KR0174568B1 - 고속발효건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장치가 간단하면서도 극히 단시간에 발효와 건조처리를 할 수 있는 유기설 폐기물의 고속발효건조장치에 관한 것으로서, 유기성폐기물과 토양균의 투입구, 반출구, 급기구 및 배기구 등으로 구성된 발효건조조, 수평방향으로 설치된 회전축(11)이 있는 교반장치(10), 발효건조내에 열풍을 공급하는 열풍발생장치(20) 및 교반장치(10)의 회전축(11)에 평행하게 연장하여 하향으로 개구된 틈새모양의 분사구(32)가 있는 열풍분사장치(30)의 작용에 의하여 유기성폐기물을 발효, 건조할 수 있도록 설계되어 있다.

이와 같은 구성 본 발명의 고속발효건조장치는 고온의 열풍을 분사하여 토양균의 최적활동온도 영역에서 극히 단시간에 가열승온되어 유기성폐기물의 발효처리가 가능하기 때문에 발효건조시간을 현저히 단축시킬 수 있으며 1개의 발효건조조에서 발효처리와 동시에 건조처리가 가능하기 때문에 장치를 간단하게 구성할 수 있는 효과가 있다.

Description

고속발효건조장치

본 발명은 고속발효건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 말하자면 생체 쓰레기 등의 유기성폐기물을 고속건조발효와 건조처리를 행하여 비료화하거나 사료화하는 고속발효건조장치에 관한 것이다.

종래, 생체쓰레기 등의 유기물을 고속으로 발효처리하는 장치로는 예를 들어 가열장치와 교반장치를 갖춘 조(槽)를 적어도 2조 이상 직렬로 배치하고 각 조간에 유기성 폐기물을 순차적으로 이송하여 발효건조처리를 실시한 후에 처리물을 배출하게끔 구성된 것이 있었다.

(이와 같은 장치의 하나가 일본특허공개 평1-145388호 공보로 공개되어 있다.)

그러나 이러한 구성의 종래 처리장치는 발효처리조가 2조 이상 설치되어야 하기 때문에 장치가 복잡할 뿐만 아니라 유기성 폐기물의 처리시간이 23일 걸리는 것이 큰 문제였다.

그리고, 일본 공개특허공보 소59-62399호와 같은 오물처리장치에 있어서는 퇴비의 원료를 배합하는 공정을 거치게 한후, 배합된 퇴부 원료를 혼합기에 투여하여 고속회전 날개편 또는 스크류에 의하여 일정크기의 용기 내에서 혼합하는 공정을 거치게 하고, 다음 발효 탱크 내에서 일정시간 동안 발효하는 공정을 거치게 하는 시스템이 알려져 있으나 이는 시스템 구성이 복잡하고 막대한 설비비와 설치면적이 커야 하는 등의 불합리한 점이 있었으며, 또한 각 공정을 거치는 동안의 퇴비원료에서 발생하는 악취로 인하여 주위 환경을 오염시키는 등의 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 국내 실용신안 등록출원 1987-07186호(공고번호 제93-534호)와 같은 급속 발효퇴비의 혼합 발효기에 있어서는 장방형의 고정 드럼몸체 내에 일정량의 퇴비원료를 콘베이어 등의 운반수단에 의하여 투입시킨 후 기기의 자동 조작에 의하여 나선형 스크류의 회동으로 퇴비원료의 분쇄, 혼합이 이루어지게 하여 분말화 시키며, 발효미생물의 투입과 온기의 투입으로 발효, 건조가 단시간 내에 이루어지게 한 후, 드럼 모체 아래의 배출구를 조작 핸들의 회전 조작으로 간단히 열어, 양질의 퇴비를 용이하게 배출시킬 수 있도록 하고 있으나, 이또한 유기성 물질의 퇴비화 장치인 것으로 사료화를 위한 기술적 수단은 찾아 볼 수 없을 뿐만 아니라 더블자켓에 의한 간접 과열방식을 이루고 있어서, 건조발효는 불가능할 것이고, 유기성물질의냄새가 그대로 배출되고 있어서 악취에 의한 환경오염을 유발함과 동시에 집진 기능 없이 열풍 가열되는 유기성 물질의 배기가 그대로 이루어지게 되어 환경오염을 일으키게 되었고, 토양균을 사용하지 않음으로 투입구가 필요 없는 것이고 하단부에 설치하는 피니언과 래크의 동작으로 발효된 퇴비를 배출하기 때문에 건조되지 않는 퇴비를 배출하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구성설비가 간단하면서도 극히 단시간 내에 생체 쓰레기 등의 유기성폐기물을 고속건조발효와 건조처리를 행하여 비료화하거나 사료화 하는 고속발효건조장치를 제공하는데 있다.

제1도는 본 발명에 의한 고속발효건조장치의 전체구성을 나타내는 종단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발효건조조 10 : 교반장치

11 : 회전축 20 : 열풍발생장치

30 : 열풍분사장치 40 : 제품반출장치

50 : 분진포집장치

상기한 목적으로 달성하기 위해 본 발명에 의한 고속발효건조장치는 발효건조의 조내에 열풍을 공급하는 건타입버너(GUN-Type burner)의 열풍장치를 교반장치, 회전축에 평행하게 연장하여 발효물질(발효실) 직상부에서 하향으로 개구한 틈새모양의 제트후드노즐의 분사구에 의해 유기성폐기물과 토양균을 향하여 열풍을 공급하는 열풍공급장치와, 상기 발효건조조의 배기구 후단에 배기닥트에 연결되어 집진을 이루는 싸이크론으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 발효건조조내에 투입된 유기성폐기물과 토양균은 교반장치에 의하여 교반혼합됨과 동시에 제트후드노즐에서 분사된 열풍을 받아 단시간에 발효에 가장 알맞는 온도로 가열된다. 더욱이 유기성폐기물은 교반되면서 열풍의 분사를 받아 급속한 발효를 진행하고, 준완숙(準完熟)상태를 거치면서 건조된다. 또한 발효에 필요한 공기는 급기구로부터 공급되고, 증발수분은 배기구를 통하여 배출된다.

이하, 본 발명의 실시예를 제1도와 제2도을 참조하여 설명하기로 한다.

제1도는 발 발명의 고속발효건조장치의 전체 구성을 나타내는 종단면도이고, 제2도는 A-A선 단면도이다.

본 발명의 고속발효건조장치는 투입구(2), 반출구(4) 등을 구비한 발효건조조(1)와, 수평방향의 회전축(11)을 교반장치(10)와, 회전축(11)에 평행하게 연장된 분사구(32)를 구비한 열풍분사장치(30)를 주요부로 하여 구성되어 있다.

발효건조조(1)는 그 횡단면 형상이 상부는 장방형이며, 하부는 원형의 밀폐구조로 형성되어 있다. 발효건조조(1)의 상면에는 개폐뚜껑(3)을 갖춘 유기성폐기물(이하 유기물이라 약칭함)과 토양균을 투입하는 투입구(2), 댐퍼(6)를 갖춘 급기구(5), 원통상의 배기구(7)가 설치되어 있다. 그리고, 발효건조조(1)의 하부에는 완성처리물의 반출구(4)가 설치되어 있고, 발효건조조(1)의 측벽의 상부에는 열풍토출구(8)와 열풍흡입구(9)가 설치되어 있다. 그리고 배기구(7)의 하단부는 발효건조조(1)의 상하방향의 중간높이의 위치에서 배기 되도록 설치되어 있다.

교반장치(10)는 발효건조조(10)의 하부에 수평방향으로 설치된 회전축(11)과, 아암(12)을 개재하여 회전축(11)에 연결된 리본상의 교반날개(13)(14)와, 전달기구(16)을 개재하여 회전축(11)에 연결된 구동장치(15)로 구성되어 있다. 교반날개(13)(24)는 각각의 회전방향이 반대가 되도록 나선상으로 설치되어 있어서, 회전축(11)의 일방향으로의 회전에 의하여 유기물과 토양균을 교반 혼합함과 동시에 교반된 물질의 중앙부로 집합되도록 설계되어 있다.

열풍방생장치(20)는 실시예로써 건-타입 너버(GUN-TYPE-BURNER)를 사용하여 250∼350℃의 열풍을 발생할 수 있게 구성되어 있다. 이러한 열풍발생장치(20)는 열풍공급 닥트(21)에 의하여 열풍토출구(8)에 연통되어 있어서 발효건조조(1)내에 열풍을 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 열풍분사장치(30)은 실시예로써 제트 후드노즐(31)과 열풍순환 블로우어(35)를 주요부로 하여 구성되어 있다. 제트 후드노즐(31)은 발효건조조(1)의 좌우 방향 길이와 거의 동일하며, 두줄의 가늘고 긴 틈새 모양의 분사구(32)를 갖는다. 발효건조조(1)의 소정위치에서 두줄의 분사구(32)는 회전축(11)에 평행하게 연장하여 하향으로 개구되어 있는 구조이다.

또 제트후드노즐(31)의 입구(33)는 발효건조조(1) 측벽의 외측에서 개구되어 있다.

열풍순환 블로우어(35)는 그 흡입구가 댐퍼(37)를 갖춘 열풍흡입 닥트(36)를 개재하여 열풍흡입구(9)에 연통되고, 토출구는 열풍토출 닥트(38)을 개재하여 노즐(31)의 입구(33)에 연통되어 있다.

그리고 발효건조조(1)의 반출구(4)에는 스크류 컨베이어되는 제품반출장치(40)가 설치되어 있다. 이 제품반출장치(40)은 구동장치(41)에 의하여 완성처리물을 강제 반송하여, 제품반출구(42)에서 배출할 수 있도록 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 고속발효건조장치는 그 배기구(7)에 사이클론(50)이 배기닥트(51)를 개재하여 연통되어 있고, 사이클론(50)에는 댐퍼(53)가 설치된 배기닥트(52)를 개재하여 배기 블로우어(55) 연결되어 있다. 이에 의하여, 토양균으로의 공기공급과 증발수분을 배출하기 위한 통기체계가 형성된다. 그리고 사이클론(50)의 분진 배출구에는 도시 안된 구동장치에 의하여 구동되는 로타리밸브(57)가 접속되어 포진된 분진이 배출될 수 있도록 구성되어 있다.

이하, 이와같이 구성된 고속발효건조장치의 운전조작법을 상세히 설명하기로 한다.

발효건조처리할 유기물질로는 예를 들어 물고기, 축육의 잔재, 식품가공폐기물, 음식물찌꺼기등으로써 이런 것들의 함수율은 65-75%정도이다. 이러한 유기물에 함수율 10% 정도의 거조비지나 소맥 더스트 등을 수분조정재로 첨가하여 수분을 40∼60%의 범위로 조정하여 처리할 물질의 수분을 일정하게 한다. (전처리)

그리고 사용되는 토양균은 최적활동범위가 온도 60∼85℃이고 수분 50% 전후의 균체를 선정한다.

본 발명에서는 본 출원인이 개발한 호기설 고온 비생물균인 바이오퀵(상품명: BIOQUICK)을 발효균으로 이용한다.

다음으로, 수분이 조정된 전처리물(R)에 대하여 토양균 바이오퀵을 중량비로 200ppm을 배합하여 투입구(2)를 통해 발효건조조(1)내에 투입한다. 발효건조조(1)내에 투입된 전처리물(R)과 토양균은 교반장치(10)에 의하여 연속적으로 교반, 혼합된다.

그리고 열풍발행장치(20)로부터 공급되는 250∼350℃의 열풍을 발효건조조(1)내에 공급하여 조내의 온도를 급속히 상승시키면, 조내의 상층부 온도는 700∼800℃까지 상승한다. 온도가 상승된 조내 공기는 열풍분사장치(30)의 열풍순환블로우어(35)에 의하여 흡입, 토출되고, 토출된 열풍은 제트후드노즐(32)의 분사구(32)에 의하여 전처리물(R)쪽으로 분사된다.

열풍의 분사에 의하여 전처리물의 온도는 운전개시후 약 30분 후 60℃로 가열되면서 전처리물의 수분은 투입시보다 2∼3% 저하된다.

열풍분사로 지속되면서 발효처리가 진행되고 전처리물은 연속적인 열풍의 분사를 받아서 점점 가열되는 것과 동시에 발효처리속도는 급속히 빨라진다. 이런 상태로 약 30분을 경과하면 전처리물의 온도가 약 75℃로 상승하고 투입시보다 5∼7% 저하되면서 전처리물은 준완숙상태로 된다(중간처리물)

이와 같이 준완숙처리된 중간처리물은 계속 열풍분사장치(30)로부터의 열풍의 분사에 의한 발효건조가 진행된다. 이와 같이 발효처리를 약 1시간 30분간 진행하면 처리물의 온도는 약 85℃로 상승하고 수분이 10% 이하로 저하된다. 이와 같이 건조된 완성처리물은 서서히 냉각되어 제품으로써 반축구(4)로부터 제품반출장치(40)에 의하여 배출된다.

위와 같은 과정을 거쳐 유기물은 발효건조조(1)내에서 고온의 토양균의 작용과 열풍의 분사에 의하여 발효와 동시에 건조되어서 투입으로부터 약 2시간 30분만에 흑갈색의 미세분말상의 완성처리물, 즉 발효건조된 비료 혹은 사료로써 유익한 제품이 생산된다.

또 발효건조진행중에 배기 블로우어(55)에 의하여 급기구(5)로부터 발효에 필요한 공기가 발효건조조(1)내에 공급되는 것과 동시에, 증발 수분과 건조되어 조내에 부유하는 분진이 배기구(7)을 통하여 배출된다. 그리고 배기구(7)을 통하여 배출된 분진과 가스는 사이클론(50)을 통하면서 분진이 분리 포집되며, 잔여 가스성분은 배기 블로우어(55)에 의하여 배기 된다.

본 발명은 상술의 설명과 도시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상으로 부터 벗어나지 않은 범위안에서 장치의 실시형태를 변경할 수 있다. 예를 들어 교반장치는 패들형의 교반날개를 갖는 것이어도 문제가 없다.

또 열풍분사장치의 분사구 근방과 발효건조조의 저부에 각각 온도센서를 설치하여, 각 센서로부터의 온도신호에 기초하여 열풍발생장치를 제어하여 분사되는 열풍과 처리물의 온도를 제어하여도 좋다.

이상에 설명한 바와 같이 본 발명의 고속발효건조조는 고온의 열풍을 분사하여 토양균의 최적활동온도 영역에서 극히 단시간에 가열승온되어 유기성폐기물의 발효처리가 가능하기 때문에 발효건조시간을 현저히 단축시킬 수 있다. 그리고 1개의 발효건조조에서 발효처리와 동시에 건조처리가 가능하기 때문에 장치를 간단하게 구성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 유기성폐기물가 토양균의 투입구(3), 건조처리물의 반출구(4), 급기구(5), 배기구(7)를 갖는 발효건조조(1)와, 상기 발효건조조(1)의 조내에 수평방향으로 설치된 회전축(11)에 의하여 투입된 유기설폐기물과 토양균을 교반 혼합시키는 교반장치(10)와, 상기 교반장치(10)로 교반한 유기성 폐기물과 토양균에 열풍을 공급하는 것이 있어서, 상기 발효건조조(1)의 조내 열풍을 공급하는 건타입버너(GUN-Type burner)의 열풍장치(30)를 교반장치(10), 회전축(11)에 평행하게 연장하여 발효물질(발효실) 직상부에서 하향으로 개구한 틈새모양의 제트후드노즐의 분사구(32)에 의해 유기성폐기물과 토양균을 향하여 열풍을 공급하는 열풍공급장치(20)와, 상기 발효건조조(1)의 배기구(7) 후단에 배기닥트(51)에 연결되어 집진을 이루는 싸이크론(50)으로 구성함을 특징으로 하는 고속발효건조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 발효건조조(1)의 상부에서 열풍을 공급하는 열풍발생장치(20)는 상부에 250∼350℃의 열풍을 공급하므로써 휘발성 악취 유발물질이 고온열분해가 이루어지도록 구성함을 특징으로 하는 고속발효건조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 교반장치(10)에 의하여 폐기물과 교반되는 토양균은 60∼85℃에서 활동하는 고온성 토양미생물을 이용하여 발효효율을 향상하는 고속발효건조장치.