1. 배경
해양 원자재를 전문으로 하는 무역 회사 양식 사료 산업 새우와 어류 사료에 사용하기 위해 안펠텔라 홍조류(安芙茜红藻)를 고운 분말로 갈아야 합니다. 안펠텔라는 미네랄, 카로티노이드 및 생리활성 다당류 함량이 높은 붉은 해조류 속입니다.
고객은 원자재 30kg을 보냈습니다. 에픽 파우더 2026년 6월에 시험 분쇄를 실시할 예정입니다. 공급 원료의 입자 크기는 다음과 같습니다. 300–500 μm 그리고 수분 함량 10–15%.
2. 재료 관련 과제
홍조류는 미세한 분말로 분쇄하기 어렵습니다. 원료는 섬유질이 많고 열에 약하며 10~15%의 수분을 함유하고 있습니다. 또한 공기에 노출되면 빠르게 산화되고 분쇄 후 주변의 수분을 흡수합니다.
| 도전 | 세부 사항 | 분쇄에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 높은 습도 | 10–15% 수분 함량 | 응집, 막힘 및 입자 크기 불균일의 위험 |
| 열 민감성 | 생리활성 화합물은 40°C 이상에서 분해됩니다. | 분쇄 온도를 조절하지 않으면 영양소 손실이 발생합니다. |
| 유기 및 섬유 | 유연한 세포벽, 질긴 섬유 구조 | 파괴하기 어렵고, 높은 에너지 투입이 필요합니다. |
| 산화 위험 | 불포화 지질과 색소 | 산소에 노출될 경우 산패 및 색상 변질 |
| 흡습성 | 주변의 습기를 빠르게 흡수합니다. | 분쇄 후 덩어리짐 현상 및 유통기한 단축 |
초기 목표는 다음과 같았습니다. D97 4 μm — 이는 세포벽의 완전한 파괴를 요구하는 사양으로, 일반적으로 제약 및 화장품 분야에 사용됩니다.
3. 프로세스
에픽 파우더는 다음을 사용했습니다. 2단계 분쇄 공정 시스템 전체에 질소 보호 기능이 적용되어 있습니다.
-170°C, 최대 회전 속도(RPM)
액체 질소 냉각
N₂ 대기
정밀 분류
밀폐형 N₂ 루프
방전 온도 ≤ 20°C
1단계: 극저온 예비 분쇄
30kg 분량을 공급 호퍼에 넣고 예냉했습니다. 액체 질소 몇 분 동안 그대로 두었다가 MJL-160P 핀 디스크 밀에 최대 RPM으로 투입했다. 분쇄실 온도는 일정하게 유지되었다. -170°C. 이 온도에서 조류 섬유는 부서지기 쉬워집니다.
낮은 온도는 생리활성 화합물을 보호하는 역할도 합니다. 카로티노이드, 피코에리트린 및 다당류 — 분쇄 과정에서 발생하는 열 손상으로부터 보호됩니다.
2단계: 제트 밀링
미리 분쇄된 재료는 바로 투입되었습니다. MQW03 유동층 제트 밀. 전체 시스템(공급, 분쇄, 수집)은 다음과 같은 조건 하에서 가동되었습니다. 질소 산화 및 수분 흡수를 차단하기 위해 집진기에 새로운 필터 카트리지를 사용했습니다. 배출 온도는 20°C 미만으로 유지되었습니다.
MQW03의 분류 휠은 적합한 미세 입자를 분쇄 영역 밖으로 지속적으로 배출하고, 크기가 큰 입자는 추가 분쇄를 위해 되돌려 보냅니다.これにより 입자 크기 분포가 균일하게 유지되었습니다.
주요 프로세스 매개변수
- 2단계 극저온 + 제트 밀 공정으로, 각 단계 간 직접적인 재료 이송이 가능합니다.
- 호퍼에서 수집통까지 완전 질소 분위기 유지
- -170°C에서 열 취성을 위한 액체 질소 예냉
- 입자 크기 분포 제어를 위한 동적 분류기
- 생물학적 활성을 유지하기 위해 배출 온도는 20°C 이하로 유지됩니다.
4. 결과
최종 제품이 출시되었습니다 D90 10 μm. 원래 목표였던 D97 4μm(초미세 의약품 등급)는 달성하지 못했지만, D90 10μm 결과는 양식 사료 용도에 적합합니다. 이 분말은 사료 펠릿에 고르게 분산되고, 부분적인 세포벽 분해를 통해 충분한 세포 내 영양소가 방출되어 효과적인 소화가 가능합니다.
| 매개변수 | 갈기 전에 | 분쇄 후 |
|---|---|---|
| 입자 크기(D90) | 300–500 μm | 10 μm |
| 수분 함량 | 10–15% | 안정화됨 (N₂ 보호) |
| 색상 | 자연스러운 적갈색 | 보존됨 (산화되지 않음) |
| 생체 활성 무결성 | 손상되지 않은 (원본) | (극저온 보호) 보존됨 |
| 유동성 | 불량(섬유질, 응집성) | 양호함 (균일하고 미세한 분말) |
크기 축소: 300–500 μm ~ D90 10 μm — a 30~50배 감소. 색상과 생물학적 활성은 극저온 및 질소 보호 처리를 통해 보존되었습니다.
5. 적용 분야: 양식 사료
D90 10μm 홍조류 분말은 양식 사료에 사용하기에 적합합니다. 입자 크기가 적당하여 영양소 방출이 원활하면서도 취급이나 혼합에 어려움을 주지 않습니다.
D90 10μm에서의 이점
| 혜택 | 기구 | 대상 종 |
|---|---|---|
| 영양소 흡수 증진 | 미세 입자는 소화 효소의 접근을 위한 표면적을 증가시키고, 세포벽의 부분적인 파괴는 세포 내 무기질과 아미노산을 방출합니다. | 새우, 대하, 생선 튀김 |
| 균일한 펠릿 통합 | D90 10μm 분말은 사료 펠릿에 고르게 분산되어 펠릿 파손을 유발하는 약점을 만들지 않습니다. | 모든 알갱이 사료 |
| 면역 체계 지원 | 생체이용 가능한 황산화 다당류와 카로티노이드는 선천성 면역 반응을 자극합니다. | 새우 (L. vannamei), 연어, 장어 |
| 성장 촉진 | 풍부한 미네랄 성분(요오드, 칼슘, 마그네슘, 아연)은 골격 발달과 신진대사 기능을 지원합니다. | 어린 물고기, 새우 유생 |
| 색상 향상 | 천연 카로티노이드(피코에리트린, β-카로틴)는 과육과 껍질의 색소 침착을 개선합니다. | 연어, 송어, 관상어, 새우 |
새우 사료에 4~8%의 붉은 해조류 분말을 첨가하면 성장 속도, 사료 전환율 및 항산화 활성이 향상되는 것으로 나타났습니다. 페나에우스 바나메이. 미세하게 분쇄하면 해조류에 함유된 미네랄과 생리활성 화합물이 소화 과정에서 더 쉽게 흡수될 수 있습니다.
6. 요약
이번 실험은 에픽 파우더의 극저온 제트 밀링 공정이 붉은 해조류와 같은 섬유질이 많고 열에 민감한 유기 재료를 처리할 수 있음을 보여줍니다. 주요 결과:
핵심 사항
- 2단계 극저온 + 제트 밀 공정 습도가 높고 열에 민감하며 섬유질이 많은 소재를 다룹니다.
- 완전 질소 분위기 분쇄 중 산화 및 수분 흡수를 방지합니다.
- D90 10 μm 입자 크기 양식 사료에 적합하며, 분산성과 영양소 방출성이 우수합니다.
- 30~50배 크기 축소 300~500μm 공급물에서 D90 10μm까지 색상과 생물학적 활성이 그대로 유지됨
- 30kg 시험 생산분 — 이 공정은 산업용 제트 밀 모델에서 생산량 규모로 확장 가능합니다.