KR102142824B1 - 동물 모발 폐기물을 처리하기 위한 조성물 및 동물 모발 폐기물 처리 방법 - Google Patents
동물 모발 폐기물을 처리하기 위한 조성물 및 동물 모발 폐기물 처리 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일실시예에 따른 동물 모발 폐기물 처리 조성물은, 적어도 하나 이상의 알칼리금속(alkali metal)을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 포함한다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 동물 모발 폐기물 처리 방법은 적어도 하나 이상의 알칼리금속(alkali metal)을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 포함하는 동물 모발 폐기물 처리 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물에 동물 모발 폐기물을 혼합한 처리액을 65 내지 100℃의 온도로 1 내지 30분간 가열하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 도축장 또는 가축 사육장에서 폐기용으로 발생하는 동물 모발 또는 깃털을 처리하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 소, 돼지 또는 닭과 같은 동물의 모발(또는 깃털)은 칼슘 및 마그네슘 등을 주성분으로 하고 있고 표면이 난연성이고 잘 녹지 않는 단백질의 일종인 케라틴(keratin)으로 이루어져 있어 해양투기를 하거나 고온소각 처리하여 왔다. 그러나 최근 들어 해양 투기가 금지되는 추세에 있으며, 또한 이들은 잘 부패하지 않을 뿐만 아니라 소각 처리하는 경우에도 많은 비용이 소요된다.
또한 동물의 모발은 이를 질산, 황산, 염산 등의 강산(强酸)에 담가 놓아도 상온에서는 쉽게 녹지 아니하며, 가열하는 상태에서 강산을 이용할 경우 용해되기 전 급격한 산화작용으로 폭발할 수 있어 매우 위험하다. 뿐만 아니라 이들 강산은 질소, 황, 염소 같은 물질을 함유하고 있고 암모니아 같은 휘발성 물질을 발생시켜 대기오염이 발생함은 물론 용해된 물질은 수질의 2차 오염을 야기하게 된다. 예를 들어, 닭의 깃털을 10g을 용기에 넣어 가스 버너로 1,000℃의 온도가 되도록 간접 가열하여 완전히 소각하는데 약 10여 분이 소요되었다. 또한 소각하는 동안 연도가스(煙道 가스, flue gas)를 가스분석기로 분석한 결과 일산화탄소 50ppm, SOx 25ppm, NOx 450 ppm 등으로 오염 가스가 측정되었을 뿐만 아니라, 매연 및 냄새가 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 연소 또는 용해가 용이하지 않은 동물의 모발 또는 깃털을 처리하는 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동물 모발 폐기물 처리 조성물은, 적어도 하나 이상의 알칼리금속(alkali metal)을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 포함한다.
말단에 적어도 하나의 하이드록시기를 포함하는 계면활성제를 더 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 알칼리토금속(alkali earth metal)을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 알칼리금속은 나트륨(Na), 칼륨(K) 또는 리튬(Li) 등의 적어도 1종 이상의 금속일 수 있고, 상기 알칼리토금속은 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg) 등의 적어도 1종의 금속일 수 있다.
상기 동물 모발은 포유류 또는 조류의 모발일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 동물 모발 폐기물 처리 방법은 적어도 하나 이상의 알칼리금속(alkali metal)을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 포함하는 동물 모발 폐기물 처리 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물에 동물 모발 폐기물을 혼합한 처리액을 80 내지 100℃의 온도로 1 내지 30분간 가열하는 단계를 포함한다.
상기 가열하는 단계 전 또는 후, 말단에 적어도 하나의 하이드록시기를 포함하는 계면활성제를 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 가열하는 단계 전 또는 후, 적어도 하나 이상의 알칼리토금속을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 가열하는 단계 후, pH2 내지 pH3의 산성용액을 투입하여 상기 처리액을 중화하는 단계; 및 중화된 상기 처리액을 침전시켜 여과하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 연소 또는 용해가 용이하지 않은 동물의 모발을 용이하고 적은 폐기물만을 발생하도록 처리할 수 있고, 폐기물 처리 후의 산물을 농업용 비료 등으로 재사용할 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 운송 및 소각에 따른 염소 가스, SOx, NOx 등과 같은 2차 오염원을 없애거나 줄일 수 있고, 동물 모발을 처리하는 비용을 줄일 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 동물 모발 폐기물 처리 조성물은, 적어도 하나 이상의 알칼리금속(alkali metal)을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 포함한다. 상기 염기성 화합물은 동물의 모발 또는 깃털을 비교적 낮은 온도에서 빠르게 용해시키는 용해촉진제의 역할을 한다. 상기 알칼리금속은 칼륨, 나트륨, 리튬 등을 사용할 수 있다. 상기 염기성 화합물은 정제수 또는 수돗물 등의 물 100 중량부에 대하여 4 내지 40 중량부를 사용할 수 있으며 바람직하게는 20 내지 30 중량부이다. 상기 염기성 화합물이 40 중량부를 초과하여 포함될 경우, pH가 지나치게 높아지게 되어 2차 오염의 원인이 될 수 있어 용액의 pH는 9 내지 11이면 적절하나 모발의 종류 등에 따라 다르다. 한편 10 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 동물의 모발 또는 깃털이 제대로 용해되지 않거나, 잔여물이 많아지게 된다.
상기 동물 모발 폐기물을 직접적으로 연소하지 않고 용해의 방법을 이용하여 처리할 경우, 매연 또는 연소 후의 2차 폐기물이 발생되지 않으므로 환경에도 나쁜 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 처리 비용을 절감할 수 있다. 용해의 방법을 사용할 때는, 처리액과 상기 동물 모발 폐기물을 혼합한 후 가열하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물로서 산성 용액을 사용할 경우, 산성을 띄는 처리액을 가열하게 되면 폭발의 위험성이 있다.
본 발명의 일 실시예에 다른 동물 모발 폐기물 처리 조성물에는 하이드록시기를 가진 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 또한 계면활성제로서 과붕산화물(NaBO3) 등과 같은 과산화물을 포함하기도 한다. 상기 하이드록시기를 가진 계면활성제는 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물을 가열할 때 급격한 비등을 방지하고 상기 염기성 화합물과 더불어 용해를 용이하게 하기 위하여 첨가된다. 상기 하이드록시기를 가진 계면활성제로는 글리세린, 메탄올 또는 에탄올 등을 사용할 수 있다. 상기 하이드록시기를 가진 계면활성제는 상기 물 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.
상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물에 알칼리토금속의 수산화물을 더 첨가할 수 있다. 상기 알칼리토금속의 수산화물은 다공성의 물질로 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물을 가열할 때, 급격한 비등을 막아 줄 수 있다. 상기 알칼리토금속의 수산화물은 수산화칼슘 또는 수산화마그네슘 등을 사용할 수 있고, 상기 물 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.
상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물에 의하여 처리되는 상기 동물 모발은 주로 포유류 모발 또는 조류의 깃털일 수 있다. 상기 포유류의 모발 또는 상기 조류의 깃털은 형태는 서로 상이하지만, 주성분은 단백질의 일종인 케라틴, 지방 등으로 이루어져 있다. 케라틴은 각질(角質)이라고도 한다. 케라틴의 분리는 원료를 가루로 만들어 뜨거운 유기용매 또는 뜨거운 물로 처리한 다음, 단백질 분해효소로 단백질을 제거하여 케라틴을 남긴다. 주요 구성성분은 글루탐산, 알기닌, 시스틴 등의 아미노산이며, 그 중에서도 시스틴의 함유량이 많다. 진성 케라틴의 시스틴 함유량은 11∼12%, 유사 케라틴에서는 4∼8%이다. 시스틴 함유량이 많기 때문에 펩티드사슬(-CO-NH-)은 많은 다이설파이드결합(-S-S-)이 망상(網狀)으로 이어진 선상구조를 가지는 것으로 생각된다. 케라틴은 물과 모든 중성용매에 녹지 않는다. 또 펩신, 트립신 등의 단백질 분해효소의 작용을 잘 받지 않으나, 황화나트륨, 싸이오글리콜산, 과산화수소, 알칼리 등에는 약하다. 이것은 이들 시약에 의해서 다이설파이드결합이 끊어지기 때문이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 동물 모발 폐기물 처리 방법은 적어도 하나 이상의 알칼리금속(alkali metal)을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 포함하는 동물 모발 폐기물 처리 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물에 동물 모발 폐기물을 혼합한 처리액을 80 내지 100℃의 온도로 1 내지 30분간 가열하는 단계를 포함한다. 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물의 조성은 위에서 설명하였으므로, 중복을 피하기 위하여 설명을 생략한다. 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물을 스테인레스 스틸 등의 용기에 담아 동물 모발 폐기물을 투입한다. 이 때, 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물과 상기 동물 모발 폐기물의 비율은 1.2:1 내지 2:1인 것이 바람직하다. 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물 및 상기 동물 모발 폐기물을 혼합한 처리액은 65 내지 100℃의 온도로 1 내지 30분간 가열하여 상기 동물 모발 폐기물을 충분히 용해한다.
상기 가열된 처리액은 pH10 내지 pH13.5의 강알칼리성을 띄는데, 여기에 pH2 내지 pH3의 산성용액을 투입하여 상기 처리액을 중화한다. 상기 산성용액으로는 질산, 염산, 또는 황산을 사용할 수 있다. 상기 처리액의 산성도가 pH7 내지 7.5가 되도록 상기 산성용액은 사용되는 산의 종류 및 농도에 따라 투입량을 적절히 조절하여 사용할 수 있다. 이때, 유해 기체 생성 방지 및 폭발 방지를 위하여 미량의 동물 모발을 첨가하여 70 내지 80℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 이후, 중화된 상기 처리액을 침전시켜 여과하여 건조시킨 후, 농업용 퇴비 등으로 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 표 1과 같은 조성으로 동물 모발 폐기물 조성물을 준비하였다.
| 첨가물 | 첨가량(g) | |
| 조성물 |
물 | 45 |
| 수산화나트륨 (제조사: 세일화공약품) |
12 |
상기 준비된 조성물에 돼지의 털 40g을 투입한 후 100℃에서 5분간 가열하였다. 이 때, 측정된 조성물의 pH는 10.1이었다.
실시예 2
하기 표 2과 같은 조성으로 동물 모발 폐기물 조성물을 준비하였다.
| 첨가물 | 첨가량(g) | |
| 조성물 |
물 | 45 |
| 수산화나트륨 (제조사: 세일화공약품) |
12 | |
| 글리세린 (제조사: 세일화공약품) |
3 | |
| 추가 투입 |
수산화마그네슘 (제조사: 세일화공약품) |
5 |
상기 준비된 조성물에 돼지의 털 40g을 투입한 후 100℃에서 4분간 가열하였고, 조성물이 끓어 넘치는 것을 예방하기 위하여 수산화마그네슘을 90℃ 부근에서 투입하였다. 상기 돼지의 털 40kg이 실시예 1보다 1분 가량 더 빨리 완전히 용해되는 것을 관찰할 수 있었다. 이 때, 측정된 조성물의 pH는 10.9였다.
실시예 3
70% 질산 15g을 물 30g에 용해시킨 후, 돼지의 털 1g을 넣고 90℃에서 5분간 가열하여 산성용액을 준비하였다. 이 때, 산성용액의 pH는 2.6이었다. 준비된 산성용액을 실시예 1 및 실시예 2의 조성물에 투입하여 혼합하였다. 이후 고형물이 충분히 침전될 때까지 상온에서 방치한 후, 770g의 물을 투입하여 혼합하였다. 이 때, pH는 7.0이었다.
상기 침전된 고형물을 100mesh의 체로 거른 후, IEC62321 Ed.1.0b:2008(AAS)에 의한 침전물의 중금속은 전혀 발견되지 아니하였다. 원소분석기(EA)에 의한 원소분석은 하기 표 3에 표시하였고, 이는 농작물의 퇴비로서 사용 가능함을 보여준다.
| 측정 원소 | 중량% | 분석 방법 |
| C | 14.5 | EA |
| H | 5.57 | EA |
| N | 2.3 | EA |
| O | 20.9 | EA |
| S | 0 | EA |
비교예 1
물 45g에 돼지의 털 40을 투입하여 100℃로 가열하였으나, 전혀 용해되지 않았다.
비교예 2
물 45g 및 수산화나트륨 12g을 혼합하여 조성물을 준비한 후, 돼지의 털 40g을 투입하여 혼합하였으나, 전혀 용해되지 않았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (1)
- 적어도 하나 이상의 알칼리금속(alkali metal)을 포함하고, 말단에 수산기를 적어도 하나 이상 포함하는 염기성 화합물을 포함하는 동물 모발 폐기물 처리 조성물을 준비하는 단계;
상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물에 포유류의 모발 또는 조류의 깃털을 포함한 동물 모발 폐기물을 1.2:1 내지 2:1의 비율로 혼합한 처리액을 준비하는 단계;
상기 처리액이 담긴 용기를 가열하는 단계;
상기 처리액을 가열하는 중에 상기 처리액의 비등 온도보다 낮은 온도에서 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물에 포함된 물 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부의 알칼리토금속의 수산화물을 상기 용기에 투입하는 단계; 및
상기 가열하는 단계 후에, 상기 가열된 처리액의 산성도가 pH7 내지 pH7.5가 되도록 상기 용기에 pH2 내지 pH3의 산성용액을 투입하는 단계;
를 포함하며,
상기 염기성 화합물은 상기 물 100 중량부에 대하여 10 내지 40 중량부로 포함되고, 상기 동물 모발 폐기물 처리 조성물은 과산화물 또는 하이드록시기를 가진 계면활성제를 더 포함하며, 여기서 상기 하이드록시기를 가진 계면활성제는 글리세린, 메탄올 또는 에탄올을 포함하고 상기 물 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 동물 모발 폐기물 처리 방법.
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| KR1020200010094A KR102142824B1 (ko) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | 동물 모발 폐기물을 처리하기 위한 조성물 및 동물 모발 폐기물 처리 방법 |
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