• 제목/요약/키워드: VFA 생산

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양돈농가의 돈분뇨 액비화 처리 우수사례 실태조사 (A Case Study on the Effective Liquid Manure Treatment System in Pig Farms)

  • 김수량;전상준;홍인기;김동균;이명규
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.99-110
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    • 2012
  • 본 연구에서 조사된 일부 선도적인 양돈농가에서는 설치 운영하는 호기적 액상발효 공정은 대부분의 농가가 공정별 설계인자 및 물리 화학적인 성분변화의 특성보다는 경험적인 운영을 토대로 액비를 생산하고 있는 것을 알 수 있었다. 김 등의 조사연구에 따르면 가축분뇨의 발생단계인 분뇨수거방식은 현재 국내 돈사의 70% 이상이 슬러리 형태로 분뇨가 배출되고 있는 것으로 보고되고 있다. 양돈분뇨의 수거방식과 배출형태가 대부분 슬러리라는 사실은 양돈분뇨의 적정처리에 의한 환경오염 차단과 자원화 이용과정에 적용될 각종 공법 및 시스템 적용이 돈사 슬러리부터 집중 관리해야 함을 시사한다. 이처럼 가축분뇨 액비화의 적정처리에 있어서는 발생단계 뿐만 아니라 액비가 토양에 환원되기 직전까지의 모든 과정이 전반적으로 고려되어야 한다. 본 연구의 조사대상 농가의 가축분뇨 액비화 운영에 있어서 핵심적으로 구분 할 수 있는 단계를 주요사항 별로 구분하여 Table 8에 나타내었다. 가축분뇨 액비화 처리에 있어서 고액분리 단계의 경우 고액분리 방식과 효율에 따라 BOD (생물학적산소요구량), COD (화학적산소요구량), VFA (휘발성지방산) 등의 제거율의 차이가 있는 것으로 보고되고 있으며, 이는 후단공정 즉 주발효조에서의 공기주입량의 산정, 공기공급방식, 발효기간 및 2차 발효 등 운영방식 결정에 주요한 요인이 될 수 있다. 이와 같이 액비가 생산되어 토양에 환원되기까지의 과정은 각각의 주요한 요소들이 유기적으로 연계되어 있으며, 농가 현장을 방문조사하고, 생산되는 액비를 비교 분석한 결과 액비화 공정에 있어서 필수적인 핵심적 단계를 도출 할 수 있었다. 이에 대한 주요내용은 다음과 같다. 1. 돈사 슬러리 관리 단계 돈사 슬러리는 혐기부패를 최대한 방지하며, 주요 악취물질인 $H_2S$, $NH_4$, VFAs의 생성을 억제하여야 한다. 돈사환경을 개선하기 위한 방법으로서는 부숙이 완전히 완료되어 유용미생물이 활성화된 액비를 돈사 세척수로 이용하거나, 슬러리 피트에 일부 투입하여 단순 저장일수를 처리일수로의 개념적 전환이 필요하다. 2. 고액분리 단계 일반적으로 BOD의 주요원인인 고농도의 유기물질은 대부분 분뇨의 고형성분에 포함되어 있기 때문에 물리적 처리공정인 고액분리 단계에서 최대한으로 제거하여 후단공정인 주발효조의 부하를 최소화 시킨다. 3. 발효처리-공기공급 단계 축산농가 마다 사료의 종류나 관리방법 등이 각기 다르므로 배출되는 슬러리의 성상을 파악하여 물질수지와 처리일수에 기초한 발효조 용량과 공기주입량의 산정이 필요하다. 또한 공기확산 및 막힘현상을 고려한 자동제어 장치나 발효조의 상태를 감시 제어하기 위한 인자로서 pH 및 산화환원전위 등을 실시간으로 모니터링 하는 것이 중요하다. 4. 발효처리-미생물, 반송 단계 일반점검 (온도, pH, 용존산소, 산화환원전위, 전기전도도 등)과 정밀점검 (BOD, COD, VFAs, SS, N, P 등)의 주기적인 점검을 통하여 미생물 생장에 알맞은 유입농도와 반송량을 결정하고 농가환경에 맞는 발효조 운전방식을 확립 할 필요가 있다. 5. 후숙처리-최종액비 단계 후숙조에서는 공기과잉 투입으로 인한 질소성분의 손실을 방지하고, 유용미생물을 이용하여 토양환원에 적합한 액비를 제조한다. 가스발생에 의한 작물생육 피해를 방지할 수 있는 액비 안정화 운전기술을 확립하고, 살포시기를 대응하여 액비의 유 출입을 집중적으로 관리한다. 6. 액비유통센터 연계-농지환원 단계 제조된 액비는 액비유통센터에 위탁하여 살포하는 체계를 확립하고, 악취 민원의 발생을 최대한 억제한다. 액비유통센터는 철저한 년 중 살포프로그램을 운영하여 원활한 살포조직 체제를 구성하는 것이 중요하다. 축산농가에서 가축분뇨 관리방법은 축사의 입지, 주변 환경 및 각종 환경규제 등 여러가지 여건에 따라 각기 다르며, 다수의 축산농가가 특정한 처리방법을 동일하게 적용하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서 분석된 각 농가의 액비 성상 등은 여러 가지 환경적 요소가 복합적으로 작용하고 있으며, 조사농가 중 일부는 발효과정 중에 있는 액비를 채취하였으므로, 분석결과를 해석하여 가축분뇨 운영관리를 총체적으로 판단하는 것은 다소 무리가 있다. 추후에는 각 공정에 대해 유입되는 슬러리원수에서부터 처리가 완료되는 단계까지의 과정을 일괄적으로 분석하여, 유입 유출농도, 수리학적 체류시간 등 공학적 요소 및 이에 따른 경제성 평가 등을 세밀하게 연구할 필요성이 있다. 이밖에도 가축분뇨의 중요한 관리부분인 병원성미생물과 관련된 위해성 분분을 고려하지 않을 수 없다. 가축분뇨에는 인간에게 직접적인 영향을 미칠 수 있는 Escherichia coli, Campylobacter, salmonella, Listeria 등 다양한 병원성 세균이 발견된다. 최근 전국적으로 발생된 구제역 사태는 우리나라 축산업 자체에 큰 타격을 주었을 뿐만 아니라, 사회 경제적으로도 막대한 손실을 가져왔다. 이 사건을 계기로 국내 축산기반의 전면적 재정비가 불가피하게 되었음은 물론 가축 분뇨에서 유래한 병원성 미생물 및 바이러스 등의 근원적 대처방법 개선과 가축분뇨의 위생적 처리에 대한 안전관리가 시급한 현안이 되었다. 따라서 안전한 경축순환의 액비유통 관리 체계 구축을 위해서는 병원성 미생물, 바이러스 등과 같은 위해요소를 억제 할 수 있는 액비화 처리기술의 표준화 공정 개발 또한 필요하다.

하수처리장에서 발생하는 고농축 잉여슬러지의 열적가용화 특성에 관한 연구 (A Study on the Thermal Solubilization Characteristics of Highly Thickened Excess Sludge in Municipal Wastewater Treatment Plant)

  • 김은혁;박명수;구슬기
    • 유기물자원화
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    • 제30권4호
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    • pp.5-13
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    • 2022
  • 현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH4+-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

비지박 및 맥주박을 이용한 알코올 발효사료의 반추위내 발효특성 및 건물 분해율에 미치는 영향 (The Effect of Alcohol Fermented Feedstuff Made of Byproducts on Fermentation Characteristics and Dry Matter Disappearance in the Rumen)

  • 신종서;임광철;김병완
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.49-60
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    • 2008
  • 본 실험은 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료 처리가 반추위내 발효특성 및 건물 분해율에 미치는 영향을 검토하기 위하여 실시하였다. 공시동물은 반추위 cannula가 장착된 한우에 비지박 알코올 발효사료(AFS) 및 맥주박 알코올 발효사료(AFB)를 급여한 후 시간별(0, 2, 4, 6, 8 및 12시간) 반추위내에서 알코올 함량, pH 변화, ammonia 함량, 휘발성지방산 함량 및 건물 분해율을 조사하였다. 시험구 처리는 대조구와 비지박(DM 20%)과 시판중인 배합사료(DM 87%)를 각각 50:50의 비율로 혼합하고 당밀 5%, yeast 0.5%를 첨가한 후 30C에서 24시간 혐기적으로 배양한 AFS구 및 맥주박(DM 25%), 비지박(DM 20%), 옥분 및 시판중인 배합사료를 각각 25:25:25:25의 비율로 혼합하고 당밀 5%, yeast 0.5을 첨가한 후 제조한 AFB로 나누어 실시하였다. 반추위내 ammonia 농도는 배양 2시간에 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료 처리구들이 대조구에 비해 현저히 높았으나 배양 6시간에는 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료급여구들이 대조구 보다 유의적으로 낮은 결과를 보였다(p<0.05). 반추위내 pH는 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료처리구들이 대조구보다 현저하게 낮게 나타났으며(p<0.05), 배양시간이 경과하면서 점차 대조구와 유사한 결과를 보였다. 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료 처리구들의 반추위내 알코올 농도는 반추위내 배양 4시간에 대조구에 비해 현저히 높게 나타났으며(p<0.05), 배양 6시간에는 대조구와 알코올 발효사료 처리구간에 유사한 결과를 보였다. 반추위내 총휘발성지방산 함량은 반추위내 배양초기(2시간)에 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료처리구와 대조구간에 유사한 경향을 보였으나 배양시간이 경과함에 따라 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료처리구들이 대조구보다 유의적으로 감소하는 결과로 나타났다(p<0.05). 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료 처리구의 가용성건물 함량은(S) 대조구에 비해 낮은 결과를 보였으나(p<0.05), 반추위내 분해성 부분은(D) 비지박 및 맥주박 알코올 발효사료 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.05). 이상의 결과로 볼때 산업부산물인 비지박과 맥주박을 이용하여 알코올 발효사료를 제조하면 가축의 생산성을 향상시킬 수 있는 사료자원의 가능성이 있음을 알 수 있었다.

Fibrolytic Enzyme 첨가가 반추위 발효 성상 및 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향 (Effects of Fibrolytic Enzyme Addition on Ruminal Fermentation, Milk Yield and Milk Composition of Dairy Cows)

  • 안종호;김연정;김현진
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권1호
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    • pp.131-142
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    • 2003
  • 본 연구는 유우의 생산성 향상을 위하여 유우 사료에 fibrolytic enzyme을 첨가하여 반추위내 발효 성상과 비유중인 젖소의 생산성에 미치는 영향을 평가하였다. 본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. In vitro 실험을 통하여 NDF 함량 수준이 다른 TMR 사료에 fibrolytic enzyme을 3가지 수준(0, 0.05, 0.1%)으로 달리하여 첨가하였을 때 나타난 NDF 소화율은 효소 첨가시 다소 증가하는 경향을 보였으며 NDF 수준별로는 NDF 38 및 43% 수준보다 NDF 34% 수준에서 NDF 소화율이 낮은 경향을 나타내었는데 이는 본 시험 사료의 조성 성분으로 보아 NDF 성분 구성상 hemicellulose 함량이 높아 이 점이 반추위내 NDF 소화율에 영향을 주었다고 사료된다. 반추위액의 pH는 fibrolytic enzyme의 첨가 수준에 의한 영향보다는 NDF 수준에 의해 영향을 더 받은 것으로 나타났으며(P<0.001) NH3-N 생성도 전체적으로 fibrolytic enzyme 첨가에 따른 효과가 나타나지 않았다. Acetic acid의 생성량은 NDF 수준에 의해 유의한 영향을 받았으나 (P<0.05) propionic acid의 생성량은 처리구간에 큰 차이를 나타내지 않았다. Acetic acid와 propionic acid 생성량 모두 효소 첨가에 의한 영향은 유의하게 나타나지 않았고 A/P ratio는 NDF 34% 수준의 fibrolytic enzyme 첨가구에서 무첨가구에 비해 다소 높은 경향을 나타내었다. CMCase의 효소 활성은 NDF 34 및 43% 수준에서 fibrolytic enzyme 첨가구(0.05, 0.1%)가 무첨가구에 비해 높은 효소 활성을 보였다. Xylanase의 효소 활성은 배양 개시 후 0시간대부터 12시간대까지는 효소 활성이 완만히 감소하였고 24시간 이후부터는 급격히 감소하였다. In vivo 실험을 이용하여 fibrolytic enzyme 첨가에 따른 착유우의 생산성 변화 결과는 다음과 같다. Fibrolytic enzyme 첨가에 의한 산유량은 enzyme 첨가구와 무첨가구에서 각각 25.80 및 23.90kg/d로서 enzyme 첨가구에서 약 8% (1.90kg/d) 증가하는 결과를 나타내었다. 유지방 및 유단백 함량의 경우는 fibrolytic enzyme 첨가구와 무첨가구간 차이가 없었으나 일일 생산량으로 환산하여 평가하면 enzyme 첨가시 유성분 생산량이 유의하게 증가하는 결과를 보였다 (P<0.01). 이상의 결과들로 볼 때, in vitro 실험의 경우 fibrolytic enzyme 첨가시 반추위내 발효성상에 명확한 변화를 보여주지 못했지만 enzyme 첨가에 따라 전반적으로 NDF 소화율이 다소나마 증가하는 경향을 보였다. In vivo 실험 결과를 종합하면 착유우 사료에 fibrolytic enzyme을 첨가시 유성분의 변화보다 유량의 증가 효과가 나타났으며 이는, 사료섭취량을 제한한 본 실험의 특성상, 사료섭취량 증진 효과가 아니라 체내 영양소 이용성 증진에 따르는 효과라고 판단되었다. 반추동물의 생산성 향상을 위한 방안으로서 fibrolytic enzyme 이용 효과는 연구자에 따라 다양한 결과를 나타내므로 효소의 적용 방법에 대한 연구가 더 필요하다고 사료된다.

Condensed Molasses Solubles(CMS) / 당밀 혼합물이 반추위 미생물 단백질 합성량에 미치는 영향 (The Effects of Condensed Molasses Solubles(CMS) / Molasses Mixtures on Ruminal Microbial Protein Synthesis)

  • 여준모;정석근;김현섭;안병석;김창현;신형태
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권1호
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    • pp.61-68
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    • 2004
  • 본 연구는 monosodium glutamate의 생산 후 발생되는 부산물인 condensed molasses solubles(CMS)가 반추가축의 질소 공급원으로서 반추위 미생물 단백질 합성에 미치는 효과를 조사하기 위하여 수행하였다. 반추위 canulae가 부착된 4마리의 비착유소를 4 ${\times}$ 4 라틴 방각법에 적용하여 실험을 수행하였으며, 4개의 처리구는 다음과 같다. (1) 기초사료(앞착된 보리 3kg/일과 보리짚의 자유채식), (2) 기초사료에 당밀 200g/일 그리고 물 300g/일 첨가, (3) 기초사료에 당밀 200g/일, CMS 100g/일 그리고 물 200g/일 첨가 (4) 기초 사료에 당밀 200g/일, CMS 200g/일, 그리고 물 100g/일 첨가. CMS의 첨가수준에 따른 반추위내 발효양상은 처리구간에 유의적인 차이가 없었으나, CMS를 200g/일을 첨가한 처리구가 다른 처리구들에 비해 반추위내 미생물 단백질 합성량의 표시로서 이용된 allantoin/creatinine의 비율을 증가시키는 경향이 나타났다(P < 0.10).

음식물류 폐기물 처리를 위한 준 회분식 액순환 건식 혐기성 소화법에 대한 기초연구 (Preliminary Study of Semi-continuous Liquid Recirculating Anaerobic Digestion for Source Separated Food Waste)

  • 조찬휘;이병희
    • 유기물자원화
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    • 제23권2호
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    • pp.28-35
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    • 2015
  • 본 연구에서는 학교 식당에서 배출되는 음식물류 폐기물을 준 회분식 액순환 건식 혐기성 소화를 이용해서 메탄가스를 생산하였다. 두 시스템이 운전되었는데, 각 시스템은 생물반응조와 액 저장조로 구성되었다. 각 생물반응조 바닥은 스크린이 설치되어 있어 2.5L의 분리된 액체는 액 저장조로 30분 동안 이송되고 이송이 끝나자마자 이송된 액은 반응조 상부로 투입된다. 이 같은 순환은 고농도의 VFAs를 가지는 액체를 반응조 상부로 공급하는 역할을 한다. 실험 초기에는 음식물류 폐기물/식종 미생물의 부피 비는 2:8이고 이는 9g VS/L의 유기물 부하로 나타낼 수 있다. 음식물류 폐기물 투입은 2주에 한번이었고, 평균 수분, 휘발물질, 회성분은 각각 65.91%, 32.73%과 1.36%로 파악되었다. 두 개의 고형물 부하가 연구되었는데, 각각 3.51g VS/d (System A)와 3.86g VS/d(System B)이다. 음식물류 폐기물 당 메탄 발생량은 각각 $6.30m^3CH_4/kgVS{\cdot}d$(System A)와 $4.94m^3CH_4/kgVS{\cdot}d$(System B)이다.

활성탄 및 목탄의 첨가가 산양의 영양소 이용율 및 반추위내 발효성상에 미치는 영향 (Effects of Activated Carbon and Charcoal on the Nutrients Utilization and Ruminal Fermentation Characteristics in Goat)

  • 차상우;이수기
    • 농업과학연구
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    • 제32권2호
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    • pp.197-203
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    • 2005
  • 본 시험은 활성탄 및 목탄의 첨가가 사료의 소화율, 반추위내 pH 발효성상에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 한국재래산양에 대한 급여 실험을 실시하였는데, 활성탄과 목탄의 첨가수준은 1.0% 수준이었으며, 조사료/농후사료 비율은 오차드그래스 건초와 농후사료를 2:8로 하였다. 시험에 공시된 동물은 대사케이지에 수용하여 매일 09시에 사료를 급여하였다. 시험 결과를 요약하면 건물 소화율은 활성탄 및 목탄 첨가구가 무첨가구에 비하여 유의한 결과는 아니었지만 높은 경향을 보였다. 그리고 단백질의 소화율은 활성탄 및 목탄 첨가구가 무첨가구에 비하여 유의하게 높은 결과(p<0.05)를 나타내었다. 그러나 조지방, NDF, ADF 및 hemicellulose의 소화율은 유의한 증가를 나타내지 않았다. 활성탄구와 목탄구 사이에도 유의한 차이를 나타내지 않았다. pH와 반추위내 암모니아의 농도는 활성탄구와 목탄구가 무첨가구보다 다소 높은 경향을 보였으며, 총VFA 농도는 무첨가구에서 유의하게 높게 나타났다. 그리고 $C_2/C_3$ 비율을 보면 활성탄구는 무처리구에 비하여 유의하게 낮은 결과(p<0.05)를 나타내었고, 목탄구도 무처리구보다는 낮은 결과였으나 유의성은 인정되지 않았다. 위 결과에서 보듯이 활성탄은 가축의 생산성 향상에 유리한 조건을 제공하는 경향이 있다고 보여진다. 그러나 이미 보고된 바와 같이 시험 조건에 따라 상반되는 결과를 보이기도 한다. 이것이 외부 환경요인이 사료처리 영향을 압도하는 것인지, 또는 어느 제한된 조건하에서만 활성탄의 영향이 발현되는가에 대하여 추가연구가 요구된다고 하겠다. 그리고 여기에 대한 경제성 여부도 검토되어져야 할 것으로 사료된다.

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사료에 대한 활성탄의 첨가가 in vitro 시험시의 발효성상 및 영양소 소실율에 미치는 영향 (Effects of Activated Charcoal on in vitro Ruminal Fermentation Characteristics and Nutrient Disappearances)

  • 이봉덕;이수기;이기동
    • 농업과학연구
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    • 제26권2호
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    • pp.25-32
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    • 1999
  • 본 시험음 활성탄의 첨가가 사료의 반추위내 발효성상 건물 및 영양소 소실율 반추위내 가스 생산량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 in vitro 조건에서 실시되었다. 활성탄의 첨가수준은 0.00 0.25 0.50 %의 3수준이었으며, 사료의 조농비율은 볏짚과 농후사료 비율을 8:2 6:4 4:6 및 2:8로 하였다. 그리고 처리간 유의성은 5% 수준에서 검정하였다. 시험 결과를 요약하면, 위액의 pH는 활성탄의 첨가 비율이 높아질수록 높아지는 경향을 나타냈으나 유의성은 인정되지 않았으며, 사료의 조농비율에 따른 영향은 8:2구가 다른 처리구보다 유의하게 높았다. 그리고 VFA molar %는 활성탄 첨가에 의하여 유의한 결과는 아니지만 $C_2$는 감소되고 $C_3$는 증가되는 경향을 나타냈다. 또한 조사료비율이 증가될 수록 전술의 결과와는 상반된 현상을 보였다. $C_2/C_3$ 비율도 활성탄의 첨가와 농후사료 비율의 증가에 의하여 감소되는 경향을 나타냈다. 건물 및 영양소 소실율에 있어서는 활성탄 첨가에 의하여 건물 조단백질 NDF ADF hemicellulose의 소실율이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 조지방의 소실율은 일정한 경향을 나타내지 않았다. 조농비율에 의한 영향에 있어서는 농후사료의 비율이 증가할 수록 건물 및 영양소의 소실율이 유의하게 증가하였다. 그리고 반추위내 가스 생산량에 있어서는 활성탄 0.5% 첨가구가 0.25% 및 0.00%구에 비하여 감소하는 경향이었고, 조사료의 비율이 높을수록 많아지는 경향이었다. 위 결과에서 보듯이 활성탄은 가축의 생산성 향상에 유리한 조건을 제공하는 경향이 있지만, 이것을 좀 더 명확히 밝히기 위해서는 활성탄의 흡착능력 위내의 세균총에 대한 연구 및 많은 생체실험도 병행되어야 할 것으로 생각된다.

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생물전기화학혐기소화조를 이용한 바이오가스생산에서 폐활성슬러지 혼합비의 영향 (Effect of Waste Activated Sludge Mixing Ratio on the Biogas Production in Bioelectrochemical Anaerobic Digestion)

  • 정재우;이명은;서선철;안용태
    • 유기물자원화
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    • 제26권4호
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    • pp.53-61
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    • 2018
  • 혐기성소화(AD)는 폐활성슬러지의 유기물함량을 바이오가스로 전환할 수 있는 가장 널리 이용되는 공정 중 하나이다. 그러나 현재 전통적인 혐기성소화에 의한 실제 메탄수율은 이론적인 최대 메탄수율에 미치지 못하기 때문에 메탄수율을 높일 수 있는 방안의 지속적인 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 폐활성슬러지로부터 메탄수율을 높이기 위해 생물전기화학 혐기성소화조를 이용하여 혐기성소화슬러지와 생슬러지의 혼합비율(3:7, 5:5)에 따른 메탄수율 및 유기물제거 효율에 미치는 영향에 관하였다. 그 결과 생물전기화학 혐기성소화 슬러지의 혼합비가 3:7과 비교하여 5:5일 때 가장 높은 메탄수율 294.2 mL $CH_4/L$(0.63배 증가)과 52.5%(7.5% 증가)로 유기물제거효율을 가지는 것으로 나타났으며 pH, 알칼리도와 VFAs의 농도도 안정적으로 유지되었다. 이러한 결과는 혐기성소화 슬러지의 혼합비의 증가는 생물전기화학 혐기성소화조의 안정적인 성능유지를 위해 효과적인 것으로 나타났다.

청보리 및 호밀 Silage를 이용한 거세한우 비육중기용 TMR의 소 체내 이용성 조사 (Estimation of Availability of Whole Crop Barley and Rye Silage TMR in the Cattle)

  • ;김광림;김종규;오영균;이상철;송만강
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.343-354
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    • 2010
  • 본 연구는 국내에서 생산된 주요 동계 사료 작물인 청보리 및 호밀 사일리지를 이용하여 거세 한우의 비육 중기용으로 조제된 TMR의 소 체내 이용성을 배합사료 및 볏짚으로 구성된 관행 사료와 비교하고자 반추위 누관이 장착된 소 3두를 이용하여 3 $\times$ 3 Latin square design 방법으로 실시되었다. 관행사료 급여구(대조구)에는 1일 두당 7kg (비육 중기용 배합 사료 5.6kg 및 볏짚 1.4kg, 건물 기준)을, 그리고 청보리 사일리지 TMR구(BS-TMR) 및 호밀 사일리지 TMR구(RS-TMR)에는 1일 두당 8kg (건물 기준)을 각각 동일한 양으로 2등분하여 2회(08:00 및 18:00)에 걸쳐 급여하였다. 두 종류의 사일리지 TMR 모두에 각각 기타 원료사료와 사일리지를 80:20의 비율(급여상태 기준)로 혼합하여 조제하였다. 반추위액의 pH는 전체 채취시간에 걸쳐 시험사료간 유의적인 차이는 없었지만 대조구 사료에 비하여 사일리지 TMR 급여구에서 다소 높은 경향을 보였으며, 암모니아 농도 역시 처리간 차이가 없었으나 사료 급여 후 3시간부터 청보리 사일리지를 급여한 소의 반추위액에서 다소 낮은 경향을 보였다. 반추위액의 총 VFA 농도는 사료 급여 후 6시간 까지 다른 처리구에 비하여 호밀사일리지 TMR (RS-TMR)을 급여한 처리구에서 상대적으로 높았다. 반추위액의 acetate의 조성 비율은 반추위액의 모든 채취시간에 걸쳐 TMR을 급여한 처리구에서 높은 경향을 보였으며, 대조구인 관행사료 급여에 비하여 TMR 사료 급여 직전(P<0.005) 및 급여 후 9시간(p<0.048)에서 현저히 높은 비율을 보였다. Propionate 조성 비율의 경우 사료 급여 후 1시간에 대조구 사료에 비하여 사일리지 TMR을 섭취한 소에서 높은(p<0.046) 반면 butyrate 조성 비율은 대조구에서 다소 높은 경향을 보였으며, 사료급여 1시간 후에 TMR 사료 급여구에 비하여 현저히(p<0.029) 높은 것으로 나타났다. 다른 사료에 비하여 호밀 사일리지 TMR에서 건물유효분해율(EDDM) 및 조단백질 유효분해율(EDCP)이 높은 경향을 보였다. 또한 NDF의 경우 관행사료에 비하여 청보리 및 호밀 사일리지 TMR에서 높은 b 값(p< 0.039) 및 c 값(p<0.006)으로 인하여 TMR의 유효분해율(EDNDF)이 관행사료보다 높은(p< 0.049) 것으로 나타났다. 조사된 모든 주요 성분(DM, CP, EE 및 NDF)에서 관행사료에 비하여 사일리지 TMR의 전장소화율이 다소 높았으며, TMR 중 호밀 사일리지 TMR (RS-TMR)의 소화율이 NDF를 제외한 성분에서 청보리 사일리지 TMR 보다 소화율이 다소 높은 경향을 보였다. 본 시험 결과를 종합하면, 청보리 또는 호밀 사일리지 TMR의 체내 영양소 이용율이 관행 사료에 비하여 다소 개선된 결과를 보였는데, 이는 TMR이 반추위 내 발효 안정화에 기여하였으며 아울러 TMR의 섬유소 소화율이 더 개선되었기 때문인 것으로 여겨진다. 그러나 동계사료작물 사일리지의 품질이 사료작물의 수확시기 등에 따라 달라질 수 있으므로 향후 이 점이 고려된 동계사료작물 TMR의 소 체내 이용성 조사가 필요한 것으로 사료된다.