KR20170011100A - 현탁액 비료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현탁액 비료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교반기에 정제수를 투입하고 가열하는 정제수가열단계, 상기 정제수가열단계를 통해 가열된 정제수에 증점제를 혼합하고 교반하는 증점제혼합단계, 상기 증점제혼합단계를 통해 교반된 혼합물에 비료원료를 투입하는 비료원료투입단계, 상기 비료원료투입단계를 통해 비료원료가 혼합된 혼합물에 계면활성제 및 소포제를 혼합하고 교반하는 첨가제혼합단계 및 상기 첨가제혼합단계를 통해 첨가제가 혼합된 혼합물을 안정화하는 안정화단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 제조된 현탁액비료는 비료성분의 함량과 흡수율이 높고, 물에 대해 우수한 용해성을 나타내며, 엽면시비시에 잎에 대한 전착효율이 우수할 뿐만 아니라, 보관과정에서 침전물의 발생이 억제된다.

Description

현탁액 비료의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF SUSPENSION FERTILIZER}

본 발명은 현탁액 비료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비료성분의 함량과 흡수율이 높고, 물에 대해 우수한 용해성을 나타내며, 엽면시비시에 잎에 대한 전착효율이 우수할 뿐만 아니라, 보관과정에서 침전물의 발생이 억제되는 현탁액 비료의 제조방법에 관한 것이다.

작물이 정상적으로 생육하기 위해서는 탄소, 수소, 산소, 질소, 인산, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 유황, 철, 망간, 동, 아연, 붕소, 몰리브덴 및 염소 등의 16가지 영양소가 필요한 것으로 알려져 있으며, 이들 16가지 영양소중 탄소, 수소, 산소는 공기 또는 물에서 자연적으로 공급되고 있으며, 이들을 제외한 나머지 원소는 토양의 모암에서 직접 또는 간접적으로 얻을 수 있다.

그러나, 이들이 부족할 경우에는 작물이 정상적으로 생육하지 못하고 그 부족되는 성분에 따른 결핍증상을 나타내게 되는데, 작물이 정상적으로 생육하도록 하기 위해서는 인위적으로 결핍되는 영양소를 공급해 주어야 하며, 이를 위하여 사용되는 것이 비료다.

일반적으로 비료는 광재슬러지, 화본과식물의 분쇄물 및 톱밥 유래의 유기질을 발효 부숙하여 주로 식물 또는 과수원의 작물에 제공되는 고상 유기질 비료가 주로 사용되었는데, 최근에는 엽면시비가 가능한 액상비료의 사용이 늘어나고 있다.

엽면시비용 비료는 물에 완전히 녹여서 스프레이 장치 등을 이용해 작물의 잎사귀에 뿌려주는 모든 비료를 지칭하는 것으로, 크게 액상형과 물에 녹여 사용하는 분말형으로 나눌 수 있는데 액상형은 사용이 매우 편리하고 보증된 유효성분이 비교적 균일하게 함유되어 있어 품질 안정성이 우수한 장점이 있으나, 액상의 특성상 용해도의 한계로 보증되는 유효성분의 함량이 매우 낮고 용해도가 낮은 성분을 원료로 사용하는데 제약이 따르는 단점이 있으며, 제조공정에서 충분히 용해시킨 성분이라도 유통과정 중의 온도 변화나 함유된 특정 성분 간의 화학적 반응 등으로 침전이나 석출현상이 발생해 용기 바닥에 돌처럼 굳어져 제품을 사용할 수 없는가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 분상형은 유효성분 함량을 높게 보증할 수 있고 성분간의 반응과 간섭이 발생하지 않아 제조와 유통상의 안전성이 우수하나 제형의 특성상 각각의 원료를 충분하게 혼합해도 유통 과정 중에 층이 발생할 수 있고, 특히, 극미량만 투입되어야 하고 일정 수준 이상이 작물에게 공급되면 과잉증을 유발할 수 있는 성분일 경우 품질 안정성(한쪽으로 쏠림현상)이 담보되지 않고, 더불어 액상형의 원료는 적용할 수 없어 제품 개발에 제한요소가 많은 문제점이 이었다.

한국특허등록 제10-0413588호(2003.12.18.) 한국특허등록 제10-0498005호(2005.06.20.)

본 발명의 목적은 비료성분의 함량과 흡수율이 높고, 물에 대해 우수한 용해성을 나타내며, 엽면시비시에 잎에 대한 전착효율이 우수할 뿐만 아니라, 보관과정에서 침전물의 발생이 억제되는 현탁액 비료의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 교반기에 정제수를 투입하고 가열하는 정제수가열단계, 상기 정제수가열단계를 통해 가열된 정제수에 증점제를 혼합하고 교반하는 증점제혼합단계, 상기 증점제혼합단계를 통해 교반된 혼합물에 비료원료를 투입하는 비료원료투입단계, 상기 비료원료투입단계를 통해 비료원료가 혼합된 혼합물에 계면활성제 및 소포제를 혼합하고 교반하는 첨가제혼합단계 및 상기 첨가제혼합단계를 통해 첨가제가 혼합된 혼합물을 안정화하는 안정화단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현탁액 비료의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 증점제혼합단계는 상기 정제수가열단계를 통해 가열된 정제수 100 중량부에 벤토나이트로 이루어진 증점제 0.1 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 비료원료투입단계는 상기 증점제혼합단계를 통해 교반된 혼합물 100 중량부에 비료원료 5 내지 10 중량부를 투입하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 비료원료는 붕소, EDTA철, EDTA망간, EDTA아연, EDTA구리 및 몰리브덴으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 첨가제혼합단계는 상기 비료원료투입단계를 통해 비료원료가 혼합된 혼합물 100 중량부에 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 소포제 0.1 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어지며, 상기 계면활성제는 소듐 디설퍼숙시네이트, 소듐도데실설포네이트 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지고, 상기 소포제는 실리콘계 로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 현탁액 비료의 제조방법은 비료성분의 함량과 흡수율이 높고, 물에 대해 우수한 용해성을 나타내며, 엽면시비시에 잎에 대한 전착효율이 우수할 뿐만 아니라, 보관과정에서 침전물의 발생이 억제되는 현탁액 비료를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 현탁액 비료의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 현탁액 비료의 제조방법은 교반기에 정제수를 투입하고 가열하는 정제수가열단계(S101), 상기 정제수가열단계(S101)를 통해 가열된 정제수에 증점제를 혼합하고 교반하는 증점제혼합단계(S103), 상기 증점제혼합단계(S103)를 통해 교반된 혼합물에 비료원료를 투입하는 비료원료투입단계(S105), 상기 비료원료투입단계(S105)를 통해 비료원료가 혼합된 혼합물에 계면활성제 및 소포제를 혼합하고 교반하는 첨가제혼합단계(S107) 및 상기 첨가제혼합단계(S107)를 통해 첨가제가 혼합된 혼합물을 안정화하는 안정화단계(S109)로 이루어진다.

상기 정제수가열단계(S101)는 교반기에 정제수를 투입하고 가열하는 단계로, 정제수를 가열장치와 펌핑장치가 구비된 교반기에 투입하고, 70 내지 90℃의 온도로 가열하여 이루어지는데, 상기와 같은 과정을 통해 가열된 정제수는 상온의 정제수에 비해 상기 증점제혼합단계(S103)를 통해 혼합되는 증점제를 분산시키는 성능이 향상된다.

상기 정제수가열단계(S101)에서 가열온도가 70℃ 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 정제수가열단계(S101)에서 가열온도가 90℃를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 가열과정에서의 에너지의 소모가 심하며 정제수가 증발되어 혼합비에 영향을 줄 수 있다.

상기 증점제혼합단계(S103)는 정제수가열단계(S101)를 통해 가열된 정제수에 증점제를 혼합하고 교반하는 단계로, 상기 정제수가열단계(S101)를 통해 가열된 정제수 100 중량부에 벤토나이트로 이루어진 증점제 0.1 내지 3 중량부를 혼합하고 교반기에 구비된 펌핑장치를 이용하여 펌핑하면서 교반하는 과정을 20 내지 40분 동안 진행하여 이루어지는데, 상기와 같이 펌핑 및 교반과정을 20 내지 40분 동안 진행하면 상기 증점제가 정제수에 고르게 혼합된다.

또한, 상기와 같이 벤토나이트로 이루어진 증점제는 본 발명에 따른 현탁액 비료에 점성을 부여하여 엽면시비시에 현탁액 비료가 작물의 잎에 전착되는 효율성을 향상시키는데, 상기 증점제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 증점제의 함량이 3 중량부를 초과하게 되면 현탁액 비료의 점성이 지나치게 증가하여 일반적으로 엽면시비시 사용되는 분무장치를 통해 형탁액 비료를 도포할 수 없게 된다.

상기 비료원료투입단계(S105)는 상기 증점제혼합단계(S103)를 통해 교반된 혼합물에 비료원료를 투입하는 단계로, 상기 증점제혼합단계(S103)를 통해 교반된 혼합물 100 중량부에 비료원료 5 내지 10 중량부를 투입하여 이루어지는데, 상기 비료원료의 혼합량이 5 중량부 미만이면 본 발명에 따른 현탁액 비료의 효력이 저하되며, 상기 비료원료의 혼합량이 10 중량부를 초과하게 되면 현탁액 비료를 보관하는 과정에서 침전물이 쉽게 형성되어 엽면시비시에 분무장치를 통해 도포하는 공정의 효율성이 저하될 수 있다.

이때, 상기 비료원료는 정제수에 잘 분산되는 붕소, EDTA철, EDTA망간, EDTA아연, EDTA구리 및 몰리브덴으로 이루어지는 것이 바람직하며, 붕소, EDTA철, EDTA망간, EDTA아연, EDTA구리 및 몰리브덴이 1.5:1:2:1.5:1.5:0.02의 중량부로 함유되어 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

특히, 상기 비료원료 중 상기 정제수에 대해 분산성이 저하되는 재료의 경우 분산성을 향상시키기 위해 1 내지 500 마이크로 미터의 입자크기를 나타내도록 분쇄된 상태에서 혼합되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기의 성분으로 이루어지는 비료원료는 비료로서 우수한 효능을 나타낼 뿐만 아니라, 정제수에 대해 우수한 분산성을 나타내기 때문에, 정제수 100 중량부 대비 5 내지 10 중량부가 함유되어도 침전현상이 발생하지 않는 장점을 나타낸다.

상기 첨가제혼합단계(S107)는 상기 비료원료투입단계(S105)를 통해 비료원료가 혼합된 혼합물에 계면활성제 및 소포제를 혼합하고 교반하는 단계로, 상기 비료원료투입단계(S105)를 통해 비료원료가 혼합된 혼합물 100 중량부에 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 소포제 0.1 내지 3 중량부를 혼합하고 상기 교반기에 구비된 펌핑창치로 펌핑을 실시하면서 150 내지 250rpm의 속도로 3 내지 5시간 동안 교반하여 이루어진다.

상기 교반시간이 3시간 미만이면 교반이 완료되지 않아 균질한 물성의 현탁액 비료를 제조할 수 없으며, 상기 교반시간이 5시간을 초과하게 되면 교반이 완료된 상태에서 계속적으로 교반과정을 진행하는 것으로 효율적이지 못하다.

상기 첨가제혼합단계(S107)에서 사용되는 계면활성제는 본 발명에 따른 현탁액 비료를 구성하는 원료들이 고르게 혼합되어 균질한 물성을 나타내는 비료를 제공하는 역할을 하는데, 상기 계면활성제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 계면활성제의 함량이 5 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 다른 성분들의 함량이 줄어들어 비료의 효능을 저하시키며, 제조비용을 증가시키고 비료의 독성을 증가시킬 수 있다.

이때, 상기 계면활성제는 소듐 디설퍼숙시네이트, 소듐도데실설포네이트 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소포제는 실리콘계로 이루어지는 것이 바람직하며, 본 발명에 따른 현탁액 비료를 제조하는 과정에서 기포가 발생하는 것을 억제하여 균질한 물성을 나타내는 비료를 제공하는 역할을 하는데, 상기 소포제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 소포제의 함량이 3 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 다른 성분들의 함량이 줄어들어 비료의 효능을 저하시키게 된다.

이때, 상기 소포제는 실리콘계 소포제인 Daw-72{코씰(coseal)사 제품}을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 안정화단계(S109)는 상기 첨가제혼합단계(S107)를 통해 첨가제가 혼합된 혼합물을 안정화하는 단계로, 상거 첨가제혼합단계(S107)를 통해 첨가제가 혼합된 혼합물을 상온에서 10 내지 15시간 동안 방치하여 안정화하는 단계다.

상기의 안정화단계(S109)를 거치면, 비료원료가 정제수에 고르게 분산되어 있는 현탁액 상태의 비료가 제공된다.

상기의 안정화단계(S109)를 거치면, 현탁액 비료의 제조가 완료되며, 상기의 과정을 통해 제조된 현탁액 비료는 비료성분의 함량과 흡수율이 높고, 물에 대해 우수한 용해성을 나타내며, 엽면시비시에 잎에 대한 전착효율이 우수할 뿐만 아니라, 보관과정에서 침전물의 발생이 억제되는 효과를 나타낸다.

S101 ; 정제수가열단계
S103 ; 증점제혼합단계
S105 ; 비료원료투입단계
S107 ; 첨가제혼합단계
S109 ; 안정화단계

Claims (5)

1. 교반기에 정제수를 투입하고 가열하는 정제수가열단계;
   상기 정제수가열단계를 통해 가열된 정제수에 증점제를 혼합하고 교반하는 증점제혼합단계;
   상기 증점제혼합단계를 통해 교반된 혼합물에 비료원료를 투입하는 비료원료투입단계;
   상기 비료원료투입단계를 통해 비료원료가 혼합된 혼합물에 계면활성제 및 소포제를 혼합하고 교반하는 첨가제혼합단계; 및
   상기 첨가제혼합단계를 통해 첨가제가 혼합된 혼합물을 안정화하는 안정화단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현탁액 비료의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 증점제혼합단계는 상기 정제수가열단계를 통해 가열된 정제수 100 중량부에 벤토나이트로 이루어진 증점제 0.1 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 현탁액 비료의 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 비료원료투입단계는 상기 증점제혼합단계를 통해 교반된 혼합물 100 중량부에 비료원료 5 내지 10 중량부를 투입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 현탁액 비료의 제조방법.
   
4. 청구항 1 또는 3에 있어서,
   상기 비료원료는 붕소, EDTA철, EDTA망간, EDTA아연, EDTA구리 및 몰리브덴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현탁액 비료의 제조방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 첨가제혼합단계는 상기 비료원료투입단계를 통해 비료원료가 혼합된 혼합물 100 중량부에 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 소포제 0.1 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어지며,
   상기 계면활성제는 소듐 디설퍼숙시네이트, 소듐도데실설포네이트 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지고,
   상기 소포제는 실리콘계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현탁액 비료의 제조방법.

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