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ISSN : 2287-5824(Print)
ISSN : 2287-5832(Online)
Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science Vol.36 No.4 pp.271-279
DOI : https://doi.org/10.5333/KGFS.2016.36.4.271

Effect of the Moisture Content and Pellet Mill Type on the Physical and Chemical Characteristics of Italian ryegrass Pellet

Byeong Heoun Moon3**, Jong Seo Shin5**, Hyung Soo Park4, Byeong Ki Park6, Jong Geun Kim1,2*
1Graduate School of International Agricultural Technology, Seoul National University, Pyeongchang 232-916, Korea
2INSTITUTE of GREEN BIO SCIENCE & TECHNOLOGY, Seoul National University, Pyeongchang 232-916, Korea
3CellTech Co., LTD., Eumsung 369-841, Korea
4Grassland & Forages Division, National Institute of Animal Science, Cheonan 330-801, Korea
5Department of Animal Life Science, Kangwon National University, Chunchoen, 200-701, Korea
6Nonghyup Feed Co., LTD., Seoul, 134-763, Korea
Corresponding author : Jong Geun Kim, Graduate School of International Agricultural Technology, Seoul National University, Pyeongchang 232-916, Korea, Tel : 033-339-5728, Fax : 033-339-5727, E-mail : forage@snu.ac.kr
these authors contributed equally to this work
April 15, 2016 May 9, 2016 May 9, 2016

Abstract

The objective of this study was to determine the effect of the moisture content and pellet mill type on the physical and chemical characteristics of Italian ryegrass (IRG) pellet. Moisture content of raw material significantly (p<0.05) affected IRG pellet formation. Moisture content at 25% was the best condition for IRG pellet formation in terms of shape, power load and temperature changes. The hardness of pellet was decreased when moisture content was increase. However, the hardness of pellet was not affected by pellet mill type. Moisture content at 30% dramatically (p<0.05) decreased the durability compared to moisture content at 25%. Dry matter ontent of IRG pellet was increased (p<0.05) after pelleting. Total count of microorganism was decreased in pellet due to pressure heat and moisture losses during the pelleting process. These results indicated that the proper moisture content of Italian ryegrass pelleting would be at 25%. In addition, Roll & flat die type would be more suitable than Ring die and Die & flat die type in IRG pelleting. Pelleting works would be beneficial for improving forage quality and long storage.


펠렛밀과 수분함량이 이탈리안 라이그라스 펠렛의 물리적 특성 및
화학적 성상에 미치는 영향

문병헌3**, 신종서5**, 박형수4, 박병기6, 김종근1,2*
1서울대학교 국제농업기술대학원
2그린바이오과학기술연구원
3(주)셀텍
4국립축산과학원
5강원대학교 동물생명과학대학
6농협사료

초록


    Rural Development Administration
    PJ010535

    Ⅰ. 서 론

    국내산 조사료의 수요와 공급이 늘어나고 있는 현실정에서 새로운 조사료의 소비처가 검토되고 있다. 원형곤포 사일리지가 주를 이루는 우리나라 조사료는 수확 후 관리 측면에서 여러 가지 문제점이 파생되고 있어 향후 수분함량이 낮은 상태의 저장 방법을 지속적으로 연구하고 있다. 건초나 헤일리지를 이용하는 방법이 현실적인 대안으로 이야기 되고 있으나 기상 변화에 대처하기에 어려움이 있어 펠렛이나 큐브를 활용할 수 있는 방안이 필요한 것으로 판단된다. 특히 국민 소득수준의 향상으로 인해 반려동물에 대한 관심이 높아짐에 따라 초식 반려동물을 기르는데 필요한 조사료를 펠렛 형태로 공급함으로써 조사료 산업에서 부가가치 를 높일 수 있을 것이다. 일반적인 조사료는 bulk density가 낮아 수집, 취급, 운반, 저장 등의 문제점을 가지 고 있다. 이러한 낮은 bulk density로 인한 문제는 압축과정을 거치게 되면 부피 감소를 통해 해결이 가능하다. 펠렛팅 처리는 가장 대표적인 압축방법 중의 하나이며 (Mani et al., 2006), 부피가 큰 조사료의 bulk density를 감소시킬 수 있는 효율적인 방법이다.

    일반적으로 펠렛팅은 분쇄된 원료를 성형틀 (die)과 롤러 (roller)의 회전을 통해 die hole을 통과시켜 압축 성형시키는 방법이며, 펠렛밀은 die의 설치형태에 따라 원형 (ring die)과 수평형 (flat die)으로 구분된다. 원형 펠렛밀은 die가 수직으로 설치되고 roller가 die 내부에 설치되어 있는 형태이며, 원형 펠렛밀은 die와 roller의 마모도와 전기 소모량이 적을 뿐만 아니라 대량 생산이 가능한 장점이 있다. 따라서 현재 많은 사료공장에서 원형 펠렛밀을 이용하고 있다.

    한편, 수평형 펠렛밀은 die가 수평으로 설치되어 있으며, 상부에 roller가 위치하여 원료를 밀어내어 성형하는 가공 방법이다. 수평형 펠렛밀은 상부에 있는 roller의 높이 조절이 가능하여 원료를 밀어내는 압력을 달리하여 제품을 생산할 수 있다. 이로 인해 성형이 어려운 원료들을 가공하기 쉬운 장점이 있으나, 에너지 소모가 많고 생산량이 적은 단점이 있다.

    펠렛 가공과정에서 가장 중요한 점은 성형되어 나오는 펠렛의 품질이다. Behnke (1994)는 펠렛팅의 품질에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 원료의 종류 (40%), die hole의 직경이나 길이 (25%), 수분함량 (25%) 및 분쇄 입자도 (10%) 순서라고 보고한 바 있다.

    펠렛팅과 같은 수열가공 (hydrothermal processing)은 온도, 시간, 원료의 수분 함량 등에 따라 원료의 단백질 변성과 갈변화 반응이 발생될 수 있으며 (Satter, 1986), 전분 구조의 변화에 따른 분해율의 차이도 발생될 수 있다 (McAllister et al., 1990).

    그러나 최근까지도 조사료의 펠렛 가공에 대한 연구가 부족하며, 특히, 동력 구동방식 및 die의 설치형태에 따른 생산성 차이에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 이탈리안라이그라스 (IRG)의 사료 가치 및 장기 보관성 향상을 목적으로 소형 펠렛밀의 동력 구동방식 및 함수율이 IRG 펠렛의 성형특성 및 품질에 미치는 영향을 규명하기 위해 실시되었다.

    Ⅱ. 재료 및 방법

    1. 이탈리안라이그라스 시료 준비

    원형곤포 형태의 이탈리안 라이그라스를 햇빛에서 예비 건조시킨 후 조사료 절단기를 이용하여 4∼5cm 정도의 길이로 세절하였다. 세절된 조사료는 열풍순환식 건조기 (50 ∼60℃)에서 수분 함량이 15% 정도가 되도록 건조를 실시 하였다. 건조된 IRG는 직경 8mm의 sieve가 장착된 hammer mill을 이용하여 분쇄하였다 (Table 1).

    2.IRG 펠렛 생산에 사용된 소형 펠렛밀

    본 연구에서는 소형 펠렛밀의 동력 구동방식 및 die 설 치형태에 따라 3종류의 펠렛밀 (Fig. 1)을 사용하여 3반복으로 펠렛 성형시험을 수행하였다. 본 연구에서는 원형의 die가 회전하면서 재료를 압출하는 방식의 소형 원형 펠렛밀 (ring die type)과 자체 제작된 소형 수평형 펠렛밀 2종을 사용하여 성형효과를 분석하였다. 수평형 펠렛밀 (flat die type)은 수평 형태로 설치된 압출부와 압출부의 상부에서 회전을 통해 재료를 눌러서 압력을 발생시키는 roller로 구성되어 있는데, 구동방식에 따라 압출부가 회전하여 재료를 성형하는 방식의 펠렛밀과 roller가 회전하여 재료를 성형하는 방식의 펠렛밀을 각각 사용하였다. 각 펠렛밀에 사용된 펠렛 die는 동일한 압축비 (1:5)로 하였으며, 생산된 펠렛의 직경은 6mm였다. 본 연구에 사용된 각 펠렛밀의 자세한 성능 및 제원은 Table 2와 같다.

    3. 펠렛밀 가동 조건 및 펠렛 제조

    본 시험에 사용된 소형 펠렛밀의 경우 steam을 공급하기 위한 conditioner 장치가 설비되어 있지 않기 때문에 함수율 차이에 따른 IRG의 펠렛팅 성형조건을 평가하기 위해 건조된 IRG에 별도로 물을 첨가하는 방법으로 함수율을 조절하였다. 펠렛밀에서 IRG가 압출될 때 고열과 다량의 수증기가 발생되는데, 본 연구에서는 펠렛 성형 후 4시간 이상 충분하게 cooling 과정을 거친 후 샘플을 채취하여 일반성분 및 품질평가를 실시하였다. 펠렛밀의 차이에 따른 성형조건을 평가하기 위해 전기 부하량과 펠렛의 온도 변화를 측정하였는데, 본 연구에서는 펠렛 토출부에 적외선 온도 측정기를 장착하여 펠렛 성형시에 발생되는 온도를 측정하였다. 펠렛 성형시 발생되는 온도는 가동시간과 생산량에 따라 차이가 날 수 있기 때문에 펠렛밀 가동 15분 후 5분간 온도를 측정하였다.

    4.IRG 펠렛의 물성 평가

    3종류의 펠렛밀로부터 생산된 IRG 펠렛의 물성은 경도 (pellet hardness) 및 내구도 (pellet durability index)를 평가 하였다. 펠렛의 경도 (pellet hardness)는 경도측정기 (Yuyu Instrument Co., Model : SLD 20 FGN)를 이용하여 펠렛이 부러질 때 받은 압축력을 측정하였으며, 10회 이상 동일 과정을 반복하여 얻어진 값의 평균치를 적용하였다. 펠렛의 내구도는 생산된 펠렛이 완전히 냉각된 후 4시간이 경과한 다음에 평가하였다. 시험방법은 밀폐된 시험 상자에 펠렛 시료 500g을 넣고 50rpm에서 10분 동안 회전시킨 시료를 sieve로 통과시켜 미세입자를 분리하였다. 펠렛의 내구도 (%)는 sieve 통과 전후의 무게 차이를 이용하여 계산하였다.

    5. IRG 펠렛의 일반 성분 및 총 세균수 측정

    IRG 펠렛의 일반성분은 AOAC (1995)의 방법에 따라 건물 (dry matter), 조단백질 (crude protein) 및 조지방 (ether extract)을 분석하였으며, ADF (acid detergent fiber) 함량은 Van Soest와 Robertson (1991)과 Van Soest (1987)의 분석방법에 준하여 분석하였다.

    IRG 건초 및 펠렛의 총 세균수 측정을 위해 펠렛 가공 시 토출구에서 채취한 시료 10g을 멸균 증류수 90ml에 희석하여 homogenizer로 균질화시켰으며, 여기에 멸균 증류 수로 10-10까지 십진 희석한 후 평판배지에 분주 및 접종하여 도말 하였다. Total microbes (viable bacteria)를 측정하기 위해 PCA (plate counting agar)를 사용하였고 37℃에서 48시간 배양 후 colony를 계수하였다.

    6. 통계분석

    본 연구에서 얻어지는 결과는 SAS package program (1999)을 이용하여 일반선형 모형 (General linear model, GLM)에 의한 Duncan’s multiple test와 Cohran and Cox (1957)의 분산분석법을 이용하여 처리에 따른 유의성 (p<0.05)을 검증하였다.

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    1. 함수율과 펠렛밀 종류별 IRG 펠렛의 성형 특성

    본 연구에서는 펠렛밀의 차이보다는 함수율의 차이가 IRG 펠렛의 외관, 부하량 및 온도 변화에 더 많은 영향을 미쳤다 (Table 3). Roller 구동방식의 수평형 펠렛밀은 함수율 20% 혹은 25% 조건에서 IRG 펠렛 성형이 양호한 결과 를 보였지만, 함수율 15% 조건에서는 펠렛팅 과정 중에 발생하는 마찰열로 인해 부분적인 갈변화 현상이 발생했다. 함수율 30% 조건에서는 펠렛의 결착력이 급격히 감소되면서 펠렛 성형이 불량했을 뿐만 아니라 가루 발생량이 많아지는 경향을 보였다.

    펠렛 토출구의 온도는 함수율 20% 및 25% 조건에서는 각각 83∼97℃ 및 85∼91℃로 온도가 측정된 반면에 함수율 15% 조건에서는 120∼130℃로 측정되었다. 이는 함수율이 낮은 원료가 펠렛으로 성형될 때는 높은 부하를 발생시키며, 원료와 die 표면 사이의 마찰열 증가로 인해 압축열이 높아져 펠렛의 물리화학적 변화를 일으키는 것으로 판단된 다. Kwak (2002)도 브로일러 분뇨 펠렛 조제 시험에서도 비슷한 내용을 보고한 바 있다. 또한 함수율 30% 조건에서도 80∼90℃로 측정되었는데 이는 일반적인 사료나 퇴비를 펠렛으로 성형하는 경우에 비해 다소 높은 편이다. 압축열 증가의 일차적인 원인은 작은 die hole의 직경 (6mm)과 연관이 있는 것으로 보이며, 이차적으로는 섬유질 함량 이 높은 건초의 경우 die에서 토출되는 펠렛의 양이 적음에 따라 roller에서 누르는 압축력이 높아지는데 원인이 있는 것으로 판단된다.

    Die 구동방식의 수평형 펠렛밀은 함수율 25% 조건에서 펠렛 성형이 가장 양호한 결과를 보였으며, 이때 토출구의 온도는 90∼94℃로 측정되었다. 그러나 함수율 15% 조건에서는 die와 roller의 간격을 여러 차례 조절하였지만, 펠렛이 쉽게 토출되지 못하고 과도한 부하가 발생하여 일부 탄 화된 펠렛이 토출되기도 하였다. 함수율 30% 조건에서는 펠렛의 성형속도가 함수율이 낮은 경우에 비해 증가되는 경향을 보였지만, 압축력이 낮아져 성형되지 못한 가루와 펠렛이 함께 배출되었고 펠렛의 성형효과도 현저하게 떨어지는 것으로 판단된다.

    Franke and Rey (2006)는 균일한 품질의 펠렛을 생산하기 위해서는 원료들이 die와 roller 사이에서 균일하게 분포되어 성형이 이루어져야 하며, 고품질의 펠렛을 얻기 위해서는 die hole의 길이가 상대적으로 긴 것이 유리하다고 보고 하였다. 본 실험에서 사용된 펠렛밀들의 경우 die hole의 길이가 고정되어 있었기 때문에 IRG 펠렛팅의 최적 조건을 찾기 어려웠지만, 30%의 고수분 조건에서도 부분적으로 펠렛팅이 이루어진 것은 die hole의 길이를 길게 하여 압축비를 높였기 때문인 것으로 판단된다.

    원형 펠렛밀은 함수율이 25% 조건에서 IRG 펠렛의 품질이 가장 양호하였으며, 토출구에서 측정된 온도는 90∼95℃였다. 함수율 15% 조건에서는 펠렛이 die hole을 통과하지 못하고 roller가 계속적으로 회전되면서 발생되는 마찰열로 인한 화재 때문에 정상적인 시험이 불가능하였다. 또 한 함수율 20% 조건에서는 토출구를 빠져 나오는 펠렛의 양이 극히 적었을 뿐만 아니라 die가 막히는 현상이 발생하여 정상적인 성형시험이 불가능하였다. 이와 같이 과도한 압축력이 발생하는 경우에는 본 시험에서 사용된 die의 직경이 6mm 보다 큰 것을 사용하거나 또는 두께가 얇은 die를 사용하여 압축비를 감소시켜 펠렛팅하게 되면 펠렛밀의 부하량을 감소시키는데 유리할 것으로 판단된다. 함수율 30% 조건에서는 별다른 펠렛 성형의 문제가 없었지만, 펠렛의 표면이 다소 거칠고 쉽게 부서지는 경향이 있었다. Ohh and Behnke (1990)는 고섬유원료를 펠렛팅 할 때 생산성 저하, 성형 불량 혹은 성형 불가 등의 문제점이 발생될 수 있으며, 고섬유원료의 펠렛팅 문제점에 대한 해결책으로 섬유소의 입자를 제어하거나, 수증기 처리방법 도입 혹은 고섬유소용 die hole의 사용을 제시한 바 있다.

    따라서 본 연구의 결과에서 펠렛밀의 종류에 약간의 차이는 있었지만, 함수율 25% 조건이 외관, 부하량 및 온도 변화를 고려했을때 IRG 펠렛 성형에 가장 적합한 것으로 보이며, 동일한 함수율 조건 (25%)에서 roller 구동방식의 수평형 펠렛밀과 die 구동방식의 수평형 펠렛밀이 원형 펠렛밀에 비해 IRG 펠렛 성형에 효율적인 것으로 판단된다.

    2. 펠렛의 경도 및 내구도 변화

    IRG 펠렛의 경도는 펠렛밀의 종류에 관계없이 함수율이 높을수록 낮아지는 경향을 보였다 (Table 4). 수평형 펠렛밀에서는 die 구동방식에 비해 roller 구동방식으로 생산된 펠렛의 경도가 높은 경향을 보였으며, roller 구동방식의 펠렛밀에서는 함수율 15∼25% 조건까지는 경도의 차이가 없었다. 이와 같은 결과는 die 구동방식은 하부의 die가 회전하면서 재료를 압축하는 방식이지만, roller 구동방식은 roller가 강한 압축력으로 위에서 원료를 누르는 방식이므로 섬유질이 많거나 입자가 불규칙하여 펠렛 성형이 어려운 재료에 보다 유리한 것으로 판단된다. 또한 원형 펠렛밀의 경우에도 비슷한 현상을 보였는데, 함수율 25% 조건에 비해 함수율 30% 조건에서 펠렛의 경도가 낮은 경향을 보였다.

    본 연구의 결과에서 함수율은 펠렛의 압축력에 영향을 미쳐서 펠렛의 경도를 달라지게 하는 것으로 판단된다. 또한 수평형 펠렛밀의 경우 구동방법에 관계없이 15%의 함 수율 조건에서 가장 경도가 높은 IRG 펠렛을 생산할 수 있었으나, 부분적인 갈변화 혹은 탄화 현상이 발생하였다. 따라서 수평형 펠렛밀의 경우 함수율 25% 조건이 IRG 펠렛 생산에 바람직한 것으로 생각되며, 원형 펠렛밀은 함수율 25% 조건에서 경도가 높은 IRG 펠렛 생산이 가능할 것으로 판단된다.

    일반적으로 펠렛의 경도는 가축의 영양소 이용성 측면에서 분석되어 왔는데, 영양소 (특히 질소 성분)의 장내 흡수는 pellet 경도에 영향을 받는 것으로 알려져 왔다 (Cuperlovic, 1973). Thomas and Van der Poel (1996)은 die 의 압축비가 1:5일 경우 펠렛 온도 90℃에서 경도는 10.8kg 이었으며, 압축비가 1:7일 경우 펠렛 온도 90℃에서 23.7kg 이었다고 보고하였다. 본 연구에서는 펠렛밀의 종류에 관계 없이 die의 압축비가 1:5로 높지 않았음에도 불구하고 함수율 25% 조건에서 양호한 경도의 IRG 펠렛 생산이 가능했는데, 이는 펠렛팅의 온도 혹은 die의 압축비도 펠렛 성형에 영향을 미치지만, 원료의 함수율 혹은 원료의 성분이 더 크게 펠렛 성형에 영향을 미쳤기 때문인 것으로 판단된다.

    일반적으로 pellet의 내구도는 결합 정도에 따른 원료의 성형성 평가에도 이용이 되지만, pellet의 수송 혹은 저장 과정에서 미세분말의 발생에 따른 pellet의 품질 저하를 평가하기 위해서도 활용되고 있다. 수평형 펠렛밀에서는 roller 구동방식이 die 구동방식에 비해 pellet의 내구도가 우수한 것으로 나타났다 (Table 4). 함수율에 따른 pellet의 내구도 변화는 수평형 펠렛밀의 경우 함수율이 20% 및 25% 조건에서 높았으며 (p<0.05), 함수율 30% 조건에서는 펠렛밀의 종류나 구동방식에 관계없이 내구도가 낮게 나타났다. 이와 같은 결과는 함수율이 펠렛의 압축력에 영향을 미쳐 펠렛의 내구도 변화에 영향을 미쳤기 때문인 것으로 보인다. 따라서 섬유질 함량이 높은 원료를 펠렛으로 성형 할 경우 함수율이 펠렛의 품질을 결정하는데 중요한 요인이 될 수 있으며, 섬유질 함량이 높거나 분쇄입자의 변이가 클 경우에도 적절한 함수율이 유지된다면, 펠렛 결착제, 전분질, 탈지강 등과 같은 원료를 추가적으로 사용할 필요는 없을 것으로 판단된다.

    Behnke (1994)는 원료의 성분, 입자도 등의 요인이 펠렛의 품질에 영향을 미치며, 펠렛팅 전의 컨디셔닝 과정, die 등의 요인이 펠렛팅 가공성에 영향을 미치는 것으로 보고 한 바 있다. 또한 컨디셔닝 과정 중에 필요한 스팀의 품질, 원료의 수분 함량, 컨디셔너 체류 시간 및 배합 정도가 펠렛팅 가공성과 펠렛의 품질에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다 (Behnke, 2001).

    Greer and Fairchild (1999)는 원료의 함수율 12~15% 조건에서 펠렛의 내구도가 우수한 것으로 보고한 바 있다. 그러나 본 연구에서는 원형 펠렛밀의 경우 함수율 15% 조건에서는 펠렛 성형에 실패하였으며, 수평형 펠렛밀에서도 함수율 15% 조건에 비해 20 혹은 25% 조건에서 높은 pellet 내구도를 보였던 원인은 이전 연구와는 달리 스팀 대신에 직접적인 물의 첨가에 원인이 있는 것으로 판단된다.

    본 연구에서는 일부 가수 조건에서 불완전한 펠렛이 생산되거나 펠렛 성형에 실패한 경우가 발생하였는데, 원료 내부로 수분의 투과율이 떨어지는 직접적인 가수 대신에 고온 및 고압의 스팀 (Briggs et al., 1999)을 이용할 경우 원료내부로 수분의 투과율이 향상될 뿐만 아니라 수분이 펠렛팅 과정 중에 결착을 유도할 수 있기 때문에 보다 양질의 펠렛 생산이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 함수율 조절을 위해 직접적인 가수도 가능하지만, 보다 양질의 IRG 펠렛 생산을 위해서는 고온고압의 스팀을 활용한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

    3. 펠렛의 화학성분 및 미생물 수 변화

    펠렛밀의 종류와 함수율에 관계없이 IRG 펠렛 성형 전에 비해 성형 후에 건물 함량이 높아졌으며 (p<0.05), 펠렛 밀의 종류에 따라 일부 영양소 함량이 펠렛 성형 전후에 차이를 보였다 (Table 5).

    본 연구에서 함수율 조절을 위해 가수를 하였음에도 불구하고 펠렛 성형 후 건물 함량이 높아진 원인은 펠렛 성형시 발생되는 압축열이 식으면서 대부분의 수분이 증발됨에 따라 펠렛의 건물 함량이 상대적으로 높아졌기 때문인 것으로 판단된다. 또한 펠렛 성형 전후 일부 영양소 햠량의 변화는 수분 손실 (Table 6)의 차이에 따른 펠렛의 건물 함량의 변화와도 연관이 있는 것으로 판단된다.

    Ohh and Behnke (1990)은 수수를 펠렛팅 할 경우 펠렛 성형 전후의 영양소 함량의 차이는 없었지만, 호화도가 약 36% 증가되었다고 보고한 바 있다. 본 연구에서는 IRG의 펠렛 성형 전후 건물 함량을 비롯한 일부 영양소 함량이 변동이 발생되었는데, 이는 원료 (농후사료 vs. 조사료) 및 펠렛팅 조건의 차이에 원인이 있는 것으로 판단된다.

    본 연구에서 원형 펠렛밀의 경우 함수율 20% 이하 조건 에서는 부하가 높아져 정상적인 펠렛의 생산이 불가능하였지만, die의 두께를 얇게 하거나 펠렛의 직경을 크게 할 경우에는 압축비가 낮아지므로 본 연구와는 다른 결과가 나타날 수도 있을 것으로 보이며, 압축열 발생을 감소시키기 위해 die의 두께, 홀의 크기 및 압축비 달리한 추가적인 연구도 필요할 것으로 판단된다.

    IRG 펠렛의 수분 손실은 펠렛밀의 종류에 관계없이 함 수율이 증가될수록 높았으며 (p<0.05), 펠렛밀의 종류에 관 계없이 총 세균수는 펠렛 성형 전에 비해 성형 후에 급격하게 감소되었다 (Table 6).

    본 연구에서 함수율이 증가될수록 수분 손실이 많았던 원인은 펠렛 성형시 발생되는 압축열이 식는 과정에서 수분 함량이 높은 펠렛의 수분 증발량이 많았기 때문인 것으로 판단된다. 또한 함수율이 증가됨에 따라 총 세균수가 높아진 결과는 수분 함량이 높을수록 펠렛밀과의 마찰열이 낮아지는 현상과 연관이 있는 것으로 판단된다.

    일반적으로 펠렛 성형 온도가 높아지면, 잡초 발생 억제 (Agnew et al., 2003), 유해세균 활동 억제, 세균 사멸 (Behnke, 1994; Peisker, 1994) 등의 효과가 있는 것으로 알려져 왔다. 또한 Coma (2002)는 사료의 salmonella sp. 감염 위험성을 펠렛팅 등의 수열가공방법으로 감소시킬 수 있다고 보고한 바 있다.

    따라서 IRG를 베일 형태로 보관 및 유통시키는 방법에 비해 IRG에 대한 펠렛 처리는 총 세균수의 감소에 따른 IRG의 장기 보관에 도움이 될 뿐만 아니라 유해 미생물이 가축의 건강에 미칠 수 있는 부의 작용도 감소시킬 수 있는 효율적인 방법인 것으로 판단된다.

    Ⅳ. 요 약

    본 연구는 IRG의 사료 가치 및 보관성 향상을 목적으로 소형 펠렛밀의 동력 구동방식 및 함수율이 IRG 펠렛의 성형 특성 및 품질에 미치는 영향을 규명하기 위해 실시되었다. IRG의 펠렛 형성은 재료의 함수율에 큰 영향을 받았다 (p<0.05). 펠렛밀의 종류별로 약간의 차이는 있지만, 함수율 25% 조건이 외관, 부하량 및 온도 변화를 고려했을 때 IRG 펠렛 성형에 가장 적합한 것으로 나타났다. 펠렛의 경도는 펠렛밀의 종류에 관계없이 함수율이 높을수록 낮아지는 경향을 보였다. 15~25% 조건의 함수율이 내구도에 미치는 영향은 적었지만, 함수율 25% 조건에 비해 30% 조건에서는 내구도가 급격히 떨어지는 결과를 보였다 (p<0.05). 펠렛밀의 종류와 함수율에 관계없이 IRG 펠렛 성형전에 비해 성형 후에 건물 함량이 높아졌으며 (p<0.05), 펠렛 성형과정에서 발생되는 압축열과 재료의 급격한 수분 손실로 인해 총 세균수는 크게 감소되는 결과를 보였다. 따라서 본 연구의 결과에서 IRG 펠렛 형성에 바람직한 함수율은 25%로 나타났으며, 원형 펠렛밀 보다는 수평형 펠렛밀 특히, roller 구동의 수평형 펠렛밀이 IRG 펠렛 형성에 유리한 것으로 판단된다. 또한 IRG에 대한 펠렛 성형은 IRG의 사료 가치 및 장기 보관성 향상에 긍정적인 방법인 것으로 사료된다.

    Ⅴ. 사 사

    Ⅴ.

    본 논문은 농촌진흥청 공동연구사업 (과제번호 PJ010535) 의 지원에 의해 이루어진 것이며, 이의 지원에 감사드립 니다.

    Figure

    867_F1.jpg

    Three pellet mills used in the experiment.

    Table

    Distribution of particle size of ground Italian rye grass (IRG)

    Types and specifications of the pellet mill

    1) DHCR : die hole compression ratio.2) DHI : die hole diameter.

    Effect of moisture contents on the morphology, suitability, power load and temperature of IRG pellet according to the different pellet mills

    1) PL : power load2) Temp : temperature was measured at pellet outlet of machine.3) Not detectable due to over electric load or bad pelleting.

    Effect of moisture contents on the hardness and the pellet durability index (PDI) of IRG pellet according to the different pellet mills

    a,b,c Mean with different superscripts in same row differ significantly (p<0.05).1) SEM: pooled standard error of the mean.2) Not detectable due to pelleting failure.3) PDI: pellet durability index.

    Effect of moisture contents on the chemical composition of IRG pellet according to the different pellet mills (dry matter basis)

    a,b,c Mean with different superscripts in same row differ significantly (p<0.05).1) SEM: pooled standard error of the mean.2) Not detectable due to pelleting failure.3) DM: dry matter; 4) EE: ether extract; 5) CP: crude protein; 6) CF: crude fiber; 7) ADF: acid detergent fiber.

    Effect of moisture contents on the moisture loss and the number of microorganisms of IRG pellet according to the different pellet mills

    a,b,c Mean with different superscripts in same row differ significantly (p<0.05).1) SEM: pooled standard error of the mean.2) Not detectable due to pelleting failure.3) CFU: cell forming unit.

    Reference

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