KR101966796B1 - 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바이오 촉매를 활용하여 음식물류폐기물을 보다 원활하게 분해하는 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 내부가 빈 함체로 형성되어 상부에 음식물류폐기물이 유입되는 유입구가 형성되고, 하부에 음식물류폐기물이 분해된 분해물을 배출하는 배출구가 형성된 챔버부;
챔버부의 내부에 유입구와 배출구 사이에 설치된 교반축과 교반축에 일정 간격으로 이격되어 외측을 향해 돌출된 교반익을 포함하여, 교반익의 회전에 따라 상기 음식물류폐기물을 혼합 및 분쇄하는 교반부;
복수 개의 타공홀이 형성된 망부와 망부의 테두리에 설치되어 교반부와 배출부 사이에 고정 설치되는 망테두리부를 포함하는 교반망부;
챔버부의 내부 일측면에 착탈되며, 상기 교반부에 의해 교반되며 분쇄되는 상기 음식물류폐기물과 접하며 촉매물질을 용출하는 바이오촉매부를 포함한다.
이러한 본 발명은 내부가 빈 함체로 형성되어 상부에 음식물류폐기물이 유입되는 유입구가 형성되고, 하부에 음식물류폐기물이 분해된 분해물을 배출하는 배출구가 형성된 챔버부;
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챔버부의 내부 일측면에 착탈되며, 상기 교반부에 의해 교반되며 분쇄되는 상기 음식물류폐기물과 접하며 촉매물질을 용출하는 바이오촉매부를 포함한다.
Description
본 발명은 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 바이오 촉매를 활용하여 음식물류폐기물을 보다 원활하게 분해하는 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기에 관한 것이다.
사람들은 많은 음식들을 다 먹지 못하고 음식을 남긴다. 먹고 남은 음식물은 음식물류폐기물이 된다. 현재에는 이러한 음식물류폐기물이 점차 많아지고 있다. 음식물류폐기물의 처리는 국가적 차원에서 해결해야 할 문제가 되고 있다.
현재, 정부 및 각 지방자치에서는 음식물류폐기물을 해결하기 위한 방안으로 음식물류폐기물을 처리하는 분야의 연구에 많은 지원을 하고 있다. 연구비를 지원 받은 음식물류폐기물 처리산업의 연구소 및 기관은 다양한 음식물류폐기물 처리장치 및 처리방법 등을 개발하고 있다.
그러나 현재 개발된 장치 및 방법들은 음식물류폐기물을 잘게 썬 후, 음식물류폐기물 자체가 가진 효소 작용에 의해 음식물류 폐기물을 분해하는 것들이 대다수를 이루고 있다.
이러한, 장치 및 방법들은 음식물류계기물 분해의 한계가 있으며, 처리과정에서 악취가 발생시키는 것을 억제하지 못하는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 기기 내부에 음식물류폐기물 자체가 가진 효소 작용을 극대화 시키는 바이오 촉매 고정화 블록을 설치하고, 음식물류폐기물의 효소 작용이 활발하게 진행될 수 있도록 하는 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기를 제안한다.
본 발명의 해결 하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기는,
내부가 빈 함체로 형성되어 상부에 음식물류폐기물이 유입되는 유입구가 형성되고, 하부에 음식물류폐기물이 분해된 분해물을 배출하는 배출구가 형성된 챔버부;
상기 챔버부의 내부에 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 설치된 교반축과 상기 교반축에 일정 간격으로 이격되어 외측을 향해 돌출된 교반익을 포함하여, 상기 교반익의 회전에 따라 상기 음식물류폐기물을 혼합 및 분쇄하는 교반부;
복수 개의 타공홀이 형성된 망부와 상기 망부의 테두리에 설치되어 상기 교반부와 상기 배출구 사이에 고정 설치되는 망테두리부를 포함하는 교반망부;
상기 챔버부의 내부 일측면에 착탈되며, 상기 교반부에 의해 교반되며 혼합 및 분쇄되는 상기 음식물류폐기물과 접하며 촉매물질을 용출하는 바이오촉매부를 포함하고,
상기 바이오촉매부는, 개폐되는 그물망과 상기 그물망 내부에 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase) 중 적어도 어느 하나와 알지네이트(Alginate)를 혼합하여 형성되는 바이오 촉매 고정화 블록을 포함하고,
상기 바이오 촉매 고정화 블록은 상기 알지네이트와 하이드로 콜로이드 알지네이트를 8:2 비율로 혼합한 후,
상기 하이드로 콜로이드 알지네이트와 상기 알지네이트가 혼합된 혼합물을 농도 4.5% ~ 5.1%의 농도 염화칼슘에 혼합하여, 5시간 내지 7시간 동안 반응시킨 후, 20℃ 내지 30℃ 사이에서 3시간 내지 5시간 이내로 건조되어 형성되고,
상기 바이오 촉매 고정화 블럭을 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 복합된 섬유나 폴리에스터계 섬유로 형성된 팩에 담아 사용할 수 있다.
상기 바이오촉매부는, 개폐되는 그물망과 상기 그물망 내부에 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase) 중 적어도 어느 하나와 알지네이트(Alginate)를 혼합하여 형성된 바이오 촉매 고정화 블록을 포함할 수 있다.
상기 바이오촉매부는, 개폐되는 그물망과 상기 그물망 내부에 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase) 중 적어도 어느 하나와 알지네이트(Alginate)를 혼합하여 형성되는 바이오 촉매 고정화 블록을 포함하고,
상기 바이오 촉매 고정화 블록은 상기 알지네이트와 하이드로 콜로이드 알지네이트를 8:2 비율로 혼합한 후,
상기 하이드로 콜로이드 알지네이트와 상기 알지네이트가 혼합된 혼합물을 농도 4.5% ~ 5.1%의 농도 염화칼슘에 혼합하여, 5시간 내지 7시간 동안 반응시킨 후, 20℃ 내지 30℃ 사이에서 3시간 내지 5시간 이내로 건조되어 형성되고,
상기 바이오 촉매 고정화 블럭을 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 복합된 섬유나 폴리에스터계 섬유로 형성된 팩에 담아 사용할 수 있다.
상기 바이오촉매부는, 개폐되는 그물망과 상기 그물망 내부에 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase) 중 적어도 어느 하나와 알지네이트(Alginate)를 혼합하여 형성된 바이오 촉매 고정화 블록을 포함할 수 있다.
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상기 챔버의 내부 일측면에 베이킹소다, 커피가루 및 녹차가루 중 적어도 하나가 알지네이트와 혼합되어 형성된 냄새제거 고정화 블록과 상기 냄새제거 고정화 블록을 수용하는 주머니를 포함하는 냄새제거 고정화 블록부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기는 내부에 채워진 음식물류폐기물의 환경 속에서 부족하게 발생된 분해요소를 음식물류폐기물에 공급하고, 내부에 채워진 음식물류폐기물과 분해요소가 혼합하여 음식물류폐기물을 보다 빨리 분해시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기는 분해되는 음식물류폐기물에 소량씩 음식물 악취 제거 용액을 혼재시키며, 악취없이 음식물류폐기물을 분해시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기를 I-I'선으로 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 챔버를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 냄새제거 고정화 블록부의 종류별 악취제거 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 작동도이다.
도 8은 본 발명의 바이오 촉매 고정화 블록의 다양한 형태를 나타낸 사진이다.
도 9는 음식물 분해효소인 프로테아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
도 10은 음식물 분해효소인 아밀라아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
도 11은 음식물 분해효소인 셀룰라아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
도 12는 음식물 분해효소인 리파아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
도 13은 프로테아제, 아밀라아제, 셀룰라아제, 리파아제 효소를 이용하여, 고기, 떡, 샐러리, 및 비계가 분해된 상태를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기를 I-I'선으로 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 챔버를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 냄새제거 고정화 블록부의 종류별 악취제거 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 작동도이다.
도 8은 본 발명의 바이오 촉매 고정화 블록의 다양한 형태를 나타낸 사진이다.
도 9는 음식물 분해효소인 프로테아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
도 10은 음식물 분해효소인 아밀라아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
도 11은 음식물 분해효소인 셀룰라아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
도 12는 음식물 분해효소인 리파아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
도 13은 프로테아제, 아밀라아제, 셀룰라아제, 리파아제 효소를 이용하여, 고기, 떡, 샐러리, 및 비계가 분해된 상태를 나타낸 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 청구범위는 청구항을 비롯해 청구항을 뒷받침하는 설명에 의해 정의될 수 있다. 아울러, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기에 대해 설명한다. 그리고 도 4를 참조하여, 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기에 사용되는 냄새제거 고정화 블록부에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기를 I-I’선으로 절단한 단면도이고 도 3은 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 챔버를 나타낸 도면이다. 그리고 도 4는 본 발명의 냄새제거 고정화 블록부의 종류별 악취제거 관계를 나타낸 그래프이다.
바이오 촉매 활용 음식물 감량기기(1)는 챔버부(10) 내부에 유입된 음식물류폐기물을 교반부(30)를 이용하여 음식물류폐기물을 혼합 및 분쇄 시키고, 혼합된 음식물류폐기물의 분해되는 과정에서 부족한 분해요소를 바이오촉매부(40)를 통해 음식물류폐기물에 공급하여, 음식물류폐기물의 분해가 원활하게 진행될 수 있도록 한다.
또한, 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기(1)는 냄새제거 고정화블럭부(50)를 통해 분해되는 음식물류폐기물에 음식물 악취 제거 용액을 소량씩 용출시켜, 음식물류폐기물을 악취없이 분해 시킬 수 있다.
이러한 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기(1)는 하우징(11), 하우징의 내측에 설치되는 챔버부(10), 챔버부의 내부에 설치되어 분해된 음식물류폐기물의 분해물을 걸러내는 교반망부(20), 챔버부의 내부에 설치되는 바이오촉매부(40)를 포함한다.
아울러, 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기(1)는 내부에 냄새제거 고정화블럭부(50)를 포함할 수 있다.
바이오 촉매 활용 음식물 감량기기(1)는 케이스가 되는 하우징(11)을 포함한다. 하우징(11)은 내부에 공간이 형성되어, 내부에 챔버부(10)를 수용할 수 있다. 이러한 하우징(11)의 상단부에는 챔버부(10)의 유입구(110)와 중첩되는 유입부가 형성되고, 하단부에는 챔버부(10)의 배출구(120)와 중첩되는 배출부가 형성된다.
하우징(11)은 유입부는 덮는 커버부(12)를 포함할 수 있다. 이때, 커버부(12)는 유입부와 스크류 결합 되며, 챔버부(10) 내부에서 분해되는 음식물류폐기물이 유입부를 통해 밖으로 빠져나오는 것을 막을 수 있다.
챔버부(10)는 내부가 빈 함체로 형성되며, 상단부에 유입구(110)가 형성되어 외부로부터 음식물류폐기물을 수용할 수 있다. 또한 챔버부(10)는 수용된 음식물류폐기물을 잘게 분쇄 및 혼합하는 교반부(30)를 포함한다.
여기서, 교반부(30)는 유입구(110)와 배출구(120) 사이에 바닥면과 평행한 방향으로 교반축(310)과 교반축(310)에 일정 간격 이격 되어 외측으로 돌출 형성된 교반익(320)을 포함한다.
교반부(30)는 챔버부(10)의 외측에 설치된 모터에 교반축(310)이 설치되어, 모터의 구동에 따라 교반축(310)이 회전하고, 그에 따라 교반익(320)이 회전하며 음식물류폐기물을 분쇄할 수 있다. 이때, 교반익(320)은 교망방부(20)와 닿지 않는 길이로 형성될 수 있다.
교반망부(20)는 복수 개의 타공홀(210)이 형성된 망부(21)와 망부의 테두리에 설치된 망테두리부(22)를 포함한다. 교반망부(20)는 망테두리부(22)가 교반부(30)와 배출구(120) 사이에 고정 설치되어 챔버부(10)의 양 측면에 고정설치 된다.
이러한 교반망부(20)는 교반부(30)를 통해 혼합 및 분쇄된 음식물류폐기물이 망부(21)에 쌓여 분해되도록 하고, 음식물류폐기물의 미생물과 바이오촉매부(40)에서 용출되는 촉매물질을 통해 분해되었을 때, 분해물 즉, 고형물이 외부로 빠져나가도록 한다.
바이오촉매부(40)는 챔버부(10)의 내부 일측면에 설치될 수 있다. 아울러 착탈 될 수 있다. 일례로, 바이오촉매부(40)는 망테두리부(22)와 챔버부(10)가 접하는 위치 즉, 챔버부(10)의 양 측면에 설치될 수 있고, 커버부(12)의 일측면에 설치될 수 있다.
바이오촉매부(40)는 챔버부(10)의 내부 일측면에 고정되는 그물망(410)과 그물망(410)의 내부에 수용되는 바이오 촉매 고정화 블록(420)으로 구성된다. 이러한 바이오촉매부(40)는 그물망(410) 내측으로 유입되는 음식물류폐기물과 바이오 촉매 고정화 블록(420)이 접하도록 하며, 바이오 촉매 고정화 블록(420)으로부터 소량의 촉매물질을 용출시킨다.
여기서, 그물망(410)은 외측에 복수 개의 구멍이 형성되어, 챔버부(10)에서 돌출 형성된 고리부(13)에 걸리며 챔버부(10)에 고정될 수 있다. 또한, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 음식물류폐기물의 미생물에서 생성되는 촉매 물질의 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase)중 적어도 어느 하나를 알지네이트 물질과 혼합되어 형성된 음식물류폐기물 분해 촉매제가 된다.
이러한 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 도 8 내지 도 13을 설명할 때, 구체적으로 설명한다.
냄새제거 고정화블럭부(50)는 챔버부(10)의 내부에서 분해되는 과정에서 발생되는 악취를 제거하는 냄새제거 고정화 블록(520)과 냄새제거 고정화 블록(520)을 수용하는 주머니(510)를 포함한다. 여기서, 냄새제거 고정화 블록(520)은 베이킹소다, 커피가루 및 녹차가루 중 적어도 하나가 알지네이트와 혼합되어 형성될 수 있다. 아울러, 주머니부(510)는 바이오촉매부(40)에 포함되는 그물망(410)과 동일한 망으로 형성될 수 있다. 이러한 주머니부(510)는 챔버부(10)에서 내부공간으로 돌출 형성된 고리부(13)에 걸리며 챔버부(10)에 고정될 수 있다.
냄새제거 고정화 블록(520)은 아래의 표 1과 같이 베이킹소다 100 중량부와 알지네이트가 혼합되어 형성되었을 때, 녹차가루 100 중량부와 알지네이트가 혼합되어 형성되었을 때, 커피가루 100 중량부와 알지네이트가 혼합되어 형성되었을 때 그리고 베이킹소다 33 중량부, 녹차가루 33 중량부 및 커피가루 33 중량부와 알지네이트가 혼합되어 있을 때로 형성될 수 있다. 그리고 이렇게 형성된 냄새제거 고정화 블록은 서로 다른 악취제거 효력을 나타낼 수 있다.
즉, 냄새제거 고정화 블록(520)은 종류별로 서로 다른 효력을 나타낼 수 있다.
| 시간 성분 |
0h | 4h | 8h | 12h |
| 베이킹소다 | Ⅹ | ◎ | ○ | △ |
| 녹차가루 | Ⅹ | ○ | ○ | △ |
| 커피가루 | Ⅹ | △ | △ | △ |
| 베이킹소다+ 녹차가루+ 커피가루 |
Ⅹ | ◎ | ◎ | ◎ |
보다 구체적으로 베이킹소다 100g에 알지네이트 100g의 혼합으로 형성된 냄새제거 고정화 블록은 음식물류폐기물을 최초 분해하는 시간부터 4시간 까지 악취 제거 효능이 뛰어난 특징이 있는 반면, 4시간 이후부터는 악취를 억제시키는 기능이 점차 사라지는 특징을 가진다. 그리고 녹차가루 100g에 알지네이트 100g의 혼합으로 형성된 냄새제거 고정화 블록은 음식물류폐기물을 최초 분해하는 시간부터 8시간까지 일정한 악취 제거 효능이 있는 반면, 8시간 이후부터는 점차 악취를 억제 시키는 기능이 사라지는 특징을 가진다.
그리고 커피가루 100g에 알지네이트 100g의 혼합으로 형성된 냄새제거 고정화 블록은 음식물류폐기물을 최초 분해하는 시간부터 12시간까지 일정한 악취 제거 효능을 가진다. 반면, 악취를 억제하는 기능이 녹차가루 및 베이킹소다로 형성된 냄새제거 고정화 블록보다는 낮다.
반면, 베이킹소다 33g, 녹차가루 33g 및 커피가루 33g와 알지네이트 100g의 혼합으로 형성된 냄새제거 고정화 블록은 음식물류폐기물을 최초 분해하는 시간부터 12시간 까지 일정하고 매우 높게 악취를 제거할 수 있는 특징을 가진다.
이러한 냄새제거 고정화 블록(520)은 음식물류폐기물을 분해하는 시간 나아가 음식물류폐기물의 종류에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 냄새제거 고정화 블록(520)은 음식물류폐기물이 분해과정에서 음식물류폐기물로부터 소량씩 용해되며, 음식물류폐기물의 분해과정에서 발생되는 악취를 제거할 수 있다. 이와 같은 냄새제거 고정화 블록(520)은 음식물류폐기물과 용이하게 접할 수 있는 위치 일례로, 바이오촉매부(40)가 설치된 위치한 동일한 위치에 설치되어 악취를 효과적으로 억제 제거할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 작동에 대해 설명한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기의 작동도이다.
바이오 촉매 활용 음식물 감량기기(1)의 챔버부(10)의 내부로 음식물류패기물이 유입되면, 교반부(320)가 작동된다. 여기서, 교반부(320)는 하우징(11)의 외측에 위치한 제어부(14)에 의해 작동될 수 있다.
교반부(320)는 일정한 속도로 회전하며, 음식물류폐기물을 혼합 및 분쇄한다. 이때, 혼합된 음식물류폐기물은 시간 경과에 따라 점차 잘게 분쇄 및 혼합되며, 망부(21)에 쌓이게 된다. 이때, 망부(21)는 단면이 ‘U’형태로 형성되어, 혼합된 음식물류폐기물이 내측에 용이하게 적재될 수 있도록 한다.
망부(21)에 적재된 음식물류폐기물은 미생물에 의해 분해될 수 있다. 그리고 분해된 음식물류폐기물의 고형물은 타공홀(210)을 통해 외부로 배출된다.
이하, 도 8 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 촉매 고정화 블록에 대해 상세히 설명한다.
다만, 본 명세서상에서 설명이 간결해질 수 있도록 바이오 촉매 고정화 블록에 대해 개괄적으로 설명한 후, 이를 바탕으로 실험을 통해 뒷받침되는 바이오 촉매 고정화 블록의 특징에 대해 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 바이오 촉매 고정화 블록의 다양한 형태를 나타낸 사진이다.
바이오 촉매 고정화 블록(420)은 미생물에서 생성되는 바이오 촉매 물질의 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase)중 적어도 어느 하나를 알지네이트 물질과 혼합되어 형성된다. 또, 미생물 자체배양으로 고농도 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase)의 생성으로 이를 농축하지 않고 배양된 미생물용액 자체를 알지네이트 물질과 혼합되어 바이오 촉매 고정화 블록(420)이 형성된다.
이러한 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 미생물을 이용하여 음식물류폐기물의 유기물 분해를 진행할 때, 부족한 음식물류폐기물의 분해요소를 음식물류폐기물에 공급할 수 있다.
이러한 바이오 촉매 고정화 블록은 사용 분야 및 사용 용도에 따라 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase)가 혼합되어 알지네이트와 혼합되어 형성될 수 있다. 또는 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase) 각각이 개별적으로 알지네이트(Alginate)와 혼합되어 형성될 수 있다.
일례로, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 기름진 음식을 용이하게 분해할 수 있도록 프로테아제(Protease) 20 중량부, 아밀라아제(Amylase) 30 중량부, 셀룰라아제(Cellulase) 20 중량부 및 리파아제(Lipase) 30 중량부로 혼합된 후, 알지네이트(Alginate)와 혼합되어 형성될 수 있다. 여기서, 기름진 음식은 중국음식이 될 수 있다.
또한, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 섬유질 음식을 용이하게 분해할 수 있도록 프로테아제(Protease) 20 중량부, 아밀라아제(Amylase) 30 중량부, 셀룰라아제(Cellulase) 40 중량부 및 리파아제(Lipase) 10 중량부로 혼합된 후, 알지네이트(Alginate)와 혼합되어 형성될 수 있다. 여기서, 섬유질음식은 한식이 될 수 있다.
아울러, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 사용상에 맞춰 다양한 형상 및 크기로 변형 형성될 수 있다. 일례로, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 고농도의 바이오 촉매 고정화 블록과 저농도의 바이오 촉매 고정화 블록이 일체형으로 형성될 수 있다. (b)에 도시된 바와 같이 알지네이트와 하이드로 콜로이드 알지네이트를 혼합한 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, (b)에 나타난 바이오 촉매 고정화 블록은 바이오 촉매가 균일하게 펴져 있어 탄력이 좋은 특징을 가진다.
또한, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 (c)에 도시된 바와 같이 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 복합섬유에 담겨 형성될 수 있다.
이때, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 복합섬유은 다시다팩 및 국물팩에 사용되는 팩이 되어, 외부의 특정 장치 및 용기 등에 고정되어 한정된 위치에서 바이오 촉매 고정화 블록으로부터 외부로 분해효소가 안정적으로 용출될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 음식물류폐기물과 접촉면적을 높일 수 있도록 (d)에 도시된 바와 같이 표면에 기공이 형성된 형상으로 형성될 수 있다.
아울러, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 미생물 담체에 알지네니트와 효소가 결합되어 (e)에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 이때, 미생물 담체는 폴리에스터계 섬유나 폴리우레탄품(Polyurethane foam)형식으로 만들어진 것일 수 있다.
또한, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 알지네이트와 하이드로 콜로이드 알지네이트로 결합되어 (f)에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 이때, (f)에 나타난 바이오 촉매 고정화 블록은 알지네이트를 8 그리고 하이드로 콜로이드 알지네이트를 2비율로 하여 혼합되어 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 바이오 촉매 고정화 블록은 음식물감량기기에 미생물 담체와 함께 투입되어 사용될 수 있다.
바이오 촉매 고정화 블록(420)은 다공성 세라믹 형식의 담체, 폴리에스터계 섬유의 담체 및 경량골재 그리고 작은 크기의 구슬모양의 비드(bead) 또는 미생물이 분해하는 바이오 플라스틱 바이오볼(bioball)에 알지네이드와 효소가 결합되어 (g)에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 미생물 담체로써 사용될 수 있다.
여기서, 경량골재는 비중이 2.0 이하가 되는 골재를 의미한다. 이러한 경량골재의 종류에는 팽창성 혈암, 팽창성 점도, 플라이 애쉬 등을 주원료로 하여 불에 구워서 만든 인공 골재가 될 수 있다.
또한, 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 전술한 바와 같은 바이오 촉매물질을 생성하기 위해 제조된 미생물배양액과 알지네이트가 혼합하여 형성될 수도 있다.
전술한 바와 같이 다양하게 형성된 바이오 촉매 고정화 블록(420)은 그 형성의 취지에 맞게 음식물류 폐기물의 미생물 분해 촉진용, 음식물류폐기물 분해용, 수질개선용, 가축폐수의 미생물분해 촉진용, 축산폐수개선용으로 사용될 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 실험을 통해 뒷받침되는 바이오 촉매 고정화 블록의 특징에 대해 구체적으로 설명한다.
도 9는 음식물 분해효소인 프로테아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이고, 도 10은 음식물 분해효소인 아밀라아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이고, 도 11은 음식물 분해효소인 셀룰라아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이고, 도 12는 음식물 분해효소인 리파아제의 O.D값과 농도값 간 관계 그래프이다.
먼저, 바이오 촉매 고정화 블록의 하나의 분해효소에 대한 특징이 명확하고 분명하게 설명될 수 있도록, 바이오 촉매 고정화 블록의 용출된 효소량과 대비되는 미생물 일반 배양으로 생성되는 효소량에 대한 실험 과정 및 결과에 대해 설명한다.
미생물 일반 배양으로 생성된 효소량 측정에서 각각 미생물의 배양액에서 12,000rpm으로 10분간 원심분리한 후, 상등액 일부를 추출한 조효소를 실험샘플(조효소액)과 대조군으로 나누어 사용한다. 이때, 대조군 시료에서 효소를 불활성화 시키기 위해서 끓여서 준비한다.
바이오 촉매 고정화 블록의 용출된 효소량 측정을 위해 각각의 불록을 블록과 증류수를 1:2 비율로 혼합하여 100rpm에 1시간 진탕 하여 실험샘플(조효소액)을 준비한다. 이때, 대조군은 증류수로 준비한다.
프로테아제(Protease)는 아래와 같은 실험으로 진행될 수 있다.
프로테아제(Protease) 효소 측정실험은10mM 티로신 스톡(stock) 용액을 증류수에 0, 1, 2, 4, 6mM 농도로 희석하는 기준 전처리 과정에서부터 프로테아제 효소 측정 실험이 시작된다. 전처리과정이 종료되면 프로테아제 효소 측정실험은 시료 및 기준측정단계로 진행된다. 여기서, 시료 및 기준측정단계는 1.5mL tube에 0.6% casein regent 200μL와 조효소액(또는 기준 및 대조군) 200μL을 가하여 37℃에서 10분간 반응시키는 단계로 시작된다. 이후, 저해제인 0.4M TCA solution 400μL을 가하여 반응을 정지시키는 단계로 진행되고, 상온에서 20분간 방치한 후 12,000rpm으로 원심분리를 10분간 진행하는 단계로 진행된다.
이후, 상등액 100μL와 0.55M Na2CO3 (sodium carbonate) 500μL를 혼합하고 폴린(folin) 시약 100μL첨가하여 실온에서 30분간 발색 시키는 단계로 진행된다. 이후 200μL씩 96-well plate에 분주하여 microplate reader를 사용해 660nm의 흡광도로 O.D값 측정하는 단계로 진행된다.
이때, 프로테아제의 역가값에 대한 산식 아래와 같은 수학식 1로 정의될 수 있다.
<수학식 1>
Protease activity (unit/mL) = β × (A/B) × (1/10) × 희석배수
여기서, β는 실험군의 tyrosine 농도 값 - 대조군의 tyrosine 농도 값을 의미하고, A는 casein regent 200μL + 조효소액 (또는 standard) 200μL + TCA solution 400μL 의미하고, B는 시험에 사용된 상등액 100μL을 의미한다. 그리고 희석배수는 10으로 설정될 수 있다.
기준측정단계에서 660nm의 흡광도로 O.D값 측정결과 농도값은 도 2에 도시된 바와 같이 될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 O.D값이 0.047, 0.218, 0.407, 0.744, 1.055, 1.319 일때, 각 농도값은 0, 1000μM/ml, 2,000μM/ml, 4000μM/ml, 6000μM/ml, 8000μM/ml이 될 수 있다. 이러한 값은 신뢰성(R2) 99.9%를 보인다고 할 수 있다.
이러한 수학식을 통해 미생물의 일반 배양에서의 프로테아제 생성 균의 역가값은 아래의 표 2와 같이 나올 수 있다.
| 균주명 | 대조군 | 샘플군 | 생성된 역가 (U/mL) | ||
| O.D | 농도값 | O.D | 농도값 | ||
| Bacillus paramycoides | 0.32 | 1614.8 | 0.532 | 2847.3 | 986.0 |
| Bacillus sonorensis | 0.45 | 2379.2 | 0.475 | 2485.8 | 85.3 |
| Chryseobacterium bernardetii | 0.22 | 998.5 | 0.534 | 2823.6 | 1460.0 |
| Bacillus megaterium | 0.41 | 2088.8 | 0.406 | 2094.7 | 4.7 |
반면, 농도 2.8%~3.2%의 농도 염화칼슘에 혼합하고, 프로테아제를 혼합한 후, 40~50℃로 0.5시간 내지 5시간 동안 건조하면 프로테아제 효소는 23464.6U/ml 내지 29816.6U/ml으로 용출될 수 있다.
아울러, 농도 2.8%~3.2%의 농도 염화칼슘에 혼합하고, 프로테아제를 혼합한 후, 20~30℃로 3시간 내지 5시간으로 건조하면 프로테아제 효소는 56457.2 U/ml에 대응하여 용출될 수 있다.
즉, 본 발명의 바이오 촉매 고정화 블록에서 용출되는 프로테아제 효소 용출 결과값은 아래의 표 3과 같다.
| No. | 염화칼슘 반응(h) | Protease 원액 |
건조온도 (℃) |
건조시간 (h) |
대조군 O.D값 |
sample O.D값 (10배 희석) |
용출된 역가 (unit/ml) |
| 1 | 5~7 | 100% | 40~50 | 0.5~1 | 0.082 | 0.687 | 23464.6 |
| 2 | 1~2 | 0.082 | 0.791 | 28441.9 | |||
| 3 | 2~3 | 0.082 | 0.783 | 27304.2 | |||
| 4 | 3~5 | 0.082 | 0.825 | 29816.6 | |||
| 5 | 20~30 | 3~5 | 0.082 | 1.473 | 56457.2 |
위와 같이, 산출된 역가값을 통해 알 수 있듯이 미생물 일반 배양에서 음식물 폐기물을 분해하여 얻을 수 있는 효소보다 바이오 촉매 고정화 블록을 통해 얻은 프로테아제의 효소량이 많다.
아밀라아제(Amylase)는 아래와 같은 실험으로 진행될 수 있다.
아밀라아제(Amylase) 효소 측정실험은 기질용액 0.5% soluble starch용액 500mL와 조효소액(또는 기준 및 대조군) 330μL를 1.5mL tube에 넣고 37℃, 10분간 반응 후 DNS(Dinitrosalicylic acid) 용액 330μL를 혼합하여 100℃에서 15분간 가열하는 단계로 진행된다. 이후, 이를 20분간 식힌 후, 200μL씩 96-well plate에 각각 분주하여 microplate reader를 사용해 505nm의 흡광도로 O.D값을 측정하는 단계로 진행된다.
이때, 505nm의 흡광도로 O.D값 측정되어 추출되는 농도값은 도 3에 도시된 바와 같이 될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 O.D값이 0.419, 0.736, 1.306, 1.864, 2.404일 때, 각 농도값은 0, 2mM/ml, 4mM/ml, 6mM/ml, 8mM/ml이 될 수 있다. 이러한 값은 신뢰성(R2) 99.2%를 보인다고 할 수 있다.
이와 같이 신뢰성(R2) 99.2%를 통해 추출된 미생물 일반 배양에서의 실험군의 아밀라아제 생성균의 측정 결과값은 아래의 표 4와 같다.
| 균주명 | O.D | 역가 (unit/ml) | 생성된 평균 역가 (unit/ml) |
||
| Bacillus paramycoides | 0.855 | 0.844 | 209.0 | 204.8 | 206.9 |
| Bacillus sonorensis | 2.681 | 2.669 | 919.6 | 914.9 | 917.3 |
| Chryseobacterium bernardetii | 0.511 | 0.475 | 75.2 | 61.2 | 68.2 |
| Bacillus megaterium | 1.211 | 1.210 | 347.6 | 347.2 | 347.4 |
이와 같은 표 4의 값은 아밀라아제의 역가값에 대한 산식을 통해 각 균주에 대한 역가값이 산출될 수 있다. 이때, 아밀라아제의 역가값에 대한 산식 아래와 같은 수학식 2로 정의될 수 있다.
<수학식 2>
Amylase activity (unit/mg) = {(1000 × δ) / 반응시간 (min)} × 희석배수
여기서, δ는 실험군에 따른 농도값(mM)이 될 수 있고, 아밀라아제(Amylase)효소 단위의 1unit은 1분 동안 1μmol의 Maltose를 유리시키는 효소량이 될 수 있다.
반면, 농도 2.8%~3.2%의 농도 염화칼슘에 혼합하고, 아밀라아제를 혼합한 후, 40~50℃로 0.5시간 내지 5시간 동안 건조하면, 아밀라아제 효소는 1397.8U/ml 내지 1954.3U/ml으로 용출될 수 있다.
아울러, 농도 2.8%~3.2%의 농도 염화칼슘에 혼합하고, 아밀라아제를 혼합한 후, 20~30℃로 3시간 내지 5시간 동안 건조하면, 아밀라아제 효소는 3915.5U/ml으로 용출될 수 있다.
즉, 본 발명의 바이오 촉매 고정화 블록에서 용출되는 아밀라아제 효소 용출 결과값은 아래의 표 5와 같다.
| No. | 염화칼슘 반응(h) | Amylase 원액 |
건조온도 (℃) |
건조시간 (h) |
O.D값 (10배 희석) |
용출 역가 (unit/ml) |
| 1 | 5~7 | 100% | 40~50 | 0.5~1 | 0.677 | 1397.8 |
| 2 | 1~2 | 0.775 | 1779.2 | |||
| 3 | 2~3 | 0.788 | 1829.7 | |||
| 4 | 3~5 | 0.820 | 1954.3 | |||
| 5 | 20~30 | 3~5 | 1.324 | 3915.5 |
위와 같이, 산출된 역가값을 통해 알 수 있듯이 미생물 일반 배양에서 음식물 폐기물을 분해하여 얻을 수 있는 효소보다 바이오 촉매 고정화 블록을 통해 얻은 아밀라아제의 효소량이 많다.셀룰라아제(Cellulase)는 아래와 같은 실험으로 진행될 수 있다. 10mM D-glucose 용액을 증류수에 0, 2, 4, 6, 8mM 농도로 희석하는 기준 전처리 과정에서부터 셀룰라아제 효소 측정의 실험이 시작된다.
전처리과정이 종료되면, 셀룰라아제 효소 측정의 실험은 시료 및 기준측정단계로 진행된다.
여기서, 시료 및 기준측정단계는 1.5mL tube에 1.2% CMC 용액 500 μL, 조효소액(또는 기준 및 대조군) 330μL를 첨가하는 단계로 시작된다. 이후, 37℃에서 10분간 반응 후 DNS용액 330μL를 혼합하여 100℃에서 15분간 가열시키는 단계로 진행된다. 이후, 20분간 식힌 후, 200μL씩 96-well plate에 분주하여 microplate reader를 사용해 505nm의 흡광도로 O.D값을 측정하는 단계로 진행된다.
이때, 505nm의 흡광도로 O.D값 측정되어 추출되는 농도값은 도 11에 도시된 바와 같이 될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 O.D값이 0.435, 1.133, 1.893, 2.650, 3.435 일때, 각 농도값은 0, 2mM/ml, 4mM/ml, 6mM/ml, 8mM/ml이 될 수 있다. 이러한 값은 신뢰성(R2) 99.9%를 보인다고 할 수 있다.
이와 같이 신뢰성(R2) 99.9%를 통해 추출된 미생물 일반 배양에서의 실험군의 셀룰라아제 생성균의 측정 결과값은 아래의 표 6과 같다.
| 균주명 | O.D | 역가 (unit/ml) | 생성된 평균 역가 (unit/ml) |
||||
| Bacillus paramycoides | 0.971 | 0.987 | 0.987 | 74.1 | 76.2 | 76.2 | 75.5 |
| Bacillus sonorensis | 2.064 | 2.061 | 2.070 | 217.1 | 216.7 | 217.9 | 217.2 |
| Chryseobacterium bernardetii | 0.571 | 0.566 | 0.581 | 21.8 | 21.1 | 23.1 | 22.0 |
| Bacillus megaterium | 0.568 | 0.563 | 0.555 | 21.4 | 20.7 | 19.7 | 20.6 |
이와 같은 표 6의 값은 셀룰라아제의 역가값에 대한 산식을 통해 각 균주에 대한 역가값이 산출될 수 있다. 이때, 셀룰라아제의 역가값에 대한 산식 아래와 같은 수학식 3으로 정의될 수 있다.
<수학식 3>
Cellulase activity (unit/mL) = {(1000 × δ)/ 반응시간 (min)} × 희석배수
여기서, δ는 실험군에 따른 농도값(mM)이 될 수 있고, Cellulase 효소단위의 1unit은 1분 동안 1μmol의 D-glucose를 유리시키는 효소량이 될 수 있다.
반면, 농도 2.8%~3.2%의 농도 염화칼슘에 혼합하고, 셀룰라아제를 혼합한 후, 40~50℃로 0.5시간 내지 5시간 동안 건조하면, 셀룰라아제 효소는 36987.6U/ml 내지 55065.6U/ml으로 용출될 수 있다.
아울러, 농도 2.8%~3.2%의 농도 염화칼슘에 혼합하고, 셀룰라아제를 혼합한 후, 20~30℃로 3시간 내지 5시간 동안 건조하면 셀룰라아제 효소는 139778.1U/ml으로 용출될 수 있다.
즉, 본 발명의 바이오 촉매 고정화 블록에서 용출되는 셀룰라아제 효소 용출 결과값은 아래의 표 7과 같다.
| No. | 염화칼슘 반응(h) | Cellulase 원액 |
건조온도 (℃) |
건조시간 (h) |
O.D값 (1000배 희석) |
용출 역가 (unit/ml) |
| 1 | 5~7 | 100% | 40~50 | 0.5~1 | 0.6872 | 36987.6 |
| 2 | 1~2 | 0.7905 | 50500.3 | |||
| 3 | 2~3 | 0.7828 | 49493.1 | |||
| 4 | 3~5 | 0.8254 | 55065.6 | |||
| 5 | 20~30 | 3~5 | 1.4730 | 139778.1 |
위와 같이, 산출된 역가값을 통해 알 수 있듯이 미생물 일반 배양에서 음식물 폐기물을 분해하여 얻을 수 있는 효소보다 바이오 촉매 고정화 블록을 통해 얻은 셀룰라에제의 효소량이 많다.
리파아제(Lipase)는 아래와 같은 실험으로 진행될 수 있다.
20mM p-nitrophenol stock solution을 증류수에 0, 0.625, 1.250, 2.500, 5.000, 10.000 mM 농도로 희석하는 기준전처리 과정에서부터 리파아제 효소 측정 실험이 시작된다.
전처리관정이 종료되면 리파아제 효소 측정실험은 시료 및 기준측정단계로 진행된다. 여기서, 시료 및 기준측정단계는 96-well plate에 50mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) 180μL, Ethanol 5μL, 10mM p-nitrophentyl acetate 5μL, 조효소액(또는 기준 및 대조군)를 10μL를 혼합하는 단계, 이후 37℃에서 10분간 반응 완료 후 405nm에서 흡광도를 측정하는 단계로 진행된다. 이때, 405nm의 흡광도로 O.D값 측정되어 추출되는 농도값은 도 12에 도시된 바와 같이 될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이 O.D값이 0.070, 0.243, 0.420, 0.765, 1.462, 2.800일때, 각 농도값은 0, 625mM/ml, 1250mM/ml, 2500mM/ml, 10000mM/ml이 될 수 있다. 이러한 값은 신뢰성(R2) 99.9%를 보인다고 할 수 있다.
이와 같이 신뢰성(R2) 99.9%를 통해 추출된 미생물 일반 배양에서의 실험군의 리파아제 생성균의 측정 결과값은 아래의 표 8과 같다.
| 균주명 | O.D | sample 농도값 | 생성된 역가 (unit/ml) |
| Bacillus paramycoides | 0.107 | 10.7 | 0.6 |
| Bacillus sonorensis | 0.109 | 11.5 | 1.3 |
| Chryseobacterium bernardetii | 0.159 | 29.8 | 19.6 |
| Bacillus megaterium | 0.107 | 10.7 | 0.6 |
이와 같은 표 8의 리파아제의 역가값에 대한 산식을 통해 각 균주에 대한 역가값이 산출될 수 있다. 이때, 리파아제의 역가값에 대한 산식은 아래와 같은 수학식 4로 정의될 수 있다.
<수학식 4>
Lipase activity (unit/mL) = A-B
여기서, A는 α/반응시간(min) × sample 희석배수이 될 수 있고, B는 γ/반응시간(min) × sample 희석배수이 될 수 있다. 아울러, α는 standard에 따른 시료의 p-nitrophenol의 값이 될 수 있고, γ는 standard에 따른 대조군의 p-nitrophenol의 값이 될 수 있다.
반면, 농도 2.8%~3.2%의 농도 염화칼슘에 혼합하고, 리파아제를 혼합한 후, 40~50℃로 0.5시간 내지 5시간동안 건조하면, 리파아제 효소는 134.9U/ml 내지 250.9U/ml으로 용출될 수 있다.
아울러, 농도 2.8%~3.2%의 농도 염화칼슘에 혼합하고, 리파아제를 혼합한 후, 20~30℃로 3시간 내지 5시간동안 건조하면 리파아제 효소는 372.0U/ml으로 용출될 수 있다.
즉, 본 발명의 바이오 촉매 고정화 블록에서 용출되는 리파아제 효소 용출 결과값은 아래의 표 9와 같다.
| No. | 염화칼슘 반응(h) |
Lipase 원액 |
건조온도 (℃) |
건조시간 (h) |
sample O.D값 |
sample 농도값 | 용출 역가 (unit/ml) |
| 1 | 5~7 | 100% | 40~50 | 0.5~1 | 0.474 | 145.0 | 134.9 |
| 2 | 1~2 | 0.511 | 158.6 | 148.4 | |||
| 3 | 2~3 | 0.635 | 204.0 | 193.8 | |||
| 4 | 3~5 | 0.791 | 261.0 | 250.9 | |||
| 5 | 20~30 | 3~5 | 1.122 | 382.2 | 372.0 |
위와 같이, 산출된 역가값을 통해 알 수 있듯이 미생물 일반 배양에서 음식물 폐기물을 분해하여 얻을 수 있는 효소보다 바이오 촉매 고정화 블록을 통해 얻은 리파아제의 효소량이 많다.
전술한 바와 같이 바이오 촉매 고정화 블록을 통해 얻은 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase)의 효소량은 미생물 일반 배양에서 음식물 폐기물을 분해하여 얻을 수 있는 효소보다 많다.
이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 프로테아제, 아밀라아제, 셀룰라아제, 리파아제 효소를 이용한 실제 사용상태에 대해 설명한다.
도 13은 프로테아제, 아밀라아제, 셀룰라아제, 리파아제 효소를 이용하여, 고기, 떡, 샐러리, 및 비계가 분해된 상태를 나타낸 사진이다.
고기는 가로 2cm, 세로 2cm가 되는 크기가 된다. 이러한 고기는 1%의 프로테아제 농도를 갖는 50mL 증류수에서 분해될 수 있다. 이때, 고기는 도 13에 도시된 바와 같이 36시간이 되었을 때 온전히 분해된다.
떡은 가로 2cm, 세로 2cm 가 되는 크기가 된다. 이러한 떡은 1%의 아밀라아제 농도를 갖는 50mL 증류수에서 분해될 수 있다. 이때, 떡은 도 6에 도시된 바와 같이 36시간이 되었을 때 온전히 분해된다.
샐러리는 가로 2cm, 세로 2cm 가 되는 크기가 된다. 이러한 샐러리는 1%의 셀룰라아제 농도를 갖는 50mL 증류수에서 분해될 수 있다. 이때, 샐러리는 도 13에 도시된 바와 같이 36시간이 되었을 때 온전히 분해된다.
비계는 가로 2cm, 세로 2cm가 되는 크기가 된다. 이러한 비계는 1%의 리파아제 농도를 갖는 50mL 증류수에서 분해될 수 있다. 이때, 샐러리는 도 6에 도시된 바와 같이 36시간이 되었을 때 온전히 분해된다.
이와 같이, 본 발명의 바이오 촉매 고정화 블록은 미생물을 일반 배양하는 환경에서 보다많은 양의 효소 공급으로 음식물폐기물을 보다 빨리 분해할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
1: 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기
10: 챔버부 11: 하우징
12: 커버부 13: 고리부
14: 제어부
110: 유입구
120: 배출구
20: 교반망부 21: 망부
22: 망테두리부 210: 타공홀
30: 교반부: 310: 교반축
320: 교반익
40: 바이오촉매부 410: 그물망
420: 바이오 촉매 고정화 블록
50: 냄새제거 고정화블록부
510: 주머니부 520: 냄새제거 고정화 블록
10: 챔버부 11: 하우징
12: 커버부 13: 고리부
14: 제어부
110: 유입구
120: 배출구
20: 교반망부 21: 망부
22: 망테두리부 210: 타공홀
30: 교반부: 310: 교반축
320: 교반익
40: 바이오촉매부 410: 그물망
420: 바이오 촉매 고정화 블록
50: 냄새제거 고정화블록부
510: 주머니부 520: 냄새제거 고정화 블록
Claims (4)
- 내부가 빈 함체로 형성되어 상부에 음식물류폐기물이 유입되는 유입구가 형성되고, 하부에 음식물류폐기물이 분해된 분해물을 배출하는 배출구가 형성된 챔버부;
상기 챔버부의 내부에 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 설치된 교반축과 상기 교반축에 일정 간격으로 이격되어 외측을 향해 돌출된 교반익을 포함하여, 상기 교반익의 회전에 따라 상기 음식물류폐기물을 혼합 및 분쇄하는 교반부;
복수 개의 타공홀이 형성된 망부와 상기 망부의 테두리에 설치되어 상기 교반부와 상기 배출구 사이에 고정 설치되는 망테두리부를 포함하는 교반망부;
상기 챔버부의 내부 일측면에 착탈되며, 상기 교반부에 의해 교반되며 분쇄되는 상기 음식물류폐기물과 접하며 촉매물질을 용출하는 바이오촉매부를 포함하고,
상기 바이오촉매부는, 개폐되는 그물망과 상기 그물망 내부에 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase) 및 리파아제(Lipase) 중 적어도 어느 하나와 알지네이트(Alginate)를 혼합하여 형성되는 바이오 촉매 고정화 블록을 포함하고,
상기 바이오 촉매 고정화 블록은 상기 알지네이트와 하이드로 콜로이드 알지네이트를 8:2 비율로 혼합한 후,
상기 하이드로 콜로이드 알지네이트와 상기 알지네이트가 혼합된 혼합물을 농도 4.5% ~ 5.1%의 농도 염화칼슘에 혼합하여, 5시간 내지 7시간 동안 반응시킨 후, 20℃ 내지 30℃ 사이에서 3시간 내지 5시간 이내로 건조되어 형성되고,
상기 바이오 촉매 고정화 블럭을 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 복합된 섬유나 폴리에스터계 섬유로 형성된 팩에 담아 사용하는, 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 챔버의 내부 일측면에 베이킹소다, 커피가루 및 녹차가루 중 적어도 하나가 알지네이트와 혼합되어 형성된 냄새제거 고정화 블록과 상기 냄새제거 고정화 블록을 수용하는 주머니를 포함하는 냄새제거 고정화 블록부를 포함하는, 바이오 촉매 활용 음식물 감량기기.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11207310A (ja) * | 1998-01-26 | 1999-08-03 | Denso Corp | 生ゴミ処理方法及び生ゴミ処理装置 |
| JP2004025079A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 生ゴミ処理装置 |
| JP2007083154A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Sharp Corp | 生ゴミ処理機 |
| JP2017006342A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 日本テストパネル株式会社 | 消臭用構造体 |
-
2018
- 2018-05-04 KR KR1020180051651A patent/KR101966796B1/ko active IP Right Grant
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