KR20120108831A

KR20120108831A - 미생물대사산물과 구연산을 이용한 유기성폐기물 악취제거 방법

Info

Publication number: KR20120108831A
Application number: KR1020110027179A
Authority: KR
Inventors: 박병은
Original assignee: 박병은
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-05

Abstract

본 발명은 구연산과 미생물제제, 미생물대사산물인 효소제를 이용하여 악취로 오염된 축산분뇨 및 유기성폐기물, 사람이 생활하는 실내외에 분무기, 분사기, 가습기에 투입시켜 분사하는 방법으로 암모니아, 트리메틸아민, 포름알데하이드 악취를 제거하여 공기에 가습과 함께 공기를 탈취하며 항균작용으로 유해균을 억제하고, 미생물제제와 대사산물인 효소의 특유의 냄새를 제거하므로서 다양한 곳에서 사용할 수 있는 방법을 제공한다.

Description

미생물대사산물과 구연산을 이용한 유기성폐기물 악취제거 방법{Odor Removal method of organic Wasteusing microbial metabolites and citric acid}

본 발명은 미생물 배양배지에 유용종균을 접종시켜 발효한 액상과 구연산을 혼합하여 축산분뇨 및 음식물쓰레기처리장, 사람이 생활 또는 주거하는 곳에서 발생하는 악취가 발생하는 곳에 분무기 또는 분사할 수 있는 장치에 넣어 악취를 제거하는 기술이다

본 발명은 유용미생물들과 구연산이 악취를 제거한다는 사실에서 착안하여 축산분뇨 및 음식물쓰레기처리장, 사람이 생활 또는 주거하는 곳 등에서 악취를 제거하기 위해 안출 되었다.

악취가 나는 음식물쓰레기 및 축산분뇨, 사람이 생활 또는 주거하는 곳 등 유기성폐기물에서 나오는 악취의 대부분인 암모니아와 트리메틸아민은 알칼리성계열로 중화시키기 위해 초산발효를 하고 PH에 강한 미생물(Issatchenkia orientalis KCCM 50563)을선택 후 미강을 추출한 배지에 발효하여 식품첨가용 구연산(citric acid)을 첨가 후 음식물쓰레기 및 축산분뇨에 분사하여 암모니아 악취를 해결하는 기술이다.

기존유용미생물을 이용한 악취제거 기술의 문제점은 악취제거가 확실하지 못했다. 이는 유용미생물들이 발효하면서 나오는 미생물대사물질인 효소가 알칼리성계열 암모니아, 트리메틸아민 악취를 중화시키기에는 양이 만치 않았기 때문이다. 유기성폐기물과 축산분뇨 등 알칼리성계열의 악취를 제거하면서 발효하여 근본적인 악취발생을 개선하고 제거하는 것이 과제이다.

본 발명은 유기성폐기물 및 축산분뇨 등에서 발생하는 악취는 알칼리성계열의 악취로 미생물의 활성저하에 따라 악취와 파리 등 환경문제가 발생되고 효율적으로 사용되지 못하는데 착안하여 PH가 중성과 산성에서 활동적인 미생물을 선택하고 미생물의 생육에 활성화 하면서 전혀 지장이 없고 알칼리성계열 악취를 중화시킬 수 있는 방법으로 구연산(citric acid)을 미생물과 같이 응용이 가능하다는 판단에 따라 다양한 방법으로 실험한 결과 상기에서 선택한 미생물(Issatchenkia orientalis KCCM 50563)과 생육과 활성에 전혀 문제가 없었으며 다른 바실러스계열 미생물의 생육과 활성에도 전혀 문제가 없고 미생물에 활성과 생육에 효적적임을 확인하게 되었다.

구연산(citric acid)은 백색의 분말로 냄새가 없으며 강한 산미를 가진다. 주로 청량음료수, 혼성주, 캔디, 젤리, 잼, 빙과, 통조림 등의 산성조미료 및 식용유의 산패방지제(synergist)로서 널리 사용되는 매우 안전한 물질이다.

본 발명의 유기성폐기물 및 축산분뇨, 사람이 생활 또는 주거하는 곳 등에서의 알칼리계열 악취를 상기 미생물배양액과 구연산을 주원료로 하여 상기에 분사하여 악취제거 효과를 극대화시키는 효과가 있으며, 특히 축산분뇨 악취의 저감을 위해 들이는 경제적 손실을 해소할 수 있다.

본 발명의 유기성폐기물처리방법에서 필터를 통과한 미생물과 미생물대사물질인 효소와 구연산은 분무장치를 통해 분무시 노즐을 막지 않는 장점이 있다.

본 발명은 유기성폐기물 및 축산분뇨와 인분 등 수분이 많은 유기성폐기물을 간단히 분사하여 알칼리계열의 암모니아, 트리메틸아민 등 악취를 제거할 수 있으며 구제역바이러스를 제거할 수 있다. 또한 기존 유용미생물효과보다 20배이상 악취를 빠르게 제거하고 효과도 길어 축산농가의 처리비용을 획기적으로 절감과 파리발생을 예방함으로 쾌적한 환경을 조성에 효과가 있다.

"구연이란?" 시트론 citron의 한자명이며, 시트론을 비롯하여 레몬이나 덜 익은 광귤 등 감귤류의 과일에 특히 많이 함유되어 있는 데에서 연유한다. 영어명인 citric acid의 citric도 감귤류를 뜻하는 그리스어인 citrus에서 유래한 것이다. 화학식 C6H8O7. 물에탄올에 잘 녹는다.

물에서 결정시키면 1분자의 결정수를 지닌 큰 막대 모양 결정이 생긴다. 가열하면 무수물이 되는데, 이것은 녹는점이 153이다. 온도를 더 올리면 175에서 아코니트산이 되고, 고온에서는 이타콘산 무수물이나 전위 생성물인 시트라콘산 무수물 및 아세톤다이카복실산을 생성한다.

당류를 기질로 하여 미생물을 배양했을 때, 배양액 속에 시트르산이 축적되는 현상을 볼 수 있는데 이것을 시트르산발효라 한다. 여러 배양방법이 연구되어 지금은 세계에서 생산되는 시트르산 총량의 90%가 이 발효법에 의해서 만들어진다. 시트르산발효를 일으키는 미생물로는 보통 검정곰팡이가 사용되는데, 산성(pH 23)에서 약 30, 710일간 발효시키면 시트르산을 얻을 수 있다.

TCA회로를 구성하는 한 요소로 시트르산은 고등동물의 물질대사에서 중요한 구실을 한다. 또한 체내의 칼슘흡수를 촉진시키는 작용도 알려져 있다. 용도로는 과즙청량음료에 첨가하거나, 의약품이뇨성 음료에 신맛을 내는 외에 분석시약으로도 사용된다. 또 혈액응고에는 칼슘이온이 필요한데, 시트르산은 칼슘이온을 포착하므로 혈액응고저지제로 사용된다.

"유용미생물"이라함은 자연계에 존재하는 것으로 유기물을 분해하여 무기물로 만드는 역할을 하는 것으로 일반적으로 효모, 고초균, 곰팡이균, 누룩균, 광합성세균, 방선균 등 수많은 종으로 자연에 존재하는 균총을 의미한다. 더욱 바람직하게는 발효능력이 우수한 유용세균으로 유해균을 억제하는 강력한 대사물질 박테리오신을 형성하는 다종류의 미생물을 사용함이 바람직하다.

미생물제제에 구연산을 넣고 유용미생물 생육실험한 결과 생육에 전혀 지장이 없는 것으로 확인되었다.(표 1)

구연산 농도에 따른 pH변화 및 균수변화

	pH	정제수 10배 희석 후 pH	효모수 (cfu/g)	유산균수 (cfu/g)
미생물제제원액	3.62	4.24	1.2x10⁷	4.6x10⁷
2% 구연산	2.15	3.08	1.3x10⁷	4.2x10⁷
4% 구연산	1.92	2.83	1.610⁷	3.8x10⁷
6% 구연산	1.81	2.75	1.3x10⁷	3.5x10⁷

미강 100kg, 설탕 75kg, 물 2,000리터를 추출기에 투입시켜 121로 가열하여 영양소를 추출한 액체배지에 효모(Issatchenkia orientalis KCCM 50563)와 Lactobacillus casei, Lactobacillus brevis, Bacillus subtilis 등 6개의 종균을 접종하여 24시간 발효시킨 결과 cc당 평균 생균수 6.5억 마리와 다량의 효소를 함유한 액체미생물제제가 생산되었다. 이 미생물제제를 분무기에 취향에 맞는 천연향료 또는 일반향료 적당량을 희석하여 불쾌한 냄새가 발생한 실내공기에 분사시킨 결과 분사 후 즉시 악취의 주범인 암모니아 96%, 트리메틸아민 94%가 탈취 된 것을 확인하였다. 또한 새집증후군의 주범인 포름알데하이드는 분무 후 85.4%가 탈취되어 아토피와 호흡기질환이 심한 가정에 권장하여 실험한 결과 역한 냄새가 사라지고 아토피가 빠르게 호전된다는 사실을 확인하였다. (표2,3,4)

상기 실시 예1의 미생물제제를 고액분리장치인 원심분리기 또는 0.1마이크로필터를 통과하여 분리하여 반고체인 미생물은 제외하고 효소액상의 효과를 검증하고자 분무기 1리터에 효소액상을 넣어 사용한 결과 원액을 사용한 실시 예1과 유사한 효과가 확인되었고 새집에서 발생하는 냄새 역시 효과가 대동소이한 것으로 확인되었다.

상기 실시 예2 실험에서 사용되지 않은 반고체의 미생물을 동결건조시켜 분쇄한 분말의 효능을 검증하고자 분무기, 분사기, 가습기 용수의 300대 1로 희석하여 새집 냄새로 고생하는 가정에 공급하여 그 결과를 확인한 결과 실시 예1의 효과에는 미치지 못했으나 효과가 있다고 평가되었다.

실시 예1의 액체미생물제제를 50대 1로 농축시켜 아토피학생이 있는 가정과 비염으로 고생하는 가정에 공급하여 효과를 검증한 결과 상기 실시 예2와 유사한 효과가 확인되었다. 또한 상기 미생물제제에 허브나 박하 또는 방향제를 첨가하면 실내환경이 더욱 개선되고 악취도 해소하는 일석삼조의 효과를 기대할 수 있는 것이다.(표4)

상기 실시 예1의 미생물제제 20리터에 구연산 1kg을 넣고 정제수 180리터를 넣어 희석하여 축산분뇨 및 음식물쓰레기에 분사한 결과 상기 실시 예1의 효과보다 초기 효과가 더 좋았으며, 악취저감일은 15일정도로 매우 길게 확인되었다.

상기 실시 예2의 미생물대사물질인 효소액상 20리터에 구연산 1kg를 넣고 다시 정제수 180리터를 넣고 희석하여 축산분뇨 및 음식물쓰레기에 분사한 결과 상기 예5의 효과가 같은 것으로 확인 되었다.

Claims

미생물을 배양한 액체미생물제제에 정제수, 천연향료 또는 일반향료를 희석하여 분무기, 분사기, 가습기 등에 투입시켜 사용하는 것이 특징인 새집증후군 및 실내외 공기를 탈취하는 방법.
제1항에 있어서 상기 액체미생물제제를 고액분리한 액체 또는 고체를 분무기, 분사기, 가습기 등에 투입시켜 사용하는 것이 특징인 새집증후군 및 실내외 공기를 탈취하는 방법.
제1항에 있어서 상기 액상미생물제제를 농축시켜 분무기, 분사기, 가습기에 투입시켜 사용하는 것이 특징인 새집증후군 및 실내외 공기를 탈취하는 방법.
제1항에 있어서 상기 액상미생물제제에 허브 등 방향물질을 희석한 것이 특징인 새집증후군 및 실내외 공기를 탈취하는 방법.
제1항에 있어서 상기 액상미생물제제에 구연산을 희석한 것이 특징인 축산분뇨 및 유기성폐기물 악취제거 방법.
제1항에 있어서 상기 효소액상과 구연산을 희석한 것이 특징인 축산분뇨 및 유기성폐기물 악취제거 방법