본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 제조시스템의 전체 구성도를 도시한 것으로, 본 발명은 퇴비나 부산물비료를 포함하는 유기질비료와 무기질비료를 막론하고 잘게 부스러진 가루형태로 된 각종 비료를 원료로 함에 있어 각종 작물들 각각의 재배특성에 알맞는 원료를 단일원료 또는 두 종류 이상 복수 선정하여 경도가 우수하고 장기간 보관이 가능한 펠릿비료를 제조하는데 특징을 두고 있는 것인바, 이하 본 발명으로 펠릿비료를 제조하는 과정을 단계별로 설명한다.
< 정량공급단계 >
이 단계에는 한가지 또는 두 종류 이상의 원료들을 각기 개별적으로 저장하는 복수의 호퍼(1)와, 상기 호퍼(1) 각각의 배출구에는 각 호퍼에서 배출되는 각각의 원료들을 단위시간당 기 설정된 일정량을 공급하는 정량공급기(2)가 각각 설치되어 있다.
상기 각 정량공급기(2)들은 공급하고자 하는 원료의 종류와 공급량에 따라 벨트식, 스크류식, 진동식 중에서 택일하여 설치되는 것이며, 또한 선택된 구조의 각 정량공급기(2)는 전기 또는 전자신호에 의하여 자동으로 콘트롤할 수 있는 구조를 가지고 있다.
따라서 정량공급단계는 선정된 복수의 원료들을 단위시간당 각각 정해진 비율에 맞추어 자동 공급하는 것이다.
< 배합단계 >
이 단계는 전 단계의 정량공급기(2)에 공급되는 각각의 원료들이 배합콘베이어(3)에서 정해진 비율로 배합되도록 하면서 연속적으로 운반하는 단계이다.
< 혼합단계 >
이 단계는 전 단계의 배합콘베이어(3)에서 배합 및 운반되는 원료들을 패들믹서(4)의 교반 및 운반작동으로 고르게 혼합시키면서 운반하는 단계이다.
< 분쇄단계 >
이 단계는 전 단계의 패들믹서(4)에 의해 고르게 혼합되면서 운반되는 원료중에서 패들믹서(4)로 혼합되는 과정에서 덩어리 상태로 뭉쳐진 원료를 분쇄기(5)로 잘게 분쇄시킨 다음 이송콘베이어(6)로서 다음 단계로 이송시키는 단계이다.
< 선별단계 >
이 단계는 전 단계의 이송콘베이어(6)로 이송된 원료 중에서 원료입자들이 뭉치지 않고 잘게 분쇄된 원료와 뭉쳐진 원료를 원료선별기(7)로 선별한 다음 잘게 분쇄된 원료는 콘베이어(8)를 통해 다음 단계로 이송시키는 한편, 분쇄가 덜된 원료입자들이 뭉쳐진 원료는 회수탱크(9)로 회수처리하는 단계이다.
이 단계에서 원료선별기(7)의 선별망체는 선별하고자 하는 원료가 수분이 많이 함유된 퇴비 등 섬유질 원료일 경우에는 회전망체를 사용하며, 건조하거나 섬유질이 적은 원료일 경우에는 진동망체를 사용하여 원료를 선별하는 것이다.
이상에서 설명한 각 단계는 수평상으로 차례로 배치되는 구조로 설치되어 있다. 즉, 복수의 원료를 설정된 배합비로 공급하는 정량공급단계는 낮은 곳에 배치되어 있어서 원료를 투입하기 쉽게 하고, 원료를 선별하는 선별단계는 지면 가까이 낮은 곳에 배치되어 있다.
< 제1 상향이송단계 >
이 단계는 전 단계의 콘베이어(8)로 이송된 원료를 버켓승강기(10)를 이용하여 다시 높은 곳으로 이송시키는 단계로서, 상기 버켓승강기(10)는 그 내부에 무한궤도상으로 설치된 다수의 버켓들이 콘베이어(8)로 이송되는 원료를 연속적으로 상향이송시키는 것이다.
< 철분제거단계 >
이 단계는 전 단계의 버켓승강기(10)에 의해 상향으로 이송된 후 배출되는원료를 받아서 수평상으로 이송하는 콘베이어(11)와, 상기 콘베이어(11)에서 이송된 원료에 포함되어 있는 쇠조각(철분)을 자석으로 제거하는 자석선별기(12)와, 철분이 제거된 원료를 받아주는 정량호퍼(13)와, 상기 정량호퍼(13)에서 배출되는 원료를 단위시간당 정해진 일정량을 운반 공급하는 정량기(14)로 구성되어 있다.
이 단계에서의 특징은 전술한 각 단계를 경유하는 과정에서 원료에 섞일 수 있는 철분을 제거하는데 있으며, 이에 따라 후술하는 압출성형단계의 펠릿밀이 철분으로 인하여 손상되는 것을 사전에 방지할 수 있게 되는 것이다.
그리고 이 단계에는 상기 자석선별기(12)에서 제거되는 철분을 모아주는 철분회수탱크(15)가 구비되어 있다.
< 가수단계 >
이 단계는 건조한 원료인 경우에는 스팀이나 물을 공급하면서 교반 및 이송시키는 콘디셔너 블렌더(16)를 이용하여 전 단계의 정량공급기(14)에서 운반 공급된 원료에 적당량의 수분을 증가시켜주고, 또한 원료의 입자들끼리 뭉치지 않고 부드럽게 풀어진 상태로 운반하므로서 다음 단계에서 펠릿화가 잘 이루어지게 하는 단계이다.
< 압출성형단계 >
이 단계는 전 단계에서 수분이 적당량 증가되어 공급되는 원료를 펠릿밀(17)로 압출성형하여 펠릿비료를 만들어내는 단계로서, 상기 펠릿밀(17)은 도 2의 도시와 같이 속이 빈 원통형으로 된 회전다이(171) 내부로 유입된 원료가 상기 회전다이(171)와 그 내주면에 밀착된 상태에서 같은 방향으로 회전하는 두개의연동롤러(172) 사이에서 압착되는 과정에서 상기 회전다이(171) 원주면에 무수히 천공되어 있는 압출공(173)을 통해 원통형으로 압출성형되는 것인데, 상기한 두개의 연동롤러(172)의 압착력에 의하여 회전다이(171)의 원통형의 압출공(173)으로 압출되는 원통형의 압출물은 그 외측에 설치된 복수개의 절단칼(174)에 의하여 일정한 길이로 절단되는 것이며, 이와 같이 절단칼(174)에 의하여 일정한 길이로 절단되는 것이 바로 펠릿비료가 되는 것이다.
상기와 같이 압출성형된 펠릿비료는 회전다이(171)의 압출공(173)으로 압출되는 과정에서 단단하게 뭉쳐진 상태가 되므로 강도 및 경도가 우수한 상태이다.
< 코팅제투입단계 >
이 단계는 생석회, 숯가루, 활석, 황토, 점토, 제올라이트 등 기타 가루로 된 광물성 비료첨가제 중에서 선택된 복수의 분체코팅제 및 포르말린, 유황, 라텍스, 특수수지 등 액상 비료첨가제 중에서 선택된 복수의 액상코팅제를 개별적으로 저장하는 복수의 코팅제용기(18)와 이들 코팅제용기에서 배출되는 분체 및 액상 코팅제를 이송시키는 이송장치(19)로 구성된 것으로, 이 단계는 전 단계인 압출성형단계에서 압출성형되는 펠릿비료와 함께 코팅제를 다음 단계인 코팅선별단계로 공급하는 것이다.
상기에서의 이송장치(19)는 이송하고자 하는 코팅제가 분체코팅제일 경우에는 콘베이어로 구성되며, 액상코팅제일 경우에는 배관으로 구성된다.
상기에서의 분체 및 액상 코팅제는 펠릿비료의 표면이 빨리 굳게하여 비료표면이 손상되는 것을 방지하는 역활과, 비료 자체의 수분이 표면으로 증발하는 것을억제하여 펠릿비료가 가져야할 일정한 수분을 유지시키는 역활을 한다.
또한 분체 및 액상 코팅제는 펠릿비료 자체의 부족한 성분을 보충해주는 첨가제의 역활도 담당케 할 수 있다.
< 코팅선별단계 >
이 단계는 전 단계인 압출성형단계의 펠릿밀(17)에서 압출성형되는 펠릿비료와 코팅제투입단계의 이송장치(19)에서 이송되는 코팅제를 동시에 받아주는 회전드럼식 코팅기(20)가 회전작동하면서 펠릿비료와 코팅제를 회전작동으로 교반하여 펠릿비료의 표면에 코팅제가 고르게 코팅되도록 하며, 또한 상기 회전드럼식 코팅기(20)의 배출단쪽에는 펠릿비료보다 작은 직경으로 된 다수의 구멍(201)을 형성하여 상기 회전드럼식 코팅기(20)의 회전작동으로 펠릿비료의 표면에 코팅제를 코팅시키면서 배출단으로 이송시키는 과정에서 펠릿비료들이 회전드럼(20)과의 마찰접촉 및 펠릿비료들간의 충돌접촉으로 인하여 깨어진 비료와 그 부스러기를 구멍(201)을 통해 부스러기회수탱크(202)로 회수하고 깨지지 않은 온전한 펠릿비료만을 선별하여 다음 단계로 이송시키는 단계이다.
< 제2 상향이송단계 >
이 단계는 다수의 버켓이 무한궤도상으로 설치된 버켓승강기(21)로 전 단계의 회전드럼(20)에서 선별배출되는 펠릿비료를 하측에서 상측으로 연속해서 이송하여 다음 단계로 공급하는 단계이다.
< 냉각건조단계 >
이 단계는 전 단계의 버켓승강기(21) 상부에서 배출되는 펠릿비료를 냉각시킴과 동시 건조시키는 단계이다.
펠릿비료는 압출성형단계의 펠릿밀(17)에서 압출되는 과정에서 고열상태가 됨과 동시 수분이 표면으로 방출된 상태인데, 이렇게 고열상태의 펠릿비료는 코팅선별단계의 회전드럼식 코팅기(20)을 거치는 동안 냉각되지 않고 고열을 보유한 상태일 뿐 아니라 그 표면에 코팅되는 코팅제 역시 수분을 완전히 흡수 또는 증발시키지 못한 상태이다. 그런데, 펠릿비료가 고열상태로 포장하게 되면 그 열에 의한 수분 증발이 일어나 부패하게 된다.
따라서 이 단계에서는 펠릿비료를 적당한 온도로 냉각시킴과 동시 표면을 건조시키는 것이다.
이 단계의 버티컬쿨러(22)의 상부에 장설된 로터리밸브(23)는 상기 버티컬쿨러(22)의 상부로 외부공기가 유입되는 것을 방지하면서 버켓승강기(21)에서 배출되는 펠릿비료가 버티컬쿨러(22)로 공급되게 하는 것이며, 상기 버티컬쿨러(22)는 그 상부 일측에 공기닥트라인으로 연결설치된 배풍기(24)의 작동으로 하부측에서 외부공기를 흡입하여 상부측으로 배출시키도록 구성되어 있다.
따라서 버티컬쿨러(22)의 상부측에서 공급되는 펠릿비료는 그 하부측에서 흡입되는 외부공기와 열교환하여 냉각되는 것이며, 또한 펠릿비료가 외부공기와의 접촉으로 건조되는 상태가 되므로서 펠릿비료는 버티컬쿨러(22)의 상부측에서 공급되어 하부측으로 배출되는 과정에서 적당한 온도로 냉각됨과 동시 표면수분이 건조된 상태로 다음 단계로 공급되는 것이다.
한편, 상기 버티컬쿨러(22)의 하부측으로 외부공기를 흡입시키는 배풍기(24)에서 배풍되는 공기 중에는 펠릿비료 및 코팅제의 부스러기가 포함되어 있는데 이는 배풍기(24)의 배풍라인에 연결된 싸이클론 집진기(25)에서 집진하여 부스러기회수탱크(26)에 회수하여 재활용하게 된다.
그리고, 상기 버티컬쿨러의 설치가 현장 여건상 여의치 못할 때에는 수평식밴드쿨러를 사용하여도 되며, 상기 수평식밴드쿨러는 버티컬쿨러에 비하여 설치면적을 많이 차지하게 되고, 또 시설비가 많이 들게 된다는 단점이 있다.
< 제품선별단계 >
이 단계는 전 단계의 버티컬쿨러(22)에서 냉각건조된 채 공급되는 펠릿비료 중에서 소정 크기로 된 완제품만을 제품선별기(27)로 선별해내는 단계이다.
상기 제품선별기(27)는 대체로 스크린망체가 경사진 상태로 설치된 채 진동작동하여 완제품을 선별하는 장치이며, 소정 크기 이하로 깨지거나 부스러진 비료는 비료회수탱크(28)로 회수하여 재활용하도록 한다.
< 포장단계 >
이 단계는 전 단계인 제품선별단계에서 선별된 펠릿비료 완제품을 포장단위별로 자동 포장하는 단계로서, 포장단위는 대략 25Kg 이내로 포장하는 소포장단위와 500Kg 이상으로 포장하는 대포장단위로 구분되어 있다.
소포장단위는 제품선별기(27)에서 선별된 완제품을 저장하는 소포장호퍼(29)와 정량공급기(30) 및 소포장기(31)로 구성되어 있으며, 대포장단위 역시 대포장호퍼(32)와 정량공급기(33) 및 대포장기(34)로 구성되어 있다.