KR100580857B1 - Disposal method of food wastes using the mixture of Bacillus smithi and thermotolerant yeast - Google Patents

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Abstract

본 발명은 함수율이 높은 음식물 쓰레기의 생분해를 촉진하는 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 균주 및 고온성 효모의 혼합균주 ATS-1(KCTC 10637BP), 및 상기 혼합균주를 이용한 쓰레기 처리방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 37℃ 내지 60℃의 고온에서 생육하는 고온성 미생물인 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모의 혼합균주 ATS-1(KCTC 10637BP)을 이용하여 미생물의 분해활성을 증가시킬 수 있는 고온 환경에서, 함수율을 크게 낮추지 않고도 효율적으로 음식물 쓰레기를 분해할 수 있는 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mixed strain ATS-1 (KCTC 10637BP) of Bacillus smithi strain and thermophilic yeast that promotes biodegradation of food waste having a high moisture content, and a waste disposal method using the mixed strain. More specifically, the present invention uses the bacterium ATS-1 (KCTC 10637BP) mixed with a thermophilic bacterium Bacillus smithi and a thermophilic yeast to grow at high temperatures of 37 ° C to 60 ° C. In a high temperature environment that can be increased, the present invention relates to a method of treating food waste efficiently without significantly lowering the water content.

바실러스 스미스아이 * 고온성미생물 * 음식물 쓰레기 * 함수율 * 수분조절제 * 생분해Bacillus Smith Eye * Thermophilic Microorganisms * Food Waste * Water Content * Moisture Control * Biodegradation

Description

바실러스 스미스아이 및 고온성 효모의 혼합균주를 이용한 쓰레기 처리방법{Disposal method of food wastes using the mixture of Bacillus smithi and thermotolerant yeast}Disposal method of food wastes using the mixture of Bacillus smithi and thermotolerant yeast}

도 1a은 본 발명에 사용되는 쓰레기 소멸화 장치의 외관을 촬영한 것이다.Figure 1a is a photograph of the appearance of the waste extinction device used in the present invention.

도 1b는 본 발명에 사용되는 쓰레기 소멸화 장치의 내부를 촬영한 것이다.Figure 1b is a photograph of the interior of the garbage extinguishing device used in the present invention.

도 2는 본 발명에 사용되는 쓰레기 소멸화 장치의 모식도를 나타낸 것이다.Figure 2 shows a schematic diagram of the waste extinction device used in the present invention.

본 발명은 함수율이 높은 음식물 쓰레기의 생분해를 촉진하는 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 균주 및 고온성 효모의 혼합균주 ATS-1(KCTC 10637BP), 및 상기 혼합균주를 이용한 쓰레기 처리방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 37℃ 내지 60℃의 고온에서 생육하는 고온성 미생물인 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 균주 및 고온성 효모의 혼합균주인 ATS-1(KCTC 10637BP)을 이용하여 미생물의 분해활성을 증가시킬 수 있는 고온 환경에서, 함수율을 크게 낮추지 않고도 효율적으로 음식물 쓰레기를 분해할 수 있는 음식물 처리방법에 관한 것이다. The present invention relates to a mixed strain ATS-1 (KCTC 10637BP) of Bacillus smithi strain and thermophilic yeast that promotes biodegradation of food waste having a high moisture content, and a waste disposal method using the mixed strain. More specifically, the present invention is the decomposition of microorganisms using ATS-1 (KCTC 10637BP), which is a mixed strain of Bacillus smithi , a thermophilic microorganism growing at a high temperature of 37 ℃ to 60 ℃ and thermophilic yeast In a high temperature environment that can increase the activity, the present invention relates to a food processing method capable of efficiently dissolving food waste without significantly lowering the water content.

우리나라의 1일 생활폐기물 발생량은 통계상 46,438톤(2000년 기준)에 달하고 있으며 지난 20여년간 인구의 증가와 도시의 산업화, 도시 집중화로 인하여 폐기물 발생량이 급격히 증가하고 있다. 폐기물의 처리현황을 살펴보면 1991년에는 생활폐기물 중 89.2%를 매립처리하고, 7.9%만을 재활용하였으나, 2000년에는 쓰레기종량제 실시 및 재활용정책에 힘입어 매립처리율이 47.0%로 줄어드는 한편 재활용률이 41.3%로 증가하고 있다. Korea's daily waste generation amounted to 46,438 tons (as of 2000), and the amount of waste generation has increased rapidly due to the increase of population, industrialization of cities and urban concentration over the past 20 years. In 1991, 89.2% of household waste was landfilled and only 7.9% was recycled.In 2000, the landfill rate was reduced to 47.0% due to the waste-based waste disposal system and recycling policy, while the recycling rate was 41.3%. It is increasing.

이중에서도, 음식물쓰레기의 처리는 대부분 매립에 의존하고 있으나, 음식물쓰레기의 경우 함수량이 높기 때문에 매립하면 그 자체가 침출수 발생원이 되며, 수거 및 운반 과정에서 쉽게 부패되어 악취 등 제반문제의 원인이 되기 쉽다. 또 다른 처리 방법으로 소각하는 방법이 있으나, 많은 수분함량으로 인하여 소각효율을 저하시키기 때문에 처리비용이 비싸며 다이옥신등의 환경유해성 물질이 배출되게 된다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 음식물쓰레기를 퇴비화, 사료화, 에너지화 등으로 재활용하는 방안이 본격적으로 진행되고 있다. Among them, the disposal of food waste mostly depends on the landfill, but since food waste has a high water content, landfill itself is a source of leachate, and it is easily decayed during the collection and transportation process, and is likely to cause various problems such as odor. . Although there is another method of incineration, the incineration efficiency is lowered due to a large amount of water, and thus the treatment cost is high and environmentally harmful substances such as dioxins are emitted. In order to solve these problems, a plan for recycling food waste by composting, feeding, and energy has been in progress.

혐기성 소화는 습한 생분해성 폐기물을 대상으로 하고 에너지를 회수할 수 있는 점에서 퇴비화에 비해 유리하다고 볼 수 있으나, 또한 퇴비화에 비해 시설규모가 크고 유지비용이 더 많이 소요된다는 단점도 갖고 있다. 열적 처리로는 현재까지 소각 이외에는 기술적으로 입증된 상용화 처리시설이 없으나, 생활폐기물과 통합 처리하는 가스화용융시설 등이 개발 중에 있다(정일록, 2002).Anaerobic digestion can be seen as an advantage over composting in that it can target wet biodegradable waste and recover energy, but it also has the disadvantage of larger facility size and higher maintenance costs than composting. As for thermal treatment, there is no technically proven commercial treatment facility other than incineration to date, but a gasification melting facility that integrates with domestic waste is under development (Jung, Il-lok, 2002).

퇴비화 방식의 경우 소멸식, 발효식, 건조식 등이 대표적으로 설치, 운영되었는데, 수분 조절제(톱밥, 왕겨 등)와 미생물을 넣어 음식물쓰레기(유기물)을 분 해하는 방식인 소멸식은 수분조절제의 수급이 어려운 점과 가격의 상승 등이 문제점으로 지적되고 있으며, 건조식의 경우 음식물쓰레기를 투입하고 열풍이나 히터, 또는 간접 증기 가열장치로 70~120℃의 온도를 가하여 수분을 증발시키고 동시에 건조된 내용물을 교반작용에 의해 분쇄, 감량화 시키는 방식이나 가열장치의 경제성을 고려해 볼 때 실용화면에서 실효성이 떨어진다. 반면에 외부로부터 추가적인 열 공급 없이 미생물반응에 의해서 생성되는 열에너지를 이용하는 고온호기성방식은 유기폐수의 정화 처리방식의 한 방식으로 연구가 진행되었는데, 각종 제어기술의 부족으로 인하여 현장에서 적용되지 못하고 있다. In the composting method, annihilation type, fermentation type, and dry type were installed and operated.In general, the type of water control agent (sawdust, rice husk, etc.) and microorganisms are used to break down food waste (organic matter). Difficulties and rising prices have been pointed out as problems.In the case of dry food, food waste is added and hot air, a heater, or an indirect steam heating device is applied at a temperature of 70-120 ° C. to evaporate moisture and at the same time dry contents. Considering the method of pulverizing and reducing by the stirring action or the economics of the heating apparatus, the effectiveness is inferior in the practical screen. On the other hand, the high temperature aerobic method using heat energy generated by microbial reaction without additional heat supply from the outside has been studied as a method of purifying organic wastewater, but it has not been applied in the field due to the lack of various control technologies.

이 처리방법은 고온성 미생물을 활성화시키는 것이 관건이며, 지속적으로 온도를 유지시키는 방법이 없어 현재 이용되는 각종 폐수처리방법처럼 상용화 단계까지는 도달하지 못하고 있다. 이러한 반응열을 이용하는 공정들의 장점은 고온에서 반응이 진행되기 때문에 유기물 제거속도가 빠르고, 유기물 부하에 대한 안정적인 처리효율을 나타내며, 고온이므로 질산화가 일어나지 않아 공급된 산소의 효율적인 이용이 가능하고 안정된 처리물을 얻을 수 있다는 점이다. This treatment method is the key to activate the thermophilic microorganisms, and there is no method to maintain the temperature continuously, so it has not reached the commercialization stage like various wastewater treatment methods currently used. The advantages of the processes using the heat of reaction are that the reaction proceeds at high temperature, so the removal rate of organic matter is high, and it shows stable processing efficiency for the load of organic matter. Is that you can get

이중 퇴비화와 소멸화 방식의 경우 톱밥과 같은 팽창제(bulking agent)를 필요로 하게 되는데, 그만큼 장치의 부피가 커지기 때문에 쓰레기 처리비용이 높다. 또한, 퇴비화 과정중에 대부분의 유기물은 이산화탄소, 암모니아, 호기 및 혐기성 상태에서 생성되는 메르캅탄, 물, 미생물세포, 열에너지, 그리고 부식질(humus)로 전환되며, 이중 암모니아와 메르캅탄은 심한 악취를 발생하기 때문에 이를 제거하기 위한 탈취탑과 백금촉매 사용의 불편비용을 초래한다. 최근에는 이러한 부가적 인 비용을 줄이기 위해 배기가스를 재순환 시키는 방식을 도입한 바 있으나, 여전히 악취제거를 위한 백금촉매를 일반적으로 사용하고 있어 근본적인 비용절감은 이루어지지 않고 있다. In the case of the double composting and extinguishing method, a bulking agent such as sawdust is required, and as the volume of the device increases, the waste disposal cost is high. In addition, during the composting process, most organics are converted to mercaptan, water, microbial cells, thermal energy, and humus, which are produced in carbon dioxide, ammonia, aerobic and anaerobic conditions. This results in inconvenient cost of using the deodorizing tower and platinum catalyst to remove it. Recently, in order to reduce these additional costs, a method of recycling exhaust gas has been introduced, but the platinum catalyst for removing odor is generally used, and thus, fundamental cost reduction has not been achieved.

현재 우리나라의 음식물쓰레기 퇴비화 및 소멸화 방식에서 사용하고 있는 대표적인 미생물은, 셀룰로오스를 분해할 수 있는 미생물 종으로 알려져 있는 미생물 종으로서 코리네형(coryneform), 노카디오형(nocardioform), 진정 섬유상 세균(true filamentous bacteria), 방선균류(actinomycetes)와 같은 것이 있다. 이러한 세균은 탄화수소, 식물의 잔재, 그리고 토양퇴비의 분해에 있어 주요 역할을 담당한다. 이러한 그룹에 속하는 일부 미생물은 또한 살충제를 분해한다. 주로 Streptomyces에 속하는 섬유상 방선균류는 특징적인 땅 냄새를 주는 지오스민(geosmin) 같은 냄새나는 화합물을 생성한다(Parker, 2001). 토양미생물은 유기물 처리에 관하여 (1) 쉽게 사용할 수 있거나 어려운 기질에 대한 선호도, (2) 이들이 필요로 하는 기질의 농도에 기초하여 분류될 수 있다. 고영양 수준에서 슈도모나스균(Pseudomonas)과 같은 미생물은 당이나 아미노산과 같은 쉽게 사용할 수 있는 기질에 빠르게 반응한다. 토착형은 자연적 유기물을 최대한 이용하는 경향이 있다. 이들은 아트로박터(Arthrobacter)와 많은 토양 방선균류(actinomycete)와 같은 것이다.The representative microorganisms currently used in food waste composting and extinction methods in Korea are microbial species known as microbial species that can degrade cellulose, such as coryneform, nocardioform, and true fibrous bacteria filamentous bacteria, actinomycetes. These bacteria play a major role in the degradation of hydrocarbons, plant residues and soil compost. Some microorganisms belonging to this group also degrade pesticides. Fibrous actinomycetes, primarily belonging to Streptomyces , produce odorous compounds, such as geosmin, which give a characteristic land odor (Parker, 2001). Soil microorganisms can be classified based on (1) preference for readily available or difficult substrates with respect to organic matter treatment, and (2) concentrations of substrates they require. At high nutritional levels, microorganisms such as Pseudomonas react quickly to readily available substrates such as sugars and amino acids. Indigenous forms tend to make the most of natural organics. These are the same as Arthrobacter and many soil actinomycetes.

방선균류 미생물의 경우 함수율이 70% 이하에서 성장이 빠르기 때문에 기 개발된 음식물쓰레기의 퇴비화 및 소멸화 방식은 모두 함수율을 40~60% 사이로 맞추도록 권장하고 있다. 그러나 이러한 함수율 조절은 대규모 쓰레기 처리장에서는 일 부 가능하겠으나, 가정이나 식품접객업소, 대형 유통 시장과 같은 곳에서는 대부분 불가능하기 때문에 효율적인 쓰레기 처리의 가장 큰 실패 원인이라 할 수 있다. In case of actinomycetes microbial growth rate is faster than 70%, both the composting and extinction methods of previously developed food waste are recommended to set the water content between 40 ~ 60%. However, this water content control may be possible in some large-scale waste disposal plants, but is most likely not possible in homes, food service establishments, and large distribution markets.

이러한 상황에서, 본 발명자들은 37~60℃의 고온에서 생육하며 함수율이 높은 음식물쓰레기를 분해할 수 있는 미생물에 대하여 연구한 결과, 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모의 혼합균주를 쓰레기 분해용 조성물에 적용할 경우, 고온에서 미생물의 분해활성이 높아짐에 따라 음식물 쓰레기의 생분해능이 증가하며, 높은 함수율을 가진 음식물 쓰레기에 대해서도 그 활성이 높음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.In this situation, the present inventors have found that the growth at a high temperature of 37 ~ 60 ℃ and a result of research on microorganisms capable of decomposing the food waste with high water content, Bacillus Smith children (Bacillus smithi) and decomposing the mixed culture of the thermophilic yeast waste When applied to the composition, the biodegradability of food waste increases as the decomposition activity of the microorganism increases at high temperature, and found that its activity is high even for food waste having a high water content and completed the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 음식물 쓰레기 분해능이 우수한 고온성 미생물 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모의 혼합균주인 ATS-1을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide ATS-1, which is a mixed strain of thermophilic microorganism Bacillus smithi and thermophilic yeast having excellent food waste resolution.

또한, 본 발명의 목적은 고온성 미생물 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모의 혼합균주인 ATS-1을 유효성분으로 함유하는 미생물 제제를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a microbial preparation containing ATS-1, a mixed strain of thermophilic microorganism Bacillus smithi and thermophilic yeast, as an active ingredient.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모의 혼합균주인 ATS-1(KCTC 10637BP)을 함유하는 미생물 제제를 이용한 음식물 쓰레기 처리방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a food waste treatment method using a microbial agent containing ATS-1 (KCTC 10637BP), which is a mixed strain of Bacillus smithi and thermophilic yeast.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 37~60℃의 고온에서 생육하는 고온성 미생물인 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모의 혼합균주인 ATS-1을 이용하여 음식물 쓰레기의 분해를 촉진시키는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, in the present invention, decomposition of food waste using ATS-1, which is a mixed strain of Bacillus smithi and thermophilic yeast, which is a thermophilic microorganism growing at a high temperature of 37 to 60 ° C. It is characterized by promoting.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모의 일반적인 특징은 하기와 같다. The general characteristics of Bacillus smithi and pyrogenic yeast of the present invention are as follows.

바실러스 스미스아이(Bacillus smithi)는 음식물 소멸화에 사용되는 음식물 분해 세균으로서, 난분해성 물질인 셀룰로오스에도 탁월한 분해능을 가지고 있으며, 세포벽 구성 물질인 N-acetyl-glucosamine을 분해할 수 있다. Bacillus smithi is a food-degrading bacterium used to extinguish foods, and has an excellent resolution on cellulose, a hardly degradable substance, and can decompose N-acetyl-glucosamine, a cell wall component.

또한, 고온성 효모는 일반적인 효모와 마찬가지로 음식물쓰레기를 알콜발효시켜 냄새를 억제하는 기능이 있으며, 고온에서 작용함으로써 고온성미생물인 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi)와 함께 사용할 수 있다. In addition, the thermophilic yeast has a function of suppressing the odor by alcoholic fermentation of food waste like the general yeast, and can be used with Bacillus smithi, which is a thermophilic microorganism by acting at a high temperature.

바실러스 스미스 아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모는 혼합균주로서 본 발명자에 의해 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁번호 KCTC 10637BP(기탁일: 2004.05.19)로 기탁되었으며, 혼합균주는 ATS-1으로 명명하였다. Bacillus smithi and thermophilic yeast were mixed strains and were deposited by the inventors to the Biotechnology Center of Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology as deposit number KCTC 10637BP (Date: 2004.05.19), and the mixed strains were ATS-1. Named it.

본 발명은 고온성 미생물인 Bacillus smithi 및 고온성 효모의 혼합균주인 ATS-1을 함유하는 미생물 제제를 이용한 쓰레기 처리방법을 제공함으로써, 미생물의 활성이 증가하는 고온에서 음식물쓰레기를 처리할 수 있으며, 기존의 음식물 쓰 레기 처리를 위하여 함수율을 45~60% 이내로 조절해야 했던 것(정과 신 1998, 신과 황 1998, 배재근 2001)과는 달리, 약 85% 이상의 함수율에서도 분해 효율을 높여 쓰레기 소멸화에 투입되는 수분조절제의 양을 상당히 줄일 수 있다.The present invention provides a waste treatment method using a microbial agent containing ATS-1, which is a mixed strain of Bacillus smithi , which is a thermophilic microorganism, and a thermophilic yeast, thereby treating food waste at a high temperature at which microbial activity increases. Unlike conventional food wastes, which had to adjust the water content within 45 ~ 60% (Jung and Shin 1998, Shin and Hwang 1998, and Bae Jae-Geun 2001), the water dissipation efficiency is increased even at 85% or more of water content and used for waste extinction. The amount of moisture control agent can be significantly reduced.

이하, 참조예 및 시험예를 들어 본 발명을 좀 더 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference examples and test examples, but the present invention is not limited only to these examples.

[참조예 1] 미생물의 분리 및 동정Reference Example 1 Isolation and Identification of Microorganisms

토양의 세균 중 섬유소, 단백질, 지방, 녹말을 분해하는 능력이 있는 미생물을 확인하기 위하여 하기와 같은 방법으로 분리작업을 실시하였다.In order to identify the microorganisms capable of breaking down fiber, protein, fat, and starch among the bacteria in the soil, separation was performed as follows.

강원도 화천군 파로호 인근의 두엄 속에서 시료를 채취한 후, 미생물 분리를 위하여 soil extract media를 이용하였는데, 부식토를 1차 증류수에 넣고 autoclave에서 100℃에서 30분간 진탕하였으며, 사용 전에 여과하여, 1)에서 채취한 시료를 소량 넣고 37℃ 및 60℃에서 배양하여 순수 분리하였다. After sampling the sample in the manure near Paro Lake, Hwacheon-gun, Gangwon-do, soil extract media was used to separate the microorganisms. The humus soil was placed in the first distilled water and shaken for 30 minutes at 100 ℃ in an autoclave and filtered before use. A small amount of the collected sample was added and incubated at 37 ° C. and 60 ° C. for pure separation.

분리된 미생물 중 cellulose 분해능이 뛰어난 미생물을 분리하기 위하여 우선 분리 미생물을 멸균증류수에 1/100(w/v)로 희석하여 진탕하였다. 그 다음, 상등액을 CMC(carboxymethyl cellulose)와 resazulin이 첨가된 enrichment nutrient agar(NA)에 평판 도말 한 후, 37℃와 60℃에서 각각 24시간 배양한 후 분홍색의 배지를 투명하게 변화시키는 미생물만을 순수 분리하였으며, CMC-NA 배지의 색을 가장 뚜렷하게 보이는 균주에 대해 16S rDNA 염기서열 분석을 실시하였다. 그 결과, 분리된 균주는 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모임이 확인되었으며, 이들의 혼합균주를 ATS-1(KCTC 10637BP)으로 명명하고, 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁하였다. In order to separate the microorganisms having excellent cellulose resolution among the separated microorganisms, the separated microorganisms were first diluted with 1/100 (w / v) in sterile distilled water and shaken. Then, the supernatant was plated in enrichment nutrient agar (NA) containing CMC (carboxymethyl cellulose) and resazulin, and then incubated at 37 ° C. and 60 ° C. for 24 hours, respectively. 16S rDNA sequencing was performed on the strains showing the most distinct color of CMC-NA medium. As a result, it was confirmed that the isolated strains Bacillus smithi and thermophilic yeast, and their mixed strain was named ATS-1 (KCTC 10637BP), and deposited in the Korea Institute of Bioscience and Biotechnology.

[참조예 2] 쓰레기 소멸화 장치의 제작Reference Example 2 Fabrication of Garbage Extinction Apparatus

음식물 쓰레기의 호기성 소멸화를 위하여, 쓰레기 처리용량이 20㎏/day 및 100㎏/day인 소멸화 장치를 시험 제작하여 사용하였다. 실험장치의 구조는 도 1a, 도 1b 및 도 2에 표시하였다. 20kg/일의 소멸화 장치는 드럼형 타입으로 제작하였으며, 내부 임펠러와 외부 유입 공기를 주입하지 않는 상태에서 소멸화 가능여부를 조사하기 위한 것이었다. 100kg/일의 소멸화 반응기는 소멸화 과정을 육안으로 확인할 수 있도록 두께 1.0cm의 투명 아크릴로 제작하였고, 내부물질의 혼합을 위한 교반축의 작동은 호기적인 조건의 유지를 위해 연속운전으로 하였으며, 유입공기는 가열기(Heater)에 의해 32℃로 뜨거워진 공기를 링블로워로 강제 유입시켰으며, 수분의 증발을 원활히 하기 위하여 반응기전체는 밀폐구조로 하고 반응기 상부의 쓰레기 투입구만을 개방하여 압력을 조절하는 구조로 하였다. In order to aerobic extinction of food waste, a waste extinguishing apparatus having a waste disposal capacity of 20 kg / day and 100 kg / day was used as a test. The structure of the experimental apparatus is shown in Figs. 1A, 1B and 2. The 20kg / day extinction device was manufactured in the drum type, and was intended to investigate the possibility of extinction without injecting the internal impeller and the external inlet air. The 100kg / day extinction reactor was made of transparent acrylic with 1.0cm thickness to visually confirm the extinction process, and the operation of the stirring shaft for mixing the internal materials was performed in continuous operation to maintain aerobic conditions. The air forced the hot air heated to 32 ℃ by the heater into the ring blower.In order to facilitate the evaporation of water, the entire reactor was sealed and only the waste inlet at the top of the reactor was opened to control the pressure. It was set as.

[실시예 1~9] [Examples 1-9]

하기 표 1에 표시된 바와 같이 음식물쓰레기의 중량, 함수량, 소멸화기의 온도를 각각 다르게 하여 참조예2의 소멸화기에 넣은 뒤, ATS-1(바실러스 스미스아이 및 고온성 효모의 복합균주) 및 코코피드(수분조절제)로 구성된 미생물제제를 각각 의 음식물쓰레기에 처리하여 실시예 1~9를 준비하였다. As shown in Table 1 below, the weight of the food waste, the water content, and the temperature of the extinguisher, respectively, were put in the extinguisher of Reference Example 2, and then ATS-1 (combined strain of Bacillus Smith eye and thermophilic yeast) and coco feed The microbial agent consisting of (moisture control agent) was treated to each food waste to prepare Examples 1 to 9.

ATS-1ATS-1 코코피드Coco feed 음식물쓰레기중량Food waste weight 함수율Water content 소멸화기의 온도Temperature of extinguisher 실시예 1Example 1 15㎖15 ml 2㎏2 kg 63.4㎏63.4 kg 84.7%84.7% 44.5℃44.5 ℃ 실시예 2Example 2 15㎖15 ml 2㎏2 kg 63.4㎏63.4 kg 75%75% 44.5℃44.5 ℃ 실시예 3Example 3 15㎖15 ml 2㎏2 kg 63.4㎏63.4 kg 40%40% 44.5℃44.5 ℃ 실시예 4Example 4 15㎖15 ml 2㎏2 kg 63.4㎏63.4 kg 84.7%84.7% 27.5℃27.5 ℃ 실시예 5Example 5 15㎖15 ml 2㎏2 kg 63.4㎏63.4 kg 84.7%84.7% 22.5℃22.5 ℃ 비교예 1Comparative Example 1 -- 2㎏2 kg 63.4㎏63.4 kg 84.7%84.7% 44.5℃44.5 ℃ 비교예 2Comparative Example 2 -- 2㎏2 kg 63.4㎏63.4 kg 75.7%75.7% 44.5℃44.5 ℃ 비교예 3Comparative Example 3 -- 2㎏2 kg 63.4㎏63.4 kg 40.7%40.7% 44.5℃44.5 ℃

[시험예 1] 함수율에 따른 음식물 쓰레기 분해능Test Example 1 Resolution of Food Waste According to Water Content

음식물 쓰레기의 함수율에 따른 본 발명에 의한 혼합균주의 쓰레기 분해능을 비교하기 위하여 실시예 1~3에 대하여 하기와 같이 실험을 수행하였다.In order to compare the waste resolution of the mixed strain according to the present invention according to the water content of the food waste, the experiments were performed as follows for Examples 1 to 3.

소멸화 장치는 참조예 2에서 제작한 것을 사용하였으며, 소멸화 장치의 교반 장치는 6000rpm으로 24시간 동안 작동시켰다. 또한, 소멸기의 온도는 모두 44.5℃ 이었으며, 미생물 제제를 투입하기 전 음식물쓰레기의 중량은 모두 63.4㎏ 이었다. 음식물 쓰레기의 함수율은 각각 84.7%, 75%, 40% 이었다. 음식물 쓰레기는 강원대학교 부설고등학교 식당에서 나오는 쓰레기를 저장한 것으로서 주성분은 밥, 채소, 생선, 두부류 등이었으며, 이 중 채소류(무, 배추, 미나리 등)가 대부분을 차지하였다. 결과는 하기 표 2에 표시하였다.The decay device was prepared in Reference Example 2, and the stirring device of the decay device was operated at 6000 rpm for 24 hours. In addition, the temperature of the extinction was all 44.5 ℃, and the weight of food waste before the introduction of the microbial agent was all 63.4kg. Water content of food waste was 84.7%, 75% and 40%, respectively. Food waste was stored in the restaurant of Kangwon National University high school. The main ingredients were rice, vegetables, fish, tofu, and vegetables (Radish, Chinese Cabbage, Buttercup, etc.). The results are shown in Table 2 below.

함수량에 따른 음식물 쓰레기 중량 변화Changes in Food Waste Weight According to Water Content 투입전Before input 24시간24 hours 48시간48 hours 1주일1 week 2주일2 weeks 실시예 1Example 1 63.4㎏63.4 kg 52.2㎏52.2 kg 51.5㎏51.5 kg 35㎏35 kg 5.6㎏5.6 kg 실시예 2Example 2 63.4㎏63.4 kg 52.1㎏52.1 kg 48.0㎏48.0 kg 31.0㎏31.0 kg 5.5㎏5.5 kg 실시예 3Example 3 63.4㎏63.4 kg 53.8㎏53.8 kg 49.5㎏49.5 kg 29.9㎏29.9 kg 5.0㎏5.0 kg 비교예 1Comparative Example 1 63.4㎏63.4 kg 59.2㎏59.2 kg 56.5㎏56.5 kg 43.3㎏43.3 kg 33.1㎏33.1 kg 비교예 2Comparative Example 2 63.4㎏63.4 kg 58.4㎏58.4 kg 54.7㎏54.7 kg 39.9㎏39.9 kg 28.6㎏28.6 kg 비교예 3Comparative Example 3 63.4㎏63.4 kg 58.2㎏58.2 kg 53.8㎏53.8 kg 38.3㎏38.3 kg 13.5㎏13.5 kg

상기 표 2에 표시된 바와 같이, 본 발명의 혼합균주 ATS-1을 함유한 미생물 제제를 함수율이 다른 음식물 쓰레기에 적용한 경우에는 분해능에 큰 차이가 없었으나, ATS-1(KCTC 10637BP)을 투입하지 않은 경우에는 함수율이 높아질수록 미생물 분해율이 급격히 떨어지는 것을 알 수 있었다. As shown in Table 2, when the microbial preparation containing the mixed strain ATS-1 of the present invention was applied to food waste having different moisture content, there was no significant difference in resolution, but ATS-1 (KCTC 10637BP) was not added. In this case, it was found that the higher the water content, the faster the rate of microbial degradation.

[시험예 2] 소멸화기 내부 온도에 따른 쓰레기 분해능 비교[Test Example 2] Comparison of garbage resolution according to the internal temperature of the extinguisher

본 발명의 혼합균주를 포함하는 미생물 제제의 음식물 쓰레기의 소멸화기 내부 온도에 따른 쓰레기 분해능을 비교하기 위하여 실시예 1 및 4~5에 대하여 하기와 같이 실험을 수행하였다.In order to compare the waste resolution according to the internal temperature of the extinction period of the food waste of the microbial preparation including the mixed strain of the present invention, the experiments were performed as follows for Examples 1 and 4 to 5.

소멸화 장치는 참조예 2에서 제작한 것을 사용하였으며, 소멸화 장치의 교반 장치는 6000rpm으로 24시간 동안 작동시켰다. 또한, 음식물 쓰레기의 함수율은 모두 84.7% 이었으며, 미생물 제제를 투입하기 전 음식물쓰레기의 중량은 모두 63.4㎏ 이었다. 소멸화기의 내부 온도는 각각 44.5℃, 27.5℃, 22.5℃ 이었다. 음식물쓰레기는 시험예 1과 동일한 조건으로 획득된 것을 사용하였으며, 결과는 하기 표 3에 표시하였다.The decay device was prepared in Reference Example 2, and the stirring device of the decay device was operated at 6000 rpm for 24 hours. In addition, the water content of the food waste was all 84.7%, and the weight of food waste was 63.4 kg before adding the microbial preparation. The internal temperatures of the extinction group were 44.5 ° C, 27.5 ° C and 22.5 ° C, respectively. Food waste was used was obtained under the same conditions as in Test Example 1, the results are shown in Table 3 below.

투입전Before input 24시간24 hours 48시간48 hours 1주일1 week 2주일2 weeks 실시예 1Example 1 63.4㎏63.4 kg 52.2㎏52.2 kg 51.5㎏51.5 kg 35㎏35 kg 5.6㎏5.6 kg 실시예 4Example 4 63.4㎏63.4 kg 55.1㎏55.1 kg 52.0㎏52.0 kg 43.0㎏43.0 kg 16.5㎏16.5 kg 실시예 5Example 5 63.4㎏63.4 kg 55.8㎏55.8 kg 53.1㎏53.1㎏ 45.9㎏45.9 kg 13.6㎏13.6 kg

상기 표 3에 표시된 바와 같이, 소멸화기 내부의 온도가 27.5℃ 및 22.5℃인 경우에는 44.5℃에서 24시간 처리한 경우에 비하여 음식물 쓰레기를 분해하는 속도가 느렸으며, 이는 본 발명의 혼합균주가 고온에서 음식물에 대한 분해활성이 증가하는 것을 나타낸다. As shown in Table 3, when the temperature inside the quenching machine is 27.5 ° C and 22.5 ° C, the rate of decomposition of food waste was slow compared to the case of treatment at 44.5 ° C for 24 hours. Shows an increase in degradation activity for food.

[시험예 3] 음식물 쓰레기의 악취정도 측정Test Example 3 Determination of Odor of Food Waste

본 발명의 혼합균주 ATS-1(KCTC 10637BP)의 음식물 쓰레기 악취제거 효과를 알아보기 위하여, 실시예 1~3 및 비교예 1~3을 대상으로 악취정도를 측정하였다. In order to determine the food waste odor removal effect of the mixed strain ATS-1 (KCTC 10637BP) of the present invention, the degree of odor was measured in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3.

악취정도의 측정은 관능검사자 20명을 선정하여 처리 1주일 후 및 2주일 후에 각각 음식물 쓰레기의 악취 정도를 7점 기호척도법{대단히 심함(1점), 보통이다(4점), 거의 없음(7점) 등}으로 평가하게 하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. The measurement of odor was performed by selecting 20 sensory testers and measuring the odor of food waste after 1 week and 2 weeks, respectively. 7-point sign scale method (very severe (1 point), normal (4 points), almost none (7) Point) and the like, and the results are shown in Table 4 below.

1주일1 week 2주일2 weeks 실시예 1Example 1 4.44.4 4.84.8 실시예 2Example 2 4.14.1 4.74.7 실시예 3Example 3 4.64.6 5.15.1 비교예 1Comparative Example 1 2.12.1 1.91.9 비교예 2Comparative Example 2 1.81.8 2.32.3 비교예 3Comparative Example 3 1.71.7 2.62.6

상기 표 4에 표시된 바와 같이, 본 발명의 ATS-1(KCTC 10637BP)을 투입한 경 우가 그렇지 않은 경우에 비하여, 악취정도가 훨씬 적은 것으로 나타났다. As shown in Table 4, when the ATS-1 (KCTC 10637BP) of the present invention is added, the degree of odor was much smaller than that of the case.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 바실러스 스미스아이(Bacillus smithi) 및 고온성 효모의 혼합균주인 ATS-1(KCTC 10637BP)을 함유하는 미생물 제제를 이용한 음식물 쓰레기 처리방법은 미생물의 분해활성이 증가하는 37~60℃의 고온에서 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 효과적으로 처리할 수 있으며, 기존의 방법에 비하여 높은 함수율을 가진 음식물 쓰레기에 대해서도 분해활성을 가짐으로써 함수율을 낮추기 위한 수분조절제의 사용을 크게 줄일 수 있어, 음식물 쓰레기 처리비용을 크게 줄이면서도 효과적으로 음식물 쓰레기를 처리할 수 있다. As described above, the food waste treatment method using a microbial agent containing ATS-1 (KCTC 10637BP), which is a mixed strain of Bacillus smithi and thermophilic yeast of the present invention, increases the degradation activity of microorganisms. It can effectively treat food waste by using microorganism at high temperature of 37 ~ 60 ℃, and it can reduce the use of moisture control agent to lower water content by having decomposing activity on food waste with high moisture content compared with the existing method. In this way, food waste can be effectively disposed of while reducing food waste disposal costs significantly.

Claims (2)

고온성 미생물 Bacillus smithi 및 고온성 효모의 혼합균주 ATS-1(KCTC 10637BP)을 함유하는 미생물 제제를 이용한 음식물 쓰레기 처리방법.A food waste disposal method using a microbial agent containing a mixture of thermophilic microorganism Bacillus smithi and thermophilic yeast ATS-1 (KCTC 10637BP). 고온성 미생물로서 Bacillus smithi 및 효모의 혼합균주인 ATS-1(KCTC 10637BP)을 함유하는 음식물 쓰레기 분해용 미생물 조성물.A microbial composition for decomposing food waste containing ATS-1 (KCTC 10637BP) which is a mixed strain of Bacillus smithi and yeast as a high temperature microorganism.
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