KR100676910B1 - 음식물 슬러리 건조장치 - Google Patents

음식물 슬러리 건조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉동 싸이클의 기화열과 발열량을 이용하여 음식물 슬러리를 건조할 수 있도록 구성된 음식물 슬러리 건조장치에 관한 것으로, 음식물 슬러리가 수납되어 건조되는 건조기를 구비하고, 상기 건조기 내부로 유입되어 상기 음식물 슬러리를 건조한 후 습한 상태로 배출된 후 열교환기를 거쳐 다시 건조기 내부로 순환하는 건조 공기의 흐름에 의해 상기 음식물 슬러리가 건조되도록 구성하며, 상기 열교환기는 열매체와의 열교환을 통해 상기 건조 공기를 예냉하는 예냉기; 상기 예냉기를 거친 상기 건조 공기가 냉매의 증발열에 의해 냉각되면서 제습이 이루어지도록 하는 증발기; 및 상기 증발기를 거치면서 제습된 상기 건조 공기를 발열에 의해 가열하는 응축기를 포함하며, 상기 냉매는 상기 증발기를 거치면서 기화되고, 압축기를 거친 후 상기 응축기를 거치면서 발열하도록 구성된다. 이러한 구성에 의해, 냉동 싸이클의 안정성을 유지하면서 냉동기의 기화열과 발열량을 이용하여 매우 저렴한 비용으로 음식물 슬러리를 건조시킬 수 있게 되며, 공기 중의 수분을 제거한 후 건조 공기를 가열하여 건조실로 유입하기 때문에 낮은 온도에서도 건조효율이 매우 높다.
응축기, 증발기, 음식물

Description

음식물 슬러리 건조장치{FOODWASTE SLURRY DRYER}
도 1 은 본 발명에 따른 음식물 슬러리 건조장치의 구성도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 음식물 슬러리 건조장치의 냉매의 순환 싸이클을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 건조기 14: 1차 건조기
18: 2차 건조기 22: 3차 건조기
30: 열교환기 31: 가스 인젝터
32: 예냉기 36: 증발기
38: 압축기 40: 워터캐처
41: 절곡 플레이트 42: 파형통로
50: 쿨링타워 52: 순환펌프
54: 프리히터 60: 스크루버
본 발명은 음식물 슬러리 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉동 싸 이클의 기화열과 발열량을 이용하여 음식물 슬러리를 건조할 수 있도록 구성된 음식물 슬러리 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 가정, 식당, 음식물 가공 공장 또는 하수종말 처리장 등지에서 발생하는 음식물 슬러리는 다량을 수분을 함유하고 있다.
이러한 수분 함유 슬러리는 함유된 수분에 의해 중량이 클 뿐만 아니라, 시간이 경과됨에 따라 부패되어져 심한 악취발생 등 환경 오염의 원인이 된다. 또한 이러한 상태로 소각시 환경 유해 물질인 다이옥신이 발생하고, 매립시 토양 오염의 원인이 되어 그 처리가 매우 곤란하다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 내부에 히터가 구비된 가열로에서 음식물 슬러리를 가열하여, 음식물 슬러리에 포함된 수분을 증발시킨 후, 별도의 냉동 싸이클을 이용하여 음식물 슬러리에서 증발된 수분이 포함된 공기를 냉각하여 수분을 액화시켜 배출하는 방식의 음식물 슬러리 건조장치가 종래기술로 개시되어 있다.
그러나 이러한 음식물 슬러리 건조장치는 건조시 많은 비용이 소모되는 단점이 있다.
또한 냉동 싸이클이 과열에 의해 정지되는 현상인 트립이 발생하여 장치의 신뢰성이 확보되지 못하는바, 소형의 설비로 구성하는 것은 가능할지라도 대규모 설비로서 사용하지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 냉동 싸이클의 안정성을 유지하면서 냉동 싸이클의 기화열과 발열량을 이용하여 음식물 슬 러리를 건조할 수 있는 음식물 슬러리 건조장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 음식물 슬러리가 수납되어 건조되는 건조기를 구비하고, 상기 건조기 내부로 유입되어 상기 음식물 슬러리를 건조한 후 습한 상태로 배출된 후 열교환기를 거쳐 다시 건조기 내부로 순환하는 건조 공기의 흐름에 의해 상기 음식물 슬러리가 건조되도록 구성하며, 상기 열교환기는 열매체와의 열교환을 통해 상기 건조 공기를 예냉하는 예냉기; 상기 예냉기를 거친 상기 건조 공기가 냉매의 증발열에 의해 냉각되면서 제습이 이루어지도록 하는 증발기; 및 상기 증발기를 거치면서 제습된 상기 건조 공기를 발열에 의해 가열하는 응축기를 포함하며, 상기 냉매는 상기 증발기를 거치면서 기화되고, 압축기를 거친 후 상기 응축기를 거치면서 발열하도록 구성된 음식물 슬러리 건조장치를 제공한다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 예냉기는 열매체를 냉각하는 쿨링타워와, 열매체를 압송하는 순환펌프를 구비하여, 상기 열매체가 상기 순환펌프의 펌핑압에 의해 상기 쿨링타워와 예냉기 사이를 순환하면서 상기 열교환기로 유입되는 건조공기를 예냉할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 예냉기는 내부의 열매체가 쿨링타워와의 사이에서 순환하는 예냉 순환로과, 내부의 열매체가 가열되는 프리히터와의 사이에서 열매체가 순환하는 예열 순환로를 구비하여 상기 건조공기의 온도에 따라 상기 예냉 순환로 또는 예열 순환로 중에서 선택가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 열교환기는 상기 증발로와 상기 응축기 사이 에 지그재그 형으로 절곡된 다수개의 절곡 플레이트가 상호 이격된 상태로 적층되어 상기 절곡 플레이트 사이에 건조 공기의 파형 흐름을 형성되는 파형 통로를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 건조기는 복수개 구비되고, 음식물 슬러리가 상기 복수개의 건조기를 순차적으로 이동하면서 건조되며, 건조 공기는 상기 음식물 슬러리의 이동방향과 반대방향으로 유동하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 상기 건조기는 3개 구비되어, 1차,2차,3차 건조기로 구분된다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 냉매가 응축기로 유입되는 배관에는 저온의 냉매 가스를 분사할 수 있는 가스 인젝터를 더 구비한다.
이러한 본 발명 구성에 의해, 냉동 싸이클의 안정성을 유지하면서 냉동기의 기화열과 발열량을 이용하여 매우 저렴한 비용으로 음식물 슬러리를 건조시킬 수 있게 되며, 공기 중의 수분을 제거한 후 건조 공기를 가열하여 건조실로 유입하기 때문에 낮은 온도에서도 건조효율이 매우 높다. 또한, 본 발명은 예냉,예냉기를 구비하여 외부 온도 변화에 관계없이 건조기 내부의 건조를 효율적으로 달성할 수 있어 사계절 어느 때든 대기 중의 공기 조건에 관계없이 건조 처리를 할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 음식물 슬러리 건조장치의 구성도이며, 도 2 는 도 1 에 도시된 음식물 슬러리 건조장치의 냉매의 순환 싸이클을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 음식물 슬러리 건조장치는 음식물 슬러리 수납되어 건조되는 건조기(10)를 포함한다. 바람직하게는 건조기는 복수개로 구비 되며, 유입구(11)를 통해 1차 건조기(14) 내부로 반입된 음식물 슬러리는 2차 건조기(18), 3차 건조기(22)의 순으로 이동하면서 건조된 후 3차 건조기의 유출구(21)를 통해 외부로 배출된다.
본 발명에 의하면, 건조기는 로터리 킬른 타입으로 형성되고 각 건조기의 사이에는 음식물 슬러리를 이송하기 위한 이송 컨베이어 장치(24,26)가 설치된다.
1차 건조기(14)에서 소정 시간 건조된 음식물 슬러리는 1차 건조기(14)의 유출구(12)를 통해 배출된 후 이송 컨베이어(24)를 통해 이송된 후 2차 건조기(18) 내부로 반입되는 데, 이때 2차 건조기(18) 내부에서 2차 건조된 음식물 슬러리는 동일한 공정으로 3차 건조기(22)로 반입되고, 3차 건조기(22) 내부에서 건조된 음식물 슬러리는 건조가 완료된 상태로 배출된다. 이와 같은 동작에 의해 음식물 슬러리는 1차 건조기(14)->2차 건조기(18)->3차 건조기(22) 순으로 연속적으로 이동하면서 건조되는바, 음식물 슬러리를 연속 공정으로 건조할 수 있게 된다.
이때 건조기 내부를 흐르는 건조용 공기 즉, 건조 공기는 외부에서 유입된 후 열교환기를 거친 후, 3차 건조기(22)->2차 건조기(18)->1차 건조기(14)의 순으로 유동한 후 다시 열교환기(30)를 통과하고, 3차 건조기(22)로 다시 유입되어 순환한다.
열교환기(30)는 건조기 내부를 순환하는 건조 공기의 가열 및 제습을 담당하게 되는 데, 열교환기는 예냉기(32), 증발기(36), 워터캐처(40) 및 응축기(44)로 구성되어 있다.
한편, 냉매는 증발기(36), 압축기(38), 응축기(44)를 통해 유동하면서 열교 환기(30) 내부에서 건조 공기의 가열 및 제습이 이루어지도록 하는 냉동 싸이클을 형성한다.
냉동 싸이클의 증발기(36)는 냉매의 기화열을 이용하여 주변을 통과하는 공기를 냉각시키는 장치로서, 냉매는 주변으로부터 열을 흡수하여 증발하고 증발기(36) 주변을 흐르는 공기는 흡수된 증발기(36)에 의해 흡수된 열량만큼 냉각된다. 이때 주변의 공기에 포함된 수분은 온도가 하강함에 따라 액화되고 물로 배출되게 된다.
그리고 냉동 싸이클의 응축기(44)는 압축기(38)에서 토출된 고온,고압의 기체 냉매를 주변의 공기와 열교환시켜 냉매의 열을 방출하여 응축액화하는 장치이다. 주변의 공기는 응축기(44)를 지나면서 가열되고, 냉매는 냉각된 후 다시 증발기를 향해 유동하게 된다.
본 발명은 이와 같은 냉동 싸이클의 기화열과 발열량을 이용하는 것으로서, 응축기(44)를 거친 건조 공기가 가열된 상태로 건조기(10) 지나면서 내부에 있는 음식물 슬러리로부터 수분을 빼앗아 건조시키고, 건조 공기에 포함된 수분은 증발기(36)를 지나면서 제습된 후 다시 가열되어 건조기로 순환되도록 구성되어 있다.
이때 증발기(36)를 거치면서 냉각된 건조 공기는 워터캐처(40)를 통과하게 되는 데, 워터캐처(40) 내부에는 지그재그형으로 절곡된 다수개의 절곡 플레이트(41)가 이격 적층되어 건조 공기의 유동방향에 대해 굴곡부를 지닌 파형 통로를 형성하게 된다.
증발기(36)를 거치면서 냉각된 건조 공기 중의 수분은 액화되어 중력에 의해 하부로 모이게 되지만, 액적 상태에서도 미세한 물 입자는 건조 공기에 부유된 상태로 증발기(36)를 통과할 가능성이 있다. 이러한 미세한 물입자를 포함한 건조 공기는 워터캐처(40) 내부에 형성된 절곡 플레이트(41) 사이의 파형통로(42)를 따라 지그재그 방향으로 지나게 된다.
이러한 파형 통로를 통과하는 건조 공기 중의 미세 물입자는 절곡 플레이트(41)와 접촉하면서 절곡 플레이트(41) 표면에 응축될 뿐만 아니라 물 입자 끼리 상호 충돌하여 서로 응집되고, 응집에 의해 크기가 성장하면서 중력에 의해 낙하하여 하부로 모이게 된다.
워터캐처(40)의 이러한 구성에 의해 온도 하강으로 인해 액화된 건조 공기 중의 수분은 거의 모두 제거되고, 건조 공기는 수분이 제거된 상태로 응축기(44)를 통과하면서 다시 가열되게 된다.
그러나 이러한 순환이 지속되면 건조기(10) 내부에는 응축기의 발열에 의해 열이 축적된 상태이므로, 건조기(10) 내부의 온도가 지속적으로 상승할 뿐만 아니라, 냉매의 온도가 상승하여 냉동 싸이클이 트립에 의해 정지될 우려가 있다.
그러나 본 발명에 의하면 건조 공기가 증발기(36) 전에 미리 예냉기(32)를 통과하도록 함으로써 냉동 싸이클의 안정성이 확보된다. 예냉기(32)는 쿨링타워(50)와 배관으로 연결되어 내부의 물(열매체)이 순환펌프(52)의 구동에 의해 순환되면서 건조공기가 예냉되도록 구성되어 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 예냉기(32)는 쿨링타워(50)와의 사이에 순환되는 예냉 순환로(a)와 별개의 순환로로 프리히터(54,pre-heater)와 예냉기(32) 사이를 순환하는 예열 순환로(b)를 구비한다. 따라서 예냉기(32)의 물은 예냉 순환로(a) 즉, 예냉기(32)->순환펌프(52)->쿨링타워(50)->예냉기(32) 또는 예열 순환로(b) 즉, 예냉기(32)->순환펌프(52)->프리히터(54)->예냉기(32)로 선택적으로 순환되도록 구성된다. 이와 같이 구성된 경우에 예냉기(32)는 예냉,예열기로 지칭하는 것이 보다 바람직할 것이나, 설명의 편의를 위해 예냉기(32)로 지칭한다.
이를 위해 순환펌프(52)를 통과한 물이 순환하는 배관에는 제1방향전환밸브(56)가 설치되며, 예냉기(32)로 물이 유입되는 배관에는 제2방향전환밸브(58)가 설치된다. 제1방향전환밸브(56) 및 제2방향전환밸브(58)의 유동제어에 의해 물은 예냉기(32)->순환펌프(56)->쿨링타워(50) 사이를 순환하거나 예냉기(32)->순환펌프(56)->프리히터(54) 사이에서 선택적으로 순환된다. 본 실시예에서는 쿨링타워(50)는 워터타워로 구성되어 있으나 다수개의 방열판으로 구성되어 대기와 열교환하는 방식으로 설계될 수 있다.
동절기에 음식물 슬러리 건조장치에서 처리되는 음식물 슬러리는 냉동상태로 반입되는 경우가 많다. 이와 같이 냉동된 음식물 슬러리가 건조기(10) 내부로 투입되는 경우에 승화열에 의해 증발기(36) 코일이 얼어붙는 현상이 발생하며, 건조 공기의 온도가 너무 낮은 경우 냉매의 증발온도보다 낮은 경우 증발기(36)에서 제습을 하지 못하게 되므로 불필요한 전력만이 낭비된다.
본 발명에 따르면, 이와 같은 경우에 건조공기는 예냉기(32)->순환펌프(52)->프리히터(54) 사이를 순환하는 물에 의해 예열되도록 함으로써 건조기(10) 내부에 반입된 음식물 슬러리가 건조공기에 의해 해동될 수 있도록 한다. 그리고 이 경우 에 건조 공기의 순환로에 온도 센서(62)를 설치하여 열교환기에 유입되는 건조 공기의 온도가 냉매의 증발온도보다 높은 경우에 냉동 싸이클이 작동하도록 함으로써 불필요한 전력 낭비를 막을 수 있게 된다.
본 발명의 냉동 싸이클을 살펴보면, 냉동 싸이클의 냉매는 증발기(36)->압축기(38)->응축기(44)를 순환하면서 증발기(36)의 기화열에 의해 건조 공기의 제습이 이루어지도록 하며, 응축기(44)에서의 발열에 의해 건조 공기를 가열되게 한다.
바람직하게는 본 발명은 압축기(38)로 유입되는 배관에 가스 인젝터(39)를 설치한다. 가스 인젝터(39)는 냉동 싸이클을 순환하는 냉매가 안전 온도 이상으로 고온으로 형성되는 경우 저온의 냉매를 분사하여 냉매의 온도를 일정하게 유지시키는 기능을 하는 데, 가스 인젝터(39)에서 분사되는 저온의 냉매는 응축기(44)를 통과한 냉매의 일부가 분기관을 통해 이동한 후 냉각되어 형성되도록 한다. 이때의 냉각은 쿨링타워(50)와의 사이를 순환하는 물에 의해 이루어지도록 구성된다(미도시).
또한, 압축기(32)가 과열로 트립되는 것을 방지하기 위하여 압력센서(41)를 설치하고, 냉동 싸이클에 압력이 설정값 이상으로 형성되는 경우 압축기(38)의 가동이 자동으로 중지되도록 하는 것이 바람직하다. 압력이 설정값이 미만으로 형성되는 경우 압축기(38)는 자동으로 재가동된다.
본 발명은 위에서 설명된 각 구성부분의 동작이 설정에 의해 자동으로 이루어질 수 있도록 제어유닛(미도시)를 구비하고 있다.
이하 본 발명에 따른 음식물 슬러리 건조장치의 가동 동작을 살펴본다.
본 발명에 따르면, 음식물 슬러리는 1차 건조기(14)->2차 건조기(18)->3차 건조기(22)의 순으로 이동하면서 건조 처리된다. 이때 2차 건조기(18)의 음식물 슬러리는 1차 건조기(14)에서 1차 건조되면서 건조 공기에 의해 가열된 상태이므로 1차 건조기(14) 내부의 음식물 슬러리보다 온도가 높다. 이와 동일하게 3차 건조기(22)의 음식물 슬러리는 1차 건조기(14) 및 2차 건조기(28)를 거치면서 건조된 상태이며, 2차 건조기(18)의 음식물 슬러리보다 온도가 높다.
건조 공기의 흐름은 이와 같은 음식물 슬러리의 이동경로와 반대로 형성되는 데, 외부에 유입된 공기가 예냉기(32) 및 증발기(36)를 거치면서 제습되고(하절기 기준), 워터캐처(40)에서 수분이 응축제거된 후, 응축기(44)를 통과하면서 가열되어 건조 공기로 형성되어 3차 건조기(22) 내부로 유입된다. 3차 건조기(22) 내부로 공급되는 건조 공기는 응축기(44)의 발열에 의해 온도가 가장 높은 상태로서 온도가 가장 높은 상태에 있는 3차 건조기(22) 내부의 음식물 슬러리를 가열하여 건조시키게 된다. 건조 공기는 3차 건조기(22) 내부에서의 열교환을 통해 온도가 하강된 상태로 2차 건조기(18) 내부로 유입되는 데, 2차 건조기(18) 내부의 음식물 슬러리는 3차 건조기(22) 내부의 음식물 슬러리보다 온도가 낮은 상태이므로 3차 건조기(22) 내부에서 건조 공기의 온도가 하강하더라도 2차 건조기(18) 내부의 음식물 슬러리보다 온도가 높다. 따라서 2차 건조기(18) 내부로 유입된 건조 공기는 다시 2차 건조기(18) 내부의 음식물 슬러리를 가열하면서 건조시키게 되고 이때 열교환을 통해 온도가 하강한다. 2차 건조기(18) 내부의 공기는 다시 유동하여 1차 건조기(14) 내부로 유입되는 데, 동일한 원리로 1차 건조기(14) 내부의 음식물 슬러 리는 2차 건조기(18) 내부의 음식물 슬러리보다 온도가 낮은 상태이므로 2차 건조기(18) 내부에서 열교환시 건조 공기의 온도가 하강하더라도 1차 건조기(14) 내부의 음식물 슬러리보다 온도가 높다. 따라서 1차 건조기(14) 내부로 유입된 건조 공기는 다시 1차 건조기(14) 내부의 음식물 슬러리를 가열, 건조시키게 되고, 이때 열교환을 통해 온도가 하강된 공기는 열교환기(30)를 순환하게 된다.
이와 같은 건조 공기의 순환에 의해 응축기(44)에 의해 가열된 건조 공기는 건조 공기가 가진 열을 최대한 활용하여 음식물 슬러리를 건조할 수 있게 되며, 건조 공기는 1차 건조기(14)를 통과하면서 온도가 가장 낮게 형성됨으로 예냉기(32)의 전열면적을 최소화할 수 있게 된다.
즉, 건조 공기가 1차 건조기(14)->2차 건조기(18)->3차 건조기(22)의 순으로 흐르게 되면, 건조 공기가 3차 건조기(22) 내부의 음식물 슬러리의 온도보다는 높게 설정될 수 있도록, 1차 건조기(14) 및 2차 건조기(18)에서의 열 손실을 고려하여 1차 건조기(14)에 유입되는 건조 공기의 온도를 많이 상승시켜야 하고, 3차 건조기(22) 내부의 음식물 슬러리의 온도가 가장 높은 상태이므로, 제습 효과와, 냉동 싸이클이 트립방지를 위해서는 예냉기(32)의 전열면적 및 용량을 증대시켜야 한다. 그러나 본 발명은 상술한 바와 같이 건조 공기의 흐름을 음식물 슬러리의 이동경로와 반대로 형성하여, 이와 같은 설비의 최적화를 달성하게 있게 하는 것이다.
또한, 본 발명은 음식물 슬러리가 3개의 건조기(14,18,22)를 순차적으로 이동하면서 건조되도록 함으로써 건조 공기의 온도를 일정하게 유지할 수 있게 한다. 그리고 건조기(10) 내부의 온도를 일정 온도 이상으로 승온되는 것을 방지할 수 있 게 되는 데, 바람직하게는 건조기 내부의 건조 공기의 온도가 60도를 넘지 않고 비교적 낮은 온도를 유지할 수 있도록 한다. 이는 건조 공기가 과열되는 경우 건조기(10) 내벽에 음식물 슬러리가 달라붙는 현상이 발생하는 데, 본 발명에 따르면 상대적으로 낮은 온도에서 음식물 슬러리를 건조하는 것이 가능함으로 이러한 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 건조 공정을 마친 후 건조기(10) 내부를 물로 간단히 세척할 수 있는 장점이 있다.
단일 건조기를 이용하는 경우 건조기 내부의 음식물 슬러리가 건조되면서 점차로 건조기 내부의 온도가 높아지는 데, 건조 공정 후반부에는 열교환기로 유입되는 건조 공기의 온도가 매우 높은 상태가 된다. 이와 같이 건조 공기가 고온으로 형성되면, 냉동 싸이클이 트립으로 정지할 우려가 높다. 그러나 본 발명에 의하면, 건조 공정 후반부의 건조 공기 즉, 3차 건조기(22)에서 음식물 슬러리를 건조한 건조 공기는 건조 공기 전반부(1차 건조기)의 건조 공기로 재활용되어 낮은 온도의 음식물 슬러리를 가열하면서 냉각됨으로 냉동 싸이클 순환이 반복되더라도 증발기로 유입되는 건조 공기의 온도를 낮게 형성하는 것이 가능하다. 물론 본 발명에 의하면 건조 공기는 예냉기(32)를 거쳐 증발기로 유입되므로 단일 건조기로 형성하는 것이 가능하나, 이와 같이 음식물 슬러리를 1차 건조기(14)->2차 건조기(18)->3차 건조기(22)로 순차적으로 이송하면서, 3차 건조기(22)->2차 건조기(18)->1차 건조기(14)의 순으로 순환하는 건조 공기에 의해 단계별로 건조하는 공정을 통해 그 효율을 최대화할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에 따르면 건조기(10)는 복수개로 구비되는 것이 바람직하 며, 더 바람직하게는 3개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
건조공기는 외부에서 유입되어 열교환기(30)->3차 건조기(22)->2차 건조기(18)->1차 건조기(14)의 순으로 순환하게 되는 데, 열교환기(30)는 예냉기(32), 증발기(36), 워터캐처(40) 및 응축기(44)로 구성되어 있다.
한편, 동절기에는 예냉기(32)는 프리히터(54)를 순환하는 물에 의해 외부에서 유입된 공기를 가열하여 건조기 내부에 반입된 음식물 슬러리를 먼저 해동시킨 후 건조 공정을 시행하게 되는 데, 이때 예냉기(32)의 예열동작은 건조기(10)를 거친 건조 공기의 온도가 냉매의 증발온도보다 낮은 경우에 실시되는 것으로 설정된다.
한편, 건조기(10)를 거친 건조공기의 온도가 일정 온도 이상으로 형성되는 경우 예냉기(32)는 건조 공기를 예냉하여 증발기에서 제습 효율을 증대시키고 냉동 싸이클이 트립 현상 없이 안정적으로 가동될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 음식물 슬러리 건조장치에 의하면 음식물 슬러리의 건조를 위해 외부에서 유입된 건조 공기는 건조기(10) 및 열교환기(30)를 순환하고 외부로 배출되지 않는다. 음식물 슬러리는 건조시에 악취를 발생시킴으로 건조 공기가 외부로 배출되는 경우 주변 대기를 오염시키게 된다. 본 발명에 의하면, 건조 공기의 온도를 외부로 배출하지 않고서도 건조기 내부의 온도를 일정하게 유지하는 것이 가능함으로 이러한 대기 오염을 방지할 수 있게 된다. 그러나 건조 공정의 완료 등과 같이 건조 공기를 외부로 배출 필요가 있는 경우를 위해 냄새를 제거할 수 있도록 마련된 스크루버(60)를 통해 배출되도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 음식물 슬러리 건조장치가 농산물 등의 건조를 목적으로 사용되는 경우, 건조물의 종류에 따라 냄새가 문제되지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에는 건조기(10)를 거친 건조 공기의 일부를 대기 중으로 방출하고(c), 열교환기로는 외부에서 새로운 공기를 유입하여(d) 수분을 제거하고 가열한 후 건조기로 공급하는 방안이 사용될 수 있다. 이 경우에 예냉기(10)의 열량을 최소화면서도 건조기 내부의 건조 공기를 일정한 온도로 유지하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명된 본 발명은 특정된 바람직한 실시예를 참조하여 구체적으로 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상이나 범위를 벗어남이 다양한 변형이 가능할 것이다. 첨부된 청구항들은 전술한 실시예 뿐만 아니라 이러한 다양한 변형예들을 포함하기 위해 의도된 것이다.
본 발명 음식물 슬러리 처리장치에 의하면, 냉동 싸이클의 안정성을 유지하면서 냉동기의 기화열과 발열량을 이용하여 매우 저렴한 비용으로 음식물 슬러리를 건조시킬 수 있게 된다. 또한 공기 중의 수분을 제거한 후 건조 공기를 가열하여 건조실로 유입하기 때문에 낮은 온도에서도 건조효율이 매우 높다.
또한, 본 발명은 예냉,예냉기를 구비하여 외부 온도 변화에 관계없이 건조기 내부의 건조를 효율적으로 달성할 수 있어 사계절 어느 때든 대기 중의 공기 조건에 관계없이 건조 처리를 할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 건조기 내부의 음식물 슬러리가 건조 공기에 의해 비 교적 낮은 온도에서 건조됨으로 건조기 내부에 고착되는 현상을 방지가능하고, 이로 인해 건조 처리 후 청소 공정이 용이하다.
또한 본 발명에 의하면, 건조기 내부의 공기가 외부로 배출되지 않은 상태에서 순환하면서 음식물 슬러리를 건조하는 것이 가능하여 환경오염을 방지할 수 있으며, 연속 건조 공정으로 음식물 슬러리를 처리함으로 대용량의 설비로 설치할 수 있다.

Claims (7)

  1. 음식물 슬러리가 수납되어 건조되는 건조기를 구비하고, 상기 건조기 내부로 유입되어 상기 음식물 슬러리를 건조한 후 습한 상태로 배출된 후 열교환기를 거쳐 다시 건조기 내부로 순환하는 건조 공기의 흐름에 의해 상기 음식물 슬러리가 건조되도록 구성하며,
    상기 열교환기는 열매체와의 열교환을 통해 상기 건조 공기를 예냉하는 예냉기; 상기 예냉기를 거친 상기 건조 공기가 냉매의 증발열에 의해 냉각되면서 제습이 이루어지도록 하는 증발기; 및 상기 증발기를 거치면서 제습된 상기 건조 공기를 발열에 의해 가열하는 응축기를 포함하며,
    상기 냉매는 상기 증발기를 거치면서 기화되고, 압축기를 거친 후 상기 응축기를 거치면서 발열하도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 슬러리 건조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예냉기는 열매체를 냉각하는 쿨링타워와, 열매체를 압송하는 순환펌프를 구비하여, 상기 열매체가 상기 순환펌프의 펌핑압에 의해 상기 쿨링타워와 예냉기 사이를 순환하면서 상기 열교환기로 유입되는 건조공기를 예냉할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 슬러리 건조장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 예냉기는 내부의 열매체가 쿨링타워와의 사이에서 순환하는 예냉 순환로과, 내부의 열매체가 가열되는 프리히터와의 사이에서 열매체가 순환하는 예열 순환로를 구비하여 상기 건조공기의 온도에 따라 상기 열매체는 상기 예냉 순환로 또는 예열 순환로 중에서 선택된 순환로로 유동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 슬러리 건조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 증발로와 상기 응축기 사이에 지그재그 형으로 절곡된 다수개의 절곡 플레이트가 상호 이격된 상태로 적층되어 상기 절곡 플레이트 사이에 건조 공기의 파형 흐름을 형성되는 파형 통로를 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 음식물 슬러리 건조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조기는 복수개 구비되고, 음식물 슬러리가 상기 복수개의 건조기를 순차적으로 이동하면서 건조되며, 건조 공기는 상기 음식물 슬러리의 이동방향과 반대방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는 음식물 슬러리 건조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 건조기는 3개 구비되어, 1차,2차,3차 건조기로 구분되는 것을 특징으로 하는 음식물 슬러리 건조장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매가 응축기로 유입되는 배관에는 저온의 냉매 가스를 분사할 수 있는 가스 인젝터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물 슬러리 건조장치.
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