KR20020089760A - 제올라이트를 이용한 아미노산 비료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물리적 흡착력과 화학적으로 양이온 치환작용(置換作用)이 뛰어난 점토광물인 제올라이트(zeolite) 분말과 도축과정에서 발생되는 가축의 혈액을 효소 분해하여 추출한 아미노산액을 혼합하여 토양조건을 생물학적 조건으로 개선시켜 농업의 생산성(生産性)을 최대한 높여줄 수 있는 유기질 비료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

현재 일반농가에서 사용하고 있는 유기질 퇴비들은 산성비에 의하여 산성화된 초목을 발효시킨 것이므로 결국 산성화를 띄고 있어 토양의 산성화를 근본적으로 방지할 수 없을 뿐 아니라 토양(土壤)에서 흙과 잘 혼합이 이루어지지 않고 효소균의 번식이 불량해질 뿐 아니라 지온(地溫)을 저하시킴에 따라 잡균 번식이 왕성해지면서 토양에 충분한 영양분을 공급해 줄 수 없었다.

따라서, 본 발명은 화학적 양이온 치환작용이 뛰어나면서도 pH의 변환에 저항하는 힘(알칼리성물질 7.0∼8.0pH)을 가지고 있고, 다공질로 이루어진 제올라이트 분말에 동물성 단백질인 혈분을 효소 분해시킨 18종의 각종 아미노산액을 혼합 및 흡착시켜 토양에 기생하는 유효 미생물의 먹이로 제공되는 유기질 비료를 구현할 수 것이므로 토양 미생물의 생성과 활성화를 도와 토양을 오염시키는 오염물질을 정화시킬 수 있을 뿐 아니라 토양의 물리성을 개선하여 유기농법이라 할 수 있는 미생물 농법을 구현할 수 있는 것으로서 소비자들에게는 영양분이 풍부한 무공해 작물을 제공할 수 있는 동시에 농업생산성의 대외 경쟁력이 상승되어 결국 농가소득을 높여줄 수 있는 것이다.

Description

제올라이트를 이용한 아미노산 비료의 제조방법{a manufacture method of zeolite and amino acid manure}

본 발명은 물리적 흡착력과 화학적으로 양이온 치환작용(置換作用)이 뛰어난 점토광물인 제올라이트(zeolite) 분말과 도축과정에서 발생되는 가축의 혈액을 효소 분해하여 추출한 아미노산액을 혼합하여 토양조건을 생물학적 조건으로 개선시켜 농업의 생산성(生産性)을 최대한 높여줄 수 있는 유기질 비료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기농법은 화학적인 비료의 사용을 일체 배제하여 인체에 전혀 해가되지 않는 무공해 농작물을 생산하기 위한 것으로서 주로 농산물의 부가가치를 높이고 토양의 산성화(酸性化)를 방지하여 차세대의 농업을 활성화시키기 위한 방편으로 많이 시도되고 있으며, 지금도 보다 나은 유기질 비료를 개발하기 위하여 활발한 연구가 진행 중이다.

현재 일반농가에서 시도되고 있는 유기농법은 효소균이 배양된 미생물과 각종 유기물을 발효시킨 비료를 사용하고 있으나, 토양입자에 붙어 있는 치환성 염기의 용탈로 인한 토양의 산성화를 근본적으로 막을 수 없었으며, 특히 토양의 산성화로 인한 피해를 효과적으로 치료할 수 없었다.

또한, 일반농가에서 사용하고 있는 유기질 퇴비들은 산성비에 의하여 산성화된 초목을 발효시킨 것이므로 결국 산성화를 띄고 있어 토양의 산성화를 근본적으로 방지할 수 없을 뿐 아니라 토양(土壤)에서 흙과 잘 혼합이 이루어지지 않고 효소균의 번식이 불량해질 뿐 아니라 지온(地溫)을 저하시킴에 따라 잡균 번식이 왕성해지면서 토양에 충분한 영양분을 공급해 줄 수 없었다.

특히, 유기농법은 인체에 전혀 해가되지 않는 무공해 농작물을 생산하고, 토양의 산성화를 방지하여 지력(地力)을 회복시키기 위한 것이 중요한 목적이므로 농작물에 충분한 영양분을 공급하여 농작물의 단위 생산성을 향상시킬 수 없었으며, 궁극적으로 농가의 소득을 높여줄 수는 없었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 도축시 발생되는 가축의 혈액과 광물질인 제올라이트 분말을 이용하여 영양분이 풍부한 비료를 제조토록 함으로써, 농산물(農産物)과 토양 미생물에 충분한 영양분을 공급하여 부가가치가 높은 농산물을 생산할 수 있고, 토양의 산성화를 방지할 수 있는 제올라이트를 이용한 아미노산 비료의 제조방법을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 도축장에서 발생되는 동물의 혈액을 수거하여 살균과 함께 열 분해시켜 함수율 15％이하를 유지하는 분말상태의 혈분을 추출하는 단계와; 상기 혈분에 알카라인 프로테아제와 같은 효소나 바실러스균과 같은 미생물을 투여하여 반응온도 50℃, pH 8∼10로 조절된 상태에서 혈분에 포함된 단백질을 효소 분해하여 혈분 분해액을 제조하여 단계; 상기 혈분 분해액에 비료의 주성분인 질소, 인산, 가리, 고토, 망간, 붕소, 철, 몰리브덴, 아연, 구리, 칼슘과 같은 성분을 용해시켜 아미노산액 비료를 제조하는 단계; 상기 아미노산액 비료에 점토 광물질인 제올라이트 분말을 중량비 2 : 8이 되도록 고르게 혼합시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 아미노산 비료의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도축장에서 폐기물로 버려지는 동물의 혈액을 이용하면 토양 미생물의 먹이와 농작물의 영양제가 될 수 있다는 점에 착안하여 개발된 것으로서 특히 혈액 폐기물의 처리비용을 절감시킬 수 있을 뿐 아니라 혈액 폐기물에 의하여 발생되는 환경오염을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.

첫 단계에서는 도축장에서 발생되는 동물의 혈액을 수거하여 열을 가하면서 살균시키고, 이와 동시에 열 분해시켜 함수율 15％이하를 유지하는 분말상태의 혈분을 추출하는 단계이다.

이어서, 상기 혈분에 알카라인 프로테아제와 같은 효소나 바실러스균과 같은 미생물을 투여하여 반응온도 50℃, pH 8∼10로 조절된 상태에서 혈분에 포함된 단백질을 효소 분해하여 액상의 혈분 분해액을 제조한다.

이어서, 상기 혈분 분해액에 비료의 주성분인 질소, 인산, 가리, 고토, 망간, 붕소, 철, 몰리브덴, 아연, 구리, 칼슘과 같은 성분을 용해시켜 아미노산액 비료를 제조한다.

상기 아미노산액은 루이신, 아스팍틴산, 발린, 히이신, 글루타민산, 알라닌, 히스티딘, 페닐알라닌, 글리신, 세린, 아지닌, 스레오닌, 그로린, 티로신, 트립토판, 베치오닌, 시스틴, 이소루신 등의 18종의 각종 아미노산을 함유하고 있어 영양분이 매우 풍부하다.

이와 같이 혈분의 단백질을 분해하여 액상의 아미노산액을 제조하는 이유는 분말로 구성된 혈분의 주성분은 동물성 단백질{탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N), 인(P), 황(S),철(Fe)}이고 이를 토양 미생물의 먹이와 식물의 영양제로 토양에 제공할 경우 노지에서는 예기치 못했던 빗물에 의해 유실될 우려가 있고, 시설재배지에서는 부패균이나 병원균 같은 잡균의 먹이로 제공될 우려가 있어 동물성 단백질을 효소분해 하여 필수 아미노산액을 얻은 것이다.

이어서, 상기 아미노산액 비료에 점토 광물질인 제올라이트 분말을 고르게 혼합하면, 제올라이트와 혈분 아미노산액을 주성분으로 하는 유기질 비료가 완성되는 것이다.

상기 아미노산액과 제올라이트분말의 혼합비율은 중량비 2 : 8이 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제올라이트는 현무암이나 휘록 응회암 등 염기성 화성암의 공동(空洞) 속이나 열극에서 산출되며, 때로는 화강암이나 편마암 중에 2차광물로서 존재한다. 결정 구조적으로 각 원자간의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립물질을 흡착할 수가 있다. 이 성질을 이용하여 주로 흡수 및 흡착제로 사용하며, 경우에 따라서는 크기가 서로 다른 미립 물질을 분리시키는 분자체(分子篩)로도 사용한다.

또한, 제올라이트는 물리적 흡착력(질소, 암모니아 95％, 인산가리 90％)과 화학적 양이온 치환작용(70∼140meg/100g)이 뛰어난 점토광물로서 수분이나 가스 등을 약 20배까지 흡수, 흡착하여 보관하고 있다가 서서히 배출하는 특이한 성질을 갖는 것이므로 도축 과정에서 부산물로 폐기되고 있는 가축의 혈액에서 얻어지는 아미노산액이 제올라이트 분말에 의하여 효과적으로 혼합 및 흡착되는 등의 이점이 있다.

따라서, 흡수 및 흡착력이 뛰어나고 다공질인 제올라이트 분말에 아미노산액을 흡착시켜 토양에 제공함으로써 혈분에서 얻은 아미노산액이 토양에 유실되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 제올라이트가 흡착하고 있는 아미노산 영양분은 필요한 시기에 적절하게 조절하여 적시, 적량을 토양의 유효 미생물과 농작물에 제공할 수 있는 것이다.

이와 같은 본 발명은 화학적 양이온 치환작용이 뛰어나면서도 pH의 변환에저항하는 힘(알칼리성물질 7.0∼8.0pH)을 가지고 있고, 다공질로 이루어진 제올라이트 분말에 동물성 단백질인 혈분을 효소 분해시킨 18종의 각종 아미노산액을 혼합 및 흡착시켜 토양에 기생하는 유효 미생물의 먹이로 제공되는 것이므로 토양 미생물의 생성과 활성화를 도와 토양을 오염시키는 오염물질을 정화시킬 수 있을 뿐 아니라 토양의 물리성을 개선하여 유기농법이라 할 수 있는 미생물 농법을 구현할 수 있는 것으로서 농업생산성의 대외 경쟁력이 상승되어 결국 농가소득을 높여줄 수 있는 것이다.

특히, 골프장의 잔디밭과 같이 한번 조성되면 수년간 이용됨으로써 답압과 경운을 하지 못하여 토양이 단단해지고 통기성이 저하되어 산소(O₂)부족 및 이산화탄소(CO₂)의 증가 등으로 잔디의 건전한 생육이 불가능함에 따라 잔디에 각종 병해가 발생되는 문제점이 있었고, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 상토제로써 유기물, 토한, 지리석 등을 사용하여 토양에 영양분을 공급함으로써 보비, 보수력을 일시적으로 유지시키고 있으나, 시간이 경과함에 따라 영양분의 부족, 수분부족, 토양의 물리성인 통수력, 통기성, 공극률 등이 저하되었다.

따라서, 이러한 환경에서 제올라이트 분말과 동물성 단백질을 효소 분해시킨 아미노산액의 혼합물인 유기질 비료를 잔디밭 10아르(α)당 2.5∼3톤을 시비하였더니 토양의 통수성이 좋아지고 수분의 향상성 유지로 인하여 냉해가 방지되고 보비력 증가로 비료의 유실이 방지되었으며, 높은 염기치환용량(양이온 Ca, Na, Mg 등)으로 산성화방지는 물론 제올라이트의 주성분인 규산(Sio₂)의 충분한 공급으로 규환세포의 생성이 건전해져 잔디가 병해에 견디는 힘이 강해지는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 인삼 재배지에 본 발명에 의한 제올라이트와 아미노산 비료를 10아르(α)당 25Kg들이 40포를 시비하였더니 토양의 통기성, 통수성이 좋아지고 떼알 조직과 같은 토양의 물리성이 개선되어 인삼 근부병의 원인이되는 토양의 염기농도가 가 조절되어 가스피해를 방지할 수 있었고, 칼슘과 마그네슘과 같은 미량요소의 공급효과가 있어서 산도가 약산성 내지는 중성으로 교정되어 죽병과 황병의 발생이 억제되었으며, 미생물의 생성이 촉진되고 유효 미생물의 균형이 유지되어 인삼의 육질이 강해질 뿐 아니라 생산량이 증대되어 인삼을 안심하고 생육시킬 수 있었다.

그리고, 엽연초 재배지에서도 토양, 기상조건, 재배방법의 차이, 영양부족, 병충해 기타 원인에 따라 그 수확량과 품질에 미치는 영향이 매우 큰 것으로 나타나고 있지만, 본 발명에 의한 제올라이트와 아미노산 비료를 10아르(α)당 2톤을 시비하였더니 제올라이트가 갖는 양이온 치환기능과 흡수기능 등에 의하여 토양의 기능이 활성화되어 잎담배의 조성성분인 단백질, 니코틴, 당분, 유기산 등의 조성이 충분히 이루어져 있음을 알 수 있었고, 제올라이트가 충분한 영양분을 흡수하고 있다가 적시, 적량에 조절하여 공급함으로써 양분의 결핍이나 과용에서 오는 품질의 저하를 방지할 수 있는 물질로 확인되었다.

한편, 한작물을 계속하여 연작을 하면 그 작물이 좋아하는 미생물이 토양에서 단순화됨에 따라 병해의 발생이 잦아지는 것은 물론 작물의 생산성이 현저하게 저하되는 것은 주지의 사실이다.

따라서, 한 경작지에서 연작이 불가피할 경우에는 토양의 미생물에 충분한 영양분을 공급함으로써 단순화된 미생물의 증식이 억제되어 병충해의 발생이 줄어드는 사실을 알 수 있고, 토양 미생물에 충분한 영양을 공급할 경우 미생물의 증식과 활성화로 작물의 생육을 촉진할 수 있는 것이므로 본 발명에 의한 유기질 비료를 시비함에 따라 토양 미생물에 충분한 영양이 공급되어 토양의 이화학성 개선에 큰 효과를 발휘할 수 있었다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 화학적 양이온 치환작용이 뛰어나면서도 pH의 변환에 저항하는 힘(알칼리성물질 7.0∼8.0pH)을 가지고 있고, 다공질로 이루어진 제올라이트 분말에 동물성 단백질인 혈분을 효소 분해시킨 18종의 각종 아미노산액을 혼합 및 흡착시켜 토양에 기생하는 유효 미생물의 먹이로 제공되는 유기질 비료를 구현할 수 것이므로 토양 미생물의 생성과 활성화를 도와 토양을 오염시키는 오염물질을 정화시킬 수 있을 뿐 아니라 토양의 물리성을 개선하여 유기농법이라 할 수 있는 미생물 농법을 구현할 수 있는 것으로서 소비자들에게는 영양분이 풍부한 무공해 작물을 제공할 수 있는 동시에 농업생산성의 대외 경쟁력이 상승되어 결국 농가소득을 높여줄 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 도축장에서 발생되는 동물의 혈액을 수거하여 살균과 함께 열 분해시켜 함수율 15％이하를 유지하는 분말상태의 혈분을 추출하는 단계와;

   상기 혈분에 알카라인 프로테아제와 같은 효소나 바실러스균과 같은 미생물을 투여하여 반응온도 50℃, pH 8∼10로 조절된 상태에서 혈분에 포함된 단백질을 효소 분해하여 혈분 분해액을 제조하여 단계:

   상기 혈분 분해액에 비료의 주성분인 질소, 인산, 가리, 고토, 망간, 붕소, 철, 몰리브덴, 아연, 구리, 칼슘과 같은 성분을 용해시켜 아미노산액 비료를 제조하는 단계;

   상기 아미노산액 비료에 점토 광물질인 제올라이트 분말을 중량비율 2 : 8이 되도록 고르게 혼합시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 제올라이트를 이용한 아미노산 비료의 제조방법.