랜더링된 가축사체로부터 제조된 Biochar의 열분해 온도가 물리화학적 특성에 미치는 영향 = Effect of Pyrolysis Temperature on Physicochemical Properties of Biochar Derived from Rendered Carcasses
저자
박종환 ( Jong-hwan Park ) ; 이수림 ( Su-lim Lee ) ; 이재훈 ( Jae-hoon Lee ) ; 유소정 ( So-jeong Ryu ) ; 서동철 ( Dong-cheol Seo )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
268-269(2쪽)
제공처
고온 및 고압의 랜더링 공정은 현행 축산농가에서 주기적으로 발생되는 가축사체를 신속하고 안정적으로 처리할 수 있는 공법으로 알려져 있다. 하지만 이러한 랜더링 공정에서 가축사체 중량의 15%에 해당하는 고형잔류물이 배출되어지나, 현재 이들을 재활용 할 수 있는 방안은 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 랜더링 공법에서 배출되는 고형잔류물들을 biochar 비료로 재활용하기 위한 선행연구로서 랜더링 고형잔류물을 열분해하여 biochar를 제조하고, 이들을 물리화학적 특성을 평가하였다. 본 연구에서 랜더링된 가축사체 고형잔류물 biochar (RACR-B)를 제조하기 위하여 랜더링 전문업체로부터 고형잔류물을 수거하였으며, 열분해 온도를 250, 400, 500 및 600℃로 달리하여 RACR-B를 제조하였다. 열분해 온도가 증가함에 따라 가축사체 잔여물의 수율은 감소하였으며, 특히 400℃에서 RACR-B의 수율이 급격히 감소하였다. RACR-B내에 비표면적은 250℃까지 거의 증가되지 않았으나, 400℃에서부터는 비표면적이 증가되기 시작하여 열분해 온도와 유의적인 상관관계를 보였다. pH와 EC는 열분해 온도가 증가함에 따라 증가하였는데, 특히 500℃ 이상에서 제조된 RACR-B는 강알카리를 나타내었다. 탄소 함량의 경우, 일반적인 biochar는 열분해 온도가 증가함에 탄소 함량이 증가한다고 보고하였는데, 본 실험에 사용된 RACR-B의 경우 열분해 온도가 증가함에 따라 탄소함량이 감소하는 경향을 보였다. 이는 식물 biomass와 동물 biomass의 탄소 구성성분 차이인 것으로 판단된다. 열분해 온도가 증가함에 따라 RACR-B내에 질소의 함량은 급격히 감소하였다. 랜더링 과정에서 수분과 유지를 추출하고 난 뒤 고형잔류물의 대부분은 단백질로 구성되어 있으며, 단백질내 질소는 400℃의 열분해 온도에서 탄화됨에 따라 질소함량은 감소한 것으로 판단된다. T-P의 함량은 열분해 온도가 증가함에 따라 증가하였으며, 600℃에서 제조된 RACR-B내 T-P의 함량은 11.25∼13.86%의 범위로 매우 높았으며, K, Ca, Mg 및 CEC 함량 또한 T-P와 유사한 경향이었다. XRF 결과에서 도출된 RACR-B내에 결정형 구조는 CaO 및 CO<sub>2</sub>의 함량이 높아 대부분 CaCO<sub>3</sub>와 밀접한 연관이 있는 것으로 판단되며, 그 다음으로는 P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 및 K<sub>2</sub>O순이었다. 하지만 열분해 온도가 증가함에 따라 CO<sub>2</sub> peak는 감소되어지고 CaO와, P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 및 K<sub>2</sub>O 함량은 증가되었다. 이상의 결과를 미루어볼 때, 랜더링 고형잔류물로 제조된 biochar는 충분한 비료학적 가치가 있으며, 다량원소 및 미량원소 무기질 비료를 생산하기에는 500℃의 고온에서 RACR-C를 제조하는 것이 적합할 것으로 판단된다.
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