• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제20권11호
• /
• pp.1699-1704
• /
• 2007

This experiment was carried out to evaluate the effects of adding encapsulated-glucose, glucose, sorbic acid or prefermented juice of epiphytic lactic acid bacteria (FJLB) on the fermentation quality and residual mono- and disaccharide composition of Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam) silages. The additive treatments were as follows: (1) control (no addition), (2) encapsulated-glucose addition at 0.5% for glucose, (3) glucose addition at 1%, (4) sorbic acid addition at 0.1%, (5) FJLB addition at a theoretical application rate of $2.67{\times}10^5$ CFU (colony forming unit) $g^{-1}$, on a fresh weight basis of Italian ryegrass. Although control and encapsulated-glucose treatments had higher contents of butyric acid (33.45, 21.50 g $kg^{-1}$ DM) and ammonia-N/Total nitrogen (114.91, 87.01 g $kg^{-1}$) as compared with the other treated silages, the fermentation in all silages was clearly dominated by lactic acid. This was well indicated by the low pH (4.38-3.59), and high lactic acid/acetic acid (4.39-22.97) and lactic acid content (46.85-121.76 g $kg^{-1}$ DM). Encapsulated-0.5% glucose and glucose addition increased lactic acid/acetic acid, and significantly (p<0.05) decreased ammonia-N/total nitrogen, and the contents of butyric acid and total volatile fatty acids (VFAs) as compared with the control. However, there were higher butyric acid and lower residual mono-and di-saccharides on the two treatments as compared with sorbic acid and FJLB addition, and their utilization efficiency of water soluble carbohydrates (WSC) was lower than that of both sorbic acid and FJLB additions. Sorbic acid addition showed the lowest content of ethanol and ammonia-N/total nitrogen, and the highest content of residual fructose and total mono-and disaccharides as well as the higher lactic acid/acetic acid value. Sorbic acid addition decreased the loss of mono-and disaccharides, and inhibited the activity of clostridial and other undesirable bacteria, and greatly increased the utilization efficiency of fermentable substrates by epiphytic LAB. FJLB addition had the lowest pH value and the highest lactic acid content among all additive treatments, with the most intensive lactic acid fermentation occurring in FJLB treated silage. This resulted in the faster accumulation of lactic acid and faster pH reduction. Sorbic acid and FJLB addition depressed clostridia or other undesirable bacterial fermentation which decreased the WSC loss and saved the fermentable substrate for lactic acid fermentation.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.628-636
• /
• 2008

축산폐수를 처리하기 위한 2상 혐기성소화(TPAD)공정을 생물학적 질소제거공정(BNR)과 결합하여 운전하였다. 질산화된 유출수를 TPAD 공정의 산생성 반응조로 반송할 경우 탈질반응이 산생성 반응에 미치는 영향과 효율을 관찰하였다. 질산화된 유출수의 반송은 유입된 COD의 VFA로의 전환율을 향상시켰다. 질산화된 유출수에 적응된 산생성 슬러지의 산생성 속도는 적응되지 않은 슬러지보다 6배 빠른 것으로 관찰되었다. 탈질반응은 생성된 VFA를 탄소기질로써 사용하였지만 산생성 활성도를 향상시킬 수 있었다. 탈질속도는 COD/N비에 영향을 받았지만, 질산성 질소에 대한 산생성 슬러지의 적응여부에 더욱 지배적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 산생성 슬러지에 의한 탈질반응은 0차 반응을 보였으며 탈질속도는 1.31$\sim$1.90 mg/L$\cdot$h이었다. 반면, 질산화된 유출수에 적응된 산생성 슬러지의 탈질속도는 3.30 mg/L$\cdot$h로 거의 2배가 빠른 것으로 나타났다. COD/N비 10에서 1g의 질산성 질소를 탈질반응에 의해 제거하는데 소비된 COD의 양론비는 5.1$\sim$6.4 범위이었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제26권9호
• /
• pp.1295-1303
• /
• 2013

The aim of this study was to determine the effect of different physical forms and urea treatment of rice straw on feed intake, rumen fermentation, and milk production. Four, multiparous Holstein crossbred dairy cows in mid-lactation with initial body weight (BW) of $409{\pm}20kg$ were randomly assigned according to a $4{\times}4$ Latin square design to receive four dietary treatments. The dietary treatments were as follows: untreated, long form rice straw (LRS), urea-treated (5%), long form rice straw (5% ULRS), urea-treated (2.5%), long form rice straw (2.5% ULRS) and urea-treated (2.5%), chopped (4 cm) rice straw (2.5% UCRS). Cows were fed with concentrate diets at a ratio of concentrate to milk yield of 1:2 and rice straw was fed ad libitum. The findings revealed significant improvements in total DM intake and digestibility by using long and short forms of urea-treated rice straw (p<0.05). Ruminal pH was not altered among all treatments (p>0.05), whereas ruminal $NH_3$-N, BUN and MUN were found to be increased (p<0.01) by urea-treated rice straw as compared with untreated rice straw. Volatile fatty acids (VFAs) concentrations especially those of acetic acid were decreased (p<0.05) and those of propionic acid were increased (p<0.05), thus acetic acid:propionic acid was subsequently lowered (p<0.05) in cows fed with long or short forms of urea-treated rice straw. The 2.5% ULRS and 2.5% UCRS had greater microbial protein synthesis and was greatest when cows were fed with 5% ULRS. The urea-treated rice straw fed groups had increased milk yield (p<0.05), while lower feed cost and greater economic return was in the 2.5% ULRS and 2.5% UCRS (p<0.01). From these results, it could be concluded that 2.5% ULRS could replace 5% ULRS used as a roughage source to maintain feed intake, rumen fermentation, efficiency of microbial protein synthesis, milk production and economical return in mid-lactating dairy cows.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.619-627
• /
• 2000

혐기성 UASB 반웅기를 이용하여 C. I. Reactive Blue 114 생분해를 위한 운전조건을 구하고자 하였다. 운전조건의 중요한 변수로서 염료농도, 탄소원의 종류 및 농도, HRT, 유입 pH의 영향을 조사하였다. 보조탄소원인 포도당은 염료제거에 있어 휘발성 지방산보다 더 우수하였으며, 포도당 $1000{\sim}3000mg/{\ell}$ 범위에서 염료제거율에 거의 영향이 없었다. HRT가 6시간에서 24시간으로 증가하였을 때 염료제거율은 HRT 12시간까지 증가하였으며 그 이상에서는 거의 일정한 값인 40%를 유지하였다. 유입 pH가 6.0~8.0 범위에서 변화하였을 때 유출수 pH는 6.8~7.5로 나타났고, pH 7.0에서 최대 염료제거율을 보였다. 본 연구에서 획득한 최대 염료제거속도는 $52mg/{\ell}{\cdot}day$이었지만 색도 환경기준치를 만족하는 최대 염료부하량은 $46mg/{\ell}{\cdot}day$로 나타났고, 이때의 운전조건은 HRT 12시간, 포도당 농도 $2200mg/{\ell}$이었다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제60권11호
• /
• pp.27.1-27.8
• /
• 2018

Background: Enteric methane ($CH_4$) accounts for about 70% of total $CH_4$ emissions from the ruminant animals. Researchers are exploring ways to mitigate enteric $CH_4$ emissions from ruminants. Recently, nano zinc oxide (nZnO) has shown potential in reducing $CH_4$ and hydrogen sulfide ($H_2S$) production from the liquid manure under anaerobic storage conditions. Four different levels of nZnO and two types of feed were mixed with rumen fluid to investigate the efficacy of nZnO in mitigating gaseous production. Methods: All experiments with four replicates were conducted in batches in 250 mL glass bottles paired with the ANKOM$^{RF}$ wireless gas production monitoring system. Gas production was monitored continuously for 72 h at a constant temperature of $39{\pm}1^{\circ}C$ in a water bath. Headspace gas samples were collected using gas-tight syringes from the Tedlar bags connected to the glass bottles and analyzed for greenhouse gases ($CH_4$ and carbon dioxide-$CO_2$) and $H_2S$ concentrations. $CH_4$ and $CO_2$ gas concentrations were analyzed using an SRI-8610 Gas Chromatograph and $H_2S$ concentrations were measured using a Jerome 631X meter. At the same time, substrate (i.e. mixed rumen fluid+ NP treatment+ feed composite) samples were collected from the glass bottles at the beginning and at the end of an experiment for bacterial counts, and volatile fatty acids (VFAs) analysis. Results: Compared to the control treatment the $H_2S$ and GHGs concentration reduction after 72 h of the tested nZnO levels varied between 4.89 to 53.65%. Additionally, 0.47 to 22.21% microbial population reduction was observed from the applied nZnO treatments. Application of nZnO at a rate of $1000{\mu}g\;g^{-1}$ have exhibited the highest amount of concentration reductions for all three gases and microbial population. Conclusion: Results suggest that both 500 and $1000{\mu}g\;g^{-1}$ nZnO application levels have the potential to reduce GHG and $H_2S$ concentrations.

• 한국축산시설환경학회지
• /
• 제18권sup호
• /
• pp.41-46
• /
• 2012

서양고추냉이를 비육돈에 급여하여 분뇨에서 발생되는 악취물질의 농도변화를 조사하였다. 1. 서양고추냉이 분말을 사료에 혼합하여 돼지에 급여한 후 분뇨의 단쇄지방산 농도를 측정한 결과, 사료에 고추냉이를 0.02% 혼합했을 때 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 이소발레르산, SCFA 및 I-SCFA 농도가 가장 높았다(p<0.05). 2. 페놀과 p-크레졸을 합한 페놀류 농도는 고추냉이를 0.01~0.02% 첨가하였을 때 대조구보다 감소하였다(p<0.05). 인돌과 스카톨을 합한 인돌류 농도는 사료에 고추냉이를 0.03% 첨가하였을 때 가장 낮았다(p<0.05). 3. 따라서 분뇨의 페놀류 농도를 줄이기 위해서는 사료에 고추냉이를 0.02% 이하로 첨가하고, 인돌류 농도를 줄이기 위해서는 사료에 고추냉이를 0.03% 정도 첨가하여야 할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
• /
• 제25권3호
• /
• pp.91-98
• /
• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 정상적으로 운영 중인 9개의 혐기소화시설과 사육돈 종류에 따른 가축분뇨 발생원 (농가) 14곳을 정밀모니터링 대상으로 선정하였으며 삼성분, 영양성분 (탄수화물, 단백질, 지방), 휘발성지방산, 질소 등에 대한 물리화학적 분석을 실시하였다. 가축분뇨 바이오가스화 시설로 반입되는 유기물의 휘발성고형물 농도는 (Volatile solids, VS) 단독처리시 2.81 %, 음식물류와 병합처리시 5.92 %로 조사되었으며, 유기물분해율은 단독처리 대비 20.5 % 증가된 63.6 %의 제거율을 보였다. 영양물질 결과를 바탕으로 이론적 메탄수율과 실제 현장에서의 메탄수율을 비교한 결과, VS 기준 실제 메탄수율은 이론값 대비 72 %에 해당하는 $0.36Sm^3CH_4/kgVS$로 실측되었다. 농가발생원의 총고형물 농도를 분석한 결과, 자돈 및 이유돈은 5.6 %로 가장 낮았으며 육성돈, 비육돈, 모돈 등은 약 11~13 %로 높은 유기물 함량을 보였다. 또한 가축분뇨에는 모래, 가축털 뭉치 등의 이물질이 존재함으로 혐기소화 과정에서 스크리닝 등의 전처리 과정을 사전에 실시하여야 한다. 음폐수와 가축분뇨의 혼합비율을 달리하여 운전한 연속식 반응기를 통해 병합처리 효과에 따른 적정 혼합비율을 도출하고자 하였다. 연속식 반응기 실험에서 가축분뇨와 음폐수의 혼합비율을 100:0, 80:20, 40:60, 20:80으로 설정하여 진행하였을 때, 60:40~40:60의 범위에서 적정 혐기소화 조건 (100 gTS/L 이하, 알칼리도 1 gCaCO3/L 이상, C/N비 12.0~30.0 등)에 부합하는 실험결과를 도출하였다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.295-303
• /
• 2011

혐기성 소화 반응조에서 항생항균물질의 영향을 평가하기 위해서 회분식 및 연속식 실험을 통하여 biogas 발생량, 유기산 생성, 유기물 제거 거동 등을 관찰하였다. 회분식 조건에서 단일항생항균물질 1~10 mg/L에서는 저해 영향이 관찰되지 않았으며, 50 mg/L에서 일부 VFAs가 축적되었고 16~30%의 유기물 제거효율이 감소되었지만, 일시적 저해 영향 후 점차 안정되었다. 그러나 항생항균물질 100 mg/L에서 바이오가스 발생량이 48~58% 감소하였으며, VFAs가 메탄으로 전환되지 않고 축적되었다. 연속식 반응기에서 4종의 혼합항생항균물질을 1~10 mg/L 주입시 미생물에 대한 저해영향은 없었으며, 50 mg/L 주입시 30~40%의 메탄가스 발생량이 감소하였고, 이는 이론적 메탄발생량의 60~65% 수준이었다. 항생항균물질 100 mg/L 주입시 85% 감소한 약 2.2 L/day의 바이오가스가 발생하였으며, 서서히 회복하여 7.2 L/day까지 바이오가스가 발생하였으나 대조군 대비 52% 수준이상은 회복되지 않았다. 항생항균물질 50 mg/L에서는 독성 저해 후 반응조 체류시간의 3배인 약 30일 정도 후 유기물 제거효율 및 바이오가스 회수가 가능하였으나, 100 mg/L 주입 후 40일 후에도 유기물 제거효율 및 바이오가스 발생량은 낮은 수준이었다. 따라서 혐기성 소화조에 고농도 항생항균물질이 유입되어 저해영향이 관찰되었을 경우 소화슬러지의 일부 또는 전체를 교체해야 할 것으로 판단된다. 혼합항생항균물질을 10~100 mg/L까지 주입하였을 경우 잔류항생항균물질 농도는 주입 6시간 후 CTC 80~90%, OTC 50~70%, SMZ 80~90%, TLS 20~40%가 반응조내에서 독성으로 작용한 후 입자성 유기물이나 EPS 등에 흡착되거나 소화온도에 의하여 감소한 것으로 판단된다. 따라서 혐기성 처리를 이용한 공정에 고농도 항생항균물질이 포함된 유기성폐수가 유입되었을 경우 공정의 유지관리에 어려움을 줄 수 있으며, 혐기소화조 유출수내 잔류항생항 균물질이 자연수계로 유입될 경우 2차 오염을 야기할 수 있기 때문에 항생항균물질의 사용의 적절한 관리가 요구되어 진다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제47권4호
• /
• pp.625-636
• /
• 2005

본 연구는 비섬유탄수화물(NFC)과 반추위분 해단백질(RDP)을 젖소사료에 다양하게 배합하여 NFC : RDP의 비율을 3.5, 3.0 및 2.5로 다양하게 조정하였을 때, in vitro 발효성상 및 젖소의 산유성적에 미치는 영향을 조사하여 적정 NFC : RDP비율을 결정하고자 실시하였다. In vitro 발효시험은 반추위 cannulae가 장착된 Holstein 젖소로부터 반추위액을 얻어 3, 6, 9, 12시간 동 안 배양하였다. 반추위내 pH는 NFC비율이 증가함에 따라 유의한 영향을 받지 않았고, 암모 니아질소농도는 배양 6시간까지 처리군간에 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 9시간과 12 시간에서는 NFC : RDP비율이 증가함에 따라 유의하게 감소하였다(P < 0.05). 휘발성지방산생산 량은 acetate 및 propionate농도가 발효 3시간에 NFC함량이 증가함에 따라 유의하게 증가하였 으나(P < 0.05), 나머지 시간대에서는 유의차가 나타나지 않았다. Valerate 및 A : P비율은 NFC : RDP비율에 의하여 영향을 받지 않았고, iso- acids 및 총 휘발성지방산은 전반적으로 NFC함 량이 증가함에 따라 유의하게 증가하였으며(P < 0.05), 3.0비율구가 가장 높은 값을 나타내었다(P < 0.01). 한편, 사양시험은 18 두의 착유우를 공시하여 처리구당 6 두씩 배치하여 총 24주간 실시하였 다. 건물 및 에너지섭취량은 NFC : RDP비율이 증가함에 따라 유의하게 증가하였고(P < 0.01), 섬 유소섭취량은 NFC : RDP비율이 감소함에 따라 직선적으로 증가하였다(P < 0.01). 산유량은 3.5(32.7 kg)비율구가 다른 처리구보다 유의하게 높았다(P < 0.05). 유지방율은 3.0(3.79 %) 및 2.5(3.79 %)비율구가 3.5(3.48 %)비율구보다 유의하 게 높았고(P < 0.05), 유지방생산량은 처리구간 에 차이가 나타나지 않았다. 유단백질과 무지 고형분은 NFC : RDP비율이 증가함에 따라 직선 적으로 증가하였다(P < 0.01). 그러나 우유중 요소태질소농도는 NFC함량이 증가함에 따라 유 의하게 감소하였다(P < 0.05). 이상의 결과로부터 사료내 증가하는 수준의 NFC는 반추위발효, 질소이용효율 및 산유량을 향상시켰고, 사료중 NFC : RDP비율이 3.0이상일 때 반추위발효뿐만 아니라 산유성적이 최대화되는 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
• /
• 제22권9호
• /
• pp.1187-1193
• /
• 2012

본 연구는 할로겐 화합물의 첨가가 in vitro 상의 반추위 발효성상과 메탄생성에 미치는 영향에 대한 효과를 규명하고자 실시하였다. Italian rye grass 및 배합사료를 6:4의 비율로 급여한 반추위 cannula가 시술된 홀스타인에서 반추위액을 채취하여 사용하였고, 채취된 반추위액은 분쇄된 timothy (대조구; C)에 bromochloromethane (BCM구), 2-Bromoethanesulfonic acid (BES구), 3-Bromopropanesulfonic acid (BPS구), chloroform (CLF구) 및 Pyromellitic diimide (PMDI구)의 5가지 할로겐 화합물을 각각 1 ppm씩 첨가하여 in vitro 배양하였다. pH는 6.72에서 6.25 정도로 배양시간이 경과함에 따라 낮아지는 경향을 나타내었고, 배양 48시간에는 처리구간 차이가 없었다. 배양 48시간 후의 총 가스 발생량은 처리구간 유의적인(p<0.05) 차이는 없었고, BPS구를 제외한 모든 처리구에서의 메탄 발생량은 대조구에 비해 유의적으로(p<0.05) 감소하였다. 배양 12시간에서의 총 휘발성 지방산 및 propionic acid의 발생량은 처리구가 대조구에 비해 유의적으로(p<0.05) 높았다. 본 실험의 결과, 할로겐 화합물의 첨가는 반추위 내의 pH, 건물 소화율, 미생물 수 및 총 가스 발생량의 발효 성상에는 영향을 주지 않으면서 메탄의 발생량이 감소 되었다. 실험 결과를 종합해 보면, 할로겐 화합물 첨가는 반추위 내 pH, 가스 발생량, 반추위 미생물 성장량 및 propionic acid 모두 증가하였으며, 반추위내 메탄생성을 억제하였다. 앞으로 할로겐화합물과 다른 메탄억제 물질과 혼합하여 반추위 내 메탄생성 억제에 관한 구체적인 연구가 필요한 것으로 생각된다.