KR101504150B1 - 가축의 도축 혈액 단백질로 부터 고품질 아미노산 비료 및 사료의 고속,고효율 종합 생산 시스템과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 종합 시스템은, 도축시설(1)에서 수집된 도축 동물들(1a)의 혈액(1b)을 미세 입자 상태로 분산시킴으로써 안정화된 유화상태의 액상 혈액(1c)으로 균질화시키는 고압 균질기(12); 상기 고압균질기(12)를 통과하여 초미세 입자 형태로 분해 및 균질화된 혈액(1c)에 단백질 분해효소와 지방 분해효소를 포함하는 천연 효소제들을 투입하여 분해 반응과정을 진행시킴으로써 상기 혈액(1c) 내의 단백질이 아미노산 성분들로 분해되도록 하는 효소분해반응 장치부(20); 상기 효소분해 반응 장치부(20)에서 배출된 혈액(1c)을 액상물질(1d)과 고형분(1e)으로 분리하는 필터 프레스(25); 상기 필터 프레스(25)에서 분리된 액상 물질(1d)을 전달받아 미네랄, 질소, 인산, 칼륨을 포함하는 비료성분들을 투입하고 혼합함으로써 아미노산이 함유된 액상비료(1d')를 제조하는 믹서(30); 상기 믹서(30)에서 제조된 액상비료(1d')를 자기력선들의 사이로 통과시켜 자화수 처리하는 자화수기(40a); 상기 자화수기(40a)를 통과한 액상비료(1d')를 냉장 보관하는 액상 비료 저장탱크(70); 상기 액상 비료 저장탱크(70)에 보관한 액상비료(1d')를 일정한 용량만큼씩 분배하여 개별 포장 단위로 포장할 수 있도록 하는 분배기(75);를 포함한다.

Description

가축의 도축 혈액 단백질로 부터 고품질 아미노산 비료 및 사료의 고속,고효율 종합 생산 시스템과 그 제조방법{System for total producing high speed and high quality amino acids fertilizers and feeds, using the slaughtered livestock's blood protein , and the producing method thereof}

본 발명은 가축의 도축 혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속,고효율 종합 생산 시스템과 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 가축의 도축과정에서 발생하는 혈액에 존재하는 단백질과 지방질에 단백질 분해효소 및 지방 분해효소를 포함한 천연 미생물 효소제를 투여하여 도축동물의 혈액에 들어있는 단백질을 2-3시간의 단시간 내에 아미노산으로 분해시키고 지방질과 유기물질 등의 성분들을 1-2시간의 단시간 내에 분해 시키고 혈액내에 존재하는 철 성분과 염분 등을 제거함으로서 고품질의 아미노산 액상 비료 제품과 분말 형태의 사료제품을 한꺼번에 생산할 수 있도록 하는 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 종합 생산 시스템과 그 제조 방법에 관한 것이다.

전 세계적으로 가축의 도축량은 계속적으로 증가하고 있어 이에 따른 도축 혈액 발생량도 증가되고 있다. 도축 혈액은 일부 식용으로 사용되거나 혈분으로 가공되어 사용되는것을 제외하고 도축혈액 발생량의 80%이상이 폐기물로 버려지고 있는 실정이다.

전 세계적으로 소, 돼지, 닭 등의 식용가축들을 도살하는 도축장은 수만개에 이른다. 중국 5,000여개 이상, 미국 3,000여개, 중남미 국가, 호주 등 5,000여개 이상, 동남아 국가, 유럽 국가등 전 세계의 도축장 수는 수만개가 운영되고 있으며, 전세계 각국의 도축장에서 발생하는 도축 혈액량은 연간 1천5배만톤-2천만톤의 막대한 량의 도축혈액이 발생 된다. 지금까지 이 도축 혈액들의 거의 대부분은 폐기되었으며, 극히 일부만이 의약품의 원료로서 사용되거나 혹은 혈분(血粉)등과 같이 건조된 형태로 동물사료를 만드는데 이용되어 왔다.

그런데, 사실 가축의 혈액은 각종 단백질과 영양소 및 무기질이 풍부하게 함유된 미지의 생명활성물질이라고 할 수 있는 것이기 때문에, 이러한 생명활성물질이 가득한 축산부산물을 그냥 폐기한다는 것은 자원의 낭비로서 너무나 아까운 일이 아닐 수 없다. 특히 가축의 혈액 중 혈장 부분에는 알부민(albumin), 글로블린(globulin)과 같은 단백질 성분들이 함유되어 있고, 적혈구 부분에는 헤모글로빈이라는 단백질 성분이 다량 함유되어 있으므로, 이들 단백질 성분들을 생물학적 혹은 화학적 방법으로 잘 분해하고 처리할 수만 있다면 아미노산 등과 같이 유용한 물질들을 회수할 수 있는 것이다.

그러나 전 세계적으로 가축의 혈액이 자원으로서 충분히 재활용되지 못하고 거의 대부분 폐기 처리되고 있기 때문에, 유용 자원의 낭비는 물론 환경오염의 주된 원인으로서 큰 문제를 낳고 있는 실정이다.

한편 전 세계적으로도 도축시설에서 나오는 폐혈액의 처리문제는 점점 심각해지고 있는 형편이다. 런던 협약에 의해 2013년도 부터는 해양투기가 금지되어 도축혈액의 처리 문제는 더욱 심각한 문제로 대두되고 있다. 전 세계적으로 발생되는 도축 혈액의 거의 대부분 단순 폐기됨으로 인해 막대한 처리비용과 자원의 낭비 및 환경오염이 날로 심각해지고 있다. 그리고 중국과 동남아시아 각국들에서도 육류의 소비증가와 더불어 도축시설 및 도축 가축수가 매년 증가하고 있기 때문에 도축과정에서 발생하는 가축 폐혈액의 처리문제가 더욱 심각한 문제로 대두되고 있다.

도1은 종래의 도축 동물의 폐혈액 처리 시스템을 도시한 것이다. 도1을 참고하여 종래 도축장에서 나온 폐혈액을 처리하는 절차를 설명하면, 우선 도축시설(1)에서 가축 동물(1a)을 도축할 때 그 과정에서 나오는 동물의 혈액(1b)은 도축시설(1)내에 설치된 혈액수집관(2)을 통해 일정한 장소로 수집된다. 이어서 수집된 혈액(1b)은 이송펌프(2a)에 의해 혈액이송관(2b)을 타고 혈액저장탱크(3)로 이송되며, 혈액저장탱크(3)에 저장된 혈액은 혈액통(4) 등에 담겨 차량(5)으로 소각시설(6) 또는 폐수처리시설(7)로 이송되어 폐기된다. 도1에서 미설명부호 3a는 혈액저장탱크(3)의 배출관에 설치된 밸브를 가리킨다.

종래의 도축 폐혈액을 폐기 처리하는 방법으로는 도1에 설명된 바와 같이 소각시설(6)에서 고온의 불길에 폐혈액을 넣어 태워버리는 소각방법과, 폐수처리시설(7)에서 염산 등의 화공약품을 이용해 살균 처리하는 수처리 방법이 있는데, 두 가지 방법 모두 비용 및 성과 측면에서 그리 만족스럽지 못했다.

세계 각국은 도축혈액 처리에 엄격한 규제를 하고 있으며 축산업자가 폐혈액 처리를 위해 폐기물 처리업체에 지불해야 하는 비용이 만만치 않기 때문에 결과적으로 축산업의 원가구조에 상당한 부담으로 작용하고 있는 형편이다.

이와 같이 종래에는 도축 혈액을 처리하는 것이 비용적 및 환경적으로 상당히 부담스럽기만 한 과제였는데, 최근에는 도축 혈액을 단순히 폐기물로만 간주하던 종래의 시각에서 벗어나, 재활용이 가능한 유용한 자원으로서 새롭게 인식하려는 움직임이 일고 있다. 특히 미국, 유럽 등의 선진국에서 먼저 도축 혈액으로부터 단백질과 아미노산 등 유용한 물질을 추출하거나 사료 등의 원료로서 재활용하고자 하는 연구가 시도되었으며, 이에 영향을 받아 몇몇 업체들이 동물의 도축혈액을 재활용해서 만든 비료 등을 제품 형태로 내놓은 바가 있다. 그러나 도축혈액의 재활용에 관해 현재까지 상용화된 기술에 의하면, 혈액속의 단백질을 분해하는 방법으로 화학적 분해와 효소 분해 방법이 있는데 화학적 분해 방식은 일부 아미노산의 파괴와 화학 잔류물이 존재하고 종전의 자연 효소 분해 방법은 20일-30일이 소요되어 대량 생산을 할 수없는 단점이 있었다. 또한, 도축혈액을 이용한 비료 제품은 내용물이 유기물로서 쉽게 부패될 수 있는데 종전의 제품은 이러한 기술적 한계를 극복하지 못 한 단점이 있었다. 따라서 도축 혈액을 최대한 빠른 시간 안에 처리해 낼 수 있으면서도 처리 후 산물의 상업적 활용도를 충분히 높여 도축 혈액 처리시설의 건설 및 운영에 드는 비용을 조기에 회수할 수 있고 더 나아가 도축 혈액 처리시설을 운영하는 것 자체가 상당한 부가가치를 창출할 수 있도록 하는 새로운 도축혈액 처리 시스템과 공법을 개발할 필요가 있었다.

특히 최근에는 위생적인 도축환경을 가진 도축장들이 새롭게 설치되어 도축 혈액을 위생적으로 수집하는 것이 가능해짐으로써, 도축 혈액을 산업적으로 재활용 할 수 있게끔 하는 기초적인 토대가 갖추어지고 있다. 따라서 이러한 최근의 산업적 추세에 부응하여 가축의 혈액을 어느 것 하나 버리는 것 없이 재활용하여 고품질의 아미노산 비료와 사료를 한꺼번에 대량으로 고속 생산할 수 있도록 하는 신기술을 개발할 필요성이 있었다.
[선행기술 문헌]
한국 등록특허공보 등록번호 제10-0699321호(공고일: 2007.03.23)
한국 공개특허공보 공개번호 제10-2008-0040296호(공개일: 2008.05.08)

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 가축의 도축혈액에 단백질 분해효소 및 지방 분해효소를 포함한 천연 미생물 효소제를 투여하여 혈액에 들어있는 단백질과 지방, 유기물질 등의 성분들을 2∼3시간의 단시간 내에 분해 시킴으로써 고품질의 아미노산 액상 비료 제품과 분말 형태의 사료제품을 한꺼번에 생산할 수 있도록 하는 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산시스템과 그 생산방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 도축 혈액 단백질 자원을 활용한 아미노산 비료 및 사료의 일괄 생산 시스템은, 도축시설(1)에서 수집된 도축 동물들(1a)의 혈액(1b)을 초미세 입자 상태로 분산시킴으로써 안정화된 유화상태의 액상 혈액(1c)으로 균질화시키는 고압 균질기(12); 상기 고압균질기(12)를 통과하여 초미세 입자 형태로 분해 및 균질화된 혈액(1c)에 단백질 분해효소와 지방 분해효소를 포함하는 천연 효소제들을 투입하여 효소분해반응 과정을 진행시킴으로써 상기 혈액(1c) 내의 단백질이 아미노산 성분들로 분해되도록 하는 효소분해 반응 장치부(20); 상기 효소분해반응 장치부(20)에서 배출된 용액(1c)을 액상물질(1d)과 고형분(1e)으로 분리하는 필터 프레스(25); 상기 필터 프레스(25)에서 분리된 액상물질(1d)을 전달받아 미네랄, 질소, 인산, 칼륨을 포함하는 비료성분들을 투입하고 혼합함으로써 아미노산이 함유된 액상비료(1d')를 제조하는 믹서(mixer, 30); 상기 믹서(30)에서 제조된 액상비료(1d')를 자기력선들의 사이로 통과시켜 자화수 처리하는 자화수기(40a); 상기 자화수기(40a)를 통과한 액상비료(1d')를 냉장 보관하는 액상 비료 저장탱크(70); 상기 액상 비료 저장탱크(70)에 보관한 액상비료(1d')를 일정한 용량만큼씩 분배하여 개별 포장 단위로 포장할 수 있도록 하는 분배기(75);를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템은 상기 필터 프레스(25)에서 분리된 고형분 물질들을 이송받아 55∼90℃의 온도로 건조시키는 건조 오븐(oven, 80); 상기 건조 오븐(80)에서 건조 처리된 고형분 물질들을 분쇄하여 분말 형태로 만드는 분쇄기(81); 및 상기 분쇄기(81)로부터 이송받은 분말들에 미네랄, 비타민을 포함하는 사료성분들을 투입하고 혼합함으로써 아미노산 분말사료(1e')를 만드는 혼합기(82);를 포함한다.

그리고 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 방법은, 도축시설(1)에서 도축된 동물들(1a)의 혈액을 수거해서 혈액운반 탱크 차량(50)을 이용하여 운반하되, 상기 혈액(1b)을 굳지 않은 상태로 보관하면서 운반하는 제1단계; 상기 혈액(1b)을 고압 균질기(12)에 통과시켜, 혈액(1b)을 초미세 입자 상태로 분산시킴으로써 안정화된 유화상태의 액상 혈액(1c)으로 균질화시키는 제2단계; 상기 혈액(1c)을 분해 반응기(21,22)로 이송하고, 상기 분해 반응기(21,22)에서는 혈액(1c)에 천연 효소제들을 투여하여 혈액 내의 단백질과 지방을 분해 반응시킴으로써 아미노산 성분들을 다량 함유한 혈액 용액으로 변환시키는 제3단계; 상기 제3단계에서 효소분해 반응처리가 완료된 아미노산 혈액 용액을 고형분(1e)과 액상물질(1d)로 분리하는 제4단계; 상기 제4단계에서 분리된 액상물질(1d)을 믹서(30)로 이송한 다음, 믹서(30)에서 액상물질(1d)에 부재료들을 투입하고 혼합하여 아미노산이 함유된 액상비료(1d')를 완성하는 제5단계; 상기 제4단계에서 분리된 고형분(1e)을 건조 오븐(80)으로 이송하고, 상기 건조 오븐(80)에서는 고형분(1e) 중의 수분을 증발시켜 건조시키는 제6단계; 및 상기 6단계에서 건조된 고형분 물질을 분쇄한 다음 미네랄과 비타민을 비롯한 사료성분들을 투입하고 혼합함으로써 분말사료(1e') 제품을 완성하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가축의 도축 혈액 단백질로부터 고품질 아미노산비료및 사료의 고소, 고효율 종합 생산시스템과 그 제조방법은 가축의 도축과정에서 발생하는 혈액에 단백질 분해효소 및 지방 분해효소를 포함한 천연 효소제를 투여하여 도축 혈액에 들어있는 단백질과 지방, 유기물질 등의 성분들을 2∼3시간의 단시간 내에 완전히 분해 반응시킴으로써 고품질의 아미노산 액상 비료 제품과 분말 형태의 사료제품을 한꺼번에 생산할 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명은 도축혈액내의 단백질을 아미노산으로 분해하는 효율을 높이고 고형물(유기물슬러지)을 분리함으로서 보다 깨끗한 액상 비료 제품으로 품질이 대폭 향상되며, 또한 액상비료를 자화수기로 통과시켜 물분자 클러스터를 작게하여 식물에의 흡수력을 높임으로써, 본 발명에 따라 생산된 아미노산 액상비료를 식물에 사용하면 농작물의 생장에 큰 도움을 줄 수 있는 장점이 있다.

도1은 종래의 도축시설(1)에서 도축된 동물들(1a)의 폐혈액(1b)을 처리하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도2는 본 발명에 따른 도축 혈액 단백질 자원을 활용한 아미노산 비료 및 사료의 일괄 생산 시스템의 전체적인 구성도이다.
도3은 본 발명의 구성 중 일부분이며 도2에 도시된 혈액운반 탱크 차량(50)의 상세 구성도이다.
도4는 본 발명에 따른 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료 및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템의 일부 구성부분인 고압 균질기(12)의 일예의 정면도이다.
도5는 도4의 고압 균질기(12)의 호모 밸브(121c)에 관한 내부 구조를 도시한 것으로서, 고압 균질기(12)에 의해 혈액(1b)이 미세분산 및 균질화되는 원리를 설명한다.
도6은 도2에 도시된 효소분해반응 장치부(20) 중의 제1분해 반응기(21)의 구성을 도시한 것이다.
도7은 도2 및 도6에 도시된 제1부재료 자동투입장치(13)의 확대 상세도이다.
도8 및 도9는 도2에 도시된 필터 프레스(25)의 구성을 나타낸 도면들로서, 이 중 도8은 필터 프레스(25)의 구조를 개략적으로 표시한 것이며, 도9는 상기 필터 프레스(25)의 내부 구성을 좀 더 구체적으로 도시한 것이다.
도10은 도2에 도시된 믹서(30)의 내부 구성을 나타낸다
도11은 도2에 도시된 제1자화수기(40) 및 용수공급탱크(60)의 구성과 연결관계를 보다 상세히 나타낸 것이다.
도12는 도11에 도시된 제1자화수기(30)의 내부 구성과 그 작동 원리를 설명한다.
도13은 도2에 도시된 액상비료 저장탱크(70)의 내부 구성을 도시한다.
도14는 도2에 도시된 분쇄기(81)를 나타내고, 도15는 혼합기(82)의 내부 구조를 도시한다.
도16은 본 발명에 따른 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 종합 제조 방법을 순서도로서 정리한 것이다.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 종합 생산시스템과 그 제조방법의 구성 및 작용 효과를 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 각축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 종합 생산시스템의 전체적인 구성도이다.

도2를 참고하면, 본 발명의 도축 혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료이 고속,고효율 종합 생산 시스템은 크게 ① 도축시설(1)에서 나온 도축 혈액(1b)을 수거하고 운반하는 혈액운반 탱크 차량(50)과 ② 상기 혈액운반 탱크 차량(50)에 의해서 운반된 도축 혈액(1b)을 분해 반응처리, 살균처리, 액상물질/고형분 분리 등과 같은 일련의 연속적 처리과정들을 거쳐서 액상의 아미노산 비료제품과 분말 형태의 사료제품으로 만드는 '비료/사료 일괄생산 공장'의 제반 설비들로 구성된다. 따라서 본 발명의 핵심을 이루는 '수거한 도축 혈액을 이용하여 비료/사료를 일괄생산하는 공장'이라 함은 결국 제1여과기(11)에서부터 분배기(75) 및 혼합기(82)에 이르기까지의 설비 구성들을 갖추고 있는 셈이 되며, 도축혈액을 상기 '비료/사료 일괄생산 공장'으로 나르는 혈액운반 탱크차량(50)은 도2 및 도3과 같이 이동식으로 구성될 수도 있고, 혹은 상기 공장에 연결 가능한 일부의 설비로서 구성될 수도 있다.

도2를 참고하여 본 발명에 따른 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템의 전체적인 구성을 먼저 설명하면, 도축시설(1)에서 도축된 동물(1a)의 혈액(1b)을 혈액운반 탱크 차량(50)을 이용해서 저온의 신선한 상태로 '비료/사료 일괄생산 공장'으로 이송한 다음, 제1여과기(11)에 의해서 혈액 속의 핏줄, 힘줄, 털 등 이물질들을 제거하고, 고압 균질기(12)에 의해서 혈액 입자를 초미세 사이즈로 분쇄하고 균질화시킨다. 이렇게 고압 균질기(12)에 의해서 미세 균질화 처리된 혈액(1c)은 분해 반응 장치부(20)에서 천연 효소제를 투여하여 2∼3시간 안에 분해 반응됨으로써, 혈액(1c) 속의 단백질이 아미노산으로 분해된다.

이때, 본 발명에 따른 비료/사료 일괄생산 시스템은 종래의 폐혈액 처리기술에서는 미처 분해시키지 못했던 혈액 속의 지방질 성분까지도 완전히 분해시키므로, 지방이 미분해될 경우에 발생하는 부패와 세균 번식의 문제점을 미연에 철저하게 방지하는 효과가 있다.

본 발명에 있어서의 효소분해반응 장치부(20)는 2개의 분해 반응기들(21,22)이 병렬적으로 연결된 형태로 구성된다. 즉, 동일한 구조로 된 분해 반응기들(21,22)이 병렬적으로 연결된 듀얼 시스템(dual system) 방식을 채택함으로써, 2개의 분해 발효기들(21,22)이 번갈아 가면서 효소분해 반응을 진행시키도록 하여 액상 비료 및 분말 사료의 연속 생산을 가능하게 하였다. 제1 및 제2 효소분해 반응기들(21,22)안의 혈액(1c)을 분해 반응처리하기 위한 천연 효소제, pH 조절제, 소포제 등은 제1부재료 자동투입장치(13)에 의해서 자동으로 효소분해 반응기들(21,22)속으로 투입되며, 효소분해 반응기들(21,22)속의 혈액(1c)은 교반기(212)에 의해서 연속적으로 교반된다. 또한 상기 효소분해 반응기들(21,22)내의 온도, pH, 농도 등의 모든 상태에 관한 정보들은 센서들(211a, 211b, 211c, 211d)에 의해서 측정되어 총괄 제어부(14)로 전송되며, 총괄 제어부(14)는 분해 반응기들(21,22)속의 분해 반응이 최적화된 상태로 진행될 수 있도록 반응 환경을 디지털(Digital) 방식으로 자동 제어한다.

이어서 상기 제1 및 제2 효소분해 반응기들(21,22)에서 배출된 혈액(1c)은 필터 프레스(filter press, 25)에 의해서 액상물질(1d)과 고형분(1e)으로 분리된다. 액상물질(1d)은 믹서(30)로 이송되어 유황, 질소, 인산, 칼륨 등의 비료성분들을 투입하고 교반기(302)로 지속적으로 교반함으로써 액상비료(1d')가 만들어진다. 용액 상태의 액상비료(1d')는 제2여과기(15)에 의해서 이물질이 한 번 더 여과 제거된 다음, 제2자화수기(40a)에 의해서 자화수 처리됨으로써 액상비료 중의 물분자가 초미립자 상태로 변화되게 된다. 자화수 처리를 마친 액상비료(1d')는 액상 비료 저장탱크(70)에 냉장 보관되었다가 필요한 양 만큼씩 배출 및 분배되어 비료 포장용기(76)에 담겨져서 개별 포장 제품으로 완성된다.

한편, 상기 믹서(30)에서 액상물질(1d)에 투입되는 유황, 질소, 인산, 칼륨 등의 비료성분들은 제2부재료 자동투입장치(32)에 보관되어 있으며, 제2부재료 자동투입장치(32)가 상기 총괄 제어부(14)의 제어에 의해서 이들 비료성분들을 믹서(30) 안의 액상물질(1d) 속으로 자동적으로 적절한 양만큼씩 투입시킨다. 그리고 상기 믹서(30)에 담긴 액상물질(1d) 또는 액상비료(1d') 중의 일부는 제9연결배관(109)을 타고 상기 제2여과기(15)쪽으로 배출되어서 여과 및 자화수 처리가 진행되지만, 나머지는 제5연결배관(105)을 타고 제1자화수기(40)쪽으로 이송된 다음 용수공급탱크(60)에 저장되었다가 이후 제7연결배관(107)과 제7-1연결배관(107a)을 통해 믹서(30)로 재공급되기도 하고, 또는 제8-1연결배관(108a)과 제8-2연결배관(108b)을 통해서 제1 및 제2 효소분해 반응기들(21,22)로 다시 공급된다. 즉, 본 발명에서 상기 믹서(30)에서 1차 제조된 액상비료(1d')는 그대로 완성된 제품으로 포장단계를 밟는 것이 아니라 그 중 일부는 제1자화수기(40)에 의해서 자화수 처리된 후에 다시 믹서(30)와 효소분해반응 장치부(20)로 피드백(feedback)이 되는 것이다. 이렇게 본 발명은 믹서(30)에서 비료성분들을 혼합한 후의 액상비료(1d') 용액을 믹서(30) 및 그 전 단계의 분해 반응 장치부(20)쪽으로 피드백을 시켜 용수(用水)로 공급함으로써 액상비료의 품질의 완벽화를 달성하도록 하는 장점이 있다.

한편, 상기 필터 프레스(25)에서 액상물질이 빠져나간 후 남은 고형분(1e) 물질은 담수율 30%정도로서 건조 오븐(80)으로 이송된 다음 직접 가열방식으로 수분을 증발시켜 건조 처리된다. 건조 오븐(80)에 의해서 건조된 고형분 물질은 분쇄기(81)로 이송되며, 이곳에서 분말 상태로 만들어진다. 이후, 분말 상태의 고형문 물질은 혼합기(82)로 이송되어 미네랄, 비타민을 비롯한 사료성분들을 혼합함으로써 분말 형태의 사료제품으로 완성된다. 혼합기(82)의 배출구(82c)를 통해서 분말 형태의 사료가 배출되며, 사료포장용기(83)로 개별 포장된다.

본 발명에 따른 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산시스템은 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22), 믹서(30), 용수공급탱크(60), 액상 비료 저장탱크(70)와 같은 복수의 반응탱크들과 고압 균질기(12), 필터 프레스(25), 건조 오븐(80), 분쇄기(81) 및 혼합기(82)와 같은 다수의 기계장치들로 구성되는데, 이들 반응탱크들과 기계장치들은 총괄 제어부(14)에 의해서 중앙 집중식으로 제어되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 반응탱크들과 기계장치들에 설치된 각종 센서들과 모터, 펌프 등의 기계적인 가동부분들은 상기 총괄 제어부(14)와 전자적으로 연결되며, 총괄 제어부(14)는 각 장치들로부터 취합된 정보에 기초하여 각 장치들의 작동상황을 디지털 방식으로 제어함으로써 본 발명의 일괄 생산 시스템이 최적의 생산효율을 발휘할 수 있도록 한다. 그러나 모든 장치들이 반드시 총괄 제어부(14)에 의해서 제어되어야만 하는 것은 아니며, 공장의 설비 상황에 따라 일부의 장치에는 별도의 제어부를 두고서 따로 작동을 제어할 수도 있다. 한편, 총괄 제어부(14)의 제어 방식에 관해서는 제어부(14)내에 설치된 컴퓨터가 미리 프로그램된 내용에 따라서 완전 자동으로 모든 장치들의 작동상황을 스스로 제어할 수도 있고, 또는 관리자가 총괄 제어부(14)의 표시장치에 나타난 정보를 기초로 수동 방식으로 제어 조작을 수행할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 그리고 상기 총괄 제어부(14)는 콘트롤 판넬(control panel)의 형태로 제작하여 공장 내의 적당한 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

도2에 도시된 본 발명의 가축의 도축혈액단백질로부터 고품질 아미노산비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산시스템은 각 장치들 사이가 분리 가능한 배관들로 서로 연결되어 있다. 즉, 상기 고압 균질기(12)와 제1분해 반응기(21)는 제1연결배관(101)과 제2-1연결배관(102a)으로 연결되어 있으며, 상기 고압균질기(12)와 제2분해 반응기(22)는 제1연결배관(101)과 제2-2연결배관(102b)으로 연결되어 있다. 그리고 상기 제1 및 제2 효소분해 발효기들(21, 22)과 상기 필터 프레스(25)는 제1배출배관(201)과 제2배출배관(202) 및 제3배출배관(203)으로 서로 연결되어 있다. 상기 필터 프레스(25)와 믹서(30)는 제3연결배관(103)으로 연결되어 있으며, 믹서(103)와 제1자화수기(40)의 사이는 제5연결배관(105)으로 연결되어 있고, 제1자화수기(40)와 용수공급탱크(60)는 제6연결배관(106)으로 연결되어 있다. 그리고 용수공급탱크(60)의 배출관(60a)과 믹서(30)의 물 공급관(304, 도10 참조)은 제7연결배관(107) 및 제7-1연결배관(107a)으로 연결되어 있으며, 용수공급탱크(60)와 제1분해 발효기(21)는 제7연결배관(107) 및 제8-1연결배관(108a)으로 연결되어 있고, 용수공급탱크(60)와 제2분해 발효기(22)는 제7연결배관(107)과 제8-2연결배관(108b)으로 연결되어 있다. 한편, 믹서(30)와 제2여과기(15)는 제9연결배관(109)으로 연결되어 있다.

그리고 상기 필터 프레스(25)와 건조 오븐(80)은 제4연결배관(104)으로 연결되어 있다.

도3은 본 발명의 구성 중 일부분이며 도2에 도시된 혈액운반 탱크 차량(50)의 상세 구성도이다.

도3을 참고하면, 혈액운반 탱크 차량(50)은 트럭차체(50a)에 혈액 냉장 탱크(51)가 장착된 형태로 구성된다. 상기 혈액 냉장 탱크(51)의 상부에 설치된 혈액 인입구(59)에는 필터(58)가 장착되며, 혈액 흡입배관(57a)에 의해서 도축시설(1)의 혈액저장탱크(3, 도2 참조)와 연결될 수 있다. 상기 혈액 흡입배관(57a)에는 흡입펌프(57)가 설치되어서, 도축시설(1)의 혈액저장탱크(3)에 담긴 도축혈액(1b)을 강제로 흡입하여 혈액 냉장 탱크(51)로 이송시킬 수 있다.

상기 혈액운반 탱크 차량(50)이 도축시설(1)에 가서 도축동물의 혈액(1b)을 혈액 냉장 탱크(51)로 옮겨 담은 이후에는, 차량(50)이 '도축혈액을 이용한 비료/사료 일괄생산 공장'에 도착할 때까지 이동하는 동안 상기 혈액 냉장 탱크(51)안의 혈액들이 응고되지 않도록 적절한 보관조치를 취해야만 한다. 이를 위해 혈액운반 탱크 차량(50)은 혈액 냉장 탱크(51)안에 옥살산 나트륨, 시트린산 나트륨, 헤파린 등과 같은 응고방지제를 투입하고 계속적으로 4∼10℃ 정도의 저온상태를 유지하면서 혈액 냉장 탱크(51) 안의 혈액(1b)들을 교반해 줌으로써 혈액 속의 트롬보키나아제가 활성화되는 것을 억제해야만 한다.

상기 혈액운반 탱크 차량(50)은 혈액 응고방지 약품들과 이 약품들을 투입할 수 있는 설비 및 저온 유지장치, 교반기를 장착하고 있으며, 특히 도축 혈액의 상태를 항시 체크하기 위하여 온도센서(53a), pH센서(53b), 농도센서 등의 각종 센서들을 갖추고 있다. 제어부(52)는 상기 센서들의 신호를 입력받아서 온도유지수단(505) 및 교반기(54) 등의 작동 상황을 제어함으로써 혈액 냉장 탱크(51)내의 혈액이 응고되지 않은 상태를 유지하도록 적절히 관리한다.

상기 혈액운반 탱크 차량(50)에 설치된 교반기(54)는, 혈액 냉장 탱크(51)의 상부에 장착된 교반모터(54a)와 상기 교반모터(53a)에 연결되어 회전함으로써 혈액을 휘저어주는 교반기 날개(54c)로 구성된다. 여기서 혈액의 응고방지 기능을 보다 잘 달성하기 위해서는 상기 교반기 날개(54c)를 유리막대 재질로 제작하는 것이 바람직하다. 도축 혈액은 4℃ 정도의 저온으로 보관하면 응고 현상이 발생하지는 않지만, 유리막대가 부착된 교반기(54)를 60∼100rpm의 속도로 서서히 교반시키면 도축 혈액을 응고시키는 섬유단백질 성분(피브린)을 제거함으로써 응고를 보다 효과적으로 예방할 수 있다. 이처럼 유리막대 교반기를 이용해서 교반할 경우에는 유리막대에 엉켜 걸려진 섬유단백질 성분들을 혈액 냉장 탱크(51)로부터 물리적으로 꺼내어 제거해야 한다.

도3에서 도면부호 51a는 응고방지 약품 등의 첨가제들을 투입하기 위한 약품 투입구를 가리킨다.

그리고 혈액 냉장 탱크(51)의 내부 공간 혹은 표면상에는 온도유지수단(505)이 설치되며, 상기 온도유지수단(505)은 그 안에 온도유지용 유체배관(505a)을 포함하고 있어서 냉각수 혹은 기타 열전달 유체가 채워질 수 있다. 도3에는 냉각수 공급장치나 온수 공급수단이 도시되지 않았지만, 트럭차체(50a)에 이러한 냉각수 공급장치 혹은 온수 공급수단을 설치하는 것은 얼마든지 가능하다.

한편, 혈액 냉장 탱크(51)의 측면 하단에 마련된 혈액 배출구(590)에는 밸브(591) 및 필터(592)가 설치되며, 상기 필터(592)에는 혈액 배출호스(593)가 연결되어 있어서, 혈액운반 탱크 차량(50)이 '비료/사료 일괄 생산공장'에 도착하면 상기 혈액배출호스(593)를 제1여과기(11)와 연결시킴으로써, 혈액 냉장 탱크(51)안의 혈액을 제1여과기(11)로 여과시킨 후에 고압 균질기(12)를 거쳐서 제1 및 제2효소분해 반응기들(21,22)로 옮길 수 있다.

상기 혈액 냉장 탱크(51)는 탱크의 용량을 최소 1.5톤 이상으로 제작하되, 차체(50a)에 착탈식으로 결합될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 탱크(51) 내부의 온도는 4∼10℃로 유지되도록 한다. 또한 상기 혈액 냉장 탱크(51)는 그 내부면에 혈액이 눌어붙지 않도록 불소수지 또는 탄소수지 등과 같은 특수재질을 이용해서 코팅처리를 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서는 도3의 혈액운반 탱크 차량(50)을 이동식 차량으로 구성하는 것을 설명하였지만, 이와 달리 상기 혈액 냉장 탱크(51)를 '비료/사료 일괄 생산공장'의 일부로서 고정식으로 설치할 수도 있으며, 또는 도축시설에 고정타입으로 연결해서 설치하는 것도 가능하다. 즉, 본 발명은 상기 혈액운반 탱크 차량(50)의 기능과 역할을 반드시 이동식으로 구성하는 것에 한정되지 않으며, 고정식으로 설치하는 것도 모두 본 발명의 범위에 포함된다.

혈액운반 탱크 차량(50)에 의해서 '비료/사료 일괄 생산 공장'으로 운송되어 온 혈액(1b)은 제1여과기(11)에 의해서 1차적으로 혈액 중의 비교적 큰 입자들이 여과된다. 도축시설(1)에서 나온 동물의 혈액(1b)에는 핏줄, 힘줄, 근육, 털 등과 같이 순수한 혈액 이외의 물질들도 꽤 포함되어 있는데, 이런 큰 입자들을 그대로 분해 1반응 장치부(20)로 넣으면 분해 반응 공정의 효율이 나빠진다. 따라서 혈액운반 탱크 차량(50)에 의해서 운반된 혈액(1b)을 제1여과기(11)로 여과한 다음 고압 균질기(12)로 보내서 미세 균질화 처리를 시키는 것이다.

도4 및 도5는 본 발명에 따른 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산시스템의 일부 구성부분인 고압 균질기(12)를 나타낸 것으로서, 이 중 도4는 고압 균질기(12)의 정면도이고, 도5는 고압 균질기(12) 중의 호모 밸브(homo valve, 121c)에 관한 내부 구조를 도시한 것이다.

고압 균질기(homogenizer, 12)는 혈액 속의 적혈구와 응고(연질)부분을 미세분쇄시키는 장치로서, 혈액 중의 적혈구를 파괴하고 입자들을 초미세하게 만들어 고르게 분산시킴으로써 혈액을 균질화하여 단백질의 분해율을 향상시키는 기능을 담당한다. 혈액(1b)을 고압 균질기(12)에 넣어 통과시키면 혈액 내의 적혈구와 지방이 파괴되면서 혈액 입자가 초미립자 상태로 분산되어 균질화되며, 그 결과 혈액의 침전이 방지되고 이후의 분해 반응공정의 효율을 높일 수 있게 된다.

도축동물의 폐혈액을 처리하는 종래의 기술에서는 혈액내의 고형분을 잘게 부수기 위해서 '분쇄기'를 사용했었는데, 이렇게 분쇄기에 의해서 혈액 고형분을 분쇄할 경우에는 입자가 크가 균일하지 않아 단백질 분해 효소의 분해력이 낮게 되고, 분해 발효에 장시간이 소요되며, 특히 혈액을 이용해서 만든 비료 제품에서 침전물이 다량 발생하여 부패가 일어나는 원인이 되었다.

도4을 참고하면, 본 발명에서의 고압 균질기(12)는 장치 본체에 유압발생장치부(120)와 반응챔버(121) 및 제어부(122)가 설치되며, 제1여과기(11, 도2 참조)의 혈액은 혈액인입배관(127)과 연결부(126) 및 인입구(12a)를 거쳐 냉각부(123)에서 냉각된 다음, 혈액 전송배관(124)을 통해 반응 챔버(121)안으로 들어간다. 도4에서 도면부호 125는 혈액 전송 배관(124)을 통해 들어온 혈액이 반응챔버(121)로 들어가기 전에 잠시 머무는 입구 저장부를 가리킨다.

상기 반응챔버(121)는 도5에 도시된 호모 밸브(121c)와 피스톤(121a) 등의 구성을 갖고 있으며, 반응챔버(121)에서 유압 피스톤의 작용으로 발생한 고압의 유체(혈액)가 호모 밸브의 미세한 틈새를 고압으로 통과하면서 압력이 급격히 저하하여 0.3∼1.0㎛의 미세한 입자들로 쪼개지고, 그 결과 균질한 혈액 분산액이 만들어진다.

도4에서 고압 균질기(12)에 의해 초미세 균질환된 혈액 분산액은 혈액 배출구(12b)에 연결된 혈액 배출배관(129)을 통해서 나오며, 상기 혈액 배출배관(129)은 도2에 도시된 제1연결배관(101)과 연결되어 있으므로, 상기 혈액 분산액은 분해 발효 장치부(20)의 제1 및 제2 효소분해 반응기들(21,22)로 이송된다.

도5는 도4의 고압 균질기(12)가 혈액(1b)을 미세분산 및 균질화시키는 원리를 설명한다. 도5를 참고하면, 고압 균질기(12)는 실린더(121b)안에 피스톤(121a)이 왕복 이동가능하게 설치되며, 상기 피스톤(121a)은 유압 발생 장치부(120, 도4)에 의해서 발생된 압유(壓油)에 의해 고압으로 실린더(121b)안의 혈액(1b)을 압축하게 된다. 실린더(121b)의 단부에는 밸브 시트(121c-1)가 설치되며, 밸브 시트(121c-1)의 중앙에는 밸브 통로(121c-2)가 마련되어 있는데, 상기 밸브 통로(121c-2)의 끝에는 밸브 로드(valve rod, 121e)가 설치되어 있어서, 고압의 혈액 유체(1b)는 아주 좁은 틈인 밸브 간극(121c-3)을 통해서 확장부(121c-4)쪽으로 빠져나가야만 한다.

피스톤(121a)에 의해서 고압으로 눌린 혈액(1b)은 밸브 간극(121c-3)의 좁은 틈을 250m/sec 이상의 초고속으로 통과하게 될 때 1차로 전단(剪斷)작용을 받아 분쇄되며, 이어 호모밸브(121c)의 출구에서 임팩트 링(impact ring, 121d)에 직각으로 충돌하면서 그 충격에 의해 2차로 더욱 미세한 입자로 분쇄된다. 다음으로, 혈액은 3차로 확장부(121c-4)의 공간에서 갑자기 압력이 감소되고 팽창, 확산되면서 0.3-1.0㎛이하의 초미립자 형태로 쪼개지게 되어, 결과적으로 균질화된 혈액 유체(1c)가 만들어진다.

이렇게 반응챔버(121)의 실린더(121b)안에 혈액(1b)이 있을 때는 큰 입자였던 것이 호모 밸브(121c)의 미세한 틈을 통해 빠져나오면서 밸브간극(121c-3)에서의 '전단작용'과 임팩트 링(121d)에서의 '충격작용', 그리고 확장부(121c-4)에서의 급격한 압력감소로 인한 '파열(explosion) 과정'을 거쳐 균질화된 미세 혈액입자들(1c)로 바뀌는 것이다. 본 발명자가 실험한 바에 의하면, 고압 균질기(12)에 의해 처리되기 이전에는 혈액(1b) 내의 적혈구 입자의 크기가 7㎛ 정도였는데, 고압균질기(12)에 의해서 처리된 후에는 혈액내 입자 크기가 1㎛ 이하로 분쇄되는 효과를 거둘 수 있었다.

도5에서 미설명 도면부호 121f는 반응챔버 하우징을 가리킨다.

본 발명에서 채택한 고압 균질기(12)는 시간당 최소 1톤의 처리속도를 가질 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 인입구(12a) 및 배출구(12b)에 연결되는 배관들(127, 129)은 착탈식으로 제작하여, 공장 내에서 위치 이동이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 고압 균질기(12)를 이용해서 도축혈액을 직경 1㎛ 이하의 미세 입자들로 분산시켜 안정화된 유화상태의 액상 혈액을 만들기 때문에, 이후 분해 반응 장치부(20)에서 사용되는 단백질 분해 효소의 분해력을 높일 수 있으며, 그 결과 분해시간도 단축하여 생산성을 높이는 장점이 있다.

도6은 도2에 도시된 효소분해반응 장치부(20) 중의 제1 효소분해 반응기(21)의 구성을 도시한 것이다. 본 발명의 효소분해반응 장치부(20)는 2개의 분해 반응기들(21,22)이 병렬로 배치되어 한 조(組)를 이루고 있으며, 서로 번갈아 가면서 혈액의 분해 발효 과정을 진행함으로써 비료 및 사료의 일괄생산 작업이 중단없이 연속적으로 진행될 수 있도록 한다. 본 발명의 효소분해반응 장치부(20)에 있어서 2개의 효소분해 반응기들(21,22)은 그 구조가 서로 동일하므로, 편의상 그 중 제1분해 반응기(21)만을 도6에 도시하였다.

상기 제1분해 반응기(21)는 2중 또는 3중 자켓 구조로 제작되는데, 도6에서는 편의상 제1 효소분해 반응기(21)가 내부 반응조(21a)와 외부 자켓(21b)의 2중 구조를 가진 것으로 도시하였다. 본 발명에 있어서의 효소분해 반응기(21,22)는 여과공정을 거쳐 들어온 도축 혈액을 저장하여 단백질 분해효소가 가장 효율적으로 반응하도록 제작된 반응조로서, 반응조의 내부 온도, pH, 반응시간을 디지털 방식으로 표시하고, 효소, pH조절제, 소포제 등을 자동적으로 투입하는 제1부재료 자동투입장치(13)와 연결된다.

제1 효소분해 반응기(21)의 내부 반응조(21a)안에는 혈액이 저장되며, 온도센서, pH 센서 등의 여러 가지 센서들(211a, 211b, 211c, 211d)이 설치되고, 총괄 제어부(14)는 상기 센서들(211a,..,211d)에서 측정된 정보들에 기초하여 혈액에 대한 최적의 발효 분해 조건을 달성하기 위해 가열수단(218), 심부 히터봉(213), 교반기(212) 및 제1부재료 자동투입장치(13) 등의 작동을 제어한다.

제1 효소분해 반응기(21)는 혈액(1c)이 담겨져서 천연 효소제에 의한 분해 반응과정이 진행되는 내부 반응조(21a)와 보온을 위해 상기 내부 반응조(21a)를 둘러싸 설치된 외부 자켓(21b) 및 상기 제1 효소분해 반응기(21)와 연결된 주변 장치들로 구성된다. 우선 도4의 고압 균질기(12)에 의해서 균질화 처리된 혈액(1c)은 입구관(216)을 통해서 내부 반응조(21a) 안으로 들어오며, 천연 효소들은 제1부재료 자동공급장치(13) 중의 효소 저장부(131)로부터 부재료 투입관(13a)을 통해 내부 반응조(21a) 안으로 자동적으로 투입된다. 이때, 제1부재료 자동공급장치(13)에는 pH조절제 저장부(132) 및 소포제 저장부(133)도 함께 마련되어 있으며, 혈액의 분해 반응에 필요한 기타 첨가제들도 함께 저장되어 있다(미도시). 제1부재료 자동공급장치(13)에 의해서 혈액의 분해 반응에 필요한 효소 등의 첨가제들과 pH 조절제, 거품 제거제(소포제) 등이 내부 반응조(21a) 안으로 투입되며, 물 물 투입관(214)을 통해서는 물이 들어온다.

한편, 혈액의 반응 과정에서 발생하는 악취 혹은 가스 등은 가스/냄새 배출관(215)을 통해서 제1 효소분해 발효기(21)의 외부로 배출된다. 도면부호 215a는 가스 혹은 냄새의 배출을 원활히 하기 위해서 설치된 팬(fan)을 가리킨다.

혈액의 분해 반응을 촉진하기 위해서는 혈액을 지속적으로 고르게 교반시켜주는 작업이 필수적이므로, 본 발명의 제1분해 반응기(21)는 중앙에 수직방향으로 설치된 교반기(212)를 구비하고 있다. 교반기(212)는 교반모터(212a)에 의해서 수평방향으로 회전하는 교반날개(212c)를 가지고 있으며, 상기 교반날개(212c)는 교반축(212b)에 의해 교반모터(212a)와 연결되어 있다. 교반 효율을 높이기 위하여 수직 교반 날개를 장착 할 수도 있다.

상기 교반기(212)의 교반속도는 60∼100 rpm 정도가 적당한데, 교반기(212)의 교반 작용에 의해서 혈액 액상이 고르게 분포되게 되고, 내부 반응조(21a)의 전체 영역에서 완전하게 혼탕 교반될 수 있다.

본 발명에 따른 도축 혈액 단백질 자원을 활용한 동물성 아미노산 비료 및 사료의 일괄 생산 시스템은 천연 미생물 효소들에 의한 혈액의 발효 작용을 촉진하기 위해서 도축혈액을 굳지 않은 액상의 상태로 그대로 가지고와서 사용하고, 그 혈액의 입자들을 고압 균질기(12)에 의해서 사전 분쇄시켜 효소분해반응 장치부(20)에 넣음으로써 효소분해반응 장치부(20)에서의 분해 작용을 극대화시켰다는 점에 가장 큰 특징이 있다. 아울러 본 발명은 효소분해반응 장치부(20)의 작동을 총괄 제어부(14)에서 디지털 방식으로 정확하게 제어할 수 있도록 함과 동시에, 천연 효소, pH 조절제 등의 부재료들을 혈액 내에 투입하는 것을 자동화 장치에 의해 적시에 정량 투입되도록 함으로써 혈액의 효소분해 반응 과정 자체를 표준화시켰다는 점에 가장 큰 특징이 있다.

종래 기술에서는 혈액을 일부 혹은 전부가 굳은 상태로 운송해 와서 그 혈액을 분쇄해서 반응시켰으므로, 분쇄과정을 거친 혈액 입자가 결코 미세하게 분해될 수가 없었고, 혈액 내에 1% 정도 존재하는 지방이 분해되지 않고 그대로 남아 있음으로써 제품의 부패원인 및 제품의 품질이 저하되는 문제를 유발하였다. 즉, 종래기술에서처럼 한 번 일단 응고된 혈액을 분쇄해서 사용할 경우에는 아무리 잘 분쇄한다고 하더라도 혈액 내의 덩어리진 알갱이들이 존재하게 되며, 이러한 알갱이들은 미생물 효소들에 의해서 잘 분해되기 어려운 단점이 있었던 것이다.

그러나 본 발명에 따른 아미노산 비료 및 사료의 일괄 생산 시스템에서는, 우선 신선한 도축 혈액을 굳지 않은 액상의 상태로 그대로 사용하므로 분쇄과정 자체가 없고, 고압 균질기(12)에 의해 혈액 내 입자를 1㎛이하의 크기로 미세화시켜서 균질화시킨 다음에 분해 반응과정을 진행하므로 분해 반응의 효과가 극대화될 수 있는 것이다.

본 발명에서 사용하는 천연 효소들은 크게 단백질 분해효소로서의 프로테아제(protease)와 지방 분해효소로서의 리파아제(lipase)로 이루어진다. 반면, 기존의 도축혈액 재활용 처리기술들에서는 프로테아제만을 투여하여 혈액 중의 단백질만을 분해하고 또한 기존 기술의 효소는 단백질 분해능력(역가)이 떨어져서 20시간 이상의 장시간이 소요되며 혈액내에 0.8∼1% 정도 존재하는 지방은 분해하지 못함으로써 아미노산 용액 제품들 중에 포함된 지방 성분이 부패를 일으켜서 썩고 악취가 나는 경우가 많았다.

본 발명의 효소분해 반응기(21,22)에서 진행되는 구체적인 분해 반응 공정을 설명하면, 우선 (a) 혈액(1c) 내의 지방과 단백질을 분해하기 위한 복합 효소를 혈액 액상의 중량 대비 0.5∼1.0%를 투여하고 1차로 1시간 30분∼2시간 동안 혼탕 교반 반응시키며, (b) 2차로 1시간 30분∼2시간 동안 혼탕 교반 반응시킨다.

여기서, 복합 효소란 지방분해 효소와 단백질 분해 효소가 복합된 효소를 말하는데, 지방 분해 효소는 리파아제를 포함하며, 단백질 분해 효소는 프로테아제를 포함한다.

위와 같이, 분해 발효 단계를 거친 후에는 아세트산 용액을 혈액 액상의 중량 대비 1∼5%의 중량비율로 투입하고 10∼20분간 교반한 다음 종료한다. 또는 아세트산 용액을 가하는 단계는 생략할 수도 있다.

이처럼, 본 발명은 효소분해 반응기(21,22)안의 혈액(1c)에 지방 분해효소와 단백질 분해효소가 모두 포함된 복합효소를 투입하여 혈액 중의 지방과 단백질을 모두 깨끗하게 분해하며, 특히 단백질을 아미노산 성분들로 효과적으로 분해한다. 또한 본 발명은 혈액 중에 포함된 지방을 모두 분해하여 제거하므로 아미노산 최종제품(액상비료)에서는 부패의 위험성을 차단한다.

한편, 본 발명의 효소분해 반응기(21,22)에서 진행되는 도축혈액의 분해반응공정은 반드시 복합 효소를 한번에 넣는 것으로만 한정되지는 않으며, 지방 분해효소를 넣어 지방을 먼저 발효 분해한 다음에 단백질 분해효소를 넣고 단백질을 발효 분해시킬 수도 있고, 또는 이와 반대로 1차적으로 단백질 분해효소를 넣어 혈액내 단백질을 발효 분해한 다음에 2차적으로 지방 분해효소를 넣어 지방을 발효 분해시킬 수도 있다. 즉, 본 발명은 단백질 분해효소와 지방 분해효소가 모두 포함된 복합 효소제를 넣고서 한꺼번에 혈액내의 단백질과 지방을 분해 반응시키는 것을 기본으로 하되, 그 밖에 단백질과 지방 성분 중의 어느 하나를 먼저 분해시키고 나머지를 나중에 분해시키는 경우도 모두 본 발명의 범위에 속한다.

한편, 상기 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22)의 내부에는 혈액(1c)의 상태를 파악할 수 있는 각종 센서들이 장착되어 상기 총괄 제어부(14)와 전기적으로 연결된다. 즉, 수위감지센서(211a), 온도센서(211b), pH센서(211c) 및 농도센서(211d)가 설치되어 총괄 제어부(14)로 신호를 보내며, 총괄 제어부(14)는 이들 센서들(211a,..,,211d)에 의해서 내부 반응조(21a)의 내부 상태 및 혈액(1c)의 현재 상태를 계속적으로 파악하여 분해 발효 반응이 최적으로 진행될 수 있도록 관리하는 역할을 담당한다.

그리고 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22)의 내부 반응조(21a)의 외측면에는 가열수단(218)이 빙 둘러싸 설치된다. 상기 가열수단(218)은 탄소가열패드 또는 발열코일과 같이 직접적으로 열을 발생하는 소재를 사용하여 설치하며, 40∼200℃의 온도를 발생할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22)에서 미생물 효소에 의한 발효 반응이 잘 진행되도록 하기 위해서는 내부의 온도를 55∼65℃ 정도로 일정하게 유지할 필요가 있으며, 이를 위해 가열수단(218)을 내부 반응조(21a)의 둘레에 설치함으로써 내부 반응조(21a) 안의 혈액(1c)이 골고루 데워지도록 한다. 한편, 내부 반응조(21a)가 대용량일 경우에는 외측에서 가열수단(218)으로 가열하는 것만으로는 내부 반응조(21a)의 중심부에서 온도가 충분히 올라가지 않는 문제가 생길 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22)의 중심부에 심부 히터봉(213)을 추가로 설치하여, 중심부의 혈액을 별도로 적절하게 데울 수 있도록 하였다. 상기 심부 히터봉(213)은 내부에 가열코일(213a)이 설치되어 전기적으로 발열을 일으킨다.

기존의 기술에서는 분해 반응탱크의 구성에 있어서 보일러 방식을 택했었기 때문에, 물의 온도를 상승시키기 위해 2∼3시간이 소요되어 생산성 저하요인이 되었고, 보일러 설비가 별도로 필요하고 설치공간이 별도로 필요하는 등 비효율적인 측면이 많았다. 이러한 이유에서 본 발명은 효소분해 반응기(21,22)의 구성에 있어 가열 패드 등을 이용한 직접 가열방식으로 채택하였으며, 그 결과 생산성과 효율성을 증대시킬 수 있다. 한편, 본 발명의 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22)는 내부 반응조(21a)의 내벽면에 내부식성과 내마찰성의 효과를 발휘할 수 있는 내부 코팅층(21c)을 형성한다. 예를 들어 프라이팬 등의 코팅에 사용되는 불소수지 혹은 탄소수지 등의 소재를 이용하여 내부 반응조(21a)의 내부면을 코팅하면, 혈액(1c)이 눌어붙지 않아서 위생 상태를 청결하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

상기 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22)안으로 투입되는 단백질 분해효소는 혈액 무게의 0.5∼1.0% 로 유지하는 것이 바람직하며, 1차 반응은 1시간 30분∼2시간 동안 진행시키고, 2차 반응을 1시간 30분∼2시간 동안 진행시키는 것이 바람직하다.

한편, 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22)에서 혈액의 발효 공정이 원만하게 진행되도록 하기 위해서는 혈액의 pH를 8.0으로 유지하여야 한다. 발효 반응 중에 의해서 단백질이 아미노산으로 분해되면 pH가 낮아지므로(산성으로 됨) 단백질 분해 작용이 현저히 떨어지게 되는데 이를 방지하기위하여 본 발명은 제1부재료 자동투입장치(13)가 pH 조절제를 자동적으로 적시에 효소분해 반응기들(21,22)의 내부로 투여하여 줌으로써 단백질 분해 반응 효율을 높여 준다.

그리고 상기 제1 및 제2 효소분해 반응기(21,22)에서 혈액(1c)을 교반할 때 거품이 발생하면, 제1부재료 자동투입장치(13)의 소포제 저장부(133)에 보관된 소포제가 자동적으로 투입된다.

도6에서 미설명부호 219는 효소분해 반응기(21)를 지탱하고 있는 지지부를 가리키며, G는 지면을 가리킨다. 그리고 효소분해 반응기(21)의 하단에는 출구관(217)이 설치되며, 출구관(217)에는 밸브(217a), 연결관(217b) 및 제1배출배관(201)이 결합되어 있다.

도7은 도2 및 도6에 도시된 제1부재료 자동투입장치(13)의 확대 상세도로서, 효소 저장부(131), pH 조절제 저장부(132) 및 소포제 저장부(133)을 포함하고 있으며, 부재료 투입관(13a)을 통해 효소 등의 부재료들이 효소분해 반응기(21,22)로 투입된다.

본 발명은 효소분해 반응기(21,22) 내의 pH 변화에 따라서 pH조절제가 자동적으로 투입되도록 하며, 아미노산 분해 정도에 따라 단백질 분해효소(및 지방 분해효소)가 자동적으로 투입되도록 한다. 그리고 효소분해 반응기(21,22) 내에서 교반시 발생하는 거품 정도에 따라 소포제가 자동적으로 투입되고, 유화제, 염분 제거제, 항생제 제거제, 지방 제거제 등과 같은 그 밖의 필요한 약품들도 동일한 방법으로 투입되도록 한다. 그리고 상기 제1부재료 자동투입장치(13)는 마치 커피 자판기의 제어장치와 유사한 방식으로 작동하는 제어장치에 의해 자동적으로 각 부재료들이 정량 투입되도록 하는 것이 바람직하다. 또는 상기 제1부재료 자동투입장치(13)는 총괄 제어부(14)에 의해서 제어되어 효소 등의 투입작용이 진행되도록 할 수 있다.

본 발명과 같이 혈액 속의 단백질을 아미노산으로 분해하는 과정에서 분해효율을 결정하는 5대 중요 조건(환경)은 ① 단백질 입자의 크기, ② 온도의 항상성 유지, ③ pH 농도의 항상성 유지, ④ 효소의 분해 능력(단시간, 소량), ⑤ 혈액 교반시 발생하는 거품의 제거라고 할 수 있다. 효소분해 반응기(21, 22)안에서 단백질이 아미노산으로 분해되면서 혈액 용액이 산성으로 되어 pH가 낮아지게 되므로, 적정 pH를 유지하기 위해서 pH 조절제를 일정 시기마다 자동적으로 투입해야 한다. 예를 들어, 매 30분마다 pH 조절제를 투입하는 것이 바람직할 수 있다. 그리고 분해 반응기(21,22)내의 거품 상태를 고려하여 소포제 또한 적절하게 투입하여야 한다. 단백질 및 지방 분해효소(복합효소) 역시 초기 정량을 투입하되 분해 상태를 고려하여 추가로 투입하여야 한다.

도8 및 도9는 도2에 도시된 필터 프레스(25)의 구성을 나타낸 도면들로서, 이 중 도8은 필터 프레스(25)의 구조를 개략적으로 표시한 것이며, 도9는 상기 필터 프레스(25)의 내부 구성을 좀 더 구체적으로 도시한 것이다.

필터 프레스(25)는 효소분해반응 장치부(20)에서 혈액 단백질을 아미산으로 분해한 후에 액상물질과 고형분을 분리시키는 장치로서, 이때 분리된 액상 물질(1d)은 믹서(30)로 이송하고, 고형물(1e) 부분은 건조 오븐(80)으로 이송하여 담수율 10% 이하의 상태까지 건조시킨다.

도8을 참고하면, 필터 프레스(25)는 하우징(250)의 내부에 복수개의 여과판들(251)을 가지고 있으며, 여과판들(251)의 사이로 혈액(1c)이 들어간 다음에 유압실린더에 의해서 압착되어 액상물질(1d)이 짜내어진다. 액상물질(1d)은 액상물질 배출관(25c)을 통해서 배출되어 믹서(30)로 이송되며, 여과판들(251)의 사이에 남겨진 고형분(1e)은 고형분 배출관(25b)을 통해서 배출되어 건조 오븐(80)으로 이송된다. 도8에서 미설명 부호 25a는 입구관을 가리킨다.

도9에 도시된 필터 프레스(25)의 내부 구조도를 참고하면, 앞서 분해 반응기들(21,22)에서 배출된 혈액 용액(1c)은 필터 프레스(25)의 여과판들(251) 사이의 공간으로 들어가며, 유압실린더(258)가 가압판(257)을 밀어 여과판들(251)을 압착한다. 여과판들(251)에는 각각 여과포(251a)가 설치되어 있는데, 고형분(1e) 만이 여과포(251a)에 걸려서 그대로 남고 아미노산 용액으로 이루어진 액상물질(1d)은 필터 프레스(25)의 외부로 배출된다. 상기 여과판들(251)을 펼치는 작업은 구동모터(253a)의 힘에 의해서 이루어지는데, 구동모터(253a)의 회전력이 원동 스프로켓(253b) 및 제1종동 스프로켓(253c)에 의해 여과판 이송장치(255)에 전달되고, 프레임(252)에 장착된 지지대들(256)이 여과판들(251)을 이동시킴으로써 여과판들(251)의 간격이 서로 벌어지게 된다. 여과판들(251) 사이에 남아있는 고형분(1e)을 분리하면 혈액 용액(1c)을 고형분과 아미노산 용액으로 분리하는 작업이 완료된다. 도9에서 미설명부호 256a는 여과판(251)의 지지대들(256)을 서로 연결하는 여과판 연결장치이며, 253은 구동장치를 가리킨다.

도10은 도2에 도시된 믹서(30)의 내부 구성을 나타낸다. 도10을 참고하면, 믹서(30)의 입구관(306)은 제3연결배관(103)과 연결되어 상기 필터 프레스(25)에서 분리된 액상물질(1d)을 받아들이며, 교반기(302)의 교반기 날개(302c)가 회전함으로써 믹서(30)안의 액상물질(1d)을 계속적으로 교반시켜 준다.

믹서(30)는 앞서 상기 분해 반응기(21,22)들이 그랬던 것처럼 2중 혹은 3중의 자켓 방식으로 제작되는 것이 바람직하며, 탱크 형상으로 된 액상물질 저장조(30a)가 내부에 위치하고, 그 액상물질 저장조(30a)의 바깥쪽을 외부 자켓(30b)이 둘러싸고 있다. 상기 액상물질 저장조(30a)의 내부에는 수위감지센서(301a), 온도센서(301b), pH센서(301c) 등의 센서들이 설치되고, 이들 센서들은 상기 총괄 제어부(14)와 연결된다. 그리고 믹서(30)의 상부에는 가스/냄새 배출관(305)이 마련되어서 가스 혹은 냄새를 배출하며, 바람직하게는 팬(305a)을 회전시켜서 가스 혹은 냄새가 원활하게 배출되도록 할 수 있다.

상기 믹서(30)의 액상물질 저장조(30a)의 내부면은 아미노산 용액 혹은 혈액성분이 눌어붙지 못하도록 불소수지 또는 탄소수지 물질로 내부식성 및 내마찰성의 성질을 가진 내부 코팅층(30c)을 형성하는 것이 바람직하며, 액상물질 저장조(30a)의 외측면에는 가열수단(308)이 설치되어서 액상물질 저장조(30a) 내부의 온도를 70∼95℃까지 올려 살균 공정을 진행할 수 있다.

상기 믹서(30)는 필터 프레스(25)로부터 이송되어 온 아미노산 액상물질(1d)을 받아들여 비료공전의 시방에 따라 질소, 인산, 칼륨, 유황, 미네랄, 분뇨수, 게르마늄(Ge), 셀레늄(Se) 등의 각종 부재료들을 투입하고 혼합 교반함으로써 아미노산 액상비료(1d')를 만드는 장치이다. 제2부재료 자동투입장치(32)는 상기 제1부재료 자동투입장치(13)와 동일한 구조로 제작되고, 그 안에는 유황 저장부(321), 분뇨수 저장부(322), 질소, 인산, 칼륨 저장부(323), 미네랄 저장부(324), 게르마늄 저장부(325), 셀레늄 저장부(326)를 포함하고 있다. 그리고 상기 제2부재료 자동투입장치(32)의 부재료들은 부재료 투입관(32a)에 의해 믹서(30)의 액상물질 저장조(30a)안으로 투입된다.

한편, 물 공급관(304)을 통해서는 물 혹은 용수(用水)가 투입되며, 교반기(302)는 액상물질(1d)을 계속해서 휘저어 교반한다. 도10에서 미설명부호 301a는 교반기(302)의 모터를 가리키며, 302b는 교반축, 302c는 교반날개를 가리킨다.

그리고 믹서(30)는 지지부(309)에 의해서 지면에 지지되어 설치되며, 믹서(30) 안에서 제조된 액상비료(1d') 혹은 액상물질(1d)은 하단 출구에 설치된 출구관(307)을 통해서 배출된다. 도면부호 307a는 상기 출구관(307)에 결합된 밸브이며, 307b는 밸브(307a)에 결합된 연결부이고, 307c는 액상물질 배출관을 가리킨다.

본 발명의 믹서(30)는 아미노산 액상물질(1d)에 미네랄 등의 부재료를 투입한 다음 교반하여 아미노산 액상비료를 만드는데, 이때 70∼90℃의 온도로 15분∼20분간 최종 살균 과정을 실시한다. 바람직하게는 80℃의 온도로 살균과정을 진행하는 것이 좋다.

도11은 도2에 도시된 제1자화수기(40) 및 용수공급탱크(60)의 구성과 연결관계를 보다 상세히 나타낸 것이다. 도11에 도시된 제1자화수기(40)는 믹서(30)에서 제조된 아미노산 액상비료(1d')의 일부를 이송받아 자화수 처리하는 장치로서, 제5연결배관(105)에 의하여 믹서(30)와 연결되고, 또한 제6연결배관(106)에 의하여 용수 공급탱크(60)와 연결되어 있다.

본 발명에서는 2개의 자화수기(40, 40a, 도2 참조)를 채택하고 있는데, 제1자화수기(40)와 제2자화수기(40a)는 동일한 구조를 갖고 있다. 자화수기(magnetized water device)는 특수 영구자석을 내부에 설치하여 강력한 자장대를 형성한 장치로서, 그 강력한 자장대 속으로 물을 반복 통과시킴으로써 물 속의 미네랄에 강력한 자기처리를 가해 물의 분자구조를 이온 활성화시켜주는 장치이다. 자화수기를 통과해 만들어진 자화수는 미네랄 이온들이 활성화되어 있기 때문에 인체는 물론 농축산, 화훼 용의 정수로서 널리 사용될 수 있다.

도12를 참고하여 자화수기(40)의 내부 구성과 그 작동 원리를 설명하면, 자화수기 하우징(41) 안에는 복수개의 자석봉들(410)이 설치되어 있고, 이 자석봉들(410)에 의해서 강력한 자장대가 형성되어 있다. 자석봉들(410)에 의한 자기력선(411)의 사이로 액상물질(1d')이 통과하면 이전에는 서로 덩어리로 뭉쳐 있던 물분자들(1d-1)이 자기력선(411)을 통과하면서 이온화되어 나중에는 물 분자들(1d-2)이 고르게 분산된 형태로 변환된다.

자화수기(40)에 의해서 자화수 처리된 아미노산 액상물질(1d) 혹은 액상비료(1d')는 혈액 속에 들어 있던 산화철과 유해금속이 제거되며, 소립자화되고, 살균 및 항균 효과를 갖게 된다. 이렇게 자화수기(40)에 의해서 액상비료 물질을 자화수 처리하게 되면, 액상비료의 식물에 대한 흡수력을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

다시 도11을 참고하면, 제1자화수기(40)에 의해 자화수 처리된 아미노산 액상물질은 용수공급탱크(60)에 저장된 다음, 일부는 분해 발효기(21,22)로 전달되어 용수(물)로서 투입되고, 나머지는 믹서(30)로 다시 되돌려져 용수(물)로서 투입된다. 도11에서 미설명부호 60a는 용수공급탱크(60)의 배출관이며, 61은 분기관이고, 62a와 63a는 밸브들이며, 62b와 63b는 연결배관을 가리킨다.

도13은 도2에 도시된 액상비료 저장탱크(70)의 내부 구성을 도시한다. 도13을 참고하면, 액상비료 저장탱크(70)는 제2여과기(15) 및 제2자화수기(40a)에 의해서 여과 및 자화수 처리된 아미노산 액상비료(1d')를 이송받아 보관하며, 분배기(75)에 의해서 일정한 양만큼씩 배출하여 개별 포장단위로 포장한다. 액상비료 저장탱크(70)에는 교반기(702)가 설치되어 액상비료(1d')를 교반하며, 분배기 연결부(704)에는 제품 포장을 위한 분배기(75)가 연결된다. 액상비료 저장탱크(70)와 분배기(75)의 사이는 연결배관(75a)으로 연결된다.

상기 분배기(75)는 반자동 포장설비 혹은 전자동 포장설비의 형태로 구현될 수 있으며, 포장용기(76)에 정량 주입할 수 있다.

한편, 도13에는 도시되지 않았지만, 액상비료 저장탱크(70)는 아미노산 액상비료(1d') 제품을 냉장 보관할 필요를 고려하여 냉장설비를 포함할 수 있으며, 이때 온도는 4∼10℃로 유지하도록 한다.

도13에서 미설명부호 703은 입구관이며, 703a는 상기 입구관(703)에 설치된 연결배관이다.

한편, 상기 필터 프레스(25, 도2 참조)에서 액상물질(1d)로부터 분리된 고형분(1e)은 건조 오븐(80)으로 이송되어 담수율 10%이하의 상태까지 건조 처리된다. 상기 건조 오븐(80)은 열기를 직접 가하여 수분을 증발시킴으로써 고형분을 건조시키는 장치이며, 기존의 기술들에 비해서 건조 시간을 최대로 단축시킬 수 있다.

도14는 도2에 도시된 분쇄기(81)를 나타내고, 도15는 혼합기(82)의 내부 구조를 도시한다. 도14를 참고하면, 상기 건조 오븐(80)에서 건조 처리된 고형분(1e)은 분쇄기(81)에 의해서 미립자 분말 상태로 분쇄된다. 도14에서 도면부호 81a는 분쇄기(81)의 입구관이며, 81b는 출구관이다.

그리고 도15를 참고하면, 상기 도14의 분쇄기(81)에 의해서 만들어진 미립자 분말은 혼합기(82)의 입구관(82a)을 통해서 혼합기(82)의 내부로 들어오며, 혼합기(82)는 비타민, 미네랄 등의 사료물질들을 투입하고 혼합함으로써 사료공전에 정해진 분말사료(1e')를 제조한다. 상기 혼합기(82) 내부에는 교반기가 설치되어서 분말사료(1e')를 교반 혼합하며, 하부의 배출구(82c)를 통해서 분말사료(1e')가 배출되어 포장용기(83)에 담겨진다. 도15에서 도면부호 820은 교반모터이고, 820b는 수직방향으로 설치된 교반축이며, 820c는 교반봉을 가리킨다.

도16은 본 발명에 따른 도축 혈액 단백질 자원을 활용한 동물성 아미노산 비료 및 사료의 종합 제조 방법을 순서도로서 정리한 것이다.

도16을 참고하면, 도축시설에서 동물을 도축하고 나온 도축혈액을 수거하여(S1 단계), 이동식 도축혈액 운반차량을 이용해 '아미노산 비료 및 사료의 일괄생산공장'으로 운반하며, 제1여과기(11, 도2 참조)에 의해서 도축혈액 내의 핏줄, 힘줄, 근육, 털 등 잔류 불순물들을 여과하고 제거한다(S2 단계). 이어서 혈액을 고압 균질기(12)에 통과시켜서 혈액내의 비교적 큰 입자들을 미세입자로 분쇄함으로써 균질한 혈액 분산액을 만든 다음(S3 단계), 효소분해 반응기(21,22)에서 천연 복합 효소를 이용하여 혈액 내의 단백질과 지방을 분해 반응시킴으로써 아미노산 성분들로 분해시킨다(S4 단계). 이렇게 해서 분해 반응된 아미노산 용액을 필터 프레스(25)에 의해서 고형분(1e)과 아미노산 액상물질(1d)로 분리한 후에는(S5 단계), 액상물질(1d)은 믹서(30)로 이송해서 질소, 인산, 칼륨 등의 비료성분들을 부재료로서 첨가하여 교반하고(S6 단계), 제1자화수기(40)로 자화서 치리(S7 단계)하여 용수공급탱크(60)에 저장한다. 용수공급탱크(60)에 저장된 아미노산 액상물질의 일부는 용수로서 상기 믹서(30)에 다시 투입되고, 나머지 일부는 상기 분해반응기(21,22)에 역시 용수로서 되돌려져 투입된다.

한편, 상기 믹서(30)에서 배출된 아미노산 용액 중의 일부는 제2여과기(15)와 제2자화수기(40a)를 거쳐 여과 및 자화수 처리됨으로써(S8 및 S9 단계들) 아미노산 액상비료 제품으로 완성된다(S10 단계). 이어 상기 아미노산 액상비료는 액상비료 저장탱크(70)로 이송된 다음 분배기(75)에 의해 개별 포장용기로 포장된다(S11 단계).

한편, 상기 필터 프레스(25)에서 배출된 고형분(1e)은 건조 오븐(80)에서 건조 처리된 다음(S21 단계), 분쇄기(81)에 의해서 미립자 분말상태로 분쇄되고(S22 단계), 혼합기(82)에서 상기 분말들에 각종 미네랄, 비타민 등의 부재료를 투입하고 혼합함으로써 분말사료 제품을 완성한다(S24 단계).

본 발명에 따른 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산비료및 사료의 고속, 고효율 종합생산 시스템과 그 제조방법은 혈액 중의 단백질의 아미노산으로의 분해 전환하는 효율을 대폭 향상시켰으며, 액상비료 중의 침전물과 염분을 제거하여 깨끗한 제품을 생산하는 장점이 있다. 그리고 본 발명은 액상비료 제품 중에 지방이 남지 않도록 함으로써 부패를 방지하고, 침전을 방지하는 효과를 거둘 수 있다.

본 발명에 따라 생산된 액상비료 제품은 여과 공정 및 자화수 처리에 의해서 불순물이 제거되고 물 입자가 이온화됨으로써 액상비료의 식물 침투력이 비약적으로 향상되는 효과가 있으며, 고형분을 건조시켜 분쇄해 만든 아미노산 사료 역시 동물의 체내에 흡수되는 비율이 상당히 높아지는 장점이 있다.

또한 본 발명은 동물의 혈액 내에 포함된 염분과 항생제를 염분제거제 및 항생제 제거제의 적절한 사용에 의해 충분히 제거함으로써 순수한 동물성 아미노산 용액을 생산하는 장점이 있으며, 특히 믹서(30)로 아미노산 액상 비료를 만드는 과정에서 80℃의 온도로 15∼20분 동안 가열함으로써 기 투입된 효소의 작용을 정지시키고, 살균처리하여 액상비료의 안전성과 품질을 향상시키며, 자화수 처리에 의해서 물분자의 미세화 및 최종살균효과를 거둘 수 있는 장점이 있다.

1: 도축시설 1a: 가축동물
1b: 도축혈액 1c: 혈액입자
1d: 액상물질 1d-1, 1d-2: 물분자
1d': 액상비료 1e: 고형분
1e': 분말사료 2: 혈액수집관
2a: 이송펌프 2b: 혈액이송관
3: 혈액저장탱크 3a: 밸브
4: 혈액통 5: 차량
6: 소각시설 7: 폐수처리시설
11: 여과기 12: 고압 균질기
12a: 인입구 12b: 혈액배출구
13: 제1부재료 자동투입장치 13a: 부재료 투입관
14: 총괄제어부 15: 제2여과기
20: 효소분해반응장치부 21: 제1효소분해반응기
21a: 내부반응조 21b: 외부자켓
21c: 내부코팅층 22: 제2분해 반응기
25: 필터프레스(filter press) 25a: 입구관
25b: 고형물 배출관 25c: 액상물질 배출관
30: 믹서(mixer) 30a: 액상물질 저장조
30b: 외부자켓 30c: 내부코팅층
32: 제2부재료 자동투입장치 32a: 부재료 투입관
40: 제1자화수기 40a: 제2자화수기
41: 자화수기 하우징 50: 혈액운반 탱크 차량
50a: 트럭차체 50b: 차량 바퀴
51: 혈액냉장탱크 51a: 약품투입구
53a: 온도센서 53b: pH센서
54: 교반기 54a: 교반모터
54b: 교반축 54c: 교반기 날개
57: 흡입펌프 57a: 혈액흡입배관
58: 필터 59: 혈액 인입구
60: 용수공급탱크 60a: 배출관
62a, 63a: 밸브 62b, 63b: 연결배관
70: 액상비료 저장탱크 75: 분배기
76: 비료포장용기 80: 건조 오븐
81: 분쇄기 81a: 입구관
81b: 출구관 82: 혼합기
82a: 입구관 82b: 미네랄, 비타민 투입구
82c: 배출구 83: 사료 포장
101: 제1연결배관 102a: 제2-1연결배관
102b: 제2-2연결배관 103: 제3연결배관
104: 제4연결배관 105: 제5연결배관
106: 제6연결배관 107: 제7연결배관
107a: 제7-1연결배관 108a: 제8-1연결배관
108b: 제8-2연결배관 109: 제9연결배관
120: 유압발생장치부 121: 반응챔버
121a: 피스톤
121b: 실린더121c: 호모밸브(homo valve)
121c-1: 밸브 시트(valve seat) 121c-2: 밸브 통로
121c-3: 밸브 간극 121c-4: 확장부
121d: 임팩트 링(impact ring) 121e: 밸브 로드(valve rod)
121f: 반응챔버 하우징 122: 제어부
123: 냉각부 124: 혈액전송 배관
125: 입구 저장부 126: 연결부
127: 혈액인입 배관 128: 밸브
129: 혈액배출배관 131: 효소 저장부
132: pH조절제 저장부 133: 소포제 저장부
201: 제1배출배관 202: 제2배출배관
203: 제3배출배관 211a: 수위감지센서
211b: 온도센서 211c: pH센서
211d: 농도센서 212: 교반기
212a: 모터 213: 심부 히터봉
213a: 가열코일 214: 물 투입관
215: 가스/냄새 배출관 215a: 팬(fan)
216: 입구관 217: 출구관
217a: 밸브 217b: 연결관
218: 가열수단 219: 지지부
250: 하우징 251: 여과판
251a: 여과포 252: 프레임
253: 구동장치 253a: 구동모터
253b: 원동 스프로켓 253c: 제1종동 스프로켓
253d: 제2종동 스프로켓 254: 벨트
255: 여과판 이송장치 255a: 걸림부
256: 지지대 256a: 여과판 연결장치
257: 가압판 258: 유압실린더
301a: 수위감지센서 301b: 온도센서
301c: pH센서 302: 교반기
302a: 모터 302b: 교반축
302c: 교반날개 304: 물 공급관
305: 가스/냄새 배출관 305a: 팬
306: 입구관 307: 출구관
307a: 밸브 307b: 연결부
307c: 액상물질 배출관 308: 가열수단
309: 지지부 321: 유황 저장부
322: 분뇨수 저장부 323: N,P,K 저장부
324: 미네랄 저장부 325: 게르마늄(Ge) 저장부
326: 셀레늄(Se) 저장부 410: 자석봉
411: 자기력선 412: 인입관
505: 온도유지수단 505a: 온도유지용 유체배관
510: 내부코팅층 590: 혈액배출구
591: 밸브 592: 필터
593: 혈액배출배관 702: 교반기
702a: 교반모터 702b: 교반축
702c: 교반날개 703: 입구관
703a: 연결배관 704: 분배기 연결부
820: 교반모터 820b: 교반축
820c: 교반봉 G: 지면

Claims (8)

1. 도축시설(1)에서 수집된 도축 동물들(1a)의 혈액(1b)을 미세 입자 상태로 분산시킴으로써 안정화된 유화상태의 액상 혈액(1c)으로 균질화시키는 고압 균질기(12);
   상기 고압균질기(12)를 통과하여 미세 입자 형태로 분해 및 균질화된 혈액(1c)에 단백질 분해효소와 지방 분해효소를 포함하는 천연 미생물 효소제들을 투입하여 분해 반응과정을 진행시킴으로써 상기 혈액(1c) 내의 단백질이 아미노산 성분들로 분해되도록 하는 효소분해반응 장치부(20);
   상기 효소분해반응 장치부(20)에서 배출된 혈액(1c)을 액상물질(1d)과 고형분(1e)으로 분리하는 필터 프레스(25);
   상기 필터 프레스(25)에서 분리된 액상 물질(1d)을 전달받아 미네랄, 질소, 인산, 칼륨을 포함하는 비료성분들을 투입하고 혼합함으로써 아미노산이 함유된 액상비료(1d')를 제조하는 믹서(mixer, 30);
   상기 믹서(30)에서 제조된 액상비료(1d')를 자기력선들의 사이로 통과시켜 자화수 처리하는 자화수기(40a);
   상기 자화수기(40a)를 통과한 액상비료(1d')를 냉장 보관하는 액상 비료 저장탱크(70);
   상기 액상 비료 저장탱크(70)에 보관한 액상비료(1d')를 일정한 용량만큼씩 분배하여 개별 포장 단위로 포장할 수 있도록 하는 분배기(75);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 필터 프레스에서 분리된 고형분 물질들을 이송받아 55∼90℃의 온도로 건조시키는 건조오븐(oven, 80);
   상기 건조오븐(80)에서 건조 처리된 고형분 물질들을 분쇄하여 분말 형태로 만드는 분쇄기(81); 및
   상기 분쇄기(81)로부터 이송받은 분말들에 미네랄, 비타민을 포함하는 사료성분들을 투입하고 혼합함으로써 아미노산 분말사료(1e')를 만드는 혼합기(82);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 도축시설(1)에서 수집된 도축 동물들(1a)의 혈액(1b)은 냉장보관 기능 및 교반 기능을 갖춘 혈액운반 탱크 차량(50)에 의해서 운송되며,
   상기 혈액(1b)은, 상기 고압 균질기(12)로 들어가기 전에, 제1여과기(11)에 의해서 상기 혈액(1b) 내에 존재하는 불순물이 여과 제거되고, 이때 상기 불순물은 동물의 핏줄, 힘줄, 근육, 털을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 효소분해반응 장치부(20)는, 동일한 구조를 가진 적어도 2개의 효소분해 반응기들(21, 22)로 구성되며, 상기 효소분해 반응기들(22)의 각각은 내부에 혈액(1c)을 담으며, 표면 중 일부에 입구관(216)과 출구관(217)이 형성되고, 천연 효소제를 포함한 부재료들과 물을 투입할 수 있는 수단들이 마련된 내부 반응조(21a);
   상기 내부 반응조(21a) 내에 수직방향으로 설치되며, 모터(212a)의 구동에 의해서 교반날개들(212c)이 회전함으로써 상기 내부 반응조(21a) 안에 담긴 혈액(1c)을 회전 교반시키는 교반기(212);
   상기 내부 반응조(21a) 안의 수위, 온도, pH 및 농도를 측정하는 센서들(211a, 211b, 211c, 211d);
   상기 내부 반응조(21a) 안의 온도를 55∼65℃로 유지하는 가열수단(218); 및
   상기 내부 반응조(21a)를 외부에서 둘러싸 보온하는 외부자켓(21b);을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 고압 균질기(12), 분해 반응 장치부(20), 필터 프레스(25) 및 믹서(30) 중의 적어도 어느 하나와 전자적으로 연결되어 그 장치의 작동을 제어하는 총괄 제어부(14)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템.
6. 제4항에 있어서, 상기 가열수단(218)은 상기 내부 반응조(21a)의 벽면 외측을 둘러싸서 설치되며, 상기 효소분해 반응기(21, 22)는 각각의 평면 구조를 기준으로 할 때 중앙의 위치 또는 그에 인접한 위치에 설치된 심부 히터봉(213)을 더 포함하고, 상기 심부 히터봉(213)의 내부에는 가열 코일(213a)이 내장되어 전기의 공급에 의해서 발열이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 믹서(30)내의 액상비료(1d') 중의 일부를 전달받아 자기력선들의 사이로 통과시킴으로써 자화수 처리를 하는 제1자화수기(40); 및 상기 제1자화수기(40)를 거친 액상비료를 저장하는 용수 공급탱크(60);를 더 포함하며,
   상기 용수 공급탱크(60)안에 든 액상비료의 일부는 상기 분해 반응 장치부(20)의 분해 반응기(21,22)로 전달되고, 나머지는 상기 믹서(30)로 다시 공급되는 것을 특징으로 하는, 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 일괄 생산 시스템.
8. 도축시설(1)에서 도축된 동물들(1a)의 혈액(1b)을 수거해서 혈액운반 탱크 차량(50)을 이용하여 운반하되, 상기 혈액(1b)을 굳지 않은 상태로 보관하면서 운반하는 제1단계;상기 혈액(1b)을 고압 균질기(12)에 통과시켜, 혈액(1b)을 미세 입자 상태로 분산시킴으로써 안정화된 유화상태의 액상 혈액(1c)으로 균질화시키는 제2단계;
   상기 혈액(1c)을 효소분해 반응기(21,22)로 이송하고, 상기 효소분해 반응기(21,22)에서는 혈액(1c)에 천연 효소제들을 투여하여 혈액 내의 단백질과 지방을 분해 반응시킴으로써 아미노산 성분들을 다량 함유한 혈액 용액으로 변환시키는 제3단계;
   상기 제3단계에서 분해 반응처리가 완료된 아미노산 혈액 용액을 고형분(1e)과 액상물질(1d)로 분리하는 제4단계;
   상기 제4단계에서 분리된 액상물질(1d)을 믹서(30)로 이송한 다음, 믹서(30)에서 액상물질(1d)에 부재료들을 투입하고 혼합하여 아미노산이 함유된 액상비료(1d')를 완성하는 제5단계;
   상기 제4단계에서 분리된 고형분(1e)을 건조 오븐(80)으로 이송하고, 상기 건조 오븐(80)에서는 고형분(1e) 중의 수분을 증발시켜 건조시키는 제6단계; 및
   상기 6단계에서 건조된 고형분 물질을 분쇄한 다음 미네랄과 비타민을 포함하는 사료성분들을 투입하고 혼합함으로써 분말사료(1e') 제품을 완성하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축의 도축혈액 단백질로부터 고품질 아미노산 비료및 사료의 고속, 고효율 종합 생산 방법.

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