KR20170085353A - 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 패각 대상을 꼬막 패각으로 하여, 소성된 꼬막 패각 분말을 이용하여 토양을 알칼리화하고, 전분, 녹말 등을 혼합하여 미생물의 생육을 촉진할 수 있는 함으로서 유기성 생석회를 이용한 수용성 천연 비료 조성물을 제조함으로써, 종래 화학적으로 합성된 비료에 비해 부작용이 없고 환경 오염이 없으며 종래 굴 패각으로 구성되는 비료에 비해 그 성능이 향상될 수 있도록 하는 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물을 제공함을 목적으로 한다.

Description

꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 및 그 제조방법{A composite of natural fertilizer by using sintered cockle shell powder and manufactoring methods thereof}

본 발명은 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소성된 꼬막 패각 분말을 이용하여 토양을 알칼리화하고, 전분, 녹말 등을 혼합하여 미생물의 생육을 촉진할 수 있는 유기성 생석회를 이용한 수용성 천연 비료 조성물을 제조함으로써, 종래 화학적으로 합성된 비료에 비해 부작용이 없고 환경 오염이 없으며 종래 굴패각으로 구성되는 비료에 비해 그 성능이 향상될 수 있도록 하는 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 우리나라의 남서해안 등지에서 많이 생산되어 폐기되는 막대한 량의 꼬막 패각은 일부 극소량만 재활용되고 나머지 대부분은 해양에 투기하거나 육지에 매립을 하였으므로 침출수가 주위를 오염시켜 환경공해를 유발하는 등의 문제점이 있다.

즉, 꼬막을 생산하면서 부산물인 꼬막 패각의 처리에 대한 어려움이 있는바, 이는 꼬막 패각은 연간 수십만 톤에 이르고 있으나 폐자재 활용은 극히 저조한 실정이므로 수십만 톤의 꼬막 패각은 폐기물로 전락하여 각종 환경 오염과 바다를 황폐화시키고 있을 뿐만 아니라 꼬막 패각이 각처에 적재 방치되어 악취만 풍기며 파리, 모기가 서식하는 장소로 제공되어 위생적으로 좋지 않은 영향을 미치고 있는바, 이를 감안하여 꼬막 패각을 활용하는 방안으로 꼬막 패각을 건조하고 이를 분쇄하여 분말화시킨 것을 비료로 사용할 수 있도록 하고 있으나, 염분이 포함되어 있을 뿐만 아니라 경작지에 비료로의 사용 시, 비산이나 빗물에 의한 비료의 유실 등이 발생하였고 이를 감안하여 과립형으로 성형하더라도 꼬막 패각으로만 만들어진 과립형 꼬막 패각은 분해효율이 좋지 않아서 식물생장이나 토지개량의 효과가 크게 떨어지므로 꼬막 패각을 이용한 비료가 활성화되지 못하였다.

한편, 꼬막과 유사한 패각의 처리가 문제인 굴 패각에 대하여는 해안가에서 방치되고 있는 굴패각 껍질을 활용하기 위한 방법이 일부 진행되고 있으며, 국내의 일부 업체에서는 굴패각 껍질을 이용하여 패화석 비료를 생산가동 중에 있다. 그러나, 현재 국내외적으로 굴 패각을 재활용하는 비료화 사업에서의 기술공정은 단순히 수거단계, 세척단계, 소성단계(300∼500℃), 분쇄단계, 선별단계, 그리고 포장단계의 공정을 거쳐서 제조되어 이러한 공정을 거쳐 생산된 패화석 비료는 단지 석회 대용물질과 토양개량제로만 활용되기 때문에 시비방법이 한정되어 있고, 석회분말과의 가격경쟁력에서 뒤지기 때문에 판로에 문제가 있어 생산업체에서는 경영의 어려움은 물론이고 폐기물 자원의 재활용에도 여전히 문제점으로 남아 있다.

연안의 자연경관 및 공유수면 관리에 지장을 주고있는 패각의 처리는 특허 제 0225047호의 폐수처리용 활성 굴패각 분말의 제조방법, 특허 제 0178014호의 패각분말을 포함하는 석탄연료조성물 및 그의 제조방법, 특허 제 0003543호 의 패각분의 제조방법, 특허 제 0160752호의 소성 굴패각 분말과 황토를 함께 사용한 적조생물 입자의 응집제거 및 해수중의 용존성 무기 인산염의 흡착제거 방법이 있으며, 특허 제 0275586호에서 소개되고 있는 천연무기질을 이용한 토양개량제 및 그 제조방법에는 굴패각을 적정온도에서 가열시켜 소성한 다음 이를 직접 토양에 주입하여 토양개량제로 이용하는 토양의 산성화를 막는 방법을 소개하고 있다.

그러나, 이러한 굴패각을 소성하여 pH 11.2이상인 소성된 굴패각을 직접 토양에 주입하면 토양의 pH가 갑자기 높아져 토양에 서식하고 있는 생물에 악영향을 미칠 수 있고, 비료성분을 기대할 수 없는 단점이 있다. 또한, 음식물 쓰레기등 유기성 폐기물을 재활용하는 방법으로 제시된 발효공법은 발효에 적당한 수분인 60∼70%의 함수율을 만들기 위하여 톱밥 등의 수분 조절제를 사용해야 하며, 이러한 수분 조절제를 사용하는 경우, 무기질을 첨가하게 되어 유기질 비료의 유기물 함량이 낮아져 양질의 제품을 기대하기는 힘든 문제점이 있다. 그리고 이러한 발효공정을 유기성 폐기물에 적용하면 패각 및 유기성 폐기물에 함유된 염분의 영향으로 미생물의 발효활동이 억제되어 완숙발효가 일어나기 힘들며, 또한 발효되기 위한 시간이 필요하여 유기질비료의 제조시간이 길어지는 문제점이 있다.

또한, 상기의 여러 기술들은 그 대상을 굴 패각으로 한정하고 있어, 다양한 패각의 활용으로는 많은 제한이 있는 문제점이 있다.

: 대한민국 특허 제10-0225047호 : 대한민국 특허 제10-0178014호 : 대한민국 특허 제10-0003543호 : 대한민국 특허 제10-0160752호 : 대한민국 등록특허 제10-0275586호

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제들을 해결하기 위한 것으로서, 패각 대상을 꼬막 패각으로 하여, 소성 꼬막 패각 분말을 이용하여 토양을 알칼리화하고, 전분, 녹말 등을 혼합하여 미생물의 생육을 촉진할 수 있는 유기성 생석회를 이용한 수용성 천연 비료 조성물을 제조함으로써, 종래 화학적으로 합성된 비료에 비해 부작용이 없고 환경 오염이 없으며 종래 굴패각으로 구성되는 비료에 비해 그 성능이 향상될 수 있도록 하는 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 및 그의 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 및 그 제조방법에 있어서, 꼬막 패각을 깨끗하게 세척하는 단계; 세척된 꼬막 패각을 900 내지 1200℃의 범위에서 60분 내지 120분간 소성하는 단계; 소성된 꼬막 패각 분말을 0.1 내지 0.5㎛ 크기의 범위로 분쇄하는 단계; 분쇄한 꼬막 패각 소성 분말을 물과 혼합하는 단계; 꼬막 패각 소성 분말과 물의 혼합액에 전분 또는 녹말을 혼합하는 단계를 포함하는 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 제조방법이 제공되며,

0.1 내지 0.5㎛ 범위의 꼬막 패각 소성 분말 15 내지 45 중량%와 깨끗한 물 55 내지 85 중량%로 혼합한 꼬막 패각 소성 분말 혼합액 91 내지 99 중량%와 전분 또는 녹말 1 내지 9 중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물을 제공한다.

본 발명은 산성화 토양의 알칼리화 및 양질의 천연 비료의 제공을 목적으로 하는 꼬막 패각 소성 분말과 전분 및 녹말을 첨가하여 천연 비료 조성물을 제조함으로써, 대부분 해안가 야적으로 연안어장오염, 공유수면 관리의 지장 및 어촌의 자연 경관을 훼손시키고 있는 패각을 자원화하고, 산업적으로 이용할 수 있는 소성된 패각의 알카리 안정화공법을 제공할 수 있다.

또한, 비료 자원화 기술은 단기간에 많은 물량을 처리하고 속성 비료화를 위한 공정의 개발로서 알카리 안정화 공정만을 거쳐 완숙된 양질의 비료를 제조함으로써 연안 해역의 환경을 효율적으로 보전함과 더불어 자연자원을 이용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하 본 발명의 비료 조성물 및 그 제조방법을 상세히 설명한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

또한 본 발명에서 특별한 언급 없이 불분명하게 사용된 %의 단위는 중량%를 의미한다.

본 발명은 꼬막 패각의 소성에 의해 제조되는 천연 유기성 산화칼슘 성분을 사용하고 전분 및 녹말을 보조 성분으로 사용함으로서 우수한 산성 토양의 알칼리화 및 토양 중의 유용 미생물을 보호, 성장 시킬 수 있는 강력한 천연 비료 조성물을 제공하게 되는 것이다.

구체적으로, 본 발명의 천연 유기성 산화칼슘은 꼬막류를 900도 내지 1200℃에서 소성하여 제조된 산화칼슘을 주성분으로 하여, 강한 알칼리 조건을 부여하게 되며, 알칼리 조건에서 성장이 방해되는 유용 미생물을 보호하기 위하여 미생물 성장 촉진용으로서 전분 이나 녹말을 사용하고, 전분이나 녹말의 사용에 의하여 유용 미생물의 성장이 보호 받을 수 있는 효과적인 장점이 있다.

이하 본 발명의 천연 비료 조성물에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 꼬막 패각을 900 내지 1200℃에서 60분 내지 120분간 소성하여 얻은 산화칼슘 분말, 전분 또는 녹말을 포함하는 천연 비료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 예에 있어서, 꼬막 패각을 900 내지 1200℃에서 60분 내지 120분간 소성하여 얻은 산화칼슘 분말은 예컨대 천연 꼬막류에서 얻을 수 있는 유기성 산화칼슘 분말을 의미할 수 있다.

일반적으로, 꼬막 패각을 높은 온도에서 소성할 경우, 산화칼슘이 생성되는 것은 공지의 기술이나, 이때 생성되는 산화칼슘은 소성 조건에 따라 산화칼슘 결정의 크기 및 물에 대한 용해도가 서로 다르게 생성되는 문제점이 있다. 대부분의 공지의 기술은 이들을 고르게 분쇄하여 사용하는 것이 일반적이다.

즉, 공지의 기술인 선행기술들은 꼬막 패각을 소성, 분쇄하여 생석회를 주성분으로 하는 소성분말을 얻고 이를 알칼리화를 목적으로 하는 각종 조성물로 활용하는 기술들이다.

하지만, 주성분인 생석회는 강알칼리성으로서 산성 토양을 알칼리화 하는데는 용이하지만, 강알칼리 성분으로 인하여 미생물이나 병원균을 제거하는 살균의 기능으로 인하여 식물 성장에 유용한 미생물까지 함께 박멸하게 되는 원인이 된다. 이러한 기능이 공지의 기술의 문제점이라 할 수 있다.

그러나 본 발명의 천연 비료 조성물은 꼬막 패각의 소성 조건을 정밀하게 제어하고, 정밀하게 결정이 제어된 꼬막 패각 소성 산화칼슘을 물과 혼합하고, 전분이나 녹말이 산화칼슘 혼합액과 결합됨으로써, 상기 문제와 같은 유용 미생물의 성장 촉진 및 생존력을 극대화 함으로서 살균되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 꼬막 패각 소성 산화칼슘은 900 내지 1200℃에서 소성시간 60분 내지 120분으로 하여 생성되는 산화칼슘의 결정이 공극을 많이 포함하게 함으로서 물에 대한 용해도를 높여 우수한 항균성을 발휘할 수 있는 꼬막 패각 소성 산화칼슘 분말을 제조할 수 있는 것이다.

본 발명의 일 예에 있어서, 물 55 내지 85중량%, 꼬막 패각 소성 산화칼슘 분말 15 내지 45 중량%의 범위로 혼합되어 꼬막 패각 소성 산화칼슘 분말 혼합액이 완성된다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 예에 있어서, 본 발명의 천연 비료 조성물은 상기 꼬막 패각 소성 분말 혼합액 91 내지 99 중량%와 전분 또는 녹말 1 내지 9 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 전분 또는 녹말은 하나 또는 둘 이상이 포함된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 천연 비료 조성물은 천연 성분들로만 이루어 지는 것이 바람직할 수 있지만, 이 외에 성분들이 더 부가되거나 다른 형태로 변형될 수 있으므로(예컨대 천연 성분이 아닌 물질이 부가된다 하더라도), 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

하기 표 1과 같은 조성비를 가지도록 꼬막 패각 소성 산화칼슘 분말 혼합액을 혼합한 후, 표 2와 같이 녹말을 상기 표1의 혼합액과 혼합하여 천연 항균성 세척제 조성물을 제조하였다.

	실시예(중량%)
	1	2	3
꼬막 패각 소성 산화칼슘 분말	20	30	40
물	80	70	60
종합	100	100	100

	실시예(중량%)
	1	2	3
꼬막 패각 소성 산화칼슘 분말 혼합액	93	93	93
녹말	7	7	7
종합	100	100	100

구체적으로, 꼬막 패각 소성 산화칼슘 분말은 꼬막을 깨끗하게 세척한 후, 1000℃에서 90분간 소성하였으며, 소성 후 소성된 꼬막 패각을 분쇄한 후 표준체로 입자 크기 0.3㎛ 이하의 크기의 분말을 체가름한 후 체가름하여 구한 0.3㎛ 이하 크기의 산화칼슘을 사용하였다. 또한 녹말은 감자 녹말을 사용하였다.

비료 성능을 측정하기 위해, pH가 5.2인 산성 토양 90 중량%와 본 발명의 실시예를 10 중량%를 고르게 혼합한 후 표 3과 같이 비교하였다. 비교 대상은 양파를 토양에 심은 후 약 15일 동안의 줄기 성장의 크기로 비교하였다.

	실시예(중량%)			비교예(중량%)
	1	2	3	1
산성 토양	90	90	90	100
본 발명	10	10	10	0
종합	100	100	100	100

상기 표 1에 따라 조성비를 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

상기 표 1에 따라 조성비를 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교예 1]

상기 표 3에 나타낸 것과 같이 pH가 5.2인 산성 토양 100 중량%로 실시하였다.

구체적으로, 실험 결과를 표 4에 나타내었으며, 양파 줄기의 성장 길이는 양파를 심은 후 15일 경과 시점에 측정하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
양파 줄기의 길이(㎝)	15.1	12.4	10.7	2.1

측정 결과, 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 본 발명의 천연 비료를 사용한 의 경우 모두가 비교예 1과 비교하여 우수한 양파 성장 성능을 나타내는 것을 확인하였다.

본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (3)

1. 꼬막 패각 소성 분말 15 내지 45 중량%와
   물 55 내지 85 중량%로 구성되는 꼬막 패각 소성 분말 혼합액;
   상기 꼬막 패각 소성 분말 혼합액 91 내지 99중량%; 및
   전분 또는 녹말 1 내지 9 중량%로 구성되는 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 녹말은 옥수수 녹말 또는 감자 녹말 중에서 하나 또는 둘이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물.
3. 꼬막 패각을 깨끗하게 세척하는 단계;
   세척된 상기 꼬막 패각을 900 내지 1200℃의 범위에서 60분 내지 120분간 소성하는 단계;
   상기 소성된 꼬막 패각을 분말로 분쇄하여 0.1 내지 0.5㎛ 크기의 범위로 포집하는 단계;
   상기 분쇄한 꼬막 패각 소성 분말을 물과 혼합하는 단계; 및
   상기 꼬막 패각 소성 분말과 상기 물의 혼합액에 전분 및 녹말을 혼합하는 단계를 포함하는 꼬막 패각 소성 분말을 이용한 천연 비료 조성물 제조방법.