KR100563101B1 - 1축 2겹 링-스크루 교반식 버섯배지제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯 재배용 배지재료를 발효조 내에 투입하고 침수, 발효 및 살균공정을 일괄적으로 수행하여 작업이 간편하고 대량 제조가 가능하며 작업노력과 경비를 크게 낮출 수 있는 1축 2겹 링-스크루 교반식 버섯배지 일관제조장치에 관한 것이다.

종래의 버섯배지 제조방법은 폐면 등 배지재료를 야외에서 뒤집어 쌓아 발효시킨 다음, 재배사내에서 살균처리 한 후에 다시 발효해야 하는 등 작업이 불편하고 생산능률이 떨어지며 제조원가의 상승을 가져올 뿐만 아니라, 배지의 발효상태가 불안전하여 버섯재배에 실패할 우려가 높은 문제점을 안고 있다.

본 발명은 반 밀폐식으로 구성된 발효조의 내측 중앙에 한 개의 축에 내·외부 2겹의 수평식 교반 이송스크류를 중앙부에서 양측이 반대방향으로 설치하여 배지재료의 침수 및 수분조절, 부로어 공기공급에 의한 호기성 발효, 보일러 가열에 의한 살균, 냉각기에 의한 냉각의 버섯배지제조 작업공정이 일괄적으로 이루어져, 작업이 용이하고 효율적이며 대량생산에 적합하고, 중앙 하부의 배출구로 살균한 배지재료를 반출하여 버섯재배분야에서 농가의 공동이용으로 활용할 수 있다.

농기계, 버섯배지, 제조, 배지재료, 침수, 발효, 살균

Description

1축 2겹 링-스크루 교반식 버섯배지제조장치{Single shaft attached duel ring-screw type integrated mushroom substrate production Apparatus}

도1는 본 발명인 장치의 바람직한 일례를 보여주는 일부 절결 정면도,

도2는 도1의 본체를 개략적으로 나타낸 평단면도,

도3은 도1의 본체를 개략적으로 나타낸 측단면도,

도4는 도1 내지 도3에 예시한 장치의 동력전달체계를 보여주는 것으로서 도2

의 일부 절결 우측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 발효조케이스 2. 계단

3. 고정말뚝 4. 보호 줄

5. 공기분배탱크 6. 공기탱크 물청소구

7. 스크루축 8. 외부스크루

9. 외부스크루 암 10. 내부스크루

11. 내부스크루 암 12. 배지재료 투입구

13. 살균배지 배출구 14. 배수밸브

15. 배수공 16. 고압송풍기

17. 공기압축탱크 18. 급기관

19. 급기관 전자밸브 20. 공기탱크 물홈통

22. 발효조 공기분사공 24. 침수용 물 급수관

25. 스팀보일러 26. 스팀공급관

27. 컨덴싱유닛 28. 냉매관

29. 팬코일유닛 30. 구동기구

31. 원동기 32. 원동기축 스프로킷

33. 제1중간축 34. 제1중간축 피동스프로킷

35. 제1중간축 구동스프로킷 36. 제2중간축

37. 제2중간축 피동스프로킷 38. 제2중간축 구동스프로킷

39. 제3중간축 40. 제3중간축 피동스프로킷

41. 제3중간축 구동기어 42. 제4종동축 피동기어

본 발명은 버섯재배용 배지 재료를 발효조 내에 투입하고 침수, 혼합, 교반발효 및 살균공정을 일괄적으로 수행하여 작업이 간편하고 대량제조가 가능하며 작업노력과 경비를 크게 낮출 수 있는 1축 2겹 링-스크루 교반식 버섯배지제조장치에 관한 것이다.

종래의 버섯배지 제조방법은 볏짚이나 폐면 등을 야외에서 뒤집어 쌓아 발효 시킨 다음, 재배사내에서 살균처리 후에 다시 발효시켜야 하는 등 작업이 불편하고 생산능률이 떨어지며 제조원가가 높아지는 문제점을 안고 있다.

이러한, 종래의 문제점을 해결하기 위한 버섯배지장치로는 본 출원인 등에 의해 2001년 실용신안등록출원 제 17746호(명칭:버섯배지 일괄제조기) 및 2002년 특허등록출원 제 48333호(명칭:버섯 배지재료의 침수 혼합 발효 살균장치)에 의해 기 출원된 바 있음을 밝힌다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발된 것이다.

본 발명의 목적은 느타리버섯 등 식용버섯 배지제조를 위한, 버섯 배지재료의 침수 및 수분조절, 호기성 발효, 가열에 의한 살균 등 버섯배지제조의 일관작업으로 작업노력을 절감하고, 연속 대량생산에 의하여 버섯 생산비용을 절감하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 반 밀폐식으로 구성된 발효조의 내측 중앙에 한 개의 축에 내·외부 2겹의 수평식 교반 이송스크류를 중앙부에서 양측이 반대방향으로 설치하여 배지재료의 침수, 혼합, 호기발효, 가온살균 및 냉각의 작업공정이 일괄적으로 이루어져, 작업이 용이하고 효율적이며 대량 생산에 적합하도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 추가적인 목적은 발효조 하부에 압축공기를 폭발식으로 주기적 공급하여 배지재료 내부에 골고루 공기를 공급시켜 배지재료의 원활한 발효를 돕고, 냉각장치를 구비하여 살균한 배지를 접종에 알맞은 온도로 냉각시키고 발효조를 반원형으로 하여 버섯배지재료의 반출 및 청소를 용이하게 하며, 공기공급관 내부를 일괄 청소할 수 있는 물 세척 장치를 구비하여 버섯배지 제조의 실패요인을 없애고자 함에 있다.

본 발명은 전술한 목적들을 달성하기 위하여, 상부에 배지재료 투입구가 형성되고 하부 일 측엔 살균배지 배출구를 형성하며 상부에 침수용 물 급수관과 가온용 스팀공급관이 설치되고 밑부분이 반원형의 발효조케이스와, 상기 발효조케이스 내부 중앙에 수평으로 한 개의 스크루 축이 설치되고 발효조케이스 내의 배지재료가 상하 좌우간 이송교반이 가능하게 상기 축에 설치되는 1축식 2겹 링-스크루와, 상기 발효조케이스의 바닥부분에 배지재료의 수분을 배출시킬 수 있게 설치되는 물고임통 배수공과, 그리고 상기 발효조케이스의 외측에 상기 1축식 2겹 링-스크루와 연동되게 설치되는 구동기구를 마련하여 이루어지되, 상기 1축식 2겹 링-스크루는 중앙 양측으로 구분하여 서로 나선 방향이 다르게 이방향(異方向)나선부로 설치되고 외부스크류는 외부에서 내측으로 배지재료를 균형적으로 이송시키게 하는 간헐 나선식 링-스크루를 설치하며 내부스크루는 중앙에서 외부로 배지재료를 이송되도록 하는 링-스크루의 회전구동이 이루어지게 구성하고, 상기 발효조케이스의 외측에는 공기탱크를 갖춘 고압송풍기와 전자밸브가 중간에 설치된 급기관을 마련하여 상기 발효조케이스의 하부 내측에 마련되고 공기분사공이 마련된 공기분배탱크와 연결 설치하여 배지재료의 중심부에 압축된 공기를 간헐적으로 공급하여 환기가 이루어지도록 하며, 상기 발효조케이스의 외측에는 냉방기의 컨덴싱유닛을 설치하고 상기 발효조케이스의 내부 측벽 상부 일측에는 팬코일유닛을 설치하여 배지재료의 살균작업 후에 종균접종의 적정온도로 급속 냉각이 가능하도록 하며, 상기 공기분배탱크에는 공기탱크물청소구를 마련하여 상기 공기분배탱크의 내부를 일관 세척이 가능하도록 이루어지는 1축 2겹 링-스크루 교반식 버섯배지 제조장치를 제공한다.

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이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 보다 상세히 살펴보고자 한다.

도1 내지 도4에 예시한 바와 같이, 본 발명인 버섯배지의 발효 살균방법의 바람직한 실시 예에 의하면, 공통적으로 상부에 배지재료투입구(12)가 형성되고 하부 일측에 살균배지배출구(13)를 형성하며 상부에 설치되는 급수관(24)과 난방용 스팀공급관(26)이 설치되는 발효조케이스(1)와; 상기 발효조케이스 중앙의 원주방향으로 통기구가 설치된 스크루중공축(7)과; 외부스크루(8)를 고정시키는 외부스크루 암(9)과; 내부스크루(10)를 고정시키는 내부스크루 암(11)이 회전할 수 있도록 설치된 발효조케이스(1)의 하부구조와;

발효조케이스(1) 내의 수분을 배출시키기 위하여 최 하단에 설치한 배수밸브(14)와 배수공(15)과; 상기 발효조케이스(1)의 내측 중앙에 수평으로 인접되게 설치되는 한 개의 스크루축(7)과; 그리고 상기 내부스크루(10) 및 외부스크루(8)를 회전 구동시키기 위하여 발효조케이스(1)의 외측에 상기 스크루축(7)과 연동되게 설치되는 구동기구(30)와;

또한, 상기 발효조케이스(1)의 외부에 설치되는 고압송풍기(16)와 급기관(18)및 공기탱크(17)와; 완성된 배지재료를 적정온도로 냉각하기 위한 냉방기 컨덴싱유닛(27) 및 팬코일유닛(29)과;

또한, 공기분배탱크(5) 내부의 이물질을 세척하기 위한 공기탱크 물청소구(6)가 설치되어 고압의 물을 공급하는 동력분무기(미 도시)로 물을 분사하여 공기분배탱크(5) 내부의 세척작업이 이루어진다.

이때, 상기한 외부스크루(8) 및 내부스크루(10)는 도1 및 도2에 예시한 바와 같이 회전구동이 이루어지도록 1개의 회전축에 내부와 외부에 각각 나선을 설치하고, 상기 외부스크루(8) 및 내부스크루(10)를 중앙에서 양측으로 구분하여 서로 나선방향이 다르게 이방향(異方向) 나선부를 각각 설치하여 회전에 의하여 외부스크루(8)는 양측에서 중앙부로 재료를 이송되게 하며, 내부스크루(10)는 중앙에서 양측으로 배지재료를 이송되게 하여, 좌우측 스크루가 각각 재료의 교반 이송작용을 이루게 한다.

또한, 상기 구동기구(30)는 도1 내지 도4에 도시한 바와 같이, 원동기(31)로부터 다수의 중간축(33, 36, 39)에 설치된 체인-스프로킷, 기어 등 구동기구를 경 유하여 외부스크루(8) 및 내부스크루(10)가 설치된 스크루축(7)의 회전구동이 이루어지게 구성된다. 물론, 상기 구동기구(30)는 스크루축(7)의 회전력을 높이기 위하여, 복수개의 체인-스프로킷 휘일과 기어를 이용하여 각각 동력전달이 이루어지도록 구성하되, 예를 들면, 원동기 회전축(32)으로부터 제1, 제2, 제3 중간축(33,36,39)에 이르기까지는 체인과 스프로킷(34,35,37,38,40)에 의하여 순차적인 감속에 의한 동력의 전달이 이루어지며, 제3 중간축(39) 으로부터 제4 종동축인 스크루축(7)은 기어(41,42)의 순차적인 치합에 의한 동력의 전달이 이루어지게 함이 바람직하다.

또한, 상기 발효조케이스(1)의 외부에 고압송풍기(16)를 설치하고 배관을 통하여 외부의 신선 공기를 공기압축탱크(17)에 저장하였다가 폭발식으로 공기분배탱크(5)를 통하여 발효조케이스(1) 내부의 배지재료에 공기를 공급하여, 배지재료에서 발효 중에 생성되는 가스를 외부로 배출시켜 버섯배지의 호기발효를 촉진시킬 수 있게 하며, 버섯 배지재료의 발효상태에 따라 타임스위치로 급기시간 간격을 조절할 수 있게 함이 바람직하다.

또한, 배지재료의 살균작업 후에 배지재료를 적정온도로 냉각하기 위하여 냉방기 컨덴싱유닛(27)을 설치하고 발효조케이스(1) 내부 측벽 상부에 냉방기의 팬코일유닛(29)을 설치하여 살균한 완숙 버섯배지를 교반하면서 급속 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 배지재료를 반출한 다음 청소를 위하여 공기분배탱크(5) 일측에 설치된 공기탱크 물청소구(6)에 동력분무기(미 도시)로 공급하는 고압의 물을 분사 하여 공기분배탱크(5) 내부 잔존 이물질을 일관 세척하여 청소될 수 있다

다음은 이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동과정을 순차적으로 살펴보기로 한다.

우선, 발효조케이스(1)의 배지재료투입구(12)를 열고, 버섯 배지재료인 폐면, 왕겨, 톱밥 등을 발효조케이스(1) 내부에 투입한 다음에 침수용 물 급수관(24)으로 물을 공급하고 스크루를 회전시키면서 배수밸브(14)를 개폐시켜 배지재료의 수분함량을 조절하며, 고압송풍기(16)로 급기관(18)을 통하여 신선공기를 공기분배탱크(5) 및 발효조공기분사공(22)을 통하여 버섯배지재료에 공급한다. 그리고 내부온도를 발효 또는 살균과정이 이루어지기에 적합한 온도로 유지시키기 위하여 스팀보일러(25)에서 발생한 수증기를 발효조케이스(1)에 설치된 스팀공급관(26)으로 공급하여 가온하며, 구동기구(30)를 이용하여 발효조케이스(1)의 내부에 담겨있는 배지재료가 발효하기 적합한 상태로 외부스크루(8) 및 내부스크루(10)를 회전 작동시켜 배지재료가 고르게 혼합되어 발효과정이 이루어지도록 한다.

이때, 발효조케이스(1) 내부 배지재료를 혼합 발효시키기 위하여 스크루축(7)을 구동하여 외부스크루(8)와 내부스크루(10)가 회전이 이루어지도록 설치하고, 상기 외부스크루(8)와 내부스크루(10)는 중앙 양측으로 구분하여 서로 나선방향이 다르게 이방향(異方向)나선을 각각 설치하며, 스크루축(7) 회전시 외부스크루(8)의 배지재료는 상기 이방향(異方向)나선축의 말단에서 중앙으로 모이고, 내부스크루(10)는 배지재료를 중앙에서 양측 말단부로 교반 이송작용 하는 과정을 반복적으로 수행하여 배지재료의 발효가 보다 균일하게 이루어질 수 있게 된다.

특히, 상기 외부스크루(8) 나선의 이송작용에 의해 중앙부위에 배지재료가 과다하게 모아지면 스크루 축(7) 및 나선에 큰 부하가 걸리게 되므로, 외부스크루(8) 중앙부위 나선을 간헐나선의 구조로 하여 과다한 량의 배지재료가 중앙에 쌓이지 않게 하는 기능을 하고 있다.

이와 같은 연속적 또는 간헐적으로 외부스크루(8) 및 내부스크루(10)의 회전 작동에 의하여, 발효조케이스(1)의 내부에서 버섯배지재료가 연속적으로 교반 및 이송 작동과 함께 가온 작동이 이루어지면서 발효를 끝낸 후, 보일러에 의해 적정 배지재료 살균온도로 가온되고 살균이 이루어지게 되어 발효 살균 처리된 완숙 버섯배지를 얻게 된다.

전술한 과정을 거치면서 발효조케이스(1)의 내부에서 내용물의 발효 살균처리에 의한 버섯배지재료의 제조가 이루어진 다음에는 냉동기 컨덴싱유닛(27)과 팬코일유닛(29)이 작동되며, 동시에 스크루 축(7) 회전으로 외부스크루(8) 및 내부스크루(10)가 가동되어 버섯배지를 종균접종 적정온도로 냉각시킨 다음 살균배지 배출구(13)를 열고, 외부스크루(8) 및 내부스크루(10)를 작동시켜 살균된 배지재료를 외부로 배출시키고 버섯종균을 접종하여 균사배양이 가능하도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 배지재료를 반출한 다음, 동력분무기(미 도시)로 공급하는 고압의 물이 공기탱크 물청소구(6)를 통하여 공기분배탱크(5) 내부를 일관 세척하여 잔존 이물질을 제거할 수 있어 다음에 연속되는 버섯배지 제조과정에서 발생될 수 있는 잡균오염을 막을 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명인 1축 2겹 링-스크루 교반식 버섯배지생산시스템을 이용하면, 반 밀폐식으로 구성된 발효조케이스(1)의 내측에 한 개의 스크루축에 수평식 외부스크루(8)와 내부 스크루(10)가 설치되어 배지재료의 투입으로부터 침수, 혼합, 발효 및 살균의 공정이 일괄적으로 이루어지고, 발효 살균 작업과정에 공기분배탱크(5)와 발효조 공기분사공(22)을 통하여 버섯배지재료에 공기를 공급하여 원활한 발효를 이룰 수 있으며, 힘든 작업을 용이하고 능률적으로 대량생산에 적합하도록 하면서, 완숙된 배지재료는 냉각장치로 냉각시켜 살균배지배출구(13)를 통하여 배출되며, 버섯 배지재료에 종균을 혼합하여 종균 접종배지의 생산이 가능하고 버섯재배에 효율적으로 활용할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 상부에 배지재료 투입구(12)가 형성되고 하부 일 측엔 살균배지 배출구(13)를 형성하며 상부에 침수용 물 급수관(24)과 가온용 스팀공급관(26)이 설치되고 밑부분이 반원형의 발효조케이스(1)와, 상기 발효조케이스(1) 내부 중앙에 수평으로 한 개의 스크루 축(7)이 설치되고 발효조케이스(1) 내의 배지재료가 상하 좌우간 이송교반이 가능하게 상기 축(7)에 설치되는 1축식 2겹 링-스크루(2,8)와, 상기 발효조케이스(1)의 바닥부분에 배지재료의 수분을 배출시킬 수 있게 설치되는 물고임통 배수공(15)과, 그리고 상기 발효조케이스(1)의 외측에 상기 1축식 2겹 링-스크루(2,8)와 연동되게 설치되는 구동기구(30)를 마련하여 이루어지되,

   상기 1축식 2겹 링-스크루(2,8)는 중앙 양측으로 구분하여 서로 나선 방향이 다르게 이방향(異方向)나선부로 설치되고 외부스크류는 외부에서 내측으로 배지재료를 균형적으로 이송시키게 하는 간헐 나선식 링-스크루를 설치하며 내부스크루는 중앙에서 외부로 배지재료를 이송되도록 하는 링-스크루의 회전구동이 이루어지게 구성하고,

   상기 발효조케이스(1)의 외측에는 공기탱크(17)를 갖춘 고압송풍기(16)와 전자밸브(19)가 중간에 설치된 급기관(18)을 마련하여 상기 발효조케이스(1)의 하부 내측에 마련되고 공기분사공(22)이 마련된 공기분배탱크(5)와 연결 설치하여 배지재료의 중심부에 압축된 공기를 간헐적으로 공급하여 환기가 이루어지도록 하며,

   상기 발효조케이스(1)의 외측에는 냉방기의 컨덴싱유닛(27)을 설치하고 상기 발효조케이스(1)의 내부 측벽 상부 일측에는 팬코일유닛(29)을 설치하여 배지재료의 살균작업 후에 종균접종의 적정온도로 급속 냉각이 가능하도록 하며,

   상기 공기분배탱크(5)에는 공기탱크물청소구(6)를 마련하여 상기 공기분배탱크(5)의 내부를 일관 세척이 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 1축 2겹 링-스크루 교반식 버섯배지 제조장치.
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