KR0135980Y1

KR0135980Y1 - 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치

Info

Publication number: KR0135980Y1
Application number: KR2019960031714U
Authority: KR
Inventors: 박용원
Original assignee: 박용원
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 1999-10-01
Also published as: KR19980018313U

Abstract

본 고안은 후에 접종되는 균주가 원활하게 배양되어 발효될 수 있도록 유기물질이 많은 폐자원을 최적의 입자로 분쇄하는 마쇄기와, 분쇄된 폐자원을 고르게 혼합하고 무균 상태가 되도록 살균 및 혼합하는 살균혼합기와, 여기에 균주를 접종하여 용이하게 배양할 수 있는 살균발효기를 포함하는 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치이다.

본 고안의 장치에 의하면 동물 장내의 소화와 흡수를 용이하게 하며 돈사내 악취방지와 축분뇨의 처리를 용이하게 할 수 있는 균체 발효 사료를 효과적으로 생산할 수 있다

Description

균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치

본 고안은 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기물 함량이 많고 부피가 큰 폐자원과 겨, 톱밥등과 같이 단위 크기가 작은 원료를 용이하게 혼합, 살균하고, 여기에 균주를 고르게 접종,배양하여 양질의 균체사료 또는 균체퇴비를 용이하게 제조할 수 있는 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치에 관한 것이다. 특히 본 고안은 선행 출원된 미공개 한국 특허출원 제95-21165호에 개시된 "균체발효사료 및 균체퇴비의 제조방법"을 구현하기에 매우 적합한 제조장치이다.

본 고안의 장치가 사용되기에 매우 적합한 상기 한국특허출원 제 95-21165호는 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조에 사용되는 신규한 균주 및 이를 이용한 균체 발효사료 및 균체퇴비의 제조에 관한 것으로, 바실루스(bacillus) 속의 신규의 균주 Bacillus brevis SON-1, Bacillus brevis SON-2 및 Bacillus licheniformis SON-3의 균주를 사료 또는 퇴비에 혼합 사용하여, 동물 장내의 소화와 흡수를 도와주며 돈사내 악취방지와 축분뇨의 처리를 용이하게 할 수 있는 균체 발효 사료 또는 토양의 산성화를 방지하고 토양의 구조가 식물의 성장에 유리하게 하여주며 각종 영양분의 흡수를 도와주고 바이러스에 의한 피해를 줄여주며 해충을 구제하는 효과를 얻을 수 있는 균체 퇴비를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

그런데, 상기한 특허 출원 방법에서는 사료 또는 퇴비 원료로서, 볏집과 같은 농가 폐자원, 배추잎, 무잎등과 같은 청과물 폐자원, 생선 찌꺼기와 같은 수산물 폐자원등과 같이 비교적 단위 부피가 큰 원료(이하 "거대원료"라 함)와 함께, 왕겨, 음식물 잔반등과 같이 비교적 단위 부피가 작은 원료 (이하 "미세 원료"라 함)를 함께 혼합, 살균 처리한 후 여기에 균체를 접종, 배양, 발효 하여야 하는 바, 이를 위하여는 상기한 거대원료를 소정 크기로 분쇄하고, 이를 미세 원료와 혼합, 살균 처리 한후, 여기에 균체를 접종, 배양, 발효 시키는 일련의 장치가 필요하게된다. 또한 이러한 장치는 최초 단계인 원료분쇄에서 부터 균주의 접종, 배양에 이르는 일련의 공정을 순차적으로, 자동적으로, 가능하다면 연속적으로 수행할 수 있어야 하는데, 종래에는 이러한 목적을 달성할 수 있는 장치가 제안되어 있지 않았다.

본 고안은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 개발된 것으로서, 본 고안의 목적은 사료 또는 퇴비 원료로서, 볏집과 같은 농가 폐자원, 배추잎, 무잎등과 같은 청과물 폐자원, 생선 찌꺼기와 같은 수산물 폐자원등과 같이 비교적 단위 부피가 큰 거대원료와 함께, 왕겨, 음식물 잔반등과 같이 비교적 단위 부피가 작은 미세 원료를 함께 혼합, 살균 처리한 후 여기에 균체를 접종, 배양, 발효함에 있어, 최초 단계인 원료분쇄에서 부터 균주의 접종, 배양에 이르는 일련의 공정을 순차적으로, 자동적으로, 그리고 연속적으로 수행할 수 있는 장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치의 배치도,

도 2는 본 고안에 따른 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치중 마쇄기의 부분단면도,

도 3은 본 고안에 따른 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치중 살균혼합기의 부분단면도,

도 4는 본 고안에 따른 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치중 살균발효기의 부분단면도,

도 5는 도 2의 마쇄기의 주요 부분을 나타낸 부분사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마쇄기 2 : 살균혼합기

3 : 살균발효기 5 : 공기유입구

12 : 절단기어 28 : 스팀노즐관

35 : 공간부 36 : 스팀노즐관

39 : 스팀노즐관 51 : 공기필터

52 : 송풍기 53 : 라디에이터

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 상기한 거대 원료를 소정 크기로 분쇄하기 위하여, 이들 원료를 절단기어, 회전칼날, 이송절단스크류, 고정 및 회전연삭숫돌로 순차적으로 이동시키면서 소망하는 입경으로 분쇄하는 마쇄기와; 상기 마쇄기를 거쳐 분쇄된 거대원료를 톱밥, 겨등과 같이 별도의 분쇄과정을 거칠 필요가 없는 미세원료와 혼합하고, 증기에 의하여 이들 원료를 무균상태가 되도록 살균하는 살균혼합기와; 상기 살균 혼합된 최종원료에 별도의 배양기내에서 배양된 균주를 접종하고, 배양 발효시켜 균체발효 사료 또는 균체 발효 퇴비가 되게 하는 살균발효기를 포함하여 구성된다.

본 고안의 일 실시 형태에 의하면, 거대원료가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 설치되며 원료의 낙하 방향과는 수직인 수평방항으로 연장되는 이송스크류와, 상기 이송스크류의 선단부에 설치되는 회전칼날과, 상기 회전칼날의 전방에 수평방향으로 순차적으로 설치되는 이송절단스크류, 원심임펠러 및 분할 조립되는 케이싱에 결합되는 고정연삭숫돌 및 회전연삭숫돌, 그리고 이들 각 요소를 구동하는 모터를 포함하여 이루어지는 마쇄기와;

상기 마쇄기를 거쳐 소정 크기로 분쇄된 거대원료의 투입구와 분쇄를 필요로 하지않는 미세원료의 투입구를 겸하는 호퍼와, 상기 호퍼 직하부에 설치되며 원료 혼합임펠러와 측면임펠러를 그 안에 포함하는 살균실(혼합탱크)과, 상기 살균실 내에 설치되며 스팀노즐관을 포함하여 이루어지는 살균혼합기와;

상기 살균 혼합기를 거쳐 혼합, 살균된 원료의 투입구를 겸하는 뚜껑과, 상기 뚜껑상에 마련되는 균주 투입구와, 상기 투입구 직하부에 설치되며 혼합임펠러와 측면임펠러를 그 안에 포함하는 혼합실과, 상기 혼합실내에 설치되며 스팀노즐관 및 발효가스를 배출하는 배출구 그리고 이 배출구의 뚜껑 및 보온커버와, 외부공기를 내부로 유입하는 공기유입부가 상단부에 설치되어 이루어지는 살균발효기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치가 제공된다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치의 배치도이다.

본 고안에 따른 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치는 볏집과 같은 농가 폐자원, 배추잎, 무잎등과 같은 청과물 폐자원, 생선 찌꺼기와 같은 수산물 폐자원등과 같이 비교적 단위 부피가 큰 거대원료를 소정 크기로 분쇄하는 마쇄기(1)와; 분쇄된 거대원료와 톱밥, 겨 등의 미세원료를 혼합하고 살균하는 살균혼합기(2)와, 살균 혼합된 원료에 균주를 접종,배양하여 균체 발효 사료 또는 퇴비가 되게하는 살균발효기(3)를 포함하여 이루어지며, 마쇄기(1), 살균혼합기(2) 및 살균 발효기(3)간의 원료의 이송은 통상의 스크류 방식이나 버킷 운송 방식등에 의하여 수행할 수 있다. 본 고안의 각종 구성 요소들을 구동시키는 동력원으로는 공지의 모터가 사용되며, 동력 전달 수단도 공지의 기어 방식 또는 풀리 및 스프로켓에 의하여 용이하게 수행될 수 있다. 동력원으로서 출력이 큰 모터를 사용하여 마쇄기(1), 살균 혼합기(2) 및 살균 발효기(3)모두를 일괄적으로 구동할 수 도 있고, 출력이 작은 모터를 복수개 준비하여 동력을 필요로 하는 각각의 요소에 별도로 동력을 제공할 수 도 있다.

상기 마쇄기(1)는 상단에 거대원료를 투입하는 호퍼(11)가 설치되고 이 호퍼(11)의 직하부에는 1차 절단기어(12)가 설치되어 투입된 거대 원료를 적정 크기로 1차 절단하여 그 하부에 수평 상태로 축설된 이송스크류(13)로 공급하게 된다.

상기한 1차 절단기어(12)는 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기어 군으로 이루어진다. 상기한 1차 절단기어(12)는 부피가 너무 큰 원료를 적정 크기로 1차 분쇄하여 후속하는 정밀 분쇄 작업을 용이하게 하기 위하여 마련된 것이므로, 필요에 따라 설치 또는 배제가 가능하다.

이송 스크류(13)는 그의 상부에서 자연 낙하 방식으로 공급되는 원료의 공급방향에 수직인 수평방향으로 설치되며, 투입된 원료를 수평방향으로 이송 시킨다.상기 이송스크류(13)의 선단부, 즉 원료가 공급되는 방향의 반대쪽 끝단부에는 작은 구멍이 복수개 형성된 토출판(14)이 마련되고, 이 토출판(14)의 전후에는 회전칼날(15)과 절단스크류(16)가 설치되어 원료를 소망하는 크기로 2차 절단하게 된다.

상기 절단스크류(16)의 전방, 즉 원료가 공급되는 반대쪽에는 원심 임펠러(17), 고정연삭숫돌(18) 및 회전연삭숫돌(19)이 순차적으로 배설되어, 공급되는 원료는 원심임펠러(17)에 의하여 외측으로 확산되면서 고정연삭숫돌(18)과 회전연삭숫돌(19)의 사이로 유입되어 미세하게 분쇄된다. 회전연삭 숫돌(19)은 고정연삭숫돌(18)에 대해 간격조정 수단에 의해 그 간격을 조정할 수 있게 배설 된다. 고정연삭숫돌(18)과 회전연삭숫돌(19)를 분할 조립되도록 결합된 케이싱(20)의 하부에는 배출구(21)가 마련되며, 이 배출구(21)를 통하여 소정 크기로 분쇄된 원료가 배출된다.

상기 절단기어(12), 이송스크류(13) 및 회전칼날(15)은 모터(7)와 감속기(71) 및 풀리(72)를 개재하여 동력을 전달받아 회전하게 된다.

한편, 상기 절단스크류(16), 원심임펠러(17) 및 회전연삭숫돌(19)은 동일 축선상에 결합되고 모터(73)의 동력이 풀리(74)에 전달되어 회전하게 된다.

살균혼합기(2)는 마쇄기(1)로 부터 공급되는, 소정크기로 분쇄된 거대원료가 투입되는 투입구와, 왕겨, 음식물 잔반등과 같이 비교적 단위 부피가 작은 미세 원료가 투입되는 투입구를 겸하는 호퍼(22)가 혼합탱크(23)의 상부에 설치되고, 이 혼합탱크(23)의 내부에 혼합임펠러(24), 그리고 이 혼합임펠러(24)의 양측에 측면임펠러(25)가 축설되어, 체인스프로켓(76)을 개재하여 모터(75)의 동력이 전달되어 회전되도록 구성되어 있다.

상기 혼합탱크(23)의 내측 하단에는 배출량을 조절하는 조절템버(26)를 갖는 배출구(27)가 설치되며, 내측 상단에는 스팀보일러(8)로 부터 공급된 증기를 혼합탱크(23) 내부에 고르게 분사시키는 스팀노즐관(28)이 설치되어 원료의 살균을 행할 수 있게 되어 있다.

상기 살균혼합기(2)로 부터 살균 및 혼합된 원료에 균주를 접종 배양 발효시켜 최종 제품인 균체 발효 사료 또는 퇴비를 제조하는 살균발효기(3)는 원료 투입구를 겸하는 뚜껑(31)이 최상부에 마련된다.

이 뚜껑(31)에는 단열용 보온커버(32)가 부착되어 있고, 하부는 내,외부탱크(33, 34)로 분리되어 공간부(35)를 갖도록 형성되어 있다. 상기 내,외부탱크(33, 34)의 공간부(35)의 하측에는 보온용 스팀노즐관(36)이 설치되어 내부 온도를 일정 온도로 유지할 수 있게 한다. 내부탱크(34)의 내측에는 혼합임펠러(37)와 측면임펠러(38)가 축설되며, 이들은 체인스프로켓(78)을 개재하여 모터(77)의 동력을 전달받게 되어 있다.

또한 내부탱크(33)의 내측 상단에는 살균을 위한 스팀노즐관(39)이 설치되며, 발효가스의 배출량을 조절하는 뎀퍼(41)를 갖는 배출구(40)와 균주를 투입하는 투입공(42)도 설치된다.

상기 내부탱크(33)의 내측 상단에는 균주의 배양 및 발효에 필요한 공기를 유입하기 위하여 외부와 통하는 공기유입부(5)가 설치되며, 이 공기유입부(5)는 공기필터(51)와 송풍기(52) 및 내부의 온도에 영향을 주지 않도록 라디에이터(53)를 개재하여 순차적으로 설치되는 구성으로 되어 있다.

한편 상기 살균혼합기(2)의 살균용 스팀노즐관(28)과, 살균혼합기(3)의 보온용 스팀노즐관(36) 및 살균용 스팀노즐관(39), 그리고 공기유입부(5)의 라디에이터(53)에는 보일러(8)에서 발생하는 증기를 통상의 배관라인을 통하여 순환되도록 구성할 수 있다.

다음에 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 고안의 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치의 작동에 대하여 설명한다.

먼저 도2 및 도 5에서와 같이, 볏집과 같은 농가 폐자원, 배추잎, 무잎등과 같은 청과물 폐자원, 생선 찌꺼기와 같은 수산물 폐자원등과 같이 비교적 단위 부피가 큰 각종 각종 유기물 폐자원 원료를 마쇄기(1)의 호퍼(11)에 공급한다. 호퍼(11)에 공급된 원료는 자체 중량에 의해 절단기어(12) (절단 기어가 설치되어 있지 않는 경우에는 직접 이송스크류 상으로)에 공급되어, 회전하는 절단 기어(12)사이를 통과하면서 적정 크기로 절단, 마쇄되면서 하부의 이송 스크류(13)으로 공급된다. 이송스크류(13)에 의하여 이송된 원료는 토출판(14)에 형성된 작은 토출구멍으로 이동되기 전후에 회전칼날(15)와 절단스크류(16)에 의하여 더욱 작은 입경으로 절단되며, 이어서 원심임펠러(17)에 의하여 외측으로 확산된다.

상기 원심임펠러(17)에 의하여 외측으로 확산된 원료는 고정연삭숫돌(18)과 회전연삭숫돌(19) 사이로 유입되어 미세하게 분쇄되면서 하측의 배출구(21)로 배출이 된다. 상기한 회전연삭 숫돌(19)은 고정연삭숫돌(18)에 대해 그 간격을 조정할 수 있게 되어 있으므로, 소망하는 원료 입자 크기에 따라 그 간격을 적절히 조정한다. 분쇄된 원료는 pH7과 습도 60~70%인 조건하로 유지 되는 것이 바람직하며, 통상, 사료용으로 사용되는 원료인 경우에는 대략 입경이 80메쉬 이상, 퇴비용으로 사용되는 원료인 경우에는 대략 입경이 30메쉬이상이 되도록 고정연삭숫돌(18)과 회전연삭숫돌(19)의 간격을 조정하면서 분쇄하게 된다. 마쇄기(1)에 분쇄되어 배출구(21)를 통하여 배출된 거대 원료는 스크류 방식 또는 버켓이송 방식등과 같은 공지의 이송 수단에 의해 살균 혼합기(2)의 호퍼(22)로 공급된다.

살균혼합기(2)의 호퍼(22)는, 마쇄기(1)로 부터 공급되는 분쇄된 거대원료와 마쇄기(1)를 거치지 않고 직접 살균혼합기(2)로 투입되는 미세원료를 동시에 수납한다. 투입되는 분쇄된 거대 원료와 미세원료의 비율은 임의로 조절할 수 있지만, 예를 들어 분쇄된 거대원료 44%, 미세원료 56%의 비율이 되도록 혼합기(2)의 호퍼(22)로 공급하여 함수율 50~60%가 되게 조절하면, 혼합임펠러(24)와 측면임펠러(25)에 의해 분쇄된 거대원료와 미세원료가 균질하게 혼합되며, 이때 스팀보일러(8)로 부터 120℃정도의 증기를 스팀노즐관(28)을 통해 공급하여 혼합되는 원료중에 존재하고 있는 잡균을 살균처리 한다. 이때 효과적인 혼합 및 살균을 위한 시간은 대략 15~20분 정도이다. 혼합, 살균이 완료된 원료는 공지의 이송 수단을 개재하여 살균 발효기로 이송된다. 이때 이송 수단은 혼합 살균기(2)를 거쳐 살균된 원료가 잡균에 의해 재감염되지 않도록 무균 상태로 유지되어야 한다.

상기 살균혼합기(2)의 배출구(27)로 배출된 살균된 원료는 살균발효기(3)의 내부탱크(33)로 공급되며, 이 때 별도의 배양기에서 배양된 균주가 균주 투입구(42)를 통해 공급, 원료에 접종되고, 이어서 혼합임펠러(37)와 측면임펠러(38)의 회전에 의해 혼합 된다. 이때 내,외부탱크(33,34) 사이에 있는 스팀노즐관(36)을 통해, 스팀보일러(8)에서 공급된 증기가 혼합실내로 분사되면서 내부를 대략 50℃의 온도로 유지하게 된다.

또한 내부에 설치된 스팀노즐관(39)으로 분사되는 증기와, 배양을 촉진하기 위하여 공기유입부(5)의 송풍기(52)가 작동되면 공기필터(51)에서 이물질이 제거되고 라디에이터(53)를 통과하면서 내부의 배양 온도와 같은 온도를 유지한 공기에 의하여 접종된 균주의 배양을 촉진시키게 된다.

상기 조건을 유지하면서 혼합실 내에서 원료와 균체의 혼합과 동시에 배양발효를 행하게 되며, 이때 발생되는 불필요한 발효가스는 상부의 뚜껑(31)과 보온커버(32)에 설치된 배출구(40)의 뎀퍼(41)의 열린 공간을 통하여 외부로 배출되고 대략 48시간 이상 배양을 하면 원하는 균체발효사료 및 균체퇴비를 얻게 된다.

이 때, 마쇄기(1)에 투입되는 원료의 양 및 처리 속도, 그리고 혼합살균기(2)에서의 처리 속도를 적절히 조절하고, 또한 살균 배양기를 적절한 수 많큼 조절 배치하면, 일련의 공정을 연속적으로도 수행할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 고안의 장치에 의하면, 단위 부피가 서로 다른 원료를 사용하면서도 이들 원료가 균일하게 혼합, 살균 처리되며, 또한 이들 원료에 균주가 적절히 접종, 배양, 발효되어 동물 장내의 소화와 흡수를 도와주며 또는 돈사내 악취방지와 축분뇨의 처리를, 최초 단계인 원료분쇄에서 부터 균주의 접종, 배양에 이르는 일련의 공정을 순차적으로, 자동적으로, 그리고 연속적으로 수행할 수 있게 되는 효과를 얻게 된다.

Claims

균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치에 있어서,

거대원료가 투입되는 호퍼(11)와,

상기 호퍼(11)의 하부에 설치되며 원료의 낙하 방향과는 수직인 수평방항으로 연장되는 이송스크류(13)와,

상기 이송스크류의 선단부에 설치되는 회전칼날(15)과,

상기 회전칼날(15)의 전방에 수평방향으로 순차적으로 설치되는 이송절단스크류(16), 원심임펠러(17) 및 분할 조립되는 케이싱(20)에 결합되는 고정연삭숫돌(18)및 회전연삭숫돌(19), 그리고 이들 각 요소를 구동하는 모터를 포함하여 이루어지는 마쇄기(1)와;

상기 마쇄기(1)를 거쳐 소정 크기로 분쇄된 거대원료의 투입구와 분쇄를 필요로 하지않는 미세원료의 투입구를 겸하는 호퍼(22)와,

상기 호퍼(22) 직하부에 설치되며 원료 혼합임펠러(24)와 측면임펠러(25)를 그 안에 포함하는 혼합 탱크(23)과,

상기 혼합탱크(23)내에 설치되는 스팀노즐관(28)을 포함하여 이루어지는 살균혼합기(2)와;

상기 살균 혼합기(2)를 거쳐 혼합, 살균된 원료의 투입구를 겸하는 뚜껑(31)과,

상기 뚜껑(31)상에 마련되는 균주 투입구(42)와,

상기 균주투입구(42) 직하부에 설치되며 혼합임펠러(37)와 측면임펠러(38)를 그 안에 포함하는 내부탱크(33)와,

상기 내부탱크(33)내에 설치되는 스팀노즐관(36),(39) 및 발효가스를 배출하는 배출구(40) 그리고 이 배출구(40)의 뚜껑(31) 및 보온커버(32)와,

외부공기를 내부로 유입하는 공기유입부(5)가 상단부에 설치되어 이루어지는 살균발효기(3)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치.
제 1항에 있어서,

상기 호퍼(11)와 이동스크류(13) 사이에 한쌍의 기어로 구성된 절단기어(12)가 설치되는 것을 특징으로 하는 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치.
제 1항에 있어서,

상기 살균혼합기(2)의 내측 상부와 살균발효기(3)의 내측 상부 및 공간부(35)에 스팀노즐관(28, 36 ,39)이 설치되어 증기를 분사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치.
제 1항에 있어서,

상기 살균발효기(3)의 공기유입부(5)가 공기필터(51), 송풍기(52) 및 라디에이터(53)를 개재하여 순차적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 균체발효사료 및 균체퇴비의 제조장치.