KR102525596B1 - Method for Manufacturing Fertilizer Containing Seawater Minerals - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바닷물로부터 얻은 미네랄 농축수와 수중 분산력을 향상시킨 유황 및 일라이트의 수분산액을 혼합하여 작물이 이들 성분들을 균일하고 용이하게 흡수할 수 있도록 하는 비료의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법으로 제조되는 비료는 바닷물을 주재료로 하므로 제조비용이 절감되고 바닷물의 다양한 미네랄 성분이 포함되어 작물 성장에 효과적이며, 유황과 일라이트 분말이 수중에서 균일하게 분산되도록 함으로써 균일한 성분의 비료를 작물에 공급할 수 있고, 또한 입자의 크기가 미세하여 작물의 흡수율이 높고 미네랄 농축수 제조시 에너지 비용을 절감할 수 있으며, 바닷물에 함유된 중금속을 제거하여 인체에 유해한 영향을 끼치는 것을 차단할 수 있다.The present invention relates to a method for preparing a fertilizer that allows crops to uniformly and easily absorb these components by mixing mineral concentrated water obtained from seawater with an aqueous dispersion of sulfur and illite having improved dispersibility in water.
The fertilizer produced by the method of the present invention uses seawater as the main material, so the manufacturing cost is reduced, and various mineral components of seawater are included, so it is effective for crop growth. Fertilizer can be supplied to crops, and the absorption rate of crops is high due to the fine size of the particles, energy costs can be saved when producing concentrated mineral water, and heavy metals contained in seawater can be removed to prevent harmful effects on the human body. there is.
Description
본 발명은 바닷물로부터 얻은 미네랄 농축수와 수중 분산력을 향상시킨 유황 및 일라이트의 수분산액을 혼합하여 작물이 이들 성분들을 균일하고 용이하게 흡수할 수 있도록 하는 비료의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a fertilizer that allows crops to uniformly and easily absorb these components by mixing mineral concentrated water obtained from seawater with an aqueous dispersion of sulfur and illite having improved dispersibility in water.
산업의 급속한 발달과 인구 증가에 따른 식량 수요를 감당하기 위해서는 경작지 단위 면적당 생산량을 늘려야 하고 이에 따라 농약과 화학비료의 사용이 급속히 확대되어 왔으며, 이러한 화학비료와 농약에 편중된 관행농법은 지력의 저하와 토양의 산성화를 가져옴에 따라 농토는 점차 황폐화되고 있다.In order to meet the demand for food due to the rapid development of industry and population growth, production per unit area of arable land must be increased, and accordingly, the use of pesticides and chemical fertilizers has been rapidly expanding. Farmland is gradually degraded as it leads to acidification and soil acidification.
통상, 토양의 시비(施肥)는 다수확을 위한 것으로서, 작물의 생산량 증가 효과는 얻을 수 있으나 과도한 비료 사용으로 인하여 농산물의 생산비가 증가하고 환경보전 면에서 불리하며, 작물의 생육 중 발생하는 병충해를 제거하기 위해 농약을 과다 사용함으로써 토양에 존재하는 병원균과 유해 선충의 내성이 증가하고 이에 따라 다시 농약을 다량 사용해야 하는 악순환이 되풀이되고 있다.In general, soil fertilization is for high yield, and the effect of increasing crop yield can be obtained, but excessive use of fertilizer increases the production cost of agricultural products and is disadvantageous in terms of environmental preservation, and removes pests and diseases that occur during crop growth. The excessive use of pesticides increases the resistance of pathogens and harmful nematodes present in the soil, and thus the vicious cycle of using a large amount of pesticides again is repeated.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 화학비료나 농약 대신에 유기질 비료나 퇴비를 사용하는 농법이 개발되어 왔으며 미생물을 이용한 퇴비 발효방법에 대한 개선노력이 지속적으로 시도되고 있다.In order to solve the above problems, agricultural methods using organic fertilizers or compost instead of chemical fertilizers or pesticides have been developed, and efforts to improve the compost fermentation method using microorganisms have been continuously attempted.
그러나 이러한 노력에도 불구하고 지력 저하의 근본 원인에 대한 이해부족과 대안부재로 인하여, 화학비료 대신에 사용되는 유기질 비료의 집중적 사용은 재료학적으로만 차이가 있을 뿐 토양의 건전성 회복이라는 관점에서 화학비료와 비슷한 또다른 문제점을 심화시키고 있다.However, despite these efforts, the intensive use of organic fertilizers instead of chemical fertilizers is only materially different due to the lack of understanding of the root cause of soil degradation and lack of alternatives. This is exacerbating another similar problem.
또한, 유기질 비료는 주로 톱밥, 식물폐기물, 어분 또는 가축분과 이들을 혼합한 천연유기물을 이용하는 경우가 대부분인데, 이들을 발효시켜 유기질 비료를 제조하기 위해서는 미생물 발효에 따른 시간, 인력 및 장치가 필요하여 농가에 부담이 될 뿐만 아니라 이러한 유기질 비료 생산에 따른 오폐수의 발생으로 수질오염을 야기하게 된다.In addition, organic fertilizers are mostly used in most cases where sawdust, plant waste, fish meal or livestock meal and natural organic substances mixed with them are used. In order to ferment them to produce organic fertilizer, time, manpower and equipment according to microbial fermentation are required, which is suitable for farms. It is not only a burden, but also causes water pollution due to the generation of wastewater due to the production of organic fertilizers.
유기물을 과량 함유한 비료를 장기간 사용할 경우 작물의 생장에 피해를 줄 수 있고 가축분 또는 어분 등이 부패하는 과정에서 암모니아 가스 등이 발생하여 작물뿌리에 손상을 줄 수 있으며, 가축분 비료의 과다사용은 양분의 불균형으로 암모니아 과잉으로 인한 칼슘의 흡수저해가 발생하며, 이러한 유기질 비료는 작물생육에 필요한 미량원소가 결핍되어 작물이 병충해에 약한 점 등 비료로서의 단점이 있다.Long-term use of fertilizers containing excessive amounts of organic matter can damage crop growth, and ammonia gas can be generated in the process of decaying livestock meal or fish meal, which can damage crop roots. Calcium absorption is inhibited due to excess ammonia due to an imbalance of ammonia, and such organic fertilizers have disadvantages as fertilizers such as the fact that crops are vulnerable to pests and diseases due to lack of trace elements necessary for crop growth.
반면에, 무기질 비료는 질소(N), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 석회(Ca), 붕소(B) 등의 무기질 성분을 함유하고 있고 공장에서 대량 생산되므로 품질이 균일하고 공급이 안정적이며, 가격이 저렴하다는 점, 유기질 비료나 퇴비에 비해 위생적이고 사용이 간편하다는 점, 질소, 인 등 유효성분의 함량이 높고 일정하다는 점, 수송비용이 저렴하고 저장이 용이하다는 점, 목적에 적합한 시비가 가능하다는 점 등을 이유로 대부분의 농가에서 널리 사용되고 있다.On the other hand, inorganic fertilizers contain inorganic components such as nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), magnesium (Mg), lime (Ca), and boron (B), and are mass-produced in factories, so the quality is low. Uniform, stable supply, low price, hygienic and easy to use compared to organic fertilizer or compost, high and constant content of active ingredients such as nitrogen and phosphorus, low transportation cost and easy storage It is widely used in most farmhouses for reasons such as the fact that fertilization suitable for the purpose is possible.
그러나 무기질 비료의 과잉사용은 토양을 산성화시키고 유기물 함량을 감소시켜 지력(soil productivity)을 떨어뜨리는 등 장기적으로는 농작물에 해를 입힐 뿐만 아니라 토양의 단립(aggregation)을 파괴하고 토양의 유기물 부족과 통기성 및 보수성의 약화를 초래하여 작물의 생육에 악영향을 미치고 있다.However, excessive use of inorganic fertilizers not only damages crops in the long run, such as acidification of soil and reduction of organic matter content, reducing soil productivity, but also destroys soil aggregation, causes lack of organic matter in soil, and reduces aeration. and deterioration of water retention, thereby adversely affecting the growth of crops.
더불어, 토양에 미량요소인 미네랄 성분이 부족할 경우 유기질 및 무기질 비료를 많이 공급하여도 작물성장에 필수적인 각종 성분들이 효율적으로 흡수되지 못하므로 작물의 생장을 위해서는 미네랄 성분의 지속적인 공급이 필요하다.In addition, if the soil lacks minerals, which are trace elements, even if a large amount of organic and inorganic fertilizers are supplied, various components essential for crop growth are not efficiently absorbed, so a continuous supply of minerals is necessary for crop growth.
이에 따라 농업 및 원예 분야에서는 이러한 미네랄 성분을 효과적으로 제공할 수 있는 영양제나 비료에 대한 연구개발이 다양하게 진행되고 있으며, 예를 들어 한국등록특허공보 제1718211호에는 바나듐, 크롬, 셀레늄, 게르마늄, 아연의 미네랄 성분을 함유하고, 유용 미생물이 배양된 원적외선 방출용액, 식물로부터 얻은 해충방제액, 식용유 및 법제 유황액을 이용하여 액비조성물을 제조하는 방법이 제시되었다.Accordingly, in the field of agriculture and horticulture, research and development on nutrients or fertilizers that can effectively provide these minerals are being conducted. For example, Korean Patent Registration No. 1718211 discloses vanadium, chromium, selenium, germanium, A method for preparing a liquid fertilizer composition using a far-infrared ray emitting solution in which useful microorganisms are cultured, a pest control solution obtained from plants, edible oil, and legal sulfur solution containing the mineral components of is proposed.
상기 발명은 식물로부터 얻은 해충방제액과 법제 유황액을 함유하여 병균과 곤충에 대한 살균 및 살충작용을 할 뿐만 아니라, 미네랄 성분과 법제 유황성분이 함유됨에 따라 질소와 인산 등의 흡수가 촉진되므로 종래의 발효비료에 비하여 농작물의 수확량을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.The above invention not only sterilizes and kills germs and insects by containing pest control liquid and legal sulfur liquid obtained from plants, but also promotes absorption of nitrogen and phosphoric acid as the mineral ingredients and legal sulfur ingredients are contained. It provides an effect that can increase the yield of crops compared to fermented fertilizers.
그러나 상기 액비에는 식용유가 함유되어 있어서 식용유가 토양 병균을 사멸시키는 데는 효과가 있으나 토양의 유용한 미생물과 액비에 함유된 유용 미생물까지 사멸시키고, 또한 식용유의 기름막이 식물뿌리가 양분을 흡수하는 것을 방해하여 식물생장에 악영향을 끼친다.However, since the liquid fertilizer contains cooking oil, the cooking oil is effective in killing soil germs, but it also kills useful microorganisms in the soil and useful microorganisms contained in the liquid fertilizer, and the oil film of cooking oil prevents plant roots from absorbing nutrients. adversely affect plant growth.
또한, 상기 미네랄 성분들은 비교적 고가의 물질이므로 이들을 구매하여 비료 재료로 사용하면 제조원가가 높고, 액비를 보관하는 중에 이들 미네랄 성분들이 침전되고 심할 경우 침전물이 굳어지므로 비료가 균일한 성분을 유지하기 어려운 단점이 있다.In addition, since the mineral components are relatively expensive materials, the manufacturing cost is high when they are purchased and used as fertilizer materials, and these mineral components are precipitated during storage of the liquid fertilizer and, in severe cases, the precipitate hardens, making it difficult for the fertilizer to maintain uniform components. there is
이러한 단점을 해소하기 위하여 본 발명자는 한국등록특허공보 제1777841호를 통하여 바닷물을 이용하여 비료를 제조하는 방법을 제시하였으며, 상기 발명은 해수 또는 천일염을 사용한 소금물을 여과하고 가열하여 소금을 석출 및 제거한 한 다음 이를 활성탄으로 여과하고 농축하여 미네랄 농축수를 얻으며, 상기 미네랄 농축수에 유황의 수분산액, 일라이트의 수분산액 및 다시마 분말을 혼합하여 비료를 제조한다.In order to solve these disadvantages, the present inventors proposed a method for producing fertilizer using seawater through Korean Patent Registration No. 1777841, and the present invention precipitates and removes salt by filtering and heating brine using seawater or bay salt Then, it is filtered and concentrated with activated carbon to obtain concentrated mineral water, and a fertilizer is prepared by mixing an aqueous dispersion of sulfur, an aqueous dispersion of illite, and kelp powder in the concentrated mineral water.
상기와 같이 제조된 비료는 해수의 다양한 미네랄을 포함하고 다시마의 알긴산이 미네랄, 유황, 일라이트 입자와 결합하면서 입자끼리의 응집을 방해하는 분산제로 작용함으로써 응집에 의한 침전물 발생을 억제할 수 있다.The fertilizer prepared as described above contains various minerals of seawater, and alginic acid of kelp binds to minerals, sulfur, and illite particles and acts as a dispersant that prevents aggregation of particles, thereby suppressing the generation of sediment due to aggregation.
그러나 상기 비료 제조법은 해수를 가열하여 농축시키므로 에너지 비용이 많이 소요되고, 다시마에서 수중으로 용출되는 알긴산은 점성이 있어서 입자들을 응집시키는 작용도 하므로 입자들의 분산효과가 크지 않으며, 해양오염으로 인하여 해수에 중금속이 함유되어 있어서 해수를 재료로 비료를 제조하면 해수의 중금속이 토양을 오염시키고 작물을 통해 인체에 유입될 가능성이 있어서 이러한 단점을 해소할 수 있는 방안이 요구된다.However, since the fertilizer manufacturing method heats and concentrates seawater, energy costs are high, and since alginate eluted from kelp into water is viscous, it also acts to agglomerate particles, so the dispersion effect of the particles is not great. Heavy metals are contained, so if seawater is used as a fertilizer to prepare fertilizers, heavy metals in seawater contaminate the soil and may enter the human body through crops, so a plan to solve these disadvantages is required.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 바닷물을 이용하여 비료를 제조하면서 경제적인 방법으로 비료성분 입자들을 미세하게 분쇄하면서 수중에서 균일하게 분산되도록 하는 비료의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, to provide a method for producing a fertilizer that is uniformly dispersed in water while finely pulverizing fertilizer component particles in an economical way while preparing the fertilizer using seawater.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 해수; 천일염 함량이 20~25 중량%가 되도록 물과 혼합한 염수; 또는 이들의 혼합물;에 수산화나트륨을 첨가하여 pH 8~10으로 조정하고 50~90 rpm으로 10~30 분간 교반하는 단계, 상기 교반한 해수, 염수 또는 이들의 혼합물을 100~200 메시의 필터로 여과하여 이물질이 제거된 필터 여과수를 얻는 단계, 상기 필터 여과수를 40~60 ℃의 온도로 가열하여 소금이 석출되도록 한 다음 석출된 소금을 제거하는 단계, 활성탄을 5~15 mM 농도의 세틸피리디늄클로라이드 수용액에 10~15 시간 동안 침지한 후 세틸피리디늄클로라이드를 제거하는 단계, 상기 소금을 제거한 필터 여과수를 세틸피리디늄클로라이드를 제거한 활성탄으로 여과하여 활성탄 여과수를 얻는 단계, 상기 활성탄 여과수를 가열 농축하여 고형분 함량 30~40 브릭스의 미네랄 농축수를 얻는 단계, 유황 10~20 중량%, 천연전분 0.1~2.0 중량% 및 나머지의 물을 혼합하고 분쇄하여 유황 입자의 평균 입도가 30 ㎛ 이하인 유황 수분산액을 제조하는 단계, 일라이트 10~20 중량%, pH를 4.5 이하로 조정한 아세틸화 전분 또는 옥테닐 석시네이트 전분 0.1~2.0 중량% 및 나머지의 물을 혼합하고 분쇄하여 일라이트 입자의 평균 입도가 3 ㎛ 이하인 일라이트 수분산액을 제조하는 단계 및 상기 미네랄 농축수 100 중량부에 유황 수분산액 2~7 중량부 및 일라이트 수분산액 5~12 중량부를 혼합하는 단계를 포함하는 비료의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention seawater; Salt water mixed with water so that the sea salt content is 20 to 25% by weight; or a mixture thereof; adding sodium hydroxide to adjust the pH to 8-10 and stirring at 50-90 rpm for 10-30 minutes, filtering the stirred seawater, brine or a mixture thereof with a 100-200 mesh filter To obtain filter filtrate from which foreign substances are removed, heating the filter filtrate to a temperature of 40 to 60 ° C. to precipitate salt, and then removing the precipitated salt, using activated carbon with cetylpyridinium chloride at a concentration of 5 to 15 mM immersing in an aqueous solution for 10 to 15 hours and then removing cetylpyridinium chloride, filtering the salt-removed filter water with activated carbon from which cetylpyridinium chloride has been removed to obtain activated carbon filtered water, heating and concentrating the activated carbon filtered water to obtain a solid content Obtaining concentrated mineral water having a content of 30 to 40 Brix, 10 to 20% by weight of sulfur, 0.1 to 2.0% by weight of natural starch, and the rest of the water are mixed and pulverized to prepare a sulfur aqueous dispersion having an average particle size of 30 μm or less 10 to 20% by weight of illite, 0.1 to 2.0% by weight of acetylated starch or octenyl succinate starch adjusted to pH 4.5 or less, and the rest of the water are mixed and pulverized so that the average particle size of illite particles is 3 μm It provides a method for producing a fertilizer comprising the steps of preparing an illite aqueous dispersion and mixing 2 to 7 parts by weight of a sulfur aqueous dispersion and 5 to 12 parts by weight of an illite aqueous dispersion with 100 parts by weight of the mineral concentrated water.
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이때, 상기 필터 여과수를 얻는 단계와 소금을 제거하는 단계 사이에, 필터 여과수를 자연증발장치(10)에 투입하여 수분을 제거하는 단계가 추가되고, 상기 자연증발장치(10)는 필터 여과수(1)를 수용하는 수조(2), 상기 수조(2)의 필터 여과수(1)를 건조틀(4)로 이송하는 펌프(3), 상기 수조(2)의 상부에 설치되고 펌프(3)로부터 인입되는 필터 여과수를 천(5)에 분배하는 건조틀(4) 및 상기 건조틀(4)에 매달려 있고 건조틀(4)로부터 분배받은 필터 여과수를 하부의 수조(2)로 흘러내리도록 유도하는 다수의 천(5)을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.At this time, between the step of obtaining the filter filtrate and the step of removing the salt, a step of removing moisture by introducing the filter filtrate into the
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또한, 상기 일라이트 수분산액을 pH 5.0~6.5로 조정한 후 미네랄 농축수 및 유황 수분산액과 혼합하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to adjust the pH of the illite aqueous dispersion to 5.0 to 6.5 and then mix it with concentrated mineral water and sulfur aqueous dispersion.
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본 발명의 방법으로 제조되는 비료는 바닷물을 주재료로 하므로 제조비용이 절감되고 바닷물의 다양한 미네랄 성분이 포함되어 작물 성장에 효과적이며, 유황과 일라이트 분말이 수중에서 균일하게 분산되도록 함으로써 균일한 성분의 비료를 작물에 공급할 수 있다.The fertilizer produced by the method of the present invention uses seawater as the main material, so the manufacturing cost is reduced, and various mineral components of seawater are included, so it is effective for crop growth. Fertilizer can be applied to crops.
또한, 입자의 크기가 미세하여 작물의 흡수율이 높고 미네랄 농축수 제조시 에너지 비용을 절감할 수 있으며, 바닷물에 함유된 중금속을 제거하여 인체에 유해한 영향을 끼치는 것을 차단할 수 있다.In addition, since the particle size is fine, the absorption rate of crops is high, energy costs can be reduced when producing concentrated mineral water, and heavy metals contained in seawater can be removed to prevent harmful effects on the human body.
도 1은 해수 또는 천일염수의 수분을 자연증발시키는 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing an apparatus for naturally evaporating water from seawater or sea salt.
본 발명은 해수(海水) 또는 천일염을 물에 용해시킨 염수(천일염수)를 가열 농축한 미네랄 농축수, 유황과 전분을 물과 혼합하여 분쇄한 유황 수분산액 및 일라이트와 전분을 물과 혼합하여 분쇄한 일라이트 수분산액을 혼합하여 비료를 제조한다.The present invention is a mineral concentrated water obtained by heating and concentrating salt water (sun-dried salt water) in which seawater or sea salt is dissolved in water, a sulfur aqueous dispersion obtained by mixing sulfur and starch with water, and mixing illite and starch with water. Fertilizer is prepared by mixing the pulverized illite aqueous dispersion.
해수는 동·식물의 생육에 필요한 질소, 인산, 규소와 같은 영양염류를 포함한 다양한 미네랄을 함유하고 있으나 해수에는 염화나트륨이 과잉으로 존재하므로 염소와 나트륨을 일정량 제거하면서 농축하여 소금 성분이 저감된 해수 농축수를 미네랄 농축수로 사용할 수 있다.Seawater contains various minerals, including nutrients such as nitrogen, phosphoric acid, and silicon, necessary for the growth of animals and plants, but there is an excess of sodium chloride in seawater, so it is concentrated while removing a certain amount of chlorine and sodium. Water can be used as mineral concentrated water.
상기 미네랄 농축수는 작물생육에 장해가 되는 나트륨과 염소 함량을 대량으로 저감하고, 작물생육에 필요한 유용성분의 미네랄을 다량 함유하는 것으로서 마그네슘 함량 4~6 %, 나트륨 함량 2~5 %, 칼륨 함량 1~3 %, 칼슘 함량 0.2~0.7 % 등을 주로 포함하며, 이외에도 각종 미네랄 성분이 다양하게 함유된 액상의 미네랄이 된다.The mineral concentrated water reduces the sodium and chlorine content that hinders crop growth in large quantities and contains a large amount of minerals necessary for crop growth, and has a magnesium content of 4 to 6%, a sodium content of 2 to 5%, and a potassium content It mainly contains 1~3%, calcium content of 0.2~0.7%, etc., and becomes a liquid mineral containing various other minerals.
일반적으로 마그네슘, 칼륨, 칼슘과 같은 미네랄이 물에 혼합된 액상 비료는 이들 미네랄의 물에 대한 용해성이 낮고 이로 인하여 작물에 소량만이 흡수되어 흡수율이 낮으나, 본 발명의 미네랄 농축수는 해수 중의 소금 성분이 제거되어 미네랄이 석출되지 않고 충분히 용해된 상태로 존재하므로 작물이 용이하게 흡수할 수 있어서 미네랄의 효용성이 높다.In general, liquid fertilizers in which minerals such as magnesium, potassium, and calcium are mixed in water have low solubility in water of these minerals, and thus only a small amount is absorbed by crops, and the absorption rate is low, but the mineral concentrated water of the present invention is salt in seawater. Since the components are removed and minerals are not precipitated and exist in a sufficiently dissolved state, crops can easily absorb them, so the effectiveness of minerals is high.
따라서 상기 액상 미네랄을 비료로 사용할 경우, 작물 성장에 필수요소인 각종 미네랄의 급원으로 작용하고, 작물의 뿌리 또는 옆면을 통해 각종 영양소를 공급할 수 있어서 작물 성장에 도움을 주고, 토양에 부족한 무기물을 보충하여 토양개량 효과를 나타낼 수 있다.Therefore, when the liquid mineral is used as a fertilizer, it acts as a source of various minerals, which are essential elements for crop growth, and can supply various nutrients through the root or side of the crop to help crop growth and supplement the lack of minerals in the soil. Soil improvement effect can be shown.
미네랄 농축수의 원료로서 해수 대신에 천일염을 물에 녹인 염수를 사용할 수 있고, 제조된 해수 농축수와 천일염수 농축수를 혼합하여 미네랄 농축수로 사용할 수도 있다.As a raw material for the mineral concentrated water, salt water obtained by dissolving sea salt in water may be used instead of sea water, and the prepared sea water concentrated water and natural sea salt concentrated water may be mixed and used as mineral concentrated water.
취수된 해수; 천일염 함량이 20~25 중량%가 되도록 물과 혼합한 염수; 또는 이들의 혼합물;을 100~200 메시의 필터로 여과하여 이물질이 제거된 필터 여과수를 얻는 단계, 상기 필터 여과수를 40~60 ℃의 저온으로 가열하여 소금이 석출되도록 하는 단계, 상기 필터 여과수 중의 석출된 소금을 제거하고 활성탄으로 여과하여 활성탄 여과수를 얻는 단계, 상기 활성탄 여과수를 가열 농축하여 미네랄 농축수를 얻는다.withdrawn seawater; Salt water mixed with water so that the sea salt content is 20 to 25% by weight; or a mixture thereof; filtering through a 100 to 200 mesh filter to obtain filter filtrate from which foreign substances are removed, heating the filter filtrate at a low temperature of 40 to 60 ° C to precipitate salt, precipitation in the filter filtrate removing salt and filtering with activated carbon to obtain activated carbon filtrate, and heating and concentrating the activated carbon filtrate to obtain mineral concentrated water.
그런데 해수 또는 천일염수를 가열하여 상기 농도로 농축시키면 에너지 비용이 많고, 수분함량을 낮추기 위하여 태양에 자연증발시키면 농축 시간이 너무 오래 소요되므로, 해수 또는 천일염수를 가열하기 전에 효율적인 방법으로 수분함량을 낮추는 것이 바람직하다.However, if seawater or seawater is heated and concentrated to the above concentration, energy costs are high, and natural evaporation in the sun to lower the water content takes too long for concentration. It is desirable to lower
이를 위하여 상기 해수 또는 천일염수의 이물질을 제거한 필터 여과수를 자연증발장치에 투입하여 수분을 1차 제거한 후 가열하여 소금이 석출되도록 하는 것이 바람직하며, 수분을 먼저 일정량 제거한 후 가열하면 소금이 석출될 때까지의 에너지 비용을 줄일 수 있다.To this end, it is preferable to put the filtered water from which foreign substances in the seawater or sea salt water have been removed into a natural evaporation device to first remove moisture and then heat it to precipitate salt. energy costs can be reduced.
또한, 필터 여과수를 자연증발장치에 투입하기 전에 자연건조 방법인 양건(陽乾) 방법으로 수분을 제거할 수도 있으며, 양건은 낮은 염도의 해수 또는 염수에서 약간의 수분을 제거하는 과정이므로 시간이 적게 소요되면서 자연증발장치의 운전효율을 높일 수 있다.In addition, moisture can be removed by the Yang-dry method, which is a natural drying method, before the filtered water is put into the natural evaporation device. Yang-drying is a process of removing some moisture from seawater or brackish water of low salinity, so it takes less time. As it is consumed, the operation efficiency of the natural evaporation device can be increased.
자연증발장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 해수 또는 천일염수의 이물질을 제거한 필터 여과수(1)를 수용하는 수조(2), 상기 수조(2)의 필터 여과수(1)를 건조틀(4)로 이송하는 펌프(3), 상기 수조(2)의 상부에 설치되고 펌프(3)로부터 인입되는 필터 여과수를 천(5)에 분배하는 건조틀(4) 및 상기 건조틀(4)에 매달려 있고 건조틀(4)로부터 분배받은 필터 여과수를 하부의 수조(2)로 흘러내리도록 유도하는 다수의 천(5)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
즉, 필터 여과수(1)는 자연증발장치(10)의 수조(2)에 수용된 후 펌프(3)에 의해 건조틀(4)로 이송되고 건조틀(4)에서 분배되어 하방향으로 매달려 있는 다수의 천(5)을 타고 자중에 의해 자연스럽게 흘러내려 다시 수조(2)로 인입되며, 이러한 순환과정이 반복되는 동안 천(5)을 따라 흘러내리는 필터 여과수의 수분이 햇빛과 바람에 의해 증발하여 제거된다.That is, the filtered
상기 천(5)은 주름진 커튼(curtain) 형태로 설치되고 수조(2)에 수용된 필터 여과수(1)와 일정 거리 이격되어 있는 부직포인 것이 바람직한데, 부직포는 내부 공극이 많고 가벼우며 통기성이 우수한 특성이 있어서 함수율이 높으므로, 필터 여과수의 흘러내리는 속도를 낮추어 필터 여과수 중의 수분을 제거하는 시간을 증가시키고 공기가 잘 통하므로 필터 여과수 중의 수분을 빠르게 제거하며 커튼 형태로 늘어뜨려 있으므로 필터 여과수와 공기의 접촉면적이 커서 수분 증발이 효율적으로 이루어진다.The
또한, 자연증발장치(10) 상부에 햇빛을 통과시키면서 이물질이나 비를 막을 수 있는 투명 지붕을 설치하고 측면은 공기가 통하도록 개방되며 측면에서 공기를 공급하는 송풍기(도시되지 않음)를 설치할 수도 있다.In addition, a transparent roof that can block foreign substances or rain while passing sunlight is installed on the upper part of the
상기와 같이, 해수 또는 천일염수의 이물질을 제거한 필터 여과수를 가열하기 전에 자연증발장치(10)를 통하여 수분을 미리 일정량 제거하면 소금이 석출될 때까지의 에너지 비용을 줄일 수 있다.As described above, if a certain amount of water is removed in advance through the
해수, 또는 천일염수의 재료인 천일염은 연안해역의 바닷물에서 취수 또는 제조되는데, 연안해역은 강 또는 육상으로부터 생활하수와 오염물질이 유입되고 쓰레기의 해양투기 등으로 인하여 중금속의 오염이 일어나기 쉽고 최근에는 생활하수와 산업폐수의 유입이 점점 증가하는 추세에 있으며, 유입된 중금속 성분은 비료에 함유되어 토양을 오염시키고 작물을 통해 인체에 유입되어 인체 건강에 치명적인 질병을 유발할 수 있다.Sea salt, a material of seawater or sea salt, is taken or manufactured from sea water in coastal waters. The inflow of domestic sewage and industrial wastewater tends to increase gradually, and the inflowed heavy metal components are contained in fertilizers, contaminate the soil, and enter the human body through crops, which can cause fatal diseases to human health.
따라서 해수 또는 천일염을 물에 용해시킨 염수 중의 중금속 성분을 제거할 필요가 있으며, 이를 위하여 취수한 해수 또는 제조된 천일염수에 수산화나트륨을 첨가하여 pH 8~10으로 조정하고 50~90 rpm으로 10~30 분간 완속 교반한 후 필터로 여과하여 필터 여과수를 얻는 것이 바람직하다.Therefore, it is necessary to remove heavy metal components in seawater or brine in which sea salt is dissolved in water. It is preferable to obtain filtered water by filtering with a filter after stirring slowly for 30 minutes.
해수 또는 천일염수에 수산화나트륨을 첨가하여 교반하면 해수 또는 천일염수 중의 중금속이 수산화나트륨과 반응하여 중금속 수산화물이 생성되고 중금속 수산화물은 중금속에 비해 입자크기가 커지고 또한 중금속 수산화물 입자들이 상호 작용하여 플록화(flocculation)되어 100~200 메시의 필터에 여과 및 제거될 수 있다.When sodium hydroxide is added to seawater or seawater and stirred, heavy metals in seawater or seawater react with sodium hydroxide to produce heavy metal hydroxides, and heavy metal hydroxides have a larger particle size than heavy metals, and heavy metal hydroxide particles interact to form flocculation ( flocculation) and can be filtered and removed through a 100 to 200 mesh filter.
상기 교반속도 및 교반시간은 중금속 수산화물의 입자를 크게 하고 플록을 형성시키는 최적 조건이며, 수산화나트륨을 첨가하여 미네랄 농축수의 pH를 알칼리성으로 조정하면 산성토양을 개량하는 데에도 도움을 준다.The stirring speed and stirring time are optimal conditions for increasing the size of heavy metal hydroxide particles and forming flocs, and adjusting the pH of mineral concentrated water to alkalinity by adding sodium hydroxide helps to improve acidic soil.
수산화나트륨이 첨가됨으로 인해 비료가 알칼리성을 나타내어도 사용시 희석되고 산성 토양과 혼합되어 토양은 약산성 또는 중성을 나타내므로, 수산화나트륨의 첨가가 작물의 생육에 지장을 주지 않는다.Even if the fertilizer is alkaline due to the addition of sodium hydroxide, it is diluted during use and mixed with acidic soil, so the soil is slightly acidic or neutral, so the addition of sodium hydroxide does not interfere with the growth of crops.
필터 여과수가 활성탄을 통과하는 동안 해수 또는 천일염수에 함유된 미세 이물질이 여과·제거되고, 특히 음이온 성분들이 활성탄의 탄소 입자 표면에 달라붙으면서 대부분 제거되어 해수 또는 천일염수에 가장 많이 함유된 음이온인 염소이온이 가장 많이 제거되며, 음이온이 제거됨에 따라 양이온인 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등의 미네랄 함량이 높아진다.While the filtered water passes through activated carbon, fine foreign substances contained in seawater or sea salt are filtered and removed. Chlorine ions are removed the most, and as anions are removed, the content of minerals such as magnesium, sodium, and potassium, which are cations, increases.
활성탄의 음이온 흡착능을 증가시키기 위하여 활성탄 표면을 개질할 수도 있으며, 이를 위하여 양이온 계면활성제인 세틸피리디늄클로라이드(ceptyl pyridinium choloride, CPC)를 활성탄과 접촉시켜 활성탄 표면을 개질하며, 5~15 mM 농도의 CPC 수용액에 활성탄을 10~15 시간 동안 침지한 후 CPC를 제거하면 활성탄의 음이온 흡착능력이 향상된다.In order to increase the anion adsorption capacity of activated carbon, the surface of the activated carbon may be modified. For this purpose, the surface of the activated carbon is modified by contacting the activated carbon with cetylpyridinium choloride (CPC), a cationic surfactant, and a concentration of 5 to 15 mM When activated carbon is immersed in a CPC aqueous solution for 10 to 15 hours and then CPC is removed, the ability of activated carbon to adsorb anions is improved.
더불어, 해수 또는 천일염수에 함유된 염화나트륨 성분은 상기 개질 활성탄을 재생하는 성질이 있으므로, 해양심층수의 음이온을 흡착·제거하면서 별도로 활성탄을 재생하는 과정을 생략할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the sodium chloride component contained in seawater or sea salt has the property of regenerating the modified activated carbon, there is an advantage in that a separate process of regenerating activated carbon can be omitted while adsorbing and removing anions from deep sea water.
상기와 같이, 해수 또는 천일염수 중의 염소와 나트륨을 제거하면서 농축하여 미네랄 농축수를 얻으며, 해수 또는 염수 중 소금 성분이 대략 30 % 정도 제거되고 고형분 함량은 30~40 브릭스(Brix)이며, 이와 같이 제조된 미네랄 농축수는 미네랄 경도(마그네슘 및 칼슘 함량비)가 200000~300000으로서 일반 농업용수의 미네랄 경도인 15~50과 비교하여 크게 높아진다.As described above, mineral concentrated water is obtained by concentrating while removing chlorine and sodium in seawater or sea salt water, and about 30% of the salt component in seawater or salt water is removed and the solid content is 30 to 40 Brix. The prepared mineral concentrated water has a mineral hardness (magnesium and calcium content ratio) of 200000 to 300000, which is significantly higher than the mineral hardness of 15 to 50 of general agricultural water.
유황은 작물의 성장에 필요한 질소와 인산 등의 비료성분 흡수력을 향상시켜 농작물의 수확량을 증대시키고 병균과 곤충에 대한 살균 및 살충작용을 할 뿐만 아니라, 작물의 생리기능을 활성화시키고 맛, 당도, 착색 등을 향상시켜 품질 향상에 도움을 주는 성분이다.Sulfur enhances the absorption of fertilizer components such as nitrogen and phosphoric acid necessary for the growth of crops, increases the yield of crops, sterilizes and kills germs and insects, activates the physiological function of crops, and improves taste, sugar content, and coloration. It is an ingredient that helps improve quality by improving the back.
본 발명의 비료는 상기 미네랄 농축수에 부족한 성분을 보충하기 위해 유황 성분이 10~20 중량% 함유된 유황의 수분산액을 사용하며, 유황은 독성이 강해 작물 성장에 장애가 발생하고 괴사, 황반, 갈변 등의 부작용이 나타날 수 있는데 이러한 문제를 해소하기 위하여 법제유황을 사용하는 것이 바람직하며, 법제유황은 유황의 독성이 감소되어 작물에 대한 부작용을 해소될 수 있으나 작물에 잘 흡수되지 않는 단점이 있다.The fertilizer of the present invention uses an aqueous dispersion of sulfur containing 10 to 20% by weight of sulfur components to supplement the components lacking in the mineral concentrated water, and sulfur is highly toxic, causing crop growth obstacles and causing necrosis, yellowing, and browning. Side effects such as may appear. In order to solve these problems, it is preferable to use legal sulfur, and legal sulfur can reduce the toxicity of sulfur to solve the side effects on crops, but has the disadvantage of not being well absorbed by crops.
또한, 유황이 작물에 용이하게 흡수되기 위해서는 유황 입자가 미세할수록 유리하나, 미세 크기의 유황 입자는 물에서 부유하여 수중에서 균일하게 분산되지 못하므로 비료의 품질이 불균일해지는 문제가 있다.In addition, in order for sulfur to be easily absorbed by crops, the finer the sulfur particles, the better. However, since the fine-sized sulfur particles float in water and are not uniformly dispersed in water, the quality of the fertilizer becomes non-uniform.
이에, 본 발명에서는 전분을 분산제로 사용하여 유황을 물과 혼합하고 볼 밀 또는 나노 밀로 분쇄하여 평균 입도 30 ㎛ 이하, 바람직하게는 평균 입도 5~25 ㎛인 유황의 수분산액을 제조하며, 전분은 점성이 있어서 상기 범위에서 물에서 부유하는 상기 입도의 유황 입자를 응집시켜 수중에서 균일하게 분산되도록 한다.Therefore, in the present invention, an aqueous dispersion of sulfur having an average particle size of 30 μm or less, preferably an average particle size of 5 to 25 μm is prepared by mixing sulfur with water using starch as a dispersing agent and pulverizing with a ball mill or nano mill, and the starch is It is viscous, so that sulfur particles of the above particle size floating in water within the above range are aggregated and uniformly dispersed in water.
유황 10~20 중량%, 전분 0.1~2.0 중량% 및 나머지의 물을 혼합하여 분쇄하며, 상기 전분이 0.1 중량% 미만 사용되면 유황이 침강하여 분산되지 않고 부유물이 발생하며, 2.0 중량%를 초과하면 유황 응집물의 크기가 커지면서 바닥에 가라앉게 되어 바람직하지 않다.10 to 20% by weight of sulfur, 0.1 to 2.0% by weight of starch, and the rest of the water are mixed and pulverized, and when less than 0.1% by weight of the starch is used, sulfur precipitates and is not dispersed and floats, and if it exceeds 2.0% by weight, As the size of the sulfur aggregate increases, it is undesirable to sink to the bottom.
일라이트는 운모 점토 광물이 풍화되는 동안 칼륨, 마그네슘 등이 용탈되어 생기는 비팽창형 점토광물로서, 토양개량 효과와 작물 성장에 도움을 주고, 특히 구성성분 중 60~70 % 함유된 이산화규소 성분이 미네랄 성분의 공급과잉장애 등을 해결하는 미네랄 밸런스 조절 기능을 할 수 있어서 미네랄 비료의 과잉 장애를 해소하는 효과를 제공한다.Illite is a non-expandable clay mineral that is formed when potassium and magnesium are leached during weathering of mica clay minerals. It provides the effect of resolving the oversupply of mineral fertilizers as it can control the mineral balance to solve the oversupply of mineral components.
본 발명의 비료는 이러한 일라이트 분말이 10~20 중량% 함유된 일라이트 수분산액을 포함하며, 일라이트 수분산액은 유황 수분산액과 함께 상기 미네랄 농축수에 부족한 성분을 보충하게 된다.The fertilizer of the present invention includes an illite aqueous dispersion containing 10 to 20% by weight of such illite powder, and the illite aqueous dispersion supplements the insufficient components of the mineral concentrated water together with the sulfur aqueous dispersion.
일라이트 또한 유황과 같이 작물에의 흡수율을 높이기 위하여 입자를 미세하게 분쇄하며, 일라이트에 전분을 분산제로 첨가하고 물을 혼합하여 볼 밀 또는 나노 밀로 분쇄하여 평균 입도 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 평균 입도 0.5~2.5 ㎛인 일라이트 수분산액을 제조한다.Illite also finely pulverizes the particles to increase the absorption rate of crops like sulfur, adds starch to illite as a dispersant, mixes water, and grinds it with a ball mill or nano mill to have an average particle size of 3 μm or less, preferably an average An illite aqueous dispersion having a particle size of 0.5 to 2.5 μm is prepared.
전분은 점성과 함께 계면활성을 가지고 있어서, 상기 유황 수분산액의 입자 크기로 분쇄할 경우 점성이 강하게 작용하여 물에서 부유하는 유황 입자를 응집시켜 수중에서 균일하게 분산되도록 하나, 상기 일라이트 수분산액의 미세한 입자 크기로 분쇄할 경우 점성보다 계면활성 효과가 강하게 작용하여 물에서 침전되는 일라이트 입자를 부유시켜 수중에서 균일하게 분산되도록 한다.Starch has surface activity along with viscosity, so when pulverized to the particle size of the sulfur aqueous dispersion, the viscosity acts strongly to agglomerate the sulfur particles floating in the water so that they are uniformly dispersed in water, but the illite aqueous dispersion When pulverized to a fine particle size, the surfactant effect is stronger than the viscosity, so that illite particles precipitated in water are suspended and uniformly dispersed in water.
일라이트 10~20 중량%, 전분 0.1~2.0 중량% 및 나머지의 물을 혼합하여 분쇄하며, 상기 전분이 0.1 중량% 미만 사용되면 일라이트가 부유하여 분산되지 않고 침전물이 발생하고, 2.0 중량%를 초과하면 액체비료의 점성이 높아져 사용시 분무가 잘 되지 않을 수 있어서 바람직하지 않다.10 to 20% by weight of illite, 0.1 to 2.0% by weight of starch, and the rest of the water are mixed and pulverized. If it is exceeded, the viscosity of the liquid fertilizer increases, which is undesirable because it may not be well sprayed during use.
마이크로 크기의 유황 입자는 수중에서 부유하고 마이크로 크기의 일라이트 입자는 수중에서 침전하는데, 본 발명에서는 상기와 같이 유황 입자 크기를 크게 하여 침강할 수 있는 여건을 제공하고 일라이트 입자 크기를 작게 하여 부유할 수 있는 여건을 제공한다.Micro-sized sulfur particles float in water and micro-sized illite particles precipitate in water. In the present invention, as described above, the sulfur particle size is increased to provide conditions for sedimentation, and the illite particle size is reduced to float provide the conditions for this to happen.
또한, 전분의 점성은 분쇄과정에서 유황 입자들과 일라이트 입자들이 서로 미끄러지는 것을 억제하고 입자 결합을 깨뜨리는 효과가 있어서 분쇄 효율을 높이므로 유황 입자와 일라이트 입자를 상기 입도 크기로 분쇄하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다.In addition, the viscosity of starch inhibits the sliding of sulfur particles and illite particles to each other during the grinding process and has the effect of breaking particle bonds to increase grinding efficiency, so the time required to grind sulfur particles and illite particles to the above particle size size can be shortened.
전분은 점성과 계면활성을 가지고 있으나 통상 점성이 계면활성이 비하여 좀 더 강한 작용을 하므로, 유황 수분산액에 사용하는 전분은 점성이 커서 응집력이 높은 천연전분을 사용하고, 일라이트 수분산액에 사용할 전분은 계면활성을 증가시켜 분산력이 높은 변성전분을 사용하는 것이 바람직하다.Starch has viscosity and surface activity, but usually viscosity has a stronger effect than surface activity, so the starch used for sulfur aqueous dispersion is high in viscosity and cohesive force. It is preferable to use modified starch having high dispersibility by increasing the surface activity of silver.
상기 변성전분으로서 아세틸화 전분(acetyl starch) 또는 옥테닐 석시네이트 전분(octenyl succinylated starch)을 사용하고 pH를 4.5 이하, 바람직하게는 pH 3~4로 조정하여 계면활성을 높이는 것이 바람직하며, 특히 옥테닐 석시네이트 나트륨 전분(starch sodium octenyl succinate)을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.As the modified starch, it is preferable to use acetyl starch or octenyl succinylated starch and adjust the pH to 4.5 or less, preferably to
옥테닐 석시네이트 전분은 치환기에 소수성인 옥테닐기(octenyl group)와 친수성인 카복실기(carboxyl group)를 가지고 있어서 유화력이 있으며, 이러한 변성전분은 일라이트를 수중에 균일하게 분산시킨다.Octenyl succinate starch has an emulsifying power because it has a hydrophobic octenyl group and a hydrophilic carboxyl group as substituents, and this modified starch uniformly disperses illite in water.
일라이트 수분산액 제조시 분쇄시간이 증가할수록 일라이트 입자 크기가 감소하면서 분산성이 낮은 현탁액에서 콜로이드성 미세입자를 포함하는 안정한 분산액으로 변환되나, 일라이트의 이론적인 등전점인 pH 3.9에서 일라이트의 분산안정성이 가장 낮고 pH가 증가할수록 분산안정성이 높아져 pH 9~12에서 분산안정이 우수하나, 본 발명에서는 전분을 분산제로 사용하여 비료의 분산안정성을 높이므로, 작물생육에 적절할 pH를 맞추기 위하여 제조가 완료된 일라이트 수분산액을 식물 성장에 적합한 약산성인 pH 5.0~6.5로 조정하는 것이 바람직하다.In the preparation of illite aqueous dispersion, as the grinding time increases, the illite particle size decreases and is converted from a suspension with low dispersibility to a stable dispersion containing colloidal microparticles. The dispersion stability is the lowest and the dispersion stability increases as the pH increases, so the dispersion stability is excellent at pH 9-12. It is preferable to adjust the illite aqueous dispersion, which has been completed, to a slightly acidic pH of 5.0 to 6.5 suitable for plant growth.
상기 미네랄 농축수 제조시 중금속 성분 제거를 위하여 수산화나트륨을 첨가할 경우 pH 농도가 알칼리성으로 될 수도 있으나 전분을 분산안정제로 사용함으로서 분산안정성이 높으므로, 작물 생육에 적합한 pH인 5.0~6.5 정도의 약산성을 유지할 수 있다.When sodium hydroxide is added to remove heavy metal components when preparing the concentrated mineral water, the pH concentration may become alkaline, but since the dispersion stability is high by using starch as a dispersion stabilizer, the pH is about 5.0 to 6.5, which is suitable for crop growth. can keep
다음은 상기에서 제조된 미네랄 농축수 100 중량부에 유황 수분산액 2~7 중량부와 일라이트 수분산액 5~12 중량부를 혼합하여 비료를 제조하며, 유황이 10~20 중량% 함유된 유황 수분산액이 7 중량부를 초과하면 유황의 독성으로 인해 부작용이 나타날 수 있고, 일라이트 성분이 10~20 중량% 함유된 일라이트 수분산액이 12 중량부를 초과하면 점토질 특성으로 토양을 딱딱하게 하는 현상이 발생하여 작물 뿌리에 산소공급 장애 등을 일으킬 수 있어서 바람직하지 않다.Next, a fertilizer is prepared by mixing 2 to 7 parts by weight of an aqueous sulfur dispersion and 5 to 12 parts by weight of an illite aqueous dispersion with 100 parts by weight of the mineral concentrated water prepared above, and an aqueous sulfur dispersion containing 10 to 20% by weight of sulfur. If this amount exceeds 7 parts by weight, side effects may occur due to the toxicity of sulfur, and if the illite aqueous dispersion containing 10 to 20% by weight of illite component exceeds 12 parts by weight, the phenomenon of hardening the soil due to clay properties occurs. It is undesirable because it can cause oxygen supply failure to crop roots.
유황 수분산액과 일라이트 수분산액에 함유된 전분은 미네랄 농축수의 미네랄 입자와 결합하여 미네랄 입자끼리의 응집을 방해하므로써 미네랄 분산제로서도 작용하므로, 미네랄 응집에 의한 침전 발생을 억제할 수 있다.The starch contained in the sulfur aqueous dispersion and the illite aqueous dispersion binds to the mineral particles of the concentrated mineral water and prevents the aggregation of the mineral particles, thereby acting as a mineral dispersing agent, so that the occurrence of precipitation due to mineral aggregation can be suppressed.
상기와 같이 제조된 비료는 미네랄 성분이 고농도로 함유되어 있어서 사용시 희석하여 사용하며, 작물에 따라 다르나 500~3000 배수의 물에 희석하여 사용하는 것이 바람직한데, 상기 희석 범위를 벗어날 경우 미네랄 시비 효과가 나타나지 않거나 미네랄의 영향이 너무 강하여 작물이 고사할 우려가 있다.The fertilizer prepared as described above contains a high concentration of mineral components, so it is diluted before use. It depends on the crop, but it is preferable to use it diluted with water of 500 to 3000 times. If the above dilution range is exceeded, the mineral fertilization effect If it does not appear or the influence of minerals is too strong, there is a risk of crop death.
상기와 같이, 본 발명의 비료는 합성 분산제를 사용하지 않아도 각 입자성분들이 균일한 분산상태를 유지할 수 있어서 유기농 비료로서 장기간 보관하면서 사용할 수 있으며, 입자의 크기가 미세하여 작물의 흡수율이 높고 비료 분사 노즐이 막히지 않으며, 물 및 다른 성분과 용이하게 혼합하여 작물에 공급할 수 있고 작물의 성장 촉진과 미네랄 과잉 장애를 해소하여 비료를 적은 양으로 사용하여도 우수한 시비효과를 얻을 수 있다.As described above, the fertilizer of the present invention can maintain a uniform dispersion of each particle component without using a synthetic dispersant, so it can be stored and used for a long time as an organic fertilizer, and the particle size is fine, so the absorption rate of crops is high and fertilizer spraying The nozzle is not clogged, and it can be easily mixed with water and other ingredients and supplied to crops, and excellent fertilization effects can be obtained even when a small amount of fertilizer is used by promoting the growth of crops and solving excessive mineral obstacles.
이하, 본 발명을 하기의 실시예, 비교예 및 시험예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following Examples, Comparative Examples and Test Examples.
단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.However, the following examples are only for exemplifying the present invention, and the present invention is not limited by the following examples, and can be substituted and replaced by other equivalent examples without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those skilled in the art to which the present invention belongs.
<실시예 1><Example 1>
수심 200 m 이하에서 취수한 해양심층수를 150 메시의 필터로 여과하여 이물질이 제거된 필터 여과수를 얻은 다음, 상기 필터 여과수를 가열용기에 넣고 50 ℃로 가열하여 소금이 석출되도록 하였다.Deep sea water collected at a depth of 200 m or less was filtered through a 150 mesh filter to obtain filtered water from which foreign substances were removed, and then the filter filtered water was put into a heating container and heated to 50 ° C. to precipitate salt.
상기 가열한 필터 여과수를 원심분리기에서 소금과 미네랄 원액으로 분리하고, 상기 분리된 미네랄 원액을 활성탄 여과장치에 통과시켜 여과한 후 가열 농축하여 고형분 함량 35 브릭스의 미네랄 농축수를 제조하였다.The heated filter water was separated into salt and mineral stock solution in a centrifuge, and the separated mineral stock solution was filtered by passing through an activated carbon filtration device, and then heated and concentrated to prepare mineral concentrated water having a solid content of 35 Brix.
유황 15 ㎏, 천연전분 1 ㎏ 및 물 84 ㎏을 혼합하고 볼밀에서 분쇄하여 유황 입자의 평균 입도가 20 ㎛인 유황 수분산액을 제조하고, 일라이트 15 ㎏, 천연전분 1 ㎏ 및 물 84 ㎏을 혼합하고 볼밀에서 분쇄하여 일라이트 입자의 평균 입도가 3 ㎛인 일라이트 수분산액을 제조하였다.15 kg of sulfur, 1 kg of natural starch, and 84 kg of water were mixed and pulverized in a ball mill to prepare an aqueous sulfur dispersion having an average particle size of 20 μm, and 15 kg of illite, 1 kg of natural starch, and 84 kg of water were mixed. and pulverized in a ball mill to prepare an illite aqueous dispersion having an average particle size of 3 μm.
상기 미네랄 농축수 1 ton에 상기 유황 수분산액 50 ㎏과 상기 일라이트 수분산액 90 ㎏을 혼합하여 바닷물의 미네랄 성분을 함유하는 비료를 제조하였다.A fertilizer containing mineral components of seawater was prepared by mixing 50 kg of the sulfur aqueous dispersion and 90 kg of the illite aqueous dispersion with 1 ton of the mineral concentrated water.
<실시예 2><Example 2>
상기 실시예 1에서, 필터 여과수를 수조(2), 펌프(3), 건조틀(4), 다수의 천(5), 투명 지붕(도시하지 않음) 및 송풍기(도시하지 않음)로 구성된 자연증발장치(10)의 수조(2)에 수용하였다(도 1).In Example 1, natural evaporation consisting of a water tank (2), a pump (3), a drying frame (4), a plurality of cloths (5), a transparent roof (not shown) and a blower (not shown) is used to filter filtered water. It was accommodated in the
상기 송풍기를 가동한 후 펌프(3)를 가동하여 수조(2)에 수용된 필터 여과수(1)를 건조틀(4)로 이송하였으며, 필터 여과수는 건조틀(4)에 하방향으로 매달려 있는 다수의 천(5)으로 분배된 후 자중에 의해 자연스럽게 천을 타고 흘러내려 다시 수조(2)로 인입되며, 천(5)을 따라 흘러내리는 동안 필터 여과수의 수분이 햇빛과 송풍기의 바람에 의해 증발·제거되도록 하여, 필터 여과수의 염도를 15 %로 높인 다음 가열용기에 넣고 가열하여 소금이 석출되도록 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 비료를 제조하였다.After operating the blower, the
<실시예 3><Example 3>
상기 실시예 1에서, 취수한 해양심층수에 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 9로 조정하고 70 rpm으로 20 분간 교반한 후 필터로 여과한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 비료를 제조하였다.In Example 1, the pH was adjusted to 9 by adding sodium hydroxide to the extracted deep sea water, stirred at 70 rpm for 20 minutes, and then filtered through a filter. Fertilizer was prepared in the same manner as in Example 1 did
<실시예 4><Example 4>
상기 실시예 1에서, 일라이트 수분산액 제조시 천연전분 대신에 pH를 4로 조정한 옥테닐 석시네이트 나트륨 전분을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 비료를 제조하였다.In Example 1, the fertilizer was prepared in the same manner as in Example 1, except that octenyl succinate sodium starch adjusted to
<실시예 5><Example 5>
상기 실시예 1에서, 제조된 일라이트 수분산액에 수산화나트륨을 첨가하고, 전분을 함께 첨가하여 pH를 조정한 후 미네랄 농축수 및 유황 수분산액과 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 비료를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1 except that sodium hydroxide was added to the prepared illite aqueous dispersion, starch was added together to adjust the pH, and then mixed with concentrated mineral water and sulfur aqueous dispersion. Fertilizer was prepared in this way.
<비교예><Comparative example>
상기 실시예 1에서, 상기 유황과 일라이트의 수분산액 제조시 천연전분을 사용하지 않고 유황 또는 일라이트에 물만 혼합하여 분쇄한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 비료를 제조하였다.In Example 1, the fertilizer was prepared in the same manner as in Example 1, except that sulfur or illite was mixed with only water and ground without using natural starch when preparing the aqueous dispersion of sulfur and illite.
<시험예 1> 분산안정성 평가<Test Example 1> Evaluation of dispersion stability
상기 실시예 1~5 및 비교예에서 제조된 비료를 일정 기간 정치한 후 침전물 발생상태를 육안으로 관찰하고, 발생된 침전물을 흔들어 다시 섞어 놓은 상태를 육안 관찰하여 하기 표 1에 나타내었다.After the fertilizers prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example were allowed to stand for a certain period of time, the state of precipitate was visually observed, and the state of shaking and mixing the precipitate was visually observed and shown in Table 1 below.
흔들어 놓은 상태after 1 month politics
shaken up
흔들어 놓은 상태after 2 months politics
shaken up
◎:침전물이나 부유물이 조금 발생하고 현탁액의 분산상태가 비교적 균일함
○:침전물이나 부유물이 발생하고 현탁액의 분산상태가 비교적 균일하지 못함
△:침전물이나 부유물이 많이 발생하고 현탁액의 분산상태가 균일하지 못함
×:침전물이나 부유물이 매우 많이 발생하고 현탁액의 분산상태가 매우 균일하지 못함☆: There is little occurrence of sediment or suspended matter, and the dispersion state of the suspension is very uniform.
◎: A little precipitate or suspended matter occurs, and the dispersion state of the suspension is relatively uniform.
○: Precipitate or suspended matter occurs, and the dispersion state of the suspension is relatively uneven.
△: A lot of precipitate or suspended matter occurs, and the dispersion state of the suspension is not uniform.
×: A lot of precipitate or suspended matter occurs, and the dispersion state of the suspension is not very uniform.
상기 표 1을 보면, 실시예의 비료는 장기간 보관하여도 침전물이 거의 발생하지 않거나 조금 발생하고, 침전물이 발생하였을 경우에도 흔들면 균일한 분산상태를 유지하므로, 사용을 위하여 물과 희석하는 작업 중에 수중에서 균일하게 분산될 것으로 판단된다.Referring to Table 1, the fertilizers of Examples generate little or no precipitate even when stored for a long time, and even when precipitate occurs, they maintain a uniform dispersion state when shaken, so during dilution with water for use, It is assumed to be evenly distributed.
특히, 실시예 4의 경우 계면활성이 높은 옥테닐 석시네이트 나트륨 전분을 사용하여 일라이트가 수중에서 균일하게 분산되고, 실시예 5의 경우 일라이트 수분산액에 전분을 첨가하여 pH를 약산성으로 유지하면서도 일라이트의 분산안정성을 높여서 전체적으로 분산안정성이 우수한 것으로 생각된다.In particular, in Example 4, octenyl succinate sodium starch with high surface activity was used to uniformly disperse illite in water, and in Example 5, starch was added to the illite aqueous dispersion to maintain pH at slightly acidic It is considered that the overall dispersion stability is excellent by increasing the dispersion stability of illite.
반면에, 비교예의 경우 2 개월 정치 후 상부에 유황의 부유물이 발생하고 하부에 뻘과 같은 일라이트 침전층이 형성되었으며, 흔들어도 물에 균일하게 분산되지 않는 현상이 관찰되었다.On the other hand, in the case of the comparative example, after 2 months of standing, sulfur floats on the top and an illite sediment layer like mud was formed on the bottom, and a phenomenon was observed that was not uniformly dispersed in water even when shaken.
따라서 유황과 일라이트의 수분산액 제조시 전분을 사용하는 것이 유황과 일라이트가 액상의 비료 중에 균일하게 분산되어 균일한 성분의 비료를 작물에 공급할 수 있을 것으로 판단된다.Therefore, it is believed that the use of starch when preparing an aqueous dispersion of sulfur and illite will allow sulfur and illite to be uniformly dispersed in liquid fertilizer to supply uniform fertilizer to crops.
<시험예 2> 생육효과 평가<Test Example 2> Growth effect evaluation
시중에서 유통되는 제4종 복합비료를 대조군으로 하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 비료를 중량기준 1000 배수의 물로 희석하여 오이(다다기오이), 참외(오복참외), 무(대봉무), 배추(장생3호)에 엽면 및 관주 방식으로 시비하였다.Using commercially available 4th type compound fertilizer as a control, the fertilizers prepared in Examples and Comparative Examples were diluted with water in a weight ratio of 1000 to obtain cucumbers (Dadagioi), melons (Obok melons), radishes (Daebongmu), Cabbage (Jangsaeng No. 3) was applied by foliar and drench methods.
비닐하우스 시설에 상기 희석액을 토양 1 아르당 100 ㎏을 살포하고 흙과 잘 섞어준 다음, 모종을 정식하고 20 일 경과시 엽면 및 관주 시비하고 5 일 간격으로 3 회 반복하였다.After spraying 100 kg of the diluted solution per 1 acre of soil in the greenhouse facility and mixing it well with the soil, the seedlings were planted, and after 20 days, foliar and drench fertilization was repeated three times at 5-day intervals.
각 품종별로 수확시기에 동일한 날에 수확하여 과실 중량을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Each variety was harvested on the same day at the harvest time, and the fruit weight was measured, and the results are shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 모든 품종에서 실시예의 비료가 비교예와 대조군의 비료보다 수확량이 많았고, 실시예 중에서는 실시예 4가 가장 우수한 효과를 발휘하였는데, 이는 일라이트 수분산액 제조시 계면활성이 높은 변성전분을 사용하여 일라이트가 비료 중에 균일하게 분산됨으로 인해 작물에 균일한 성분의 비료를 공급한 결과로 판단된다.As shown in Table 2, in all varieties, the yield of the fertilizer of Example was higher than that of the comparative example and the control group, and among the examples, Example 4 exhibited the best effect, which is the surface activity when preparing the illite aqueous dispersion. It is judged to be the result of supplying fertilizer with uniform ingredients to crops because illite is uniformly dispersed in fertilizer using this highly modified starch.
제4종 복합비료(대조군)는 질소, 인산, 칼륨 중 최소 두 성분 이상과 마그네슘, 망간, 철 등의 미량요소가 2 종 이상 포함되는 비료로서, 비교예의 비료가 대조군에 비하여 채소의 생육이 부진한 결과로부터, 미네랄 함량보다 실시예와 같이 비료 중에 미네랄 성분이 균일하게 분산되어 있는 것이 작물의 생육에 좀 더 중요함을 알 수 있다.
1:필터 여과수, 2:수조, 3:펌프, 4:건조틀, 5:천, 10:자연증발장치1: filtered water, 2: water tank, 3: pump, 4: drying frame, 5: cloth, 10: natural evaporation device
Claims (7)
상기 교반한 해수, 염수 또는 이들의 혼합물을 100~200 메시의 필터로 여과하여 이물질이 제거된 필터 여과수를 얻는 단계,
상기 필터 여과수를 40~60 ℃의 온도로 가열하여 소금이 석출되도록 한 다음 석출된 소금을 제거하는 단계,
활성탄을 5~15 mM 농도의 세틸피리디늄클로라이드 수용액에 10~15 시간 동안 침지한 후 세틸피리디늄클로라이드를 제거하는 단계,
상기 소금을 제거한 필터 여과수를 세틸피리디늄클로라이드를 제거한 활성탄으로 여과하여 활성탄 여과수를 얻는 단계,
상기 활성탄 여과수를 가열 농축하여 고형분 함량 30~40 브릭스의 미네랄 농축수를 얻는 단계,
유황 10~20 중량%, 천연전분 0.1~2.0 중량% 및 나머지의 물을 혼합하고 분쇄하여 유황 입자의 평균 입도가 30 ㎛ 이하인 유황 수분산액을 제조하는 단계,
일라이트 10~20 중량%, pH를 4.5 이하로 조정한 아세틸화 전분 또는 옥테닐 석시네이트 전분 0.1~2.0 중량% 및 나머지의 물을 혼합하고 분쇄하여 일라이트 입자의 평균 입도가 3 ㎛ 이하인 일라이트 수분산액을 제조하는 단계 및
상기 미네랄 농축수 100 중량부에 유황 수분산액 2~7 중량부 및 일라이트 수분산액 5~12 중량부를 혼합하는 단계를 포함하는 비료의 제조방법.sea water; Salt water mixed with water so that the sea salt content is 20 to 25% by weight; or a mixture thereof; adding sodium hydroxide to adjust the pH to 8-10 and stirring at 50-90 rpm for 10-30 minutes;
Filtering the stirred seawater, brine, or a mixture thereof with a 100 to 200 mesh filter to obtain filter filtrate from which foreign substances are removed;
Heating the filtered water to a temperature of 40 to 60 ° C. to precipitate salt, and then removing the precipitated salt;
Removing the cetylpyridinium chloride after immersing the activated carbon in an aqueous solution of cetylpyridinium chloride at a concentration of 5 to 15 mM for 10 to 15 hours,
Obtaining activated carbon filtrate by filtering the salt-removed filter filtrate with activated carbon from which cetylpyridinium chloride is removed;
Heating and concentrating the activated carbon filtered water to obtain mineral concentrated water having a solid content of 30 to 40 Brix;
Preparing a sulfur aqueous dispersion having an average particle size of 30 μm or less by mixing and pulverizing 10 to 20% by weight of sulfur, 0.1 to 2.0% by weight of natural starch and the rest of the water,
10 to 20% by weight of illite, 0.1 to 2.0% by weight of acetylated starch or octenyl succinate starch whose pH is adjusted to 4.5 or less, and the rest of the water are mixed and pulverized to obtain an illite having an average particle size of 3 μm or less Preparing an aqueous dispersion and
A method for producing a fertilizer comprising the step of mixing 2 to 7 parts by weight of sulfur aqueous dispersion and 5 to 12 parts by weight of illite aqueous dispersion in 100 parts by weight of the mineral concentrated water.
상기 필터 여과수를 얻는 단계와 소금을 제거하는 단계 사이에, 필터 여과수를 자연증발장치(10)에 투입하여 수분을 제거하는 단계가 추가되고,
상기 자연증발장치(10)는 필터 여과수(1)를 수용하는 수조(2), 상기 수조(2)의 필터 여과수(1)를 건조틀(4)로 이송하는 펌프(3), 상기 수조(2)의 상부에 설치되고 펌프(3)로부터 인입되는 필터 여과수를 천(5)에 분배하는 건조틀(4) 및 상기 건조틀(4)에 매달려 있고 건조틀(4)로부터 분배받은 필터 여과수를 하부의 수조(2)로 흘러내리도록 유도하는 다수의 천(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비료의 제조방법.The method of claim 1,
Between the step of obtaining the filter filtrate and the step of removing the salt, a step of removing moisture by introducing the filter filtrate into the natural evaporation device 10 is added,
The natural evaporation device 10 includes a water tank 2 for accommodating the filtered water 1, a pump 3 for transferring the filtered water 1 in the water tank 2 to a drying frame 4, and the water tank 2 A drying frame 4 installed on the upper part of the drying frame 4 and distributing the filter filtrate introduced from the pump 3 to the cloth 5, and the filter filtrate suspended from the drying frame 4 and distributed from the drying frame 4 to the lower part. A method for producing a fertilizer, characterized in that it comprises a plurality of cloths (5) that guide it to flow down into the tank (2) of the.
상기 일라이트 수분산액을 pH 5.0~6.5로 조정한 후 미네랄 농축수 및 유황 수분산액과 혼합하는 것을 특징으로 하는 비료의 제조방법.The method of claim 1,
A method for producing a fertilizer, characterized in that the illite aqueous dispersion is adjusted to pH 5.0 to 6.5 and then mixed with mineral concentrated water and sulfur aqueous dispersion.
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