KR20070001513A - 미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조방법 및 그 사용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물을 이용하여 폐각류를 원료로 산화칼슘분말을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐각류를 최고온도 600~1,300℃까지 환원불로서 소성가공을 한 다음 건조성 환경에서 생육가능한 미생물인 Spirulina속 균을 산소와 함께 투입시켜 분말화하는 방법이며, 본 발명에 의해 천연칼슘(CaO)를 99.3% 이상의 순도를 가진 상태로 생산할 수 있다.

이렇게 생산된 고순도의 정제된 칼슘은 기존의 한꺼번에 반응하는 칼슘보다 어느 용도에 사용하든지 완만한 반응지속성을 나타내는 특징이 있으며, pH가 12.9 내지 13까지 유지되어 알칼리화시키는 능력이 탁월하며 이러한 능력을 이용하여 산성화된 토양을 효율적으로 교정시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 실험용 쥐를 통한 급성독성의 실험결과 무해성이 입증되고 또한 곰팡이 및 세균생장억제실험에서 탁월한 억제능력이 입증되어 여러방면의 곰팡이 및 세균억제제로서의 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

폐각류, 산화칼슘분말, 미생물

Description

미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조방법 및 그 사용방법{Method of preparing calcium oxide powder with microbes and using the same}

도 1은 본 발명에 따른 미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조 공정도

도 2는 본 발명에 따라 제조된 산화칼슘분말 및 Ca(OH)₂의 X선 회절분석기(XRD)를 이용한 성분분석비교

본 발명은 미생물을 이용하여 폐각류를 분말화함으로서 고순도의 산화칼슘을 제조하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 폐각류를 최고온도 600~1,300℃, 바람직하게는 800~1,250℃까지 환원불로서 소성가공을 한 다음 건조성 환경에서 생육가능한 미생물인 Spirulina속 균을 산소와 함께 투입시켜 분말화함으로서 99.3% 이상인 고순도의 천연칼슘을 제조하는 방법에 관한 것이다.

우리나라 남해안 연안에서 발생되는 많은 굴패각과 전복 및 소라껍질 등을 가공하고 남은 산업폐기물들은 귀중한 자원이나 재활용방안이 없어 그대로 방치되 거나 그후 처리에 있어서는 많은 처리비용이 투입되고 있다. 또한, 칼슘은 식물체내에서 5번째로 많은 양분으로서 매우 중요하나 양분으로 보다는 토양개량제로서 널리 알려졌으며 그 종류로 생석회, 소석회, 탄산석회, 황산석회(석고)등으로 나누어져 있다.

칼슘은 비교적 큰 2가 양이온으로 전리되어 0.412나노메타(1 나노메타는 10-9cm)의 이온반경과 1,577J/mol의 수화에너지를 가지고 있으며 아포플라스트(Apoplast)경로로 쉽게 작물체내로 들어가 원형질막 외부표면과 새포벽 내에서 치환성 형태로 결합하고 있다. 칼슘이 부족하면 조직이 꼬이고 형태가 기형으로 되고 나중에는 분열조직이 죽게 된다. 이처럼 칼슘은 생체막의 인지질이나 막단백질과 결합하는 결합체로서 모든 세포가 정상적인 기능을 하자면 꼭 필요한 필수 영양소이다.

따라서, 산성화된 토양개선 및 무공해 식물배양을 목적한 석회석 비료는 그 수요량이 증가하는 추세이나 이는 제품생산에 있어 분쇄 및 염분제거에 난점이 있었다.

종래의 산화칼슘분말의 제조방법을 보면, 패각류를 건조시킨후 1000 - 1500℃ 온도에서 약 2시간 정도 직접소성하고 분말로 만드는 방법이 있었으나, 이는 직접소성시키므로 요나 로 속의 먼지와 그을음이 패각분에 붙게되어 백색도가 좋지 못한 단점이 있었다.

또한, 공고 특허공보 제89-1484호를 보면, 굴껍질과 같은 패각류를 수세하여 오물을 제거한 다음 천연 또는 인공으로 건조하고 가볍게 파쇄한후 내열성 용기에 넣고 문을 닫아 밀폐시킨 다음 서서히 열을 올려 500℃ 내지 1600℃ 사이의 본소온도까지 예열시킨후, 본소온도에서 약 5분 내지 10분간 유지하여 간접소성한 다음, 열원공급을 중단하고 요 또는 로의 문을 열고 급냉시킨후 내용물을 기계장치로 분쇄하여 미세한 분말로 만들어 mash채에 거르던지 강제송풍에 의하여 채집하는 방법이 있다.

상기 방법으로 생산된 산화칼슘은 칼슘의 순도가 60 내지 65%로 훨씬 낮고 pH도 9 내지 10 정도이어서 토양에 적용시 칼슘의 흡수능력이 떨어져 토양의 산도를 1도 올리는데 상기 폐각류 비료로는 엄청난 양을 투여해야하고 그 취급방법도 여의치 않아 현실적으로 외면받고 있는 실정이며 물에 잘 용해되지 않아 액상으로의 사용은 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 주 목적은 미생물을 이용하여 폐각류를 분말화함으로서 고순도의 산화칼슘분말을 제조하는 방법을 제공하는데 있으며, 좀더 상세하게는 폐각류를 최고온도 600~1,300℃, 바람직하게는 800~1250℃까지 환원불로서 소성가공을 한 다음 건조미생물인 Spirulina속 균을 산소와 함께 투입시켜 분말화함으로서 99.3% 이상인 고순도의 산화칼슘을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 방법으로 제조된 99.3% 이상인 고순도의 산화칼슘분말을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 고순도의 산화칼슘분말을 이용 하여 토양교정방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로서 제조된 산화칼슘분말을 이용한 곰팡이 및 세균의 생육억제방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 산화칼슘분말을 함유하여 식물용 비료를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 방법으로 제조된 산화칼슘분말을 이용한 폐수, 오수 및 공장에서 발생되는 매연의 pH교정방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 칼슘분말의 제조방법은 도 1에서 보이는 바와 같이, 폐화석을 수거하여 세척공정, 소성가공공정, 미생물처리공정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

좀 더 구체적으로, 연안에 있는 폐화석 (굴껍질, 조개껍질전체, 소라껍질, 전복껍질등)과 와이셔츠 단추등 산업용으로 들여와 가공 후 남은 산업폐기물 및 쭈꾸미등 어장용으로 수입되어 사용 후 버려지는 모든 폐화석이 본 발명의 제조방법에 이용될 수 있다. 먼저 상기의 폐화석을 수거한다. 폐화석에 붙어있는 이물질을 제거 하기 위하여 고압호스를 이용하여 세척한다.(세척공정) 상기 세척된 폐화석을 로에 넣어서 로 내부의 온도를 최고온도 600℃ 내지 1,300℃ 범위, 바람직하게는 800~1250℃에서 직화가 아닌 환원불로서 폐화석을 종류에 따라서 1시간 내지 3시간정도 가열한다.(소성가공공정) 소성가공 후 로에서 나온 폐화석을 식힌 후 진성균종 Spirulina속 균을 투여하여 처리한다. 자연상태에서도 가능하지만 시간을 단축 시키기 위해서 산소를 공급해준다.(미생물처리공정) 폐화석의 종류에 따라서 1일 내지 7일 사이로 구분하여 상기 Spirulina속 균을 처리하면 폐화석이 완전가루로 분해되어 산화칼슘분말이 제조된다.

상기 본 발명에 의한 산화칼슘분말의 제조방법은 종래기술인 기계적으로 분말을 생산하는 방법보다 비용을 훨씬 감축할 수 있어 놀라운 생산성 향상을 이룰수가 있으며, 품질이 매우 균일적이어서 지속적으로 안정적인 생산을 할 수 있다.

본 발명에 따른 공정으로 제조된 산화칼슘분말은 동,식물의 유기산칼슘이다. 또한, 최종적으로 제조된 산화칼슘분말의 pH는 12.9 내지 13이며 99.39% 이상 칼슘함유와 생육성장에 필요한 다량의 미량원소를 함유하고 있고, 분말은 300 Mash 이상 또는 최대 600 Mash 이상인 크기로 구성되어 있다. 따라서, 물에 대한 용해성이 뛰어나 액상상태의 가성소다를 대신할 수 있다.

표 1 산화칼슘분말의 화학조성 분석결과

	화합물명	농도(%)
1	Na	〈〈
2	Mg	〈〈
3	Si	〈〈
4	P	〈〈
5	SO3	0.138
6	Cl	0.066
7	K	〈〈
8	CaO	99.398
9	Fe	〈〈
10	SrO	0.398
11	Ba	〈〈

측정결과 : 단위 중량%

주 : 위 결과는 반정량법(Program Name : SemiQ)에 의해 측정한 것으로서 오차가 정량법보다 약간 많을 수 있음.

표 1는 본 발명에 따라 제조된 산화칼슘분말의 X선 형광분석기(XRF)를 이용한 전원소 정량·정성분석결과이다. 놀랍게도 산화칼슘(CaO)이 99.398%를 나타내며 그 외에도 염소(Cl), 산화스트론튬(SrO) 및 삼산화황(SO₃)이 미량 함유되어 있는 것을 알 수 있다. 폐각류를 소성가공처리하여 99.398%인 고순도의 산화칼슘을 정제하는 것은 종래기술에서는 거의 불가능한 일이었다.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 산화칼슘분말과 패각류를 소성가공하여 기계적으로 분쇄한 Ca(OH)₂의 X선 회절분석기를 이용한 결과 그래프이다. 높은 피크가 보이는 샘플은 본원에 의한 산화칼슘으로서 도 2의 그래프를 통하여 본 발명에 따라 제조된 산화칼슘분말의 칼슘함량이 높다는 것을 확인할 수 있다.

농작물이나 토양교정을 위하여 일반적으로 폐화석 비료를 고체형태로 땅위에 그냥 뿌리는 형태를 사용하여 토양교정을 하고 있으나 실제로 토양에 흡수되어 토양을 교정을 하는데 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 그러나 본 발명에 의한 산화칼슘의 경우에는 고체형태로도 이용될 수 있지만, 분말형태이고 물에 잘 녹으며 녹는 속도도 지속적이기 때문에 물에 희석하여 분무기를 이용해서 필요면적에 분사하면 토양에 흡수되는 속도가 상당히 빠르므로 단 시간 내에 토양교양의 목적을 달성할 수 있다.

또한, 상기 방법으로 제조된 산화칼슘분말의 pH는 12.9 내지 13이며 물에 대한 용해성이 뛰어나므로 폐수처리장이나 오수처리장에서의 pH교정제로서 역할을 할 수 있다. 실제로 가격이 저렴한 소석회를 사용할 수 있지만 이의 사용시 반사적으 로 발생되는 슬러지 문제로 사용하고 있지 못하다. 일반적으로 석탄 등의 연소 배기가스의 배연시스템에서 pH조정용 알칼리제로 수산화나트륨(NaOH), 소다회 및 석회등을 사용하고 있다. 공장에서 나오는 매연가스에 본 발명에 의한 산화칼슘분말을 액상으로 스프레이형태로 분사시켜 pH 7~8의 중화상태로 배출하는데 pH조정용 알칼리제로서 사용할 수도 있다.

상기 방법으로 제조된 산화칼슘은 산성토양을 교정, 중화하여 토양의 통기 및 흡수성을 좋게 하며 잔뿌리의 번식을 촉진시켜 생육최적의 토양환경을 만들어 준다. 또한, 토양 내 과다 축척된 비료성분, 잔류농약성분을 분해하여 건강한 토양으로 만들어 주고 장기간의 회사용으로 인한 석회층을 교정하여 토양의 통기성과 흡수성을 강화하여 연작장애의 피해를 막을 수 있다. 또한, 질소와 인의 과다흡수를 막고 과다 흡수된 토양성분을 교정하여 웃자람방지와 덩굴의 도장을 예방 할 수 있다. 절간마디가 짧아져 곁가지가 활성화 되고 성장이 촉진되므로 열과, 화진, 낙과현상 등의 성장부진장애를 예방할 수 있다.

토양이 건조 또는 습기가 많을 때 질소성분을 교정하여 각종 세균과 곰팡이균을 억제시켜 병해를 예방할 수 있다. 질소성분을 교정하고 칼슘을 적당량 공급시키면 내한, 내서성이 강해 착과, 착색의 효과를 줄 수 있다.

칼슘의 이동성은 이미 여러 문헌에 증명이 되어 있으며 과일의 당도와 색도에 영향을 미친다는 것은 공지된 사실이다. 작물성장에 필요한 필수무기질이 함유되어있어 당도와 미질이 증가하고 잔뿌리 활착으로 인한 작물의 영양공급이 균형을 이루어 변형과, 발효과 발생을 예방할 수 있다. 또한, 어린 묘부터 투여를 하면 뿌 리발근이 촉진되고 바이러스 감염으로부터 예방을 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 산화칼슘분말을 비료제조시 혼합함으로써 작물재배에 상기한 긍정적인 효과를 거둘수 있다.

각종식물에 본 발명에 의해 제조된 산화칼슘이 미치는 영향을 확인하기 위하여 참깨, 들깨, 땅콩등의 유채류, 마늘, 감자 양파, 당근등의 근채류, 배추, 상추, 시금치, 양배추, 파, 쑥갓, 약초등의 엽채류, 고추, 딸기, 오이, 토마토, 참외, 수박, 메론, 호박등의 과채류, 사과, 포도, 배, 복숭아, 밀감, 파인애플, 감귤등의 과수류, 장미, 국화, 안개꽃, 카네이션, 거베라, 글라디오라스등의 화훼원예작물 및 인삼, 담배등의 기타 특용작물을 대상으로 실험을 시행하였다.

표 2 국화시험재배결과

시 험 군	신선중량	수소이온농도
대조군(무사용)	47. 7 g	pH 5. 2
산화칼슘(0.5%)	56. 7 g	pH 6. 3
산화칼슘(1.0%)	57. 1 g	pH 6. 9

상기 표 2에서 보면 본 발명에 의한 산화칼슘을 상토에 혼합하였을 경우 국화의 생육이 19-20%정도 좋아짐을 확인할 수 있으며 토양의 산도교정 효과가 있음을 확인할 수 있다. 이는 토양pH가 적당하였다는 것과 영양 균형이 적당하였고 토양의 침수성, 배수성이 양호했다는 결론을 얻을 수 있으며 경변성칼슘이 칼슘과 고토, 각종미네랄의 보급과 토양의 pH등의 조정으로 인하여 국화의 생육을 촉진한 것이라는 결론을 얻을 수 있다. 줄기와 잎이 잘 짜여진 국화는 장기 관상용이 되며 잘 파괴되지 않는다. 식물의 중요한 영양소의 하나인 칼슘은 식물체의 조직을 탄탄하게 하는 역할을 하고 칼슘함유량이 많은 영양균형이 조정이 된 식물체는 절취하 여도 잘 시들지 않는다. 칼슘이 풍부한 국화를 재배한다는 것은 상품가치를 높여주는 하나의 방법이라 할 수 있다.

표 3 기타작물(오이, 피망 및 애호박) 재배결과

작물명 (재배형식)	실험대상	산화칼슘처리 전	산화칼슘처리 후
오 이 (고정식 시설재배) 900평중 400평 실험	잿빛곰팡이 노균병	잿빛곰팡이 및 노균병 발생	병반발생하기 3-4일전 본 칼슘제재를 투여한 결과 사용한 곳과 사용하지 않는 곳의 차이는 70-80%정도 차이가 남
피 망 (시설하우스) 1300평중 100평실험	작물전체의 생육상태 관찰	양액시비에서는 줄기가 부실하고 절간마다 정상성장에는 불균형이 있다고 볼 수 있음	칼슘제재를 사용한 결과 7일정도 경과한 후에는 절간마디수가 짧아졌으며 낙과발생이 현저히 줄어들고 피망자체의 고유색상이 나타났음
애호박 (시설재배 연동식)	질소과밀로 인한 성장장애	잎사귀면이 안으로 말려들어가고 정상적인 자람이 없이 과일의 떨어짐이 발생하고 있음	칼슘제제를 사용한 결과 과일의 떨어짐이 줄어들고 절간마디가 짧아지는 현상을 보임.

오이에서 잿빛곰팡이는 저온다습, 질소과다, 환기불량, 공기전염으로 발생되며 노균병은 저온다습, 주야 기온편차가 클 때와 질소부족시 발생하게 되는데, 상기 표 3에서 보면 오이에서 본 발명에 의한 산화칼슘 처리시 잿빛곰팡이 및 노균병 치료에 긍정적인 효과를 보임을 확인할 수 있다. 또한, 피망 및 애호박에서는 작물전체생육에 긍정적인 효과를 나타내거나, 질소과밀로 인한 성장장애에 과일의 떨어짐이 줄어들고 절간마디가 짧아져 작물재배에 효과적임을 확인할 수 있었다.

배추등 엽채류는 대단한 노력이 필요하고 외부의 작은 요인에도 바로 신선도가 떨어져 생육장애를 초래한다. 따라서 그 해결책으로 산화칼슘을 적당량으로 투여하면 토양의 개선을 촉진하고 뿌리의 발육 등의 생리작용을 활발하게 한다.

실험결과 산화칼슘의 주성분인 칼슘이외에 여러 종류의 미량원소를 함유하고 이들의 성분의 용해흡수율이 좋으며 토양의 pH를 적정하게 조정하여 뿌리병, 줄기병, 심부병등의 예방에 효과가 큰 것으로 나타났다.

표 4 시금치재배에 미치는 영향

실험군	신선중량(%)	건조량
대조군(무사용)	15.9 g(100)	1.69 g
산화칼슘혼합군	28.4 g(179)	2.86 g

상기 표 4는 자사실험실에서 본 발명에 의한 산화칼슘처리로 인한 토양의 pH조정에 따른 시금치수확 증가량을 실험한 결과이다. 산화칼슘을 사용함으로써 약 80%의 수확량증가를 확인하였다. 건조량은 80℃에서 48시간 건조한 후에 중량계측을 하였는데, 작물특성상 특히 칼슘을 선호하기 때문에 큰 차이가 발생함을 관찰할 수 있다. 신선중량에 따라 건조중량도 증가하고 품질면에서도 확연하게 차이가 나며 보관에도 좋은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그외에도 재배일수가 단축되고 내병성이 좋아지는 효과를 나타내었다. 시금치는 중성이므로 pH 7.2 정도의 약알칼리성 토양으로 조정해 주어야 한다.

기타 작물 실험결과 산화칼슘은 토양의 산도조정에 탁월한 효과를 나타냈으며 토양에서의 흡수 능력이 다른 어떤 것 보다 뛰어남을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명자는 본 발명에 의한 산화칼슘이 잔디의 잎 및 뿌리에 미치는 영향을 실험하였다.

표 5 잔디의 잎 및 뿌리에 미치는 영향

실험군	잎(%)	뿌리	T/R
대조군(무사용)	14.9 g(100)	6.3 g	2.4
산화칼슘사용군	20.4 g(137)	9.1 g	2.2

단위 : 건조중량 백분율)

잔디에 산화칼슘을 사용하지 않는 대조군과 사용군을 구분한 후 80℃에서 48시간 건조후에 중량을 측량하였다. 상기 표 5를 보면, 산화칼슘사용군에서 잔디의 생산량이 잎부분 및 뿌리부분 다 같이 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 특히 뿌리부분 생산량의 증가가 현저히 T/R율이 적은 것에서 뿌리뻗음이 대단히 좋다는 것을 알 수 있다. 이는 산화칼슘에 포함되어 있는 유기칼슘과 규산고토, 철, 미네랄등의 유효성분이 공급된 것과 토양환경이 잔디의 적성범위 내에 있다는 사실이 영향을 주어 잎이 건강하게 되는 것이다. 따라서, 고온 또는 저온다습시 도장자의 고사등으로 인하여 통풍불량에서 많이 발생하는 유해바이러스번식(문고병등)을 방지하고 특히 산성비등으로 식물체내에 축척된 유기산을 중화시켜 내병, 내한 ,내서성이 강해진다. 본 발명에 따라 제조된 산화칼슘을 통한 양질의 칼슘 및 미네랄의 공급으로 잎에 적갈색병반이 생기며 말라죽는 것을 방지할 수 있다.

본 발명자는 산성화된 토양에 본 발명에 의한 방법으로 제조된 산화칼슘을 물에 용해하여 살포 실험한 결과 산성비와 각종 비료 등으로 산성화된 토양을 교정하는데 적합함을 확인할 수 있었다. 또한, 독성을 나타내지 않으면서 세균 및 곰팡이에 대한 생장억제효과를 나타낸다는 것도 놀랍게 발견할 수 있었다. 본 발명에 의해 제조된 산화칼슘분말은 분말의 고체형태로도 사용될 수 있지만, 물에 대한 용해성이 뛰어나 액체형태로 사용할 수 있다.

다음 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 1 ]

연안에 있는 폐화석 (굴껍질, 조개껍질전체, 소라껍질, 전복껍질등) 및 와이셔츠 단추등 산업용으로 들여와 가공 후 남은 산업폐기물을 수거하였다. 굴껍질의 경우 가공후 남은 굴껍질에 붙어있는 이물질(뻘, 나일론줄, 굴껍질 내부에 붙어있는 살점등)을 고압호스로서 세척하여 이물질을 제거하였다. 상기 세척된 폐화석을로에 넣어서 로 내부의 온도를 600℃ 내지 1,300℃ 범위(페화석의 종류에 따라 틀림)에서 직화가 아닌 환원불로서 폐화석의 종류에 따라 1시간-3시간정도 가열하였다. 소성가공 후 로에서 나온 폐화석을 식힌 후 진성균종 Spirulina속 균을 투여하여 처리하였다. 자연상태에서도 가능하지만 시간을 단축시키기 위해서 산소를 공급해주었다. 이렇듯 미생물로 처리하여 분말로 된 산화칼슘을 획득할 수 있었다. 가루로서 완전분해가 되는데 걸리는 기간은 3-4일정도가 소요되나 폐화석의 종류에 따라서 1일-7일 사이로 구분되었다. 홍합껍질의 경우는 1일정도, 전복껍질이나 밀도가 높은 폐화석의 경우에는 7일정도 소요되었다.

[ 실시예 2 ] 산성토양 교정실험

서로 다른 장소 3군데에서 채취한 산성화된 토양 샘플들을 본 발명에 의한 산화칼슘을 물에 용해하여 살포한 후 각각 산도측정을 하였다. 토양은 용인시 수지읍 성복리에 소재한 야산에서 채취하였으며, 채취된 토양의 pH는 7.2였다. 토양 100g에 초산(30%용액)을 투여하여 산도(酸度)를 5.251로 동일하게 조정하였다. 각각 10분간 혼합 교반하여 처리전의 산도측정과 처리후의 산도를 측정하였다.

표 6 산도변화실험결과(처리후의 산도)

희석율	1,800 배	2,200 배	2,000배	1,600배	1,400배
용량	0.0556 g	0.0455 g	0.050 g	0.0625 g	0.0714 g
샘플 1	pH 6.55	pH 6.20	pH 6.50	pH 6.75	pH 6.85
샘플 2	pH 6.60	pH 6.25	pH 6.45	pH 6.70	pH 6.85
샘플 3	pH 6.55	pH 6.15	pH 6.40	pH 6.80	pH 6.90
평 균	pH 6.55	pH 6.20	pH 6.45	pH 6.75	pH 6.85

상기 표 6에서 나타나듯이 본 제조방법에 의해 제조된 산화칼슘을 1,400배-2,200배 사이에 5단계로 희석배율을 설정하여 실험을 한 결과 희석율 2,200배에서 산성화된 토양 100g을 산도 1을 교정하기 위해 소요되는 산화칼슘은 0.045g 임을 알 수 있었다. 상기 표 1 및 표 6 산도변화실험결과로 볼 때 본 발명에 의한 산화칼슘분말은 산성비와 각종 비료 등으로 산성화된 토양을 교정하는 데 적합함을 알 수 있었다.

[ 실시예 3 ] 산화칼슘분말의 급성독성실험

실험용 쥐를 사용하여 본 발명에 따른 산화칼슘분말에 대한 급성독성의 실험을 하였다. 실험용 쥐 20마리를 체중 1kg당 희석 추출한 산화칼슘 1.0g - 5.0g 에 해당하는 추출액 1 ml를 복강내 주사하여 10일간 폐사여부를 관찰하였고 그에 대한 대조군으로 실험용 쥐 10마리를 식염수만 1 ml 씩 투여하였다. 그 결과 대조군과 동일하게 산화칼슘을 투여받은 쥐의 100%가 생존하는 결과를 보였다. 이러한 결과로서 독성에 대한 위험이 없는 것을 확인하였다. 또한, 상기 실험에서 5.0g 이상의 농도는 조제가 불가능하므로 그 이상은 실험을 할 수 없었다.

[ 실시예 4 ] 산화칼슘분말의 세균생장억제실험

대표적인 세균 Sarcina Lutea 및 E. coli 를 배지 Peotor casein agar에 접종시키고 희석율을 각각 다르게 하여 제조된 산화칼슘을 첨가하여 Sarcina Lutea 는 30℃에서 E. coli 는 37℃에서 각각 7일간 배양하였다.

표 7 세균 생장억제 실험결과

희석율	Sarcina Lutea	E. coli
×5	-	-
×10	-	-
×20	-	-
×30	-	-
×40	-	-
×50	-	-
×60	-	-
×70	-	-
×80	-	-
×160	-	-
×320	-	-
×540	+	+

(+ : 억제못함, -: 억제함)

주 : 증류수(3.5:1)로 추출한 액

상기 표 7을 볼 때 세균에 대해서 희석율 320배까지 억제능력이 있는 것으로 나타나며 가축의 위생이나 작물에 살균력이 있음을 알 수 있었다.

[ 실시예 5 ] 산화칼슘분말의 곰팡이생장억제실험

대표적 곰팡이 Aspergillus Flavus , Aspergillus Funigatus 및 Aspergillus Candida albican 를 배지 S.D.B(sabouraud dextrdse broth) 및 S.D.A(sabouraud dextrdse agar)에 접종시키고 제조된 산화칼슘을 농도별 희석후 각각 다르게 첨가하여 37℃에서 20일간 배양하였다.

표 8 곰팡이 생장억제 실험결과

배 지	희 석 율	Aspergillus Flavus		Aspergillus Funigatus		Aspergillus Candida albican
	%	3일	3-6일	3일	3-6일	3일	3-6일
S.D.B	5	+	+	+	+	+	+
	12.5	+	+	+	+	+	+
	25	+	+	+	+	+	+
	50	+	+	+	+	+	+
	75	+	+	+	+	+	+
S.D.A	X5	-	-	-	-	-	-
	X10	-	-	-	-	-	-
	X20	-	-	-	-	-	-
	X30	-	-	-	-	-	-
	X40	-	-	-	-	-	-
	X50	-	-	-	-	-	-
	X60	-	-	-	-	-	-
	X70	-	-	-	-	-	-

상기 실험으로 Aspergillus의 유무결과를 확인해 보면, 곰팡이에 대해 생장억제효과가 있음이 관찰되었다.

이상과 같이 본 발명은 사회적 공해 문제로 제기되고 있는 폐각류 폐기물 및 이를 가공하고 남은 산업폐기물을 미생물처리함으로서 순도가 99.3%에 이르는 고순도의 산화칼슘분말을 기계적 처리 없이 제조할 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명에 의한 산화칼슘분말 제조방법은 종래기술인 기계적으로 분말을 생산하는 방법보다 비용을 훨씬 감축할 수 있어 놀라운 생산성 향상을 이룰 수가 있으며, 품질이 매우 균일적이어서 지속적으로 안정적인 생산을 할 수가 있다.

이렇게 생산된 고순도의 정제된 칼슘은 기존의 한꺼번에 반응하는 칼슘보다 어느 용도에 사용하든지 완만한 반응지속성을 나타내는 특징이 있으며, pH가 12.9 내지 13까지 유지되어 알칼리화 능력이 탁월하며 이러한 능력을 이용하여 산성화된 토양을 효율적으로 교정시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 동물에 대한 무해성이 입증되고 곰팡이 및 세균억제실험에서 탁월한 억제능력이 입증되어 여러방면의 곰팡 이 및 세균억제제로서의 기능을 수행할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (15)

1. 미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조방법에 있어서,

   폐각류에 붙어있는 이물질을 제거하기 위하여 세척하는 세척단계;

   상기 세척단계에서 세척된 폐각류를 환원분위기의 로에 넣어 가열하는 소성가공단계; 및

   상기 소성가공단계를 거친 폐각류를 냉각시킨후 진성균종 스피루린나(Spirulina)속 균을 투여하여 분말화하는 미생물처리단계;

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 소성가공단계에서 로 내부의 최고온도는 600℃ 내지 1,300℃이고, 가열시간은 1시간 내지 3시간인 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 로 내부의 최고온도는 800℃ 내지 1,250℃ 인 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 미생물처리단계는 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 산화칼슘분말.
6. 제5항의 산화칼슘분말을 이용하여 산도를 조정하는 것을 특징으로 하는 토양의 교정방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 산화칼슘분말을 액상형태로 이용하여 산도를 조정하는 것을 특징으로 하는 토양의 교정방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 산화칼슘분말을 물에 희석하여 액상형태로 분무기를 이용하여 산도를 조정하는 것을 특징으로 하는 토양의 교정방법.
9. 제4항의 산화칼슘분말을 이용하는 것을 특징으로 하는 세균의 생육 억제방법.
10. 제10항에 있어서, 상기 산화칼슘분말을 액상형태로 이용하는 것을 특징으로 하는 세균의 생육 억제방법.
11. 제4항의 산화칼슘분말을 이용하는 것을 특징으로 하는 곰팡이의 생육 억제방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 산화칼슘분말을 액상형태로 이용하는 것을 특징으로 하는 곰팡이의 생육 억제방법.
13. 제4항의 산화칼슘분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 식물용 비료의 제조방법.
14. 제4항의 산화칼슘분말을 액상형태로서 알칼리제로 이용하는 것을 특징으로 하는 폐수, 오수 및 공장에서 발생되는 매연의 pH 조정방법.
15. 제14항에 있어서, 산화칼슘분말을 액상으로 스프레이 형태로 분사시켜 알칼리제로 이용하는 것을 특징으로 하는 공장에서 발생되는 매연의 pH 조정방법.

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