KR101798931B1

KR101798931B1 - 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제

Info

Publication number: KR101798931B1
Application number: KR1020170088165A
Authority: KR
Inventors: 김선환
Original assignee: 김선환; 주식회사 행복나무
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2017-11-21

Abstract

본 발명은, 다공성 물질, 석고, 생석회를 주요 조성성분으로 하여, 먼저 상기 다공성 물질을 200~300℃의 온도 조건에서 통과시킨 후 산소탱크에서 상온 냉각하여 냉각 과정에서 다공성 물질에 산소의 흡수량을 증대시키고, 흡수 산소의 양이 증대된 상기 다공성 물질과 석고와 생석회를 소정의 조성비율로 각각 혼합하여 분쇄하여 분말 상태로 형성한 1차 혼합물을 조성하고, 분말 상태의 상기 1차 혼합물에 바인더 분말을 추가로 투입 혼합하여 과립상(顆粒狀) 2차 혼합물로 조립(造粒)하거나 상기 1차 혼합물을 다시 분쇄하여 소정의 입자크기를 갖는 미세한 분말상 2차 혼합물로 제조한 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 제조하여, 상기 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 가축분뇨에 섞으면 가축분뇨 내의 수분과 반응하여 50 ~ 80℃의 온도로 발열하여 특히 겨울철에 가축분뇨 퇴비화가 가능하고 유익균이 퇴비 내에 있게 되어 유용한 퇴비의 제조가 가능하게 되고, 다공질 물질, 석고, 생석회에 형성된 무수히 많은 미세 다공에 함유된 산소가 가축분뇨의 발효를 촉진하게 되며 동시에 미세 다공에 가축분뇨 악취의 흡착이 원활히 이루어져 가축분뇨의 악취가 제거되며, 또한 과립상으로 조립되어 가축분뇨에 시비하는 경우 주위로 날려 분산되지 않으므로 발효촉진제의 낭비를 줄일 수 있으면서 사용자 눈이나 폐 속으로 유입되지 않아 사용자 신체건강을 해치지 않게 하는 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제에 관한 것이다.

Description

가축분뇨 퇴비용 발효촉진제 { Fermentation accelerator for livestock manure composting }

본 발명은 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 석회석 또는 ALC(오토클레이브 경량시멘트) 등의 다공성 물질, 석고, 생석회를 주요 조성성분으로 하여, 먼저 상기 다공성 물질을 200~300℃의 온도 조건에서 통과시킨 후 산소탱크에서 상온 냉각하여 냉각 과정에서 상기 다공성 물질에 산소의 흡수량을 증대시키고, 흡수 산소의 양이 증대된 상기 다공성 물질과 석고와 생석회를 소정의 조성비율로 각각 혼합하여 분쇄하여 분말 상태로 형성한 1차 혼합물을 조성하고, 분말 상태의 상기 1차 혼합물에 바인더 분말을 추가로 투입 혼합하여 과립상(顆粒狀) 2차 혼합물로 조립(造粒)하거나 또는 다시 분쇄하여 미세한 분말상 2차 혼합물로 분말화한 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 제조하여, 상기 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 가축분뇨에 섞으면 가축분뇨 내의 수분과 반응하여 50 ~ 80℃의 온도로 발열하여 특히 겨울철에 가축분뇨 퇴비화가 가능하고 유익균이 퇴비 내에 있게 되어 유용한 퇴비의 제조가 가능하게 되고, 다공성 물질, 석고, 생석회에 형성된 무수히 많은 미세 다공에 함유된 산소가 가축분뇨의 발효를 촉진하게 되며 동시에 미세 다공에 가축분뇨 악취의 흡착이 원활히 이루어져 가축분뇨의 악취가 제거되며, 또한 과립상으로 조립되어 가축분뇨에 시비하는 경우 주위로 날려 분산되지 않으므로 발효촉진제의 낭비를 줄일 수 있으면서 사용자 눈이나 폐 속으로 유입되지 않아 사용자 신체건강을 해치지 않게 하는 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제에 관한 것이다.

가축을 사육하는 농가에서는 가축이 배설하는 가축분뇨가 발생하게 된다. 가축분뇨는 이에 의한 환경오염을 유발할 수 있어, 발생 가축분뇨에 대하여는 '가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률', '가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 시행령', '가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 시행규칙' 등에 의해 가축분뇨 및 분뇨 처리시설 등의 관리 및 이용을 엄격하게 규정하고 있다.

일반적으로 농가에서 발생하는 가축분뇨는 톱밥, 수피, 왕겨 등을 수분조절제로 사용하여 호기성 미생물의 작용에 의해서 가축분뇨의 유기물을 분해하여 퇴비를 제조하게 되는데, 퇴비 제조시 가축분뇨에 포함되는 유기물의 분해 시간을 단축하여 퇴비 제조기간을 단축하기 위해 미생물의 활동을 활성화시키는 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 투입하게 된다.

현재 가축분뇨의 통상적인 처리방법은 분을 퇴비화(composting)하여 발효시키거나 건조시켜 활용하고, 뇨 또는 세척수는 활성오니법 등으로 정화처리하며, 가장 흔한 형태인 분뇨혼합의 경우는 톱밥이나 왕겨 등 수분조절제를 혼합하여 발효시켜 퇴비화하거나 발효 촉진제를 첨가하여 그대로 액비로 처리하는 것이 가장 보편적이다.

가축분뇨의 퇴비화 과정에서 퇴비화기간을 단축시키고 퇴비화 과정 중 발생하는 악취를 감소시키기 위하여 다양한 발효촉진제와 악취제거제(또는 탈취제)가 사용되고 있으며, 주로 바실러스균, 슈도모나스균, 유산균, 광합성 세균, 효모 등 호기성 미생물들로 구성된 제품들이 사용되고 있다.

그러나 가축분뇨의 퇴비화는 상온이 높은 여름철에는 가축분뇨가 잘 발효되어 퇴비화가 원활하게 수행되지만 겨울철의 낮은 온도에서는 가축분뇨의 발효화가 더디게 되어 퇴비화 과정이 원활하지 못한 문제점이 있다.

이를 위해 농촌진흥청에서는 특히 겨울철에 농가들이 가축분뇨의 퇴/액비화 시설 운영을 위한 동절기 기술 및 시설관리 요령을 제시하고 있다. 구체적으로는, 겨울철 축종별 축산 농가의 퇴비화 효율이 낮아지므로 시설의 보온관리를 위해 창이나 벽체에 설치된 윈치커튼을 정비하고 찬바람이 부는 북쪽 또는 서쪽의 보온을 유지하며, 퇴적식 퇴비단의 경우 추운 날씨에는 뒤집기를 자제하고 퇴비단 위치는 가급적 남쪽으로 배치하며, 송풍식 퇴비단의 경우 송풍기 가동은 한 낮에만 가동하고 영하로 떨어지는 밤에는 가동하지 않으며, 기계 교반식 퇴비단의 경우 온도가 높은 시간대에만 교반기를 작동해야 하며, 액비화 시설은 액비온도가 가급적 7℃ 이상 유지되도록 특히 보온과 폭기 관리에 유념하도록 지도하고 있다.

이와 같이 특히 겨울철에는 낮은 온도로 인하여 가축분뇨 퇴비화가 어렵고 그 효율성도 낮아지게 되는데 이는 가축분뇨의 온도가 낮아져 발효가 어렵거나 늦어지는 것이 그 요인이므로, 특히 겨울철에도 가축분뇨 퇴비화 시설물에서 퇴비화가 원활하게 수행될 수 있는 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제에 관한 제안이 필요하게 되었으나 상대적으로 겨울철을 대비한 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제에 관한 종래 방안은 거의 없다는 한계점이 있었다.

등록특허 제10-1227377호 등록특허 제10-0432418호

본 발명은 겨울철에도 가축분뇨 퇴비화의 효율성을 높여 퇴비화 과정을 원활하게 수행될 수 있는 새로운 제안으로서, 본 발명은 석회석 또는 ALC(Autoclaved Lightweight Concrete)로 대표되는 다공성 물질과 석고, 생석회를 주요 조성성분으로 하여, 먼저 상기 다공성 물질을 200~300℃의 온도 조건에서 통과시킨 후 산소탱크에서 상온 냉각하여 냉각 과정에서 다공성 물질에 산소의 흡수량을 증대시키고, 흡수 산소의 양이 증대된 상기 다공성 물질과 석고와 생석회를 소정의 조성비율로 각각 혼합하여 분쇄하여 분말 상태로 형성한 1차 혼합물을 조성하고, 분말 상태의 상기 1차 혼합물에 바인더 분말을 추가로 투입 혼합하여 과립상(顆粒狀) 2차 혼합물로 조립(造粒)하거나 또는 다시 분쇄하여 미세한 분말상 2차 혼합물로 분말화한 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 제조하여, 상기 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 가축분뇨에 섞으면 가축분뇨 내의 수분과 반응하여 50 ~ 80℃의 온도로 발열하여 유익균을 생장시키면서 특히 겨울철에 가축분뇨 퇴비화가 가능하고 유익균이 퇴비 내에 있게 되어 유용한 퇴비의 제조가 가능하게 되고, 다공성 물질, 석고, 생석회에 형성된 무수히 많은 미세 다공에 함유된 산소가 가축분뇨의 발효를 촉진하게 되며 동시에 미세 다공에 가축분뇨 악취의 흡착이 원활히 이루어져 가축분뇨의 악취가 제거되며, 또한 과립상으로 조립되어 가축분뇨에 시비하는 경우 주위로 날려 분산되지 않으므로 발효촉진제의 낭비를 줄일 수 있으면서 사용자 눈이나 폐 속으로 유입되지 않아 사용자 신체건강을 해치지 않게 하는 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는,

(a) 다공성 물질을 200~300℃의 온도 조건에서 가열로를 통과시킨 후 산소탱크에서 5 ~ 25℃ 온도로 냉각하여 냉각 과정에서 다공성 물질에 산소의 흡수량을 증대시킨 전처리 공정이 수행된 다공성 물질을 구비하고,

(b) 상기 전처리된 다공성 물질과 석고와 생석회를 각각 구비하고,

(c) 흡수 산소의 양이 증대된 상기 다공성 물질과 석고와 생석회를 소정의 조성비율로 각각 혼합하여 분쇄하여 분말 상태로 형성한 1차 혼합물을 조성하고,

(d) 분말 상태의 상기 1차 혼합물에 바인더 분말을 추가로 투입 혼합하여 과립상(顆粒狀) 2차 혼합물로 조립(造粒)하는 단계를 수행하여 제조하거나, 또는 분말 상태의 상기 1차 혼합물을 다시 분쇄하여 소정 크기의 분말상 2차 혼합물로 분말화하는 단계를 수행하여 제조하고,

상기 (c) 단계에서 조성되는 상기 1차 혼합물은 다공성 물질, 석고, 생석회가 각각 다공성 물질 30~40 중량%, 석고 35~45 중량%, 생석회 25~35 중량%의 조성비율로 혼합 조성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (a) 단계에 구비되는 다공성 물질은 석회석 또는 ALC 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (d) 단계 이후, 상기 과립상 또는 분말상 2차 혼합물에 발효균을 추가로 투입하는 단계를 더 수행하여 제조되는 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제인 것을 특징으로 한다.

상기 (a) 단계 내지 (d) 단계를 수행하여 제조되는 본 발명에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는, 다공성 물질, 석고, 생석회를 주성분으로 하여 과립상으로 제조되거나 분말상으로 제조되어, 상기 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 가축분뇨에 섞으면 가축분뇨 내의 수분과 반응하여 50 ~ 80℃의 온도로 발열하여 특히 겨울철에 가축분뇨 퇴비화가 가능하고 유익균이 퇴비 내에 있게 되어 유용한 퇴비의 제조가 가능하게 되고, 다공성 물질, 석고, 생석회에 형성된 무수히 많은 미세 다공에 함유된 산소가 가축분뇨의 발효를 촉진하게 되며 동시에 미세 다공에 가축분뇨 악취의 흡착이 원활히 이루어져 가축분뇨의 악취가 제거되며, 또한 과립상으로 조립되어 가축분뇨에 시비하는 경우 주위로 날려 분산되지 않으므로 발효촉진제의 낭비를 줄일 수 있으면서 사용자 눈이나 폐 속으로 유입되지 않아 사용자 신체건강을 해치지 않게 하는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제의 제조 단계를 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제에 대하여 상세하게 설명함에 있어, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 형태로 구현할 수 있을 것이다. 또 본 발명의 청구범위 및 명세서에 사용된 용어나 단어는 발명자가 본 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는, 첨부된 도 1을 참조하면,

(a) 다공성 물질을 200~300℃의 온도 조건에서 가열로를 통과시킨 후 산소탱크에서 5 ~ 25℃의 온도로 냉각하여 냉각 과정에서 다공성 물질에 산소의 흡수량을 증대시킨 전처리 공정이 수행된 다공성 물질을 구비하고(S1 단계),

(b) 상기 전처리된 다공성 물질과 석고와 생석회를 각각 구비하고(S2 단계),

(c) 흡수 산소의 양이 증대된 상기 다공성 물질과 석고와 생석회를 소정의 조성비율로 각각 혼합하여 분쇄하여 분말 상태로 형성한 1차 혼합물을 조성하고(S3 단계),

(d) 분말 상태의 상기 1차 혼합물에 바인더 분말을 투입 혼합하여 과립상(顆粒狀) 2차 혼합물로 조립(造粒)하는 단계를 수행하여 제조하거나(S4 단계), 또는 분말 상태의 상기 1차 혼합물을 다시 분쇄하여 소정 크기의 분말상 2차 혼합물로 분말화하는 단계를 수행하여 제조하고(S4' 단계),

상기 (c) 단계인 S3 단계에서 조성되는 상기 1차 혼합물은 다공성 물질, 석고, 생석회가 각각 다공성 물질 30~40 중량%, 석고 35~45 중량%, 생석회 25~35 중량%의 조성비율로 혼합 조성된다.

상기 (a) 단계인 S1 단계에 구비되는 본 발명의 실시예에 따른 상기 다공성 물질은 석회석 또는 ALC 중에서 선택되는 어느 하나의 다공성 물질이다. 그러나 상기에 기술된 다공성 물질은 위에 기재된 것만으로 한정되는 것은 아니고, 규조토, 백운석, 견운모, 제올라이트와 같이 많은 구멍이 형성된 공간을 가진 다른 다공성 물질도 본 발명에 따른 방식으로 사용될 수가 있으며 본 발명의 효과를 가지는 것은 당연하다고 할 것이므로, 일반적으로 사용되는 다공성 물질은 본 발명의 다공성 물질에 해당되며 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

상기 석회석은 탄산칼슘을 주성분으로 하는 수성암의 일종이다. 석회석은 그 표면에는 무수히 많은 다공이 형성되어 있어 비표면적이 매우 넓은 광물로서, 다공을 통해 오염물질의 흡착이 매우 유리하고 유효하게 이루어질 수 있다.

석회석의 주성분인 탄산칼슘(CaCO₃)은 칼슘의 탄산염으로 대리석, 방해석, 선석(霰石), 석회석, 백악, 빙주석(氷洲石), 조개껍질, 달걀껍질, 산호 등으로부터 산출된다. 시멘트의 주원료, 산화칼슘의 원료, 제철, 건축재료 등의 각종 중화제(中和劑)로 사용된다. 자연계에 존재하는 염 중에서 가장 많다. 일반적으로 무색의 결정 또는 백색 고체로, 비중 2.93이며, 825℃에서 분해한다. 가열하면 이산화탄소를 발생하고 수산화칼슘을 포함하는 석회를 얻는다. 순수한 물에는 용해하지 않으나, 이산화탄소를 함유하는 물에는 용해하여, 중탄산칼슘을 생성하며 녹는다. 또한, 탄산칼슘에 산을 작용시키면 이산화탄소를 발생한다.

상기 석회석은 공지의 물성으로서 대표적인 다공질의 물질이며, 석회석을 1,000~1,200℃의 고온으로 소결하면 이산화탄소가 빠져나간 생석회(CaO)가 된다.

상기 석회석은 200~300℃ 온도범위의 가열로를 통과시킨 후에 산소탱크에서 냉각하게 되면 냉각시에 냉각 석회석은 대기압 산소조건의 냉각시에 대비하여 약 30% 이상의 산소를 더 흡수하게 되어 소정의 온도범위 및 산소압 조건에서 산소를 충분하게 더 함유하게 되므로 가축분뇨의 발효를 더욱 효과적으로 촉진하게 되는 것이다. 상기 석회석을 산소탱크에서 냉각할 때에, 산소탱크의 압력 조건은 2~3 기압의 압력 조건으로 하고, 냉각 온도 범위는 상온의 조건 즉 5~25℃의 온도 범위 조건에서 12~24시간 동안 냉각하면 상기 석회석은 바람직하게 약 30% 이상의 산소를 더 흡수하게 된다.

상기 ALC는, 규석 50~60 중량부, OPC(Ordinary Portland Cement, 포틀랜드 시멘트) 30~35 중량부, 생석회 10~15 중량부, 석고 5~10 중량부, 혼합수 40~60 중량부의 조성비로 혼합하여 조성하고 여기에 혼합수를 제외한 상기 조성물 분말 100 중량부 대비 0.1 중량부의 비율로 알루미늄 발포제를 혼합하여 압력 10기압의 고압, 온도 180℃의 고온 조건으로 오토클레이브에서 증기양생하여 구조적으로 안정화된 판상 구조의 토버모라이트 결정을 이루는 과정으로 제조되는 오토클레이브 경량 시멘트로서, 상기 ALC를 조성하는 조성물인 상기 규석, 시멘트, 생석회, 석고에 의하여 상기 ALC는 상기 석회석과 마찬가지로 대표적인 다공성 물질로 기능하게 되는 것이다. 상기 ALC는 이미 블록, 패널, 특수 패널 등의 소재로 널리 활용되어 쓰이는 공지된 물질이며, ALC 규산질 비료는 한국비료협회(KFA)에서 친환경성 비료로 인정한 것이어서 이에 대한 더 자세한 물성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 (b) 단계인 S2 단계에 구비되는 본 발명의 실시예에 따른 상기 석고는 다공질의 물질로서 화학식 CaSO₄ _·2H₂O로 이루어지며, 공지의 물성으로서 석고에는 황(S)이 포함되어 있어 퇴비를 시비하게 되면 뿌리식물의 생장에 좋은 기능을 발휘하게 된다.

상기 (b) 단계인 S2 단계에 구비되는 본 발명의 실시예에 따른 상기 생석회(CaO)는 석회석을 1,000~1,200℃의 고온으로 소결하여 이산화탄소가 빠져나간 것이며, 생석회의 공지의 물성으로서 다공질의 생석회는 수분과 반응하여 180~200℃의 발열반응이 일어나면서 소석회(Ca(OH)₂)로 변하여 강알칼리(pH 11~12) 성질을 갖게 되고, 발열반응시에 유해한 세균이나 바이러스를 소멸시키게 된다. 상기 생석회의 고온의 발열반응으로 인해 특히 겨울철 낮은 온도의 가축분뇨의 발열이 가능하여 가축분뇨의 발효는 계절에 관계없이 효율적으로 이루어지게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는, 상술한 석회석 또는 ALC 중의 어느 하나를 선택하여 다공성 물질로 구비하여, 상기 다공성 물질을 200~300℃의 온도 조건에서 가열로를 통과시킨 후 산소탱크에서 냉각하여 냉각 과정에서 다공성 물질에 산소의 흡수량을 30% 이상 더 증대시킨 전처리 공정인 S1 단계를 수행하여 풍부한 산소를 흡수한 다공성 물질을 구비하게 된다.

상기 S1 단계를 통해 전처리되어 산소가 풍부한 상기 다공성 물질과 석고와 생석회를 각각 구비하는 S2 단계를 수행한다.

상기 (c) 단계인 S3 단계에서는 상기 다공성 물질, 석고, 생석회를 각각 소정의 조성비율로 혼합하고 분쇄하여 분말 상태의 1차 혼합물을 조성한다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 1차 혼합물의 상기 다공성 물질, 석고, 생석회는 각각 다공성 물질 30~40 중량%, 석고 35~45 중량%, 생석회 25~35 중량%의 조성비율로 혼합 조성된다.

석회석 또는 ALC 중에서 선택되는 상기 다공성 물질은 호기성 발효를 촉진하는 조성물질로서 30~40 중량%의 조성 범위로 조성되는데, 조성 중량비가 40 중량%를 초과하면 호기성 발효 촉진에는 유리한 점이 있으나 반면에 석고 및 생석회와의 조성비의 효율성 및 경제성 면에서는 불리하고 또 퇴비의 발열온도 관리에도 적합하지 못한 단점이 있으며, 조성 중량비가 30 중량% 미만이면 본 발명의 목적인 가축분뇨 퇴비의 발효촉진 기능이 저하되는 문제점이 생기게 된다.

상기 석고는 생석회의 발열온도를 조절하는 조성물질로서 생석회의 발열온도가 높아지는 것을 방지하면서 석고에 함유되는 황(S) 성분으로 유용한 비료의 기능을 수행하도록 35~45 중량%의 조성 범위로 조성되는데, 조성 중량비가 45 중량%를 초과하면 생석회의 발열온도 조절 및 식물의 황 성분 제공에는 유리하나 일정한 발열온도를 유지해야 할 겨울철에 퇴비 발열온도 조절에 어려움이 있으며 석고의 가격이 비싸므로 제조 단가의 경제성 및 경쟁력이 뒤떨어지게 되며, 조성 중량비가 35 중량% 미만이면 생석회 발열온도 조절 효과가 미흡하게 되는 단점이 있게 된다. 상기 조성 중량비 범위의 석고에 의해 본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제를 가축분뇨에 섞으면 가축분뇨 내의 수분과 반응하여 50 ~ 80℃의 발열온도를 유지할 수 있게 된다.

상기 생석회는 수분과 반응하여 겨울철 퇴비화 반응을 용이하게 하는 기능을 수행하며 25~35 중량%의 조성 범위로 조성되는데, 조성 중량비가 35 중량%를 초과하게 되면 발열반응 온도가 너무 올라가게 되고 또 pH가 강알칼리로 변하게 되는 문제점이 발생하여 토양 및 수질 관리에 바람직하지 못하게 되며, 조성 중량비가 25 중량% 미만이면 퇴비화의 발열온도가 낮아지게 되는 문제점이 생기게 된다.

상기 S3 단계에서 상기 다공성 물질, 석고, 생석회가 구비되어 각각의 조성물은 소정 조성비율로 조성되어 분말화된 상기 1차 혼합물이 조성되면, 상기 1차 혼합물에 바인더 분말을 투입 혼합하여 과립상을 갖도록 하는 과립상 2차 혼합물로 조립하게 되는 상기 (d) 단계인 S4 단계가 수행된다. 여기에서 표현되는 조립(造粒, granulation)이란 혼합물이 거의 균일한 형태와 크기를 갖는 입자로 만들어 내는 것을 말한다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 과립상 2차 혼합물을 조성하는 상기 S4 단계에 투입되는 바인더 분말은 사탕수수 찌꺼기를 분쇄하여 성형되는 사탕수수 분말이 적용되어 과립성형기(granulator)에서 상기 1차 혼합물과 혼합되어 과립상 2차 혼합물로 조립되는데, 상기 과립화 단계의 공정은 제약 분야 또는 비료 제조 분야에서 이미 표준화되어 있는 공지된 과립화 단계의 공정으로 이루어진다.

상기 S4 단계에서 상기 과립상의 2차 혼합물을 조립하기 위해 상기 1차 혼합물 및 바인더 분말은 각각 1차 혼합물은 90~95 중량% 및 바인더 분말은 5~10 중량% 로 투입되어 혼합된다.

상기 바인더 분말의 중량 범위에서 바인더 분말이 5 중량% 미만으로 혼합되면 과립화의 점도가 미흡해지며, 10 중량%를 넘으면 가축분뇨 퇴비화의 바람직한 온도 범위의 발열 온도 조절에 불리하며 과립화의 점도가 높게 되며 바인더의 가격이 고라라서 제조비용이 높아지게 되어 10% 이내로 제한되었다.

상기 S4 단계에서 조립되는 본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제가 과립상으로 조립되는 것은 본 발명의 특징 중의 하나로서, 상기 과립상 2차 혼합물로 조립되는 본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는, 가축분뇨에 시비하는 경우 주위로 날려 분산되지 않으므로 발효촉진제의 낭비를 줄일 수 있으면서 사용자 눈이나 폐 속으로 유입되지 않아 사용자 신체건강을 해치지 않게 하는 우수한 효과를 발휘하게 되는 것이다.

이상에서 설명된 상기 S1 단계 내지 S4 단계를 수행한 본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제의 기능을 더욱 향상시키기 위해 상기 (d) 단계인 S4 단계를 수행한 이후의 단계로서, 상기 과립상 2차 혼합물에 발효균을 추가로 투입하는 단계(S5 단계)를 더 수행하여 발효촉진의 효율성을 더욱 제고할 수 있다. 본 S5 단계에서 투입되는 상기 발효균에는 특별한 제한은 없으며, 상기 발효균의 예로서 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidopillus)균, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)균, 아스페르길루스 니가(Aspergillus niger)균, 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)균, 슈도모나스속(Peudomonas), 니트로소모나스속(Nitrosomonas), 광합성미생물(Phototrophic bacteria)균 등을 예시할 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는 과립상으로 조립되는 것으로서 소 또는 돼지의 분뇨 중에서 수분량이 비교적 적은 가축분뇨에 투입되는 가축분뇨 퇴비화에 적합한 실시예라고 할 수 있으나, 특히 수분이 많은 돼지의 뇨(오줌)를 포함한 소 또는 돼지의 분뇨를 대규모의 발효탱크에 모아 액비로 만드는 액비화 시설에 투입하는 경우에는 상기 과립상의 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제보다 분말상의 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제가 더욱 적합한 바, 이를 위해, 본 발명의 실시예의 변형예로서 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는 분말상으로 제조된다.

본 발명의 실시예의 변형예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는, 상기 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제가 과립상으로 제조되는 것과는 상이한 미세한 분말상으로 제조되는데, 이는 소정의 조성비로 혼합되는 상기 S4 단계의 과립상의 2차 혼합물로 조립하는 대신에 상기 S3 단계의 1차 조성물을 다시 분쇄하여 소정 크기의 분말상의 2차 혼합물로 제조하게 되는 단계(S4? 단계)를 수행한다.

본 발명의 실시예의 변형예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는, 10~20㎛ 입자크기의 분말로 이루어지는 분말상으로 제조되는 것으로서, 실시예에 따른 상기 S1 단계, S2 단계, S3 단계와 완전 동일한 제조 단계를 수행하고, 실시예의 상기 S4 단계인 (d) 단계에서 실시예에 따른 상기 1차 혼합물은 과립상 2차 혼합물로 조립됨에 반해 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 상기 1차 혼합물은 다시 분쇄되어 크기가 10~20㎛ 입자크기의 분말상 2차 혼합물로 제조되는 단계인 S4' 단계의 제조 단계를 수행하게 된다.

본 발명의 실시예의 변형예에 따른 상기 S4' 단계는 상기 S3 단계와 함께 수행되는 하나의 단계로 이루어질 수도 있다.

본 발명의 실시예의 변형예에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는, 상술한 실시예와 동일하게, 상기 S4' 단계를 거친 상기 분말상 2차 혼합물에 발효균을 추가로 투입하는 단계(S5 단계)를 더 수행하여 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제의 기능을 더욱 향상시켜 발효촉진의 효율성을 더욱 제고할 수 있으며, 실시예와 마찬가지로 본 추가 단계에 투입되는 발효균은 실시예에서 투입되는 발효균과 동일하다.

본 발명에 따른 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는, 가축분뇨를 이용한 가축분뇨 퇴비의 발효촉진을 위한 발효촉진제를 생산하는 산업분야에서 상기 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

Claims

가축분뇨를 이용한 퇴비용 발효촉진제에 있어,
상기 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제는,
(a) 석회석, ALC(오토클레이브 경량시멘트), 규조토, 백운석, 견운모, 제올라이트 중에서 선택되는 어느 하나의 다공성 물질을 200~300℃의 온도 조건에서 가열로를 통과시킨 후 산소탱크에서 냉각하여 냉각 과정에서 다공성 물질에 산소의 흡수량을 증대시킨 전처리 공정이 수행된 다공성 물질을 구비하고(S1 단계),
(b) 상기 전처리된 다공성 물질과 석고와 생석회를 각각 구비하고(S2 단계),
(c) 흡수 산소의 양이 증대된 상기 다공성 물질과 석고와 생석회를 소정의 조성비율로 각각 혼합하여 분쇄하여 분말 상태로 형성한 1차 혼합물을 조성하고(S3 단계),
(d) 분말 상태의 상기 1차 혼합물에 바인더 분말을 투입 혼합하여 과립상(顆粒狀) 2차 혼합물로 조립(造粒)하는 단계를 수행하여 제조하거나(S4 단계), 또는 분말 상태의 상기 1차 혼합물을 다시 분쇄하여 소정 크기의 분말상 2차 혼합물로 분말화하는 단계를 수행하여 제조하고(S4' 단계),
상기 (c) 단계인 S3 단계에서 조성되는 상기 1차 혼합물은 다공성 물질 30~40 중량%, 석고 35~45 중량%, 생석회 25~35 중량%의 조성비율로 혼합 조성되고,
상기 (a) 단계인 S1 단계에서 다공성 물질을 산소탱크에서 냉각할 때, 산소탱크의 압력 조건은 2~3기압의 압력 조건으로 하고, 냉각 온도 범위는 5~25℃의 온도 범위 조건에서 12~24시간 동안 냉각하여 다공성 물질에 산소 흡수량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제.
삭제
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계인 S4 단계 또는 S4' 단계 이후, 상기 과립상 2차 혼합물 또는 분말상 2차 혼합물에 발효균을 추가로 투입하는 단계(S5 단계)를 더 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 퇴비용 발효촉진제.