KR102292236B1 - 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물 - Google Patents

축산 분뇨 냄새 제거용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물에 관한 것으로, 금속 염화물(Metal Chlorides), 유기산 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제공한다.

Description

축산 분뇨 냄새 제거용 조성물{COMPOSITION FOR REMOVING ODOR FROM LIVESTOCK EXCRETA}
본 발명은 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물에 관한 것이다.
축산 농가에서는 돼지, 닭, 소 등의 분뇨로부터 메탄 가스(Methane Gas), 일산화탄소(Carbonmonoxide), 유화 수소(Hydrogen Sulfite), 소화 가스(Digestion Gase), 암모니아 가스(Ammonia Gas) 등이 발생되어, 악취에 의한 대기 환경 오염뿐만 아니라 수질 오염까지도 유발되고 있는 실정이다.
이를 해결하기 위해, 가스 배출 환기 시설 등의 설치가 장려되고 있으나, 그 실효성이 미약하고, 설치 시 발생되는 높은 비용 부담에도 불구하고 시설물의 수명이 길지 않다는 문제가 있어, 다수의 축산 농가에서는 시설물의 설치를 기피하며 악취 발생 문제를 방치하고 있는 현실이다.
본 발명은 축산 농가의 악취 발생 문제를 효율적으로 해결하기 위해, 시설물의 설치 대신 악취 제거용 약품으로 악취 성분의 가스를 중화시켜 악취 발생 문제를 완화 및 개선하며, 이 효과를 장시간 유지하여 수요자의 비용 부담을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
대한민국 등록특허 제10-1671576호는 축산 악취 제거용 항균 조성물을 개시하고 있으나, 유효 효과를 제공하기 위한 조성물의 사용량이 많고, 또한 지속 시간이 길지 않아 사용 빈도가 높다는 점을 감안할 때, 수요자의 비용 부담 문제를 해결하지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1671576호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 축산 분뇨에서 발생되는 악취 성분의 가스를 낮은 비용으로 제거하고, 제거 효과를 장시간 지속할 수 있는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 금속 염화물(Metal Chlorides), 유기산 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제공한다.
본 발명의 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물은 축산 분뇨에서 발생되는 악취 성분의 가스를 낮은 비용으로 제거하며, 제거 효과를 장시간 지속할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 이용한 악취 성분의 가스 제거 효능을 평가한 시험 조건 및 결과(시험성적서)이다.
본 발명은 축산 분뇨에서 발생되는 악취 성분의 가스인 암모니아(ammonia), 트리메틸아민(trimethylamine), 황화 수소(hydrogen sulfide), 메틸 메캅탄(methyl mercaptan), 알데하이드류(aldehyde), 케논류(kenone), 스카톨(skatole) 및 타우린(taurine) 중 하나 이상을 저감시키는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물은 축산 분뇨에서 발생되는 악취 성분의 가스인, 상기 암모니아를 90.0% 이상, 상기 트리메틸아민을 80% 이상, 상기 황화 수소를 95% 이상, 상기 메틸 메캅탄을 30% 이상, 상기 알데하이드류를 80% 이상, 상기 케논류를 45% 이상, 상기 스카톨을 65% 이상 및 상기 타우린을 80% 이상 저감시킬 수 있으며, 바람직하게는, 상기 암모니아를 95.0% 내지 99.9%, 상기 트리메틸아민을 85% 내지 98%, 상기 황화 수소를 98.0% 내지 99.9%, 상기 메틸 메캅탄을 35% 내지 99.9%, 상기 알데하이드류를 80% 내지 85%, 상기 케논류를 45% 내지 65%, 상기 스카톨을 65% 내지 80% 및 상기 타우린을 80% 내지 90% 저감시킬 수 있다.
본 발명의 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물은 금속 염화물(Metal Chlorides), 유기산 및 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 염화물은 염화칼륨, 염화구리(CuCl), 염화마그네슘, 염화리튬, 염화나트륨, 염화칼슘, 염화아연, 염화납, 염화코발트 및 염화망간 중 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 염화칼륨, 염화구리 및 염화마그네슘을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 금속 염화물은 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 35 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 15 내지 25 중량%로 포함될 수 있다.
상기 금속 염화물로 염화칼륨, 염화구리 및 염화마그네슘을 포함하는 경우, 조성물 총 중량에 대하여, 염화칼륨 1 내지 10 중량%, 염화구리 0.1 내지 5 중량% 및 염화마그네슘 10 내지 20 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 염화칼륨 3 내지 7 중량%, 염화구리 0.1 내지 1 중량% 및 염화마그네슘 13 내지 17 중량%로 포함될 수 있다.
염화칼륨은 pH를 3.5 내지 5.0으로 조절하고, 배설물 속의 가스를 조절하여 산화물과 염화물의 이온의 강도를 조절하며, 염화구리는 살균 작용을 하여 세균 번식에 의한 악취 발생을 억제하고, 염화마그네슘은 분뇨 속 미생물들을 한곳으로 뭉치게 하여 별도로 발효되지 못하게 하는 수단이며 응고를 시켜 냄새를 억제할 수 있다.
상기 유기산은 구연산(citric acid), 아세트산, 부탄산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 설포벤조산, 설포석신산, 설포프탈산, 살리실산, 설포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 석신산, 말산, 타르타르산, 이소시트르산, 프로펜산, 이미노디아세트산 및 에틸렌디아민테트라아세트산 중 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 구연산을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 유기산은 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 8 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 3 내지 6 중량%로 포함될 수 있다. 상기 유기산을 상기 범위 내로 포함하는 경우, 과산화질의 발생을 억제하고, 살균 작용을 하여 세균 번식에 의한 악취 발생을 억제할 수 있다.
상기 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량 포함되며, 바람직하게는 65 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 물은 특별히 한정하지 않으나, 물 속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항 값이 5 내지 18㏁·㎝인 순수 또는 18㏁·㎝ 이상인 초순수를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명은,
물에 염화칼륨 및 염화구리를 첨가한 뒤 교반하여 제1 용액을 제조하는 단계;
물에 염화마그네슘 및 구연산을 첨가한 뒤 교반하여 제2 용액을 제조하는 단계; 및
상기 제1 용액 및 상기 제2 용액을 혼합한 뒤 교반하여 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 용액을 제조하는 단계는, 물에 염화칼륨을 첨가하여 40 내지 50분간 교반한 뒤, 염화구리를 첨가하여 50 내지 60분간 교반하는 것을 포함할 수 있으며, 상기 제2 용액을 제조하는 단계는, 물에 염화마그네슘을 첨가하여 0 내지 50분간 교반한 뒤, 구연산을 첨가 및 교반하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법에 따라 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하는 경우, 살포가 용이하며, 축산 사료에 첨가 가능한 원료 물질들을 사용하여 살포 과정에서 사람이나 가축에게 무해하므로, 안정성 측면에서 우수한 효과를 제공할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하의 실시예, 비교예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 8에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물의 제조
실시예 1:
순수 500kg을 교반기가 부착된 용기에 넣고 교반하면서 98% 염화칼륨 50kg을 투입하고, 40분간 교반하여 용해시킨 후, 98% 염화구리 5kg을 투입하여 50분간 교반하여 제1 용액을 제조한다.
순수 250kg을 교반기가 부착된 용기에 넣고 교반하면서 75% 염화마그네슘 150kg을 투입하고, 30분간 교반하여 용해시킨 후, 98% 구연산 45kg을 투입하여 30분간 교반하여 제2 용액을 제조한다.
상기 제1 용액에 상기 제2 용액을 투입하고, 30분간 교반하여 실시예 1에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조한다.
실시예 2:
98% 염화칼륨 50kg을 염화칼륨 30kg 및 순수 20kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 2에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
실시예 3:
순수 500kg 및 98% 염화칼륨 50kg을 순수 480kg 및 염화칼륨 70kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 3에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
실시예 4:
98% 염화구리 5kg을 염화구리 1kg 및 순수 4kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 4에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
실시예 5:
순수 500kg 및 98% 염화구리 5kg을 순수 495kg 및 염화구리 10kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 5에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
실시예 6:
75% 염화마그네슘 150kg을 염화마그네슘 130kg 및 순수 20kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 6에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
실시예 7:
순수 250kg 및 75% 염화마그네슘 150kg을 순수 230kg 및 염화마그네슘 170kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 7에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
실시예 8:
98% 구연산 45kg을 구연산 30kg 및 순수 15kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 8에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
실시예 9:
순수 250kg 및 98% 구연산 45kg을 순수 265kg 및 구연산 60kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 9에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
비교예 1:
98% 염화칼륨 50kg을 순수 50kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교예 1에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
비교예 2:
98% 염화구리 5kg을 순수 5kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교예 2에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
비교예 3:
75% 염화마그네슘 150kg을 순수 150kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교예 3에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
비교예 4:
98% 구연산 45kg을 순수 45kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교예 4에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
비교예 5:
98% 염화칼륨 50kg을 탄산칼슘 30kg 및 순수 20kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교예 5에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
비교예 6:
98% 염화칼륨 50kg을 탄산칼슘 30kg, 염화제이철 1kg 및 순수 19kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교예 6에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
비교예 7:
순수 500kg을 탄산칼슘 30kg 및 순수 470kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교예 7에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
비교예 8:
순수 500kg을 탄산칼슘 30kg, 염화제이철 1kg 및 순수 469kg으로 대체한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교예 8에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하였다.
시험예 1
건강한 성인 11명을 대상으로, 돼지 분뇨 1L에 실시예 1 및 비교예 1 내지 8의 조성물 1mL을 투입하여, 시간 경과에 따른 냄새 발생 정도에 따라, 1: 냄새가 많이 남, 2: 냄새가 약간 남, 3: 냄새가 거의 나지 않음, 4: 냄새가 전혀 나지 않음으로 평가하여, 하기 [표 1]에 나타내었다.
경과 시간 5분 30분 60분 24시간 48시간 7일 20일 30일 50일
실시예 1 4 4 4 4 4 4 4 4 3
실시예 2 4 4 4 4 4 4 4 4 3
실시예 3 4 4 4 4 4 4 4 4 3
실시예 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3
실시예 5 4 4 4 4 4 4 4 4 3
실시예 6 4 4 4 4 4 4 4 4 3
실시예 7 4 4 4 4 4 4 4 4 3
실시예 8 4 4 4 4 4 4 4 4 3
실시예 9 4 4 4 4 4 4 4 4 4
비교예 1 1 2 4 4 4 2 1 1 1
비교예 2 1 2 4 4 4 2 1 1 1
비교예 3 1 4 4 4 4 1 1 1 1
비교예 4 1 2 4 4 4 2 2 2 1
비교예 5 1 2 3 3 3 3 3 2 1
비교예 6 1 2 3 3 3 3 3 2 1
비교예 7 1 2 2 4 3 3 3 1 1
비교예 8 1 2 3 3 3 3 3 1 1
시험예 2
건강한 성인 11명을 대상으로, 돼지 1,000두를 사육하는 양돈장의 200톤 규모 분뇨 저장탱크에 실시예 1 및 비교예 1 내지 8의 조성물 2톤을 투입하여, 시간 경과에 따른 냄새 발생 정도에 따라, 1: 냄새가 많이 남, 2: 냄새가 약간 남, 3: 냄새가 거의 나지 않음, 4: 냄새가 전혀 나지 않음으로 평가하여, 하기 [표 2]에 나타내었다.
경과 시간 5분 30분 60분 24시간 48시간 7일 40일 50일 65일
실시예 1 4 4 4 4 4 4 4 4 3
실시예 2 4 4 4 4 4 4 4 3 3
실시예 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4
실시예 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
실시예 5 4 4 4 4 4 4 4 3 3
실시예 6 4 4 4 4 4 4 4 4 4
실시예 7 4 4 4 4 4 4 3 3 3
실시예 8 4 4 4 4 4 4 4 4 4
실시예 9 4 4 4 4 4 4 4 4 4
비교예 1 1 2 4 4 4 4 4 4 2
비교예 2 1 3 4 4 4 4 3 2 1
비교예 3 1 2 3 4 4 4 3 2 1
비교예 4 1 3 3 3 4 3 3 2 2
비교예 5 1 2 3 4 4 2 2 1 1
비교예 6 1 3 3 4 4 3 2 1 1
비교예 7 2 3 3 4 4 4 3 1 1
비교예 8 2 3 4 4 4 4 2 2 1
시험예 3
돼지 분뇨 10L에 실시예 1의 조성물 20ml을 투입하여 중화한 뒤, 중화 전과 비교하여 악취 성분의 가스인 암모니아, 트리메틸아민, 황화 수소 및 메틸 메캅탄의 제거 효능을 EL608:2017의 시험 방법으로 측정하고, 하기 [표 3] 및 도 1에 나타내었다.
시험 항목 암모니아 트리메틸아민 황화 수소 메틸 메캅탄
실시예 1 95.0% 제거 85.7% 제거 99.8% 제거 35.0% 제거
실시예 2 97.5% 제거 87.3% 제거 98.8% 제거 36.4% 제거
실시예 3 97.6% 제거 87.0% 제거 98.8% 제거 38.7% 제거
실시예 4 98.2% 제거 87.6% 제거 98.7% 제거 38.8% 제거
실시예 5 98.5% 제거 87.5% 제거 98.8% 제거 38.5% 제거
실시예 6 98.6% 제거 87.5% 제거 98.6% 제거 38.7% 제거
실시예 7 98.2% 제거 87.7% 제거 98.80% 제거 38.8% 제거
실시예 8 98.30% 제거 87.88% 제거 98.78% 제거 38.7% 제거
실시예 9 98.35% 제거 88.55% 제거 98.76% 제거 38.85% 제거
비교예 1 87.26% 제거 75.85% 제거 90.78% 제거 27.90% 제거
비교예 2 87.38% 제거 76.22% 제거 90.80% 제거 26.00% 제거
비교예 3 87.40% 제거 76.36% 제거 90.68% 제거 25.08% 제거
비교예 4 87.70% 제거 76.68% 제거 91.26% 제거 27.22% 제거
비교예 5 88.75% 제거 76.98% 제거 91.34% 제거 27.30% 제거
비교예 6 88.77% 제거 77.26% 제거 91.40% 제거 28.00% 제거
비교예 7 89.00% 제거 77.66% 제거 91.56% 제거 28.07% 제거
비교예 8 89.30% 제거 77.78% 제거 91.52% 제거 28.20% 제거
이와 같이, 본 발명에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 축산 분뇨에 투입하는 경우, 50일간 악취 제거 효능이 지속되는 것을 알 수 있다.
아래 표 4를 참조하여 국내 돼지 사육 수효 현황을 보면, 본 발명에 따른 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물(약품)을 사용할 경우 축산 농가의 악취 발생 저감 효과는 상당히 클 것으로 기대할 수 있다.
Figure 112019072423226-pat00001

Claims (8)

  1. 조성물 총 중량에 대해,
    염화칼륨 1 내지 10 중량%;
    염화구리(CuCl) 0.1 내지 5 중량%;
    염화마그네슘 10 내지 20 중량%;
    구연산 1 내지 8 중량%; 및
    잔량의 물을 포함하는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물로서,
    상기 조성물은 탄산염 및 철염을 포함하지 않는 것이고,
    상기 조성물 투입 후 50일간 악취 제거 효능이 지속되는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물은 암모니아(ammonia), 트리메틸아민(trimethylamine), 황화 수소(hydrogen sulfide) 및 메틸 메캅탄(methyl mercaptan) 중 하나 이상을 저감시키는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 암모니아를 90.0% 이상;
    상기 트리메틸아민을 80% 이상;
    상기 황화 수소를 95% 이상; 및
    상기 메틸 메캅탄을 30% 이상 저감시키는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물.
  8. 물에 조성물 총 중량에 대해 염화칼륨 1 내지 10 중량% 및 염화구리 0.1 내지 5 중량%를 첨가한 뒤 교반하여 제1 용액을 제조하는 단계;
    물에 조성물 총 중량에 대해 염화마그네슘 10 내지 20 중량% 및 구연산 1 내지 8 중량%을 첨가한 뒤 교반하여 제2 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 제1 용액 및 상기 제2 용액을 혼합한 뒤 교반하여 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물을 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물은 탄산염 및 철염을 포함하지 않는 것이고,
    상기 제조된 조성물 투입 후 50일간 악취 제거 효능이 지속되는 것인, 축산 분뇨 냄새 제거용 조성물의 제조 방법.
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