KR20000000218A - 정제형 부산물 비료 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부산물을 포함하는 퇴비 혼합물로부터 가공된 정제형 부산물 비료 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 정제형 부산물 비료는 10 내지 30 중량%의 피트모스; 10 내지 30 중량%의 폐사료; 10 내지 30 중량%의 축분; 및 10 내지 70 중량%의 커피박;을 포함하는 혼합물을 이용하여 정제화된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 종래 분말 형태의 퇴비의 취급이 용이하지 못하며, 그 손실이 쉽게 발생되는 문제를 해결할 수 있다. 특히, 정제형 부산물 비료의 외표면에 제올라이트 등의 분말로 이루어진 코팅층을 씌워 외관 개선의 효과를 달성할 수 있으므로, 도시화된 공간에서 그 시용이 일반화될 수 있다. 또한, 입수하기 용이한 성분을 포함하며, 이들 성분이 비료성분에 필요시되는 성분을 상호 보완함으로써 적절한 비료제로 이용될 수 있다.

Description

정제형 부산물 비료 및 그 제조 방법{Tablet-typed by-products compost and method for producing the same}

본 발명은 부산물을 포함하는 퇴비 혼합물로부터 가공된 정제형 부산물 비료에 관한 것으로서, 특히 천연자원 예컨대 동/식물 또는 인공자원 예컨대 가공물 등의 각종 부산물을 포함하는 퇴비 혼합물을 형성하여 이를 가공하여 정제화한 정제형 부산물 비료에 관한 것이다.

유기질 비료는 내용물의 질소, 인산 , 카리 등 비료 성분의 함량을 공정 규격의 규제기준으로 적용하고 있다. 반면에 부산물 비료는 내용물의 유기질 함량과 OM/N비를 규제하는 점이 유기질 비료와 다르다. 그러나 유기질 비료나 부산물 비료는 공정 규격으로 규제기준으로 선정된 비료성분 대부분이 퇴비화(composting) 과정을 거쳐 제조되므로 넓은 의미의 퇴비에 포함시킬 수 있다. 따라서, 유기질 및 부산물 비료를 광의의 퇴비에 포함시킬 수 있으므로, 유기질 비료, 부산물 비료 및 퇴비를 상호 동의어로 혼용하여 사용하기도 하며, 본 명세서 내에서도 이들에 대한 엄격한 구별은 하지 않았다.

퇴비 원료 중 사전검토후 사용가능 원료에 대해서는 별도의 검토기준이 정해져 있다. 여기에 해당되는 원료들은 동일한 업종이라도 배출원에 따라 퇴비 원료소서의 품질에 차이가 있는 유기성 폐기물을 대상으로 한다. 만약 여기에 해당되는 원료를 이용하고자 할 경우에는 1997년 8월 20일자로 고시된 기준(농림부 고시 제1997-59호)에 따라야 한다.

퇴비 제조는 농경이 시작된 역사이래 지속되어온 토양관리를 위한 농자재 제조기술이었다. 최근에는 농가의 일손 부족으로 인하여 퇴비도 산업화되는 추세이다. 자급퇴비로서 원료확보가 가능한 일부 농가를 제외하고는 필요한 퇴비를 전문으로 제조하는 업체의 제품을 이용하는 농가가 증대되고 있다. 퇴비 제조업체는 경제성 확보를 위하여 값싼 원료를 찾게 되었다. 그 결과 최근의 퇴비제품에 불량률이 높아지고 있어 불량퇴비에 의한 피해가 우려되고 있다.

부산물 비료의 종류에는 퇴비, 부숙겨, 재, 분뇨잔사, 부엽토, 아미노산발효부산비료(액), 건계분, 건조 축산폐기물(가축의 도축과정에서 생기는 폐기물로 제조된 것), 부숙왕겨 및 톱밥, 토양 미생물제제 등이 있다. 부산물 비료는 유기물 량에 중점을 두면서 제조된다.

가축분은 유기물과 비료가치가 높고 입자의 규격이 일정하기 때문에 질적인 측면에서 퇴비원료로 가장 우수하다. 그런데, 종래의 부산물 비료 제조에 있어서, 가축분은 퇴비화의 주원료로 사용하며, 퇴비화의 부재료로 수분함량이 높은 슬러리 상태의 가축분뇨는 분뇨 폐수가 혼합된 형태로 수분함량이 90% 이상이기 때문에 퇴비화목표 수분 60% 내외를 조절하기 위해서는 과다한 양의 톱밥을 이용하고 있다. 그런데 톱밥에는 자연적으로 의도하지 않았던 버섯의 포자, 잡초의 종자 등이 포함되어 있는 채로 토비화된 후, 퇴비 시용 후, 작물과 인접하여 착생 내지는 기생함으로써, 목적 작물에 심각한 피해를 줄 수도 있다. 또한, 톱밥은 제조된 퇴비 내의 점성 저하를 일으키는 주요인으로 작용하기 때문에 정제화에 문제점으로 지적되고 있다.

종래의 유기질 성분의 비료의 일 예를 들면, 축분 50%, 기타 축산폐기물, 톱밥 및 규산성분물질인 퍼라이트 또는 제올라이트의 미세분말을 혼합하여 70 내지 80℃를 유지하면서 효소 등의 미생물을 첨가하여 발효시킴으로써 분말형태로 제조하는 것이 일반적이다.

이러한 분말형 또는 가루형의 퇴비 또는 비료는 골프장 등의 잔디밭에 시용할 경우에는 자체 중량이 너무 가볍기 때문에 식물체의 뿌리에 도달하기 전에 바람, 빗물 또는 사람을 포함한 동물들의 접촉에 의해 시용목적 대상으로부터 이탈하여 퇴비 시용의 목적을 달성할 수 없는 문제가 발생하고 있다. 또한, 분말형 퇴비는 그 시용이 용이하지 않으며, 그 취급 또한 용이하지 못한 단점이 있다.

따라서, 이를 보완하기 위해서 근래 많은 사람들이 정제화를 시도하였으나, 종래 퇴비의 필수 첨가 성분인 톱밥은 혼합 성분의 점성을 저하기키기 때문에 이러한 노력은 번번히 실패로 귀착되었다.

전술한 바와 같이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 부산물 비료의 성분으로 사용되고 있는 톱밥으로 인한 전술한 문제점과 분말형으로 제조되는 부산물 비료의 시용시의 취급상의 곤란성과 시용후에 식물체에 흡수되기 전에 이탈되는 문제를 해결하고, 주위에서 쉽게 얻을 수 있는 농축산물의 부산물 등을 이용함으로써 적정한 함량을 유지하면서 작물의 성장을 보조하며, 지력을 개선하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 정제형 부산물 비료 및 그 제조방법을 제공함을 발명의 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 정제형 부산물 비료를 제조하는 방법의 일실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위해서, 10 내지 30 중량%의 피트모스; 10 내지 30 중량%의 폐사료; 10 내지 30 중량%의 축분; 및 10 내지 70 중량%의 커피박;을 포함하는 혼합물을 이용하여 정제화된 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료가 제공된다.

본 발명에 의해 제공되는 정제형 부산물 비료는 그 구성성분으로 규산성분을 포함하는 물질, 담배가루 및 콩가루 등에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있으며, 이때 이들 더 포함되는 성분의 각각의 함량은 상기 정제형 비료의 전체 중량 대비 10 내지 30%인 것이 바람직하다. 한편, 상기 규산성분을 포함하는 물질은 퍼라이트 또는 제올라이트이면 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 정제형 비료의 외부 표면에 황토흙, 제올라이트 및 목탄 중 선택된 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 코팅층 형성 재료는 이상의 열거된 것에 반드시 한정되는 것은 아님은 자명하다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서, 상기 정제형 부산물 비료의 조성 성분 물질을 각각 준비하여 이들을 혼합하는 단계; 상기 혼합물 내에 미생물을 주입하여 발효시키는 단계; 상기 발효물을 파쇄한 후, 상기 파쇄된 발효물에 포함된 불순물을 선별하는 단계; 상기 선별과정이 끝난 파쇄된 발효물을 압축하는 단계; 상기 압축된 발효물을 커팅하여 정제화하는 단계; 및 상기 정제화된 커팅물을 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 의해서 제공되는 정제형 부산물 비료 제조 방법은, 상기 정제화 단계 이후에 상기 정제화된 커팅물의 외부 표면에 황토흙, 제올라이트 및 목탄 중 선택된 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 않된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 정제형 부산물 비료를 제조하는 방법의 일실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.

부엽토의 일종인 피트모스(peat moss), 폐사료, 담배가루, 계분 등의 가축분, 커피박,콩가루 등의 다양한 종류의 농축수산부산물과 퍼올라이트 또는 제올라이트 등의 규산질물질을 그 중량비를 칭량하여 잘 혼합한다(S1).

식물체를 조성하고 있는 유기물을 분류하면, 리그린, 셀루로오스, 전분, 당류, 단백질 등이다. 이들 성분들은 부엽토의 일종인 피트모스, 담배가루, 커피박 및 폐사료 등의 식물성 원재로부터 얻어질 수 있으며, 특히 가축의 종류에 따라 우분, 돈분, 계분 등으로 분류되며, 어떤 특정한 가축분에 한정되어 본 발명이 이루어지는 것은 아니다. 특히, 작물의 유기물 성분은 가축분에 다양하게 포함되어 있는 성분들이다. 가축분 중, 특히 계분은 주로 단백질로 구성되어 있으므로 질소 함량이 높으며 토양에 사용하면 분해가 빨라 양분 공급효과가 다른 물질에 비해 현저하다. 제올라이트는 비료 성분 중 규산질 성분을 제공하는 물질이며, 퍼라이트를 이용할 수도 있다. 한편, 상기 정제형 부산물 비료의 성분으로 콩가루를 포함시킬 수도 있다. 그 비용의 측면에서는 다른 재료에 비해 단점으로 지적될 수 있으나. 콩가루에 포함되어 있는 유기질 성분, 특히 질소를 포함하는 단백질 성분은 다량 함유하고 있기 때문에 비료로서 유용하게 이용될 수 있는 장점을 가진다. 한편, 가축분에는 혈분이 일부 포함될 수도 있지만, 필요에 따라서는 도축과정 등에서 발생된 혈분들을 더 포함시켜 비료를 제조할 수도 있다.

가축분을 부산물 비료로 제조하면서, 커피박을 이용하는 목적은 다음과 같은 것을 생각할 수 있다. 먼저, 톱밥이나 왕겨의 대체로서 가축분의 물리성, 즉 수분을 조정하거나 통풍성을 확보하기 위함에 있으며, 퇴비의 비료성분 함유율 또는 함유밸런스를 개선하거나 외관의 개선을 목적으로 하며, 퇴비 생산량을 증가시키고자 함에 있으며, 커피박의 처리를 유료로 함으로써 경제성을 확보하기 위함에 있다.

커피박은 가축분과 비교하면 저수분(약 65% 정도)이지만, 비중이 커서(0.8정도) 물리성의 개선 효과도 적지 않으며, 혼합하더라도 가축분 단독의 퇴비화 기술이 필요하다. 혼합하더라도 가축분 단독의 퇴비화 기술이 필요하다. 하기 표 1에 보이는 것처럼 커피박은 비료성분도 적고 자체의 유기물이 난분해성으로 비료성분의 유효성도 낮아 가축분 단독퇴비에 비하여 시용효과가 떨어진다. 두부박에 비하여 발생장소가 한정되어있는 단점은 있지만, 일반적으로 깔짚으로 혼입한 커피박의 혼합퇴비화가 행하여지고 있지만 커피박이 갈색 이상이기 때문에 증량과 외관개선의 효과 및 퇴비의 이미지 상승(image up)효과를 기대할 수 있다.

가축분과 커피박의 비료성분 함량
종류	수분	질소	인산	카리
우분	80.1	0.44(2.19)	0.35(1.17)	0.35(1.76)
돈분	69.4	1.11(3.61)	1.70(5.54)	0.46(1.49)
게분	63.7	2.24(6.18)	1.88(5.19)	1.13(3.10)
커피박	64.6	0.81(2.29)	0.07(0.19)	0.12(0.34)
주) 단위는 중량%이며, 괄호기재는 건물 중의 함량을 나타냄

상기 표 1에 따르면, 가축분에 따라 그 비료 성분의 함량을 달리하고 있으므로, 작물에 필요한 성분을 고려하여 비료 제조에 이용할 수 있다. 비록 상기 표 1에서는 우분, 돈분 및 계분에 대해서만 고찰을 하였지만, 이는 입수의 용이성을 고려한 것에 불과하며, 본 발명을 구성함에 있어서는 어느 특정한 가축분에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 가축분 중, 계분을 이용하는 경우에는 다른 가축분에 비해 수분 함량이 작은 특징을 이용할 수 있으며, 질소 및 카리의 성분이 다른 가축분에 비해 월등하게 많은 양이 함유되어 있기 때문에 이들 성분을 특히 필요로 하는 작물에는 유용하게 이용할 수 있다. 따라서, 비록 커피박의 비료성분이 적다 할지라도 계분을 이용하는 경우에는 상호 보완 작용을 일으킬 수 있음을 알 수 있다.

상기 혼합물에 효소 등의 미생물을 주입하고, 통풍식에 의해 1차 발효시키고, 이어서 교반식에 의해 2차 발효시킨다(S2). 이때, 상기 발효단계는 2단계로 진행되면서 최초에 혼합물에 포함되었던 수분함량이 발효전 65% 정도의 수분함량이 1차 발효를 거치면서 30%정도로 감소되고, 2차 발효를 마친 후에는 20% 정도까지 감소된다.

상기 2단계 발효 과정을 거치면서, 적정 수분함량으로 건조된 발효물을 생산라인 상의 투입기에 투입한 후, 잘게 파쇄시키며, 파쇄물 내에 혼합된 불순물을 선별해 낸다(S3). 이러한 파쇄 및 선별 과정을 정밀한 정도로 하여야 법정된 비료 또는 퇴비의 규격을 확보할 수 있으므로 주의를 요한다.

상기 선별된 파쇄물을 압축하여 일체로 고형화한 후, 절단기를 이용하여 커팅함으로써 정제화된 비료를 제조한다(S4). 정제형 부산물 비료의 알갱이 하나의 크기는 1 내지 10㎜로 제조될 수 있으며, 이는 작물의 종류 및 토지의 목적에 따라 다양한 크기로 선택되어 시용될 수 있다. 초본 식물, 예컨대 잔디, 벼 등의 경우는 정제 알갱이가 작을수록(2 내지 5㎜ 정도) 좋고, 그 몸체가 큰 목관식물, 예컨대 과수, 산림수 등에는 크게 제조된 정제형 비료(5 내지 10㎜ 정도)를 시용할 수 있다.

한편, 상기 정제화된 비료의 외부 표면에 목탄가루, 황토흙 또는 제올라이트 가루 등을 입힘으로써 코팅층을 형성한다(S5). 이러한 코팅층은 피부접촉, 시각 및 후각 등과 관련해서 외관개선의 효과 또는 이미지 개선 효과를 줄 수 있다.

상기 코팅층이 형성된 정제제화된 비료를 규정된 수분 함량에 적합하도록 건조시킨다(S6). 상기 발효단계 종료후에는 통상 20 내지 30% 정도의 수분이 함유되어 있으나, 상기 건조단계를 진행한 후에는 20% 이하로 수분 함량이 줄어들게 된다.

이로써, 정제형 부산물 비료의 제조 단계는 종결되며, 이후 제품 출시를 위해서, 적정량씩, 예컨대 20킬로그램 단위로 포장한다(S7).

이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

상술한 본 발명에 따르면, 종래 분말 형태의 퇴비의 취급이 용이하지 못하며, 그 손실이 쉽게 발생되는 문제를 해결할 수 있다. 특히, 정제형 부산물 비료의 외표면에 제올라이트 등의 분말로 이루어진 코팅층을 씌워 외관 개선의 효과를 달성할 수 있으므로, 도시화된 공간에서 그 시용이 일반화될 수 있다. 또한, 입수하기 용이한 성분을 포함하며, 이들 성분이 비료성분에 필요시되는 성분을 상호 보완함으로써 적절한 비료제로 이용될 수 있다. 비료 효과가 매우 크기 때문에 고순도를 요구하는 인삼, 화훼, 수도작 등에도 이용할 수 있으며, 작물의 영양 공급원 및 지력 개선제로서도 이용될 수 있는 장점을 가진다. 한편, 이러한 정제형 부산물 비료를 제조함에 있어서, 통상의 방법에 덧붙여 2차 발효단계를 거치며, 코팅층을 형성하는 단계를 거침으로써, 종래의 제조방법에서는 시각, 후각 및 제조업자의 건강 및 주변 환경 오염의 문제도 일부 해결할 수 있다.

Claims (7)

1. 정제형 부산물 비료에 있어서,

   10 내지 30 중량%의 피트모스;

   10 내지 30 중량%의 폐사료;

   10 내지 30 중량%의 축분; 및

   10 내지 70 중량%의 커피박;을 포함하는 혼합물을 이용하여 정제화된 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료.
2. 제1항에 있어서, 상기 정제형 비료는,

   규산성분을 포함하는 물질, 담배가루 및 콩가루 중 적어도 어느 하나 이상의 성분을 더 포함하며, 상기 정제형 비료에 더 포함되는 성분 각각의 함량은 상기 정제형 비료의 전체 중량 대비 10 내지 30%인 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료.
3. 제2항에 있어서,

   상기 규산성분을 포함하는 물질은 퍼라이트 또는 제올라이트인 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료.
4. 제1항 내지 제3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

   상기 정제형 비료는 그 외부 표면에 코팅층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료.
5. 제4항에 있어서,

   상기 코팅층은 황토흙, 제올라이트 및 목탄 중 선택된 어느 하나 이상의 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 정제형 부산물 비료의 조성 성분 물질을 각각 준비하여 이들을 혼합하는 단계;

   상기 혼합물 내에 미생물을 주입하여 발효시키는 단계;

   상기 발효물을 파쇄한 후, 상기 파쇄된 발효물에 포함된 불순물을 선별하는 단계;

   상기 선별과정이 끝난 파쇄된 발효물을 압축하는 단계;

   상기 압축된 발효물을 커팅하여 정제화하는 단계; 및

   상기 정제화된 커팅물을 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 정제화 단계 이후에 상기 정제화된 커팅물의 외부 표면에 황토흙, 제올라이트 및 목탄 중 선택된 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정제형 부산물 비료 제조 방법.