KR20110090850A - 브로콜리채소부산물조사료와 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사료자원이 부족한 국내여건을 고려하여 지금까지 대량생산지인 농작물재배지현장에서 버려지는 농산부산물을 재활용할 수 있게 생산현장에서 즉석으로 조사료로 가공하는 공정에 관한 연구결과인데 그동안 버려졌던 부산물을 모두 수거하여 가공하므로 처리 못해 골칫거리로 남아 있던 문제점의 해소대책이다.

최근에는 논에서 수확한 후 태우거나 퇴비로 사용하던 볏짚을 커팅과 탈곡 후에 둥근 롤로 말아 건초대신에 조사료로 사용하다가 생균제재를 살포하여 롤로 묶고 비닐로 씌워 발효시킨 후 조사료로 급여한 방법을 보면서, 수분이 과다한 채소부산물까지 확대하여 롤로 묶을 때 역시 수분조절하고 생균제재도 첨가하여 장기보관을 가능하게 한다면 장거리수송과 급이 확대도 가능하게 특수공법으로 버려지는 채소부산물을 모두 조사료로 재활용할 수 있도록 공법을 개발하고 특허로 출원하여 집단생산지의 농민들에게 재배욕구촉진을 위한 재활용방법을 공정별로 특화시킨 공정방법과 과정을 체계화 하고자 집약화한 공정체계개발이다,

본 재활용채소부산물로 그동안 버려지던 자원을 재활용할 뿐 아니라 절대량이 부족한 우리나라 축산분야에 저렴한 조사료를 공급할 수 있게 되므로 농가생산 의욕제고와 생산비용절감으로 소비자가격을 낮추므로 국제경쟁력을 향상시키는데 크게 일조할 것이며 발효비료까지도 가능하여 기대가 크다.

브로콜리부산물(broccoli by-products), 단백질, 롤(Roll), 조사료(roughage), 펠릿(pellet), 진동(Vibration), 컨베이어(conveyer), 생균제재(生菌製材), 레티놀(Retinol), 베타카로틴(β-carotene),

Description

브로콜리채소부산물조사료와 이의 제조방법 {The roughage of broccoli's by-production thereof its manufacture method}

본 발명은 동물용, 특히 가축용 조사료로 제공될 수 있도록 화뢰(花

)부분만 채취한 후 버리는 줄기와 잎을 부로콜린채소부산물이라 하여 전량 수거한 후 조사료로 제조하는 것인데 수확당시의 잎과 줄기에는 함수율이 88중량％나 되어 건조시키거나 발효시키려 해도 과대한 함수율로 인해 열 소비과다는 물론 부패하거나 발효적정수분을 초과하므로 발효도 시킬 수 없는 관계로 사료제조 전에 함유된 수분에 대한 조절공정이 필수인 특수기술개발이 필요한 분야기도 하다.

이러한 이유로 인하여 최근까지 노천건조를 할 때에는 우기로 인해 어려웠고 인공건조하려면 연료비가 많이 소요되어 채산성이 맞지 않고, 발효를 시키려 해도 과잉수분으로 인해 발효가 되지 않는 등 애로가 많은 난제로 인해 녹사료로 사용도 어려워 버리거나 밭에 뒤덮어 썩혀 자연적으로 퇴비처럼 취급하였다.

이와 같이 애물단지가 된 브로콜리채소부산물은 대량 묻으면 냄새와 질퍽한 상황으로 작물재배에 어려움이 많았으나 조와 기장, 또는 볏짚 등을 첨가하여 수분을 62중량％ 내외로 조절할 수 있다면 발효하는데 어려움이 없고 펠릿으로, 큐브로 제조할 때도 어려운 점이 없이 용이하게 할 수 있는 신기술에 속한다.

본 함수율 조절기술과 가공공정에 대한 연구는 그다지 어려움은 없었으나 생균을 확보하는 데는 아주 어려움이 많은 분야로서, 수분조절방법이 본 기술의 핵심이라는 면에서 이와 유사한 공정관리기술을 배경으로 하고자 하였으나 건조기술과 슈퍼박테리아 박멸은 물론, 수분도 많고 단백질 함량도 높아 자칫 이로 인해 수확 즉시 가공처리하지 아니하면 변질 단백질로 인하여 사료로 사용할 수 없는 폐기물로 변질될 수 있기 때문에 위험성이 뒤따르는 부산물이기도 하여 이러한 예상 상황 등을 참조할 수 있는 발효와 영양에 관한 모든 기술을 배경으로 하여 처리해야 하는 기술 분야로서 위험이 내재된 분야이기도 하다,

이러한 다양한 종합적인 기술들을 망라한 부분과 이물질제거와 생균선택과 혼합하여 발효하는 기술 및 큐브와 펠릿과 롤로 만들어 노지에서 발효할 수 있도록 하는 저가비용 처리라는 제반문제를 동시에 해결시켜야 하는 기술 등이 포함된 종합적인 기술로서 모두 수용되는 분야기기도 하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이미 앞서 기술 분야에서 설명을 한 바와 같이 종합적인 면이라는 점에서 예상되는 문제점을 모두 수용하여 해결할 수 있도록 하는 과제들을 포함하는 농산물가공분야와 부산물을 처리과정 및 발효과정을 모두 해결하는 과제들로 목표를 삼았다,

본 발명에서 가장 중요한 것은 동물, 특히 가축이라는 대상물이 인간의 육류 식품으로 사용되거나 이들의 질환이 인간에게 즉각 영향을 준다는 점에서 영양상에 발생되는 위험성을 사전에 찾아낼 수 있는 청정문제와 미생물취급이라는 어려 난제들을 해결할 수 있도록 포함시켜야 하는 과제들을 선택적이 아니라 필연적으로 수용시켜야 하는 점들도 모두 채용하는 과제로 하였다.

브로콜리는 열매가 아니라 꽃 부분으로 사실 꽃을 따 먹는 것이며 꽃 부분을 채취하면 꽃대와 잎과 줄기 등은 버려지는데 이 부분을 커팅하기 전에 수분함량이 아주 적은 다른 곡류의 줄기와 잎을 생균을 살포하여 파쇄 시킨 후 브로콜리 꽃 부위만 수확한 노지에서 커팅 직전에 커팅 할 잔여 브로콜린 상부에 골고루 살포하여 커터기로 수확하며 롤러를 사용하거나 사용하지 않고 들여와 적절하게 세절한 후 세절된 상태에서 당밀과 생균을 혼합하여 액상으로 제조한 후 이를 골고루 조루로 살포를 하여 즉시 사용하거나 2 내지 3일정도 사전 발효시켜 사용하는 공정도 연구과제 대상이 된다,

이러한 생균을 살포하기 전에 조사료로 사용할 모든 줄기와 잎은 살균을 해야 발효가 우수하므로 가장 쉽게 살균을 할 수 있는 자외선사용과 고주파도 병렬시키는 과제와 큐브로 뽑기 좋도록 밀기울과 같은 곡피의 혼합방법 등도 과제로 하며 큐브(펠릿)로 사출하면 내면의 함수가 외부로 도출되어 함수율이 15 내지 30중량％ 선으로 줄어들므로 외부로 배출된 이러한 수분을 통풍만으로 건조가 가능할 때 자외선 등을 사용하면 살균도 용이한 점 등도 연구과제로 한다.

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본 브로콜리채소부산물은 수분함량이 높아 수확 한 즉시 생초사료로 사용할 수 없는 여건이라면 결과적으로 폐기되어야 하는데 가장 큰 이유는 수분함량이 88중량％ 이상이라는 점과 단백질함량이 5중량％라는 점에서 시간이 경과되면 단백질이 변형되어 독이 된다는 점과 동시에 시간이 경과되면 조사료로서의 가치를 상실한다는 점을 감안하여 저효율의 폐기농산물을 고효율의 영양분을 함유한 먹이로 전환하는 기술이며, 재활용기술로 각광을 받는 효과가 기대되는 바 크다.

특히 버려지는 농산물을 모두 수거하여 가득이나 부족한 인간식량과 경합되는 식량자원 상에 인간식량과 경합되지 않는 분야의 자원까지 활용하면서 폐기되는 부분까지 모두 수거하여 사료 및 비료로 활용할 수 있다는 점과 공해유발이 없는 친환경공정이라는 면에서 가장 우수한 표본으로 각광 받는 효과가 기대된다.

본 발명의 핵심이 되는 재활용 재료로는 재배현지에서 수확과 동시에 즉시 수거할 수 있다는 점인데 수확장소에서 날씨에 개의치 않고 수분을 조절할 수 있고 다른 농산물의 줄기, 즉 조와 기장줄기와 옥수수 대, 심지어 억새 등의 모든 곡물의 줄기를 사전에 확보하여 본 브로콜리 잎과 줄기를 수확한 현장에서 커팅을 할 때 사전에 생균을 살포한 후 상기 커팅 할 부산물위에 살포하면서 롤러로 수확한다면 자연히 생균이 함유되고 비닐로 덮어져 현장 농지 공한지에 적재하면 스스로 발효하므로 썩지 않으며 발효로 인한 장기보관이 가능하게 된다,

상기와 같은 롤러로 롤을 만들어 발효사료로 제조하는 것은 어려움이 없으나 이를 큐브, 즉 펠릿으로 제조하는 공정은 여러 면으로 복잡하여 수공이 많이 필요로 하는 가공공정이며 장기보관과 영양분증가를 위한 발효까지 수행하는 공정이다,

먼저 첫 단계로는 원재료확보인데 본 브로콜리의 재배지는 전국으로 볼 때 2006년과 2007년도의 통계에 의하면 면적의 66％가 제주도로서 2007년도 1,285헥타르에서 35,466톤을 수확한 실적을 볼 때 재배기간도 4월에서 12월까지 가능하며 노지에서 봄철에는 최장 55일이고 만생종기간도 80일이므로 원재료의 확보는 무난한 편이므로 브로콜리부산물(10)의 재료수집에는 어려움이 없다.

다음은 이러한 브로콜리부산물과 수분조절재료를 재료수집(제1공정) 후에 이물질이 혼합되지 않도록 정선을 하는 선별정선(제2-1공정)을 거치거나 또는 적절하게 절단하여 선별한 후 혼합탱크투입(제3-1공정) 전의 정선커팅(제2-2공정) 단계를 거쳐 혼합탱크에 투입이 완료되는 혼합탱크(40)에 혼합탱크투입(제3-1공정)과 당밀을 푼 7.5중량％의 생균혼합수용액(30)에 생균은 구입하기 쉬운 이엠(EM)을 0.5중량％로 희석시켜 제조한 용액을 생균제재투입(제3-2공정)으로 생균까지 첨가가 완료되었으면 생 사료제조기라는 배합큐브제조장치(50)를 사용하면 제조가 무난하다.

상기 배합큐브제조장치(50)는 그 형상이 배합용 리본이 장착되었고 좁아지는 하부에는 스크루가 장착되었으며 상부의 배합장치에서 5분간 충분히 배합을 하면 하부에 형성된 밑면부위의 스크루로 밀어내며 직경 200mm 내외가 되게 사출하면서 일정한 간격으로 커터기를 회전시켜 잘라내며 낙하하는 큐브들을 수송설비3(24)에 의해 다음단계인 바이브레이션(Vibration)이란 진동체(60)로 큐브상태는 수납하고 분말상태만 걸러내면서 다음단계로 연결된 엘리베이터로 형성된 수송설비4(26)에서 큐브는 선택되고 분말은 제거된 체 고주파자외선조사장치(70)로 건조 및 살균을 한 후에 포장기(80)로 제품을 담아낸다. 상기와 같은 단계에서 각 장치 간에 수송을 하여 연결을 시키는 장치는 각 단계별로 연결되는 수송설비1(20)과 수송설비2(22)와 수송설비3(24)에 의해 장치 간이 떨어져 있어도 용이하게 연결시킬 수 있다.

[실시 1예]

브로콜리부산물(10)은 창녕지방의 비닐하우스 재배농장에서 구해와 부로콜리부산물재료수집(제1공정일부)단계를 거쳐 깨끗하게 하는 선별정선(제2-1공정)단계와 특별히 정선커팅(제2-2공정)도 겸하여 150mm 길이로 절단하고 수송설비1(20)을 통해 혼합탱크(40)에 혼합탱크투입(제3-1공정)단계와 생균혼합수용액(30)을 매 500㎤마다 1리터씩 살포하는 생균제재투입(제3-2공정)단계까지 쉽게 실시하였다.

다음은 혼합탱크(40)에서 5분간 혼합한 후 탱크하부에 설치된 스크루덮개를 밀어 열면서 가동시켜 노즐을 열고 큐브로 제조하기 위해 배합큐브제조(제4공정)단계로 배합 큐브제조장치(50)를 가동시켜 단단한 큐브로 제조하여 낙하시키자 하부에 연결된 수송설비3(24)에 의해 진동체(60)로 옮겨 큐브 이외의 분말은 제거시켜 다시 투입하면서 수송설비4(26)에 의해 고주파자외선조사장치(70)로 보내어 고주파자외선조사(제5-1공정)단계와 분말제거(제5-2공정)단계까지 수행하였다.

상기 공정에서 동시에 수행된 건조공정은 자동으로 고주파자외선조사(5-1공정), 분말제거(제5-2공정)인 성형공정(제5공정)으로 온전한 큐브만 통과시켜 상품완성(제6공정)에서 포장기(80)에 의해 상품성이 높은 제품생산이 완료되었다.

[실시 2예]

농장에서 구해 온 잎과 줄기로 형성된 브로콜리부산물(100)을 넓은 마당에 펼치어 마치 밭과 같이 마련하였고 잡곡부산물(130)로는 볏짚을 택하여 커터기로 150mm로 절단하고 생균혼합수용액(30)을 만들어 잡곡부산물(130) 위에 조루로 생균살포(110)를 실시한 후 롤러장치로 기계작업(120)을 대체하여 굴리며 둥글게 마는 작업을 수동으로 하여 포장롤(140)을 만들었는데 잡곡부산물(130)의 조건은 수분함량이 적은 성태이라는 점이다.

[실시 3예]

상기 실시 예들을 위한 생균혼합수용액(30)을 제조하기 위해 당밀 2.5중량％에 생균은 부산 기장에서 구한 이엠(EM)을 0.5중량％로 희석시켜 당밀수용액 5.0중량％에 당밀수용액을 제조하므로 모두 8중량％로 만들고 사용량은 부로콜리부산물(10)을 150mm로 절단하여 혼합탱크(40)에 담아 채우는 량이 500㎤정도 될 때마다 1리터씩 조루로 살포하고 충분히 수분을 흡착될 때까지 숨을 돌리며 기다렸다.

수분조절재료(12)는 제주도에서 구하기 쉬운 유채부산물을 구할 수 없어서 곡물 겨를 택하였는데 우리 주변에서 구하기 쉬운 흔한 밀기울(소맥피)로 대체하였으나 앞으로는 제주도에 사용할 수 있게 곡물수확부산물인 유채부산물이나 조 또는 기장 등의 잡곡대로 하는 실시 예는 추후 실시하기로 하였다.

본 발명의 주요재료인 브로콜리는 꽃 부위이며 일종의 화예(花)인 점으로 보아 영양분이 다양하겠으나 잎과 줄기로 남는 브로콜리부산물도 단백질함량이 건국대학교 논문발표에 의하면 화뢰(花

)부위만도 100그램당 5그램이나 되며 칼슘과 인과 칼륨이 풍부한 재료일 뿐 아니라 베타카로틴(β-carotene) 함량이 100그램당 766㎍이 함유되었으며 레티놀(Retinol)도 함유된 것으로 분석되었다.

우리나라의 조사료(roughage) 사정이 거의 볏짚이라는 면에서 푸른색으로 공급될 수 있는 여건이 여의치 않은 상황에서 아주 요긴한 자원이라 하여 자원발굴이 시기상으로 적절한 점에서 적기출시라 평가되어 졌다.

가공방법이 큐브(Cube)라는 것은 펠릿(pellet)보다 큰 규격이므로 소와 같은 큰 반추동물에게는 아주 요긴한 형태이고 생균제재(生菌製材)는 반추동물에게는 필연적인 사료이며 이를 생산하는데 사용되는 분말제거 방식인 진동(Vibration)체도 이미 사용되고 있으며 운반기구인 컨베이어(conveyer)도 시중에 유통되고 있어서 본 발명에서 필요로 하는 모든 장비를 확보하는 데는 어려움이 없었다.

[실시 4예]

최근에 가장 이슈로 관심과 잡곡부산물(130) 이외에 수거된 잔반을 지방자치단체기관에서 재활용에 심혈을 기우리는 점을 감안하여 귀한 잡곡부산물(130) 대신에 버려지거나 비료로 사용되는 잔반을 케이크형상으로 압착시킨 것은 거칠게 분쇄하여 곡물부산물(130)에 혼합한 상태로 추가하면 토양에 낙하되지 않고 브로콜리부산물(100)과 함께 기계작업(120)으로 롤 포장(140)으로 만들었다,

[실시 5예]

실시 4예에 의한 잔반케이크 부산물을 분말로 만들고 이를 수분조절재료(12)의 일부로 추가하여 생균혼합수용액(30)과 혼합탱크(40)에 넣고 배합을 하므로 버려지는 음식폐기물을 전량 재활용은 물론 발효라는 장점을 활용할 수 있는 우수한 계기도 마련할 수 있어서 수분조절재료(12)의 비용을 절감할 수 있는 점으로 할 수 있는 추가적인 장점을 갖출 수 있었다,

또한 발효에 실패할 수 있는 점도 감안하여 품질이 불량한 롤 포장(140)이나 포장기(80)로 포장된 제품에서 냄새와 색상만으로도 불량품을 발견할 수 있고 조금이라도 의심가면 모두 발효비료로 전환 하도록 검수방법도 기술하였다.

도 1은 본 발명의 브로콜리부산물조사료인 생균큐브의 제조공정도,

도 2는 본 발명의 브로콜리부산물조사료인 생균큐브의 공정흐름도,

도 3은 본 발명의 브로콜리부산물조사료인 생균 롤로 제조되는 흐름도,

도 4는 본 발명의 부로콜리부산물과 첨가되는 혼합재료별 배합율도,

＜부호에 대한 간단한 설명＞

10 : 브로콜리부산물, 12 : 수분조절재료,

20 : 수송설비1, 22 : 수송설비2,

24 : 수송설비3, 26 : 수송설비4,

30 : 생균혼합수용액, 32 : 접착보조제,

40 : 혼합탱크, 50 : 배합큐브제조장치,

60 : 진동체, 70 : 고주파자외선조사장치,

80 : 포장기, 100 : 브로콜리부산물,

110 : 생균살포, 120 : 기계작업,

130 : 잡곡부산물, 140 : 포장롤(包裝 Roll),

제1공정 : 재료수집. 제2공정 : 선별정선커팅,

제2-1공정 : 선별정선, 제2-2공정 : 정선커팅,

제3공정 : 전위배합, 제3-1공정 : 혼합탱크투입,

제3-2공정 : 생균제제투입, 제4공정 : 배합큐브제조,

제5공정 : 분말제거, 제6공정 : 성형건조,

제7공정 : 완성상품,

Claims (3)

1. 큐브와 펠릿으로 제조되는 농산물생체부산물 발효조사료에 있어서,

   화뢰부위가 채취된 세절 브로콜리부산물(10)과 수분조절용 곡류부산물, 또는 세절볏짚으로 추가되는 수분조절재료(12)와 발효촉진을 위해 당밀과 생균을 혼합한 살포용 생균혼합수용액(30)과 혼합탱크(40)에서 혼합되어, 접착보조용으로 첨가되는 접착보조물(32)과 배합큐브제조장치(50)에서 큐브로 성형되고 진동체(60)에서 입자만 선별하여 고주파자외선조사장치(70)로 건조시켜 포장기(80)로 상품용도로 포장된 동물용조사료로 제조되는 것이 특징 브로콜리채소부산물조사료
2. 큐브와 펠릿으로 제조되는 농산물생체부산물 발효조사료에 있어서,

   화뢰부위만 수확한 브로콜리부산물(10)을 세절하여 수송설비1(20)로 곡류부산물, 또는 세절볏짚을 수분조절용으로 수분조절재료(12)로 택하여 확보하는 재료수집(제1공정)과 선별정선커팅(제2공정) 후에 혼합탱크(40)에 채우고 당밀과 생균제재로 조제된 생균혼합수용액(30)을 충족히 살포 혼합하는 전위배합(제3공정)을 거처 수송설비2(22)로 이송하여 배합큐브제조장치(50)에서 접착보조물(32)과 배합큐브제조(제4공정)로 배합되고 성형되고 절단되면 수송설비3(24)으로 진동체(60)로 보내져 분말제거(제5공정)된 제품만 수송설비4(26)로 고주파자외선조사장치(70)에서 성형건조(제6공정)시켜 포장기(80)에서 완성상품(제7공정)으로 수행되는 것이 특징인 브로콜리채소부산물조사료 제조방법
3. 큐브와 펠릿으로 제조되는 농산물생체부산물 발효조사료에 있어서,

   브로콜리부산물(100)을 노지에서 커팅하기 전에 당밀에 생균을 용해시킨 생균혼합수용액이 충족하게 살포된 잡곡부산물(130)을 골고루 펼친 후 롤러로 둥글게 굴려 롤(Roll)로 감는 기계작업(120)으로 제조된 포장롤(140)을 걷어 들여 장기간 보관하며 발효 숙성된 동물먹이로 제조되는 것이 특징인 브로콜리채소부산물조사료의 제조방법

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