KR102054084B1 - 액상비료 제조장치 및 액상비료 제조방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 발효조로부터 배출되는 갓의 악취 및 유해균을 제거하기 위하여 멀티레이어 필터를 적용함으로써 주변환경 오염을 방지하여 위생적으로 개선할 수 있으며, 괭생이모자반 아미노산 공급장치를 도입함으로써 발효조 내부의 pH를 조절하여 친환경적으로 최적의 발효조건을 조성할 수 있으며, 적외선 조명이 구비된 임펠러를 배양조에 적용함으로써 발효효율을 증대할 수 있는, 액상비료 제조장치 및 액상비료 제조방법에 관한 것으로,
이 발명의 구성은, EM 원액 100 리터, 당밀 100 리터, 숙성 해수 5톤을 혼합하여 EM활성액을 제조하는 배양조와, 입고된 생선부산물에 섞여있는 불순물을 제거하는 이물질탈락기와, 상기한 이물질탈락기에서 배출된 생선부산물을 품질규격에 따라 선별하는 선별기와, 상기한 선별기로부터 투입되는 생선부산물을 분쇄하는 분쇄기와, 상기한 분쇄된 생선부산물과 EM활성액을 혼합하는 혼합조와, 상기한 혼합조에서 배출되는 혼합물을 이송하는 이송펌프와, 블레이드 후단부에 적외선 조명과 중앙관 내벽에 pH 감지기가 구비된 임펠러를 포함하며 상기한 이송펌프로 이송된 혼합물을 발효하는 발효조와, 상기한 발효조 상부에 설치되며 괭생이모자반 수용액을 저장하는 저장조와, 상기한 발효조와 저장조를 연결하며 괭생이모자반 수용액을 이송하는 공급관과, 상기한 발효조에서 배출되는 발효물의 고형물을 제거하기 위한 여과기와, 상기한 여과기에서 추출되는 액상비료를 포장하는 포장기를 포함하여 이루어진다.

Description

액상비료 제조장치 및 액상비료 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD FOR LIQUID FERTILIZER}
이 발명은 초음파추출법을 이용하여 괭생이모자반으로부터 추출한 아미노산을 첨가하여 액상비료를 제조함으로써 새로운 오염요인이 되고 있는 비식용해조류를 활용하여 과실의 비대, 수확량을 증대시킬 수 있으며, 적외선 조명 및 pH 감지기가 구비된 임펠러를 배양조에 적용함으로써 발효효율을 증대할 수 있는, 액상비료 제조장치 및 액상비료 제조방법에 관한 것이다.
과실의 품질은 환경, 재배기술 및 영양 상태에 따라 달라지는데, 이들 요인은 독립적으로 작용하기보다는 상호작용을 함으로써 과실 내 영양성분의 조성에 영향을 주고 나아가서는 과실의 품질에 영향을 주게 된다. 이 중 과실의 비대 정도와 수확량, 착색 및 당도는 과실의 가격을 결정하는 중요한 품질지표이다. 특히, 과실의 당도는 재배토양의 토양화학 상태, 비료의 시비량, 시비방법 및 시비 시기 등에 좌우된다.
기존 비료를 제조하기 위하여 이용되어 온 아미노산 추출방법은 강산, 고온에서 산분해법으로 제조하는 아미노산의 폐기물로서 잔류 염산 및 중금속의 유입으로 토양 산성화는 물론 작물에 약해를 유발할 수 있다.
EM(Effective Microoganism)은 유용한(Effective) 미생물(Microorganisms)의의 약자로 자연계에 존재하는 많은 미생물중에서 사람에게 유익한 미생물 수십종을 조합, 배양한 것이다. 일반적으로 효모, 유산균 및 광합성 세균이 EM을 구성하고 있는 주요 균종이며 이 밖에 방선균, 사상균, 고초균 등이 존재한다. 이들 균들간의 복잡한 공존공영관계가 만들어 내는 발효 생성물의 항산화력이 EM의 효과라고 말할 수 있다. EM은 발효를 촉진하는 유용미생물의 복합체이다. 따라서 이 성질을 잘 이용하여 토양을 개량하고 농작물의 성장을 도울 수가 있으며, 이러한 특성을 가진 EM은 농업뿐 아니라 환경, 축산, 일상생활의 모든분야에 활용이 가능하다.
최근 몇 년간에 걸쳐 해안가에 괭생이모자반, 구멍갈파래 등 비식용 해조류들이 다량 발생하여 연안 경관을 훼손할 뿐만 아니라 선박 스크류에 감겨 조업과 항해에 지장을 초래하고 양식장 그물 등에 달라붙어 시설물 파손과 양식물 유실 등의 피해를 주고 있다. 이를 해결하기 위하여 비식용 해조류를 수거하고 운반하는데 많은 노동력이 투입했지만, 수거한 비식용 해조류의 적합한 소비방안이 확보되지 않아 보관과정에서 악취가 발생하는 2차적인 문제가 발생하여 해안지역의 일부 농민들만이 소규모로 이용하고 있는 실정이다.
등록실용신안공보 등록번호 20-0137056
이 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 초음파추출법을 이용하여 괭생이모자반으로부터 추출한 아미노산을 첨가하여 액상비료를 제조함으로써 새로운 오염요인이 되고 있는 비식용해조류를 활용하여 과실의 비대, 수확량을 증대시킬 수 있는, 액상비료 제조장치 및 액상비료 제조방법을 제공하는 데 있다.
이 발명의 다른 목적은, 적외선 조명 및 pH 감지기가 구비된 임펠러를 배양조에 적용함으로써 발효효율을 증대할 수 있는, 액상비료 제조장치 및 액상비료 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, EM 원액 100 리터, 당밀 100 리터, 숙성 해수 5톤을 혼합하여 EM활성액을 제조하는 배양조와, 입고된 생선부산물에 섞여있는 불순물을 제거하는 이물질탈락기와, 상기한 이물질탈락기에서 배출된 생선부산물을 품질규격에 따라 선별하는 선별기와, 상기한 선별기로부터 투입되는 생선부산물을 분쇄하는 분쇄기와, 상기한 분쇄된 생선부산물과 EM활성액을 혼합하는 혼합조와, 상기한 혼합조에서 배출되는 혼합물을 이송하는 이송펌프와, 블레이드 후단부에 적외선 조명과 중앙관 내벽에 pH 감지기가 구비된 임펠러를 포함하며 상기한 이송펌프로 이송된 혼합물을 발효하는 발효조와, 상기한 발효조 상부에 설치되며 괭생이모자반 수용액을 저장하는 저장조와, 상기한 발효조와 저장조를 연결하며 괭생이모자반 수용액을 이송하는 공급관과, 상기한 발효조에서 배출되는 발효물의 고형물을 제거하기 위한 여과기와, 상기한 여과기에서 추출되는 액상비료를 포장하는 포장기를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 발효조는, 드럼본체와, 상기한 드럼본체에 삽입설치되는 적외선 조명 및 pH 감지기가 구비된 임펠러와, 상기한 드럼본체 상부에 설치되며 상기한 공급관이 삽입될 수 있는 홀이 형성되어 있는 커버 플레이트와, 상기한 드럼본체에 공기를 공급하기 위한 흡기 덕트와, 상기한 흡기 덕트로 공급되는 공기를 건조시키기 위한 저온제습 건조기와, 상기한 드럼본체로부터 공기를 배출하기 위한 배기 덕트와, 상기한 배기 덕트로부터 배출되는 가스의 분진을 제거하기 위한 집진설비를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 임펠러는, 중앙에 개구가 형성된 중앙관과, 상기한 중앙관 내벽 일측에 설치되는 pH 감지기와, 상기한 중앙관으로부터 외측을 향하는 방사상 방향으로 휘어지며 후단부에 적외선 조명이 구비되는 블레이드를 포함하고, 임펠러가 중앙관을 기준으로 회전하게 되면 개구를 통하여 흡입이 발생되고 상기한 발효물이 드럼본체의 상단과 하단을 연속적으로 순환할 수 있도록 혼합되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 블레이드는, 블레이드 상의 기준선을 기점으로 내측으로 제1 곡률로 휘어진 전단부와, 기준선을 기점으로 외측으로 제2 곡률로 휘어진 후단부와, 상기한 후단부의 양면 중 어느 한면에 설치되는 적외선 조명을 포함하며, 상기한 전단부의 길이는 후단부의 길이보다 짧은 구조로 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 블레이드의 후단부는, 일정한 간격으로 복수의 홈 및 각 홈 사이에 구비되는 복수의 평활부를 포함하면 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 제조방법의 구성은, 배양조에 EM 원액 100 리터, 당밀 100 리터, 숙성 해수 5톤을 투입하여 EM활성액을 제조하는 단계와, 괭생이모자반을 초음파 처리하여 괭생이모자반 분말을 제조하는 단계와, 입고된 생선부산물에 섞여있는 불순물을 제거하는 단계와, 이물질이 제거된 생선부산물 중 색상과 냄새규격에 따라 선별하는 단계와, 상기한 선별된 생선부산물을 분쇄기로 투입하여 분쇄하는 단계와, 상기한 분쇄된 생선부산물 100 중량부 기준으로, EM활성액 13 중량부를 혼합조에 투입하여 4~6시간 동안 혼합하는 단계와, 상기한 혼합물을 이송펌프를 이용하여 옥외 발효조로 이송하는 단계와, 상기한 발효조에서 블레이드에 적외선 조명과 pH 감지기가 구비된 임펠러를 작동하여 12~24시간 동안 발효하는 단계와, 괭생이모자반 수용액을 투입하며 pH를 조절하는 단계와, 상기한 발효조의 pH가 안정화되면 상기한 발효물을 여과하여 액상비료를 추출하는 단계와, 상기한 액상비료를 포장하는 단계를 포함하고, 상기한 괭생이모자반 분말을 증류수에 용해하여 제조한 20% 괭생이모자반 수용액을 이용하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 제조방법의 구성은, 상기한 EM활성액을 제조하는 단계는, 용암해수 100 중량부 기준으로, 스코리아 5~10 중량부를 투입하여 45~60℃에서 12시간 동안 숙성하고, 염분 농도 0.85~0.90%로 탈염된 숙성 해수를 사용하면 바람직하다.
이 발명의 제조방법의 구성은, 상기한 괭생이모자반 분말을 제조하는 단계는, 괭생이모자반을 분쇄기로 분쇄하는 단계와, 상기한 분쇄된 괭생이모자반 20g당 70% 에탄올 1L를 가하여 15~20분 동안 40~50kHz 주파수의 초음파를 처리하여 추출하는 단계와, 상기한 추출이 완료되면 상온으로 식힌 후 감압 여과하는 단계와, 상기한 감압 여과하여 얻은 여과액을 건조하는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명으로 제조된 액상비료는 실제 농업에 적용될 수 있으며, 초음파추출법을 이용하여 괭생이모자반으로부터 추출한 아미노산을 첨가하여 액상비료를 제조함으로써 새로운 오염요인이 되고 있는 비식용해조류를 활용하여 과실의 비대, 수확량을 증대시킬 수 있으며, 적외선 조명 및 pH 감지기가 구비된 임펠러를 배양조에 적용함으로써 발효효율을 증대할 수 있다.
도 1은 이 발명에 따른 액상비료 제조장치의 구성도이다.
도 2는 이 발명에 따른 발효조의 구성도이다.
도 3은 이 발명에 따른 블레이드의 구성도이다.
도 4는 이 발명에 따른 블레이드 각도를 더 상세하게 나타낸다.
도 5는 이 발명에 따른 액상비료 제조방법의 흐름도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 이 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 균등물 내지 대체물들을 포함하는 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능하다.
또한, 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어의 표현은, 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 이 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 방향에 관한 표현은 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하며, "연결된다"거나 "접속된다"라는 표현은 직접적인 연결 또는 접속뿐만이 아니라 중간에 다른 구성요소를 매개로 하는 연결 또는 접속을 포함한다.
도 1은 이 발명에 따른 액상비료 제조장치의 구성도이고, 도 2는 이 발명에 따른 발효조의 구성도이고, 도 3는 이 발명에 따른 이 발명에 따른 블레이드의 구성도이고, 도 4는 이 발명에 따른 블레이드 각도를 더 상세하게 나타낸다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 이 발명에 따른 액상비료 제조장치의 구성은, EM 원액 100 리터, 당밀 100 리터, 숙성 해수 5톤을 혼합하여 EM활성액을 제조하는 배양조(1)와, 입고된 생선부산물에 섞여있는 불순물을 제거하는 이물질탈락기(2)와, 상기한 이물질탈락기에서 배출된 생선부산물을 품질규격에 따라 선별하는 선별기(3)와, 상기한 선별기로부터 투입되는 생선부산물을 분쇄하는 분쇄기(4)와, 상기한 분쇄된 생선부산물과 EM활성액을 혼합하는 혼합조(5)와, 상기한 혼합조에서 배출되는 혼합물을 이송하는 이송펌프(6)와, 블레이드 후단부에 적외선 조명과 중앙관 내벽에 pH 감지기가 구비된 임펠러를 포함하며 상기한 이송펌프로 이송된 혼합물을 발효하는 발효조(7)와, 상기한 발효조 상부에 설치되며 괭생이모자반 수용액을 저장하는 저장조(8)와, 상기한 발효조와 저장조를 연결하며 괭생이모자반 수용액을 이송하는 공급관(9)과, 상기한 발효조에서 배출되는 발효물의 고형물을 제거하기 위한 여과기(10)와, 상기한 여과기에서 추출되는 액상비료를 포장하는 포장기(11)를 포함하여 이루어진다.
이 발명의 구성은, 상기한 발효조(7)는, 드럼본체(70)와, 상기한 드럼본체에 삽입설치되는 적외선 조명 및 pH 감지기가 구비된 임펠러(71)와, 상기한 드럼본체 상부에 설치되며 상기한 공급관이 삽입될 수 있는 홀이 형성되어 있는 커버 플레이트(72)와, 상기한 드럼본체에 공기를 공급하기 위한 흡기 덕트(73)와, 상기한 흡기 덕트로 공급되는 공기를 건조시키기 위한 저온제습 건조기(74)와, 상기한 드럼본체로부터 공기를 배출하기 위한 배기 덕트(75)와, 상기한 배기 덕트로부터 배출되는 가스의 분진을 제거하기 위한 집진설비(76)를 포함하여 이루어진다.
상기한 드럼본체(70)는, 회전동력을 발생시키기 위하여 별도의 모터부(도시되지 않음)와 연결될 수 있다.
상기한 임펠러의 구성은, 중앙에 개구(710a)가 형성된 중앙관(710)과, 상기한 중앙관 내벽 일측에 설치되는 pH 감지기(711)와, 상기한 중앙관으로부터 외측을 향하는 방사상 방향으로 휘어지며 후단부에 적외선 조명(7120)이 구비되는 블레이드(712)를 포함하여 이루어진다.
상기한 pH 감지기(711)가 중앙관(710) 내벽 일측에 설치됨으로써 발효물과의 마찰을 최소화하여 손상을 방지할 수 있고 측정오차를 줄일 수 있다.
상기한 임펠러(71)가 중앙관(710)을 기준으로 회전하게 되면 개구(710a)를 통하여 흡입이 발생되고 상기한 발효물이 드럼본체(70)의 상단과 하단을 연속적으로 순환할 수 있도록 혼합된다.
상기한 블레이드(712)는, 블레이드 상의 기준선을 기점으로 내측으로 제1 곡률로 휘어진 전단부(712a)와, 기준선을 기점으로 외측으로 제2 곡률로 휘어지는 후단부(712b)와, 상기한 후단부(712b)의 양면 중 적어도 하나의 면에 설치되는 적외선 조명(7120)를 포함하여 이루어진다.
상기한 적외선 조명(7120)은 블레이드 내부를 관통하여 삽입되는 적외선 조명의 전선(7121)으로부터 전력을 공급받는다. 이때, 상기한 중앙관(710)의 일단에는 전선(7121)이 꼬이지 않도록 브러쉬(도시되지 않음)가 설치되는 구성으로 이루어진다.
상기한 전단부(712a)의 길이는 후단부(712b)의 길이보다 짧은 구조로 이루어진다.
상기한 적외선 조명(7120)은, 적외선영역의 빛을 발광하는 복수의 적외선 발광 다이오드(LED)를 포함하고 밀키 글래스를 사용하여 적외선 빛을 분산시킨다. 분산된 적외선은 열침투가 깊으며 넓은 범위로 발산이 가능하기 때문에 발효 촉진의 목적으로 적합하다.
상기한 블레이드의 후단부(712b)는, 일정한 간격으로 복수의 홈(712c) 및 각 홈 사이에 구비되는 복수의 평활부(712d)를 포함한다.
상기한 블레이드(712)의 기준선은 전단부(712a)와 후단부(712b)의 변곡선을 형성한다.
상기한 전단부(712a)에서는 블레이드(712)가 회전하는 동안 유동 입자의 운동에너지를 제공하도록 형성된다. 따라서, 일 예로서, 블레이드(712)는 임펠러의 중앙에서부터 외측을 향하는 방향으로 거리에 따라 증가하는 각도로 형성된다. 즉, 블레이드(712)의 각도는 임펠러(71)의 중앙관의 직경에서 유입 각도(β1)로부터 시작하여 가장 큰 블레이드(712)의 각도(β2)가 기준선에 도달할 때까지 증가한다.
그 후, 블레이드(712)의 각도는 블레이드(712)의 외측 단부가 존재하는 직경까지 기준선에서의 각도(β2)로부터 감소되도록 형성될 수 있다. 즉, 후단부(712b)의 곡률은 블레이드(712)의 각도가 중앙으로부터의 거리가 증가함에 따라 감소한다. 그리하여, 블레이드(712)가 회전하는 동안 유동 입자로 운동에너지를 제공하지 않도록 형성된다. 따라서 후단부(712b)에서, 압력 회복이 발생하여 에너지가 부가되지 않는다.
도 5는 이 발명에 따른 액상비료 제조방법의 흐름도이다.
도 5에 도시된 것과 같이, 이 발명에 따른 액상비료 제조방법의 구성은, 배양조에 EM 원액 100 리터, 당밀 100 리터, 숙성 해수 5톤을 투입하여 EM활성액을 제조하는 단계(S10)와, 괭생이모자반을 초음파 처리하여 괭생이모자반 분말을 제조하는 단계(S20)와, 입고된 생선부산물에 섞여있는 불순물을 제거하는 단계(S30)와, 이물질이 제거된 생선부산물 중 색상과 냄새규격에 따라 선별하는 단계(S40)와, 상기한 선별된 생선부산물을 분쇄기로 투입하여 분쇄하는 단계(S50)와, 상기한 분쇄된 생선부산물 100 중량부 기준으로, EM활성액 13 중량부를 혼합조에 투입하여 블레이드에 적외선 조명과 pH 감지기가 구비된 임펠러를 작동하여 4~6시간 동안 혼합하는 단계(S60)와, 상기한 혼합물을 이송펌프를 이용하여 옥외 발효조로 이송하는 단계(S70)와, 상기한 발효조에서 40~60℃에서 12~24시간 동안 발효하는 단계(S80)와, 괭생이모자반 수용액을 투입하며 상기한 발효물의 pH를 조절하는 단계(S90)와, 상기한 발효조의 pH가 안정화되면 상기한 발효물을 여과하여 액상비료를 추출하는 단계(S100)와, 상기한 액상비료를 포장하는 단계(S110)를 포함하여 이루어진다.
상기한 EM활성액을 제조하는 단계(S10)는, 용암해수 100 중량부 기준으로, 스코리아 5~10 중량부를 투입하여 45~60℃에서 12시간 동안 숙성하고, 염분 농도 0.85~0.90%로 탈염된 숙성 해수를 사용한다.
상기한 스코리아는 다공질로 구성되어 화산성 퇴적암류 및 이들의 부서진 화산사, 화산재 그리고 화산탄이 혼합되어 이루어진 자원이다. 숙성 해수 제조에 필요한 스코리아의 양은 100g/L로 적게 사용되며 재사용이 가능하다.
상기한 숙성 해수에는 용암해수 및 심층수보다 필수미네랄 뿐만 아니라, 철, 망간, 아연, 몰리브덴 등 일반 유용미네랄 성분들도 다량 함유되어 있다.
상기한 괭생이모자반 아미노산 분말을 제조하는 단계(S20)는, 괭생이모자반을 분쇄기로 분쇄하는 단계(S21)와, 상기한 분쇄된 괭생이모자반 20g당 70% 에탄올 1L를 가하여 15~20분 동안 40~50kHz 주파수의 초음파를 처리하여 추출하는 단계(S22)와, 상기한 추출이 완료되면 상온으로 식힌 후 감압 여과하는 단계(S23)와, 상기한 감압 여과하여 얻은 여과액을 건조하는 단계(S24)를 포함하여 이루어진다.
상기한 괭생이모자반은 모자반과의 해조류로 국내외 동아시아지역에 폭넓게 분포한다. 해조류에는 다량의 미네랄성분과 오옥신 및 사이토키닌과 같은 식물 생장촉진호르몬 물질이 함유되어 있다.
상기한 pH를 조절하는 단계(S90)는, 20% 괭생이모자반 수용액의 공급량에 따라 실시간으로 pH 감지기(711)를 통하여 pH를 확인하며, 안정화된 pH가 7.5가 될때까지 작동한다. 상기한 20% 괭생이모자반 수용액을 과량 적가하여 pH 7.5를 초과하는 강알칼리성 액상비료를 제조하여 시비할 경우 재배지의 토양 및 수질의 pH를 급격히 변화시켜 환경오염을 야기할 수 있다.
이렇게 pH를 조절함으로써 발효물의 숙성기간을 단축시키고 품질을 저하시킬 수 있는 유해균 번식가능성이나 악취 발생가능성을 제거할 수 있다
(실험예 1)
상기한 괭생이모자반의 아미노산 추출방법에서 최적의 초음파 처리 조건을 확인하기 위하여 수율 및 아미노태 질소 측정 시험을 수행하였다.
먼저, 분쇄한 괭생이모자반 5g에 70% 에탄올 1L를 가하여 초음파 처리 장치(Mars X, CEM Co., USA)로 각각의 조건에 따라 추출하였다. 감압여과 후 추출액을 45℃ 이하에서 감압 농축하여 물을 제거한 후 분액깔때기에 옮겨 에테르를 가하여 지방층을 제거하고 분액받은 물층을 45℃ 이하에서 건조하여 용매를 완전히 제거하여 괭생이모자반 분말을 얻었다.
수율(%)은 (수득한 괭생이모자반 분말의 중량)/(추출에 사용된 괭생이모자반 중량)×100으로 계산하였다.
아미노태 질소는 적정법(Formol 적정법)으로 시험하였으며 방법은 다음과 같다. 수득한 괭생이모자반 분말 2 g에 증류수 100 ml을 가한 다음 0.1 N 수산화나트륨 용액을 가하여 pH를 8.4로 조정한 후 중성 포르말린 용액 20 ml을 가하고 다시 0.1N 수산화나트륨 용액으로 pH 8.4가 될 때까지 적정하고 다음 식에 따라 아미노태 질소 함량을 구하였다.
아미노태 질소(%) = ((A-B)*1.4*F)/S*100
A : 0.1 N NaOH 용액의 적정량(ml)
B : 0.1 N NaOH 용액의 공시험 적정량(ml)
F : 0.1 N NaOH 용액의 역가
S : 시료량(g)
그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예1 실시예2 비교예1 비교예2
초음파 주파수
(kHz)		 40 50 30 60
수율(%) 17.2 17.0 17.2 11.5
아미노태 질소
(mg%)		 1002.0±0.3 997.1±9.9 811.0±3.4 984.0±2.4
상기한 결과와 같이, 비교예 1의 경우 아미노태 질소 함량이 가장 낮았으며, 이는 초음파 세기가 강한 대신 정밀도가 약하기 때문인 것으로 판단된다. 비교예 2의 경우 수득한 분말의 수율이 가장 낮았으며, 이는 초음파의 세기가 약하기 때문인 것으로 판단된다. 반면에 실시예 1과 실시예 2는 수율과 아미노태 질소 함량 모두 우수한 결과를 나타냈다. 따라서 이 발명의 초음파 처리 조건으로 괭생이모자반에서 아미노산을 추출하는 것이 바람직하다.
(실험예 2)
이 발명의 임펠러가 발효 효율을 증대할 수 있는지 확인하기 위하여 상기 공정으로 액상비료(실시예 1, 비교예 3, 비교예 4, 비교예 5, 비교예 6)를 발효하고 발효과정 중에 미생물의 활성도를 관찰하여 비교하였다. 그 결과를 하기 표 2 내지 표 3에 나타내었다.
실시예1 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
임펠러 구조 중앙관 개구
유무		 ○ ○ ○ ○ ×
블레이드
홈 유무		 ○ ○ × × ×
적외선 조명 유무 ○ × ○ × ○
실시예1 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
시험항목 발효 시간(h)
12 24 12 24 12 24 12 24 12 24
미생물 활성도 ++ ++ + - ++ ++ + - ++ -
++: 매우 활발
+: 활발
±: 보통
-: 약해짐
상기한 결과와 같이, 실시예 1의 경우 발효과정 중에 미생물의 활성도가 가장 활발하였으며, 발효 후 적외선 조명을 소등함에 따라 미생물의 활성이 현저하게 약해지며 정상적인 소멸화가 이루어졌다. 반면에 적외선 조명이 구비되지 않은 비교예 3과 비교예 5의 경우 발효가 완료되지 않은 시점에서 이미 미생물의 활성이 약해져 발효의 완성도가 저하되었다. 블레이드 후단부가 편평한 구조인 비교예 4의 경우 발효 후 중앙관 내벽 일부에 발효되지 않은 덩어리들이 부착되어 있었으며, 이는 블레이드 사이에서 균일한 혼합이 이루어지지 못한채 중앙관을 통과하면서 발생한 현상으로 판단된다. 적외선 조명만 구비된 비교예 6의 경우 발효 경과 12시간 후에는 미생물의 활성도가 매우 활발했으나 혼합 효율이 낮아 적외선이 균일하게 분산하지 못하여 적외선을 흡수하지 못한 미생물들이 소멸되며 발효 효율이 저하되었다. 따라서 이 발명의 임펠러를 도입한 액상비료 제조장치를 이용한 액상비료 제조방법은 발효 효율을 증대할 수 있다.
(실험예 3)
상기한 제조방법으로 제조한 액상비료의 약효를 확인하기 위하여 액상비료(실시예 1, 비교예 7, 시중제품 1)를 준비하고, 이를 시비하여 상추를 재배하고 4주 동안 생육상태를 관찰하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예1 비교예7 시중제품1
괭생이모자반 수용액
첨가유무		 ○ × -
생체중(g) 1주 12.1 10.1 9.0
2주 45.2 35.1 22.0
3주 86.7 75.9 50.9
4주 132.2 97.1 80.4
상기한 결과와 같이, 괭생이모자반 수용액을 첨가하여 제조한 실시예 1의 경우 상추의 크기와 생체중 모두 가장 높은 값을 나타냈다. 반면에 괭생이모자반 수용액만 첨가하지 않은 비교예 3의 경우 상추의 크기는 실시예와 비슷했지만 옆의 두께가 얇아 생체중이 실시예 보다 낮은 값을 나타냈다. 특별한 첨가물을 넣지 않은 시중제품 1의 경우 상추의 크기와 생체중 모두 가장 낮은 값을 나타냈다. 따라서 이 발명으로 제조한 액상비료는 발효기간을 단축하면서도 작물의 발근 및 생장을 촉진할 수 있다.
1: 배양조 2: 이물질탈락기
3: 선별기 4: 분쇄기
5: 혼합조 6: 이송펌프
7: 발효조 70: 드럼본체
71: 임펠러 710: 중앙관
710a: 개구 711: pH 감지기
712: 블레이드 712a: 전단부
712b: 후단부 712c: 홈
712d: 평활부 7120: 적외선 조명
7121: 적외선 조명의 전선 72: 커버 플레이트
73: 흡기 덕트 74: 저온제습 건조기
75: 배기 덕트 76: 집진설비
8: 저장조 9: 공급관
10: 여과기 11: 포장기

Claims (8)

  1. EM 원액 100 리터, 당밀 100 리터, 숙성 해수 5톤을 혼합하여 EM활성액을 제조하는 배양조와,
    입고된 생선부산물에 섞여있는 불순물을 제거하는 이물질탈락기와,
    상기한 이물질탈락기에서 배출된 생선부산물을 품질규격에 따라 선별하는 선별기와,
    상기한 선별기로부터 투입되는 생선부산물을 분쇄하는 분쇄기와,
    상기한 분쇄된 생선부산물과 EM활성액을 혼합하는 혼합조와,
    상기한 혼합조에서 배출되는 혼합물을 이송하는 이송펌프와,
    블레이드 후단부에 적외선 조명과 중앙관 내벽에 pH 감지기가 구비된 임펠러를 포함하며 상기한 이송펌프로 이송된 혼합물을 발효하는 발효조와,
    상기한 발효조 상부에 설치되며 괭생이모자반 수용액을 저장하는 저장조와,
    상기한 발효조와 저장조를 연결하며 괭생이모자반 수용액을 이송하는 공급관과,
    상기한 발효조에서 배출되는 발효물의 고형물을 제거하기 위한 여과기와,
    상기한 여과기에서 추출되는 액상비료를 포장하는 포장기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상비료 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 발효조는,
    드럼본체와,
    상기한 드럼본체에 삽입설치되는 적외선 조명 및 pH 감지기가 구비된 임펠러와,
    상기한 드럼본체 상부에 설치되며 상기한 공급관이 삽입될 수 있는 홀이 형성되어 있는 커버 플레이트와,
    상기한 드럼본체에 공기를 공급하기 위한 흡기 덕트와,
    상기한 흡기 덕트로 공급되는 공기를 건조시키기 위한 저온제습 건조기와,
    상기한 드럼본체로부터 공기를 배출하기 위한 배기 덕트와,
    상기한 배기 덕트로부터 배출되는 가스의 분진을 제거하기 위한 집진설비를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상비료 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기한 임펠러는,
    중앙에 개구가 형성된 중앙관과,
    상기한 중앙관 내벽 일측에 설치되는 pH 감지기와,
    상기한 중앙관으로부터 외측을 향하는 방사상 방향으로 휘어지는 블레이드와,
    상기한 블레이드 후단부에 설치되는 적외선 조명을 포함하고,
    임펠러가 중앙관을 기준으로 회전하게 되면 개구를 통하여 흡입이 발생되고 상기한 발효물이 드럼본체의 상단과 하단을 연속적으로 순환할 수 있도록 혼합되는 것을 특징으로 하는 액상비료 제조장치
  4. 제 3항에 있어서,
    상기한 블레이드는,
    블레이드 상의 기준선을 기점으로 내측으로 제1 곡률로 휘어진 전단부와,
    기준선을 기점으로 외측으로 제2 곡률로 휘어진 후단부를 포함하며,
    상기한 전단부의 길이는 후단부의 길이보다 짧은 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액상비료 제조장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기한 블레이드의 후단부는,
    일정한 간격으로 복수의 홈 및 각 홈 사이에 구비되는 복수의 평활부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상비료 제조장치.
  6. 배양조에 EM 원액 100 리터, 당밀 100 리터, 숙성 해수 5톤을 투입하여 EM활성액을 제조하는 단계와,
    괭생이모자반을 초음파 처리하여 괭생이모자반 분말을 제조하는 단계와,
    입고된 생선부산물에 섞여있는 불순물을 제거하는 단계와,
    이물질이 제거된 생선부산물 중 색상과 냄새규격에 따라 선별하는 단계와,
    상기한 선별된 생선부산물을 분쇄기로 투입하여 분쇄하는 단계와,
    상기한 분쇄된 생선부산물 100 중량부 기준으로, EM활성액 13 중량부를 혼합조에 투입하여 혼합하는 단계와,
    상기한 혼합하는 단계에서의 혼합물을 이송펌프를 이용하여 옥외 발효조로 이송하는 단계와,
    상기한 발효조에서 블레이드에 적외선 조명과 pH 감지기가 구비된 임펠러를 작동하여 4~6시간 동안 발효하는 단계와,
    괭생이모자반 수용액을 투입하며 상기한 발효하는 단계에서의 발효물의 pH를 조절하는 단계와,
    상기한 발효조의 pH가 안정화되면 상기한 발효물을 여과하여 액상비료를 추출하는 단계와,
    상기한 액상비료를 포장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상비료 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기한 EM활성액을 제조하는 단계는,
    용암해수 100 중량부 기준으로, 스코리아 5~10 중량부를 투입하여 45~60℃에서 12시간 동안 숙성하고, 염분 농도 0.85~0.90%로 탈염된 숙성 해수를 사용하는 것을 특징으로 하는 액상비료 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기한 괭생이모자반 분말을 제조하는 단계는,
    괭생이모자반을 분쇄기로 분쇄하는 단계와,
    상기한 분쇄된 괭생이모자반 20g당 70% 에탄올 1L를 가하여 15~20분 동안 40~50kHz 주파수의 초음파를 처리하여 추출하는 단계와,
    상기한 추출이 완료되면 상온으로 식힌 후 감압 여과하는 단계와,
    상기한 감압 여과하여 얻은 여과액을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상비료 제조방법.
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