KR100278840B1 - 잔반 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발효조를 균형있게 가열하고, 수분이 제거된 공기를 연속적으로 공급받을 수 있도록 발효부를 구성하고, 상기 발효부에서 발생한 증기를 상온에서 응축시키도록 응축부를 구성하며, 상기 응축부를 통해 열교환된 공기와 수액을 분리하여 수액은 외부로 배출하도록 수액분리부를 구성하고, 상기 수액분리부에서 수액과 분리된 공기를 발효부에 강제로 송풍시키도록 송풍부를 구성하며, 상기 수액분리부에서 발효부로 공급되는 공기의 일부를 추출하여 악취를 제거한 후 정화된 공기와 외부공기를 치환되도록 구성한 탈취부를 구성하여 발효조의 내부 온도를 일정하게 유지시키고 수액을 효과적으로 분리하여 일정 시간마다 연속적으로 투입되는 잔반이 원할하게 발효되도록 함으로서 기기의 연속 운전시간을 연장시킴과 아울러 악취를 효과적으로 제거하여 실내 공기가 오염되는 것을 방지할 수 있는 잔반 처리기에 관한 것이다.

Description

잔반 처리장치

본 발명은 수거된 잔반을 용기에 담아 가열과 동시에 교반하면서 발효시키고, 잔반으로부터 발생한 증기를 응축한 후 액체를 분리하고 냄새를 제거하는 과정을 반복하면서 잔반을 발효시켜 처리하는 잔반 처리기에 관한 것이다.

외식 산업이 발달함에 따라 외식업체는 물론 각 가정에서는 매일 많은 량의 잔반(殘飯)이 발생한다. 이렇게 외식업체와 각 가정에서 발생한 잔반의 일부는 가축의 사료로 이용되고 있으나, 잔반의 운반 및 취급이 난이하여 그 처리 량이 미흡한 실정이므로 대부분의 잔반은 정기적으로 수거하여 소각하는 잔반처리 방법을 이용하고 있다. 그러나 소각 처리를 위해서는 대용량의 소각로 설비가 요구되며, 소각시 대기중으로 방출되는 유해 물질로 인하여 대기 환경이 오염될 뿐만 아니라 그 처리 비용이 많이 소요되는 비경제적인 결함이 있다.

따라서 근래에 와서는 외식업체와 각 가정에 설치하여 기계적인 방법에 의해 잔반을 처리할 수 있는 잔반 처리장치가 여러가지 형태로 제안되어 사용되고 있다.

그 일례로서 잔반을 압착하여 수분을 제거하고, 수분이 제거된 잔반을 분쇄하여 건조시킨 후 수분은 하수구로 배출시키고, 고형물은 수거하여 퇴비로 사용하거나 소각 처리하는 잔반 처리장치가 이용되고 있으나, 이러한 잔반 처리장치는 잔반에서 추출된 오수가 하수처리됨으로서 하천을 오염시키는 결함이 있고, 작업이 완료된 후 기기로부터 고형물을 수거하여 후처리해야 하는 번거로운 결함이 있다.

그리고 상기와 같은 결함을 해소할 목적으로 공개특허 97-58803호 흡수 발효식 탈취기와 응축식 수분제거기에 의한 잔반 발효처리기가 선발명되어 공개된 바 있다.

이 선발명 공개특허는 하우징의 일측 내부에 교반 가능한 발효조가 있고 발효조의 배후 또는 측면에는 이들을 조정하도록 구동모터 및 콘트롤박스시스템이 내장된 잔반 발효처리기에 있어서, 발효조의 내부 상측에 경사를 갖는 응축판이 투입도어를 중심으로 전후에 설치되며, 응축판의 하단부에는 수유도로를 응축판의 하단둘레 전체를 감싸도록 배치하여 수로 일단에 통공처리된 수배출구를 통하여 응축수가 배출되도록 구성한 수분제거부를 설치하며, 상기 발효조의 상측에는 기체흡입공을 설치하여 흡입팬으로 발효조내 이취를 흡입 유도하여 1차 이송도관을 통하여 1차흡수조와 발효조가 연속된 구조의 흡수식발효조와 2차흡수조와 가열연소부가 연속된 구조의 흡수식 연소부에 통과시켜주므로서 이취를 흡수제거, 발효 및 연소 제거토록 하는 이취제거부가 설치된다.

그러나 상기와 같이 구성된 선발명 흡수 발효식 탈취기와 응축식 수분제거기에 의한 잔반 발효처리기는, 가열수단으로 판히터가 이용됨으로서 발효조내의 온도가 일정하지 않을 뿐만 아니라 응축기능이 원할하지 못하여 잔반의 발효 효율을 저하시킴에 따라 연속 가동시간이 짧아 단기간내에 고형물을 수거하여야 하는 결함이 있고, 악취를 효과적으로 제거하지 못함으로서, 기기를 실내에 설치한 경우 악취 때문에 내부의 공기가 심하게 오염되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 발효조의 내부 온도를 일정하게 유지시키고 수액을 효과적으로 분리하여 교반되는 잔반이 원할하게 발효되도록 함으로서 기기의 연속 운전시간을 연장시킴과 아울러 악취를 효과적으로 제거하여 실내 공기가 오염되는 것을 방지하는 잔반처리기를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 발효조를 균형있게 가열하고, 수분이 제거된 공기를 연속적으로 공급받을 수 있도록 구성한 발효부와; 상기 발효부에서 발생한 증기를 상온에서 응축시키도록 구성한 응축부와; 상기 응축부를 통해 열교환된 공기와 수액을 분리하여 수액은 외부로 배출하도록 구성한 수액분리부와; 상기 수액분리부에서 수액과 분리된 공기를 발효부에 강제로 송풍시키도록 구성한 송풍부와; 상기 수액분리부에서 발효부로 공급되는 공기의 일부를 추출하여 악취를 제거한 후 정화된 공기와 외부공기를 치환되도록 구성한 탈취부로 구성함을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 정면 구성도

도 2는 본 발명의 측면 구성도

도 3는 본 발명 발효부의 측단면도

도 4는 본 발명 응축부의 정단면도

도 5는 본 발명 수액분리부의 단면도

도 6은 본 발명 탈취부의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 발효부 11: 발효조

111: 뚜껑 112: 외체

113: 몸체 114: 오일포켓

115: 히터 116: 출구

12: 교반익 13: 모터

14: 분사노즐 20: 응축부

21: 열교환기 22: 송풍기

30: 수액분리부 31: 용기

32: 유입관 33: 여과휠터

40: 송풍부 41: 블로우어

42: 흡입호스 43: 토출호스

50: 탈취부 51: 용기

52: 추출호스 53: 유입관

54: 기포발생기 55: 배출밸브A

57: 다공성 흡착제 58: 밀폐부재

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명 일 실시예의 구성을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 정면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 측면 구성도이다.

본 발명은 발효조를 균형있게 가열하고, 수분이 제거된 공기를 연속적으로 공급받을 수 있도록 발효부(10)를 구성하고, 상기 발효부(10)에서 발생한 증기를 상온에서 응축시키도록 응축부(20)를 구성하며, 상기 응축부(20)를 통해 열교환된 공기와 수액을 분리하여 수액은 외부로 배출하도록 수액분리부(30)를 구성하고, 상기 수액분리부(30)에서 수액과 분리된 공기를 발효부(10)에 강제로 송풍시키도록 송풍부(40)를 구성하며, 상기 수액분리부(30)에서 발효부(10)로 공급되는 공기의 일부를 추출하여 악취를 제거한 후 정화된 공기와 외부공기를 치환되도록 구성한 탈취부(50)를 구성하여 이루어지는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 발효부(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상부 중앙이 뚜껑(111)에 의해 선택적으로 개폐되는 외체(112)가 구성된다. 또한 상기 외체(112)의 내부에는 상부가 개방되고 하부가 반원형으로 형성된 몸체(113)가 구비되며, 몸체(113)의 하부 외주면에는 전후방 상단은 좁고 하부 중앙으로 갈수록 넓게 공간이 형성되어 오일을 충진시킨 오일포켓(114)이 구성되고, 이 오일포켓(114)의 하부 중앙에 히터(115)가 장착되며, 전방의 하부 중앙에 선택적으로 개방하여 내부의 고형물을 배출시킬 수 있도록 선택적으로 개방되는 출구(116)를 형성한 발효조(11)가 구성된다.

또한 상기 발효조(11)의 중앙에는 교반익(12)이 횡방향으로 축설되어 외체의 일측에서 모터(13)와 연결된다.

또한 상기 발효조(11)의 상부 전방에 일정 간격 이격된 다수의 분사공(141)이 내측 하향으로 통공된 분사노즐(14)이 가로 방향으로 장착된다.

상기 응축부(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 발효조(11)의 상부 후방에 외기가 수직 방향으로 통과하도록 상`하부가 개방되고 전`후방과 양측을 폐쇄시킨 열교환기(21)가 장착되고, 열교환기(21)의 상부에는 아래에서 위로 송풍력을 작용시키는 송풍기(22)가 하나 이상 수평으로 장착되며, 열교환기(21)의 일측 하부에는 발효조(11)와 연통하도록 유입구(211)가 형성되고, 타측벽에는 열교환된 공기의 배출을 안내하는 배출구(212)가 형성된다.

상기 수액분리부(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상부로 개구된 원통형 용기(31)가 구비되고, 이 용기(31)의 상부 일측에는 응축부(20)의 열교환 과정을 통하여 응축된 수액과 공기의 유입을 안내하는 유입관(32)이 삽입되어 하부 소정 위치까지 연장되며, 유입관(32)의 하단부가 일치하는 용기(31)의 내부에는 응축된 공기를 여과하는 여과휠터(33)가 격설되며, 용기(31)의 하부 일측에는 수액을 외부로 배출하는 배출밸브(34)가 구비되고, 이 배출밸브(34)의 내측에는 외부공기를 용기(31)의 내부로 안내하는 공기유입호스(35)가 연결되며, 용기(31)의 상부 일측에는 수액과 분리된 공기를 배출시키는 배출관(36)이 구비된다.

상기 송풍부(40)는, 외부로부터 공기를 흡입하는 흡입구(411)와, 흡입된 공기를 토출시키는 토출구(412)를 후방에 형성한 블로우어(41)가 외체(112)의 일측에 장착되고, 블로우어(41)의 흡입구(411)와 수액분리부(30)의 배출관(36)에 흡입호스(42)가 연결되며, 블로우어(41)의 토출구(412)와 발효부(10)의 분사노즐(14)에는 토출호스(43)가 연결된다.

상기 탈취부(50)는, 도 6에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 원통형 용기(51)가 구비되고, 용기(51)의 상부 일측에 연통하도록 유입구(511)가 구비되며, 유입구(511)의 외측과 상기 송풍부(40)의 토출구(412) 중간 소정 위치에는 상기 블로우어(41)에서 분사노즐(14)로 토출되는 공기의 일부를 추출하는 추출호스(52)가 연결되고, 유입구(511)의 내측에서 하부에 이르도록 유입관(53)을 연장하여 그 하단에 기포발생기(54)가 연결되며, 용기(51)의 하부에는 용기의 청소시 선택적으로 개방하여 물울 배출하는 배출밸브A(55)가 구비되고, 용기(51)의 상부에는 배출밸브B(56)가 구비되며, 이 배출밸브B(56)에는 탈취된 공기를 강제로 배출시키는 콤프레셔(59)가 연결된다. 또한 용기(51)의 내부에는 호열성 방선균을 중심으로 한 탈취 미생물군을 흡착한 후 다공성 흡착제(57)와 호열성 방선균을 중심으로 한 미생물군의 배양액과 희석액(稀釋液)이 소정 높이까지 충진되고 개방된 상부는 밀폐부재(58)로 폐쇄된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 과정을 상세히 설명한다.

적정 온도와 습도 및 산소가 유지될 때 잔반을 가장 이상적으로 발효시킬 수 있는 미생물을 선택하여 발효조(11)에 투입하고, 적정량의 잔반을 투입하여 외체(112)의 상부에 구비된 뚜껑(111)으로 입구를 폐쇄시킨 후 콘트롤부(미도시)를 조작하여 기기에 전원을 인가시킨다. 전원이 인가되면 모터(13)가 회전하고, 히터(115)가 발열되며, 송풍기(22)가 회전하고, 블로우어(41)와 콤프레셔(59)가 작동한다.

먼저 모터(13)에 연결된 교반익(12)이 일 방향으로 회전하여 미생물이 혼합된 잔반을 교반하고, 히터(115)가 발열하여 오일포켓(114)에 충진된 오일(O)을 가열함으로서 발효조(11) 내부의 온도를 상승시킨다. 이렇게 발효조(11)의 온도가 상승하면 교반중인 잔반에 함유된 수분이 증발함과 동시에 발효제의 생물학적 작용에 의해 잔반이 발효된다.

그리고 발효조(11) 내부에서 발생한 수증기는 블로우어(41)의 흡입력에 의해 응축부(20)의 유입구(211)를 통해 열교환기(21)의 일측으로 유입된 후 일측에서 타측으로 이동한다. 이때 열교환기(21)의 내부를 통과하는 수증기는 송풍기(22)에 의해 열교환기(21) 하부에서 상부로 통과하는 외기와 열교환을 이루어 응축된 후 배출구(212)와 배출호스(37)를 통해 수액분리부(30)의 용기(31) 내부로 유입된다. 이렇게 유입된 수액은 여과휠터(33)를 통해 분리된 후 수액은 용기(31)의 하부에 집수된다. 이때 수액분리부(30)의 용기(31) 내부에는 블로우어(41)에 의한 흡입력이 집수된 수액보다 크게 작용하여 배출밸브(34)의 내측에 연결된 공기유입호스(35)를 통해 외부공기가 유입됨으로서 수액은 배출밸브(34)로 배출되지 않고 용기(31)의 하부에 계속 집수된다. 또한 수액이 분리된 공기는 배출관(36)과 이에 연결된 흡입호스(42)를 경유하여 블로우어(41)로 흡입되며, 흡입된 공기는 토출구(412)를 통해 토출되고, 이에 연결된 토출호스(43)를 경유하여 분사노즐(14)로 유입된 후 다수로 통공된 분사공(141)을 통해 발효조(11)의 내부로 분사된다.

한편 콤프레셔(59)의 흡입력이 탈취부(50)의 용기(51) 내부에 작용되면 블로우어(41)의 토출구(412)에 연결된 추출호스(52)를 통해 흡입력이 작용하여 블로우어(41)에서 분사노즐(14)로 토출되는 공기의 일부가 추출되어 용기(51) 상부 일측의 유입구(511)와 연결된 유입관(53)으로 유입되어 그 하단에 구비된 기포발생기(54)를 통해 분출된다. 이렇게 기포발생기(54)를 통해 분출된 공기는 상향으로 이동하면서 다공성 흡착제(57)의 생물학적 작용에 의해 냄새가 제거된 후 배출밸브B(56)를 통해 콤프레셔(59)로 강제 흡입되어 외부로 배출된다.

상기와 같은 발효→응축→수액분리→탈취 과정은 설정된 시간동안 연속적으로 이루어지면서 발효조(11)에서 교반되는 잔반은 발효와 동시에 수분이 증발함으로서 그 부피는 계속 축소된다.

그리고 운전 설정시간이 종료되면 모터(13)와 히터(115)에 전원이 차단되어 교반 및 가열을 중지하고 송풍기(22)와 블로우어(41), 콤프레셔(59)는 소정시간(약 2분) 가동되어 발효조(11)에서 발생한 잔여 수증기를 응축시켜 수액을 분리하고 탈취시킨 후 기기 전체에 소정시간(약 8분) 전원이 차단된다. 이때 수액분리부(30)의 용기(31) 내부에는 흡입력이 소멸되므로 공기유입호스(35)를 통한 외기의 유입이 정지함과 동시에 용기(31)의 하부에 집수된 수액은 수압에 의해 배출밸브(34)로 배출된다.

이러한 간헐 운전은 발효제로 이용되는 미생물의 특성에 따라 소정 기간(약 6개월)동안 연속적으로 이루어짐으로서, 기기의 일일 처리능력(日/10㎏∼100㎏)에 따라 정해진 시간마다 일정량의 잔반을 투입한다. 그리고 발효제로 이용되는 미생물의 발효능력이 소멸되면 기기의 가동을 완전히 정지시킨 후 발효조(11)의 전방에 형성된 출구(116)를 개방하여 내부에 잔류한 고형물을 제거한다. 이때 오일포켓(114)에 충진된 오일(O)과, 탈취부(50)의 용기(51)에 충진된 탈취수단의 상태를 점검하여 청소 또는 교체함으로서 다음 운전에 대비한다.

이상에서와 같이 본 발명은 발효조를 균형있게 가열하고, 수분이 제거된 공기를 연속적으로 공급받을 수 있도록 발효부를 구성하고, 상기 발효부에서 발생한 증기를 상온에서 응축시키도록 응축부를 구성하며, 상기 응축부를 통해 열교환된 공기와 수액을 분리하여 수액은 외부로 배출되고 공기는 상기 발효부로 배출되도록 수액분리부를 구성하고, 상기 수액분리부의 공기를 발효부에 강제로 송풍시키도록 송풍부를 구성하며, 상기 수액분리부에서 발효부로 공급되는 공기의 일부를 추출하여 악취를 제거한 후 정화된 공기를 외부로 배출시키도록 구성한 탈취부를 구성하여 발효조의 내부 온도와 습도를 일정하게 유지시키고 응축된 수액을 효과적으로 분리하여 잔반이 장기간 원할하게 발효되도록 함으로서 기기의 연속 운전시간을 연장시킴과 아울러 악취를 효과적으로 제거하여 실내 공기가 오염되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

Claims (6)

1. 용기에 담긴 잔반을 가열과 동시에 교반하면서 미생물에 의하여 발효시키고, 잔반으로부터 발생한 수증기를 응축한 후 수액을 분리하여 배출하고, 호열성 방선균을 중심으로 한 탈취 미생물군에 의한 냄새를 제거하는 과정을 반복하면서 잔반을 처리하는 잔반처리기에 있어서,

   오일을 가열하여 발효조(11) 전체의 온도를 균형있게 상승시키고, 수분이 제거된 공기를 연속적으로 공급받을 수 있도록 구성되는 발효부(10)와;

   상기 발효부(10)의 후측 상부에 발효조(11)에서 발생한 증기를 상온에서 응축시키도록 구성된 응축부(20)와;

   상기 응축부(20)를 통해 열교환된 공기를 유입시켜 수액은 분리하여 하부로 집수시키고 수액과 분리된 공기를 배출하도록 구성되는 수액분리부(30)와;

   상기 수액분리부(30)에서 수액과 분리된 공기를 강제로 흡입하여 발효조(11)의 내부로 토출시킬 수 있도록 구성된 송풍부(40)와;

   상기 수액분리부(30)에서 발효부(10)로 공기를 공급하기 위하여 공급되는 공기의 일부를 추출하여 악취를 제거한 후 정화된 공기를 외부로 강제 배출하도록 구성되는 탈취부(50)를 구성함을 특징으로 하는 잔반 처리기.
2. 제 1항에 있어서 상기 발효부(10)는,

   상부 중앙이 뚜껑(111)에 의해 선택적으로 개폐되는 외체(112)의 내부에 상부가 개방되고 하부가 반원형으로 형성된 몸체(113)가 구비되며, 몸체(113)의 하부 외주면에 전후방 상단은 좁고 하부 중앙으로 갈수록 넓게 공간이 형성되어 오일(O)을 충진시키도록 오일포켓(114)이 구성되고, 이 오일포켓(114)의 하부 중앙에 히터(115)가 장착되며, 오일포켓(114) 전방의 하부 중앙에 선택적으로 개방하여 내부의 고형물을 배출시킬 수 있도록 선택적으로 개방되게 출구(116)를 형성한 발효조(11)와;

   상기 발효조(11)의 중앙에 횡방향으로 축설되어 외체(112)의 일측에서 모터(13)와 연결되는 교반익(12)과;

   상기 발효조(11)의 상부 전방에 일정 간격 이격된 다수의 분사공(141)이 내측 하향으로 통공된 분사노즐(14)이 횡설된 것을 특징으로 하는 잔반 처리기.
3. 제 1항에 있어서 상기 응축부(20)는,

   상기 발효조(11)의 상부 후방에 외기가 수직 방향으로 통과하도록 상`하부가 개방되고 전`후방과 양측을 폐쇄시킨 열교환기(21)가 장착되고, 열교환기(21)의 상부에는 하부에서 상부로 송풍력을 작용시키는 송풍기(22)가 수평으로 장착되며, 열교환기(21)의 일측 하부에 발효조(11)와 연통하도록 유입구(211)가 형성되고, 타측벽에는 열교환된 공기의 배출을 안내하는 배출구(212)가 형성된 것을 특징으로 하는 잔반 처리기.
4. 제 1항에 있어서 상기 수액분리부(30)는,

   상부로 개구된 원통형 용기(31)의 상부 일측에 응축부(20)를 통하여 응축된 수액과 공기의 유입을 안내하는 유입관(32)이 하부 소정 위치까지 내장되고, 유입관(32)의 하단부가 일치하는 용기(31)의 내부에 응축된 공기를 여과하는 여과휠터(33)가 격설되며, 용기(31)의 하부 일측에 수액을 외부로 배출하는 배출밸브(34)가 구비되고, 이 배출밸브(34)의 내측에 외부공기를 용기(31)의 내부로 안내하는 공기유입호스(35)가 연결되며, 용기(31)의 상부 일측에 수액과 분리된 공기를 배출시키는 배출관(36)이 구비된 것을 특징으로 하는 잔반 처리기.
5. 제 1항에 있어서 상기 송풍부(40)는,

   외부로부터 공기를 흡입하는 흡입구(411)와, 흡입된 공기를 토출시키는 토출구(412)가 후방에 형성된 블로우어(41)가 외체(112)의 일측에 장착되고, 블로우어(41)의 흡입구(411)와 수액분리부(30)의 배출관(36)에 흡입호스(42)가 연결되며, 블로우어(41)의 토출구(412)와 발효부(10)의 분사노즐(14)에 토출호스(43)가 연결된 것을 특징으로 하는 잔반 처리기.
6. 제 1항에 있어서 상기 탈취부(50)는,

   상부가 개방된 원통형 용기(51)의 상부 일측에 연통하도록 유입구(511)가 구비되며, 유입구(511)의 외측과 송풍부(40)의 토출구(412) 중간 소정 위치에 블로우어(41)에서 분사노즐(14)로 토출되는 공기의 일부를 추출하는 추출호스(52)가 연결되고, 상기 유입구(511)의 내측에서 하부에까지 유입관(53)을 연장하여 그 하단에 기포발생기(54)가 연결되며, 용기(51)의 하부에 선택적으로 개폐를 조절하는 배출밸브A(55)가 구비되고, 용기(51)의 상부에는 배출밸브(B)가 구비되며, 이 배출밸브B(56)에는 탈취된 공기를 강제로 배출시키는 콤프레셔(59)가 연결되고, 용기(51)의 내부에는 호열성 방선균을 중심으로 한 탈취 미생물군을 흡착한 후 다공성 흡착제(57)와 호열성 방선균을 중심으로 한 미생물군의 배양액과 희석액(稀釋液)이 소정 높이까지 충진되고 개방된 상부는 밀폐부재(58)로 폐쇄된 것을 특징으로 하는 잔반 처리기.