KR20200026502A - 전지면실 함유 tmr 사료 제조용 플랜트 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 TMR 사료 제조용 플랜트는 영양학적 가치가 높은 전지면실을 사일로 등과 같은 제1 저장탱크에 저장하고, 전지면실 이외의 사료원료를 제2 저장탱크에 저장하며, 저장한 전지면실과 사료원료를 이용해 고품질 TMR 사료를 단시간에 대량 제조할 수 있다.
상기와 같은 플랜트는 전지면실을 장기간 안정적으로 저장 및 배출하는 구조의 제1 저장탱크와 전지면실 이외의 사료원료를 저장하는 제2 저장탱크의 2개의 저장탱크가 구비되어 기존에 전지면실 활용 TMR 사료 제조 공정에서는 활용되지 못한 문제점을 개선하도록 하여 안정적으로 고품질 TMR 사료를 제조할 수 있다.
또한, 상기 플랜트를 통해 제조한 TMR 사료는 한우 등과 같은 반추동물에 급여시 브랜드 고유의 특성을 그대로 유지시켜 줄 수 있는 TMR 사료를 저렴한 가격으로 농가에 지속적으로 공급할 수 있어, 축산업의 장기적인 발전을 가능하게 하고, 농가 소득을 향상시킬 수 있다.

Description

전지면실 함유 TMR 사료 제조용 플랜트{Plant for manufacturing total mixed ration comprising whole cottonseed}
본 발명은 전지면실을 함유하는 완전 배합 사료(total mixed ration, TMR)를 단시간에 대량으로 제조할 수 있는 플랜트에 관한 것이다.
최근, 국민소득과 문화수준의 향상으로 육질과 맛이 뛰어난 고품질 축산물에 대한 요구가 증가하고 있으며, 생산비 절감과 품질 고급화 또는 다기능성화를 통해 수입 축산물에 대응할 수 있도록 고부가가치를 갖는 축산물을 생산하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.
일반적으로 축산 농가에서는 축산물 생산을 위해서, 육우, 젖소 등의 가축 사육을 위해서 사료를 급여하고 있으며, 사료를 급여하는 방법으로 조사료와 농후사료를 별도로 급여하는 방법과, 조사료와 농후사료를 적정한 비율을 혼합하여 급여하는 완전혼합사료(total mixed ration, TMR)를 급여하는 방법을 사용하고 있다.
구체적으로, 상기 TMR 사료에 대해 면밀히 살펴보면, TMR 사료는 가축의 편식을 방지하고 사료 설계대로 섬유질을 섭취하도록 하며, 영양 요구에 따라 급여할 수 있게 하여 영양조절이 가능해 사료 효율을 개선할 수 있고, 저가의 유기 부산물을 사료 자원으로 활용하여 자금 사료를 고도로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 급여 노동력을 절감시킬 수 있고, 사료의 기호성을 향상시킬 수 있어 축산 산업의 발전에 기여하고 있다.
상기 TMR 사료는 사료회사에서 제조 판매하는 것을 구입하여 급여하거나, 공동 배합소에서 배합한 TMR 사료를 급여하는 방식을 주로 사용하고 있으며, 기존에는 상기와 같은 TMR 사료를 손쉽게 대량 제조할 수 있는 다양한 설비에 대한 연구가 진행되고 있다.
한편, 전지면실(whole cottonseed)은 면화에서 면을 제거하고 남은 씨앗으로서, 소화가 쉬운 섬유소와 높은 열량을 내주는 지방을 다량 함유하고 있어, 고능력 젖소의 보충사료로 사용된다.
상기 전지면실은 기호성이 좋고 에너지 함량이 높으며, 지방, 단백질, 조섬유 함량이 높고, TDN이 85 내지 90%로서 다양한 영양학적 특성을 가지고 있으며, 면실피와 린트(lint)에 의해 둘러싸여 있기 때문에 반추위에서 분해가 되지 않고 소장으로 우회하는 특성을 나타내고, 소화율이 좋고 메티오닌의 함유량이 높다. 상기 린트는 순수한 셀룰로오스로서 반추위 미생물에 의해 100% 소화되어 이용되는 특성을 나타낸다.
특히, 전지면실을 가축에게 급여할 경우 메탄 생성량이 12 내지 14% 정도 감소하는 효과가 있으며, 젖소 사료로 사용할 경우 호흡률과 체온을 감소시켜 열량 생산을 7% 정도 감소시키고, 이와 같이 열량 발생을 감소시켜 여름철 고온기온에 매우 유익하다.
상기 전지면실은 내부의 식물성 지방이 외부 표면을 둘러싸고 있는 종실외피에 의해 보호되는 구조를 가지고 있어 반추 동물의 반추위에서 분해가 되지 않고 소장에서 분해 이용되기 때문에 에너지 효율이 매우 높으나, 상기 전지면실은 과도하게 급여할 경우 섬유소와 에너지 소화율이 감소하는 문제가 발생할 수 있어 사료원료와 적당량 혼합하여 공급하는 것이 좋다.
또한, 전지면실에는 고시풀(gossypol) 등과 같이 독성을 나타내는 비영양성 알칼로이드(alkaloid)가 함유되어 혈중 산소 수송 능력을 감소시키며, 호흡 저하를 유발하여 폐 질병을 유발하는 문제가 있으며, 린트가 잔존하여 아플라톡신(aflatoxin)을 생성하는 곰팡이균이 기존에 다른 사료원료들에 비해 쉽게 생성되는 문제가 있고, 고온처리를 통해 멸균하는 방법은 고시풀과 단백질이 쉽게 결합체(complex)를 형성하여 소화장애를 유발하는 원인으로 작용하게 되는 문제가 있다.
특히, 상기 전지면실은 딱딱한 껍질로 둘러싸인 종실과 함께 일정량의 린트가 껍질에 달라붙어 있는 구조를 가지며, 종실 표면에 붙어 있는 린트는 서로 뒤엉켜서 쉽게 뭉치게 되며 사료 제조 공정에서 이송 및 다른 사료와의 혼합을 어렵게 하거나 분리현상을 일으키고, 분진을 발생시켜 작업환경을 악화시키는 문제를 야기하여 전지면실을 사일로 등과 같은 저장탱크에 저장하여 대량 사료를 제조하기 힘든 문제가 있다.
상기 전지면실에는 조면 후 린트(lint)와 같은 단섬유가 표면에 잔존하게 되어 가공이 쉽지 않은 단점을 가지고 있어, 기존에는, 전지면실을 분쇄, 코팅, 펠렛화 등의 가공처리를 통해 린트를 제거한 전지면실을 제조한 사료에 별도로 혼합하여 공급하고 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 전지면실은 습식사료로 물과 함께 사일로 등의 저장탱크에 저장할 경우 곰팡이균이 다량 생성되어 TMR 사료 제조를 위한 용도로 사용하기 힘든 문제가 있어 기존에는 전지면실을 사료 배합시 수작업으로 첨가하여 배합하고 있으나 이와 같은 방법으로 배합할 경우 전지면실의 균일한 배합이 힘들어 제조한 TMR 사료 섭취시 소화장애가 유발되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 영양학적 가치가 높은 전지면실을 이용하여 TMR 사료를 손쉽게 대량 제조할 수 있는 장치 및 방법에 대한 연구가 필요하다.
(문헌 01) 한국등록특허 제10-0742526호 (공개일 : 2006.07.11.) (문헌 02) 한국등록특허 제10-1795913호 (공개일 : 2017.09.22.) (문헌 03) 한국등록특허 제10-0629104호 (공고일 : 2006.09.27.) (문헌 04) 한국공개특허 제10-2015-0055489호 (공개일 : 2015.05.21)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 영양학적 가치가 높은 전지면실을 이용해 TMR 사료를 단시간에 대량 제조할 수 있는 TMR 사료 제조용 플랜트에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 한우 등과 같은 반추동물에 급여시 브랜드 고유의 특성을 그대로 유지시켜 줄 수 있는 TMR 사료를 저렴한 가격으로 농가에 지속적으로 공급할 수 있어, 축산업의 장기적인 발전을 가능하게 하고, 농가 소득을 향상시킬 수 있는 TMR 사료 제조용 플랜트에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, 상부가 개방되고 내부에 수용공간이 형성되어 공급되는 전지면실을 포함하는 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 저장하고, 하부에 1개 이상의 회전 스크류가 구비되어 상기 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 분쇄하고 이송시키는 원료 공급조; 상기 원료 공급조에서 공급되는 제1 사료원료를 저장하고, 저장한 제1 사료원료를 배출하는 제1 저장탱크; 상기 원료 공급조에서 공급되는 제2 사료원료를 저장하고, 저장한 제2 사료원료를 배출하는 제2 저장탱크; 상기 원료 공급조에 저장된 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 수직하는 방향으로 이송시키고, 상단에 배출구가 구비되어 이송시킨 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 배출하는 제1 컨베이어; 상기 제1 컨베이어의 배출구에 연결되고 내부에는 양방향 회전이 가능한 컨베이어 벨트가 구비되며, 상기 컨베이어 벨트가 정방향으로 회전하여 상기 제1 저장탱크로 제1 사료원료를 공급하고, 상기 컨베이어 벨트가 역방향으로 회전하여 상기 제2 저장탱크로 제2 사료원료를 공급하는 제2 컨베이어; 상기 제1 저장탱크 및 제2 저장탱크와 연결되어 제1 사료원료 및 제2 사료원료을 공급받아 혼합하여 TMR 사료를 제조하고, 일측에 형성된 유출구를 통해 제조한 TMR 사료를 배출하는 배합조; 및 상기 배합조에서 제조한 TMR 사료를 공급받아 포장하는 포장기;를 포함하되, 상기 제1 사료원료는 전지면실을 포함하고, 상기 제2 사료원료는 조사료, 부산물 사료, 강피류, 박류 및 곡류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 TMR 사료 제조용 플랜트를 제공한다.
또한, 상기 원료 공급조에는 수용공간의 상부에 메시형상의 망상 구조물이 추가로 구비될 수 있으며, 수용공간의 상부 일측에 회전축과 연결되어 양방향으로 회전이 가능한 1개 이상의 프로펠러형 교반기가 추가로 구비된 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 저장탱크에는 가열 수단 및 가압 수단이 구비된 것을 도입하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 TMR 사료 제조용 플랜트는 영양학적 가치가 높은 전지면실을 장기간 안정적으로 저장 및 배출하는 구조의 제1 저장탱크에 저장하고, 전지면실 이외의 사료원료를 제2 저장탱크에 저장하는 구조를 형성하여 저장한 전지면실과 사료원료를 이용해 고품질 TMR 사료를 단시간에 대량 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 기존에 전지면실 활용 TMR 사료 제조 공정에서는 활용되지 못한 문제점을 개선하여 안정적으로 고품질 TMR 사료를 제조할 수 있다.
특히, 제1 저장탱크에 저장된 TMR 사료는 전지면실의 발아, 전지면실에 포함된 유해성분, 유해 미생물 등의 생성이 억제되어 고품질 TMR 사료를 제조할 수 있으며, 제1 저장탱크를 포함하는 상기 플랜트는 열처리 가공에 비해 현저히 적은 열에너지를 소비하고, 상온 또는 저온에서 실행이 가능하며, 미생물 사멸 이외에도 단백질의 변성, 변형, 효소 활성화, 불활성화, 효소기질 특이성 변화, 탄수화물, 지방의 특성 변화를 유도할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 TMR 사료 제조용 플랜트는 한우 등과 같은 반추동물에 급여시 브랜드 고유의 특성을 그대로 유지시켜 줄 수 있는 전지면실 함유 TMR 사료를 저렴한 가격으로 농가에 지속적으로 공급할 수 있어, 축산업의 장기적인 발전을 가능하게 하고, 농가 소득 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 면실 함유 TMR 사료 제조용 플랜트를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 면실 함유 TMR 사료 제조용 플랜트에 구비되는 원료 공급조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 면실 함유 TMR 사료 제조용 플랜트에 구비되는 제1 컨베이어 및 제2 컨베이어를 통해 전지면실을 포함하는 사료원료를 제1 저장탱크 및 제2 저장탱크로 각각 이송시키는 과정을 모식적으로 나타낸 개념도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 면실 함유 TMR 사료 제조용 플랜트(10)를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 TMR 사료 제조용 플랜트(10)는, 원료 공급조(100); 제1 저장탱크(200); 제2 저장탱크(300); 제1 컨베이어 및 제2 컨베이어(400, 500); 배합조(600); 및 포장기(700)를 포함하는 구조를 가지며, 전지면실을 포함하는 사료원료를 저장탱크에 저장한 상태에서도 고품질 TMR 사료를 대량으로 손쉽게 제조할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 전지면실 함유 TMR 사료 제조용 플랜트에 구비되는 원료 공급조를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 원료 공급조(100)는 플랜트의 일측에 배치되어 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 공급받을 수 있도록 상부가 개방된 구조를 가지고, 내부에 수용공간이 형성되어 공급되는 전지면실 포함 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 저장할 수 있으며, 하면에 2개 이상의 회전 스크류(110)가 구비되어 공급되는 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 분쇄하여 이송시키는 구조를 형성할 수 있다.
상기 원료 공급조(100)는 지면 아래에 위치하도록 설계하여 차량, 포크레인 등과 같은 수단을 통해 사료원료 및 전지면실의 이송과 공급이 용이한 구조를 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 원료 공급조(100)는 개방된 수용공간의 상단에 구비되는 분리공급용 망상 구조물(120)을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 분리공급용 망상 구조물(120)은 그물과 같이 걸음망 구조를 가지는 철제 구조물로서 제1 사료원료 및 제2 사료원료가 과량으로 공급되는 경우 회전 스크류의 상면을 직접적으로 타격하는 것을 방지하여 회전 스크류의 손상을 방지하는 구조를 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 분리공급용 망상 구조물(120)은 상면에 형성된 관통공의 직경이 하면에 형성된 관통공의 직경보다 큰 경사진 구조를 가지며, 이에 의해 상부에서 하부로 내려갈수록 좁혀지는 구조에 의해 사료원료 공급시 원료 공급조(100)의 수용공간 내부로 공급되는 사료원료가 펼쳐진 상태로 공급되도록 하여 회전 스크류에 사료원료 및 전지면실이 직접적으로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 원료 공급조(100)는 내부에 프로펠러형 교반기(130)가 추가로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 상기한 프로펠러형 교반기(130)는 상기 원료 공급조(100)의 격벽에 연결된 회전축과 연결되고, 과량의 사료원료가 원료 공급조(100)의 상부에서 공급시 교반기(130)가 회전하여 사료원료가 스크류(110) 상부에 직접적으로 낙하되는 것을 방지하고, 동시에 공급되는 제2 사료원료를 균일하게 혼합하는 역할을 한다.
상기 프로펠러형 교반기는 수용공간에 장착되어 회전할 수 있는 구조를 갖는 다양한 형태의 프로펠러를 장착하여 사용할 수 있으며, 동력이 전달되어 회전하는 구동 모터 등의 회전 수단과 연결된 구조를 갖도록 하여 자동으로 교반되는 구조를 갖는 것을 사용할 수 있다. 일례로, 상기 프로펠러형 교반기(130)를 구동시키는 회전축은 스프라켓 및 스프라켓과 연결된 구동 체인을 구비하고, 구동 체인과 연결되고 별도의 동력에 의해 동력을 공급받아 회전하는 구동 모터에 의해 회전 가능한 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 원료 공급조(100)는 원료 공급 호퍼(미도시)를 추가로 포함하는 구조를 가질 수 있으며, 상기 원료 공급 호퍼(미도시)는 깔때기 형상을 갖는 통상적인 다양한 형태의 호퍼가 구비될 수 있다.
상기 원료 공급 호퍼(미도시)는 제1 사료원료 및 제2 사료원료의 투입 방향과 속도를 일정하게 유지시켜주는 역할을 하며, 상면이 개방되어 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 공급받을 수 있고 하면에 개폐 가능한 구조의 배출구가 형성되어 원료 공급조(100)에 공급되는 제1 사료원료 및 제2 사료원료의 공급을 조절하는 구조를 가지고 있다. 상기 원료 공급 호퍼(미도시)에는 포크레인 등과 같은 중장비를 이용해 제1 사료원료 및 제2 사료원료을 투입하거나 별도로 설치되는 원료투입용 벨트 컨베이어 등을 이용해 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 공급할 수 있다.
바람직하게는, 상기 원료 공급 호퍼(미도시)는 TMR 사료 제조를 위한 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 공급하도록 하여 후술할 원료 공급조(100)를 통해 제1 저장탱크(200) 및 제2 저장탱크(300)로 사료원료와 전지면실이 각각 공급될 수 있도록 별도로 공급하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제2 사료원료는 전지면실을 제외한 사료를 포함할 수 있고, 조사료, 부산물 사료, 강피류, 박류, 곡류 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다
상기 조사료는 섬유질이 풍부한 소재를 도입하여 공급할 수 있으며, 알팔파(alfalfa), 수단그래스(sudan grass), 오차드그래스(orchard grass), 이탈리안라이그래스(italian ryegrass), 레드크로바(red clover), 라디노크로바(ladino clover), 볏짚, 옥수수 건초, 보리 건초, 사탕수수 건초, 수수, 밀, 연맥, 루핀 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 부산물 사료는 맥주박, 면실 펠렛, 비트펄프 펠렛, 엿밥, 비지, 맥근, 사과박, 감귤박, 땅콩피, 주정박, 옥배아 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 강피류는 소맥피, 단백피, 대두피, 루핀피, 옥피, 쌀겨, 탈지강 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 박류는 대두박, 면실박, 깻묵박, 아마박, 야자박, 임자박, 장유박, 옥배아박, 채종박, 해바라기박 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 제2 사료원료는 가공성, 섭취성 등의 특성을 고려하여 2 내지 5 cm의 길이로 세절한 것을 사용할 수 있으며, 전동기로 구동되는 정치식 세절기(stationary cutter) 또는 이동식 세절기(tractor attached cutter) 등을 사용하여 원재료를 세절할 수 있고, 해머밀 등과 같은 연화 장치를 이용해 연화시킨 것을 사용할 수도 있
또한, 상기 제2 사료원료는 소금, 조미료, 당류, 향미제, 휘발성 지방산 및 당밀발효농축액(Condensed Molasses Fermentation Solubles, CMS) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 기호증진용 첨가제를 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 비타민제(대개의 경우 광물질 포함), 염화칼리, 석회석, 린칼제제, 중조, 산화마그네슘, 소금, 아연제, 효모, 항산화제, 바이패스 지방, 바이패스 단백질 등을 대표적인 예로 들 수 있다.
한편, 상기 제1 사료원료는 전지면실을 포함하며, 상기 전지면실(whole cotton seeds)은 기호성이 좋고 에너지 함량이 2.3 Mcal NEI/kg로 높으며, 지방 함량이 15 내지 17%, 단백질 함량이 15 내지 21%, 소화가 가능한 영양분의 총량(TDN)이 85 내지 90%, 조섬유(26 내지 31% ADF 포함) 20 내지 25%를 함유하며 다양한 영양학적 특성을 가지고 있다.
상기 전지면실은 면실피와 린트(lint)에 의해 둘러싸여 있기 때문에 반추위에서 분해가 되지 않고 소장으로 우회하는 특성을 나타내고, 소화율이 좋고 메티오닌의 함유량이 높다. 참고로, 린트는 순수한 셀룰로오스로서 반추위 미생물에 의해 100% 소화되어 이용되는 특성을 갖는다.
상기 전지면실 내부의 식물성 지방은 외부를 둘러싸고 있는 종실외피에 의해 보호가 되어 있기 때문에 반추 동물의 반추위에서 분해가 되지 않고 소장에서 분해 이용되기 때문에 에너지 효율이 매우 높다.
특히, 전지면실을 가축에게 급여할 경우 메탄 생성량이 12 내지 14% 정도 감소하는 효과가 있으며, 젖소 사료로 사용할 경우 호흡률과 체온을 감소시켜 열량 생산을 7% 정도 감소시키고, 이와 같이 열량 발생을 감소시켜 여름철 고온기온에 매우 유익하다.
하지만, 상기 전지면실은 과도하게 급여할 경우 섬유소와 에너지 소화율이 감소하는 문제가 발생할 수 있어 사료원료와 적당량 혼합하여 공급하는 것이 좋으며, 전지면실에 함유되어 있는 고시풀이라는 독성물질이 혈중 산소 수송 능력을 감소시키며, 호흡 저하를 유발하여 폐 질병을 촉진시키는 문제가 있어 적정 급여량 공급하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 전지면실은 표면에 단섬유가 잔존하게 되어 가공이 쉽지 않으며, 습식사료로 물과 함께 사일로 등의 저장탱크에 저장할 경우 알칼로이드와 곰팡이균이 다량 생성되어 TMR 사료 제조를 위한 용도로 사용하기 힘든 문제가 있어 기존에는 전지면실을 사료 배합시 수작업으로 첨가하여 배합하고 있으나 이와 같은 방법으로 배합할 경우 전지면실의 균일한 배합이 힘들어 제조한 TMR 사료 섭취시 소화장애가 유발되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서는, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 상기 전지면실을 저장하는 별도의 저장탱크를 구비시켜 전지면실을 포함하는 고품질 TMR 사료를 단시간에 대량 제조할 수 있는 플랜트에 관한 내용을 제안하며, 후술할 저장탱크에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
상기 제1 저장탱크(200)는 상기 원료 공급조(100)에서 공급되는 전지면실을 포함하는 제1 사료원료를 저장하는 역할을 하며, 하부에 제1 토출구(미도시)가 구비되어 저장된 전지면실을 후술할 배합조(600)에 공급할 수 있도록 한다.
상기 제1 저장탱크(200)는 가열수단 및 가압수단이 내부에 구비되어 전지면실의 발아, 고시풀의 생성 및 곰팡이의 증식을 억제하는 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 저장탱크(200)는 40 내지 130 ℃의 온도로 내부 수용공간을 가열할 수 있고, 10 내지 50 MPa의 압력으로 전지면실을 가압하는 구조를 형성할 수 있어, 전지면실의 발아, 고시풀의 생성 및 곰팡이의 증식을 억제할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 저장탱크(200)는 내부 수용공간에 전지면실을 저장하고 있는 상태에서 70 내지 130 ℃의 온도로 1 내지 6시간 동안 가열하여 전지면실에 포함된 수분 함량이 10% 이하가 되도록 1차로 건조 열처리한 다음, 50 내지 70 ℃의 온도로 내부 수용공간을 가열하고 20 내지 35 MPa의 압력으로 18 내지 48 시간 동안 전지면실을 가압하도록 하는 2차 처리를 통해 부패균 및 곰팡이의 생육을 억제하고, 고시폴 등의 유해 알칼로이드를 생성하는 효소와 발아를 촉진시키는 효소를 불활성화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수분 함유량이 낮아 전분의 호화를 최소회 시킬 수 있으며, 이와 같은 고압처리는 전지면실의 품질은 그대로 유지시켜 주고 유해 물질의 생성을 방지할 수 있어 사일로 등과 같은 저장 탱크에 전지면실을 저장할 수 있도록 하며 이에 의해 고품질 TMR 사료를 제조할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제1 저장탱크(200)는 내부에 교반수단(미도시)이 구비되어 전지면실이 엉켜 뭉쳐지는 현상을 방지하도록 하여 상기 가열수단에 의한 가열이 균일하게 이루어지도록 하고, 제1 토출구를 통해서 배출되는 전지면실의 량이 균일하게 공급되도록 구성할 수 있다.
그리고, 상기 제1 저장탱크(200)는 후술할 배합조(600)에 적정량의 전지면실을 공급할 수 있도록 뭉친 상태의 전지면실을 절단하여 균일하게 공급할 수 있도록 제1 토출구에 커터(미도시)가 구비된 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 저장탱크(300)는 상기 원료 공급조(100)에서 공급되는 사료원료를 저장하는 역할을 하고, 하부에 제2 토출구(미도시)가 구비되어 후술할 배합조(600)에 저장한 사료원료를 저장할 수 있으며, 제2 저장탱크(300)의 내부 온도 및 습도를 유지시켜줄 수 있도록 온습도 감지수단 및 제어수단을 구비할 수 있다. 전술한 제2 저장탱크(300)는 사료 플랜트에 장착되어 사용되는 통상적인 다양한 구조의 원통형 사일로를 도입하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 TMR 사료 제조 플랜트(10)는 원료 공급조(100)에서 공급되는 사료원료 및 전지면실을 제1 저장탱크(200) 및 제2 저장탱크(300)로 각각 공급하기 위한 저장 수단으로 제1 컨베이어(400) 및 제2 컨베이어(500)를 포함하는 구조를 갖는다.
구체적으로, 상기 제1 컨베이어(400)는 하우징 내부에 상기 스크류 컨베이어 또는 버켓 컨베이어 등의 이송 수단이 장착되어 전지면실을 포함하는 사료원료를 수직하는 방향으로 이송시킬 수 있고, 하우징의 상단에는 사료원료 배출구가 형성되어 전지면실을 포함하는 사료원료를 종류별로 각각 이송하여 배출시킬 수 있다.
상기 제1 컨베이어(400)는 상기 스크류 컨베이어 또는 버켓 컨베이어 등과 같이 곡물 타입의 사료원료를 수직하는 방향으로 상방향 이송시키고, 투출구를 통해 배출하는 통상적인 다양한 구조를 갖는 것을 도입하여 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 면실 함유 TMR 사료 제조용 플랜트에 구비되는 제1 컨베이어(400) 및 제2 컨베이어(500)를 통해 전지면실을 포함하는 사료원료를 제1 저장탱크(200) 및 제2 저장탱크(300)로 각각 이송시키는 과정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제2 컨베이어(500)는 상기 제1 컨베이어(400)의 배출구에 연결된 구조를 가지며, 전지면실을 포함하는 사료원료에서 전지면실과 전지면실 이외의 사료원료를 각각 공급하는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 컨베이어(500)는 하우징의 내부에 양방향으로 회전이 가능한 양방향 이송형 벨트 컨베이어(510)가 구비된 구조를 가지며, 상기 양방향 이송형 벨트 컨베이어(510)를 구동시킬 수 있도록 벨트 컨베이어의 일측에 양방향으로 회전이 가능한 회전 모터가 구비된 구조를 갖는다.
이에 따라, 상기 제2 컨베이어(500)는, 상기 원료 공급조(100)에서 전지면실이 투입될 경우 정방향회전하도록 하여 제1 저장탱크(200)에 상기 전지면실을 공급하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 원료 공급조(100)에서 전지면실 이외의 사료원료가 투입될 경우 역방향회전하도록 하여 제2 컨베이어(500)가 전지면실 이외의 사료원료를 정방향으로 이송하지 않는 구조를 형성하고, 제3 컨베이어로 전지면실 이외의 조사료 등을 포함하는 사료원료가 공급되도록 하여 제2 저장탱크(300)에 사료원료를 공급하는 역할을 할 수 있다.
상기와 같은 제2 컨베이어 벨트(500)는 제1 저장탱크 및 제2 저장탱크에 공급되는 전지면실과 전지면실 이외의 사료원료를 각각 제1 저장탱크 및 제2 저장탱크로 각각 이송시킬 수 있는 보조 벨트 컨베이어를 추가로 포함할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 양방향으로 회전되는 제2 컨베이어(500)를 포함하도록 하여 단일 원료 공급조(100)에서 전지면실과 전지면실 이외의 사료원료를 각각 저장탱크(200, 300)로 공급하도록 구성할 수 있으며, 사료원료를 각각 저장탱크(200, 300)로 저장하기 위해서 이송배관, 컨베이어 벨트 등의 이송수단이 추가로 포함된 구조를 가질 수도 있다.
상기 배합조(600)는 상기 제1 저장탱크(200)의 제1 토출구와 제2 저장탱크(300)의 제2 토출구에 직접적으로 연결되거나 컨베이어 밸트 등의 수단으로 연결되어 전지면실과 사료원료를 각각 공급받아 상기 전지면실과 사료원료를 각각 배합하여 TMR 사료를 제조할 수 있다.
상기 배합조(600)는 사료 배합을 위해 사용되는 통상적인 다양한 형태를 갖는 배합조를 이용해 TMR 사료를 제조할 수 있다.
일례로, 상기 배합조(600)는 사료원료를 공급받아 수용하는 수용공간이 내부에 형성되고, 하부에 혼합 날개가 장착된 복수 개의 혼합 스크류가 구비되어 제1 저장탱크 및 제2 저장탱크에서 전지면실을 포함하는 사료원료를 공급받아 혼합하여 TMR 사료를 제조할 수 있으며, 제조한 TMR 사료를 배출하는 배출공(미도시)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 또한 상기 배합조(600)는 일측에 투입공(미도시)이 추가로 구비되어 비타민, 미네랄 등의 첨가물을 추가로 혼합할 수 있다.
또한, 상기 배합조(600)에서는 축산물의 종류, 용도 등의 특성에 따라 전지면실, 조사료 등의 사료원료의 함유량을 변경하여 혼합 및 가압할 수 있다.
일례로, 본 발명에 따른 TMR 사료 제조용 플랜트(10)에서는 전지면실을 함유하는 TMR 사료를 대량으로 제조하기 위한 시스템으로서, 상기와 같은 TMR 사료는 축산물의 성장 시기별로 조사료 등의 함량을 달리하여 제조할 수 있다.
구체적으로, 상기 축산물의 생육시기를 크게 축산물의 골격과 반추위 등이 성장하는 육성기, 성장한 축산물에 육량(amount of meat)이 증가하는 숙성전기 및 육질이 고급화되는 숙성후기로 나누어 각각 조사료 비율을 조절하거나, 첨가물의 첨가량을 조절할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 플랜트(10)에 의해 제조된 TMR 사료는 전지면실을 포함하는 숙성후기에 적합한 사료로서, 숙성후기에 돌입한 축산물에 공급시 기호성이 높고, 장기비육에 적합하며 TDN이 80 이상으로 유지되어 육질의 고급화가 가능하고, 축산물의 품질을 안정화시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 배합조는 볏짚 및 알팔파를 포함하는 조사료 20 내지 40 중량부, 전지면실 5 내지 8 중량부, 강피류 30 내지 40 중량부, 부산물 사료 5 내지 20 중량부, 염화칼리, 석회석, 린칼제제, 중조, 산화마그네슘, 소금 및 아연제를 포함하는 미네랄 1 내지 3 중량부, 비타민 3 내지 5 중량부를 공급받아 배합하여 TMR 사료를 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배합조(600)에서 제조한 TMR 사료는 수분 함유량 또는 함수율이 20 내지 35%일 수 있도록 수분 함유량을 조절할 수 있고, TMR 사료의 함수율이 20% 미만일 경우 TMR 사료 제품을 보관 적재시 충분한 자연 발효가 유도되기 힘들다는 문제가 발생할 수 있고, 35%를 초과할 경우 곰팡이 등과 같은 불유익균이 같이 생성되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 포장기(700)는, 상기 배합조(600)에서 배합한 사료원료를 공급받아 포장하여 TMR 사료 제품을 제조할 수 있으며, 20kg 미만, 20 내지 50 ㎏의 용량 등으로 TMR 사료를 포장 필름 또는 마대 등과 같은 포장 수단에 담아 밀봉하는 소용량 포장기를 도입하여 사용할 수도 있고, 이와 같은 소용량 포장기는 계량 유닛, 포대 공급 유닛, 밴드실러, 성형 유닛을 포함하는 구조를 갖는 것을 사용할 수 있다.
또는, 상기 포장기(700)는 50 kg을 초과하는 용량의 사료를 포장할 수 있는 대용량 포장기를 도입하여 사용할 수 있고, 사료를 톤백에 담는 대용량 포장라인을 포함할 수 있으며, 이와 같은 대용량 포장기는 사료를 압축 성형하는 압축 성형 유닛과, 상기 압축 성형 유닛에서 성형한 사료 성형체의 외주면에 플라스틱 필름을 감싸 수용하는 필름 공급 롤러, 하부 회전 유닛 및 이송 유닛을 포함하는 구조를 갖는 대용량 포장기를 사용할 수도 있다.
나아가, 본 발명에 따른 TMR 사료 제조용 플랜트(10)에서는 제1 저장탱크(200), 제2 저장탱크(300), 배합조(600), 포장기(700) 등에 사료원료 및 TMR 사료를 각각 공급할 수 있도록 복수 개의 보조 컨베이어를 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 이와 같은 보조 컨베이어는 별도로 동력을 전달받아 사료원료 및 TMR 사료를 이송시키는 구조를 형성할 수 있다.
나아가, 상기와 같은 면실 함유 TMR 사료 제조용 플랜트(10)는 제어부(미도시)를 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 이에 의해 각각의 저장탱크에 저장 되어있는 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 원하는 비율로 혼합할 수 있으며, 제어부를 통해 모든 기능을 제어할 수 있어 전 공정이 자동화될 수 있고 사용자가 생산하고자하는 다양한 제품을 간단한 조작으로 단시간에 대량 제조할 수 있다.
또한, 모든 공정이 자동으로 순차 제어되도록 프로그램화 되어있어 무인 운전이 가능하며, 공정라인에 이상 발생시 이전 공정이 순차적으로 제어부에 의해 자동으로 제어가 될 수 있도록 구성되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 TMR 사료 제조용 플랜트(10)는 영양학적 가치가 높은 전지면실을 사일로 등과 같은 제1 저장탱크(200)에 저장하고, 전지면실 이외의 사료원료를 제2 저장탱크(300)에 저장하며, 저장한 전지면실과 사료원료를 이용해 고품질 TMR 사료를 단시간에 대량 제조할 수 있다.
제조한 TMR 사료는 한우 등과 같은 반추동물에 급여시 브랜드 고유의 특성을 그대로 유지시켜 줄 수 있는 TMR 사료를 저렴한 가격으로 농가에 지속적으로 공급할 수 있어, 축산업의 장기적인 발전을 가능하게 하고, 농가 소득을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 플랜트(10)는 전지면실을 장기간 안정적으로 저장 및 배출하는 구조의 제1 저장탱크(200)와 전지면실 이외의 사료원료를 저장하는 제2 저장탱크(300)의 2개의 저장탱크가 구비되어 기존에 전지면실 활용 TMR 사료 제조 공정에서는 활용되지 못한 문제점을 개선하도록 하여 안정적으로 고품질 TMR 사료를 제조할 수 있다.
특히, 상기 TMR 사료는 전지면실의 발아, 전지면실에 포함된 유해성분, 유해 미생물 등의 생성이 억제되어 고품질 TMR 사료를 제조할 수 있으며, 대량 제조에 기여할 수 있다.
또한, 상기 플랜트(10)는 열처리 가공에 비해 현저히 적은 열에너지를 소비하고, 상온 또는 저온에서 실행이 가능하며, 미생물 사멸 이외에도 단백질의 변성, 변형, 효소 활성화, 불활성화, 효소기질 특이성 변화, 탄수화물, 지방의 특성 변화를 유도할 수 있다.
10 : TMR 사료 제조용 플랜트 100 : 원료 공급조
200 : 제1 저장탱크 300 : 제2 저장탱크
400 : 제1 컨베이어 500 : 제2 컨베이어
600 : 배합조 700 : 포장기

Claims (4)

  1. 상부가 개방되고 내부에 수용공간이 형성되어 공급되는 전지면실을 포함하는 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 저장하고, 하부에 1개 이상의 회전 스크류가 구비되어 상기 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 분쇄하고 이송시키는 원료 공급조;
    상기 원료 공급조에서 공급되는 제1 사료원료를 저장하고, 저장한 제1 사료원료를 배출하는 제1 저장탱크;
    상기 원료 공급조에서 공급되는 제2 사료원료를 저장하고, 저장한 제2 사료원료를 배출하는 제2 저장탱크;
    상기 원료 공급조에 저장된 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 수직하는 방향으로 이송시키고, 상단에 배출구가 구비되어 이송시킨 제1 사료원료 및 제2 사료원료를 각각 배출하는 제1 컨베이어;
    상기 제1 컨베이어의 배출구에 연결되고 내부에는 양방향 회전이 가능한 컨베이어 벨트가 구비되며, 상기 컨베이어 벨트가 정방향으로 회전하여 상기 제1 저장탱크로 제1 사료원료를 공급하고, 상기 컨베이어 벨트가 역방향으로 회전하여 상기 제2 저장탱크로 제2 사료원료를 공급하는 제2 컨베이어;
    상기 제1 저장탱크 및 제2 저장탱크와 연결되어 제1 사료원료 및 제2 사료원료을 공급받아 혼합하여 TMR 사료를 제조하고, 일측에 형성된 유출구를 통해 제조한 TMR 사료를 배출하는 배합조; 및
    상기 배합조에서 제조한 TMR 사료를 공급받아 포장하는 포장기;를 포함하되,
    상기 제1 사료원료는 전지면실을 포함하고,
    상기 제2 사료원료는 조사료, 부산물 사료, 강피류, 박류 및 곡류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 TMR 사료 제조용 플랜트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원료 공급조에는 수용공간의 상부에 메시형상의 망상 구조물이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 TMR 사료 제조용 플랜트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원료 공급조에는 수용공간의 상부 일측에 회전축과 연결되어 양방향으로 회전이 가능한 1개 이상의 프로펠러형 교반기가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 TMR 사료 제조용 플랜트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저장탱크에는 가열 수단 및 가압 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 TMR 사료 제조용 플랜트.
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