KR102823267B1 - Method and system for making animal feed from pig excrement - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 방법은, 돈사에서 수거된 돈분에 HOCL을 첨가하여 교반하는 단계; 교반된 돈분을 발효시키는 단계; 및 발효된 돈분을 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 교반하는 단계는: 저장 수단에 투입된 상기 돈분에 교반부를 침지시키고, 상기 교반조에 투입된 상기 돈분의 양에 대응하여 주입할 HOCL의 양을 결정하고, 상기 결정된 용량의 HOCL을 상기 저장 수단에 주입하고, 상기 교반부를 회전구동시켜 상기 돈분과 상기 HOCL을 교반하는 것을 더 포함할 수 있다.A method for manufacturing animal feed using pig manure according to one embodiment of the present invention may include the steps of adding HOCL to pig manure collected from a pigsty and stirring it; the step of fermenting the stirred pig manure; and the step of drying the fermented pig manure. The step of stirring may further include: immersing a stirring member in the pig manure put into a storage means, determining an amount of HOCL to be injected corresponding to the amount of the pig manure put into the stirring tank, injecting the determined amount of HOCL into the storage means, and rotating the stirring member to stir the pig manure and the HOCL.
Description
본 발명은 돈분을 이용하여 동물에게 급이할 사료를 제조하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and system for manufacturing feed to be fed to animals using pig manure.
가축을 기르는 축사에서는 가축의 배설물이 다량으로 발생하기 때문에, 축산업자들은 이러한 배설물을 처리하기 위해 다양한 노력을 수행하고 있다. Since livestock farms produce a large amount of livestock waste, livestock farmers are making various efforts to deal with this waste.
가축의 배설물은, 일반적으로는, 정화조를 거쳐서 정화되어 하천으로 배출되고 있으나, 정화 처리 용량이 충분하지 못한 경우에는, 정화되지 못한 배설물이 하천을 오염시키는 환경 문제를 야기할 수 있다. Livestock waste is usually purified through a septic tank and then discharged into the river. However, if the purification capacity is insufficient, unpurified waste can cause environmental problems by polluting the river.
따라서, 가축의 배설물을 재활용하는 방법이 연구되어 왔다. Therefore, methods of recycling livestock waste have been studied.
한편, 오래전부터, 가축의 배설물을 동일 가축 또는 다른 동물의 사료로서 재사용하는 방식이 이용되어 왔다. 예를 들면, 중국이나 동남아시아 등에서는, 돼지의 분뇨를 양식 어류에 투여하는 양식법이 존재한다. 하지만, 이러한 종래의 양식법에서는, 돼지의 분뇨(또는, 분변)를 그대로 투여하는 방식이어서, 돼지의 분변에 포함된 암모니아 및 기타 독성 물질이 그대로 양식장으로 투입되므로, 어류의 생육 특성과 육질이 저하된다는 문제점이 있었다.Meanwhile, the method of reusing livestock excrement as feed for the same livestock or other animals has been used for a long time. For example, in China and Southeast Asia, there is a method of feeding pig excrement to farmed fish. However, in this conventional method of feeding pig excrement (or feces) as is, ammonia and other toxic substances contained in pig excrement are directly fed into the farm, which has the problem of deteriorating the growth characteristics and meat quality of the fish.
국내에서도, 동물의 분뇨를 이용하여 사료를 만드는 기술이 특허로서 인정받은 사례가 있다. 예를 들면, 한국특허 제10-1402360호 (2014.05.26) (명칭: 소분뇨를 이용한 가금류 사료첨가제의 제조방법)(이하, "종래기술"이라 함)을 들 수 있다.In Korea, there are cases where technology for making feed using animal manure has been recognized as a patent. For example, Korean Patent No. 10-1402360 (May 26, 2014) (Title: Method for manufacturing poultry feed additive using cow manure) (hereinafter referred to as “prior art”) can be cited.
상기 종래기술은, 소 분뇨를 이용하여 가금류용 사료를 제조하는 방법을 개시하는데, 그 방법은, 소 분뇨를 수거하는 단계와, 수거된 소 분뇨를 용기에 넣고 가열하는 단계와, 상기 가열단계에 의해 수분이 제거되어 덩어리진 소 분뇨를 진동 또는 타격하여 엉킨 섬유질들이 풀어헤쳐 지도록 파쇄하는 단계와, 상기 파쇄된 섬유질들을 가금류가 섭취하기 용이하도록 미분 상태로 분쇄하는 단계를 포함한다. The above-mentioned prior art discloses a method for manufacturing poultry feed using cow manure, the method comprising the steps of collecting cow manure, placing the collected cow manure in a container and heating it, vibrating or striking the cow manure, which has been formed by removing moisture through the heating step, to break up entangled fibers, and crushing the broken fibers into a fine powder so that they can be easily consumed by poultry.
한편, 상기 종래기술에 의하면, 상기 가열하는 단계를 통해서, 소 분뇨를 가열함으로써, 고온에 의해 분뇨에 포함된 질소 및 암모니아와 같은 악취 성분 그리고 세균들을 살균하고 있다. Meanwhile, according to the above-mentioned prior art, by heating cow manure through the heating step, malodorous components such as nitrogen and ammonia contained in the manure and bacteria are sterilized by the high temperature.
하지만, 고온 가열에 의해서도 질소 및 암모니아와 같은 악취 성분이 완전하게 제거되지 않으며, 세균뿐만 아니라 세균에 의해 생성된 독성 물질이 완벽하게 제거된다고는 볼 수 없다. However, even with high-temperature heating, odor-causing components such as nitrogen and ammonia are not completely removed, and it cannot be said that not only bacteria but also toxic substances produced by bacteria are completely removed.
또한, 상기 종래기술에서는, 자연 건조 및 발효 등에 의해서도 소 분뇨에 함유된 수분 및 악취 성분을 제거할 수 있음을 언급하고 있다. 하지만, 이러한 자연 자연 건조 및 발효 방법은, 수분 제거 및 악취 제거에 긴 시간이 소요되고, 분뇨에 포함된 세균 등의 완벽한 살균이 곤란할 뿐 아니라, 특히 분뇨가 건조될 때 발생하는 악취로 인한 불쾌감 및 주변환경 오염 등의 폐단이 있으므로, 활용은 지양한다고 언급하고 있다. In addition, the above-mentioned prior art mentions that moisture and odor components contained in cow manure can be removed by natural drying and fermentation, etc. However, it is mentioned that such natural drying and fermentation methods are not to be utilized because they take a long time to remove moisture and odor, and it is difficult to completely sterilize bacteria contained in the manure, and there are also disadvantages such as discomfort and pollution of the surrounding environment due to the odor generated when the manure dries.
따라서, 가축의 분뇨를 이용하여 동물용 사료를 만드는 데에 있어서, 악취 제거, 살균, 소독, 발효, 건조하는 기존의 단계들을 보완하거나 대체하기 위한 방안이 요구되고 있다. Therefore, there is a need for a method to supplement or replace the existing steps of deodorization, sterilization, disinfection, fermentation, and drying in making animal feed using livestock manure.
본 발명은, 축사에서 수거되는 가축의 분변을 원료로 사용하여, 가축 또는 어류 또는 기타 동물용 또는 곤충용 사료를 제조하는 방법 및 시스템을 제공하고자 한다. The present invention seeks to provide a method and system for manufacturing feed for livestock, fish, other animals, or insects by using livestock excrement collected from a livestock barn as a raw material.
특히, 본 발명은, 원료 분변 및 분변을 이용하여 제조된 사료에 포함된 악취 성분, 세균 및 독성물질 등을 효과적으로 완벽하게 제거함으로써, 안전한 사료를 제조하는 방법 및 시스템을 제공하고자 한다. In particular, the present invention aims to provide a method and system for manufacturing safe feed by effectively and completely removing odor components, bacteria, and toxic substances contained in raw feces and feed manufactured using feces.
특히, 본 발명은, 다른 가축의 배설물에 비하여 단백질 함량이 높은 특징이 있는 돼지의 분변을 이용하여, 고단백 사료를 제조하는 방법 및 시스템을 제공하고자 한다. In particular, the present invention aims to provide a method and system for producing high-protein feed using pig feces, which are characterized by a high protein content compared to feces of other livestock.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 방법은, 돈사에서 수거되어 저장 수단에 저장된 돈분에 HOCL을 첨가하여 교반하는 단계; 교반된 돈분을 발효시키는 단계; 및 발효된 돈분을 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention for achieving the above-described purpose, a method for manufacturing animal feed using pig manure may include the steps of adding HOCL to pig manure collected from a pigsty and stored in a storage means and stirring the same; the step of fermenting the stirred pig manure; and the step of drying the fermented pig manure.
여기서, 상기 교반하는 단계는: 상기 저장 수단에 투입된 상기 돈분에 교반부를 침지시키고, 상기 저장 수단에 투입된 상기 돈분의 양에 대응하여 주입할 HOCL의 양을 결정하고, 상기 결정된 용량의 HOCL을 상기 저장 수단에 주입하고, 상기 교반부를 회전구동시켜 상기 돈분과 상기 HOCL을 교반하는 것을 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 주입되는 HOCL의 양은, 상기 저장 수단 내에서 상기 돈분과 혼합되었을 때에 유효 염소의 농도가 100ppm 이상을 유지할 수 있는 정도로 결정될 수 있다. Here, the stirring step may further include: immersing the stirring member in the pig manure put into the storage means, determining the amount of HOCL to be injected corresponding to the amount of the pig manure put into the storage means, injecting the determined amount of HOCL into the storage means, and rotating the stirring member to stir the pig manure and the HOCL, wherein the amount of HOCL to be injected may be determined to an extent that the concentration of available chlorine can be maintained at 100 ppm or more when mixed with the pig manure in the storage means.
더욱, 상기 교반하는 단계와 상기 발효시키는 단계 사이에, HOCL의 주입을 종료한 상태에서 상기 교반부를 소정 시간 동안 동작시킴으로써, 상기 교반된 돈분 내의 잔류 염소를 모두 제거하는 것을 더 포함할 수 있다. Furthermore, between the stirring step and the fermenting step, the method may further include removing all residual chlorine in the stirred manure by operating the stirring unit for a predetermined period of time while the injection of HOCL is terminated.
또한, 상기 발효시키는 단계는: 상기 교반된 돈분에 미리결정된 양의 발효미생물을 첨가하고, 상기 저장 수단을 밀폐한 후, 상기 저장 수단 내부의 온도를 상승시켜 상기 저장 수단의 내부를 혐기발효 분위기로 조성하고, 상기 혐기발효 분위기를 36 내지 60 시간 동안 유지하는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the fermenting step may further include: adding a predetermined amount of fermentation microorganisms to the stirred pig manure, sealing the storage means, raising the temperature inside the storage means to create an anaerobic fermentation atmosphere inside the storage means, and maintaining the anaerobic fermentation atmosphere for 36 to 60 hours.
이때, 교반된 돈분의 중량의 1~10%의 황토, 및 상기 교반된 돈분의 중량의 1~10%의 왕겨가 더 투입될 수 있다.At this time, 1 to 10% of the weight of the stirred manure and 1 to 10% of the weight of the stirred manure can be additionally added as yellow soil.
또한, 상기 건조시키는 단계는: 상기 발효된 돈분을 실린더에 투입하고, 상기 실린더를 가열하여 내부에 투입된 돈분을 가열하고, 동시에 상기 실린더 내부를 압착함으로써, 상기 돈분을 건조와 동시에 고형화하는 것을 더 포함할 수 있다. In addition, the drying step may further include: placing the fermented manure into a cylinder, heating the cylinder to heat the manure placed inside, and simultaneously compressing the inside of the cylinder, thereby solidifying the manure while drying it.
또한, 상기 건조시키는 단계는: 상기 건조된 돈분에 살균용 자외선(UV)을 조사하고, 또한, 상기 건조된 돈분에 HOCL을 분사하는 것을 더 포함할 수 있다. In addition, the drying step may further include: irradiating the dried manure with ultraviolet (UV) rays for sterilization, and spraying HOCL onto the dried manure.
상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 돈사에서 수거된 돈분에 HOCL을 첨가하여 교반하기 위한 교반 장치; 교반된 돈분을 발효시키기 위한 발효 장치; 및 발효된 돈분을 건조시키는 건조장치; 상기 교반 장치, 상기 발효 장치, 및 상기 건조장치의 동작을 제어하는 통합 제어 수단을 포함하는 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention for achieving the above-described object, a system for manufacturing animal feed using pig manure is provided, which includes: a stirring device for adding HOCL to pig manure collected from a pigsty and stirring it; a fermentation device for fermenting the stirred pig manure; and a drying device for drying the fermented pig manure; and an integrated control means for controlling the operations of the stirring device, the fermentation device, and the drying device.
여기서, 상기 교반 장치는: 상기 수거된 돈분이 저장되는 교반조; 상기 교반조의 내부에서 회전하여 상기 돈분과 HOCL을 교반하는 교반부; 상기 교반부를 회전시키는 구동부; 상기 수거된 돈분에 주입할 HOCL을 공급하는 HOCL 공급부; HOCL 공급부로부터 공급되는 HOCL을 상기 교반조의 내부로 토출하도록 구성된 토출부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 통합 제어 수단은, 상기 구동부를 동작시켜서 상기 교반조 내의 상기 수거된 돈분 내부에 침지된 상기 교반부를 회전시키고, 상기 교반조에 투입되는 상기 돈분의 양에 대응하여 주입할 HOCL의 양을 결정하고, 상기 HOCL 공급부를 제어하여 상기 결정된 용량의 HOCL이 주입되도록 할 수 있다. 특히, 상기 주입되는 HOCL의 양은, 상기 교반조 내에서 상기 돈분과 혼합되었을 때에 유효 염소의 농도가 100ppm 이상을 유지할 수 있는 정도로 결정될 수 있다. Here, the stirring device may further include: a stirring tank in which the collected pig manure is stored; a stirring unit that rotates inside the stirring tank to stir the pig manure and HOCL; a driving unit that rotates the stirring unit; a HOCL supply unit that supplies HOCL to be injected into the collected pig manure; and a discharge unit configured to discharge HOCL supplied from the HOCL supply unit into the inside of the stirring tank. At this time, the integrated control means may operate the driving unit to rotate the stirring unit immersed inside the collected pig manure in the stirring tank, determine the amount of HOCL to be injected corresponding to the amount of the pig manure injected into the stirring tank, and control the HOCL supply unit so that the determined amount of HOCL is injected. In particular, the amount of the injected HOCL may be determined to an extent that the concentration of effective chlorine can be maintained at 100 ppm or more when mixed with the pig manure in the stirring tank.
또한, 상기 발효 장치는: 상기 교반 장치에서 HOCL 주입 및 교반 동작이 완료된 돈분을 제공받아 저장하기 위한 발효조; 상기 발효조 내의 상기 돈분에 발효미생물을 첨가하는 부재료 첨가부; 상기 발효조를 밀폐하기 위한 덮개부; 상기 발효조의 내부의 온도를 상승시키기 위한 발효조 가열부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 통합 제어 수단은: 상기 발효조에 저장된 상기 돈분의 중량에 대응하여 상기 발효조에 투입할 상기 발효미생물의 투입량 및 상기 발효조 가열부의 가열량을 제어하되, 상기 발효조의 내부를 혐기발효 분위기로서 36 내지 60 시간 동안 유지시킬 수 있다. In addition, the fermentation device may further include: a fermentation tank for receiving and storing pig manure for which HOCL injection and stirring operations have been completed in the stirring device; a material addition unit for adding fermentation microorganisms to the pig manure in the fermentation tank; a cover unit for sealing the fermentation tank; and a fermentation tank heating unit for increasing the temperature inside the fermentation tank. At this time, the integrated control means: controls the input amount of the fermentation microorganisms to be input into the fermentation tank and the heating amount of the fermentation tank heating unit in response to the weight of the pig manure stored in the fermentation tank, and can maintain the inside of the fermentation tank as an anaerobic fermentation atmosphere for 36 to 60 hours.
추가로, 상기 부재료 첨가부는: 상기 교반된 돈분의 중량의 1~10%의 황토, 및 상기 교반된 돈분의 중량의 1~10%의 왕겨를 투입하도록 구성될 수 있다. Additionally, the auxiliary material addition unit may be configured to add: 1 to 10% of the weight of the stirred pig manure, yellow soil, and 1 to 10% of the weight of the stirred pig manure, rice husk.
또한, 상기 건조장치는: 상기 발효된 돈분이 투입되는 실린더; 상기 실린더를 가열하기 위한 실린더 가열부; 상기 실린더에 투입된 상기 발효된 돈분을 압착하는 피스톤을 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 통합 제어 수단은: 상기 투입된 돈분을 건조시키고 동시에 고형화하기 위하여, 상기 실린더에 투입되는 상기 발효된 돈분의 투입량, 상기 실린더 가열부의 가열동작, 상기 피스톤의 압착동작을 제어할 수 있다. In addition, the drying device may further include: a cylinder into which the fermented pig manure is introduced; a cylinder heating unit for heating the cylinder; and a piston for compressing the fermented pig manure introduced into the cylinder, wherein the integrated control means may control the amount of the fermented pig manure introduced into the cylinder, the heating operation of the cylinder heating unit, and the compressing operation of the piston in order to dry and solidify the introduced pig manure simultaneously.
또한, 상기 건조장치는: 상기 건조된 돈분에 살균용 자외선(UV)을 조사하기 위한 자외선조사부; 및 상기 건조된 돈분에 HOCL을 분사하도록 구성된 HOCL분사부를 더 포함할 수 있다. In addition, the drying device may further include: an ultraviolet irradiation unit for irradiating the dried pig manure with ultraviolet (UV) rays for sterilization; and an HOCL spray unit configured to spray HOCL onto the dried pig manure.
상기한 바와 같은 구성을 포함하는 본 발명에 따른 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 방법 및 시스템에 의하면, 돈사에서 발생하는 돈분을 이용하여 동물용 및/또는 곤충용 고단백 사료를 제조할 수 있게 된다. According to the method and system for producing animal feed using pig manure according to the present invention including the above-described composition, it is possible to produce high-protein feed for animals and/or insects using pig manure generated in a pigsty.
특히, 본 발명에 따르면, 사료의 원료가 되는 돈분에 강력한 탈취/살균/소독 효과를 나타내는 HOCL을 사료 제조 과정 중의 적어도 하나의 단계에서 최적 용량으로 적용함으로써, 악취 성분이 제거되고 살균 및 소독이 완료된 원료를 이용하여 안전한 사료를 제조할 수 있게 된다. 더욱, HOCL을 사료 제조 과정 중에 반복하여 적용함으로써, 악취 성분 제거, 살균 및 소독 효과를 완벽하게 보장할 수 있으며, 제조된 사료가 보관 및 운반 도중에 부패 또는 변질되는 것을 최대한 억제할 수 있다. In particular, according to the present invention, by applying HOCL, which exhibits a strong deodorizing/sterilizing/disinfecting effect, to pig manure, which is a raw material of feed, at an optimal dosage at at least one stage during the feed manufacturing process, it is possible to manufacture safe feed using raw materials from which odorous components have been removed and from which sterilization and disinfection have been completed. Furthermore, by repeatedly applying HOCL during the feed manufacturing process, it is possible to perfectly ensure the removal of odorous components and the sterilizing and disinfecting effects, and to maximally suppress the manufactured feed from spoilage or deterioration during storage and transportation.
또한, 본 발명에 따르면, 돈분에 왕겨 및 황토를 추가함으로써, 발효 효율을 높일 수 있으며, 사료의 영양 성분을 높이고, 사료 내 독성 성분의 제독 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, by adding rice husk and yellow soil to the manure, the fermentation efficiency can be increased, the nutritional components of the feed can be increased, and the detoxification performance of toxic components in the feed can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 방법의 단계들을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 상기 시스템의 각 장치들의 기능을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a flow chart illustrating steps of a method for manufacturing animal feed using manure according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a system for manufacturing animal feed using manure according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a drawing for explaining the functions of each device of the above system.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 방법 및 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 시스템의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안될 것이다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a preferred embodiment of a method for manufacturing animal feed using pig manure according to the present invention and a system for manufacturing animal feed using pig manure will be described. For reference, the terms referring to each component of the present invention are named illustratively in consideration of their functions, and therefore, the technical content of the present invention should not be predicted or limited by the terms themselves.
더욱, 이하에서 설명되어질 본 발명의 다양한 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여주기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형을 설계할 수 있을 것이므로, 본 발명의 권리범위는 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상을 포괄하는 것으로 해석되어야 할 것이다.Furthermore, since the various embodiments of the present invention to be described below are only intended to exemplify the technical idea of the present invention, the protection scope of the present invention should be interpreted by the appended claims. In addition, since those skilled in the art to which the present invention pertains can design various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention, the scope of the rights of the present invention should be interpreted to include all technical ideas within the scope equivalent to the present invention.
먼저, 도 1의 흐름도를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 방법의 단계들을 설명한다. 상기 방법은, 크게, 교반 단계(S10) → 발효 단계(S20) → 건조 단계(S30)를 포함할 수 있다. First, referring to the flow chart of Fig. 1, the steps of a method for manufacturing animal feed using manure according to one embodiment of the present invention will be described. The method may largely include a stirring step (S10) → a fermentation step (S20) → a drying step (S30).
돈분은 돈사로부터 수거될 수 있다. 돈사는 예를 들면, 돼지가 수용된 공간의 바닥에 소정의 분뇨 배출구가 구비된 구조로 형성될 수 있다. 또는, 돼지가 수용된 공간의 바닥을 메쉬 구조물로 구성하여, 배출된 배설물이 메쉬를 통과하여 바로 하부로 떨어지게 할 수 있다. 분뇨 배출구 또는 메쉬 구조물의 하부에는 컨베이어 벨트와 같은 이송 수단이 배치될 수 있다. 돼지로부터 배출된 분변 및 소변은, 배출구 또는 메쉬를 통해서 이송 수단에 모이고, 이송 수단이 분변 및 소변을 소정의 저장 수단(예를 들면, 저장조)으로 운반한다. The excrement can be collected from the pigsty. The pigsty can be formed, for example, with a structure in which a predetermined manure discharge outlet is provided on the floor of the space where the pigs are housed. Alternatively, the floor of the space where the pigs are housed can be formed with a mesh structure so that the discharged excrement passes through the mesh and falls directly downward. A transport means, such as a conveyor belt, can be arranged at the bottom of the manure discharge outlet or the mesh structure. The excrement and urine discharged from the pigs are collected in the transport means through the discharge outlet or the mesh, and the transport means transports the excrement and urine to a predetermined storage means (e.g., a storage tank).
참고로서, 우분(소똥)이나 계분(닭똥)은 점도가 높아서 이송 수단에 들러붙는 특성이 강하다. 따라서, 우분이나 계분을 컨베이어 벨트를 이용해서 이송하기 위해서는, 우분이나 계분에 별도의 세척수나 용해제와 같은 첨가물을 추가해야 한다. For reference, cow manure (cow dung) and chicken manure (chicken dung) have high viscosity and tend to stick to the conveying medium. Therefore, in order to convey cow manure or chicken manure using a conveyor belt, additional additives such as washing water or a solvent must be added to the cow manure or chicken manure.
하지만, 일반적인 돼지의 분변은 점도가 낮아서 점착력이 낮고 부스러지기 쉽다. 따라서, 돼지의 분변은 별도의 세척수나 첨가물이 추가되지 않더라도, 메쉬 구조물을 쉽게 통과할 수 있으며, 컨베이어 벨트와 같은 이송 수단을 통해서 쉽게 이송할 수 있다. However, the general pig manure has low viscosity, low adhesiveness, and is easy to crumble. Therefore, pig manure can easily pass through the mesh structure without the addition of separate washing water or additives, and can be easily transported through a transport means such as a conveyor belt.
따라서, 본 발명에 따른 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 방법 및 시스템에 있어서는, 돈분을 수거할 때, 세척수나 첨가물을 이용하지 않는 것을 기본으로 한다. 물론, 필요에 따라서는 최소한의 세척수가 적용될 수도 있다. 또는, 돈분을 수거할 때, 돈분에 HOCL을 분사하거나 첨가할 수도 있을 것이다. HOCL은 대부분 물로 이루어져 있기 때문에, 세척 기능과 점도 저하 기능을 제공할 수 있다. Therefore, in the method and system for manufacturing animal feed using pig manure according to the present invention, it is based on not using washing water or additives when collecting pig manure. Of course, a minimum amount of washing water may be applied if necessary. Alternatively, HOCL may be sprayed or added to the pig manure when collecting the pig manure. Since HOCL is mostly composed of water, it can provide washing functions and viscosity-reducing functions.
본 발명에서, "돈분" 및 "돼지의 분변"은, 별도의 세척수나 첨가물이 포함되지 않은 상태의, 돼지의 대변과 소변을 포함하는 개념으로서 사용하도록 한다.In the present invention, “pig manure” and “pig feces” are used as concepts including pig feces and urine without separate washing water or additives.
이송 수단에 의해 이송된 돈분 및/또는 별도의 작업을 통해서 돈사로부터 수거되어 운반된 돈분은, 교반 단계(S10)에 투입된다. Manure transported by a transport means and/or manure collected and transported from a pigsty through a separate operation are input into the stirring step (S10).
교반 단계(S10)에서는, 소정의 저장 수단(예를 들면, 교반조)에 돈분을 투입하고, 돈분 내부로 교반부를 삽입 및 침지시키고, 교반부를 회전시켜서 돈분을 교반한다. In the stirring step (S10), the manure is placed in a predetermined storage means (e.g., a stirring tank), a stirring member is inserted and immersed inside the manure, and the manure is stirred by rotating the stirring member.
이때, 교반조의 돈분에 미리결정된 용량의 HOCL을 주입할 수 있다. At this time, a predetermined amount of HOCL can be injected into the mixing tank.
본 발명에서의 "HOCL"은 "미산성 차아염소산수"를 의미한다. 미산성 차아염소산수의 분자식은 HOCl이며, 따라서, 본 발명에서, HOCL은 HOCl과 혼용되어 사용될 수 있다. HOCL은, 흔히 "락스"라고 불리는 NaOCl에 비하여, 80배에 달하는 강력한 탈취/살균력을 가지고 있으면서도 살균 시간은 더 짧고, 인체에 안전한 물질이다. 특히, HOCL은 살균 작용 후 잔유물이 남지 않으며 시간이 흐른 후 물로 환원되기 때문에 환경에 무해하다. In the present invention, "HOCL" means "slightly acidic hypochlorous acid water". The molecular formula of slightly acidic hypochlorous acid water is HOCl, and therefore, in the present invention, HOCL can be used interchangeably with HOCl. HOCL has a deodorizing/sterilizing power that is 80 times stronger than NaOCl, commonly called "bleach", while having a shorter sterilizing time and is a safe substance for the human body. In particular, HOCL is harmless to the environment because it leaves no residue after sterilizing and is converted to water after time passes.
본 발명에서는, 별도로 제공되는 HOCL 제조장치로부터 제조된 HOCL을 공급받을 수 있으며, 공급되는 HOCL을 교반조에 주입함으로써, HOCL이 돈분과 교반될 수 있도록 한다(S10). In the present invention, HOCL manufactured from a separately provided HOCL manufacturing device can be supplied, and the supplied HOCL is injected into a mixing tank so that the HOCL can be mixed with the pig manure (S10).
교반조에 주입되는 HOCL의 양은, 교반조 내의 교반되는 돈분 내 유효 염소의 농도가 적어도 100ppm을 유지할 수 있도록 결정되는 것이 바람직하다. It is desirable that the amount of HOCL injected into the mixing tank be determined so that the concentration of available chlorine in the stirred pig manure in the mixing tank can be maintained at least 100 ppm.
이를 위하여, 본 발명에서 사용되는 HOCL은, 유효 염소 농도가 적어도 100ppm 이상, 특히, 150~200ppm 범위일 수 있다. For this purpose, the HOCL used in the present invention may have an effective chlorine concentration of at least 100 ppm or more, particularly, in the range of 150 to 200 ppm.
한편, 교반조에 주입되는 HOCL의 양은, 교반조에 투입된 돈분의 부피에 기초하여 계산되거나, 교반조에 투입된 돈분의 중량에 기초하여 계산될 수 있다. 또는, 교반부가 돈분 내부에서 회전할 때 나타나는 회전 저항을 측정하고, 회전 저항에 의해 계산되는 돈분의 점도 등에 기초하여 교반조에 투입된 돈분의 양을 예측하고, 예측된 양에 기초하여 돈분에 주입할 HOCL의 양이 계산될 수도 있을 것이다.Meanwhile, the amount of HOCL injected into the mixing tank may be calculated based on the volume of the manure injected into the mixing tank, or may be calculated based on the weight of the manure injected into the mixing tank. Alternatively, the rotational resistance that appears when the mixing unit rotates inside the manure may be measured, and the amount of manure injected into the mixing tank may be predicted based on the viscosity of the manure calculated by the rotational resistance, and the amount of HOCL to be injected into the manure may be calculated based on the predicted amount.
한편, 본 발명에서 교반조에 투입된 돈분은, 별도의 세척수나 첨가물이 추가되지 않은 상태이기 때문에, 세척수를 사용하여 수거된 가축의 분뇨를 사용하는 경우에 비하여, 투입되는 HOCL의 양이 많지 않으며, 또한, 돈분 내의 유효 염소 농도를 계산하거나 예측하기가 용이하다. Meanwhile, since the pig manure put into the mixing tank in the present invention is in a state in which no separate washing water or additives are added, the amount of HOCL put in is not large compared to the case in which livestock manure collected using washing water is used, and also, it is easy to calculate or predict the concentration of available chlorine in the pig manure.
추가로, 교반조에 투입된 돈분의 양에 기초하여, HOCL 주입 후의 교반 시간을 제어할 수도 있다.Additionally, the stirring time after HOCL injection can be controlled based on the amount of slurry introduced into the stirring tank.
추가의 실시예에서, HOCL은 예를 들면, 30~45℃ 정도로 가열된 후 적용될 수 있다. 또한, 추가로, 교반조에 가열 수단이 부가되어, 교반되는 돈분을 30~45℃ 정도로 가열하는 것도 가능하다. In a further embodiment, the HOCL may be applied after being heated to, for example, about 30 to 45° C. In addition, it is also possible to add a heating means to the stirring tank to heat the stirred slurry to about 30 to 45° C.
교반조에서 돈분이 유효 염소 농도가 100ppm 이상인 상태로 교반됨으로써, 돈분 내의 악취 성분과 세균 및 독성 물질이 제거된다. 이렇게 교반 처리된 돈분에 대하여 발효 단계(S20)가 수행된다. By stirring the manure in a mixing tank with an effective chlorine concentration of 100 ppm or higher, the foul-smelling components, bacteria, and toxic substances in the manure are removed. The fermentation step (S20) is performed on the manure that has been stirred in this manner.
추가의 실시예에서, HOCL의 주입이 완료된 후, 소정의 시간 동안 교반을 유지함으로써, 돈분 내부의 잔류 염소가 소멸되도록 할 수 있다. 이것은, HOCL의 잔류 염소가 이후에 수행될 발효 단계(S20)에서 투입될 미생물까지도 살균하는 부작용을 제거하기 위함이다. In a further embodiment, after the injection of HOCL is completed, the residual chlorine inside the pig manure can be extinguished by maintaining stirring for a predetermined period of time. This is to eliminate the side effect of the residual chlorine of HOCL sterilizing even microorganisms to be introduced in the fermentation step (S20) to be performed later.
교반 단계(S10)에서 HOCL이 주입된 후 교반이 완료된 돈분은, 저장 수단(예를 들면, 발효 장치의 발효조)에 투입된다(S20). 한편, 발효조 내부로, 발효를 위한 미생물이 첨가될 수 있다. 앞선 교반 단계에서, 돈분 내부의 미생물이 모두 살균되었기 때문에, 발효를 위한 미생물의 첨가는 필수적이다. After HOCL is injected in the stirring step (S10), the manure that has been stirred is put into a storage means (e.g., a fermentation tank of a fermentation device) (S20). Meanwhile, microorganisms for fermentation can be added into the fermentation tank. Since all microorganisms inside the manure have been sterilized in the previous stirring step, the addition of microorganisms for fermentation is essential.
추가되는 미생물은, 예를 들면, 유산균 종류를 포함할 수 있다. Additional microorganisms may include, for example, lactic acid bacteria species.
추가의 실시예에서, 발효조 내부로, 황토 및/또는 왕겨가 투입될 수 있다. In additional embodiments, loess and/or rice husk may be introduced into the fermenter.
황토는 돈분 내의 독성 성분을 흡수하는 효과를 나타낸다. 황토는 교반 단계를 거친 돈분의 중량 또는 부피에 대비하여 1~10% 비율로 투입될 수 있다. 왕겨는, 돈분의 발효 효율을 향상시키고, 돈분으로 만들어진 사료의 영양 성분을 보충하는 효과를 나타낸다. 왕겨는, 교반 단계를 거친 돈분의 중량 또는 부피에 대비하여 1~10% 비율로 투입될 수 있다. Yellow soil has the effect of absorbing toxic components in pig manure. Yellow soil can be added at a ratio of 1 to 10% based on the weight or volume of pig manure that has gone through the stirring stage. Rice husk has the effect of improving the fermentation efficiency of pig manure and supplementing the nutritional components of feed made from pig manure. Rice husk can be added at a ratio of 1 to 10% based on the weight or volume of pig manure that has gone through the stirring stage.
황토와 왕겨는, 발효 단계(S20)의 특정 시점에 한꺼번에 투입될 수도 있으며, 발효 단계(S20)의 도중에 복수 회 나누어서 투입될 수도 있다. 또한, 발효 단계(S20)에서, 황토 및/또는 왕겨가 투입된 후, 돈분을 교반하는 과정이 추가될 수도 있다. The yellow soil and rice husk may be introduced all at once at a specific point in the fermentation step (S20), or may be introduced in multiple installments during the fermentation step (S20). In addition, in the fermentation step (S20), a process of stirring the pig manure may be added after the yellow soil and/or rice husk are introduced.
한편, 발효조는, 덮개가 씌워지고 밀폐 상태로 전환됨으로써, 발효조 내부는 혐기 분위기로 유지될 수 있다. 또한, 발효조의 표면을 가열함으로써 또는 발효조에 수용된 돈분의 내부로 가열 수단을 삽입함으로써, 발효조 내부를 30~45℃ 정도로 가열할 수 있다. 이로써, 발효조 내부는 혐기발효 분위기를 형성하게 된다. Meanwhile, the inside of the fermenter can be maintained as an anaerobic atmosphere by covering the fermenter and changing to a sealed state. In addition, the inside of the fermenter can be heated to about 30 to 45°C by heating the surface of the fermenter or inserting a heating means into the inside of the pig manure contained in the fermenter. As a result, the inside of the fermenter forms an anaerobic fermentation atmosphere.
발효 단계(S20)는, 36 내지 60 시간 동안 유지될 수 있으며, 바람직하게는 48 시간 동안 유지될 수 있다. The fermentation step (S20) can be maintained for 36 to 60 hours, and preferably for 48 hours.
48 시간 정도 발효 과정을 거친 돈분은, 수분을 제거하여 형태를 고정시키기 위한 건조 단계에 투입된다(S30). After the fermentation process of about 48 hours, the pig manure is put into the drying stage to remove moisture and fix the shape (S30).
건조 단계(S30)는, 돈분을 일정한 분량씩 실린더 구조물 내에 투입하고, 실린더 구조물을 예를 들면 100~200℃ 정도의 고온, 바람직하게는 120℃의 온도로 가열함으로써 돈분의 수분을 증발시키고, 실린더 내부를 피스톤으로 압축함으로써 압착되어 고형화된 돈분을 제조하는 것을 포함한다. The drying step (S30) includes putting a certain amount of manure into a cylinder structure, heating the cylinder structure at a high temperature of, for example, 100 to 200°C, preferably 120°C, to evaporate moisture in the manure, and compressing the inside of the cylinder with a piston to produce compressed and solidified manure.
건조 후 고형화된 돈분은, 실린더 내부 형태 또는 실린더의 출구의 형태에 대응하는 형태로 성형될 것이다. 일반적으로 실린더 구조물은 긴 원통형일 수 있으며, 이로써, 돈분은 원통 봉형으로 고형화될 수 있을 것이다.After drying, the solidified powder will be formed into a shape corresponding to the internal shape of the cylinder or the shape of the outlet of the cylinder. Typically, the cylinder structure can be an elongated cylinder, so that the powder can be solidified into a cylindrical rod shape.
추가의 실시예에서, 봉형으로 고형화 돈분에 자외선(UV)을 조사하거나 HOCL을 분사함으로써, 추가적인 살균/소독 효과를 도모할 수도 있다. 즉, 봉형으로 제조된 돈분은, 임시로 저장된 후에 실제 필요한 곳으로 운반되어야 할 것인데, 저장하는 동안 또는 운반하는 동안의 미생물 번식 및 변질을 최소화하기 위하여, 수시로 UV 및/또는 HOCL을 이용하여 살균/소독될 수 있을 것이다. In a further embodiment, additional sterilization/disinfection effects may be achieved by irradiating the solidified manure in a rod shape with ultraviolet (UV) light or spraying HOCL. That is, the manure manufactured in a rod shape may be temporarily stored and then transported to where it is actually needed, and may be sterilized/disinfected periodically using UV and/or HOCL to minimize microbial growth and deterioration during storage or transport.
또 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 방법은, 교반 단계 → 건조 단계 → 분쇄 단계 → 발효 단계 → 소독 단계의 순서로 이루어질 수 있다. In another embodiment, a method for manufacturing animal feed using manure according to the present invention may be performed in the following order: stirring step → drying step → grinding step → fermentation step → disinfection step.
교반 단계는 전술한 실시예와 동일하게 수행될 수 있다. 즉, 수거된 돈분에 HOCL을 주입하면서 교반함으로써, 돈분 내의 악취 성분, 세균 및 독성 물질을 제거할 수 있다. The stirring step can be performed in the same manner as in the above-described embodiment. That is, by stirring the collected manure while injecting HOCL, the malodorous components, bacteria, and toxic substances in the manure can be removed.
교반이 완료되어 악취 성분 등이 제거된 돈분은 건조 단계를 통해서 건조될 수 있다. 건조는, 교반조를 직접 가열하거나 또는 돈분을 별도의 저장조로 옮기고 저장조를 가열하거나 저장조 내부로 열풍을 공급하는 방식으로 이루어질 수 있다. The manure from which the stirring is completed and the odor components, etc. have been removed can be dried through a drying step. Drying can be done by directly heating the stirring tank, or by transferring the manure to a separate storage tank and heating the storage tank, or by supplying hot air into the inside of the storage tank.
건조된 돈분은 수분이 제거되어 어느 정도 단단하게 굳은 고체상태일 수 있다. 따라서, 건조 단계를 거친 돈분은 분쇄 단계에 투입되어 소정의 크기 이하의 분말로 잘게 분쇄될 수 있다. Dried manure can be in a solid state where moisture is removed and the manure has hardened to a certain degree. Therefore, manure that has gone through the drying step can be put into the grinding step and finely ground into powder of a predetermined size or less.
분쇄된 돈분은 발효 단계에 투입될 수 있다. 발효 단계에서는, 발효 미생물(예를 들면, 유산균)이 분쇄된 돈분에 첨가될 수 있다. 이 발효 단계에서는, 건조된 돈분에 소정의 물을 추가함으로써 미생물이 생육가능한 환경을 조성할 수 있다. 또한, 황토 및/또는 왕겨를 첨가함으로써, 사료의 품질을 향상시킬 수도 있다. The crushed pig manure can be put into the fermentation stage. In the fermentation stage, fermentation microorganisms (e.g., lactic acid bacteria) can be added to the crushed pig manure. In this fermentation stage, an environment in which the microorganisms can grow can be created by adding a certain amount of water to the dried pig manure. In addition, the quality of the feed can be improved by adding yellow soil and/or rice husk.
발효가 완료된 돈분은 그대로 상품화될 수도 있으나, 추가적인 건조 단계를 거치거나 소독 단계를 거칠 수 있다. 즉, 발효가 완료된 돈분은, 발효 미생물 및/또는 물이 추가된 상태이고, 발효 미생물과 기타 세균이 다량 증식한 상태이기 때문에, 급이를 위해 보관되는 도중에 또는 실제 필요한 곳으로 운반되는 도중에 돈분이 부패하거나 성분이 변질될 수 있다. 따라서, 이러한 미생물 및 세균을 제거하기 위하여, 발효가 완료된 돈분을 건조시키거나, 자외선을 조사하거나 HOCL을 분사하는 소독 단계를 추가할 수 있다.The fermented pig manure can be commercialized as is, but may undergo an additional drying step or disinfection step. That is, the fermented pig manure has been added with fermentation microorganisms and/or water, and since the fermentation microorganisms and other bacteria have multiplied in large quantities, the pig manure may rot or its components may change while being stored for feeding or while being transported to where it is actually needed. Therefore, in order to remove such microorganisms and bacteria, the fermented pig manure may be dried, or a disinfection step may be added by irradiating it with ultraviolet rays or spraying HOCL.
소독 단계까지 거친 돈분은, 앞선 분쇄 단계에서 분쇄된 분말 상태일 수 있는데, 필요한 경우, 돈분을 전술한 바와 같이 실린더 구조물에 투입하여 압착함으로써, 소정의 형태, 예를 들면 원통 봉형태 또는 펠릿 형상으로 성형할 수도 있을 것이다. The manure that has gone through the sterilization step may be in a powder state that has been pulverized in the previous pulverization step. If necessary, the manure may be formed into a desired shape, for example, a cylindrical rod shape or a pellet shape, by putting it into a cylinder structure as described above and pressing it.
다음은, 도 2 및 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 시스템의 구성을 설명한다. 도면을 참고하면, 상기 시스템은, 교반 장치(110)와 발효 장치(120)와 건조 장치(130)와 통합 제어 수단(150)을 포함한다. Next, referring to FIGS. 2 and 3, the configuration of a system for manufacturing animal feed using manure according to another embodiment of the present invention will be described. Referring to the drawings, the system includes a stirring device (110), a fermentation device (120), a drying device (130), and an integrated control means (150).
교반 장치(110)는, 교반조(111), 교반부(112), 구동부(114), HOCL 공급부(118), 토출부(116)를 구비할 수 있다. The stirring device (110) may be equipped with a stirring tank (111), a stirring unit (112), a driving unit (114), a HOCL supply unit (118), and a discharge unit (116).
교반조(111)는, 돈사로부터 수거되어 이송된 돈분이 저장되는 저장 수단이다. 교반조(111)는 저장되는 돈분의 양을 측정하기 위한 수단을 구비할 수 있다(도시하지 않음). 상기 측정 수단은, 예를 들면, 교반조(111)의 내측에 채워지는 돈분의 높이를 측정할 수 있는 센서, 교반조(111)의 중량을 측정할 수 있는 센서 등을 포함할 수 있다. The mixing tank (111) is a storage means for storing manure collected and transported from the pigsty. The mixing tank (111) may be equipped with a means for measuring the amount of manure stored (not shown). The measuring means may include, for example, a sensor capable of measuring the height of the manure filled inside the mixing tank (111), a sensor capable of measuring the weight of the mixing tank (111), etc.
교반조(111)에는, 교반부(112)가 배치될 수 있다. 교반부(112)는, 예를 들면, 프로펠러 방식의 회전 부재를 포함할 수 있다. 교반부(112)는 구동부(114)의 구동력에 의해 회전할 수 있다. 구동부(114)의 동작은 통합 제어 수단(150)에 의하여 제어될 수 있다. 즉, 구동부(114)의 회전 개시/종료, 회전 속도 등이 제어될 수 있다. 한편, 구동부(114)는, 교반부(112)의 회전 저항을 측정하도록 구현될 수도 있다. In the stirring tank (111), a stirring unit (112) may be arranged. The stirring unit (112) may include, for example, a propeller-type rotating member. The stirring unit (112) may be rotated by the driving force of the driving unit (114). The operation of the driving unit (114) may be controlled by the integrated control means (150). That is, the start/end of rotation, rotation speed, etc. of the driving unit (114) may be controlled. Meanwhile, the driving unit (114) may also be implemented to measure the rotational resistance of the stirring unit (112).
HOCL 공급부(118)는, 물을 전기분해하여 HOCL을 직접 제조하기 위한 장치를 포함할 수 있으며, HOCL 제조 장치로부터 공급되는 HOCL을 임시 저장하기 위한 저장 수단을 포함할 수도 있다. HOCL 공급부(118)는, 통합 제어 수단(150)의 제어에 따라 정해진 용량의 HOCL을 토출부(116) 측으로 공급할 수 있다. The HOCL supply unit (118) may include a device for directly producing HOCL by electrolyzing water, and may also include a storage means for temporarily storing HOCL supplied from the HOCL production unit. The HOCL supply unit (118) may supply a set amount of HOCL to the discharge unit (116) under the control of the integrated control means (150).
HOCL 공급부(118)는, 유효 염소 농도가 적어도 100ppm 이상, 특히, 150~200ppm 범위의 고농도 HOCL을 제조하거나 공급할 수 있다. The HOCL supply unit (118) can manufacture or supply high-concentration HOCL having an effective chlorine concentration of at least 100 ppm or more, particularly, in the range of 150 to 200 ppm.
토출부(116)는, HOCL 공급부(118)에서 제공하는 HOCL을 토출하도록 구성된다. 토출부(116)는 교반조(111)의 상부측에 위치하여 저장된 돈분의 상부측으로 HOCL을 흘려넣도록 구성될 수 있다. 하지만, 토출부(116)는, 교반부(112)의 회전 부재 근방에 배치됨으로써, 돈분의 내부로 직접 HOCL이 주입되도록 구성되는 것이 바람직하다. 도 3에서는, 예시적 구성으로서, 토출부(116)가 회전 부재의 말단에 형성된 것을 도식화하여 보여준다. The discharge unit (116) is configured to discharge HOCL provided from the HOCL supply unit (118). The discharge unit (116) may be configured to be located at the upper side of the stirring tank (111) and to flow HOCL into the upper side of the stored manure. However, it is preferable that the discharge unit (116) be configured to be located near the rotating member of the stirring unit (112) so that HOCL is directly injected into the inside of the manure. In FIG. 3, as an exemplary configuration, the discharge unit (116) is schematically shown as being formed at the end of the rotating member.
한편, 통합 제어 수단(150)은, 교반조(111)에 저장된 돈분의 양을 확인하고, 주입할 HOCL의 양을 결정할 수 있다. 이때, 주입되는 HOCL의 양은, 교반조(111)에 주입된 HOCL이 돈분과 혼합된 상태에서 100ppm 이상의 유효 염소 농도를 나타낼 수 있는 정도로서 결정될 수 있다. Meanwhile, the integrated control means (150) can check the amount of manure stored in the mixing tank (111) and determine the amount of HOCL to be injected. At this time, the amount of HOCL to be injected can be determined to an extent that the HOCL injected into the mixing tank (111) can exhibit an effective chlorine concentration of 100 ppm or more when mixed with the manure.
HOCL이 혼합되어 교반되는 돈분 내에서의 유효 염소의 농도는, 별도의 염소 농도 측정 센서를 이용하여 측정될 수도 있으나, 돈분의 단위 양에 대해서 주입해야할 HOCL의 양을 실험실 조건에서 미리 결정하여 두고, 교반조(111)로부터 실제 측정되는 돈분의 양에 해당하는 HOCL의 양을 계산을 통해 결정하는 방식을 이용할 수도 있다. The concentration of available chlorine in the manure in which HOCL is mixed and stirred can be measured using a separate chlorine concentration measuring sensor, but a method can also be used in which the amount of HOCL to be injected per unit amount of manure is determined in advance under laboratory conditions and the amount of HOCL corresponding to the amount of manure actually measured from the stirring tank (111) is calculated and determined.
돈분에 HOCL을 주입하고 충분히 교반함으로써 돈분 내의 악취 물질, 세균, 독성 물질이 제거되면, 교반된 돈분은 발효 장치(120)로 운반된다. 발효 장치(120)는, 발효조(121), 덮개부(122), 발효조 가열부(126), 부재료 첨가부(124)를 구비할 수 있다.When HOCL is injected into the manure and sufficiently stirred to remove foul-smelling substances, bacteria, and toxic substances in the manure, the stirred manure is transported to a fermentation device (120). The fermentation device (120) may be equipped with a fermentation tank (121), a cover part (122), a fermentation tank heating part (126), and an auxiliary material addition part (124).
발효조(121)는, 교반 장치(110)로부터 운반된 돈분이 저장되는 저장 수단이다. 변형예에서, 발효조(121)는 교반조(111)를 그대로 활용할 수도 있으나, 별개의 저장조인 것이 바람직할 것이다. The fermentation tank (121) is a storage means in which the manure transported from the stirring device (110) is stored. In a modified example, the fermentation tank (121) may utilize the stirring tank (111) as is, but it would be preferable for it to be a separate storage tank.
덮개부(122)는, 발효조(121)를 외부 환경으로부터 밀폐시키기 위한 것으로서, 덮개 형태의 부재와 발효조(121)로 돈분을 주입하는 배관 및 밸브 구조물 또한 포함할 수 있다. 여기서의 밀폐는, 발효조(121)를 외부와 완전히 차단하는 정도의 밀폐뿐 아니라, 미생물에 의한 발효 특성을 최대화할 수 있게끔 환기량을 제어하는 것을 포함할 수 있다. The cover part (122) is intended to seal the fermentation tank (121) from the external environment, and may also include a cover-shaped member and a pipe and valve structure for injecting manure into the fermentation tank (121). The sealing here may include not only sealing to the extent of completely blocking the fermentation tank (121) from the outside, but also controlling the amount of ventilation so as to maximize the fermentation characteristics by microorganisms.
부재료 첨가부(124)는, 통합 제어 수단(150)에 의해서 동작이 제어되며, 발효조(121)에 저장된 돈분에 발효를 위해 필요한 미생물을 주입한다. 발효에 사용되는 미생물은, 유산균 종류의 세균인 것이 바람직하다. The auxiliary material addition unit (124) is controlled by an integrated control means (150) and injects microorganisms necessary for fermentation into the pig manure stored in the fermentation tank (121). It is preferable that the microorganisms used for fermentation are lactic acid bacteria.
또한, 부재료 첨가부(124)는, 발효조(121)에 저장된 돈분에, 황토 및/또는 왕겨를 첨가하도록 구성될 수 있다. Additionally, the auxiliary material addition unit (124) may be configured to add yellow soil and/or rice husk to the pig manure stored in the fermentation tank (121).
첨가되는 유산균, 황토, 왕겨 등의 양은, 발효조(121)에 투입된 돈분의 양에 기초하여 결정될 수 있다. 한편, 발효조(121)에 투입된 돈분의 양은, 교반 장치(110)에서 측정된 돈분의 양을 참고할 수 있을 것이다. The amount of added lactic acid bacteria, yellow soil, rice husk, etc. can be determined based on the amount of pig manure put into the fermentation tank (121). Meanwhile, the amount of pig manure put into the fermentation tank (121) can be referenced to the amount of pig manure measured in the stirring device (110).
특히, 발효조(121)에 투입되는 황토 및/또는 왕겨의 양은, 돈분 중량(또는, 부피)의 1~10% 범위에서 결정될 수 있다. In particular, the amount of yellow soil and/or rice husk introduced into the fermentation tank (121) can be determined in the range of 1 to 10% of the weight (or volume) of the pig manure.
*발효조 가열부(126)는, 통합 제어 수단(150)에 의해서 동작이 제어되며, 발효조(121)의 외부를 가열하거나 발효조(121) 내부의 돈분 내에 침지되어 돈분을 직접 가열하도록 구성될 수 있다. *The fermentation tank heating unit (126) is controlled by an integrated control means (150) and can be configured to heat the outside of the fermentation tank (121) or to directly heat the manure by being immersed in the manure inside the fermentation tank (121).
이러한 구조에서, 통합 제어 수단(150)은, 발효조(121)에 돈분을 투입하고, 해당하는 미생물, 황토, 왕겨를 첨가하고, 덮개를 덮어서 발효조 내부를 밀폐하고, 발효조 가열부(126)를 동작시켜 발효조 내부를 최적의 혐기발효 분위기로 조성하되, 이러한 분위기를 36 내지 60 시간 동안, 바람직하게는 48 시간 동안 유지함으로써, 돈분 내의 소화되지 않은 물질이 분해될 수 있도록 한다. In this structure, the integrated control means (150) puts manure into the fermentation tank (121), adds corresponding microorganisms, yellow soil, and rice husk, covers the tank to seal the inside of the fermentation tank, and operates the fermentation tank heating unit (126) to create an optimal anaerobic fermentation atmosphere inside the fermentation tank, and maintains this atmosphere for 36 to 60 hours, preferably 48 hours, thereby allowing undigested substances in the manure to be decomposed.
발효 단계에서, 통합 제어 수단(150)은, 발효 온도 및 밀폐 조건을 시간에 따라 최적의 조건으로 변경함으로써, 신속하게 최대의 발효가 이루어질 수 있도록 할 수 있다. In the fermentation stage, the integrated control means (150) can quickly achieve maximum fermentation by changing the fermentation temperature and sealing conditions to optimal conditions over time.
한편, 발효조(121)에 부재료를 첨가할 때에는, 발효조(121)에 돈분을 투입할 때, 투입되고 있는 돈분에 부재료를 분사함으로써, 돈분과 부재료가 투입과 동시에 저절로 섞이게끔 할 수 있으며, 다른 방식으로는, 추가적인 교반 수단을 이용하여 돈분과 부재료를 물리적으로 교반할 수도 있을 것이다. Meanwhile, when adding auxiliary materials to the fermentation tank (121), the auxiliary materials can be sprayed onto the pig manure being added when putting the pig manure into the fermentation tank (121), so that the pig manure and auxiliary materials are automatically mixed at the same time as they are put in. Alternatively, the pig manure and auxiliary materials can be physically mixed using an additional stirring means.
미리결정된 시간 동안의 발효 단계를 거친 돈분은, 악취가 제거되었고 유해 세균과 독성 물질이 제거된 상태이지만, 발효 유산균이 증식한 상태이다. 이러한 상태의 돈분은, 고온 가열에 의해서 건조시킴과 동시에 잔류하는 세균을 모두 사멸시키고, 건조된 돈분을 압착하여 임의 형태로 성형하는 건조 장치(130)에 제공된다. The pig manure that has gone through a fermentation stage for a predetermined period of time is in a state where the foul odor is removed and harmful bacteria and toxic substances are removed, but fermented lactic acid bacteria have multiplied. The pig manure in this state is provided to a drying device (130) that dries the pig manure by high-temperature heating, kills all remaining bacteria, and presses and forms the dried pig manure into an arbitrary shape.
건조 장치(130)는, 실린더(131), 실린더 가열부(134), 피스톤(132)을 구비할 수 있다. The drying device (130) may be equipped with a cylinder (131), a cylinder heating unit (134), and a piston (132).
발효를 마친 돈분은 미리정해진 분량씩 실린더(131)에 투입될 수 있다. The fermented pig manure can be fed into the cylinder (131) in predetermined amounts.
실린더 가열부(134)는 실린더(131)를 가열하여 실린더(131)에 투입된 돈분을 가열한다. 실린더 가열부(134)는, 실린더(131) 또는 실린더 내부의 돈분을 100~200℃ 정도의 고온, 바람직하게는 120℃의 온도로 가열한다.The cylinder heating unit (134) heats the cylinder (131) to heat the manure put into the cylinder (131). The cylinder heating unit (134) heats the manure in the cylinder (131) or inside the cylinder to a high temperature of about 100 to 200°C, preferably 120°C.
한편, 고온으로 가열된 돈분에서 증발되어 발생하는 수증기가 실린더 외부로 배출될 수 있도록, 실린더(131)에는 하나 이상의 미세 구멍이 형성될 수 있다. Meanwhile, one or more microscopic holes may be formed in the cylinder (131) so that water vapor generated by evaporation from the heated money at a high temperature can be discharged outside the cylinder.
피스톤(132)은, 실린더 내에서 가열되어 건조되는 돈분을 압착한다. 피스톤(132)이 돈분을 압착함으로써, 돈분이 실린더(131) 내부 형상으로 성형 및 고형화된다. The piston (132) compresses the powder that is heated and dried inside the cylinder. As the piston (132) compresses the powder, the powder is formed and solidified into the shape inside the cylinder (131).
실린더 가열부(134)의 가열 동작 및 피스톤(132)의 압착 동작은 통합 제어 수단(150)에 의해서 제어될 수 있다. The heating operation of the cylinder heating unit (134) and the compression operation of the piston (132) can be controlled by the integrated control means (150).
한편, 추가의 실시예에서, 발효 장치(120)에서 발효가 완료된 돈분에 대하여 HOCL을 분사하는 분사 수단이 제공될 수 있다. 이러한 분사 수단에 의해 분사된 HOCL에 의해서, 발효 단계에서 발생한 악취 물질이 다시 한 번 제거됨으로써, 이후의 가열 단계에서 수분 증발시 발생하는 악취 및 고형화된 돈분에서 발생하는 악취를 방지할 수 있게 된다. Meanwhile, in an additional embodiment, a spraying means for spraying HOCL on the pig manure that has completed fermentation in the fermentation device (120) may be provided. By the HOCL sprayed by this spraying means, the odorous substance generated in the fermentation stage is removed once again, thereby preventing the odor generated when moisture evaporates in the subsequent heating stage and the odor generated from the solidified pig manure.
한편, 본 발명에 따른 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 시스템은, 고형화된 돈분에 대하여 자외선을 조사하기 위한 자외선 조사부(137)와 HOCL을 분사하기 위한 HOCL 분사부(138)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, a system for manufacturing animal feed using manure according to the present invention may further include an ultraviolet irradiation unit (137) for irradiating ultraviolet rays to solidified manure and a HOCL spraying unit (138) for spraying HOCL.
건조 및 고형화가 완료된 돈분은, 예를 들면, 긴 원통 봉형일 수 있다. 이러한 봉형 돈분을 롤러 방식의 이송 수단으로 이송하게 되면, 봉형 돈분이 회전하면서 이송될 수 있다. 여기에 자외선을 조사하고 HOCL을 분사하게 되면, 봉형 돈분의 둘레에 골고루 자외선과 HOCL이 도달할 수 있게 된다. The finished dried and solidified manure can be, for example, a long cylindrical rod. If this rod-shaped manure is transported by a roller-type transport means, the rod-shaped manure can be transported while rotating. If ultraviolet rays are irradiated here and HOCL is sprayed, the ultraviolet rays and HOCL can reach the circumference of the rod-shaped manure evenly.
봉형 돈분은, 임시로 저장된 후에 실제 필요한 곳으로 운반될 것인데, 자외선과 HOCL로 표면을 처리함으로써, 저장하는 동안 또는 운반하는 동안의 미생물 번식을 최소화하여 부패를 억제할 수 있다.The pellets will be transported to where they are actually needed after being temporarily stored. By treating the surface with ultraviolet rays and HOCL, microbial growth during storage or transport can be minimized, thereby inhibiting spoilage.
Claims (13)
수거된 상기 돈분이 저장되는 교반조;
상기 교반조의 내부에서 회전하여 상기 돈분과 HOCl을 교반하는 교반부;
상기 교반부를 회전시키는 구동부;
상기 돈분과 교반될 HOCl을 공급하는 HOCl 공급부; 그리고
HOCl 공급부로부터 공급되는 HOCl을 상기 교반조의 내부로 토출하도록 구성된 토출부를 포함하는 교반 장치;
교반된 돈분을 발효시키기 위한 발효 장치로서:
상기 교반 장치에서 HOCl과의 교반 동작이 완료된 돈분을 제공받아 저장하기 위한 발효조;
상기 발효조 내부의 상기 돈분에 황토, 왕겨 및 발효미생물을 첨가하는 부재료 첨가부;
상기 발효조를 밀폐하기 위한 덮개부; 그리고
상기 발효조의 내부의 온도를 상승시키고 유지시키기 위한 발효조 가열부를 포함하는 발효 장치;
발효된 돈분을 건조시키는 건조 장치로서:
상기 발효 장치에서 발효가 완료된 상기 돈분이 투입되도록 구성되며, 내부에서 발생하는 수증기를 외부로 배출하기 위한 하나 이상의 미세 구멍이 형성되고, 압착되어 외부로 밀어내지는 돈분을 원통 봉형으로 성형하도록 구성된 실린더;
상기 실린더 내부의 돈분을 100~200℃의 온도로 가열하기 위한 실린더 가열부;
상기 실린더에 투입된 상기 돈분을 압착하여 상기 실린더의 외부로 밀어냄으로써, 상기 돈분이 상기 실린더 내부에서 가열되어 건조되고 및 원통 봉형으로 성형되고 고형화되게 하는 피스톤;
원통 봉형으로 성형된 상기 돈분에, 살균용 자외선(UV)을 조사하기 위한 자외선조사부; 그리고
원통 봉형으로 성형된 상기 돈분에, HOCl을 분사하도록 구성된 HOCl 분사부를 포함하는 건조 장치; 및
상기 교반 장치, 상기 발효 장치, 및 상기 건조 장치의 동작을 제어하는 통합 제어 수단으로서:
상기 교반조에 저장되는 상기 돈분의 양에 대응하여 주입할 HOCl의 양을 상기 교반조 내에서 상기 돈분과 혼합되었을 때에 유효 염소의 농도가 100ppm 이상을 유지할 수 있는 정도가 되도록 결정하고, 결정된 용량의 HOCl을 공급하도록 상기 HOCl 공급부를 제어하고, 상기 교반조 내부의 상기 돈분의 내부에 침지된 상기 교반부를 회전시키도록 상기 구동부를 동작시키고,
상기 교반 장치에 의해 교반된 후 상기 발효조에 저장된 상기 돈분에, 상기 돈분의 중량의 1~10%의 황토 및 1~10%의 왕겨를 투입하도록 그리고 미리결정된 양의 발효미생물을 첨가하도록, 상기 부재료 첨가부의 동작을 제어하고,
상기 발효조의 내부를 혐기발효 분위기를 유지하는 소정의 온도로 36 내지 60 시간 동안 유지시키도록 상기 발효조 가열부의 가열량을 제어하고,
상기 발효 장치에 의해 발효된 상기 돈분이 상기 실린더에 투입되는 투입량을 제어하고, 상기 돈분을 건조시키기 위해 상기 실린더 가열부의 가열동작을 제어하고, 상기 건조된 돈분을 원통 봉형으로 성형되어 고형화하도록 밀어내기 위해 상기 피스톤의 압착동작을 제어하고, 그리고
성형된 상기 돈분을 살균하기 위해 상기 자외선조사부와 상기 HOCl 분사부의 동작을 제어하는 통합 제어 수단을 포함하는, 돈분을 이용하여 동물용 사료를 제조하는 시스템.
A stirring device for adding HOCl (slightly acidic hypochlorous acid) to pig manure collected from a pigsty and stirring it:
A stirring tank in which the collected money is stored;
A stirring unit that rotates inside the stirring tank to stir the powder and HOCl;
A driving unit that rotates the above stirring unit;
A HOCl supply unit for supplying HOCl to be mixed with the above-mentioned money powder; and
A stirring device including a discharge unit configured to discharge HOCl supplied from a HOCl supply unit into the interior of the stirring tank;
A fermentation device for fermenting stirred manure:
A fermentation tank for receiving and storing the manure after the stirring operation with HOCl is completed in the above stirring device;
A material addition unit for adding yellow soil, rice husk and fermentation microorganisms to the pig manure inside the fermentation tank;
A cover for sealing the above fermentation tank; and
A fermentation device including a fermentation tank heating unit for raising and maintaining the temperature inside the fermentation tank;
A drying device for drying fermented pig manure:
A cylinder configured to receive the fermented pig manure in the fermentation device, and having one or more microscopic holes formed therein to discharge steam generated inside to the outside, and configured to form the pig manure that is compressed and pushed out to the outside into a cylindrical shape;
A cylinder heating unit for heating the powder inside the cylinder to a temperature of 100 to 200°C;
A piston that compresses the powder introduced into the cylinder and pushes it out of the cylinder, thereby causing the powder to be heated and dried inside the cylinder and formed into a cylindrical rod shape and solidified;
In the above money molded into a cylindrical shape, an ultraviolet irradiation section for irradiating ultraviolet (UV) rays for sterilization; and
A drying device including a HOCl spraying unit configured to spray HOCl onto the money powder formed into a cylindrical shape; and
As an integrated control means for controlling the operations of the above stirring device, the above fermentation device, and the above drying device:
The amount of HOCl to be injected corresponding to the amount of the pig manure stored in the stirring tank is determined so that the concentration of effective chlorine can be maintained at 100 ppm or more when mixed with the pig manure in the stirring tank, the HOCl supply unit is controlled to supply the determined amount of HOCl, and the driving unit is operated to rotate the stirring unit immersed in the pig manure inside the stirring tank.
The operation of the auxiliary material adding unit is controlled to add 1 to 10% of the weight of the pig manure and 1 to 10% of the rice husk to the pig manure stored in the fermentation tank after stirring by the stirring device, and to add a predetermined amount of fermentation microorganism.
The heating amount of the fermentation tank heating unit is controlled so as to maintain the inside of the fermentation tank at a predetermined temperature for maintaining an anaerobic fermentation atmosphere for 36 to 60 hours,
Controlling the amount of the pig manure fermented by the fermentation device fed into the cylinder, controlling the heating operation of the cylinder heating unit to dry the pig manure, and controlling the pressing operation of the piston to push out the dried pig manure so that it is formed into a cylindrical rod shape and solidified, and
A system for manufacturing animal feed using pig manure, comprising an integrated control means for controlling the operations of the ultraviolet irradiation unit and the HOCl spray unit to sterilize the formed pig manure.
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