KR101797896B1 - 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수산물을 가공하는 과정에서 발생된 어류의 머리, 내장, 지느러미 등의 수산 가공 부산물, 음식물쓰레기 등의 식품 부산물 및 도축 부산물 등의 염분이 포함된 유기성 폐기물을 2종의 미생물로 발효하여 비료를 제조할 수 있는 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법은, 유기성 폐기물에 양극부와 음극부가 이격 설치되고, 상기 양극부와 음극부에 전류를 공급하여 전기분해 반응을 유도하는 동전기를 이용하여 유기성 폐기물 내에 포함된 염분을 제거하는 탈염단계; 상기 탈염단계를 통해 염분이 제거된 유기성 폐기물을 분쇄기에 투입하여 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 유기성 폐기물 100 중량부에 대하여 미생물 1~10 중량부, 톱밥 20~40 중량부, 왕겨 20~30 중량부, 대게껍질 분말 10~30 중량부, 규산염 분말 10~20 중량부를 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합단계를 통해 혼합된 혼합물을 교반식 발효조에서 10~15일간 발효시키는 제1차 발효단계; 상기 제1차 발효단계를 통해 발효된 발효물에 미역귀 분말 5~10 중량부, 연꽃 분말 10~20 중량부를 첨가하는 첨가제 투입단계; 상기 첨가제 투입단계를 통해 첨가제가 투입된 발효물을 10~15일간 발효시키는 제2차 발효단계; 및 상기 제2차 발효단계를 통해 발효된 발효물을 건조기에 투입하여 건조하는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법{Method for manufacturing fertilizer of organic waste using microorganism}

본 발명은 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수산물을 가공하는 과정에서 발생된 어류의 머리, 내장, 지느러미 등의 수산 가공 부산물, 음식물쓰레기 등의 식품 부산물 및 도축 부산물 등의 염분이 포함된 유기성 폐기물을 2종의 미생물로 발효하여 비료를 제조할 수 있는 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기성 폐기물이라 함은 미생물에 의해 분해 가능한 유기물을 다량 포함하는 물질 중 폐기가 필요한 물질을 일컫는 것으로서, 대표적으로는 음식물쓰레기, 수산 가공 부산물, 폐식용유 등의 식품 폐기물, 계분, 돈분, 우분 등의 축산 폐기물, 하수슬러지, 폐수처리슬러지 등의 슬러지류, 수피, 톱밥 등의 목질폐기물 등이 포함된다.

특히, 수산물 가공업체 등에서 수산물을 가공처리 후 필요가 없는 부산물이 많이 발생하고 있지만, 이에 대한 활용 대책이 거의 없는 관계로 현재는 대부분의 수산 가공 부산물이 폐기 처리되고 있어 자원의 효율적인 활용이 이루어지지 못하여 환경오염을 유발하고 있는 실정이다.

최근에는 해양 생물에서 유래된 단백질 가수분해산물을 이용하여 다양한 산업분야에 응용하고자 하는 연구도 많이 이루어지고 있으며, 특히 수산 가공 부산물을 발효 처리하여 일반 농가나 축산 농가 등에서 비료나 사료 등으로 사용하고 있다.

이러한 기술의 일예로서 등록특허공보 제10-1394837호의 수산물과 수산부산물을 이용한 친환경 사료 및 기능성 비료의 제조방법이 개시되어 있다.

상기 수산물과 수산부산물을 이용한 친환경 사료 및 기능성 비료의 제조방법은 해상에서 대량생산되는 수산물, 미이용 수산물, 수산물 가공공장에서 수집된 어류, 조개류, 갑각류나 미역 및 다시마 등 각종 해양 동식물과 부산물을 재료로서 선별 및 정선하여 가공처리를 위해 준비하는 제1단계; 상기 수산 부산물을 처리장치 본체의 공급구를 통해 드럼으로 투입하여 교반수단에 의해 교반과 분쇄를 동시에 수행하며, 교반과 분쇄과정 중 재료의 발효를 위한 종균의 에너지 축적을 위해 당밀을 첨가하는 제2단계; 교반과 분쇄과정이 완료되면 발효할 재료에 당밀과 미강을 골고루 뿌리면서 각종 배양종균을 함께 투입하여 발열체를 가온하고 송풍기를 가동하여 발효 건조하거나 미생물을 이용하지 않고 원물 그대로 건조하는 제 3단계; 및 발효 건조과정의 일정시간이 경과한 후 별도의 클럼블링 장치로 마무리하여 분말상태로 제품화하는 제4단계를 포함하되, 상기 제2단계에서의 상기 교반수단은 드럼의 중심을 관통하여 설치되는 중심축, 상기 중심축과 직각방향으로 형성되는 다수개의 지지바에 의해 지지되면서 상기 중심축 외곽에 형성되는 임의의 나선을 따라 연속하여 연결 설치되는 하나 이상의 교반날개, 상기 중심축과 직각방향으로 형성되는 다수개의 지지바에 의해 지지되면서 상기 중심축 외곽에 형성되는 임의의 나선을 따라 등간격으로 설치되는 다수개의 분쇄해머를 포함하여 교반과 분쇄공정이 동시에 이루어지도록 하고, 상기 제2단계에서 수산물과 부산물 중 조개류나 갑각류의 경우 투입과 동시에 파쇄와 절단이 이루어지도록 공급구에 한 쌍의 롤링커터를 설치하여 외면에 형성된 분쇄날이 서로 맞물려 구동하면서 파쇄 및 절단하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 기술은 수산물과 수산부산물에 포함된 염분의 영향으로 발효가 제대로 이루어지지 못할 뿐만 아니라, 미생물을 이용하지 않고 원물 그대로 건조시킴으로써 건조기간과 발효기간이 길어지고 악취가 심하게 발생되는 문제점이 있었다.

KR 10-1394837 B1 (2014. 05. 07.)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유기성 폐기물에 포함된 염분을 제거하고 미생물과 각종 폐기물을 혼합하여 발효 및 건조 효율을 향상시켜 양질의 비료를 제조할 수 있는 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 함수율이 높은 유기성 폐기물에 첨가제를 혼합함으로써 발효기간을 단축시키고 악취를 저감시킬 수 있는 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법은, 유기성 폐기물에 양극부와 음극부가 이격 설치되고, 상기 양극부와 음극부에 전류를 공급하여 전기분해 반응을 유도하는 동전기를 이용하여 유기성 폐기물 내에 포함된 염분을 제거하는 탈염단계; 상기 탈염단계를 통해 염분이 제거된 유기성 폐기물을 분쇄기에 투입하여 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 유기성 폐기물 100 중량부에 대하여 미생물 1~10 중량부, 톱밥 20~40 중량부, 왕겨 20~30 중량부, 대게껍질 분말 10~30 중량부, 규산염 분말 10~20 중량부를 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합단계를 통해 혼합된 혼합물을 교반식 발효조에서 10~15일간 발효시키는 제1차 발효단계; 상기 제1차 발효단계를 통해 발효된 발효물에 미역귀 분말 5~10 중량부, 연꽃 분말 10~20 중량부를 첨가하는 첨가제 투입단계; 상기 첨가제 투입단계를 통해 첨가제가 투입된 발효물을 10~15일간 발효시키는 제2차 발효단계; 및 상기 제2차 발효단계를 통해 발효된 발효물을 건조기에 투입하여 건조하는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탈염단계에서는 상기 동전기의 양극부와 음극부 사이의 거리가 14~18cm인 상태에서 34~38시간동안 전류밀도 2~3mA/㎠의 직류 전류를 가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미생물은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 아스페르길루스 오리재(Aspergillus oryzae)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미역귀 분말은 수거된 미역귀를 물에 15~25분간 침지하여 탈염시킨 후 상기 탈염된 미역귀를 스팀기에 투입하여 2~5분간 자숙시키고, 상기 자숙시킨 미역귀를 2mm이하의 크기로 분쇄하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연꽃 분말은 수확한 연꽃의 줄기와 잎을 건조기에 투입하여 건조한 후 분쇄기에서 3~5mm 크기로 분쇄하여 제조되며, 상기 연꽃 분말을 상기 1차 발효물에 첨가하여 함수율이 20~30 중량%로 조성되도록 발효시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법은, 미생물과 함께 유기성 폐기물, 목질폐기물(톱밥), 농업폐기물(왕겨) 등이 이용됨으로써 재활용은 물론 환경오염을 방지하는 효과가 있고, 특히 유기성 폐기물에 포함된 염분을 제거하고 미생물과 각종 폐기물을 혼합하여 발효 및 건조 효율을 향상시켜 양질의 비료를 제조하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법을 도시한 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 동전기를 개략적으로 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법을 도시한 공정도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법은 탈염단계(S100), 분쇄단계(S200), 혼합단계(S300), 제1차 발효단계(S400), 첨가제 투입단계(S500), 제2차 발효단계(S600) 및 건조단계(S700)를 포함한다.

먼저, 상기 탈염단계(S100)에서는 유기성 폐기물에 양극부와 음극부가 이격 설치되고, 상기 양극부와 음극부에 전류를 공급하여 전기분해 반응을 유도하는 동전기를 이용하여 유기성 폐기물 내에 포함된 염분을 제거한다.

본 발명에 적용되는 유기성 폐기물로는 수산물을 가공하는 과정에서 발생된 어류의 머리, 내장, 지느러미 등의 수산 가공 부산물, 음식물쓰레기 등의 식품 부산물 및 도축 부산물 등이 포함된다.

도 2는 본 발명에 따른 동전기를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 공지의 기술인 상기 동전기(10)는 다공성 물질 내에 부식이 되지 않는 전극을 삽입하고 전해질로 채워준 후, 전극에 직류 전압 또는 직류 전류를 걸어서 다공성 물질-전해질계의 물리, 화학, 수리학적 변화를 유도하고 전도현상을 유발시켜 오염물질을 이동 및 추출하는 기기이다.

상기 동전기(10)는 유기성 폐기물(20) 내의 양단에 양극부(11)와 음극부(12)가 대응되게 나란히 배치된 전극배열로 이루어지며, 양극부(11)에는 양극 전해질용액 주입관(111) 및 양극 전해질용액 배출관(112)이 펌프(113)를 통해 양극 전해질용액 저장탱크(114)와 연결되어 있고, 음극부(12)에는 음극 전해질용액 주입관(121) 및 음극 전해질용액 배출관(122)이 펌프(123)를 통해 음극 전해질용액 저장탱크(124)와 연결되어 있다. 또한, 상기 양극부(11)와 음극부(12)에는 전원을 공급하기 위한 전원공급장치(13)가 연결되어 있다.

상기 동전기(10)의 전극에 공급된 전류(혹은 전압)는 전극에서 전기분해 반응을 유도하여 양극에서는 산성용액을, 음극에서는 염기성용액을 생성한다. 양극에서 생성된 산은 다공성 매질을 통하여 음극 방향으로 이동하게 되는데, 이때 이동하게 되는 원리는 전기경사(electrical gradient)에 의한 이온이동(ion migration), 전기삼투 흐름(electrosmosis flow)에 의한 공극수(pore fluid)의 이류(advection), 수리학적 포텐셜(hydraulic potential)에 의한 공극용액의 흐름, 화학경사(chemical gradient)에 의한 확산(diffusion) 등이 있다.

이처럼, 유기성 폐기물 내의 염분은 비슷한 형태로 존재하며, 이들 양이온들은 토양 및 유기성 폐기물과 이온결합의 형태로 존재한다. 따라서 토양 정화에 적용된 동전기 기술을 유기성 폐기물에 응용할 수 있다.

상기 탈염단계(S100)에서는 상기 동전기의 양극부와 음극부 사이의 거리가 14~18cm인 상태에서 34~38시간동안 전류밀도 2~3mA/㎠의 직류 전류를 가하는 것이 바람직하다.

즉, 상기와 같은 동전기의 운전 조건으로 전기 화학적 원리를 응용하여 낮은 직류 전류로 오랫동안 운전시킴으로써 최대 90%이상의 염분이 제거될 수 있다.

상기 분쇄단계(S200)에서는 상기 탈염단계(S100)를 통해 염분이 제거된 유기성 폐기물을 분쇄기에 투입하여 분쇄한다.

상기 분쇄기를 통해 분쇄되는 유기성 폐기물은 3~5㎜정도의 크기로 분쇄되는 것이 바람직하며, 그 이유는 분쇄하기 전의 유기성 폐기물에 비해 후술하게 될 혼합단계(S300)에서 혼합되는 각종 재료들과 접촉되는 표면적을 크게 하여 혼합은 물론 발효 효율을 크게 향상시킨다.

상기 혼합단계(S300)에서는 상기 분쇄단계(S200)를 통해 분쇄된 유기성 폐기물 100 중량부에 대하여 미생물 1~10 중량부, 톱밥 20~40 중량부, 왕겨 20~30 중량부, 대게껍질 분말 10~30 중량부, 규산염 분말 10~20 중량부를 혼합한다.

상기 혼합단계(S300)에서는 상기 유기성 폐기물을 비롯한 미생물, 톱밥, 왕겨, 대게껍질 분말, 규산염 분말을 교반기에 투입하여 골고루 혼합시킨다.

상기 미생물은 유기성 폐기물에 함유되어 악취제거 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 발효 및 건조를 위해 공극을 유도하여 양질의 비료를 제조할 수 있도록 한다.

이러한 상기 미생물은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 아스페르길루스 오리재(Aspergillus oryzae)를 포함한다.

상기 미생물은 함량이 1 중량부 미만이면 발효 효과가 미미하여 악취가스가 발생되는 문제점이 있고, 10 중량부를 초과하면 생산비용 증가로 경제성이 저하되는 문제점이 있다.

상기 톱밥 및 왕겨는 유기성 폐기물의 수분조절제 역할을 하고, 미생물의 먹이로 사용되어 미생물의 증식을 유도하는 역할을 한다.

상기 톱밥은 함량이 20 중량부 미만이면 수분 조절 효과가 미미하고, 40 중량부를 초과하면 함수율은 낮아지지만 전체적인 부피가 커지는 문제점이 있다.

상기 왕겨는 함량이 20 중량부 미만이면 수분 조절 효과가 미미하고, 30 중량부를 초과하면 전체적인 부피가 커져 처리 비용이 증대되는 문제점이 있다.

상기 대게껍질 분말은 키토산과 타우린 산이 다량 함유되어 있으며, 키토산은 대게껍질에서 추출한 천연물질로서 독성이 없고 항균, 항곰팡이 작용을 하게 된다.

상기 대게껍질 분말은 수산물 가공업체에서 가공 처리 후 폐기되는 대게껍질을 수거하여 건조시킨 후 분쇄기를 통해 미세 분쇄하여 제조된다.

상기 대게껍질 분말은 함량이 10 중량부 미만이면 유기성 폐기물의 응집 효과와 미생물 활성 효과가 미미하고, 30 중량부를 초과하면 다른 재료와의 용해가 어려워지는 문제점이 있다.

상기 규산염 분말은 고 순도의 천연 규석을 분쇄하여 제조한 규산염을 물에 용해시킨 뒤 100℃에서 7~8시간동안 감압증류를 통해 물을 증발시켜 고 순도 규산염의 다공체를 제조하고, 상기 다공체를 재분쇄하여 제조된다.

상기 천연 규석을 분쇄하여 얻은 입자를 소성하여 규산염을 제조하는데 통상 1,500~1,750℃에서 소성되는 것이 바람직하다.

상기 용해 단계에서 제조한 규산염 수용액을 감압 증류하면 상기 규산염이 석출되면서 부풀어 올라 다공도가 매우 큰 다공체가 형성된다. 상기 다공체는 부피가 매우 팽창되어 있으므로 겉보기 밀도가 매우 낮아 손으로도 쉽게 분쇄할 수 있다.

상기 규산염 분말은 함량이 10 중량부 미만이면 토양의 산성도를 효과적으로 중화시키기 어렵고, 20 중량부를 초과하면 탈취 효과를 발휘할 수 있으나 강염기성을 띠는 문제점이 있다.

상기 제1차 발효단계(S400)에서는 상기 혼합단계(S300)를 통해 혼합된 혼합물을 교반식 발효조에서 10~15일간 발효시킨다.

이때, 상기 교반식 발효조의 온도는 60~80℃로 유지하는 것이 바람직하며, 상기 온도일 때 살균 효과 및 악취제거 효과를 얻을 수 있고 미생물이 생장하기에 최적의 조건을 조성한다.

상기 첨가제 투입단계(S500)에서는 상기 제1차 발효단계(S400)를 통해 발효된 발효물에 미역귀 분말 5~10 중량부, 연꽃 분말 10~20 중량부를 첨가한다.

상기 미역귀는 미역의 머리 부분을 말하며, 어촌에서 미역 수확철이 다가오면서 그동안 상품성이 없다는 이유로 바다에 버려지거나 불법적으로 폐기되고 있다.

본 발명에서는 위와 같이 버려지는 미역귀를 수거하여 다음과 같은 공정을 통해 미역귀 분말로 가공하여 응집제로 사용하게 된다.

상기 미역귀 분말은 수거된 미역귀를 물에 15~25분간 침지하여 탈염시킨 후 상기 탈염된 미역귀를 스팀기에 투입하여 2~5분간 자숙시키고, 상기 자숙시킨 미역귀를 2mm이하의 크기로 분쇄하여 제조된다.

상기 미역귀 분말은 함량이 5 중량부 미만이면 응집 효율이 낮아 침전속도가 늦어지며, 10 중량부를 초과하면 수분 흡수에 따른 부피가 증가되는 문제점이 있다.

연꽃은 습지나 연못과 같은 곳에서 자라며, 뿌리줄기에서 나온 잎은 잎자루가 길며 물에 잘 젖지 않고 꽃잎과 같이 수면보다 위에서 전개한다.

연꽃의 줄기는 아랫부분에서 가지가 많이 갈라지고 대형 바나나처럼 생긴 땅속줄기가 발달하게 된다.

이러한 상기 연꽃 분말은 유기성 폐기물을 처리하기 위하여 수분조절제 역할을 하게 된다.

상기 연꽃 분말은 수확한 연꽃의 줄기와 잎을 건조기에 투입하여 건조한 후 분쇄기에서 3~5mm 크기로 분쇄하여 제조된다.

상기 연꽃 분말은 상기 1차 발효물에 첨가하여 함수율이 20~30 중량%로 조성되도록 발효시킨다. 이때, 유기성 폐기물의 최초 함수율을 30~40 중량%로 조절한 경우에는 상기 제2차 발효단계(S600)를 거치는 과정에서 함수율이 20~30 중량%로 조절된다.

상기 연꽃 분말은 함량이 10 중량부 미만이면 수분 흡수 능력이 저하되어 발효기간이 길어지고, 20 중량부를 초과하면 수분에 의해 발효물의 입상화가 잘 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

상기 제2차 발효단계(S600)에서는 상기 첨가제 투입단계(S500)를 통해 첨가제가 투입된 발효물을 10~15일간 발효시킨다.

상기 제2차 발효단계(S600)는 미생물에 의한 단백질 분해와 첨가제에 의한 살균이 일어나도록 발효하는 단계로서, 40~50℃의 온도 조건에서 발효시켜 미생물에 의해 단백질이 분해되고 첨가제에 의한 살균이 이루어져 악취의 발생을 최소화시킨다.

상기 온도가 40℃미만인 경우에는 미생물의 활동이 둔화되어 발효가 제대로 이루어지지 않아 발효기간이 장기화 및 비료의 품질이 저하되는 문제점이 있고, 50℃를 초과하는 경우에는 낮은 온도에서와 마찬가지로 미생물의 활동이 둔화되어 발효가 제대로 이루어지지 않는다.

상기 제2차 발효단계(S600)를 거치면서 적정 함수율로 건조된 발효물을 통상의 방법으로 압축하여 일체로 고형화한 후 커팅함으로써 정제화된 비료를 제조하게 된다.

한편, 상기 제2차 발효단계(S600)를 통해 정제화된 비료의 표면에 코팅제를 도포시킬 수 있다.

상기 코팅제는 밀 녹말, 무기질 바인더, 용매제를 반응조에 투입시켜 교반기로 약 1시간동안 교반 과정을 거쳐 용해한 다음 용해물에 계란껍질 분말을 혼합하여 제조된다.

상기 정제화된 비료의 표면에 준비된 코팅제를 도포함으로써 비료 성분의 토양 침투시간을 지연시킬 수 있다.

상기 건조단계(S700)에서는 상기 제2차 발효단계(S600)를 통해 발효된 발효물을 건조기에 투입하여 건조한다. 상기 건조단계(S700)를 통해 함수율을 최종 15~20 중량%로 조절하는 것이 바람직하다.

상기 발효물의 함수율이 15 중량% 미만일 경우 침강속도가 저하되어 물에 부양되는 문제점이 있고, 20 중량%를 초과할 경우에는 물에 쉽게 풀어져 부양되는 문제점이 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

동전기를 이용하여 염분이 제거된 수산 가공 부산물을 5㎜의 크기로 분쇄한 후, 상기 분쇄된 수산 가공 부산물 100 중량부에 대하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 아스페르길루스 오리재(Aspergillus oryzae)를 포함하는 미생물 10 중량부, 톱밥 20 중량부, 왕겨 30 중량부, 대게껍질 분말 30 중량부, 규산염 분말 10 중량부를 교반기에 투입하여 혼합한다. 상기 혼합된 혼합물을 교반식 발효조에서 12일간 1차로 발효시키고, 상기 1차 발효된 발효물에 미역귀 분말 10 중량부, 연꽃 분말 10 중량부를 첨가하여 10일간 2차로 발효 후 건조기를 통해 건조시켜 비료를 제조하였다.

[실험예 1] 염분제거율

상기 실시예를 실시하는 과정에서 동전기를 이용하여 수산 가공 부산물에 포함된 염분을 제거하는데 전류의 세기를 달리하여 실험하였다. 세부적인 실험결과를 아래 표 1에 나타내었다.

구분	전류의 세기(mA/㎠)	염분제거율(%)
실시예	2	90
염분 무처리	0	38

상기 표 1에서와 같이, 동전기를 이용한 수산 가공 부산물의 염분 제거 방법의 경우 염분 제거 효과가 우수함을 확인할 수 있었고, 특히 전기 화학적 원리를 응용하여 낮은 직류 전류로 오랫동안 운전시킴으로써 최대 90%의 염분이 제거됨을 알 수 있었다.

[실험예 2] 함수율

상기 실시예를 실시하는 과정에서 1차 발효된 발효물에 첨가제인 미역귀 분말과 연꽃 분말을 첨가한 후 10일간 2차로 발효시킨 다음 함수율을 측정하였다. 세부적인 실험결과를 아래 표 2에 나타내었다.

구분	최초 함수율(중량%)	10일 발효 후 함수율(중량%)
실시예	40	25
첨가제 무처리	40	36

상기 표 2에서와 같이, 1차 발효된 발효물에 첨가제인 미역귀 분말과 연꽃 분말을 첨가하는 경우 함수율이 30 중량%이하로 조절되는 것을 확인하였다. 따라서, 발효기간을 단축시키는 한편 발효물의 입상화가 잘 이루어지는 것을 확인할 수 있었다.

[실험예 3] 악취 저감 효과

상기 실시예를 실시하는 과정에서 수산 가공 부산물을 이용하여 비료를 제조하는 동안 발생되는 악취 정도를 알아보기 위하여, 5인의 관능 검사자가 직접 후각법으로 조사한 것을 상대지표 1부터 5까지로 정량화시킨 후 그 평균치를 조사하여 아래 표 3에 나타내었다.(1 : 냄새를 전혀 느낄 수 없음, 2 : 냄새가 약간 남, 3 : 냄새가 남을 확연히 느낄 수 있음, 4 : 불쾌한 냄새가 남, 5 : 불쾌한 냄새가 매우 심함)

구분	발효기간
	2일	5일	7일	10일
미생물 처리(실시예)	1.0	1.4	1.6	1.8
미생물 무처리	3.0	3.5	4.0	4.2

상기 표 3에서와 같이, 수산 가공 부산물을 탈염 및 분쇄한 후 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 아스페르길루스 오리재(Aspergillus oryzae)의 미생물을 접종하여 발효한 경우 악취 저감 효과가 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 악취 저감 효과를 통해 발효 공정의 단축 효과를 확인할 수 있었다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 통상의 기술자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 자명하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

10 : 동전기 11 : 양극부
111 : 양극 전해질용액 주입관 112 : 양극 전해질용액 배출관
113 : 펌프 114 : 양극 전해질용액 저장탱크
12 : 음극부 121 : 음극 전해질용액 주입관
122 : 음극 전해질용액 배출관 123 : 펌프
124 : 음극 전해질용액 저장탱크 13 : 전원공급장치
20 : 유기성 폐기물

Claims (5)

1. 수산물을 가공하는 과정에서 발생된 어류의 머리, 내장, 지느러미의 수산 가공 부산물, 식품 부산물 및 도축 부산물 중에서 어느 하나의 유기성 폐기물에 양극부와 음극부가 이격 설치되고, 상기 양극부와 음극부에 전류를 공급하여 전기분해 반응을 유도하는 동전기를 이용하여 유기성 폐기물 내에 포함된 염분을 제거하는 탈염단계;
   상기 탈염단계를 통해 염분이 제거된 유기성 폐기물을 분쇄기에 투입하여 분쇄하는 분쇄단계;
   상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 유기성 폐기물 100 중량부에 대하여 미생물 1~10 중량부, 톱밥 20~40 중량부, 왕겨 20~30 중량부, 대게껍질 분말 10~30 중량부, 규산염 분말 10~20 중량부를 혼합하는 혼합단계;
   상기 혼합단계를 통해 혼합된 혼합물을 교반식 발효조에서 10~15일간 발효시키는 제1차 발효단계;
   상기 제1차 발효단계를 통해 발효된 발효물에 미역귀 분말 5~10 중량부, 연꽃 분말 10~20 중량부를 첨가하는 첨가제 투입단계;
   상기 첨가제 투입단계를 통해 첨가제가 투입된 발효물을 10~15일간 발효시키는 제2차 발효단계; 및
   상기 제2차 발효단계를 통해 발효된 발효물을 건조기에 투입하여 건조하는 건조단계;
   를 포함하며,
   상기 탈염단계에서는,
   상기 동전기의 양극부와 음극부 사이의 거리가 14~18cm인 상태에서 34~38시간동안 전류밀도 2~3mA/㎠의 직류 전류를 가하고,
   상기 미생물은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 아스페르길루스 오리재(Aspergillus oryzae)를 포함하며,
   상기 미역귀 분말은 수거된 미역귀를 물에 15~25분간 침지하여 탈염시킨 후 상기 탈염된 미역귀를 스팀기에 투입하여 2~5분간 자숙시키고, 상기 자숙시킨 미역귀를 2mm이하의 크기로 분쇄하여 제조되고,
   상기 연꽃 분말은 수확한 연꽃의 줄기와 잎을 건조기에 투입하여 건조한 후 분쇄기에서 3~5mm 크기로 분쇄하여 제조되며,
   상기 연꽃 분말을 상기 1차 발효물에 첨가하여 함수율이 20~30 중량%로 조성되도록 발효시키고,
   상기 제2차 발효단계를 통해 정제화된 비료의 표면에 코팅제를 도포시키며,
   상기 코팅제는 밀 녹말, 무기질 바인더, 용매제를 반응조에 투입시켜 교반기로 1시간동안 교반 과정을 거쳐 용해한 다음 용해물에 계란껍질 분말을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 비료 제조방법.
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