낮출 수 있어 매우 효과적이다. 그러나 이때 산을 과량 첨가하면 오히려 역효과를 나타낼 우려가 있으므로 주의해야 한다.

일반적으로 목초액의 수분함량은 80∼90%이고, 나머지 10∼20%는 유기화합물이다. 활엽수가 침엽수에 비해 유기물질의 함량이 높으며, 다양한 목초액의 효능은 50여종의 이 유기화합물에 의해 나타난다.

실시예

현재 시중에 나오고 있는 2종류의 목초액을 수거하여 그 성분을 분석하였다.

먼저 동양목초(DY)사의 목초원액과 그 증류 목초액을 에테르로 추출하여 HP6890 모델의 가스크로마토그래피(GC)로 측정한 결과 37종과 26종의 유기화합물을 확인하였다. 또, Purge Trep과 Cryo-Flocusing Module이 장착된 GC-MSD 분광분석기로 DY사의 목초원액을 확인한 결과 32종의 유기물질을 동정하였으며, GC-MSD결과를 보충하기 위해 GC-MS로 원액과 그 증류액의 에테르 추출액을 동정하여 27종과 18종의 유기 화합물을 확인하였다.

이들 구성성분 중 일부성분에 대한 목초원액 중의 함량을 GC와 HPLC로 측정한 결과 초산 4600 ppm, 프로피온산 1500ppm, 피리딘 4920ppm, (o-, m-, p-)크레졸은 300∼400ppm 정도, 메탄올 240ppm, 에탄올 450ppm 등으로 나타났다.

DY사 목초원액의 경우, 아세트산과 벤조산과 같은 유기산류와 에스테르, 케톤 같은 카르보닐 화합물 유도체, 아세트알데히드를 포함한 알데히드류, 과이아콜을 포함한 페놀류 그리고 알코올류가 확인되었다.

에테르로 추출한 DY사 원액의 경우에는, 아세트산, 프로피온산 같은 유기산, 메틸아세테이트 같은 에스테르, 다수의 케톤류, 알데히드류, 알코올 및 페놀화합물들이 동정되었고, 그 정제액의 에테르 추출액의 경우에는 다수의 화학종이 제거되었음을 확인 할 수 있었다. 그러나, 소취성분으로서 중화작용이 가능한 아세트산, 프로피온산, 부틸산(젖산)과 같은 유기산류와 중성 성분인 풀푸랄같은 알데히드류, 각종 케톤류와 에스테르류, 그리고 마스킹작용을 할 수 있는 페놀류화합물, 크레졸이성질체(o-, m-크레졸)등은 그대로 포함되어 있음을 확인 할 수 있었다.

그리고 재활용 목재를 활용해 생산한 동강목재(DG)사 목초액의 에테르추출 증류목초액의 GC-MS의 결과는 DY사의 결과와 거의 일치하였다. 초산, 프로피온산같은 유기산, 풀푸랄을 포함한 각종 알데히드류, 시클로펜타논을 포함한 케톤류, 그리고 페놀을 포함하여 o-, m-크레졸, 2-메톡시페놀(구아이아콜) 같은 페놀류가 포함되어 있었으며, 그 외 많은 미지성분들이 포함되어 있어 소취제의 원료로 사용가치가 충분하였다.

위의 증류목초액은 3개월 숙성시킨 조목초액을 증류를 통해 정제를 행한 후 소취제의 원료로 한다. 소취제는 정제목초액과 알코올, 향료, 및 색소를 가미하여 제조하였으며, 사용된 향료로는 1∼5%정도의 수용성 스위트오렌지향, 라벤다향 등을 사용하였고, 색소는 식용청색 1호를 특수 조제하여 용액 1ℓ당 0.005mg을 사용하였다. 앞의 두 가지 향을 가미한 소취제 1440(DG)는 희석수에 증류 정제 목초액 4.3%와 알코올 0.24%, 상기한 천연 수용성 향료 0.24%, 색소첨가물을 용액 1ℓ당 0.005㎎을 혼합하여 제조한 원액을 희석수에 20배 희석하여 제조하고, 소취제 0121(DY)는 희석수에 증류 정제 목초액 2.1%와 알코올 0.21%, 상기한 천연 수용성 향료 0.1%, 색소첨가물을 용액 1ℓ당 0.005㎎을 혼합하여 제조한 원액을 희석수에 20배 희석하고 제조하여 이에 대한 소취 성능시험을 K연구원에 의뢰하여 6단계 관능법의 품질보증 검사기준에 의해 시험측정 하였다(표 1, 표 2 참조) 그 결과 암모니아, 트리메틸아민, 아세트산은 0도, 담배연기의 경우엔 최소 감지값 영역인 1도가 측정되는 결과를 나타냈다.

또, 소취제의 동물과 인체의 안정성을 고려하여 급성독성시험(LD₅₀)과 피부자극시험(P.I.I.)을 행하였다. 여기서 급성독성시험은 원액으로, 피부자극시험은 15배 희석하여 실험하였더니 LD₅₀값은 2000mg/kgB.W., P.I.I.값은 0.75로 저자극으로 나타나 소취제로서의 동물과 인체에 큰 영향을 미치지는 않는 것으로 나타났다.

이와같이 활용 가능한 천연유기물질인 나무를 건류하여 얻은 목초액의 정제, 희석, 조제를 하여 얻은 소취제는 알코올과 식물정유성분에 의거 목초액의 불쾌한 특유의 냄새 및 악취가 용해되고 중화되어 발생하지 않으며, 화장실이나 음식물 쓰레기, 애완견 등으로 부터 발생하는 악취나 음식점, 생선가게, 대형상가 등에서 발생하는 실내외의 악취제거에 탁월한 효과를 나타내고, 또 대형쓰레기 매립장이나 염기성 폐수처리시 중화작용과 함께 은폐효과의 강한 이중효과를 얻을 수 있으며, 특히 천연유기물로 부터 얻은 제품이라 이차적인 환경오염을 발생시키지 아니하므로 다양한 용도로 환경 오염의 방제를 목적으로 이용할 수 있는 등 그 효과가 매우 크다.

Claims (1)

1. 3개월 가량 숙성된 목초액 1ℓ당 황산 0.3㎖를 가하여 증류하여 얻은 저 용해타르 증류 목초액에 5%의 알코올, 1∼5%의 수용성 향료와 무수황산나트륨, 폴리에틸렌 글리콜 및 식용 색소를 섞어 만든 색소 첨가제 0.005g/ℓ를 가하여 제조한 원액을 20∼40배 희석하여 제조한 정제 목초액을 이용한 소취제.