KR100611530B1

KR100611530B1 - 미생물과 효소의 상호기능에 의한 각종 유기성 폐기물의 분해소멸 방법.

Info

Publication number: KR100611530B1
Application number: KR20040015429A
Authority: KR
Inventors: 진인섭
Original assignee: 주식회사 매직맥
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2006-08-11
Also published as: KR20050090184A

Abstract

본 발명은 미생물과 효소를 이용한 음식물쓰레기와 각종 유기성 폐기물 및 축산폐기물을 소멸시키는 기술로 각종 공해물질들을 특수한 미생물과 효소등을이용하여 탄산가스와 수분으로 전환시켜 소멸시키므로 인하여 2차, 3차 환경파괴의 주범들을 근본적으로 없애는 기술로, 각종 유기성폐기물을 미생물의 영양원으로 이용하여, 일정한 기계장치 내에 온도와 산소를 유지시켜 미생물의 증식과 성장을 통해 각종 유기성폐기물을 없애 지구환경보호에 일익을 담당하는데 목적이 있다 할 것이다.

본 발명은 특수한 효소들이 탄소의 화합물인 고분자 화합물을 미생물들이 먹이사슬로 먹을 수 있도록 저분자화로 쪼개 줌으로써, 호기성군과 임의성군의미생물들에게 왕성한 활동을 촉진시켜 줌으로써 성장과 증식을 통해 분해 소멸시킬 수 있도록 상호 보완기능에 의하여 신속하게 각종 유기성 폐기물을 분해 시킬 수 있는 것이며, 미생물군만 이용한다면 고분자 화합물을 미생물이 먹이사슬로 먹을 수 있도록 저분자 또는 단세포화로 시키는데 상당한 시간이 소요되기 때문에 실용화 시키는데 많은 문제들이 발생 되었다.

본 발명은 매체제(우드칩, 톱밥, 쌀겨, 이탄(Peat), 세라믹불 등)에다 미생물 군들을 Seed시킨 미생물 매체제와 효소들을 Seed시킨 효소 매체제를 각각 분리시켜 일정한 장치 내에서 서로의 기능들을 각각 수행케 함으로써 항상 상호보완 작용토록 구성한 것이며, 음식물쓰레기와 축산분뇨, 유기성 스럿지 및 폐기물들을 온 도와 산소의 공급이 유지되는 기계장치 내에서 신속히 소멸시켜 없애 줌으로써, 사회문제가 심각한 각종 공해물질들을 분해소멸로 그 효과는 상상을 초월하는 지대한 효과가 있다 할 것이다.

LCB, LCE, 매체제, 휴면(가사), Lag station, log station, exo enzyme, 각종 유기성폐기물, Bio chip A, Bio chip B.

Description

미생물과 효소의 상호기능에 의한 각종 유기성 폐기물의 분해소멸 방법.{Method of ferment disintegrator by micro-organisms and enzymes for several organic waste materials}

본 발명은 미생물과 효소를 이용한 각종 유기성폐기물을 분해 소멸시키는 기술로 종래에는 미생물만 이용하거나 효소만을 이용하는 분해.소멸시키는 기술로, 처음시작 단계에서 미생물의 활성화가 이루어지지 않거나, 효소를 이용할 때는 연속투입으로 과다한 비용 및 고온으로 인한 용존산소의 결핍을 초래하여 분해소멸이 제대로 이루어지지 않는 결함이 있었다.

본 발명은 각종 유기성폐기물(예로 음식물쓰레기, 축산폐기물, 유기성 스럿지 등)을 일정한 기계장치 내에서 일정한 온도와 산소의 원활한 공급 하에 분해 소멸시키고자 하는데 있어서, 미생물에 의한 분해소멸을 꾀할 수는 있으나, 최초미생물의 활동이 왕성치 않으므로 미생물의 Log station까지 끌어 올리는데 영양원으로 즉 먹이사슬로 공급되는 각종 유기성폐기물들을 미생물들이 아주 신속히 먹이사슬을 먹을 수 있도록 매체제에 고정화 시킨 효소들을 이용하여 고분자 화합물을 단분자화 또는 저분자화로 신속히 잘개 쪼개주는 역할을 하는 특수한 효소들과의 상호 보완기능을 추가함으로써 신속히 미생물들을 Lag station에서 Log station으로 활성화시켜 일정한 기계장치 내에서 시간을 최대한 단축시켜 분해소멸해 기계장치 사용에 몇일씩 미생물을 활성화 시키는데 소요되는 시간을 단 몇시간 내로 Log station 단계로 끌어올려, 왕성한 증식과 성장을 꾀하는 것으로 효소에는 Urease, Amylase, Lipase, Protease, Cellulase등을 혼합한 Liquid Culture enzyme을 제조하여 매체제에 접목시켜 만든 Bio chip(A)와 미생물들인 Aerobacter, Pseudomonas, Bacillus, Cellulomonas, Rhodopseudomonas, Nitrosomonas, Nitrobacter 등을 혼합한 Liquid culture bacteria를 매체제에 접목시켜 만든 Bio chip(B)를 각각 별도로 Bio chip A + Bio chip B를 일정한 기계장치 내에 1:1 비율로 투입하여 서로 각자의 기능을 최고의 정점까지 Up시켜 아주 짧은 시간 내에 미생물들을 왕성한 증식과 성장을 하도록 상호 역할 기능을 도와 각종 유기성폐기물을 신속히 분해소멸 되도록 하여 상호기능을 높이는 것이다.

미생물만을 이용한 분해소멸은 물리적으로 온도를 상승시켜야 되고 미생물이 환경에 적응키 위해 산소와 영양분공급 및 습도의 Balance를 유지시켜 Log station 단계로 끌어올려 증식과 성장이 활성화 되는데 있어 상당한 시간이 필요하여 음식물쓰레기의 분해소멸방법에서 상용화 시키는데 어려움이 따랐고, 효소만을 이용한 분해소멸은 50C°이상을 유지시켜야 되는 관계로 과다한 에너지비용 및 용존산소의 결핍으로 인해 호기성 분해소멸이 안되어 실용화에 실패를 거듭하고 있다.

본 발명은 LCB들이 LCE의 절대적인 도움을 받아 성장 및 증식을 Log단계에서 최상의 능력을 발휘하도록 하는 것이다. LCE는 LCB가 영양분을 섭취할 수 있도록 고분자 화합물을 단분자 또는 저분자로 만들어 Log 단계에서 LCB가 왕성한 활동을 통해 단시간 내에 LCB들이 생체에너지를 발산토록 하여 물리적인 온도상승이 아닌 생체에너지에 의한 온도상승을 할 수 있도록 상호 협력하여 미생물 군들이 많은 Exe-enzyme를 배출토록 하여 계속적인 고분자 화합물들 중 Non-Soluble Suspend Solid들을 Soluble Suspend solid로 전환시켜 분해소멸의 전처리 과정을 신속히 진행토록 하는 것이다.

상기에서 LCB (이하 Bio-chip B라고도 칭한다)는 : Aerobacter, Bacillus, Pseudomonas, Cellulomonas, Rhodopseudomonas, Nitrosomonas, Nitrobacter 등 각 군들의 혼합 미생물을 액체 상태의 휴면(가사)상태로 만들어 매체제(우드칩, 쌀겨, 톱밥, 이탄, 세라믹볼)에 고정시킨 호기성군 및 임의성군의 미생물군 들을 접목시켜 만든 것을 의미하며,

상기에서 LCE (이하 Bio-chip A라고도 칭함)는 : Urease, Protease, Lipase, Amylase, Cellulase 등을 혼합시켜 액체 효소로 만들어 매체제(우드칩, 쌀겨, 톱밥, 이탄, 세라믹볼)에 고정화시킨 효소군들을 접목시켜 만든 것을 의미한다.

따라서 상기한 LCB와 LCE에 사용된 주요 미생물의 분해물과 역할을 보면,

1. Aerobacter (Enterobacter) : 산소가 있을 때는 모든 유기 화합물 즉
C.H.O의 화합물인 음식물쓰레기와 유기성폐기물의 (CH₂O) x → CO₂ + H₂O로
분해 시키는 역할, 산소가 없을 때에는 (CH₂O) x → CH₃COOH로 분해 시킨다.

2. Bacillus : 증식을 하면서 배설물인 Exo-Enzyme을 배설하여 고분자유기화합물질들을 소립자로 쪼개주는 역할을 수행하여 미생물들이 먹을 수 있도록하는 촉매역활로 미생물의 배설물을 살펴보면, Lipase(지방질을 분해), Protease(단백질을 분해), Amylase(전분을 분해),로 분해가 어려운 Suspend Solid를 분해하는 Soluble Suspend Solid로 잘게 분해를 해준다.

3. Pseudomonas : C.H.O의 화합물인 (CH₂O)x → CO₂ + H₂O로 분해 시키며, 석유화학 물질에서 발생되는 즉 식생활(食生活)에서 배출되는 물질들인 H₂S, ABS, LAS, N-Hexane, Phenol, Hydrocarbon 등을 분해 시킨다.

4. Cellulomonas : 섬유질을 분해 시키는 미생물로써 섬유질의 분해가 어려운 Glucose β를 Glucose α로 변화시켜 포도당으로 변화되어 섬유소를 제거 시킨다.

5. Rhodopseudomonas : 산소가 있을때는 Pseudomonas와 같은 역할을 하고, 산소가 없을때는 유기물인 (CH₂O)x → CH₃COOH로 변화한 다음 CH₃COOH → CH₄ + CO₂ 로의 2단계 변화 하는데,
CH₃COOH → CH₄ + CO₂ 로의 변화를 억제하고 CH₃COOH → CO₂ + H₂O로 재역변화를 시켜 악취발생요인을 제거시키는 역할을 함.

6. Nitrosomonas : 단백질 화합물이 분해되면서, 암모니아성 질소(NH₃-N)로 전환되며, 악취를 유발시킬 수 있는 것을 아질산성 질소(NO₂-N)로 재 전환시키는 역할을 함.

7. Nitrobacter : 아질산성질소(NO₂-N)을 안정된 분자인 질산성질소(NH₃-N)로 재차 전환시켜서 토양의 비료로서의 가치를 상당히 높이는 역할을 하는것이다.

이하 본 본 발명을 실시예에 따라 상술하면 다음과 같다.
상기한 LCB에 필요한 미생물군 들은 비 병원성, 무독성, 무자극성으로 인체에 해가 없어야 하므로 토양, 강, 하천 등에 서식하는 Saprophytic 미생물군으로 호기성 군과 임의성 군에서 추출한 것들로써, 유기성 폐기물(음식물쓰레기, 축산폐기물, 유기성 스럿지)의 주성분인 유기물, 탄수화물, 단백질, 지방, 전분, 섬유소를 분해소멸시키는 Aerobacter, Bacillus, Pseudomonas, Cellulomonas, Rhodopseudomonas, Nitrosomonas, Nitrobacter등의 군을 이용할 수도 있으나, 신속한 분해소멸을 위해서는 Coffee처럼 건조시킨 고체 분말형으로는 미생물들이 신속한 환경적응이 어렵고 활동성이 떨어져, 액체 혼합된 Culture Bacteria상태를 이용해야 되며, 포장 이나 Bottle에 담거나 하면 살아있는 미생물들은 산소, 영양분 공급이 차단되는 관계로 전부 사멸화 되기 때문에 포장이나 Bottle에 담는 상품화 이전에 휴면(동면) 상태의 가사상태로 만들어져야 된다.
가사상태에 빠진 LCB를 건조 드라이된 매체제에 수분이 25％-30％사이로 LCB를 접목시켜 매체제에 고정화시킨 호기성군 및 임의성 미생물 군을 만들어 LCB 즉Bio-ChipB의 제품을 포장하여 일정한 기계장치(산소공급이 원활, 보온이 되어 외부온도 변화에도 보존)에서 사용될 때 미생물에게 링게르 같은 포도당이나 탄수화물을 첨가하여 미생물 군들이 가사상태에서 깨어나게 해야만 실용화 및 상품화가 가능한 것이다.

또한 LCE 즉 Bio-ChipA에 필요한 효소군 들은 고분자 화합물인 유기성폐기물들의 주성분인 유기물, 탄수화물, 단백질, 지방, 섬유소 등의 난분해성 고형체 (Non Soluble Suspend Solid)의 큰 입자들을 LCB들이 분해 시킬 수 있도록 소립자 형태의 저분자화시켜 용해성 고형체(Soluble Suspend Solid)로 만들어 져야지만 LCB들에 의해 (CH₂O)x ⇒ CO₂ + H₂O로 분해 소멸되기 때문에 LCE를 병행하여 이용해야 되며,

상기한 LCE에는 Urease, Lipase, Diastase, Protease, Amylase, Cellulase 등이 혼합된 액체 Culture enzyme으로 만들어지는것을 의미 하며, 건조 드라이된 매체제에 수분 25％-30％가 유지되도록 접목시켜 Bio-Chip(A)를 만들어 일정한 기계장치 내에서 LCB와 서로 다른 매체제에 접목된 상태로써 서로 돕는 상호기능이 되어야만 유기성 폐기물들을 분해소멸 시키는데 절대적 도움을 주게된다.
따라서 상기한 LCE들이 생체에너지를 발산하여 발효온도를 유지토록 온도를 상승시키는데 아주 중요한 물질이다.

따라서 하나로 통일된 매체제에 LCE와 LCB가 같이 접목되는 것은 LCE의 농도가 높은 상태에서는 LCB의 세포 및 핵을 같이 파괴시키기 때문에 서로 다른 매체제에 접목된 상태로 각자의 기능을 발휘토록하여 LCE의 매체제에 고정화시킨 효소군 들이 유기성폐기물 들의 성분들인 난 분해성 고형체를 소립자 형태의 저분자화 되여 용해성 고형체로 쪼개어진것들을 LCB들이 (CH₂O)x ⇒ CO₂ + H₂O로 분해 소멸시키는 것임을 알 수 있다.

음식물쓰레기를 비롯한 각종 유기성폐기물을 분해소멸 시키는데 있어서, 신속한 분해소멸이 이루어짐에 따라 실용화 및 상용화가 가능하여, 사회 및 지구환경파괴의 주범들인 물질들을 일거에 저비용으로 완전 소멸시켜 지구환경보호라는 거대한 효과가 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims

미생물군과 용해성 고형체를 잘게 쪼개어주는 특수한 효소와 각각 서로 다른 매체재(건조 드라이된 우드칩, 톱밥, 쌀겨, 이탄, 세라믹볼 등)에 액체상태로 접목시켜, Bio-chip(A)와 Bio-chip(B)로 각각 분류한 것을 산소공급과 온도가 보온되는 일정한 기계장치 내에서 서로 각각의 기능을 유지토록 하여 미생물군의 파괴를 보호하고, 미생물 활성화를 신속히 도와 생체에네지 발산 및 음식물쓰레기를 포함한 각종 유기성폐기물들의 분해소멸을 신속하게 하여주는것을 특징으로하는 미생물과 효소의 상호기능에의한 유기성 폐기물의 분해소멸방법.
청구항 1에 있어서,

음식물쓰레기를 포함한 각종 유기성폐기물의 분해 소멸에 있어 미생물군들이 휴면 (가사) 상태의 Culture Bacteria로 액상 상태인 휴면상태로 만드는것을 특징으로하는 미생물과 효소의 상호 기능에 의한 유기성 폐기물의 분해 소멸방법.
청구항 1의 음식물쓰레기를 포함한 각종 유기성폐기물들을 분해소멸시켜줌에 있어서,

난 분해성 고분자 화합물인 Non soluble suspend solid를 Soluble suspendsolid로 저분자로 쪼개어 LCB를 신속히 활성화 되도록 Exo-enzyme들인 Urease. protease, amylase, Lipase, Celluase, Coagulase, Peroxidase, Pectimase, Disatase, Zymase, Emulsin등을 혼합시켜 액체로함을 특징으로하는 미생물과 효소의 상호기능에 의한 각종 유기성 폐기물의 분해소멸방법.
청구항 1에 있어서,

액체상태로 휴먼 (가사) 화시킨 Culture bacteria인 LCB를 상품화로 포장하여 산소공급과 온도가 보존되는 일정한 기계장치 내에서 각종 유기성 폐기물들의 분해소멸을 위해 사용될 시점에 포도당 및 탄수화물을 공급하여 신속히 깨어나서 활성화되도록 휴면상태의 LCB를 깨우는것을 특징으로하는 미생물과 효소의 상호기능에의한 각종 유기성폐기물의 분해소멸방법.
청구항 1에 있어서,

토양, 강, 하천, 등에서 추출한 Aerbacter군, Bacillus군, pseudomonas군, Nitrosomonas군, Nitrobacter군, Rhodopseundomonas군 중에서 비자극성, 무독성, 비 병원체들 사물 즉 DNA핵을 갖지 않아 RNA의 명령을 받지 않는 물질들만 분해 소멸하는 미생물군임을 특징으로하는 미생물과 효소의 상호기능에 의한 각종 유기성폐기물의 분해소명방법.