KR950007163B1 - 담배가루를 이용한 퇴비 및 그 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

담배가루를 이용한 퇴비 및 그 제조방법

본 발명은 담배 제조과정에서 발생되는 부산물인 담배가루를 이용한 퇴비 제조방법과 이 방법에 의하여 제조된 퇴비에 관계되는 것으로서, 특히 담배가루를 물이나 묽은 산용액으로 고온하에 가수분해시킨 가수분해 생성물을 톱밥과 같은 식물성 유기질 물질에 처리하여 퇴비를 제조하는 방법에 관한 것이다.

농가에서 생산된 엽연초를 궐연담배로 제조할 때는 엽연초에 잎줄기를 제거하고 절각하여 혼합한 다음 조화시켜 권열제조기에 분할 공급하는 공정을 거치게 된다. 그런데 잎담배의 절각 공정과 절각된 각초의 혼합 조화공정중에 각초가 부스러져 권련제조에 부적합한 미세한 담배가루가 생성되고 또한 연엽초에서 궐련을 제조하는 공정중에 먼지상태의 담배가루가 집전기에 수집되는데, 이러한 담배가루는 일부가 판상엽 등의 제조원료로 이용되지만 대부분은 부산물로 폐기되고 있다.

전술한 바와같은 잎담배 가공 부산물인 담배 가루는 궐연제조 과정의 각 공정별로 수집하여 입자의 크기와 질소함량 및 탄소와 질소의 비율 등을 측정한 결과 다음의 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 다량의 질소를 함유하고 있음을 알게 되었다.

[표 1]

궐연 제조공정별 수집 부산물의 성분함량

또한 황색종 잎담배는 잎담배의 내용을 출실하게 하고 색택을 발현시키기 위하여 저온에서 점차 70℃까지 온도를 상승시키는 건조과정을 거치는데 이 과정에서 잎담배의 세포조직내에 함유된 전분이 환원당으로 변화된다. 이러한 황색종 잎담배에서 나온 담배가루 부산물은 미생물의 발육 영양원으로 이용되는 환원당이 10-20% 함유되어 있다.

또한, 통상의 잎담배에서 나온 담배가루에도 환원당이 10% 정도 포함되어 있다.

이와같이 잎담배 가공시 나오는 담배 부산물은 미생물 발육에 필요한 환원당을 10-20% 정도 포함하고 있고 질소를 고농도로 포함하고 있으나, 현재까지는 잎담배 가공 부산물인 담배 가루를 그 일부만 판상엽 제조원료로 이용하고 있을 뿐 대부분의 담배가루는 폐기물로 처리되고 있다.

특히 담배식물은 바이러스(Virus TMV, PVY)에 쉽게 이병되는 작물이므로 농가에서 수집된 잎담배의 상당량이 바이러스에 감염되어 있어서 잎담배 자체가 바이러스를 감염시키는 병원 물질로 취급되고 있다. 따라서 담배 경작 농가에서는 육묘 하우스에 출입할 때 잎담배는 물론이고, 권련을 피운손도 비누물로 씻은 다음 출입하도록 세심한 주의를 기울이고 있는 잎담배 수확후에는 담배밭의 흙속에 남아있는 뿌리까지도 파내고 태워서 이듬해 담배 경작시 담배작물에 바이러스가 옮기지 않도록 하고 있다.

전술한 바와같이 잎담배나 그 부산물은 바이러스 감염 물질로 취급되어 담배 경작용 퇴비 등으로 이용할 수 없도록 되었다.

본 발명자의 한국 특허 제20189호에는 잎담배 가공 부산물을 이용한 비료제조방법이 공개 되었는바, 이방법에서는 잎담배 가공 부산물을 탄화시키고 산으로 처리하여 탄화물 중의 무기성분을 중화시켜 작물이 쉽게 흡수할 수 있도록 하고 있다.

전술한 특허 방법은 바이러스에 의한 감염을 차단하는데는 효과적이지만 앞에서 설명한 잎담배 성분 중 비료 성분으로 이용될 수 있는 질소분과 환원당같은 유기물이 소실되므로 비료로서의 재활용 효율은 크지 못하였다.

본 발명자는 잎담배 가공 부산물인 담배가루를 유기질 비료의 원료로 사용하기 위한 연구과정에서 담배가루를 탄화시키지 않고 고온의 온수에 침지 처리하면 담배가루 중의 바이러스균이 사멸됨은 물론이고 담배가루의 조직이 붕괴되어 비료의 질소원으로 이용되는 담배가루의 조직 내부에 함유된 성분이 쉽게 용출되어 톱밥과 같은 식물성 유기물과 배합하였을 때 부숙을 촉진한다는 사실을 알게되어 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 잎담배 가공 부산물을 이용하는 바이러스균을 이병시키지 않으면서 비료로서의 효율이 높은 퇴비를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 바이러스균을 살균할 수 있을 정도의 고온수에 담배가루를 침지하여 가수 분해시킨 가수분해물을 식물성 유기물과 배합하여 부숙시키므로서 달성된다.

본 발명의 한 형태로 담배가루를 70℃ 이상의 온수에 침지하여 가열 가수분해시킨 가수분해 생성물을 식물성 유기물과 배합하여 부숙시킨 퇴비로 구성된다.

본 발명의 또 다른 형태는 담배가루를 70℃이상이 온수에 침지하여 가열 가수분해시키고 가수분해물을 식물성 유기물과 배합하여 부숙시키는 퇴비 제조방법으로 구성된다.

전술한 본 발명에 있어서 담배가루를 가수분해시킬 때는 온수에 무기산, 예를들면 인산, 질산, 황산 등을 첨가할 수 있는데, 이 경우 침지액 중의 산농도는 2N 이상이 되지 않도록 하여야 한다. 그리고 식물성 유기물과 배합하여 부숙시킬 때 미생물의 번식이 활발히 진행되도록 하기 위하여는 산가수분해물에 암모니아수를 가하여 가수분해물의 pH가 6.5정도로 되도록 조절하여야 한다.

이하, 본 발명의 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

담배가루를 물 또는 2N 이하의 농도를 갖는 무기산 용액에 침지하고 70-100℃에서 5-30분 동안 가열하여 가수분해시키고 가수분해 생성물에 암모니아수를 가하여 pH를 6.5 정도로 조절하고 생성된 가수분해 생성물을 톱밥과 같은 난분해성 유기물에 배합하여 숙성시킨다.

본 발명에 있어서 담배가루는 온수에 침지하고 가열하는 과정에서 팽윤되어 조직이 해리되면서 조직내부에 있는 바이러스가 멸균되고 동시에 가수분해 된다. 특히 가수분해용 침지액으로서 무기산용액을 사용하면 담배가루의 조직이 온수만을 사용할 경우보다 더 해리되어 미립화되면서 가용성 성분이 용출량이 현저하게 증가하게 된다. 본 발명에 사용되는 무기산으로는 인산, 염산, 질산, 황산 등의 무기산을 사용할 수 있으나 염산, 질산, 황산 등은 처리시 유독가스의 발생 등 처리상의 문제점이 있는 반면 인산은 처리상의 문제점이 없고 또한 암모니아수로 증화시킬 때 비료 성분인 인산 암모늄으로 변화되어 작물의 영양분으로 이용될 수 있으므로 인산을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

가수분해 생성물, 특히 인산용액을 사용한 가수분해 생성물은 암모니아수를 사용하여 미생물의 번식에 적정한 pH 6.5 정도로 중화시켜야 한다. 가수분해시 사용한 인산용액의 농도가 2N 이상인 경우에는 담배 가루의 해리는 더 우수하게 일어날 수 있으나 중화할 때 다량의 암모니아수를 사용하게 되므로 인산 암모늄염이 과량으로 생성되어 부식균이 증식을 억제하므로 인산용액을 2N 이상의 농도로 사용하는 것은 바람직하지 못하다.

가수분해 생성물은 식물성 유기물과 배합하고 부숙시킨다. 본 발명에 사용되는 식물성 유기물로는 톱밥, 나무껍질 분말, 식물의 줄기들이 사용된다.

전술한 본 발명에 의하면 담배가루의 가수분해시 담배가루가 팽윤되고 조직이 해리되면서 담배가루 조직 내부에 함유된 환원당과 같은 성분이 용출되어 부숙중에 미생물의 번식이 용이하게 일어나게 될 뿐 아니라 가수분해 공정 중의 가열에 의하여 유해한 바이러스균이 사멸되므로 담배 경작에 유리하게 사용할 수 있는 퇴비가 얻어진다.

이하 실시예를 기재한다.

[실시예 1]

[담배가루 가수분해물의 제조]

물 1600ml에 수분함량 16%의 담배가루 1kg을 가한 다음 서서히 온도를 상승시키고 물이 끓기 시작한 다음 10분간 더 가열하여 본 발명의 담배가루 가수분해 상성물을 얻는다.

제조된 가수분해 생성물의 수분함량과 입자크기 분포를 표 2에 기재된다.

제조된 가수분해 생성물의 pH 6.8이었다.

비교용으로 동일한 방법을 이용하되 담배가루를 물에 가한 다음 가열하지 않은 담배가루 분산액을 제조하고 수분함량과 입자분포를 측정하였다.

[퇴비제조]

앞에서 제조한 담배가루 가수분해 생성물 60g을 톱밥 40g과 배합하여 수분 65%의 상태로 되게 조절하고 정온 배양기에서 35℃로 유지하여 부숙시키면서 15일 후, 30일 후 및 50일 후에 제조된 퇴비의 질소함량, C/N(탄소질소비율), 회분함량, 부숙도를 측정하였다.

[실시예 2 및 3]

[가수분해 생성물의 제조]

실시예 1의 가수분해물 제조방법과 동일한 방법을 이용하되 물 대신 동량의 1N 인산용액(실시예 2)과 2N 인산용액(실시예 3)을 사용하여 가수분해 생성물을 제조하고 암모니아수를 사용하여 pH 6.5로 조정하였다.

생성물의 입자분포를 표 2에 기재한다.

[표 2]

담배가루 가수분해물의 입도 분포

상기 실험결과에 의하면 0.3mm 이상의 입경을 갖는 큰 입자의 분포 비율은 가열 가수분해 생성물이 냉수분산물에서 크게 차이가 없으나 0.044mm 이하의 미립상 물질은 10% 정도 증가함을 알 수 있고 환원당함량도 가수분해 생성물에서 크게 증가함을 알 수 있다. 그리고 인산용액을 사용한 경우에는 고온수로 가수분해시킨 경우보다 초미세 물질의 함량과 환원당 함량이 증가하였고 1N 인산용액을 사용한 경우보다 2N 인산용액을 사용한 경우 담배가루의 해리가 더 잘 일어나서 초미세 물질이 더 많아짐을 알 수 있다.

[퇴비제조]

실시예 1의 퇴비 제조방법과 동일한 방법을 이용하되 실시예 1 가수분해 생성물 대신 1.0N 인산용액(실시예 2)과, 2.0N 인산용액(실시예 3)을 사용하여 가수분해시키고 암모니아수를 사용하여 pH 6.5로 중화시킨 가수 분해 생성물을 사용하였다.

시험 결과는 표 3에 기재한다.

[표 3]

담배가루 가수분해물과 톱밥 혼합물의 부숙시험 결과

위 실험결과에 의하면 1N 인산용액을 사용한 경우의 부숙도가 가열 가수분해물을 사용한 경우나 2N 인산용액을 사용한 경우 보다 우수함을 알 수 있다.

[육묘시험]

실시예 1 및 2에서 제조한 퇴비와 볏짚 완숙 퇴비(질수 1.32%, 회분(38%)) 및 톱밥과 담배가루를 단순히 혼합하여 부숙시킨 퇴비를 2mm 체로 친 미경지 심토 및 모래와 1 : 1 : 1의 비율로 혼합하여 상토를 제조하고 4cm×4cm×4cm의 비닐육묘포트에 채워 넣고 잎이 3-4매 자란 담배묘를 각 포트에 1주씩 이식한 다음 온실에서 20일간 키우고 생육상태를 관찰하였다.

시험결과는 표 4에 기재한다.

[표 4]

담배육모 시험결과(20일간 생육)

시험 결과 본 발명에 의한 퇴비는 톱밥을 담배가루와 배합하여 부숙시킨 퇴비보다 우수하면서 볏짚 완숙퇴비와 유사한 생육 효과를 나타내었다.

Claims (6)

1. 잎담배 가공 부산물인 담배가루를 물에 침지하고 멸균온도 이상의 온도로 가열하여 가수분해 시킨 가수분해 생성물과 톱밥이나 나무껍질 분말을 혼합하여 부식시킨 퇴비.
2. 청구범위 1항서, 담배가루 가수분해 생성물이 담배가루를 물에 침지하고 70℃의 온도로 가열하여 가수분해시킨 생성물임을 특징으로 하는 퇴비.
3. 청구범위 1항에서, 담배가루 가수분해 생성물이 담배가루를 2N 이하의 인산수용액에 침지하고 70℃이상 가열하여 가수분해시키고 암모니아수로 pH 6.5 정도로 되게 증가시켜서된 생성물임을 특징으로 하는 퇴비.
4. 담배가루를 사용하여 퇴비를 제조하는 방법에 있어서, 담배가루를 물에 침지하고 70℃ 이상의 온도로 가열하여 가수분해시킨 다음 가수분해 생성물을 톱밥이나 나무껍질같은 식물성 유기물과 배합하여 부숙시킴을 특징으로 하는 퇴비 제조방법.
5. 청구범위 4항에서, 담배가루를 침지하는 물이 2N 이하의 농도로 되게 인산을 포함하고 있는 인산수용액이고 가수분해 생성물의 pH가 6.5정도 임을 특징으로 하는 방법.
6. 청구범위 4항에서, pH 조정이 암모니아수에 의함을 특징으로 하는 방법.