KR100269422B1 - 진공식 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐용기 내부의 젖은 음식물 쓰레기를 상대포화온도의 최저임인 0℃에서부터 건조 및 축소시킴으로서 에너지를 절약하고 처리시간을 단축하며, 발생하는 음식물 쓰레기의 수증기 악취를 제거할 수 있는 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 음식물 쓰레기가 채워진 밀폐용기(2)와, 상기 밀폐용기(2)의 내부를 진공상태로 유지하는 진공수단(8)을 포함하는 음식물 쓰레기 사료화 장치에 있어서, 상기 음식물 쓰레기(70)가 채워진 밀폐용기(41)를 밀봉하기 위한 로크장치(28)를 구비한 커버수단(20)과, 상기 밀폐용기(41)의 음식물 쓰레기(70)를 가열 및 살균하는 적외선전구(25)를 구비한 다수의 가열수단(42,43)과, 상기 다수의 가열수단(42,43)에 의해 발생하는 상기 음식물 쓰레기(70)의 수증기를 물로 응축시키기 위해 냉각팬(54)과 고압력 스위치(61)와 증기트랩(55)을 구비한 응축수단(52)을 포함하며, 상기 밀폐용기(41)의 내부에는 이물질이 들어가지 않게 여과망(50)이 부착된 흡입관(49)이 상기 진공수단(51,56,60)과 관통하게 결합되어 있으며, 상기 가열수단(42,43)에는 상기 밀폐공간(41)의 측면과 하면을 선택적으로 가열하기 위한 제어부가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 사료화 장치가 제공된다.

Description

진공식 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법
본 발명은 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법에 관한 것이며, 특히 식당이나 음식점 및 가정의 주방에서 배출되는 젖은 음식물 쓰레기를 진공, 가열, 건조, 축소시켜서 음식물 쓰레기를 사료화시키는 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
현재 쓰레기종량제를 실시하고 나서 쓰레기 처리문제로 전국이 몸살을 앓고 있다. 특히, 요식업 업주들에게는 주방에서 대량으로 배출되는 젖은 음식물 쓰레기를 환경오염을 일으키지 않고 처리하는 것이 의무화되어 있다. 또한, 주부들에게는 가정에서는 배출되는 젖은 음식물 쓰레기를 처리하는 문제에 대해서 고심하고 있다. 따라서, 요식업소, 가정에서 배출되는 다량의 젖은 음식물을 효율적으로 가공하여 축사의 가축들이 먹을 수 있게 사료화 하는 기술에 대한 많은 연구가 진행 중이다.
종래 기술에 따른 진공식 음식물 쓰레기 처리장치는 도 1에 보이듯이, 대한민국 실용신안등록 공개공보 제 97-005782로 출원되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 진공식 음식물 쓰레기 처리장치는 밀폐용기(1)에 채워진 음식물 쓰레기(2)를 압착시켜 부피를 최소화한 상태로 처리하기 위한 웨이트(3), 밀폐 커버(4), 진공파괴변(5)을 구비한 밀폐용기부(6)와, 이런 밀폐용기부(6)에서 배출되는 음식물 쓰레기(2)를 수분과 분리시키기 위해 필터링하기 위한 필터부(7)와, 상기 밀폐용기부(6)의 내부를 진공시켜서 음식물 쓰레기(2)의 부피를 작게함과 동시에 음식물 쓰레기(2)의 오수를 하방향으로 배출시키기 위한 진공펌프(8)와 다수의 연결관(9) 및 다수의 밸브(13,14,15,16)를 구비한 진공발생부 및, 상기 배출된 오수를 수조(10)에 모아서 발효시키는 발효제수납실(11)과, 상기 수조(10)에서 상기 발효된 오수를 오버플로우시켜 외부로 배출시키는 배출관(12)으로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 진공식 음식물 쓰레기 장치는 진공발생부의 진공펌프(8)가 밀폐용기부(6) 내부를 진공상태로 유지하므로써, 음식물 쓰레기(2)의 수분을 수조(10)에 채워지게 하며, 이렇게 채워진 수분을 수조(10)에서 발효제수납실(11)의 발효제로 발효시키며, 또한, 이렇게 수조(10)에 계속해서 채워지는 수분이 자연스럽게 배출관(12)에서 오버플로우하여 외부로 방출되게 한다.
그러나, 이런 종래의 진공식 음식물 쓰레기 장치는 음식물 쓰레기에서 수분을 발효시키는 과정에서 악취가 발생되는 단점이 있고, 또한, 음식물 쓰레기 장치에서 발효된 오수를 오버플로우시키기 때문에 음식물 쓰레기에서 수분을 제거하는데 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
또한, 이런 종래의 진공식 음식물 쓰레기 장치는 음식물 쓰레기를 담고 있는 밀폐용기부를 진공상태로 유지하여 음식물 쓰레기에서 수분을 제거하기 때문에, 음식물 쓰레기의 수분을 비효율적으로 제거하는 단점이 있다.
또한, 이런 문제점을 극복하기 위한 일반적인 가열식 음식물 쓰레기 처리장치(도시안됨)는 음식물 쓰레기가 채워질 수 있는 밀폐형 용기를 가열시킬 수 있는 가열수단과, 가열시에 발생하는 수분을 외부로 방출시키는 환기수단으로 구성되어 있다.
이런 일반적인 가열식 음식물 쓰레기 처리장치는 음식물 쓰레기를 100℃이상의 온도로 가열하고, 음식물 쓰레기의 수분을 증기로 변환시킴으로써 건조시킨다. 또한 이렇게 증기로 변환된 음식물 쓰레기의 수분은 환기수단에 의해서 외부로 배출되게 된다.
또한, 도 2에 보이듯이, 상기와 같이 구성된 일반적인 음식물 쓰레기 처리장치는 대기압 하에서 0℃의 물 1kg을 수증기로 기화시키기 위해서, 0℃에서 100℃까지 온도 상승에 필요한 열량인 현열 100k/cal과, 100℃의 물을 포화온도 100℃의 수증기로 변화시키는데 필요한 기화잠열 539k/cal을 합한 639k/cal의 총열량의 소모와 가열시간이 필요하다.
그러나, 이런 일반적인 가열식 음식물 쓰레기 처리장치는 대기압 이상과 100℃이상의 포화온도에서 젖은 음식물 쓰레기의 수분을 증발시킬 수 있기 때문에 음식물 쓰레기가 검게 탄화되어 가축사료 등의 기타 가공 원료로 사용이 불가능한 단점이 있다.
또한, 상기 가열식 음식물 쓰레기 처리장치는 젖은 음식물 쓰레기를 건조, 축소시킬 경우에, 100℃ 까지 온도 상승에 필요한 열량과 물을 수증기로 변화시키는데 필요한 열량과 건조 축소되기까지 가열에 필요한 지속적인 열량이 필요하기 때문에 상대적으로 비효율적인 단점이 있다.
또한, 상기 처리장치는 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 발생하는 수증기의 악취를 효과적으로 제거할 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 밀폐용기 내부의 젖은 음식물 쓰레기를 상대포화온도의 최저임인 0℃에서부터 건조 및 축소시킴으로서 에너지를 절약하고 처리시간을 단축하며, 발생하는 음식물 쓰레기의 수증기 악취를 제거할 수 있는 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법을 제공하려는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 진공식 음식물 쓰레기 처리장치의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 2는 일반적인 가열건조식 음식물 쓰레기 처리장치의 효율을 설명하기 위한 그래프.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 결합관계를 설명하기 위한 분해도.
도 6 내지 도 8은 도 3에 도시된 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치를 이용한 사료화 방법을 설명하기 위한 간략도.
도 9 및 도 10은 도 3에 도시된 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 작동원리를 설명하기 위한 그래프.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
20 : 커버부 25 : 적외선전구
28 : 로크장치 40 : 본체부
41 : 오븐 42,43 : 히터
46 : 단열재 47 : 외부케이싱
49 : 흡입관 50 : 여과망
51 : 진공펌프 52 : 응축기
54 : 냉각팬 55 : 증기트랩
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 음식물 쓰레기가 채워진 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부를 진공상태로 유지하는 진공수단을 포함하는 음식물 쓰레기 사료화 장치에 있어서, 상기 음식물 쓰레기가 채워진 밀폐용기를 밀봉하기 위한 로크장치를 구비한 커버수단과, 상기 밀폐용기의 음식물 쓰레기를 가열 및 살균하는 적외선전구를 구비한 다수의 가열수단과, 상기 다수의 가열수단에 의해 발생하는 상기 음식물 쓰레기의 수증기를 물로 응축시키기 위해 냉각팬과 고압력 스위치와 증기트랩을 구비한 응축수단을 포함하며, 상기 밀폐용기의 내부에는 이물질이 들어가지 않게 여과망이 부착된 흡입관이 상기 진공수단과 관통하게 결합되어 있으며, 상기 가열수단에는 상기 밀폐공간의 측면과 하면을 선택적으로 가열하기 위한 제어부가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 사료화 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 음식물 쓰레기가 채워진 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부를 진공상태로 유지하는 진공수단을 포함하는 음식물 쓰레기 사료화 방법에 있어서, 상기 진공수단이 상기 음식물 쓰레기가 채워진 상기 밀폐용기를 진공상태로 변화시키는 진공단계와, 상기 진공단계에서 진공된 상기 음식물 쓰레기를 적외선전구를 구비한 가열수단으로 가열하는 가열단계와, 상기 가열단계와 상기 진공단계에서 상기 음식물 쓰레기의 수분이 100℃ 이하의 온도에서 수증기로 변화되는 기화단계와, 상기 기화단계에서 기화된 수증기를 응축수단으로 가압시키는 응축단계와, 상기 응축단계에서 응축된 상기 수증기를 상기 응축수단의 냉각팬으로 냉각시켜 물로 변환시키고, 상기 물을 증기트랩을 통하여 외부로 배출시키는 방출단계 및, 상기 진공단계와 상기 가열단계와 상기 기화단계와 상기 응축단계와 상기 방출단계를 소정시간동안 거친 상기 음식물 쓰레기가 탄화되지 않는 음식물 쓰레기 건조물로 변환되는 사료화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 사료화 방법이 제공된다.
아래에서, 본 발명에 따른 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 결합관계를 설명하기 위한 분해도이며, 도 6 내지 도 8은 도 3에 도시된 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치를 이용한 사료화방법을 설명하기 위한 간략도이고, 도 9 및 도 10은 도 3에 도시된 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 작동원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3에 있어서, 본 발명의 한 실시예에 따른 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치는 음식물을 수시간동안 진공상태로 저장하여, 건조 및 축소할 수 있게 압력용기형상으로 형성된 커버부(20)와 내부열과 압력을 제어하는 제어부(도시안됨)를 구비한 본체부(40)를 갖는다.
도 4에 보이듯이, 본 발명의 커버부(20)에는 손잡이(21)가 형성된 상부플레이트(22)와, 밀폐상태를 유지하면서 외부로 열을 빼앗기지 않기 위한 단열재(23)를 구비한 실링플레이트(24)와, 이런 실링플레이트(24)에 고정되어 전도열과 복사열을 발생시켜서 음식물 쓰레기에 살균작용을 하는 적외선전구(25)와, 이런 적외선전구(25)를 습기로 부터 방지하기 위한 방지플레이트(26)와, 이런 방지플레이트(26)의 중심에 결합되는 상기 적외선전구(25)를 보호하는 투명한 방지커버(27)와, 상기 본체부(40)에 잠금되도록 하는 로크장치(28)와, 밀폐유지를 위한 고무페킹(29) 및 테두리 형상의 하부커버(30)가 일자형으로 배치되어 있다.
이렇게 배치된 로크장치(28)는 내원주면에 다수개의 걸림턱(31)이 돌출되게 형성되어 있으며, 테두리방향으로 회전될 경우에 본체부(40)에 로크될 수 있게 형성되어 있다. 이런 로크장치(28)의 상방향에 배치된 적외선전구(25)는 전기열을 이용하여 본체부(40)의 내부를 가열할 수 있도록 제어부와 전기적으로 접속되어 있다.
도 5 내지 도 7에 보이듯이, 본 발명의 본체부(40)에는 젖은 음식물을 저장할 수 있는 밀폐공간을 갖는 용기 형상의 오븐(41)과, 이런 오븐(41)을 가열하기 위한 메인히터(42)와, 온도조절을 위한 보조히터(43)를 구비한 원통형의 보조히터케이싱(44)과, 이런 보조히터케이싱(44)을 고정하기 위한 링부재(45)와, 상기 오븐(41)을 보온하기 위한 단열재(46) 및, 외부케이싱(47)이 일자형으로 배치되어 있다. 이런 외부케이싱(47)의 하향에는 흡입관(49)이 배치되어 있으며, 상기 오븐(41)의 내부를 진공시키는 진공펌프(51)와, 이런 진공펌프(51)에서 토출되는 수증기를 액화시키기 위한 응축기(52)와, 상기 오븐(41)의 내부 열과 압력을 제어하기 위한 제어부(도시안됨) 및 하부케이싱 커버(53)가 배치되어 있다.
상기와 같이 배치된 오븐(41)의 개구된 상부 테두리에는 커버부(20) 로크장치(28)의 걸림턱(31)이 로크되어 커버부(20)가 밀폐될 수 있게 걸림홈(57)이 형성되어 있으며, 바닥면의 중심에는 나사산이 형성된 체결구(48)가 형성되어 있다. 이런 오븐(41)의 체결구(48)에 나사결합할 수 있게 상기 진공펌프(51)의 흡입호수(56)의 끝단부에는 외원주면에 나사산이 형성되어 있다.
또한, 이런 진공펌프(51)의 흡입호수(56)의 내경에 억지끼워맞춤식으로 결합될 수 있는 하부에서 연장하는 중공형 흡입관(49)의 상부는 음식물 쓰레기와 같은 이물질이 관내부로 들어가는 것을 막기 위한 여과망(50)이 부착될 수 있게 형성되어 있다.
또한, 이런 오븐(41)의 하면에 배치된 메인히터(42)의 중심에는 상기 진공펌프(51)의 흡입호스(56)가 관통할 수 있게 구멍(58)이 형성되어 있다.
이런 메인히터(42)와 동시에 작동하는 보조히터(43)는 상기 제어부에 의해서 메인히터(42)의 OFF시에 소정시간동안 상기 오븐(41)을 가열하도하여 에너지 효율을 높일 수 있게 작동되도록 형성되어 있다.
또한, 외부케이싱(47)은 상기 오븐(41)과 다수의 히터(42,43) 및 단열재(46)를 보호할 수 있게 형성되어 있으며, 이런 외부케이싱(47)에는 응축기(52)의 온도를 줄일수 있는 냉각팬(54)의 환기구(59)가 형성되어 있다.
또한, 응축기(52)는 통상적인 업계에 널리 알려진 라디에이터와 같은것으로서 진공펌프(51)가 배치될 수 있는 공간이 형성되어 있다. 또한, 이런 응축기(52)의 상기 공간에 배치되는 진공펌프(51)에는 상기 흡입관(49)에 결합될 수 있는 흡입호수(56)와 상기 응축기(52)의 입구에 결합가능하게 토출호수(60)가 형성되어 있다. 또한, 이런 응축기(52)의 입구에는 내부의 압력이 세팅된 압력 이상으로 높아질 경우에 안전차단 밸브와 같이 작동하는 고압력 스위치(61)가 장착되어 있다. 또한, 이런 응축기(52)의 출구에는 내부의 압력을 유지하면서 수증기는 빠져나오지 않고 응축된 물만 빠져나오게 하는 통상적인 업계에 널리 알려진 증기트랩(55)이 장착되어 있다.
또한, 하부케이싱 커버(53)는 응축기(52)를 안착시킬수 있게 내원주면에 턱이 형성되어 있고, 내부 전기 배선과 제어부가 들어갈 수 있는 공간을 갖는다.
아래에서 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 결합관계에 대해서 설명하겠다.
먼저 커버부(20)는 상부플레이트(22)와 실링플레이트(24)와 방지플레이트(26)와 로크장치(28)와 고무페킹(29) 및 하부커버(30)는 적증되어 볼트결합된다.
또한, 커버부(20)는 본체부(40)의 오븐(41)에 로크작동할 수 있게 로크장치(28)로 결합된다. 또한, 오븐(41)의 외부 바닥면에는 중심에 형성된 체결구(48)와 메인히터(42)의 중심에 형성된 구멍(58)이 일직선상에 놓이게 메인히터(42)가 부착되어 있다. 또한, 이런 오븐(41)의 외원주면에는 보조히터(43)를 구비한 원통형의 보조히터케이싱(44)이 감싸게 결합되어 있다. 이렇게 결합된 보조히터케이싱(44)의 외원주면에는 원통형 단열재(46)가 감싸고 있으며, 이런 원통형상 단열재(46)의 하향으로 상기 보조히터케이싱(44)을 고정시킬 수 있게 원통형상의 외부케이싱(47)이 결합된다. 이렇게 결합된 외부케이싱(47)의 하향에 배치된 진공펌프(51)의 흡입호수(56)의 외경에 형성된 나사산은 상기 오븐(41)의 체결구(48)에 나사결합되며, 또한, 이런 흡입호수(56)의 내경에는 흡입관(49)의 하부가 억지끼워맞춤식으로 고정된다. 또한, 이런 흡입관(49)의 상부에는 음식물 쓰레기와 같은 이물질이 관내부로 투입되지 않게 여과망(50)이 고정된다.
상기와 같이 결합된 진공펌프(51)의 토출호수(60)는 응축기(52)의 입구에서 고압력 스위치(61)로 응축기(52)의 가늘고 긴 파이프(62)와 연통하게 결합되어 있다. 따라서, 이렇게 결합된 진공펌프(51)는 오븐(41)에서 발생된 수증기를 응축기(52)로 가압시킬 수 있게 된다.
또한, 외부케이싱(47)의 하방향의 테두리에는 상기 진공펌프(51)와 응축기(52)를 보호하는 하부케이싱 커버(53)가 결합되어 있다.
아래에서 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 작동방법 및 사료화 방법에 대해서 설명하겠다.
먼저, 도 6 내지 도 8에 보이듯이, 본 발명의 진공가열식 음식물 쓰레기 사료화 장치의 전원을 온(ON) 하여, 다수의 히터(42,43)들과 적외선전구(25) 및 진공펌프(51)에 전원이 공급되게 한다.
이때, 진공펌프(51)는 부피가 크고 젖은 음식물 쓰레기(70)가 들어있는 밀폐용기인 오븐(41) 내부의 압력을 0mmHg까지 떨어뜨려 상기 오븐(41)의 내부를 진공단계(S10)로 유지한다.
이런 진공단계(S10)와 동시에, 가열단계(S20)에서는 상기 진공단계(S10)에서 복사열을 방출시키기 위한 커버부(20)의 적외선전구(25)와, 대류열 및 전도열을 방출시키기 위한 다수의 히터(42,43)들이 상기 음식물 쓰레기(70)의 온도를 소정온도 까지 높이기 위해 상기 오븐(41)을 동시에 가열한다. 또한, 가열된 상기 음식물 쓰레기(70)의 온도가 60℃에서 70℃사이가 될 경우에 메인히터(42)의 전원은 꺼지고, 보조히터(43)와 적외선전구(25)만 오븐(41)의 내부를 가열하게 된다.
따라서, 도 9에 도시한 바와 같이 상기 오븐(41) 내부의 젖은 음식물 쓰레기(70)의 모든 수분은 진공포화온도의 최저점인 0℃에서부터 99℃ 사이에서 기화하여 수증기로 변화하게 되기 때문에, 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치는 기화단계(S30)에서 음식물 쓰레기(70)의 수분을 100℃이하의 온도로 기화시키게 된다.
또한, 이렇게 기화단계(S30)에서 변화한 수증기는 응축단계(S40)에서 흡입관(49)을 통하여 진공펌프(51)로 흡입되며, 다시 진공펌프(51)의 강한 토출 압력으로 응축기(52)쪽으로 강제로 주입된다. 이때, 응축기(52)의 가늘고 긴 파이프(62)의 출구는 물만 통과시키는 증기트랩(55)으로 막혀 있기 때문에 응축기(52)의 파이프(62)내부는 진공펌프(51)의 토출 압력으로 인해 고압으로 상승하게 되며, 이와 동시에 응축기(52) 내부에 부착된 냉각팬(54)이 작동하여 응축기(52) 내부의 파이프(62)를 냉각시킨다.
또한, 상기 응축단계(S40)의 수증기는 상기 파이프(62)가 냉각되면서 도 10에 도시한 바와 같이, 냉각매개체인 공기의 온도에 따라 포화압력에 대응하는 상대 응축온도까지 냉각되며, 파이프(62) 내부의 수증기는 물로 변한다. 이렇게 변한 물은 수분 방출 단계(S50)에서 응축기 파이프(62)의 출구에 설치된 증기트랩(55)을 통해 외부로 배출된다.
상기와 같은 다수의 단계(S10∼50)들은 연속적으로 소정시간동안 이루어 지며, 음식물 쓰레기 사료화단계(S60)에서 부피가 크고 젖은 음식물 쓰레기(70)가 100℃이하의 온도로 가열 및 건조되었기 때문에 검게 타지 않고, 부피가 적으며, 수분이 3%미안인 고체상태의 음식물 쓰레기 건조물(80)이 된다.
또한, 증기트랩(55)은 상기 수분 방출 단계(S50)에서 응축기(52) 내부의 압력을 유지한체 물만 외부로 배출시키기 때문에 음식물 쓰레기(70,80)의 수분에 의한 악취가 외부로 세어나오지 않게 된다.
아래에서 앞서 상세히 설명한 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법을 이용한 실험 성적서를 설명하겠다.
본 실험 성적서에서 사용된 실험도구로는 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치와 메니폴드 압력 게이지 전기 암페어 측정기가 사용되었다. 또한 실험 환경은 외기 온도(7℃∼12℃), 습도(70%)이며, 실내 온도(14℃∼18℃), 습도(65%)이다.
또한, 본 실험에 사용된 음식물실험 내용물(4kg)은 아래와 같다.
오징어 생선 깍두기 김치 콩나물 밥 된장찌개 미역
10 5 10 15 10 20 20 10
(단위 %)
표 1의 내용물을 일정하게 썩어서 통상적인 바구니에 넣어 수분을 배출후, 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치에 넣고 전원을 온(ON)한 후 2분 40초 만에 용기의 내부압력이 진공상태(게이지 압력 0mmHg)로 되었다. 작동 15분 후 용기 내 온도 69℃, 압력 221mmHg, 응축기 압력 3.2kg/cm2증기트랩에서 수분을 배출하며, 작동 137분 후 용기 내 온도 80℃, 압력 0mmHg, 응축기 압력 0.2kg/cm2가 되었다.
이렇게 작동한 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치는 작동 중지 후 내용물을 분석하면 다음과 같다.
내용물 중량 응축수 중량 총소비전력 소요시간 함수율 형상
1.1kg 2.87kg 250w/h 137분/4kg 3%미만 고체
아래에서는 앞서 설명한 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치와 대기압 하에서 작동하는 통상적인 업계에 널리 알려진 가열건조식 일반 제품의 실험결과를 동일한 조건하에서 수행하여 비교 설명하면 아래와 같다.
분류 소요시간 총소비전력 수증기처리 악취여부 함수율 내용물상태
발평품 137분/4kg 250w/h 응축수처리 ○ 3%미만 자연 건조
일반품 300분/4kg 3500w/h 수증기방출 × 15%미만 검게 탄화
표 3에 보이듯이, 건조시간이 2.5배의 차이가 나며, 총소비전력면에서도 상대적으로 많은 에너지 소모량 차이가 나는 것을 볼 수 있다. 또한, 내용물을 100℃이 이상의 상태에서 건조시키는 기존의 가열건조식 건조기는 음식물 쓰레기를 검게 탄화시키기 때문에 사료화가 불가능하며, 건조시 악취가 심하게 발생되기 때문에 가정용으로는 사용이 불가능한 것을 알 수 있다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치는 젖은 음식물 쓰레기가 들어있는 밀폐용기 형상의 오븐을 진공상태로 유지함과 동시에 가열하여 음식물이 타지 않는 0℃에서 99℃사이에서 젖은 음식물 쓰레기의 수분을 제거하기 때문에 짧은 시간내에 음식물 쓰레기를 증발, 건조, 축소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치는 젖은 음식물 쓰레기를 가열하는 가열수단을 다수개로 부착하여 건조 상태에 맞게 효율적으로 작동시키기 때문에 에너지를 절약할 수 있는 장점이 있으며, 진공상태에 복사열을 발생시키기 위한 적외선전구가 부착되어 있기 때문에 효과적으로 가열할 수 있다.
또한, 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치는 응축기에서 음식물 쓰레기의 수증기를 물의 응축온도까지 냉각하여 물로 배출함으로써 음식물 쓰레기의 건조과정에서 발생되는 악취를 제거할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 음식물 쓰레기 사료화 장치 및 그 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

  1. 음식물 쓰레기가 채워진 밀폐용기(2)와, 상기 밀폐용기(2)의 내부를 진공상태로 유지하는 진공수단(8)을 포함하는 음식물 쓰레기 사료화 장치에 있어서,
    상기 음식물 쓰레기(70)가 채워진 밀폐용기(41)를 밀봉하기 위한 로크장치(28)를 구비한 커버수단(20)과, 상기 음식물 쓰레기(70)를 가열 및 살균하는 적외선전구(25)를 구비한 다수의 가열수단(42,43)과, 상기 다수의 가열수단(42,43)에 의해 발생하는 상기 음식물 쓰레기(70)의 수증기를 물로 응축시키기 위해 냉각팬(54)과 고압력 스위치(61)와 증기트랩(55)을 구비한 응축수단(52)을 포함하며,
    상기 밀폐용기(41)의 내부에는 이물질이 들어가지 않게 여과망(50)이 부착된 흡입관(49)이 상기 진공수단(51,56,60)과 관통하게 결합되어 있으며,
    상기 가열수단(42,43)에는 상기 밀폐공간(41)의 측면과 하면을 선택적으로 가열하기 위한 제어부가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 사료화 장치.
  2. 음식물 쓰레기를 사료화하는 음식물 쓰레기 사료화 방법에 있어서,
    진공수단(51,56,60)이 상기 음식물 쓰레기(70)가 채워진 밀폐용기(41)를 진공상태로 변화시키는 진공단계(S10)와, 상기 진공단계(S10)에서 진공된 상기 음식물 쓰레기(70)를 적외선전구(25)를 구비한 가열수단(42,43)으로 가열하는 가열단계(S20)와, 상기 가열단계(S20)와 상기 진공단계(S10)에서 상기 음식물 쓰레기(70)의 수분이 100℃ 이하의 온도에서 수증기로 변화되는 기화단계(S30)와, 상기 기화단계(S30)에서 기화된 수증기를 응축수단(52)으로 가압시키는 응축단계(S40)와, 상기 응축단계(S40)에서 응축된 상기 수증기를 상기 응축수단(52)의 냉각팬(54)으로 냉각시켜 물로 변환시키고, 상기 물을 증기트랩(55)을 통하여 외부로 배출시키는 방출단계(S50) 및, 상기 진공단계(S10)와 상기 가열단계(S20)와 상기 기화단계(S30)와 상기 응축단계(S40)와 상기 방출단계(S50)를 소정시간동안 거친 상기 음식물 쓰레기(70)가 탄화되지 않는 음식물 쓰레기 건조물(80)로 변환되는 사료화단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 사료화 방법.
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