KR101337883B1 - 결착제를 이용한 코팅된 가축사료용 전지면실의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결착제를 이용한 코팅된 가축사료용 전지면실의 제조방법으로서, 본 발명에 따른 코팅된 전지면실을 제조하는 제조방법은 전지면실의 자체의 영양분을 최대한 이용할 수 있도록 할뿐만 아니라, 종래의 전지면실과 비교하여 볼 때 그 효능은 유지한 채, 사료제조업체에서 엉김현상과 분진의 발생을 억제함으로서 작업환경을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 계랑작업과 혼합작업을 용이하게 할 수 있으므로 환경문제 해결할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

결착제를 이용한 코팅된 가축사료용 전지면실의 제조방법{A Preparation Method of the coated whole cottonseed for animal feed using by binding agent}

본 발명은 가축의 사료로서 사용되고 있는 전지면실을 코팅 처리하는 방법에 관한 것이고, 구체적으로는 결착제를 이용한 코팅된 가축사료용 전지면실의 제조방법에 관한 것이다.

[문헌 1] Pires, A. V.,, M. L.,, J. L.,, Y. C. 2007. Effects of Heat Treatment and Physical Processing of Cottonseed on Nutrient Digestibility and Production Performance by Lactating Cows. Journal of Dairy Science,(8):1685-1694.

[문헌 2] Moreira, V. R., Satter, L. D. and Harding, B. 2004. Comparison of Conventional Linted Cottonseed and Mechanically Delinted Cottonseed in Diets for Dairy Cows. Journal of Dairy Science. 87:131138

[문헌 3] Beranrd, J. K. 1999, Performance of Lactating Dairy Cows Fed Whole Cottonseed Coated with Gelatinized Cornstarch. Journal of Dairy Science. 82:13051309.

[문헌 4] 한인규. 1991. 사료와 영양(Feeds & Nutrition), 한국영양사료학회, 선진 문화사.

전지면실은 가축에 있어 기호성이 좋고 에너지(2.3M㎈ NEl/㎏)도 높으며, 지방이 약 15~ 17%, 단백질이 15~21%, TDN 85~90%, 조섬유(26~31% ADF)가 24% 정도로 함유한 것으로 알려져 있으며, 한 종류의 사료에 이처럼 다양한 영양특성을 가지고 있는 사료도 드물다(Pires 등, 1997).

전지면실의 고섬유소는 농후사료 위주로 사육이 불가피한 고능력우에 정상적인 유지율를 유지해 준다. 전지면실은 면실피와 실보푸라기에 의해 둘러싸여 있기 때문에 반추위에서 분해가 되지 않고 소장으로 우회하는 지방함량이 어느 정도 함유되어 있다. 전지면실은 이물질이 없고 흰색에서 흰회색의 색깔을 가지고 있어야 하고 흔들어 보아 덜컹덜컹 소리가 나야 우수한 품질의 면실로 판단할 수 있다.

만약 면실 수확시 비를 맞은 면실은 저장기간 동안 열이 발생하고 곰팡이가 발생하여 면실의 색깔이 어두고 검은 색을 띈다. 이로 인하여 단백질은 열에 손상을 받아 지방산 분해(지방이 지방산으로 분해)가 일어나게 되고 이 지방산이 면실의 품질을 떨어뜨린다.

일반적으로 면화산업에서 생산되는 면실은 고급 옷감이나 침구류에 사용되는 값비싼 소재로서 가공공정에서 충분하게 분리가 되지만 종실의 껍질에 붙어있는 소량의 면실까지는 완전하게 분리할 수는 없다. 따라서 가축사료로서 사용되고 있는 전지면실은 딱딱한 껍질로 둘러싸인 종실과 함께 항상 일정량의 면실이 껍질에 달라붙어 있게 되는 것이다.(Bernard, 1999)

이와 같이 종실표면에 붙어 있는 면실은 서로 뒤엉켜서 뭉쳐지게 되면, 다른 사료원료와 혼합을 어렵게 하거나 분리현상을 일으키고, 분진을 발생시켜 작업환경을 악화시킨다.(Moreira 등, 2004)

따라서 본 발명에서는 전지면실에 붙어있는 면실을 코팅 처리하는 방법을 제시함으로서 면실이 뭉쳐지는 특성상, 종래에는 배합공장에서 사료 원료로서 사용하기 어려웠던 문제점을 해소하고 작업환경을 개선하는 방안을 제시하고자 한다.

그러나, 상기 문헌 어디에도 결착제를 이용한 코팅된 가축사료용 전지면실의 제조방법에 대한 기술내용이 개시되거나 교시된 바는 없다.

따라서 본 발명자들은 전지면실의 표면에 붙어있는 면실{Linter; 잔 솜털)을 코팅 처리하여 면실에 의한 엉김현상과 뭉쳐지는 현상을 방지함과 동시에 분진의 발생을 억제함으로서 작업환경 개선할 뿐만 아니라 가축사료 제조를 편리하게 하는 방법을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 결착제를 이용한 코팅된 가축사료용 전지면실을 제조하는 제조방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명은 호화전분, 리그노설페이트, 젤라틴류, 당밀 및 셀룰로오스로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 결착제 성분을 이용한 코팅된 가축사료용 전지면실을 제조하는 제조방법을 제공한다.

보다 구체적으로는, 본 발명은 (1) 전지면실에 정제수를 스프레이로 서로 혼합기에서 혼합하여 전지면실 및 정제수 혼합물을 제조하는 제 1단계; (2) 상기 혼합물을 교반하는 제 2단계; (3) 상기 교반된 혼합물에 결착제를 투입하고 혼합하여 결착물을 제조하는 제 3단계; (4) 상기 결착물을 고온으로 건조하는 제 4단계 공정을 포함하는, 코팅된 가축사료용 전지면실을 제조하는 제조방법을 제공한다.

상기 제조방법의 제 1단계에서, 상기 전지면실은 호주산, 미국, 중국, 인도, 파키스탄, 브라질, 터키, 우즈베키스탄, 그리스, 베트남 등의 수입산 또는 국내산 전지면실임을 특징으로 한다.

상기 제조방법의 제 1단계에서, 상기 전지면실 및 정제수 혼합물은 전지면실 중량 대비 1 내지 20% (v/w), 바람직하게는 3 내지 10% (v/w) 부피의 정제수를 혼합함을 특징으로 한다.

상기 단계에서, 전지면실에 정제수를 스프레이로 혼합하는 단계에서 정제수를 사용하는 이유는 종실에 붙어있는 면실에 물이 스며들게 한 다음, 이를 일정시간 동안 교반하면 뒤엉켜져서 뭉쳐진 면실들이 쉽게 분리되기 때문이다. 상기 범위보다 전지면실 및 정제수 혼합물의 혼합 비율이 적으면 면실의 분리가 어려워지고, 이보다 많아지면 건조시간이 길어져서 오히려 경제성이 나빠질 우려가 있다.

상기 제조방법의 제 2단계에서, 상기 전지면실 및 정제수 혼합물은 1분 내지 60분, 바람직하게는 5분 내지 30분 동안, 교반속도 10 내지 100rpm, 바람직하게는 20 내지 50rpm의 속도로 교반함을 특징으로 한다.

상기 단계에서, 상기 교반 시간의 범위보다 적은 시간동안 교반하면 면실의 분리효과를 기대할 수 없고, 이보다 많은 시간을 교반하면 오히려 면실이 뭉쳐지는 역효과가 있다.

상기 제조방법의 제 3단계에서, 상기 결착제는 호화전분, 리그노설페이트, 젤라틴류, 당밀 및 셀룰로오스 등으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 결착제, 바람직하게는 호화전분, 리그노설페이트 단독 또는 이의 조합임을 특징으로 한다.

상기 제조방법의 제 3단계에서, 상기 결착제를 상호 조합하여 사용하는 경우에는, 호화전분 및 리그노설페이트의 상대적인 중량 배합비가 호화전분 및 리그노설페이트 조합의 상대적인 배합중량비가 0.5 내지 10: 1(w/w), 바람직하게는 1 내지 8: 1(w/w)로 배합됨을 특징으로 한다.

상기 제조방법의 제 3단계에서, 상기 결착제의 투입량은 전지면실 중량대비 0.01 내지 30%, 바람직하게는, 0.1 내지 10% 양(w/w)의 결착제를 투입함이 바람직하며, 여기에서, 통상 결착제의 종류에 따라 사용량을 달리 적용할 수 있는데, 호화전분의 경우에는 2 내지 5%(w/w), 젤라틴류는 0.5 내지 2% (w/w), 리그노설페이트의 경우에는 1 내지 3%(w/w) 양을 사용함이 바람직하다. 그러나 결착제를 적어도 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우에는 사용량을 조절할 수 있다.

상기 제조방법의 제 3단계에서, 상기 결착제의 투입 방법면에서 결착제 총 투입량 대비 약 1/100 내지 1/5 (w/w), 바람직하게는 약 1/50 내지 1/10 (w/w) 양으로 수회 균등 분할하여 연속적으로 투입하면서 교반함이 바람직하다.

본 발명에서 결착제의 투입 방법은 본 발명의 효과를 극대화하는데 매우 중요한 요인이므로 결착제는 고르게 분산될 수 있도록 가능한 여러 차례 나누어 투입하는 것이 바람직하다. 만약 투입하는 결착제가 불규칙하게 투입될 경우에는 미리 상기 정제수와 혼합된 면실에 결착제가 불규칙하게 결착될 우려가 있다. 결착제가 수분을 흡수한 면실에 고르게 분산되어 결착될 경우에는 결착효과가 클 뿐 만 아니라 결착제의 사용량도 줄일 수 있어 경제적 효과가 높아진다.

상기 결착제 소재를 사용하는 원리는 면실 종실껍질에 붙어있는 면실이 단단하게 결착되어 일정한 형태로 유지되게 하는 것이다.

상기 제조방법의 제 4단계에서, 상기 고온으로 건조하는 단계는 열풍건조법, 고온가열 건조법, 진공건조법으로부터 선택된 건조법으로 건조 온도는 50 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 150℃에서 건조시간은 약 10분 내지 24시간, 바람직하게는 약 20분 내지 50분 동안 수행함이 바람직하다.

상기 건조단계를 수행한 전지면실의 수분함량은 10.5%로 측정되었고, 외관상 표면의 결착정도는 매우 우수함을 확인하였다.

상기 과정을 통해 수득된 가축사료용 전지면실은 전지면실의 자체의 영양분을 최대한 이용할 수 있도록 한다. 또한 본 발명의 따른 제조방법에 의하여 제조된 전지면실는 종래의 전지면실과 비교하여 볼때 그 효능은 유지한 채 사료제조업체에서 엉김현상과 분진의 발생을 억제함으로서 작업환경을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 계랑작업과 혼합작업을 용이하게 할 수 있으므로 환경문제 해결에도 일조할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지면실을 코팅 처리하는 방법은 전지면실의 자체의 영양분을 최대한 이용할 수 있도록 할뿐만 아니라, 종래의 전지면실과 비교하여 볼 때 그 효능은 유지한 채, 사료제조업체에서 엉김현상과 분진의 발생을 억제함으로서 작업환경을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 계랑작업과 혼합작업을 용이하게 할 수 있으므로 환경문제 해결할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅전, 후 처리된 전지면실을 나타낸 도이다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 만으로 제한되는 것은 아니다.

실시예 1. 호화전분으로 결착 처리된 전지면실의 제조

본 실시예에서는 목적하는 온도의 열풍을 공급하는 열풍공급 장치(자체제작,(주)셀텍, 대한민국)가 부착되어 있고, 회전하는 축의 바깥쪽에 페널이 장착된 교반기(5m³)(CML-200, 대한민국)를 사용하여 실시하였다.

먼저 호주산 전지면실(Cargill Australia Limited, Australia)을 200kg를 교반기에 투입하고 정제수를 10리터를 투입한 다음, 교반하였다. 이때 교반속도 30rpm, 10분 동안 교반하여 면실의 분리를 확인하였다. 그리고 결착제로서 옥수수 호화전분(suprex corn, ㈜FFA, 스위스)을 4kg을 각각 200g씩 나누어서 5분 간격으로 균일하게 투입하면서 연속적으로 교반하였다. 결착제의 투입이 종료된 즉시 열풍기 장치를 가동하였다. 이때 열풍온도는 100℃, 가동시간은 약 30분 정도가 소요되었다. 건조가 종료된 전지면실의 수분함량은 10.5%로 측정되었고, 외관상 표면의 결착정도는 매우 우수함을 확인하였다.

또한 본 실시예 1에서는 결착이 완료된 전지면실을 총 10두의 홀스타인 젖소를 대상으로 기호도를 평가하였다. 평가방법은 문헌에 기재된 방법으로 배합사료 급여 후 3시간이 경과했을 때 top dressing 방법으로 전지면실을 급여하여 기호도를 조사하였다.(한인규 등, 1991) 이때 기호도 평가결과에서는 즉시 섭취는 7두, 5분이내 급여는 3두, 섭취를 거부한 젖소는 없었다.

실시예 2. 리그노설페이트로 결착 처리된 전지면실의 제조

본 실시예에서는 실시예 1과 동일한 교반기를 사용하였다. 호주산 전지면실을 100kg를 교반기에 투입하고 정제수를 5리터를 투입한 다음, 교반하였고 이때 교반속도 30rpm, 12분 동안 교반하여 면실의 분리상태를 확인하였다. 본 실시예 2에서는 결착제로서 리그노설페이트(Lignosulfate, Bellingham)를 2kg을 각각 100g씩 나누어서 5분 간격으로 균일하게 투입하면서 교반하였다. 결착제의 투입이 종료된 즉시 열풍기 장치를 가동하였고, 이때 열풍온도는 100℃, 가동시간 약 20분 정도가 소요되었다. 건조가 종료된 전지면실의 수분함량은 9.85%로 측정되었으며 결착이 완료된 전지면실의 색깔이 갈색을 띄었고 외관상 결착도는 호화전분에 비하여 다소 높은 것으로 평가되었다.

실시예 1과 동일한 방법으로 기호도를 평가한 결과, 즉시 섭취한 소는 0두, 5분 내 섭취는 2두, 나머지는 젖소는 거의 섭취하지 않았다. 이와 같이 젖소가 섭취를 거부하는 이유는 리그노설페이트에 함유된 황(sulfur)에 의하여 쓴 맛 때문에 젖소가 섭취를 거부한 것으로 추정된다.

실시예 3. 호화전분과 리그노설페이트를 3:1 비율로 혼합하여 결착 처리된 전지면실의 제조

본 실시의 예에서는 결착력이 호화전분보다 우수한 리그노설페이트와 사료의 기호성이 우수한 호화전분을 2:1 비율로 혼합하여 결착력과 기호성이 상호 보완된 결과를 얻기 위하여 실시하였다. 본실시의 예에서는 실시예 1과 2에서와 마찬가지로 동일한 교반기를 사용하여 실시하였다. 즉 열풍을 공급하는 열풍공급 장치가 부착되어 있고, 회전하는 축의 바깥쪽에 페널이 장착된 교반기(5m³)를 사용하였다.

교반기에 호주산 전지면실을 200kg를 교반기에 투입하고 정제수를 10리터를 투입하여 교반하였다. 그리고 결착제로서 옥수수 호화전분을 3kg와 리그노설페이트를 1kg을 혼합한 다음, 각각 200g씩 나누어서 5분 간격으로 균일하게 투입하면서 연속적으로 교반하였다. 교반 후에는 3분 정도 열풍기를 가동하였다. 건조가 종료된 전지면실의 수분함량은 10.7%로 측정되었고, 외관상 결착도는 매우 우수하였으며 엷은 갈색을 띄었다.

직접 젖소에게 급여한 기호도 평가에서는 즉시 섭취는 4두, 5분 이내 급여는 4두, 섭취를 거부한 젖소는 1두로 평가되었다.

실시예 4. 호화전분 및 리그노설페이트의 내구성 측정실험

호화전분 및 리그노설페이트를 이용하여 코팅면실의 내구성을 측정하기 위하여 상기 실시예 1 및 2와 동일한 방법으로 코팅면실을 생산하였다. 이때 호화전분의 농도는 1, 2, 3, 4, 5%로 하여 각각 생산하였으며, 리그노설페이트의 농도는 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0%로 하여 제조하였다. 내구력(durability index) 측정은 측정기 (Durability tester, Oriental Moror, Japan)을 이용하여 측정하였다.

시료 500g을 측정기(tester)에 넣고 50rpm에서 10분간 회전하였다. 발생된 미세분진의 량과 전체 투입된 시료의 량을 측량 후 미세분진의 비율을 백분률로 산출하였다(ASABE. 2003. Cubes, pellets and crumbles definitions and methods for determining density, durability and moisture content. ASABE Standards,St. Joseph, MI: 269).

상기 실험결과, 호화전분의 첨가량이 5~2%까지는 미세분진의 차이가 없었으나, 호화전분 1%에서는 미세분진의 발생량이 많이 증가하였다. 리그노설페이트의 첨가량이 3%에서 1%로 감소할수록 미세분진의 발생비율은 지속적으로 증가하였다. 전반적으로 리그노설페이트를 이용하여 코팅시에는 호화전분을 이용하여 코팅할 때 보다 미세분진의 발생량이 많았다. 결과적으로, 호화전분의 경우 내구력은 2% 첨가시 분진발생량이 3.5%로 가장 효과적이었으며, 리그노설페이트의 내구력은 3% 첨가시 분진발생량이 5.3%로 효과적이었다.

Claims (11)

1. (1) 전지면실에 정제수를 전지면실 중량 대비 1 내지 20% (v/w) 부피의 정제수를 혼합스프레이로 서로 혼합기에서 혼합하여 전지면실 및 정제수 혼합물을 제조하는 제 1단계; (2) 상기 혼합물을 1분 내지 60분동안, 교반속도 10 내지 100rpm의 속도로 교반하는 제 2단계; (3) 상기 교반된 혼합물에 전지면실 중량대비 0.01 내지 30%양(w/w)의 호화전분, 리그노설페이트 단독 또는 이의 조합의 결착제를 결착제 총 투입량 대비 1/100 내지 1/5 (w/w)양으로 수회 균등 분할하여 연속적으로 투입하면서 혼합하여 결착물을 제조하는 제 3단계; (4) 상기 결착물을 50 내지 200℃에서 건조시간은 10분 내지 24시간 동안 열풍건조법, 고온가열 건조법, 진공건조법으로부터 선택된 건조법으로 건조하는 제 4단계 공정을 포함하는, 코팅된 가축사료용 전지면실을 제조하는 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 제조방법의 제 1단계에서, 상기 전지면실은 호주산, 미국, 중국, 인도, 파키스탄, 브라질, 터키, 우즈베키스탄, 그리스, 베트남 수입산 또는 국내산 전지면실임을 특징으로 하는 제조방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 제조방법의 제 3단계에서, 상기 결착제를 상호 조합하여 사용하는 경우에는, 호화전분 및 리그노설페이트의 상대적인 중량 배합비가 호화전분 및 리그노설페이트 조합의 상대적인 배합중량비가 0.5 내지 10: 1(w/w)로 배함됨을 특징으로 하는 제조방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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