This study was carried out to assess bioenergy conversion efficiency by biogas and solid fuel production in the cattle feedlot manure discharged from beef cattle barn. Feedlot manure was sampled from the cattle farmhouse located in Yong-in, Gyeonggi during the mid-fattening stage, periodically. The chemical characteristics, BMP (Biochemical methane potential) and HV (Heating values) of feedlot cattle manures were analyzed. Total solid contents of cattle feedlot manure were in the range of 29.98~44.28%, and volatile solid contents were in the range of 23.53~24.47%. In the anaerobic digestion of cattle feedlot manure, the methane production potential has increased from 0.141 to $0.187Nm^3kg^{-1}-VS_{added}$. The methane production of fresh cattle feedlot manure showed the range $0.141{\sim}0.187Nm^3kg^{-1}$-Manure (average $0.047Nm^3kg^{-1}$-Manure), the LHVs (lower heating values) of the produced methane were in the range of $316{\sim}560kcalkg^{-1}$-Manure (average $400kcalkg^{-1}$-Manure). In the direct combustion of fresh cattle feedlot manure, the LHVs were measured in the range of $747{\sim}1,271kcalkg^{-1}$-Manure (average $916kcalkg^{-1}$-Manure), and LHVs of solid fuel which have the water content of 20% were in the range of $2,694{\sim}2,876kcalkg^{-1}$-Manure (average $2,791kcalkg^{-1}$-Manure). Then, the drying energy of average $443kcalkg^{-1}$-Manure was consumed in the production of solid fuel which has a water content of 20%. Therefore, the direct combustion of cattle feedlot manure showed about 2.3 times higher LHV than the LHV of methane produced by anaerobic digestion. And LHV of solid fuel was about 6.0 times higher than the LHV of methane produced by anaerobic digestion. Then, the production of solid fuel presented more bioenergy conversion efficiency than the biogas production in the bioenergy use of cattle feedlot manure.
Kim, Eunjong;Lee, Dong-Hyun;Won, Seunggun;Ahn, Heekwon
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제29권5호
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pp.753-758
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2016
Moisture content influences physiological characteristics of microbes and physical structure of solid matrices during composting of animal manure. If moisture content is maintained at a proper level, aerobic microorganisms show more active oxygen consumption during composting due to increased microbial activity. In this study, optimum moisture levels for composting of two bedding materials (sawdust, rice hull) and two different mixtures of bedding and beef manure (BS, Beef cattle manure+sawdust; BR, Beef cattle manure+rice hull) were determined based on oxygen uptake rate measured by a pressure sensor method. A broad range of oxygen uptake rates (0.3 to 33.3 mg $O_2/g$ VS d) were monitored as a function of moisture level and composting feedstock type. The maximum oxygen consumption of each material was observed near the saturated condition, which ranged from 75% to 98% of water holding capacity. The optimum moisture content of BS and BR were 70% and 57% on a wet basis, respectively. Although BS's optimum moisture content was near saturated state, its free air space kept a favorable level (above 30%) for aerobic composting due to the sawdust's coarse particle size and bulking effect.
Background: Dietary manipulation is a common practice to mitigate gaseous emission from livestock production facilities, and the variation of fat level in the diet has shown great influence on ruminal volatile fatty acids (VFA) and enteric methane generation. The changes in dietary fat levels influence rumen chemistry that could modify manure nutrient composition along with odor and gaseous emissions from manure management facilities. Methods: A field experiment was carried out on beef cattle feedlots to investigate the effect of four levels of dietary fat concentrations (3 to 5.5 %) on the manure composition and gaseous emissions (methane-$CH_4$, nitrous oxide-$N_2O$, carbon dioxide-$CO_2$ and hydrogen sulfide-$H_2S$) from the feedlot pen surface. The experiment was carried out over a 5-month period from June to October during North Dakota's summer-fall climatic condition. Air and manure sampling was conducted five times at a 20-30 day intervals. Results: Overall, this research indicated that fat levels in diet have no or little effect on the nutrient composition of manure and gaseous emission from the pens with cattle fed with different diet. Though significant variation of gaseous emission and manure composition were observed between different sampling periods, no effect of high fat diet was observed on manure composition and gaseous emission. Conclusions: It can be concluded that addition of fat to animal diet may not have any impact on gaseous emission and manure compositions.
Ogino, A.;Kaku, K.;Fujita, T.;Kitamura, C.;Shimada, K.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제16권5호
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pp.635-638
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2003
Japanese Black cattle (Wagyu) are fed for a long period to produce high quality beef, however, extended feeding often causes inefficiency and greater environmental load mainly derived from their manure. The objectives of this study were to analyze changes in feeding length by listing breeding values (BVs) at calf markets and the relationships between BVs and carcass characteristics of 4,052 Japanese Black cattle, and to examine the feasibility of optimizing feeding length by referring to listed BVs. BV classes A, B, and C were defined based on BVs of cows in Shimane Prefecture as follows: an upper quarter of BVs was classified as A, a second quarter as B, and under the average as C. For cattle sold at calf markets in the first term of 1996, just before the start of BV listing, the feeding length of cattle with class B BVs for the beef marbling standard (BMS) was longer (p>0.05) than that of class A cattle. However, in the second term of 1996, just after the start of BV listing, the feeding length of class B cattle became shorter (p<0.001) than that of class A cattle. Then, the feeding lengths of both classes showed no significant differences. Feeding lengths of both class A and B BVs for carcass weight (CW) changed similarly to the corresponding BV classes for BMS. The analysis of the relationships among the listed BV classes and the actual carcass characteristics showed that class A cattle had a higher (p<0.001) BMS than class B cattle, and that the higher-class cattle had a heavier CW (p<0.05). On the basis of previous reports, the cattle, particularly those with lower genetic marbling ability, seem to only increase marbling at markedly low efficiency for a few months before slaughter. Therefore, the finding that carcass characteristics corresponded to their class of BVs suggests that an optimum feeding length based on listed BVs not only increases the efficiency of beef production, but also reduces the environmental load.
본 연구는 한우, 젖소, 돼지, 산란계 HACCP 적용 농장의 분변, 원유 및 사육환경에서 병원성세균 등 분석을 통하여 HACCP 적용 농장의 생물학적 위해 관리 실태를 파악하고자 하고 이를 농장 HACCP 시스템 적용에 관한 기초 연구 자료로 사용하는 것을 목적으로 하였다. 미생물 시료는 HACCP을 적용 중인 한우, 젖소, 돼지, 산란계농장의 축사바닥분뇨, 퇴비사, 원유탱크, 집란기, 분변 벨트 등에서 채취 하였으며 축산식품의 생물학적 위해인 Pathogenic E. coli, Salmonella spp. S. aureus 등을 분석하였다. 각 축종별 대장균은 분변에서 100% 검출되었으나 Salmonella spp.는 검출되지 않았다. 또한 젖소농장의 원유 냉각기에서도 S. aurues가 검출되지 않았다. 그러나 돼지농장의 돈사바닥 및 퇴비장에서는 검사건수 30건당 각각 2건, 1건의 Salmonella spp.가 검출되었다. 마찬가지로 산란계농장의 계사바닥 및 분변벨트에서도 전체분석 건수 대비 10~20%의 Salmonella spp.가 검출되었다. 이러한 결과는 문헌상 보고되고 있는 일반축산농가의 병원성세균 관리실태와 간접 비교하였을 경우 HACCP 시스템을 적용중인 축산농가에서의 일반축산농가보다 병원성 세균관리가 더욱 철저히 이루어지고 있는 것으로 판단된다.
In order to advise how to solve the problems and suggest on the mechanization of beef farm, the facilities and equipment for feeding and supplying water to the animals and transporting manure, and farm machineries of sixty-seven beef cattle farms in western Chungnam Province were surveyed. The results are as follows; 1. The proportions of number of heads per farm for above 70, 50∼70, 30∼50, 10∼30 and below 10 heads were 26, 18, 29, 13 and 13, respectively. The farms with the annual income more than 30 million won are consisted of 67.6% of the farms surveyed which showed to be higher than national average. 2. Only 19% of farms had automatic feeding system. Water was supplied by water cup(45%), opening and shutting water tab(27.6%) and bucket. 3. Cattle manure was transported by manpower (46%) by loader (34%) and by gravitational flow (14%). Most of manure(97%) was composted after treatment of drying or piling up outside. 4. More instruction and education were required because of the insufficient routine checking and fixing for farming machines, and unsystematic education for learning skills. 5. 65% of farms felt unsatisfied about after service(A/S) for their machinery. The main reason why the farmers were not satisfied was that it took too much time to be repaired. 6. When the farms purchased facilities, equipment and machinery, they did not analyze economic value of them and keep a diary. To make effective use of machines, the most available model for purchasing and managing of machines must be developed and applied to various scales of management.
우사바닥깔짚으로부터의 온실가스 배출량을 산정하기 위해 깔짚으로의 분뇨부하량을 정확히 조절할 수 있는 모의우사바닥에서의 깔짚두께별 $CH_4$와 $N_2O$ 가스 발생량을 조사하였다. 톱밥이 10, 15cm 높이로 깔린 $0.2583m^2$(L 0.63 m${\times}$W 0.41 m) 크기의 우사바닥으로의 한우와 젖소의 분뇨부하는 친환경 축사표준모델의 축사면적과 축종별 일일 분뇨배설량 자료를 기준으로 한우는 $1.586kg/m^2/d$, 젖소는 $3.588kg/m^2/d$로 정하고 24시간 주기로 분뇨를 투입/혼합하면서 깔짚으로부터 발생하는 온실가스 발생량을 조사하였다. 총 12개의 모의우사바닥을 이용하여 모든 실험은 3반복으로 3회에 걸쳐 수행되었다(5~7월, 9~11월, 2~4월). 그 결과 단위면적당 $CH_4$ 발생량은 한우, 젖소 모두에서 깔짚이 두꺼운 경우 적게 발생하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의적인 차이가 없었으며(p<0.05), $N_2O$ 발생량의 경우에도 깔짚두께에 따른 차이가 없는 것으로 나타났다. 한우와 젖소를 비교할 때 단위면적당 온실가스 발생량은 젖소가 $CH_4$는 약 7.5배, $N_2O$는 약 1.2배 많았으며 연간 배출되는 $CH_4$는 한우 7.4 g/head/year, 젖소 130.4 g/head/year로 젖소가 한우에 비해 21배 높은 것으로 나타났다. 또한 $N_2O$는 한우 3,267 g/head/year, 젖소 14,719 g/head/year로 젖소가 약 4.5 배 많았으나 배설된 N 대비 $N_2O$-N은 한우 0.2148 kg $N_2O$-N/kg N, 젖소 0.1632 kg $N_2O$-N/kg N으로 오히려 한우가 높았으며 IPCC 2006 GL값 0.07 kg $N_2O$-N/kg N과 비교시 한우는 약 3.07배, 젖소는 약 2.33배 높은 것으로 나타났다.
Animal manure and manure compost produced from livestock farms are widely applied in crop lands. Leachate and runoff water from them are presumed to be one of the major sources of water quality deterioration in rural streams. Laboratory experiments were conducted to investigate water quality characteristics and loading of leachate obtained under rainfall simulation. Manure composts for the experiments were collected from beef cattle farms, dairy farms, and pig farms. Water quality parameters include SS, COD, TN, and TP. Most parameters of leachate from pig manure compost was higher than others. Both TN and TP concentrations were reflecting the composition of manure itself. It is recommended, therefore that the leachate from the manure composts should be controlled not to be discharged into streams.
This study focused on the characteristics of manure in five beef cattle farms and two breeding farms in Hanwoo centered in Gyeongsangbuk-do province. The results of analysis and evaluation are as follows; First, the pH of manure in all the farms in this study was within the appropriate range of 8.81 to 9.45. Second, the dry matter content varied from 44.7% to 70.5% for all the farms. Third, the total nitrogen content in all the farms was 2.05-3.04%, which is higher than the reported range; however, it could play a role as a soil improvement agent when used as compost. Fourth, although the exact range of ammonia-N (VBN) content was not reported, results analyzed in all the farms showed that the level of impact on the environment was insignificant. In conclusion, soil and environment improvement effects are expected to be effective if the manure at Hanwoo farms in the Gyeongbuk area are used as compost through appropriate management.
The current study evaluated carbon dioxide (CO2) emissions from beef and pork production and distribution chains in the South Korean meat industry. Data from industrial example farms and slaughterhouses were assessed on the basis of both the guidelines from the United Kingdom's Publicly Available Specification (PAS) 2050:2011 and the Korea Environmental Industry & Technology Institute carbon footprint calculation. The main factors for our estimations were animal feeds, manure waste, transportation, energy and water, refrigerants, and package data. Our analyses show that 16.55 kg CO2 equivalent (eq) was emitted during the production of 1 kg of live cattle. When retail yields and packing processes were considered, the CO2-eq of 1 kg of packaged Hanwoo beef was 27.86 kg. As for pigs, emissions from 1 kg of live pigs and packaged pork meat were 2.62 and 12.75 kg CO2-eq, respectively. While we gathered data from only two farms and slaughterhouses and our findings can therefore not be extrapolated to all meats produced in the South Korean meat industry, they indicate that manure waste is the greatest factor affecting ultimate CO2 emissions of packaged meats.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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