KR102144723B1 - 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료 및 그의 제조 방법 - Google Patents

농축산 부산물을 이용한 유기질 비료 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발효계분, 미강, 동물성 잔재와 식물성 잔재를 발효화하고 혼합하여 유기물비료로 제조시 별도의 접착제를 이용하지 않고도 이송이 용이하면서도 결합력이 우수한 유기농 발효 펠릿으로 제공할 수 있는 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 발효계분 100 중량부; 소잔재물 또는 돼지 잔재물과 동물성 혈분이 혼합된 동물성잔재 40 내지 60 중량부; 미강 5 내지 20중량부; 및 식물성 잔재 5 내지 20 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료를 제공한다.

Description

농축산 부산물을 이용한 유기질 비료 및 그의 제조 방법{Organic fertilizer using concentrated by-products and method for producing the same}
본 발명은 유기질 비료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기질 비료 중 농축산물의 부산물을 이용하여 비료를 만들고 이를 압축하여 고형화한 농축부산물을 이용한 유기질 비료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
종래에 농산물 생산량의 증대에 초점을 맞추어 농업기술이 발전되어 왔으며, 기술이 체계화된 각종 농자재의 개발과 생산, 농민들의 적절한 활용으로 인해 단위면적당 농산물의 생산량은 빠르게 증가해왔으며, 이와 같이 농산물의 생산량을 증가시키는 과정에서 화학비료(무기질비료) 및 작물보호제(화학농약)의 사용량은 지속적으로 증가되었다.
하지만, 1990년대 이후, 과도한 화학비료 및 작물보호제에 포함된 질소 및 인산의 과다 투입으로 인한 지하수 오염 등의 환경문제가 대두되어 화학비료의 대량 사용이 사람 및 가축에 미치는 폐해에 대한 우려가 증가하기 시작하였다.
이에 따라, 정부는 친환경농업의 전격적 지원과 함께 화학비료의 감축을 기획하였으며, 자연 친화적인 농자재의 개발과 사용이 권장되어, 화학비료의 대안으로 천연 소재를 활용한 부산물 비료에 대한 관심이 증대되고 있다.
부산물 비료는 척백해진 농토의 지력을 회복하고 환경친화적인 농업을 실천하기 위해 그 필요성이 강조되고 있으며, 이에 발맞추어 정부의 친환경농업의 육성정책과 같이하면서 부산물 비료의 수요가 증대하고 있는 추세이다.
부산물 비료는 부숙 여부에 따라 크게 부숙 유기질 비료와 유기질 비료로 구분되며, 부숙 유기질 비료는 대부분 가축의 분뇨, 음식물 쓰레기, 톱밥 등의 유기성 자원을 혼합한 후, 부숙 처리한 비료를 의미하고, 유기질 비료는 각종 박류를 이용하여 부숙하지 않은 상태의 유기물질을 활용한 비료를 의미한다.
부산물 비료는 식물이 필요로 하는 영양분을 공급하고, 지력을 회복시키며, 흙을 부드럽게 만들고 내한력을 증강시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 양분용탈을 방지하고 양분의 유효성을 증대시키는 역할을 할 수 있는 것으로 알려져 왔다.
하지만, 부산물 비료는 상기한 장점 등으로 인해 중요한 의미가 있지만, 화학비료에 비해 중량 대비 질소, 인 또는 칼륨 등의 함량이 작고, 작물의 생장에 필수적으로 필요한 아미노산과 각종 미네랄이 충분치 못하여, 영양제로서의 역할이 제한적으로 작용하여 식물의 균형적인 성장에 방해가 되고, 부산물 비료가 공급된 지역의 식물에 면역력 감소로 인한 병충해가 자주 발생하여 작물의 생산 수량이 감소하며, 작물의 당도과 품질도 함께 저하되는 문제가 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 식물 생장을 위해 균형있는 영양소 및 유효성분을 공급할 수 있으면서도, 병충해 발생을 효과적으로 방지할 뿐만 아니라, 식물의 생육을 증대시킬 수 있는 복합 퇴비에 관한 연구가 필요하다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2018-0029379호(커피박, 계분, 바이오차 및 미생물을 포함하는 기능성 퇴비 및 그 제조방법) 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 제10-2018-0067288호(복합 유기질비료 조성물)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발효계분, 미강, 동물성 잔재와 식물성 잔재를 발효화하고 혼합하여 유기물비료로 제조시 별도의 접착제를 이용하지 않고도 이송이 용이하면서도 결합력이 우수한 유기농 발효 펠릿으로 제공할 수 있는 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발효계분 100 중량부; 소잔재물 또는 돼지 잔재물과 동물성 혈분이 혼합된 동물성잔재 40 내지 60 중량부; 미강 5 내지 20중량부; 및 식물성 잔재 5 내지 20 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료를 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료로 이용하기 위한 원료로, 발효계분 100 중량부와, 소잔재물 또는 돼지 잔재물과 동물성 혈분이 혼합된 동물성잔재 40 내지 60 중량부와, 미강 5 내지 20중량부 및 식물성 잔재 5 내지 20 중량부를 준비하는 전처리단계; 상기 준비된 발효계분 100 중량부를 기준으로, 동물성잔재 40 내지 60 중량부, 미강 5 내지 20중량부, 식물성 잔재 5 내지 20 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합한 원료를 원료투입구에 투입하는 단계; 상기 투입한 원료를 이송하면서, 자석(마그네틱)을 이용하여 원료에서 금속물질을 선별제거하는 단계; 상기 금속물질을 제거한 원료에서 이물질을 제거하는 이물질 선별 단계; 상기 이물질이 선별된 원료를 혼합기에서 혼합하는 단계; 상기 혼합된 원료를 이송하여 분쇄기에서 분쇄하는 단계; 상기 분쇄한 원료에 스팀을 이용한 컨디셔너를 수행하고, 펠렛밀기에서 입상성형을 수행하는 단계; 상기 입상성형된 원료에 대하여 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 펠렛 형태의 원료를 제품출하 하기 위한 포장을 수행하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료의 제조 방법을 제공한다.
여기서 상기 유기질 비료의 보증성 분량은 건물중에 대하여 유기물 30이상으로, 유해성 분량은 건물중에 대하여 비소 45mg/Kg, 수은 2mg/Kg, 납 130mg/Kg, 크롬 250mg/Kg, 구리 400mg/Kg, 니켈 45mg/Kg, 아연 1000mg/Kg이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 동물성 아미노산이 단백질공급과 조류의 배설물인 계분의 조합으로 토양의 물리, 화학성 및 인산질의 강화로 친환경 유기농산물 생산에 유리하다.
둘째, 토양의 물리, 화학성 및 인산질의 강화로 다양하고 풍부한 토양의 유익 미생물 증식을 도와주어, 토양의 떼알 구조 형성으로 작물의 뿌리 생육에 도움을 준다.
셋째, 한약잔재물을 이용하여 토양내의 내병성을 키워주며, 작물의 뿌리 활착이 빨라진다.
넷째, 동물성 잔재 및 혈분을 이용하는 경우 풍부한 아미노산과 발효계분을 사용함으로써 속효성 효과와 입상화가 용이하여 완효성을 동시에 해결하여 생육기간동안 안정적 및 연속적으로 작물의 영양 공급이 가능한 우수한 비료의 제공이 가능하다.
다섯째, 혈분은 수용화된 아미노산과 활성유기체 덩어리도 농작물의 생육 및 성장에 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명에 따른 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료는 유기질 비료 중 부산물 비료에 속한 퇴비를 압축하여 고형화(4~5mm)하기 위한 것으로, 전처리 단계로는 원료를 준비하는데, 이러한 원료로는 계분, 혈분, 미강, 동물성잔재 및 식물성잔재를 이용한다.
여기서, 계분은 순수 계분을 발효한 것을 이용한다.
혈분은 도축장에서 도축 후 발생한 소나, 돼지의 피를 스팀을 이용하여 건조한 것을 이용한다.
미강은 벼의 나락을 정미소에서 도정 후 발생 된 부산물을 이용한다.
동물성 잔재는 도축장에서 소나 돼지를 도축한 후 발생된 부산물을 교반기(발효기)에 투입하여 30일 내지 50일 발효한 것을 이용한다.
식물성 잔재는 식품공장에서 생산하고 남은 잔재물을 수거하여 교반기(발효기)에 투입 후 역시 30일 내지 50일 발효한 것을 이용한다. 이러한 식물성 잔재에는 한약잔재가 포함될 수 있다.
이러한 발효과정은 전발효, 후숙 및 후발효 과정을 할 수 있는데, 예를 들어 전발효는 5일 내지 10일간 60 내지 80℃로 하고, 후숙 20 내지 30일간 50 내지 60 ℃로 하며, 후발효는 5일 내지 10일간 30 내지 40℃로 할 수 있다.
물론 계분 역시 동일한 발효과정을 거칠 수 있다.
또한 이외에도 제과, 제빵회사에서 많이 발생하는 계란껍질을 함께 이용할 수 있다. 이러한 계란껍질 역시 동물성잔재 또는 식물성 잔재와 함께 또는 별도로 발효과정을 거칠 수 있다.
이때, 발효계분, 혈분, 미강 및 한약잔재의 특징 및 효과는, 우선 혈분은 수용화된 아미노산과 활성유기체 덩어리도 농작물의 생육 및 성장에 우수한 효과가 있다.
또한 동물성 잔재를 이용하는 경우 동물성 아미노산 공급과 식물성 잔재의 영양공급으로 토양의 물리, 화학성 및 인산질의 강화로 친환경 유기농산물 생산에 유리하다.
이러한 발효계분, 혈분, 미강, 식물성잔재(한약잔재)는 토양의 물리, 화학성 및 인산질의 강화로 다양하고 풍부한 토양의 유익 미생물 증식을 도와주어, 토양의 떼알구조 형성으로 작물의 뿌리 생육에 도움을 주고, 한약잔재물을 이용하는 경우 토양내의 내병성을 키워주며, 작물의 뿌리 활착이 빨라진다.
한편 동물성 잔재 및 혈분을 이용하는 경우 풍부한 아미노산과 발효계분을 사용함으로써 속효성 효과와 입상화가 용이하여 완효성을 동시에 해결하여 생육기간동안 안정적 및 연속적으로 작물의 영양 공급이 가능한 우수한 비료의 제공이 가능하다.
특히 아미노산은 자체내에서 합성하거나 외부에서 흡수하여 단백질 형태로 저장하고, 대사에너지로 전화, 생리 활성 등으로 다양한 용도로 사용하며, 아미노산은 토양 미생물의 영양원으로 작용하여 미생물 증식을 활발하게 하는 특징과 함께 식물뿌리에 활력을 주고, 토양의 보수력 향상, 영양원을 고정하여 토양의 생략력을 증대시키는 토양 부식 효과를 발휘한다.
현재 일반적으로 사용중인 질소질 비료는 토양중에 질산태(질산) 전환되어 흡수되고, 작물체내 질소는 대부분 아미노산과 같은 유기태질소(유기산)가 우선적으로 엽록체나 단백질로 전환되어 생육작용하고 일정한 시간이 지남에 따라 질산태를 흡입, 즉 단백질 변환을 반복한다.
또한 아미노산을 유일한 질소원으로 하여 키웠을 경우 염기성 아미노산 글로타민, 아스파라긴, 아르기닌, 시트룰린, 울리친 등을 흡수함으로써 화학비료상태의 암모니아나 질산을 질소원으로 하였을 경우보다 생육이 월등히 좋아지는 효과가 있다.
참고로 함황 아미노산(글리신)은 일조 부족이나 냉해방지 및 상전온도를 2~3도가량 낮추어 준다.
그리고 라이신은 과색을 촉진하고, 아르긴은 병원균의 생육을 억제하며, 글리신과 알리닌은 당도를 증가시킨다.
본 발명의 비료와 일반퇴비와의 차이점은 [표 1]과 같이 비교할 수 있다.
Figure 112018091393176-pat00001
이러한 전처리단계에서는 준비된 발효계분 100 중량부를 기준으로, 동물성잔재 40 내지 60 중량부, 미강 5 내지 20중량부, 식물성 잔재 5 내지 20 중량부를 혼합한다
이와 같이 혼합하여 준비한 원료를 원료투입구에 투입한다.
이어 투입한 원료를 이송스크류를 통해 이송하면서, 자석(마그네틱)을 이용하여 원료에서 금속물질을 선별제거한다.
그 다음 금속물질을 제거한 원료에서 이물질을 제거하는 선별과정을 거치는데 이러한 이물질 선별은 선별스크린을 이용한 스크린 선별기를 이용하여 선별제거한다.
그리고 혼합기에서 원료를 혼합한다.
이어 혼합된 원료를 이송스크류를 통해 이송하여 분쇄기에서 분쇄한다
그리고 분쇄한 원료에 스팀을 이용한 컨디셔너를 수행한다. 이러한 컨디셔너에 의해 분쇄된 고운 입자의 원료는 일정한 수분이 첨가된다.
그 다음 펠렛밀기에서 입상성형을 수행한다. 이때, 앞에서 설명한 바와 같이 4 내지 5mm로 입상성형한다.
그리고 입상성형된 원료에 대하여 쿨러 또는 자연 냉각을 통해 냉각한다.
마지막으로 냉각된 펠렛 형태의 원료를 제품출하 하기 위한 포장을 수행한다.
이러한 본 발명 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료의 보증성 분량은 건물중에 대하여 유기물 30이상으로, 유해성 분량은 건물중에 대하여 비소 45mg/Kg, 수은 2mg/Kg, 납 130mg/Kg, 크롬 250mg/Kg, 구리 400mg/Kg, 니켈 45mg/Kg, 아연 1000mg/Kg이하가 되도록 한다.
또한 스팀과정과 쿨러를 통한 냉각을 이용하는 경우 병원성 미생물(대장균 등)이 미검출되었다.
그리고 유기물대 질소의 비는 50이하로 하고, 건물중에 대하여 염분은 2%이하, 수분은 55%이하, 부숙도는 암모니아와 이산화탄소 발색반응을 이용한 기계적 부속도 측정기준(부숙완료 또는 부숙된 것으로 판정)에 적합하도록 하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

  1. 발효계분 100 중량부;
    도축장에서 도축 후 발생한 소 잔재물, 돼지 잔재물 및 동물성 혈분이 혼합된 동물성 잔재로 40 내지 60 중량부;
    미강 5 내지 20중량부; 및
    식품공장에서 생산하고 남은 계란껍질 및 한약잔재를 포함하는 식물성 잔재 5 내지 20 중량부;를 포함하는 유기질 비료로,
    상기 동물성 잔재와 상기 식물성 잔재는 교반기에 투입하여 5일 내지 10일간 60 내지 80℃의 전발효와, 20 내지 30일간 50 내지 60 ℃의 후숙 및 5일 내지 10일간 30 내지 40℃의 후발효를 포함하여 발효된 것이고,
    상기 유기질 비료는 비소 45mg/Kg, 수은 2mg/Kg, 납 130mg/Kg, 크롬 250mg/Kg, 구리 400mg/Kg, 니켈 45mg/Kg, 아연 1000mg/Kg이하이며,
    유기물대 질소의 비는 50이하이고, 건물중에 대하여 염분은 2%이하, 수분은 55% 이하인 것을 특징으로 하는 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료.
  2. 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료로 이용하기 위한 원료로, 발효계분 100 중량부와, 소잔재물, 돼지 잔재물 및 동물성 혈분이 혼합된 동물성 잔재 40 내지 60 중량부와, 미강 5 내지 20중량부 및 식물성 잔재 5 내지 20 중량부를 준비하는 전처리단계;
    상기 준비된 발효계분 100 중량부를 기준으로, 동물성잔재 40 내지 60 중량부, 미강 5 내지 20중량부, 식물성 잔재 5 내지 20 중량부를 혼합하되,
    상기 식물성 잔재는 식품공장에서 생산하고 남은 계란껍질 및 한약잔재를 포함하고, 상기 동물성 잔재는 도축장에서 도축 후 발생한 소 잔재물, 돼지 잔재물을 포함하며,
    상기 동물성 잔재와 상기 식물성 잔재는 교반기에 투입하여 5일 내지 10일간 60 내지 80℃의 전발효와, 20 내지 30일간 50 내지 60 ℃의 후숙 및 5일 내지 10일간 30 내지 40℃의 후발효를 포함하여 발효된 것을 혼합하는 단계;
    상기 혼합한 원료를 원료투입구에 투입하는 단계;
    상기 투입한 원료를 이송하면서, 자석(마그네틱)을 이용하여 원료에서 금속물질을 선별제거하는 단계;
    상기 금속물질을 제거한 원료에서 이물질을 제거하는 이물질 선별 단계;
    상기 이물질이 선별된 원료를 혼합기에서 혼합하는 단계;
    상기 혼합된 원료를 이송하여 분쇄기에서 분쇄하는 단계;
    상기 분쇄한 원료에 스팀을 이용한 컨디셔너를 수행하고, 펠렛밀기에서 입상성형을 수행하는 단계;
    상기 입상성형된 원료에 대하여 냉각하는 단계; 및
    상기 냉각된 펠렛 형태의 원료를 유기질 비료로 제품출하 하기 위한 포장을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 유기질 비료는 비소 45mg/Kg, 수은 2mg/Kg, 납 130mg/Kg, 크롬 250mg/Kg, 구리 400mg/Kg, 니켈 45mg/Kg, 아연 1000mg/Kg이하이고, 유기물대 질소의 비는 50이하이며, 건물중에 대하여 염분은 2%이하이고, 스팀과정과 쿨러를 통한 냉각 또는 자연냉각을 통해 수분은 55%이하;인 것을 특징으로 하는 농축산 부산물을 이용한 유기질 비료의 제조 방법.
  3. 삭제
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