KR101665233B1 - 발효 해조사료 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해조부산물을 채취하는 해조류 채취단계, 수집한 해조류를 세척, 파쇄, 자숙, 분쇄, 건조등의 공정을 거치는 해조류 전처리단계, 전처리된 해조류를 발효조에 이송시킨 후 발효중에 생성되는 발효액을 펌프를 통하여 재분사시키는 해조류 발효단계, 발효액이 분사된 해조류를 저장하고 발효액을 재분사시키는 저장단계, 저장된 해조류를 목적에 따라 사료로 제조하는 사료제조단계로 이루어지고 해조류 부산물을 이용하여 환경오염 및 양식산업의 피해를 방지할 뿐만 아니라 장기간 발효 해조류의 저장이 가능하여 버려지는 해양 자원을 활용하고 해양 환경을 개선하는데 도움이 된다.

Description

발효 해조사료 제조장치 및 제조방법 {Manufacturing method of the fermented seaweed}

본 발명은 발효 해조사료 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 해조부산물을 채취하는 해조류 채취단계, 수집한 해조류를 세척, 파쇄, 자숙, 분쇄, 건조등의 공정을 거치는 해조류 전처리단계, 전처리된 해조류를 발효조에 이송시킨 후 발효중에 생성되는 발효액을 펌프를 통하여 재분사시키는 해조류 발효단계, 발효액이 분사된 해조류를 저장하고 발효액을 재분사시키는 저장단계, 저장된 해조류를 목적에 따라 사료로 제조하는 사료제조단계로 이루어진 발효 해조사료 제조방법에 관한 것이다.

해조류는 고등식물에서 볼 수 있는 것처럼 뿌리, 줄기, 잎의 구별이 뚜렷하지 않고, 유관속이 발달하지 않아서 영양분의 섭취는 식물체 전체에서 일어난다. 우리나라 사람들은 예로부터 해조류를 매우 즐겨 식용으로 이용하여 왔으며 해조류의 생산에 많은 관심을 기울여 왔다.

현재, 우리나라의 해조류 생산량은 전체 수산물 생산량 중 대략 25%를 차지하고 있고, 우리나라는 세계적인 해조 생산국으로 알려져 있을 만큼 해조류가 대규모 수산자원으로서 입지를 차지하고 있다. 일반적으로 해조류의 주요 양식종인 미역은 갈조류 다시마과에 속하고 일본과 한국의 특산물로 한류와 난류가 직접 만나는 지역을 제외하고 전국의 연안에 자생하고 있다.

특히 미역은 인공 채묘 관리 후 9~10월에 배우체를 종계에 부착시켜 바다 물에 수하하고 본 양식하여 3~5개월 후에 수확한다. 미역의 양식은 일반적으로 바위에만 붙어서 성장하는 미역을 밧줄에 붙여 살 수 있도록 수면 아래의 일정한 깊이에 밧줄을 설치하는 밧줄식 양식으로 이루어진다. 상기 밧줄을 어미줄이라고 하며, 어미줄에는 실내 수조에서 배양한 종묘가 붙어 있는 실, 즉 씨줄을 감아 붙이거나 또는 씨줄을 짧게 끊어 일정한 간격으로 어미줄에 끼워서 싹이 자라도록 한다. 현재 국내 대부분의 미역양식장에서 미역의 채취작업은 미역을 양식하는 해수근처의 바지선상에서 밧줄을 해수면 위로 건져올려 엽체만을 채취하고, 식용으로 사용하는 가식부 이외부인 미역귀 및 줄기는 중량의 40%(약 16만톤)를 해양에 투기하는 과정으로 이루어진다.

그러나, 투기된 해조 부산물이 해저에 쌓여 부패하면서 해양 환경오염을 일으키고 해저에 서식하는 패류등의 저서생물의 생육환경을 악화시키고 있으며, 조류에 밀려와 연안 바위틈에 쌓여 어류의 회유와 산란장을 없애고 바닷물의 투과광을 약화시키며, 정치망과 같은 그물에 들어가서 그에 따른 민원소송이 제기되고 있다.

투기되는 미역귀는 해수 속의 다양한 미네랄이 해변 바윗돌 미네랄과 결합하여 창조해낸 것이 돌미역이며, 그 가운데서도 미역귀(생식기관)속에 칼슘, 마그네슘, 철분, 칼륨과 같이 몸에 필요한 미네랄이 많이 들어있어 미네랄의 충분한 공급이 가능하며, 티아민, 리보플라민, 니아신 또는 아스코르브산 등의 비타민이 풍부하여 몸의 밸런스 유지에 효과적인 것으로 알려져 있다. 이와 같이 해조 부산물은 많은 영양과 기능성 물질을 함유하고 있어 미역귀 일부를 가공하여 전복먹이용 또는 식용으로 전복 배합사료의 핵심원료로 이용하여 효과를 얻을 수 있다.

해조류 생산은 동절기의 짧은 기간인 미역의 경우 2~4월에, 다시마의 경우 3~6월로 집중되고 대량의 해조 부산물이 한꺼번에 쏟아져 나와 이를 단기간에 처리하기 힘들다. 또한 점도가 높은 해조류의 특성상 장기 보관을 위한 세척, 자숙, 염장, 냉동 저장 등의 과정에서 고비용이 발생한다. 따라서 가공방법은 주로 소건품, 자건품, 염장품, 조미구이 제품등 단순가공 위주로만 이루어지는 등 그 이용이 제한된다. 최근에는 해조류를 발효시켜 점도가 높은 다당체를 저분자화하여 소화율을 높이고 유용한 영양성분을 강화하여 기능성 식품과 가축 사료의 원료로 사용하는 연구가 늘고 있다.

그러나 해조류 및 해조류부산물은 일반 발효 재료와는 달리, 알긴산 등의 함유로 점도가 매우 높기 때문에 그 취급 과정 및 발효 단계에 어려움이 있으며, 발효 단계에서 발효 미생물과의 조우가 용이하지 않고, 이로 인해 불균등한 발효가 일어나기 쉬워 발효기간이 지연되는 문제발생이 일어난다.

뿐만 아니라 가공수준이나 가공기술 개발의 미흡으로 대규모 자원인 해조류를 거의 그대로 방치하고 있기 때문에 짧은 기간 내에 많은 물량의 해조류 부산물을 수거 및 장기 저장하기 위한 가공 기술을 개발과 방치되고 있는 대규모 자원인 해조류의 이용을 높이기 위한 연구 개발이 시급하다.

국내 공개특허공보 제10-2001-0011310호에는 해조를 수분65-72%, 건물 28-35%정도로 반건조하고, 반건조한 해조를 1cm정도로 세단하고 일반 발효미생물과는 다른 점질 다당 분해력이 좋은 해양 미생물X, sea101을 희석, 혼입하여 발효탱그를 밀봉하여 발효시킨 후 진공 포장하여 저장하고 상기 해양 미생물은 해조퇴적물이 쌓인 해저갯벌에서 분리해낸 것으로 해조의 35%에 이르는 생리활성물질이면서도 가축의 소화 흡수력이 낮은 고분자 점질 다당류를 처음의 1/20~1/100까지 저분자화하여 알긴산, 후코이단 및 만니톨 등의 생리활성물질의 소화 흡수력을 높인 기능성 해조 발효사료 제조방법에 관하여 개시되어 있다. 국내 공개특허공보 제10-2001-0055346호에는 미역 유래의 유효성분을 포함하는 미역 폐기물을 활용한 기능성 사료첨가제의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 기능성 사료첨가제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미역 폐기물을 수거하고, 수거한 미역 폐기물을 파쇄하고, 파쇄한 상기 미역 폐기물을 저장용기에 충진하면서 감마-프로테오박테리아(gamma-proteobacteria)를 포함한 해조류 분해균 또는 그 분해효소를 투여하고 밀봉시켜 상기 미역 폐기물을 분해 발효시킨 후, 이를 건조하는 과정으로 이루어진, 미역 유래의 유효성분을 포함하는 미역 폐기물을 활용한 기능성 사료첨가제의 제조방법 및 그 제조방법에 관하여 개시되어 있다. 국내 공개특허공보 제10-2013-0013257호에는 (S1) 해조류 분말과 물을 발효조에 넣고 교반시켜 상기 분말이 점성을 띠는 해조류 반죽이 되도록 하는 단계, 및 (S2) 상기 반죽을 교반시키면서 호기성 균주와 혐기성 균주를 가하여 상기 반죽 중 공기에 노출된 부분에는 상기 호기성 균주가 지속적으로 접촉하도록 하고 공기에 노출되지 않은 부분에는 상기 혐기성 균주가 지속적으로 접촉하도록 하는 단계를 포함함으로써, 해조류 반죽 전체에서 호기성 발효 및 혐기성 발효가 고루 일어나도록 하여, 영양소 함량이 높으면서 수용성 및 소화 흡수율도 현저히 개선할 수 있는 해조류의 발효 방법 및 이를 이용하여 제조된 식품에 관하여 개시되어 있다. 국내 공개특허공보 제10-2001-0028502호에는 인공반추위(in vitro) 배양시험을 실시함으로써 배양시 가스발생량 변화, pH변화, 암모니아 농도 변화, 휘발성지방산 함량 및 건물소화율의 변화를 조사하여 미역부산물의 첨가수준을 결정하고, 한우에 급여함으로써 일당증체량과 사료섭취량이 증가되어 기호성과 사료효율이 증가되는 효과가 있고, 상기 미역부산물이 첨가된 완전혼합사료를 급여한 한우를 도축하여 획득한 한우육은 등심단면적의 증가, 등지방두께의 감소, 근내지방도 증가 및 조직감의 개선으로 육질등급이 향상되고 단백질 및 불포화지방산이 증가되고, 콜레스테롤과 포화지방산은 감소된 고품질의 한우육을 제공하는 뛰어난 효과가 있는 미역부산물의 급여에 의한 고품질 하우육 및 그의 생산방법에 관하여 개시되어 있다. 그러나 상기 선행문헌은 본 발명의 해조부산물을 수집하는 해조류 채취단계, 수집한 해조류를 항구에 접안시킨 후 세척, 파쇄, 자숙, 분쇄, 건조등의 과정을 포함하는 해조류 전처리단계, 전처리된 해조류를 발효조에 이송시킨 후 발효중에 생성되는 발효액을 펌프를 통하여 재분사시키는 해조류 발효단계, 발효액이 분사된 해조류를 저장하고 발효액을 재분사시키는 저장단계, 저장된 해조류를 목적에 따라 사료로 제조하는 사료제조단계로 이루어진 구성과는 차이점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 양식 미역의 가식부 이외, 해양에 그대로 투기되고 있는 미역귀, 줄기 등의 해조류 부산물을 회수하여 해양 환경오염 및 양식 산업 피해를 막고, 버려지는 해양 자원을 활용하기 위하여 해조류와 그 부산물의 특성을 고려한 발효 해조사료 제조공정을 제공한다.

본 발명은 해양에서 해조 부산물을 채집하여 항구로 접안시키는 해조류 채취단계; 상기 채집된 해조류를 세척, 파쇄, 자숙, 분쇄, 건조 등의 과정을 거치는 해조류 전처리단계; 상기 전처리된 해조류를 발효조에 이송시킨 후 발효액을 반복 분사시키는 해조류 발효단계; 상기 발효된 해조류를 저장하고 발효액을 재분사시키는 저장단계; 상기 저장된 해조류를 건식 또는 습식사료로 제조하는 사료제조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발효 해조사료 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 해조류 부산물을 이용하여 환경오염 및 양식산업의 피해를 방지하고 본 발명의 발효단계와 저장단계의 발효장치와 저장 장치는 상, 하방향으로 발효액을 분사시키고 하부로 모이는 발효액을 펌프를 통하여 발효조 및 저장조 상부로 이동하여 내부로 재분사를 수차례 반복하여 발효액을 순환시키기 때문에 발효액이 발효조와 저장조 내부에 정체되어 있는 경우에 비하여 장기간동안에도 장치 내부에서 동일한 상태로 유지될 수 있어 대량 발효된 해조류의 장기 저장이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 발효 해조사료 제조방법의 모식도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 발효 해조사료 제조방법에 따른 발효액 순환 발효조의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 발효 해조사료 제조방법에 따른 발효액 순환 발효조를 연결하여 형성된 회로 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 발효 해조사료 제조방법의 발효액 순환 저장조 사시도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 발효 해조사료 제조방법의 발효액 순환 저장조를 복수개 연결하여 형성시킨 회로 사시도를 나타낸다.

이하, 본 발명의 발효해조사료 제조방법과 관련한 구체적인 구성과 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 발효 해조사료 제조방법의 모식도를 나타낸다. 본 발명의발효해조사료 제조방법은 해양에서 해조 부산물을 채집하여 항구로 접안시키는 해조류 채취단계; 상기 채집된 해조류를 세척, 파쇄, 자숙, 분쇄, 건조 등의 과정을 거치는 해조류 전처리단계; 상기 전처리된 해조류를 발효조에 이송시킨 후 발효액을 반복 분사시키는 해조류 발효단계; 상기 발효된 해조류를 저장하고 발효액을 재분사시키는 저장단계; 상기 저장된 해조류를 건식 또는 습식사료로 제조하는 사료제조단계로 이루어질 수 있다.

해조류 채취단계는 해조류 수확시기에 맞추어 이루어지고, 상기 채취되는 해조류는 미역류 또는 다시마류 중 하나 이상 선택된 것으로 해중에 해조류 종묘를 부착시킨 씨줄 및 채묘판을 건져내어 해조류의 뿌리, 줄기, 포자엽(미역귀)을 바지선에서 수집한 후 항구로 접안시켜 육지로 이송시키는 과정으로 이루어질 수 있다.

해조류 전처리 단계는 해조류의 염분과 입자가 큰 고형물을 제거하는 세척단계, 세척된 해조류를 일정크기만큼 절단하는 파쇄단계, 해조류의 일부를 분해하고 미생물 또는 세균을 사멸시키는 스팀자숙단계, 해조류를 미세한 입자로 분쇄하는 습식분쇄단계, 해조류를 반건조시키는 통풍건조단계로 이루어질 수 있다.

상기 세척단계는 해상에서 해조류를 채취작업을 마친 바지선이 항구와 접안 하고, 채취된 해조류는 운송수단에 의해 해조류 가공공장의 컨베이어벨트로 이송되어 일정 면적의 크기로 형성된 물탱크에서 일정시간 팽윤된다. 팽윤된 해조류는 세척기로 이송되어 5~15분정도 회전되면서 해조류에 부착되어 있는 석회조류, 조개 껍데기, 흙과 모래 및 기타 수용성 불순물 등이 제거되고, 세척된 해조류는 다시 유수중에 담가 세척함으로서 염분 및 기타 협잡물 등을 제거한다.

파쇄단계는 상기 세척단계를 거친 해조류를 약 1~5cm 정도의 크기로 절단 또는 파쇄하는 공정으로 파쇄하는 크기는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 원료로 이용되는 해조류는 뿌리, 줄기, 포자엽과 같은 표면이 단단한 해조 부산물들로서, 본 발명의 파쇄단계를 거침으로서 유효 표면적이 증가하기 때문에 후단계의 자숙단계와 발효단계에서 해조류 분해균 또는 그 분해효소에 의한 발효 및 분해가 원활하게 이루어질 수 있다.

스팀자숙단계는 상기 파쇄단계를 거친 해조류를 약90~100℃에서 15~25분간 스팀 살균기에 투입시킨다. 자숙은 초벌자숙으로 일반적인 스팀자숙 공정은 0.04Mpa 압력하에서 온도를 95℃까지 상승시킨 후, 온도가 95℃에 도달한 시점부터 30초간 스팀살균을 실시하는 방법으로 이루어지나 이에 한정되지는 않는다.

통풍건조단계는 스팀자숙단계를 거친 해조류가 드라이팬이 설치된 건조기로 이송되고 열건조가 아닌 단순한 팬에 의해서 탈수되는 수분은 전체 수분의 10~20%정도로 완전건조가 아닌 반건조가 이루어지고 해조류가 함유하는 수분함유량은 70%정도가 적절하다.

도 2는 본 발명의 발효 해조사료 제조방법에 따른 발효액 순환 발효조의 사시도를 나타낸다. 해조류 발효단계는 상기 전처리단계를 거친 해조류가 발효조로 이송되고, 발효조는 상하방향으로 발효액을 수용된 해조류로 분사시키는 공정이다. 본 발명의 발효조는 해조류로 분사된 후 발효조 하부로 고이는 발효액을 회수하여 발효조 상부에서 분사하여 순환시킴으로써 발효조 내부에 동일한 발효조건을 제공하여 발효액과 발효재의 질을 높이고 발효시간을 단축시킬 수 있는 것을 기술의 특징으로 한다.

본 발명의 발효액 순환 발효조는 일정 높이의 외벽을 갖고 발효재 및 발효액을 수용할 수 있도록 내부에 공간을 가지며, 하부로 갈수록 좁아지는 깔때기형 바닥을 가진 발효조(100);와 상기 발효조 하부의 깔대기형 바닥 경사면 일측에 발효재 회수를 위한 발효조 하부 뚜껑(110);과 상기 발효조 하부의 깔때기형 바닥의 경사면 타측에 발효재와 발효액을 분리시킬 수 있는 발효액 거름망(120); 상기 발효액 거름망을 통해 걸러진 발효액을 유출시킬 수 있는 발효액 관(140)이 발효조 외부로 돌출되어 형성되고; 상기 발효액 관(140)으로 이동하는 발효액을 발효조 상부로 이동시켜 분사시킬 수 있는 압력을 위한 발효액 펌프(300); 및 상기 발효액 펌프에 연결되어 발효액을 발효조 안으로 고르게 분사시킬 수 있도록 발효조 상부뚜껑(400) 저면에 형성된 발효액 분사구(430)로 구성된다.

상기 발효조는 그 모양에 제한은 없으나, 교반기 장착시, 또는 상부에서 발효액을 분사할 때에 발효조 내부에 저장된 발효재에 균일한 효과가 미치도록 원통형인 것이 바람직하다. 바닥면은 하부로 갈수록 좁아지는 사일로형, 또는 깔때기 형으로 형성되어 발효액의 회수 또는 유출 및 발효재 회수를 원활하게 할 수 있다.

상기 발효조 하부의 깔때기형 바닥의 경사면 일측에는 발효조 하부 뚜껑(110)을 형성하여 발효가 종료된 발효재를 회수하는 데에 사용한다. 이때, 발효조 하부 뚜껑의 직경은 발효재 또는 절단된 발효재의 크기, 발효조 하부면의 크기 및 발효조 내부 용량에 따라 변경이 가능하며, 발효 종료 후, 발효액과 발효재를 모두 회수한 다음 발효조 하부 뚜껑(110)을 통하여 발효조 내부, 교반기(200), 및 발효액 거름망(120)을 세척하기에 적당한 직경으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한 발효조 하부 뚜껑의 테두리 내부에 실리콘 또는 고무 패킹을 이용하여 밀폐할 수 있도록 제작하여 발효조 내에 발효재와 발효액이 저장되어 있을 때 그 무게와 압력을 견디고 견고하게 밀폐할 수 있도록 한다. 상기 발효조 하부의 깔때기형 바닥의 경사면 타측에는 발효재와 발효액을 분리시킬 수 있도록 발효액 거름망(120)을 형성한다. 이때 발효액 거름망 눈의 크기는 발효재의 종류 및 크기에 따라 달라질 수 있다.해조류 및 그의 부산물의 발효에 있어서는 해조류의 세척, 반건조, 절단, 자숙, 분쇄 등의 전처리를 통하여 발효조에서의 발효를 더욱 용이하게 할 수 있고, 발효 기간을 더욱 단축시킬 수 있으며, 전처리된 해조류의 크기에 따라 거름망(120)의 눈 크기를 선택하여 사용한다.

상기 발효액 거름망(120)에 의하여 걸러진 발효액은 발효액 관(140)으로 이동한다. 이 때 발효액 밸브(130)로 발효액의 유출을 조절한다. 발효액 밸브(130)를 열어 발효액이 발효액 관(140)으로 유출되면 발효액 펌프(300)의 작동에 의하여 발효액이 발효조의 상부로 끌어 올려진다. 발효액 펌프(300)에 연결된 발효액 관(140)의 상부 말단은 발효액 호스(310)에 연결되고 발효액 호스(310)의 타말단에는 발효조 상부 뚜껑(400)의 바깥 중앙에 형성된 호스고정용 나사산(410)에 연결되어 고정된다. 따라서 발효액 펌프(300)에 의하여 상부 올려진 발효액은 발효액 호스(310)를 통해 이동하여 발효조 상부뚜껑(400)에 형성된 발효액 분사기(430)를 통하여 발효조 내부에 고르게 분사된다.

발효조 내부로 분사된 발효액은 다시 발효조 하부에 모이고, 발효액 펌프(300)를 통하여 발효액을 다시 상부로 보내는 작업을 발효 기간 동안 수차례 반복하여 발효액을 순환시킴으로써 발효 중의 발효액이 발효조 내부에 정체되어 있는 경우에 비하여 발효조 내부에 동일한 발효조건을 제공할 수 있고, 발효재에 발효 미생물과 조우할 기회를 높여 발효의 질을 높이고 발효시간을 단축시킬 수 있다.

발효조 상부 뚜껑(400)의 일면에 기체 유출구(440)가 형성되어 있어 발효 기간 동안 발생된 기체를 배출하여 발효조 내의 압력을 조절하고, 발효 중에는 기체 유출구 뚜껑(450)을 덮어 발효조 내에 혐기성 조건을 유지할 수 있다. 상기 발효조(100) 내부에 발효재와 발효액을 고르게 섞을 수 있는 교반기(200)와 교반기 일단에 교반을 위한 교반기용 모터(230)를 장착할 수 있다. 쇼반기는 교반기의 축에 나선형 교반날(220)과 판형 교반날(210)이 형성되어 있다. 교반기의 축은 발효조 중앙에 위치하여 발효액과 발효재 전체를 고르게 교반할 수 있도록 회전한다. 이 때 판형 교반날(210)은 발효재와 발효액을 수평으로 교반하며, 나선형 교반날(220)은 발효재와 발효액의 수직교반에 도움을 준다.

발효재의 모양이 불규칙하거나 발효재의 크기가 큰 경우, 또는 발효액의 양이 충분하지 않은 경우, 발효재와 발효 미생물의 조우 기회가 줄어들기 때문에 발효시 충분히 교반함으로써 미생물이 발효재와 고르게 섞이게 되어 발효의 질을 높이고, 발효기간을 줄일 수 있다. 교반기 축과 교반날은 화학적으로 안정된 재질의 금속, 플라스틱 등을 사용하여 발효과정 중의 화학반응에 참여하지 않고 부식되지 않도록 한다.

상기 교반기는 발효조(100)로부터 분리 가능하도록 제작할 수 있으며 이 경우 발효가 종료되고, 발효재와 발효액을 회수한 후, 세척이 더욱 용이하다. 상기 교반기의 일단은 교반을 위한 교반기용 모터(230)와 연결되며, 교반기용 모터는 교반기의 상부 또는 하부에 위치할 수 있다. 발효재 및 발효액의 교반 횟수와 속도는 발효재의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 50~80 rpm으로 발효 기간 중 1~2일에 1회 실시하였다.

본 발명의 발효조는 발효하고자 하는 발효재가 대량일 경우, 상기 발효조(100)를 복수개 연결하여 배치할 수 있고, 도 3에는 본 발명의 발효조를 복수개 연결하여 형성된 회로 사시도를 나타낸다. 복수개 연결된 발효조의 발효액 거름망(120)에서 걸러진 발효액은 발효액 펌프(300)를 통해 타 발효조로 상부에서 분사되고, 이 발효액은 발효조 하부에서 발효액 거름망에 의해 걸러져 다른 발효조와 연결되는 방식으로 발효액이 순환된다. 복수개의 발효조가 회로를 형성하여 발효액을 순환시킴으로써 대량의 발효재에서 동일한 조건으로 발효가 진행될 수 있다.

상기 발효단계를 거친 발효재는 저장조로 이동하고 저장단계는 발효재의 저장과 저장조의 하부에 고이는 발효액을 회수하여 저장조 상부에서 분사하여 순환시킴으로써 저장조 내부에 동일한 조건을 제공하여 대량 발효된 발효재를 용이하게 방기 저장하는 단계를 포함한다.

도 4는 본 발명의 발효 해조사료 제조방법의 발효액 순환 저장조 사시도를 나타낸다. 본 발명의 발효액 순환 저장조는 일정 높이의 외벽을 갖고 발효재 및 발효액을 수용할 수 있도록 내부에 공간을 가지며, 하부로 갈수록 좁아지는 깔때기형 바닥을 가진 저장조(500)와 상기 저장조 하부의 깔대기형 바닥면 일측에 발효재 회수를 위한 저장조 하부 뚜껑(510)과; 상기 저장조 하부의 깔대기형 바닥면 상부에 발효재와 발효액을 분리시킬 수 있는 발효액 거름망(520)을 가지며 상기 발효액 거름망(520)을 통해 걸러진 발효액을 회수할 수 있는 발효액 관(540)이 저장조 외부로 형성되고; 상기 발효액 관(540)으로 이동하는 발효액을 저장조 상부로 이동시켜 분사시킬 수 있는 압력을 위한 발효액 펌프(600), 상기 발효액 펌프에 연결되어 발효액을 저장조 안으로 고르게 분사시킬 수 있는 발효액 분사구(720)로 구성된다.

상기 저장조는 그 모양에 제한은 없으나, 상부에서 발효액을 분사할 때에 저장조 내부에 저장된 발효재에 균일한 효과가 미치도록 원통형인 것이 바람직하다. 바닥면은 하부로 갈수록 좁아지는 사일로형, 또는 깔때기 형으로 형성되어 발효액의 회수 또는 유출 및 발효재 회수를 원활하게 할 수 있다.

상기 저장조 하부의 깔때기형 바닥의 경사면 일측에는 저장조 하부 뚜껑(510)을 형성하여 저장된 발효재를 필요한 때에 회수하는 데에 사용한다. 이 때, 저장조 하부 뚜껑의 직경은 발효재 또는 절단된 발효재의 크기, 저장조 하부면의 크기 및 저장조 내부 용량에 따라 변경이 가능하며, 발효액과 발효재를 모두 회수한 다음 저장조 하부 뚜껑(510)을 통하여 저장조 내부 및 거름망(520)을 세척하기에 적당한 크기의 직경으로 형성하는 것이 바람직하다. 저장조 하부 뚜껑(510)의 테두리 내부에 실리콘 또는 고무 패킹을 이용하여 밀폐할 수 있도록 제작하여 저장조 내에 발효재와 발효액이 저장되어 있을 때 그 무게와 압력을 견디고 견고하게 밀폐할 수 있도록 한다.

상기 저장조 하부의 깔때기형 바닥에는 발효재와 발효액을 분리시킬 수 있도록 거름망(520)을 형성한다. 이 때 발효액 거름망 눈의 크기는 저장하고 있는 발효재의 종류 및 크기에 따라 달라질 수 있다. 발효조(미도시)에서 발효를 마친 발효재를 거즈나 광목 등, 발효액이 소통할 수 있는 자루에 일정 양씩 나누어 담아 저장조에 저장하여 필요에 따라 자루 별로 회수하여 사용할 수 있으며, 이 때 거즈나 광목 등의 조직이 거름망 역할을 하며 상기 거름망(520)은 보조적 거름망의 역할을 한다.

상기 발효액 거름망(520)에 의하여 걸러진 발효액은 발효액 관(540)으로 이동한다. 이 때 발효액 밸브(530)로 발효액의 유출을 조절한다. 발효액 밸브(530)를 열어 발효액이 발효액 관(540)으로 유출되면 발효액 펌프(600)의 작동에 의하여 발효액이 저장조의 상부로 끌어 올려진다. 발효액 펌프(200)에 연결된 발효액 상부관(610)의 상부 말단은 발효액 호스(620)에 연결되고 발효액 호스(620)의 타말단에는 저장조 상부 뚜껑(700)의 바깥 중앙에 형성된 호스고정용 나사산(710)에 연결되어 고정된다. 따라서 발효액 펌프(600)에 의하여 상부 올려진 발효액은 발효액 호스(620)를 통해 이동하여 저장조 상부뚜껑(700)에 형성된 발효액 분사기(720)를 통하여 저장조 내부에 고르게 분사된다.

저장조 내부로 분사된 발효액은 다시 저장조 하부에 모이고, 발효액 펌프(600)를 통하여 발효액을 다시 상부로 보내는 작업을 저장 기간 동안 수차례 반복하여 발효액을 순환시킴으로써 저장 중의 발효액이 저장조 내부에 정체되어 있는 경우에 비하여 저장조 내부의 발효재와 발효액에 균일한 조건을 제공하여, 저장 기간을 연장 시킬 수 있다.

저장조 내부의 발효재와 발효액을 균일하게 섞이도록 하기 위하여 저장조 내부에 교반기(미도시)를 설치할 수 있으나, 대량의 내용물을 저장하는 경우에는 교반기 설치 및 작동이 용이하지 않고, 많은 비용이 소요된다. 따라서 대량의 발효재를 저장하는 경우, 발효재와 발효액에 동일한 조건을 제공하기 위하여 발효액을 발효재에 순환ㅇ소통케 함으로써 이와 같은 문제를 해결할 수 있다.

저장조 상부 뚜껑(700)의 일면에 기체 유출구(730)가 형성되어 있어 발효 기간 동안 발생된 기체를 배출하여 저장조 내의 압력을 조절하고, 저장 중에는 기체 유출구 뚜껑(740)을 덮어 저장조 내에 혐기성 조건을 유지할 수 있다. 저장하려는 발효재의 양이 많은 경우 저장조(500)를 복수개 연결하여 배치할 수 있고, 도 5에는 본 발명의 발효 해조사료 제조방법의 발효액 순환 저장조를 복수개 연결하여 형성시킨 회로 사시도가 도시되어 있다.

저장조의 발효액 거름망(520)에서 걸러진 발효액은 발효액 펌프(600)를 통해 타 저장조로 상부에서 분사되고, 이 발효액은 저장조 하부에서 발효액 거름망(520)에 의해 걸러져 다른 저장조와 연결되는 방식으로 발효액이 순환된다. 복수개의 저장조가 회로를 형성하여 발효액을 순환시킴으로써 대량의 발효재를 동일한 조건으로 저장할 수 있다.

상기의 발효액 순환 저장조는 필요에 따라 발효조로도 활용이 가능하며, 이 경우, 발효 초기에 발효액 펌프를 더 높은 빈도로 작동시켜 발효재와 발효 미생물의 조우 확률을 높여 발효조 내의 대량의 발효재에 동일한 발효 조건을 제공할 수 있다.

사료제조단계는 상기 발효단계의 저장조에 저장된 해조류를 사료로 제조하고 포장하는 단계로 목적하는 사료종류에 따라 분말사료제조단계와 습사료제조단계로 이루어질 수 있다. 본 발명의 분말사료제조단계는 농축기를 이용하여 강제탈수가 이루어지는 농축공정, 건조공정, 분쇄공정을 거쳐 진공포장이 이루어지는 포장공정을 이루어질 수 있다.

저장조에 발효되어 저장된 해조류는 수분함량이 70%의 액기스와 같은 상태로 농축기 내로 투입된다. 상기 해조류는 농축기 내에 주름형상으로 배치된 히터와 선회구조의 교반기에 의해서 가열 및 교반되어 원하는 농도로 교반될 수 있고, 이때 수분함량은 약50%정도가 적절하다. 농도가 증가하여 점액과 같은 상태의 해조류는 건조기로 투입되고 건조과정을 거치면서 해조류의 수분함량을 약 8%까지 낮출 수 있다. 건조방법은 열풍건조방법과 진공건조, 냉각건조 방법 등의 여러 가지 방법을 선택하여 사용할 수 있으나 열풍건조방법은 열효율이 낮을 뿐만 아니라 고온에 의해 영양가의 파괴와 탄화가 되는 문제점이 있으므로 지양한다.

상기 건조과정을 거치면서 해조류는 덩어리와 같은 형태로 입자가 큰 상태이기 때문에 분말화하기 적합한 고속 회전날을 복수개 장착한 분쇄기를 이용하여 입자를 70∼90 메쉬(mesh) 크기의 미세분말로 미세분쇄를 할 수 있다. 분말화된 해조류는 축종별 또는 전복에게 적절한 배합사료를 위해 교반시킬 수 있고 목적하는 양을 나누어 진공포장을 실시하여 보관할 수 있다.

본 발명의 습사료 제조단계는 사료공급의 주체에 따라 사료성분과 배합비를 선택하고 상기 저장조에 저장된 발효된 해조류와 교반시키는 혼합과정과 일정 배합비로 혼합한 사료를 저장빈에 저장하는 저장과정으로 이루어질 수 있다.

상기 혼합과정시 배합되는 사료성분은 사료를 공급하고자 하는 종에 따라 달라질 수 있으며 본 발명의 실시예로는 배합되는 사료성분은 반추동물의 사료를 위한 것으로 조사료로써 사일러지와 맥주박을 농후사료로서 맥피와 한우용 육성알파사료를 사용했으며, 사료의 배합순서도 사일러지, 맥피, 맥주박, 한우용 육성알파사료 순서로 배합하였고 배합비율은 3:1:4:2의 중량비율을 선택하였으나 상기 실시예로 한정되지는 않는다.

상기 조사료로써 사일러지는 목초류, 야초류, 풋베기작물, 근채류등을 사일로에 저장하여 젖산발효시켜 부패균이나 분해균등의 번식을 억제한 것으로 옥수수, 호밀, 수수류, 목초류 중 어느하나의 것을 선택하였다. 기존의 반추사료 제조방법에서는 희석액과 배양액을 혼합하여 혼합과정에서 교반시켜 수분함유율을 증가시키나 본 발명은 상기 발효과정시 해조사료에 배양액을 분사시킨 후 발효시켜 반고형물상태로 본 발명의 혼합 과정시에는 단순히 배합된 사료성분과 해조사료를 교반시키는 과정으로 이때 수분 함유율은 40-50%가 되도록 필요에 따라서 수분첨가도 할 수있다. 상기 혼합과정을 거친 해조사료는 습사료 저장빈에 포장과정 전까지 저장되는데 모양틀에 의해 일정모양으로 제조가 가능하고 습사료의 수분 함유량을 유지할 수 있는 온도로 저장될 수 있다.

본 발명은 해양에 투기되는 미역류 또는 다시마류의 부산물의 특성을 고려한 발효 제조공정을 통하여 해양 환경오염 및 양식산업 피해를 막고, 버려지는 해양 자원을 활용하여 장기간 저장이 가능할 뿐만 아니라 대량생산이 가능하며 자연 환경 및 지리적 입지 조건에 제한받지 않는 발효 해조류의 생산과 공급 체계 구축으로 수출 가능성이 확대되어 생산성 제고와 새로운 고소득 전략 산업으로 육성할 수 있으므로 산업상 이용 가능성이 있다.

100 : 발효조 110 : 발효조 하부뚜껑
120 : 발효액 거름망 130 : 발효액 밸브
140 : 발효액관 150 : 발효액 회수밸브
160 : 발효액 회수구 170 : 발효조 창
200 : 교반기 210 : 판형 교반날
220 : 나선형 교반날 230 : 교반기용 모터
300 : 발효액 펌프 310 : 발효액 호스
320 : 호스고정용 나사 400 : 발효조 상부뚜껑
410 : 호스고정용 나사산 420 : 회전축 삽입관
430 : 발효액 분사기 440 : 기체 유출구
450 : 기체 유출구 뚜껑
500 : 저장조 510 : 저장조 하부뚜껑
520 : 거름망 530 : 발효액 밸브
540 : 발효액관 550 : 발효액 회수구
560 : 저장조 지지프레임 570 : 저장조 창
600 : 발효액 펌프 610 : 발효액 상부관
620 : 발효액 호스 630 : 호스고정용 나사
700 : 저장조 상부뚜껑 710 : 호스고정용 나사산
720 : 발효액 분사기 730 : 기체 유출구
740 : 기체 유출구 뚜껑

Claims (4)

1. 해양에서 해조 부산을 채집하여 항구로 접안시켜 운반하는 해조류 채취단계; 상기 채집된 해조류를 세척, 파쇄, 자숙, 분쇄, 건조 과정을 거쳐 전처리하는 단계; 상기 전처리된 해조류를 발효액 순환 발효조로 이송하여 발효시키는 단계;
   상기 발효액 순환 발효조는 일정높이의 외벽을 갖고 발효재를 수용할 수 있는 공간을 가지며, 발효조 내부에는 교반기의 축에 발효재와 발효액을 수직 교반하는 나선형 교반날과 발효재와 발효액을 수평 교반하는 판형 교반날이 형성되어 발효액과 발효재 전체를 고르게 교반할 수 있도록 하며,
   발효조 하부에는 발효재 회수를 위한 하부 뚜껑과 발효재와 발효액을 분리시킬 수 있는 발효액 거름망을 통해 걸러진 발효액을 회수할 수 있는 발효액 관이 발효조 외부로 형성되어 회수된 발효액을 발효조 상부로 이동하여 발효조 안으로 고르게 분사하면서 반복 순환 분사시키는 해조류 발효단계;
   상기 발효된 해조류를 저장조에 저장하고 저장된 발효액을 저장조 내에서 반복 순환 분사시키는 저장단계;
   상기 저장된 해조류를 건식 또는 습식사료로 제조하는 사료제조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발효 해조사료 제조방법
   
2. 제1항에 있어서, 상기 저장조는 일정 높이의 외벽을 갖고 발효된 발효재를 수용할 수 있도록 내부에 공간을 가지며, 저장조 하부 바닥면 상부에 발효재와 발효액을 분리시킬 수 있는 발효액 거름망을 통해 걸러진 발효액을 회수할 수 있는 발효액 관이 저장조 외부에 형성되어 발효액을 저장조 상부에서 저장조 안으로 고르게 분사시킬 수 있는 저장조인 것을 특징으로 하는 발효 해조사료 제조방법
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