KR101645203B1 - 폐백토를 이용한 토질개량제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기질 비료의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 식용유 제조 및 정제 과정에서 흡착제로 사용한 폐백토(廢白土)를 이용한 토질개량제의 제조방법에 관한 것으로서, 폐백토에는 유지성분이 10 ~ 13% 정도 함유되어 있어서, 이들 유지 성분을 가열 건조시켜 제거함으로써 종래 소각 등의 과정을 거쳐서 폐기처분했던 폐백토를 이용한 토질개량제는 활성백토에 함유되어 있는 칼슘이나 나트륨, 티타늄 등과 미네날 및 다양한 효소들과 유박에 함유되어 있는 단백질 등으로 인해 식물의 성장에 필요한 영양분을 골고루 함유하고 있어 식물 성장 촉진은 물론 백토의 표면이 벌집과 같이 많은 공간 구조로 이루어져 있고 이 공간 내에는 원적외선이나 음이온이 다량 저장되어 있어 상기의 원적외선이나 음이온이 열을 받아 방사되면서 식물체의 분자활동을 도와 식물의 성장을 촉진시키고, 흡착성 및 팽윤성을 갖음으로써 장마철에 수분을 흡수하고 가뭄이 들 경우 식물에 수분을 공급하는 등 토질 개량제로서 기능을 갖는 등 폐자원을 이용한 비료에 관한 것이다.

Description

폐백토를 이용한 토질개량제의 제조방법 {Method of producing fertilizer using Spent Bleaching clay}

본 발명은 폐백토를 이용한 토질개량제의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 식용유의 정제 과정에서 흡착제로 사용한 폐백토와 유박, 질소(N), 칼륨(K) 및 인(P) 등을 혼합한 유기질 비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.

폐백토(廢白土)는 식용유(대두유, 미강유, 옥수수유 등)의 제조공정 중 유지의 탈색 및 탈취에 사용되는 활성백토의 폐기물로서, 유지 함유량이 과다하여 매립 처리시 오일의 용출을 일으킬 뿐만 아니라 지방의 심한 산패로 인한 악취의 발생, 지방성분 과다 즉 영양성분의 불균형으로 식물의 생장을 저해하는 등의 문제점이 있어 소각 등의 방법으로 폐기처분하는 것이 일반적이였다.

그러나, 폐백토의 원료 물질인 활성백토는 벤토나이트라는 광물 성분으로서, 칼슘이나 나트륨, 티타늄 등으로 조성되고 있고, 미네날 등 다양한 성분들을 함유하고 있어 오래 전부터 화장품이나 식품 첨가제로 사용되었으며, 동식물의 성장에 필요한 영양분을 골고루 함유하고 있으며, 또한, 그 표면은 벌집과 같이 많은 공간 구조로 이루어져 있고 이 공간 내에는 원적외선이나 음이온이 다량 저장되어 있어 상기의 원적외선이나 음이온이 열을 받으면 방사되어 식물체의 분자활동을 도와 식물의 성장을 촉진시키므로 비료로 이용될 뿐만 아니라 흡착성 및 팽윤성을 갖음으로써 장마철에 수분을 흡수하고 가뭄이 들 경우 식물에 수분을 공급하는 등의 유용한 역할을 한다.

식용유지의 제조공정 중 유지의 탈색, 탈취 등 정제에 사용된 후 회수되는 부산물로 식물종자 유래 성분 및 유지 그리고 백토로 구성된 것으로 이 폐백토에는 조지방이 26% 내외, 조회분 68.0% 내외, 수분이 5.0% 내외, 조단백질이 0.5% 내외로 지방 함량이 높고 단백질 함량이 매우 낮다.

또한, 대두, 면실, 유채, 낙화생, 아마인 등 식물의 종자로 기름을 짜고 난 찌거기를 박(粕) 또는 유박이라고 하며 이들 유박의 조성성분은 수분, 조단백질, 수용성질소, 조섬유, 조회분 및 소량의 기름성분으로 이루어지지만 단백질이 풍부하여 식용, 사료, 비료 등을 위한 귀중한 단백원 또는 질소원이 된다.

대표적인 유박으로서 대두박, 유채박 등이 있다. 대두박은 된장, 간장 등의 양조용, 그 밖의 식품용으로 소비되고 있지만 주로 배합 사료의 원료로 되고 있고 유채박은 예로부터 유기질 비료로 담배, 귤, 가정용 원예용 비료의 원료로 사용되고 있었다.

대두박에는 조 단백질이 46.1% 함유되어 있고, 면실박에는 35.4%, 유채박에는 97.1%, 낙화생박에는 45%, 아마인박에는 36.2%, 야자유박에는 21%의 풍부한 조 단백질이 함유되어 있다. 유박의 조성성분은 수분, 조 단백질, 조 지방, 가용 무기물질, 조 섬유, 조 회분 등의 성분들이 풍부하게 함유되어 있어서 사료 또는 비료로 사용되고 있다.

본 발명자는 상기와 같이 소각 등의 방법으로 폐기처분하던 식용류 정제용 폐백토에 골분, 어분 및 유박 등을 혼합하여 질소, 인산, 칼륨 등의 함량을 조절하여 토질개량제로 완성하였으며 이 토질개량제가 원예, 채소, 화초용의 비료에 적합한 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

폐백토를 재활용하는 종래의 기술로는 국내등록특허공보 등록번호 제10-0640548호에 폐백토를 이용한 비타민 B2의 생산 방법 및 이의 부산물을 포함하는 사료 보조 및 토양 개선용 조성물 및 상기 비타민 B2 생산 과정에서 발생하는 부산물을 사료 보조 및 토양 개선제로 이용하는 기술이 개시되어 있고 국내공개특허공보 공개번호 제10-2013-0035784호에는 폐백토, 폐유, 폐유기용제 (수가용성/불용성), 계면활성제 및 PVA 함유 폐유기용제를 혼합하여 재생연료를 제조하는 기술이 개시되어 있다.

그리고 유박 등을 활용하여 비료를 제조하는 종래 기술로는 국내공개특허공보 공개번호 제10-2003-0046163호에는 깻묵, 혼합유박, 한약재와 생선 아미노산 액기스를 물과 함께 혼합한 후 숙성시켜 비료를 제조하는 기술이 개시되어 있으며, 국내 특허 제10-1346599에는 아주끼리 유박을 원료로 한 유기질 비료을 제조하는 개시되어 있으며, 국내 특허제10-0154320호에는 오니, 채종유박 및 고토석회를 이용한 과립형 유기질 비료를 제조하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 폐백토와 유박을 이용한 토질개량제의 제조에 관한 기술은 상기의 선행 문헌 어디에도 개시된 바 없다.

본 발명은 식용유지(대두유, 면실유, 유채유, 낙화생유, 아마인유 등)의 제조공정 중 유지의 탈색 및 탈취에 사용되는 활성백토의 폐기물인 폐백토에 황토, 유박, N(질소), P(인) 및 K(칼륨) 등의 함량을 적절히 혼합함으로써 식물의 생장 촉진은 물론 토양개질제로 유용한 펠렛 형태의 토질개량제를 제공함을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 종래 폐기물로 분류되어 소각 등의 과정을 거쳐서 폐기처분했던 폐백토에 황토를 혼합하여 원적외선이나 음이온의 발생량을 증가시켜 식물의 성장촉진은 물론 병충해에 강하다는 사실을 발견하고 또한 대두, 면실, 유채, 낙화생, 아마인 등의 유박과 질소(N), 칼륨(K), 인(P) 등을 첨가하여 환경친화적이고, 식물 생장 촉진은 물론 토양을 개선할 수 있는 토질개량제를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 목적을 달성하기 위한 해결수단으로 폐백토를 이용한 토질개량제의 제조방법은 다음과 같은 단계를 거치게 된다.

1) 폐백토 전처리 단계

폐백토의 지방함량을 고려하여 황토분말을 혼합한 후 100 -200mesh의 체에서 걸려 입자 크기를 균일화한다.

2) 유박의 전처리 단계

유박을 열풍 건조시킨 후 건조된 유박을 분쇄기를 이용하여 입자의 크기가 200 ~ 300매쉬가 되도록 한다.

3) 혼합단계

폐백토 2-10 중량부, 황토 분말 4-20 중량부, 유박 40-90 중량부, 질소(N) 0.5-3 중량부, 인(P) 0.2-1 중량부, 칼륨(K) 0.2-1 중량부를 믹서기에 넣고 골고루 혼합될 수 있도록 1-2시간 교반한다.

4) 펠렛화 단계

혼합단계를 거친 혼합물 100중량부에 결착제로 녹말풀 또는 수용성 에멀죤을 5 내지 10중량부를 혼합하여 밀링·교반후 압축성형과정을 거쳐 직경이 약 2 - 5인 펠렛으로 성형시킨다

종래 소각 등의 과정을 거쳐서 폐기처분했던 폐백토를 이용한 본 발명의 유기질 비료는 활성백토에 함유되어 있는 칼슘이나 나트륨, 티타늄 등 미네날 및 다양한 성분들과 유박에 함유되어 있는 단백질 등으로 인해 식물의 성장에 필요한 영양분을 골고루 함유하고 있어 식물 성장 촉진은 물론 백토의 표면은 벌집과 같이 많은 공간 구조로 이루어져 있고 이 공간 내에는 원적외선이나 음이온이 다량 저장되어 있어 상기의 원적외선이나 음이온이 열을 받아 방사되면서 식물체의 분자활동을 도와 식물의 성장을 촉진시키고, 흡착성 및 팽윤성을 갖음으로써 장마철에 수분을 흡수하고 가뭄이 들 경우 식물에 수분을 공급하는 등 토질 개량제로서 기능을 갖는다.

또한 상기의 공정으로 완성된 토질개량제의 펠럿화 골정시 일반 펠렛 비료 생산시 필수적으로 수분을 첨가하여야 펠럿화가 가능하며 또한 펠렛화 후 건조를 해야되는데 반해 본 토지개량제는 기름성분이 함유되어 펠렛화시 물을 첨가할 필요가 없고 또한 건조공정이 필요업세 된다. 그리고 펠렛화 공절시 기름이 윤활유 작용을 하여 생산성도 증가되고 펠렛화되 제품의 외양도 매끄럽게 되어 상품성이 좋아진다.

폐백토를 이용한 토질개량제의 제조방법인 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술의 구성에 대하여는 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있으므로 이에 대한 기재는 생략한다.

본 발명에 의한 폐백토를 이용한 토질개선제의 제조방법은 폐백토에 황토분말을 혼합하는 폐백토의 전처리 단계와 유박을 열풍 건조시킨 후 건조된 유박을 분쇄기를 이용하여 분쇄하는 유박의 전처리 단계;와 상기 폐백토 및 황토 혼합물, 유박, 질소(N), 인(P), 칼륨(K)을 혼합하는 단계; 상기의 혼합단계를 거친 혼합물에 물과 결착제 등을 첨가하여 혼합한 후 펠렛 밀을 이용하여 펠렛화는 단계; 로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기의 폐백토의 전처리 단계에서 폐백토 2-10 중량부, 황토분말 4-20 중량부를 넣고 혼합한 후 입자의 직경이 크기가 100- 200매쉬가 되도록 체에서 걸러 입자의 크기가 균일하도록 한다.

유분이 제거된 폐백토 폐백토 2-10중량부, 황토분말 4-20중량부로 조성됨을 특징으로 한다. 백토와 황토에는 게르마늄 성분이 다량 함유되어 있어 식물의 성장촉진은 물론 병충해에 저항력을 높여 주는 역할을 한다.

본 발명에서 이용하는 유박은 대두박, 면실박, 유채박, 낙화생박, 아마인박 등 식물의 씨앗으로부터 기름을 짜고 난 찌거기로 이들을 1 종 또는 2종 이상 함께 사용할 수 있으며, 상기의 유박은 폐백토 및 황토와 잘 혼합할 수 있도록 열풍 건조시킨 후 분쇄기를 이용하여 200 ~ 300매쉬로 분쇄한 후 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 폐백토 2-10중량부, 황토분말 4-20 중량부, 유박 40-90 중량부, 질소(N) 0.5-3 중량부, 인(P) 0.2-1 중량부, 칼륨(K) 0.2-1 중량부로 조성됨을 특징으로 한다. 그리고 상기의 성분들이 골고루 혼합될 믹서기에 넣고 1 -2시간 교반한다.

질소(N)는 요소(urea)(NH2CONH2) 및 질산 암모늄(NH4NO3) 중 어느 하나 또는 이들의 조합물로부터 얻어지고, 바람직하게 질소(N)는 요소 질소(urea nitrogen), 암모니아성 질소(ammoniacal nitrogen) 및 질산성 질소(nitrate nitrogen) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 계산된다.

인(P)은 산화인(phosphoric oxide)(P2O5)으로부터 얻어진다.

상기의 조성물 100중량부에 대하여 결착제로 녹말풀 또는 수용성 에멀죤을 5 내지 10중량부를 혼합하여 밀링·교반 후 압축성형과정을 거쳐 원하는 규격과 형상의 펠렛으로 제조된다

본 발명의 펠럿화한 유기질 비료의 입자의 직경은 약 2 내지 5 또는 8-10 mm 등 다양하게 성형할 수 있다. 또한, 상기 펠렛화단계에서 상기 혼합물에 결착제를 첨가하는 과정에서 다양한 색상의 안료나 염료를 첨가하여 심미성이 향상된 다양한 색상의 펠렛을 제조할 수도 있다. 상기의 전체 배합비는 식물의 종류에 따라 차이는 있으나 일반적으로 식물이 필요한 비료원소에 따라 배합비를 설정한 것이고, 부수적으로 입상화에 필요한 결착성, 각종 유기분해물에 대한 무기물의 흡착량, 무기물의 흡착에 의한 유기물 성분의 소실 방지능력 등을 고려한 배합량이라 할 수 있다.

본 발명의 비료 조성물은 서방형 포뮬레이션(formulation)으로서 방출이 천천히 진행되는 특징을 갖는다.

Claims (5)

1) 폐백토에 황토분말를 혼합한 후 이들을 분쇄하여 입자의 크기가 100 - 200mesh가 되도록 입자의 직경을 균일화하는 단계;
2) 대두박, 유채박, 미강박 및 옥수수박 중 1종 또는 2종 이상의 유박을 열풍 건조시켜 분쇄하는 단계;
3) 상기의 폐백토 5 중량부, 황토분말 20 중량부, 유박 40-90 중량부, 질소(N) 0.5-3 중량부, 인(P) 0.2-1 중량부, 칼륨(K) 0.2-1 중량부가 되도록 혼합하는 조성물 혼합단계;
4) 상기 혼합물 100중량부에 결착제인 녹말풀 또는 수용성 에멀죤 5 내지 10 중량부를 첨가하여 밀링·교반 후 압축성형하여 펠렛의 직경이 2 - 5 mm 또는 8-10 mm가 되도록 펠렛화하는 단계; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐백토를 이용한 토질개량제를 제조하는 방법.

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