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출처: 오두막 마을 원문보기 글쓴이: 오두막지기
목초액의 기본지식
목초액이 새롭게 주목을 받고 있다. 그러나 목초액의 이용법은 아직 모르는 부분도 많이 있어, 실제로 사용할 경우에는 농작물의 작황, 생장생태를 충분히 관찰하고, 목초액의 특성을 이해하고 실제로 경험한 농가의 의견과 주의사항을 듣고 신중하게 처리하는 것이 중요하다.
목초액은 연기에서 만들어진다.
목재를 공기중에서 가열하면 타서 재가 되지만, 숯가마와 같이 공기가 적은 곳에서 가열하면 탄화라는 현상이 일어나 숯이 된다. 그 과정에서 연기가 나는데 이 연기를 잘 관찰하면 시간이 지나면서 색과 냄새가 미묘하게 변화한다. 숯굽는 사람들은 이 연기의 색과 냄새로 가마 안의 온도와 탄화의 진행 정도를 정확히 판단한다.
목초액의 원료가 되는 원목의 주성분은 헤미셀룰로즈와 셀룰로오즈가 약 75%, 리그닌이 20∼30%이다. 이 세가지 성분이 전체의 약 95% 이상을 점하고 있다. 숯가마에 불을 붙여 가마 안의 온도가 상승하면 이 성분의 열분해가 시작된다. 대개 200∼300도에서 헤미셀룰로즈와 셀룰로오즈, 300∼400도에서 리그닌의 탄화가 일어난다.
이 과정을 연기 모양으로 보면 처음에는 수증기가 많은, 축축한 연기가 올라오고, 온도가 상승하며 헤미셀룰로오즈의 열분해가 시작되면 탄내가 나고 코를 자극하는 백색의 연기로 변한다. 이 솜같은 연기가 지나면 이어서 묽은 황갈색의 연기가 섞이게 된다. 이 흰 연기는 가마 안에서 탄화가 시작된다는 신호이며 그 후는 탄재의 폐열로 열분해가 진행되므로 연료는 필요없다. 이 때의 발열량은 탄재 1g당 약 100칼로리나 된다고 계산되고 있다. 이 단계에서 작은 공기 구멍만을 남기고 가마 입구를 닫는데, 온도가 더 상승하여 리그닌의 열분해가 시작되면 연기색은 담배 연기와 같은 색으로 바뀌고 드디어 탄화가 끝난다.
표1. 연기의 색, 냄새와 온도, 탄화 진행 상태의 관계 연기의 색
연기의 색 |
연도 입구에서 검출할 수 |
연도구 |
가마 내부 |
비 고 |
濃白淡褐色 |
물방울 |
80-82 |
320-350 |
점화온도 |
灰色褐色 |
褐色液 |
82-85 |
350-380 |
연기가 퍼지고 자극취가 난다. |
〃 |
차진액 |
90-100 |
380-400 |
액의 색이 검어지고 점성이 |
帶白褐色 |
진이 사상(絲狀)이 된다 |
100-150 |
400-430 |
액점성이 증가하고 실을 끈다 |
〃 |
진絲가 굵어진다 |
150-170 |
430-450 |
입상(粒狀)이 된다. |
淡泊色 |
콩 상태가 된다 |
180-230 |
450-500 |
자극취가 약해진다 |
帶白靑色 |
〃 |
230-250 |
500-530 |
응축물을 머금기 시작한다 |
淡靑色 |
〃 |
260-300 |
540-570 |
정련 개시기 |
紺靑色 |
豆飛 |
330-350 |
600-680 |
응축물이 부서지기 쉽게 된다 |
無色 |
회색이 된다 |
360-380 |
700-800 |
응축물이 탄화한다 |
목초액은 이 연기가 공기중에서 자연히 냉각되어 액상이 된 것을 회수한 것이다. 그런데 목초액은 채취할 때의 연기의 종류에 따라 그 성분과 성상에 큰 차이가 있다. 처음에 나오는 연기는 수분이 많고 비중이 가벼워 목초액으로서는 사용하지 못한다. 또 리그닌이 열분해 할 때 나오는 파란 연기는 끈적끈적한 유성의 연기로 타르분이 많으므로 취급하기가 어렵고 발암성 물질인 벤즈피렌 같은 유해물질이 검출된다.
또 산의 숯가마 연기에서 채취되는 목초액 외에 목재 가공공장에서 나오는 제재 쓰레기, 톱밥, 대패밥, 수피박 등의 폐재를 굽는 과정에서 만들어지는 목초액도 있다. 평로식 탄화로나 톱밥로의 연기에서 채취되는 목초액도 그 하나이다. 모두 공장생산 방식이므로 품질이 균일하고 양산도 가능하지만 일반적으로 수분과 타르분이 많고 회수 과정에서 중금속 등의 유해물질이 섞이기 쉬워 정제할 필요가 있다. 품질 수준도 숯가마에서 채취되는 것보다 떨어진다.
따라서 목초액은 타르분이 적고 안심하고 사용할 수 있는 숯가마 목초액이 기본이다. 그외의 목초액에 대해서는 정제법을 잘 확인하고 그 내용에 의심이 있으면 메이커에 사용 농도와 사용 방법을 문의할 필요가 있다. 실제 국내에서 시판되고 있는 몇가지 목초액 중에서 제조 과정상 문제가 있는 것도 있으므로 주의할 필요가 있다.
흰 솜털 연기의 온도는 대개 80도에서 150도까지이다. 일본 목초액 협회의 규격을 보면 채취온도는 80도에서 150도로 하고 흰 솜털 연기에서 채취한 목초액을 표준 목초액으로 규정하고 있다.
식초와 비슷하지만 식용으로 쓰지 못하는 목초액
초는 영어로 비니가(vinegar)라고 한다. 이것은 프랑스어의 포도주라는 의미의 벵(vin)과 시다는 의미의 네그르(negre)를 합친 비네그르(vinaigre)가 그 어원이라고 한다. 즉 초란 포도주를 시게 한 것이라는 것이다.
초(酢)는 술(酒)이라는 글자와 빚다(乍)는 글자를 합친 것으로 술을 발효시켜 만들었다는 것을 나타내고 있다. 이것을 보면 세계 각국에서 사용되고 있는 초는 그 지역에서 만들어서 알콜류나 농산물과 깊은 관계가 있는 것을 알 수 있다. 초가 조미료로서 사용되기 시작한 역사는 오래되었다. 구약성서의 모세의 말중에도 초라는 말이 사용되고 있다. 목초액은 초산을 주성분으로 하는 산성의 액체로 식초와 아주 비슷하지만 각각 다른 제법으로 만들어지고 있다. 식초는 곡물의 전분 등 당류(탄수화물)를 효소로 분해하여 만드는데 목초액은 탄재(원목)의 성분을 열로 분해(건류)하여 만든 액체이다. 요즈음 식초가 건강 식료로서 인기가 있기 때문에 천연 목초액도 건강에 좋지 않을까 하고 생각되기 쉽지만 유감스럽게도 목초액은 그대로는 먹을 수 없다.
즉 목초액의 원료인 원목에는 셀룰로오스 외에 탄화수소인 리그닌이라는 성분이 20% 이상 포함되어 있다. 그 때문에 목초액에도 리그닌이 열분해되어 만들어진 페놀이라는 성분이 녹아있다. 이 페놀 성분 안에는 에칠 구아이아콜, 크레오소트 같은 귀중한 약효성분도 많이 포함되어 있지만 벤즈피렌, 지벤스안트라센, 메칠코란스렌 등의 발암성 물지과 크레솔 같은 유해성분도 극히 미량이지만 포함되어 있다. 이것이 식초와의 결정적인 차이며 식용으로 사용하지 못하는 이유이기도 한다.
단, 이러한 유해물질은 탄화온도가 425도 이하, 즉 연기가 파란색을 띄기 시작하기 전에는 발생하지 않는다. 이러한 것을 보아도 목초액을 채취할 때의 숯가마 온도와 연기 온도가 목초액을 만들기 위한 중요한 판단 기준이 된다. 목초액에 녹아있는 타르분은 증류, 정제하므로써 비교적 간단하게 제거할 수 있는데 정제를 반복하면 역으로 유효한 성분도 잃게 디므로 결국 용도에 맞춰 바르게 사용하는 것이 중요하다. 농업용으로 사용하는 경우 아무리 미량의 유해물질이 녹아 있다고 하여도 토양 안에는 이들을 분해하는 미생물이 그런대로 많이 활동하고 있으므로 언제까지나 잔류하는 것은 아니다.
목초액의 역사
목초액은 유럽에서는 17세기 무렵부터 초산, 메타놀, 아세톤 등의 제조에 이용되어 19세기말까지 목재 건류공업으로서 화학산업의 주류를 이루었다. 일본에서도 메이지 시대에 목재 건류 공장이 건설되어 목초액의 양산이 이루어졌다. 또 여러 산촌에서도 숯 연기에서 목초액을 채취하고 이것을 원료로 초산석회를 만들었다. 목초액이 대량으로 이용된 것은 청일전쟁, 러일전쟁 무렵이다. 화약을 만드는데 대량의 아세톤이 필요한데 당시 아세톤은 초산석회에서 만들어지고 있었다. 이 초산석회를 생산하는데 숯 연기에서 생산된 목초액을 사용하였다. 목초액의 주성분인 초산을 원료로 하여 식초를 만들었다는 기록도 있으며 1920년 무렵까지는 목초액으로 만든 식초가 시판되었다고 한다.
그후 이러한 제품은 화학적으로 양질을 보다 효율좋고 값싸게 만들게 되어 목초액은 거의 이용하지 않게 되었다. 그러나 염료 등의 새로운 용도가 개발되어 1943년경까지는 소량이지만 생산이 계속되었다. 스웨덴의 페르스톱시에는 세계에 단 하나뿐인 대규모의 목재 건류공장이 남아 있으며 지금까지도 목초액으로 초산비닐을 제조하고 있다. 만약 석유위기와 같은 사태가 돌발한다면 이러한 기술이 화학섬유 등의 원료를 공급하는데 중요한 역할을 할 것이다.
목초액의 농업 이용
제2차 대전 말기 일본에서는 항공기 엔진의 대용연료로서 소나무 뿌리에서 채취하는 경질유에 주목하여 각지에서 일제히 소나무 뿌리 건류가 이루어졌다. 당시 소나무 기름을 얻기 위하여 유서있는 소나무 가로수까지 한쪽 끝에서부터 채벌하고 부녀자까지 총동원하여 생산하였다. 소나무 기름을 생산하면 그 부산물로 대량의 목초액이 회수되는데 당시는 특별한 용도가 없어서 폐액을 주변의 밭에 버렸다. 그런데 이 목초액이 농작물의 생육을 도와 증수에 의외의 효과가 있다는 것이 경험적으로 알려지게 되었고, 전후 농가에서 목초액이 다양하게 이용하는 계기가 되었다.
또 목초액이 논의 고랑에 흘러 들어가 벼가 말라 죽었는데 다음해에는 그 논의 벼 생육이 예년 이상으로 좋았다. 또 다른 곳에서는 목초액이 가까운 논에 흘러 들어 약 1반보의 논이 까맣게 되었으나 벼는 말라죽지 않았고 오히려 주변의 논보다 생육상태가 좋아지고 수확량도 많아졌다. 또 지방의원이 목초액을 감자밭에 흘렸는데 바이러스병이 발생하지 않고 생장이 대단히 좋다는 것을 알게 되었다.
1947년에는 '목초액의 제조와 그 활용'이라는 소책자가 발행되었다. 그 안에서 벼의 육묘와 밭에서의 이용에 대해서 언급하고 있다. 육묘기의 효과는 충해와 조해(鳥害)를 방지하고 묘의 생육이 좋아지며 그 묘를 심으면 도복과 도열병이 발생하기 어렵다. 또 밭에서는 인분에 잡초를 넣고 여기에 목초액을 가하여 약 1주일 두면 악취가 단 냄새로 변하고 그것을 밭에 뿌리면 퇴비 이상의 효과가 얻어진다고 기록되어 있다.
목초액의 연구는 이와같이 목재 건류 공업으로 17세기 무렵부터 세계적으로 진행되었다. 일본의 경우는 전후 국립 연구기관이 주로 연구를 해왔다. 당시 미국에서 목초액이 잔디의 살균제로 사용되고 있다는 정보에 따라 목초액의 살균효과가 실험되었다. 목초액의 입고병균 효과에 대한 실험도 이루어졌는데 어느 경우에나 효과가 있다는 것이 확인되었다. 또 그 실험결과가 각종 농작물의 발아 생장 시험 등에도 응용되어 성과가 확인되고 그 후의 발전의 계기가 되었다.
50년대에는 이러한 목초액이 농작물에 대한 응용연구가 일본 병리학회, 농림성, 대학 등에서 왕성히 이루어져 수많은 발표가 이루어졌다. 그 결과 1973년부터 1978년까지 목초액은 소나무, 삼나무, 노송나무 등의 묘입고병 살균제로 농약등록된 것도 있다.
그 후 강력한 살충, 살균력이 있는 농약이 계속 개발되어 농약에 비하여 효과가 약한 목초액의 이용법 연구는 일시적으로 중단되어 버렸으나 최근 환경 문제가 야기되면서 천연 목초액이 다시 주목을 받게 되었다. 목초액은 흔히 한방약에 비유된다. 농약도 아니고 화학비료도 아니지만 용도에 맞추어 적량을 바르게 사용하면 여러 가지 유효한 작용을 하는 것이 이미 널리 알려져 있다. 그리고 지금은 감 농약, 감 화학비료 등 유기재배의 보조제로서 활용되어 그 확실한 효과에 대해서 각 방면에서 큰 기대가 모아지고 있다.
표2. 조목초액(祖木酢液)의 성분
종 류 |
화 합 물 |
유기산류 |
초산, 개미산, 프로피온산, 낙산, 이소낙산, 발레리안산, 이소발레리안산, 크로톤산, 이소카르론산, 티그린산, 에난트산, 리브린산 외 |
페놀류 |
페놀, o,m,p-크레졸, 2,4- 및 3,5-크실레놀, 4-에칠- 및 4-프로필 페놀, 구아야콜, 크레오졸, 4-에틸- 및 4-프로필-구아야콜, 피로가롤, 5-메틸피로가롤, 5-에틸-피로가롤- 및 5-프로필피로가롤-1,3-디메틸에테르, 카테콜, 4-메틸, 4-메틸 및 4-프로필카테콜 외 |
카르보닐 화합물 |
포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 이소프틸알데히드, 프틸알데히드, 바렐알데히드, 이소발0pfdkfepglem, 글리옥살, 아크로레인, 크로톤알데히드, 푸르푸랄, 5-히드록시메틸푸르푸랄, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸이소프로필케톤, 메틸부틸케톤, 디아세틸, 메틸시크로펜테논, 메틸시크로펜테론 외 |
알콜류 |
메타놀, 에타놀, 프로파놀, 이소프로파놀, 아릴알콜, 이소부틸알콜, 이소아밀알콜 외 |
중성 성분 |
리보글루코산, 아세톨, 말톨, 유기산메틸에스테르, 페라트롤, 4-메틸, 4-에틸- 및 4-프로필페라트롤, 3,4-벤즈피렌, 1,2,5,6-디메즈안트라센, 20-메틸코란스렌, α-히드록시-γ-비렐로락톤 외 |
염기성 성분 |
암모니아, 메틸아민, 디메틸아민, 피리딘, 메틸피리딘, 디메틸피리딘, 트리메틸아민 외 |
목초액의 유효성분
숯을 구울 때 나오는 연기의 용량은 숯의 약 5배 정도로 그 대부분은 수증기인데 그 연기를 식히면 기체와 액체로 나누어지며 대개 목탄과 같은 양 정도의 액채가 채취될 수 있다. 이 액체는 조목초액(祖木酢液)으로 불리는데 시간이 지나면 물에 녹는 액과 기름에 녹는 액으로 나누어진다. 기름에 녹는 액은 다시 표층에 뜨는 가벼운 것과 용기 아래층에 가라앉는 무거운 것으로 나누어진다.
즉 조목초액(원액)은 용기에 넣어두면 상, 중, 하의 세가지 층으로 분리되는데 가운데 물에 녹는 액이 목초액이다. 이 액에도 미량의 타르분이 녹아 있으며 완전히 분리되어 있는 것은 아니다. 표층과 하층의 기름에 녹는 액이 각각 경우질과 타르이다.
목초액은 200종류 이상의 성분을 포함하는 액으로 주요 성분은 초산으로 약 50%나 포함되어 있는데 목초액은 90% 이상이 수분이므로 전 용액중의 초산은 약 3%이다.
표 3. 목초액의 주요성분 성 분
성 분 |
함유율(%) | |
A |
B | |
초 산 |
58.4 |
2.70 |
목초액은 pH3의 산성의 액체로 식물이나 동물 등의 체내 침투성, 흡수성이 뛰어난 것도 큰 특징의 하나이다. 이것은 메타놀, 프로파놀 등의 알콜류, 케톤류, 알데히드류 등 스며들기 쉽게 하는 각종 성분이 미량으로 포함되어 있기 때문이라고 한다.
이러한 목초액의 뛰어난 특성을 잘 사용하면 다양한 효과가 얻어진다. 예를 들면 비료의 흡수를 좋게 하거나 병충해를 줄이는 효과가 있다. 또 목초액에는 뛰어난 냄새 제거 작용이 있다. 예를 들면 가축의 오줌에 섞으면 악취가 사라져 양질의 퇴비를 만들 수 있다.
물에 목초액을 가하면 물의 분자 집단(클러스터)을 작게 만들어 흡수되기 쉬운 수질로 바꿔준다. 또 수돗물과 같이 염소로 살균정화된 물에는 유리염소분이 잔류하고 있어 식물용수로는 유해한 작용이 있어 적합하지 않은데 목초액을 가하면 해가 없는 수질로 변화시키는 효과도 있다고 한다.
목초액에는 호르몬같은 작용도 있어 식물에 극미량을 주는 것만으로 발아, 발근, 생장을 촉진하거나 과실의 단맛을 증가시킨다. 또 가축 사료에 혼합하면 내장이 좋아지고 육질이 좋아지는 것도 경험적으로 알려져 있다. 목초액은 산성 성분을 많이 포함하고 있어 시간이 지나면 계속해서 화학반응을 일으켜 타르를 형성하기 쉽다. 예를 들면 포름알데히드류가 페놀 성분과 화합하여 수지가 되어 용기의 표층에 뜨거나 하층에 가라앉는다. 이러한 화합물(타르)을 제거하여도 남은 성분이 또 화합한다. 증류한 목초액에 미량의 타르분이 포함되는 것도 이 때문이다.
타르분을 많이 포함한 목초액은 유효성분이 적을 뿐 아니라 흙과 작물에 유해하므로 농업용으로는 적합하지 않다. 진한 농도로 작물의 엽면에 살포하면 잎 표면 여기저기에 기름기 있는 타르분이 남아 잎을 상하게 한다. 토양에 살포하면 무의 하얀 뿌리에 점점이 검은 타르가 붙거나 무의 목이 검어지는 경우도 있다. 또 토양중에 타르가 잔류하여 토양 입자와 결합하여 통기성과 통수성을 방해할 위험도 있다.
타르분에는 크레오소트와 같은 유효성분도 포함되어 있으나 크레졸과 같은 유해물질도 녹아 있으므로 기본적으로는 타르분, 수지분을 제거한 목초액을 사용하는 것이 중요하다. 직접 만든 목초액은 연기에서 채취한 후 적어도 6개월, 가능하면 1년 정도 경과하여 타르성분을 충분히 분리시켜 가운데 층의 노란색을 띈 투명한 액만을 사용하는 것이 좋다. 이 액을 포 등으로 여과하거나 목탄(백탄)을 섞어 잔류하는 미량의 타르분을 흡착시키면 품질은 한층 안정된다. 시판 목초액의 품질을 분별할 때 타르분이 1% 이상 포함되어 있는 액은 탁하고 불투명한 느낌이 드는데 투명한 품질을 선택하는 것이 좋다.
원목과 굽는 방식에 품질이 변한다
목초액의 성분은 숯으로 사용하는 원목의 종류와 채취하는 방법, 채취한 후의 보관방법과 조건 등에 따라서 품질이 변화한다.
숯을 그 탄질에 따라 구별하면 백탄과 흑탄의 두종류가 있다. 숯굽는 방식에는 큰 차이가 없지만 불을 끄는 방법에 따라 그 탄질이 전혀 달라진다. 숯을 구울 때는 우선 가마 안에 원목을 넣고 입구의 연료목에 불을 붙이고 이것을 태워서 가열한다. 처음에는 수증기를 포함한 축축한 연기가 나고 연기의 온도(연기 돌출구의 온도)가 약 80도 정도가 되면 탄내 나는 자극성의 하얀 연기가 나온다. 더 온도가 상승하여 140도 정도가 되면 백색의 묽은 황갈색 연기가 섞인다. 이것은 탄재의 원목이 열분해를 시작한 것을 나타내는데 뒤에는 연료를 사용하지 않아도 탄재 그 자체의 분해열만으로 스스로 탄화가 이루어진다. 이것이 자발탄화 현상이라는 숯굽는 원리이다.
그 후 가마 입구를 닫고 작은 통기구만을 남기고 탄재를 찌는 상태로 만든다. 연기 색은 점차 변화하여 백색에서 파란연기가 아른거리는 정도가 되고 이어서 담배 연기와 같은 청색 연기로 바뀌면서 탄화는 끝나고 연기는 나오지 않게 된다. 탄화가 끝나는 단계에서 가마 입구를 열어 공기를 넣고 가마 안의 가스를 쫙 연소시켜 온도를 약 1천도 정도까지 올리고 새빨간 숯을 끄집어내 소분(消紛, 재와 흙을 섞고, 수분을 포함시킨 분상의 소화제)을 사용하여 불을 끄는 방법과 그대로 가마를 밀폐하여 자연히 꺼진후 냉각시키고 나서 꺼집어내는 방법이 있다. 전자가 백탄을 만드는 방법이고 후자가 흑탄 만드는 방법이다.
백탄은 표면에 하얀 재가 붙어서 그 이름이 된 것인데 탄질이 단단하다. 백탄은 철과 같이 단단하여 두드리면 금속과 같은 소리가 나는 것도 있다. 연료로 사용하면 화력이 강하고 화력 유지가 좋은 것이 특징이다. 흑탄은 백탄에 비해 탄질이 연하고 불붙임이 좋고 타다 꺼지는 일도 없다. 탄재로 사용되는 것은 상수리나무, 졸참나무, 떡갈나무 같은 참나무류의 나무가 많다.
목초액의 주성분인 초산의 함유량은 흑탄가마에서 채취한 것은 약 3%인데 백탄가마에서는 7%나 포함되어 있는 것이 있다. 단 백탄가마의 목초액은 거의 없고 대부분은 흑탄 목초액이다. 숯 굽는 방법은 전부터 숯가마를 사용하여 산에서 굽는 방법과 공업용 탄화로를 이용하는 방법의 두가지로 나눌 수 있다. 따라서 목초액에도 숯가마의 연기에서 채취되는 것과 탄화공장에서 생산되는 두 종류가 있다.
졸가시나무, 상수리나무, 졸참나무, 떡갈나무 등을 탄재로 하여 숯가마에서 채취되는 목초액은 일반적으로 타르분이 적고 증류 정제가 용이하며 취급하기 쉽다. 탄화공장에서 만들어지는 목초액에는 톱밥에서 생산되는 톱밥 목초액, 평로식의 탄화로에서 생산되는 평로 목초액, 목재 건류공장에서 생산되는 건류 목초액으로 나누어진다. 리그닌이 많은 수피나 톱밥을 원료로한 목초액을 비롯하여 건류 목초액에는 일반적으로 타르분이 다량으로 녹아 있어 이것을 제거하는데는 고도의 정제기술이 필요하다. 시판되는 제품 가운데는 타르분을 메타놀로 녹이고 초산을 혼합한 정도의 조악한 제품도 있다. 이러한 목초액은 불투명하고 타르의 해가 나는 경우도 있으므로 주의해야 한다.
목초액을 희석하면 조악한 제품의 경우 처음에는 pH가 낮으나 그 후 직선적으로 상승하여 1천배에서 pH7 정도가 되는 것도 있다. 안정된 품질의 목초액은 원래 pH가 3전후이며 희석하면 완만한 커브를 그리며 상승하므로 쉽게 판별할 수 있다. 수입목재 바크로 만든 목초액은 바닷물에 장기간 절어 있었기 때문에 목초액에 염소 화합물이 섞인 것도 있으므로 사용하지 않는 쪽이 좋다. 또 건축폐재에서 채취한 목초액은 방부제, 방충제, 도료 등 인공적인 첨가제가 혼입된 경우가 많고, 특히 개미 방부제가 혼입되어 있으면 위험하다. 발암성 물질이 혼합될 위험도 있다.
목초액은 원래 원목의 성분이 열분해되어 냉각할 때에 그러한 성분들이 반응하여 생성되는 것으로 처음부터 원목에 포함되어 있지 않은 페인트 같은 도료 성분, 염분, 살충제 등의 화합물이 혼입한 것은 목초액이라고는 할 수 없는 것이다.
100kg 원목에서 5리터의 목초액
숯굽기는 흔히 불의 예술에 비유되는데 숯굽는 사람에게는 불붙이기에서 숯을 꺼내는 일련의 작업이 쉴틈없는 목숨을 건 승부라고 한다. 거기에 비하면 목초액의 채취는 특별한 기술을 요하는 일은 아니고 숯가마에 필요한 장치를 부착하는 것 뿐이다. 숯가마에서 목초액을 채취하는 순서는 다음과 같다. 이 방법은 취미로 숯굽기를 즐기는 경우에도 참고할 만하다.
숯굽는 연기는 수증기 입자로 여기에는 목재의 열분해 성분이 녹아 있으므로 이 연기를 연돌에 통과시키면 미립자는 물방울이 된다. 이 액체가 목초액이다. 연돌로는 토관과 스텐레스 파이프 외에 대나무 등도 많이 이용된다. 이것은 사용하는 용기에 대해서도 마찬가지인데 목초액은 여러 가지 성분이 녹아 들어있는 산성 화합물이므로 산성에 약한 금속제는 바로 변질되어 버리므로 사용하지 않는다.
연기를 모으는 부분은 큰 직경의 구부러진 토관을 사용하고 연돌구에서 약 30센치 정도 떨어져 채취한다. 구부러진 토관은 구운 것이 아니라 겹칠한 것을 사용한다. 토관 대신에 스텐레스판을 가공하여 사용하여도 된다. 냉각통은 직경 2센치 정도의 토관이나 스텐레스 파이프, 또는 마디를 깨끗이 도려낸 맹종죽을 사용한다. 이 통을 연결하여 약 10미터 정도의 길이로 만든다. 통의 길이는 2∼3미터 정도라도 좋은데 길수록 채취량은 많아진다. 긴 목초액 채취통을 사용하지 않을 때는 통안에 죽순을 3∼4개 꽂아넣으면 효율이 좋아진다.
채취통을 설치하는 각도는 30도 정도가 가장 좋으며 수평에 가까운 상태에서는 연기를 빨아들이기 나쁘고 각도를 너무 올리면 연기가 너무 잘 빠져나가 결국 채취효율이 저하한다.
찔러넣은 죽순과 토관의 사이는 20센치 정도 떨어지게 하고 그 연결부분을 스텐레스판이나 목제 통으로 감싼다.
그림 1. 목초액 채취법
이러한 채취장치를 만들어 숯굽기를 하면 연기가 모이는 입구에서 조목초액이 물방울이 되어 똑똑 덜어진다. 이 물방울을 대나무로 만든 통으로 모아 내산성 용기에 받는다. 조목초액의 채취량은 숯 무게의 약 3∼4할 정도이다. 효율이 좋은 장치에서는 숯과 같은 양 정도는 채취된다. 보통 탄재 무게의 약 4분의 1이 숯으로 채취되는데 대개 100킬로의 탄재에서 약 25킬로의 숯과 약 8킬로의 조목초액을 채취할 수 있다. 이 조목초액을 정제하여 얻어지는 목초액은 약 60∼70%이므로 8킬로의 조목초액에서 대개 5킬로의 목초액이 만들어지게 된다. 목초액의 비중은 거의 1이므로 채취량은 약 5리터가 된다.
목초액을 채취할 때는 숯굽기 초기에 나오는 수증기를 많이 포함한 연기와 끝날 때 나오는 파란연기는 피하도록 한다. 처음 나오는 연기에는 수분이 많고 파란 연기에는 타르분의 함유량이 많아 어느 것이나 목초액으로서 품질이 나빠지기 때문이다. 연기가 배출되는 곳에 온도 센서를 붙여 채취적기를 부저로 알리거나 채취작업을 자동적으로 제어할 수 있는 장치를 만들면 좋다. 이 장치는 연기 온도가 80도가 되면 부저가 울리고 150도가 되면 다시 한번 부저가 울리게 한다. 이렇게 하면 일정한 품질의 목초액을 채취하는데 효과적이다.
집에서 목초액을 만드는 방법
목초액은 상품화되어 시판되고 있으나 드럼통 등을 사용하여 집에서 숯도 굽고 목초액도 채취할 수 있다. 탄재로는 정원의 전정지나 포도 덩굴 등, 가까이서 구할 수 있는 것을 사용하면 된다. 생 원목에는 대개 50% 정도의 수분이 포함되어 있으므로 이것을 3주간 정도 건조시켜 수분 함유율이 35% 정도가 될 무렵에 사용하면 숯으로 굽기 쉽다. 단 4월에서 7월가지의 기간은 수목의 생장기에 해당하여 수분이 많고 탄화하기 어려우므로 피하는 쪽이 좋다. 나무 종류로는 밤, 붉나무, 목련 등은 숯이 되기 어렵다. 가마 안의 온도를 울리는 데 연료가 많이 필요하고 연소 도중 불이 꺼지거나 톡톡 튀므로 탄재로서 적합하다고는 할 수 없다. 이런 나무들은 숯을 구울 때의 연료로 사용하면 좋다. 드럼통을 이용하면 1회에 60킬로의 탄재에서 15킬로의 숯과 약 3킬로의 목초액이 얻어진다.
◆ 드럼통으로 목초액을 만드는 순서
그림 2. 드럼통으로 숯을 구울 때 목초액 채취법
① 드럼통의 한쪽을 도려내 아궁이를 만들고 반대쪽에는 직경 10센치 정도의 연돌을 다는 구멍을 뚫는다.
② 지면을 파고 드럼통을 설치하여 그림과 같이 연돌을 달고 탄재를 넣는다. 연돌은 시판되는 직경 10센치 길이 1미터의 철판제 3개를 그림과 같이 드럼통에 접속하고 아래쪽의 출구 아래에 목초액을 담는 용기를 설치한다.
③ 탄재는 길이 90센치, 직경 5센치 이하되는 것을 가로로 가마 안에 촘촘히 쟁인다. 굵은 탄재는 사용하기 전에 미리 가늘게 쪼개 건조시켜 두면 좋다.
④ 드럼통의 뚜껑을 하고 그림과 같이 아궁이를 만든다. 아궁이 주위는 진흙으로 덮고 통을 밀폐한다.
⑤ 아궁이에 연료를 넣어 태운다. 탄재는 약 300도로 가열하면 열로 분해되어 가스가 나온다. 공기중에서는 이 가스에 불이 붙어 타지만 밀폐된 가마 안에서는 가스(연기)는 나오지만 불이 붙지 않고 이 상태로 열분해가 끝나면 숯이 남는다. 불을 붙여 탄화가 끝날 때까지의 시간은 대개 6∼8시간이다.
⑥ 처음에는 하얗고 탁한 연기가 나오고 그 뒤에 투명한 느낌이 드는 연기로 변하게 된다. 연돌에서 연기가 나오지 않게 되면 가마 입구를 막고 연돌을 제거하며 거기에 흙을 덮어 하루밤 식히고 나서 숯을 끄집어낸다.
⑦ 용기에 고인 목초액을 끄집어낸다.
◆ 목초액을 정제하는 방법
① 채취한 조목초액은 가능한 한 깊은(단면 직경의 3배 이상) 용기에 넣어 보관한다. 용기는 농업용 플라스틱 같은 내산성의 재질을 사용하는 것이 좋다.
그림 3. 채취한 조목초액
② 약 1개월에 용기 안의 조목초액은 그림과 같이 세 개의 층으로 분리된다. 가능하면 6개월에서 1년간 그대로 두어 충분히 분리된 후 가운데 층의 투명한 목초액을 퍼낸다. 상층의 경유질 부분과 하층에 고인 타르분이 섞이지 않도록 하기 위해서는 기준으로서 상층부 10∼15%, 하층부 20∼30%를 남기도록 하면 된다.
③ 퍼낼 때에 포나 유리면으로 미리 여과하도록 한다.
④ 퍼낸 액의 약 2∼5%되는 양의 목탄분을 넣어 2주일 정도 두면 탄이 침전하여 액이 맑아진다. 타르분 등의 불순물이 숯에 흡착되므로 투명한 느낌이 있고 안정된 품질의 목초액이 만들어진다. 사용이 끝난 분탄은 그대로 토양개량제로 이용할 수 있다.
흑탄분을 사용하면 목초액과 혼합하여 검은 액이 되고 그대로는 분리되지 않으므로 원심분리기로 분탄을 분리한다. 농업용으로 사용할 때는 타르분만 분리해도 된다. 타르의 미립자가 홉입되면 토양에 사용할 때에 토양 입자에 달라붙어 물빠짐을 나쁘게 하는 원인이 된다.
미량의 타르분은 전착제 작용을 하므로 작물의 잎에 직접 살포하여 사용할 때는 전착제를 가하지 않아도 좋다.
상층부의 경질유는 포 등으로 여과하여 희석하면 소취제로서 사용할 수 있으며 타르분은 집 주위에 살포하여 두면 지네나 달팽이를 없애는 효과가 있다.