KR102177670B1 - 악취 제거제 및 그 제조방법 - Google Patents

악취 제거제 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 악취 제거가 뛰어난 미생물제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 미생물 생균제를 유효성분으로 포함하여 축산, 음식물쓰레기, 하수 또는 폐수시설 등에서 발생되는 유기성 폐기물을 분해하고, 동시에 악취가 제거될 수 있는 발명이다.
또한, 본 발명의 미생물제는 바실러스 속(Bacillus spp.) 균주 및 유용미생물(EM)이 포함되어, 친환경적으로 사용이 가능한 효과가 있다.

Description

악취 제거제 및 그 제조방법{COMPOSITION FOR REMOVING ODOR AND, MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 미생물 생균제를 유효성분으로 포함하여 축산, 음식물쓰레기, 하수 또는 폐수시설 등에서 발생되는 악취를 제거할 수 있는 악취 제거가 뛰어난 미생물제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인류는 문명의 발달과 함께 생활수준이 향상되어 생산과 소비가 확대됨에 따라 각종 폐기물의 양과 종류가 증가하고 있다.
특히, 유기성 폐기물과 폐수는 우리의 의식주 생활 및 각종 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 발생되고 있는 생활하수, 음식물쓰레기, 인분, 축산, 가축분 등이 포함되어 있다.
이러한 특징을 갖는 유기성 폐기물과 폐수는 일반적으로 매립, 소각, 해양투기와 같은 방식으로 처리되어 왔으나, 지구환경에 위협적인 요소로 대두되고 있어 제한을 두거나 금지를 하는 등으로 제제가 강화되고 있다.
또한, 유기성 폐기물과 폐수 등에서는 발생물질의 종류와 배출원에 따라 여러 가지 성분이 혼합된 상태로 악취가 동반되어, 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 줄 수 있다.
악취는 암모니아, 아민류(메틸아민, 에틸아민, 트리메틸아민 등), 황화합물, 메틸머캅탄, 포름알데하이드 등 인체에 자극을 주는 기체상태의 물질들로, 생활 및 각종 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 발생되고 있는 실정이다.
또한, 악취의 주요 발생원으로는 소각장, 음식물쓰레기 처리시설, 쓰레기 매립장, 하수처리장, 분뇨 및 축산폐수처리공장, 화학공장 및 정유공장 등을 들 수 있다.
특히, 악취 중에서 소각로, 퇴비화 시설, 분뇨처리 및 화학 관련공장 등에서 발생하는 유해 가스는 심각한 환경문제로 인식되어 그의 효과적인 제거 기술이 절실한 상황이며, 다른 대기오염물질과는 달리 발생원을 효과적으로 관리하고 저감 대책을 수립하는 데에 어려움이 있다.
악취발생원은 자연적인 미생물에 의한 단백질 분해 또는 물질자체가 가지는 고유한 냄새 등으로 인한 자연발생원과, 음식 또는 식료품제조, 화학제품제조, 축산시설, 도축장, 폐수 또는 분뇨 처리 시설 등에서 발생되는 인위적 발생원이 있다.
일반적으로 악취를 제거하기 위한 방법으로는 강제 흡입된 악취를 정화 시설을 거쳐 탈취한 후, 정화된 공기를 대기 중으로 방출하고 있으나, 악취가 100% 포집되기 어렵고, 건물의 틈새를 통해 외부로 새어나가는 문제점과 유지 관리비용이 높은 이유 등으로 인하여 운영에 많은 어려움을 겪고 있다.
또한, 위의 처리과정에서 발생되는 악취로 인하여, 파리, 모기 등의 유해 곤충 서식지가 되어 근무자와 인근 주민의 보건 위생에 많은 피해가 발생되고 있다.
또 다른 악취제거 방법으로는 활성탄이나, 제올라이트 등의 흡착제를 이용하여 흡착 제거하는 물리적 방법, 악취물질을 연소 분해하거나, 염소, 오존, 과산화수소 등을 이용하여 악취물질을 산화분해 시키는 화학적 방법 또는 미생물을 이용한 바이오 필터 등의 생물학적 방법이 있다.
다음은 미생물을 이용하여 악취를 제거하는 기술로, 공개특허공보 제10-2018-0105593호(이하 문헌 1), 등록특허공보 제10-2005991호(이하 문헌 2), 등록특허공보 제10-1981061호(이하 문헌 3), 공개특허공보 제10-2017-0025210호(이하 문헌 4)가 있다.
문헌 1은 바실러스 서브틸리스 균주를 배양하여 포자화 시킨 후, 유용미생물과 혼합하여 유기물분해와 악취제거가 가능한 유기성 폐기물 분해능 및 악취 제거능이 우수한 미생물제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
문헌 1의 발명은 유기성 폐기물을 처리하기 위해 포자화 된 바실러스 서브틸리스 균주가 활성화되기 위한 별도의 과정이 필요로 하며, 활성 조건에 따라 바실러스 서브틸리스 균주의 활성화가 지연되거나, 비활성 될 수 있다.
문헌 2는 혼합 미생물 및 중성당을 이용하여 축산 분뇨의 악취를 제거 또는 저감할 수 있는 사카로미세스, 바실러스, 및 락토바실러스를 포함하는 악취 제거 조성물 및 이를 이용한 악취 제거 방법에 관한 것이다.
문헌 2의 발명은 악취 제거에 있어 시너지 효과를 주기 위해 전분을 사용하고 있어, 사용 후에 이를 처리하기 위한 공정이 필요한 번거로움이 있다.
문헌 3은 악취의 원인물질인 질소화합물, 황화합물, 탄소화합물을 제거할 수 있는 악취 제거용 천연미생물제제에 관한 것으로, 미생물제제가 액상 형태로 사용되어 분말 형태에 비해 활성이 빠르고 취급이 간편하지만, 오염에 취약하여 보존성이 떨어질 수 있다.
문헌 4는 가축분뇨와 같은 유기성 폐기물로부터 발생된 악취를 흡수성 수지에 부착된 미생물에 의해 분해할 수 있는 악취 제거제와 이를 이용한 악취의 제거방법에 관한 것이다.
문헌 4의 발명은 흡수성 수지로 폴리아크릴산나트륨을 이용하고 있다. 폴리아크릴산나트륨은 최근 들어 바다와 토양 등의 환경오염을 유발하기에, 이를 처리하는 공정이 수행되어야 하는 번거로움 있다.
<배경기술 문헌>
(문헌 1) 공개특허공보 제10-2018-0105593호
(문헌 2) 등록특허공보 제10-2005991호
(문헌 3) 등록특허공보 제10-1981061호
(문헌 4) 공개특허공보 제10-2017-0025210호
본 발명은 상기 배경기술의 문제점을 해결하고, 미생물제를 이용하여 악취를 유발하는 원인인 암모니아, 아민류(메틸아민, 에틸아민, 트리메틸아민 등), 황화수소, 메틸머캅탄 등을 탁월하게 제거할 수 있는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명의 미생물제는 악취를 유발하는 근원물질인 영양원을 소비하여 악취 유발의 근본적인 물질을 제거하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 미생물제는 인체나 동물에 해가 적어 안전하고, 설비를 갖춘 곳에서는 미생물의 생육환경을 조절할 수 있기에 미생물의 활성을 높이는 것을 목적으로 한다.
더욱이, 본 발명은 유기물 분해능이 우수한 균주를 분리 동정하고, 이 균주와 유용미생물(EM, Effective Microorganism)을 포함하는 악취제거능이 우수한 미생물제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명의 미생물제는 친환경적이기에 사용에 제한이 없고, 생태계를 교란하지 않으며 유기성 폐기물이 발생되는 가정, 축산업, 퇴비화 공장, 식품 공장 등의 어느 곳이나 적용이 가능한 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 바실러스 속(Bacillus spp.) 균주 및 유용미생물(EM)을 포함하는 미생물제로 악취가 제거되는 것을 특징으로 한다.
상기 바실러스 속 균주는 바실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans), 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 또는 바실러스 사펜시스(Bacillus safensis) 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 유용미생물은 유산균(lactic acid bacteria), 효모(yeast)가 단독 또는 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 유산균은 락토바실러스 속(Lactobacillus spp.) 균주, 스트렙토코커스 속(Streptococcus spp.) 균주가 단독 또는 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 효모는 사카로마이세스 속(Saccharomyces spp.) 균주, 피키아 속(Pichia spp.) 균주가 단독 또는 혼합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 미생물제의 제조방법은 바실러스 균주가 배양되는 단계(S110), 유용미생물 배양액이 준비되는 단계(S120) 및 바실러스 균주와 유용미생물 배양액이 혼합되어 미생물제가 제조되는 단계(S130)가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 유기물 분해능이 우수한 균주를 미생물제로 이용하여 악취를 유발하는 원인인 암모니아, 아민류(메틸아민, 에틸아민, 트리메틸아민 등), 황화수소, 메틸머캅탄 등을 탁월하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 미생물제는 악취를 유발하는 근원물질인 영양원을 소비하여 악취 유발의 근본적인 물질을 제거하여 효율적이면서도, 추가적인 설비를 요하지 않아 경제적인 면에서 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 미생물제는 친환경적이기에 사용에 제한이 없고, 생태계를 교란하지 않으며 유기성 폐기물이 발생되는 가정, 축산업, 퇴비화 공장, 식품 공장 등의 어느 곳이나 적용이 가능한 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 미생물제를 사용함으로써, 인체나 동물에 해가 적고 안전하며, 설비를 갖춘 곳에서는 미생물의 생육환경을 조절할 수 있기 때문에 미생물 활성을 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 미생물제를 이용하여 가축용 사료 등을 제조한다면, 악취 제거 및 가스 억제 등 효과가 있어 가축에게 좋은 환경을 제공하게 되어 폐사를 방지하는 등 부가적인 경제적 이익을 취할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미생물제 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 바실러스 속 균주와 미생물제 사용에 따른 암모니아 가스 제거율을 정리한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 바실러스 속 균주와 미생물제 사용에 따른 황화수소 가스 제거율을 정리한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 바실러스 속 균주와 미생물제 사용에 따른 트리메틸아민 가스 제거율을 정리한 그래프이다.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다.
본 발명은 여기에서 개시되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 여기에서 개시되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이고, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 되며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환이 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 발명은 다양한 변환이 가해질 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명한다. 도면들에서 요소의 크기 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있다.
따라서 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 양상들, 특징들, 실시예들 또는 구현예들은 단독으로 또는 다양한 조합들로 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 청구범위에 의해서 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 하고, 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한 통상의 기술을 가진 사람에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
<실시예>
본 발명의 악취 제거가 뛰어난 미생물제는 바실러스 속(Bacillus spp.) 균주와 유용미생물(EM)이 포함될 수 있다.
유기성 폐기물은 식품폐기물, 축산폐기물, 슬러지 또는 폐목재 등으로, 유기물을 주체로 하는 폐기물이 포함될 수 있다.
예컨대, 식품폐기물은 식품 산업에서 발생되는 찌꺼기, 수산물 가공 산업에서 발생되는 찌꺼기, 음식물쓰레기, 폐식용유 등이 포함될 수 있다.
예컨대, 축산폐기물은 우사, 돈사, 계사 등에서 발생되는 분뇨가 포함될 수 있다.
예컨대, 슬러지는 하수슬러지, 분뇨슬러지, 축분처리슬러지, 폐수처리슬러지 등이 포함될 수 있다.
예컨대, 폐목재는 건설 폐목재 또는 목재 가공 시에 발생되는 수피, 톱밥, 목편 등이 포함될 수 있다.
상기 바실러스 속 균주는 통성혐기성인 그람양성균이며 포자를 형성하고, 대부분은 비병원성으로서 토양, 물 등 자연계에 널리 분포되어 있다.
또한, 바실러스 속 균주는 여러 악조건에도 견디는 아포를 형성하고 있어 보존성이 뛰어난 장점이 있다.
특히, 바실러스 속 균주는 전분 분해효소(amylase), 섬유소 분해효소(cellulase), 지질 분해효소(lipase), 단백질 분해효소(protease), 자일란 분해효소(xylanase)와 같은 고분자를 분해하기 위한 효소가 분비될 수 있다.
더욱이, 바실러스 속 균주는 위와 같은 효소가 분비되어 유기물, 악취를 유발하는 황화수소나 암모니아와 같은 무기물, 아민과 같은 휘발성 유기물을 분해하고 동시에 항생물질을 분비하여 병원균이나 다른 미생물의 생장을 저해할 수 있는 효과가 있다.
예컨대, 바실러스 속 균주는 바실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans), 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 또는 바실러스 사펜시스(Bacillus safensis) 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 유용미생물은 일반적으로 자연계에 존재하는 수많은 미생물 중에서 오래전부터 인류가 식품의 발효 등에서 이용되는 유용한 미생물 수십 종을 조합하여 배양된 미생물 복합체를 의미한다.
유용미생물은 서로 공생하며 항산화작용 혹은 생리 활성물질을 생성하고, 부패를 억제하는 역할로 악취 제거, 금속과 식품의 산화방지, 수질 정화, 남은 음식물 발효 등에 탁월한 효과가 있다.
예컨대, 유용미생물은 유산균(lactic acid bacteria), 효모(yeast) 등이 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있으나, 적용하고자 하는 유기성 폐기물에 따라 변동될 수 있기에 이에 한정되지 않는다.
상기 유산균은 당을 발효하여 유기산(예를 들어, 젖산, 초산, 구연산, 주석산, 사과산 등)을 생성하는 유익한 균이다.
상기 유기산은 유기성 폐기물에 적용할 경우, pH를 낮추어 병원성 세균의 증식을 억제하고, 항균물질을 분비하며 단백질 분해산물인 암모니아와 같은 독성물질을 분해할 수 있다.
특히, 유기산은 난분해성 유기물의 미네랄을 킬레이트화(chelation)하여 악취 원인 물질을 쉽게 분해할 수 있다.
예컨대, 유산균은 락토바실러스 속(Lactobacillus spp.) 균주, 스트렙토코커스 속(Streptococcus spp.) 균주가 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 락토바실러스 속 균주는 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) 또는 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus) 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 적용하고자 하는 유기성 폐기물에 따라 변동될 수 있기에 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 스트렙토코커스 속 균주는 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 효모는 출아법에 의해 증식하는 단세포 미생물로, 유기물을 분해하여 아미노산과 비타민을 재합성할 수 있다.
특히, 효모는 산소가 없는 환경에서 알코올 발효를 하고, 산소가 있는 환경에서 당을 분해하여 유기산, 효소, 항균물질을 분비하여 다른 미생물의 생육을 억제할 수 있다.
즉, 효모는 유기성 폐기물에 살포하게 되면, 위와 같은 특징으로 인하여 악취가 제거되는 효과가 있다.
예컨대, 효모는 사카로마이세스 속(Saccharomyces spp.) 균주, 피키아 속(Pichia spp.) 균주가 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 사카로마이세스 속 균주는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 피키아 속 균주는 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 악취 제거가 뛰어난 미생물제는 균주 자체뿐만 아니라, 균주의 배양액, 배양액의 농축액 또는 건조물 중 선택되는 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 상기 미생물제는 균주가 포함된 용액, 분말, 현탁액, 분산액, 에멀젼, 유성 분산액, 페이스트, 분진, 분산제 또는 과립제로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
특히, 본 발명의 미생물제는 유용미생물과 유기물 분해능이 우수한 바실러스 속 균주를 선별 및 배양 후, 유용미생물과 바실러스 속 균주를 최적비율에 맞춰 안정하게 혼합될 수 있다.
더욱이, 상기 미생물제는 바실러스 속 균주가 악취원이 되는 유기성 폐기물의 표면에 붙어 이를 분해시키며, 우점화를 형성시켜 유용미생물과 공생하면서 서로 작용을 보완하여 악취가 제거될 수 있다.
보다 상세하게, 미생물제는 바실러스 속 균주가 단백질, 지방, 탄수화물이나 셀룰로오스 등이 포함된 유기물을 분해하고, 유용미생물에 포함된 유산균이 생성하는 유기산에 의해 병원성 세균과 잡균의 생육을 억제시켜 악취를 중화시킬 수 있다.
나아가, 미생물제는 친환경적으로 특별한 제한 없이, 유기성 폐기물이 발생되는 어느 곳이나 안전하게 사용할 수 있는 장점이 있다.
다음은 미생물제의 제조방법에 관한 설명이다.
바실러스 균주가 배양되는 단계(S110) 전에 악취 제거가 우수한 균주가 선발되는 단계(S100)가 선행될 수 있다.
악취 제거가 우수한 균주가 선발되는 단계(S100)는 축산, 음식물쓰레기, 하수 또는 폐수시설에서 시료를 채취하고, ROA(Rhodamine Olive oil Agar) 배지에서 35±1℃에서 7±1일 배양하여 지질 분해효소 활성을 가지는 균주들이 분리 및 동정될 수 있다.
예컨대, 위의 배양 조건 범위를 벗어나게 될 경우에는 지질 분해효소 활성을 갖는 균주를 분리하기 어려울 수 있다.
상기 ROA 배지는 증류수 또는 멸균수 1,000ml에 olive oil 2~3g, rhodamine B 0.001~0.003g, Proteose peptone 0.01~0.1g, Casamino acids 0.01~0.1g, Yeast extract 0.01~0.1g, Dextrose 0.01~0.1g, Soluble starch 0.01~0.1g, Dipotassium phosphate 0.01~0.05g, Magnesium sulfate 0.001~0.01g, Sodium pyruvate 0.01~0.05g 및 Agar 1~2g가 포함되며, pH 7인 고체 배지이나, 사용되는 재료의 제조사에 따라 그 함량이 변동될 수 있기에, 이에 한정되지 않는다.
상기 olive oil은 지질 분해효소 활성을 갖는 균주들을 분리하기 위해 사용될 수 있다.
상기 rhodamine B는 적자색의 형광시료로, 자외선을 조사하게 되면, 색변화에 의해 지질 분해효소 활성을 갖는 미생물을 검출하기 위해 사용될 수 있다.
이때, 지질 분해효소 활성을 가지는 균주들은 바실러스 속 균주가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 바실러스 속 균주는 바실러스 코아굴란스, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스, 바실러스 리체니포미스, 바실러스 서브틸리스 또는 바실러스 사펜시스 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 바실러스 균주가 배양되는 단계(S110)가 수행될 수 있다.
이때, 바실러스 균주가 TSA(Tryptic Soy Agar) 배지에 각각 접종되고, 30±1℃에서 3±1일간 각각 배양될 수 있다.
예컨대, 위의 배양 조건 범위를 벗어나게 될 경우에는 바실러스 균주의 배양이 어렵거나, 오염이 발생되어 바실러스 균주 외의 미생물이 함께 배양될 수 있다.
상기 TSA 배지는 증류수 또는 멸균수 1,000ml에 Tryptone 10~20g, Soytone 1~10g, NaCl 1~10g 및 Agar 10~20g가 포함되며, pH 7.3±0.2인 배지이나, 사용되는 재료의 제조사에 따라 그 함량이 변동될 수 있기에, 이에 한정되지 않는다.
위의 TSA 배지에 배양된 바실러스 균주를 각각 채취하여 멸균증류수에 현탁하여 각각 원심 분리한 후, 동결 건조하여 각 1×109CFU/ml 이상의 농도를 갖는 바실러스 균체 5종을 준비할 수 있다.
다음으로, 유용미생물 배양액이 준비되는 단계(S120)가 수행될 수 있다.
상기 유용미생물은 유산균, 효모가 단독 또는 혼합되어 포함될 수 있고, 바람직하게는 유산균 및 효모가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 유산균은 락토바실러스 애시도필러스, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 플란타럼, 락토바실러스 람노서스, 락토바실러스 벡시노스테르쿠스가 포함된 락토바실러스 속 균주 또는 스트렙토코커스 써모필러스가 포함된 스트렙토코커스 속 균주가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 효모는 사카로마이세스 세레비지애가 포함된 사카로마이세스 속 균주 또는 피키아 퍼멘탄스가 포함된 피키아 속 균주가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 유산균이 MRS(de Man, Rogosa & Sharpe) 배지에 각각 접종되고, 37±1℃에서 3±1일간 각각 배양될 수 있다.
예컨대, 위의 배양 조건 범위를 벗어나게 될 경우에는 유산균의 배양이 어렵거나, 오염이 발생되어 유산균 외의 미생물이 함께 배양될 수 있다.
상기 MRS 배지는 증류수 또는 멸균수 1,000ml에 Enzyme digest of casein 5~15g, Meat extract 5~15g, Yeast extract 1~5g, Glucose 15~25g, Tween80 1~2g, Triammonium citrate 1~5g, Sodium acetate 1~10g, Magnesium sulfate 7H2O 0.1~0.5g, Manganese sulfate 4H2O 0.01~0.1g, Dipotassium hydrogen phosphate 1~5g 및 Agar 10~20g가 포함되며, pH 5.7±0.1인 유산균 전용 배지이나, 사용되는 재료의 제조사에 따라 그 함량이 변동될 수 있기에, 이에 한정되지 않는다.
특히, Tween80, Magnesium sulfate 7H2O, Manganese sulfate 4H2O는 락토바실러스 속 균주를 배양하기 위한 성장요소를 제공하고, 동시에 락토바실러스 속 균주를 제외한 일부 균들의 성장을 억제할 수 있다.
위의 MRS 배지에 배양된 유산균을 각각 채취하여 멸균증류수에 현탁하고 각각 원심 분리한 후, 동결 건조하여 각 1×108CFU/ml 이상의 농도를 갖는 유산균 균체 6종을 준비할 수 있다.
상기 효모가 YPD 배지에 각각 접종되고, 37±1℃에서 3±1일간 각각 배양될 수 있다.
예컨대, 위의 배양 조건 범위를 벗어나게 될 경우에는 효모의 배양이 어렵거나, 오염이 발생되어 효모 외의 미생물이 함께 배양될 수 있다.
상기 YPD 배지는 증류수 또는 멸균수 1,000ml에 Yeast extract 5~15g, Peptone 15~25g, Dextrose 15~25g 및 Agar 10~20g가 포함되며, pH 6.8±0.2인 효모를 증식시키기 위한 배지이나, 사용되는 재료의 제조사에 따라 그 함량이 변동될 수 있기에, 이에 한정되지 않는다.
위의 YPD 배지에 배양된 효모를 각각 채취하여 멸균증류수에 현탁하고 각각 원심 분리한 후, 동결 건조하여 각 5×107CFU/ml 이상의 농도를 갖는 효모 균체 2종을 준비할 수 있다.
미생물을 안정적으로 장기간 보존하기 위해 위의 설명에서와 같이, 원심 분리 및 동결 건조 방식 외에도 각 균체에 글리세롤 성분을 포함시켜 영하 70~130℃에 보관하거나, 멸균된 탈지유에 종균의 균체를 현탁시켜 동결건조기를 통해 영하 60~70℃에서 동결 건조시켜 보관될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 유용미생물 배양액은 제1배양액, 유산균 균체 및 효모 균체가 포함될 수 있다.
예컨대, 제1배양액에 유산균 균체 및 효모 균체 각각 0.1~3중량%씩 접종되어 37±1℃에서 3±1일 교반 배양될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 위의 배양 조건 범위를 벗어나게 될 경우에는 유산균 균체나 효모 균체가 제1배양액에서 충분히 배양되지 않아 악취 제거가 어려울 수 있고, 과배양으로 인해 오염이 발생되거나, 후단에 진행되는 단계에서 바실러스 균주의 우점화가 어려울 수 있다.
상기 제1배양액은 5L의 배양기에 증류수 또는 멸균수 80~95중량%, 당밀 1~10중량%, 포도당 1~5중량%, 효모 추출물(yeast extract) 1~5중량%가 포함되어 멸균될 수 있다.
예컨대, 제1배양액은 5L의 배양기에 증류수 또는 멸균수 85~95중량%, 당밀 3~8중량%, 포도당 1~4중량%, 효모 추출물 1~4중량%가 포함되어 멸균될 수 있으나, 사용되는 미생물의 종류에 따라 변동될 수 있기에 이에 한정되지 않는다.
상기 유산균 균체는 위에서 설명한 6종의 유산균으로, 락토바실러스 애시도필러스, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 플란타럼, 락토바실러스 람노서스, 락토바실러스 벡시노스테르쿠스 또는 스트렙토코커스 써모필러스 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 효모 균체는 위에서 설명한 2종의 효모로, 사카로마이세스 세레비지애, 피키아 퍼멘탄스가 단독 또는 혼합되어 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 바실러스 균주와 유용미생물 배양액이 혼합되어 미생물제가 제조되는 단계(S130)가 수행될 수 있다.
상기 S120 단계에서 배양이 종료된 유용미생물 배양액 1L에 위의 S110 단계에서 배양된 바실러스 균체가 5~15중량%로 포함되게 하여 악취 제거가 뛰어난 미생물제가 제조될 수 있다.
예컨대, 상기 바실러스 균체가 5중량% 미만으로 유용미생물 배양액에 포함될 경우 유기성 폐기물 내에서 바실러스 균체의 우점화가 어려울 수 있다.
예컨대, 바실러스 균체가 15중량% 초과로 유용미생물 배양액에 포함될 경우 유기성 폐기물 내에서 유용미생물과 공생하기 어려울 수 있다.
상기 바실러스 균체는 바실러스 코아굴란스, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스, 바실러스 리체니포미스, 바실러스 서브틸리스 또는 바실러스 사펜시스 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 유용미생물 배양액에 1종 이상의 바실러스 균체가 포함될 경우, 각 바실러스 균체가 동일 비율로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
<실험예 1>
하수처리장의 활성슬러지 시료로부터 지질 분해효소 활성을 갖는 균주를 선발하였다.
상기 활성슬러지 시료를 멸균증류수로 희석하여 시료 현탁액을 만든 후, ROA 배지에 도말하여 35℃에서 7일간 배양하여 지질 분해효소 활성을 가지는 균주들을 분리 및 동정하였다.
이때, 사용된 ROA 배지는 멸균증류수 1,000ml에 olive oil 2.5g, rhodamine B 0.002g, Proteose peptone 0.05g, Casamino acids 0.05g, Yeast extract 0.05g, Dextrose 0.05g, Soluble starch 0.05g, Dipotassium phosphate 0.03g, Magnesium sulfate 0.005g, Sodium pyruvate 0.03g 및 Agar 1.5g가 포함되되, pH 7로 제조된 평판 배지를 사용하였다.
상기 ROA 배지에서 얻어진 단일 콜로니를 다시 ROA 배지에 스크리닝하여 35℃에서 2일간 배양하였다.
단일 콜로니가 스크리닝 되어 배양된 ROA 배지를 350nm의 자외선 조사하여, 군집 주위에 주황색 형광물질을 나타내는 균주에서 지질 분해효소 활성을 갖는 균주로 판정하였다(+: 활성을 가짐, -: 활성을 갖지 않음).
아래 표 1은 지질 분해효소 활성을 갖는 균주를 정리한 결과이다.
지질 분해효소 활성 여부
바실러스
코아굴란스		 바실러스
아밀로리쿼파시엔스		 바실러스
리체니포미스		 바실러스
서브틸리스		 바실러스
사펜시스
+ + + + +
위의 표 1에서와 같이, 위의 5종 균주의 군집 주위에 주황색 형광물질이 육안으로 확인됨으로써, 지질 분해효소 활성을 갖는 균주임을 확인하였다.
상기 하수처리장의 활성슬러지 시료로부터 지질 분해효소 활성을 갖는 균주로, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스, 바실러스 리체니포미스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 사펜시스가 선발되었다.
일반적으로 하수슬러지에 존재하는 세포의 세포벽은 대부분 단백질, 탄수화물, 지질로 구성되어 있기에, 지질 분해효소 활성을 갖는 바실러스 속 균주인 위의 5종의 균주를 이용하여 하수슬러지 분해가 가능함을 유추할 수 있다.
<실험예 2>
위의 실험예 1에서 선발된 균주 5종을 이용하여 단백질 분해효소 활성 여부를 확인하였다.
5종의 균주를 각각 skim milk이 포함된 NA배지에 스크리닝하여 35℃에서 2일간 배양하였다.
상기 5종의 균주는 바실러스 코아굴란스, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스, 바실러스 리체니포미스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 사펜시스가 사용되었다.
상기 skim milk이 포함된 NA배지는 멸균증류수 1,000ml에 skim milk 8g, Beef extract 3g, Peptone 5g 및 Agar 15g가 포함되되, pH 7로 제조되었다.
skim milk이 포함된 NA배지에 배양된 단일 콜로니의 주변으로 투명한 환의 생성 여부를 확인하였다(+: 활성을 가짐, -: 활성을 갖지 않음).
아래 표 2는 위의 5종의 균주가 단백질 분해효소의 활성 여부를 정리한 결과이다.
단백질 분해효소 활성 여부
바실러스
코아굴란스		 바실러스
아밀로리쿼파시엔스		 바실러스
리체니포미스		 바실러스
서브틸리스		 바실러스
사펜시스
+ + + + +
위의 표 2에서와 같이, 5종의 균주는 각 균주의 콜로니 주변으로 투명한 환이 육안으로 확인됨으로써, 단백질 분해효소 활성을 갖는 균주임을 확인하였다.
이를 통해, 위의 5종의 균주는 단백질 성분을 함유하는 유기성 폐기물이 분해될 수 있음을 유추할 수 있다.
<실험예 3>
위의 실험예 1에서 선발된 균주 5종을 이용하여 제조된 악취 제거제를 이용한 암모니아(NH3) 탈취 성능을 확인하였다.
상기 악취 제거제는 총 6종의 시료(A, B, C, D, E, F)를 준비하였다.
A 시료는 1×109CFU/ml 이상의 농도를 갖는 바실러스 코아굴란스를 TSB 배지에 30℃에서 3일간 배양하여 배양액을 제조한 후, 5L의 반응기에 바실러스 코아굴란스 배양액을 20ml 넣고 밀봉하였다.
B 시료는 1×109CFU/ml 이상의 농도를 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스를 TSB 배지에 30℃에서 3일간 배양하여 배양액을 제조한 후, 5L의 반응기에 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 배양액을 20ml 넣고 밀봉하였다.
C 시료는 1×109CFU/ml 이상의 농도를 갖는 바실러스 리체니포미스를 TSB 배지에 30℃에서 3일간 배양하여 배양액을 제조한 후, 5L의 반응기에 바실러스 리체니포미스 배양액을 20ml 넣고 밀봉하였다.
D 시료는 1×109CFU/ml 이상의 농도를 갖는 바실러스 서브틸리스를 TSB 배지에 30℃에서 3일간 배양하여 배양액을 제조한 후, 5L의 반응기에 바실러스 서브틸리스 배양액을 20ml 넣고 밀봉하였다.
E 시료는 1×109CFU/ml 이상의 농도를 갖는 바실러스 사펜시스를 TSB 배지에 30℃에서 3일간 배양하여 배양액을 제조한 후, 5L의 반응기에 바실러스 사펜시스 배양액을 20ml 넣고 밀봉하였다.
상기 TSB 배지는 멸균증류수 1,000ml에 Tryptone 17g, Soytone 3g, Dextrose 2.5g, Sodium chloride 5g 및 Dipotassium phosphate 2.5g가 포함되되, pH 7.3으로 제조된 액체 배지를 사용하였다.
F 시료는 유용미생물 배양액 1L에 위의 바실러스 균체 5종이 동일 비율로 10중량%가 포함되도록 배양하여 미생물제를 제조한 후, 5L의 반응기에 미생물제를 20ml 넣고 밀봉하였다.
상기 바실러스 균체 5종은 각 1×109CFU/ml 이상의 농도를 사용하였다.
상기 유용미생물 배양액은 제1배양액에 유산균 균체 6종 및 효모 균체 2종이 각각 동일 비율로 1중량%씩 접종되어 37℃에서 3일간 교반 배양되었다.
상기 제1배양액은 5L의 배양기에 멸균증류수 90중량%, 당밀 6중량%, 포도당 2중량% 및 효모 추출물 2중량%로 배합 및 멸균되어 37℃에서 보관되었다.
상기 유산균 균체는 상기 실시예의 방법으로 배양되어 각 1×108CFU/ml 이상의 농도를 갖는 락토바실러스 애시도필러스, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 플란타럼, 락토바실러스 람노서스 및 락토바실러스 벡시노스테르쿠스, 스트렙토코커스 써모필러스가 사용되었다.
상기 효모 균체는 상기 실시예의 방법으로 배양되어 각 5×107CFU/ml 이상의 농도를 갖는 사카로마이세스 세레비지애 및 피키아 퍼멘탄스가 사용되었다.
즉, F 시료는 제1배양액, 바실러스 균체 5종, 유산균 균체 6종 및 효모 균체 2종이 포함된 미생물제가 제조되었다.
상기 암모니아는 가스를 사용하였다.
이때, 암모니아 가스의 초기 농도는 100ppm으로 설정하였다.
또한, 상기 가스의 농도의 측정 시간은 30분 간격으로 120분까지 측정하였다.
상기 반응기의 각 온도는 25±3℃이며, 습도는 50±10%를 유지하였다.
이와는 별도로 가스만을 주입하여 동일한 조건으로 실험한 대조군을 설정하여 비교분석하였으며, 시간이 경과함에 따라 가스 제거율은 다음식에 의해 계산되었다.
시험방법은 《환경부 악취공정시험방법》에 따라 검지관식 가스측정기(KR I 2218 : 2009)를 이용하여 측정하였다.
가스 제거율(%)=[(대조구 가스농도 - 시료 가스농도)/(대조구 가스농도)]×100
아래 표 3 내지 표 8은 시간 경과에 따른 6종 시료의 암모니아 가스 제거율을 정리한 결과이다.
암모니아(ppm)
시간(분) 대조구 A 시료 가스 제거율(%)
0 100 100 0
30 100 45 55
60 100 27 73
90 100 12 88
120 99 0 100
암모니아(ppm)
시간(분) 대조구 B 시료 가스 제거율(%)
0 100 100 0
30 100 84 16
60 100 51 49
90 100 21 79
120 99 9 90.91
암모니아(ppm)
시간(분) 대조구 C 시료 가스 제거율(%)
0 100 100 0
30 100 91 9
60 100 65 35
90 100 33 67
120 99 15 84.85
암모니아(ppm)
시간(분) 대조구 D 시료 가스 제거율(%)
0 100 100 0
30 100 41 59
60 100 25 75
90 100 13 87
120 99 2 97.98
암모니아(ppm)
시간(분) 대조구 E 시료 가스 제거율(%)
0 100 100 0
30 100 29 71
60 100 4 96
90 100 0 100
120 99 0 100
암모니아(ppm)
시간(분) 대조구 F 시료 가스 제거율(%)
0 100 100 0
30 100 7 93
60 100 0 100
90 100 0 100
120 99 0 100
위의 표 3 내지 표 8에서와 같이, 6종 시료의 악취 제거제 모두에서 암모니아 가스 저감 효과가 있음을 확인하였다.
A 시료는 30분 후부터 55%의 암모니아 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 73%, 90분경과 후에는 88%, 120분경과 후부터 100%의 암모니아 가스 제거율을 보였다.
B 시료는 30분 후부터 16%의 암모니아 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 49%, 90분경과 후에는 79%, 120분경과 후에는 90.91%의 암모니아 가스 제거율을 보였다.
C 시료는 30분 후부터 9%의 암모니아 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 35%, 90분경과 후에는 67%, 120분경과 후에는 84.8%의 암모니아 가스 제거율을 보였다.
D 시료는 30분 후부터 59%의 암모니아 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 75%, 90분경과 후에는 87%, 120분경과 후에는 97.98%의 암모니아 가스 제거율을 보였다.
E 시료는 30분 후부터 71%의 암모니아 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 96%, 90분경과 후부터 100%의 암모니아 가스 제거율을 보였다.
F 시료는 30분 후부터 93%의 높은 암모니아 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후부터 100%의 가스 제거율을 보임으로써, 암모니아 가스 제거에 매우 탁월한 효과를 나타냄을 확인하였다.
위의 실험 결과를 통해 바실러스 균주 단독 사용하여 암모니아 가스 제거율이 우수한 균주는 A, E 시료로, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 사펜시스임을 확인하였다.
특히, F 시료는 바실러스 균체 5종, 유산균 균체 6종 및 효모 균체 2종이 포함되어 있어 이들 간의 상호 보완 작용에 의해 투여 즉시 암모니아 가스가 신속하게 제거되어 가장 우수한 암모니아 가스 제거 효과를 보였음을 알 수 있다.
<실험예 4>
위의 실험예 3에서 사용된 6종의 시료를 이용하여 황화수소(H2S) 탈취 성능을 확인하였다.
상기 6종의 시료는 실험예 3과 동일하게 준비하였다.
상기 황화수소는 가스를 사용하였고, 황화수소 가스의 초기 농도는 50ppm으로 설정하였다.
또한, 황화수소 가스의 농도 측정 시간은 30분 간격으로 120분까지 측정하였고, 반응기의 각 온도는 25±3℃이며, 습도는 50±10%로 유지하였다.
이와는 별도로 황화수소 가스만을 주입하여 동일한 조건으로 실험한 대조군을 설정하여 비교분석하였으며, 실험예 3의 계산식을 이용하여 시간이 경과함에 따라 황화수소 가스 제거율을 확인하였다.
시험방법은 《환경부 악취공정시험방법》에 따라 검지관식 가스측정기(KR I 2218 : 2009)를 이용하여 측정하였다.
아래 표 9 내지 표 14는 시간 경과에 따른 6종 시료의 황화수소 가스 제거율을 정리한 결과이다.
황화수소(ppm)
시간(분) 대조구 A 시료 가스 제거율(%)
0 50 50 0
30 50 48 4
60 49 32 34.69
90 49 24 51.02
120 49 24 51.02
황화수소(ppm)
시간(분) 대조구 B 시료 가스 제거율(%)
0 50 50 0
30 50 43 14
60 49 29 40.82
90 49 11 77.55
120 49 4 91.84
황화수소(ppm)
시간(분) 대조구 C 시료 가스 제거율(%)
0 50 50 0
30 50 44 12
60 49 41 16.33
90 49 31 36.73
120 49 28 42.86
황화수소(ppm)
시간(분) 대조구 D 시료 가스 제거율(%)
0 50 50 0
30 50 39 22
60 49 28 42.86
90 49 9 81.63
120 49 9 81.63
황화수소(ppm)
시간(분) 대조구 E 시료 가스 제거율(%)
0 50 50 0
30 50 28 44
60 49 27 44.9
90 49 27 44.9
120 49 27 44.9
황화수소(ppm)
시간(분) 대조구 F 시료 가스 제거율(%)
0 50 50 0
30 50 13 74
60 49 4 91.84
90 49 0 100
120 49 0 100
위의 표 9 내지 표 14에서와 같이, 6종 시료의 악취 제거제 모두에서 황화수소 가스 저감 효과가 있음을 확인하였다.
A 시료는 30분 후부터 4%의 황화수소 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 34.69%, 90분경과 후부터 51.02%의 황화수소 가스 제거율을 보였다.
B 시료는 30분 후부터 14%의 황화수소 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 40.82%, 90분경과 후에는 77.55%, 120분경과 후에는 91.84%의 황화수소 가스 제거율을 보였다.
C 시료는 30분 후부터 12%의 황화수소 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 16.33%, 90분경과 후에는 36.73%, 120분경과 후에는 42.86%의 황화수소 가스 제거율을 보였다.
D 시료는 30분 후부터 22%의 황화수소 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 42.86%, 90분경과 후부터 81.63%의 황화수소 가스 제거율을 보였다.
E 시료는 30분 후부터 44%의 황화수소 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후부터 44.9%의 황화수소 가스 제거율을 보였다.
F 시료는 30분 후부터 74%의 황화수소 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 91.84%, 90분경과 후부터 100%의 가스 제거율을 보임으로써, 황화수소 가스 제거에 매우 탁월한 효과를 나타냄을 확인하였다.
위의 실험 결과를 통해 바실러스 균주 단독 사용하여 황화수소 가스 제거율이 우수한 균주는 B, D 시료로, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스, 바실러스 서브틸리스임을 확인하였다.
또한, 바실러스 사펜시스는 바실러스 균주가 단독 사용되는 경우 중에서 초기의 황화수소 가스 제거율이 가장 우수함을 확인하였다.
더욱이, F 시료를 통해, 바실러스 균체 5종, 유산균 균체 6종 및 효모 균체 2종이 포함될 경우에는 이들 간의 상호 보완 작용에 의해 투여 즉시 황화수소 가스가 신속하게 제거되어 가장 우수한 황화수소 가스 제거 효과를 보였음을 알 수 있다.
<실험예 5>
위의 실험예 3에서 사용된 6종의 시료를 이용하여 트리메틸아민((CH3)3N) 탈취 성능을 확인하였다.
상기 6종의 시료는 실험예 3과 동일하게 준비하였다.
상기 트리메틸아민은 가스를 사용하였고, 트리메틸아민 가스의 초기 농도는 30ppm으로 설정하였다.
또한, 트리메틸아민 가스의 농도 측정 시간은 30분 간격으로 120분까지 측정하였고, 반응기의 각 온도는 25±3℃이며, 습도는 50±10%로 유지하였다.
이와는 별도로 트리메틸아민 가스만을 주입하여 동일한 조건으로 실험한 대조군을 설정하여 비교분석하였으며, 실험예 3의 계산식을 이용하여 시간이 경과함에 따라 트리메틸아민 가스 제거율을 확인하였다.
시험방법은 《환경부 악취공정시험방법》에 따라 검지관식 가스측정기(KR I 2218 : 2009)를 이용하여 측정하였다.
아래 표 15 내지 표 20은 시간 경과에 따른 6종 시료의 트리메틸아민 가스 제거율을 정리한 결과이다.
트리메틸아민(ppm)
시간(분) 대조구 A 시료 가스 제거율(%)
0 30 30 0
30 30 21 30
60 29 12 58.62
90 29 2 93.1
120 29 0 100
트리메틸아민(ppm)
시간(분) 대조구 B 시료 가스 제거율(%)
0 30 30 0
30 30 27 10
60 29 16 44.83
90 29 5 82.76
120 29 2 93.1
트리메틸아민(ppm)
시간(분) 대조구 C 시료 가스 제거율(%)
0 30 30 0
30 30 26 13.3
60 29 19 34.48
90 29 11 62.07
120 29 5 82.76
트리메틸아민(ppm)
시간(분) 대조구 D 시료 가스 제거율(%)
0 30 30 0
30 30 25 16.67
60 29 14 51.72
90 29 3 89.66
120 29 0 100
트리메틸아민(ppm)
시간(분) 대조구 E 시료 가스 제거율(%)
0 30 30 0
30 30 6 80
60 29 0 100
90 29 0 100
120 29 0 100
트리메틸아민(ppm)
시간(분) 대조구 F 시료 가스 제거율(%)
0 30 30 0
30 30 2 93.3
60 29 0 100
90 29 0 100
120 29 0 100
위의 표 15 내지 표 20에서와 같이, 6종 시료의 악취 제거제 모두에서 트리메틸아민 가스 저감 효과가 있음을 확인하였다.
A 시료는 30분 후부터 30%의 트리메틸아민 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 58.62%, 90분경과 후에는 93.1%, 120분경과 후부터 100%의 트리메틸아민 가스 제거율을 보였다.
B 시료는 30분 후부터 10%의 트리메틸아민 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 44.83%, 90분경과 후에는 82.76%, 120분경과 후에는 93.1%의 트리메틸아민 가스 제거율을 보였다.
C 시료는 30분 후부터 13.3%의 트리메틸아민 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 34.48%, 90분경과 후에는 62.07%, 120분경과 후에는 82.76%의 트리메틸아민 가스 제거율을 보였다.
D 시료는 30분 후부터 16.67%의 트리메틸아민 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후에는 51.72%, 90분경과 후에는 89.66%, 120분경과 후부터 100%의 트리메틸아민 가스 제거율을 보였다.
E 시료는 30분 후부터 80%의 트리메틸아민 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후부터 100%의 트리메틸아민 가스 제거율을 보였다.
F 시료는 30분 후부터 93.3%의 트리메틸아민 가스 제거율을 나타내기 시작하였고, 60분경과 후부터 100%의 트리메틸아민 가스 제거율을 보였다.
위의 실험 결과를 통해 바실러스 균주 단독 사용하여 트리메틸아민 가스 제거율이 우수한 균주는 A, D, E 시료로, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 사펜시스임을 확인하였다.
특히, 바실러스 사펜시스는 바실러스 균주가 단독 사용되는 경우 중에서 투여 즉시 트리메틸아민 가스가 신속하게 제거되어 가장 우수한 효과를 보였다.
F 시료의 경우에는 바실러스 균체 5종, 유산균 균체 6종 및 효모 균체 2종이 포함될 경우에는 이들 간의 상호 보완 작용에 의해 투여 즉시 트리메틸아민 가스가 신속하게 제거되어 가장 우수한 트리메틸아민 가스 제거 효과를 보였음을 알 수 있다.
도 2 내지 도 4 및 위의 실험 결과를 살펴보면, A~E 시료에 사용된 바실러스 속 균주는 암모니아, 황화수소 및 트리메틸아민 가스 제거 효과를 보였음을 확인하여, 유기성 폐기물의 악취 저감 또는 제거에 효과가 있음을 유추할 수 있다.
특히, E 시료에 사용된 바실러스 사펜시스는 암모니아, 황화수소, 트리메틸아민 가스에 투여 즉시 초기 반응이 가장 빨랐으며, 암모니아와 트리메틸아민 가스 제거 효과가 가장 우수한 것을 확인하였다.
더욱이, F 시료는 암모니아, 황화수소, 트리메틸아민 가스에 투여 즉시 초기 반응이 가장 빠르고, 3종의 가스 제거 효과도 가장 우수하여, 축산 분뇨 등 유기성 폐기물의 악취 저감 또는 제거가 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있음을 유추할 수 있습니다.
즉, 위의 실험들을 통해 악취 제거가 가능한 바실러스 속 균주를 단독으로 사용하거나, 이를 포함하는 미생물제로 제조하여 다양한 용도로 활용이 가능함을 알 수 있다.
본 발명은 악취 제거가 뛰어난 미생물제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 미생물 생균제를 유효성분으로 포함하여 축산, 음식물쓰레기, 하수 또는 폐수시설과 같은 유기성 폐기물 등의 각종 유기물질이 분해되면서 발생되는 악취가 제거되는 산업상 이용가능한 발명이다.

Claims (7)

  1. 바실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans), 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 사펜시스(Bacillus safensis), 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 악취 제거제.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1의 악취 제거제의 제조방법에 있어서,
    바실러스 균주가 각각 배양되는 단계(S110);
    유산균 및 효모 배양액이 준비되는 단계(S120); 및
    바실러스 균주와, 유산균 및 효모 배양액이 혼합되어 악취 제거제가 제조되는 단계(S130);로 이루어지며,
    바실러스 균주는 바실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans), 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 사펜시스(Bacillus safensis)로 이루어지고,
    유산균 및 효모 배양액은 증류수 또는 멸균수 80 내지 95중량%, 당밀 1 내지 10중량%, 포도당 1 내지 5중량% 및 효모 추출물(yeast extract) 1 내지 5중량%가 포함된 제1배양액에 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans)가 각각 0.1 내지 3중량%씩 접종 배양되며,
    악취 제거제는 상기 유산균 및 효모 배양액 1L에 상기 바실러스 균주가 동일 비율로 5 내지 15중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 악취 제거제의 제조방법.
  7. 삭제
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