KR101474257B1 - 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 바나듐이 포함된 광물을 가공하여 바나듐을 분리 정제하는 단계; 상기 바나듐을 액비화 또는 퇴비화하여 바나듐 비료를 제조하는 단계; 및 상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계를 포함하는 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 있어서, 상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계는 상기 바나듐 비료를 물에 희석하여 혼합수를 제조한 후, 상기 혼합수를 작물의 생육 단계와 무관하게 생육기간 중 1 회 내지 2회 작물에 관주, 관수 또는 엽면 시비하는 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 관한 것이다.

Description

고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법{Cultivation method of crops containing high-concentraion vanadium}
본 발명은 바나듐을 고농도로 함유하는 작물의 재배방법에 관한 것이다.
최근 식생활의 변화에 따라 비만, 당뇨, 고혈압, 고지혈증, 동맥경화와 같은 성인병이 급증하고 있으며, 이를 치료 또는 증상완화에 효과가 있는 과일, 채소 및 약초 등의 농작물에 대한 관심이 고조되고 있다.
또한, 건강한 신체를 위한 균형 있는 영양섭취와 더불어 필수 미네랄 성분에 대한 연구가 다각적으로 이루어지고 있으며, 특히 바나듐에 대한 관심이 증대되고 있다.
바나듐은 인체에 필수적인 미네랄 성분으로서 인슐린의 활성을 변화시키거나 인슐린과 유사하게 작용하거나 글루코오스-6-포스파타제 (glucose-6-phosphatase)의 활성을 변화시켜 포도당 대사에 영향을 주며, 이와 같은 역할로 당뇨병 치료 및 예방 효과를 갖으며, 또한 콜레스테롤의 생합성 과정을 방해하여 동맥 경화증(Atherosclerosis)을 예방하는 효과도 있는 것으로 알려져 있고, 특히 바나듐 결핍시 심혈관 및 심장질환을 일으키는 것으로 알려져 있다.
한편, 농작물의 특정성분의 미네랄 강화는 기능성으로 사용되는 농작물에 있어서 특정성분의 미네랄이 강화될 경우 영양학적 및 약리학적으로 매우 우수한 효능을 나타낼 수 있다. 따라서 영양학적 및 약리학적으로 필요한 성분을 인체에 흡수되기 용이하도록 농작물에 전이 또는 강화시키려는 연구가 많이 이루어지고 있으나, 바나듐에 대한 연구는 미미한 실정이다.
또한, 기존에 알려져 있는 바나듐을 함유한 작물의 재배방법의 경우, 시비시기에 있어 작물의 특정 생육단계에만 국한되어 있어 작물의 재배가 까다로우며, 시비 횟수 또한 여러 생육단계를 걸쳐 많아 작물의 재배 과정이 매우 번거롭고, 복잡한 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 인체에 필수적인 미네랄 성분인 바나듐을 고농도로 함유하는 작물의 재배방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존 기술에 비해 용이하면서도 간소화된 절차로 바나듐을 고농도로 함유하는 작물을 재배할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 바나듐이 포함된 광물을 가공하여 바나듐을 분리 정제하는 단계; 상기 바나듐을 액비화 또는 퇴비화하여 바나듐 비료를 제조하는 단계; 및 상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계를 포함하는 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 있어서, 상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계는 상기 바나듐 비료를 물에 희석하여 혼합수를 제조한 후, 상기 혼합수를 작물의 생육 단계와 무관하게 생육기간 중 1 회 내지 2회 작물에 관주, 관수 또는 엽면 시비하는 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 작물은 딸기, 참외, 토마토, 감, 치커리, 가지, 배추, 서리태, 보리, 오가피, 블루베리, 고추 및 녹차로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명에서 상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계의 혼합수는 상기 바나듐 비료를 물에 250배 내지 2,000배 희석하여 제조하는 것이 바람직 하다.
본 발명에서 상기 바나듐을 분리 정제하는 단계는 바나듐이 포함된 광물을 325 mesh 이하의 크기로 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 광물을 염화나트륨(NaCl) 또는 탄산나트륨(Na2CO3)과 함께 가열하여 NaVO3를 생성하는 단계; 상기 생성된 NaVO3를 증류수에 6 ~ 24 시간 동안 침지시키는 단계; 상층액만 분리한 후 황산을 이용하여 pH 2 ~ 3으로 수소이온농도를 조절하는 단계; 붉은 색의 침전물을 분리한 후, 500 ~ 1000℃로 가열하여 V2O5를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 V2O5를 칼슘으로 환원시켜 순수한 바나듐을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 바나듐이 포함된 광물은 오산화바나듐, 삼산화바나듐, 메타바나드산 나트륨, 사염화바나듐, 황산 바나딜, 옥시염화 바나듐 및 바나드산 암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명에서 상기 바나듐을 액비화하는 단계는 pH 3 이하의 수용액 1L에 전체 부피의 10 ~ 12%에 해당하는 바나듐 원소 광물을 혼합하여 30 ~ 40℃의 온도에서 교반하는 단계; 전단계에서 수득된 바나듐 원소 광물을 포함하는 수용액에 전체 부피의 0.1 ~ 0.3%에 해당하는 글리세롤을 첨가하는 단계; 덩어리진 부분을 100 메쉬 이하로 곱게 분쇄하여 콜로이달 상태로 만드는 단계; 및 콜로이달 상태의 바나듐의 수소이온동도를 pH 5 ~ 7 사이로 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 바나듐을 퇴비화하는 단계는 바나듐을 전체 퇴비 부피 대비 0.1 ~ 15%로 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양태는 상기의 재배방법에 의해 재배되는 고농도의 바나듐이 함유된 작물에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기의 재배방법에 의해 재배되는 작물을 이용하여 제조되는 고농도의 바나듐이 함유된 가공식품에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 인체에 필수적인 미네랄 성분인 바나듐을 고농도로 함유하는 작물을 재배할 수 있다. 특히, 본 발명의 방법에 의할 경우 바나듐이 갖는 영양학적, 약리학적 기능성을 구비한 고기능성 작물을 재배할 수 있어, 고부가 가치 작물의 생산에 따른 농가의 수익 증인을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 의할 경우, 기존의 재배기술에 비해 훨씬 용이하면서도 간소화된 절차로 바나듐을 고농도로 함유하는 작물을 재배할 수 있어 작물 재배에 투입되는 노력, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 딸기의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 2는 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 참외의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 3은 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 토마토의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 4는 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 감의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 5는 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 치커리의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 6은 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 가지의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 7은 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 배추의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 8은 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 서리태의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 9는 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 보리의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 10은 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 오가피의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 11은 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 블루베리의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 12는 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 고추의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 13은 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 녹차의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 14는 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 배로 제조한 배 주스의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 15는 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 배추로 담근 김치의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 바나듐이 포함된 광물을 가공하여 바나듐을 분리 정제하는 단계; 상기 바나듐을 액비화 또는 퇴비화하여 바나듐 비료를 제조하는 단계; 및 상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계를 포함하는 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 있어서, 상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계는 상기 바나듐 비료를 물에 희석하여 혼합수를 제조한 후, 상기 혼합수를 작물의 생육 단계와 무관하게 생육기간 중 1 회 내지 2회 작물에 관주, 관수 또는 엽면 시비하는 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 작물은 사람이 이용하기 위해 재배하는 식물이라면 특별히 그 종류가 제한적인 것은 아니며, 과실류, 채소류, 곡물류, 목본류, 초본류 등 모든 분류의 작물을 포함하는 개념이다. 예를 들면, 과실류는 딸기, 참외, 감, 블루베리 등일 수 있고, 채소류는 토마토, 치커리, 가지, 배추 등일 수 있으며, 곡물류는 서리태, 보리 등일 수 있고, 목본류는 고추, 오가피, 녹차 등일 수 있다.
본 발명에서 상기 바나듐을 분리 정제하는 단계는 바나듐이 포함된 광물을 분쇄하는 단계, 상기 분쇄된 광물을 염화나트륨(NaCl) 또는 탄산나트륨(Na2CO3)과 함께 가열하여 NaVO3를 생성하는 단계, 상기 생성된 NaVO3를 증류수에 침지시키는 단계, 상층액만 분리한 후 황산을 이용하여 수소이온농도를 조절하는 단계, 붉은 색의 침전물을 분리한 후 가열하여 V2O5를 생성하는 단계 및 상기 생성된 V2O5를 칼슘으로 환원시켜 순수한 바나듐을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
상기 바나듐이 포함된 광물은 특별히 종류가 제한적인 것은 아니며, 예를 들면 오산화바나듐, 삼산화바나듐, 메타바나드산 나트륨, 사염화바나듐, 황산 바나딜, 옥시염화 바나듐 및 바나드산 암모늄 등일 수 있다.
본 발명에서 상기 바나듐을 액비화하는 단계는 pH 3 이하의 수용액 1L에 전체 부피의 10 ~ 12%에 해당하는 바나듐 원소 광물을 혼합하여 30 ~ 40℃의 온도에서 교반하는 단계; 전단계에서 수득된 바나듐 원소 광물을 포함하는 수용액에 전체 부피의 0.1 ~ 0.3%에 해당하는 글리세롤을 첨가하는 단계; 덩어리진 부분을 100 메쉬 이하로 곱게 분쇄하여 콜로이달 상태로 만드는 단계; 및 콜로이달 상태의 바나듐의 수소이온동도를 pH 5 ~ 7 사이로 조정하는 단계를 포함한다.
상기에서 pH 3 이하의 수용액 1L에 전체 부피의 10 ~ 12%에 해당하는 바나듐 원소 광물을 혼합하는 이유는 전체 부피에 대해 10% 미만의 바나듐 원소 광물을 혼합할 경우 바나듐 원소 광물의 함량이 지나치게 적어, 고농도의 바나듐을 함유하는 작물을 재배하기 위한 본 발명의 재배방법에 적용하기에는 부적합하며, 전체 부피에 대해 12%를 초과하여 바나듐 원소 광물을 혼합하더라도, 작물에 최종적으로 함유된 바나듐의 함량에 있어 변화가 거의 없기 때문에 필요 이상의 바나듐 원소 광물 사용으로 인한 낭비를 막기 위함이다.
또한, 본 발명에서 상기 바나듐을 퇴비화하는 단계는 바나듐을 전체 퇴비 부피 대비 0.1 ~ 15%로 혼합하는 것이 바람직하다. 이는 바나듐을 전체 퇴비 부피 대비 0.1% 미만의 바나듐을 혼합할 경우 바나듐의 함량이 지나치게 적어, 고농도의 바나듐을 함유하는 작물을 재배하기 위한 본 발명의 재배방법에 적용하기에는 부적합하며, 전체 퇴비 부피에 대해 15%를 초과하여 바나듐을 혼합할 경우 작물에 최종적으로 함유된 바나듐의 함량에 있어 변화가 거의 없고, 작물의 상태에 따라 약흔을 나타낼 수 있기 때문에 필요 이상의 바나듐의 사용으로 인한 낭비를 최소화 하고 작물의 생산성 또한 높이기 위함이다.
본 발명에서 상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계의 경우, 작물에 바나듐의 흡수가 잘 되도록 하기 위하여 상기 바나듐 비료를 물과 혼합한 혼합수의 형태로 작물에 시비하는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 혼합수는 상기 바나듐 비료를 물에 250배 내지 2,000배 희석하여 제조하는 것이 바람직하다. 이는 바나듐 비료를 물에 2,000배 보다 더 희석하게 되면, 목본류 작물의 경우 엽육이 두껍거나 외부의 왁스층이 두껍기 때문에 바나듐의 전이율이 낮아지는 문제가 있고, 이에 반해 바나듐 비료를 물에 250배 보다 덜 희석하게 되면, 초본류 작물의 경우 약흔이 발생할 수 있는 문제가 있기 때문이다.
본 발명의 다른 양태는 상기의 재배방법에 의해 재배되는 고농도의 바나듐이 함유된 작물에 관한 것으로, 상기 작물은 과실류, 채소류, 곡물류, 목본류, 초본류 등 모든 분류의 작물을 포함하는 개념이며, 예를 들면, 딸기, 참외, 감, 블루베리 등과 같은 과실류, 토마토, 치커리, 가지, 배추 등과 같은 채소류, 서리태, 보리 등과 같은 곡물류, 고추, 오가피, 녹차 등과 같은 목본류 등일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기의 재배방법에 의해 재배되는 작물을 이용하여 제조되는 고농도의 바나듐이 함유된 가공식품에 관한 것으로, 상기 가공식품으로는 작물을 가공하여 제조할 수 있는 식품이라면 특별히 그 종류가 한정적인 것은 아니며, 예를 들면 작물을 이용한 분말, 음료, 쨈, 김치, 소스, 효소, 스낵, 푸딩, 죽, 선식, 스프 등일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 방법의 각 단계에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
바나듐의 분리 정제 단계
바나듐을 수득하기 위해서는 먼저 광물로부터 독성을 제거한 무독성 바나듐을 분리해야 한다.
본 발명에서는 오산화바나듐, 삼산화바나듐, 메타바나드산 나트륨, 사염화바나듐, 황산 바나딜, 옥시염화 바나듐, 바나드산 암모늄 등 바나듐이 포함된 광물 등을 주원료로 이용하여 중금속 특유의 독성을 제거한 무독성 바나듐을 제조한다.
본 발명에서는 바나듐이 포함된 광물로부터 바나듐 원소만을 분리하기 위한 방법으로 아래와 같은 방법을 사용한다.
1. 먼저, 바나듐이 포함된 광물을 325 mesh 이하의 크기로 분쇄한다.
2. 상기 분쇄된 광물을 염화나트륨(NaCl) 또는 탄산나트륨(Na2CO3)과 함께 가열하여 NaVO3를 생성한다.
3. 상기 생성된 NaVO3를 증류수에 6 ~ 24 시간 동안 침지시킨다.
4. 상층액만 분리한 후 황산을 이용하여 pH 2 ~ 3으로 수소이온농도를 조절한다.
5. 붉은 색의 침전물을 분리한 후, 500 ~ 1000℃로 가열하여 V2O5를 생성한다.
6. 상기 생성된 V2O5를 칼슘으로 환원시켜 순수한 바나듐을 얻는다(V2O5 + 5Ca → 2V + 5CaO).
다만, 바나듐이 포함된 광물이 염화 바나듐(VCl5)일 경우에는 다음과 같은 방법으로 순수 바나듐을 분리하는 것이 바람직할 수 있다.
1. 바나듐이 포함된 광물을 325 mesh 이하의 크기로 분쇄한다.
2. 상기 분쇄된 광물을 수소 또는 마그네슘으로 환원시킨다.
3. 상기에서 환원된 물질을 요오드와 반응시켜 요오드화바나듐(VI3)을 생성한다.
4. 생성된 요오드화바나듐(VI3)을 열분해하여 순수 바나듐을 얻는다.
바나듐 비료를 제조하는 단계
상기에서 분리 정제된 98% 이상의 순도를 가진 바나듐 원소 광물을 이용하여 아래와 같은 방법에 의해서 액비화 및 퇴비화한다.
먼저, 액비화하는 방법은 다음과 같은 과정을 거친다.
1. pH 3 이하의 수용액 1L에 전체 부피의 10 ~ 12%에 해당하는 바나듐 원소 광물을 혼합하여 30 ~ 40℃의 온도에서 교반한다.
2. 이어서, 상기 바나듐 원소 광물을 포함하는 수용액에 전체 부피의 0.1 ~ 0.3%에 해당하는 글리세롤을 첨가한다.
3. 덩어리진 부분을 약사발에서 다시 곱게 분쇄한다.
4. 이를 1번의 과정으로 되풀이하여 완전하게 콜로이달 상태로 만든다.
5. 최종적으로 콜로이달 상태의 바나듐의 수소이온동도를 pH 5 ~ 7 사이로 조정하여 액비화한다.
한편, 퇴비화하기 위해서는 가축분으로 구성된 퇴비, 식물 슬러지로 구성된 유박, 기타 음식물쓰레기 등으로 구성된 퇴비 등 퇴비로 사용되는 목표 물질에 상기 분리 정제된 98% 이상의 순도를 가진 바나듐 원소 분말을 전체 부피의 0.1% ~ 15%로 혼합한 후 고르게 교반하여 바나듐을 포함하는 퇴비를 제조한다.
바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계
본 발명에서는 상기와 같이 바나듐 비료를 제조한 후, 제조된 바나듐 비료를 작물에 시비한다. 이때, 상기 바나듐 비료는 물에 희석하여 혼합수로 제조한 후, 상기 혼합수를 작물의 생육 단계와 무관하게 생육기간 중 1 회 내지 2회 작물에 관주, 관수 또는 엽면 시비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 재배방법에 의할 경우, 작물의 생육기간 중 어떠한 생육단계일 때라도 바나듐 비료의 시비가 가능하여, 작물의 종류에 따라 해당 작물의 생육기간 중 특정 생육단계에만 바나듐 비료를 시비해야하는 시기적 제약을 가지는 종래 기술에 비해 작물 재배가 훨씬 용이하다. 즉, 본 발명은 작물의 생육단계를 수시로 체크하면서 비료의 시비 시점을 조정해야 하는 수고를 덜 수 있으며, 종래 기술의 경우 비료 시비를 위한 특정 생육단계를 놓치게 되면, 이미 진행된 작물 재배를 포기하고 다시 처음부터 작물 재배를 시작해야하나, 본 발명에 의할 경우 이러한 위험부담을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명의 재배방법은 바나듐 비료를 작물의 생육기간 중 1 내지 2회만 시비하면 되므로, 종래기술에 비해 시비 횟수가 줄어 농작인이 바나듐 함유 작물을 재배함에 있어 기존보다 덜 번거로우며, 기존 재배기술에 비해 재배 과정이 간소화되는 이점이 있다.
또한, 상기 바나듐 비료를 물에 희석하여 혼합수를 제조할 경우, 상기 바나듐 비료를 물에 250 내지 2,000배 까지 희석하여 혼합수를 제조하는 것이 바람직하며, 상기 무기 콜로이달 바나듐 비료를 물에 희석시켜 제조된 혼합수는 pH 6 내지 9로 조정하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 상기 바나듐 비료는 논 또는 밭에 살포하여 토지를 개량하는 토지개량제로도 사용할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 대해 실시예를 통해 설명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
1. 준비단계
1-1. 바나듐의 분리 정제
먼저, 오산화바나듐을 100 메쉬 이하의 크기로 파쇄한 후, 상기 분쇄된 오산화바나듐을 염화나트륨(NaCl)과 함께 가열하여 NaVO3를 생성하였다.
상기에서 생성된 NaVO3를 증류수에 15시간 동안 침지시키고, 상층액만 분리한 후 황산을 이용하여 pH 3으로 수소이온농도를 조절하였다.
붉은 색의 침전물을 분리한 후, 800℃로 가열하여 V2O5를 생성하고, 상기 생성된 V2O5를 칼슘으로 환원시켜 순수한 바나듐을 수득하였다.
1-2. 바나듐 비료의 제조
pH 3의 수용액 1L에 상기에서 수득된 바나듐을 전체 부피 대비 10% 혼합하여 약 35℃의 온도에서 교반한 후, 전체 부피의 0.2%에 해당하는 글리세롤을 첨가하였다. 덩어리진 부분을 약사발에 다시 곱게 간 후, 앞의 과정을 3회 반복하여 완전하게 콜로이달 상태로 만들었다. 최종적으로 pH 7로 조정하여 바나듐을 포함하는 액비를 제조하였다.
2. 작물의 재배
2-1. 딸기의 재배
딸기밭의 딸기에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 엽면 시비하였다. 즉, 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료 500ml를 물 500ℓ에 희석하여 혼합수를 제조한 후, 상기 제조된 혼합수를 딸기의 생육단계 중 특정 생육단계에 무관하게 2회 시비하여 딸기를 재배하였다.
상기에서 재배된 딸기의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 1의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 1의 시험 성적서에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 딸기는 건조 후 바나듐의 함량이 2324.43㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 알 수 있다.
2-2. 참외의 재배
참외밭의 참외에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 참외의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 2의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 2의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 참외는 건조 후 바나듐의 함량이 10.49㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 알 수 있다.
2-3. 토마토의 재배
토마토밭의 토마토에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 토마토의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 3의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 3의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 토마토는 건조 후 바나듐의 함량이 7.3 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 알 수 있다.
2-4. 감의 재배
감밭의 감나무에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 감(단감)의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 4의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 4의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 감(단감)은 건조 후 바나듐의 함량이 28.99 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있다.
2-5. 치커리의 재배
치커리 재배 시 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 치커리의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 5의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 5의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 치커리는 건조 후 바나듐의 함량이 34,687.81 ㎍/㎏으로서 바나듐이 매우 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
2-6. 가지의 재배
가지 재배 시 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 가지의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 6의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 6의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 가지는 건조 후 바나듐의 함량이 58.48 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
2-7. 배추의 재배
배추밭의 배추에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 배추의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 7의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 7의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 배추는 건조 후 바나듐의 함량이 31.25 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
2-8. 서리태의 재배
서리태 재배 시 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 서리태의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 8의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 8의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 서리태는 건조 후 바나듐의 함량이 1,013.45 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
2-9. 보리의 재배
보리밭의 보리에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 보리의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 9의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 9의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 보리는 바나듐의 함량이 6.17 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
2-10. 오가피의 재배
오가피나무 밭의 오가피나무에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 오가피의 바나듐 함량을 확인하기 위해, 상기 오가피의 엑기스를 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 10의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 10의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 오가피(엑기스)는 바나듐의 함량이 34.03 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
2-11. 블루베리의 재배
블루베리 밭의 블루베리에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 블루베리의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 11의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 11의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 블루베리는 바나듐의 함량이 147.53 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
2-12. 고추의 재배
고추 밭의 고추에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 고추의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 12의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 12의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 고추는 건조 후 바나듐의 함량이 30.06 ㎍/㎏으로서 바나듐이 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
2-13. 녹차의 재배
녹차 재배 시 상기 준비단계에서 제조된 비료를 상기 2-1.과 동일한 방법으로 시비하였다.
상기에서 재배된 녹차의 바나듐 함량을 확인하기 위해 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 13의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 13의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 녹차는 바나듐의 함량이 1412.04 ㎍/㎏으로서 바나듐이 매우 고농도로 함유되어 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 재배 방법에 의해서 작물을 재배할 경우 바나듐을 고농도로 작물에 집적시킬 수 있어 고기능성 작물을 생산할 수 있다.
3. 가공식품의 제조
3-1. 배 주스의 제조
배나무 밭의 배나무에 상기 준비단계에서 제조된 바나듐 비료 500ml를 물 500ℓ에 희석하여 혼합수를 제조한 후, 상기 제조된 혼합수를 배 나무의 생육단계 중 특정 생육단계에 무관하게 2회 시비하여 배를 재배하였다.
상기에서 재배된 배의 껍질을 제거하고, 적당한 크기로 썰은 후 믹서기에 넣어 갈았다. 곱게 갈은 배를 담아낼 컵에 배를 절반가량 담고, 상기 컵의 나머지 절반을 탄산수로 채운 후 적당히 혼합하여 배 주스를 제조하였다.
상기 제조된 배 주스의 바나듐 함량을 확인하기 위해, 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 14의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 14의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 배를 이용하여 제조한 배 주스는 바나듐의 함량이 75,619.91 ㎍/㎏으로서 바나듐이 매우 고농도로 함유되어 있음을 알 수 있다.
3-2. 김치의 제조
상기 2-7.에서 재배된 배추를 이용하여 김치를 제조하였다. 상기 김치의 제조방법은 일반적으로 국내에 널리 알려진 김치 담그는 방법을 그대로 따랐다. 즉, 본 발명의 재배방법에 의해 재배된 배추를 깨끗한 물로 세척하고, 소금에 절인 다음, 다시 탈염 및 수세 과정을 거친 후, 준비된 양념(김치 속)을 상기 배추의 잎 사이사이에 첨가하고, 숙성시켜 김치를 제조하였다.
상기에서 제조된 김치의 바나듐 함량을 확인하기 위해, 국가공인 분석 검사업체((주)피켐코리아)에 측정을 의뢰하였으며, 검사 결과는 도 15의 시험 성적서에 나타난 바와 같다.
도 15의 시험 성적서에 의하면, 본 발명의 재배방법에 의해 제조된 배추를 이용하여 제조한 김치는 건조 후 바나듐의 함량이 80,821.98 ㎍/㎏으로서 바나듐이 매우 고농도로 함유되어 있음을 알 수 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술할 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 바나듐이 포함된 광물을 가공하여 바나듐을 분리 정제하는 단계;
    상기 바나듐을 액비화 또는 퇴비화하여 바나듐 비료를 제조하는 단계; 및
    상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계를 포함하는 바나듐이 함유된 작물의 재배방법에 있어서,
    상기 바나듐을 분리 정제하는 단계는 바나듐이 포함된 광물을 325 mesh 이하의 크기로 분쇄하는 단계;
    상기 분쇄된 광물을 염화나트륨(NaCl) 또는 탄산나트륨(Na2CO3)과 함께 가열하여 NaVO3를 생성하는 단계;
    상기 생성된 NaVO3를 증류수에 6 ~ 24 시간 동안 침지시키는 단계;
    상층액만 분리한 후 황산을 이용하여 pH 2 ~ 3으로 수소이온농도를 조절하는 단계;
    붉은 색의 침전물을 분리한 후, 500 ~ 1000℃로 가열하여 V2O5를 생성하는 단계;
    상기 생성된 V2O5를 칼슘으로 환원시켜 순수한 바나듐을 얻는 단계를 포함하고,
    상기 바나듐 비료를 작물에 시비하는 단계는 상기 바나듐 비료를 물에 250배 내지 2,000배 희석하여 혼합수를 제조한 후, 상기 혼합수를 작물의 생육 단계와 무관하게 생육기간 중 1 회 내지 2회 작물에 관주, 관수 또는 엽면 시비하는 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 작물은 딸기, 참외, 토마토, 감, 치커리, 가지, 배추, 서리태, 보리, 오가피, 블루베리, 고추 및 녹차로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 바나듐이 포함된 광물은 오산화바나듐, 삼산화바나듐, 메타바나드산 나트륨, 사염화바나듐, 황산 바나딜, 옥시염화 바나듐 및 바나드산 암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 바나듐을 액비화하는 단계는 pH 3 이하의 수용액 1L에 전체 부피의 10 ~ 12%에 해당하는 바나듐 원소 광물을 혼합하여 30 ~ 40℃의 온도에서 교반하는 단계;
    전단계에서 수득된 바나듐 원소 광물을 포함하는 수용액에 전체 부피의 0.1 ~ 0.3%에 해당하는 글리세롤을 첨가하는 단계;
    덩어리진 부분을 100 메쉬 이하로 곱게 분쇄하여 콜로이달 상태로 만드는 단계; 및
    콜로이달 상태의 바나듐의 수소이온동도를 pH 5 ~ 7 사이로 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 바나듐을 퇴비화하는 단계는 바나듐을 전체 퇴비 부피 대비 0.1 ~ 15%혼합하는 것을 특징으로 하는 고농도의 바나듐이 함유된 작물의 재배방법.
  8. 제 1항, 제 2항, 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 재배방법에 의해 재배되는 고농도의 바나듐이 함유된 작물.
  9. 제 1항, 제 2항, 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 재배방법에 의해 재배되는 작물을 이용하여 제조되는 고농도의 바나듐이 함유된 가공식품.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 가공식품은 분말, 음료, 쨈, 김치, 소스, 효소, 스낵, 푸딩, 죽, 선식 및 스프로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 고농도의 바나듐이 함유된 가공식품.
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KR102388384B1 (ko) 2021-08-10 2022-04-19 조승연 바나듐과 셀레늄이 포함된 사료를 이용한 장어 양식 방법

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