KR101259061B1 - 입상 유황비료 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입상 유황비료 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 유황이 갖고 있는 독성을 중화시키기 위하여 방해석, 견운모, 황토를 첨가하고 입상 상태로 가공할 수 있도록 유황의 응집력을 부가하기 위하여 벤토나이트 또는 제올라이트를 더 포함시켜 제조된 입상 유황비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 입상 유황비료는 시비 작업이 수월하고 유황의 독성이 제거되어 있으므로 시비작업을 하는 작업자의 안전이 보장된다는 장점이 있으며, 법제화되어 독성이 제거되어 있으므로 시비된 토양을 보호할 수 있을 뿐만 아니라 토양에도 잘 유착된다는 다른 장점이 있다.

Description

입상 유황비료 및 그 제조방법{GRANULE TYPED SULFUR FERTILIZER AND MANUFACTURING PROCESS THEREOF}

본 발명은 입상 유황비료 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 유황이 갖고 있는 독성을 중화시키기 위하여 방해석, 견운모, 황토를 첨가하고 입상 상태로 가공할 수 있도록 유황의 응집력을 부가하기 위하여 벤토나이트 또는 제올라이트를 더 포함시켜 제조된 입상 유황비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.

작물이 필요로 하는 영양분 중 천연공급량이 부족할 경우 비료로서 부족량을 토양 또는 작물에 공급하게 된다.

작물 성장에 필요한 영양분 중 어느 하나라도 부족하였을 경우 그 작물의 성장은 물론 수확량이나 품질에도 크게 영향을 미치게 된다. 작물의 정상적인 성장을 위해 공급되는 부족한 양분의 양은 토양 및 기후조건, 작물의 종류 및 품종, 농작물의 수량과 요구하는 품질에 따라 차이가 있다. 일반적으로 질소, 인산, 및 칼륨의 중요성은 인식되어 이들 성분의 비료는 보편화 되어 있으나 기타 원소에 대하여는 필요성 및 시비기준 등이 잘 알려져 있지 않다. 특히 유황은 식물의 흡수량이 인산과 비슷한 다량원소로서, 최근에 연구가 활발히 진행되고 있으며 유황을 이용한 경작사례들이 보고되고 있다.

연구결과에 따르면, 유황은 식물생육에 있어서 3가지 아미노산, 즉 시스틴(Cystine), 시스테인(Cysteine), 메티오닌(Methionine)의 구성성분일뿐만 아니라, 두과 작물의 뿌리혹 형성에 필수적이며, 마늘과 양파등의 작물에서는 지방과 결합되어 특수한 냄새를 내게 하며, 이 성분이 부족할 경우 식물생육이 억제되고 농작물의 수량과 품질에도 크게 관여하는 것으로 보고되고 있다. 특히 산성화된 땅을 중화시키기 위하여 유황의 사용이 필수적이었다.

상기와 같이, 유황 사용에 따른 긍정적인 효과가 있음에도 불구하고, 유황은 독성을 지니고 있어, 독성으로 인한 2차 오염의 우려로 농작물에 충분한 양을 살포할 수 없었기 때문에 여전히 유황에 의한 효과는 그리 크지 않았다. 그러나 법제유황의 경우 독성이 제거되면서도 유황의 효능은 그대로 유지되기 때문에 농작물의 생육에 필요한 충분한 양을 사용할 수 있게 되게 되어, 그만큼 유황에 의한 효과를 볼 수 있다는 장점이 있기 때문에 최근에 법제유황을 이용한 비료에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이와 관련하여서는 대한민국공개특허 제2007-0019504호에서 유황 비료의 제조방법을 제안하였으나 사용되는 원료의 수가 많고, 고온의 공정조건 및 복잡한 제조공정을 필요로 한다는 문제점들이 있었으며, 이를 보완하기 위하여 대한민국등록특허 제1078075호에서는 목질점토 용액에 유황을 넣어 유황 용액을 제조한 다음 물과 식용유 또는 비누를 넣고 가열한 용액에 유황 용액을 혼합하여 만든 액상 상태의 유황비료의 제조방법으로 제안하였으나 역시 액상 상태의 비료라는 점으로 인하여 취급이나 보관이 어려우며 시비하기 불편하다는 문제점은 여전히 남아 있었다.

본 발명은 상술한 것과 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명은 자체적인 응집력이 부족하여 입상으로 뭉쳐지지 않아 유황분말을 직접 토양에 시비하였을 때 유황 자체의 독성으로 인하여 발생되는 문제점을 극복하고 액상 비료보다 보관 및 관리가 용이할 뿐만 아니라 시비 작업을 용이하게 할 수 있는 입상의 유황비료 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 광물질 분말 및 응집제를 포함시켜 유황의 독성을 제거함은 물론 응집력도 높이며 토양에도 잘 유착되어 시비효과가 극대화될 수 있는 입상의 유황비료 및 그 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 입상 유황비료는 유황, 방해석, 견운모, 황토 및 벤토나이트 또는 제올라이트로 조성되는 것을 특징으로 하되, 구체적으로는 유황 16~22중량%, 방해석 18~22중량%, 견운모 14~22중량%, 황토 14~22중량% 및 벤토나이트 또는 제올라이트 13~38중량%의 비율로 조성되는 것이 바람직하다.

방해석은 탄산칼슘이 주요 성분인 광물질이며, 견운모는 칼륨과 알루미늄이 주요 성분인 광물질이다. 방해석과 견운모는 유황과 화학적 반응을 일으켜 유황의 독성을 중화 또는 완화시키는 법제 물질로 작용하며, 함께 포함되어 있는 칼슘, 칼륨, 알루미늄 성분은 비료의 필수 성분으로서 역할을 담당한다. 또한 흡착력이 뛰어나며 층상구조사이에서 이온교환능력이 있어 토양의 기능을 활성화시켜 향상시키도록 한다.

벤토나이트나 제올라이트는 다공성 물질로서 흡착력이 뛰어나 응집력이 없는 유황 분말에 응집력을 부가시키는 기능을 담당한다. 따라서 벤토나이트 또는 제올라이트와 같은 흡착력이 뛰어난 광물질 분말로 인해 응집력이 없는 유황분말이 뭉쳐지게 되어 입상 상태로 성형이 가능하게 된다.

아울러, 상기 각 성분들의 조성비의 수치범위 내에서 본 발명에 의한 유황비료를 조성하는 것이 가장 바람직하며, 상기 각 성분들의 혼합 중량비에 대한 범위를 벗어나는 경우에는 입상 유황비료의 효능이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 상기 방해석, 견운모, 황토 및 벤토나이트 또는 제올라이트는 분말상태로서 분말의 크기는 50~100 ㎛인 것이 바람직한데, 이는 입상 유황비료를 만들기 위해서는 분말 상태의 광물들과 유황을 물을 첨가하여 반죽한 상태로 만들어야 하기 때문이다.

본 발명에 의한 입상 유황비료는 상기 구성성분들 이외에 목초액이 더 혼합되어 조성되는 것을 다른 특징으로 한다. 이때, 상기 목초액은 유황, 방해석, 견운모, 황토, 벤토나이트 또는 제올라이트의 혼합물 100중량%에 대해 20~35 중량%의 비율로 더 혼합되는 조성되는 것이 바람직하다.

목초액은 병충해를 방지하고 과실의 수확이 더 많아질 뿐만 아니라 품질도 좋아지도록 하는 역할을 담당하는 것으로서 비료로서의 기능을 강화시키도록 하기 위하여 필요한 구성요소이다. 따라서, 물과 함께 사용될 수도 있으며 경우에 따라서는 물 대신에 목초액을 사용하여 상술한 각 성분들의 분말을 반죽하는데 사용되어 포함될 수도 있다.

본 발명의 다른 관점인 입상 유황비료의 제조방법은, 유황, 방해석, 견운모, 황토 및 벤토나이트 또는 제올라이트를 혼합·교반한 후, 상온에서 자연산화반응을 시키는 단계; 상기 자연산화반응이 완료된 혼합물 100중량%에 대해 물 또는 목초액을 20~35 중량%의 비율로 혼합하여 반죽상태로 만드는 반죽형성단계; 형성된 반죽을 압착하거 절단하여 일정한 크기의 펠릿으로 만드는 펠릿제조단계; 제조된 펠릿을 입상으로 성형을 함과 동시에 송풍 건조시키는 성형 및 건조단계; 및 제조된 입상 상태의 유황비료를 그 크기에 따라 선별기를 이용하여 선별하는 선별단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 펠릿의 크기는 3~10 mm인 것이 바람직한데, 이는 상기 성형 및 건조단계에서 입상 상태의 비료로 잘 성형이 되도록 하기 위함이다. 이러한 크기의 제한을 하여야만 입상 상태로 효율적인 전환이 가능하기 때문이다.

아울러, 상기 송풍건조는 4~15℃의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 온도 범위에서 송풍 건조 방식에 의하여야 아황산가스가 발생하지 않게 되기 때문이다.

한편, 성형 및 건조단계에서 만들어진 입상 유황비료의 크기는 2~5 mm인 것이 바람직하다. 입상 유황비료의 크기를 제한하는 이유는 시비할 때 작업의 용이성 및 토양에 뿌려진 입상 유황비료의 시비효과를 극대화시키기 위함이다.

본 발명에 의해 제조된 입상 유황비료는 입상 상태로 제조되어 액상 비료보다 보관 및 관리가 용이할 뿐만 아니라 시비 작업을 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 광물질 분말 및 응집제를 포함시켜 유황의 독성을 제거함은 물론 응집력도 높이며 토양에도 잘 유착되어 시비효과가 좋다는 다른 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 입상 유황비료를 제조하는 전체 공정을 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.

이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 입상 유황비료를 제조하는 전체 공정을 도시한 것이다.

건식교반 및 자연산화단계(S100)에서는, 크기가 각각 50~100 ㎛인 유황분말 380g, 방해석 분말 400g, 견운모 분말 300g, 황토350g 및 제올라이트 320g를 교반기에 투입하여 혼합 및 교반하고, 상온에 약 48시간동안 두어 자연산화반응이 일어나도록 하였다. 상기 자연산화반응에 의하여 유황분말은 방해석분말 및 견운모분말과 화학반응을 일으키게 되고, 대기중의 이산화탄소 및 수분과 반응하게 되어 아황산염이 생성되게 된다.

반죽형성단계(S200)에서는 상기 혼합물에 목초액 500 ㎖와 약간의 물을 투입하여 교반하여 줌으로써 첨가되는 벤토나이트 또는 제올라이트의 응집력에 의하여 응집되도록 하여 반죽 상태로 형성시켰다.

펠릿제조단계(S300)에서는 상기 반죽형성단계에서 형성된 반죽을 고온에서 압착한 후 절단하고 크기가 3~10 mm인 펠릿으로 만들었다.

성형 및 건조단계(S400)에서는 제조된 펠릿을 입상으로 성형을 함과 동시에 송풍건조 방식에 의하여 건조시켜 입상 상태의 고체 유황비료로 제조하였다. 이때 제조되는 입상 유황비료의 입자 크기는 2~5 mm로서 시비효과의 면적 및 환경에 따라 적합한 크기의 입상 유황비료를 선택적으로 제조할 수 있다.

이를 위하여 선별단계(S500)에서는 제조된 입상 상태의 유황비료를 그 크기에 따라 선별기를 이용하여 선별하여 각각 크기별로 다르게 분류를 할 수 있다.

배추의 생육과 본 발명에 따른 입상 유황비료의 효과를 규명하고자, 상기 실시예에 따른 입상 유황비료를 살포한 시험군과 유황비료를 살포하지 않은 대조군을 비교하였다.

배수가 양호한 사양토 텃밭(4m X 10m)을 2곳을 마련하고, 텃밭 1곳에 배추씨앗을 파종하고, 1주일에 4회 시험군에 상기 실시예에 따라 제조된 3 mm의 크기를 가진 입상 유황비료를 회당 600 g씩을 살포하였고, 다른 텃밭 1곳에 대조군으로서 동일한 조건의 텃밭에 1주일에 4회 물만을 살포하여, 50일 후에 시험군과 대조군의 성장상태 및 품질의 차이를 알아보았다.

그 결과를 아래의 표 1에 정리하였다.

구분	수확량(kg)	성장상태	병충해
시험군	391	잎면적이 넓고 줄기가 튼튼함. 배추의 단면이 넓어서 굵고 튼튼함.	없음
대조군	339	잎면적이 좁고 줄기가 약함. 배추의 단면이 좁고 가늠. 바깥쪽의 배추잎파리 끝이 누렇게 변색되어 있음.	일부 병충해 발생 흔적이 발견됨.

상기 표 1에서도 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 입상 유황비료를 시비한 사양토 텃밭에서 재배된 배추는 잎이 싱싱하며 잎의 면적이 비교적 클 뿐만 아니라 배추의 굵기도 더 굵고 배추속이 꽉 차고 무거운 것을 외관상 확인할 수 있었으며, 시험군이 대조군에 비해 수확량이 약 15% 내지 25%까지 증가되어 본 발명에 의해 제조된 입상 유황비료의 시비효과가 우수함을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

1. 유황, 방해석, 견운모, 황토 및 벤토나이트 또는 제올라이트로 조성되는 것을 특징으로 하는 입상 유황비료.
2. 제1항에서,
   유황 16~22중량%, 방해석 18~22중량%, 견운모 14~22중량%, 황토 14~22중량% 및 벤토나이트 또는 제올라이트 13~38중량%의 비율로 조성되는 것을 특징으로 하는 입상 유황비료.
3. 제1항에서,
   상기 방해석, 견운모, 황토 및 벤토나이트 또는 제올라이트는 분말상태로서 분말의 크기는 50~100 ㎛인 것을 특징으로 하는 입상 유황비료.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
   목초액이 더 혼합되어 조성되는 것을 특징으로 하는 입상 유황비료.
5. 제4항에서,
   상기 목초액은 유황, 방해석, 견운모, 황토, 벤토나이트 또는 제올라이트의 혼합물 100중량%에 대해 20~35 중량%가 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 입상 유황비료.
6. 유황, 방해석, 견운모, 황토 및 벤토나이트 또는 제올라이트를 혼합·교반한 후, 상온에서 자연산화반응을 시키는 단계;
   상기 자연산화반응이 완료된 혼합물 100중량%에 대해 물 또는 목초액을 20~35 중량%의 비율로 혼합하여 반죽상태로 만드는 반죽형성단계;
   형성된 반죽을 압착하거 절단하여 일정한 크기의 펠릿으로 만드는 펠릿제조단계;
   제조된 펠릿을 입상으로 성형을 함과 동시에 송풍 건조시키는 성형 및 건조단계; 및
   제조된 입상 상태의 유황비료를 그 크기에 따라 선별기를 이용하여 선별하는 선별단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 입상 유황비료의 제조방법.
7. 제6항에서,
   상기 펠릿의 크기는 3~10 mm인 것을 특징으로 하는 입상 유황비료의 제조방법.
8. 제6항 또는 제7항에서,
   성형 및 건조단계에서 만들어진 입상 유황비료의 크기는 2~5 mm 인 것을 특징으로 하는 입상 유황비료의 제조방법.

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