KR20180046734A - 미생물 발효액을 포함하는 악취 제거용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 발효액을 유효성분으로 포함하는 악취 제거용 조성물, 상기 조성물을 처리하는 악취 제거 방법, 및 상기 조성물을 포함하는 퇴비의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 친환경적인 악취 제거를 가능하게 하고, 작물 재배의 효율을 상승시킬 수 있으며, 축산 생산성을 증가시킬 수 있다.

Description

미생물 발효액을 포함하는 악취 제거용 조성물 {COMPOSITION COMPRISING MICROORGANISM FERMENTATION LIQUID FOR MALODOR REMOVAL}

본 발명은 미생물 발효액을 포함하는 악취 제거용 조성물, 상기 조성물을 이용한 악취 제거 방법, 및 상기 조성물을 처리하는 퇴비 제조 방법에 관한 것이다.

2015년 국내 닭 소비량은 1년에 1인당 약 18마리로 나타나, 꾸준한 수요를 보여주었고, 염소의 경우, 염소 사육 농가는 2015년 기준 2만 534농가 가량으로 한우농가 다음으로 많은 농가들이 염소를 사육하고 있는 것으로 나타났으며, 이와 같은 수요의 충족을 위해서 집약적·기업적 축산 방법이 수행된 바 있다.

그러나 국민소득증대와 환경교육의 강화로 인해, 상기 축산 방법의 패러다임이 변경되어, 축산 상품의 생산 과정에 대해서도 사회적인 관심이 높아지고 있다. 특히, 집단 사육에서 복지사육으로 전환시키는 방안과, 항생제의 무분별한 사용을 지양하는 방안이 새로운 트렌드로 대두되고 있다. 다만 실제 축산 산업에 적용하기에는 경제적 효율성을 고려할 때 다수의 어려움이 존재하였다.

상기와 같은 집단 사육을 통해 사육된 가축의 경우, 집약적인 사육에 따라 사육 과정에서 상당한 악취가 발생하는 문제점이 발견되었고, 특히 고기에서 노린내와 같은 악취가 나, 소비자가 고기 섭취를 꺼리는 경우도 발견되었다.

한편, 가축의 사육 과정에서 발생하는 가축 분뇨는 일반적으로 퇴비로 재생산되게 된다. 그러나 가축분뇨로 퇴비를 생산할 때 발생되는 악취는 암모니아, 황화수소, 트리메틸아민 및 메틸메르캅탄 등이 혼재된 복합악취로, 일반적으로 퇴비장의 규모가 크기 때문에 처리하여야 할 악취공기의 양이 분당 수천 ㎥가 된다.

현재 가축분뇨를 이용한 퇴비장에서 발생하는 악취를 제거하는 방법으로는 약액세정법 등 화학적으로 악취를 제거하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 상기와 같이 화학적으로 악취를 제거할 경우 화학약품을 사용하기 때문에 2차 오염물질(폐수)이 발생하는 문제가 있다.

이와 관련하여, 국내 공개특허 제2013-0071047호에서는 건조 장치를 통해 상기 악취 제거 방법을 제시한 바 있으나, 퇴비 자체의 악취를 방지하는 방법에 대해서는 전혀 제시하지 못했다.

본 발명자들은 친환경적이면서도 안전한 악취 제거 방법에 대하여 예의 연구하던 중, 본 발명에서 제조한 조성물을 살포할 경우, 가축에서 발생하는 악취나, 가축의 분뇨에서 발생하는 악취를 제거하는 효과가 있다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

이에, 본 발명의 목적은 미생물 발효액을 포함하는 악취 제거용 조성물을 제공하는 것이다.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미생물 발효액을 유효성분으로 포함하는 악취 제거용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일구현예로서, 상기 미생물 발효액은,

호열성 미생물이 접종된 참나무, 소나무, 물푸레나무, 오동나무 및 왕겨를 불을 끈 상태의 불가마에 10~12일 동안 두어 숯을 만드는 단계(단계 1);

상기 불가마로부터 상기 호열성 미생물이 접종된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 꺼내고, 상기 불가마에 공기구멍을 뚫어 불가마 안의 가스가 빠지게 한 후 호열성 미생물이 접종된 진흙을 36~48시간 동안 넣어 두는 단계(단계 2);

상기 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 각각에 상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙을 배합하는 단계(단계 3);

상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙과 배합된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 위에 제1 볏짚을 덮어 주고 발효시키는 단계(단계 4);

상기 발효된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 혼합하여 발효물을 제조하는 단계(단계 5);

황토와 제2 볏짚을 혼합 후 폭기조에서 산소를 공급하면서 숙성하여 숙성물을 제조하는 단계(단계 6); 및

상기 숙성물에 상기 발효물을 혼합하고 폭기조에서 숙성하는 단계(단계 7)를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구현예로서, 상기 호열성 미생물은 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 스트렙토코퍼스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 및 바실러스퍼뮤스(Bacillus firmus)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미생물인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 악취 제거용 조성물을 살포하는 단계를 포함하는 악취 제거 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 악취 제거용 조성물을 처리하는 퇴비 제조 방법을 제공한다:

가축의 분뇨를 준비하는 단계(단계 2-1); 및

상기 분뇨에 상기 악취 제거용 조성물을 처리하는 단계(단계 2-2).

본 발명은 미생물 발효액을 유효성분으로 포함하는 악취 제거용 조성물로서, 상기 조성물은 가축에게 직접 살포하거나, 가축의 분뇨에 처리되어 친환경 퇴비의 제조에 활용될 수 있다. 본 발명의 조성물을 염소에게 처리한 결과, 고기의 노린내가 제거되는 효과를 보였고, 퇴비 제조를 위해 가축의 분뇨에 포함시킬 경우 퇴비의 악취가 제거된다는 것을 확인하였는 바, 본 발명의 조성물은 악취 제거용 조성물로 유용하게 활용 가능하다는 것을 확인하였다.

도 1은 본 발명의 악취 제거용 조성물을 포함하는 퇴비를 촬영한 사진을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 악취 제거용 조성물을 포함하는 퇴비로 재배된 딸기와 악취 제거용 조성물이 포함되지 않은 딸기의 성장 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 악취 제거용 조성물을 포함하는 퇴비로 재배된 딸기와 악취 제거용 조성물이 포함되지 않은 딸기의 성장 결과를 나타낸 도면이다(좌:무처리, 우:처리).
도 4는 본 발명의 악취 제거용 조성물을 포함하는 퇴비로 재배된 딸기와 악취 제거용 조성물이 포함되지 않은 딸기의 성장 결과를 나타낸 도면이다(좌:무처리, 우:처리).

본 발명에서는 고품질의 축산품의 제조와 동시에 악취가 개선된 친환경 퇴비 제조에 대한 요구가 높아지는 것에 따라, 새로운 악취 제거 방법에 대하여 연구하던 중, 호열성 미생물이 접종된 숯 및 진흙을 배합하여 발효액을 이용할 경우, 상기 발효액에 악취 제거 효과가 있다는 것을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.

즉 본 발명은 미생물 발효액을 유효성분으로 포함하는 악취 제거용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 미생물 발효액은,

호열성 미생물이 접종된 참나무, 소나무, 물푸레나무, 오동나무 및 왕겨를 불을 끈 상태의 불가마에 10~12일 동안 두어 숯을 만드는 단계(단계 1);

상기 불가마로부터 상기 호열성 미생물이 접종된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 꺼내고, 상기 불가마에 공기구멍을 뚫어 불가마 안의 가스가 빠지게 한 후 호열성 미생물이 접종된 진흙을 36~48시간 동안 넣어 두는 단계(단계 2);

상기 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 각각에 상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙을 배합하는 단계(단계 3);

상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙과 배합된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 위에 제1 볏짚을 덮어 주고 발효시키는 단계(단계 4);

상기 발효된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 혼합하여 발효물을 제조하는 단계(단계 5);

황토와 제2 볏짚을 혼합 후 폭기조에서 산소를 공급하면서 숙성하여 숙성물을 제조하는 단계(단계 6); 및

상기 숙성물에 상기 발효물을 혼합하고 폭기조에서 숙성하는 단계(단계 7)를 포함하는 방법으로 제조되는 것이다.

본 발명에서 사용하는 호열성 미생물은, 고온에서 서식할 수 있는 미생물을 의미하는 것으로, 상기 미생물은 특수한 효소와 각종 고분자 물질을 생산하여 고온환경 및 중금속, 황화수소 등 독성물질에 높은 내성을 갖는다. 상기 호열성 미생물은 바람직하게는, 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 스트렙토코퍼스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 또는 바실러스퍼뮤스(Bacillus firmus) 등을 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 조성물에 포함되는 발효액의 제조방법을 단계별로 보다 상세하게 설명한다.

[단계 1]

상기 단계 1은 참나무, 소나무, 물푸레나무, 오동나무 및 왕겨 각각 100중량부에 호열성 미생물을 각각 0.1~1중량부를 접종하는 것이 바람직하다. 상기 호열성 미생물을 0.1중량부 미만 접종하면 균의 활동이 줄어드는 문제가 있으며, 1중량부 초과 접종하면 균이 급성장하여 정체되는 문제가 있다.

상기 참나무, 소나무, 물푸레나무 및 오동나무는 30㎝로 절단하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 불을 끈 상태의 불가마의 온도는 80~90℃이다.

호열성 미생물이 접종된 참나무, 소나무, 물푸레나무, 오동나무 및 왕겨를 불을 끈 상태의 불가마(80~90℃)에 10~12일 동안 두면 반숯이 되며 균이 나무 모공 사이로 스며들어가 활성화된다. 숯 제조시 고열로 가열하지 않고 80~90℃에 두는 이유는 온도가 너무 높으면 호열성 미생물 균의 활동이 줄어들기 때문이다.

상기 참나무는 어느 한 종(種)을 지칭하는 것이 아니라, 참나무과 참나무속에 속하는 여러 수종(樹種)을 가리키는 명칭이다. 쓰임새가 많아 유용한 나무라는 뜻이며, 이 속(屬)에 속하는 나무는 모두 도토리라고 불리는 견과(堅果)를 생산하므로 '도토리나무'라고도 불린다. 겨울에 잎이 떨어지는 낙엽활엽수와 일년 내내 잎이 지지 않는 상록활엽수가 있으며, 대부분 높이가 8m를 넘는 교목이나, 때로는 높이가 2m 이내인 관목도 있다. 북반구의 온대에서 열대에 걸쳐 200~250종이 자라며, 잎이 어긋나고 대부분 가장자리에 톱니가 있다. 꽃은 양성화이며 4~5월에 핀다. 수꽃 이삭은 새 가지의 잎겨드랑이에서 밑으로 처지고, 암꽃 이삭은 잎겨드랑이 윗부분에 곧게 선다. 도토리라고 불리는 견과(堅果)는 접시 같은 각두(殼斗) 안에 들어 있으며 타원형 또는 공 모양이다. 각두는 총포이며 겉에 포린(苞鱗)이 덮고 있다. 포린은 종에 따라 크기가 다르고 배열도 다르다. 나무껍질에 타닌함량이 많으므로 바닷가에서는 어망을 물들이는 데 사용한다. 재목은 매우 단단하여 쓰이는 곳이 많으며, 특히 술통을 만드는 재료로 유명하다. 견과는 채취하여 도토리묵을 만들어 먹는다. 떡갈나무의 잎은 크고 두꺼우며 향기가 있어 농촌에서는 떡을 찔 때 사용하여 왔으나, 일본에서는 떡을 싸는 데 사용하고 있다. 굴참나무에서 코르크를 채취하는데, 특히 난대지역에서는 코르크를 생산하는 경제자원으로써 지중해산 코르크 참나무(Q.suber)를 재배한다.

상기 소나무는 겉씨식물 구과목 소나무과의 상록침엽 교목으로서, 다량의 엽록소, 단백질, 조지방, 인, 철분, 효소, 정유(精油), 무기질, 비타민 A, 비타민 C 등을 함유하고 있다. 소나무의 목부에는 테르펜히드라트, 피노실빈, 피노실빈모노메틸에스테르, 디히드로피노실빈모노메틸에스테르, 피노셈브린, 피노반크, 프로피온알데히드, 세로틴산, 유니페르산, 테레빈유, 타르가 있고, 어린 가지와 마디의 기름에는 카니폴, 아비에틴산, 정유가 함유되어 있다.

상기 물푸레나무의 속은 물푸레나무과(Oleacae)의 Oleeae족에 속하며 전 세계적으로 약 60종이 주로 북반구 지역, 동아시아 및 북미를 중심으로 분포한다. 몇 종의 물푸레나무과의 종은 내구성이 강하고 충격에 강하며 직립성의 특성을 나타내는 목재로 활용할 수 있을 뿐 아니라 탁월한 수간(shade)을 형성하기 때문에 공원의 조성과 거주지의 녹화에 매우 중요한 수목으로 알려져 있다. 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla Hance)는 진백목(秦白木)이라 하여 한방에서는 청열, 조습, 평천, 지해의 약효가 있으며 세균성 이질 및 만성기관지염 그리고 백내장과 녹내장을 치료하는 생약재로 사용되어 왔으며 수피에 aesculin, aesculetin(esculetin) 및 6-β-d-glucoside인 aesculin이 함유되어 있어 진통제, 항염증제, 진해제, 수렴제, 이뇨제, 거담제, 건위소화제로 활성을 가지며, 박테리아 감염과 감기를 조절한다고 하고, 출혈과 간질환, 설사, 이질, 백내장과 같은 안질환, 기침, 천식에 사용되어진다고 보고되고 있다.

상기 오동나무(Paulownia coreana Uyeki)는 현삼과의 오동나무속에 속하는 낙엽교목으로 한국 특산종이다. 오동나무의 높이는 15m 정도이며, 나무 껍질은 연한 갈색으로 짙은 갈색의 줄이 세로로 나있다. 오동나무의 껍질은 동피라고 하는데 기관지 폐렴, 세균성 설사, 급성 장염, 급성 결막염 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 오동나무 잎은 동엽이라고 하는데 안면 홍조, 농포 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

상기 왕겨는 벼의 도정공정에서 대량으로 생성되는 부산물로서 그 물량이 충분함과 아울러 연중 도정으로 항상 일정량이 발생하므로 안정적인 공급이 가능할 뿐만 아니라, 저렴하며, 최종 소비지 근처에서 생산되어 그 유통이 편리하다.

[단계 2]

상기 단계 2에서 상기 진흙 100중량부에 호열성 미생물 5~10중량부를 접종하는 것이 바람직하다. 상기 호열성 미생물을 5중량부 미만 접종하면 균수가 줄어드는 문제가 있으며, 10중량부 초과 접종하면 기존 진흙에 들어있는 미생물과 상충되는 문제가 있다.

상기 진흙은 특별히 한정되지 아니하나, 바실러스균의 활성이 뛰어나고 아미노산과 미네랄 개체수를 많이 함유하고 있는 여름철 논에 있는 진흙을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 호열성 미생물은 상기 단계 1에서 사용한 호열성 미생물과 동일한 종류를 사용할 수 있다.

[단계 3]

상기 단계 3은 상기 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 각각에 상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙을 중량비 2:1의 비율로 배합하는 것이 바람직하다.

[단계 4]

상기 단계 4는 상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙과 배합된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 위에 제1 볏짚을 덮어 주고 30~50℃에서 20~30일 동안 발효시키는 것이 바람직하다. 30℃ 미만의 온도에서 발효시키면 생육이 떨어지는 문제가 있고, 50℃ 초과의 온도에서 발효시키면 볏짚의 발열 현상이 심해져서 미생물 생육을 과다 촉진시켜 추후 악취 제거시에 오히려 악취를 발생시킬 수 있는 문제가 있다.

상기 발효시 20일 미만 동안 발효시키면 미생물 배양 완료시 쉽게 사멸하는 문제가 있고, 30일 초과하여 발효시키면 배양 중 미생물이 자동 사멸하여 다량의 미생물이 존재하지 못하는 문제가 있다.

[단계 5]

상기 단계 5는 상기 발효된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 중량비 2:1:1:1:2로 혼합하여 발효물을 제조하는 것이 바람직하다. 상기 비율로 혼합하는 이유는 나무 수종별로 균이 작용하여 발생되는 효과가 다르기 때문이다.

상기 단계 4에서 발효시 사용했던 진흙은 미생물 활동을 통해 유해 미생물을 제거함과 동시에 이물질과 함께 아래로 가라앉게 된다.

[단계 6]

상기 단계 6은 황토와 제2 볏짚을 중량비 1:10으로 혼합 후 7~10일 동안 폭기조에서 산소를 공급하면서 20~35℃에서 숙성하여 숙성물을 제조하는 것이 바람직하다.

황토는 미생물의 생육을 억제하는 성향이 있지만, 미생물과 협착을 이루면 미생물은 황토에 있는 미네랄 성분을 먹으며 사멸하지 않고 생존할 수 있으며 오히려 황토의 항균 성분과도 친해질 수 있다.

20℃ 미만의 온도에서 숙성하면 미생물이 황토의 미네랄을 먹지 못해 균이 죽는 문제가 있으며, 35℃ 초과의 온도에서 숙성하면 균이 쉽게 황토의 미네랄을 먹으면서 다량의 개체로 존재하나 생명주기가 떨어지는 문제가 있다.

7일 미만 동안 숙성하면 미생물이 황토의 미네랄을 미섭취해 활동성이 떨어지는 문제가 있으며, 10일 초과하여 숙성하면 균이 쉽게 황토에 미네랄을 먹으면서 다량의 개체로 존재하나 균의 생명주기가 떨어지는 문제가 있다.

[단계 7]

상기 단계 7은 상기 숙성물 100중량부에 상기 발효물 10~20중량부를 혼합하고 1~5℃의 저온으로 폭기조에서 60~70일 동안 숙성하여 미생물 발효액을 제조하는 단계이다.

상기 숙성물 100중량부에 대하여 상기 발효물 10중량부 미만으로 포함하면 균이 적게 포함되어 악취 제거 효과가 저해되는 문제가 있고 20중량부 초과 포함하면 균이 너무 많아져서 빠르게 산패될 수 있는 문제가 있다.

상기 숙성시 1℃ 미만의 온도에서 숙성하면 균이 활성화되지 못하는 문제가 있고, 5℃ 초과의 온도에서 숙성하면 숙성시 산패되어 바닥에 시커먼 균사체가 모이는데 이는 악취 제거 효과가 저하되는 문제가 있다.

상기 숙성시 60일 미만 동안 숙성하면 악취를 제거할 수 있는 유익균이 쉽게 사멸하는 문제가 있고, 70일 초과하여 숙성하면 산패되어 오히려 냄새의 원인이 되는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 미생물 발효액 100중량부에 옻순 0.1~1중량부, 녹차잎 0.1~1중량부 및 대나무줄기 0.1~1중량부를 혼합하고 1~5℃에서 60~70일 동안 저온 숙성하는 단계를 추가할 수 있다. 상기 미생물 발효액에 옻순, 녹차잎 및 대나무줄기를 혼합하고 저온 숙성함으로써 퇴비 제조시 퇴비의 냄새를 제거하는 기능을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 옻순은 옻나무의 어린 순을 의미한다. 상기 옻순, 녹차잎 및 대나무줄기는 건조하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 미생물 발효액 100중량부에 당귀잎 0.1~1중량부, 두충줄기 0.1~1중량부 및 은행열매 0.1~1중량부를 혼합하고 1~5℃에서 60~70일 동안 저온 숙성하는 단계를 추가할 수 있다. 상기 미생물 발효액에 당귀잎, 두충줄기 및 은행열매를 혼합하고 저온 숙성함으로써, 퇴비에 해충이 생기는 것을 방지하는 기능을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 미생물 발효액 100중량부에 쑥잎 0.1~1중량부, 뽕잎 0.1~1중량부 및 상사화줄기 0.1~1중량부를 혼합하고 1~5℃에서 60~70일 동안 저온 숙성하는 단계를 추가할 수 있다. 상기 미생물 발효액에 쑥잎, 뽕잎 및 상사화줄기를 혼합하고 저온 숙성함으로써 악취를 제거하는 기능을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 미생물 발효액 100중량부에 옻순 0.1~1중량부, 녹차잎 0.1~1중량부 및 대나무줄기 0.1~1중량부를 혼합하고 1~5℃에서 60~70일 동안 저온 숙성하여 제1 미생물 제제를 만들고,

상기 미생물 발효액 100중량부에 당귀잎 0.1~1중량부, 두충줄기 0.1~1중량부 및 은행열매 0.1~1중량부를 혼합하고 1~5℃에서 60~70일 동안 저온 숙성하여 제2 미생물 제제를 만들고,

상기 미생물 발효액 100중량부에 쑥잎 0.1~1중량부, 뽕잎 0.1~1중량부 및 상사화줄기 0.1~1중량부를 혼합하고 1~5℃에서 60~70일 동안 저온 숙성하여 제3 미생물 제제를 만들고,

상기 제1 미생물 제제, 제2 미생물 제제 및 제3 미생물 제제를 중량비 1:1:1로 혼합한 제4 미생물 제제 100중량부에 대하여 제3 볏짚 1~5중량부를 혼합한 후 폭기조에서 25~30℃의 온도에서 30~40일 동안 숙성하는 단계가 추가될 수 있다.

상기 제3 볏짚은 영하의 기온에서 볏짚 특유의 발효균만을 사용할 수 있기 때문에 눈 밑에 10~60일 동안 쌓아 놓은 볏짚뿌리를 10~12㎝로 잘라서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제4 미생물 제제 100중량부에 대하여 제3 볏짚 1중량부 미만 포함하면 볏짚 특유의 발효균이 미흡해지는 문제가 있고, 5중량부 초과 포함하면 볏짚 특유의 발효균이 혼합숙성물의 균을 과도하게 먹어버리는 문제가 있다.

상기 숙성시 25℃ 미만의 온도에서 숙성하면 생육이 떨어지는 문제가 있고, 30℃ 초과의 온도에서 숙성하면 볏짚의 발열현상이 심해져서 미생물 생육을 과다 촉진시켜 추후 퇴비 사용시 쉽게 산패되는 문제가 있다.

상기 숙성시 30일 미만 동안 숙성하면 생육이 떨어지는 문제가 있고, 40일 초과하여 숙성하면 볏짚의 발열현상이 심해져서 미생물 생육을 과다 촉진시켜 추후 퇴비 제조시 쉽게 산패되는 문제가 있다.

상기 미생물 제제는 폭기를 끄고 10일 동안 정치한 후 상등수를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 악취 제거용 조성물을 처리하는 단계를 포함하는 악취 제거 방법을 제공할 수 있다.

상기 악취 제거 방법에는 제한이 없으나, 상기 조성물을 물에 포함시켜 분사 살포하는 것이 바람직하다.

상기 악취 제거 방법은 가축에게 직접 사용되거나, 가축의 분뇨에 이용될 수 있는 것으로, 상기 가축의 종류는 닭, 염소, 돼지, 소, 젖소, 말, 당나귀, 양, 개, 토끼, 고양이, 오리, 거위, 꿩, 메추라기, 타조, 청둥오리 또는 칠면조 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 상기 악취 제거용 조성물을 포함하는 퇴비의 제조 방법을 제공한다:

퇴비의 원료를 준비하는 단계(단계 2-1); 및

상기 원료에 상기 악취 제거용 조성물을 처리하는 단계(단계 2-2).

상기 단계 2-1에서 퇴비의 원료는, 가축의 분뇨 등의 일반적인 퇴비 제조시에 사용되는 원료를 의미하는 것으로, 바람직하게는 본 발명의 실시예와 같이 염소의 분뇨를 사용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 단계 2-2에서는 원료에 상기에서 제조한 미생물 발효액을 포함하는 악취 제거용 조성물을 처리한다. 상기 처리의 방법에는 제한이 없으며, 상기 단계 2-2에서의 처리 후에, 45℃ 내지 70℃에서 발효하여 퇴비로 최종 완성할 수 있다.

본 발명에서 상기 방법으로 제조된 조성물을 가축에 처리한 결과, 악취 제거 관능 평가에 있어 상기 조성물이 처리되지 않은 대조군에 비하여 우수한 악취 제거 효과를 보였다(실시예 2). 또한, 본 발명의 조성물을 가축의 분뇨에 포함시켜 퇴비를 제조한 결과, 암모니아, 황화수소, 트리메틸아민, 메틸메르캅탄의 생성이 현저하게 감소한다는 것을 확인할 수 있다(실시예 3). 또한 상기 퇴비를 이용하여 작물을 재배한 결과, 작물의 성장이 증가되었음을 확인하였다(실시예 4).

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 본 발명의 악취 제거용 조성물의 제조

참나무, 소나무, 물푸레나무, 오동나무 및 왕겨를 준비하여, 호열성 미생물로 Bacillus firmus 및 Bacillus subtilis를 접종하였다.

상기 호열성 미생물이 접종된 참나무, 소나무, 물푸레나무, 오동나무 및 왕겨를 불을 끈 상태의 불가마에 12일 동안 두어 숯을 만들었다. 참나무, 소나무, 물푸레나무, 오동나무 및 왕겨 각각 100중량부에 호열성 미생물을 각각 0.5중량부를 접종하였다. 상기 참나무, 소나무, 물푸레나무 및 오동나무는 30㎝로 절단하여 사용하였다. 상기 불을 끈 상태의 불가마의 온도는 110℃이다. 상기 불가마로부터 상기 호열성 미생물이 접종된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 꺼내고, 상기 불가마에 공기구멍을 뚫어 불가마 안의 가스가 빠지게 한 후 호열성 미생물이 접종된 진흙을 24시간 동안 넣어 두었다. 진흙에 접종한 호열성 미생물은 상기 나무에 접종한 호열성 미생물과 동일한 종류의 호열성 미생물을 사용하였다. 상기 진흙 100중량부에 호열성 미생물 5~ 10중량부를 접종하였다. 상기 진흙은 여름철 논에 있는 진흙을 사용하였다. 상기 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 각각에 상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙을 중량비 2:1의 비율로 배합하였다. 상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙과 배합된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 위에 제1 볏짚을 덮어 주고 50℃에서 30일 동안 발효시켰다. 상기 발효된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 중량비 2:1:1:1:2로 혼합하여 발효물을 제조하였다. 황토와 제2 볏짚을 중량비 1:10으로 혼합 후 7일 동안 폭기조에서 산소를 공급하면서 20℃에서 숙성하여 숙성물을 제조하였다. 상기 숙성물 100중량부에 상기 발효물 15중량부를 혼합하고 3℃의 저온으로 폭기조에서 60일 동안 숙성하여 미생물 제제를 제조하였다. 상기 미생물 제제 100중량부에 옻순 0.3중량부, 녹차잎 0.3중량부 및 대나무줄기 0.3중량부를 혼합하고 3℃에서 60일 동안 저온 숙성하여 제1 미생물 제제를 제조하였다. 상기 미생물 제제 100중량부에 당귀잎 0.3중량부, 두충줄기 0.3중량부 및 은행열매 0.3중량부를 혼합하고 3℃에서 60일 동안 저온 숙성하여 제2 미생물 제제를 제조하였다. 상기 미생물 제제 100중량부에 쑥잎 0.3중량부, 뽕잎 0.3중량부 및 상사화줄기 0.3중량부를 혼합하고 3℃에서 60일 동안 저온 숙성하여 제3 미생물 제제를 제조하였다. 상기 제1 미생물 제제, 제2 미생물 제제, 제3 미생물 제제를 중량비 1:1:1로 혼합한 제4 미생물 제제 100중량부에 대하여 제3 볏짚 3중량부를 혼합하고 폭기조에서 27℃의 온도에서 30일 동안 숙성한 후, 폭기를 끄고 10일 동안 정치한 후 상등수를 취해 악취탈취용조성물을 제조하였다. 상기 제3 볏짚은 눈 밑에 30일 동안 쌓아 놓은 볏짚뿌리를 10㎝로 잘라서 사용하였다.

실시예 2: 가축을 대상으로 한 악취 탈취용 조성물의 처리

본 실시예에서는 상기에서 제조된 조성물을 가축 및 가축의 분뇨에 직접 처리하였다.

처리한 결과, 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 돼지를 대상으로는 악취 탈취를 위해 10~15kg의 조성물이 포함된 물(1000톤)을 24시간 동안 살포하였고, 닭을 대상으로는 악취 탈취를 위해 30kg의 조성물이 포함된 물(300톤)을 120시간 동안 살포하였으며, 염소를 대상으로는 악취 탈취를 위해 50kg의 조성물이 포함된 물(200톤)을 살포하였다.

그 결과, 10~15kg의 조성물을 돼지에게 살포할 경우 물 1000톤을 사용한 것과 동일한 탈취 효과를 가지고, 30kg의 조성물을 닭에게 살포할 경우 물 300톤을 사용한 것과 동일한 탈취 효과를 가지며, 50kg의 조성물을 염소에게 살포할 경우 물 200톤을 사용한 것과 동일한 탈취 효과를 가진다는 것을 확인하였다.

구분	적용기준	시간	사용량
돼지	물 1000톤	24시간(1일)	10~15kg
닭	물 300톤	120시간(5일)	30kg
염소	물 200톤	240시간(10일)	50kg

실시예 3: 퇴비 제조 및 퇴비의 악취 제거 효과 확인

실시예 1에서 제조한 미생물 발효액의 탈취효과를 관능평가를 통해 실험하였다. 염소의 분뇨 100중량부에 실시예 1에서 제조한 미생물 발효액 15중량부를 혼합한 후 24시간 동안 방치하였다(도 1). 제조된 퇴비의 성분 분석 결과를 하기 표 2에 나타내었다(분석방법:비료품질검사법, 규격:농촌진흥청고시 제2013-5호).

검정 항목	단위	공정규격기준		검정 결과
유기물	%	30 이상		36.94
유기물대 질소비	-	45 이하		27.77
비소(As)	mg/kg	건물 중에 대하여	45 이하	0.61
카드뮴(Cd)	mg/kg		5 이하	0.05
수은(Hg)	mg/kg		2 이하	0.07
납(Pb)	mg/kg		130 이하	0.00
크롬(Cr)	mg/kg		200 이하	10.30
구리(Cu)	mg/kg		45 이하	33.02
니켈(Ni)	mg/kg		900 이하	7.68
아연(Zn)	mg/kg		1.8 이하	306.28
염분	%	불검출		1.37
대장균O157:H7	-	불검출		불검출
살모넬라	-	55 이하		불검출
수분	%	부숙완료 또는 70 이상		43.04
부숙도	-	25 이하		부숙 완료
염산불용해물	%			10.33

제조된 퇴비와의 비교를 위해 시중에서 판매되는 미생물 배양액(자연애, 마이크로맥스 영농조합법인)을 염소의 분뇨 100 중량부에 대하여 15 중량부 혼합한 후 24시간 동안 방치하였다. 24시간 후에 악취제거효과가 우수하면 1점, 악취제거 효과가 보통이면 3점, 악취제거효과가 미흡하면 5점을 주었다. 시료는 총 10개씩 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.

시료	대조군 1	비교군 1
구성(중량%)	적용	미적용
1	1	4
2	3	3
3	2	4
4	2	4
5	1	4
6	3	3
7	2	4
8	1	4
9	2	3
10	2	4
합(평균)	19	37

상기 표 3에서 확인할 수 있는 것과 같이, 본 발명에 따른 악취 제거용 조성물은 비교예 1의 미생물 제제에 비해 퇴비 제조시 악취 제거 효과가 우수함을 확인할 수 있다.

또한, 시험 기기로 FIS사 (가스크로마토그래프)의 Model을 이용하여 악취 원인 물질의 생성량을 평가하였으며, 실험 조건은 다음과 같다. 평가 결과는 표 4에 나타내었다.

1) 실내 온도 : 30 ℃

2) 상대 습도 : 50%

3) 용기의 크기(탈취시험용 용기) : 50cm×50cm×60cm

4) 샘플양 : 10ml

시료	경과시간	분석결과(ppm)
		암모니아	황화수소	트리메틸아민	메틸메르캅탄
본 발명의 조성물을 포함하는 퇴비	0	98	50	48	30
	0.5	89	22	23	20
	1.0	78	21	22	15
	1.5	62	15	17	12
	2.0	60	13	12	10
	2.5	60	5	10	5
시중의 미생물 제제를 포함하는 퇴비	0	98	50	50	30
	0.5	95	45	47	29
	1.0	94	44	43	27
	1.5	92	42	40	25
	2.0	90	40	39	23
	2.5	89	39	37	22

상기 표 4에서 확인할 수 있는 것과 같이, 본 발명에 따른 악취 제거용 조성물을 포함하는 퇴비는 탈취시험기기를 사용한 평가에서도 시중의 미생물 제제를 포함하여 제조된 퇴비에 비해 악취 제거 효과가 우수함을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 악취 제거용 조성물의 성능을 확실하게 확인하기 위해서, 한국화학융합시험연구원에 실험을 의뢰하여 하기 표 5와 같은 결과를 획득하였다. 실험 조건은 아래와 같다.

1. 실험환경:온도(25±5) ℃, 습도(45±5) % R.H.

2. 시험용기:10L 테들라백

3. 시료주입량:본 발명의 조성물 200mL

4. 시험기기:검지관식 가스측정기(GV-100S, 가스텍, 일본)

5. 초기농도(단위:ppm)

- 암모니아 : 100

- 트리메틸아민 : 30

- 황화수소 : 50

- 메틸머캅탄 : 4

시험항목	단위	시료구분	결과치
암모니아	%	30분 후	99
암모니아	%	1시간 후	99 이상
트리메틸아민	%	30분 후	99 이상
트리메틸아민	%	1시간 후	99 이상
황화수소	%	30분 후	54
황화수소	%	1시간 후	70
메틸머캅탄	%	30분 후	26
메틸머캅탄	%	1시간 후	34

즉, 조성물의 처리 후 암모니아, 트리메틸아민은 99% 이상이 제거되고, 황화수소는 30분 후 54%, 1시간 후 70%가 제거되며, 메틸머캅탄은 30분 후 26%가 제거되고, 1시간 후에는 34% 이상이 제거된다는 것을 확인한 것이다.

실시예 4: 상기 퇴비의 처리에 따른 재배 결과 확인

상기 실시예 3에서 제조된 퇴비와, 시중의 미생물 제제를 포함하는 대조군의 퇴비를 각각 딸기, 방울토마토, 및 고구마를 대상으로 재배에 사용하였다.

그 결과, 도 2, 3, 및 4에 나타낸 것과 같이 상기 퇴비를 적용하였을 때 더 우수한 성장률을 보였다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (5)

1. 미생물 발효액을 유효성분으로 포함하는 악취 제거용 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 미생물 발효액은,
   호열성 미생물이 접종된 참나무, 소나무, 물푸레나무, 오동나무 및 왕겨를 불을 끈 상태의 불가마에 10~12일 동안 두어 숯을 만드는 단계(단계 1);
   상기 불가마로부터 상기 호열성 미생물이 접종된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 꺼내고, 상기 불가마에 공기구멍을 뚫어 불가마 안의 가스가 빠지게 한 후 호열성 미생물이 접종된 진흙을 36~48시간 동안 넣어 두는 단계(단계 2);
   상기 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 각각에 상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙을 배합하는 단계(단계 3);
   상기 호열성 미생물이 접종되고 불가마에 방치된 진흙과 배합된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯 위에 제1 볏짚을 덮어 주고 발효시키는 단계(단계 4);
   상기 발효된 참나무숯, 소나무숯, 물푸레나무숯, 오동나무숯 및 왕겨숯을 혼합하여 발효물을 제조하는 단계(단계 5);
   황토와 제2 볏짚을 혼합 후 폭기조에서 산소를 공급하면서 숙성하여 숙성물을 제조하는 단계(단계 6); 및
   상기 숙성물에 상기 발효물을 혼합하고 폭기조에서 숙성하는 단계(단계 7)를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는, 조성물.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 호열성 미생물은 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 스트렙토코퍼스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 및 바실러스퍼뮤스(Bacillus firmus)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미생물인 것을 특징으로 하는, 조성물.
   
4. 제1항의 악취 제거용 조성물을 처리하는 단계를 포함하는 악취 제거 방법.
   
5. 하기 단계를 포함하는 제1항의 악취 제거용 조성물을 포함하는 퇴비의 제조 방법:
   퇴비의 원료를 준비하는 단계(단계 2-1); 및
   상기 원료에 상기 악취 제거용 조성물을 처리하는 단계(단계 2-2).
   

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