KR20130066758A - 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농업부산물을 이용하여 퇴비를 만드는 방법에 관한 것으로서,
농업부산물을 분쇄하는 단계와; 분쇄된 농업부산물와 황토를 혼합하는 단계와; 상기 혼합단계의 혼합물을 펠릿으로 성형하는 단계와; 상기 성형단계의 성형된 펠릿을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법이다. 혼합물의 황토첨가율는 5% 내지 20%의 부피비로 한다.
본 발명의 황토 첨가 퇴비용 펠릿은 점착제로 황토를 사용함으로써, 펠릿이 쉽게 부서지지 않으며 토양에 잘 침전되는 효과가 있다. 또한, 태워버리거나 방치되는 볏대 또는 보릿대를 사용함으로써, 자원재활용의 효과가 있다. 그리고 주재료인 볏대 또는 보릿대는 일반적으로 농촌에서 구하기 쉽고, 가격이 저렴하다는 이점이 있다.

Description

황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법 {Manufacturing method of compost pellets containing loess}

본 발명은 펠릿형태의 퇴비제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볏대와 황토 또는 보릿대와 황토를 혼합하여 쉽게 부스러지지 않고 토양에 잘 흡수되는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법에 관한 것이다.

유기 농업이란 농약과 화학비료를 사용하지 않고, 유기물과 미생물 등 자연적인 자재를 사용한 농법이다. 유기 농법을 실시하여 토양에 화학비료 대신 퇴비 등의 유기물을 지속적으로 투입하면 상당량의 탄소가 토양에 축적된다. 토양의 탄소는 토양 미생물의 에너지원이 되기 때문에 토양의 탄소함유량이 높을수록 토양의 유기물 및 미생물 함량이 증가한다. 또한, 물과 양분의 이동이 용이하지 못한 경반층의 두께가 감소하여 결과적으로 토양의 지력이 향상된다.

이러한 이유 때문에 유기 농법에서는 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 농업부산물 등을 퇴비의 원료로 사용한다. 퇴비 원료들을 분말형태로 가공하여 사용하기도 하는데, 분말형태는 쉽게 바람에 날려서 균일한 살포가 어렵고 동력기 이용이 힘들다는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 농업부산물 등 다양한 원료를 사용한 펠릿형태의 퇴비가 등장하였다. 이 중 농업부산물을 이용하여 만든 펠릿은 주로 쌀겨, 왕겨가 주원료였다. 대표적으로 대한민국 공개특허 "2003-0017409"의 "쌀겨 펠릿의 제조 방법 및 이에 사용하는 쌀겨 펠릿의 성형 장치"에서는 쌀겨에 물을 첨가하여 혼합하고, 쌀겨를 소정의 함수율로 조정하는 공정과, 이 가수 쌀겨를 압출 성형에 의해 펠릿형으로 성형하는 공정과, 이 펠릿성형품을 건조하는 공정으로 이루어진 쌀겨 펠릿 제조 방법을 제안하였다. 상기 종래기술은 쌀겨에 물, 대두를 짠 비지, 또는 식물성의 고형촉진제를 첨가하여 함수율을 일정수준으로 유지시켜 펠릿형상을 유지할 수 있었다.

하지만, 쌀겨는 구하기가 어렵고, 다른 농업부산물에 비해 상대적으로 높은 가격으로 경제성이 떨어져서 이를 대체할 수 있는 다른 농업부산물이 필요하다. 즉 처리곤란한 농업부산물을 재활용할 수 있으며 가격경쟁력도 높은 원료가 요구되고 있는 실정이다.

쌀겨나 왕겨 이외의 다른 농업부산물을 이용한 것으로서, 대한민국 공개특허 "2009-0120085"의 "볏짚을 이용한 사막녹화방법"에서 볏짚을 엮어 판 형태의 스프레이 시이트를 준비하는 스프레이 시이트 준비단계와; 상기 스프레이 시이트를 사막위에 펼쳐 덮는 스프레이 시이트 설치단계: 사막 위에 펼쳐져 덮은 스프레이 시이트 위에 식물의 씨앗과 모래 및 피트모스를 섞어 동력분무기로 뿌리는 파종 단계; 상기 식물의 씨앗이 파종된 스프레이 시이트 위에 물을 분무하는 수분공급단계 및; 먼저 설치한 스프레이 시이트 위에 새로운 스프레이 시이트를 추가 설치하는 스프레이 시이트 추가 설치단계를 포함하여 이루어진 볏짚을 이용한 사막녹화방법을 제안하였다. 하지만 상기 종래기술은 볏짚을 덮개 형식으로 제작하여 사막 토양을 기름지게 하는 것으로, 농업용 퇴비로 사용하기에는 적합하지 않다.

이러한 이유로 본 발명자는 볏대와 보릿대를 이용한 퇴비용 펠릿을 제조하려는 시도를 하였으나 볏대와 보릿대만으로 제조된 펠릿은 쉽게 부스러지며 논에 녹아 풀어졌을 때 토양에 잘 침전되지 않는다는 문제점이 있었다.

KR 공개특허공보 공개번호 제10-2003-0017409호(2003.03.03) 쌀겨 펠릿의 제조 방법 및 이에 사용하는 쌀겨 펠릿의 성형 장치 KR 공개특허공보 공개번호 제10-2009-0120085호(2009.11.24) 볏짚을 이용한 사막녹화방법

이하 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 본 발명은 농가에서 태워버리거나 방치되어 폐기되는 볏대 또는 보릿대와 천연재료인 황토를 혼합하여 펠릿형태로 만들었을 때 쉽게 부서지지 않고, 퇴비로 토양에 뿌려졌을 때 토양에 잘 침전될 수 있도록 하는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법은 볏대를 이용하여 퇴비를 만드는 방법에 있어서, 볏대를 분쇄하는 단계와; 분쇄된 볏대와 황토를 혼합하는 단계와; 상기 혼합단계의 혼합물을 펠릿으로 성형하는 단계와; 상기 성형단계의 성형된 펠릿을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 분쇄된 볏대에 황토를 혼합하는 단계에서, 상기 혼합물의 황토첨가율은 5% 내지 20%의 부피비로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 보릿대를 이용하여 퇴비를 만드는 방법에 있어서, 보릿대를 분쇄하는 단계와; 분쇄된 보릿대와 황토를 혼합하는 단계와; 상기 혼합단계의 혼합물을 펠릿으로 성형하는 단계와; 상기 성형단계의 성형된 펠릿을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 분쇄된 보릿대에 황토를 혼합하는 단계에서, 상기 혼합물의 황토첨가율은 5% 내지 20%의 부피비로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법은, 농업부산물인 볏대 또는 보릿대와 천연재료인 황토를 혼합하여 펠릿형태로 성형함으로써 경작지에 퇴비로 살포할 시 토양에 잘 침전되는 효과가 있으며 쉽게 부스러지지 않아 이동 및 보관 등 취급이 용이하다.

또한 농가에서 태워버리거나 방치되어 폐기되는 볏대 또는 보릿대를 저렴하게 구입하여 퇴비로 사용함으로써, 자원재활용에도 일조하면서 퇴비용 펠릿의 제조원가를 절감할 수 있는 등의 부수적인 효과가 기대된다.

도 1은 본 발명의 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법의 흐름도이다.

이하에서는 본 발명에서 제안하는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법은, 농업부산물을 분쇄하는 단계(S10)와; 분쇄된 농업부산물과 황토를 혼합하는 단계(S20)와; 황토와 혼합된 상기 농업부산물을 펠릿으로 성형하는 단계(S30)와; 성형된 펠릿의 함수율을 점검하는 단계(S40)와; 성형된 펠릿을 건조하는 단계(S50)를 포함한다.

상기 농업부산물이란 농업 생산에서 기본 생산물 이외에 부차적으로 얻는 생산물을 말한다. 농업부산물은 볏대, 보릿대, 쌀겨, 왕겨, 옥수수 줄기 등 여러 종류가 있다. 하지만, 쌀겨, 왕겨는 구하기가 어렵고 높은 단가로 경제성이 떨어지며, 퇴비용 펠릿으로 만드는 과정 중에 고온압축공정을 거치면서 퇴비 역할을 해주는 일부 미생물이 번식하지 못하고 죽게 되어 잡초 억제 효과가 떨어진다. 또한, 옥수수 줄기는 크기가 커서 가공이 어렵다는 단점이 있다. 상기와 같은 이유로 본 발명의 일 실시예로 상기 농업부산물은 볏대인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 다른 실시예로 상기 농업부산물은 보릿대인 것이 바람직하다.

먼저, 도 1의 농업부산물을 분쇄하는 단계(S10)는 수집된 볏대 또는 보릿대를 분쇄기의 투입구인 호퍼에 투입하여 소정의 크기 이하로 분쇄하는 단계이다. 본 발명의 일 실시예로 분쇄된 입자의 크기는 2~3mm 정도가 바람직하지만, 다른 실시예로 더 작은 입자인 분말형태로도 이용가능하다. 연료용으로 사용하는 펠릿 제조공정에서는 상기 농업부산물을 분쇄하는 단계(S10)에 앞서 원료를 파쇄하는 단계를 거치게 되지만 퇴비용 펠릿 제조공정에서 사용되는 원료는 연료용 펠릿의 원료(예를 들어 톱밥, 폐목재, 목재칩 등)보다 단단하거나 크기가 크지 않으므로 파쇄단계는 생략하고 바로 분쇄단계로 공정진행이 가능하다.

분쇄된 볏대 또는 보릿대는 배출구로 배출된 후, 다음 공정을 위해 싸이클론 집진기에서 먼지, 분진, 찌꺼기 등이 제거되고 분쇄물만 모아져서 이송된다. 이 때, 이송수단은 이송 컨베이어벨트, 이송 스크류 등 다양한 이송장치를 사용할 수 있다.

다음, 도 1의 황토를 혼합하는 단계(S20)는 분쇄되어 이송된 농업부산물이 교반기로 투입되고 여기에 황토를 첨가하는 단계이다. 교반기에서는 혼합물이 고루 섞일 수 있도록 교반기 내의 블레이드를 회전시켜 배합한다.

볏대 또는 보릿대는 달라붙는 성질인 점착성과 수분이 함유된 비율인 함수율이 낮은 관계로 분쇄된 볏대 또는 분쇄된 보릿대 그 자체로는 단단하게 결합되기 어려워서 고형화 또는 펠릿화를 하면 쉽게 부스러진다는 문제점이 있다. 이와 같은 이유 때문에 점성을 주어 잘 엉겨 붙도록 하는 점결제가 필요하다.

퇴비용 펠릿을 제조하는 종래기술에서는 에틸렌 비닐아세테이트와 폴리비닐 아세테이트의 혼합액 또는 석회, 밀가루, 흑설탕 등을 점결제로 사용하였지만 본 발명에서는 자연적 원료이면서, 가격경쟁력도 좋고, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 황토를 점결제로 사용하는 것이 바람직하다.

그러나 황토를 일정비율보다 적게 섞으면 고형화가 잘 이뤄지지 않고, 일정비율보다 많이 섞으면 원재료의 퇴비 성분이 줄어들므로 황토첨가율은 볏대와 황토 또는 보릿대와 황토의 혼합물 100%의 부피에서 5%~20%인 것이 바람직하다.

또한, 볏대 또는 보릿대만으로 제조된 퇴비용 펠릿이 물을 댄 논에 살포된 경우, 펠릿이 쉽게 바람에 날려서 균일한 살포가 어려우며, 밀도가 낮아 펠릿이 물 표면 위로 떠오르게 되어 퇴비로써 토양에 직접적인 영향을 주지 못하는 경향이 있다.

이러한 이유로 본 발명에서 제안하는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법에서는 볏대 또는 보릿대에 황토를 섞는다. 황토는 물보다 큰 비중값을 가지므로 황토가 함유된 퇴비용 펠릿이 논과 같은 경작지에 살포되었을 때, 물 표면 위로 뜨는 것이 아니라 토양에 가깝게 침전될 수 있게 하는 역할을 하여 퇴비가 토양에 잘 스며들게 할 수 있다.

이렇게 황토와 교반된 혼합물은 다음 공정을 위해 싸이클론 집진기를 거쳐 먼지, 분진, 찌꺼기 등이 제거되고 혼합물만 모아져서 펠릿성형기로 이송된다. 이 때, 이송수단은 이송 컨베이어벨트, 이송 스크류 등 다양한 이송장치를 사용할 수 있다.

다음, 도 1의 펠릿으로 성형하는 단계(S40)는 이송된 혼합물의 함수율을 조절하고 펠릿성형기로 고밀화하여 펠릿형태로 모양을 만드는 단계이다.

볏대나 보릿대는 주로 비나 물에 쉽게 노출될 수 있는 야외에 적재 또는 보관되므로 수집된 펠릿원료의 함수율은 수집장소, 보관상태에 따라 각기 다르며 일정한 함수율이 보장되지 않는 경향이 있다. 그러나 펠릿의 함수율에 따라 펠릿의 성형강도가 달라지기 때문에 일정 정도의 함수율을 유지해야한다. 왜냐하면 함수율이 너무 높으면 펠릿이 으스러지거나 풀리기 쉽고, 함수율이 너무 낮으면 혼합물이 잘 뭉쳐지지 않기 때문이다.

따라서 5~15%정도의 함수율을 유지하기 위해서 펠릿의 함수율이 일정수치보다 낮을 경우 수분을 첨가하며, 펠릿의 함수율이 일정수치보다 높을 경우 사용자가 펠릿성형기의 컨트롤러에 수치를 입력하여 펠릿성형기는 이에 맞게 펠릿원료를 건조시켜 성형함이 바람직하다. 본 발명의 퇴비용 펠릿 제조방법의 일 실시예로 펠릿의 함수율을 10%정도로 유지하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 일반적으로 펠릿은 펠릿화 하고자 하는 원료를 6~8mm 정도의 직경과 32mm정도 길이의 원통형 모양(연료형 목재펠릿 기준)으로 압축성형해 놓은 것이다. 본 발명의 황토를 함유한 퇴비용 펠릿은 직경 6~10mm 정도로 소정의 균일한 크기로 펠릿을 성형함이 바람직하지만, 펠릿의 직경은 펠릿제조장치에 있는 원통형 성형 다이(die)의 압출공 크기에 따라 달라질 수 있다. 또한, 다이의 노즐로 압출되어 나오는 펠릿은 펠릿제조장치에 구비되어 있는 절단기구에서 길이 3~4cm 정도로 소정의 일정한 길이로 절단되어 배출된다.

또한, 펠릿성형기는 압출수단의 종류에 따라 롤러타입(Roller type), 스크류타입(Screw type)으로 나누어지며, 주형틀인 다이의 종류에 따라 링다이(Ring die type Pellet press), 평다이(Flat die type Pellet press)나누어지므로 압출수단과 다이의 조합에 따라 다양한 형태의 성형기를 사용할 수 있다.

다음, 도 1의 성형된 펠릿의 함수율을 점검하는 단계(S50)는 펠릿성형기에서 압출되어 나온 펠릿의 함수율을 확인하는 단계이다. 함수율은 간편하게는 육안검사나 부스러지는 강도를 관찰하여 판단할 수도 있지만, 함수율 측정기를 사용하면 보다 정확하게 측정할 수 있다. 만약, 펠릿의 함수율이 일정 수준에 미치지 못하거나 초과하게 되면 적절한 수분을 함유한 펠릿이 만들어질 때까지 앞서 설명한 펠릿으로 성형하는 단계(S30)와 성형된 펠릿의 함수율을 점검하는 단계(S40)를 계속해서 반복한다. 만약, 펠릿의 함수율을 점검하는 단계(S40)에서 퇴비용 펠릿이 적절한 함수율로 만들어졌다고 판단되면, 다음 단계를 진행한다.

마지막으로, 도 1의 펠릿을 건조하는 단계(S50)는 고온고압에서 성형되어 나온 펠릿의 온도를 낮추어 건조하는 단계이다. 펠릿으로 성형하는 단계(S30)에서 막 배출된 펠릿의 내부 및 표면온도는 80~95도 이상으로 온도가 높아 펠릿이 완전히 경화되지 못한 상태이므로 건조기에서 펠릿을 건조하여 경화시킨다. 건조방법은 자연건조가 바람직하지만, 송풍건조, 열풍건조 등 여러 가지 방법을 이용할 수 있다. 아울러, 건조된 펠릿은 선별기를 사용하여 제조과정 중에 발생한 펠릿가루나 부스러진 불량펠릿을 선별하는 과정을 거칠 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 농업부산물을 분쇄하는 단계(S10)와 분쇄된 농업부산물과 황토를 혼합하는 단계(S20)와 황토와 혼합된 상기 농업부산물을 펠릿으로 성형하는 단계(S30)와 성형된 펠릿의 함수율을 점검하는 단계(S40)와 성형된 펠릿을 건조하는 단계(S50)를 거치면 본 발명의 황토 함유 퇴비용 펠릿이 제조된다.

상기 과정을 거쳐 건조된 펠릿은 상기 농업부산물과 황토를 혼합하는 단계(S20)에서 황토를 첨가하여 펠릿을 제조함으로써 볏대만으로 제조된 퇴비용 펠릿 또는 보릿대만으로 제조된 퇴비용 펠릿과는 달리 쉽게 부스러지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 퇴비로 토양에 뿌려졌을 때, 토양에 잘 가라앉아 퇴비로서의 역할을 한층 더 보강할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

S10 : 농업부산물을 분쇄하는 단계
S20 : 황토를 혼합하는 단계
S30 : 펠릿으로 성형하는 단계
S40 : 함수율을 점검하는 단계
S50 : 펠릿을 건조하는 단계

Claims (4)

1. 볏대를 이용하여 퇴비를 만드는 방법에 있어서,
   볏대를 분쇄하는 단계와; 분쇄된 볏대와 황토를 혼합하는 단계와; 상기 혼합단계의 혼합물을 펠릿으로 성형하는 단계와; 상기 성형단계의 성형된 펠릿을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 분쇄된 볏대에 황토를 혼합하는 단계에서, 상기 혼합물의 황토첨가율은 5% 내지 20%의 부피비로 하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법.
3. 보릿대를 이용하여 퇴비를 만드는 방법에 있어서,
   보릿대를 분쇄하는 단계와; 분쇄된 보릿대와 황토를 혼합하는 단계와; 상기 혼합단계의 혼합물을 펠릿으로 성형하는 단계와; 상기 성형단계의 성형된 펠릿을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 분쇄된 보릿대에 황토를 혼합하는 단계에서, 상기 혼합물의 황토첨가율은 5% 내지 20%의 부피비로 하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 퇴비용 펠릿 제조방법.

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