KR100401419B1 - 복합비료의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광물성 원료로서, 무기비료 성분인 석회광, 미량원소 성분인 "금강약돌"이라 부르는 천연쇄석과 유기물 원료로서 식물성 비료성 성분인 각종 깻묵, 각종 주류의 발효 폐기물, 조미료의 발효 폐기물, 그리고 동물성 비료 성분인 어육 가공 공장에서 발생하는 폐기물을 복합비료의 원료서 사용하되 광물성 원료 분말을 600∼700℃의 소성을 거치고 동물성 원료는 증자하여 교질화시켜 전 원료를 일정비율로 배합한 것을 복합비료 제조장치를 이용 온도 35∼40℃로 유지시킨 상태에서 48시간 미생물 처리로 부숙시켜 복합비료를 제조하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

Description

복합비료의 제조방법 및 그 장치{THE METHOD AND PLANT OF MANUFACTURING COMPLEX FERTILIZER}

본 발명은 각종 깻묵, 각종 주류의 폐기물, 어육가공공장에서 발생하는 폐기물, 조어류의 부산물 등의 유기물과 시멘트, 탄산칼슘공장에서 폐기되는 석회석 그리고 사장석 80%이상 석영과 흑운모 약 10% 그밖에 Ge, K, Se, Sr, Ba, Zn, Cu, Mo, Nb, Ni, Co, Ta, F 등의 성분들이 포함된 소위 금강약돌이라 불리는 자연석 등의 무기물을 일정비로 배합하여 미생물 처리과정을 거치는 복합비료제조방법과 그 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 질소, 인산, 암모늄 등의 비료성분의 공급원이 되는 유기질, 석회석을 주성분으로 하는 각종 무기질, 비효성분, 미량원소성분을 적정비로 배합 미생물 처리과정을 거치므로서 토양의 산성화방지와 광범위한 식물의 영양소가 골고루 함유되어 있고 다양한 식물에 시비적용할 수 있는 복합비료 제조방법과 그 장치에 관한 기술분야라 할 수 있다.

우리나라 토양은 원래 토양의 형성과정이나 성질로 보아 산성화되기 쉬운데다 해방 후 화학비료 사용량이 증가되므로서 농토의 대부분이 산성화토양으로 변하게 되었다.

그러나 1950년 말부터 토양개량의 목적으로 국고보조에 의한 석회석 분말의 필요성을 인식시켰고 심하게 산성화된 토양에는 정부차원에서 석회질 비료(소성된 석회)를 적극 권유하여 농촌에 보급되었으나 과거의 석회질 비료란 소석회의 차원을 넘지 못하여 비료의 효과를 발휘하지 못하였을 뿐만 아니라 수분이 흡수되면 굳어지는 성질을 개선치 못하여 버려지는 양이 많았으며 시비한 비료마저 토양을 경고화시켜 토양의 질을 악화시키는 경향이 있었다.

또 질소의 비료형태로서 암모늄태질소는 황산암모늄, 질산암모늄, 화성비료, 염화암모늄 등이 있는데 유기물을 함유하지 않는 것을 계속 사용하면 지력의 소모를 가져올뿐 아니라 암모늄 흡수 후에 산근이 남게되므로 토양을 산성화시키는 불리한 점이 있다.

특히 황산암모늄은 질소의 3배에 해당하는 황산을 부성분으로 함유하고 있어 농업상 불리하므로 유기질의 병용으로 직접, 간접적인 피해를 덜어야한다.

그 밖에도 우리나라에서는 요소, 인산, 가리, 황산암모니윰 그밖의 무기질비료의 과다 사용에 의해서 토양은 산성화되면서 토양에 영양소가 결합되거나 고갈되어 사질토양, 경고지화토양, 황무지화토양을 가속화시키고 있는 실정이며, 또한 작물은 영양소 보유기능이 저하되고 질병에 대한 저항력이 떨어지며 수확량이 크게 감소되는가 하면 냉해 등 자연변화에 견디는 면역성을 잃게 되어 농약에 의해서만 보호될 수밖에 없으며 이로 인해 농약을 계속해서 사용하는 악순환을 거치게 되므로서 생태계가 파괴되는 2차 공해요인을 유발하게 된다.

본 발명은 무기질, 유기질, 미량원소 등의 비료성분을 복합적으로 골고루 조성하므로서 화학비료를 장기간 시비한 토양의 산성화를 방지하고 토양의 경고화를 방지하며 무기질, 유기질 성분을 혼합시킨 상태에서 미생물처리를 하므로서 각종 유기산 생성에 의한 무기질 또는 미량원소 성분의 작물에 흡수능력을 높이고 유기질 비료성분의 유실을 줄일 수 있으며 토양의 종류, 작물의 종류, 비료의 형태와 특성에 따른 적절한 시비의 정확한 판단 없이도 시비에 따른 문제점이 발생하지 않고 장기적으로 지력을 향상시킬 수 있는 복합비료를 제조하는 방법과 그 장치를 제공함에 목적이 있다 하겠다.

도면은 본 발명 장치의 사시도 이다.

본 발명에 사용되는 원료를 대별하여 보면 탄산칼슘을 주성분으로 하는 무기질성분(석회광)의 분석표는 표(1)과 같다.

표(1)의 무기질성분은 석회석광, 시멘트 또는 탄산칼슘공장에서 폐기되는 원료라 할 수 있으며 통틀어 석회광이라 할 수 있다.

또 미량원소 성분을 주로 포함한 금강약돌이라 칭하는 천연석의 분석표는 표(2)와 같다.

표(1)의 무기질 성분표에는 석회질 비료의 주성분인 탄산석회(CaO₃)가 다량 함유되어 있고 규산질비료의 주성분인 SiO₂, 마그네슘질비료성분인 MgO, 망간비료성분인 MnO₂등이 함유되어 있고, 표(2)의 금강약돌 성분분석표의 성분에는 미량원소성분인 철, 아연, 구리, 망간, 몰리브덴 등이 산화물 상태로 함유되어 있으며, 그밖에 식물이나 인체에 유익한 게르마늄, 세레늄등 다양한 성분들이 함유되어 있다.

그 밖에 본 발명에 사용되는 복합비료의 원료로서 유기질 성분으로서 식물질 유기질 성분은 각종 깻묵으로 콩, 목화씨, 들깨, 참깨, 땅콩, 야자깻묵 등이고 이들의 비료성분은 질소, 인산, 가리 등의 성분이 주종을 이루고 있으며, 주류의 분산물로 생성되는 주류찌꺼기로서는 청주, 맥주, 알콜, 소주찌꺼기 등이고 그밖에 간장 및 식초찌꺼기, 엿밥 등이 있으며 이 역시 비료성분으로 질소, 인산, 칼륨이 함유되어 있고 , 그 외에 수분 및 유기질로 이루어지며 그 성분을 참고하면 표(3)과 같다.

또한 유기질 성분으로 사용되는 것으로서 어육공장에서 발생하는 부산물 또는 잡생선, 식료에 부적당한 생선, 동물뼈, 발굽, 가죽찌꺼기, 내장 등으로 이들은 단백질, 탄수화물, 지방이 주성분으로 비료성분으로 질소, 인, 칼슘, 등이 함유되어 있다.

이상의 원료로서 본 발명에 의한 복합비료의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 표(1)과 표(2)에 나타낸 무기물성분과 금강약돌(미량원소성분)을 각각 200∼300메쉬로 분쇄하여 중량비로 무기물성분분말 95%에 5%의 금강약돌분말을 혼합하여 온도 600∼700℃로 소성처리하여 무기물 비료성분을 얻는다.

다음으로 식물성 유기질성분 60wt%에 증자하여 교질화한 동물성 유기질성분 40% 혼합하여 습식 분쇄하여 유기질비료 성분을 얻고 이 유기질성분 55wt%에 상기 무기질 비료성분 45wt%를 혼합하여 균질화시킨 다음 본 발명에 의한 장치에 의해 미생물 처리를 하므로서 본 발명에 의한 복합비료를 얻게 된다.

이상의 방법에서 무기질성분(석회광) 및 금강약돌분말의 소성처리는 특히 무기질성분인 석회광의 탄산칼슘이 분해되기 직전의 온도에서 처리하므로서 생석회로 전환을 방지하는 반면에 소성처리하므로서 유기질 성분의 흡착성을 높혀 미생물 처리과정에서 발생하는 각종 유기산과의 반응성을 높히고 복합비료의 입상화 성형공정에서 성형을 좋게 하며 토양에서의 보수율 유기질 비료성분의 유실을 방지함에 효과를 얻기 위한 목적이라 할 수 있다.

또한 동물성 유기질 성분을 쪄서 삶음으로서 교질화시킴은 우선 식물에의 흡수성을 높이고 미생물 처리시 분해속도를 빠르게 하여 분쇄공정을 쉽게 하고 입상화시 접착성을 갖게 하므로서 입상화의 성형성을 좋게 한다.

그리고 식물성 유기질 성분에 있어서 비료성분 및 미생물처리공정을 감안하여 깻묵류와 각종 발효물찌꺼기의 배합비를 반반으로 혼합함이 유리하고 증자처리를 하지 않는 것은 각종 발효물 찌꺼기로서 여기에 존재하는 유효한 미생물의 사멸을 방지하여 복합비료제조시 부숙 숙성에 이용할 수 있고 특히 각종발효물 찌꺼기에는 Mucor속, Asporgillus속 등의 단백질, 전분, 유지 분해세균들이 함유되어 있어 부숙 숙성의 미생물재제로서 이용될 수 있다.

그밖에 복합비료성분의 전체 배합비는 식물의 종류에 따라 차이는 있으나 일반적으로 식물이 필요한 비료원소에 따라 배합비를 설정한 것이고 부수적으로 입상화에 필요한 접착성, 각종 유기분해물에 대한 무기물의 흡착량, 무기물의 흡착에 의한 유기물 성분의 소실 방지능력 등을 고려한 배합량이라 할 수 있다.

이상과 같이 배합한 원료의 미생물 처리방법은 후술하는 장치에서 온도 30∼40℃로 유지시키고 간헐적으로 공기를 공급하면서 24시간 처리하면 완전히 부숙 숙성하게 되고 숙성된 원료를 회전드럼에서 입상화(3mm∼6mm)하면 본 발명에 의한 복합비료를 얻을 수 있다.

이상의 복합비료를 제조방법과 관련하여 그 제조장치를 설명하면 원통형내벽(A1), 보온벽(A2), 원통형외벽(A3)으로, 적층 구성된 원통형몸체(A)의 상부에는 밀폐형뚜껑(A4')를 구비한 호퍼(A4)와 하부일측에는 밀폐형뚜껑(A5')를 구비한 배출구(A5)가 형성되어 있고 원통형몸체(A)에의 중심부에는 상부가 밀폐되고 무수한 통공(B1)이 형성된 공기산기관(B)이 원통형몸체(A)의 저면으로 관통하여 모우터(B2)에 의하여 회전되는 휀(B3)를 설치한 공기온도 조절실(B4)에 연통되어 있으며 원통형몸체(A)의 내벽(A1)과 산기관(B)의 외벽사이에는 스크류형통로(C)가 원통형내벽(A1)과 산기관(B)의 외벽에 고정 설치되어 하향방향으로 스크류통로가 형성되어 있는 복합비료 제조장치라 할 수 있다.

이와 같은 장치의 기능을 살펴보면 먼저 완전히 배합된 원료를 통상의 수단으로 호퍼(A4)로 투입하여 원통내부에 완전히 충진시킨 다음 공기온도 및 습도 조절실로부터 공기를 주입 원통형몸체 내부의 온도가 35∼40℃ 되면 공기주입을 중단하고 이 상태를 유지하는 조건으로 48시간 미생물 처리로 부식시킨 후 배출구로부터 숙성된 일부의 복합비료를 토출시키고 토출된 양만큼 다시 원료를 투입하여 연속적인 공정으로 부숙공정을 행한다.

배출구로 토출된 복합비료는 통상의 원통회전드럼에서 입상화한 후 건조시키면 완제품의 복합비료를 얻을 수 있다.

처리능력은 일당 약 100톤의 복합비료를 제조할 수 있는 대형장치라 할 수 있다.

장치 내에서 미생물처리는 각종 발효물 찌꺼기에 존재하는 미생물에 의하여 부숙되고 특히 동물성 유기물질 성분중 펩톤(petone)같은 중간 생성물이 공급되므로서 발육이 잘되고 따라서 단백질 분해효소를 많이 생성하고 이 효소의 생성에는 Ca²⁺과 같은 염류의 존재로 더욱 활발하게 된다.

그밖에도 부숙속도가 늦어지면 복합비료원료 투입시 각종 미생물재제를 첨가하여 부숙시킬 수도 있다.

본 방법에 의하여 얻어진 복합비료는 유기물의 분해부숙시에 각종 유기산이 생성되어 그 자체로는 산성이긴 하나 무기물을 용해 식물에 쉽게 흡수될 수 있게 하고 또 탄산칼슘과 같은 무기물이나 각종 깻묵과 같이 분해 초기단계의 수일간은 산성이나 차차 알카리성으로 변화되는 비료성분으로 전체적으로는 알카리성 비료라 할 수 있다.

본 방법에 의하여 제조된 복합비료는 다양한 비효성분이 골고루 함유되어 있으므로 식물생육에 필요한 필수 원소를 만족하고 있고 전체적으로 알카리성을 나타내는 비료이므로 산성화된 토양을 회복시킬 수 있으며 생석회 소석회화가 되지 않는 온도에서 가소시킨 탄산석회를 사용하므로서 토양의 경고화를 방지할 수 있고 무기물 성분인 석회광을 소성시킨 분말을 사용하므로서 다공성을 높여 유기질 성분의 흡착성을 높여 분해 부숙시 발생하는 유기산과는 반응성을 높일 수 있으며 비료성분의 유실을 방지할 수 있는 복합 비료라 할 수 있고, 이와 같은 복합비료를 제조하는 장치 역시 연속적인 공정으로 단시간에 생산능률을 높힐 수 있는 장치라 할 수 있다.

Claims (2)

1. 무기질비료성분 공급원인 석회광 및 미량원 소비료성분 공급원인 금강약돌을 각각 분쇄하여 200∼300메쉬의 분말을 얻고 석회광 분말 95wt%에 5wt%의 금강약돌 분말을 혼합하고 600℃∼700℃로 소성하여 소성한 무기물 비료성분 원료를 얻은 다음 식물성 유기질 성분 60wt%에 증자하여 교질화한 동물성유기질성분 40wt%를 혼합하여 습식분쇄하여 유기질 비료성분을 얻고 이 유기질 비료성분 55wt%에 상기 무기질 비료성분 45wt%를 혼합하여 균질화시킨 다음 온도 35∼40℃로 유지시킨 상태에서 48시간 미생물 처리로 부숙시킴을 특징으로 하는 복합비료의 제조방법.
2. 원통형 내벽(A1), 보온벽(A2), 원통형외벽(A3) 순서로 적층구성된 원통형몸체(A)의 상부에는 밀폐형뚜껑(A4')를 구비한 호퍼(A4)와 하부 일측에는 밀폐형 뚜껑(A5')를 구비한 배출구(A5)가 형성되어 있고 원통형몸체(A)에의 중심부에는 상부가 밀폐되고 무수한 통공(B1)이 형성된 공기산기관(B)이 원통형몸체(A)의 저면으로 관통하여 모우터(B2)에 의하여 회전되는 휀(B3)를 설치한 공기온도조절실(B4)에 연통되어 있으며 원통몸체(A)의 내벽(A1)과 산기관(B)의 외벽 사이에는 스크류형통로(C)가 원통형내벽(A1)과 산기관(B)의 외벽에 고정설치되어 아래 방향으로 스크류 통로가 형성되어있는 복합비료 제조장치.