KR20160034782A - 발효 어분 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

발효 어분 제조방법 및 제조장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 발효 어분 제조방법은, 어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙하는 단계와, 어류 부산물을 미생물과 함께 챔버에 투입하는 단계와, 챔버 내부를 대기압 미만의 압력 상태로 유지하면서 가열하여 어류 부산물을 건조하여 수분을 제거하는 단계와, 건조된 어류 부산물을 배출 및 분쇄하는 단계를 포함한다.

Description

발효 어분 제조방법 및 제조장치{MANUFACTURING METHOD AND DEVICE FOR FERMENTED FISHMEAL}

본 발명은 발효 어분 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 저온 및 저압을 이용한 건조에 의해서 생산 시간 및 비용을 줄이면서도 우수한 품질의 어분을 확보할 수 있는 발효 어분 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

수산물 가공 공장에서 발생하는 어류 부산물은 일반적으로 어분(fishmeal)의 원료로서 사용된다. 또한, 양식장 등에서 집단 폐사된 수산물도 어분의 원료로서 사용된다. 어분은 다획성 어류나 가공하기에 부적합한 잡어, 어류 가공시 발생하는 부산물에 해당하는 대가리, 뼈, 꼬리, 지느러미, 내장 등을 자숙, 압착, 건조 및 분쇄 등의 처리를 하여 사료, 비료 또는 양식 사료 등으로 사용된다.

도 1은 종래의 일반적인 어분 제조방법을 나타내는 도면이다. 종래의 어분은 어류 부산물을 가열(삶기), 침지(압착), 건조 및 분쇄의 과정을 거쳐서 제조된다.

어류 부산물 특히 어획된 원료어를 그대로 압착하면 기계적 압력을 아무리 높이더라도 수분 및 어유의 추출량이 적기 때문에 가열을 통해서 어류 부산물을 삶는다. 이때 가열 방법으로는 불(flame) 또는 수증기(steam) 등이 있다.

가열된 어류 부산물은 침지(압착) 과정에 의해서 수분 및 어유가 제거된다. 익혀진 어류 부산물은 구멍이 뚫린 관을 따라서 이동하게 되는데, 이 과정에서 증가되는 압력에 의해서 관의 구멍으로부터 어유 및 물의 혼합물과 소량의 고형물이 배출된다.

침지된 어류 부산물은 추후 건조 및 분쇄 과정을 거쳐서 제품화 된다.

종래의 어분 제조방법의 문제점은 침지된 어류 부산물을 건조하기 위해서 많은 시간이 소요된다는 점이다. 어분을 제품화 하기 위해서는 수분 함유율이 10% 이하일 것이 요구된다. 그런 상기와 같은 종래 어분 제조방법은 수분 함유율이 10% 이하로 건조하기 위해서는 많은 시간(원료의 형태 또는 가열 온도 등에 따라서 달라지겠지만, 대략 20~24 시간)이 소요되어야 하는 문제점을 유발한다.

이와 같이, 건조 시간이 많이 소요되는 문제점을 해결하기 위해서 종래에는 고온(예를 들면, 200~300℃)에서 처리하는 경우가 있는데, 이로 인해 어분이 탄화되어 암갈색을 띄게 되고 촉감도 저하될 뿐만 아니라 장시간 보관시 케익(cake) 현상이 발생하여 돌처럼 굳어지는 문제점이 발생하게 된다. 또한, 고온으로 처리함으로 인해서 전력 소모량도 크게 증가하게 된다.

대한민국 등록특허 제0517201호 공보

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 건조 시간을 줄일 수 있는 발효 어분 제조방법 및 제조장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 설비 비용 및 가동 비용을 절감할 수 있는 발효 어분 제조방법 및 제조장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 우수한 품질의 어분을 생산할 수 있는 발효 어분 제조방법 및 제조장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효 어분 제조방법은, 어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙하는 단계와, 어류 부산물을 미생물과 함께 챔버에 투입하는 단계와, 챔버 내부를 대기압 미만의 압력 상태로 유지하면서 가열하여 어류 부산물을 건조하여 수분을 제거하는 단계와, 건조된 어류 부산물을 배출 및 분쇄하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 발효 어분 제조방법은 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 어류 부산물을 살균 및 자숙하는 단계는, 120℃ 이상의 스팀을 이용할 수 있다.

챔버 내부에서 어업 수산물은 40~60℃의 온도에서 건조될 수 있다.

챔버의 내부는 진공펌프에 의해서 대기압 미만의 압력이 유지될 수 있다.

챔버에서 발생하는 수분 및 악취를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효 어분 제조장치는, 어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙하는 살균부와, 살균부에서 배출된 어류 부산물을 대기압 미만의 압력 상태에서 저온 가열하여 건조하는 챔버와, 챔버 내부를 대기압 미만의 압력 상태로 유지하는 진공부와, 챔버에서 건조된 어류 부산물을 분쇄하는 분쇄부와, 챔버에서 건조 과정에서 발생하는 악취 및 수분을 제거하는 악취 및 수분 제거부를 포함한다.

본 발명은 저압 상태에서 건조를 하기 때문에 건조 시간을 절감할 수 있는 발효 어분 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 건조 과정에서 가열이 필요하지 않기 때문에 가동 비용을 절감할 수 있는 발효 어분 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 어분이 탄화되는 것을 방지하고 영양 가치가 우수한 발효 어분 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 어분 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어분 제조방법을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어분 제조장치를 예시하는 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하에서 사용되는 어류 부산물은 생선 또는 어패류 등과 같은 수산물과, 상기 수산물의 가공 과정에서 발생하는 내장, 생선 대가리, 뼈 및 지느러미 등을 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발효 어분 제조방법을 예시하는 순서도이다. 그리고 도 3은 발효 어분 제조에 사용되는 발효 어분 제조장치에 관한 것이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 발효 어분 제조방법은, 어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙하는 단계, 어류 부산물을 미생물과 함께 챔버에 투입하는 단계, 챔버 내부를 저압 상태로 유지하면서 저온 가열하여 상기 어류 부산물을 건조하여 수분을 제거하는 단계 그리고 건조된 어류 부산물을 배출 및 분쇄하는 단계를 포함한다.

본 실시예에 따른 발효 어분 제조장치(100)는, 어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙하는 살균부(140), 살균부(140)에서 배출된 어류 부산물을 저압 상태에서 저온 가열하여 건조하는 챔버(110), 챔버(110) 내부를 대기압 미만의 저압 상태로 유지하는 진공부(120), 챔버(110)에서 건조된 어류 부산물을 분쇄하는 분쇄부(160) 그리고 챔버(110)로부터 건조 과정에서 발생하는 악취 및 수분을 제거하는 악취 및 수분 제거부(150)를 포함한다.

어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙하는 단계는 살균부(140)에서 수행된다. 살균부(140)는 120℃ 이상의 고온 증기(steam) 또는 직접 가열 방식 등에 의해서 어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙한다. 이와 같은 살균 및 자숙 공정으로 인해서 추후 생산되는 어분을 장기간 보관할 수 있게 된다.

이와 같이 살균된 어류 부산물은 미생물과 함께 건조를 위해서 챔버(110)의 내부로 투입된다. 어류 부산물을 챔버(110)의 내부로 투입하기 위해서 이송 스크류(conveyer screw)(도시하지 않음) 등을 사용할 수 있다.

어류 부산물과 함께 챔버(110)에 투입되는 미생물은 어류 부산물의 분해, 건조 및 분쇄를 용이하게 하고 소화율을 극대화 하여 소화 흡수율을 증가시키는 역할을 한다. 챔버(110)에 투입되는 미생물로서 일본 세이와 사에서 판매하는 바실러스속에 속하는 복수종의 호기성 고온균으로 식품 발효에 주로 이용되는 것을 이용할 수 있다. 상기 발효균은 내열성이 강한 토양 유래 발효균으로서 챔버(110) 내부 온도인 40~60℃에서 주로 동식물의 유기물 재료를 분해할 수 있는 능력을 갖는다.

챔버(110) 내부에서 어류 부산물은, 가열장치(130)에 의해서 상대적으로 낮은 온도로 가열되면서 진공부(120)에 의해서 형성된 대기압 미만의 저압 조건에서 건조된다. 그리고 건조 과정에서 발생하는 수분 및 악취는 악취 및 수분 제거부(150)로 유입되어 제거된다.

가열장치(130)는 챔버(110) 내부에 투입된 어류 부산물을 상대적으로 낮은 온도, 예를 들면 40~60℃의 온도로 가열한다. 이와 같이, 종래에 비해서 상대적으로 낮은 온도로 가열하더라도 건조 시간이 단축되는 것은, 진공부(120)에 의해서 챔버(110) 내부의 압력이 대기압에 비해서 낮게 형성되기 때문이다. 즉, 본 실시예에 따른 챔버(110)는 진공 건조의 원리를 이용하는 것을 특징으로 한다.

진공 건조란 감압 하에서 물의 끓는 점이 저하되는 원리를 이용하여, 온수와 증기에 의해 원료를 간접적으로 가열하여 수분을 증발 건조시키는 방법이다. 예를 들면, 물은 1기압에서는 100℃에서 끓지만, 끓는 온도는 압력에 따라서 변한다. 즉, 압력이 낮을수록 물을 누르는 힘이 약해져서 낮은 온도에서 끓게 되고, 압력이 높아질수록 물을 누르는 힘이 강해져 높은 온도에서 끓게 되는 것이다.

챔버(110)에는 진공펌프에 해당하는 진공부(120)가 연결되어 있다. 진공펌프는 챔버(110) 내부에서 공기를 외부로 배출하여 저진공 상태, 예를 들면, 10~200 torr 범위의 진공을 걸어줄 수 있는데, 이때 물의 끓는 점은 100℃가 아닌 대략 40~60℃에서 끓게 된다. 이와 같이, 챔버(110) 내부에서는 100℃에 비해 낮은 온도, 예를 들면 40~60℃에서 끓으면서 수분을 강제 배출하는 방식으로 건조가 이루어지기 때문에, 건조 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 어분이 탄화되는 것을 방지하여 영양 가치를 보존하면서도 우수한 촉감을 유지할 수 있게 된다. 또한, 챔버(110) 내부에서 건조를 위해 열을 많이 공급할 필요가 없기 때문에 에너지를 대폭 절감할 수 있다. 그리고 챔버(110) 내부를 저진공 상태로 만들어 주기 위해서 진공부(120)가 챔버(110) 내부의 공기를 외부로 배출하기 때문에 산소량이 감소하여 산소에 의한 부패와 산화를 억제할 수 있게 된다.

챔버(110) 내부에서 저온 및 저압 건조 과정에서 발생하는 악취 및 수분은 악취 및 수분 제거부(150)에 의해서 제거된다. 악취 및 수분 제거부(150)의 응축 시스템은 악취를 제거하고 잔존 암모니아는 오존에 의해서 제거될 수 있다. 그리고 어류 부산물의 건조 과정에서 발생하는 수분은 응축 되어 장치 내부에서 재활용되거나 또는 추후 액비로 재활용 될 수 있다.

챔버(110) 내부에서 건조가 완료된 어류 부산물은 수분이 제거되어 가루 형태로 변형되어 어분으로 된다. 이와 같이 건조된 어분은 챔버(110)에서 배출된 후 분쇄부(160)에 의해서 분쇄 및/또는 채(sieve)로 걸러져서 제품화 된다.

본 실시예에 따른 발효 어분 제조방법 및 제조장치(100)를 이용하여 참치 공장에서 발생한 어류 부산물 530kg(수분 함량 52~57%)를 발효 및 건조한 결과, 30분 경과 후 수분이 54.2%, 2시간 30분 경과 후 수분이 41.7%, 6시간 경과 후 수분이 8.4%로 감소하였다. 상기 참치 부산물의 건조 과정에서 나타난 시간당 수분 증발량은 9~10% 이고, 사용된 연료는 약 45 리터, 전력량은 80~100kW로 나타났다.

본 실시예에 따른 발효 어분 제조방법 및 제조장치(100)를 이용하여 어분을 제품화 할 수 있는 수분 함량인 10% 미만에 도달하기까지 걸린 시간은 약 5시간 30분으로서, 종래 20~24 시간에 비해 획기적으로 감소하였음을 알 수 있다. 또한, 종래 어분 제조장치를 동일한 조건에서 사용하는 경우 약 200kW 이상의 전력이 필요한데, 본 실시예에 따른 발효 어분 제조방법은 소요되는 전력량이 감소하였음을 알 수 있다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 발효 어분 제조장치
110: 챔버 120: 진공부
130: 가열장치 140: 살균부
150: 악취 및 수분 제거부 160: 분쇄부

Claims (6)

1. 어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙하는 단계;
   상기 어류 부산물을 미생물과 함께 챔버에 투입하는 단계;
   상기 챔버 내부를 대기압 미만의 압력 상태로 유지하면서 가열하여 상기 어류 부산물을 건조하여 수분을 제거하는 단계; 및
   건조된 어류 부산물을 배출 및 분쇄하는 단계를 포함하는 발효 어분 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 어류 부산물을 살균 및 자숙하는 단계는, 120℃ 이상의 스팀을 이용하는 것을 특징으로 하는 발효 어분 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 챔버 내부에서 상기 어업 수산물은 40~60℃의 온도에서 건조되는 것을 특징으로 하는 발효 어분 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 챔버의 내부는 진공펌프에 의해서 대기압 미만의 압력이 유지되는 것을 특징으로 하는 발효 어분 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 챔버에서 발생하는 수분 및 악취를 제거하는 단계를 더 포함하는 발효 어분 제조방법.
6. 어류 부산물을 가열하여 살균 및 자숙하는 살균부;
   상기 살균부에서 배출된 어류 부산물을 대기압 미만의 압력 상태에서 저온 가열하여 건조하는 챔버;
   상기 챔버 내부를 대기압 미만의 압력 상태로 유지하는 진공부;
   상기 챔버에서 건조된 어류 부산물을 분쇄하는 분쇄부; 및
   상기 챔버에서 건조 과정에서 발생하는 악취 및 수분을 제거하는 악취 및 수분 제거부를 포함하는 발효 어분 제조방법.

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