KR19980074328A - 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돼지의 사육 농가 또는 양돈장에서 대량으로 발생되는 돈분(돼지똥)으로 부터 파리의 유충을 이용하여 고단백 사료 및 양질의 비료를 생산하는 방법에 관한 것으로써, 수거된 돈분에 수분 조절재를 첨가한 다음 혼련하여 돈분의 함수율을 53 ∼ 70%로 조절하는 제 1 단계와, 함수율이 조절된 돈분을 용기내에 담은 다음 돈분내에 파리알을 투여하는 제 2 단계와, 파리알이 투여된 용기내의 돈분을 애벌레가 자라기에 알맞는 온도로 유지하는 제 3 단계와, 돈분내에 투여된 파리알이 돈분을 먹이로 하여 분해시키면서 성충인 구데기로 변화됨에 따라 돈분으로 부터 분리된 구데기 및 처리완료된 돈분을 각각 수집는 제 4 단계와, 처리완료된 돈분 및 수거된 구데기를 각각 진공 포장하는 제 5 단계를 거쳐 양질의 비료와 고단백 사료를 얻는다.

Description

파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법

본 발명은 돼지의 사육 농가 또는 양돈장에서 대량으로 발생되는 돈분(돼지똥)으로 부터 파리의 유충(이하 파리알이라 함)을 이용하여 고단백 사료 및 양질의 비료를 동시에 생산하는 방법에 관한 것이다.

우리나라는 1994년 현재 54,000호의 농가 및 양돈장에서 약 6,000,000두의 돼지를 사육하고 있다.

이러한 대량의 사육두수에서 배출되는 돈분의 총량은 연간 약 17,000,000톤(ton)정도로써, 하천의 수질오염에 악영향을 끼치게 되었고, 그 정도는 매우 심각한 상태이다.

따라서 환경오염을 방지하기 위해 돈분을 사료화시키는 방법을 연구하는데 많은 투자를 하고 있는 실정이다.

현재 가장 보편화된 방법으로는 돈분을 발효시켜 퇴비화하는 퇴적 퇴비화방법이 널리 사용되고 있다.

이밖에도 퇴적송풍 퇴비화방법, 개방형태 퇴비화방법, 밀폐형 퇴비화방법 등이 있으나, 주로 퇴적 퇴비화방법이 이용되고 있다.

상기한 방법들은 발생된 분뇨를 발효조에서 일정기간 발효 처리하는데, 특히 퇴적 퇴비화방법은 분뇨 처리기간이 약 180일정도로 오래 걸리게 되므로 인해 처리기간동안 계속해서 발생되는 분뇨를 처리하기 위한 많은 개수의 발효조를 필요로 한다.

따라서 많은 개수의 발효조를 설치하여야 되는 문제 및 발효 처리시 빗물이 유입되지 않도록 각 발효조에 별도의 덮개를 설치하여야 되며, 처리시 발생되는 오수가 지표면으로 유입되므로 인해 지하수가 오염되는 현상을 방지하기 위해 발효조의 바닥과 벽면을 콘크리트로 제작하여야 되므로 반드시 넓은 공간이 필요하게 됨은 물론 많은 설비비를 투자하여야 되는 문제점을 갖고 있었다.

또한, 전술한 방법에 의해 생산되는 퇴비는 돈분을 단순히 발효시킨 것으로써, 화학비료에 비한다면 유기질비료로써의 장점을 갖으나, 결코 고급 비료는 아니다.

뿐만 아니라 생산되는 퇴비는 발효가 완료되었다 하더라도 퇴비를 시비할 수 있는 시기(時期)가 4계절이 뚜렷한 기후특성상 한정되므로 인해 계속적으로 생산되는 퇴비를 별도의 공간에 단순히 야적할 수 밖에 없었고, 이에 따라 우천시 빗물이 야적시켜 놓은 발효퇴비와 함께 씻겨 하천으로 흐르게 되므로 하천을 오염시키는 결과를 초래하게 되었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 대량으로 배출되는 돈분으로 부터 양질의 비료와 고단백 사료를 동시에 생산함과 동시에 별도의 설비를 투자하지 않고도 하천의 수질 오염을 미연에 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 수거된 돈분에 수분 조절재를 첨가한 다음 혼련하여 돈분의 함수율을 53 ∼ 70%로 조절하는 제 1 단계와, 함수율이 조절된 돈분을 용기내에 담은 다음 돈분내에 파리알을 투여하는 제 2 단계와, 파리알이 투여된 용기내의 돈분을 파리의 애벌레가 자라기에 알맞는 온도로 유지하는 제 3 단계와, 돈분내에 투여된 파리알이 돈분을 먹이로 하여 분해시키면서 성충인 구데기로 변화됨에 따라 돈분으로 부터 분리된 구데기 및 처리완료된 돈분을 각각 분리하는 제 4 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법이 제공된다.

본 발명에 의해 얻어지는 구데기(파리의 생태적 전 단계)는 인간에게 혐오감을 느끼게 함은 사실이지만, 생물학적으로 관찰하여 보면, 대부분이 고단백질로 이루어져 있다.

즉, 약 50 ∼ 60%가 단백질이고 16%정도는 지방질이며, 나머지는 수분 및 기타성분으로 이루어져 있어 대량으로 생산할 수 있는 방법만 연구한다면 그 용도는 대단히 광범위한 것으로 인지되어 왔으나, 아직까지 대량으로 생산할 수 있는 방법이 알려진 바 없다.

본 발명인은 재래식 화장실에서 파리가 인분에 산란하고 산란된 파리알은 인분을 먹이로 하여 매우 잘 자라 애벌레에서 구데기가 되었다가 다시 파리로 변화하는 생태적인 성질에 착안하여 본 발명을 개발하기에 이르렀다.

상기한 점을 감안하여 파리알이 애벌레의 성충인 구데기까지 성장하는데 적합하면서도 대량으로 수집이 가능한 분뇨를 선택하기 위해 여러가지 분뇨를 실험하였던 바, 다음과 같은 결과를 얻게 되었다.

인분은 심한 악취 및 혐오감문제로 취급하기가 곤란하였고, 우분(소똥)은 섬유질이 너무 많이 포함되어 있고 애벌레의 성장에 필요한 영양분이 적어 애벌레의 먹이로 불충분하였으며, 계분(닭똥)은 애벌레의 먹이로 충분하였으나, 처리하지 않고도 비료로써 직접 사용가능함과 동시에 하천의 수질오염에는 무관하여 후처리가 불필요하였다.

그러나 대량으로 배출되는 돈분은 애벌레의 성장에 필요한 영양분이 비교적 많이 함유되어 있으면서도 수질의 오염에 가장 악영향을 끼침은 물론 주위로 부터 손쉽게 대량 수집이 가능하여 처리대상으로 선정하였다.

상기한 돈분은 단백질의 함유량이 약 5%정도로써 가축의 분뇨중에서 계분을 제외하고는 단백질의 함유량이 가장 많아 애벌레의 먹이로 적합하였다.

실제 돈분을 먹이로 하여 유충을 배양한 결과, 파리알에서 성충인 구데기로 변화되는 기간이 약 4 ∼ 5일에 불과하여 생산성이 우수하였지만, 우분인 경우에는 파리알이 성충으로 변화되는데 소요되는 기간이 돈분에 비해 월등히 길었으며, 발육도중 죽는 경우가 많았다.

그러나 선택된 돈분에 파리알을 직접 투여하여 배양할 수 없기 때문에 돈분의 전 처리단계를 실시하여야 된다.

그 이유는, 생돈분인 경우 뇨(오줌)가 섞이지 않더라도 약 80%의 수분을 함유하고 있지만, 실제 분(똥)에는 돼지의 생식기능상 반드시 뇨(오줌)가 함께 섞이기 마련이므로 함수율이 80%를 훨씬 넘어 95% 이상된다.

따라서 함수율이 높은 생돈분을 직접 애벌레의 먹이로 사용할 경우 애벌레가 돈분의 표면만을 섭렵하거나, 돈분속으로 파고 들어가더라도 활동이 미약하여 성숙이 늦어지고, 더욱이 수분의 증발로 인해 돈분이 경화될 경우에는 돈분속으로 파고 들어간 애벌레가 밖으로 빠져 나오지 못하고 죽는 경우가 발생되었다.

이에 따라 파리의 애벌레가 발육하기 양호한 환경(조건)을 만들어 주지 않으면 않된다.

상기한 조건을 충족시키기 위해서는 분뇨의 함수율을 적정수준으로 조절하고 애벌레가 활발히 이동하면서 먹이를 먹을 수 있도록 통로를 만들어 주어야 하며, 수분이 증발하더라도 돈분이 딱딱하게 경화되어 진흙과 같이 말랐을 경우처럼 되어서는 않된다.

이와 같은 조건을 충족시키기 위해 생돈분에 함수율을 조절하는 수분 조절재를 첨가하여 돈분이 적정의 함수율을 갖도록 혼련하여야 된다.

상기 수분 조절재로는 농촌에서 쉽게 구할 수 있는 계분, 왕겨, 톱밥, 잘게 부순 볏짚 등을 사용할 수 있다.

이와 같이 돈분에 혼입되어 함수율을 조절하는 수분 조절재중 계분과 쌀겨는 돈분의 영양가를 높여 애벌레의 성장을 촉진시키는 역할을 하며, 톱밥, 왕겨, 잘게 썰은 볏짚은 돈분을 골고루 분산시켜 애벌레의 통로를 만들어 주어 애벌레의 활동을 촉진시킴과 동시에 돈분의 경화현상을 방지하는 역할을 한다.

그러나 상기한 수분 조절재는 닭의 사육 또는 천연재(계분, 왕겨, 톱밥, 잘게 부순 볏짚 등)의 가공에 따른 부산물로써, 생태계에 미치는 영향이 좋다는 잇점이 있는 반면, 부피가 커 보관 및 취급이 용이하지 않으며, 생산되고 있는 곳이 산재되어 있어 농촌에서 손쉽게 대량으로 구하기가 어렵기 때문에 생태계에 악영향을 주지 않으면서도 돈분의 함수율을 줄이는 고분자물질도 사용할 수 있다.

상기 고분자물질은 다량의 물을 흡수하는 기능을 갖는 것으로써, 고흡수성수지(Super Absorbent Resin)인 폴리 아크릴산 염 또는 비닐 중합체가 널리 사용된다.

상기 고흡수성수지는 화학적으로 매우 안정되어 어떠한 희석재로도 분해가 되지도 않는다.

더욱이 동식물의 생육에 전혀 해롭지 않고, 비료에 포함되어 있을 경우 비료를 뿌리고 물을 주면 고흡수성수지가 물을 흡수하고 있다가 오랫동안 비가 오지 않아 토지가 매말라 건조해지면 흡수하고 있던 물을 외부로 다시 배출하여 농작물에 수분을 공급해 주는 역할을 하므로 토지의 개질재(改質材)로 널리 사용된다.

상기한 돈분의 함수율조절시 고흡수성수지만을 넣어도 되지만, 첨가제로 애벌레의 영양분역할을 하는 계분 또는 쌀겨를 더 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예에 따라 설명한다.

함수율이 90%인 100Kg의 돈분에 계분, 왕겨, 쌀겨, 톱밥, 잘게 썰은 볏짚중 적어도 1종 또는 2종이상 혼합된 수분 조절재를 30 ∼ 70Kg정도 첨가하여 혼련한 상태가 애벌레의 성장에 필요한 최적의 조건(함수율)이 되는데, 이때 주로 애벌레가 활동하기 좋도록 밀도조절역할을 하는 톱밥, 왕겨, 잘게 썰은 볏짚을 최소한 20Kg 정도 혼입되어야만 돈분내에서 애벌레가 활동하면서 성장하는데 지장을 받지 않게 된다.

예를 들어, 함수율이 90%인 돈분 100Kg에 톱밥, 왕겨, 잘게 썰은 볏짚중 선택된 1종 또는 2종이상을 20 ∼ 60Kg첨가하여 혼련하다가 돈분의 영양가를 높이기 위한 계분, 쌀겨중 선택된 1종 또는 2종을 10 ∼ 50Kg 더 혼합하여 함수율이 53 ∼ 70%가 되게 조절한다.

상기한 바와 같이 돈분의 함수율의 조절할 때 돈분의 영양가를 증대시키기 위해 첨가하는 계분과 쌀겨를 모두 넣었을 경우 가장 바람직하지만, 이들을 전혀 넣지 않고 톱밥, 왕겨, 잘게 썰은 볏짚만을 넣어도 된다.

그러나 돈분의 함수율 조절역할을 하는 톱밥, 왕겨, 잘게 썰은 볏짚중 적어도 1종 또는 2종이상은 반드시 첨가하여야 애벌레가 활발하게 활동하는데 지장을 받지 않게 된다.

한편, 함수율이 90%인 돈분 100Kg에 0.80 ∼ 1.2Kg정도의 고흡수성수지를 혼합하여 혼련하면 돈분의 함수율이 약 60%정도로 조절되는데, 이때 여기에 약 100g정도의 계분과 500g정도의 왕겨를 각각 첨가하거나, 또는 계분이나 왕겨를 선택적으로 첨가하여 함수율이 약 55%정도가 되게 혼련하면 파리의 애벌레가 자라는데 최적의 조건이 된다.

이와 같이 함수율이 조절된 돈분을 일측에 완숙된 구데기가 빠져나가기 위한 구멍이 형성된 별도의 용기에 담은 다음 예열을 실시하여 돈분의 온도가 24 ∼ 28℃정도가 유지되었을 때 파리알을 투여한 후 재예열을 실시하여 돈분의 주위온도가 약 28 ∼ 32℃가 유지되도록 하여야 된다.

이는, 약 28 ∼ 32℃에서 파리알에서 깨어난 애벌레가 활동을 실시하여 구데기로 성숙되는 가장 양호한 조건이기 때문이다.

상기한 바와 같이 용기내에 돈분을 담을 때 용기에 형성된 구멍이 담겨지는 돈분에 의해 막히지 않도록 주의를 기하여야 된다.

이는, 돈분에 의해 구멍이 막힐 경우 완숙된 구데기가 돈분으로 부터 빠져 나오더라도 구멍을 통해 자유낙하하지 못하고 용기내에 남게 되므로 인해 별도의 수작업을 실시하여야 되는 비생산적인 폐단이 발생되기 때문이다.

함수율이 조절된 돈분에 투여되는 파리알은 처리하고자 하는 돈분의 양과 밀접한 관계를 갖는다.

즉, 처리하고자 하는 돈분의 양(투여된 파리알이 완전한 구데기로 변환될 수 있는 돈분의 한계량)에 따라 투여되는 파리알의 양을 결정하여야 된다.

만약, 함수율이 파리알의 성장에 적당하게 조절되어 있어도 처리하고자 하는 돈분의 양에 비해 파리알을 과다하게 투여하면 성숙된 구데기는 체중이 미달되고, 이와는 반대로 돈분의 양에 비해 파리알을 적게 투여하면 구데기가 돈분을 전부 먹지 못하고 성충인 구데기가 되므로 인해 돈분의 처리과정이 완료된 상태에서 생돈분이 남는 결과를 초래하게 된다.

따라서 돈분의 중량에 따라 투여되는 파리알을 결정하여야 된다.

일반적으로 파리알 1개의 무게는 0.018mgr이고, 성숙된 구데기의 무게는 6mgr인데, 처리하고자 하는 돈분의 무게와 투여하는 파리알의 무게비율을 반복 실험하여 본 바, 중량부로 약 2,000 ∼ 3,000 : 1로 설정하여 파리알을 투여하는 것이 생산된 비료의 처리효율도 가장 양호하게 나타났음은 물론 성숙된 구데기의 상태도 가장 양호하였다.

돈분에 투여된 파리알이 돈분에 포함된 영양분을 섭취하여 돈분이 양질의 비료가 되도록 처리함과 동시에 성충인 구데기로 완숙되면 구데기는 더 이상 돈분을 먹지 않고 돈분으로 부터 빠져나와 먹이가 없는 한 곳으로 모이는 습성이 있으므로 처리가 완료된 돈분과 구데기가 자연적으로 분리된다.

이와 같이 돈분으로 부터 분리된 구데기(사료)는 돈분이 담겨진 용기의 구멍을 통해 자유낙하되어 별도의 용기에 담겨지게 되므로 일괄 수거하여 건조로에서 건조한 다음 살균포장하고, 유해성분이 처리된 돈분(양질의 비료)도 비닐포대에 살균포장하여 보관 또는 출하하게 된다.

본 발명에 의해 돈분 1Ton을 처리하여 약 6일만에 양질의 비료를 약 400Kg, 고단백질이 주성분인 구데기를 약 150Kg정도 각각 얻었다.

본 발명에 의해 생산되는 비료를 발효비료(퇴적 퇴비화비료)와 같은 조건으로 농작물의 밑거름으로 시비하였던 바, 과실의 수확시기가 현저히 단축되었음은 물론 과실의 질과 양이 약 30 ∼ 40%정도 향상되었다.

또한, 건조 구데기(사료)는 구데기상태 또는 분말상태로 가공하여 닭, 오리 등 가축의 사료로 사용하거나, 양어장의 먹이로 사용하였던 바, 일반 사료를 사용하여 양식하였던 가축이나 물고기보다 육질, 체중, 빛깔면에서 육안으로 식별할 수 있을 정도로 양호함을 나타냈다.

더욱이 본 발명은 고가의 처리시설을 갖추지 않고도 돈분으로 인한 하천의 수질오염을 미연에 방지하는 효과도 얻게 된다.

Claims (11)

1. 수거된 돈분에 수분 조절재를 첨가한 다음 혼련하여 돈분의 함수율을 53 ∼ 70%로 조절하는 제 1 단계와, 함수율이 조절된 돈분을 용기내에 담은 다음 돈분내에 파리알을 투여하는 제 2 단계와, 파리알이 투여된 용기내의 돈분을 파리의 애벌레가 자라기에 알맞는 온도로 유지하는 제 3 단계와, 돈분내에 투여된 파리알에서 깨어난 애벌레가 돈분을 먹이로 하여 분해시키면서 성충인 구데기로 변화됨에 따라 돈분으로 부터 분리된 구데기(사료) 및 처리완료된 돈분(비료)을 각각 수집하는 제 4 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   처리완료된 돈분 및 수거된 구데기를 각각 진공 포장하는 제 5 단계를 더 실시함을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   제 1 단계에서 계분, 왕겨, 쌀겨, 톱밥, 잘게 썰은 볏짚중 1종 또는 2종이상이 혼합된 것을 수분 조절재로 사용함을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   수분 조절재를 돈분 100중량부에 대하여 30 ∼ 70중량부 투입함을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   수분조절재 30 ∼ 70중량부중 왕겨, 톱밥, 잘게 썰은 볏짚에서 선택된 1종 또는 2종이상이 적어도 돈분의 20중량부이고, 나머지는 계분 또는 쌀겨임을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   제 1 단계에서 수분 조절재로 고흡수성수지를 사용함을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   고흡수성수지가 폴리 아크릴산 염 또는 비닐 중합체임을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   수분조절재로 투입하는 고흡수성수지를 돈분의 100중량부에 대하여 0.8 ∼ 1.2중량부가 되도록 함을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
9. 제 6 항에 있어서,

   돈분의 함수율을 조절하기 위해 고흡수성수지를 투입할 때 계분 또는 왕겨를 더 투입함을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    제 2 단계에서 돈분 : 파리알이 중량부로써 돈분의 2,000 ∼ 3,000 : 1 되게 설정함을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    제 3 단계에서 돈분의 주위온도를 28 ∼ 32℃로 유지함을 특징으로 하는 파리의 유충을 이용하여 돈분으로 부터 사료 및 비료를 생산하는 방법.