KR102499322B1 - 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비 - Google Patents
음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물 쓰레기와 함께 송화가루 및 맥주박의 발효물, 굴패각 분말, 바이오차, 미생물 담체 및 미생물 등을 혼합하여 발효시켜 제조함으로써 음식물 쓰레기에 존재하는 염분, 중금속 및 악취 등을 제거하여 양질의 퇴비를 제조할 수 있는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비에 관한 것이다.
본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법은 (a) 송화가루와 맥주박을 혼합한 혼합물을 발효시켜 발효물을 제조하는 단계; (b) 누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 열처리하여 미생물 담체를 제조하는 단계; (c) 음식물 쓰레기 50~60 중량%, 굴패각 분말 1~5 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 상기 (a)단계의 제조한 발효물 10~20 중량%, 상기 (b)단계의 제조한 미생물 담체 5~10 중량%, 미생물 1~5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 제조한 혼합물을 60~80℃에서 30~40일 동안 1차 발효시키는 단계; (e) 상기 1차 발효시킨 발효물을 뒤집어서 50~60℃에서 25~30일 동안 퇴적하여 2차 발효시키는 단계; 및 (f) 상기 2차 발효시킨 발효물을 40~50℃에서 7~15일 동안 후숙하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법은 (a) 송화가루와 맥주박을 혼합한 혼합물을 발효시켜 발효물을 제조하는 단계; (b) 누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 열처리하여 미생물 담체를 제조하는 단계; (c) 음식물 쓰레기 50~60 중량%, 굴패각 분말 1~5 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 상기 (a)단계의 제조한 발효물 10~20 중량%, 상기 (b)단계의 제조한 미생물 담체 5~10 중량%, 미생물 1~5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 제조한 혼합물을 60~80℃에서 30~40일 동안 1차 발효시키는 단계; (e) 상기 1차 발효시킨 발효물을 뒤집어서 50~60℃에서 25~30일 동안 퇴적하여 2차 발효시키는 단계; 및 (f) 상기 2차 발효시킨 발효물을 40~50℃에서 7~15일 동안 후숙하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물 쓰레기와 함께 송화가루 및 맥주박의 발효물, 굴패각 분말, 바이오차, 미생물 담체 및 미생물 등을 혼합하여 발효시켜 제조함으로써 음식물 쓰레기에 존재하는 염분, 중금속 및 악취 등을 제거하여 양질의 퇴비를 제조할 수 있는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 식당 등에서 발생하는 음식물 쓰레기는 대부분 여러 가지 혼합물이 뒤섞여 있고, 다량의 수분을 함유하고 있으므로 기온이 높을 경우 쉽게 부패될 뿐만 아니라 이러한 음식물 쓰레기를 그대로 땅속에 매립할 경우 심한 악취 및 가스와 함께 침출수가 발생하여 토양과 지하수를 오염시키는 심각한 환경오염을 초래하게 된다.
이러한 음식물 쓰레기를 폐기물로 매립할 경우 자원낭비를 초래함은 물론 폐기처리에 따른 비용과 환경오염 즉, 음식물 쓰레기에서 발생하는 침출수로 인하여 토양오염과 수질오염을 초래하고, 음식물의 부패에 따른 악취와 가스 및 병해충으로 인하여 각종 피부질환 및 전염성 질병을 야기한다.
최근에는 가정이나 식당 등에서 발생하는 음식물 쓰레기의 문제점을 개선하고 환경오염과 자원낭비를 줄이고자 수분이 함유된 음식물 쓰레기를 일반 쓰레기와 분리 수거하여 가축의 사료나 농업용 퇴비로 생산하여 음식물 쓰레기를 재활용하려는 시도가 이루어지고 있다.
이러한 기술의 일예가 하기 문헌 1 내지 문헌 2에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는 음식물 쓰레기를 분리수거 수집하여 오물질을 선별 후 미세하게 파분쇄하는 단계; 상기 음식물 쓰레기에 부족한 유기물 성분을 보충하고 수분으로 조절하도록 번데기 분말 및 들깨 분말을 포함하는 동식물성 유기물 분말을 투입하여 50-80℃에서 유기물을 분해 숙성시키는 단계; 상기 유기물의 발열 소화 반응을 일으켜 염소기체, 암모니아, 이산화탄소를 증발시키고, 염분을 감소시키도록 백운석, 석회석을 900℃ 이상에서 소성 가공한 생석회(CaO) 및 고토 (MgO)를 추가로 투입하여 90-130℃에서 삶는 단계; 작물의 재배에 필요한 필수 미량 무기 성분을 보충하도록 황토 분말을 투입하는 단계; 상기 단계를 거친 퇴비를 건조시키는 단계; 및 상기 퇴비를 자연 발효시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 퇴비의 제조방법에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 음식물 쓰레기와 함께 생석회를 혼합하여 퇴비를 제조하였기 때문에 석회질의 과다한 투여로 작물 성장에 필요한 질소, 인산 등의 일부를 소멸시키고, 퇴비의 부숙도가 낮아지는 문제가 있다.
특허문헌 2에는 음식물 쓰레기 100 중량부에 대하여 1~2주간 폭기시킨 돼지의 분뇨 100~200 중량부; 쌀가루, 옥수수가루, 보리가루, 밀가루, 왕겨, 등겨, 목분 또는 톱밥 가운데 어느 하나 이상을 선택적으로 취합하여 혼합함으로써 만들어진 식물성 섬유재 50~100 중량부; 제오라이트 분말 5~15 중량부를 혼합한 후, 상기 혼합물에 공기를 공급하면서 교반시킴으로써 음식물 쓰레기를 발효시켜 퇴비를 제조하는 방법에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 분뇨와 음식물 쓰레기를 톱밥이나 왕겨 등과 섞어 퇴비를 제조함으로써, 톱밥이나 왕겨가 충분히 발효되지 않은 상태에서는 탄닌이나 리그닌 등이 잔류하여 작물의 생장에 피해를 줄 수 있고, 분뇨나 음식물 쓰레기 등은 부패 과정에서 유기산이 생성되어 작물 뿌리에 손상을 유발할 수가 있으며, 특히 분뇨나 음식물 쓰레기 내의 염분, 중금속 등이 토양에 잔류되어 토양을 더욱 오염시키는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주원료인 음식물 쓰레기와 함께 송화가루 및 맥주박의 발효물, 굴패각 분말, 바이오차, 미생물 담체, 미생물 등을 포함하는 혼합물을 발효시켜 작물에 필요한 영양성분을 공급함은 물론 음식물 쓰레기에 존재하는 염분, 중금속 및 악취 등을 제거하여 양질의 퇴비를 제조할 수 있는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 열처리하여 제조한 미생물 담체에 의해 미세한 다공성과 통기성 및 넓은 표면적으로 미생물과 효소를 균일하게 분산 및 고정화시켜 음식물 쓰레기의 분해능을 향상시킬 수 있는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 혼합물 제조 시 누에똥(잠분)과 캐슈넛피(펄프)를 추가로 첨가하여 혼합함으로써 유해 세균의 번식을 억제할 수 있는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법은 (a) 송화가루와 맥주박을 혼합한 혼합물을 발효시켜 발효물을 제조하는 단계; (b) 누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 열처리하여 미생물 담체를 제조하는 단계; (c) 음식물 쓰레기 50~60 중량%, 굴패각 분말 1~5 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 상기 (a)단계의 제조한 발효물 10~20 중량%, 상기 (b)단계의 제조한 미생물 담체 5~10 중량%, 미생물 1~5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 제조한 혼합물을 60~80℃에서 30~40일 동안 1차 발효시키는 단계; (e) 상기 1차 발효시킨 발효물을 뒤집어서 50~60℃에서 25~30일 동안 퇴적하여 2차 발효시키는 단계; 및 (f) 상기 2차 발효시킨 발효물을 40~50℃에서 7~15일 동안 후숙하는 단계;를 포함하며, 상기 (b)단계에서 뽕잎 부산물은 열처리를 수행하기 이전에 정제수와 양조초를 1:0.1의 중량비율로 혼합한 침지수에 침지하여 수세 처리하고, 상기 (c)단계에서 누에똥(잠분) 1~3 중량%, 캐슈넛피(펄프) 2~4 중량%를 더 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (a)단계는 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 발효물을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b)단계에서 미생물 담체는 뽕잎 부산물을 100~150℃에서 열처리하여 입경 0.5~1㎜의 크기로 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 (c)단계에서 미생물은 바실러스균으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비는 작물에 필요한 영양성분을 공급함은 물론 음식물 쓰레기에 존재하는 염분, 중금속 및 악취 등을 제거하여 양질의 퇴비를 제조하는 효과가 있다.
또한, 미생물 담체에 의해 미세한 다공성과 통기성 및 넓은 표면적으로 미생물과 효소를 균일하게 분산 및 고정화시켜 음식물 쓰레기의 분해능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 혼합물 제조 시 누에똥(잠분)과 캐슈넛피(펄프)를 추가로 첨가하여 혼합함으로써 유해 세균의 번식을 억제하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법을 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비의 유해성분 검사성적서.
도 2는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비의 유해성분 검사성적서.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비는 음식물 쓰레기, 굴패각 분말, 바이오차, 발효물, 미생물 담체 및 미생물을 포함한다.
음식물 쓰레기는 다른 유기성 폐기물에 비하여 수분 함량이 80~90%로 높으며, 수분을 제외한 상태에서는 고형물에 유기물의 함량이 높은 것이 특징이다. 음식물 쓰레기의 pH는 배출 후 미생물에 의해 쉽게 분해되어 산이 생성되고, 김치 등의 발효 음식물 자체의 pH 때문에 대부분 산성을 나타낸다.
상기 음식물 쓰레기의 함량은 50~60 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 음식물 쓰레기의 함량이 50 중량% 미만이면 음식물 쓰레기의 재활용 효과가 미미하고, 60 중량%를 초과하면 전체 퇴비의 함수율 증가로 인하여 고품질의 퇴비 제조가 어려워진다.
굴패각 분말은 경상남도 통영 일대의 굴패각(굴껍질)을 건조한 후 분쇄한 것으로, 주성분이 탄산칼슘이다. 굴패각으로부터 얻은 탄산칼슘의 표면을 개질하여 표면적을 넓혀주는 동시에 다공질을 부여함으로써 토양 속에 다공성 공간을 형성하여 공기의 유통을 원활하게 하고, 토양 속에 각종 미생물의 서식공간을 만들어 줌으로써 미생물의 활동도를 높여줄 수 있다.
상기 굴패각 분말의 함량은 1~5 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 굴패각 분말의 함량이 1 중량% 미만이면 중금속 등의 유해 물질을 제거하는 효과가 미미하고, 5 중량%를 초과하면 염분이 증가되는 문제가 있다.
바이오차(biochar)는 바이오매스를 열분해시켜 얻은 물질로서, 큰 비표면적과 다공성 구조에 의해 양이온의 흡착성이 높으며, 높은 pH 특성을 가진다. 따라서 바이오차는 토양의 pH를 증가시켜 양이온성 중금속의 유효태를 저감시킬 수 있다. 또한, 다공성 구조에 의하여 토양 내 존재하는 중금속을 흡착시킬 수 있다. 바이오차는 시중에 판매되고 있는 제품을 사용할 수 있다.
상기 바이오차의 함량은 5~15 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 바이오차의 함량이 5 중량% 미만이면 토양 내 존재하는 중금속 흡착 효과가 미미하고, 15 중량%를 초과하면 토양 내 용존유기탄소가 증가되는 문제가 있다.
발효물은 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 발효물을 제조한다.
송화가루는 봄철에 소나무에서 나오는 꽃가루로서, 빛이 노랗고 달짝지근한 향을 지니고 있다.
송화가루는 단백질, 탄수화물, 미네랄, 비타민, 지방, 인 등을 다량 함유하고 있으며, 식용 및 약용으로서 가치가 높다. 송화가루는 영양뿐 아니라 좋은 향미를 낼 수 있어서 식품첨가물로 이용되기도 한다. 특히, 송화가루에 함유된 비타민C, E는 항산화 비타민으로서, 활성산소가 만든 산소화합물의 독성을 완화하고 산화반응을 억제하는 작용을 하는 것으로 알려져 있다.
맥주박은 맥주 제조의 주원료인 맥주보리를 발아시켜 당화시킨 후, 당화액을 분리한 후의 부산물로서, 보리낱알(barley grain)에 맥아를 첨가하여 맥아즙을 얻고, 이를 가공하여 맥주 생산을 하고 남은 잔여물로서 얻을 수 있다. 맥주박은 기본적으로 맥주보리의 껍질, 과피, 종피의 층으로 구성되어 있으며, 미네랄, 비타민 등이 풍부하고, 특히 식이섬유와 단백질 함량이 높다.
이러한 맥주박은 저렴한 가격에 비하여 많은 양의 식이섬유와 필수아미노산을 함유하는 등의 영양적인 가치가 높아 식품뿐만 아니라 가축 사료로 이용가치가 높다.
상기 발효물의 함량은 10~20 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 발효물의 함량이 10 중량% 미만이면 염분 및 악취 제거 효과가 미미하고, 유용미생물의 번식 증대 효과가 미미하며, 20 중량%를 초과하면 입자간 공극 내에 산소가 부족해지는 문제가 있다.
미생물 담체는 누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 열처리하여 제조되는 것으로, 미세한 다공성과 통기성 및 넓은 표면적으로 미생물과 효소를 균일하게 분산 및 고정화시켜 음식물 쓰레기의 분해능을 향상시키고, 악취 발생을 억제하는 등 미생물이 정착 및 활동하기 좋은 환경을 제공한다.
상기 미생물 담체의 함량은 5~10 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 미생물 담체의 함량이 5 중량% 미만이면 미생물의 생장 촉진능이 발휘되지 않아 음식물 쓰레기의 분해능을 얻기 어렵고, 10 중량%를 초과하면 미생물의 생장을 방해할 우려가 있다.
미생물은 호기성 미생물로 건조 고온게 강하고 항생물질을 생산하는 바실러스(bacillus)균으로 이루어지며, 상기 바실러스균은 악조건인 환경에서도 생존능력이 뛰어나고, 유기물 분해 및 탈질 능력이 매우 뛰어난 것으로 알려져 있다. 통상 음식물 쓰레기의 pH는 다른 폐기물에 비해 매우 낮으며, 염분 농도 또한 상당히 높은 것으로 알려져 있는 바, 보통의 미생물은 이러한 낮은 범위의 pH와 높은 염분 농도에서는 생존 능력과 활성이 현저히 저하된다. 하지만 바실러스균은 이러한 낮은 pH 범위와 높은 염분 농도 하에서도 별다른 지장없이 유기물 분해와 탈질반응 등의 활동이 황성하게 이루어진다.
상기 미생물의 함량은 1~5 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 미생물의 함량이 1 중량% 미만이면 퇴비화 촉진 역할을 제대로 수행할 수 없고, 5 중량%를 초과하면 퇴비 비용이 현저하게 증가되는 문제가 있다.
한편, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비는 누에똥(잠분), 캐슈넛피(펄프), 화산송이 분말 등을 더 포함할 수 있다. 이와 함께 수분조절제와 팽화제로서의 역할을 수행하도록 볏짚, 톱밥 등을 포함할 수 있다.
누에똥(잠분)은 누에가 배설하는 것으로, 한방에서는 잠사라고도 한다. 누에똥(잠분)은 짧은 원기둥 모양의 알갱이로서, 길이는 2~5㎜, 지름이 1.5~3㎜이다. 표면은 회흑색이고 거칠다. 누에똥(잠분)은 약간 푸른 풀 냄새가 나며, 색깔이 검고 단단하다.
누에똥(잠분)의 성분으로는 조단백질, 조지방, 조섬유, 조회분 등을 함유하고 있으며, 무기물로는 칼륨과 아미노산(히스티딘, 로이신, 리신, 콜레스테롤 등의 스테롤류 외에 요산, 인산, 칼륨, 칼슘, 염록소 등)을 함유하고 있다.
누에똥(잠분)은 여러가지 영양소가 풍부하여 토양 물리성을 개선하는 한편 토양 내 미생물의 공급원이 된다.
상기 누에똥(잠분)의 함량은 1~3 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 누에똥(잠분)의 함량이 1 중량% 미만이면 유해 세균의 번식을 억제하는 효과가 미미하고, 3 중량%를 초과하면 식물 성장을 저해시키는 문제가 있다.
캐슈넛피(펄프)는 캐슈넛 내피를 원료로 하는 해외 농업부산물로서, 분말 또는 펠릿 형태이다.
캐슈넛피(펄프)의 성분으로는 조단백, 조지방, 조섬유, 비타민, 무기질 등을 함유하고 있다. 특히, 특수지방이 함유되어 있어 그람양성균과 일부 그람음성균에 살균효과가 있는 것으로 알려져 있다.
상기 캐슈넛피(펄프)의 함량은 2~4 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 캐슈넛피(펄프)의 함량이 2 중량% 미만이면 유해 세균의 번식을 억제하는 효과가 미미하고, 4 중량%를 초과하면 식물 성장이 저해되는 문제가 있다.
화산송이는 화산에 의해 형성된 지형에서 발견할 수 있는데, 우리나라의 경우는 제주도에서 쉽게 발견된다. 제주 화산송이는 그 주요 구성성분에 따라 색깔이 다양한데, 산화규소 함량이 높은 화산송이는 암회색을 띠고, 산화알류미늄 함량이 높은 화산송이는 황갈색 또는 흑색을 띠며, 산화티타늄과 산화철 함량이 높은 화산송이는 적갈색을 띤다. 이러한 화산송이는 제주 화산석으로부터 채취된 것을 이용하는 것이 바람직하다.
화산송이 분말의 함량은 0.05~0.1 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 화산송이 분말의 함량이 0.05 중량% 미만이면 유해 세균의 번식을 억제하는 효과가 미미하고, 0.1 중량%를 초과하면 식물 성장이 저해되는 문제가 있다.
한편, 도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법은 발효물 제조단계(S100), 미생물 담체 제조단계(S200), 혼합물 제조단계(S300), 1차 발효단계(S400), 2차 발효단계(S500) 및 후숙단계(S600)를 포함한다.
먼저, 상기 발효물 제조단계(S100)는 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 발효물을 제조하는 단계이다.
상기 송화가루와 맥주박의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 유용미생물의 번식 증대 효과가 미미하고, 입자간 공극 내에 산소가 부족해지는 문제가 있다.
상기 혼합물의 발효 온도가 20℃ 미만이면 유용미생물의 활성화가 미흡하여 발효가 원활하게 진행되지 않고, 30℃를 초과하면 급격한 발효에 의해 산폐가 일어날 수 있다.
상기 혼합물의 발효 기간이 6일 미만이면 발효 기간이 짧아 발효물이 불완전하게 안정화되고, 12일을 초과하면 생산성이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
상기 미생물 담체 제조단계(S200)는 누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 열처리하여 미생물 담체를 제조하는 단계이다.
상기 미생물 담체는 뽕잎 부산물을 100~150℃에서 열처리하여 입경 0.5~1㎜의 크기로 분쇄하여 제조한다. 상기 뽕잎 부산물의 열처리 온도가 100℃ 미만이면 원료 자체의 수분 함량 증발에 시간이 지나치게 많이 소요되고, 150℃를 초과하면 탄화되기 때문에 미생물 담체로서의 구조를 유지할 수 없는 문제가 있다. 또한, 상기 열처리한 뽕잎 부산물을 입경 0.5~1㎜의 크기로 분쇄함으로써 표면적을 넓혀 미생물 담체로서의 효율을 높인다.
한편, 상기 뽕잎 부산물은 열처리를 수행하기 이전에 정제수와 양조초를 1:0.1의 중량비율로 혼합한 침지수에 침지하여 수세 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 침지수에서 침지 및 수세 처리한 뽕잎 부산물은 탈수한 후 열처리하는 것이 바람직하다.
천연 항균물질인 양조초를 첨가한 침지수에 뽕잎 부산물을 침지하여 수세 처리함으로써 뽕잎 부산물의 항균 및 탈취 성능을 크게 향상시킨다.
상기 양조초는 쌀 등의 곡류와 과실을 효모나 초산균 발효를 통해 얻어진 것으로, 각종 세균의 생육을 억제시킨다. 예를 들면, 상기 양조초는 쌀을 원료로 한 술덧을 다시 초산 발효시킨 쌀식초를 비롯하여 주박즙을 영양분으로 해서 주정을 발효시킨 주박식초, 사과즙을 알코올 발효한 후 다시 초산 발효시킨 사과식초, 맥아즙을 원료로 한 맥아식초 등이 있다.
상기 혼합물 제조단계(S300)는 음식물 쓰레기 50~60 중량%, 굴패각 분말 1~5 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 상기 발효물 제조단계(S100)의 제조한 발효물 10~20 중량%, 상기 미생물 담체 제조단계(S200)의 제조한 미생물 담체 5~10 중량%, 미생물 1~5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계이다.
한편, 상기 혼합물 제조단계(S300)에서 누에똥(잠분) 1~3 중량%, 캐슈넛피(펄프) 2~4 중량%를 더 첨가하여 혼합할 수 있다.
상기 1차 발효단계(S400)는 상기 혼합물 제조단계(S300)의 제조한 혼합물을 60~80℃에서 30~40일 동안 1차 발효시키는 단계이다. 즉, 상기 혼합물을 발효장에 야적한 상태에서 내부에 공기를 공급하면서 30~40일 동안 자연 발효를 시킨다.
상기 2차 발효단계(S500)는 1차 발효시킨 발효물을 뒤집어서 50~60℃에서 25~30일 동안 퇴적하여 2차 발효시키는 단계이다. 즉, 1차 발효시킨 발효물을 송풍과 교반을 행할 수 있는 발효기에 투입하여 25~30일 동안 송풍과 교반을 반복하면서 발효시킨다.
상기 후숙단계(S600)는 2차 발효시킨 발효물을 40~50℃에서 7~15일 동안 후숙하는 단계이다. 즉, 2차 발효시킨 발효물을 40~50℃가 유지되는 후숙장으로 이동시켜 7~15일 동안 후숙하여 퇴비를 제조한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 25℃에서 10일 동안 발효시켜 발효물을 제조하였다.
누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 100~150℃에서 열처리하여 입경 0.5~1㎜의 크기로 분쇄하여 미생물 담체를 제조하였다.
음식물 쓰레기 55 중량%, 굴패각 분말 5 중량%, 바이오차 10 중량%, 발효물 20 중량%, 미생물 담체 7 중량%, 미생물 3 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
상기 혼합물을 80℃에서 30일 동안 1차 발효시키고, 1차 발효시킨 발효물을 뒤집어서 60℃에서 25일 동안 퇴적하여 2차 발효시킨 후, 2차 발효시킨 발효물을 45℃에서 10일 동안 후숙하여 퇴비를 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 발효물과 미생물 담체를 제조하되, 혼합물을 제조하는 단계에서 음식물 쓰레기 55 중량%, 굴패각 분말 5 중량%, 바이오차 10 중량%, 발효물 15 중량%, 미생물 담체 7 중량%, 미생물 3 중량%, 누에똥(잠분) 2 중량%, 캐슈넛피(펄프) 3 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
상기 혼합물을 80℃에서 40일 동안 1차 발효시키고, 1차 발효시킨 발효물을 뒤집어서 60℃에서 30일 동안 퇴적하여 2차 발효시킨 후, 2차 발효시킨 발효물을 45℃에서 10일 동안 후숙하여 퇴비를 제조하였다.
[비교예 1]
'전라남도 광양시 생활폐기물과'에서 제조하여 판매되고 있는 '음식물부산물 퇴비 2등급' 제품을 구매하여 준비하였다.
[실험예 1]
본 발명의 혼합물을 발효시켜 퇴비화시키는 동안 발생되는 악취 정도를 알아보기 위하여 성인 5명에게 후각을 통해 평가하도록 하였으며, 이에 대한 평가는 5점 척도법(1점: 냄새가 전혀 없음, 2점: 냄새가 약간 남, 3점: 냄새가 확연히 남, 4점: 불쾌한 냄새가 남, 5점: 불쾌한 냄새가 매우 심함)으로 점수를 매겨 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 5일 | 10일 | 15일 | 20일 | 25일 | 30일 |
| 실시예 1 | 1.5 | 1.6 | 1.9 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 실시예 2 | 1.6 | 1.7 | 2.0 | 2.1 | 2.1 | 2.1 |
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2는 음식물 쓰레기의 소멸능이 우수함을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 음식물 소멸능이 매우 우수하고, 악취유발 강도가 낮아 악취를 유발하지 않으면서 음식물 쓰레기를 효율적으로 퇴비화시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
[실험예 2]
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 퇴비와 비교예 1에서 준비한 퇴비를 이용하여 고추를 재배하였다. 각 퇴비는 동일한 양으로 시비하는 방식으로 취하였으며, 동일한 생육 조사를 비교하기 위하여 고추 모종을 정식하여 3회 반복으로 실험을 수행하였다.
| 구분 | 초장(㎝) | 착과(개) | ||||
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | |
| 0일 | 22 | 22 | 22 | 0 | 0 | 0 |
| 70일 | 68.2 | 68.4 | 58.6 | 18 | 20 | 13 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 퇴비는 비교예 1에서 준비한 퇴비에 비해 고추의 성장이 증가하였고, 착과의 개수가 상대적으로 향상되었음을 확인하였다.
[실험예 3]
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 퇴비의 유해성분 검사를 제일분석센타에 의뢰하여 농촌진흥청 고시 '비료품질검사방법 및 시료채취기준'에 따라 실시하였다.
검사 결과, 본 발명의 퇴비는 염분 및 기타 유해성분 등이 소량으로 검출됨에 따라 국토해양부 고시에서 요구하는 조건을 모두 충족한 것으로 확인되었다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
Claims (7)
- (a) 송화가루와 맥주박을 혼합한 혼합물을 발효시켜 발효물을 제조하는 단계;
(b) 누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 열처리하여 미생물 담체를 제조하는 단계;
(c) 음식물 쓰레기 50~60 중량%, 굴패각 분말 1~5 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 상기 (a)단계의 제조한 발효물 10~20 중량%, 상기 (b)단계의 제조한 미생물 담체 5~10 중량%, 미생물 1~5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(d) 상기 (c)단계의 제조한 혼합물을 60~80℃에서 30~40일 동안 1차 발효시키는 단계;
(e) 상기 1차 발효시킨 발효물을 뒤집어서 50~60℃에서 25~30일 동안 퇴적하여 2차 발효시키는 단계; 및
(f) 상기 2차 발효시킨 발효물을 40~50℃에서 7~15일 동안 후숙하는 단계;를 포함하며,
상기 (b)단계에서 뽕잎 부산물은 열처리를 수행하기 이전에 정제수와 양조초를 1:0.1의 중량비율로 혼합한 침지수에 침지하여 수세 처리하고,
상기 (c)단계에서 누에똥(잠분) 1~3 중량%, 캐슈넛피(펄프) 2~4 중량%를 더 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 (a)단계는 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 발효물을 제조하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 (b)단계에서 미생물 담체는 뽕잎 부산물을 100~150℃에서 열처리하여 입경 0.5~1㎜의 크기로 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 (c)단계에서 미생물은 바실러스균으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1 내지 청구항 3 또는 청구항 5 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비.
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