KR102661505B1 - 고염도 어류 폐기물을 이용한 사료제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고염류 어류폐기물을 이용한 사료제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 고염도 젓갈폐기물을 포함하는 어류폐기물을 가열하면서 분쇄교반하여 어류에 포함된 콜라겐을 젤라틴화시키는 젤라틴화 단계(S1); 상기 가열분쇄된 어류폐기물에 곡물부산물을 첨가하여 함께 교반하면서 건조 및 발효하는 건조발효 단계(S2);상기 건조발효된 교반물 안에 포함된 젤라틴을 결합제로 이용하여 상기 교반물을 펠렛형태로 성형하는 성형단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고염도 어류폐기물을 이용한 사료제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 젓갈을 포함하는 염도 20%이상의 고염도 어류폐기물을 이용한 사료제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 곡물부산물을 첨가하여 염분을 조절하고, 어류폐기물에 포함된 콜라켄을 젤라틴화하여 별도의 성형물질을 부가함이 없이 필렛형의 사료를 제조할 수 있는 가축 및 양식어류용 사료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근에 다양한 유기 폐기물에 대한 처리문제가 환경문제로 대두되고 있는데, 특히 어류 폐기물 및 어류 가공부산물은 단백질이 주요성분으로 부패가 쉽고 악취로 인해서 처리에 어려움이 많았다. 그럼에도 불구하고 어류 폐기물 및 가공 부산물은 일부 어분으로 가공하여 퇴비원료로 사용되기도 하였다.
한편, 젓갈폐기물은 액젓 제조시 염분을 20%이상 투입한 상태에서 장시간 숙성 발효하여 내부 살은 녹아내리고 껍질과 뼈, 머리, 꼬리 등이 남은 상태로서, 불법 매립하거나 폐기물로서 소각처리하여 왔다.
젓갈폐기물은 그 소각처리하는 처리비용이 다른 유기폐기물에 비하여 현저하게 높다. 젓갈 폐기물은 대규모 젓갈단지에서 년간 1,000톤 이상 발생하고 있으나, 젓갈 폐기물은 높은 염도로 인해서 직접적으로 사료의 원료로 활용하는 것이 불가하였다.
따라서, 종래에는 고염분의 유기성폐기물의 탈염공정을 통하여 염분을 제거하는 과정을 거쳐야만 했다. 유기성 폐기물에 포함된 염분을 제거하는 종래의 방법은 별도의 제염제를 투입하거나, 많은 양의 물로 희석하는 방법을 사용하였다. 특히, 선행문헌 1에 개재된 종래기술에서는 탈염실(2)에 염분이 함유된 유기성 폐기물을 주입하고, 격막 외부에 설치된 양극(6)과 음극(7)에 정류기로부터 직류전기를 인가하여 탈염실(2)에 전기장(電氣場)을 형성시켜 전기영동에 의해서 염분을 추출제거하는 것이다. 그러나 이와 같은 탈염에는 많은 설비 등이 필요하게 되고 물을 통해서 희석하게 되는 경우에는 물기를 제거하기 위한 건조과정에 더 많은 에너지를 소모하게 되는 문제를 가지고 있다.
본원 발명의 발명자는 새로운 발상과 시행착오를 통해서, 염도가 매우 높은 젓갈폐기물을 가축이나 양식장의 어류의 사료로 사용할 수 있도록 하는 사료제조방법을 발명하게 되었다.
본원 발명의 목적은 음식물 폐기물중의 하나인 고염류 어류폐기물을 재활용하여 사료를 제조함으로써 별도의 결합제를 부가하지 않으면서 염장류 어류폐기물에 포함된 콜라겐을 이용하여 펠렛형태의 사료를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본원 발명의 목적은 곡물부산물을 혼합하여 특별한 장치 없이도 염도를 낮출 수 있으며, 고단백질이 포함된 어류폐기물을 재활용함으로써 적정한 염도의 고단백질 성분의 사료를 제공하는데 있다.
본원 발명의 목적은 미생물의 첨가로 악취를 분해하여, 고염류 어류폐기물에서 발생하는 악취를 차단하여, 실질적으로 사용가능한 사료를 제조하는데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은 고염도 젓갈폐기물을 포함하는 어류폐기물을 분쇄하면서 가열하여 어류의 콜라겐을 젤라틴화하는 젤라틴화 단계(S1); 상기 젤라틴화 된 어류 콜라겐에 곡물부산물과 미생물을 첨가하여 함께 교반하면서 건조 및 발효하는 건조발효 단계(S2); 건조발효된 교반물 안에 포함된 젤라틴을 결합제로 이용하여 수분 25%, 온도 20~30℃에서 상기 교반물을 펠렛형태로 성형하는 성형단계(S3);를 거쳐서 고염도 어류폐기물을 이용하여 사료제조할 수 있게 된다.
바람직하게 상기 1단계(S1)는 대기압하에서 100℃ 이상 또는 0.2bar 기압하에서 60℃ 이상으로 1시간 이상 고열로 가열함으로써 어류폐기물에 포함된 단백질을 젤라틴화한다.
바람직하게 상기 2단계의 교반은 상기 젤라틴화 된 어류 콜라겐에 곡물부산물과 미생물이 함께 부가된 상태에서 교반됨으로써, 곡물부산물이 미생물에 의한 발효효과를 촉진하도록 할 수 있다.
바람직하게 상기 미생물은 바실러스 세레우스 BC3(Bacillus cereus BC3) KCCM10859P, 바실러스 라이케니포미스 BC4(Bacillus licheniformis BC4) KCCM 10860P, 바실러스 스파에리쿠스 BC6(Bacillus sphaericus BC6) KCCM 10862P, 바실러스 클라우시 BC7(Bacillus clausii BC7) KCCM 10863P, 바실러스 퍼무스 BC9(Bacillusfirmus BC9) KCCM 10865P, 바실러스 메가터리움 BC1-1(Bacillus megaterium BC1-1)KCCM 10856P 중 선택된 적어도 어느 하나인 것이다.
본원 발명은 음식물 폐기물중의 하나인 고염류 어류폐기물을 재활용하여 사료를 제조함으로써 자원의 재순환 및 어류콜라겐을 이용하여 펠렛형태의 사료를 제조하는데 효과가 있다.
본원 발명은 곡물부산물을 혼합하여 특별한 장치 없이도 염도를 낮출 수 있으며, 고단백질이 포함된 어류폐기물을 재활용함으로써 적정한 염도의 고단백질 성분의 사료를 제조하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 어류폐기물에 포함된 콜라켄을 가열함으로써 별도의 결합제를 부가하지 않으면서도 용이하게 펠렛형태로 성형할 수 있게 된다.
본원 발명은 곡물부산물과 어류폐기물의 혼합물질을 미생물이 분해함으로써 악취의 발생을 억제하고, 실질적으로 사용가능한 사료를 제조하는 효과가 있다.
종래에 모두 버려지던 고단백의 젓갈폐기물를 100% 자원화하여 고염장류업체의 폐기물 처리 애로 해소하고 불법적인 매립으로 인한 환경오염의 문제를 해결할 수 있게 된다.
도1은 본원 발명에 따른 고염류 어류폐기물을 이용한 사료를 제조하는 단계도
이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예들은 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있도록 설명하는 것으로 이해되어야 하며, 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 하며, 본 발명을 이에 한정하는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.
본 발명은 젓갈폐기물을 이용하여 가축 및 어류를 위한 사료를 제조하는 방법을 개시한다.
도1을 참고해 보면, 본원 발명의 사료제조방법은,
고염도 젓갈폐기물을 포함하는 어류폐기물을 가열하면서 분쇄하여 어류의 콜라겐을 젤라틴화하는 젤라틴화 단계(S1); 상기 젤라틴화된 어류 콜라겐에 곡물부산물을 첨가하여 함께 교반하면서 건조 및 발효하는 건조발효 단계(S2); 상기 건조발효된 교반물 안에 포함된 젤라틴을 결합제로 이용하여 수분 25%, 온도 20~30℃에서 상기 교반물을 펠렛형태로 성형하는 성형단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
- 상기 단계(S1)은 고염도 어류폐기물을 가열하면서 분쇄하여 어류의 콜라겐을 젤라틴화 하는 단계이다. 고염도 어류폐기물에는 주로 젓갈폐기물이 사용된다. 상기 준비된 고염도 어류폐기물은 가열살균하는 단계를 거쳐야 한다. 상기 고염도 어류폐기물은 100℃으로 30분 내지 1시간 정도 살균하되, 저기압으로 유지하는 경우에는 더 낮은 온도로 가열 살균이 가능하다. 상기 가열된 고염도 어류폐기물은 평균입자가 3~50 메쉬가 되도록 뼈와 껍질을 분쇄하는 단계를 거치는 것이 바람직하다. 상기 가열단계와 분쇄단계는 어느 하나를 먼저 수행하거나, 이들을 동시에 진행되는 것이 가능하다.
- 상기 단계(S2)는 상기 젤라틴화된 어류 콜라겐에 곡물부산물을 첨가하여 건조 및 발효하는 단계이다. 상기 발효단계에서는 낮은 온도로 가열하여 상기 젤라틴화된 콜라켄이 응고되지 않으면서 발효를 촉진할 수 있도록 적어도 20℃ 내지 30℃ 로 가열해주는 것이 필요하다. 건조 및 발효가 끝난 교반물은 수분을 25% 정도 함유하도록 한다.
상기 곡물부산물은 어류폐기물에 포함된 염분을 상쇄하는 역할을 하며, 상기 젤라틴화된 어류 콜라겐과 곡물부산물의 부피비가 5:2~3 정도인것이 바람직하다. 상기 곡물부산물은 대표적으로 왕겨를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 고려되는 조절염도는 축종이나 어종에 따라서 달라질 수 있으며 염도는 0.3~0.5%가 바람직하다.
또한 상기 2단계의 교반과정에서는 젤라틴화된 어류 콜라겐에 곡물부산물과 함께 미생물을 함께 투입하여 발효효과를 촉진하는 것을 특징으로 한다. 상기 미생물은 바실러스 세레우스 BC3(Bacillus cereus BC3) KCCM10859P, 바실러스 라이케니포미스 BC4(Bacillus licheniformis BC4) KCCM 10860P, 바실러스 스파에리쿠스 BC6(Bacillus sphaericus BC6) KCCM 10862P, 바실러스 클라우시 BC7(Bacillus clausii BC7) KCCM 10863P, 바실러스 퍼무스 BC9(Bacillusfirmus BC9) KCCM 10865P, 바실러스 메가터리움 BC1-1(Bacillus megaterium BC1-1)KCCM 10856P, 바실러스 라이케니포미스 BC8(Bacillus licheniformis BC8)KCCM10864P 중 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 특히, 바실러스 라이케니포미스 BC8(Bacillus licheniformis BC8)KCCM10864P는 염분이 많은 유기성폐기물의 염분을 감소시키는데 효과적인 것으로 나타났다.
이때 상기 미생물을 투입하는 방법은 정제수, 천연배지 및 상기 미생물이 포함된 액체와 물을 1:50 비율로 희석하여 분무기를 통해서 뿌려주는 것이 바람직하다.
상기 단계(S3)에서는 상기 건조발효된 교반물 안에 포함된 젤라틴을 결합제로 이용하여 상기 교반물을 펠렛형태로 성형하는 단계를 포함한다. 즉, 수분 25%이하, 온도 20~30℃에서 어류폐기물의 숙성 처리시 젤라틴화한 콜라겐으로 인해서 펠릿 등 원하는 모양, 크기로 성형하는 것이 가능하게 된다.
이하, 구체적인 실시예와 실험예를 통해서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
<실시예1>
염도가 20%이상인 고염도 폐기물 5kg을 교반기에 투입하고, 1기압하에서 100℃이상으로 1시간 또는 절대압력 0.2기압하에서 60℃이내로 60분 이상 가열하여 콜라켄을 형성시킨다. 이후에 분쇄기에서 평균입자가 3~50 메쉬가 되도록 뼈와 껍질을 분쇄한다. 가열분쇄된 어류폐기물과 왕겨를 5:3의 부피비 기준으로 혼합하여 염도가 0.4%정도가 되도록 조정하였다. 혼합된 어류폐기물 교반물 1kg에 미생물이 포함된 액체와 물이 1:50으로 희석된 희석액의 100ml를 추가하여 2~3일동안 20~30℃에서 발효하여 교반물을 숙성시키고 미생물의 분해로 인해서 악취를 감소시킨다. 건조발효된 교반물 안에 포함된 젤라틴을 결합체로 이용하여 수분 25%, 온도 20~30℃에서 펠렛 형태로 성형하여 사료를 제조하였다.
<실시예2> 상기 실시예1에서 젤라틴화된 어류 콜라겐:왕겨를 5:2의 부피비 기준으로 혼합하는것을 제외하고는 동일한 조건과 동일한 방법으로 사료를 제조하였다.
<실시예3> 상기 실시예1에서 젤라틴화된 어류 콜라겐:왕겨를 5:1의 부피비 기준으로 혼합하는것을 제외하고는 동일한 조건과 동일한 방법으로 사료를 제조하였다.
<비교예1> 상기 실시예1에서 왕겨를 포함하지 않는 것을 제외하고는 동일한 조건과 동일한 방법으로 사료를 제조하였다.
<비교예2> 상기 실시예1에서 미생물을 포함하지 않는 것을 제외하고는 동일한 조건과 동일한 방법으로 사료를 제조하였다.
<비교예3> 시중에서 판매되는 가축사료를 대상으로 실험하였다.
<실험 예1> 염도 및 단백질 함량 비교
실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3의 염도 및 단백질 함량비교를 측정하였다. 고염도 폐기물을 재활용하였으므로 염도의 조절은 사료제조에 있어서 중요한 요소가 된다.
| 평가항목 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 |
| 염도 | 0.43 | 0.47 | 0.5 | 0.7 | 0.6 | 0.65 |
| 단백질 | 6.5 | 6.4 | 6.3 | 6.3 | 6.2 | 6.6 |
표1을 살표보면, 위의 측정에서 각 사료들은 100g씩 채취되었으며 염분은 saltmeter YKL-31SA로 측정되었으며, 단백질은 biochrom 아미노산 분석기를 통해서 측정되었다.
염분은 0.4~0.8%정도가 사료로 공급할때 적당한 범위인데, 고염류 어류폐기물 자체가 20%가 넘는 염도를 포함하고 있는데 반해, 이에 곡물부산물을 포함하였을때 현저하게 염도가 낮아지고 있어서 고염류 폐기물의 재활용으로서 가능성이 있다는 것을 알 수 있다. 또한 단백질 함량을 비교했을때 시중에 판매되는 사료와 비슷한 범위의 단백질 양을 포함하고 있어서 고단백 사료로서 사용되기에 충분함을 알 수 있다. 상기 사료는 고염류 어류폐기물의 재활용을 이용하여 생성된 것으로서 적정한 염도와 단백질을 포함하고 있어서 사료제조에 있어서 대체 사료로서 사용되는 것이 바람직하다.
<실험예 2> 관능검사
상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3으로부터 수득되는 사료를 각 농가를 대상으로 1달동안 1일 2회 사용하게 한 후 아래 각 항목을 5점 척도법에 따라 평가하게 한 후 그 결과를 다음 표2에 나타내었다.
| 평가항목 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 |
| 펠렛형성 | 4.5 | 4.3 | 4.2 | 3.5 | 4.0 | 4.6 |
| 악취차단 | 4.6 | 4.5 | 4.3 | 3.5 | 3.2 | 4.5 |
| 폐기물활용도 | 4.8 | 4.7 | 4.7 | 4.5 | 4.5 | 2.5 |
| 전체적인 만족도 | 4.63 | 4.5 | 4.4 | 3.8 | 3.9 | 3.86 |
고염도 어류폐기물을 이용하여 사료를 제조할때 가장 중요한 것은 펠렛형성 정도와 악취정도이다. 위의 표2를 살펴보면, 어류폐기물 자체에 포함된 콜라겐 성분에 의해서 펠렛형성 정도가 대체로 만족스러운 것을 알 수 있다. 또한 실시예1 내지 실시예3은 왕겨의 비중을 달리 할뿐 미생물을 추가하였으므로 미생물의 발효효과와 악취제거 효과가 더해져서 현저하게 악취를 차단하였음을 알 수 있다. 폐기물 활용도 측면에서는 고염도 어류폐기물을 재활용하여 사료를 제조하였으므로 활용도가 높다고 할 수 있다.
따라서 본원 발명을 통해서 고염류 어류폐기물을 재활용하여 사료를 제조함으로써 자원의 재순환 및 어류콜라겐을 이용하여 펠렛형태의 사료를 제조하는데 효과가 있다. 또한 곡물부산물을 활용하여 염도를 낮추고, 어류폐기물을 재활용하여 고단백질 성분의 사료를 제조하는 효과가 있다. 또한 미생물의 첨가로 인한 악취차단으로 악취민원의 차단과 사용가능한 어류폐기물을 이용한 사료를 제조하는 효과가 있다.
고염도의 젓갈폐기물을 사료원료로 활용할 수 있도록 함으로써, 수산 농가 수익성 향상 기대할 수 있고, 무엇보다 고단백질 성분인 젓갈폐기물을 포함하는 사료를 통해서 축종 및 어종의 튼실한 사육이 가능하게 된다. 또한 고염도 젓갈폐기물을 퇴비로 활용시에 양질의 질소원이 되고, 악취민원 발생을 근원적으로 차단하여 생활환경 쾌적화를 도모하고, 젓갈폐기물 등을 이용한 사료화 시 미생물을 통한 숙성과정으로 통해서 양식장의 바이오플락을 구현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (4)
- 고염도 젓갈폐기물을 포함하는 어류폐기물을 분쇄하면서 가열하여 어류의 콜라겐을 젤라틴화하는 젤라틴화 단계(S1);
상기 젤라틴화된 어류의 콜라겐에 곡물부산물을 첨가하여 함께 교반하면서 건조 및 발효하여 수분 25%, 온도 20~30℃ 상태의 교반물을 획득하는 건조발효 단계(S2);
상기 건조발효된 교반물 안에 포함된 젤라틴을 결합제로 이용하여 상기 교반물을 펠렛형태로 성형하는 성형단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는
고염도 어류폐기물을 이용한 사료제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 1단계(S1)의 가열은 대기압하에서 100℃ 이상 또는 0.2bar 기압하에서 60℃ 이상으로 30분 내지 1시간 동안 행하여지는 것을 특징으로 하는 고염도 어류폐기물을 이용한 사료제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 2단계(S2)에서 젤라틴화된 어류의 콜라겐에 곡물부산물을 투입하여 교반하되, 미생물을 함께 투입하여 발효효과를 촉진하는 것을 특징으로 하는 고염도 어류폐기물을 이용한 사료제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 미생물은 바실러스 세레우스 BC3(Bacillus cereus BC3) KCCM10859P, 바실러스 라이케니포미스 BC4(Bacillus licheniformis BC4) KCCM 10860P, 바실러스 스파에리쿠스 BC6(Bacillus sphaericus BC6) KCCM 10862P, 바실러스 클라우시 BC7(Bacillus clausii BC7) KCCM 10863P, 바실러스 퍼무스 BC9(Bacillusfirmus BC9) KCCM 10865P, 바실러스 메가터리움 BC1-1(Bacillus megaterium BC1-1)KCCM 10856P 중 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고염도 어류폐기물을 이용한 사료제조방법.
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