KR20160124595A

KR20160124595A - 축산분뇨의 악취제거용 조성물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20160124595A
Application number: KR1020150055474A
Authority: KR
Inventors: 김성순
Original assignee: 박화열
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-10-28
Also published as: KR101696067B1

Abstract

본 발명은 축산분뇨의 악취제거용 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다. 꾸지뽕나무, 산초, 방아풀을 주원료로 하고 박하, 칡을 부원료로 한 순식물성으로서 축산분뇨의 배출, 수거, 저장 등의 각 단계에서 단순 살포하는 방법으로 축산분뇨의 악취를 제거할 수 있다.

Description

축산분뇨의 악취제거용 조성물 및 이의 제조방법{Coposition for removing odor of livestock waste and method for manufacturing thereof}

본 발명은 순식물성 추출물을 이용한 축산분뇨의 악취제거용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

축산농가에서 배출되는 축산분뇨는 배설, 수거, 저장, 이송, 재처리의 전과정에서 심한 악취를 방출한다. 돈분, 우분, 계분 등 축사에서 발생되는 악취는 대부분 황화수소와 암모니아에 기인한 것이다.

이러한 축산분뇨는 초기 분뇨슬러리(livestock slurry) 및 퇴비단의 단계에 이르기까지 BOD, COD, SS, 악취 등의 측정수치가 거의 개선되지 않아 침출여과수 처리 및 액비화 재처리과정에서 고비용이 소요되고 처리성능도 불안정하여 2차 환경오염을 유발하는 등 심각한 환경오염을 초래하고 있다.

현재 가축분뇨의 통상적인 처리방법은 분을 퇴비화(composting)하여 발효시키거나 건조시켜 활용하고, 뇨 또는 세척수는 활성오니법 등으로 정화처리하며, 가장 흔한 형태인 분뇨혼합의 경우는 톱밥이나 왕겨 등 수분조절제를 혼합하여 발효시켜 퇴비화하거나 발효 촉진제를 첨가하여 그대로 액비로 처리하는 것이 가장 보편적이다.

가축분뇨의 퇴비화 과정에서 퇴비화기간을 단축시키고 퇴비화 과정 중 발생하는 악취를 감소시키기 위하여 다양한 발효촉진제와 악취제거제(또는 탈취제)가 사용되고 있으며, 주로 바실러스균, 슈도모나스균, 유산균, 광합성 세균, 효모 등 미생물들로 구성된 제품들이 사용되고 있다.

그러나, 미생물 발효제들은 축산분뇨에 적용시 발효기능은 우수하나 기존에 형성된 악취의 제거 작용이 없으며, 분뇨의 퇴비화 과정 중에서 발생하는 악취를 효과적으로 감소시키지 못하는 단점이 있다.

또한, 기존의 미생물제제는 배양 후 액상상태로 실온에서 1 ~ 2주 이상 생육이 불가능하여, 배양 후 약 30일이 지나면 전부 폐기 처분해 버리고 있는 실정으로 유통기간이 짧으며(분말이나 과립/정제/캡슐형태로 저장/유통), 균주가 환경의 영향을 받아 효과가 재현되지 않는다는 것이 가장 큰 문제이다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0137365호 대한민국 공개특허 제10-2004-0071917호

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 축산분뇨의 배출부터 재처리까지의 모든 단계에서 축분의 악취를 제거 내지 완화하여 안정적으로 축산분뇨를 처리할 수 있는 친환경적인 순식물성 원료만으로 제조된 악취제거용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 꾸지뽕나무 추출물을 포함하는 축산분뇨 악취 제거용 조성물을 제공한다.

본 발명자는 순식물성의 천연소재를 이용하여 축산분뇨의 악취를 효과적으로 제거할 수 있는 천연 악취제거 조성물을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 꾸지뽕나무, 방아풀 및 산초 추출물을 주성분으로 하는 조성물을 제조하면 축산분뇨의 악취를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다.

본 발명은 꾸지뽕나무, 방아풀 및 산초를 혼합한 주재료의 추출물을 주성분으로 하고, 박하 및 칡을 혼합한 보조원료의 추출물을 더 포함할 수 있다.

상기 주원료는 꾸지뽕나무 100중량부에 대하여 방아풀 50~70중량부, 산초 30~50중량부 비율로로 혼합될 수 있다.

상기 보조원료는 상기 주원료 100중량부에 대하여 박하 2중량부, 칡 3.5중량부의 비율로 혼합될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 꾸지뽕나무, 산초, 방아풀을 줄기, 가지 부분의 껍질을 보전하면서 소정의 크기로 절단하여 세척, 침수하는 주원료 준비단계(S1); 박하 및 칡을 다듬고 세척한 후 물에 침수시켜 건진 후 물기를 빼고 준비하는 부원료 준비단계(S2); 주원료 준비단계(S1)에서 준비된 주원료를 가열처리하여 엑기스를 추출하는 주원료 추출단계(S3); 부원료 준비단계에서 준비된 부원료를 가열처리하여 엑기스를 추출하는 부원료 추출단계(S4); 엑기스 상태로 추출한 상기 주원료 추출물과 부원료 추출물를 혼합하여 숙성하는 혼합숙성단계(S5); 및 혼합숙성한 액상의 원료를 가열처리하는 완성품제조단계(S6)를 포함하는 것인 축산분뇨 악취 제거용 조성물 제조방법이 제공될 수 있다.

본 발명은 축산분뇨의 배출, 수거, 저장, 이송, 재처리의 전 과정에서 단순 살포하는 방법으로 축분의 악취를 제거할 수 있게 되어 대기오염을 방지하고 축산장의 사육환경 및 작업환경을 크게 개선할 수 있다.

또한, 축산분뇨의 오염부하도 저하로 인하여 침출수 여과비용 및 재처리공정 비용을 대폭 절감하고 저비용 고효율의 안정적인 분뇨처리가 가능하다.

또한, 순식품성 원료만을 사용함으로써 축분처리의 최종단계인 액비화 또는 하천방출 등의 과정에서 2차 환경오염을 차단, 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 축산 분뇨의 악취 제거용 조성물의 제조 공정 순서도이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.

본 발명은 꾸지뽕나무, 산초, 방아풀을 주원료로 하고, 박하, 칡을 부원료로 사용하여 축산분뇨의 악취를 제거하는 축산분뇨의 악취제거용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 사용하는 꾸지뽕나무에는 아스파라긴산, 글루타민산, 플라보플라빈 성분의 약리작용에 의한 신장기능강화 효과 및 부종제거 효과와 플라노보이드, 루틴, 모노틴 성분의 약리작용에 의한 통증완화 및 암세포억제의 효과가 있음이 알려져 있다. 그러나 악취제거 효과가 있음은 알려진 바가 없으며, 본 발명자는 수차례의 실험을 통하여 악취제거 효과가 있음을 확인하였다.

본 발명의 방아풀은 쌍떡잎식물 꿀풀과의 여러해살이풀로 우리나라 각처의 산과 들에서 자란다. 악취제거 효능이 있어 구취제로 사용된다.

본 발명에서 사용되는 산초(Zanthoxylum schinifolium)는 특유의 향기와 신맛으로 냄새와 악취를 제거하는 기능이 있다.

본 발명에 사용하는 박하(Menha arvensis var. piperascens)는 통화식물목 광대나물과의 여러해살이풀로서 습기가 있는 들판 등에서 자란다. 모든 종에 방향(芳香)이 있으며, 잎에는 마른 잎 무게의 1％ 안팎의 정유가 함유되었고 주성분은 멘톨(menthol)이며, 그 밖에 멘톤(menthone) 등을 함유한다. 박하 유래의 정유는 포름알데히드, 암모니아 및 메틸 머르캅탄(methyl mercaptan)의 냄새를 제거하는 효과가 우수하다.

본 발명에서 사용하는 칡은 플라보노이드(flavonoid) 화합물을 포함하고 있어 냄새제거에 탁월한 효과가 있음이 알려져 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예의 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 꾸지뽕나무 추출물을 주성분으로 하는 식품 첨가용 조성물 제조방법은 꾸지뽕나무, 방아풀, 산초를 소정의 크기로 절단하여 세척침수하는 주원료 준비단계(S1)와, 박하, 칡을 포함하는 부재료를 선별 계량하여 준비하는 부원료 준비단계(S2)와, 준비된 꾸지뽕나무, 방아풀, 산초를 가열처리하여 엑기스를 추출하는 주원료추출단계(S3)와, 준비된 부원료를 가열처리하여 엑기스를 추출하는 부원료추출단계(S4)와, 엑기스 상태로 추출한 주원료와 부원료를 혼합하여 숙성하는 혼합숙성단계(S5)와, 혼합숙성한 액상의 원료를 가열처리하는 완성품제조단계(S6)를 포함한다.

1. 주원료 준비단계( S1 )

꾸지뽕나무, 산초, 방아풀의 줄기, 가지 부분의 껍질을 보전하면서 깨끗이 다듬은 후 정수된 된 물에 1시간 정도 침수하여 나무 내부까지 수분을 침투시킨 후 세척하여 준비한다. 주원료의 혼합비율은 꾸지뽕나무 100중량부에 대하여 방아풀 50~70중량부, 산초 30~50중량부 비율로 혼합한다.

2. 부원료 준비단계( S2 )

박하, 칡을 다듬고 세척한 후 정수된 물에 1시간 정도 침수시켜 건진 후 물기를 빼 준비한다. 각 부재료는 주원료 100중량부에 대하여 박하 1.5~2.5중량부, 칡 3~4중량부로 비율로 혼합하여 준비한다.

박하 투입량이 주원료 100중량부 대비 1.5중량부 미만으로 과소 투입될 경우 악취제거의 효능이 감소하고, 2.5중량부 보다 많이 투입될 경우 투입량 대비 악취제거 효능의 크지 않으며, 바람직하게는 2중량부가 적절함을 확인하였다.

칡은 과소 또는 과다 투입의 문제는 없으나, 꾸지뽕나무 100중량부 대비 3~4중량부, 바람직하게는 3.5중량부로 부재료에 혼합하는 것이 칡의 사포닌 성분에 의해 냄새 제거효과가 가장 큰 것을 확인하였다.

3. 주원료 추출단계( S3 )

껍질보전가공 및 세척, 침수단계를 거친 주원료를 가열하여 주원료 성분의 엑기스를 추출하는 단계로, 정수된 물 1ℓ에 준비한 주원료 10g의 비율로 혼합하여 스팀식 중탕기에 70~90℃의 온도로 10~15시간 정도 가열하여 엑기스를 추출한다.

4. 부원료 추출단계( S4 )

부원료준비단계(S2)에서 준비한 부원료를 물 1ℓ에 부원료 10g의 비율로 혼합하여 스팀식 중탕기에 100℃의 온도로 1~3시간 가열하여 부원료의 엑기스를 추출한다.

5. 혼합숙성단계( S5 )

주원료 추출단계(S3)와 부원료 추출단계(S4)를 거친 주원료 추출액과 부원료 추출액을 주원료 100중량부에 부원료 10중량부로 혼합하고, 스팀식 교반기에서 40~60℃의 온도로 20~30시간 숙성시킨다.

6. 완성품제조단계( S6 )

혼합숙성단계(S5)를 거친 원료를 스팀식 중탕기에 100℃의 온도로 1~3시간 가열 및 저온살균 후 여러 용량의 용기에 투입하여 제품을 완성한다.

이하, 본 발명에 대하여 실험예를 통하여 상세히 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

<실험예 1> 본 발명의 조성물의 돈분에서 발생하는 가스 제거효과

1) 사용시료 : 돈분

2) 실험방법

돈분 50ml를 250ml 용량 시험구병에 넣는다.

돈분(시료)를 넣은 병에 본 발명의 조성물 10ml을 첨가하여 30℃ 인큐베이터에 방치하는데, 이를 "처리구"하고 한다.

0일부터 가스 감지관(GASTEC Detector tube)을 사용하여 암모니아 가스(NH₃ gas)와 황화수소 가스(H₂S gas)와 발생여부를 측정한다.

가스 감소도는 감지관의 변색정도를 측정하여 확인한다.

예)대조구 변색되어짐 100, 처리구 변색되지않음 0

3) 실험결과

실험결과, 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 처리 2일 후부터 암모니아가스 및 황화수소가스 발생이 현저히 제거됨을 확인할 수 있었다.

처리(일)	가스종류	대조군 (돈분원액)	처리구 (돈분원액)
0	NH₃	20	20
0	H₂S	10	10
2	NH₃	30	5
2	H₂S	15	3
3	NH₃	45	4
3	H₂S	20	2
5	NH₃	50	3
5	H₂S	25	2
7	NH₃	55	2
7	H₂S	25	2

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 축산분뇨의 악취제거용 조성물은 본 발명은 축산분뇨의 배출, 수거, 저장, 이송, 재처리의 전 과정에서 단순 살포하는 방법으로 축분의 악취를 제거할 수 있게 되어 대기오염을 방지하고 축산현장의 사육환경 및 작업환경을 크게 개선할 수 있다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

꾸지뽕나무 추출물을 포함하는 축산분뇨 악취 제거용 조성물.
제1항에 있어서,
방아풀 및 산초 추출물을 더 포함하는 축산분뇨 악취 제거용 조성물.
제2항에 있어서,
상기 꾸지뽕나무, 방아풀 및 산초 추출물은 꾸지뽕나무 100중량부에 대하여 방아풀 50~70중량부, 산초 30~50중량부 비율로 혼합한 주원료로부터 추출한 것인 축산분뇨 악취 제거용 조성물.
제3항에 있어서,
박하 및 칡을 혼합한 보조원료의 추출물을 더 포함하는 축산분뇨 악취 제거용 조성물.
제4항에 있어서,
상기 보조원료는 상기 주원료 100중량부에 대하여 박하 1.5~2.5중량부, 칡 3~4중량부로 비율로 혼합한 것인 축산분뇨 악취 제거용 조성물.
꾸지뽕나무, 방아풀, 산초의 줄기 및 가지 부분의 껍질을 보전하면서 소정의 크기로 절단하여 세척 및 침수하는 주원료 준비단계(S1);
박하 및 칡을 다듬고 세척한 후 물에 침수시켜 건진 후 물기를 빼고 준비하는 부원료 준비단계(S2);
주원료 준비단계(S1)에서 준비된 주원료를 가열처리하여 엑기스를 추출하는 주원료 추출단계(S3);
부원료 준비단계(S2)에서 준비된 부원료를 가열처리하여 엑기스를 추출하는 부원료추출단계(S4);
엑기스 상태로 추출한 상기 주원료 추출물과 부원료 추출물를 혼합하여 숙성하는 혼합숙성단계(S5); 및
혼합숙성한 액상의 원료를 가열처리하는 완성품제조단계(S6)를 포함하는 것인 축산분뇨 악취 제거용 조성물 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 주원료 준비단계(S2)는 꾸지뽕나무 100중량부에 대하여 방아풀 50~70중량부, 산초 30~50중량부로 혼합하여 주원료를 준비하는 단계인 축산분뇨 악취 제거용 조성물 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 주원료 추출단계(S3)는 물 1ℓ에 준비된 상기 주원료 10g 비율로 혼합하여 스팀식 중탕기에 80℃의 온도로 12시간 가열하여 엑기스를 추출하는 단계인 축산분뇨 악취 제거용 조성물 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 부원료 준비단계(S2)는 상기 주원료 100중량부에 대하여 박하 1.5~2.5중량부, 칡 3~4중량부로 비율로 혼합하여 부원료를 준비하는 단계인 축산분뇨 악취 제거용 조성물 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 부원료 추출단계(S4)는 부원료 준비단계(S2)에서 준비한 상기 부원료를 물 1ℓ에 부원료 50g의 비율로 혼합하여 스팀식 중탕기에 100℃의 온도로 1~3시간 동안 가열하여 엑기스를 추출하는 단계인 축산분뇨 악취 제거용 조성물 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 혼합숙성단계(S5)는 주원료 추출단계(S3)와 부원료 추출단계(S4)를 거친 주원료 추출액과 부원료 추출액을 주원료 100의 중량부에 부원료 10의 중량부로 혼합하여 스팀식 교반기에 40~60℃의 온도로 20~30시간 숙성하는 단계인 축산분뇨 악취 제거용 조성물 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 완성품제조단계(S6)는 상기 혼합숙성단계(S5)를 거친 원료를 스팀식 중탕기에 100℃의 온도로 1~3시간 가열 및 저온살균 후 용기에 투입하여 제품을 완성하는 단계인 축산분뇨 악취 제거용 조성물 제조방법.