search
Contact Us
HOME

  • Crossref logo
  • Crossref Similarity Check logo
Journal Search Engine

to

Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 2287-5824(Print)
ISSN : 2287-5832(Online)
Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science Vol.46 No.1 pp.9-17
DOI : https://doi.org/10.5333/KGFS.2026.46.1.9

Effects of Inlet Moisture Content on Drying Performance and Feed Value of Italian Ryegrass Using a Multi-Stage Conveyor-Type Hot-Air Dryer

Jin Woo Jeong, Hyung Soo Park, Jae Hoon Woo, Seung Hak Yang, Ha Neul Ko, Seung Min Jeong, Ki Choon Choi, Jeong Sung Jung*
Forages Production Systems Division, National Institute of Animal Science, Cheonan 31000, Republic of Korea
*Corresponding author: Jeong Sung Jung, National Institute of Animal Science, Cheonan 31000, Republic of Korea.
Tel: +82-41-580-6748, Fax: +82-41-580-6779, E-mail: jjs3873@korea.kr
February 13, 2026 March 16, 2026 March 16, 2026

Abstract


This study demonstrated that inlet moisture content is a critical factor influencing drying efficiency, production rate prediction accuracy, and feed value changes of Italian ryegrass (IRG) in a multi-stage conveyor-type hot-air forage dryer. The experiment was conducted by uniformly loading IRG at a fixed drying height of approximately 25 cm with four different inlet moisture contents (30, 40, 50, and 60%). Drying time increased exponentially with increasing inlet moisture content, and a strong linear relationship was observed between inlet moisture content and the time required to reach 15% moisture, enabling the development of a reliable drying time prediction model. The proposed model showed high applicability and prediction accuracy at inlet moisture contents of 30–40%, where predicted and measured production rates were in close agreement. However, at inlet moisture contents of 60% or higher, the model substantially overestimated production rates, indicating limitations under high-moisture conditions. This behavior was attributed to reduced airflow penetration and diminished heat and mass transfer efficiency caused by increased material thickness and particle mass at high moisture levels. Feed value analysis revealed that crude protein content decreased by 12–20% following hot-air drying compared with fresh material, while ether extract, crude ash, and fiber components were not significantly affected. No significant differences in crude protein loss were observed among treatments with inlet moisture contents of 60% or lower. In conclusion, the multi-stage conveyor-type hot-air dryer and the proposed prediction model are suitable for drying Italian ryegrass at inlet moisture contents of 40% or lower and can be effectively applied under practical operating conditions. However, at inlet moisture contents of 60% or higher, improvements in airflow distribution within the dryer or the incorporation of moisture-dependent correction factors are required to enhance drying performance and prediction accuracy.


Italian ryegrass , Hot-air drying , Multi-stage conveyor dryer , Feed value

다단컨베이어형 조사료 열풍건조기에서 이탈리안 라이그라스의 투입 수분함량이 건조 성능 및 사료가치에 미치는 영향

정진우, 박형수, 우제훈, 양승학, 고하늘, 정승민, 최기춘, 정종성*
국립축산과학원 조사료생산시스템과

초록

    Ⅰ. 서론

    이탈리안 라이그라스(Italian ryegrass, Lolium multiflorum Lam.; IRG)는 논 재배 적응성과 생산성이 우수하여 전체 조사료 생산량의 64%를 차지하는 대표적인 동계사료작물이다(MAFRA, 2024;Min et al., 2024). IRG는 수용성 탄수화물 함량이 높고 소 화율이 우수하여, 가축의 기호성 증진 및 영양소 공급 측면에서 중요하다(Kim et al., 2011). IRG의 높은 엽 비율과 가는 줄기는 건초 제조에 적합하다(Pedroso et al., 2004;Pellegrini et al., 2010;Oliveira et al., 2015).

    건초는 조사료를 수확 후 건조하여 호기적 조건에서 장기저장 이 가능하도록 보존하는 저장 조사료의 대표적인 형태로, 일반적 으로 조사료의 수분함량이 20% 미만인 상태의 조사료를 말한다 (Park et al., 2013;Rotz et al., 2020;Yang et al., 2024). 조사료 의 수분함량을 낮추는 것은 건초 제조의 핵심과정으로, 미생물 증 식을 억제하여 저장 안정성을 높이고, 저장 중 발열과 건물 손실 을 감소시키며, 단백질 및 가용탄수화물 등 영양성분 보존에 기여 한다(Rotz and Muck, 1994;Muck and Shinners, 2023). 건초는 반추가축 사양에서 섬유소의 주요 공급원으로, 반추행동과 타액 분비를 촉진함으로써 반추위 pH 안정에 기여하며, 낮은 수분함량 으로 인해 영양성분을 안정적으로 공급할 수 있는 장점이 있다 (Beauchemin, 1991;Lacefield et al., 1999;Allen, 2000).

    그러나 국내에서는 수확기 잦은 강우로 인해 안정적인 건초 생 산이 어려워 조사료 생산이 사일리지 중심으로 이루어지고 있으 며, 그 결과 건초 수요의 대부분을 수입에 의존하고 있다(Park et al., 2013, Seo, 2005). 국내 수입되고 있는 건초의 양은 연간 100 만톤 규모에 이르며, 수입 건초 가격은 환율 변동과 해상 물류 차 질 등 외부 요인에 크게 좌우되어 가격 및 공급 안정성이 취약한 특성을 보인다. 이러한 수급 구조는 축산농가의 사료비 부담을 증 가시키고 국내 조사료 산업의 지속가능성 확보를 제한하는 요인 으로 작용한다.(Lee et al., 2022;MAFRA, 2024).

    조사료의 영양소 손실을 최소화하는 방법은 식물체의 수분 함 량을 20% 이하로 신속하게 저감시키는 것이다. 조사료 건조 방 법으로는 자연건조, 열풍건조, 적외선 열풍건조, 마이크로파 건조, 태양열 건조 등이 활용되고 있다. 자연건조는 비용이 낮고 공정이 단순하다는 장점이 있으나, 기상 의존성이 커 건조 시간이 길어지 고 강우 노출 시 영양소 용탈과 잎 탈락에 따른 품질 저하가 발생 하기 쉽다. 노지건조에서 조사료 건조 속도를 높이기 위해서는 일 반적으로 컨디셔닝(maceration, conditioner)과정을 통하여 식물 체 줄기를 파쇄 또는 압착하고 반전(tedder) 등을 통해 수분 증발 을 촉진하여 건조시간을 줄인다(Seo et al., 2000;Savioe, 2001). 그러나 노지 자연건조 방식은 기상 조건에 크게 의존한다는 한계 를 가진다. 특히 국내와 같이 수확시기 강우 빈도가 높은 환경에 서는 예취 후 건조 기간 동안 강우에 노출될 가능성이 높아, 건조 지연 및 강우피해(rain damage)가 빈번하게 발생한다. 또한, 건조 가 충분히 이루어지지 않은 조사료를 저장할 경우 곰팡이 증식 및 2차 발효가 유발되어 저장 안정성이 저하되며, 이는 가축 생산 성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다(Rankin and Undersander, 2000;Coblentz et al., 2013).

    열풍 기반 인공건조는 에너지 소비가 상대적으로 높지만 건조 조건을 제어할 수 있어 건조 효율과 품질 유지 측면에서 유리한 것으로 보고되었다 (Arinze et al., 1993;Jugovic et al., 2023;Du and Liu, 2025). 이러한 이유로 유럽과 북미 지역에서는 기상 조건에 구애받지 않는 열풍 및 제습 건조 시스템이 점차 확대 적 용되고 있다 (Rotz, 2003;Resch et al., 2014).

    최근에는 연속 작업과 대량 처리가 가능한 다단컨베이어형 열 풍건조 시스템이 산업적 활용 가능성이 높은 기술로 주목받고 있 다. 그러나 기존 연구는 주로 건조 온도, 공기 유속, 체류 시간 등 개별 운전 조건에 따른 건조 특성 분석에 집중되어 있으며 (Sokhansanj and Patil, 1996), 실제 현장에서 중요한 관리 요소 인 투입 시 조사료의 초기 수분함량이 건조 성능과 최종 사료가 치에 미치는 영향을 종합적으로 평가한 연구는 제한적이다.

    초기 수분함량은 건조 속도, 에너지 소비, 건조 균일성뿐 아니 라 조단백질 보존과 상대적 사료가치(RFV) 등 품질 지표 형성에 영향을 미치는 핵심 변수로 알려져 있다 (Luchini et al., 1997). 특히 다단컨베이어 건조 공정에서는 건조 과정에서 각 층의 열과 수분 이동 양상이 서로 달라질 수 있어, 투입 시 수분함량에 따라 건조 특성과 품질이 어떻게 달라지는지를 정량적으로 평가할 필 요가 있다.

    따라서 본 연구는 다단컨베이어형 열풍건조기에서 이탈리안 라이그라스의 투입 수분함량이 건조 성능과 사료가치에 미치는 영향을 분석하여, 건조 공정 최적화와 고품질 조사료의 안정적 생 산을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.

    Ⅱ. 재료 및 방법

    1. 조사료 열풍 건조 생산시스템 구성

    Fig. 1은 조사료 건조에 사용된 다단컨베이어형 열풍건조기의 개략도를 나타낸 것이다. 본 건조기는 투입부와 다단컨베이어형태 의 건조부로 구성된다. 투입기를 제외한 열풍건조기 본체 크기는 길이 9,000 mm, 높이 4,208 mm, 폭 3,100 mm 이었다. 컨베이어 는 철판 타공된 체인 컨베이어를 이용하였고 구동감속기는 1.5 kw, 본체 판넬은 ss400 1.6T 및 단열재 50T를 활용하였다. 열풍발 생기는 LPG 버너(Sookook Maxi 10, 100,000 kcal/h) 및 Airfoil 팬(날개 ss 650∅, 송풍모터 7.5 kw 150 mmaq 6,000 ㎥/h) 각 3기를 이용하여 다단컨베이어 각 단의 하단으로 열풍을 투입하였 다. 열풍(80℃내외)은 컨베이어 사이에 타공된 체인 컨베이어쪽으 로 이동하며 투입된 조사료를 통과하여 위쪽으로 배출되며 건조 후 습한 공기는 회수되어 순환식으로 이용된다(Fig. 2).

    2. 건조 조건별 수분변화 조사 방법

    조사료의 투입 수분함량, 건조 높이에 따른 수분변화는 사각틀 을 이용하여 분석하였다. 건조 조건 산출을 위하여 투입된 초종은 ‘코윈어리’ 품종의 이탈리안 라이그라스(Italian ryegrass, IRG)로 출수기에 수확하였다. 수확 후 10∼15 cm 길이로 세절하여 수분 조건별로 예건하여 수분변화 시험에 활용하였다. 투입수분함량은 ① 30%, ② 40%, ③ 50%, ④ 60%이하로 ±5%오차 범위에서 처 리하였고 건조높이는 IRG 투입 수분 30%는 35 cm, 수분 40% 30 cm, 수분 50∼60%는 25 cm로 하여 사각틀에 10kg 내외로 무게를 일정하게 투입하였다. 조건별로 사각틀을 건조기 내부에 투입하여 5분 단위로 시료를 샘플링하여 수분함량을 산출하였다. 반복수는 수분 30% 9반복, 수분 40% 8반복, 수분 50% 9반복, 수분 60% 4반복으로 하였다. 사각틀 크기는 폭 1,500 mm, 길이 1,000 mm이었다. 샘플링은 상부, 중간, 하부에서 400 g의 조사 료를 회수하여 65∼70℃ 순환식 건조기에서 72시간 건조 후 무게 를 측정하였다.

    M C t ( % ) = W t − W d W t × 100

    • t: drying time; Wt: weight at specific time t(g);

    • Wd: Final weight after complete drying(g)

    사각틀을 이용하여 투입수분함량 및 건조높이에 따른 분석 결 과와 실제 다단컨베이어형 열풍건조기에 투입되어 건조한 결과와 비교분석 하여 도출된 데이터를 검증하였다.

    3. 건조 조건별 수분변화 조사 방법

    이탈리안 라이그라스(IRG) 수분함량의 실측값과 예측값 간 일 치도 평가는 Bland–Altman 분석(Bland and Altman, 1986)을 이 용하여 수행하였다. 예측값과 실측값의 차이를 계산하고, 두 값의 평균을 기준값으로 사용하였다. 평균 차이(편향)와 차이값의 표준 편차(SD)를 산출하였다. 일치도(limits of agreement, LoA)는 평 균 차이 ±1.96×SD로 계산하여 두 방법 간 95% 일치 범위를 제 시하였다. Bland–Altman 도표는 평균값 대비 차이값을 도시하 여 체계적 편향 여부와 측정 범위에 따른 경향성을 평가하였다 (Bland and Altman, 1986).

    4. 다단컨베이어형 열풍건조기 생산성 평가

    건조 성능 평가는 투입 컨베이어에 이탈리안 라이그라스(IRG) 를 일정 높이로 투입을 한 후 IRG 수분 15%로 배출된 시점부터 생산성을 측정하였다. 수분 15% 배출 시점 조정은 컨베이어 속 도를 조절하여 설정하였으며, IRG의 수분함량 15% 기준은 건초 수분측정기(Sper-PRO)를 활용하여 측정하였다(Rotz and Muck, 1994;Collins et al., 2017). 일정 시간 동안 배출된 건초의 양을 저울(HPS-1000A, CAS)로 측정하여 시간당 건초 생산량으로 환 산해서 산정하여 평가하였다(Mujumdar, 2006). 건조균일도 평가 는 기본적으로 최대와 최소값의 차이를 지표로 이용하고 있으며 본 시험에서는 가장 늦게 마르는 최종 생산물의 상단부 시료와 가장 빨리 건조되는 최하단 시료의 수분함량 편차를 측정하여 산 출하였다(Mujumdar, 2006). 시료 샘플링은 300g 내외로 65℃순 환식 건조기에서 72시간 이상 건조 후 건조된 시료의 무게를 측 정하여 건물률을 산출하였다. 편차 수준은 5단계로(1 매우 우수: ≤ 2%; 2 우수: 2∼3%; 3 보통: 3∼4; 4 불량 4∼5; 5 매우불량 > 5 %) 분류하여 평가하였다. 예측 생산량 산출을 위해 먼저 컨 베이어 분당 이동 거리를 이용하여 속도를 계산하고, 이를 바탕으 로 다단컨베이어 열풍건조기 투입구부터 배출구까지의 체류시간 을 구하였다. 이후 체류시간을 투입 수분함량에 따른 건조시간 예 측식에 적용하여 목표 IRG 수분함량 도달 여부를 평가하였으며, 해당 조건에서의 생산량을 최종 예측 생산량으로 정의하였다.

    5. 사료가치분석

    사료가치 분석을 위해 300-500g 샘플을 채취하여 65℃ 순환식 열풍건조기에서 72시간 건조한 후 건물함량을 조사하였다. 사료 가치 분석을 위한 시료는 건조된 후 20 mesh mill로 분쇄하여 플라스틱 시료통에 보관 후 분석하였다. 조단백질(CP) 함량은 AOAC법(2005)에 의해 분석하였다. 조단백질(Crude protein, CP) 함량은 원소분석기(Vario Max cube, Elementar, langrensedbold, Germany)를 이용하여 Dumas법(AAAS, 1884)에 따라 분석하였 다. 조지방(EE, ether extract), 조회분(CA, crude ash), 중성세제불 용섬유(NDF, neutral detergent fiber), 산성세제불용섬유(ADF, acid detergent fiber) 함량은 Goering and Van Soest법(1994)을 이용하여 분석하였다.

    6. 통계분석

    통계분석은 SAS Enterprise Guide(ver. 9.2)를 이용하여 분석 하였으며, 처리간의 평균 비교는 Duncan multiple range test (MRT) 검정에 의하여 5 % 유의수준에서 처리구 간의 통계적인 차이를 규명하였다

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    1. IRG 투입 수분에 따른 열풍 건조시간별 수분변화

    IRG 수분함량에 따라 다단컨베이어 열풍건조기에 투입하였을 때 건조높이는 IRG 투입 수분 30%는 35 cm, 수분 40% 30 cm, 수분 50∼60%는 25 cm로 하여 사각틀에 10 kg 내외로 무게를 일정하게 설정하여 균일하게 투입하였다. IRG 투입 수분에 따른 건조시간별 수분변화 결과는 Table 1에 나타내었다. IRG의 수분 함량에 따른 건조 시간은 초기 수분 30%에서 4.3분, 40%에서 19.7분, 50%에서 26.5분, 60%에서 41.6분이 소요되었다. 특히, IRG 투입 수분 60%는 30% 대비 건조 시간이 약 8.7배로, 초기 수분함량이 건조 효율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 주로 열풍건조 기술 개발은 유럽, 중국, 미국 등에서 연구가 이루어지 며 조사료 투입 수분을 40% 이내로 설정하고 있다(Arinze et al., 1996;Kolb, 2014;Román and Hensel, 2014;Du and Liu, 2025). 투입 수분이 높을 경우 두꺼운 층이 생겨 수분 이동이 느 려지고 건조 시간이 길어지는 문제가 발생하기 때문이다. 즉 두꺼 운층으로 인하여 상단부로 바람이 통과하기 어렵기 때문에 공기 의 흐름이 어려운 중상단 부위의 수분이 늦게 마르게 된다. 사각 베일 열풍건조 시험에서 건초 밀도에 따라 밀도가 높을수록 열풍 의 통과가 어려웠고 열풍이 바로 들어오는 사각베일 하단보다는 열풍이 덜 들어오는 상단부의 수분이 늦게 제거되는 결과와 일치 하였다(Román and Hensel, 2014;Du and Liu, 2025).

    2. IRG 투입 수분에 따른 열풍 건조시간 예측

    조사료 다단컨베이어형 열풍건조기 건조 조건 산출을 위해서 는 IRG 투입 수분함량에 따른 건조 시간을 알아야 한다. 따라서 IRG 투입 수분 조건별로 수분 15% 도달 시간을 분석하여 Fig. 3에서와 같이 IRG 투입 수분함량과 수분 15% 도달 시점과의 상 관관계를 산점도로(Scatter plot) 표시하였다. 또한, 분석 결과를 바탕으로 IRG 수분 함량별 건조시간을 예측하는 선형회귀식 (Linear regression line)을 도출하였다. 분석결과 R2은 0.91으로 고도의 상관관계가 있는 것으로 나타났다.

    건조시간 예측 회귀식의 검증을 위하여 실값과 예측값의 일치 도 평가를 위하여 Bland-Altman 분석을 수행하였다. 해당 분석 을 통해 도출된 실측값과 예측값의 일치도 결과는 Fig. 4와 같다. 편향도는 2.30으로 나타났으며, 이는 모델이 전반적으로 약간의 과소 추정하는 경향을 보였다. 본 연구에서 일치도는 -10.14에서 5.54 범위로 나타났다. 대부분의 관측치가 이 범위 내에 분포하여 실측값과 예측값 간에 수용가능한 수준의 일치도를 보였다. 이러 한 결과는 Bland–Altman 분석에서 제시하는 일치도 평가 기준 에 부합하며, 본 예측모델이 실측값을 비교적 안정적으로 추정함 을 시사한다. 다만, 고수분함량 구간에서 과소추정 경향이 일부 관찰되어 해당 구간에서의 보정 가능성이 제시된다(Bland and Altman, 1986).

    3. 다단컨베이어 조사료 열풍건조기를 활용한 이탈리안 라이그 라스 건조성능 평가

    다단컨베이어 조사료 열풍건조기 활용 건조 조건에 따른 실측 생산량 평가를 통하여 예측 생산량의 정확도 평가와 건조균일도 를 평가여 건조성능을 최종 평가하였다(Table 2). 수분함량 30∼ 40%조건에서는 IRG 예측 생산량과 실측 생산량 간의 차이가 12.5∼17.1(kg/h)로 상대적으로 적게 나타났으나 40%구간에서는 높은 예측 정확도를 보였다. 이는 예측모델 개발 당시 상대적으로 많은 시료가 30∼40% 구간에 집중되어 있었던 것이 영향을 미쳤 을 것으로 판단된다. 따라서 40% 이내 저수분 구간에서는 체류 시간을 기반으로 한 생산량 예측 모델이 실제 건조 공정을 비교 적 잘 반영하는 것으로 판단된다. 반면 수분함량이 60% 이상으 로 증가함에 따라 IRG 예측 생산량은 실제 생산량에 비해 크게 과대평가되는 경향을 보였다. 고수분 조건에서 IRG 생산성 예측 모델 적용에 한계가 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 고 수분 원료의 경우 건조 과정 중 고수분으로 인하여 공기 통과가 원활하지 않아 열전달 저하 등의 원인이 생산량 감소에 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. 고수분 조건에서는 입자 질량이 증가 하게 되고 바람 속도가 느려지게 되며 결과적으로 저수분 조건 보다 더 강한 공기흐름이 있어야만 동일한 건조가 가능하다 (Geankoplis, 2003;St et al., 2023). 향후 고수분 조건에서 발생 하는 공정 변동성을 제어하고 데이터의 신뢰도를 높이기 위해, 반복 수를 확대한 추가 정밀 검증이 요구된다.

    결과적으로 본 예측 모델은 IRG 수분함량 40% 이하에서는 유효 하게 적용가능하나, 수분 60%이상의 고수분 영역에서는 추가적인 보정계수 또는 공기흐름을 개선 하는 등의 기계적인 보완이 필요할 것으로 보인다. 또한, 초종 간 기본적인 건조 양상에 큰 차이는 없으나 작물별 고유 특성에 따른 차별화된 건조 방법 적용이 요구 된다. 따라서 본 IRG 특화 모델을 타 초종으로 확장하기 위해서는, 향후 건조 방법 및 작물별 수분함량 변화를 종합적으로 반영한 범용적 건조 예측 모델 개발 연구가 추가로 수행되어야 한다.

    4. 다단컨베이어 조사료 열풍건조기를 활용한 이탈리안 라이그 라스 사료가치 변화

    다단컨베이어 열풍건조기를 활용한 투입 수분 함량별 IRG 사 료가치 분석 결과는 Table 3과 같다. IRG 열풍건조기를 활용하 여 건초를 생산한 결과, 조단백질 함량은 원물 대비 12∼20% 감 소하는 것으로 나타났으며, 이는 통계적으로 유의하였다(p<0.05). 그러나 투입 수분함량이 60% 이하인 조건에서는 처리 간 유의적 인 차이가 나타나지 않았다. 반면, 조지방(EE), 조회분(CA), 섬유 소 성분(NDF, ADF)에서는 처리에 따른 유의적인 차이가 관찰되 지 않았다.

    일반적으로 조사료의 사료가치 손실은 수확, 건조 및 저장 전 과정에서 발생하며, 특히 기계적 처리 과정에서 손실이 크게 발생 하는 것으로 보고되고 있다(Rotz and Muck, 1994;Collins et al., 2017). 따라서 노지에서 건초를 생산할 경우, 반복적인 기계 작업 과 환경 요인으로 인해 사료가치가 크게 저하될 수 있다.

    열풍건조 과정에서 발생하는 사료가치 감소는 주로 열풍건조 기 투입 및 건조 과정 중 기계적 작업에 따른 손실과 열에 의한 손실로 구분할 수 있다(Shinners et al,. 2007). 본 시험에서 적용 된 건조 온도는 약 80℃ 내외로, 조단백질 감소에 직접적인 영향 을 미쳤을 가능성은 낮은 것으로 판단된다. 그러나 열풍건조 시 가해지는 고온은 조사료 내 환원당과 아미노산의 마이야르 반응 (Maillard reaction)을 촉진하여 산성세제불용성단백질(ADICP) 과 같은 비소화성 화합물을 형성할 수 있으며, 이는 반추가축의 실제 단백질 이용성 및 소화율 저하로 이어질 수 있다(Van Soest, 1994). 따라서 향후 열풍건조 조사료의 보다 정밀한 사료가치 평 가를 위해서는 단순한 조단백질 함량 분석을 넘어, 고온 건조에 따른 단백질 이용성 변화에 대한 추가적인 분석이 수반되어야 할 것으로 사료된다.

    이와 유사한 연구로 알팔파를 대상으로 열풍건조한 선행 연구 에서는, 70℃ 내외에서 건조한 경우 30℃에서 건조한 처리와 유사 한 사료가치를 보였으나, 105℃에서 건조한 경우에는 사료가치가 유의적으로 감소하는 것으로 보고된 바 있다. 이러한 결과는 본 연구에서 관찰된 경향과 일치한다(Deinum and Maassen, 1994).

    Ⅳ. 요약

    본 연구는 다단컨베이어형 조사료 열풍건조기를 이용하여 이탈리안 라이그라스(IRG)의 투입 수분함량에 따른 건조 특성, 생산량 예측 정확도 및 사료가치 변화를 평가하였다. IRG를 약 25 cm 두께로 열풍건조기에 균일하게 투입한 결과, 초기 수분함 량이 증가함에 따라 건조 시간이 크게 증가하였으며, 수분 30%, 40%, 50%, 60% 조건에서 각각 4.3, 19.7, 26.5, 41.6분이 소요되 었다. 특히 수분 60% 조건에서는 30% 대비 약 8.7배의 건조 시 간이 요구되어 초기 수분함량이 건조 효율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. IRG 투입 수분함량과 수분 15% 도달 시간 간 에는 높은 상관관계(R2 = 0.91)가 확인되었다. Bland–Altman 분 석 결과, 예측값과 실측값은 전반적으로 수용 가능한 일치도를 보 였으나, 수분함량 60% 고수분 구간에서는 일부 편차가 관찰되었 다. 생산량 예측 정확도 평가 결과, 수분함량 30∼40% 조건에서 는 예측 생산량과 실측 생산량 간 차이가 작아 모델의 적용성이 높은 것으로 나타났다. 반면, 수분함량 60% 이상 조건에서는 예 측 생산량이 실측값을 크게 과대평가하여, 고수분 조건에서 예측 모델의 한계가 확인되었다. 사료가치 분석 결과, IRG 열풍건조 시 조단백질 함량은 원물 대비 12∼20% 감소하였으나(p<0.05), 투입 수분함량 60% 이하 조건 간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 조지방, 조회분 및 섬유소 성분에서는 처리 간 유의적인 변화가 관찰되지 않았다. 종합적으로 다단컨베이어 열풍건조기는 IRG 수분함량 40% 이하에서 활용이 가능할 것으로 보이며 본 연구에서 제시한 예측모델을 적용하여 현장에서 활용이 가능할 것으로 보인다. 다만, 60% 이상의 고수분 조건에서는 다단컨베이 어 열풍건조기의 공기 흐름 개선 또는 고수분 예측을 위한 보정 계수 도입이 필요할 것으로 보인다.

    Ⅴ. 사사

    본 논문은 농촌진흥청 연구사업(건초 및 저수분 조사료 활성 화를 위한 국산 조사료 품질 규격화 제조기술 개발, RS-2021- RD010124) 및 2026년도 농촌진흥청 국립축산과학원 전문연구 원 과정 지원에 의해 이루어진 것임.

    Figure

    KGFS-46-1-9_F1.jpg

    Schematic diagram of a multi stage conveyor-type hot air forage dryer system.

    KGFS-46-1-9_F2.jpg

    Process flow diagram of the multi stage conveyor-type hot air forage dryer system.

    KGFS-46-1-9_F3.jpg

    Relationship between initial moisture content and drying time in hot air drying of Italian ryegrass (IRG)(n=29). Scatter plot showing the relationship between initial moisture content (%) and the time required (min) to reach 15% moisture in hot-air drying of Italian ryegrass. A linear regression line is included with the equation and R² value.

    KGFS-46-1-9_F4.jpg

    Bland–Altman plot for agreement between observed and predicted moisture content of Italian ryegrass (IRG)(n=19).

    Table

    Changes in moisture content of Italian ryegrass (IRG) during hot-air drying at different drying times
    Data are presented as mean ± SD.

    Comparison of predicted and measured production rates of Italian ryegrass using a multi-stage conveyor-type hot-air forage dryer system

    * RMSE: Root mean square error.
    ** Drying uniformity levels were defined based on the moisture content difference (%), ranging from very good (≤2%) to very poor (>5%).

    Feed value of Italian ryegrass at different inlet moisture contents in a multi-stage conveyor-type hot-air drying process

    * Mean comparisons were statistically tested at the 5% significance level within columns (n=3).
    ** CP: crude protein; EE: Ether Extract; CA: crude ash; ADF: acid detergent fiber; NDF: neutral detergent fiber.
    ***Crude protein loss was calculated based on the reduction rate of crude protein.

    Reference

    1. Allen, M.S. 2000. Effects of diet on short-term regulation of feed intake by lactating dairy cattle. Journal of Dairy Science. 83(7):1598-1624.
    2. AOAC. 2005. Official methods of analysis of AOAC international. 18th ed. AOAC International. Rockville. MD. USA.
    3. Arinze, E., Sokhansanj, S. and Schoenau, G. 1993. Simulation of natural and solar-heated air hay drying systems. Computers and Electronics in Agriculture. 8(4):325-345.
    4. Arinze, E., Sokhansanj, S., Schoenau, G. and Trauttmansdorff, F. 1996. Experimental evaluation, simulation and optimization of a commercial heated-air batch hay drier: Part 1, drier functional performance, product quality, and economic analysis of drying. Journal of Agricultural Engineering Research. 63(4):301-314.
    5. Beauchemin, K.A. 1991. Effects of dietary neutral detergent fiber concentration and alfalfa hay quality on chewing, rumen function, and milk production of dairy cows. Journal of Dairy Science. 74(9):3140-3151.
    6. Bland, J.M. and Altman, D. 1986. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. The Lancet. 327(8476):307-310.
    7. Coblentz, W. and Muck, R.E. 2013. Effects of rain damage on wilting forages. Focus on Forage. 15(7). University of Wisconsin-Madison. Division of Extension. Madison. WI. USA.
    8. Collins, M., Moore, K.J., Nelson, C. and Barnes, R. 2017. Preservation of forage as hay and silage. In: Forages. 1:321.
    9. Collins, M., Moore, K.J., Nelson, C.J. and Barnes, R.F. 2017. Preservation of forage as hay and silage. In: Forages: The science of grassland agriculture. Vol. 1. 7th ed. John Wiley & Sons. Inc. Ames. IA. USA. pp. 321-348.
    10. Da Silva Pedroso, C.E., De Medeiros, R.B., Da Silva, M.A., Da Jornada, J.B.J., De Saibro, J.C. and Teixeira, J.R.F. 2004. Produção de ovinos em gestação e lactação sob pastejo em diferentes estádios fenológicos de azevém anual. Revista Brasileira de Zootecnia. 33(5):1345-1350.
    11. Deinum, B. and Maassen, A. 1994. Effects of drying temperature on chemical composition and in vitro digestibility of forages. Animal Feed Science and Technology. 46(1-2):75-86.
    12. Du, J. and Liu, C. 2025. Experimental study on drying characteristics of alfalfa hay bales using hot air convection. Applied Sciences. 15(7):3921.
    13. Dumas, J.B.A. 1884. American Association for the advancement of science: Jean-Baptiste-André Dumas. Science. 3(72):750-752.
    14. Geankoplis, C.J. 2003. Transport processes and separation process principles (Includes unit operations). 4th ed. Prentice Hall Press. Upper Saddle River. NJ. USA. pp. 1-1026.
    15. Jugovic, M., Zoranovic, M., Ivanisevic, M., Malicevic, Z., Zivkovic, M. and Jakisic, T. 2023. The impact of different methods of drying and preparation method on the basic chemical composition of hay. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 51(2):13180.
    16. Kim, W.H., Kim, K.Y., Jung, M.W., Ji, H.C., Lim, Y.C., Seo, S., Kim, J.D., Yoon, B.K. and Lee, H.W. 2011. Dry matter yield and forage quality at mixture of annual legumes and Italian ryegrass on paddy field. Journal of the Korean Society of Grassland and Forage Science. 31:33-38.
    17. Kolb, R.E. Eco-friendly hay drying with the AGRIFRIGOR™ process (dehumidifiers). 2014. FrigorTec GmbH. Amtzell, Germany
    18. Lacefield, G., Henning, J.C., Collins, M. and Swetnam, L. 1999. Quality hay production. Cooperative Extension Service. University of Kentucky. College of Agriculture. Agr. 62(3):77.
    19. Lee, S.Y., Cheon, D.W., Park, H.S., Choi, K.C., Yang, S.H., Lee, B.H., Lee, B.U. and Jung, J.S. 2022. Estimation on the consumption patterns and consciousness of domestic forage in Korean native cattle farmers. Journal of the Korean Society of Grassland and Forage Science. 42(1):17-25.
    20. Luchini, N., Broderick, G., Muck, R., Makoni, N. and Vetter, R. 1997. Effect of storage system and dry matter content on the composition of alfalfa silage. Journal of Dairy Science. 80(8):1827-1832.
    21. MAFRA. 2024. The current situation of forage production and supple- mentation policy. Ministry of Agriculture. Food and Rural Affairs.
    22. Min, C.W., Jang, H.S., Kim, Y.J., Lee, S.H., Park, Y.K., et al. 2024. Forage productivity and quality of early, medium, and late maturing Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) varieties at two distinct harvest times in middle regions of Korea. Journal of the Korean Society of Grassland and Forage Science. 44(3):145-156.
    23. Muck, R. and Shinners, K.J. 2001. Conserved forage (silage and hay): Progress and priorities. IGC Proceedings.
    24. Mujumdar, A.S. 2006. Handbook of industrial drying. 3rd ed. CRC Press. Boca Raton. FL. USA.
    25. Oliveira, L.V., Ferreira, O.G.L., Pedroso, C.E.D.S., Costa, O.A.D. and Alonzo, L.A.G. 2015. Características estruturais de cultivares diploides e tetraploides de azevém. Bioscience Journal. 31(3):883-889.
    26. Park, H.S., Kim, J.H., Seo, S., Jung, J.S., Lee, S.H., Lee, K.W. and Choi, G.J. 2013. Effect of conditioning methods and tedding frequency on the drying rate and quality in Italian ryegrass hay. Journal of Animal Environmental Science. 19(1):69-74.
    27. Patil, R., Sokhansanj, S., Arinze, E. and Schoenau, G. 1992. Thin layer drying of components of fresh alfalfa. Canadian Agricultural Engineering. 34(4):343-346.
    28. Pellegrini, L.G.D., Monteiro, A.L.G., Neumann, M., Moraes, A.D., Pellegrin, A.C.R.S.D. and Lustosa, S.B.C. 2010. Produção e qualidade de azevém-anual submetido a adubação nitrogenada sob pastejo por cordeiros. Revista Brasileira de Zootecnia. 39(9):1894- 1904.
    29. Rankin, M. and Undersander, D. 2000. Rain damage to forage during hay and silage making. Focus on Forage. 2:1-3. University of Wisconsin-Madison, Division of Extension. Madison. WI. USA.
    30. Resch, R., Adler, A. and Pötsch, E. 2014. Impact of different drying techniques on hay quality. In: Proceedings of the 15th International Conference on Forage Conservation. Brno. Czech Republic. pp. 27-38.
    31. Román, F.D. and Hensel, O. 2014. Numerical simulations and experimental measurements on the distribution of air and drying of round hay bales. Biosystems Engineering. 122:1-15.
    32. Rotz, C. 2003. Effectiveness of equipment to speed hay drying. Pennsylvania Grazing and Forage Conference Proceedings.
    33. Rotz, C.A. and Muck, R.E. 1994. Changes in forage quality during harvest and storage. In: Forage quality, evaluation, and utilization. Wiley. pp. 828-868.
    34. Rotz, C.A., Shinners, K.J. and Digman, M. 2020. Hay harvest and storage. In: Forages: The science of grassland agriculture. Vol. 2. 7th ed. John Wiley & Sons, Inc. Ames. IA. USA. pp. 749-765.
    35. Savoie, P. 2001. Intensive mechanical conditioning of forages: A review. Canadian Biosystems Engineering. 43:2.1-2.12.
    36. Seo, S. 2005. Forage production and animal husbandry in Korea. Grassland Science. 51(1):21-25.
    37. Seo, S., Chung, E., Kim, J., Kang, W. and Kim, W. 2000. Mechanical and chemical conditioning effect on field drying rate and quality of grass hay. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 13(8):1109-1112.
    38. Shinners, K., Herzmann, M., Binversie, B. and Digman, M. 2007. Harvest fractionation of alfalfa. Transactions of the ASABE. 50(3):713-718.
    39. Soest, V. 1994. Nutritional ecology of the ruminant. 2nd ed. Cornell University Press. Ithaca and London. pp. 140-155.
    40. Sokhansanj, S. and Patil, R.T. 1996. Kinetics of dehydration of green alfalfa. Drying Technology. 14(5):1197-1234.
    41. St, B.A., Leblicq, T. and Saeys, W. 2023. Aerodynamic properties of harvested perennial ryegrass: Effects of particle mass, size and moisture content. Biosystems Engineering. 228:67-79.
    42. Van Soest, P.J. 1994. Nutritional ecology of the ruminant. 2nd ed. Cornell University Press. Ithaca and London. pp. 140-155.
    43. Yang, S., Mahmood, M., Baral, R., Wu, H., Almloff, M., Stanton, L.E., Min, D., Smiley, B.K., Iiams, J.C. and Yu, J. 2024. Forage conservation is a neglected nitrous oxide source. PNAS Nexus. 3(9):373.
    Copyright © The Korean Society of Grassland and Forage Science. All rights reserved.