KR101003400B1 - 가축사료용 미생물 발효기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가축의 건강증진 및 질병을 예방하는 가축사료를 생산하기 목적으로 각종 조사료에 미생물을 투입한 후 이를 배합 발효시키는 기술분야에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 발효조의 상부를 제외한 전체부위를 가온챔버가 형성된 이중자켓으로 구성하고 상기 가온챔버에 채워진 열매체유를 가열하도록 하고, 상기 열매체유의 오버플로우 현상시 이를 회수함은 물론 열매체유의 수위저하시 자동으로 공급하는 열매체유 보조탱크를 구비함을 특징으로 한다.

이에 따른 본 발명은 미생물의 발효성능이 획기적으로 향상됨은 물론 발효조를 보온하는 열매체유의 유량을 자동으로 조절하며, 상기 발효조의 측벽 내면에 고착되는 이물질을 자동으로 제거하여 양질의 사료를 양산할 수 있는 효과를 제공한다.

가축, 사료, 미생물, 발효, 열매체유, 이중자켓, 열매체유 보조탱크

Description

가축사료용 미생물 발효기{Microorganism fermentation machine for feedstuff}

본 발명은 가축의 건강증진 및 질병을 예방하는 가축사료를 생산하기 목적으로 각종 조사료에 미생물을 투입한 후 이를 배합 발효시키는 기술분야에 관한 것으로, 특히 미생물의 발효성능이 획기적으로 향상됨은 물론 발효조를 보온하는 열매체유의 유량을 자동으로 조절하며, 상기 발효조의 측벽 내면에 고착되는 이물질을 자동으로 제거하여 양질의 사료를 양산할 수 있는 가축사료용 미생물 발효기에 관한 것이다.

일반적으로 밀집 사육되는 가축은 자연 상태로 성장하는 경우와 달리 질병에 대한 저항력이 약화하기 쉽고 일단 발병이 되면 급속하게 전파되기 때문에 양계와 양돈을 포함하는 축산농가는 질병의 치료와 예방의 차원에서 항생제를 사용하지 않을 수 없다.

그러나 이러한 목적으로 사용된 잔류 항생제는 축산물과 축산 가공식품을 통해 결국에는 사람에게 돌아오게 되는데, 이런 과정에서 병원성 미생물들은 항생제에 대한 내성을 계속 획득하게 되고 이를 해결하기 위해서는 더욱 많은 양의 항생 제를 사용하게 되는 악순환이 반복되는 실정이다.

또한, 상기 가축들은 가축의 종류와, 양육 상태에 따라 사료가 다르게 되며 각 특성에 따라 전문제조 공장에서 제조되는 배합사료를 주로 사용하고 있으나 상기 배합사료는 가축이 섭취하면 소화흡수율이 낮고 영양의 불균형이 발생하는 결점이 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 대안으로 축산농가 주변에서 확보할 수 있는 초목, 쌀겨, 보릿겨, 미강 등의 조사료(粗飼料)에 비타민 함량이 높은 효모균, 장내 균총을 형성하는 유기산 생성균, 분해 효소 활성이 높은 바실러스균 등의 각종 미생물을 투여하고, 이를 배합 발효함으로써 발효사료를 생산하며, 상기 미생물이 발효된 사료를 가축에게 급여함으로써 가축의 건강을 증진시키고 질병을 예방하여 과도한 항생제의 사용을 억제함은 물론 영양 물질의 소화와 흡수를 용이하게 하며 사료의 효율을 높이는 것이었다.

이와 같은 미생물이 발효된 사료는 축산농가에서 점진적으로 사용량이 증가하고 있는 실정이며, 이를 반영하듯 미생물이 발효된 사료를 전용으로 제조하기 위한 다양한 장비가 출시되고 있다.

상기한 가축사료에 미생물을 첨가하여 발효시키는 종래의 보편적인 선행기술은 발효조의 저부에 용수조와 전기히터를 구비한 용수에 의한 가온장치를 설치함으로써 사료의 발효를 효율적으로 수행하는 효과를 제공한다.

그러나 종래의 모든 미생물 발효기는 발효조의 저부에 한하여 가온장치가 국부적으로 설치됨으로써 발효조를 부분적으로 가온함에 따라 발효시간이 많이 소요 됨은 물론 사료에 함유된 미생물을 전체적으로 골고루 빠짐없이 발효하지 못해 발효성능이 현저하게 저하되는 일부의 개선점을 내포한다.

또한, 상기 용수조에 저장된 물은 온도가 상승함에 따라 외부로 오퍼플로우(Overflow) 하는 현상이 발생하나 이를 적절하게 처리하는 장치가 마련되지 않아 외부로 그냥 버려지며, 이에 따라 용수조의 수위가 저하된 후에는 이를 작업자가 일일이 보충해주어야만 하는 번거로움이 야기된다.

또한, 상기 발효조는 교반날개가 회전함에 따라 교반날개의 회전경로와 접하는 내벽의 전후면에는 미처 이물질이 달라붙지 못하는 반면, 상기 발효조의 양 측벽 내면에는 각종 이물질이 고착되며, 이는 장시간이 지남에 따라 부패하거나 악취가 발생함으로써 최종 생산되는 사료에 유해요인으로 작용하여 이를 가축에게 급여하는 경우 질병을 유발하는 심각한 문제점이 야기된다.

본 발명은 종래의 기술에 따른 미생물 발효기가 내포하고 있는 다수의 문제점을 적극적으로 해결할 수 있는 신개념의 가축사료용 미생물 발효기를 제공하기 위한 것으로, 이중자켓으로 구성한 발효조의 전체부위를 가열하여 미생물의 발효시간 단축 및 발효성능을 획기적으로 개선하도록 하고, 상기 발효조의 보온을 유지하는 열매체유의 유량을 자동으로 제어하도록 하며, 상기 발효조의 내벽에 부착되는 이물질을 자동으로 말끔하게 제거할 수 있도록 함을 발명의 해결 과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 적극적으로 해소하기 위한 방안으로 발효조의 상부를 제외한 전체부위를 가온챔버가 형성된 이중자켓으로 구성하고, 상기 가온챔버에 채워진 열매체유를 가열시키는 기술을 강구하도록 한다.

또한, 본 발명은 상기 열매체유의 오버플로우 현상시 이를 회수함은 물론 열매체유의 수위저하시 자동으로 공급하는 열매체유 보조탱크를 설치하는 기술을 강구하도록 한다.

또한, 본 발명은 교반축에 형성된 날개지지대에 발효조의 양 측벽 내면을 자동으로 긁어주는 스크래퍼를 설치하는 기술을 강구하도록 한다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 발효조는 상부를 제외한 전체부위를 감싸는 가온챔버가 마련된 이중자켓으로 구성됨으로써 미생물을 단시간에 효율적으로 발효함 은 물론 사료에 포함된 미생물을 골고루 빠짐없이 배합 발효시키는 효과를 제공한다.

또한, 상기 가온챔버의 온도상승에 따라 오버플로우 하는 열매체유는 자동으로 열매체유 보조탱크로 회수됨은 물론 온도저하시 자동으로 이를 공급함으로써 작업자가 열매체유를 보충하는 번거로움을 해소하고, 발효기의 운용에 따른 편의성을 제공한다.

더욱이 배합 발효과정에서 다수의 스크래퍼가 발효조의 양 측벽 내면에 고착되는 각종 이물질을 자동으로 제거함으로써 악취발생, 사료의 부패, 위해요소 및 가축의 발병을 예방하며, 고품질의 사료를 생산할 수 있게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 기대(1)의 상부에 안착되고, 양 측벽(11)의 사이에 형성된 발효챔버(12)의 상부를 제외한 전체부위를 내, 외벽(14)(14a)의 이중자켓으로 감싸게 형성되며, 상기 발효챔버(12)의 상부에 투입도어(13)가 설치되고, 상기 내, 외벽(14)(14a)의 사이에 형성된 가온챔버(15)에는 열매체유가 채워진 발효조(10)와; 상기 발효조(10)의 양 측벽(11)을 관통하여 발효챔버(12) 내에 회전가능하게 설치된 교반기(20)와; 상기 가온챔버(15)의 내부에 설치되어 열매체유를 가온시키는 시즈히터(30)와; 상기 발효조(10)의 후면 상부에 설치되고, 가온챔버(15)와 연결된 오버플로우관(42) 및 공급관(43)과 일체로 연통 설치되어 열매체유의 회수 및 공급을 자동으로 제어하는 열매체유 보조탱크(40)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

우선적으로 본 발명의 미생물 발효기를 지면으로부터 지지하는 기대(1)는 사방에 이동가능한 캐스터(2)가 설치되고, 상기 기대(1)의 상부 일측에는 각종 조사료를 골고루 배합하는 동시에 투입된 미생물을 발효시키는 발효조(10)가 안착된다.

상기 발효조(10)는 이격 설치된 한 쌍의 양 측벽(11) 사이에 발효챔버(12)가 형성되되 상기 발효챔버(12)에 투입된 사료와 미생물을 배합 발효할 수 있도록 열을 가함과 동시에 보온력을 발휘하는 이중자켓이 발효챔버(12)의 외부를 감싸게 형성된다.

이때 상기 발효챔버(12)의 상부에는 도 2와 같이 사료를 투입하기 위한 투입도어(13)가 설치됨에 따라 상기 발효챔버(12)의 상부를 제외한 전체부위에는 내, 외벽(14)(14a)의 이중자켓이 감싸게 형성되고, 상기 내, 외벽(14)(14a)의 사이에는 열매체유가 채워지는 가온챔버(15)가 형성되며, 상기 외벽(14a)의 외측에는 발효조(10)의 단열을 위한 단열재(16a) 및 외장커버(16)가 추가로 감싸게 설치된다.

상기 가온챔버(15)에 채워진 열매체유는 발효챔버(12)에 투입된 사료및 미생물을 가열하면서 발효시키는 역할을 수행함은 물론 고온열을 흡수한 후 이를 장시간 보유하는 역할을 수행함으로써 별도의 에너지를 동원하지 않더라도 발효챔 버(12) 내의 보온을 장시간 유지할 수 있게 된다.

이와 같은 열매체유(Thermal transfer oil)는, 잘 정제된 파라핀계의 특수한 윤활유의 일종으로 액상 또는 기상순환방식에 이용되는 열전달 매개체이다.

상기 열매체유는 높은 비열과 열전도성이 우수하여 일반적인 물이나 증기에 비해 고온의 열을 전달함은 물론 고온열을 장시간 보유할 수 있고, 오랫동안 높은 온도에서 사용이 가능하며, 별도의 고압용기를 요구하지 않아 저장용기의 설비에 따른 비용을 절감하여 경제성이 뛰어난 고유의 특성이 있다.

따라서, 상기 가온챔버(15)는 발효조(10)의 하부를 국부적으로 가열하는 종래의 획일적인 발효기와 달리 발효조(10)의 상부를 제외한 전체부위를 감싸도록 형성됨으로써 발효챔버(12)에 투입된 사료 및 미생물을 단시간에 가열하면서 신속하게 발효시킬 뿐만 아니라 미생물을 빠짐없이 완벽하게 발효시켜 발효기의 성능을 대폭 향상하며, 이에 따라 품질이 우수한 양질의 사료를 제조할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 의해 제조된 사료를 가축에 급여할 경우에는 건강증진 및 질병의 억제효과가 뛰어나고, 사료의 효율상승으로 사용량을 절감하며, 가축의 출하기간을 단축하는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 발효조(10)의 상부면에는 적정온도 이상으로 가열된 발효챔버(12)의 내부 온도를 내리는 동시에 발효에 필요한 공기 중의 산소를 충분하게 공급하여 습도조정을 병행하는 에어공급휀(17)이 설치되고, 상기 에어공급휀(17)의 타측에는 통풍구(17a)가 이격 설치됨으로써 최적의 발효조건을 제공하며, 상기 발효조(10)의 내부상태를 투입도어(13)를 개방하지 않고 외부에서 육안으로 확인, 점 검할 수 있도록 상기 투입도어(13)에는 투명한 투시창(13a)이 설치된다.

그리고 상기 발효조(10)의 하부에는 열매체유를 외부로 배출하기 위한 드레인밸브(18) 및 가온챔버(15)의 온도를 측정하는 온도센서(19)가 상기 가온챔버(15)와 연결 설치된다.

이러한 구성으로 이루어진 발효조(10)는 양 측벽(11)을 관통하여 발효챔버(12)의 내부에 사료 및 미생물을 골고루 배합하는 역할을 수행하는 교반기(20)가 회전 가능하게 설치된다.

상기 교반기(20)는 측벽(11)에 부착된 회전지지구(21)에 교반축(22)이 회전 자유롭게 결합되고, 상기 교반축(22)의 양측에는 방사상으로 다수의 날개지지대(23)가 형성되며, 이 날개지지대(23)에는 교반축(22)을 중심으로 스파이럴 방향이 상이한 한 쌍의 교반날개(24)(24a)가 설치되는 한편, 상기 교반축(22)은 기어드모터(25)에 동력전달부재(26)로 연결된 공지의 교반기가 적용됨으로써 상기 기어드모터(25)의 작동에 따라 교반날개(24)(24a)가 회전하면서 발효챔버(12) 내의 사료와 미생물을 골고루 배합시킬 수 있게 된다.

상기 가온챔버(15)의 내부에는 열매체유의 온도가 저하될 경우 인위적으로 열매체유를 가온함으로써 적은 에너지를 이용하여 발효조(10)를 가온시키는 시즈히터(30)가 설치되는 것으로, 상기 시즈히터(30)는 금속 보호관의 중심에 열선을 삽입시킨 후 보호관과 열선 사이 공간에 마그네샤라는 절연분말을 충진하여 열선과 보호관을 절연시킨 전열관의 일종으로 방수 및 취부가 매우 용이하다.

한편, 본 발명의 발효조(10)에는 가온챔버(15)에 채워진 열매체유의 유량을 자동으로 제어하는 열매체유 보조탱크(40)가 구비된다.

이를 위한 열매체유 보조탱크(40)는 발효조(10)의 상부 후면에 부착된 탱크지지대(41)에 수납되고, 가온챔버(15)와 각각 한 쌍의 오버플로우관(42) 및 공급관(43)을 매개로 연통 설치됨으로써 열매체유의 회수 및 공급을 자동으로 제어한다.

이때 상기 오버플로우관(42)은 가온챔버(15)의 온도가 상승함에 따라 외부로 오버플로우 하는 열매체유를 일시적으로 열매체유 보조탱크(40)로 회수시키는 경로를 제공하며, 공급관(43)은 온도저하시 자동으로 부족한 열매체유를 가온챔버(15)에 공급하는 역할을 수행하는 것으로, 특히 상기 공급관(43)은 도 4와 같이 오버플로우관(42)의 상단부보다 낮은 수위의 열매체유를 가온챔버(15)에 원활하게 공급할 수 있도록 오버플로우관(42)보다 낮은 높이로 형성된다.

또한, 상기 발효조(10)의 전면 하측에는 발효처리된 사료를 외부로 배출하기 위한 사료배출구(51)가 발효챔버(12)와 연통하여 설치되고, 이 사료배출구(51)에는 사료 배출장치(50)가 설치됨으로써 사료의 배출량을 자유롭게 조절할 수 있게 된다.

이를 위한 사료 배출장치(50)는 상기 사료배출구(51)의 양측에 한 쌍의 가이드레일(52)이 마주하게 설치되고, 이 가이드레일(52)을 따라 상하 슬라이딩 이동하면서 선택적으로 사료배출구(51)를 개폐하는 배출게이트(53)가 설치되며, 이 배출게이트(53)에 회전 자유롭게 결합된 나사봉(54)은 핸들(55)을 관통하여 나사 결합되고, 상기 배출게이트(53)의 전방에는 슈트(56)가 설치된다.

그리고 상기 핸들(55)은 발효조(10)의 전면에 부착된 회전지지대(57)에 베어링(58)을 매개로 회전 자유롭게 결합됨으로써 핸들(55)은 회전지지대(57)를 기점으로 정역방향으로 회전 가능함은 물론 회전지지대(57)로부터 분리되지 않는다.

따라서, 상기 핸들(55)을 회전시키면 나사봉(54)이 상하로 이동함과 동시에 배출게이트(53)가 연동함으로써 사료배출구(51)의 개폐를 단속함은 물론 상기 핸들(55)의 회전 정도에 따라 사료배출구(51)의 개도를 자유자재로 조절하면서 사료의 배출량을 미세하게 조절할 수 있게 된다. 또한, 상기 사료배출구(51)의 개폐조작이 매우 용이함은 물론 배출게이트(53)가 상하로 작동함에 따라 작동공간이 협소하여 사료 배출장치(50)의 전체적인 구조를 소형화할 수 있는 효과를 제공한다.

이러한 본 발명은 상기 발효조(10)의 양 측벽(11) 내면에 부착될 우려가 있는 각종 이물질을 자동으로 말끔하게 제거하는 별도의 이물질 제거장치(60)가 추가로 구비되는 것으로, 상기 이물질 제거장치(60)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 날개지지대(23)의 측면에 다수의 고정부재(61)가 상하 등간격으로 부착되고, 상기 고정부재(61)에는 발효조(10)의 양 측벽(11) 내면에 부착되는 이물질을 제거하는 스크래퍼(62)가 조립된다.

즉 상기 스크래퍼(62)는 고정부재(61)와 일치하는 위치에 장홈(63)이 형성되고, 이 장홈(63)을 고정부재(61)가 관통한 상태에서 너트(64)가 결합됨으로써 스크래퍼(62)는 견고한 조립상태를 유지함은 물론 상기 장홈(63)에 의해 좌우로 위치 가변되면서 측벽(11) 내면과의 간극을 자유롭게 조절함으로써 스크래퍼(62)는 최적의 성능을 발휘할 수 있게 된다.

따라서, 교반축(22)의 회전작동시 스크래퍼(62)는 자동으로 회전하면서 측벽(11) 내면에 달라붙은 이물질을 자동으로 말끔하게 제거함으로써 악취가 발생하거나 이물질의 부패 및 사료의 부패를 방지하며, 양질의 사료를 제조할 수 있게 된다.

또한, 상기 스크래퍼(62)의 선단에는 교반축(22)의 회전방향을 향하도록 제거날(65)이 절곡 형성됨으로써 이물질을 더욱 효율적으로 긁어주면서 말끔하게 제거할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명이 적용된 미생물 발효기의 정단면도

도 2는 본 발명의 내부구조를 나타낸 측단면도

도 3은 본 발명 시즈히터의 설치상태 확대단면도

도 4는 본 발명 열매체유 보조탱크 및 가온챔버의 연결상태 확대단면도

도 5는 본 발명 사료 배출장치의 작동상태 측단면도

도 6은 본 발명 투입도어의 개방상태 측단면도

도 7은 본 발명 이물질 제거장치의 설치상태 측단면도

도 8은 본 발명 이물질 제거장치의 분해 사시도

도 9는 본 발명 이물질 제거장치의 조립상태 평단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 발효조 12: 발효챔버

15: 가온챔버 17: 에어공급휀

20: 교반기 23: 날개지지대

30: 시즈히터 40: 열매체유 보조탱크

42: 오버플로우관 43: 공급관

50: 사료 배출장치 53: 배출게이트

54: 나사봉 55: 핸들

60: 이물질 제거장치 61: 고정부재

62: 스크래퍼 63: 장홈

Claims (6)

1. 기대(1)의 상부에 안착되고, 양 측벽(11)의 사이에 형성된 발효챔버(12)의 상부를 제외한 전체부위를 내, 외벽(14)(14a)의 이중자켓으로 감싸게 형성되며, 상기 발효챔버(12)의 상부에 투입도어(13)가 설치되고, 상기 내, 외벽(14)(14a)의 사이에 형성된 가온챔버(15)에는 열매체유가 채워진 발효조(10)와;

   상기 발효조(10)의 양 측벽(11)을 관통하여 발효챔버(12) 내에 회전가능하게 설치된 교반기(20)와;

   상기 가온챔버(15)의 내부에 설치되어 열매체유를 가온시키는 시즈히터(30)와;

   상기 발효조(10)의 후면 상부에 설치되고, 가온챔버(15)와 연결된 오버플로우관(42) 및 공급관(43)과 일체로 연통 설치되어 열매체유의 회수 및 공급을 자동으로 제어하는 열매체유 보조탱크(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 가축사료용 미생물 발효기.
2. 제 1항에 있어서,

   열매체유 보조탱크(40)에 연통 설치되는 공급관(43)은 오버플로우관(42)의 상단부보다 낮은 수위의 열매체유를 가온챔버(15)에 원활하게 공급하도록 오버플로우관(42)보다 낮은 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 가축사료용 미생물 발효기.
3. 제 1항에 있어서,

   발효조(10)의 전면 하측에는 발효챔버(12)와 연통된 사료배출구(51)가 설치되고, 상기 사료배출구(51)의 양측에 설치된 가이드레일(52)을 따라 상하 슬라이딩 이동하면서 사료배출구(51)를 개폐하는 배출게이트(53)가 설치되며, 상기 배출게이트(53)에 결합된 나사봉(54)은 핸들(55)을 관통하여 나사 결합되는 한편, 상기 핸들(55)은 발효조(10)에 부착된 회전지지대(57)를 관통하여 회전 자유롭게 결합된 사료 배출장치(50)가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 가축사료용 미생물 발효기.
4. 제 1항에 있어서,

   교반기(20)는 교반축(22)의 양측에 방사상으로 설치된 다수의 날개지지대(23)에 상하로 다수의 고정부재(61)가 부착되고, 상기 고정부재(61)에는 발효조(10)의 양 측벽(11) 내면에 부착되는 이물질을 제거하는 스크래퍼(62)에 형성된 장홈(63)을 관통한 상태로 스크래퍼(62)가 좌우 위치조절 가능하게 조립된 이물질 제거장치(60)가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 가축사료용 미생물 발효기.
5. 제 4항에 있어서,

   스크래퍼(62)의 선단에는 교반축(22)의 회전방향으로 절곡된 제거날(65)이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 가축사료용 미생물 발효기.
6. 제 1항에 있어서,

   발효조(10)의 상부면에는 공기중의 산소를 공급하는 에어공급휀(17) 및 통풍구(17a)가 이격 설치되고, 상기 발효조(10) 내부를 육안으로 확인하는 투시창(13a)이 투입도어(13)에 설치되며, 상기 발효조(10)의 하부에는 가온챔버(15)에 연결된 드레인밸브(18) 및 온도센서(19)가 설치된 것을 특징으로 하는 가축사료용 미생물 발효기.

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