KR20180132316A - 묘목 재배용 화학비료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생약재를 유기산으로 발효시킨 미생물 발효액으로 화학비료를 발효시켜 만든 묘목 재배용 화학비료의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기산 미생물로 발효시킨 화학비료에 의하여 토양의 물리적 화학적 특성을 개선하고, 묘목 재배에 유용한 미생물들의 생육을 증진하여 활성화시킬 수 있는 한편, 미생물 발효에 의하여 화학비료의 유해성을 최소화시킬 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 질소, 인산, 칼륨, 석회, 마그네슘, 규산 및 망간을 유효성분으로 함유한 입자 상태의 화학비료에 물을 혼합하여 고르게 반죽하는 단계; 반죽상태의 화학비료 95∼97중량％와 생약재를 유기산으로 발효시킨 미생물 발효액 3∼5중량％를 고르게 혼합하여 2∼3일간 발효시키는 단계; 발효가 완료된 화학비료 반죽물을 수분함유량 12∼14％ 이하로 건조시키는 단계; 건조된 화학비료를 프레스 금형에 넣고 압축 성형하여 원통형 입자로 성형하는 단계; 원통형 비료의 표면에 액상의 키토산 제재를 코팅하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 묘목 재배용 화학비료의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

묘목 재배용 화학비료의 제조방법{The manufacture of chemical fertilizers for seedling cultivation methods}

본 발명은 생약재를 유기산으로 발효시킨 미생물 발효액으로 화학비료를 발효시켜 만든 묘목 재배용 화학비료의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기산 미생물로 발효시킨 화학비료에 의하여 토양의 물리적 화학적 특성을 개선하고, 묘목 재배에 유용한 미생물들의 생육을 증진하여 활성화시킬 수 있는 한편, 미생물 발효에 의하여 화학비료의 유해성을 최소화시킬 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

일반적으로 화학비료는 화학적으로 처리하여 만든 인공 비료로 비료의 3요소인 질소·인산·칼륨을 함유하는 비료가 대부분이다.

그러나, 화학성분으로 구성된 비료는 식물에 필요한 영양소를 직접 공급할 수 있다는 장점이 있으나 토양을 산성화하여 오염시키는 문제점과 함께 너무 많은 양의 비료를 시비하였을 때 식물에 대한 독성이 강하여 뿌리가 썩거나 식물이 고사(枯死)하는 등의 폐단이 발생되었다.

종래에는 공개특허 제10-1993-7002940호 "살균된 유기화학비료의 제조방법과 그에 관한 장치"(선행기술1) 및 공개특허 제10-2012-0008924호 "천연 물질을 이용 화학비료와 농약 대체성능을 갖는 식물적용 물질의 제조방법"(선행기술1)이 제안된 바 있다.

상기 선행기술1은 "유기 비료를 살균하는 방법과 장치에서, 방법은 조성들이 산과 처리되어 pH가 7보다 작은 산성을 띠는 혼합물을 형성하도록 복합 비료의 성분들을 조제하는 단계를 포함하는 살균된 유기화학비료의 제조방법"이다.

상기 선행기술2는 "천연황토를 이용 조성된 물성은 생흙의 상태로 유지되도록 하는 건조공정과 이를 입자 선별기에 넣은 후 고운분말을 얻는 공정과 미네날, 메탈m, 나노콜로이드를 분자치환 시켜 지력을 회복을 시켜주는 단계의 제조의공정과 식물의 내병성을 강하도록 하는 공정으로 나뉘어서 치환 방법으로서 토양 성능 개질재 및 농약대체용, 비료대체용으로 구분되는 제조의 공정과 익스트루더제조공정에서 펠릿 타입으로 만들어 토양 위에 시비를 용이하게 만들어 사용하는 방식으로 제조한 것을 특징으로 하는 천연 물질을 이용 화학비료와 농약 대체성능을 갖는 식물적용 물질의 제조방법"이다.

상기 선행기술1은 조성들이 산과 처리되어 pH가 7보다 작은 산성을 띠는 혼합물을 형성하는 복합비료의 제조기술이고, 선행기술2는 천연황토를 이용하여 펠릿 타입의 비료로 만들어 토양 위에 시비를 용이하게 하고, 약화된 지력을 회복을 시켜줄 수 있도록 한 기술이므로 본원발명과 같이, 화학비료를 미생물 발효액으로 발효시켜 토양의 물리적 화학적 특성을 개선하여, 묘목 재배에 유용한 미생물들의 생육을 증진하여 활성화시킬 수 있도록 하는 효과는 기대할 수 없었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 유기산 미생물로 발효시킨 화학비료에 의하여 토양의 물리적 화학적 특성을 개선하고, 묘목 재배에 유용한 미생물들의 생육을 증진하여 활성화시킬 수 있는 묘목 재배용 화학비료의 제조방법을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 질소, 인산, 칼륨, 석회, 마그네슘, 규산 및 망간을 유효성분으로 함유한 입자 상태의 화학비료에 물을 혼합하여 고르게 반죽하는 단계; 반죽상태의 화학비료 95∼97중량％와 생약재를 유기산으로 발효시킨 미생물 발효액 3∼5중량％를 고르게 혼합하여 2∼3일간 발효시키는 단계; 발효가 완료된 화학비료 반죽물을 수분함유량 12∼14％ 이하로 건조시키는 단계; 건조된 화학비료를 프레스 금형에 넣고 압축 성형하여 원통형 입자로 성형하는 단계; 원통형 비료의 표면에 액상의 키토산 제재를 코팅하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 묘목 재배용 화학비료의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 생약재를 유기산으로 발효시킨 미생물 발효액으로 화학비료를 발효시켜 만든 것이므로 토양(土壤)에 시비된 발효물이 토양이 필요로 하는 만큼 적절하게 부식물질을 방출함에 따라 토양에 함유된 각종 유기물을 산화 및 분해시켜 토양의 부식물질 함유량을 적정수준으로 유지하여 생물이 서식하기 좋은 중성화된 토양으로 개량하는 한편, 토양에 잔류하는 각종 유익한 미생물을 활성화시키고 유해한 미생물은 흡착 제거하여 토양의 통기성 및 보수성을 좋게 하는 이점이 있는 것으로서 산성화된 토양을 중성화시키는 한편 충분한 영양소를 공급하여 묘목의 생육을 활성화시키고, 각종 병충해를 예방할 수 있는 동시에 묘목에 질소, 인산, 칼륨, 석회, 마그네슘과 같은 다양한 영양소를 충분히 공급하여 묘목의 생육을 활성화시킬 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고기능성의 화학비료를 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 화학비료의 제조과정을 순차적으로 나타낸 제조공정도,
도 2는 본 발명의 제조방법에 의하여 완성된 화학비료의 사시도,
도 3은 본 발명의 제조방법에 의하여 완성된 화학비료의 단면도.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1의 제조공정도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예

질소, 인산, 칼륨, 석회, 마그네슘, 규산 및 망간을 유효성분으로 함유한 입자 상태의 화학비료에 물을 혼합하여 고르게 반죽하는 단계를 실시하였다.

이어서, 반죽 상태의 화학비료 95∼97중량％와 생약재를 유기산으로 발효시킨 미생물 발효액 3∼5중량％를 고르게 혼합하고, 30∼36℃의 온도를 유지하는 발효실에 투입하여 2∼3일간 발효시키는 단계를 실시하였다.

이어서, 발효가 완료된 반죽 상태의 화학비료를 45∼60℃를 유지하는 건조실에 투입하여 수분함유량이 13％ 이하가 되도록 건조시키는 단계를 실시하였다.

이어서, 건조된 화학비료를 프레스 금형에 넣고 압축 성형하여 원통형 입자로 성형하는 단계를 실시하였다.

상기 성형단계에 의하여 완성된 화학비료는 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 위는 넓고 아래가 좁은 원통형으로 성형되어 묘목이 심어진 토양에 뿌려졌을 때 화학비료가 굴러가더라도 묘목 주위를 맴돌아 벗어나지 않도록 원추형으로 성형하였다.

이어서, 원통형 비료의 표면에 액상의 키토산 제재를 코팅하는 단계를 실시하여 화학비료의 제조를 완료하였다.

상기 코팅단계에서 사용된 키토산 제재는 불용성 키토산을 염산과 알콜을 사용하여 융해시켜 수용성 키토산으로 처리한 것을 사용하였으며, 키토산 코팅은 물과 접촉하였을 때 비료의 성분 중 질소의 용출을 지연시켜 비가 오더라도 유실을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 경우에 따라서는 상기 코팅단계에서 비료의 표면에 천연색소인 치자 액으로 염색을 하여 비료를 용도에 따라 구별하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 제조과정에 사용된 생약재를 유기산으로 발효시킨 미생물 발효액의 제조과정을 다음과 같다.

생약재의 전체중량에 대해 0.3∼0.8중량％의 소금을 가하고 유산균을 부여하여 발효시킨 다음 가압 증류하여 획득한 추출물을 숙성 발효시키는 1 차 유산균 발효단계, 1차 유산균 발효물에 대해 0.1∼0.5 중량％의 수용성 프로폴리스를 가하고 유산균을 부여하여 발효시키는 2차 유산균 발효단계, 2차 유산균 발효물에 대해 0.5∼2 중량％의 미네랄을 가하고 효모균을 부여하여 발효시키는 3차 효모균 발효단계, 3차 효모균 발효물에 방선균·사상균·고초균·황국균·초산균을 접종하고 발효시키는 4차 발효단계, 4차 발효물에 대해 0.05∼1중량％의 글리세린을 첨가하고 고속 분산시켜 균질화시킨 다음 발효시키는 5차 발효단계에 의하여 미생물 발효액을 완성하였다.

상기 미생물 발효액의 제조과정에 의한 실시예는 다음과 같다.

생약재의 전체중량에 대해 0.3∼0.8중량％의 소금을 첨가하고 미량의 유산균을 부여하여 30∼40℃의 온도를 유지하는 발효조에서 약 2일간 발효시킨 다음 가압 증류하여 추출물을 획득하고, 온도 30∼40℃의 온도를 유지하는 발효조에서 7∼10 일간 숙성 발효시키는 1차 유산균 발효단계를 실시하였다.

상기 "생약재"란 천연에서 얻어지는 의약품으로서, 천연으로 산출되는 자연물을 그대로 또는 말리던가, 썰거나 가루로 만드는 정도의 간단한 가공처리 한 것을 사용하였으며 참나무잎, 두송잎, 진피, 갈근, 갈화, 갈엽, 계피, 송순, 약쑥, 헛개나무 열매, 겨우살이, 조릿대, 까마중, 민들레, 인동꽃, 구기자, 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 생약재를 사용하였다.

상기 유산균은 통상의 유산균 발효에 사용될 수 있는 임의의 유산균이 사용될 수 있으며, 한 종류의 유산균 또는 복합 유산균이 사용될 수 있다. 바람직하게는 락토바실러스 루테리, 락토바실러스 카제이, 락토바실러플란타룸, 락토바실러스 애시도필러스 및 이들의 조합을 사용하였다.

상기 가압증류는 증류장치에 대기압보다 높은 압력을 가하고 진행하는 증류 방법으로 당해 기술분에서 가압 증류에 의해 추출물 엑스트렉트(extract)를 획득하는 방법이 잘 알려져 있는 것이므로 본 발명에서는 증류방법의 상세한 설명은 생략하였다.

이어서, 1차 유산균 발효물에 대해 0.1∼0.5 중량％의 수용성 프로폴리스를 가하고 유산균을 부여하여 30∼40℃의 온도를 유지하는 발효조에서 약 2일간 발효시키는 2차 유산균 발효단계를 실시하였다.

상기 수용성 프로폴리스는 상업적으로 판매되는 임의의 수용성 프로폴리스를 사용하였고, 수용성 프로폴리스는 그 자체가 항산화 효과를 갖는 물질이지만, 본 발명에 따른 상기 미생물 발효액은 프로폴리스의 단순한 부가에 의해 얻어지는 항산화 효과보다 현저히 높은 항산화 효과가 얻어질 수 있다.

이어서, 2차 유산균 발효물에 대해 0.5∼2 중량％의 미네랄을 가하고 효모균을 부여하여 30∼40℃의 온도를 유지하는 발효조에서 약 2일간 발효시키는 3차 효모균 발효단계를 실시하였다.

상기 "미네랄"은 인체의 성장과 유지 및 생식에 비교적 소량 필요한 영양물질인 광물질을 의미하며 칼슘, 인, 칼륨, 마그네슘, 황, 염소, 나트륨, 철, 아연, 구리, 망간, 요오드, 셀레늄, 몰리브덴, 코발트, 크롬 및 이들의 조합을 사용하였다.

상기 효모균은 통상의 효모균 발효에 사용될 수 있는 임의의 효모균이 사용될 수 있으며 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 사카로아미세스 엘리소이더스(Saccharomyces ellipsoidus) 또는 이들의 조합을 사용하였다.

이어서, 3차 효모균 발효물에 방선균·사상균·고초균·황국균 및 초산균을 접종하고 30∼40℃의 온도를 유지하는 발효조에서 약 2일간 발효시키는 4차 발효단계를 실시하였다.

상기 방선균은 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus), 스트렙토마이세스 아우레우스(Streptomyces aureus), 스트렙토마이세스 아비도플라부스(Streptomycesabisoflavus) 또는 이들의 조합을 사용하였다.

상기 사상균은 누룩곰팡이속 (Aspergillus), 페니실리움속(Penicillium), 리조푸스속(Rhizopus)이 만들어낸 가는 실 모양의 균사체(菌絲體)와 자실체(子實體)를 사용하였다.

상기 고초균은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 서브틸리스 스피지제피아이(Bacillus subtilis), 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 풀미스(Bacillus pumilus) 또는 이들의 조합을 사용하였다.

이어서, 4차 발효물에 대해 0.05∼1중량％의 글리세린을 첨가하고 고속 분산시켜 균질화시킨 다음 10∼30℃의 온도를 유지하는 발효조에서 약 2일간 발효시키는 5차 발효단계를 실시하여 복합 미생물 발효액을 완성하였다.

상기 "글리세린"은 화학식 C3H5(OH)3, 분자량 92.10으로 흡습성이 강하고, 수용성이며, 자당의 3분의 1 정도의 감미가 있는 식품 첨가제이다.

상기 고속분산 작업은 4차 복합 발효물과 글리세린의 혼합물을 균질화시키기 위해 수행하는 것으로서 800∼1000rpm의 속도로 회전시켜 균질화하였다.

상기 5차 발효에 의하여 완성된 복합 미생물 발효액은 그 자체로서 항산화 효과가 매우 뛰어날 뿐만 아니라 토양의 효소작용에 도움을 주며, 토양에 유익한 균은 증식시키고 토양에 해로운 세균의 증식을 억제하는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (3)

1. 질소, 인산, 칼륨, 석회, 마그네슘, 규산 및 망간을 유효성분으로 함유한 입자 상태의 화학비료에 물을 혼합하여 고르게 반죽하는 단계;
   반죽상태의 화학비료 95∼97중량％와 생약재를 유기산으로 발효시킨 미생물 발효액 3∼5중량％를 고르게 혼합하여 2∼3일간 발효시키는 단계;
   발효가 완료된 화학비료 반죽물을 수분함유량 12∼14％ 이하로 건조시키는 단계;
   건조된 화학비료를 프레스 금형에 넣고 압축 성형하여 원통형 입자로 성형하는 단계;
   원통형 비료의 표면에 액상의 키토산 제재를 코팅하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 묘목 재배용 화학비료의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 성형단계에 의하여 완성된 화학비료는, 위는 넓고 아래가 좁은 원통형으로 성형되어 화학비료가 굴러가더라도 묘목 주위를 맴돌아 벗어나지 않도록 원추형으로 성형한 것이고,
   상기 코팅단계에서 비료의 표면에 천연색소인 치자 액으로 염색을 하여 비료를 용도에 따라 구별하여 사용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 묘목 재배용 화학비료의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 미생물 발효액의 제조과정은,
   생약재의 전체중량에 대해 0.3∼0.8중량％의 소금을 가하고 유산균을 부여하여 발효시킨 다음 가압 증류하여 획득한 추출물을 숙성 발효시키는 1 차 유산균 발효단계,
   1차 유산균 발효물에 대해 0.1∼0.5 중량％의 수용성 프로폴리스를 가하고 유산균을 부여하여 발효시키는 2차 유산균 발효단계,
   2차 유산균 발효물에 대해 0.5∼2 중량％의 미네랄을 가하고 효모균을 부여하여 발효시키는 3차 효모균 발효단계,
   3차 효모균 발효물에 방선균·사상균·고초균·황국균·초산균을 접종하고 발효시키는 4차 발효단계,
   4차 발효물에 대해 0.05∼1중량％의 글리세린을 첨가하고 고속 분산시켜 균질화시킨 다음 발효시키는 5차 발효단계에 의하여 미생물 발효액이 완성된 것을 특징으로 하는 묘목 재배용 화학비료의 제조방법.

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