KR102374010B1 - 식물추출효소와 유용미생물을 이용한 발효 톱밥 부숙제 제조방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 식물추출효소와 유용미생물을 이용한 발효 톱밥 부숙제 제조방법에 관한 것으로, 톱밥 또는 우드칩에 유용미생물을 혼합하는 1단계;
제1단계 완료 후 개체수와 활동도가 높아진 유용미생물에 계속하여 에너지를 공급하기위해 탈탄산 효소를 중심으로 한 식물성복합효소를 투입하여 셀룰로스 등 에너지원을 1차 분해 처리하여 유용 미생물의 활동도를 극대화 시키는 2단계;
축사 내에서 유용 미생물 활동을 지속적으로 유지시키기 위한 에너지 공급을 목적으로 식물성 단백질을 다량 함유한 리그닌 분해에 탁월한 복합 탈수소 효소류를 첨가하는 3단계;로 이루어지는 것으로,
축산환경 개선용 발효 톱밥 부숙제를 사용할 경우 축사 내의 악취 저감이 살포 후 2~3일 사이에 빠른 속도로 이행되고 축분과 뇨가 발효되어 축사 바닥이 관행 축산과는 달리 뽀송뽀송하게 변화되어 무취, 무배수 상태의 환상적인 축산환경이 이루어진다.
또한, 축산현장이 바로 퇴비장이 되어 부숙 유지시간을 위한 퇴비장 증설과 설비, 처리비 등의 지출이 없어서 경제적 효과가 크고 노동력의 절감이 대폭 이루어진다.
또한, 복합효소와 유용미생물의 상호작용으로 혐기성 유해균과 해충의 발호를 막아 취기와 더불어 소모성 질병으로부터 자유롭고 유해 균군의 축사진입이 어렵기 때문에 전염성 질병으로부터도 자유롭게 된다.
또한, 사용방법과 축사 관리가 편리하고 완숙된 퇴비의 경우 고가판매로 이어져 경영개선에 도움을 줄 뿐만 아니라 경농 부분에서도 토양개량이 이루어져, 고품질, 다수확 영농을 지향하게되어 지하수와 수계오염의 제1원인인 미부숙 퇴비 사용이 사라진다.
또한, 축종에 무관하게 과식, 소화불량 등이 사라져 특유의 잡취 없는 높은 등급 육질의 우량 산품이 생산된다.

Description

식물추출효소와 유용미생물을 이용한 발효 톱밥 부숙제 제조방법{Method for manufacturing fermented sawdust by-product using plant extract enzymes and useful microorganisms}

본발명은 식물추출효소와 유용미생물을 이용한 발효 톱밥 부숙제 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상업 축산과 동시에 야기된 축산 분뇨(糞尿, livestock manure)로 인한 악취, 완전한 부숙 처리의 어려움과 발생량에 따른 처리시설 미비 및 미부숙 퇴비의 살포 때문에 발생하는 2차 오염을 쉽게 방지할 수 있는 축산환경 개선용 부숙제를 식물추출 복합효소(enzyme)와 유용 미생물(effective microganism)군을 이용한 발효 톱밥 부숙제 제조에 관한 것이다.

일반적으로 축산현장인 축사 내에서는 처리 불가능한 사육 중의 악취, 사육 후 배출된 분뇨처리 과정 중의 악취, 완성된 퇴비의 낮은 부숙도 때문에 발생하는 사용 후의 2차 오염이 일어나고 있어서, 다양한 부숙제 제조기술이 개발되어 왔고, 종래 특허기술의 일례로서 등록번호 10-2235297호에는

왕겨에 압력을 가하여 잘게 부셔 용액함침이 가능하며 입자크기가 2~5mm인 팽왕겨 또는 알바시아나무칩 중 어느하나이상으로 이루어진 수분조절제에 70~100℃에서 생존능을 갖는 호열성 유용미생물을 포함하는 미생물배양액, 당밀, 염화나트륨을 넣고 혼합한 후 발효시켜 발효물을 제조하되, 상기 수분조절제 1kg당 상기 미생물배양액 200~300㎖, 상기 당밀 1~3g, 상기 염화나트륨 0.1~0.5g을 넣고 혼합한 후, 25~42℃에서 48~72시간동안 발효시켜 발효물을 제조하는 제1단계 및, 상기 발효물을 20~25℃에서 40~50시간동안 건조처리하여 16~20중량%의 수분함량을 갖는 퇴비용 부숙제를 제조하는 제2단계;를 포함하는, 퇴비용 부숙제의 제조방법이 공개되어 있다.

또한, 공고번호 특1996-0015150호에는 퇴비 퇴적물 및 토양으로부터 30℃ 상온 및 65℃ 고온에서의 우점 미생물을 1차 선별한 다음, 산소 유무에 상관없이 생육이 우수하고, 내생포자를 형성하는 상온균과 고온균을 2차 선별하여 각각 중량비로 50 :

50이 되도록 배합하고, 전중량대비 수분의함량을 10% 내지 13%로 건조시켜 분말화하는 공정을 포함하는 퇴비부숙제의 제조방법이 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 퇴비부숙의 속도가 느려 오랜기간이 소요되며 경제적 부담이 커지며, 낮은 부숙도로 인하여 부숙이 된 퇴비의 품질이 불량하다는 단점이 있었다.

따라서 본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 현재까지의 방법으로 처리 불가능한 사육 중의 악취, 사육 후 배출된 분뇨처리 과정 중의 악취, 완성된 퇴비의 낮은 부숙도 때문에 발생하는 사용 후의 2차 오염을 축산현장인 축사 내에서 무취(無臭), 무배수(無排水) 상태로 완벽하게 처리할 수 있는 발효 톱밥 부숙제를 생산하여 축산현장에 제공하고자 한다.

또한, 질병의 매개체인 파리, 모기 등의 해충과 유해균의 개체 수를 대폭 감소시켜 소모성 질병으로부터 자유로워질 수 발효 톱밥 부숙제를 축산농가에 공급하고자 한다.

또한, 축산농가의 가장 큰 부담으로 다가온 축산 분뇨 처리를 위한 규모의 퇴비장 증축, 신규시설 등에 대한 경제적 부담을 갖지 않는 환경개선용 부숙제를 축산농가에 공급하고자 한다.

또한, 골치덩이로 전락한 축 분뇨처리 시 들던 경비를 사용하지 않고 완숙된 고급퇴비를 축산현장인 축사 내에서 자연스럽게 생산하여 판매할 수 있는 환경을 조성하고자 한다.

또한, 상술한 기술의 내용이 생산주기를 반복하여도 지속적인 효과를 유지하는데 소액의 경비만을 지출할 수 있는 초저가의 개선제를 생산하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 발효 톱밥 부숙제 제조방법은 미생물의 에너지원인 유기 탄소와 질소를 지속적으로 손쉽고 값싸게 공급받을 수 있는 톱밥, 왕겨 등에 유용 미생물(effective microganism)군을 접종하는 제1단계의 혼합.접종과정과 호기성균을 단시간 내에 폭발적으로 활성화 시키고 혐기성균을 억제하여 취기발생을 근본적으로 방지하는 식물성 복합효소를 1차 혼합하는 제2단계에 이어 단시간(45~65시간) 내에 1차 목표 발효온도인 70℃까지 승온시켜 24시간 유지 후 식물성 복합효소를 2차 혼합하는 제3단계 과정을 거쳐 부숙도와 함수율 조정 후 최종 제품으로 완성되는 특징을 갖는다.

제1단계의 유용 미생물(effective microganism)군은 초기 목질부의 리그닌 분해 역할에 탁월한균이고 제2단계, 제3단계에 투입하는 식물성 복합효소는 목질분해(퇴비화) 과정 중 헤미셀룰로스로의 급속한 천이를 위해 탈 탄산류의 복합효소와 지속적인 에너지원으로서의 유지를 위해 알데하이드류의 복합 탈수소 효소를 순차 적으로 함침 시킨다.

제품 생산 시의 함수율은 제1단계 45~55%로 시작하여 제2단계를 거쳐 제3단계 종료 시 20% 이하로 조정하여 포장 후 발효에 의한 감소량을 최소화한다.

따라서 본발명은 축산환경 개선용 발효 톱밥 부숙제를 사용할 경우 축사 내의 악취 저감이 살포 후 2~3일 사이에 빠른 속도로 이행되고 축분과 뇨가 발효되어 축사 바닥이 관행 축산과는 달리 뽀송뽀송하게 변화되어 무취, 무배수 상태의 환상적인 축산환경이 이루어진다.

또한, 축산현장이 바로 퇴비장이 되어 부숙 유지시간을 위한 퇴비장 증설과 설비, 처리비 등의 지출이 없어서 경제적 효과가 크고 노동력의 절감이 대폭 이루어진다.

또한, 복합효소와 유용미생물의 상호작용으로 혐기성 유해균과 해충의 발호를 막아 취기와 더불어 소모성 질병으로부터 자유롭고 유해 균군의 축사진입이 어렵기 때문에 전염성 질병으로부터도 자유롭게 된다.

또한, 사용방법과 축사 관리가 편리하고 완숙된 퇴비의 경우 고가판매로 이어져 경영개선에 도움을 줄 뿐만 아니라 경농 부분에서도 토양개량이 이루어져, 고품질, 다수확 영농을 지향하게되어 지하수와 수계오염의 제1원인인 미부숙 퇴비 사용이 사라진다.

또한, 축종에 무관하게 과식, 소화불량 등이 사라져 특유의 잡취 없는 높은 등급 육질의 우량 산품이 생산된다.

도 1은 본발명 식물추출효소와 유용미생물을 이용한 발효 톱밥 부숙제 제조공정도

본발명의 제조공정은 다음과 같다.

제조공정은 재료혼합과 유용 미생물의 에칭, 복합효소의 단계별 함침으로 정밀하게 이루어지며 탄질비, 함수율, 발효온도, pH를 고려하여 부숙도와 사용재료의 사용량 등을 면밀하게 관리하여야 한다.

제1단계

부숙재의 근간인 우드칩은 직경 15~35mm 크기의 벌목 후 6개월이 지나지 않은 신선한 목재를 파쇄하여 사용하며 유용 미생물의 초기 활동도를 고려하여 pH6.8, 탄질율 25, 함수율 55%, 상온발효조건으로 하여 원재료를 혼합한다. 유용미생물은 유산균 등을 사용한다.

발효온도가 목표 온도에 도달하면 24시간 유지 후 다음 단계로 진행한다.

제2단계

제1단계 완료 후 개체수와 활동도가 높아진 유효 미생물에 계속하여 에너지를 공급하기위해 디카르복시라아제 군의 탈탄산 효소를 중심으로 한 복합효소를 최종 처리될 부하량에 대해 중량비 0.015% 비율로 투입 셀룰로스 등 에너지원을 1차 분해 처리하여 유용 미생물의 활동도를 극대화시킨다.

이때 pH변화에 유의하여야 하며 함수율을 30% 이하까지 떨어뜨린다.

제3단계

부숙제로서의 완성단계로 축사 내에서 유용 미생물의 본 활동을 위해 대수기 말기의 상태를 유지하도록 함수율을 20%이하로 조정하고 축사 내에서 유용 미생물 활동을 지속적으로 유지시키기 위한 에너지 공급을 목적으로 식물성 단백질을 다량 함유한 리그닌 분해에 탁월한 알데하이드 류의 복합 탈수소 효소를 최종 처리될 부하량에 대해 중량비 0.1% 비율로 첨가하는 단계이다.

이 단계에서는 말기의 함수율에 유의하여야 한다.

본발명의 탈탄산 효소는 디카르복시라아제 군(群)

Q) 예상 부하량 이 1ton이면 투입량은

S) 1,000,000g(1ton)×0.015%=150g 이다.

탈수소 효소는 알데하이드 류(類)

Q) 예상 부하량 이 1ton이면 투입량은

S) 1,000,000g(1ton)×0.1%=1000g 이다.

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Claims (3)

1. 톱밥, 왕겨 또는 우드칩에 유용미생물을 혼합하는 1단계;
   1단계 완료 후 개체수와 활동도가 높아진 유용미생물에 계속하여 에너지를 공급하기위해 탈탄산 효소를 중심으로 한 식물성복합효소를 투입하여 셀룰로스 등 에너지원을 1차 분해 처리하여 유용 미생물의 활동도를 극대화 시키는 2단계;
   축사 내에서 유용 미생물 활동을 지속적으로 유지시키기 위한 에너지 공급을 목적으로 식물성 단백질을 다량 함유한 리그닌 분해에 탁월한 복합 탈수소 효소류를 첨가하는 3단계;로 이루어지는 것으로,
   상기 1단계에서 상기 톱밥과 우드칩은 직경이 15㎜~35mm 크기의 벌목후 6개월이 지나지 않은 신선한 목재를 파쇄하여 사용하며 유용미생물의 초기 활동도를 고려하여 pH6.8, 탄질율 25, 함수율 55%, 상온발효조건으로 하여 원재료를 혼합하는 것이며,
   상기 1단계에서 발효온도가 목표 온도에 도달하면 24시간 유지 후 2단계로 진행하는 식물추출효소와 유용미생물을 이용한 발효 톱밥 부숙제 제조방법에 있어서,
   상기 2단계는 1단계 완료 후 개체수와 활동도가 높아진 유효 미생물에 계속하여 에너지를 공급하기위해 디카르복시라아제 군의 탈탄산 효소를 중심으로 한 복합효소를 최종 처리될 부하량에 대해 중량비 0.015% 비율로 투입 셀룰로스 에너지원을 1차 분해 처리하여 유용 미생물의 활동도를 증대시키되, 함수율을 30% 이하까지 떨어뜨리는 것이며,
   상기 3단계는 부숙제로서의 완성단계로 축사 내에서 유용 미생물의 본 활동을 위해 대수기 말기의 상태를 유지하도록 함수율을 20%이하로 조정하고 축사 내에서 유용 미생물 활동을 지속적으로 유지시키기 위한 에너지 공급을 목적으로 알데하이드 류의 복합 탈수소 효소를 최종 처리될 부하량에 대해 중량비 0.1% 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 유용미생물을 이용한 발효 톱밥 부숙제 제조방법
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