KR20120041377A - 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제, 이를 이용한 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리 방법 및 그 발효처리 산물의 용도 - Google Patents

음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제, 이를 이용한 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리 방법 및 그 발효처리 산물의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제, 이를 이용한 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리 방법 및 그 발효처리 산물의 용도에 관한 것으로서, 본 미생물 제제는 류코노스톡 메센트로이드 (Leuconostoc mesenteroides) 및 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스 (Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus)를 함유하며 호기적 조건에서 음식물 쓰레기를 신속하게 발효시켜 소멸하는 능력이 우수하고, 음식물쓰레기의 소멸발효처리 과정에서 악취방지효과가 우수할 뿐만 아니라, 처리 산물이 해충의 방어에도 탁월한 효과를 나타낸다.

Description

음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제, 이를 이용한 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리 방법 및 그 발효처리 산물의 용도 {Microbial agent for aerobic food waste treatment, method for aerobic food waste treatment using same, and use of its treatment product}
본 발명은 음식물 쓰레기의 소멸 처리에 관한 것으로서, 특히 호기성 조건에서 음식물 쓰레기를 생물학적으로 악취 없이 속성으로 소멸발효처리하는데 유용한 미생물 제제, 이를 이용한 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리 방법 및 그 발효처리 산물을 이용한 사료 및 비료에 관한 것이다.
통상적으로 음식물쓰레기는 집 밖으로 내보내서 간이 집하장에 모으고, 수거/운송을 하여 재처리시설에서 처리하므로 처리시설 건설에 소요되는 예산과, 수거/운비용, 재처리시설에서의 처리비용은 상상을 초월하여 왔다.
더욱이 음식물쓰레기는 발생 후 시간의 경과에 따라 특히 하절기에는 부패에 가속도가 붙어 액상으로 변하면서 세균에 의한 악취, 해충, 침출수 등으로 환경오염을 유발하였으며, 또한 액상으로 변한 고농도의 폐수는 해양투기에 의존하여 왔으나, 2013년부터는 이나마 해양투기 전면금지에 직면해 있는 현실이다.
해양투기전면 금지는 고농도의 폐수처리 방법이 없는 상황에서 이를 강제적으로 규제하기에는 정부에서도 역부족인 현실이며, 쓰레기 대란을 우려하지 않을 수 없다.
음식물 쓰레기를 자원화하기 위해 건조방법을 유도하고 있지만 음식물특성상 염분에 의한 간장 다림 냄새와 같은 악취와 부패에 의한 악취가 어우러져 재처리시설 주변의 생활환경을 오염시켜왔으며, 시설 주변의 땅값을 떨어트리는 사태까지 발생시키고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 사료나 비료 등으로 재활용하는 방법이 제안되어 있다.
예를 들어, 특허등록 제10-391267호에는 남은 음식물을 분쇄하여 생죽형태로 얻고, 이를 90~100까지 가온하여 유해미생물의 살균과 불쾌취를 제거한 다음, 50~60로 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 남은 음식물에 원료사료중 1/4을 혼합하고, 하나 이상의 바실러스균을 투입시키는 단계; 투입후 약 20분 간격으로 3~5분간 교반시키면서 12시간 이상 발효시키는 단계; 및 상기 바실러스균으로 발효시킨 혼합사료에 나머지 원료사료(3/4)를 혼합시키고, 유산균으로 페디오코커스 에시디락티시(Pediococcus acidilactici; 기탁번호 KFCC-11097)을 첨가하여 발효시키는 단계;를 포함하는 발효사료의 제조방법이 기술되어 있다.
특허 등록 제10-90913호에는 멸균상태의 음식폐기물 탈리액 100중량부에 액상의 유용 미생물군 20~30중량부를 혼합한 후 35~40에서 혐기성 발효시키는 1차 발효단계와; 상기 1차 발효된 탈리액 100중량부에 액상의 유용 미생물군 5~15 중량부를 혼합한 후 25~30에서 혐기성 발효시키는 2차 발효단계;를 포함하는 음식폐기물 탈리액의 액체비료화 방법이 기술되어 있다.
특허 등록 제10-581738호에는 음식물쓰레기와 돈분, 인분, 하수슬러지(오니) 등과 같은 유기성폐기물의 소각처리 또는 자원화에서 발생하는 악취를 미생물을 이용하여 방지하는 방법으로 유기성폐기물을 수거하기 전, 유기성폐기물 발생처 또는 수집용기에 효모 등 미생물을 살포하여 운송하는 방법이 기술되어 있다.
특허 등록 제 10-245607호에는 음식물 쓰레기나 식품 폐기물 등을 미강(米糠)과 혼합영양제를 혼합함과 아울러 유효 미생물로 발효처리하거나 또는 별도 설치한 반응조에서 에스테르화로 증류하는 방법과 그 장치에 의하여, 동식물의 생육촉진 및 성장에 사용하는 발효사료 및 발효제와 토양개량, 수질정화제, 악취제거제 및 방충제 등에 사용할 수 있는 유용물질과, 그리고 산업용으로 사용할 수 있도록한 알콜을 얻을 수 있도록 한 방법이 기술되어 있다.
특허 등록 제10-280865호에는 음식물 쓰레기에 중량비 0 내지 35%의 톱밥, 밀기울, 쌀겨, 싸래기, 깻묵 등의 부재료를 첨가하여 수분함량을 40 내지 75%로 조절한 후 유산균류(Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faecalis, Bacillus subtilis), 곰팡이류(Aspergillus oryza, Aspergillus niger) 및 효모류(Saccaromyces cerevisiae) 등의 발효제를 첨가하여 0.01 내지 15일간 발효시켜 발효사료를 제조하는 방법이 기술되어 있다.
특허 등록 제10-277347호에는 돼지의 분변으로부터 분리한 유산균인 락토바실러스 퍼멘텀 KY 2524 (기탁기관: 한국종균협회, 기탁일자: 1998년 11월 18일, 기탁번호: KFCC-11060) 을 이용하여 음식물찌꺼기를 사료화하는 방법이 기술되어 있다.
특허 등록 제 10-279644호에는 음식물 쓰레기를 수집하여 분쇄하는 단계; 톱밥에 미생물 균주를 첨가하고 교반하는 단계; 상기 분쇄된 음식물 쓰레기와 톱밥을 혼합하는 단계; 미생물 균주와 혼합된 상기 혼합물을 통기상태에서 발효숙성시키는 단계; 및 발효가 완료된 재료를 저작 또는 섭식이 용이한 사료 형태로 제형화하는 단계로 이루어지는 사료의 제조방법으로서, 상기 음식물 쓰레기와 톱밥의 배합 중량비율은 습윤 정도에 따라 30:70 내지 70:30이고, 숯 제조시에 발생되는 증기를 응축시킨 목초액을 음식물 쓰레기의 수집 직후에 첨가하여 교반함으로써 사료 물질의 부패작용을 중지시키는 단계를 수행하며, 상기 발효 및 숙성 단계에 첨가되는 미생물 균주는 공지의 고온호기성 아포균, 유산균류(lactobacilus), 사상균류(fungi)중 phycomycetes에 속하는 털곰팡이 및 ascomycetes에 속하는 효모(yeast), 그리고 방선균류(actinomycetes)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 호기성 미생물로서 1 내지 2kg/t의 양으로 첨가되며 통기조건하에서 2주 내지 3주간 발효를 진행시킨 후 제형화시키는 방법이 기술되어 있다.
2006년 04월 11일 대한민국 특허 등록번호 제 10-0571999호 음식물소멸용 미생물 및 그 미생물의 번식촉진용 영양물이 첨가된 발효 종균제는 음식물 쓰레기의 발효소멸능력이 우수한 미생물 및 그 미생물을 함유하고 있는 발효 종균제에 관한 것인데, 여기서 사용되는 미생물은 신규한 바실러스 아밀로리퀴파시엔스 스트레인 SBB-291, 사카로마이세스 세레비지애, 락토바실러스 파라카세이와 신규한 피키아 데세르티콜라 스트레인 SYB-81로서, 이들을 단독 또는 두 가지 이상 혼합하고 미생물번식촉진용 영양물을 첨가하여 음식물 소멸용 발효 종균제로 이용한다.
이와 같이 음식물쓰레기 소멸처리를 위한 다양한 방법들이 제안되어 있지만 음식물쓰레기의 특성상 부패를 방지하고 초기에 빠른 발효와 함께 악취를 제거할 수 있는 효과적인 기술 개발이 더욱 요구되고 있다.
본 발명은 음식물 쓰레기를 호기성 조건에서 악취를 유발함이 없이 빠른 속도로 분해제거하여 처리할 수 있으며 처리 산물을 사료, 비료 등에 이용할 수 있도록 하는, 신규 유용의 진보된 기술을 제공하는 데에 주된 목적이 있다.
상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면, 호기성 조건에서 음식물쓰레기를 소멸발효처리하기 위한 미생물제제로서, 류코노스톡 메센트로이드 (Leuconostoc mesenteroides) 및 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스 (Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus)를 함유하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제가 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 바이쎌라 사이바리아(Weissella cibaria)를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제가 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 아이싸첸키아 오리엔탈리스(Issatchenkia orientalis)를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제가 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 상기한 미생물 제제를 이용하여 음식물 쓰레기를 호기적 소멸발효처리하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법이 제공된다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 미생물 제제를 교반식 처리조에 넣어 배양하는 단계;
혼합미생물이 배양되는 처리조 내에 음식물 쓰레기를 투입하고 주기적인 교반과 급수를 하면서 음식물 쓰레기를 호기성 조건하에서 발효시키고 발효 산물 중 액상 발효 산물을 배출하는 단계;
발효에 의해 음식물 쓰레기의 양이 소정의 정도로 감소할 때 추가로 음식물쓰레기를 재투입하는 단계;를 포함하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법이 제공된다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 액상 발효 산물을 여과하여 슬러지(SS)를 분리하는 단계를 더 포함하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법이 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 상기한 방법으로 생산되는 슬러지(SS)가 함유된 것을 특징으로 하는 사료가 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 상기한 방법으로 생산되는 슬러지(SS) 및 여과액이 함유된 것을 특징으로 하는 액상비료가 제공된다.
본 발명에 의하면 음식물 쓰레기를 악취를 발생함없이 연속적으로 신속하게 처리할 수 있으며, 처리 산물을 비료, 사료 등과 같은 유용물질로 전환하여 재사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법을 구현하는데 사용하기에 바람직한 교반식 처리조의 내부구성을 보이는 사시도,
도 2는 음식물 쓰레기 발효처리 성능 테스트를 촬영한 사진,
도 3은 도 1의 구조를 갖는 처리조에서 미생물 투입전의 상태를 촬영한 사진,
도 4는 도 3의 처리조에 음식물 쓰레기를 투입한 상태를 촬영한 사진,
도 5는 도 3의 처리조에서 음식물 쓰레기의 투입 후 교반하는 과정에서 쵤영한 사진,
도 6은 도 3의 처리조에서 음식물 쓰레기의 분해후 슬러지(SS)를 수집하는 과정에서 촬영한 사진,
도 7은 수집된 슬러지(SS)를 분리하는 것을 촬영한 사진,
도 8은 배출수의 여과에 사용된 0.4mm 타공망의 사진,
도 9는 배출수를 도 8의 타공망으로 여과하여 얻은 슬러지(SS)의 자연건조상태를 촬영한 사진.
도 10은 배출수의 여과액을 비료로 사용하여 배추 재배한 상태를 촬영한 사진.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에 따르는 미생물 제제는 호기성 조건에서 음식물쓰레기를 소멸발효처리하기 위한 미생물제제이다. 본 미생물 제제는 필수 미생물로서 류코노스톡 메센트로이드 (Leuconostoc mesenteroides )와 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스 (Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus)를 함유하며, 선택 미생물로서 바이쎌라 사이바리아(Weissella cibaria), 아이싸첸키아 오리엔탈리스(Issatchenkia orientalis) 또는 이들의 혼합 미생물을 더 함유할 수 있다.
본 미생물 제제의 필수 미생물인 류코노스톡 메센트로이드는 항생물질인 박테리오신을 분비하여 잡균의 번성을 억제하는 것으로 알려진 미생물이며, 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스는 유산균군에 속하는 미생물로 요구르트생산에 사용되며 젖산발효로 유용물질과 향미물질을 만들어내는 것이 알려진 미생물이다.
본 미생물 제제의 선택 미생물인 아이싸첸키아 오리엔탈리스는 효모군에 속하는 미생물로 과일 쥬스나 맥주 등에서 분리되는 미생물이고, 바이쎌라 사이바리아는 김치유산균의 일종이다.
이들 미생물은 공지 균주로 시판되거나 공인기관에서 분양이 가능하며, 기탁번호는 다음과 같다:
류코노스톡 메센트로이드 : ATCC 8293
락토바실루스 델브루에키 subsp. 불가리쿠스 : KCTC 3675, 13412, 13756
아이싸첸키아 오리엔탈리스 : KCTC 7277
바이쎌라 사이바리아 : KCTC 3807, 3817, 13303, 13351, 13356, 13427.
아이싸첸키아 오리엔탈리스는 효모의 일종으로 호기성 미생물이며, 락토바실루스 델브루에키 subsp. 불가리쿠스, 류코노스톡 메센트로이드, 바이쎌라 사이바리아는 유산균으로 이들 균주는 통성,혐기성 균주이다.
상기한 미생물들 중 어느 한 미생물을 단독 사용하면 음식쓰레기의 무기화 정도가 낮아 많은 처리시간을 필요로 하고, 다량의 음식 쓰레기를 연속적으로 처리하기 위해서는 처리장치를 상당히 큰 규모로 설계하여야 하나, 상기한 조합의 미생물 제제를 사용하는 경우에는 전자의 경우에 비해 음식쓰레기의 무기화 정도가 상당히 높고 발효시간이 크게 단축되어 음식쓰레기 처리 장치를 소규모로 설계하여도 다량의 음식쓰레기를 정상적으로 연속처리할 수 있는 효과가 있다.
상기한 바와 같은 필수 미생물들로 이루어진 본 발명의 미생물 제제나, 상기 필수 미생물과 상기 선택 미생물로 이루어진 본 발명의 미생물 제제는 호기적 조건에서 음식물 쓰레기를 신속하게 발효시켜 소멸(액상으로 분해)하는 능력이 우수하고, 음식물쓰레기의 소멸발효처리 과정에서 악취방지효과(탈취 효과)가 우수할 뿐만 아니라, 처리 산물이 해충의 방어에도 탁월한 효과를 나타낸다.
이제, 본 발명에 따르는 미생물제제를 이용하여 음식물 쓰레기를 호기적 소멸발효처리하는 방법을 바람직한 실시구현의 방법으로 설명하기로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따르는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법은
상기한 미생물 제제를 교반식 처리조에 넣어 배양하는 단계;
상기 미생물이 배양되는 처리조 내에 음식물 쓰레기를 투입하고 주기적인 교반과 급수를 가하면서 음식물 쓰레기를 발효시키고 발효 산물 중 액상 발효 산물을 배출하는 단계;
발효에 의해 음식물 쓰레기의 양이 소정의 정도로 감소할 때 추가로 음식물쓰레기를 재투입하는 단계;를 포함한다.
상기한 바와 같은 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법에 의하면 음식물 쓰레기의 처리 초기에는 음식물 쓰레기에는 부패균이 포함되어 있어 부패 냄새가 나지만 일정시간이 경과한 후에는 구수한 냄새가 나게 되는데, 그 이유는 유산균의 중요한 기능 중의 하나인 항균성 물질인 박테리오신 (bacteriocin)을 생성하여 유해 미생물을 억제하는 기능이 있어 처리가 진행되면서 사용된 미생물 군이 우점종이 되고 음식물 쓰레기와 함께 유입된 부패균은 사멸되기 때문인 것으로 추정된다.
또한, 본 발명에 따르는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법에는 배출되는 액상 발효 산물을 여과하여 슬러지(SS)를 분리하는 단계를 더 포함시키는 것이 바람직하다. 그 이유는 액상 발효 산물을 분리하여 얻은 슬러지(SS)는 음식물의 발효로 얻을 수 있는 각종 영양성분이 풍부하고 항생효과가 있어서 가축 사료 첨가제로 유용하며, 또한 여과액에는 식물생장에 유용한 각종 수용성 성분과 토양개질에 유용한 미생물이 풍부하여 그 자체를 비료로 사용할 수도 있고, 퇴비, 액비 등과 같은 비료의 첨가제로 사용하여도 효과적이기 때문이다. 도 10은 여과액을 비료로 사용하여 재배한 배추밭의 상태를 촬영한 사진으로, 본 발명에 의해 얻어지는 처리산물이 비료로 유용함을 알 수 있다.
특별히 제한하기 위한 것은 아니지만, 본 발명에 따르는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법에서 교반식 처리조로는 호기성 조건을 유지하는 것이 편리한 본 출원인의 선등록 특허 제10-277347호 및 제10-351177호에 기술된 장치를 이용하는 것이 바람직하다.
도 1은 특허 제10-351177호의 장치에 사용되는 교반식 처리조의 내부구성을 나타낸 것이다. 도시되는 처리조(10)는 노즐(54)과, 교반축(13)과, 교반날(30)과, 배출가이드(40)와, 히터(50)와, 온수자켓(51)과, 제1 및 제2 세척노즐(41,42)과, 습도조절 및 탈취 수단(60)과, 보온재(7)와, 프레임(70)을 구비한다.
상기한 처리조(10)에서 본 방법을 구현하는 것에 관하여 예시적인 방법으로 설명하기로 한다.
우선 처리조(10) 내에 입도가 4 내지 8 범위의 목재칩(2)을 처리조(10)에 대해 35 내지 45부피% 범위가 되도록 투입하고, 액상의 미생물 제제를 처리조(10)의 용량에 비례하여 투입한다.
다음, 온수 또는 냉수(6)를 상부에서 노즐(54)을 이용하여 여러 방향으로 주기적으로 분사하면서 처리조(10) 중앙에 설치된 교반날(30)에 의해 혼합 및 연질, 연삭 기능과 휴지가 8 내지 12시간 동안 반복된다.
다음, 처리조(10)의 프레임(70)의 상부 전방측에 부착된 덮개(71)를 통해 처리조(10)에 대해 45 부피% 이하 범위가 되도록 음식물쓰레기(3)를 투입한다.
다음, 물(6)을 상부에서 노즐(54)을 이용하여 여러 방향으로 주기적으로 분사하여 미생물이 생성한 점액질을 세척하면서 처리조(10) 중앙에 설치된 교반날(30)에 의해 혼합 및 연질, 연삭과 휴지가 10 내지 14시간 동안 반복되면서 음식물쓰레기(3)를 무기물화시킨다.
또한, 처리조(10)의 상부 일측에서 통공되도록 형성되는 공기유입구(62)를 통해 블로워 또는 팬(61)으로부터 공급되는 외부 건공기에 의해 충분한 산소가 공급됨과 동시에 내부 습공기는 밀려서 상부 타측에 위치된 넘침물배출구(63)를 통해 배출된다.
상기 음식물쓰레기의 발효개시 5시간 이후부터는 유기물인 음식물쓰레기 대부분이 분해되고 석회성분을 포함한 잔류물만 소량 남게 되므로, 다른 음식물쓰레기를 재차 투입할 수 있다.
처리조(10) 하부로 낙하되는 무기질이 포함된 액체를 배출가이드(40)를 따라 배출시키면서 동시에 처리조(10)의 하측 타공부(12)를 제1 및 제2 세척노즐(41,42)을 이용하여 세척하고; 교반 및 세척 등의 작동을 정지하고 미생물이 활발하게 배양 및 분해 활동을 할 수 있도록 휴지기를 둔다.
상기 휴지기는 모든 공정 중에서 제일 중요하다고 해도 과언이 아닐 정도로 중요하다. 미생물도 살아있는 생물이라 계속적으로 교반 및 연질,연삭하는 동안에는 활동을 정지하여 극히 제한적인 소화작용을 하게 된다. 이러한 미생물의 습성을 고려하여 교반 및 연질, 연삭 보다 더 많은 시간을 휴지에 할애하여야 발효가 매우 효과적으로 일어나게 된다.
일반적인 음식물 미생물 처리기의 경우 매월 또는 3~4개월마다 주기적으로 미생물을 투입해야 하며, 투입 시마다 비용이 발생하나, 상기한 처리기(10)에서는 본 발명에 따르는 미생물들이 호기적 분위기하에서 스스로 증식하므로 배양을 계속할 수 있어 미생물을 재투입하지 않고도 반 영구적으로 음식물쓰레기 소멸처리가 가능하게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다.
[비교 실험]
효모(Yeast)인 사카로미세스 세레비지아에(Saccharomyces cerevisiae)와, 유산균(Lactic acid bacteria)인 락토바실루스 카제이(Lactobacillus casei ), 락토바실루스 플란타룸(L.plantarum ), 락토바실루스 람노수스(L.rhamnosus ) 각각의 균주를 도 1의 구조를 가지며 자동 조절에 의해 운전되는 교반식 처리조에서 다음과 같은 조건으로 음식물 쓰레기를 호기적 소멸발효처리하였다.
1. 교반식 처리조에 2Kg의 톱밥(칩)과 2L의 물을 넣고 37℃로 발효기의 온도를 유지시킨다. 단, 교반식 처리조의 용량에 따라 톱밥량과 물의 량은 비례적으로 조절한다.
2. 균주를 교반식 처리조에 넣어 접종하고 1분간 교반한 후 47℃에서 24시간 균주를 배양한다.
3. 균주가 배양된 교반식 처리조에 음식물쓰레기 3Kg을 투여한다.
4. 음식물이 투여된 교반식 처리조에 2L의 물을 넣고 교반식 처리조를 6분간 교반하고 1시간 동안 음식물 쓰레기를 발효한 후 발효액을 배수시킨다.
5. 4번의 과정을 4회 시행한다.
처리시간에 따른 잔류 음식물 쓰레기의 양을 측정하고 냄새발생 여부를 관찰하였다. 그 결과는 하기 표 1에 제시된다.
발효
시간		 S. cerevisiae L. casei L. plantarum L. rhamnosus 무접종
0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
1 3.0 3.0 2.9 3.0 3.0
2 2.8 2.9 2.8 2.8 3.0
3 2.7 2.8 2.8 2.7 3.0
4 2.7 2.8 2.8 2.7 3.0
5 2.7 2.8 2.8 2.6 2.9
냄새 주정냄새 무취 무취 무취 악취발생
사카로미세스 세레비지아에, 락토바실루스 카제이, 락토바실루스 플란타룸의 경우 균주의 접종 1시간 후부터 악취는 소멸되었으나, 발효 처리 능력과 음식물의 섬유질 발효 분해 능력이 매우 저조하였다. 그리고, 발효 진행 중에 모든 발효기의 기기 상층 면에 흰색의 곰팡이가 자라는 것이 관찰되었다. 또한, 사카로미세스 세레비지아에는 알코올 발효를 하므로 주정 냄새를 발생하며, Lactobacillus casei, L.plantarum,L.rhamnosus의 3 균주는 음식물 쓰레기 분해 능력이 현저히 떨어짐이 관찰되었다.
[실시예 및 비교예]
효모인 아이싸첸키아 오리엔탈리스(A)와 유산균인 바이쎌라 사이바리아(B), 류코노스톡 메센트로이드(C), 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스 (D)의 4 균주를 이용하여 표 2에 나타낸 바와 같이 조합하여 후술되는 바와 같은 호기적 조건에서 음식물 쓰레기를 소멸발효처리하였다. 처리과정은 다음과 같다.
먼저, 위 비교실험에서 사용한 것과 같은 교반식 처리기에 톱밥 2 Kg을 넣고 물로 충분히 씻어준다. 발효기기 내부의 온도 30~37℃를 확인 후 조합 균주 40ml을 접종한다. 조합 균주를 접종 한 후 47℃에서 24시간 배양시킨다.
음식물 쓰레기는 발효 시작 0 시간에 3.0 Kg을 투입하고 칩과 음식물 쓰레기가 혼합되도록 10분간 교반시킨다. 1시간 동안 음식물 쓰레기를 발효한 후, 자동으로 2L의 물이 주입 되면서 10분간 혼합/교반 하여 발효액을 배출시킨다. 그리고, 매 시간 마다 자동으로 물의 주입, 교반, 배출을 4회 실시하였다.
처리시간에 따른 잔류 음식물 쓰레기의 양을 측정하고 냄새발생 여부를 관찰하였으며, 배출수에 파리가 꼬이는 지를 관찰하였다. 그 결과는 표 2에 제시된다. 표 2의 파리관찰결과에서 '극성'은 파리가 극성으로 꼬이는 것을, '소극적'은 파리가 거의 꼬이지 않는 것을, '중간'은 '극성'과 '소극적'의 중간 정도로 꼬이는 것을 나타낸 것이다.
발효
시간
(시)		 대조구
(무접종)		 균주의 조합
실시예 1
A+B+C+D		 실시예 2
B+C+D		 실시예 3
C+D		 비교예 1
A+B		 비교예 2
A+B+C		 비교예 3
B+C
0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
1 3.0 2.9 3.0 2.9 2.9 2.9 3.0
2 3.0 2.7 2.9 2.6 2.4 2.5 2.0
3 3.0 2.5 1.7 1.7 2.4 2.3 1.7
4 3.0 1.5 0.9 0.7 2.3 1.1 0.5
5 2.9 0 0 0 0.3 0 0.1
냄새여부 악취발생 무취 무취 무취 무취 무취 무취
파리관찰 극성 소극적 소극적 소극적 극성 극성 중간
상기 결과로부터 본 발명에 따르는 실시예의 경우 3Kg의 음식물 쓰레기를 액상 발효 분해로 완전히 처리하였음을 알 수 있고, 또한 음식물 쓰레기에서 발생하는 심한 악취는 액상 발효 분해기기에 투입 후 1시간이 경과 되면서부터 완전히 제거되는 효과가 있음을 알 수 있다. 배출수에서 파리의 모임현상을 관찰한 결과 류코노스톡 메센트로이드 (Leuconostoc mesenteroides ), 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스 (Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus)가 조합된 배출수에서는 파리의 모임이 현저히 떨어지는 결과가 있음을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따르는 미생물 제제의 경우 호기적 조건에서 음식물 쓰레기의 액상 발효 분해 능력, 탈취 효과 및 해충의 방어에도 탁월하다는 것을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 호기성 조건에서 음식물쓰레기를 소멸발효처리하기 위한 미생물제제로서, 류코노스톡 메센트로이드 (Leuconostoc mesenteroides ) 및 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스 (Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus)를 함유하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제.
  2. 제 1 항에 있어서, 바이쎌라 사이바리아(Weissella cibaria), 아이싸첸키아 오리엔탈리스(Issatchenkia orientalis) 또는 이들의 혼합 미생물을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제.
  3. 상기 청구항 1 또는 2 기재의 미생물 제제를 이용하여 음식물 쓰레기를 호기적 소멸발효처리하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 미생물 제제를 교반식 처리조에 넣어 배양하는 단계; 혼합미생물이 배양되는 처리조 내에 음식물 쓰레기를 투입하고 주기적인 교반과 급수를 하면서 음식물 쓰레기를 호기성 조건하에서 발효시키고 발효 산물 중 액상 발효 산물을 배출하는 단계; 및 발효에 의해 음식물 쓰레기의 양이 소정의 정도로 감소할 때 추가로 음식물쓰레기를 재투입하는 단계;를 포함하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 액상 발효 산물을 여과하여 슬러지(SS)를 분리하는 단계를 더 포함하는 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리방법.
  6. 상기 청구항 5 기재의 슬러지(SS)가 함유된 것을 특징으로 하는 사료.
  7. 상기 청구항 5 기재의 슬러지(SS) 및 여과액이 함유된 것을 특징으로 하는 비료.
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