근적외선 분광법을 이용한 돈분뇨 액비 성분분석기 개발을 위한 기초 연구

최동윤,곽정훈,박치호,정광화,김재환,송준익,유용희,정만순,양창범,Choi, D.Y.,Kwag, J.H.,Park, C.H.,Jeong, K.H.,Kim, J.H.,Song, J.I.,Yoo, Y.H.,Chung, M.S.,Yang, C.B. 한국축산환경학회 2007 축산시설환경학회지 Vol.13 No.2

본 시험은 근적외선분광법을 이용한 돈분뇨 액비의 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물의 분석 가능성을 구명하고, 이를 활용한 분석기의 개발을 목적으로 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 돈분뇨 액비시료는 $400{\sim}2,500nm$ 대역의 근적외선을 시료에 투과하여 측정하였으며, 동일시료에 대한 습식분석 결과, N, $P_2O_5,\;K_2O$, 수분 및 유기물 함량은 각각 1,555mg/l, 302mg/l, 240mg/l, 98.8%, 0.53%로 조사되었다. 2. 근적외선 분광광도법을 이용한 분석에서 N, $P_2O_5,\;K_2O$, 수분 및 유기물에 대한 RSQ ($r^2$, R, Coefficient of determination)는 각각 0.9190, 0.9749, 0.5046, 0.9883 및 0.9777이었고 SEC(Standard Error of Calibration)는 2.1649, 0.5019, 1.9252, 0.1180 및 0.0789였다. 3. 액비에 대한 이화학적 습식분석과 NIR 흡수스펙트럼 측정결과를 비교 분석하여 돈 분뇨 액비에 포함된 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물 함량을 실시간으로 분석하고 액비 성분량을 자동 계산할 수 있는 알고리즘을 도입한 액비분석 프로그램을 작성하였다. 4. 액비 성분분석 시작기는 근적외선(NIR : Near InfraRed)을 받아들여 실시간으로 액비성분의 흡수율을 측정하는 광검출장치(NIR Spectrometer), 근적외선 Light Source로부터 나오는 빛을 반사시키는 반사경, 액비성분 분석용 시료를 넣어 측정하는 Cell Mount, $400{\sim}2,500nm$ 대역의 가시광선-근적외선을 방출하는 Tungsten halogen lamp, NIR Spectrometer와 Tungsten halogen lamp로 전압을 입력시켜 주는 Power Supply Module 및 전체를 Black Anodizing한 외형으로 구성되었다. 5. 실험결과, 칼리를 제외한 액비내 모든 성분이 광을 흡수하는 강도는 성분의 농도에 비례하였으며 원시 스펙트럼의 중첩 제거 및 빛의 산란보정을 통해 액비의 질소, 인산성분, 수분 및 유기물 함량을 측정하는데 효과적으로 이용할 수 있을 것으로 사료되며, 분광분석법을 이용한 액비성분 분석기 개발이 완료되면 현장에서 신속하고 정확한 분석이 가능할 것으로 판단된다. This study was conducted to measure Nitrogen(N), Phosphate($P_2O_5$), Potassium ($K_2O$), Organic matter(OM) and Moisture content of liquid pig manure by Near Infrared Spectroscopy(NIRS) and to develop an alternative and analytical instrument which are used for measurement of N, $P_2O_5$, $K_2O$, OM, and Moisture contents for liquid pig manure. The liquid pig manure sample's transmittance spectra were measured with a NIRS in the wavelength range of 400 to 2,500 nm. Multiple linear regression and partial least square regression were used for calibrations. The correlation coefficient(RSQ) and standard error of calibration(SEC) obtained for nitrogen were 0.9190 and 2.1649, respectively. The RSQ for phosphate, potassium, organic matter and moisture contents were 0.9749, 0.5046, 0.9883 and 0.9777, and the SEC were 0.5019, 1.9252, 0.1180 and 0.0789, respectively. These results are indications of the rapid determination of components of liquid pig manure through the NIR analysis. The simple analytical instrument for liquid pig manure consisted of a tungsten halogen lamp for light source, a sample holder, a quartz cell, a SM 301 spectrometer for spectrum analyzer, a power supply, an electronics, a computer and a software. Results showed that the simple analytical instrument that was developed can approximately predict the phosphate, organic matter and moisture content of the liquid pig manure when compared to the analysis taken by NIRS. The low predictability value of potassium however, needs further investigation. Generally, the experiment proved that the simple analytical instrument was reliable, feasible and practical for analyzing liquid pig manure.

착유시스템 유형별 세척수의 발생량과 특성

최동윤,곽정훈,박치호,정광화,김재환,유용희,정만순,한창배,최홍림,Choi, D.Y.,Kwag, J.H.,Park, C.H.,Jeong, K.H.,Kim, J.H.,Yoo, Y.H.,Jeong, M.S.,Han, C.B.,Choi, H.L. 한국축산환경학회 2008 축산시설환경학회지 Vol.14 No.3

본 시험은 젖소농가에서 보유하고 있는 여러가지 형태의 착유시스템에 대하여 계절별 세척수의 발생량과 이화학적 특성을 알아보고자 바켓식, 파이프라인식, 텐덤식, 헤링본식 등 착유시스템 유형별로 각각 3농가를 선정하여 계절별로 조사를 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 착유시스템 유형별 세척수 발생량은 텐덤식과 헤링본식에서 많았으며 바켓식이 적었다 (P<0.05). 2. 착유작업별 세척수 발생량은 착유기 세척에 가장 많은 량의 세척수를 사용하였으며 여름철의 경우 텐덤식 $398.8{\ell}$, 헤링본식 $407.7{\ell}$가 다른 착유시스템보다 많은 세척수를 사용하였다 (p<0.05). 3. 착유과정에서 발생하는 세척수 발생량을 조사한 결과, 평균 $15.4{\ell}$/두였으며, 계절별로는 여름이 $16.4{\ell}$로 가장 많은 세척수가 발생되었다. 4. 착유과정에서 발생하는 세척수의 $BOD_5$는 착유실 세척시 발생하는 세척수가 $906.4mg/\ell$로 가장 높았으며, 유두 세척시 가장 낮은 $212.4mg/\ell$로 나타났다. COD, SS 등도 착유실 바닥세척시 가장 높은 경향을 보였다. 5. 세척수의 이화학적 특성은 pH는 $7.3{\sim}8.2$의 범위로 착유작업 단계에 따라 차이를 나타내었으며, 착유작업 후 착유실 외부로 흘러나오는 배출수의 $BOD_5$, COD, SS, T-N, T-P는 각각 731.2, 479.0, 751.6, 79.1, $14.7mg/\ell$였다. 이상의 시험결과를 종합해 보면 착유시스템 유형별 세척수 발생량은 바켓식, 파이프 라인식, 텐덤식 및 헤링본식이 각각 143.9, 487.9, 914.0, $856.7{\ell}$로 조사되었으며, 착유과정에서 발생하는 세척수량은 착유우 두당 $15.4{\ell}$로 착유시스템 유형 및 착유우 사육두수에 따라 낙농가도 농가실정에 맞는 세척수 처리시설 및 용량을 확보해야 할 것으로 판단된다. The purpose of this study was to determine the effect of milking system type on milking center effluent production through the four seasons. Four different types of milking systems (Bucket, Pipeline, Tandem and Herringbone) were estimated, in duplicate, through the different seasons. The following conclusions can be drawn from this study. 1. The quantity of wastewater produced from Tandem and Herringbone milking systems were significantly larger than Bucket milking system (p<0.05). 2. The main wastewater production was from the washing of milking apparatus. Tandem and Herringbone milking systems produced 398.8 and $407.7{\ell}$/day of wastewater, respectively, for apparatus washing. These values were significantly higher than the other milking systems during the summer (p<0.05). 3. The average wastewater production from the various milking systems was $15.4{\ell}$/head/day. The quantity of wastewater production during summer ($16.4{\ell}$/head/day) season was higher than of the other seasons. 4. The highest level of $BOD_5$ ($906.4mg/\ell$) was produced from the washing of the parlor floor and the lowest level of $BOD_5$ ($212.4mg/\ell$) was produced from the washing of the udders of the cows. 5. The pH of dairy wastewater was in the range of $7.3{\sim}8.2$ and the average levels of $BOD_5$, COD, SS, T-N, and T-P were 731.2, 479.0, 751.6, 79.1, $14.7mg/\ell$, respectively. Following conclusions can be drawn from this experiment. The quantities of wastewater production from Bucket, Pipeline, Tandem and Herringbone milking system were 143.9, 487.9, 914.0, and $856.7{\ell}$, respectively. The average wastewater produced from the milking systems was $15.4{\ell}$/head per day. In order to effectively manage on the wastewater from milking systems, dairy farms need to consider the milking system type and farm size when determining the optimum wastewater treatment system.

양돈분뇨 액비를 이용한 경종농가의 작물재배 실태조사

최동윤,노재승,이상철,김해녕,안규정,조인기,Choi, D.Y.,Noh, J.S.,Lee, S.C.,Kim, H.N.,Ahn, K.J.,Cho, I.K. 한국축산환경학회 2006 축산시설환경학회지 Vol.12 No.3

자연순환농업을 목적으로 양돈분뇨 액비를 작물의 비료원으로 사용하고 있는 78시군 407개 경종농가를 대상으로 실태조사를 한 결과는 다음과 같다. 1. 경종농가의 액비사용 동기는 친환경농산물 생산을 목적으로 한 경우가 121농가로 전체의 29.7%를 차지해 가장 많았고, 화학비료 절감 102농가(25.1%), 농가 스스로 78농가(19.2%), 주위의 권유 65농가(16.0%), 토양 비옥도 증진 38농가(9.3%), 기타 3농가(0.7%)의 순이었다. 2. 년간 액비의 사용횟수는 1회 사용이 48.9%인 199농가가 응답하여 가장 많았고, 2회 사용은 31.9%(130농가), 3회 사용 14.0%(57농가), 기타가 5.2%(21농가)로 나타났다. ha당 액비 사용량은 전체농가중 26.5%인 108농가가 $20{\sim}30$톤을 사용하는 것으로 나타나 가장 많았으며, 20톤 이하를 사용하는 농가는 23.3%인 95농가였다. 3. 액비사용 농작물은 벼가 56.5%로 가장 많았고, 밭작물 22.6%, 과수 13.3%, 시설하우스 작물 4.4%, 기타 3.2% 순이었다. 액비사용 재배 농산물의 수확량은 187농가(.45.9%)가 별 차이가 없는 것으로 나타났고, 40.0%인 163농가는 증가한 것으로 나타났다. 반면에 8.4%인 34농가는 수확량이 오히려 감소한 것으로 나타났다. 4. 액비사용 농산물의 품질(맛)은 더 좋아졌다는 의견이 48.9%로서, 별 차이가 없다(40.0%)라는 의견보다 많았으며, 더 나빠졌다는 경우는 2.0%인 8농가에 불과하였다. 액비사용 농산물에 대한 소비자의 반응은 보통이 45.5%, 좋음 36.9%, 매우 좋음 6.6%로 나타났으며, 나쁨은 2.2%였다. 5. 액비사용후 농작물 피해발생 여부는 전체 사용농가의 24.6%인 100농가가 피해를 받은 것으로 나타났으며, 피해유형으로는 도복이 54농가로 가장 많았고, 과비 29농가, 병충해 17농가의 순이었다. 또한 농작물에 피해를 받은 경종농가는 적절한 보상을 바라는 것으로 나타났으며, 적절한 보상수준은 주위농가 생산량 대비 90%가 가장 많았고(40%), 생산량 대비 100%(34%), 생산량 대비 95% (13%) 순이었다. 6. 액비사용후 화학비료 추가 여부는 전체 농가의 65.4%인 266농가가 사용하는 것으로 나타났으며, 27.3%인 111농가만이 사용하지 않는 것으로 나타났으며, 추비 사용량은 300 평당 $2{\sim}3kg$이 가장 많았고 $1{\sim}2kg,\;3{\sim}4kg$, 4kg 이상의 순이었다. 7. 액비저장조 이용주체는 전체 농가의 59.0%인 240농가가 자체적으로 이용을 하고 있었으며, 23.1%인 94농가는 액비 유통업체에 위탁하여 이용하고 있었고, 5.2%인 21농가는 방치하고 있는 것으로 나타났다. 경종 농가가 부담하는 ha당 액비살포 비용은 미부담 62.7%, 1만원 이상 16.2%, $4{\sim}5$천원 9.8%, $6{\sim}7$천원 9.6%, $8{\sim}9$천원 1.7%로 나타났다. 8. 경종농가의 액비사용전 액비시비처방서 발급은 54.1%인 220농가만이 의뢰한 것으로 나타났고, 41.5%인 169농가는 의뢰하지 않은 것으로 나타났다. 액비사용에 대한 사전 교육은 62.4%인 254농가가 교육을 받은 것으로 나타났으며, 30.2%인 123농가는 받지 않은 것으로 나타났고, 교육 자체가 없어서 못 받았다는 농가도 3.9%인 16농가로 나타났다. 9. 액비사용시 문제점은 전체 농가중 절반 이상인 220농가(54.1%)가 악취로 인한 문제라고 하였으며, 22.1%인 90농가는 액비를 뿌릴 수 있는 장비가 부족하다고 하였고, 사용 불편 14.5%(59농가), 과다살포 3.4%(14농가), 비용과다 2.9%(12농가), 중금속 1.7%(7농가), 위생 1.0%(4농가), 기타 0.2%(1농가) 순이었다. 10. 양돈분뇨를 액비화하여 사용한 경험이 있는 경종농가들 중 78.4%인 319농 To optimise the efficient use of nutrients in pig slurry is to cultivate friendly environmental crops. This field survey is to investigate the actual conditions of pig slurry utilization for cultivation of crops in the agricultural farm, based on the survey for 407 selected farms in 9 provinces included 78 counties in Korea. The results obtained in this survey were summarized as follow ; The motive which came to use pig slurry in the agricultural farm were production of friendly environmental crops (29.7%), economy of chemical fertilizer (25.1%), spontaneously (19.2%), inducement of neighboring farmhouse (16.0%), increase of soil fertility (9.3%), and the others (0.7%), respectively. The proportions of pig slurry application land were 56.5% for.ice paddy, 22.6% for dry field, 13.3% for orchard, 4.4% for controlled agriculture and 3.2% for other, respectively. The number of times of pig slurry utilization per year were once (48.9%), twice (31.9%), thrice (14.0%), and the others (5.2%), respectively. The controversial points of pig slurry utilization were malodor (54.1%), insufficiency of spread equipment (22.1%), inconvenience (14.5%), over application (3.4%), over cost (2.9%), heavy metal (1.7%), sanitation (1.0%) and the other (0.2%), respectively. The results indicated that pig slurry could be used as fertilizer source of friendly environmental crops, but further studies are needed to determine the application method and value of the pig slurry for crop cultivation.

기획특집 : 낙농 분뇨 적정 처리 방법을 알아보자 - 젖소분뇨와 착유 세척수의 적정처리를 위한 방안

최동윤,Choe, Dong-Yun 한국낙농육우협회 2012 낙농·육우 Vol.32 No.7

우유사내 송풍기(휀) 설치에 따른 사육환경 개선효과

최동윤 한국낙농육우협회 2000 낙농·육우 Vol.20 No.7

體脂肪이 體力에 미치는 影響

崔東潤 圓光大學校大學院 1981 學位論叢 Vol.7 No.-

The author studied to investigate on the effect of body fat amount in percent(%Fat) to the physical fitness as a sample of 45 Korean young adults who are in a similar living condition of non-athlete and athlete. The physical fitness score is determined by Harvard Step Test. And total body fat amount was measurement by skin-fold thickness method with a skin-fold caliper at two site of the body(triceps & subscapular). The following summary could be obtained: (1) The correlation coefficient of body fat amount by the skin-fold method and relative weight was highly significant as r=+0.714(p<0.01), and its induced regression equation was shown as the following: Y=0.434X+0.129(Y: %Fat,X: Relative Weight). (2) The physical fitness score as determined by Harvard Step Test of the athlete group was higher than those of non-athlete group. The correlation coefficient among the physical fitness score and %Fat of body weight were r=-0.708(p<0.01) in non-athlete group, and r=-0.576(p<0.01) in athlete group. (3) The relationship of correlation coefficient between physical fitness score and relative weight was r=-0.463(p<O.01).

홀스타인 건유우의 분뇨배설량과 이화학적 특성

최동윤,강희설,곽정훈,최희철,김재환,김태일,박치호,전병수,한정대,Choi, D.Y.,Kang, H.S.,Kwag, J.H.,Choi, H.C.,Kim, J.H.,Kim, T.I.,Park, C.H.,Jeon, B.S.,Han, J.D. 한국축산환경학회 2002 축산시설환경학회지 Vol.8 No.2

This study was carried out to investigate the quantity of Holstein dry cow manure excreted and their characteristics. The results obtained in this study were summarized as follow; The average body weight of the Holstein dry cow during experiment was 619.9kg. The feed intake(DM basis) and water consumption was 10.7, 38.6kg/day/head, repectively. The manure production of Holstein dry cow was 44.8kg/day/head (feces 26.9, urine 17.9kg). The moisture content of feces and urine was 84.5%, 95.3%, respectively. Wastewater pollutant concentration of $BOD_5$(Biochemical Oxygen demand), $COD_{Mn}$ (Chemical Oxygen demand), SS(Suspended Solids), T-N(Total Nitrogen) and T-P(Total Phosphorus), excreted from Holstein dry cow was 16,874,55,763, 87,333, 2,353, $368mg/{\ell}$ in feces and 5,621, 8,673, 518, 2,423, $3mg/{\ell}$ in urine, repectively. The fertilizer content of manure, N(Nitrogen), $P_2O_5$(Phosphoric acid) and $K_2O$(Potassium oxide) was 0.24, 0.08, 0.15% in feces and 0.24, 0.001, 0.30% in urine, respectively.

젖소의 체중 계측을 위한 영상처리시스템 개발

최동윤,김현태,이대원,한정대,강희설,권두중,이승기 한국동물자원과학회 2001 한국축산학회지 Vol.43 No.1

EThis study was conducted to measure the body weight of Holstein friesian dairy cow using a computer vision system. The pixel values of images got from the top and side view of dairy cow with two cameras and personal computer were calculated and the correlation between this values and body weight was analysed with simple linear regression. The results are as follows. 1. The body weight measured with the method of image analysis show a high correlation with the real values(R²$lt;0.9088). 2. Because of the reflection of natural soral ray and the relatively high noises caused by dark illumination, the correlation coefficient(R²=0.9088) between pixel value of top-view images and body weight was low than that of side view(R²=0.9455). 3. A computer vision system could be effectively used to measure the body weight of dairy cow. But the improvement of this system should be developed to compensate the effect of light reflection and the dark illumination on the image and also to minimize the movement of weighing cow.

액비화 처리방법의 최근 동향과 전망

최동윤 대한양돈협회 2004 養豚 Vol.26 No.2

돈슬러리 저장기간 및 깊이에 따른 성분특성 변화

최동윤,전병수,곽정훈,박치호,정광화,김태일,김형호,이덕수,양창범 한국축산환경학회 2002 축산시설환경학회지 Vol.8 No.3

돈분뇨 슬러리의 저장기간 및 깊이별 특성 변화를 조사하기 위하여 본시험을 수행하였다. 돈분뇨 슬러리를 직경 l0m, 높이 3m의 저장조에 저장한 후 6개월 동안 조사한 결과 저장기간이 지날수록 3개 층으로 분리되는 현상이 나타났다. 시험에 사용된 돈분뇨 슬러리의 초기 오염물질 성분인 BO $D_{5}$, CO $D_{Mn}$ , SS 농도는 각각 25,134, 15,840, 23,800mg/$\ell$ 였으며, 비료성분은 N가 0.69%, $P_2$ $O_{5}$ 0.33%, $K_2$O 0.40%로 나타났다. 저장기간이 경과할 수록 표면층의 유기물 함량은 낮아진 반면에 수분 함량은 높게 나타났다. 오염성분과 비료성분은 표면층, 중간층에 비해 바닥층에서 높은 농도를 나타내었다. 저장 6개월 후의 BO $D_{5}$, CO $D_{Mn}$ , SS 농도는 표면층에서 각각 16,040, 8,098, 3,300mg/$\ell$, 중간층에서 각각 15,806, 8,309, 5,900mg/$\ell$, 바닥층에서 각각 39,530, 23,958, 51,000mg/$\ell$로 조사되었다. 또한 N, $P_2$ $O_{5}$, $K_2$O 성분은 표면층에서 각각 0.47, 0.07, 0.46%, 중간층에서 각각 0.43, 0.08, 0.47%, 바닥층에서 각각 0.60, 0.44, 0.40%로 나타났다. 따라서 돈슬러리를 저장조에 6개월 동안 저장할 경우 저장기간이 경과함에 따라 고형성분을 비롯하여 오염성분 및 비료성분 등이 저장조 내에서 서서히 침전하는 것으로 나타났다. This study was carried out to investigate the characteristic change of piggery slurry during the storage time and depth. The Piggery slurry was settled in a 10.0m diameter$\times$3.0m high storage tank for 6 months and then divided into three layers according to the storage time. The pollutants concentration, BODs(Biochemical Oxygen demand), CO $D_{Mn}$ (Chemical Oxygen demand) and SS(Suspended Solids) of the piggery slurry used in this study were 25,134, 15,840, 23,800mg/$\ell$, respectively. The initial fertilizer content of piggery slurry, N(Nitrogen), $P_2$ $O_{5}$(Phosphoric acid) and $K_2$O(Potassium oxide), were 0.69, 0.33, 0.40%, respectively. 6 months later, BO $D_{5}$, CO $D_{Mn}$ and SS of the Piggery slurry were 16,040, 8,098, 3,300mg/$\ell$ in top layer, 15,806, 8,309, 5,900mg/$\ell$ in middle layer and 39,530, 23,958, 51,000mg/$\ell$ in bottom layer, respectively. The fertilizer content of piggery slurry after 6 months, N, $P_2$ $O_{5}$ and $K_2$O, were 0.47, 0.07, 0.46% in top layer, 0.43, 0.08, 0.47% in middle layer and 0.60, 0.44, 0.40% in bottom layer, respectively. Consequently, in course of storage time, the pollutant concentration and fertilizer content were the highest in the bottom layer compared with the top and middle layer.