근적외선 분광법을 이용한 돈분뇨 액비 성분분석기 개발을 위한 기초 연구

서지정보

· 발행기관 : (사)한국축산환경학회
· 수록지 정보 : 축산시설환경학회지 / 13권 / 2호 / 113 ~ 120페이지
· 저자명 : 최동윤, 유용희, 양창범, 곽정훈, 송준익, 정만순, 박치호, 정광화, 김재환

초록

본 시험은 근적외선분광법을 이용한 돈분뇨 액비의 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물의 분석 가능성을 구명하고, 이를 활용한 분석기의 개발을 목적으로 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다.

1. 돈분뇨 액비시료는 400~2,500nm 대역의 근적외선을 시료에 투과하여 측정하였으며, 동일시료에 대한 습식분석 결과, N, P2O5, K2O, 수분 및 유기물 함량은 각각 1,555mg/l, 302mg/l, 240mg/l, 98.8%, 0.53%로 조사되었다.
2. 근적외선 분광광도법을 이용한 분석에서 N, P2O5, K2O, 수분 및 유기물에 대한 RSQ (r2, R, Coefficient of determination)는 각각 0.9190, 0.9749, 0.5046, 0.9883 및 0.9777이었고 SEC(Standard Error of Calibration)는 2.1649, 0.5019, 1.9252, 0.1180 및 0.0789였다.
3. 액비에 대한 이화학적 습식분석과 NIR 흡수스펙트럼 측정결과를 비교․분석하여 돈분뇨 액비에 포함된 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물 함량을 실시간으로 분석하고 액비 성분량을 자동 계산할 수 있는 알고리즘을 도입한 액비분석 프로그램을 작성하였다.
4. 액비 성분분석 시작기는 근적외선(NIR : Near InfraRed)을 받아들여 실시간으로 액비성분의 흡수율을 측정하는 광검출장치(NIR Spectrometer), 근적외선 Light Source로부터 나오는 빛을 반사시키는 반사경, 액비성분 분석용 시료를 넣어 측정하는 Cell Mount, 400~2,500nm 대역의 가시광선-근적외선을 방출하는 Tungsten halogen lamp, NIR Spec- trometer와 Tungsten halogen lamp로 전압을 입력시켜 주는 Power Supply Module 및 전체를 Black Anodizing한 외형으로 구성되었다.
5. 실험결과, 칼리를 제외한 액비내 모든 성분이 광을 흡수하는 강도는 성분의 농도에 비례하였으며 원시 스펙트럼의 중첩 제거 및 빛의 산란보정을 통해 액비의 질소, 인산성분, 수분 및 유기물 함량을 측정하는데 효과적으로 이용할 수 있을 것으로 사료되며, 분광분석법을 이용한 액비성분 분석기 개발이 완료되면 현장에서 신속하고 정확한 분석이 가능할 것으로 판단된다.

참고자료

· 없음