KR100660139B1 - 왕겨의 펠렛화 방법 및 상기 방법으로부터 얻은 펠렛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕겨를 펠렛화하는 방법 및 상기 방법으로부터 얻은 펠렛에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 왕겨를 분쇄하기 전 또는 후에 수증기 또는 물을 분사시켜 얻은 왕겨 분쇄물을 통상의 성형장치를 이용하여 펠렛화시키는 방법 및 상기 방법으로부터 얻은 펠렛에 관한 것이다.

왕겨, 펠렛, 수증기, 물, 팽연화

Description

왕겨의 펠렛화 방법 및 상기 방법으로부터 얻은 펠렛{Method for pelletizing chaff and pellet obtained by said method}

본 발명은 왕겨를 펠렛화하는 방법 및 상기 방법으로부터 얻은 펠렛에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 왕겨를 분쇄하기 전 또는 후에 수증기 또는 물을 분사시켜 얻은 왕겨 분쇄물을 통상의 성형장치를 이용하여 펠렛화시키는 방법 및 상기 방법으로부터 얻은 펠렛에 관한 것이다.

일반적으로, 왕겨는 분쇄가 되지 않은 상태의 자연 상태로서는 흡수성이 나쁘고, 발효가 잘 진행되지 않아서 축사의 깔짚재나 비료의 원료로 사용하기에는 부적합하여 분쇄를 하여 가루로 만들어서 사용하여야 하는데 자연 상태의 왕겨는 가볍고 단단한 껍질(섬유질과 규소성분)로 이루어져 있어서 분쇄가 매우 어려운 물질로 분류된다.

사료원료도 비료와 마찬가지로 굵은 왕겨 상태로는 그대로 사용할 수가 없으므로 잘게 분쇄를 해서 단단한 껍질을 구성하고 있는 섬유질과 규소성분을 분쇄해야 만이 용이하게 사용할 수가 있다.

그래서 종래는 왕겨를 분쇄하기가 어려워서 불로 태워서 재로 만들어서 비료 로 사용하거나, 팽연기로 높은 압력과 열을 가하여 "팽연화"시켜서 분쇄를 하여 사용 하거나 또는 자연 상태의 왕겨를 "함마-밀"이나 "핀-밀"등의 고속분쇄기를 2,000∼3,000회전/분으로 고속회전시켜서 잘게 분쇄를 하는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 이렇게 얻은 가루 상태의 왕겨를 그대로 비료로 사용하면 수도용(논농사용) 비료로 논에 뿌리면 물에 떠내려가 버리고, 밭농사용으로 뿌리면 바람이나 물에 떠내려가 버려서 유실이 많다. 또한, 분쇄한 왕겨를 가루상태로 축사의 깔짚으로 사용하면, 미세한 가루가 날려서 가축이나 동물들의 호흡기에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.

사료원료로 사용하려면 운반부피가 왕겨상태에 비하여 분쇄된 가루상태로서는 너무 부피가 늘어나서 운반경비가 많이 소요되며, 장시간 보관시에도 많은 면적을 차지하게 되어서 비경제적이다.

그럼에도 불구하고, 왕겨를 펠렛화시킨 선행 문헌 또는 선행 특허는 전무한 상태이며, 단지 한국 특허출원 제2002-49937호에서 왕겨와 물성이 전혀 다른 쌀겨를 펠렛화시킨 경우만 있을 뿐이다.

이에 본 발명에서는 종래에 펠렛화시킨 예가 없는 왕겨를 펠렛화시켜 굵은입자 모양의 펠렛 깔짚재 또는 펠렛 비료원료와 펠렛 사료원료를 제조할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 왕겨를 간단하고, 경제적인 방법으로 펠렛화시키는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어 펠렛 깔짚재, 펠렛 비료원 료, 또는 펠렛 사료 원료로 이용할 수 있는 왕겨 펠렛을 제공하는데 있다.

상기 목적으로 달성하기 위한 본 발명의 왕겨를 펠렛화시키는 방법은 왕겨에 수증기 또는 물을 분사시켜 상기 왕겨를 소정의 함수율로 조절하는 단계; 상기 왕겨를 분쇄시키는 단계; 및 상기 분쇄물을 펠렛 형태로 성형시키는 단계를 포함한다.

상기 목적으로 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은 왕겨를 분쇄시키는 단계; 상기 왕겨 분쇄물에 수증기 또는 물을 분사시켜 상기 왕겨 분쇄물을 소정의 함수율로 조절하는 단계; 및 상기 분쇄물을 펠렛 형태로 성형시키는 단계를 포함한다.

상기 다른 목적으로 달성하기 위한 본 발명의 왕겨 펠렛은 상기 방법으로 제조된다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 종래에는 왕겨를 이용하여 입자화(펠렛화)시키기 위하여 여러 가지 방법과 수단으로 시도를 하여 보았으나 성공하지 못하고 실패를 하여 왕겨를 깔짚재, 비료원료, 사료원료로 입자화(성형화)하여 사용할 수 없었다. 따라서, 종래에는 왕겨의 원래상태로나 또는 팽연화 왕겨, 분쇄왕겨 만이 사용되었기 때문에 왕겨를 입자화(성형화)시키는 것 자체가 본 발명의 특징이다.

본 발명에 따르면, 굵은 왕겨 상태 그대로는 펠렛 형태로 제조할 수가 없으므로 왕겨를 분쇄공정을 거쳐서 왕겨의 단단한 껍질(섬유질과 규소성분)이 파괴된 부드럽고 연한상태로 만들어야 한다. 이때, 선택적으로 상기 왕겨를 팽연기에 의해서 팽연화시켜 분쇄시킬 수 있다.

그리고, 미리 분쇄단계 전단계로 적절한 수분과 열을 가하여 왕겨가 분쇄되기 용이하고, 성형화(펠렛화)되기가 쉽게 적당한 점착력을 가질수 있도록 최적의 조건을 만든 다음, 펠렛 밀과 같은 장치를 이용하여 일정한 크기의 굵은 입자 모양의 펠렛을 얻을 수 있다. 또한, 선택적으로, 본 발명에 따르면, 왕겨를 분쇄한 다음, 적절한 수분과 열을 가할 수 있다.

본 발명에 있어서, 왕겨를 분쇄하기 위한 분쇄공정은 함마 분쇄기, 핀 밀 등 다양한 분쇄기를 사용할 수 있고, 왕겨를 팽연화시키는 방법은 팽연기를 사용할 수 있다. 그러나, 이에 제한받지 않고 당업자에게 알려진 어떠한 장치 및 방법도 사용 가능하다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 먼저, 왕겨 또는 팽연화된 왕겨에 수증기 또는 물을 분사시켜 상기 왕겨의 함수율을 10∼20%로 조절한다. 이때, 상기 함수율이 10% 미만이면 점착력이 떨어져서 성형화가 잘 이루어지지 않아서 가루가 많이 발생하고 성형시 압축력이 높아져서 성형에 필요한 소비동력이 증가하고, 20%를 초과하면 성형에 필요한 소비동력이 떨어지고 가루가 많이 발생하지 않는 이점이 있으나 성형에 필요한 압축력이 떨어져서 성형후 제품의 강도가 떨어져서 잘부스러지는 단점이 생기며 제품에 포함된 수분이 많기 때문에 성형이 끝난 후에 별도의 수분을 감소시켜야 하는 건조공정이 필요해지는 경향이 있다. 아울러, 물을 왕겨를 혼합하면서 스프레이 분사와 같은 방법으로 왕겨에 직접 분사시키는 것이 바람직하며, 수증기 또한 왕겨를 혼합하면서 공급하여 왕겨 전반에 걸쳐 고른 함수율을 갖도록 하면서 왕겨의 섬유질 성분을 수증기의 높은 온도로 익혀서 부드럽고 점착력을 가지게 하는 것이 바람직하다.

이렇게 전처리된 왕겨는 함마 분쇄기, 핀 밀 등 다양한 분쇄기를 사용하여 분쇄시킨다. 이때의 상기 왕겨 분쇄물의 평균 입도는 약 1㎜, 바람직하게는 0.5∼1.5㎜이고, 상기 평균 입도가 0.5㎜ 미만이면 성형성이 향상되나 경제성이 떨어지고, 1.5㎜를 초과하면 성형성이 떨어지는 경향이 있다.

이렇게 분쇄된 왕겨에 다시 한번 더 물이나 수증기를 가하여 후처리를 하여주면 점착력이 생기고 섬유질이 젤라틴화(섬유질이 열에 의하여 익어서 점착력을 가지는 상태)가 되어 성형화가 더욱 용이하게 될 수 있다.

그 다음, 상기 분쇄물을 통상의 펠렛 밀과 같은 성형기를 사용하여 원하는 크기의 펠렛 형태로 성형시킬 수 있다. 이렇게 성형된 왕겨 펠렛은 충격강도가 약 90 ㎏/㎤ 이상을 나타낼 수 있다.

이렇게 완성된 펠렛 제품은 자연 건조시키거나 선택적으로 공기로 냉각하면서 가수된 수분을 다시 건조시켜서 수분 함유량을 줄여 제품 상태에서의 발효를 억제하며, 식품안전과 유통에 적합하도록 하는 냉각, 건조시킨다.

선택적으로, 본 발명에 따르면, 먼저 왕겨에 가습없이 함마 분쇄기, 핀 밀 등 다양한 분쇄기를 사용하여 평균 입도가 0.5∼1.5㎜ 정도가 되도록 분쇄시킨 다음, 이렇게 얻은 왕겨 분쇄물에 수증기 또는 물을 분사시켜 상기 왕겨의 함수율을 10∼20%로 조절할 수 있다. 선택적으로 팽연화시킨 왕겨를 분쇄시키면 분쇄가 잘 되고분쇄전에 물이나 수증기를 가하여 전처리 하지 않아도 되며, 다만 성형시 필요한 적당한 함수율을 가지기 위하여 분쇄후에 물이나 수증기를 가하는 후처리를 하는 것이 좋다. 이후 성형화 공정은 전술한 바와 같다.

이와 같이, 왕겨를 분쇄하여 다시 약 90 ㎏/㎠ 이상의 충격강도를 갖도록 굵은 입자화(펠렛화)시키면 다음과 같은 이점이 있다.

(1) 축사의 깔짚재로 사용하면 가루가 날리지 않아서 가축의 호흡기를 보호해 주면서 공간율이 많아서 통풍성이 좋아지며 보습성이 향상되어 가축의 건강을 위하여 좋고, 깔짚재의 교환주기를 톱밥정도로 길게 연장될 수가 있어서 축산 농가에 경제적으로 도움을 줄 수가 있으며, 부족한 톱밥을 대신할 대용재로서 훌륭한 역할을 할 수가 있다.

(2) 비료로 사용하면 바람이나 물에 떠내려가지 않아서 유실을 막을 수가 있어서 경제적이며, 운반부피가 줄어서 운반이나 보관이 용이해진다.

(3) 사료로 사용하면 특히 볏짚과 같은 되색임용 조사료 원료로서 훌륭한 역할을 할 수가 있으며, 비료와 마찬가지로 운반부피가 줄어서 운반이나 보관이 용이해진다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

왕겨 1㎏을 혼합 믹서기에서 교반하면서 100℃의 수증기 150g을 공급하였다. 그 다음, 상기 왕겨를 왕겨 분쇄기로 평균입도가 약 0.5∼1.5㎜ 정도로 분쇄하고, 펠렛밀을 이용하여 직경이 약 4 ㎜인 펠렛으로 성형시켰다. 상기 펠렛의 충격강도는 약 95 ㎏/㎠을 나타내었다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 100℃의 수증기 대신에 물을 스프레이 분사시킨 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 이렇게 얻은 펠렛의 충격강도는 약 90㎏/㎠를 나타내었다.

실시예 3

왕겨 1㎏을 왕겨 분쇄기로 평균입도가 약 0.5∼1.5㎜ 정도로 분쇄하고, 이를 혼합 믹서기에서 교반하면서 100℃의 수증기 150g을 공급하였다. 상기 분쇄물을 펠렛밀을 이용하여 직경이 약 4 ㎜인 펠렛으로 성형시켰다. 상기 펠렛의 충격강도는 약 98 ㎏/㎠을 나타내었다.

실시예 4

상기 실시예 3에서 100℃의 수증기 대신에 물을 스프레이 분사시킨 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 이렇게 얻은 펠렛의 충격강도는 약 90 ㎏/㎠을 나타내었다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 왕겨를 분쇄하여 다시 충분한 충격강도를 갖는 굵은 입자화(펠렛화)시켜 축사의 깔짚재로 사용할 경우, 가루가 날리지 않아서 가축의 호흡기를 보호해 주면서 공간율이 많아서 통풍성이 좋아지며 보습성이 향상되어 가축의 건강을 위하여 좋고, 깔짚재의 교환주기를 톱밥 정도로 길게 연장될 수 가 있어서 축산 농가에 경제적으로 도움을 줄 수가 있으며, 부족한 톱밥을 대신할 대용재로서 훌륭한 역할을 할 수가 있다. 또한, 비료로 사용하면 바람이나 물에 떠내려가지 않아서 유실을 막을 수가 있어서 경제적이며, 운반부피가 줄어서 운반이나 보관이 용이해진다. 아울러, 사료로 사용하면 특히 볏짚과 같은 되색임용 조사료 원료로서 훌륭한 역할을 할 수가 있으며, 비료와 마찬가지로 운반부피가 줄어서 운반이나 보관이 용이한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 왕겨에 수증기 또는 물을 분사시켜 상기 왕겨를 10∼20%의 함수율로 조절하는 단계;

   상기 왕겨를 0.5∼1.5㎜의 평균 입도를 갖도록 분쇄시키는 단계; 및

   상기 분쇄물을 펠렛 형태로 성형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨의 펠렛화 방법.
2. 왕겨를 0.5∼1.5㎜의 평균 입도를 갖도록 분쇄시키는 단계;

   상기 왕겨 분쇄물에 수증기 또는 물을 분사시켜 상기 왕겨 분쇄물을 10∼20%의 함수율로 조절하는 단계; 및

   상기 분쇄물을 펠렛 형태로 성형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨의 펠렛화 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 상기 펠렛 형태로 성형단계후에 냉각공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨의 펠렛화 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 따른 방법으로 제조된 왕겨 펠렛.