KR101598217B1 - 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 과립 사료용 원료를 분쇄하는 단계와; 분쇄된 상기 원료를 배합 및 미립자로 성형하는 단계를 포함하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법에 있어서, 상기 미립자를 진공쿼터에 투입하고, 진공에 의해 오일을 안개 분사하여 상기 미립자에 1차 코팅하는 단계와; 상기 진공쿼터의 진공도(Degree of vacuum)를 감소시켜 오일을 상기 미립자에 2차 코팅하는 단계를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 치어가 섭취하기 용이하도록 미립자로 이루어진 지방용출이 억제된 치어용 과립사료를 얻을 수 있다. 또한, 복수의 오일 안개 분사 단계를 수행하여 수중에서 미립자와 오일 코팅이 분리되지 않으며, 이를 통해 수질 오염을 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법 {Method of manufacturing a double-coated granules feed of fat utilizing vacuum quarter}

본 발명은 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치어가 섭취하기 용이하도록 미립자로 이루어지며, 복수의 오일 안개 분사 단계를 수행하여 수중에서 미립자와 오일 코팅이 분리되지 않으며, 이를 통해 수질 오염을 예방할 수 있는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법에 관한 것이다.

어류는 일반적으로 자어기 및 치어기를 거쳐 소화기관이 발달하게 되며, 위선이 없는 초기 소화기관으로부터 복합적인 변태 과정을 거친 후에 위가 형성되어 이후에야 비로소 배합사료와 같은 인공사료의 소화흡수가 가능하게 된다. 일반적으로 어류의 인공종묘생산은 수정란에서부터 시작하며, 부화 직후인 자어는 소화기관이 미형성된 상태에서 난황을 통해 영양이 공급되며, 30 내지 60일에 거쳐 소화기관이 형성되고 나서야 정상적인 외부영양의 섭취능력을 갖추게 된다. 즉, 소화기관의 발달 단계상 배합사료를 소화시킬 수 있는 위와 위선조직이 형성되고, 소화효소인 펩신이 분비되는 시기에 가공된 배합사료를 소화시키는 능력이 생긴다. 따라서 소화기관이 발달하기 전의 자어 및 치어는 Rotifer 또는 Artemia 등과 같은 살아있는 상태의 먹이생물을 공급한다. 하지만 이와 같은 먹이생물은 단백질, 탄수화물, 지방 등과 같은 영양공급이 원활히 되지 않아 자어 및 치어를 성장시키는 데 어려움이 있다.

시중에 판매되는 양식 사료는 일반적으로 육성어에 맞춰져서 나오기 때문에 소화기관이 미형성된 자어 및 치어가 섭취하기에는 용이하지 못하다. 따라서 최근에는 영양소를 공급하기 위해 치어용 초기사료를 먹이생물과 함께 섭취시켜 치어를 양식하는 기술을 사용하고 있다. 치어용 초기사료는 크럼블사료 타입(Crumble feed type)과 과립사료 타입(Granular feed type)으로 구별되며, 입자의 크기는 다양하나 일반적으로 100 내지 1,200㎛ 크기인 사료가 공급되고 있다. 그 중 크럼블사료는 EP(Extruded pellet) 제조설비를 통해 100 내지 130℃에서 직경 5mm의 사료를 성형한 후, 롤밀 분쇄기를 통해 작은 입자로 부수어 작은 입자의 제품으로 제조하게 된다. 이러한 크럼블사료의 경우 고온, 고압의 공정을 거치게 되면서 원료의 단백질이 분해가 어려운 변성단백질화 되어 소화기관이 미형성된 치어가 소화하기 부담스러워진다. 이에 비해 과립사료는 온도를 높게 상승시키지 않고, 초미립자 원료를 10 내지 50㎛로 저온가공하여 영양소의 파괴 없이 소화가 용이한 형태의 사료를 제조 가능하다.

종래의 사료에 관한 기술로는 '대한민국특허청 공개특허 제10-2000-0056386호 양식어류 사료의 제조방법'과 같이 양식어류에게 지방을 공급할 수 있도록 유막을 사료 표면에 코팅하는 기술이 알려져 있다. 양식어류의 종묘생산 시기인 치어기에는 육상수조의 물 변화를 최소화하기 위하여 환수를 최소화하고 있으므로 수질 오염은 매우 민감한 요소이다. 또한 치어의 경우 사료를 섭취하는 데 시간이 많이 걸리는데, 유막은 기름이기 때문에 물에 장시간 방치되면 사료로부터 유막이 분리되어 쉽게 산패되며, 이로 인해 수질을 악화시키고 이를 먹이로 오인하고 먹은 치어가 호흡불량 및 장내기능상실로 폐사하게 되는 문제점이 있다.

대한민국특허청 공개특허 제10-2000-0056386호 대한민국특허청 등록특허 제10-0381534호 대한민국특허청 등록특허 제10-1406688호

따라서 본 발명의 목적은 치어가 섭취하기 용이하도록 미립자로 이루어진 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 복수의 오일 안개 분사 단계를 수행하여 수중에서 미립자와 오일 코팅이 분리되지 않으며, 이를 통해 기호성을 유지하며 수질 오염을 예방할 수 있는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법을 제공하는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은, 과립 사료용 원료를 분쇄하는 단계와; 분쇄된 상기 원료를 배합 및 미립자로 성형하는 단계를 포함하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법에 있어서, 상기 미립자를 진공쿼터에 투입하고, 진공에 의해 오일을 안개 분사하여 상기 미립자에 1차 코팅하는 단계와; 상기 진공쿼터의 진공도(Degree of vacuum)를 감소시켜 오일을 상기 미립자에 2차 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 미립자에 1차 코팅하는 단계는 상기 미립자의 내부에 오일이 주입되도록 350 내지 420bar의 진공도에 이루어지며, 상기 미립자에 2차 코팅하는 단계는 상기 미립자의 외부에 오일이 부착되도록 420 내지 500bar의 진공도에서 이루어지는 것이 바람직하며, 안개 분사되는 오일은 상기 미립자의 직경에 대해 1/1000 내지 1/100000배의 직경으로 분사되며, 상기 2차 코팅하는 단계에서 분사되는 오일은 상기 1차 코팅하는 단계에서 분사되는 오일의 직경에 대해 1.5 내지 3배의 직경으로 분사되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 미립자 100중량부에 대해 상기 오일은 3 내지 5중량부 혼합되며, 상기 1차 코팅하는 단계 및 상기 2차 코팅하는 단계는 0 내지 30℃에서 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면 치어가 섭취하기 용이하도록 미립자로 이루어져 기호성을 유지한 치어용 과립사료를 얻을 수 있다.

또한, 복수의 오일 안개 분사 단계를 수행하여 수중에서 미립자와 오일 코팅이 분리되지 않으며, 이를 통해 수질 오염을 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법의 순서도이고,
도 2는 종래의 사료와, 진공쿼터를 사용한 본 발명의 과립사료 사진이고,
도 3은 도 2의 사료를 수중에 투입한 사진이고,
도 4는 종래의 사료를 투입한 후 수질을 확인한 사진이고,
도 5는 본 발명의 과립사료를 투입한 후 수질을 확인한 사진이고,
도 6은 사료의 컷팅을 설명한 사시도이고,
도 7은 본 발명의 과립사료를 컷팅한 후 오일을 확인한 사진이고,
도 8은 종래의 사료를 컷팅한 후 오일을 확인한 사진이다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 먼저, 과립 사료용 원료를 분쇄한다(S1).

치어가 단백질, 탄수화물, 지방을 골고루 섭취할 수 있도록 과립 사료용 원료를 준비하고, 치어가 사료를 소화하기 쉽도록 이를 잘게 분쇄한다. 원료의 분쇄는 에어 제트 밀(Air Z mill) 분쇄기를 이용하는 것이 바람직하며, 분쇄 방법으로는 분쇄기 내로 원료를 투입시키고, 노즐에서 고압으로 분사되는 에어에 의해 중앙으로 이동한 원료가 상호 자가충돌에 의해 분쇄된다. 이와 같은 방법으로 분쇄할 경우 공정 과정에서 온도 상승이 요구되지 않아 영양소가 파괴되지 않는다는 장점이 있다. 이 이외에도 온도를 상승시키지 않고 원료를 분쇄할 수 있는 방법이면 어느 것이든 사용 가능하다.

분쇄된 원료를 배합 및 미립자로 성형한다(S2).

분쇄된 원료를 영양소 공급이 알맞은 비율로 배합하고, 배합된 원료를 미립자로 성형한다. 여기서, 과립 사료용 원료는 조단백질 50 내지 58중량부, 조지방 10 내지 12중량부, 조회분 1 내지 15중량부, 조섬유 1 내지 5중량부, 칼슘 0.1 내지 1.8중량부, 인 0.1 내지 1.8중량부를 포함하며, 경우에 따라서 추가로 어분, 크릴밀, 전분, 글루텐, 비타민, 미네랄 등이 첨가되어 혼합된다. 이와 같은 원료로 이루어진 과립 사료를 치어가 섭취하게 되면 먹이생물을 섭취할 때보다 영양소를 골고루 섭취할 수 있어 건강하게 성장할 수 있다.

치어는 육성어보다 소화기관이 발달 되어있지 않기 때문에 직경이 큰 사료를 섭취할 수가 없다. 따라서 치어가 섭취 및 소화할 수 있는 크기인 미립자 사료를 그레뉼레이터(Granulator)를 이용하여 성형한다. 미립자의 크기는 직경이 150 내지 900㎛가 바람직한데, 150㎛ 미만으로는 미립자를 성형하기 용이하지 못하며, 900㎛를 초과할 경우 치어가 섭취하기 부담스러워진다.

성형된 미립자는 진공 건조기를 통해 건조하게 되는데, 이때 원료 내의 영양소, 비타민 등을 파괴하지 않도록 일정한 온도, 즉 진공상태에서 50 내지 60℃로 미립자를 건조시킨다. 이 온도에서는 영양소나 비타민 등이 파괴되지 않는다. 경우에 따라서는 시간이 걸리더라도 실온에서 건조시킬 수도 있다.

건조까지 완료된 미립자는 직경에 따라서 별도로 분리하는 단계를 더 거칠 수 있다. 즉 200㎛ 이하, 200 내지 300㎛, 300 내지 500㎛, 500 내지 700㎛, 700 내지 900㎛로 각각 분리하여 직경 차이에 따라 과립 사료를 개별 포장하여 판매할 수 있다.

오일을 미립자에 1차 코팅한다(S3).

S2 단계에서 얻어진 미립자를 진공쿼터에 투입하고, 진공에 의해 오일을 안개 분사하여 미립자에 1차 코팅한다. 오일은 치어에게 3대 영양소 중 하나인 지방을 공급하기 위한 것으로, 치어는 육성어보다 사료를 섭취하는 시간이 길기 때문에 물에 떠 있는 오일이 수중에서 분해되지 않도록 하는 것이 중요하다.

진공쿼터를 통해 350 내지 420bar의 진공도에서 오일을 안개 분사한다. 오일을 안개 분사할 때 진공도를 증가시키게 되면, 분사되는 오일 입자가 진공도에 의해 작아져 미립자의 내부로 침투하게 된다. 미립자 내부로 침투된 오일은 미립자 내부에 흡수 및 코팅되어 미립자 외부로 배출되는 문제가 발생하지 않는다. 여기서 오일 안개 분사가 이루어지는 진공도가 350bar 미만일 경우 진공도가 과도하게 높아 미립자에 오일 침투가 용이하지 않으며 미립자가 손상될 수 있다. 반대로 420bar를 초과할 경우 안개 분사되는 오일 입자가 비교적 커서 미립자 내부로 침투되지 않을 수 있다.

이와 같이 오일이 안개 분사될 경우 미립자 내부로도 오일이 침투되어 오일 코팅력을 극대화시킬 수 있으며 오일이 미립자로부터 분리되지 않아 수질 오염을 방지할 수 있다. 여기서 안개 분사되는 오일은 미립자의 직경에 대해 1/1000 내지 1/100000배의 직경으로 분사되는 것이 바람직하다. 오일 직경이 미립자의 직경의 1/1000배보다 클 경우 미립자 내로 침투가 용이하지 않으며, 1/100000배보다 작은 직경의 오일을 분사시키기는 어렵다.

진공도를 감소시켜 오일을 미립자에 2차 코팅한다(S4).

S3 단계를 통해 미립자의 내부를 오일로 코팅한 후, 1차 코팅 때보다 진공도를 감소시켜 오일에 미립자를 2차 코팅한다. 이때 코팅은 미립자 내로 일부 흡수되면서 외부에 코팅막을 형성하게 된다. 진공도를 감소시킬 경우 안개 분사되는 오일의 직경이 1차 코팅때 보다 커지게 되어 미립자의 외부 영역 위주로 코팅된다.

여기서 진공도는 420 내지 500bar인 것이 바람직한데 420bar 미만일 경우 미립자의 외부 코팅시간이 길어지며, 500bar를 초과할 경우 오일의 입자가 커져 안개 분사가 용이하지 못하다. 이와 같은 진공도를 통해 안개 분사되는 오일의 직경은 1차 코팅에 사용되는 오일의 직경에 대해 1.5 내지 3배의 직경으로 분사되는 것이 바람직하다. 오일의 직경이 1차 코팅 때보다 1.5배 미만일 경우 코팅하는 데 시간이 많이 소요되며, 3배를 초과할 경우 미립자에 흡수 코팅이 아닌 미립자와 별개로 코팅되며, 이 경우 종래의 사료와 같이 물에서 코팅층과 미립자가 분해되어 수질오염을 일으키게 된다. 뿐만 아니라 미립자 간에 뭉침 현상을 일으키게 된다.

미립자를 1차 코팅하는 단계 및 2차 코팅하는 단계는 0 내지 30℃에서 이루어지는 것이 바람직한데, 0℃ 미만에서는 원료들이 얼어버릴 우려가 있으며, 30℃를 초과할 경우 원료의 영양소가 파괴될 수 있다. 종래에는 고온에서 EP 사료를 제조하기 때문에 영양소가 파괴되어 이를 치어가 섭취하여도 치어가 영양소를 제대로 얻지 못하였다. 하지만 본 발명으로 제조된 과립 사료를 섭취할 경우 영양소가 그대로 살아있어 치어를 건강하게 성장시킬 수 있다.

또한 1차 코팅하는 단계 및 2차 코팅하는 단계에서 진공쿼터의 스크류 회전속도는 70 내지 80Hz가 바람직하다. 종래의 EP 사료를 제조할 때에는 25 내지 30Hz로 회전시켰으나, 본 발명의 경우 오일 안개 분사를 실시하기 때문에 미립자 내부까지 침투하기 위해서는 스크류 회전속도가 빠른 것이 바람직하다. 또한 미립자를 코팅하는 데 있어 진공쿼터 내의 체류 시간은 10분 이상이 되도록 하여 미립자 깊은 위치까지 오일이 완전히 침투되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 단계들을 통해 제조되는 과립사료는 미립자 100중량부에 대해 오일이 3 내지 5중량부 혼합되는 것이 가장 바람직하다. 오일이 3중량부 미만일 경우 오일의 함량이 적어 치어에게 영양소를 제대로 공급하지 못하며, 5중량부를 초과할 경우 미립자의 양에 비해 오일의 함량이 많아 치어가 섭취함에 있어 거부감이 생길 수 있다.

도 2는 수질을 비교하기 위해 종래의 사료와, 진공쿼터를 사용한 본 발명의 과립사료를 준비한 사진이다. 여기서 왼쪽은 종래의 사료이고 오른쪽은 본 발명의 과립사료이다. 도 2와 같은 사료를 넣은 후 수질을 비교한 결과를 도 3 내지 도 5에서 확인할 수 있다. 도 3의 왼쪽과 도 4는 종래의 사료로 오일막이 사료로부터 분리되어 수질이 탁해진 것을 확인할 수 있다. 이에 비해 도 3의 오른쪽과 도 5는 본 발명의 과립 사료로 수질 오염이 거의 되지 않고 맑은 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 오일 코팅이 사료와 분리되지 않고 엉커 있다는 것을 알 수 있다.

이와 같은 과립 사료의 내부 및 외부 오일 코팅을 확인하기 위해 과립 사료를 도 6에 도시된 바와 같이 10㎛ 단위로 컷팅한 후 내부를 관찰하였다. 이때 오일은 붉은 색을 띄도록 염색을 수행하였다. 도 7은 본 발명의 과립 사료를 커팅한 것으로 A1에서 A4로 갈수록 오일의 분포가 선명해지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 본 발명의 공정을 통해 과립 사료 내부까지 오일이 주입된 것을 의미한다. 이에 비해 도 8에 도시된 종래의 사료는 B1에는 매우 선명하게 오일 분포가 나타났지만, B4로 갈수록 오일 분포가 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 이는 사료 내부에는 오일이 존재하지 않는 것을 의미한다. 따라서 본 발명과 같은 제조 방법을 거칠 경우 미립자 내부까지 오일이 침투되어 있으며, 수중에서도 오일이 배출되지 않는다는 것을 알 수 있다.

종래에는 치어용 사료가 별도로 있지 않고 먹이생물과 함께 육성어용 사료를 치어에게 섭취하도록 하였다. 육성어용 사료의 경우에 EP 사료로 주로 제조되는데, EP 사료의 경우 3대 영양소 중 지방을 공급하기 위해 사료 표면에 오일막이 코팅되어 있다. EP 사료용 오일막은 주로 물줄기 형태의 일반 분사 방식을 통해 오일을 코팅하기 때문에 오일이 사료 내부로 침투하지 않으며, 사료 겉에 별개로 형성되어 있는 형태이다. 이와 같은 사료를 물에 뿌리게 되면 오일막이 사료로부터 분리되어 수질 오염을 일으키는 문제가 있다. 뿐만 아니라 고온에서 EP 사료가 제조되기 때문에 사료 내의 영양소가 파괴된다는 단점이 있다.

따라서 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 치어가 섭취하기 용이하도록 직경이 작은 과립 사료를 제조한다. 또한, 사료를 제조하는 데 있어 오일 안개 분사를 두 번 수행하여 사료와 오일 코팅이 분리되지 않고 사료 내부 및 외부에 흡수된 형태로 제조할 수 있다. 이를 통해 과립 사료를 물에 뿌리더라도 사료와 오일 코팅이 분리되지 않아 수질 오염을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 과립 사료용 원료를 분쇄하는 단계와; 분쇄된 상기 원료를 배합 및 미립자로 성형하는 단계를 포함하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법에 있어서,
   150 내지 900㎛ 직경의 상기 미립자를 진공쿼터에 투입하고, 상기 미립자의 내부에 오일이 주입되도록 진공에 의해 오일을 안개 분사하여 상기 미립자에 1차 코팅하는 단계와;
   상기 미립자의 외부에 오일이 부착되도록 상기 진공쿼터의 진공도(Degree of vacuum)를 감소시켜 오일을 상기 미립자에 2차 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 미립자에 1차 코팅하는 단계는 상기 미립자의 내부에 오일이 주입되도록 350 내지 420bar의 진공도에 이루어지며,
   상기 미립자에 2차 코팅하는 단계는 상기 미립자의 외부에 오일이 부착되도록 420 내지 500bar의 진공도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   안개 분사되는 오일은 상기 미립자의 직경에 대해 1/1000 내지 1/100000배의 직경으로 분사되며,
   상기 2차 코팅하는 단계에서 분사되는 오일은 상기 1차 코팅하는 단계에서 분사되는 오일의 직경에 대해 1.5 내지 3배의 직경으로 분사되는 것을 특징으로 하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 미립자 100중량부에 대해 상기 오일은 3 내지 5중량부 혼합된 것을 특징으로 하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 코팅하는 단계 및 상기 2차 코팅하는 단계는 0 내지 30℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공쿼터를 활용한 지방의 이중코팅 과립사료 제조방법.

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