KR100711091B1 - Apparatus for fermenting food waste - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물쓰레기의 뒤섞기와 회류에 의한 발효 촉진, 전숙과 후숙의 일관성유지에 의한 조기 건조 및 부패방지로 발효물의 품질 개선 등에 기여할 수 있는 음식물쓰레기 발효장치를 제공하기 위한 것으로서, 사각호퍼형 발효조로 하고, 이 발효조 내에 가역형이자 선단에 음식물쓰레기를 걷어올리는 보조익이 부착된 스크류를 설치하여 열풍과 미생물이 공급되는 가운데 스크류가 역구동하면 보조익은 음식물쓰레기를 걷어올리는 것으로 회류시키고 휘젓기기능이 부가된 노즐 장착형 열풍공급장치로는 회류되는 음식물쓰레기를 휘저어 미생물의 분해작용과 온풍의 원활한 접촉으로 발효를 촉진시키며, 전숙과정을 마친 후 열풍공급과 미생물의 투입을 잠정 중지하고 내부 분위기의 급변 없이 일정기간 방치하여 후숙과정으로 이어지게 함으로써 전숙물의 대기 노출로 인한 조기 건조와 부패를 방지하여 완숙도를 높이며, 후숙된 후에는 스크류의 정구동에 의하여 발효조 밖으로 반출시킬 수 있게 한 음식물쓰레기 발효장치를 특징으로 한다. The present invention is to provide a food waste fermentation apparatus that can contribute to the improvement of the quality of fermented products by promoting the fermentation by mixing and recycling food waste, premature drying and decay prevention by maintaining consistency between premature and ripening, In this fermenter, a reversible type screw with an auxiliary vane for lifting food waste is installed at the tip, and when the screw is driven back while hot air and microorganisms are supplied, the auxiliary vane is recirculated by rolling up the food waste, and the stirring function is added. The nozzle-mounted hot air feeder is designed to stir the circulating food waste to promote fermentation by the microorganism's decomposition action and the warm air's smooth contact, and temporarily stops the hot air supply and microorganism input after finishing the premature process, By letting it go for a while It prevents premature drying and decay due to the air exposure of the whole house, and improves maturity. After finishing, it is characterized by a food waste fermentation device that can be taken out of the fermenter by the regular driving of the screw.
Description
도 1은 본 발명의 발효장치가 포함된 음식물쓰레기처리설비의 개념도1 is a conceptual diagram of a food waste treatment facility including a fermentation apparatus of the present invention
도 2는 발효장치의 종단면도2 is a longitudinal sectional view of the fermentation apparatus
도 3은 동 측면도3 is a side view of the same
도 4는 스크류의 선단부 발췌도Figure 4 is an excerpt of the tip of the screw
도 5는 위에서 본 음식물쓰레기의 회류예시도5 is an example of the flow of food waste seen from above
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 호퍼장치 20: 파쇄선별기10: hopper device 20: shredder
30: 발효장치 31: 발효조30: fermenter 31: fermenter
32: 스크류 32a: 보조익32:
33: 열풍공급장치 33b: 관상 노즐33: hot
34: 필터 36: 스크류 컨베이어34: filter 36: screw conveyor
37: 미생물 저장통 37: microbial reservoir
본 발명은 발효촉진, 후숙과정에서 완숙도 향상 및 부패 방지, 전숙과 후숙의 일관성 유지에 의한 완숙도 향상 등을 목적으로 하는 음식물쓰레기 발효장치에 관한 것이다.The present invention relates to a food waste fermentation apparatus for the purpose of promoting fermentation, improving maturity and anti-corruption in the process of ripening, improving maturity by maintaining consistency of premature and ripening.
통상의 음식물쓰레기 발효장치는 직립식 원통 모양의 발효조 내에 열풍 공급이 가능한 관상 축에 층별로 휘젓기용 수평날개가 부착되고 최하위 수평날개는 중공형으로서 곳곳에 열풍을 내뿜는 노즐을 가진 휘젓기용 종형 익차가 설치되어 있으며, 발효조의 천장에는 음식물쓰레기 투입구가 그리고 바닥 부근에는 발효물 토출구가 설치되어 있다. 발효조에 음식물쓰레기를 투입하고 미생물을 투입하면서 관상 축의 하단에 부착된 노즐구비형 날개로 열풍을 공급하여 발효시킨다. 발효는 발효조의 최하층에서 시작하여 시간이 흐르면서 차츰 상층부쪽으로 진행된다. Conventional food waste fermentation system is equipped with a horizontal wing for stirring each layer on a tubular shaft capable of supplying hot air in an upright cylindrical fermenter, and the lowest horizontal wing is hollow, with a vertical bellows for stirring with a nozzle to blow hot air around. The food waste inlet is installed at the ceiling of the fermentation tank and the fermentation outlet is installed near the bottom. Food waste is put into the fermenter, and microorganisms are added to ferment by supplying hot air to the nozzle-equipped wings attached to the bottom of the tubular shaft. Fermentation begins at the bottom of the fermenter and gradually progresses to the upper layer over time.
발효조에서 음식물쓰레기가 발효되는데는 대체로 15일 정도가 소요되며, 여기서의 발효를 전숙이라고 한다. 전숙만으로는 음식물쓰레기의 완전발효가 미흡하기 때문에 유기질비료로 사용하기가 곤란하다. 발효조에서 꺼낸 발효물은 20일 가량 소요되는 후숙과정을 통하여 완숙시켜야 유기질비료로 완성된다. It takes about 15 days for food waste to ferment in fermentation tanks. It is difficult to use it as organic fertilizer because it is not enough fermentation of food waste alone. Fermented products taken out of fermenter must be matured through organic ripening process, which takes about 20 days.
장입된 음식물쓰레기를 휘저어서 기계적으로 발효를 촉진시키는 발효조에서 음식물쓰레기의 발효가 더욱 효율적으로 진행되도록 하기 위해서는 음식물쓰레기의 상하 교류가 이뤄져야 한다. In order to make the fermentation of food waste proceed more efficiently in the fermentation tank which stirs the charged food waste mechanically, the up and down exchange of food waste should be carried out.
그런데, 종래의 익차 내장형 발효조에서 익차로 음식물쓰레기를 휘저으면 발효가 진행되는 속도에 따라 차이는 있지만 위쪽 음식물쓰레기가 아래쪽으로 내려갈 뿐 상하 교류는 이뤄지지 않는다. 때문에 발효가 더디고, 전반에 걸쳐 균등하게 발효되지도 않는다.By the way, when the food waste is stirred in a conventional tea built-in fermenter, the difference in the speed of the fermentation proceeds, but the upper food waste is lowered only up and down is not made. Because of this, fermentation is slow and does not ferment evenly throughout.
또, 음식물쓰레기용 발효조도 축분발효조와 마찬가지로 1기당 1회 장입량이 수 십톤에 이를 정도로 상당히 많은데다, 발효가 진행될수록 함수율이 낮아지면서 뻑뻑해져서 익차의 회전저항이 증가한다. 이에 기인하여 익차의 기계적 수명이 짧았다. In addition, fermentation tanks for food waste also have a considerable amount of dozens of tons per unit, like fermentation fermentation tanks, and as the fermentation proceeds, the water content decreases and becomes stiff, increasing the rolling resistance of the tea. Due to this, the mechanical life of the van was short.
한편, 발효조 밖 노출된 장소에서의 후숙은 속히 건조되는 바람에 완숙에 장애가 되기도 하고, 부패되어 유기질비료의 품질이 저하되는가하면 악취도 발생한다. On the other hand, after ripening in a place exposed outside the fermentation tank may be impeded to ripening due to the rapid drying, and if the quality of the organic fertilizer is degraded due to decay, odor also occurs.
본 발명은 음식물쓰레기의 뒤섞기와 회류에 의한 발효 촉진, 전숙과 후숙의 일관성유지에 의한 조기 건조 및 부패방지로 발효물의 품질 개선 등에 기여할 수 있는 음식물쓰레기 발효장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a food waste fermentation apparatus that can contribute to the improvement of fermentation quality by promoting the fermentation by mixing and recirculating food waste, premature drying and decay prevention by maintaining consistency of premature and ripening.
이 과제는 사각호퍼형 발효조로 하고, 이 발효조 내에 가역형이자 선단에 음식물쓰레기를 걷어올리는 보조익이 부착된 스크류를 설치하여 열풍과 미생물이 공급되는 가운데 스크류가 역구동하면 보조익은 음식물쓰레기를 걷어올리는 것으로 회류시키고 휘젓기기능이 부가된 노즐 장착형 열풍공급장치로는 회류되는 음식물쓰레기를 휘저어 미생물의 분해작용과 온풍의 원활한 접촉으로 발효를 촉진시키며, 전숙과정을 마친 후 열풍공급과 미생물의 투입을 잠정 중지하고 내부 분위기의 급변 없이 일정기간 방치하여 후숙과정으로 이어지게 함으로써 전숙물의 대기 노출로 인한 조기 건조와 부패를 방지하여 완숙도를 높이며, 후숙된 후에는 스크류의 정구동에 의하여 발효조 밖으로 반출시킬 수 있게 한 음식물쓰레기 발효장치로 달성할 수 있다.The task is to use a square hopper fermenter, and in this fermenter, a screw with a reversible type and an auxiliary vane for lifting food waste is installed at the tip, and when the screw is driven back while hot air and microorganisms are supplied, the auxiliary vane lifts the food waste. The nozzle-mounted hot air supply unit with a whirlwind function and a churning function promotes fermentation by stirring the circulating food waste and smoothly contacting the microorganisms and the warm air, and temporarily stops the hot air supply and microorganism input after the pre-aging process. And leave it for a certain period of time without sudden change in the atmosphere, which leads to the process of ripening, thereby preventing premature drying and decay due to the exposure of the atmosphere of the whole house to increase the maturity, and after the ripening, the food that can be taken out of the fermenter by the regular driving of the screw. Achievement with a waste fermenter.
도 1는 수거해 온 음식물쓰레기를 일시적으로 보관하는 호퍼장치(10)와 비닐 등의 이물질을 파쇄하여 선별한 후 순폐음식물쓰레기만 배출하는 파쇄선별기(20)에 본 발명의 발효장치(30)를 연계시킨 음식물쓰레기처리설비의 개략적 평면도이다.1 shows the
상기 호퍼장치(10)는 일시 저장중인 음식물쓰레기를 스크류 컨베이어(11)를 이용하여 파쇄선별기(20)측으로 이송하는 통상의 호퍼, 또는 음식물 캡슐의 비파괴식 탈수와 자성을 띈 금속의 제거, 및 예비 숙성기능을 가진 호퍼 등이다.The
파쇄선별기(20)에서 파쇄된 흡잡물은 순음식물쓰레기에서 선별되어 다른 경로로 배출하여 수거하고, 순음식물쓰레기는 발효장치(30)로 보내서 발효시키게 된다.The lysate crushed in the crushing
도 2 및 도 3에서, 발효장치(30)의 발효조(31)는 사각호퍼형이다. 예컨대, 단일 반지름의 원통형에 대하여 그 지름을 1변으로 한 정사각형 발효조는 평면적이 넓어서 1회 장입량 및 발효처리량이 더 많다. 이 점을 고려하여 발효조(31)를 사각호퍼형으로 한 것이다. 발효조(31)에서 구배면(31a)의 하단쪽 중앙에는 스크류(32)가 설치되어 있다. 상기 스크류(32)는 정역구동이 가능한 가역형이다. 즉, 전숙과 후숙이 진행되는 동안에는 역구동하여 음식물쓰레기를 회류시킴으로써 뒤섞기로 발효를 촉진하고, 완전히 숙성된 발효물의 기외로 반출 시에는 정구동하는 가역형 스크류이다. 이러한 스크류(32)의 정구동과 역구동은 정역구동이 가능한 모터(도시 생략)를 동력원으로 설정하는 것으로 가능하다.2 and 3, the
도 4와 더불어 설명하면, 스크류(32)는 선단에 보조익(32a)을 갖고 있다. 이 보조익(32a)은 나선익이 끝나는 지점에서 축선방향으로 부착한 것으로서, 스크류(32)의 역구동에 따라 선단쪽으로 몰려 오는 음식물쓰레기(전숙물, 후숙물 포함)를 발효조(31)의 내부 위쪽으로 걷어올려서 회류시키기 위해 부착한 것이다 4, the
다시 도 2 및 도 3에서 발효조(31) 내에서 스크류(32)의 위쪽 좌우측에는 회전식 관상 횡축(33a)에 복수의 관상 노즐(33b)이 방사상으로 부착되어 회전하면서 음식물쓰레기를 휘저어 발효를 촉진하면서 외부에서 조성된 열풍을 음식물쓰레기 속으로 도입하여 더 활기찬 발효분위기로 조성하는 열풍공급장치(33)가 설치되어 있다. 2 and 3 again, a plurality of
또, 스크류(32)의 아래 쪽에는 위로부터 대팻밥이나 톱밥 등의 목재칩층(34a), 자갈층(34b)으로 필터(34)를 조성하여 발효되는 동안 음식물쓰레기에서 발생하여 발효조(31)의 바닥쪽으로 흘러내리는 침출수가 정화되도록 한다. 그리고 자갈층(34b)내에는 폭기장치(35)를 설치하여 침출수의 정화가 가능하게 한다.In addition, the
발효조(31)의 상부에는 파쇄선별기(20)에서 나오는 엄선된 음식물쓰레기를 건네받기 위한 스크류 컨베이어(36), 미생물 저장통(37), 발효가스 배기구(38)가 설치되어 있고, 발효조(31)의 바닥 부근에는 침출수 배수구(39)가 설치되어 있다.The upper part of the
도 1로 돌아가서, 호퍼장치(10) 내의 음식물쓰레기는 이송수단(41,42)에 의해 파쇄선별기(20)로 보내져 비닐, 나무나 플라스틱 혹은 금속 젓가락 등의 이물질과 무닢 따위의 질긴 섬유질이 파쇄된다. 여기서 파쇄된 이물질은 분리되어 흡잡 물 이송수단(43)에 의해 따로 수집되고, 음식물쓰레기는 이송수단(44)과 스크류 컨베이어(36)를 거쳐 발효조(31)로 투입된다.Returning to FIG. 1, the food waste in the
정량의 음식물쓰레기가 들어 찬 다음에 열풍공급장치(33)를 회전시키면서 열풍을 공급하고 미생물 저장통(37)에서는 적량의 미생물을 보급하며, 스크류(32)를 저속으로 역구동시킨다. 수평날개가 옆으로 음식쓰레기를 휘젓던 종래의 익차에 대하여 상기 열풍공급장치(33)의 관상 노즐(33b)은 관상 횡축(33a)을 중심으로 회전되면서 음식물쓰레기를 위 아래로 휘젓게 된다. 또, 스크류(32)에 인접한 음식물쓰레기는 화살표 d1 방향을 따라 그 선단쪽으로 서서히 이동된다. 그 음식물쓰레기가 스크류(32)의 선단에 이르면 보조익(32a)에 의해 위쪽으로 밀려올라간다. 이러한 일련의 음식물쓰레기의 휘젓기와 회류가 지속됨에 따라 음식물쓰레기는 발효조(31) 내에서 잘 뒤섞이면서 고른 숙성이 가능해진다. 화살표 d2와 도 5의 화살표 d3는 음식물쓰레기의 회류방향, d4는 관상 노즐(33b)에 의한 휘저어지는 방향(또는 범위)을 예시한다. After the quantity of food waste is filled, the hot air is supplied while the hot
1차 발효, 즉 전숙은 15일 가량 걸린다. 소정의 시일이 경과하여 전숙된 것을 확인한 다음에 열풍과 미생물의 공급을 중지한다. 그러나 스크류(32)는 지금까지 해온 대로 계속 역구동하면서 전숙물을 회류시킨다. 전숙이 완료된 후에는 열풍공급을 중지한다. 이 때부터 발효조(31)의 내부는 아주 느리게 그리고 자연스럽게 식으면서 후숙과정으로 넘어간다. 급격한 분위기 변화로 인한 불완전한 숙성과 부패의 우려가 불식되는 주된 이유가 바로 이것이다. Primary fermentation, or premature ripening, takes about 15 days. After confirming that the predetermined time has elapsed and ripening, the supply of hot air and microorganisms is stopped. However, the
이처럼 본 발명의 발효장치(30)에서는 전숙물의 후숙도 발효조(31) 내에서 모두 이룰 수 있다. 그래서 야외로 옮겨 후숙시키는 바람에 조기에 냉각 건조되어 숙성이 미흡하고 부패되는 바람에 악취가 나고 품질저하현상이 두드러졌던 종래의 문제점이 일거에 사라지게 되는 것이다.As described above, in the
한편, 전숙 및 후숙과정에서 발생하는 침출수는 필터(34)를 통과하면서 전숙 및 후숙물이 쓸려내리는 것이 방지되므로 맑아진다. 이렇게 맑아진 침출수는 다시 폭기장치(35)에 의해 폭기되고 정화되어 침출수 배수구(39)를 통해 방류된다. 후숙마저 발효조(31) 내에서 이뤄짐에 따라 완숙된 발효물은 스크류(32)를 정구동하여 배출구(32b)로 배출한다. 배출되는 발효물은 이송수단(45)에 실어 보관소로 옮긴다. On the other hand, the leaching water generated during the premature and after ripening process is cleared because the premature and ripened material is prevented from being washed out while passing through the
도 1과 같이 복수의 발효조(31)를 병렬로 배치하고 음식물쓰레기의 유입량에 따라 순차적으로 음식물쓰레기를 투입하여 상기의 발효과정을 거치도록 설계하면 효과적이다. As shown in FIG. 1, it is effective to arrange the
이상 설명한대로 본 발명의 음식물쓰레기 발효장치는 발효조 내에서 급격한 환경변화 없이 안정된 분위기 하에서 후숙도 전숙에 이어 일관성있게 진행할 수 있으므로 후숙과정에서 발효물(전숙물)의 조기 건조와 부패의 우려가 사라지고, 음식물쓰레기의 품질도 개선할 수 있다.As described above, the food waste fermentation apparatus of the present invention can proceed consistently after ripening degree in a stable atmosphere without rapid environmental change in the fermenter, so that there is no fear of premature drying and decay of the fermented product (preheated substance) in the ripening process. The quality of food waste can also be improved.
또, 발효조 내에서 음식물쓰레기는 스크류에 의한 회류와 열풍공급장치의 노즐에 의한 뒤섞기가 가능하므로 발효 촉진과 균등한 발효가 가능하다. In addition, the food waste in the fermentation tank can be mixed by the spin of the screw and the nozzle of the hot air supply device, so that it is possible to promote fermentation and equal fermentation.
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