KR20200057581A - 악취 억제를 위한 사료첨가제 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축산농가에서 발생하는 악취가 가능한 동물사료 첨가제에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가축 분뇨의 악취제거를 위한 사료첨가제는 아미노산, 수화된 광물질, 부가물을 포함하고, 상기 부가물은 농산물 부산물, 임산물 부산물, 해조류를 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택된 것이다.
이러한 구성에 따르면, 가축의 사료에 일정량을 투입함으로써 악취가 발생하는 초기부터 악취의 발생을 현저히 감소시킬 수 있는 사료첨가제 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Description

악취 억제를 위한 사료첨가제 및 이의 제조 방법 {Animal feed additive for odor control and method for manufacturing thereof}

본 발명은 가축의 분뇨에서 발생하는 악취를 억제하기 위한 사료첨가제 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

가축사육의 거대화와 집약화는 분뇨 악취로 인한 민원뿐만 아니라 자연환경 악화, 가축 관리자와 가축 생산성에도 여러 문제를 야기하고 있다.

돼지, 닭, 오리, 소 등 가축이 섭취한 사료의 단백질이 아미노산으로 분해되어 분뇨 및 분변으로 배설되면 이들이 악취원인물질로 작용한다. 발생하는 주요 악취물질로는 아민류, 황화수소, 아민류 등이 포함된다.

가축에 따라 약간의 차이는 있으나, 일반적으로 섭취한 질소의 30% 정도가 몸에 축적되고 70% 정도가 분뇨 또는 분변으로 배설된다. 배설된 질소 중에서 60%가 농경지에 축적되고 40% 정도가 대기중으로 퍼져서 악취를 발생시켜, 축산농가 주변지역에서 악취 민원을 발생시키므로, 이를 해결하기 위한 악취저감 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.

지금까지 개발된 악취저감 기술은 바이오필터 공법, 활성탄 흡착법, 생물화학적 습식 스크러버법, 플라즈마법, 오존 처리법 등이 있으며, 각각 장점과 단점을 동시에 가지고 있다.

바이오필터 공법은 악취가스를 필터를 통해 통과시켜 미생물에 의해 악취물질을 산화시켜 제거하는 방법으로, 유지관리비가 비교적 저렴하고 복합적인 악취 처리에 성능이 우수한 장점이 있으나, 초기 설치비가 많이 들어 축산농가에서 꺼리는 경향이 있다.

활성탄 흡착법은 활성탄에 악취물질을 흡착하여 제거하는 방법으로, 악취물질의 농도가 수 ppm으로 낮은 경우 설치비가 저렴하나, 악취물질이 고농도인 경우 교체비용 및 폐기물 처리비용 등 유지관리비가 높아지는 단점이 있다.

생물화학적 습식 스크러버법은 악취가스를 충전탑에 통과시켜 물이나 화학물질을 살포하여 화학반응이나 생물반응이 용이하도록 하여 악취를 제거하는 방법이나, 설치비 및 폐액처리비가 고가이고 산성 물질과 염기성 물질을 동시에 처리하면 효과가 크게 떨어지는 단점이 있다.

플라즈마법은 악취가스를 플라즈마 필터를 통해 통과시켜 산화시켜 제거하는 방법으로, 장치비용이 고가이며 고농도에서는 효율이 저하되는 단점이 있다.

오존법은 악취를 산화시키기 위하여 통풍공기에 주입하는 공정이 필요하여 위험성 때문에 고농도의 오존을 사용하기 어려운 단점이 있어 고농도 악취제거에는 처리가 불가능하다.

이러한 기존의 방법은 모두 장단점을 가지고 있으며 개방된 축사에 적용하기에는 현실적으로 큰 한계가 있어, 보다 혁신적이고 진보적인 악취방지 대책이 필요한 실정이다.

대한민국 특허출원 제10-2013-0138652호

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 악취가 발생하는 초기부터 악취의 발생을 현저히 감소시킬 수 있는 악취 억제를 위한 사료첨가제 및 이의 제조 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 가축 분뇨의 악취제거를 위한 사료첨가제는 아미노산, 수화된 광물질, 부가물을 포함하고, 상기 부가물은 농산물 부산물, 임산물 부산물, 해조류를 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택된 것이다.

또한, 상기 아미노산과 상기 수화된 광물질은 1:1~100의 중량비로 혼합되고, 상기 아미노산과 상기 수화된 광물질의 혼합물과 상기 부가물은 1:0.5~100의 중량비로 혼합된다.

또한, 상기 아미노산은 아스파르트산, 트레오닌, 세린, 글루탐산, 프로린, 글리신, 알라신, 발린, 이소루신, 루신, 티로신, 폐닐알라닌, 히스티딘, 라이신, 아르기닌, 시스틴, 메티오닌, 트립토판을 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택된다.

또한, 상기 광물질은 철, 망간, 아연, 마그네슘, 칼슘, 코발트, 몰리브덴을 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택된다.

또한, 상기 부가물은 곡물 부산물 또는 덱스트린이다.

본 발명의 가축 분뇨의 악취제거를 위한 사료첨가제의 제조 방법은, 아미노산과 수화된 광물질을 물에 혼합하고 교반하여 아미노산 화합물을 만드는 단계; 상기 아미노산 화합물에 부가물을 혼합하여 반죽으로 만드는 단계; 반죽을 건조시킨 후 분쇄기에 의해 분쇄하는 단계; 를 포함한다.

또한, 상기 아미노산과 상기 수화된 광물질은 1:1~100의 중량비로 혼합되고, 상기 아미노산과 상기 수화된 광물질의 혼합물과 상기 부가물은 1:0.5~100의 중량비로 혼합된다.

본 발명의 사료 첨가제 및 이의 제조 방법에 따르면, 축산 동물에 공급되는 사료 가운데 특히, 질소와 황이 포함된 사료가 모두 동물에 흡수되도록 사료효율을 크게 높이고, 동물에 흡수되지 않고 분뇨로 배출되는 잉여 질소나 황 화합물의 양을 적게 하여 악취발생을 억제하고, 또한 발생된 잉여 악취물질이 사료에 첨가된 촉매 금속 물질에 결합되어 대기중으로 확산되지 못하게 한다.

따라서, 본 발명의 사료첨가제는 주 사료에 첨가되는 것만으로 사료의 효율을 크게 향상시켜 악취발생 물질의 농도를 크게 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 발생한 잉여 악취물질을 물리화학적으로 대기중에 확산되지 못하게 함으로써, 사료의 효율을 향상시키며 동시에 악취를 크게 저감시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 악취 억제를 위한 사료첨가제의 제조 방법을 나타내는 블럭도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 악취 억제를 위한 사료첨가제의 제조 방법을 나타내는 블럭도이다.

먼저, 상온, 상압에서 아미노산과 수화된 광물질을 물에 혼합하고 교반하여 아미노산 화합물을 만든다. 아미노산과 수화된 광물질은 1:1~100의 중량비로 혼합된다.

아미노산은 아스파르트산, 트레오닌, 세린, 글루탐산, 프로린, 글리신, 알라신, 발린, 이소루신, 루신, 티로신, 폐닐알라닌, 히스티딘, 라이신, 아르기닌, 시스틴, 메티오닌, 트립토판을 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.

광물질은 철, 망간, 아연, 마그네슘, 칼슘, 코발트, 몰리브덴을 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.

다음에, 아미노산 화합물에 농산물 부산물, 임산물 부산물, 해조류를 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택된 부가물을 혼합하여 반죽으로 만든다. 이때, 아미노산과 수화된 광물질의 혼합물과 상기 부가물은 1:0.5~100의 중량비로 혼합된다.

다음에, 반죽을 건조시킨 후 분쇄기에 의해 분쇄한다. 건조공정에서는 반죽을 수분이 10% 이하로 건조시킨 후에 분쇄기를 이용하여 미세한 입자 분말상으로 제조할 수 있다.

이러한 방법으로 제조된 사료첨가제는 가축용 배합사료에 소정 비율로 첨가하여 혼합한 후 사용된다.

이러한 방법으로 제조된 본 발명의 사료첨가제는 아미노산, 수화된 광물질, 부가물을 포함하고, 상기 부가물은 농산물 부산물, 임산물 부산물, 해조류를 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택된 것일 수 있다.

또한, 사료첨가제에서 아미노산과 수화된 광물질은 1:1~100의 중량비로 혼합되고, 아미노산과 수화된 광물질의 혼합물과 부가물은 1:0.5~100의 중량비로 혼합된다.

또한, 사료첨가제에서 부가물은 곡물 부산물 또는 덱스트린일 수 있다.

본 발명의 사료첨가제는 가축의 사료에 혼합하여 사용될 때, 수화된 광물질이 가축의 소화대사과정에 참여하여 사료 효율을 크게 향상시켜 악취물질의 발생 농도를 크게 감소시킨다.

또한, 여분으로 참여한 수화된 광물질이 과잉 공급된 사료에서 발생한 악취물질과 킬레이션 반응 또는 화학반응을 하여 더 큰 분자가 됨으로써, 악취물질이 대기로 확산되는 것을 억제할 수 있다.

실시예 1

상온, 상압에서 아미노산인 시스틴 1kg에 4수산화 염화철 10kg을 수용액에서 1시간 동안 저어주면서 혼합하여 아미노산 철 킬레이트 화합물을 제조한다. 일반적으로, 킬레이트 화합물은 금속이온과 배위결합을 하는 배위기를 1분자 내에 복수로 갖는 배위자가 금속과 배위결합했을 때의 결합에 의해 생성된 복합체를 말한다.

다음에, 아미노산 철 킬레이트 화합물에 부가물로서 농산물 부산물인 덱스트린 20kg를 혼합하여 반죽으로 만든다.

다음에, 반죽을 상온에서 진공건조하여 분쇄기에 의해 분쇄한다. 건조공정에서는 수분이 10% 이하로 건조시킨 후에 분쇄기를 이용하여 미세한 입자 분말상으로 제조하였다.

이러한 방법으로 제조한 사료첨가제를 육계 배합사료 1톤에 2kg를 첨가하여 고르게 혼합한 후 30일간 육계 축산농가에 적용하여 악취 발생량을 조사하였다.

상세하게는, 사료첨가제를 23,000수 밀폐형 육계 농가에 적용하여 사료첨가제의 적용 전후에 대기 중에서 발생하는 악취물질의 농도를 톱밥이 깔려있는 바닥으로부터 30cm 높이에서 가스 키트(kit)를 이용하여 조사하였다. 조사한 결과는 아래 표 1에서 확인할 수 있다.

악취물질	사료첨가제 투입 전 악취물질농도/ppm	사료첨가제 투입 후 악취물질농도/ppm
암모니아	3.5~30	0.01~0.1
황화수소	0.000~0.012	0.000~0.001
메틸머캅탄	0.011~0.013	0.000~0.001
다이메틸설파이드	0.000~0.013	0.000~0.001
다이메틸다이설파이드	0.000~0.003	검출되지 않음

표 1로부터 본 발명의 사료첨가제를 사료에 투입한 경우 악취 발생물질의 농도가 현저하게 감소한 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 사료첨가제에 포함된 미량의 수화된 광물질이 가축의 소화대사과정에 참여하여 사료 효율을 크게 향상시켜 악취물질의 발생 농도를 크게 감소시킨 것으로 판단된다. 또한, 여분으로 참여한 수화된 광물질이 과잉 공급된 사료에서 발생한 악취물질과 킬레이션 반응 또는 화학반응을 하여 더 큰 분자가 됨으로써, 악취물질이 대기로 확산되는 것을 억제한 것에 따른 것으로 판단된다.

실시예 2

사료첨가제는 실시예 1의 수화된 광물질인 4수산화 염화철 대신에 수화되지 않은 이염화철 덩어리를 아미노산인 시스틴에 혼합하여 아미노산 화합물을 만든 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

이러한 방법으로 제조한 사료첨가제를 육계 배합사료 1톤에 2kg를 첨가하여 고르게 혼합한 후 30일간 육계 축산농가에 적용하여 악취 발생량을 조사하였고, 조사한 결과는 아래 표 2에서 확인할 수 있다.

악취물질	사료첨가제 투입전 악취물질농도/ppm	사료첨가제 투입 후 악취물질농도/ppm
암모니아	3.5~30	2.5~10
황화수소	0.000~0.012	0.000~0.009
메틸머캅탄	0.011~0.013	0.011~0.011
다이메틸설파이드	0.000~0.013	0.000~0.011
다이메틸다이설파이드	0.000~0.003	0.000~0.003

표 2로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 2의 사료첨가제 투입 후 악취물질의 농도는 실시예 1의 표 1과 비교할 때 10배 이상 높은 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 실시예 1의 수화물 형태의 광물질의 첨가가 원자차원에서 광물질이 분산되어 축산물의 대사과정에 작용이 쉬웠던 것으로 판단되고, 덩어리 형태의 수화되지 않은 광물질은 상대적으로 아미노산과의 킬레이션 반응은 물론 소화과정에서 발생하는 여분의 악취물질과의 화학적 반응이 어려웠던 것으로 판단된다.

따라서, 본 발명의 사료첨가제를 이용한 악취물질 저감을 위해서는 아미노산에 수화된 광물질을 투입하는 것이 매우 중요하다는 것을 알 수 있다.

실시예 3

사료첨가제는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

이러한 방법으로 제조한 사료첨가제를 산란계 배합사료 1톤에 2kg를 첨가하여 고르게 혼합한 후 30일간 산란계 축산농가에 적용하여 악취 발생량을 조사하였고, 조사한 결과는 아래 표 3에서 확인할 수 있다.

악취물질	사료첨가제 투입전 악취물질농도/ppm	사료첨가제 투입 후 악취물질농도/ppm
암모니아	3.5~30	0.05~0.2
황화수소	0.000~0.012	0.000~0.001
메틸머캅탄	0.011~0.013	0.000~0.001
다이메틸설파이드	0.000~0.013	0.000~0.001
다이메틸다이설파이드	0.000~0.003	검출되지 않음

표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제조한 사료첨가제의 악취 억제 효과는 산란계의 경우에도 육계와 거의 오차범위 내에서 같은 것을 알 수 있다. 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

Claims (5)

1. 아미노산, 수화된 광물질, 부가물을 포함하고,
   상기 부가물은 농산물 부산물, 임산물 부산물, 해조류를 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택된 것인 가축 분뇨의 악취제거를 위한 사료첨가제.
2. 제1항에 있어서,
   상기 아미노산과 상기 수화된 광물질은 1:1~100의 중량비로 혼합되고,
   상기 아미노산과 상기 수화된 광물질의 혼합물과 상기 부가물은 1:0.5~100의 중량비로 혼합되는 가축 분뇨의 악취제거를 위한 사료첨가제.
3. 제1항에 있어서,
   상기 아미노산은 아스파르트산, 트레오닌, 세린, 글루탐산, 프로린, 글리신, 알라신, 발린, 이소루신, 루신, 티로신, 폐닐알라닌, 히스티딘, 라이신, 아르기닌, 시스틴, 메티오닌, 트립토판을 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택되는 가축 분뇨의 악취제거를 위한 사료첨가제.
4. 제1항에 있어서,
   상기 광물질은 철, 망간, 아연, 마그네슘, 칼슘, 코발트, 몰리브덴을 포함하는 군으로부터 하나 이상 선택되는 가축 분뇨의 악취제거를 위한 사료첨가제.
5. 제1항에 있어서,
   상기 부가물은 곡물 부산물 또는 덱스트린인 가축 분뇨의 악취제거를 위한 사료첨가제.

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