KR102077656B1 - 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가축분뇨의 악취를 감소시키고, 가축의 생육 및 증체에도 유익하며, 가축분뇨를 효율적으로 자원화할 수 있는 새로운 구성의 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치를 제공한다.
상기한 바에 따르면, 가축의 장내환경을 개선하여 영양소의 소화력을 향상시킴으로써 가축분뇨의 악취를 감소시켜서 축사의 환경적인 문제를 개선할 수 있는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치를 제공할 수 있으며, 가축의 생육 및 증체에도 유익하며, 가축분뇨를 효율적으로 자원화할 수 있는 새로운 구성의 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치를 제공할 수 있다.

Description

함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치{MANUFACTURING METHOD OF LIQUID FEEDS FROM SALICORNIA HERBACEA}

본 발명은 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가축분뇨의 악취를 감소시키고, 가축의 생육 및 증체에도 유익하며 가축분뇨를 효율적으로 자원화할 수 있는 새로운 구성의 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

축산업은 식량산업에서 큰 부분을 차지하는 중요한 산업이다. 그러나 축산업에서 있어서 가축분뇨에서 발생하는 악취는 축사주변 환경을 저해하는 가장 중요한 요인으로서, 축산업 발전의 큰 장애요인으로 작용하고 있다. 가축분뇨의 악취는 축사 인근 주민들의 생활에 큰 불편을 야기하기 때문에 끊임없는 민원의 대상이 되며, 가축의 건강과 생산성 및 사육자의 건강에도 좋지 않은 영향을 미친다.

한편, 가축분뇨의 악취는 상당히 많은 물질로 구성되어 있는 것으로 이들 악취 성분들은 크게 황화합물, 휘발성 지방산류, 페놀과 인돌류 그리고 암모니아와 휘발성 아민류로 분류된다.

가축의 배설물에는 사료의 영양성분 중에서 소화되지 못한 영양성분들이 다량 함유되어 있는데, 이들 성분들이 혐기성 미생물들에 의해 발효되는데, 이때 발생되는 가스에 의해 가축분뇨의 악취가 유발된다. 따라서 가축분뇨의 악취를 저감시키기 위해서는 가축의 장기에 존재하는 미생물을 효율적으로 증식시키면서 활성화하여 가축이 급여한 사료에 함유된 영양소를 효율적으로 소화 흡수할 수 있도록 할 필요가 있다.

이러한 문제점에 대해 최근에는 생균제, 즉, 살아있는 미생물을 사료에 첨가하여 가축에게 급여하여 가축 장기 내에 유익균을 증가시킴으로써 가축의 장내환경을 개선시켜서 축산분뇨의 악취를 감소시키기 위한 노력을 기울이기도 하지만, 미생물의 장내에서의 생존율이 낮아서 가축분뇨의 악취감소 효과가 미미한 실정이며, 가축분뇨의 미생물의 함량도 낮아서 가축분뇨가 잘 발효되지 않기 때문에 가축분뇨의 자원화효율도 떨어지는 문제점을 가진다.

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.

대한민국 등록특허 제10-1873316호(2018. 06. 26) 대한민국 등록특허 제10-1451085호(2014. 10. 08) 대한민국 공개특허 제10-2018-0039605호(2018. 04. 18) 대한민국 등록특허 제10-0410830호(2003. 12. 01)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 더욱 상세하게는 가축의 장내환경을 개선하여 영양소의 소화력을 향상시킴으로써 가축분뇨의 악취를 감소시켜서 축사의 환경적인 문제를 개선할 수 있는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 가축의 생육 및 증체에도 유익하며, 가축분뇨를 효율적으로 자원화 할 수 있는 새로운 구성의 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 1) 물에 광물파우더를 투입하고, 가열 및 교반하여 광물파우더의 미네랄들을 용출시키는 과정; 2) 상기 1)과정에서 처리된 용액을 고형분을 제거하고, 냉각시켜서 알칼리성의 1차 미네랄용액을 만드는 과정; 3) 상기 2)과정에서 만든 1차 미네랄용액에 함초를 함침 시켜서 함초에 함유된 미네랄들을 용출시키는 과정; 및 4) 상기 3)과정에서 처리된 것에서 액상분만 분리하여 액상단미사료를 수득하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 (1)과정에서는 80~100℃로 가열하여 12~시간 교반시키며, 광물파우더로 황토, 질석, 맥반석, 고령토, 규조토, 운모 중에서 1종 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 (3)과정에서는 증숙된 함초를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 (3)과정에서는 함초에 함유된 후코이단이 용출되어 1차 미네랄용액에 의해 저분자화 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 기재된 방법 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 기재된 방법으로 액상단미사료를 제조하기 위한 장치로서, 물과 광물파우더를 투입하고 교반시켜서 광물파우더의 미네랄성분들을 용출시키는 1차 탱크;와 상기 1차 탱크에 연결되어 주입되어지는 용액을 냉각시켜서 1차 미네랄용액을 만드는 2차 탱크;와 상기 2차 탱크에 연결되어 함초에 함유된 미네랄성분들을 1차 미네랄용액에 용출시키는 3차 탱크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 1차 탱크는, 둘레면에는 스팀이 공급되는 스팀자켓이 형성되어 상기 스팀자켓에 공급되는 스팀에 의해 가열되고, 상기 1차 탱크의 하단부에 제1배출구와 상기 제1배출구에 연결되는 제1배관이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 2차 탱크는 제1배관에 의해 상기 1차 탱크와 연결되어 1차 탱크에서 교반처리된 용액이 주입되고, 상기 2차 탱크의 둘레면에는 냉각수가 공급되는 냉각자켓과 2차 탱크의 하단부에 형성된 제2배출구 및 상기 제2배출구에 연결되는 제2배관이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 3차 탱크는 제2배관에 의해 상기 2차 탱크와 연결되어 상기 제2배관을 통해 1차 미네랄용액이 주입되며, 상기 3차 탱크의 하단부는 액상분가 외부로 배출되어지도록 하는 배출라인이 연결되어, 1차 미네랄용액에 함초를 투입하고 침지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1배출구는 삼방향밸브가 더 포함되고, 상기 삼방향밸브의 일측단부에는 상기 제1배관이 연결되고, 타측단부에는 1차 탱크에 침전되는 슬러지를 배출시키는 슬러지배출관가 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1배관는 상기 광물파우더에 의한 슬러지를 여과하는 제1필터장치와 제1펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 3차 탱크는 3차 탱크의 상부를 개폐시키는 뚜껑과, 상기 뚜껑을 관통하여 승강가능하게 장착되어 상기 3차 탱크에 투입된 함초가 1차 미네랄용액 위로 부상되지 않도록 함초를 가압하는 다공의 부상방지판이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 부상방지판은 3차 탱크에 투입된 함초를 회수하는 함초회수부가 더 포함되고, 상기 함초회수부는 상기 부상방지판의 다공홀에 나사 결합되어 체결되는 되고 회수연결부와, 3차 탱크의 하단부에 대응되도록 형성되는 회수커터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 함초회수부는 실린더장치에 설치되어 회전하는 회전모터에 의해 회전되고, 상기 회수커터는 상기 3차 탱크의 벽과 하단부에 맞닿은 채로 회전되어 3차 탱크의 벽과 하단부에 남은 함초 찌꺼기가 회수되어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 부상방지판은 투입구의 개폐가 가능하도록 조립되는 상자형태를 이루고, 부상방지판의 내부에 함초가 투입되어 1차 미네랄용액으로 함초의 성분이 용출되어지도록 하되, 함초의 찌꺼기가 부상방지판의 다공홀에 막혀 외부로 유출되지 않는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 함으로써 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 가축의 장내환경을 개선하여 영양소의 소화력을 향상시킴으로써 가축분뇨의 악취를 감소시켜서 축사의 환경적인 문제를 개선할 수 있는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치를 제공할 수 있다.

또한, 가축의 생육 및 증체에도 유익하며, 가축분뇨를 효율적으로 자원화 할 수 있는 새로운 구성의 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조방법 및 제조장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 개략도.
도 2는 상기 실시예에 의해 제조된 액상단미사료를 급이한 돼지의 분뇨로 제조된 발효액의 성분성적표.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 1차 탱크의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차 탱크의 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3차 탱크의 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부상방지판의 개략도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 부상방지판의 개략도.
도 8은 본 발명은 또 다른 실시예에 따른 부상방지판의 개략도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 개략도이고, 도 2는 상기 실시예에 의해 제조된 액상단미사료를 급이한 돼지의 분뇨로 제조된 발효액의 성분성적표이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 1차 탱크의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2차 탱크의 개략도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차 탱크의 개략도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부상방지판의 개략도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 부상방지판의 개략도이고, 도 8은 본 발명은 또 다른 실시예에 따른 부상방지판의 개략도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 다음과 같은 방법으로 제조된다.

1) 광물파우더의 미네랄성분들을 용출시킨다.

내부에 교반날개(110)가 구비된 1차 탱크(100)에 물과 마그네슘, 칼륨, 나트륨 등이 함유된 광물파우더를 투입하고 80~100℃ 정도로 가열하면서 교반한다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 1차 탱크(100)는 둘레면에 스팀자켓(120)이 구비된 이중구조로 이루어져서, 상기 스팀자켓(120)에 공급되는 스팀에 의해 1차 탱크(100)가 가열되는 구성을 가진다.

미네랄은 동물체내의 각종 생리작용에 반드시 필요한 물질로서, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 인, 황, 염소 등과 상대적으로 많은 양이 요구되는 미네랄을 다량미네랄(macro mineral)이라고 하고, 망간, 철, 구리 요오드, 아연, 코발트 셀레늄, 불소, 몰리브덴, 비소 등과 같이 상대적으로 소량이 요구되는 미네랄을 소량미네랄(micro mineral)이라 칭하기도 한다.

본 발명에서는 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등과 같이 다량미네랄이 비교적 많이 함유된 광물파우더를 사용하는데, 사용가능한 광물파우더의 종류를 몇 가지 예시하면, 황토, 질석, 맥반석, 고령토, 규조토, 운모 등이 있는데, 이들 광물파우더를 1종 이상 선택하여 사용한다.

바람직하게는 1차 탱크(100)에 물 10ton과 미네랄파우더 100kg을 투입하고 80~100℃ 정도에서 12~24시간 정도 교반하는데, 이와 같이 하면 광물파우더에 함유된 미네랄성분들이 물에 용출된다. 80~100℃에서 광물파우더의 미네랄성분들이 가장 효과적으로 용출되며, 또한, 처리과정에서 처리용액이 살균 처리되는 효과도 얻을 수 있다.

한편, 본 과정에서 24시간 보다 장시간 교반 처리하여도 미네랄성분의 용출효율이 거의 증가되지 않으므로 24시간 이상 처리하는 것은 생산성 면에서 바람직하지 않다. 또한, 12시간미만으로 교반처리하면 미네랄성분의 용출효율이 떨어져서 소요되는 수준의 미네랄함량을 가지는 비료를 제조하기 곤란하다. 80~100℃에서 12~24시간 교반처리하면 광물파우더에 함유된 미네랄성분들의 80~85% 수준으로 용출된다.

한편, 상기 1차 탱크(100)의 하단부에는 제1배출구(102)가 형성되는데, 제1배출구(102)에는 삼방향밸브(104)가 구비되고, 삼방향밸브(104)의 일측 배출단부에는 후술하는 2차 탱크(200)와 연결되는 제1배관(130)이 연결되고, 삼방향밸브(104)의 타측 배출단부에는 1차 탱크(100)에서 교반이 끝난 다음에 1차 탱크(100)에 침전되는 슬러지를 배출시키는 슬러지배출관(109)이 연결된다.

여기서 삼방향밸브(104)는 밸브의 흐름을 두방향으로 분리하는 밸브로, 일측단부가 개방되면 타측단부가 폐쇄되고, 일측단부가 폐쇄되면 타측단부가 개방되는 밸브이다.

1차 탱크(100)에서 광물파우더의 미네랄성분들을 충분히 용출시킨 다음 48시간 정도 정치하여 슬러지를 가라앉히고, 상기 삼방향밸브(104)의 슬러지배관 측의 배출단부를 개방시켜서 슬러지를 배출시킨 다음, 삼방향밸브(104)의 제1배관(130)측 배출단부를 개방시켜서 1차 탱크(100)에서 처리된 용액을 제1배관(130)으로 배출시켜서 2차 탱크(200)로 유입시킨다. 바람직하게는 상기 제1배관(130)에는 1차 탱크(100)에서 배출되는 용액에 혼합된 슬러지를 여과하는 제1필터장치(140)와 제1펌프(150)가 연결된다.

2) 1차 미네랄용액을 만드는 과정

상기와 같이 처리되어 2차 탱크(200)로 공급된 용액을 25~30℃ 수준으로 냉각시켜서 1차 미네랄용액을 얻는다.

이러한 과정이 이루어지는 상기 2차 탱크(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 둘레면에는 냉각수가 유입되는 냉각자켓(220)이 구비되어, 2차 탱크(100)로 공급된 용액이 효과적으로 냉각되도록 구성된다. 이러한 2차 탱크(200)의 하단부에는 제2배출구(202)가 형성되어, 후술하는 3차 탱크(300)와 연결되는 제2배관(230)이 설치된다. 따라서 2차 탱크(200)에서 제조되는 1차 미네랄용액은 상기 제2배관(230)을 통해 3차 탱크(300)로 공급된다. 미설명 부호 240과 250은 제2배관(230)에 구비된 제2필터장치와 제2펌프이다.

이와 같이 만들어지는 1차 미네랄용액에는 광물파우더에서 용출된 미네랄이 이온상태로 함유되어 있으며, 이에 따라 1차 미네랄용액은 pH10 이상의 알칼리성을 띤다.

3) 1차 미네랄용액에 함초를 침지시키는 과정

상기와 같이 제조된 1차 미네랄용액이 공급된 3차 탱크(300)에 함초를 투입하고 침지시켜서, 함초에 함유된 미네랄을 용출시킨다.

함초(salicorina herbacea)는 명아주과에 속하는 다년생 식물로서, 우리나라 서해안, 제주도, 울릉도 및 백령도 등 섬지방의 바닷물이 닿는 해안이나 갯벌 그리고 염전 주위에 무리지어 자생하는데, 그 맛이 매우 짜기 때문에 함초라 불린다. 함초에는 나트륨, 칼륨, 마그네슘을 비롯하여 철, 요오드, 인 등 90여 가지에 달하는 다양한 종류의 미네랄성분들이 함유되어 있다.

본 과정에서는 이러한 함초를 사용함으로써 함초에 함유된 미네랄성분들이 상기 1차 미네랄용액에 보충되는데, 특히, 함초에는 90여 가지의 다양한 종류의 미네랄성분들이 함유되어 있으므로, 상기 1차 미네랄용액에 함유되지 못한 미량미네랄들이 함초에 의해 보충된다. 한편, 이러한 함초에는 후코이단(Fucoidan)이 더 포함되어 있는데, 후코이단은 면역기능 개선, 항바이러스(항-HIV 포함), 항균작용, 항산화 효능 등이 있는 것으로 알려져 있다.

바람직하게는 1차 미네랄용액에 함초를 투입하고, 30일 정도 상온에서 방치, 숙성시켜서 함초에 포함된 미네랄성분들과 후코이단 성분을 용출시키게 된다.

특히, 바람직하게는 본 과정에서는 증숙된 함초, 즉, 쪄서 익힌 함초를 사용하는데, 증숙된 함초는 조직이 느슨해져서 증숙되지 않은 함초에 비해 미네랄성분과 후코이단의 용출효율이 상승된다. 따라서 증숙된 함초를 사용하는 경우에는 본 과정의 처리시간을 단축시킬 수 있어서 본 발명의 생산성이 향상된다.

여기서, 3차 탱크(300)에서 공급되어진 1차 미네랄용액에 대해 함초를 2:1의 중량비를 가지도록 투입한다. 일 예로 3차 탱크에서 공급되어지는 1차 미네랄용액이 10ton일 경우, 함초는 5ton정도를 투입하는 것이 바람직하다. 함초의 량이 미네랄용액의 비율보다 적게 투입되는 경우에는 제조되는 액상단미사료의 후코이단 함량이 미미하여 후코이단에 의한 효과를 기대하기 곤란하며, 함초의 비율이 상기 중량비 보다 많이 투입되는 경우에는 함초의 양에 의해 미네랄 용출효율이 저하될 우려가 높아질 수 있다.

한편, 상기 함초에서 용출되는 후코이단은 300kDa을 초과하는 분자량을 갖는 고분자이기 때문에, 이러한 고분자 상태의 후코이단은 가축에 급여 시 제대로 소화 흡수되지 못하고 그대로 배출된다. 따라서 후코이단의 소화흡수율을 높이기 위해 산 분해, 알칼리분해, 효소분해 등의 방법을 이용하여 후코이단을 분자량이 1,000Da 이하가 되도록 저분자화 시키는 것이 바람직하다.

그러나 본 실시예에서는 상기 1차 미네랄용액이 pH10 이상의 알칼리성을 띄기 때문에 함초에서 용출된 후코이단이 알칼리 분해되어 소화흡수율이 높은 저분자로 분해되므로. 본 실시예에서는 후코이단이 용출됨과 아울러 저분자 화되기 때문에 함초에서 용출된 후코이단을 저분화시키기 위한 별도의 처리를 하지 않아도 되는 장점을 가진다.

따라서, 본 실시예에서 제조되는 액상단미사료는 미네랄이 풍부할 뿐만 아니라 저분자화 된 후코이단이 함유되어 가축의 건강에 한층 더 유익한 액상단미사료를 제조할 수 있게 된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 함초가 1차 미네랄용액 위로 부상되지 않고 1차 미네랄용액에 침지되어 함초의 미네랄성분이 효과적으로 용출되도록 하기 위해 상기 3차 탱크(300)의 뚜껑(360)에는 부상방지판(364)이 구비된다.

상기 부상방지판(364)은 도 6에 나타나는 바와 같이 다공판으로 이루어져서, 도시된 바와 같이, 3차 탱크(300) 내부로 승강 가능하도록 뚜껑(360)을 관통하여 실린더장치(370)에 연결된다. 그리고 상기 뚜껑(360)도 실린더장치(362)에 의해 개폐 가능하도록 구성된다.

한편, 상기 부상방지판(364)은 도 7에 나타나는 바와 같이 출입구의 개폐가 가능한 박스의 형태로 제작되어, 상기 부상방지판(364)의 내부에 함초가 포함되도록 할 수 있다.

여기서 부상방지판(364)은 다공판으로 구성되어 1차 미네랄용액은 자유롭게 출입이 가능하지만, 다공판의 구멍보다 큰 크기를 가지는 함초는 상기 부상방지판에 막혀 부상방지판의 외부로 유출이 어렵게 된다.

또한 부상방지판(364)을 박스의 형태로 제작함으로써 상기 1차 미네랄용액에 함초의 찌꺼기가 남지 않으면서 함초의 성분을 충분히 용출시킬 수 있다.

즉, 부상방지판(364)을 상자의 형태로 제작하고, 상기 부상방지판(364)의 내부에 함초를 포함함으로써, 함초의 용출이 용이하게 진행되며, 용출이 완료된 이후 함초 찌꺼기의 회수에도 용이하다.

도 8에 나타나는 바와 같이, 상기 부상방지판은 함초회수부(365)를 더 포함할 수 있다. 상기 함초회수부(365)는 상기 부상방지판의 다공에 나사 결합되어 체결되는 회수연결부와, 3차 탱크 하단부의 모양에 대응되도록 제작되는 회수커터로 구성된다.

실린더장치(370)의 단부에는 일 방향으로 회전되는 회전모터(미도시)가 더 포함되고, 회전모터가 회전하면 상기 실린더장치(370)에 결합된 부상방지판(364)과 상기 부상방지판(364)에 결합된 함초회수부(365)가 같이 회전되도록 한다.

회전모터에 의해 회전되어지는 함초회수부는 상기 3차 탱크의 벽면 및 하단부와 접촉하는 회수부에 의해 남아있는 함초의 찌꺼기가 회수되어지도록 한다. 여기서, 상기 함초회수부(365)는 분사장치를 더 포함하여, 3차 탱크의 벽면에 붙어있는 함초 찌꺼기가 탱크의 하단부로 이동되어지도록 할 수 있다.

상기와 같은 함초회수부를 사용함으로써, 액상단미사료의 제조가 완료된 이후, 탱크를 세척하는 과정에 있어서, 탱크의 벽 또는 바닥에 붙어있는 함초 찌꺼기를 보다 수월하게 회수할 수 있다.

한편, 상기 부상방지판(364)은 뚜껑(360)과 별도로 승강가능하게 구성되는데, 이 경우에는 함초의 양에 따라 부상판지판(364)의 승강높이를 조절할 수 있으며, 또한, 부상방지판(364)을 뚜껑(360) 저면에 근접되도록 상승시킨 다음, 뚜껑(360)을 열고 작업자가 작업하면, 부상방지판(364)에 의해 작업이 방해되지 않는 장점도 가진다.

한편, 미 설명부호 160과 260은 각각 1차 탱크(100) 및 2차 탱크(200)의 뚜껑으로서, 이들 1차, 2차 탱크(100,200)의 뚜껑(160,260)들도 각각 실린더장치(162,262)에 의해 개폐 가능하도록 구성된다.

4) 함초를 침지시킨 용액을 여과, 분리하여 액상단미사료를 수득하는 과정

전술한 바와 같이, 3차 탱크(300)에서 함초의 미네랄성분을 용출시킨 다음, 액상분을 여과, 분리하는데, 이때 수득되는 액상분이 최종적인 액상단미사료이다.

도시된 바와 같이, 3차 탱크(300)의 하단에는 최종적인 액상단미사료를 배출시키기 위한 제3배출관(330)이 연결된 배출구(미도시)가 형성되는데, 상기 제3배출관(330)을 통해 액상단미사료를 배출시킨다. 상기 제3배출관(330)에도 제3필터장치(340)와 제3펌프(350)가 연결된다.

바람직하게는 액상단미사료에 칼륨 15ppm, 나트륨 150ppm, 마그네슘 50ppm 정도가 함유되도록 전술한 각 과정에서의 원료들의 사용량, 구체적인 처리조건 등을 조절한다.

이상과 같은 방법으로 제조되는 액상단미사료는 광물파우더와 함초에서 미네랄성분들을 용출시켜서 제조되기 때문에 광물파우더에 함유된 미네랄성분들과 함초에 함유된 미네랄성분들이 상호 보완되어 다양한 종류의 미네랄이 함유되어 있다.

잘 알려진 바와 같이, 미네랄은 동물의 정상적인 피부, 뼈 및 체모의 형성에 기여할 뿐 아니라 생식, 면역, 성장, 지방 및 단백질대사, 사료의 소화와 흡수에 관여하는 수많은 효소작용의 필수 성분들이다. 따라서 본 발명에 의한 액상단미사료는 다양한 종류의 미네랄이 함유되어 있으므로 고품질의 사료이다. 특히, 가축의 장내미생물이 증식 및 활성화되어 가축의 장내환경이 개선되며, 이에 따라 사료의 소화, 흡수성이 향상되기 때문에 가축의 증체율이 향상되고, 가축분뇨의 악취가 감소된다.

뿐만 아니라, 분뇨에 미생물, 특히, 혐기성 미생물이 종래에 비해 다량으로 존재하기 때문에 가축분뇨의 자원화하기 위해 발효시키는 과정에서 종래에 비해 가축분뇨가 잘 발효되어 가축분뇨의 자원화도 효율적으로 이루어지는 장점을 가진다.

<실험예>

물 10ton에 황토와 질석을 각각 50kg투입하고, 100℃로 가열하여 24시간 교반시킨 후 액상분을 여과 수득하여 1차 미네랄용액을 만들었다. 그리고 1차 미네랄용액에 1차 미네랄용액 무게의 1/2정도의 함초를 투입하고 30일 방지하여 숙성시킨 후, 액상분만 수득하여 액상단미사료를 만들었다.

이와 같이 제조된 액상단미사료를 물에 5000:1 비율로 희석하여 하루에 5번씩 10일 동안 주기적으로 돼지에 급여하고, 액상단미사료를 급이한 돼지의 분뇨를 시료로 사용하여 아래와 같이 실험하였다. 한편, 비교예로는 통상적인 방법으로 식수와 사료를 급이한 돼지의 분뇨를 사용하였다.

한편, 본 발명에 의한 액상단미사료는 양돈기준 천 마리당 월 20L의 액상단미사료를 음수토록 하였으나, 양계는 2만 마리, 소는 50마리, 오리는 1만 마리당 월 20L의 액상단미사료를 음수토록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 액상단미사료는 3차 탱크(300)에서 완성되어 배출되는 용량과 상관없이 물과 액상단미사료의 비율이 5000:1의 비율을 가지도록 희석하는 것이 바람직하다.

- 분뇨의 유효 미생물량 측정

상기 두 종류 분뇨의 발효, 분해에 관련된 유효미생물 양을 측정하여 비교한 결과, 표 1과 같은 결과를 얻었다.

미생물종류	총 미생물 중에서 미생물 함량		미생물 함량비
	실험예	비교예
Bacteroides	47.9%	30.76%	실험예 : 비교예 = 1.6 : 1
Anaerocolumna cellulosilytica	14%	4.9%	실험예 : 비교예 = 2.3 : 1
Lactobacillus	0.12%	0.01%	실험예 : 비교예 = 12 : 1

표 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 분뇨의 총 미생물 중에서 발효, 분해에 탄수화물 분해에 관여하는 미생물인 Bacteroides, 셀룰로오스 분해에 관여하는 미생물인 Anaerocolumna cellulosilytica, Lactobacillus의 함량이 비교예에 비해 실험예가 한층 높은 것을 확인할 수 있다.

- 분뇨의 병원성 미생물수 검사

본 발명에 의한 액상단미사료를 급이한 돼지의 분뇨(실험예)와 일반 급이를 한 돼지의 분뇨(비교예)의 병원성 미생물수를 검사한 결과, 표 2와 같은 결과를 얻었다.

미생물종류	총 미생물 중에서 미생물 함량		미생물 함량비
	실험예	비교예
Anaerococus	0.94%	2.79%	실험예 : 비교예 = 3 : 1
Treponnma	0.93%	2.13%	실험예 : 비교예 = 2.3 : 1
Acholeplasma	0.6%	3.51%	실험예 : 비교예 = 5.9 : 1
Helococcus	0.03%	0.4%	실험예 : 비교예 = 13 : 1

표 2를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 액상단미사료를 급이한 경우에 병원성 세균(미생물)의 수가 현저하게 감소된 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 액상단미사료를 급이한 돼지가 그렇지 않은 돼지에 비해 한층 건강한 상태로 생육됨을 알 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 액상단미사료는 양돈기준 돼지 천 마리당 월 20L의 액상단미사료를 음수토록 하고, 양계는 2만 마리, 소는 50마리, 오리는 1만 마리당 월 20L의 액상단미사료를 음수토록 하는 것이 바람직하다.

- 분뇨 발효과정에서의 미생물량의 변화

상기 두 종류 분뇨를 비료화하기 위해 발효시켰으며, 그 과정에서 미생물의 변화를 살펴보았다. 특히, 무폭기 처리를 하면서 미생물의 양을 측정한 결과 표 3과 같은 결과를 얻었다.

무폭기처리시의 미생물 양
미생물종류	총 미생물 중에서 미생물 함량		미생물 함량비
	실험예	비교예
Bacteroides	56.6%	7.79%	실험예 : 비교예 = 1.6 : 1

- 가축분뇨발효액의 성분검사

전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 액상단미사료를 급이한 돼지의 분뇨를 발효시켜 가축분뇨발효액을 만들었으며, 제조된 가축분뇨발효액의 성분을 검사한 결과 도 2와 같은 결과를 얻었다.

도 2의 시험성적표를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 액상 사료를 급이한 돼지의 분뇨를 이용하여 제조된 발효액은 질소, 인산, 칼리 등의 함량이 규격함량 이상으로 우수하며, 유해성분은 검출되지 않았다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

또한 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어”있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다”또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 1차 탱크 110 : 교반날개
120 : 스팀자켓 130 : 제1배관
200 : 2차 탱크 220 : 냉각자켓
230 : 제2배관 300 : 3차 탱크
330 : 제3배출관

Claims (7)

1. 물과 광물파우더를 1차 탱크(100)에 투입하는 광물파우더 투입단계와, 투입된 물과 광물파우더를 가열 및 교반하여 광물파우더에 포함된 미네랄성분이 물에 용출되어지도록 하는 광물파우더 용출단계와,
   상기 광물파우더 용출단계에서 가열 및 교반된 미네랄용액을 2차 탱크(200)로 이송시키는 1차 탱크 미네랄용액 이송단계와, 상기 2차 탱크(200)로 이송된 미네랄용액을 냉각시키는 미네랄용액 냉각단계와,
   상기 미네랄용액 냉각단계에서 냉각된 미네랄용액을 3차 탱크(300)로 이송시키는 2차 탱크 미네랄용액 이송단계와, 상기 3차 탱크(300)로 이송된 미네랄용액에 함초를 침지시키는 함초 침지단계와, 상기 함초에 포함된 미네랄성분과 후코이단이 미네랄용액에 용출되어지도록 하는 후코이단 용출단계를 포함하고,
   상기 후코이단이 용출된 미네랄용액은 액상분만 분리하여 액상단미사료를 수득하는 액상단미사료 수득단계를 포함하는 함초를 이용한 액상단미사료 제조방법에 있어서,
   상기 1차 탱크(100)는 1차 탱크(100)의 둘레면에 스팀을 공급하여 1차 탱크에 투입된 물과 광물파우더가 80~100℃로 가열하는 스팀자켓(120)과, 상기 1차 탱크(100)에서 교반된 미네랄용액이 배출되는 제1배출구(102) 및 상기 제1배출구에 연결되는 삼방향밸브(104)로 구성되고,
   상기 삼방향밸브(104)는 1차 탱크(100)에서 교반된 미네랄용액이 배출되는 제1배출구(102)와, 1차 탱크(100)의 하단부에 침전된 슬러지와 찌꺼기를 배출시키는 슬러지배출관(109)과, 슬러지와 찌꺼기가 제거된 미네랄용액을 2차 탱크(200)로 이송하는 제1배관(130)에 각각 연결되어지며,
   상기 제1배관(130)은 상기 미네랄용액에 포함된 슬러지를 여과하는 제1필터장치(140)와, 제1필터장치(140)에 의해 슬러지가 걸러진 미네랄용액을 2차 탱크(200)로 이송시키는 제1펌프(150)가 포함되고,
   상기 2차 탱크(200)는 둘레면에 냉각수가 공급되어 1차 탱크(100)에서 이송된 미네랄용액을 25~30℃로 냉각시키는 냉각자켓(220)과, 상기 2차 탱크(200)에서 냉각된 미네랄용액이 배출되는 제2배출구(202) 및 상기 제2배출구(202)에 연결되는 제2배관(230)으로 구성되고,
   상기 제2배관(230)은 상기 미네랄용액에 포함된 슬러지를 여과하는 제2필터장치(240)와, 제2필터장치(240)에 의해 슬러지가 걸리진 미네랄용액을 3차 탱크(300)로 이송시키는 제2펌프(250)가 포함되고,
   상기 3차 탱크(300)는 상하로 승하강 가능한 실린더장치(370)와, 상기 실린더장치(370)에 설치되어 함초가 미네랄용액의 상부로 부상되는 것을 방지하는 부상방지판(364)과, 3차 탱크(300)에 투입된 함초를 회수하는 함초회수부(365)와, 상기 3차 탱크(300)에서 함초에 포함된 미네랄성분과 후코이단이 용출된 미네랄용액이 배출되는 제3배출구(302) 및 상기 제3배출구(302)에 연결되는 제3배관(330)으로 구성되고,
   상기 제3배관(330)은 3차 탱크(330)에 투입된 함초의 찌꺼기를 여과하는 제3필터장치(340)와, 함초의 찌꺼기가 여과된 미네랄용액을 외부로 배출시키는 배출라인(350)이 연결되며,
   상기 부상방지판(364)은 함초보다 작은 크기의 다공홀이 복수개 형성되어 실린더장치(370)의 승하강에 의해 상하로 승하강되어, 3차 탱크(300)에 투입된 함초를 미네랄용액의 하부로 침지시키며,
   상기 함초회수부(365)은 상기 다공홀에 나사결합되는 회수연결부와, 상기 회수연결부에 연결되며 3차 탱크(300)의 벽면에 밀착되는 회수커터로 구성되어 3차 탱크(300)의 벽면에 부착된 함초 찌꺼기를 회수하는 것을 특징으로 하는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 1차 탱크(100)에 물과 광물파우더가 100:1의 비율로 투입되면 80~100℃의 온도에서 12~24시간동안 가열 및 교반시켜, 광물파우더에 포함된 미네랄성분이 물에 용출되도록 하여 미네랄용액을 제조하고,
   상기 제조된 미네랄용액을 48시간동안 정치(定置)시켜 슬러지가 침전되어지면, 상기 삼방향밸브(104)에 연결된 제1배관(130)의 배출단부를 개방시켜 1차 탱크(100)에서 제조된 미네랄용액을 2차 탱크(200)로 이송시키는 것을 특징으로 하는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 1차 탱크(100)는 1차 탱크(100)의 상층부를 덮는 1차 탱크 뚜껑(160)과, 상기 1차 탱크 뚜껑(160)이 승하강 되어지도록 하는 1차 탱크 뚜껑 실린더장치(162)를 포함하고,
   상기 2차 탱크(200)는 2차 탱크(200)의 상층부를 덮는 2차 탱크 뚜껑(260)과, 상기 2차 탱크 뚜껑(260)이 승하강 되어지도록 하는 2차 탱크 뚜껑 실린더장치(262)가 포함되는 것을 특징으로 하는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 함초회수부(365)는 실린더장치(170)에 설치되어 함초회수부(365)가 회전되어지도록 하는 회전모터와, 3차 탱크(300)의 벽면에 부착된 함초 찌꺼기가 3차 탱크의 하단부로 이동되어지도록 하는 분사장치가 더 포함되고,
   상기 회수커터는 상기 3차 탱크(300)의 벽과 하단부에 접촉한 상태에서 회전되어 3차 탱크(300)의 벽과 하단부에 남은 함초 찌꺼기가 회수되어지는 것을 특징으로 하는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 3차 탱크(300)로 이송되는 pH10 이상의 알칼리성을 띄는 미네랄용액은 함초와 중량비 2:1로 투입되어 함초에 포함된 미네랄성분과 후코이단이 미네랄용액에 용출되어지도록 하며,
   상기 함초에서 용출되는 후코이단은 알칼리성의 미네랄용액에 의해 알칼리 분해되어 저분자화 되는 것을 특징으로 하는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출라인(350)에서 배출되는 미네랄용액은 물과 1:5000의 비율로 희석되는 것을 특징으로 하는 함초를 원료로 한 액상단미사료 제조장치.
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