KR20180124232A - 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법 - Google Patents

가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법은, 농가로부터 축산분뇨를 수집하는 제 1단계; 상기 축산분뇨를 분과 뇨로 분리하는 제 2단계; 상기 분리된 뇨를 60 내지 70℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 1차 발효물을 제조하는 제 3단계; 상기 1차 발효물을 50 내지 60℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 2차 발효물을 제조하는 제 4단계; 상기 2차 발효물을 50 내지 55℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 3차 발효물을 제조하는 제 5단계; 상기 3차 발효물을 40 내지 50℃에서 10일 동안 호기성 발효하여 4차 발효물을 제조하는 제 6단계; 상기 4차 발효물을 1차 침전시키는 제 7단계; 상기 1차 침전시킨 발효물을 2차 침전시키는 제 8단계; 상기 2차 침전시킨 발효물에 미생물을 투입하여 혼합액을 제조하는 제 9단계; 상기 혼합액에 첨가물을 투입하여 기능성 발효액비를 제조하는 제 10단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미생물은 락토바실러스균, 효모, 방선균으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차 침전시킨 발효물 1중량부에 상기 미생물 0.25중량부를 투입하고, 이를 24시간동안 혼합 교반하여 혼합액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가물은,
붕소, 철, 아연, 마그네슘, 망간, 칼슘 중에서 적어도 한가지 이상이 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼합물 1중량부에 대하여 상기 첨가물 0.01중량부를 투입하여 기능성 발효액비를 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법{Manufacturing method of liquid manure}
본 발명은 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 가축분뇨를 호기성 발효시켜 얻은 발효물에 유익 미생물과 미량요소를 첨가하여 발효액비를 제조함으로써 작물의 성장을 촉진하는 기능성 발효액비를 제조하는 방법에 관한 것이다.
2014년도를 기준으로 전국 축산 농가수는 2013년도 대비 2.1% 증가하였으며, 같은 기간 전체 사육두수는 240,176천두로 2013년의 235,144천두 대비 0.4% 증가하였다. 이에 따라 축산 농가에서 발생하는 가축분뇨의 발생량도 증가하고 있다. 가축분뇨는 수질오염원 중 가장 중요한 비점오염원으로서 관리되고 있다. 가축분뇨를 버리는 대신 이를 활용함으로써 수질 오염을 줄이는 한편, 자원으로 활용하는 방법이 주요 관심의 대상이다. 현재 가축분뇨의 약 90%는 자원화되어 퇴비 또는 액비로 처리되고 있는 실정이며, 가축분뇨의 자원화를 강화하고 액비의 품질을 개선하여 유통을 활성화하는 방안이 꾸준하게 논의되고 있다.
그러나, 가축 분뇨를 이용한 퇴비의 경우에는 원재료 수급이 일정하지 않으며 제조된 퇴비의 품질과 성분의 표준화가 어려워서 작물 생장을 효과적으로 촉진시키는 기능을 기대하기 어려운 문제점이 있다.
한국공개특허 제 10-2003-0039404호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 가축분뇨를 발효하고 유익 미생물 및 미량요소를 첨가하여 작물 생장을 효과적으로 촉진하는 기능성 발효액비를 제공하는 데 그 목적이 있다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법은, 농가로부터 축산분뇨를 수집하는 제 1단계; 상기 축산분뇨를 분과 뇨로 분리하는 제 2단계; 상기 분리된 뇨를 60 내지 70℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 1차 발효물을 제조하는 제 3단계; 상기 1차 발효물을 50 내지 60℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 2차 발효물을 제조하는 제 4단계; 상기 2차 발효물을 50 내지 55℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 3차 발효물을 제조하는 제 5단계; 상기 3차 발효물을 40 내지 50℃에서 10일 동안 호기성 발효하여 4차 발효물을 제조하는 제 6단계; 상기 4차 발효물을 1차 침전시키는 제 7단계; 상기 1차 침전시킨 발효물을 2차 침전시키는 제 8단계; 상기 2차 침전시킨 발효물에 미생물을 투입하여 혼합액을 제조하는 제 9단계; 상기 혼합액에 첨가물을 투입하여 기능성 발효액비를 제조하는 제 10단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미생물은 락토바실러스균, 효모, 방선균으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차 침전시킨 발효물 1중량부에 상기 미생물 0.25중량부를 투입하고, 이를 24시간동안 혼합 교반하여 혼합액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가물은 붕소, 철, 아연, 마그네슘, 망간, 칼슘 중에서 적어도 한가지 이상이 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼합물 1중량부에 대하여 상기 첨가물 0.01중량부를 투입하여 기능성 발효액비를 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명에 의한 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법은 발효된 가축분뇨에 유익 미생물과 미량요소를 첨가함으로써 작물의 성장에 필요한 영양성분이 충분하게 함유되어 있고, 토양의 질을 효과적으로 개선하는 발효액비를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법을 나타내는 순서도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 일실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
하기에서는 상기 제시된 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법을 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
<가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법>
먼저, 제 1단계(S1)에서 농가에서 발생한 축산분뇨를 수집한다.
구체적으로, 기능성 발효액비의 원료인 축산분뇨를 농가로부터 수거한다.
다음으로, 제 2단계(S2)에서 상기 축산분뇨를 분리한다.
평균적으로, 축산분뇨는 분 85%, 뇨 15%로 구성되어 있으며, 상기 축산분뇨를 분리장치에 투입하여 분과 뇨로 분리한다.
다음으로, 제 3단계(S3)에서 1차 발효물을 제조한다.
구체적으로, 제 2단계의 축산분뇨 분리과정을 통하여 분리된 뇨를 1차 발효하여 1차 발효물을 제조한다.
상기 1차 발효는 상기 뇨를 60 내지 70℃의 온도조건에서 7일 동안 폭기장치를 이용하여 호기성 발효한다. 상기 폭기장치는 축산분뇨에 산소를 지속적으로 공급하여 호기성 미생물의 유기물 분해를 촉진시키고, 이를 통하여 축산분뇨의 발효가 효과적으로 진행되도록 한다. 이때, 상기 1차 발효 과정에서 발효물에 부유하는 각종 이물질 및 거품을 제거하여 발효 과정이 효과적으로 진행되도록 돕는다.
상기 1차 발효 과정은 축산분뇨 내의 유기물을 분해하고, 축산분뇨 내의 살모넬라, 대장균과 같은 유해균을 멸균하여 1차 발효물을 제조하는 효과가 있으며, 상기 1차 발효 과정의 온도조건이 60℃보다 낮으면 축산분뇨 내의 유해균이 효과적으로 제거되지 않는 문제점이 발생한다. 또한, 상기 1차 발효 과정이 7일보다 짧으면 발효가 충분하게 이루어지지 않으므로, 상기 1차 발효 과정은 60 내지 70℃의 온도조건에서 7일 동안 진행되는 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 제 4단계(S4)에서 2차 발효물을 제조한다.
구체적으로, 제 3단계에서 제조한 1차 발효물을 2차 발효하여 2차 발효물을 제조한다.
상기 2차 발효는 상기 1차 발효물을 50 내지 60℃의 온도조건에서 7일 동안 폭기장치를 이용하여 호기성 발효한다. 상기 폭기장치는 1차 발효물에 산소를 지속적으로 공급하여 호기성 미생물의 유기물 분해를 촉진시키고, 이를 통하여 1차 발효물의 발효가 효과적으로 진행되도록 한다. 이때, 2차 발효 과정에서 발생되는 각종 이물질 및 거품을 제거하여 발효 과정이 효과적으로 진행되도록 돕는다.
상기 2차 발효 과정은 1차 발효물 내의 유기물을 분해하고, 발효물 내의 살모넬라, 대장균과 같은 유해균을 멸균하여 2차 발효물을 제조하는 효과가 있으며, 상기 2차 발효 과정의 온도조건이 50℃보다 낮거나 발효 기간이 7일보다 짧으면 발효가 효과적으로 진행되지 않는 문제점이 발생한다. 그러므로, 상기 2차 발효 과정은 50 내지 60℃의 온도조건에서 7일 동안 진행되는 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 제 5단계(S5)에서 3차 발효물을 제조한다.
구체적으로, 제 4단계에서 제조한 2차 발효물을 3차 발효하여 3차 발효물을 제조한다.
상기 3차 발효는 상기 2차 발효물을 50 내지 55℃의 온도조건에서 7일 동안 폭기장치를 이용하여 호기성 발효한다. 상기 폭기장치는 2차 발효물에 산소를 지속적으로 공급하여 호기성 미생물의 유기물 분해를 촉진시키고, 이를 통하여 2차 발효물의 발효가 효과적으로 진행되도록 한다. 이때, 3차 발효 과정에서 발생되는 각종 이물질 및 거품을 제거하여 발효 과정이 효과적으로 진행되도록 돕는다.
상기 3차 발효 과정은 2차 발효물 내의 유기물을 분해하여 3차 발효물을 제조하는 효과가 있으며, 상기 3차 발효 과정의 온도조건이 50℃보다 낮거나 발효 기간이 7일보다 짧으면 발효가 효과적으로 진행되지 않는 문제점이 발생한다. 그러므로 상기 3차 발효 과정은 50 내지 55℃의 온도조건에서 7일 동안 진행되는 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 제 6단계(S6)에서 4차 발효물을 제조한다.
구체적으로, 제 5단계에서 제조한 3차 발효물을 4차 발효하여 4차 발효물을 제조한다.
상기 4차 발효는 상기 3차 발효물을 40 내지 50℃의 온도조건에서 7일 동안 폭기장치를 이용하여 호기성 발효한다. 상기 폭기장치는 3차 발효물에 산소를 지속적으로 공급하여 호기성 미생물의 유기물 분해를 촉진시키고, 이를 통하여 3차 발효물의 발효가 효과적으로 진행되도록 한다. 이때, 4차 발효 과정에서 발생되는 각종 이물질 및 거품을 제거하여 발효 과정이 효과적으로 진행되도록 돕는다.
상기 4차 발효 과정은 3차 발효물 내의 유기물을 분해하여 4차 발효물을 제조한다. 상기 4차 발효 과정의 온도조건이 40℃보다 낮거나 50℃보다 높으면 미생물 배양이 효과적으로 이루어지지 않는다. 그러므로 상기 4차 발효 과정의 온도조건이 40 내지 50℃로 유지되는 것이 바람직하다.
다음으로, 제 7단계(S7)에서 1차 침전한다.
구체적으로, 제 6단계에서 제조한 4차 발효물을 24시간 동안 자연 침전한다. 침전 과정을 거치면 상기 4차 발효물 내의 부유물이나 이물질들이 가라앉는다. 가라앉은 이물질은 제거하여 맑은 상등액을 얻는다.
다음으로, 제 8단계(S8)에서 2차 침전한다.
구체적으로, 제 7단계에서 1차 침전하여 얻은 상등액을 재침전하여 미세 이물질을 제거한다.
다음으로, 제 9단계(S9)에서 유익 미생물을 투입한다.
구체적으로, 제 8단계에서 2차 침전하여 이물질을 제거한 발효물에 유익 미생물을 투입하여 혼합액을 제조한다.
상기 혼합액은 상기 2차 침전시킨 발효물 1중량부에 대하여 상기 미생물 0.25중량부를 투입하고 이를 24시간 동안 혼합 및 교반하여 제조된다.
상기 미생물은 효모, 방선균, 락토바실러스균을 포함한다. 상기 미생물이 발효액비에 첨가됨으로써 토양의 질을 개선하고 비옥도를 증대시키며 면역력이 강화되는 효과가 있다. 특히, 상기 락토바실러균은 유익 미생물로서 유해 미생물의 성장을 효과적으로 억제하고 유해균을 사멸시키는 능력이 뛰어나다.
상기 2차 침전시킨 발효물 1중량부에 대하여 상기 미생물이 0.25중량부보다 적으면 악취 제거 효과를 기대할 수 없으며 양질의 발효액비를 제조할 수 없는 문제점이 있다.
다음으로, 제 10단계(S10)에서는 기능성 발효액비를 제조한다.
구체적으로, 제 9단계에서 제조한 혼합액에 첨가물을 투입하여 기능성 발효액비를 제조한다.
상기 첨가물은 미량요소로서 붕소, 철, 아연, 마그네슘, 망간, 칼슘 중에서 적어도 한가지 이상이 포함된 것을 특징으로 한다. 상기 미량요소가 첨가됨으로써 식물의 성장을 돕고, 토양의 질과 비옥도를 증대시키는 비료를 제조할 수 있는 효과가 있다.
상기 혼합액 1중량부에 상기 첨가물 0.01중량부를 투입하여 기능성 발효액비를 제조한다.
상기 발효액비는 액상 분뇨에 함유된 질소, 인, 칼륨 성분과 첨가된 미량 요소성분을 작물에 효과적으로 전달한다. 또한, 버려지는 가축분뇨로 인한 환경오염을 방지하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 구체적인 실시예를 통해 설명한다.
[실시예 - 토양 관주 사용시 기능성 발효액비]
도 1에 나타난 기능성 발효액비 제조방법 순서도와 같이, 축산분뇨에서 분리된 뇨를 4차에 걸쳐 발효하여 발효물을 제조하고, 상기 발효물을 2차에 걸쳐 침전한 후 상등액을 얻는다. 상기 상등액 1중량부에 대하여 유익 미생물 0.25중량부와 수용성붕소와 수용성철로 구성된 첨가물 0.01중량부를 첨가하고 교반하여 기능성 발효액비를 제조한다. 상기 제조된 기능성 발효액비는 물에 희석하여 사용하되, 상기 기능성 발효액비 1중량부에 대하여 물 1000중량부를 혼합한다.
[실시예 - 양액 재배 보조 비료로 사용시 기능성 발효액비]
도 1에 나타난 기능성 발효액비 제조방법 순서도와 같이, 축산분뇨에서 분리된 뇨를 4차에 걸쳐 발효하여 발효물을 제조하고, 상기 발효물을 2차에 걸쳐 침전한 후 상등액을 얻는다. 상기 상등액 1중량부에 대하여 유익 미생물 0.25중량부와 수용성붕소와 수용성철로 구성된 첨가물 0.01중량부를 첨가하고 교반하여 기능성 발효액비를 제조한다. 상기 제조된 기능성 발효액비는 물에 희석하여 사용하되, 상기 기능성 발효액비 1중량부에 대하여 물 2000중량부를 혼합한다.
이하 본 발명의 기능성 발효액비의 토양 비옥도 개선 및 작물 성장 촉진에 관한 실험을 진행하고 그 결과를 나타내었다.
[비교예 1]
포트에 사양토를 채우고, 파종 후 약 4주가 경과한 배추를 1주 정식하였다. 정식 후 45일이 지났을 때 수확하였으며, 수확한 배추 내의 양분함량을 측정하였다.
[실시예 1]
포트에 사양토를 채우고, 파종 후 약 4주가 경과한 배추를 1주 정식하였다. 상기 기능성 발효액비를 정식 3일 전과 정식 15일 후, 정식 30일 후에 처리하였다. 정식 후 45일이 지났을 때 수확하였으며, 수확한 배추 내의 양분함량을 측정하였다.

토양 내 함량
T-N PZO5 K2O
비교예 1 1.19b 1.16a 3.88a
실시예 1 1.55a 1.26a 4.53c
실험 결과, 표 1에서 보는 바와 같이 실시예 1을 처리한 배추에서 더 높은 질소, 인산, 칼륨 함량을 보이는 것을 알 수 있다.
이는 실시예 1이 사양토에 처리됨으로써 토양을 비옥화시키고 작물의 성장을 효과적으로 돕는 것을 알 수 있다. 특히, 높은 질소 함량으로 인하여 작물 생산 효율을 효과적으로 높인다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S1. 축산분뇨 수집
S2. 축산분뇨 분리
S3. 1차 발효
S4. 2차 발효
S5. 3차 발효
S6. 4차 발효
S7. 1차 침전
S8. 2차 침전
S9. 미생물 투입
S10. 첨가물 투입

Claims (5)

  1. 농가로부터 축산분뇨를 수집하는 제 1단계;
    상기 축산분뇨를 분과 뇨로 분리하는 제 2단계;
    상기 분리된 뇨를 60 내지 70℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 1차 발효물을 제조하는 제 3단계;
    상기 1차 발효물을 50 내지 60℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 2차 발효물을 제조하는 제 4단계;
    상기 2차 발효물을 50 내지 55℃에서 7일 동안 호기성 발효하여 3차 발효물을 제조하는 제 5단계;
    상기 3차 발효물을 40 내지 50℃에서 10일 동안 호기성 발효하여 4차 발효물을 제조하는 제 6단계;
    상기 4차 발효물을 1차 침전시키는 제 7단계;
    상기 1차 침전시킨 발효물을 2차 침전시키는 제 8단계;
    상기 2차 침전시킨 발효물에 미생물을 투입하여 혼합액을 제조하는 제 9단계;
    상기 혼합액에 첨가물을 투입하여 기능성 발효액비를 제조하는 제 10단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 미생물은 락토바실러스균, 효모, 방선균으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 침전시킨 발효물 1중량부에 상기 미생물 0.25중량부를 투입하고, 이를 24시간동안 혼합 교반하여 혼합액을 제조하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 첨가물은,
    붕소, 철, 아연, 마그네슘, 망간, 칼슘 중에서 적어도 한가지 이상이 포함된 것을 특징으로 하는 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합물 1중량부에 대하여 상기 첨가물 0.01중량부를 투입하여 기능성 발효액비를 제조하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨를 이용한 기능성 발효액비 제조방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102046936B1 (ko) 2019-06-20 2019-11-21 김택봉 축산 분뇨 처리 방법 및 그 장치
KR102105826B1 (ko) 2019-06-24 2020-05-29 김택봉 축산 분뇨 처리를 위한 폭기 장치
KR102376447B1 (ko) * 2021-08-11 2022-03-17 성낙구 기능성 발효액비의 제조방법
KR102549983B1 (ko) * 2022-10-17 2023-06-29 한혜경 하수오니를 이용한 토양개량제 제조 방법

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