KR100467118B1

KR100467118B1 - 자성 부식산 콜로이드 미셀 펠렛트의 제조 방법

Info

Publication number: KR100467118B1
Application number: KR10-2002-0066297A
Authority: KR
Inventors: 서영준; 서희동; 서영진
Original assignee: 서희동
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2005-01-24
Also published as: KR20040037706A

Abstract

본 발명은 자성(磁性) 부식산콜로이드미셀(Colloidal micelle)의 페렛트(Pellet)를 제조하는 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은, 킬레이트(Chelate)성풀브산(Fulvic acid) 함량이 많은 해양성규조류, 해양성 동·식물의 유체(遺體) 등이 광물질과 함께 퇴적되어 부식화(腐植化 ; Humification)된 해양성부식산콜로이드미셀에 유문암(流紋巖) 또는 대사이드(Dacite)질의 부석(浮石), 각섬석(角閃石), 감람석(橄欖石), 흑운모(黑雲母), 유문암(流紋巖), 천매암(千枚巖), 거정석(巨晶石), 진주암(眞珠巖), 맥반석(麥飯石) 등과 같이 풍화작용을 받기 쉬운 광물의 분말과 자철광(磁鐵鑛 ; FeO·Fe₂O₃)이나 4.3산화철(Fe₃O₄)분말 또는 바륨 페라이트(Barium ferrite ; BaO·6Fe₂O₃)나 스트론튬 페라이트(Strontium ferrite ; SrO·6Fe₂O₃)분말을 혼합한 다음 이들에 알긴산소다(Sodium alginate), 키토산(Chitosan)수지, 셀룰로오스(Cellulose)계수지 등을 바인더(Binder)로 공급하여 교반혼합한 후 펠렛트(Pellet)사출기로 보내어 펠렛트 형태로 사출한 다음 건조공정으로 보내어 건조한 후 착자공정으로 보내어 착자하여 자성부식산콜로이드미셀 펠렛트를 만든다.

특이한 사항은 하·폐수처리, 악취처리공정에 적용하였을 때는 처리효율이 우수하며 설치비 및 운전비용도 종래의 처리방법에 비해서 월등히 우수하며, 가축음용수처리에 적용하였을 때는 성장속도 및 육질의 향상효과가 있기 때문에 이들 분야에 널리 이용될 것으로 전망된다.

Description

자성부식산콜로이드미셀 펠렛트의 제조방법{Manufacturing method for the pellet of magnetized oceanic humic acid colloidal micelle}

본 발명은 킬레이트(Chelate)성 풀브산(Fulvic acid) 함량이 많은 해양성규조류, 해양성 동·식물의 유체(遺體) 등이 광물질과 함께 퇴적되어 부식화(腐植化 ; Humification)된 해양성부식산콜로이드미셀(Colloidal micelle)에 유문암(流紋巖) 또는 대사이드(Dacite)질의 부석(浮石), 각섬석(角閃石), 감람석(橄欖石), 흑운모(黑雲母), 유문암, 천매암(千枚巖), 거정석(巨晶石), 진주암(眞珠巖), 맥반석(麥飯石), 알로패인(Allophane)질 화산회토 등과 같이 풍화작용을 받기 쉬운 광물의 분말과 자철광(磁鐵鑛 ; FeO·Fe₂O₃)이나 4.3산화철(Fe₃O₄)분말 또는 바륨 페라이트(Barium ferrite ; BaO·6Fe₂O₃)나 스트론튬 페라이트(Strontium ferrite ; SrO·6Fe₂O₃) 분말을 혼합한 다음 이들에 알긴산소다(Sodium alginate), 키토산(Chitosan)수지, 셀룰로오스(Cellulose)계수지 등을 바인더(Binder)로 공급하여 교반혼합한 후 펠렛트(Pellet)사출기에서 펠렛트 형태로 사출한 다음 건조한 후 착자하여 자성부식산콜로이드미셀 페레트(Pellet)를 제조하는 방법을 제시하는 것이다.

일본 공개특허공보 평(平) 6-9280호에서는 해양성부식산콜로이드미셀(軟質多孔性古代海洋腐植質 이라 칭하였음)을 Si₆O₈와 혼합해서 입상(粒狀), 구상(球狀) 또는 환상(環狀)으로 성형가공후 전기로에서 1,000℃ 이상으로 소결(燒結)하여 다공질의 물질로 한 것을 바이오세라믹(Bio-ceramics)이라 하여, 토양개량제, 수질정화제 등으로 사용하였으나, 1,000℃ 이상으로 소결처리를 하므로 킬레이트(Chelate)성유기산미네랄(Minerals)착염형태가 연소 산화되어 단순한 미네랄로 존재하기 때문에 유용미생물에 미네랄 공급능력이 떨어지며, 또한 활성화물질(효소 등)이 연소 소멸되므로 성능을 저하시키는 결과를 초래하였으며, 또한, 자철광 함량이 낮거나 보자력(保磁力)이 낮은 경우에는 미생물의 대사활동이 활발하지 못하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 생물학적 하·폐수처리의 미생물배양공정, 생물학적 악취처리의 미생물배양공정 등에 적용하여 처리효율을 향상하면서 시설비 및 운영비를 절감하며, 가축음용수처리공정에 적용하여 유용한미생물을 배양하여 가축에 급여하므로, 성장속도 및 육질을 향상하는 효과를 가져올 수 있게 하며, 배양미생물을 농작물에 살포하여 병해의 예방과 수확량의 증대 및 품질의 향상효과를 가져올 수 있게 하고, 축사, 퇴비사, 간이화장실과 같은 악취발생지역에 살포하여 악취발생의 저감 및 유해병원성미생물의 생육억제효과 등을 가져올 수 있는 등의 유용미생물배양공정에 사용하는 자성부식산콜로이드미셀의 펠렛트를 제조하는 방법을 제시하는 것이 목적이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전술한 해양성부식산콜로이드미셀에 동·식물에 미네랄(Minerals) 공급이 용이한 광물(풍화가 용이한 광물)인 윤문암 또는 대사이드(Dacite)질 부석, 각섬석, 감람석, 흑운모, 유문암, 천매암, 거정석, 진주암, 맥반석과 같은 광물의 분말과 자성물질인 자철광 또는 바륨 페라이트나 스트론튬 페라이트의 분말을 혼합한 다음 이들에 알긴산소다, 키토산수지, 셀룰로오스계수지 등을 공급하여 교반혼합한 후 펠렛트 형태로 가공 한 다음 건조한 후 착자하여 자성부식산콜로이드미셀 펠렛트를 제조한다.

해양성부식산콜로이드미셀(Colloidal micelle)은 해양의 동·식물성 플랑크톤(Plankton), 해조류(海藻類), 해초 및 어류와 같은 동·식물의 유체(遺體), 패화석(貝化石), 화산회토(火山灰土) 등이 퇴적되어 유기물이 미생물과 미네랄의 영양을 받으면서 분해, 환원, 발효, 합성 등을 반복하면서 해저지층이나 해안주변의 지층에 퇴적되어 수백만년내지는 수천만년동안 퇴적되어 있는 토양의 성분으로서 일부학자들은 해양성규조토(海洋性硅藻土)라고도 하며, 이 해양성부식산콜로이드미셀중에는 동·식물의 생육에 생리적활성을 주는 레티놀(Retinol ; Vitamin-A), 티아민(Thiamin ; Vitamin-B1), 리보플라빈(Riboflavin ; Vitamin-B2), 피리독신(Pyridoxine ; Vitamin-B6), 코발아민(Cobalamin ; Vitamin-B12), 토코페롤(Tocopherol), 비오틴(Biotin ; Vitamin-H)과 같은 비타민(Vitamin)류, 동·식물의 신장생장(伸張生長 ; Stretch growth)을 하는 헤테로옥신(Heteroauxin ; Indol-3-acetic acid)과 같은 옥신류, 시토키닌(Cytokinin), 지베렐린(Gibberellin)과 같은 호르몬(Hormom)류, 동·식물의 성장을 촉진하는 디카르복시산(Dicarboxylic acid), 호박산(Succinic acid), 푸마르산(Fumaric acid), 엽산(Folic acid), 판토텐산(Pantothenic acid), 파라아미노벤조산(Para-aminobenzoic acid) 등과 같은 유기산, 글루타민산(Glutamic acid), 리신(Lysine), 페닐아라닌(Phenylalanie), 메티오닌(Methionine), 발린(Valine), 세린(Serine), 알라닌(Alanine), 글리신(Glycine), 시스테인(Cysteine), 아스파라긴산(Asparaginic acid), 알라닌(Argnine), 히스티딘(Histidine), 티록신(Thyroxine), 류신(Leucine), 트립토판(Tryptophane), 트레오닌(Threonine) 등과 같은 아미노산, 리파아제(Lipase), 아밀라아제(Amylase), 프로테아제(Protease), 우레아제(Ueaase), 산화효소(Oxidase)와 같은 효소, 칼슘(Ca), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 망간(Mn), 나트륨(Na), 철(Fe), 규소(Si), 란탄(La), 스트론튬(Sr) 등의 미네랄성분과 같이 동·식물 및 유용미생물의 생육에 유익한 작용을 하는 물질과 병원성미생물과 같은 유해미생물의 생육을 억제하는 페니시린(Penicillin), 테트라마이신 (Tetramycin), 오레오마이신(Aureomycin), 스트렙토마이신(Streptomycin)과 같은 항생물질(Antibiotcs) 등 다양한 물질들이 함유되어 있다.

나가사기현(長崎懸) 가라고(唐比)의 해적호(海跡湖)인 함몰습지(陷沒濕地)에는 주변 운젠(雲仙) 화산군의 화산활동 시 분출된 화산회토와 해양성규조류, 플랑크톤(Plankton), 해초, 어패류와 같은 해양성 동·식물의 유체(遺體) 등이 혼합되어 퇴적되어 생성된 해양성부식산콜로이드미셀(Colloidal micelle)로 화산회토에서 유입된 자철(磁鐵) 성분이 2.2∼4.5wt% 정도 함유되어 있으며, 상당부분의 철은 킬레이트성 풀브산(Fulvic acid)철착염의 형태로 존재하고 있다.

이 해양성부식산콜로이드미셀을 생물학적 하·페수처리, 생물학적 악취처리, 가축음용수처리, 가축음용수처리, 퇴비화처리 등의 미생물배양공정에 적용한 결과 자철 성분이 2.5wt% 이하인 경우에는 성능이 월등히 감소하였으며, 자철성분이 4wt% 이상의 경우에는 미생물 배양효율이 대체적으로 양호하였다.

본 발명에서는 전술한 가라고(唐比) 습지에 퇴적된 해양성부식산콜로이드미셀인 부식토양(腐植土壤)에 자철광(磁鐵鑛 ; FeO·Fe₂O₃)이나 4.3산화철(Fe₃O₄)분말 또는 바륨 페라이트(Barium ferrite ; BaO·6Fe₂O₃)나 스트론튬 페라이트(Strontium ferrite ; SrO·6Fe₂O₃) 분말을 5∼15wt% 정도 공급하여 교반혼합을 하면서 60일 이상 숙성한 다음에 수용성 바인더(Binder)이면서 미생물 생육에 도움을 주는 알긴산소다(Sodium alginate) 및 키토산(Chitosan)수지, 셀룰로오스(Cellulose)수지 등의 수용액을 5∼10wt% 정도 가해서 혼합 교반한 후 구상의 펠렛트(Pellet)상이나 환상으로 가공한 다음 4∼5일간 자연 건조한 후 유기성바인더가 변성되지 않은 범위인 100∼250℃의 열풍으로 건조한 펠렛트를 제조한 다음에 자기력선속밀도(Magnetic flux density)가 300G(Gauss)이상 되게 착자(着磁)하여 자성부식산콜로이드미셀 펠렛트를 제조한다.

또한, 국내 동해안 해안 가까운 곳에 퇴적된 해양성부식토(이탄)와 같이 무기물(Minerals)농도가 45wt%이하인 경우에는 자철광분말 또는 바륨 페라이트나 스트론튬 페라이트분말을 5∼15wt% 정도 공급하여 교반혼합한 다음에 유문암(流紋巖) 또는 대사이드(Dacite)질의 부식(浮石), 각섬석(角閃石), 감람석(橄欖石), 흑운모(黑雲母), 유문암(流紋巖), 석영안산암(石英安山巖), 친매암(千枚巖), 거정석(巨晶石), 진주암(眞珠巖), 맥반석(麥飯石), 알로패인(Allophane)질 화산회토 등과 같이 풍화작용을 받기 쉬운 광물의 분말 1종류 이상을 유기물/무기물의 무게 비(比)가 0.8∼1.2의 범위로 주입하여 교반혼합을 하면서 60일 이상 숙성한 다음 이들에 알긴산소다, 키토산수지, 셀룰로오스계수지 등의 수용액을 바인더로 5∼10wt% 정도 가해서 교반혼합한 후 펠렛트 사출기에서 펠렛트 형태로 사출한 다음 건조한 후 자기력선속밀도(자속밀도)가 300G이상 되게 착자하여 자성해양성부식산콜로이드미셀 펠렛트를 제조한다.

자성해양성부식산콜로이드미셀 펠렛트를 대사이드질의 부석, 각섬석, 감람석, 흑운모, 유문암, 천매암, 거정석, 진주암, 맥반석과 같은 활성미네랄 미네랄(Minerals) 성분이 다량 함유된 광물과 자성자철광괴, 자성광물, 자석(磁石) 등과 함께 하·폐수처리, 탈취처리, 가축음용수처리, 퇴비화처리 등의 미생물 배양공정의 생물반응기(Bio-reactor)에 설치하여 미생물 배양에 이용한다.

[실시 예1]

이하 사용되는 양을 나타내는 "부"는 중량부를 말한다.

가라고(唐比) 습지에 퇴적된 해양성부식산콜로이드미셀인 부식토양(함수율 ; 38wt%) 100부에 자철광(磁鐵鑛; FeO·Fe₂O₃)분말 4부를 공급하여 교반혼합을 하면서 70일간 숙성을 한 다음에 알긴산소다, 키토산수지와 CMC(Carboxymethyl cellulose)수지를 1 : 0.2 : 0.5 비로 혼합한 것을 20%수용액으로 물에 용해한 것을 10부를 가해서 혼합 교반한 후 구상의 펠렛트(Pellet)상으로 가공후 4∼5일간 자연 건조한 후 100∼250℃의 열풍으로 건조를 하여 건조된 펠렛트를 제조한 다음 자속밀도가 300G이상 되게 착자(着磁)하여 자성부식산콜로이드미셀 펠렛트를 제조한 것을 축산폐수처리의 미생물배양조 생물반응기에 대사이드(Dacite)질 부석과 자철광괴를 함께 설치하여 처리한 결과 표 1의 내용에서와 같이 고도처리 할 수 있었다.

[실시예 2]

국내 동해안에 퇴적된 무기물 함량이 적은 해양성부식토(함수율 ; 40wt%) 100부에 자성자철광분말 5부와 대사이드질 부석, 감섬석, 천매암을 2 : 1 : 1의 비율로 혼합한 광물의 분말을 15부를 주입하여 교반혼합을 하면서 80일간 숙성한 다음 이들에 알긴산소다, 키토산수지와 CMC수지를 1 : 0.2 : 0.5 비로 혼합한 것을 20%수용액으로 물에 용해한 것을 10부를 가해서 혼합 교반한 후 구상의 펠렛트 상으로 가공 후 4∼5일간 자연 건조한 후 100∼250℃의 열풍으로 건조를 하여 건조된 펠렛트를 제조한 다음 자속밀도가 300G이상 되게 착자(着磁)한 자성부식산콜로이드미셀펠렛트를 비육돈 음용수처리의 미생물 배양공정의 생물반응기에 대사이드질부석과 자철광괴를 설치하여 유용미생물을 배양하여 비육 및 육성돈 100두에 급여하여 105∼110kg 까지 사육한 결과와 일반 사육한 대조구 100두의 사육성적서는 표 2의 내용과 같다.

전술한 기술내용으로부터 자명하듯이, 본 발명의 자성해양성부식산콜로이드미셀 펠렛트, 활성미네랄성분 및 자철광은 하·폐수처리, 탈취처리, 퇴비화처리, 가축음용수처리 등 미생물 배양공정에서 미생물배양효율이 우수하기 때문에 이들 분야에 널리 보급 될 것으로 기대된다.

Claims

해양성부식산콜로이드미셀(Colloidal micelle)에 자철광(FeO·Fe₂O₃)이나 4.3산화철(Fe₃O₄)분말 또는 바륨 페라이트(Barium ferrite ; BaO·6Fe₂O₃)나 스트론튬 페라이트(Strontium ferrite ; SrO·6Fe₂O₃) 분말 5∼15wt% 을 공급하여 교반혼합한 다음에 풍화작용을 받기 쉬운 광물(유문암 또는 대사이드질의 부석, 각섬석, 감람석, 흑운모, 유문암, 천매암, 거정석, 진주암, 맥반석, 알로패인질 화산회토)의 분말을 유기물/무기물의 무게 비가 0.8∼1.2의 범위로 주입하여 교반혼합하면서 60일 이상 숙성한 다음에 바인더(알긴산소다, 키토산수지, 셀룰로오스계수지 수용액)를 5∼10wt%를 주입하여 혼합 교반한 다음 구상의 펠렛트(Pellet)상으로 가공후 4∼5일간 자연 건조한 후 100∼250℃의 열풍으로 건조한 다음 자속밀도가 300G이상 되게 착자(着磁)하여 자성부식산콜로이드미셀 펠렛트를 제조하는 방법.
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