KR101012500B1 - 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계와; 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계와; 상기 혼합물에 황산을 첨가하여 혼합수용액을 형성하는 혼합수용액 형성단계와; 상기 혼합수용액을 교반, 숙성하는 혼합수용액 교반숙성단계와; 상기 혼합수용액을 여과하여 찌꺼기를 제거함으로써 미네랄성분 함유 수용액을 추출, 분리하는 추출분리단계;를 포함하여 구성되고, 상기 질석의 함량은 상기 혼합물 전체 중 10~40중량%로 포함되며, 상기 황산은 상기 혼합물 전체에 대하여 5~30중량%로 포함되어 구성된다.
본 발명에 의해 자연 친화적이면서도 식물의 생장을 현저히 촉진시킬 수 있는 비료 조성물을 제조할 수 있으며, 또한, 제조 방법이 단순하고 안전하므로, 비교적 단순한 설비에 의해서도 비료 조성물을 제조할 수 있고, 식물이 필요로 하는 다양한 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물을 제조할 수 있다.

Description

천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 및 그의 제조방법{FERTILIZER COMPONENT INCLUDING NATURAL MINERAL MATERIALS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자연 친화적이면서도 식물의 생장을 현저히 촉진시킬 수 있는 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

근래 화학 비료의 발달로 인해 농가에서는 논 또는 비닐 하우스 등의 작물 재배지에 일반적으로 화학 비료를 이용하고 있다. 화학비료의 경우 농작물의 생산량을 증대시키는 장점은 있으나, 토양의 산성화를 초래하고 장기간의 사용시 지력을 약화시키는 등의 문제점을 일으키게 된다.

이러한 화학 비료의 문제점을 개선하기 위해 유기질 비료 시비가 권장되고 있으나, 유기질 비료의 경우 생산 과정이 번거롭고 시비에 많은 노동력을 필요로 하므로, 일반 농가에서는 주로 제품으로 판매되고 있는 유기질 퇴비를 사용하고 있는 실정이다.

상기 유기질 퇴비 제조회사는 주로 톱밥을 이용한 미발효 퇴비를 제조 판매하고 있으며, 상기 미발효 퇴비의 시비 후 발생되는 암모니아 등의 가스로 인해 작물이 생장하지 못하는 문제점 때문에 농가에서는 상기 제조 판매되는 유기질 퇴비의 사용을 기피하고 있는 실정이다.

한편, 식물은 리비히의 최소량의 법칙에 의해 자신이 흡수할 수 있는 모든 원소 중에서 가장 소량의 원소를 기준으로 하여 여러가지 원소들을 흡수하게 되는데, 미량 요소인 미네랄 성분이 모자랄 경우, 질소, 인, 칼륨 등의 성분을 포함하는 유기질 비료가 많이 공급되어도 토양의 산성화만 촉진시킬 뿐, 성장에 필수적인 각종 성분들의 효율적인 흡수가 일어날 수 없으므로, 식물의 생장을 위해서는 유기 성분 이외에 미네랄 성분의 지속적인 주입이 필요하다.

현재 농업 및 원예 분야에서는 이러한 미네랄 성분을 효과적으로 제공할 수 있는 비료에 관한 연구가 널리 이루어지고 있는 상황이다. 현재, 식물에 공급되기 위한 미네랄 성분은 규산염 등의 단일염이 주로 이용되며, 통상 이들을 수용화하여 사용하고 있다.

그런데, 이러한 단일염을 혼합하여 식물에게 필요한 여러가지 혼합 미네랄을 제조할 경우 응집, 침전 등의 반응으로 인해 제조에 어려운 문제점이 있으며, 또한, 화학적으로 제조된 단일염을 혼합하여 미네랄 성분을 제조할 경우, 식물에 필요한 다양한 미네랄 성분을 포함하도록 제조하는 것이 매우 곤란한 문제점이 있을 뿐만 아니라, 더욱이, 화학적으로 제조된 미네랄 성분의 경우 토양에 축적 시 단일 성분이 토양 내에 농축되어 식물에 바람직하지 못한 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 자연 친화적이면서도 식물의 생장을 현저히 촉진시킬 수 있는 비료 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제조 방법이 단순하고 안전하므로, 비교적 단순한 설비에 의해서도 제조 가능한 비료조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 식물이 필요로 하는 다양한 미네랄 성분을 포함하도록 제조가 가능한 비료 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 제조방법에 있어서, 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계와; 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계와; 상기 혼합물에 황산을 첨가하여 혼합수용액을 형성하는 혼합수용액 형성단계와; 상기 혼합수용액을 교반, 숙성하는 혼합수용액 교반숙성단계와; 상기 혼합수용액을 여과하여 찌꺼기를 제거함으로써 미네랄성분 함유 수용액을 추출, 분리하는 추출분리단계;를 포함하여 구성되고, 상기 질석의 함량은 상기 혼합물 전체 중 10~40중량%로 포함되며, 상기 황산은 상기 혼합물 전체에 대하여 5~30중량%로 포함되어 구성되는 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 제조방법을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

상기 교반단계는 30분 이상 수행되고, 상기 혼합물의 온도가 1~80℃로 유지되는 것이 바람직하지만 본 발명에서는 시간과 온도는 특별히 제한하지는 않는다.

또한, 상기 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계 및 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계에서 상기 질석 함량 10~40중량%에 더하여 다시마, 미역, 키토산, 목초액 및 부추가 각각 5~30중량% 더 포함되는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 비료조성물로서, 질석 분쇄물, 물 및 황산을 포함한 혼합물로부터 추출한 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료조성물을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 비료조성물로서, 질석 분쇄물, 다시마, 미역, 키토산, 목초액, 부추, 물 및 황산을 포함한 혼합물로부터 추출한 천연 미네랄 성분 및 유기질 성분을 포함하는 비료조성물을 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

본 발명에 의해 자연 친화적이면서도 식물의 생장을 현저히 촉진시킬 수 있는 비료 조성물을 제조할 수 있다.

또한, 제조 방법이 단순하고 안전하므로, 비교적 단순한 설비에 의해서도 비료 조성물을 제조할 수 있다.

또한, 식물이 필요로 하는 다양한 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물을 제조할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물의 제조방법을 도시하는 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
S10: 분쇄 고형물 형성단계 S20: 혼합물 형성단계
S30: 혼합수용액 형성단계 S40: 교반숙성단계
S50: 미네랄성분 함유 수용액 추출분리단계

본 발명은 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 제조방법에 있어서, 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계와; 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계와; 상기 혼합물에 황산을 첨가하여 혼합수용액을 형성하는 혼합수용액 형성단계와; 상기 혼합수용액을 교반, 숙성하는 혼합수용액 교반숙성단계와; 상기 혼합수용액을 여과하여 찌꺼기를 제거함으로써 미네랄성분 함유 수용액을 추출, 분리하는 추출분리단계;를 포함하여 구성되고, 상기 질석의 함량은 상기 혼합물 전체 중 10~40중량%로 포함되며, 상기 황산은 상기 혼합물 전체에 대하여 5~30중량%로 포함되어 구성되는 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

상기 교반단계는 30분 이상 수행되고, 상기 혼합물의 온도가 1~80℃로 유지되는 것이 바람직하지만 본 발명에서는 시간과 온도는 특별히 제한하지는 않는다.

또한, 상기 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계 및 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계에서 상기 질석 함량 10~40중량%에 더하여 다시마, 미역, 키토산, 목초액 및 부추가 각각 5~30중량% 더 포함되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 비료조성물로서, 질석 분쇄물, 물 및 황산을 포함한 혼합물로부터 추출한 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료조성물을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 비료조성물로서, 질석 분쇄물, 다시마, 미역, 키토산, 목초액, 부추, 물 및 황산을 포함한 혼합물로부터 추출한 천연 미네랄 성분 및 유기질 성분을 포함하는 비료조성물을 기술구성의 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 제조방법은, 먼저, 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계와; 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계와; 상기 혼합물에 황산을 첨가하여 혼합수용액을 형성하는 혼합수용액 형성단계와; 상기 혼합수용액을 교반, 숙성하는 혼합수용액 교반숙성단계와; 상기 혼합수용액을 여과하여 찌꺼기를 제거함으로써 미네랄성분 함유 수용액을 추출, 분리하는 추출분리단계;를 포함하여 구성된다.

상기 교반단계는 30분 이상 수행되고, 상기 혼합물의 온도가 1~80℃로 유지되는 것이 바람직하지만 본 발명에서는 시간과 온도는 특별히 제한하지는 않으며, 황산은 상기 혼합물에 대해 5~30중량% 사용할 수 있다.

또한, 상기 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계에서는 다시마와 미역과 부추를 분쇄하여 추가하고, 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계에서는 키토산, 목초액을 추가로 사용할 수 있다.

여기서, 상기 다시마와 상기 미역과 상기 키토산과 상기 목초액과 상기 부추는 각각 5~30 중량% 포함되고, 나머지는 물로 혼합되어 상기 혼합물을 형성하는 것이 바람직하다.

도 1 은 본 발명에 따른 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물의 제조방법을 도시하는 순서도이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물의 제조방법은, 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계(S10)와; 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계와(S20); 상기 혼합물에 황산을 첨가하여 혼합수용액을 형성하는 혼합수용액 형성단계(S30)와; 상기 혼합수용액을 교반, 숙성하는 혼합수용액 교반숙성단계(S40)와; 상기 혼합수용액을 여과하여 찌꺼기를 제거함으로써 미네랄성분 함유 수용액을 추출, 분리하는 추출분리단계(S50);를 포함하여 구성된다.

상기 질석은 운모와 같은 결정구조를 가지는 단사정계에 속하는 광물로서 버미큘라이트라고도 한다. 질석의 색깔은 회백색 또는 갈색이며, 산에 쉽게 분해되고 양이온 교환능력이 크며 가열하면 팽창하는 성질을 가진다. 상기 질석의 화학성분은 CMg, Fe^{3 +}, Al₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O로서, 알루미늄·마그네슘·철의 수산화규산염으로 구성된 점토광물이므로, 황산 등으로 산분해하면 질석 성분중 알루미늄, 마그네슘, 철, 규소 등의 미네랄 성분을 추출할 수 있다.

여기서, 상기 혼합물 중의 상기 질석은 10~40 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 10중량% 미만이면 유효한 미네랄 성분을 기대할 수 없고, 40중량% 초과하면 물과 혼합 후 혼합물 교반단계에서 교반이 어려워지고 균일하게 교반되지 못하는 문제점이 있다.

상기 다시마는 갈조식물 다시마목 다시마과의 한 속으로서, 길이 1.5∼3.5m, 너비 25∼40cm의 큰 바닷말이며, 2∼4년생인 엽체(葉體)는 포자세대(胞子世代)로서 겉보기에는 줄기·잎·뿌리의 구분이 뚜렷하고, 잎은 띠 모양으로 길고 가운데 부분보다 약간 아래쪽이 가장 넓다.

다시마에는 카로틴류·크산토필류·엽록소 등의 여러 가지 색소 외에 탄소동화작용으로 만들어지는 마니트·라미나린 등의 탄수화물과 세포벽의 성분인 알긴산이 많이 포함되어 있고, 이외에도 요오드·비타민 B2·글루탐산 등의 아미노산이 함유되어 있다.

상기 다시마의 성분은 종류에 따라서 다르지만, 대체로 수분 16%, 단백질 7%, 지방 1.5%, 탄수화물 49%, 무기염류 26.5% 정도이며, 탄수화물의 20%는 섬유소이고 나머지는 알긴산과 라미나린 등 다당류이다. 특히 요오드·칼륨·칼슘 등 무기염류가 많이 들어 있으므로 상기 다시마는 식물생장에 필요한 무기염류의 공급을 위해서 좋은 재료이다.

여기서, 상기 다시마는 미건조 중량을 기준으로 상기 혼합물 중의 5 내지 30 중량% 포함되는 것이 바람직한데, 5중량% 미만이면 유효한 무기염류 및 유기질 성분의 공급을 기대할 수 없고, 30중량% 초과하면, 질석의 미네랄 성분이 감소되는 문제점이 있다.

상기 미역 역시 식이섬유와 칼륨, 칼슘, 요오드 등의 미네랄 성분이 풍부하게 포함되어 있으므로 식물생장에 필요한 무기염류 공급을 위해서 좋은 재료이다.

여기서, 상기 미역은 미건조 중량을 기준으로 상기 혼합물 중의 5 내지 30 중량% 포함되는 것이 바람직한데, 5중량% 미만이면 유효한 무기염류 및 유기질 성분의 공급을 기대할 수 없고, 30중량% 초과하면, 질석의 미네랄 성분이 감소되는 문제점이 있다.

상기 키토산은 바다게 또는 새우의 껍질에서 추출되는 성분으로서, 상기 껍질에 함유된 키틴산을 탈아세틸화하여 얻게 된다. 상기 키토산은 글루코사민 등의 특유의 다양한 아미노산기를 포함하며, 뛰어난 천연 항균제로서 작용해 미생물의 번식을 억제하는 효과가 있다.

여기서, 상기 키토산은 상기 혼합물 중의 5 내지 30 중량% 포함되는 것이 바람직한데, 5중량% 미만이면 미생물 항균효과를 기대할 수 없고, 30중량% 초과하면, 질석의 미네랄 성분이 감소되는 문제점이 있다.

상기 목초액은 나무로 숯을 만드는 과정에서 나오는 연기를 액화시켜 채취한 뒤, 6개월 이상 숙성시켜 독성과 유해물질을 제거한 것을 말한다. 상기 목초액의 제조 방법은 목재를 태우다가 황백색 연기가 나면 작은 통기구만 남기고 가마 입구를 폐쇄하고, 연기를 외부 공기와 접촉시켜 자연 냉각시킴으로써 떨어지는 액체를 수집한다. 약 100kg의 나무에서 채취되는 양은 목초액의 양은 대략 5ℓ 정도이다.

상기 목초액은 정장제(整腸劑)·정로환(正露丸) 등 의약품의 원료로 사용되며, 특유의 항균효과로 인해 다양한 염증성 질환에 효과가 있고, 그 밖에 원예·버섯재배·건강음료·탈취제 등으로 이용되기도 하며, 민간에서는 벌레나 뱀에게 물렸을 때, 화상·당뇨병·빈혈 등에 이용하고, 일부 농업 분야에서는 농약 대신에 상기 목초액을 이용하기도 하며, 축산업에서는 분뇨 냄새나 악취를 제거할 때 또는 가축의 사료로 이용하기도 한다.

상기 목초액은 pH 3 전후의 산성을 띄며, 성분은 80∼90%가 물이며, 아세트산 3%이고 그 밖에 포름산·지방산·메탄올 등 200여 종에 이르는 소량의 미네랄을 포함한다.

여기서, 상기 목초액은 상기 혼합물 중의 5 내지 30 중량% 포함되는 것이 바람직한데, 5중량% 미만이면 미생물 항균효과를 기대할 수 없고, 30중량% 초과하면, 질석의 미네랄 성분이 감소될 뿐만 아니라, 비료가 산성화되는 문제점이 있다.

상기 부추는 외떡잎식물로서 백합목 백합과의 여러해살이 풀이다. 상기 부추에는 카로틴, 비타민B2, 비타민C, 칼슘, 철등이 함유되어있고, 부추잎에 들어있는 당질은 대부분 포도당 또는 과당이며, 특히 부추의 특유의 향을 내는 알리신은 비타민B1의 흡수를 돕는다.

여기서, 상기 부추는 미건조 중량을 기준으로 상기 혼합물 중의 5 내지 30 중량% 포함되는 것이 바람직한데, 5중량% 미만이면 유기질 성분의 공급을 기대할 수 없고, 30중량% 초과하면, 질석의 미네랄 성분이 감소되는 문제점이 있다.

상기와 같이, 질석과 다시마와 미역과 키토산과 목초액과 부추를 이용한 비료 제조방법은 먼저, 질석과 다시마와 미역과 부추를 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계(S10)와; 상기 분쇄고형물과 물, 키토산과 목초액을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계와(S20); 상기 혼합물에 황산을 첨가하여 혼합수용액을 형성하는 혼합수용액 형성단계(S30)와; 상기 혼합수용액을 교반, 숙성하는 혼합수용액 교반숙성단계(S40)와; 상기 혼합수용액을 여과하여 찌꺼기를 제거함으로써 미네랄성분 함유 수용액을 추출, 분리하는 추출분리단계(S50);를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 혼합물 중의 상기 질석은 10~40 중량% 포함되며, 상기 황산은 상기 혼합물에 대해 5~30중량% 사용하고, 상기 교반단계는 30분 이상 동안 수행될 수 있으며, 온도는 1~80℃로 유지하는 것이 바람직하다.

상기된 바와 같이, 본 발명에 따른 비료 조성물의 원재료들은 자연 친화적인 천연 재료들로 구성되어, 다양한 천연 미네랄 성분들을 제공할 수 있으며, 또한, 본 발명에 따른 비료 조성물의 제조방법은 전체 공정이 단순하고 안전하므로, 비교적 단순한 설비에 의해서도 비료 조성물을 제조할 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 제조방법에 있어서, 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계와; 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계와; 상기 혼합물에 황산을 첨가하여 혼합수용액을 형성하는 혼합수용액 형성단계와; 상기 혼합수용액을 교반, 숙성하는 혼합수용액 교반숙성단계와; 상기 혼합수용액을 여과하여 찌꺼기를 제거함으로써 미네랄성분 함유 수용액을 추출, 분리하는 추출분리단계;를 포함하여 구성되고, 상기 질석의 함량은 상기 혼합물 전체 중 10~40중량%로 포함되며, 상기 황산은 상기 혼합물 전체에 대하여 5~30중량%로 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 제조방법
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 질석을 분쇄하여 분쇄고형물을 형성하는 분쇄고형물 형성단계에서는 다시마와 미역과 부추를 분쇄하여 추가하고, 상기 분쇄고형물과 물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합물 형성단계에서는 키토산, 목초액을 추가로 혼합하며, 상기 다시마, 미역, 부추, 키토산 및 목초액은 전체 혼합물에 대하여 각각 5~30중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 천연 미네랄 성분을 포함하는 비료 조성물 제조방법
   
3. 제1항의 제조방법에 의해 제조된 비료조성물로서, 질석 분쇄물, 물 및 황산을 포함한 혼합물로부터 추출한 천연 미네랄 성분을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비료조성물
   
4. 제2항의 제조방법에 의해 제조된 비료조성물로서, 질석 분쇄물, 다시마, 미역, 키토산, 목초액, 부추, 물 및 황산을 포함한 혼합물로부터 추출한 천연 미네랄 성분 및 유기질 성분을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비료조성물

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