KR101541872B1 - 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 및 그 제조방법 - Google Patents

음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법은 음식물 쓰레기 침출수를 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제로 멸균하는 단계; 상기 멸균된 침출수에 보조사료를 배합하는 단계; 상기 보조사료가 배합된 침출수를 칠황 버섯으로 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 사료를 건조하는 단계;를 포함하며, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료는 음식물 쓰레기 처리비용을 줄일 수 있으며, 항생제를 포함하지 않고 우수한 항균 효과를 가질 수 있다.

Description

음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 및 그 제조방법{Livestock feed using food waste leachat and manufacturaring process for the same}
본 발명은 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 음식물 쓰레기 처리비용을 줄일 수 있으며, 항생제를 포함하지 않고 우수한 항균 효과를 가지는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로 음식물쓰레기는 집 밖으로 내보내서 간이 집하장에 모으고, 수거및 운송을 하여 재처리시설에서 처리하였다. 이에 따라 처리시설 건설에 소요되는 비용과 수거 및 운반 비용, 재처리시설의 운영 비용은 상상을 초월하여 왔다.
더욱이 음식물쓰레기는 발생 후 시간의 경과에 따라 부패에 가속도가 붙어 액상으로 변하면서 세균에 의한 악취, 해충, 침출수 등으로 환경오염을 유발하고 있다. 또한 액상으로 변한 고농도의 폐수는 해양투기에 의존해 왔으나, 2013년부터 해양투기 전면금지에 직면해 있는 현실이다.
음식물 쓰레기를 자원화하기 위해 건조방법을 유도하고 있지만 음식물특성상 염분에 의한 간장 다림 냄새와 같은 악취와 부패에 의한 악취가 어우러져 재처리시설 주변의 생활환경을 오염시키며, 시설주변의 땅값을 떨어트리고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 음식물 쓰레기를 사료나 비료 등으로 재활용하는 방법이 제안되고 있다.
이 중 사료(飼料; feed)는 가축이 생명을 유지하고 축산물(계란, 우유, 고기, 털 등)을 생산하고 성장, 번식, 수유(授乳)하는데 필요한 유기태(有機態), 무기태(無機態) 영양소를 함유하고 있는 물질을 말한다. 이때, 좋은 사료는 영양소 공급능력이 높고, 가축에게 무해, 무독하여야 하며, 생산량이 많고 손쉽게 이용할 수 있어야 하고, 영양소가 쉽게 변질되지 않고 신선해야 하며, 영양소의 소화율이 높아야 한다.
그러나, 국내에서 가축의 대량 사육은 방목할 토지가 부족하여 축사에서 사육할 수밖에 없어 인공적으로 배합한 사료나 건초 등을 급여하여 사육하고 있는 실정이다. 보통 배합사료는 곡물이 주원료이므로 생산 단가를 낮추기 위하여 수입곡물을 원료로 사용하고 있고, 수입곡물은 그 통관절차가 까다롭지 않아 유전자 변형된 제품이 반입될 우려가 있다. 유전자 변형 곡물들을 이용하여 제조한 배합사료가 가축에게 급이 될 경우, 내성이 약화되고 영양소의 공급이 원활하게 되지 못할 수 있다.
또한, 배합사료의 부패를 방지하기 위해서, 투입되는 방부제, 항곰팡이제 및 항생제 등이 남용됨으로써 가축의 내성이 약화될 수 있으며, 방부제, 항곰팡이제나 항생제 등이 잔류하는 육류나 유제품들이 그대로 소비자에게 제공될 수 있다. 이러한 배합사료에 포함되는 화학물질이나 항생물질 등은 분비물에 높은 농도로 잔류하고, 퇴비화해도 발효가 잘 되지 않으며, 냄새가 지독하기 때문에 폐기물 처리에 어려움이 있다.
이러한 문제점들을 해소하기 위하여 다양한 방법이 제안되고 있다.
특허등록 제10-391267호에는 남은 음식물을 분쇄하여 생죽형태로 얻고, 이에 유산균을 첨가하여 발효시키는 발효사료의 제조방법이 기술되어 있다.
특허등록 제10-90913호에는 멸균상태의 음식폐기물 탈리액에 액상의 유용 미생물군을 혼합하고 발효시키는 단계를 포함하는 음식폐기물 탈리액의 액체비료화 방법이 기술되어 있다.
특허등록 제10-245607호에는 음식물 쓰레기나 식품 폐기물 등을 미강(米糠)과 혼합영양제를 혼합함과 아울러 유효 미생물로 발효처리하는 방법이 기술되어 있다.
본 발명에 따른 일 실시형태의 목적은 음식물 쓰레기 처리비용을 줄일 수 있으며, 항생제를 포함하지 않고 우수한 항균 효과를 가지는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 음식물 쓰레기 침출수를 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제로 멸균하는 단계; 상기 멸균된 침출수에 보조사료를 배합하는 단계; 상기 보조사료가 배합된 침출수를 칠황 버섯으로 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 사료를 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법을 제공한다.
상기 멸균 단계에서 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제는 칠황버섯균사체 및 발효 녹차 추출물의 혼합물인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 멸균단계는 상기 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제를 상기 음식물 쓰레기 침출수에 뿌려주는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 멸균단계에서 상기 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제는 상기 음식물 쓰레기 침출수에 1:100~150 부피 비율로 처리될 수 있다.
상기 보조사료는 미강, 옥수수 또는 대두박 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 보조사료의 배합량은 가축별 또는 성장 단계별로 조절될 수 있다.
상기 보조사료의 배합 단계에서 음이온 성분의 일종인 유기 게르마늄을 함유하고 있는 문경 약돌 가루를 멸균된 침출수의 100 내지 200분의 1의 부피 비율로 첨가할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 발효된 사료를 건조하기 전에 펠렛화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 상기의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따라 음식물 쓰레기 침출수를 발효하여 제조된 사료를 가축에 급여하면 가축의 분뇨에 악취가 줄어든다. 또한, 항생제가 전혀 들어가지 않아 육질 내 잔류 항생 물질이 없으며, 침출수 처리비용을 절약할 수가 있어 기존의 배합사료보다 30%이상 저렴하게 공급할 수 있으며, 영양성분이 골고루 들어있어 고단백의 양질의 사료가 될 수 있다.
또한, 국제협약에 의해 음식물 쓰레기 폐수의 해양 투기금지문제에 대한 해결책을 제시할 수 있고, 친환경적인 가축사육을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 가축 사료를 급여한 가축의 육질이 일반 배합사료를 먹인 가축의 육질보다 지방의 비율이 작고, 불포화 지방산의 비율이 높아 육질이 우수하며, 칠황 버섯의 항암성 및 항균 효과를 가져 가축 질병의 발생률을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조단계를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2 내지 도 4는 각각 대장균, 녹농균 및 황색포도상구균에 대한 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제의 항균시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 5는 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제 처리 후 시간경과에 따른 가스농도의 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 본원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시형태를 들어 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 “상에”또는 “전에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함할 수 있다.
본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 “~ (하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본 발명은 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 가축사료의 제조방법은 음식물 쓰레기 침출수를 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제로 멸균하는 단계; 상기 멸균된 침출수에 보조사료를 배합하는 단계; 상기 보조사료가 배합된 침출수를 칠황 버섯으로 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 사료를 건조하는 단계;를 포함하며, 본 발명의 일 실시형태에 따른 가축사료는 상기의 방법으로 제조된 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료 제조방법의 각 단계를 구체적으로 설명하며, 본 발명의 일 실시형태에 따른 가축사료는 이에 의하여 보다 구체적으로 특정되고 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법은 음식물 쓰레기 침출수를 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제로 멸균하는 단계; 상기 멸균된 침출수에 보조사료를 배합하는 단계; 상기 보조사료가 배합된 침출수를 칠황 버섯으로 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 사료를 건조하는 단계;를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조단계를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
우선, 음식물 쓰레기 침출수를 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제로 멸균할 수 있다(S1).
음식물찌꺼기 침출수는 각종 미생물이 많이 서식하고 있어 빨리 부패가 일어나고 재활용하려면 심한 악취가 나서 모두가 기피하는 실정이다. 이것은 침출수 내의 많은 미생물이 존재하여 왕성한 발효과정을 거치는 과정에 일어나는 현상이다.
본 발명에서는 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제로 음식물 쓰레기 침출수를 멸균하여 악취를 제거하고 무균화시켜 다음 공정을 용이하게 실시할 수 있다.
음식물 쓰레기 침출수를 멸균하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 음식물 쓰레기 침출수 수거단계 및 수송 단계에서 간단히 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제를 뿌려 주는 방식으로 수행될 수 있다. 또는 음식물 쓰레기 침출수를 저장시설에 모은 후 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제를 뿌려줄 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제는 러스케어(칠황의 상표명)일 수 있다. 러스케어는 식품첨가물 살균소독제로인증 허가가 난 상품으로써, 인체나 동물에 무해하다. 러스 케어는 발효 녹차 추출물 및 칠황버섯 균사체를 포함한 것으로, 친환경 산소계 천연 멸균 및 탈취 소독제이다.
상기 칠황버섯균사체는 옻추출물을 포함하는 액체 배양액에서 배양된 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 칠황버섯액체균사는 옻추출물 20 내지 40 중량부 및 PDB(Potato Dextrose Broth)배지 40 내지 80 중량부가 혼합된 액체 배양액에 칠황버섯 균사체를 접종하고, 20 내지 40℃에서 10 내지 20일간 배양하여 제조된 것일 수 있다. 상기 칠황버섯 균사체 접종은 액체 배양액의 0.01 내지 1 중량부로 접종될 수 있다.
상기 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제는 옻추출물을 포함하는 액체 배양액에서 배양된 칠황버섯액체균사와 발효 녹차 추출물의 혼합물일 수 있다.
상기 러스 케어를 음식물 쓰레기 침출수에 1:100~150 부피 비율로 희석하여 처리했을 때 2시간 이내에 암모니아 등의 탈취율이 98%에 달하고, 대장균, 황색포도상구균 등 유해균의 살균율이 99.9%에 달한다.
이에 따라 음식물 쓰레기 침출수를 멸균하여 칠황 버섯의 배지로 사용할 수 있고, 염분의 분해 및 악취를 제거하여 추후 공정을 용이하게 할 수 있다.
이하, 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제(러스 케어)의 항균 및 탈취력을 보다 구체적으로 설명한다. 한국건설생활환경시험연구원에 러스 케어의 항균 및 탈취력에 대한 시험을 의뢰하였고, 하기 표 1은 대장균, 녹농균 및 황색포도상구균에 대한 러스 케어의 항균시험 결과이다.
Figure 112013097855103-pat00001
*CFU: Colony Forming Unit
*접종균 세균농도(CFU/㎖): 대장균 1.4×106, 녹농균 1.6×106 , 황색포도상구균 1.2×106
*사용균주: Escherichia coli ATCC 25922
Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442
Staphylococcus aureus ATCC 6538
*의뢰자제시조건: KCL-FIR-1002: 2011(단, 시료: 액상 원액)
도 2 내지 도 4는 각각 대장균, 녹농균 및 황색포도상구균에 대한 러스 케어(그린 칠황수로 표기)의 항균시험 결과를 나타내는 사진이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 대조군(사진 1, 사진 3 및 사진 5)에는 유해균이 존재하나, 러스 케어(그린 칠황수로 표기) 처리한 경우(사진 2, 사진 4 및 사진 6)에는 대장균, 녹농균 및 황색포도상구균 99.9%가 살균된 것을 확인할 수 있다.
하기 표 2는 암모니아에 대한 러스 케어의 탈취시험 결과이고, 도 5는 러스 케어 처리 후 시간경과에 따른 가스농도의 변화를 나타내는 그래프이다.
Figure 112013097855103-pat00002
상기 표 2 및 도 5를 참조하면, 대조군의 경우 가스농도에 변화가 없으나, 러스 케어로 처리한 경우 암모니아의 농도가 거의 0에 가까워져 탈취율이 약 98%에 달함을 확인할 수 있다.
종래에는 음식물 쓰레기 침출수를 사료로 이용하기 위하여 120℃로 가열하여 살균하는 방법을 사용하고 있었으나, 이는 작업중 악취가 심하게 나고 가열시 소요되는 비용이 많아 효율적이지 않았다. 특히 여름철에는 악취가 많이 나서 작업의 수행에 어려움이 많다.
그러나, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 간단히 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제를 뿌려줌으로써 악취를 제거하고 유해균을 사멸하고 염분을 분해할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 멸균 단계를 수행하기 전에 음식물 쓰레기 침출수를 압축, 탈수, 여과 과정을 거쳐 이물질을 제거한 후 사용할 수 있다.
다음으로, 멸균된 침출수와 보조사료를 배합할 수 있다(S2).
상기 보조사료는 일반적으로 가축의 사료로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 미강, 옥수수, 대두박일 수 있고, 이들을 일종 또는 혼합하여 배합할 수 있다.
상기 멸균된 침출수와 보조사료를 1:2로 배합할 수 있고, 가축별, 성장 단계에 따라 상기 보조사료의 혼합량을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 음이온 성분의 일종인 유기 게르마늄을 함유하고 있는 문경 약돌 가루를 멸균된 침출수의 100 내지 200분의 1의 부피 비율로 첨가할 수 있다. 이는 침출수의 염분을 줄여주고, 발효를 촉진시키며, 냄새 제거 및 보존시 곰팡이가 서식하는 것을 방지할 수 있다. 또한 고기의 육질을 향상시키는 효과가 있다.
다음으로, 상기 보조사료가 배합된 침출수를 칠황 버섯으로 발효시킬 수 있다(S3).
보조사료가 배합된 침출수에 칠황 버섯을 접종하여 발효단계를 수행할 수 있다. 상기 칠황 버섯은 특허받은 균주 미생물(미생물 국제기탁번호 KCTC11549BP, Fomes formentarius)로써, 옻나무에서 자생하는 버섯이다.
칠황 버섯은 옻나무의 유용한 성분들을 이용하기 위해 다양한 실험을 하는 도중에 발견된 새로운 버섯으로, 칠황 버섯 자실체는 3-7cm의 길이로 자라며 상황버섯이나 영지버섯과 비슷한 외형을 띄며 바깥쪽은 진한 갈색을 띄고, 안쪽은 밝은 황색을 띄며 독성을 제거한 옻나무에서 자란다.
칠황 버섯은 옻나무를 배지로 하여 자라면서 옻이 가지는 유용한 성분들을 흡수하여 옻과 비슷한 효능을 가진다. 옻은 항균력이 높고 방부효과가 높으며 곰팡이를 억제하는 효과가 있다. 옻나무는 자체적으로 독성과 항균성이 강하여 미생물 및 버섯 증식이 어려운 것이 특징이다. 칠해목을 이용하여 옻의 우루시올성분을 변성시켜 독성을 제거해도 다른 버섯은 자라지 않으며, 칠황 버섯만이 옻나무에서 특별하게 자라는 버섯임을 확인하였다.
본 발명에서는 상기 옻의 유용성과 비슷한 효과를 갖는 칠황 버섯으로 침출수를 발효시켜 발효과정을 단축시켜 대량배양할 수 있고, 칠황 버섯의 항산화성과 천연 항생제로서의 기능을 사료에 부여할 수 있다.
다음으로, 상기 발효된 사료를 건조하는 단계를 수행할 수 있다(S4).
발효가 완료되면 건조하여 가축의 사료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 건조된 가루의 상태로 가축의 사료로 사용되거나 자동화 시설로 펠렛화하고 건조하여 가축의 사료로 사용할 수 있다. 펠렛화된 사료는 자동화 기계로 25kg 단위로 포장되어 발효배합사료가 완성 및 판매될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따라 음식물 쓰레기 침출수를 발효하여 제조된 사료를 가축에 급여하면 가축의 분뇨에 악취가 줄어든다. 또한, 항생제가 전혀 들어가지 않아 육질 내 잔류 항생 물질이 없으며, 침출수 처리비용을 절약할 수가 있어 기존의 배합사료보다 30%이상 저렴하게 공급할 수 있으며, 영양성분이 골고루 들어있어 고단백의 양질의 사료가 될 수 있다.
또한, 국제협약에 의해 음식물 쓰레기 폐수의 해양 투기금지문제에 대한 해결책을 제시할 수 있고, 친환경적인 가축사육을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 가축 사료를 급여한 가축의 육질이 일반 배합사료를 먹인 가축의 육질보다 지방의 비율이 작고, 불포화 지방산의 비율이 높아 육질이 우수하며, 칠황 버섯의 항암성 및 항균 효과를 가져 가축 질병의 발생률을 낮출 수 있다.

Claims (9)

  1. 음식물 쓰레기 침출수를 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제로 멸균하는 단계;
    상기 멸균된 침출수에 보조사료를 배합하는 단계;
    상기 보조사료가 배합된 침출수를 칠황 버섯으로 발효시키는 단계; 및
    상기 발효된 사료를 건조하는 단계;를 포함하며,
    상기 소독제는 옻추출물 20 내지 40 중량부 및 PDB(Potato Dextrose Broth)배지 40 내지 80 중량부가 혼합된 액체 배양액에 상기 액체 배양액의 0.01 내지 1 중량부의 칠황버섯균사체를 접종하고, 20 내지 40℃에서 10 내지 20일간 배양한 후 발효 녹차 추출물과 혼합된 것으로, 상기 멸균단계는 상기 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제를 상기 음식물 쓰레기 침출수에 뿌려주는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멸균단계에서 상기 칠황버섯균사체를 포함하는 소독제는 상기 음식물 쓰레기 침출수에 1:100~150의 부피 비율로 처리되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보조사료는 미강, 옥수수 또는 대두박 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보조사료의 배합량은 가축별 또는 성장 단계별로 조절되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보조사료의 배합 단계에서 음이온 성분의 일종인 유기 게르마늄을 함유하고 있는 문경 약돌 가루를 멸균된 침출수의 100 내지 200분의 1의 부피 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발효된 사료를 건조하기 전에 펠렛화하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료의 제조방법.
  9. 제1항, 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 침출수를 이용한 가축사료.
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