KR100773496B1 - Apparatus for manufacturing bio diesel and the method for controlling the apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에 따른 바이오 디젤 제조장치를 개략적으로 도시한 구성도이고,1 is a configuration diagram schematically showing a biodiesel manufacturing apparatus according to the prior art,
도 2는 종래기술에 따른 바이오 디젤 제조장치의 구성 간에 연결관계를 도시한 회로도이고,Figure 2 is a circuit diagram showing the connection between the configuration of the biodiesel manufacturing apparatus according to the prior art,
도 3은 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치를 개략적으로 도시한 평면도이고,3 is a plan view schematically showing a biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치를 개략적으로 도시한 측면도이고,Figure 4 is a side view schematically showing a biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 구성 간에 연결관계를 도시한 도면이되, 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드시에 각각의 동작을 도시한 도면이고,5a to 5d is a view showing a connection relationship between the configuration of the biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention, it is a view showing each operation in the input mode, reaction mode, washing mode, and drying mode,
도 6은 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 구성 간에 전기적인 연결관계를 도시한 회로도이고,Figure 6 is a circuit diagram showing the electrical connection between the configuration of the biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 제어방법을 도시한 블로도이 며,7 is a block diagram showing a control method of the biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention,
도 8 내지 도 12는 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 제어방법을 도시한 플로우챠트이다.8 to 12 is a flow chart illustrating a control method of the biodiesel production apparatus according to the present invention.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing
1: 바이오 디젤 제조장치 2: 제1배관1: biodiesel manufacturing apparatus 2: first piping
3: 제2배관 4: 제3배관3: 2nd piping 4: 3rd piping
5: 제4배관 6: 제1개폐밸브5: 4th piping 6: 1st opening / closing valve
7: 제2개폐밸브 8: 제3개폐밸브7: second open / close valve 8: third open / close valve
9: 제4개폐밸브 10: 반응조9: fourth open / close valve 10: reactor
11: 전원 12: 시작버튼11: power 12: start button
13: 표시창 14: 수위감지센서13: Display window 14: Water level sensor
15: 비중감지센서 16: 수분감지센서15: specific gravity sensor 16: moisture sensor
17: 뚜껑 18: 통공17: lid 18: through hole
19: 유입구 20: 촉매공급유닛19: inlet 20: catalyst supply unit
21: 케이스 30: 펌프유닛21: Case 30: Pump unit
31: 펌프 32: 순환배관31: pump 32: circulation piping
33: 분사노즐 40: 히팅유닛33: injection nozzle 40: heating unit
41: 히터 50: 블로워유닛41: heater 50: blower unit
51: 모터 52: 팬51: motor 52: fan
60: 제어부 70: 전원60: control unit 70: power source
80: 지지프레임 90: 부산물저장조80: support frame 90: by-product storage tank
91: 생성물저장조 92: 체크밸브91: product reservoir 92: check valve
본 발명은 개인용 바이오 디젤 제조장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a personal biodiesel production apparatus and a control method thereof.
일반적으로, 우리가 사용하고 있는 에너지원은 대부분 석유, 석탄 등과 같은 화석원료이므로 에너지 수급, 환경오염 등 많은 문제를 노출하고 있다.In general, most of the energy sources we use are fossil materials such as petroleum and coal, which exposes many problems such as energy supply and demand and environmental pollution.
근래 들어서는 이를 해결하기 위한 다양한 형태의 대체 에너지원 개발 노력이 활발하게 이루어지고 있으며, 그 중에 하나가 생물체가 만들어내는 유기물인 바이오매스(Biomass)로부터 생산되는 지속 가능한 원료인 바이오원료(Biofuel)가 있다.Recently, various forms of alternative energy sources have been actively developed to solve this problem, and one of them is biofuel, a sustainable raw material produced from biomass, an organic material produced by living organisms. .
바이오 원료의 종류로는 바이오 에탄올(Bioethanol), 메탄올(Methanol), 바이오 디젤(Biodiesel), 메탄가스 등이 있으며, 이중 동물 또는 식물의 지방 또는 재생유지로부터 만들어지는 바이오 디젤이 운송수단의 원료, 즉 디젤 엔진의 원료로 가장 널리 사용되고 있다.Examples of bio raw materials include bioethanol, methanol, biodiesel, and methane gas. Among them, biodiesel produced from fat or regeneration of animal or plant is a raw material for transportation, namely, It is most widely used as a raw material for diesel engines.
이러한 바이오 디젤은 현재 우리나라의 경우 대부분 대규모 플랜트에서 제조되어 정유사에 납품되고 있는 실정이다.Such biodiesel is currently manufactured in large-scale plants in Korea and supplied to refiners.
상기 바이오 디젤의 원료유를 제조하는 선행기술로서는 국내 공개특허공보 제1989-0002403호, 공개특허공보 제1990-0003894호, 및 공개특허공보 제1999-024529호 등이 있다.As the prior art of manufacturing the raw material oil of the biodiesel, there are domestic Patent Publication No. 1989-0002403, Patent Publication No. 1990-0003894, Patent Publication No. 1999-024529 and the like.
또한, 폐식용유를 이용한 바이오 디젤의 생산에 관해서는 폐식용유의 원료화에 관한 연구자료가 발표된 바 있으나, 현재 제조기술은 명확하게 확립되지 않은 실정이다.In addition, regarding the production of biodiesel using waste cooking oil, research data on raw material production of waste cooking oil have been published, but the current manufacturing technology is not clearly established.
한편, 바이오 디젤을 제조하기 위한 종래의 바이오 디젤 제조장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 에스테르화 반응기(110)의 외부에 온도센서(101), 가열장치(103), 냉각기(105), 및 온도조절장치(104)가 구비되고, 반응기(110)의 내부에는 모터(108) 축에 교반기(102)가 수직방향으로 장착된다.On the other hand, the conventional biodiesel manufacturing apparatus for producing biodiesel, as shown in Figure 1 and 2, the temperature sensor 101, the
이러한 바이오 디젤 제조장치의 동작은 먼저, 반응물인 식용유를 반응기(110)의 시료주입구(109)로 투입하고, 별도의 혼합장치를 통해 촉매가 용해된 메탄올도 반응기(110)의 내부로 투입한 후, 가열 교반하면서 에스테르화 반응을 시키며, 반응기(110)의 외벽에 설치된 냉각기(105)의 물주입구(106)와 출구(107)를 통해 냉각한다.The operation of the biodiesel manufacturing apparatus, first, the cooking oil as a reactant is introduced into the
상기 반응기(110)에서 에스테르화 반응이 종료되면, 저장탱크(112)로 이송하여 증류탑(113)에서 메탄올을 증류시켜 콘덴서(114)에서 응축하여 저장조(115)로 이송하고, 상기 증류탑(113)의 하부로부터 글리세린과 메틸에스테르를 회수하여 저장조(116)에서 글리세린을 분리한 후, 이송장치(117)와 저장조(118)를 거쳐 제2증류탑(119)에서 증류시키고 분리기(120)를 거쳐 메틸에스테르는 저장조(121)에서 회 수하고 가스는 배출기(122)를 통해 외부로 배출하여 바이오디젤을 생산한다.When the esterification reaction is completed in the
하지만, 종래기술에 따른 바이오 디젤 제조장치는, 상기와 같이 구성이 매우 복잡하여 장치의 부피가 컸을 뿐만 아니라, 그 작동 또한 어려웠기 때문에, 가정에서 사용하기가 거의 불가능한 문제점이 있었다.However, the biodiesel manufacturing apparatus according to the prior art has a problem that it is almost impossible to use at home because the configuration is very complicated and the volume of the apparatus is not only large, but also difficult to operate.
최근 들어, 해외에서 개인용 바이오 디젤 제조장치가 생산 및 판매되고는 있었으나, 대부분이 원료 주입단계부터 전체 공정이 수동식으로 이루어져서 작동이 매우 번거롭고 불편한 문제점이 있었다.In recent years, a personal biodiesel manufacturing apparatus has been produced and sold overseas, but most of the processes have been made manually from the raw material injection stage, and thus, the operation is very cumbersome and inconvenient.
아울러, 상기한 종래기술은 바이오 디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 인력이 많이 소요될 뿐만 아니라, 그에 따른 작업공정도 복잡한 문제점이 있었다.In addition, the above-described prior art not only takes a lot of work time and manpower required to manufacture biodiesel, but also has a complicated work process.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구성을 단순화시켜 부피를 작게 할 뿐만 아니라 원료를 투여하는 것 외에 모든 공정이 자동으로 수행되도록 하여 작동을 매우 쉽도록 하고, 바이오 디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 작업공정을 감소시키도록 한 개인용 바이오 디젤 제조장치를 제공하는데 제1 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, simplifying the configuration to not only reduce the volume, but also to make the operation very easy to operate all the processes other than dispensing the raw material to manufacture biodiesel It is a first object to provide a personal biodiesel manufacturing apparatus for reducing the work time and work process required to take.
본 발명은 상기한 바이오 디젤 제조장치를 효율적으로 제어할 수 있는 제어방법을 제공하는데 제2 목적이 있다.The present invention has a second object to provide a control method capable of efficiently controlling the above-described biodiesel production apparatus.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 유입구를 통해 내부로 촉매가 포함된 원료가 투여되는 반응조; 상기 반응조에 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매를 제공하는 촉매공급유닛; 상기 반응조와 연결되어 상기 촉매가 포함된 원료, 상기 촉매가 포함된 원료로부터 분리된 초기생성물과 상기 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매가 혼합된 혼합물, 및 상기 혼합물로부터 분리된 최종생성물 중 어느 하나를 상기 반응조 내부에서 순환시키는 펌프유닛; 상기 반응조의 내부에 구비되어 상기 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나를 일정한 온도로 가열하는 히팅유닛; 및 상기 반응조 내에서 발생한 증기를 외부로 배출하는 블로워유닛을 포함하며, 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드가 순차적으로 진행되도록 기설정되며, 상기 기설정된 모드에 따라 상기 촉매공급유닛, 펌프유닛, 히팅유닛, 및 블로워유닛의 온/오프를 제어하여 상기 건조모드 후에 상기 반응조 내에는 상기 최종생성물만 남도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 디젤 제조장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a reaction tank in which the raw material containing the catalyst is administered through the inlet; A catalyst supply unit for providing an emulsion preventing catalyst including washing water in the reaction tank; Any one of a raw material including the catalyst, a mixture of an initial product separated from the raw material including the catalyst and an emulsion preventing catalyst including the washing water, and a final product separated from the mixture are connected to the reactor; A pump unit circulating in the reactor; A heating unit provided inside the reactor to heat any one of the initial product, the mixture, and the final product to a constant temperature; And a blower unit for discharging the steam generated in the reaction tank to the outside, wherein the input mode, the reaction mode, the washing mode, and the drying mode are sequentially set, the catalyst supply unit according to the preset mode, It provides a bio-diesel manufacturing apparatus characterized in that it further comprises a control unit for controlling the on / off of the pump unit, heating unit, and blower unit to leave only the final product in the reactor after the drying mode.
상기 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매가 상기 반응조로 공급되도록 상기 반응조와 상기 촉매공급유닛을 연결하되 제1개폐밸브를 가지는 제1배관과, 상기 촉매가 포함된 원료로부터 분리된 부산물이 부산물저장조로 공급되도록 상기 반응조와 상기 부산물저장조를 연결하되 제2개폐밸브를 가지는 제2배관과, 상기 혼합물로부터 분리된 배출수가 하수구로 배출되도록 상기 반응조와 연결되되 제3개폐밸브를 가지는 제3배관과, 상기 최종생성물이 생성물저장조로 배출되도록 상기 반응조와 상기 생성물저장조를 연결하되 제4개폐밸브를 가지는 제4배관을 더 포함하며, 상기 제어부는 기설정된 모드에 따라 상기 제1 내지 제4개폐밸브의 온/오프를 제어한다.The reaction pipe and the catalyst supply unit are connected to each other so that the emulsion preventing catalyst including the washing water is supplied to the reaction tank, the first pipe having a first opening and closing valve, and the by-product separated from the raw material containing the catalyst are supplied to the by-product storage tank. A second pipe having a second opening and closing valve, and a third pipe having a third opening and closing valve connected to the reaction tank so that the discharged water separated from the mixture is discharged to the sewer; A fourth pipe is connected to the reaction tank and the product storage tank so that the product is discharged to the product storage tank, and further includes a fourth pipe having a fourth opening / closing valve, wherein the control unit turns on / off the first to fourth opening / closing valves according to a preset mode. To control.
상기 반응조는, 내측 상부에 상기 혼합물의 수위정보를 상기 제어부로 제공하는 수위감지센서를 더 구비하며, 상기 제어부는 세척모드시 상기 수위정보가 최고접점 이상일 경우에 상기 제1개폐밸브를 오프시키고 상기 수위정보가 최고접점 이하일 경우에 상기 제1개폐밸브를 온시키도록 제어하며, 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드시 상기 수위정보가 최저접점 이상일 경우 전원을 온시키고 상기 수위정보가 최저접점 이하일 경우 전원을 오프시키도록 제어한다.The reactor further includes a water level sensor for providing the water level information of the mixture to the control unit at an inner upper portion, wherein the control unit turns off the first opening / closing valve when the water level information is above the maximum contact point in the washing mode. When the water level information is below the maximum contact point, the first opening / closing valve is controlled to be turned on. When the water level information is above the minimum contact point in the input mode, the reaction mode, the washing mode, and the drying mode, the power is turned on and the water level information is the lowest. If it is below contact point, control to turn off the power.
상기 반응조는, 내측 하부에 반응모드시 상기 부산물의 비중정보를 상기 제어부로 제공하거나 세척모드시 상기 배출수의 비중정보를 상기 제어부를 제공하는 비중감지센서를 더 구비하며, 상기 제어부는, 상기 부산물의 비중정보가 기설정된 부산물 비중값의 범위 내에 있을 경우 상기 제2개폐밸브를 오프시키고 상기 부산물의 비중정보가 기설정된 부산물 비중값을 벗어날 경우 상기 제2개폐밸브를 온시키도록 제어하거나, 상기 배출수의 비중정보가 기설정된 배출수 비중값의 범위 내에 있을 경우 상기 제3개폐밸브를 오프시키고 상기 배출수의 비중정보가 기설정된 배출수 비중값을 벗어날 경우 상기 제3개폐밸브를 온시키도록 제어한다.The reactor further includes a specific gravity sensor for providing the specific gravity information of the by-products in the reaction mode to the control unit in the lower portion of the inner side, or the control unit to provide the specific information of the specific gravity of the discharged water in the washing mode, the control unit, When the specific gravity information is within a predetermined byproduct specific gravity value, the second opening / closing valve is turned off, and when the specific gravity information of the by-product falls outside a preset byproduct specific gravity value, the second opening / closing valve is controlled to be turned on, or When the specific gravity information is within the range of the predetermined discharge water specific gravity value, the third opening / closing valve is turned off, and when the specific gravity information of the discharge water is out of the predetermined discharge water specific gravity value, the third opening / closing valve is controlled to be turned on.
상기 반응조는, 내부에 건조모드시 상기 최종생성물의 수분정보를 상기 제어부로 제공하는 수분감지센서를 더 구비하며, 상기 제어부는 상기 수분정보가 기설정된 수분값 이상일 경우에 상기 건조모드를 유지함과 동시에 상기 제4개폐밸브를 오프시키고 상기 수분정보가 기설정된 수분값 이하일 경우 건조모드를 종료함과 동시에 상기 제4개페밸브를 온시키도록 제어한다.The reaction tank further includes a moisture sensor for providing moisture information of the final product to the controller in a drying mode, and the controller maintains the drying mode when the moisture information is equal to or greater than a predetermined moisture value. When the fourth opening / closing valve is turned off and the moisture information is equal to or less than a predetermined moisture value, the drying mode is terminated and the fourth opening / closing valve is turned on.
상기 펌프유닛은, 상기 반응조의 상부와 하부를 연결하는 순환배관과, 상기 순환배관 상에 구비된 펌프로 이루어지며, 상기 펌프가 가동할 경우, 상기 반응조 내에 상기 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나가 상기 순환배관의 하부로부터 상부로 이동되면서 순환하는 것이 바람직하다.The pump unit comprises a circulation pipe connecting the upper and lower portions of the reaction tank, and a pump provided on the circulation pipe, and when the pump is operated, the initial product, the mixture, and the final product in the reaction tank. It is preferable that any one of the circulation lines moves from the bottom to the top of the circulation pipe.
상기 순환배관은, 상부 끝단에 상기 반응조 내부를 향해 상기 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나가 일정한 각도로 분사되도록 분사노즐이 더 구비된다.The circulation pipe is further provided with an injection nozzle such that any one of the initial product, the mixture, and the final product is sprayed at a predetermined angle toward the inside of the reactor at the upper end.
상기 히팅유닛은, 상기 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나를 직접 가열하는 방식의 봉타입의 히터 또는 다수회 굴절된 타입의 히터인 것이 바람직하다.The heating unit is preferably a rod-type heater or a heater of a plurality of times refracted type of a method of directly heating any one of the initial product, the mixture, and the final product.
상기 블로워유닛은, 상기 반응조의 상부에 구비되는 모터와, 상기 모터에 의해 회동하는 팬으로 이루어지며, 상기 팬의 가동에 의한 증기의 배출은 상기 유입구를 통해 이루어진다.The blower unit is composed of a motor provided in the upper portion of the reaction tank, and a fan rotated by the motor, the discharge of steam by the operation of the fan is made through the inlet.
상기 반응조는, 상기 유입구에 개폐용 뚜껑이 더 구비되며, 상기 뚜껑에는 상기 증기가 배출되는 적어도 하나 이상의 통공을 가진다.The reactor, the inlet opening and closing lid is further provided, the lid has at least one through-hole through which the steam is discharged.
상기 반응조는, 상기 제어부와 전기적으로 연결된 표시창을 더 구비하며, 상기 표시창은 상기 제어부로부터 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드에 대한 신호를 제공받아 상기 각 모드에 따른 상태를 문자나 문양으로 표출시킨다.The reactor further includes a display window electrically connected to the control unit, wherein the display window receives a signal for an input mode, a reaction mode, a washing mode, and a drying mode from the control unit to display a text or pattern for each state. Expressed by
촉매가 포함된 원료에서 주원료는 정제된 동식물성 유지이고, 부원료는 메탄올이며, 촉매는 수산화칼륨 또는 수산화나트륨인 것이 바람직하다.In the raw material containing the catalyst, the main raw material is purified animal and vegetable fats and oils, the minor raw material is methanol, and the catalyst is potassium hydroxide or sodium hydroxide.
에멀젼 방지용 촉매는 초산 또는 식염수이거나 초산 및 식염수의 혼합액인 것이 바람직하다.The emulsion preventing catalyst is preferably acetic acid or saline or a mixture of acetic acid and saline.
제1 내지 제4배관 상에는 역류방지용 체크밸브가 더 구비된다.On the first to fourth pipes are further provided with a check valve for preventing backflow.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 제 1항에 따른 바이오 디젤 제조장치의 제어방법으로서, 반응조에 촉매가 포함된 원료를 유입하고 촉매공급유닛에 에멀젼 방지용 촉매를 유입하는 투입단계; 펌프유닛과 히팅유닛을 일정시간 동안 가동시켜 상기 촉매가 포함된 원료를 순환, 가열, 및 분리하여 초기생성물을 생성하는 반응단계; 상기 펌프유닛과 히팅유닛을 일정시간 동안 재가동시켜 상기 초기생성물과 에멀젼 방지용 촉매가 혼합된 혼합물을 순환, 가열, 및 분리하여 최종생성물을 생성하는 세척단계; 및 상기 펌프유닛과 히팅유닛과 더불어 블로워유닛을 일정시간 동안 가동시켜 상기 최종생성물을 건조시키는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 디젤 제조장치의 제어방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, as a control method of the biodiesel production apparatus according to
상기 투입단계는, 전원 버튼을 온시켜 시작 버튼을 누르면 투입모드를 시작하고 반응조의 유입구를 통해 촉매가 포함된 원료를 투여하는 단계와, 상기 촉매공급유닛에 에멀젼 방지용 촉매를 유입하고 투입모드를 종료하는 단계를 포함한다.In the input step, when the power button is turned on and the start button is pressed, an input mode is started and a raw material containing a catalyst is injected through the inlet of the reactor, and an emulsion preventing catalyst is introduced into the catalyst supply unit and the input mode is ended. It includes a step.
상기 반응단계는, 반응모드를 시작하고 펌프유닛을 온시켜 T1시간 동안 촉매가 포함된 원료를 순환시킴과 동시에 상기 히팅유닛을 온시켜 상기 촉매가 포함된 원료를 T1시간 동안 t1온도를 유지하도록 하는 단계와, 상기 T1시간이 지난 후 상기 펌프유닛과 히팅유닛을 오프시키고 T2 시간 동안 상기 촉매가 포함된 원료를 정치시켜 초기생성물과 부산물로 분리시키는 단계와, 상기 부산물을 배출시키고 반응 모드를 종료하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The reaction step is to start the reaction mode and turn on the pump unit to circulate the raw material containing the catalyst for T1 hours and at the same time to turn on the heating unit to maintain the temperature t1 for the raw material containing the catalyst for T1 hours And turning off the pump unit and the heating unit after the T1 time and leaving the raw material containing the catalyst separated by the initial product and the by-product for the T2 time, and discharging the by-product and ending the reaction mode. It is preferred to include the step.
상기 부산물의 배출은 제2개폐밸브의 온에 의해 이루어지며, 상기 반응모드가 종료됨과 동시에 상기 제2개폐밸브를 오프시킨다.The by-product is discharged by turning on the second opening / closing valve and turning off the second opening / closing valve at the same time as the reaction mode is terminated.
상기 세척단계는, 세척모드를 시작하고 세척수와 에멀젼 방지용 촉매를 상기 반응조로 유입하는 단계와, T3 시간 동안 상기 초기생성물과 상기 세척수를 포함한 에멀젼 방지용 촉매가 혼합된 혼합물을 정치시켜 잔여 부산물을 침전시키고 침전된 잔여 부산물을 배출시키는 단계와, 펌프유닛을 온시켜 T4 시간 동안 상기 혼합물을 순환시킴과 동시에 상기 히팅유닛을 온시켜 상기 혼합물을 T4 시간 동안 t2 온도를 유지하도록 하는 단계와, T5 시간 동안 상기 혼합물을 정치시켜 최종생성물과 배출수를 분리시키고 배출수를 배출시키고 세척모드를 종료하는 단계를 포함한다.In the washing step, starting the washing mode and introducing the washing water and the emulsion preventing catalyst into the reactor, the mixture is mixed with the initial product and the emulsion preventing catalyst including the washing water to precipitate the remaining by-products for T3 hours. Discharging the residual by-products precipitated, turning on the pump unit to circulate the mixture for T4 hours and simultaneously turning on the heating unit to maintain the mixture at t2 temperature for T4 hours, and Leaving the mixture to separate the final product and the effluent, draining the effluent and ending the wash mode.
세척모드의 시작과 동시에 상기 세척수와 에멀젼 방지용 촉매가 반응조로 유입되도록 제1개폐밸브를 온시키고, 수위감지센서에서 감지한 수위정보가 최고접점을 초과할 경우 제1개폐밸브를 오프시키는 것이 바람직하다.At the same time as the washing mode starts, it is preferable to turn on the first opening / closing valve so that the washing water and the emulsion preventing catalyst flow into the reaction tank and turn off the first opening / closing valve when the water level information detected by the water level sensor exceeds the maximum contact point. .
잔여 부산물의 배출은 T3 시간이 지난 후 제3개폐밸브를 온시키고, T4 시간이 시작되는 시점에서 제3개폐밸브를 오프시킨다.The discharge of the residual by-product turns on the third open / close valve after the T3 time, and turns off the third open / close valve at the beginning of the T4 time.
상기 배출수의 배출은 제3개폐밸브의 온에 의해 이루어지며, 상기 세척모드가 종료됨과 동시에 상기 제3개폐밸브를 오프시킨다.The discharge of the discharge water is performed by turning on the third open / close valve, and at the same time the washing mode is terminated, the third open / close valve is turned off.
상기 세척단계는, 수회 반복해서 실시하는 것이 바람직하다.The washing step is preferably repeated several times.
상기 건조단계는, 건조모드를 시작하고 펌프유닛을 온시켜 T6 시간 동안 상기 최종생성물을 순환시킴과 동시에 상기 블로워유닛을 온시켜 증기를 T6 시간 동 안 배출시키는 단계와, T6 시간이 지난 후 상기 펌프유닛과 블로워유닛의 온상태를 T7 시간 동안 유지시킴과 동시에 상기 히팅유닛을 온시켜 상기 혼합물을 T7 시간 동안 t3 온도를 유지하도록 하는 단계와, T7 시간이 지난 후 건조모드를 종료하고 상기 펌프유닛, 블로워유닛, 및 히팅유닛을 오프시키도록 전원을 오프시키는 단계를 포함한다.In the drying step, starting the drying mode and turning on the pump unit to circulate the final product for T6 hours and at the same time turning on the blower unit to discharge steam for T6 hours, and after the T6 time, the pump Maintaining the on state of the unit and the blower unit for T7 hours and simultaneously turning on the heating unit to maintain the mixture at a temperature of t3 for T7 hours, ending the drying mode after the T7 time and ending the pump unit, Turning off the blower unit, and the power supply to turn off the heating unit.
건조모드가 종료된 후에 최종생성물을 배출하도록 제4개폐밸브를 온시키고 전원의 오프 전에 제4개폐밸브를 오프시킨다.After the drying mode is finished, the fourth open / close valve is turned on to discharge the final product and the fourth open / close valve is turned off before the power is turned off.
상기 건조단계는, 수분감지센서에 감지된 수분정보가 기설정된 수분정보 이하라면 종료되고, 상기 기설정된 수분정보 이상이라면 기설정된 수분정보 이하가 되도록 수회 반복해서 실시하는 것이 바람직하다.The drying step is terminated if the moisture information detected by the moisture detection sensor is less than or equal to the predetermined moisture information. If the moisture information is greater than or equal to the predetermined moisture information, the drying step is preferably repeated several times.
상기 투입단계, 반응단계, 세척단계, 및 건조단계의 진행 중에 수위감지센서에서 감지한 수위정보가 최저접점을 초과할 경우 전원을 온상태로 유지하고 상기 수위정보가 최저접점에 미달할 경우 전원을 오프상태로 하는 것이 바람직하다.If the water level information detected by the water level sensor exceeds the minimum contact point during the input, reaction, washing, and drying steps, the power is kept on and the power is supplied if the water level information is below the low point. It is preferable to turn it off.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치 및 이의 제어방법에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of a biodiesel manufacturing apparatus and a control method according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 구성 간에 연결관계를 도시한 도면이되, 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드시에 각각의 동 작을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 구성 간에 전기적인 연결관계를 도시한 회로도이다.Figure 3 is a plan view schematically showing a biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 4 is a side view schematically showing a biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention, Figures 5a to 5d is a biodiesel according to the present invention Figure showing a connection relationship between the configuration of the manufacturing apparatus, showing the operation of each of the input mode, reaction mode, washing mode, and drying mode, Figure 6 is a configuration of a biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention It is a circuit diagram which shows the electrical connection relationship between them.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치(1)는 반응조(10), 촉매공급유닛(20), 펌프유닛(30), 히팅유닛(40), 블로워유닛(50), 및 제어부(60)를 포함한다.As shown in Figure 3 to 6, the
먼저, 반응조(10)는 유입구(19)를 통해 내부로 촉매가 포함된 원료가 투여되는 것이다.First, the
상기 촉매가 포함된 원료에서 주원료는 정제된 동식물성 유지이고, 부원료는 메탄올이며, 촉매는 수산화칼륨 또는 수산화나트륨인 것이 바람직하다.In the raw material containing the catalyst, the main raw material is purified animal and vegetable fats and oils, the secondary raw material is methanol, and the catalyst is preferably potassium hydroxide or sodium hydroxide.
예를 들어, 원료는 반응조 투여 전에 일정한 정제 과정을 거친 식용유일 수 있고, 촉매는 원료가 60ℓ일 경우에 16.5%의 메탄올 10ℓ와 1.2%의 수산화칼륨 720g을 혼합한 혼합액일 수 있다. 하지만, 상기한 원료와 촉매의 혼합비는 필요에 따라 변경되어도 무방하다.For example, the raw material may be cooking oil that has undergone a certain purification process before the reactor administration, and the catalyst may be a mixed solution of 10 L of 16.5% methanol and 720 g of 1.2% potassium hydroxide when the raw material is 60 L. However, the mixing ratio of the raw material and the catalyst may be changed as necessary.
실시예에서, 반응조(10)는 상부에 유입구(19)를 가지고 내부가 중공으로 이루어지며, 별도의 지지프레임(80)에 의해 지지된다.In an embodiment, the
반응조(10)의 유입구(19)에는 개폐용 뚜껑(17)이 더 구비되며, 뚜껑(17)에는 증기가 배출되는 적어도 하나 이상의 통공(18)을 가지는 것이 바람직하다.The inlet 19 of the
이 통공(18)의 구체적인 기능 및 동작은 하기한 블러워유닛(50)에서 보다 상세히 설명될 것이다.The specific function and operation of the through
그리고 반응조(10)의 내측 상부에는 수위감지센서(14) 및 수분감지센서(16) 가 구비되고, 내측 하부에는 비중감지센서(15)가 구비된다.In addition, a
이 수위감지센서(14), 비중감지센서(15), 및 수분감지센서(16)의 기능 및 동작은 하기한 제어부(60)에서 보다 상세하게 설명될 것이다.The function and operation of the
반응조(10)는 외주면에 제어부(60)와 전기적으로 연결된 표시창(13)을 더 구비한다.The
이 표시창(13)은 엘씨디(LCD)창인 것이 바람직하며, 표시창(13)에는 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드에 따른 본 발명의 동작상태를 문자나 문양으로 표출시킨다. 이 표시창(13)의 제어동작 역시 제어부(60)에서 보다 상세하게 설명될 것이다.The
상기한 반응조(10)는 별도로 제1 내지 제4배관(2,3,4,5)과 연결된다.The
즉, 제1배관(2)은 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매가 반응조(10)로 공급되도록 반응조(10)와 촉매공급유닛(20)을 연결하며 제1개폐밸브(6)를 가진다.That is, the
이 제1배관(2)은 일측이 세척수를 유출하는 상수도 콕크 또는 별도의 세척수 저장탱크와 연결될 수 있으며, 제1배관(2) 상에 하기한 촉매공급유닛(20)과 제1개폐밸브(6)가 구비되며, 타측이 반응조(10)와 연결된다.The first pipe (2) may be connected to the water supply cock or a separate wash water storage tank for one side to discharge the washing water, the
여기서, 제1개폐밸브(6)는 전자식 밸브인 것이 바람직하며, 이 전자식 밸브 중에서도 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the 1st opening /
상기 제2배관(3)은 촉매가 포함된 원료로부터 분리된 부산물이 부산물저장조(90)로 공급되도록 반응조(10)와 부산물저장조(90)를 연결하며 제2개폐밸브(7)를 가진다.The
이 제2배관(3)은 일측이 부산물저장조(90)와 연결되고 제2배관(3) 상에 제2개폐밸브(7)가 구비되며 타측이 반응조(10)와 연결된다.One side of the
여기서, 제2개폐밸브(7)는 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the 2nd opening /
상기 제3배관(4)은 혼합물로부터 분리된 배출수가 하수구로 배출되도록 반응조(10)와 연결되고 제3개폐밸브(8)를 가진다.The
이 제3배관(4)은 일측이 하수구와 연결되고 제3배관(4) 상에 제3개폐밸브(8)가 구비되며 타측이 반응조(10)와 연결된다.The
여기서, 제3개폐밸브(8)는 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the 3rd open /
상기 제4배관(5)은 최종생성물이 생성물저장조로 배출되도록 반응조(10)와 생성물저장조(91)를 연결하며 제4개폐밸브(9)를 가진다.The
이 제4배관(5)은 일측이 생성물저장조(91)와 연결되고 제4배관(5) 상에 제4개폐밸브(9)가 구비되며 타측이 반응조(10)와 연결된다.One side of the
여기서, 제4개폐밸브(9)는 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다. 하지만, 제4개폐밸브(9)는 사용자가 직접 개폐하는 수동식 밸브여도 무방하다.Here, the fourth open /
제1 내지 제4개폐밸브(6,7,8,9)의 제어방식은 하기한 제어부(60)에서 상세하게 설명될 것이다.The control method of the first to fourth open /
그리고 제1 내지 제4배관(2,3,4,5) 상에는 역류방지용 체크밸브(92)가 더 구비되는 것이 바람직하다.And it is preferable that the
상기 촉매공급유닛(20)은 반응조(10)에 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매를 제공하는 것이다.The
에멀젼 방지용 촉매는 초산인 것이 바람직하다.The emulsion preventing catalyst is preferably acetic acid.
예를 들어, 에멀젼 방지용 촉매는 99.5%의 초산 120㎖일 수 있다. 하지만 필요에 따라서 에멀젼 방지용 촉매는 99.5%의 초산 120㎖와 30%의 식염수 180㎖를 혼합한 혼합액일 수 있다. 하지만, 상기 초산과 식염수의 혼합비는 필요에 따라 적절하게 변경되어도 무방하다.For example, the emulsion preventing catalyst may be 120 mL of 99.5% acetic acid. However, if necessary, the emulsion preventing catalyst may be a mixed solution of 120 ml of 99.5% acetic acid and 180 ml of 30% saline. However, the mixing ratio of acetic acid and saline may be appropriately changed as necessary.
실시예에서, 촉매공급유닛(20)은 케이스(21) 내부에 에멀젼 방지용 촉매가 저장된 형태로 이루어지며, 이미 언급한 바와 같이 제1배관(2)을 통해 반응조(10)와 연결된다.In an embodiment, the
상기 펌프유닛(30)은 반응조(10)와 연결되어 촉매가 포함된 원료, 촉매가 포함된 원료로부터 분리된 초기생성물과 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매가 혼합된 혼합물, 및 혼합물로부터 분리된 최종생성물 중 어느 하나를 반응조(10) 내부에서 순환시키는 것이다.The
실시예에서, 펌프유닛(30)은 순환배관(32) 및 펌프(31)로 이루어진다.In an embodiment, the
순환배관(32)은 반응조(10)의 상부와 하부를 연결하고, 펌프(31)는 이 순환배관(32) 상에 구비된다.The
즉, 펌프(31)가 가동할 경우에 반응조(10) 내에 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나가 순환배관(32)의 하부로부터 상부로 이동되면서 순환하게 된다.That is, when the
그리고 순환배관(32)의 상부 끝단에는 반응조(10) 내부를 향해 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나가 일정한 각도로 분사되도록 분사노즐(33)이 더 구비되는 것이 바람직하다.And the upper end of the
예를 들어, 분사노즐(33)은 반응조(10) 내부를 향해 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나가 30°~60°의 각도, 가장 바람직하게는 45°각도로 분사되도록 구비되며, 이로 인해 반응조(10) 내에서 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나의 순환과 혼합이 더욱더 원활하게 이루어질 수 있다.For example, the
상기 히팅유닛(40)은 반응조(10)의 내부에 구비되어 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나를 일정한 온도로 가열하는 것이다.The
실시예에서, 히팅유닛(40)은 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나를 직접 가열하는 방식의 봉타입의 히터이며, 히팅유닛은 열전달율을 더욱더 높이기 위해서 다수회 굴절된 타입의 히터로 대체하여도 무방하다.In an embodiment, the
상기 블로워유닛(50)은 반응조(10) 내에서 발생한 증기를 반응조(10)의 유입구(19)를 통해 외부로 배출하는 것이다.The
실시예에서, 블로워유닛(50)은 모터(51)와 팬(52)으로 이루어진다.In an embodiment, the
모터(51)는 반응조(10)의 상부에 구비되고, 팬(52)은 모터(51)에 의해 일방향으로 회동하는 것으로서, 이러한 팬(52)의 가동에 의해 반응조(10) 내부의 증기 가 유입구(19)를 통해 원활하게 배출될 수 있다.The
가장 바람직하게는, 이미 언급한 바와 같이 유입구(19)에는 개폐용 뚜껑(17)이 더 구비되고, 이 뚜껑(17)에는 통공(18)이 형성되는데, 이 통공(18)을 통해 반응조(10) 내부의 증기가 배출되는 것이 바람직하다.Most preferably, as already mentioned, the inlet 19 is further provided with a
한편, 상기 제어부(60)는 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드가 순 차적으로 진행되도록 기설정되며, 기설정된 모드에 따라 상기 촉매공급유닛(20), 펌프유닛(30), 히팅유닛(40), 및 블로워유닛(50)의 온/오프를 제어하여 건조모드 후에 반응조(10) 내에는 최종생성물만 남도록 하는 것이다.On the other hand, the
실시예에서, 제어부(60)는 펌프유닛(30)의 펌프(31), 히팅유닛(40)의 히터(41), 블로워유닛(50)의 모터(51), 제1 내지 제4개폐밸브(6,7,8,9)와 전기적으로 연결된다.In an embodiment, the
이러한 제어부(60)는 기설정된 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드가 순차적으로 진행하면서, 펌프유닛(30)의 펌프(31), 히팅유닛(40)의 히터(41), 및 블로워유닛(50)의 모터(51)를 기설정된 시간에 따라 온/오프하고, 제1 내지 제4개폐밸브(6,7,8,9)도 상기 각 모드에 따라 온/오프를 조절하게 된다.The
도 5a에 도시된 바와 같이, 제어부(60)가 투입모드일 경우에 사용자가 직접 반응조(10)에 촉매가 포함된 원료를 투입하고, 촉매공급유닛(20)에 에멀젼 방지용 촉매를 유입한다.As shown in FIG. 5A, when the
도 5b에 도시된 바와 같이, 제어부(60)가 반응모드일 경우에 사용자가 뚜껑(17)을 닫고 펌프유닛(30)과 히팅유닛(40)을 일정시간 동안 가동시킨다. 이로 인해 촉매가 포함된 원료를 순환, 가열, 및 분리하여 초기생성물을 생성한다.As shown in FIG. 5B, when the
이 때, 제어부(60)는 비중감지센서(15)에서 감지한 부산물의 비중정보가 기설정된 부산물 비중값의 범위 내에 있을 경우 제2개폐밸브(7)를 오프시키고 부산물의 비중정보가 기설정된 부산물 비중값을 벗어날 경우 제2개폐밸브(7)를 온시키도록 제어한다.At this time, the
도 5c에 도시된 바와 같이, 제어부(60)가 세척모드일 경우에 펌프유닛(30)과 히팅유닛(40)을 일정시간 동안 재가동시킨다. 이로 인해 초기생성물과 에멀젼 방지용 촉매가 혼합된 혼합물을 순환, 가열, 및 분리하여 최종생성물을 생성한다.As shown in FIG. 5C, when the
이 때, 제어부(60)는 세척모드시 수위감지센서(14)로부터 제공되는 수위정보가 최고접점 이상일 경우에 제1개폐밸브(6)를 오프시키고 수위정보가 최고접점 이하일 경우에 제1개폐밸브(6)를 온시키도록 제어한다.At this time, the
그리고 제어부(60)는 배출수의 비중정보가 기설정된 배출수 비중값의 범위 내에 있을 경우 제3개폐밸브(8)를 오프시키고 배출수의 비중정보가 기설정된 배출수 비중값을 벗어날 경우 상기 제3개폐밸브(8)를 온시키도록 제어한다.The
도 5d에 도시된 바와 같이, 제어부(60)가 건조모드일 경우에 펌프유닛(30)과 히팅유닛(40)과 더불어 블로워유닛(50)을 일정시간 동안 가동시킨다. 이로 인해 최종생성물을 건조시키게 된다.As shown in FIG. 5D, when the
이 때, 제어부(60)는 수분감지센서(16)에 감지된 수분정보가 기설정된 수분값 이상일 경우에 건조모드를 유지함과 동시에 제4개폐밸브(9)를 오프시키고 수분정보가 기설정된 수분값 이하일 경우 건조모드를 종료함과 동시에 제4개페밸브(9)를 온시키도록 제어한다.At this time, the
한편, 제어부(60)는 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드시 상기 수위정보가 최저접점 이상일 경우에는 전원(70)을 온시키고 상기 수위정보가 최저접점 이하일 경우 전원(11)을 오프시키도록 제어하는 것이 바람직하다.On the other hand, the
이 제어부(60)는 표시창(13)에 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드 에 대한 신호를 주어 각 모드에 따른 상태를 문자나 문양으로 표출시킨다.The
예를 들면, 투입모드일 경우 표시창(13)에 "촉매와 에멀젼 방지제를 투입했습니까?"라는 문구가 표출되거나, 건조모드가 종료되었을 때 "완료되었습니다."라는 문구 등이 표출될 수 있다.For example, in the input mode, the phrase “Did you add a catalyst and an emulsion inhibitor?” May be displayed on the
도 7은 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 제어방법을 도시한 블로도이며, 도 8 내지 도 12는 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 제어방법을 도시한 플로우챠트이다.7 is a block diagram illustrating a control method of the biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention, and FIGS. 8 to 12 are flowcharts illustrating the control method of the biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 제어방법은 투입단계(S1), 반응단계(S2), 세척단계(S3), 및 건조단계(S4)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the control method of the biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention includes an input step S1, a reaction step S2, a washing step S3, and a drying step S4.
먼저, 투입단계(S1)는 반응조에 촉매가 포함된 원료를 유입하고 촉매공급유닛에 에멀젼 방지용 촉매를 유입하는 것이고, 반응단계(S2)는 펌프유닛과 히팅유닛을 일정시간 동안 가동시켜 촉매가 포함된 원료를 순환, 가열, 및 분리하여 초기생성물을 생성하는 것이고, 세척단계(S3)는 펌프유닛과 히팅유닛을 일정시간 동안 재가동시켜 초기생성물과 에멀젼 방지용 촉매가 혼합된 혼합물을 순환, 가열, 및 분리하여 최종생성물을 생성하는 것이며, 건조단계(S4)는 펌프유닛과 히팅유닛과 더불어 블로워유닛을 일정시간 동안 가동시켜 최종생성물을 건조시키는 것이다.First, the input step (S1) is to introduce the raw material containing the catalyst into the reaction tank and to introduce the catalyst for preventing emulsion into the catalyst supply unit, the reaction step (S2) is operated by operating the pump unit and the heating unit for a predetermined time includes the catalyst The raw material is circulated, heated, and separated to produce an initial product. The washing step (S3) is to restart the pump unit and the heating unit for a predetermined time to circulate, heat, and mix the mixture of the initial product and the catalyst for preventing emulsion. Separation is to produce the final product, the drying step (S4) is to operate the blower unit with a pump unit and heating unit for a predetermined time to dry the final product.
도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오 디젤 제조장치의 제어방법을 더욱더 구체적으로 살펴보면 하기와 같다.As shown in Figure 8 to 11, look at the control method of the biodiesel manufacturing apparatus according to the present invention in more detail as follows.
A) 투입단계(도 8참조)A) Input step (see Fig. 8)
전원버튼을 올려 전원을 온시키고 시작 버튼을 누른다(S10). 이후 투입모드가 시작되었는지 확인한다(S11). 만일 투입모드가 시작되지 않았다면 다시 시작 버튼을 누른다(S10). 투입모드가 시작되었다면 유입구를 통해 촉매가 포함된 원료를 투여하고(S12) 촉매공급유닛에 에멀젼 방지용 촉매를 유입한다(S13).Lift the power button to turn on the power and press the start button (S10). Then check whether the input mode is started (S11). If the input mode is not started, press the start button again (S10). If the input mode is started, the raw material containing the catalyst is administered through the inlet (S12) and the emulsion preventing catalyst is introduced into the catalyst supply unit (S13).
이후, 투입모드가 종료되었는지 확인한다(S16). 만일 투입모드가 종료되지 않았다면 촉매공급유닛에 에멀젼 방지용 촉매가 유입되었는지를 확인한다(S13). 만일 투입모드가 종료되었다면 반응단계로 넘어간다.After that, it is checked whether the closing mode is terminated (S16). If the input mode is not finished, check whether the catalyst for preventing emulsion is introduced into the catalyst supply unit (S13). If the feed mode has ended, go to the reaction stage.
B) 반응단계(도 9참조)B) reaction step (see FIG. 9)
반응모드가 시작되었는지 확인한다(S21). 반응모드가 시작되지 않았다면 투입모드가 종료되었는지 확인한다(S16). 만일 반응모드가 시작되었다면 펌프유닛의 펌프를 온시키고 히팅유닛의 히터를 온시킨다(S22).Check whether the reaction mode is started (S21). If the reaction mode is not started, check whether the closing mode is terminated (S16). If the reaction mode is started, turn on the pump of the pump unit and the heater of the heating unit (S22).
이후, T1시간(예를 들어, 3시간) 동안 촉매가 포함된 원료를 순환시키고, T1시간 동안 촉매가 포함된 원료의 t1온도(예를 들어, 65℃)를 유지시킨다(S23).Thereafter, the raw material containing the catalyst is circulated for T1 hour (eg, 3 hours), and the t1 temperature (eg, 65 ° C.) of the raw material containing the catalyst is maintained for T1 hour (S23).
T1 시간이 지났는지 확인한다(S24). T1 시간이 지나지 않았다면 펌프유닛의 펌프를 온시키고 히팅유닛의 히터를 온시킨다(S22). 하지만 T1 시간이 지났다면, 펌프유닛의 펌프를 오프시키고 히팅유닛의 히터를 오프시킨다(S25).Check whether the time T1 has passed (S24). If the time T1 has not passed, turn on the pump of the pump unit and turn on the heater of the heating unit (S22). However, if the time T1 has passed, the pump of the pump unit is turned off and the heater of the heating unit is turned off (S25).
이후에, T2 시간(예를 들어, 1시간) 동안 촉매가 포함된 원료를 정치시키고 초기생성물과 부산물을 분리시킨다(S26).Thereafter, the raw material including the catalyst is allowed to stand for T2 time (for example, 1 hour), and the initial product and the by-product are separated (S26).
T2 시간이 지났는지 확인한다(S27). T2 시간이 지나지 않았다면 계속 촉매가 포함된 원료를 정치시키고 초기생성물과 부산물을 분리시킨다(S26). 하지만 T2 시간이 지났다면, 제2개폐밸브의 온시킨다(S28).Check whether the T2 time has passed (S27). If the T2 time has not elapsed, the catalyst-containing raw material is left still and the initial product and the by-product are separated (S26). However, if the time T2 has passed, turn on the second open / close valve (S28).
이후에 부산물이 배출되고(S29) 반응모드가 종료되었는지 확인한다(S30). 만일 반응모드가 종료되지 않았다면 계속 제2개폐밸브를 온시킨다(S28). 하지만 반응모드가 종료되었다면 제2개폐밸브를 오프시킨다(S31).After the by-products are discharged (S29) to check whether the reaction mode is terminated (S30). If the reaction mode is not finished, continue to turn on the second opening and closing valve (S28). However, if the reaction mode is finished, turn off the second opening and closing valve (S31).
C) 세척단계(도 10 및 도 11참조)C) washing step (see FIGS. 10 and 11)
먼저 세척모드가 시작되었는지 확인한다(S41).First check whether the washing mode is started (S41).
만일 세척모드가 시작되지 않았다면 제2개폐밸브가 오프되었는지 다시 확인한다(S31). 하지만 세척모드가 시작되었다면 제1개폐밸브를 온시킨다(S42). 이후, 세척수와 에멀젼 방지용 촉매가 반응조로 유입된다(S43).If the cleaning mode has not been started again check whether the second opening and closing valve is off (S31). However, if the cleaning mode is started, turn on the first opening and closing valve (S42). Thereafter, the washing water and the catalyst for preventing the emulsion are introduced into the reaction tank (S43).
그리고 반응조로 유입된 세척수와 에멀젼 방지용 촉매를 감지하던 수위감지센서의 수위정보가 최고접점을 초과하였는지 확인한다(S44). 만일 최고접점을 초과하지 않았다면, 제1개폐밸브를 온상태를 유지시킨다(S44). 하지만 최고접점을 초과하였다면 제1개폐밸브를 오프시킨다(S45).In addition, it is checked whether the water level information of the water level sensor that detects the washing water introduced into the reactor and the catalyst for preventing the emulsion has exceeded the maximum contact point (S44). If the maximum contact point is not exceeded, the first open / close valve is kept in an on state (S44). However, if the maximum contact point is exceeded, the first opening and closing valve is turned off (S45).
이후, T3 시간(예를 들어, 10분) 동안 초기생성물과 세척수를 포함한 에멀젼 방지용 촉매가 혼합된 혼합물을 정치시켜 잔여 부산물을 침전시킨다(S46).Thereafter, the mixture of the initial product and the emulsion preventing catalyst including the wash water is mixed for a T3 time (eg, 10 minutes) to settle the remaining by-products (S46).
T3 시간이 지났는지를 확인한다(S47).Check whether the T3 time has passed (S47).
하지만 T3 시간이 지나지 않았다면 혼합물을 정치시켜 잔여 부산물을 계속 침전시킨다(S46). 만일 T3 시간이 지났다면 제3개폐밸브를 온시키고(S48), 잔여 부산물을 배출시킨다(S49).However, if the T3 time has not passed, the mixture is left to settle the remaining by-products (S46). If the time T3 has passed, turn on the third open / close valve (S48) and discharge the residual by-product (S49).
이후 T4 시간(예를 들어, 30분)이 시작되었는지 확인한다(S50). T4 시간이 지나지 않았다면 계속해서 제3개폐밸브를 온시킨다(S48). 만일 T4 시간이 지났다면 제2개폐밸브를 오프시킨다(S51).Then, it is checked whether the T4 time (for example, 30 minutes) has started (S50). If the T4 time has not passed, continue to turn on the third open / close valve (S48). If the time T4 has passed, turn off the second open / close valve (S51).
이후에 펌프유닛의 펌프를 온시키고 히팅유닛의 히터를 온시킨다(S52).Thereafter, the pump of the pump unit is turned on and the heater of the heating unit is turned on (S52).
T4시간 동안 혼합물을 순환시키고, T4시간 동안 혼합물의 t2온도(예를 들어, 50℃)를 유지시킨다(S53).The mixture is circulated for T4 hours, and the t2 temperature (eg, 50 ° C.) of the mixture is maintained for T4 hours (S53).
다음으로 T4 시간이 지났는지 확인한다(S54).Next, it is checked whether the T4 time has passed (S54).
만일 T4 시간이 지나지 않았다면 펌프유닛의 펌프를 온시키고 히팅유닛의 히터를 온시킨다(S52). T4 시간이 지났다면, T5 시간(예를 들어, 30분) 동안 혼합물을 정치시켜 최종생성물과 배출수를 분리시킨다(S55).If the T4 time has not passed, turn on the pump of the pump unit and turn on the heater of the heating unit (S52). If T4 time has elapsed, the mixture is left to stand for T5 time (eg, 30 minutes) to separate the final product and the effluent (S55).
이후에 제3개폐밸브를 온시키고(S56), 배출수를 배출시킨다(S57).Thereafter, the third opening and closing valve is turned on (S56) and the discharged water is discharged (S57).
다음으로 세척모드가 종료되었는지 확인한다(S58). 하지만 세척모드가 종료되지 않았다면 제3개폐밸브를 온시키고(S56), 세척모드가 종료되었다면 제3개폐밸브를 오프시킨다(S59).Next, check whether the washing mode is terminated (S58). However, if the washing mode is not finished, turn on the third open / close valve (S56), and if the wash mode is finished, turn off the third open / close valve (S59).
이후에 세척모드를 수회(예를 들어, 3회) 반복 실시한다(S60).After the washing mode is repeated several times (for example, three times) (S60).
D) 건조단계(도 12참조)D) drying step (see FIG. 12)
건조모드가 시작되었는지 확인한다(S61).Check whether the drying mode is started (S61).
하지만, 건조모드가 시작되지 않았다면 세척모드가 수회 반복 실시되었는지 확인한다(S60). 만일 건조모드가 시작되었다면, 펌프유닛의 펌프를 온시키고, 블로워유닛의 모터를 온시킨다(S62).However, if the drying mode has not been started, check whether the washing mode is repeated several times (S60). If the drying mode is started, the pump of the pump unit is turned on, and the motor of the blower unit is turned on (S62).
이후, T6 시간(예를 들어, 1시간) 동안 최종생성물을 순환시킴과 동시에 증기를 배출시킨다(S63).Thereafter, the final product is circulated for T6 hours (for example, 1 hour) and the steam is discharged at the same time (S63).
T6 시간이 지났는지 확인한다(S64).Check whether the T6 time has passed (S64).
하지만, T6 시간이 지나지 않았다면 펌프유닛의 펌프를 온시키고, 블로워유닛의 모터를 온시킨다(S62). 만일 T6 시간이 지났다면 펌프유닛의 펌프를 온시키고 블로워유닛의 모터를 온시킴과 동시에 히팅유닛의 히터를 온시킨다(S65).However, if the time T6 has not passed, turn on the pump of the pump unit, and turn on the blower unit motor (S62). If the time T6 has elapsed, turn on the pump of the pump unit, turn on the blower unit motor and at the same time turn on the heater of the heating unit (S65).
이후, T7 시간(예를 들어, 2시간) 동안 최종생성물을 순환시킴과 동시에 증기를 배출시키고, T7 시간 동안 t3 온도(65℃)를 유지시킨다(S66).Thereafter, while circulating the final product for T7 hours (for example, 2 hours), the steam is discharged at the same time, and t3 temperature (65 ° C) is maintained for T7 hours (S66).
T7 시간이 지났는지 확인한다(S67). 하지만 T7 시간이 지나지 않았다면 펌프유닛의 펌프를 온시키고 블로워유닛의 모터를 온시킴과 동시에 히팅유닛의 히터를 온시킨다(S65). T7 시간이 지났다면 수분정보가 기설정된 수분값 이하인지를 확인한다(S68).Check whether the T7 time has passed (S67). However, if the T7 time has not elapsed, turn on the pump of the pump unit and turn on the blower unit motor and at the same time turn on the heater of the heating unit (S65). If the T7 time has elapsed, check whether the moisture information is less than or equal to the preset moisture value (S68).
수분정보가 기설정된 수분값 이하가 아니라면 건조모드가 시작되었는지를 다시 확인한다(S61). 하지만, 수분정보가 기설정된 수분값 이하라면 건조모드가 종료되었는지 확인한다(S69). 건조모드가 종료되지 않았다면 다시 건조모드가 시작되었는지를 다시 확인한다(S61).If the moisture information is not equal to or less than the preset moisture value, check again whether the drying mode is started (S61). However, if the moisture information is less than the predetermined moisture value it is checked whether the drying mode is terminated (S69). If the drying mode is not finished again check whether the drying mode is started again (S61).
하지만 건조모드가 종료되었다면 펌프유닛의 펌프, 블로워유닛의 모터, 및 히팅유닛의 히터를 오프시킨다(S70).However, if the drying mode is terminated, the pump of the pump unit, the blower unit motor, and the heater of the heating unit is turned off (S70).
이후 제4개폐밸브를 온시키고(S71), 최종생성물을 배출시키며(S72), 제4개폐밸브를 오프시킨다(S73).Thereafter, the fourth open / close valve is turned on (S71), the final product is discharged (S72), and the fourth open / close valve is turned off (S73).
마지막으로 전원을 오프시킨(S74) 후 종료시킨다.Finally, the power is turned off (S74) and then terminated.
한편, 상기 투입단계(S1), 반응단계(S2), 세척단계(S3), 및 건조단계(S4)의 진행 중에 수위감지센서에서 감지한 수위정보가 최저접점을 초과할 경우에 전원을 온상태로 유지하지만, 상기 수위정보가 최저접점에 미달할 경우에는 배선결함이나 기타 이상이 발생된 것으로 간주하고 전원을 오프상태로 하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the water level information detected by the water level sensor during the process of the input step (S1), reaction step (S2), washing step (S3), and drying step (S4) exceeds the minimum contact state, the power is turned on However, when the water level information falls below the minimum contact point, it is preferable to consider that a wiring defect or other abnormality has occurred and to turn off the power supply.
본 발명은 바이오 디젤 제조장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 제어부가 투입모드, 반응모드, 세척모드, 및 건조모드가 순차적으로 진행되도록 기설정되어 이 기설정된 모드에 따라 촉매공급유닛, 펌프유닛, 히팅유닛, 및 블로워유닛의 온/오프를 제어하여 건조모드 후에 반응조 내에는 최종생성물만 남도록 하는 구성을 가지므로, 구성이 단순하고 부피가 작으며 최초 원료를 투여하는 것 외에 모든 공정이 자동으로 수행하기 때문에 가정에서도 남녀노소 누구나 손 쉽게 사용할 수 있는 우수한 효과가 있다.The present invention relates to a biodiesel production apparatus and a control method thereof, wherein the control unit is preset to sequentially perform the input mode, the reaction mode, the washing mode, and the drying mode, and according to the preset mode, the catalyst supply unit, the pump unit, Since the heating unit and the blower unit are controlled to turn on and off so that only the final product remains in the reactor after the drying mode, the configuration is simple, the volume is small, and all the processes are performed automatically except for the initial administration of raw materials. Because of this, there is an excellent effect that can be used easily by anyone, young and old at home.
아울러, 본 발명은 종래기술과 달리 촉매공급유닛, 펌프유닛, 히팅유닛, 및 블로워유닛의 효율적인 가동으로 바이오 디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 작업공정을 현저히 감소시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.In addition, the present invention has an excellent effect that can significantly reduce the work time and work process required to produce biodiesel by the efficient operation of the catalyst supply unit, pump unit, heating unit, and blower unit, unlike the prior art.
또한, 본 발명은 배선결함이나 기타 이상이 발생하였을 경우에도 전원을 자동 차단하므로 안전성이 우수한 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage of excellent safety because it automatically cuts off the power even when a wiring defect or other abnormality occurs.
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