KR100785614B1 - A method of deodorization of garbage disposal - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명을 음식물 쓰레기 소멸기에 적용한 예시도1 is an exemplary view of applying the present invention to food waste dissipator
도2는 본 발명의 구성을 보인 단면 예시도Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the present invention
[도면중 중요한 부분에 대한 부호설명][Code Description of Important Parts of Drawing]
1 : 소멸조, 2 : 교반기 3 : 투입구 4 : 덮개 5 : 유입관DESCRIPTION OF
6 : 유출관 7 : 관체 7a : 유입구 7b : 배출구6: Outflow pipe 7: Pipe 7a: Inlet 7b: Outlet
A : 소멸기 B : 탈취수단 nPtZ : 나노백금촉매 제오라이트A: destructor B: deodorization means nPtZ: nano platinum catalyst zeolite
MnS : 망간촉매 세라믹 Z : 나노백금촉매 제오라이트 흡착재층MnS: Manganese Catalyst Ceramic Z: Nano Platinum Catalyst Zeolite Adsorbent Layer
S : 망간촉매 세라믹 흡착재층S: Manganese Catalyst Ceramic Adsorbent Layer
본 발명은 음식물 쓰레기 소멸기의 탈취수단에 관한 것이다.The present invention relates to a deodorizing means of the food waste disposer.
미생물에 의해 음식물 쓰레기를 분해하여 소멸하는 소멸기에서 방출되는 악취의 탈취가 가장 중요한 현안 문제로 되어 있다.Deodorization of the odor released from the extinction phase that decomposes and destroys food waste by microorganisms is the most important issue.
일정한 부피성을 가진 음식물 쓰레기가 미생물에 의해 분해되어 소멸되므로 서 부피성이 무시되는 점에서는 매우 고무적이다. 그러나 악취의 탈취수단이 미흡하기 때문에 지금까지 실용에 적용하지 못한 문제점이 있었다.It is very encouraging in that the volume is neglected because food waste having a certain volume is decomposed and destroyed by microorganisms. However, there is a problem that can not be applied to practical use until the deodorization means of the bad smell so far.
종래 이러한 문제점을 해결하고자 음식물 쓰레기 소멸기의 탈취장치와 방법에 대한 선행기술이 여러 가지 알려져 있다.In order to solve this problem in the related art, various prior arts for a deodorizing device and a method of a food waste disposer are known.
① 등록특허공보제10-0277565호(2001. 03. 02 공고)의 "음식물쓰레기 처리 및 악취제거용 다공성 세라믹"의 발명에서, 악취제거수단은, 규산질 원료를 시멘트와 생석회로 혼합하고 여기에 Ca, K, Mg, Fe, Ti, P, Na, N 또는 이들 산화물중에서 선택된 1종을 배합하여 다공성 세라믹을 형성하여 여기에 미생물을 흡착시키어 미생물에 의해 음식물 쓰레기의 분해와 통기성에 의한 미생물의 혐기성화를 방지하여 악취를 제거할 수 있게 한 것이다.(1) In the invention of the "porous ceramics for food waste treatment and odor removal" in Korean Patent Publication No. 10-0277565 (announced on March 02, 2001), the odor removing means comprises mixing a siliceous raw material with cement and quicklime and adding Ca , K, Mg, Fe, Ti, P, Na, N or one of these oxides are combined to form a porous ceramic and adsorb the microorganisms thereon to decompose food waste by the microorganisms and anaerobic microorganisms by breathability It is to prevent the odor to be prevented.
상기 발명에서는 다공성 세라믹에 부착된 미생물에 의해 음식물 쓰레기의 소멸화는 가능하다. 그러나 악취의 제거는 어렵다. 미생물의 혐기성화 방지만으로는 미생물에 의하여 유기물질의 분해 시에 방출되는 악취의 제거가 어렵고 또 악취성분이 미생물과 접촉하여 재 분해된다고 해도 잔류가스가 더욱 많기 때문에 결국 악취의 방출은 피할 수 없는 문제가 있다.In the present invention, it is possible to extinguish food waste by the microorganisms attached to the porous ceramic. But elimination of odors is difficult. The prevention of anaerobic microorganisms alone makes it difficult to remove odors emitted when organic materials are decomposed by microorganisms, and even if odorous substances are recomposed in contact with microorganisms, there are more residual gases. have.
② 등록실용신안공보제20-0217924호(2001. 03. 15 공고) "음식물쓰레기의 분리처리장치"의 고안에서, 악취의 제거수단은, 발효처리조에서 증발된 약 30℃ 의 고온 다습한 증기를 냉각기에 의해 5- 10℃ 낮은 온도로 응축시키어 수분의 제거 및 응축된 수분에 의해 악취도 함께 제거하게 된 것이다.(2) Registered Utility Model Publication No. 20-0217924 (Announcement on March 15, 2001) In the devising "separation treatment apparatus for food waste", the means for removing odor is hot and humid steam of about 30 ° C evaporated in a fermentation treatment tank. To condensate at a low temperature of 5-10 ° C. by a cooler to remove moisture and to remove odors by the condensed water.
상기 고안에서 가령 암모니아 성분의 알카리성 악취 가스는 저온에서 어느 정도 응축이 가능하나, 질소성분의 가스는 10℃ 정도의 온도로는 거의 응축되지 않기 때문에 다양한 음식물 쓰레기의 분해 시에 방출되는 다양한 종류의 악취성분을 모두 응축수에 의한 제거가 어려운 문제점이 있다.In the above invention, for example, the alkaline odor gas of ammonia can be condensed to some extent at low temperature, but the gas of nitrogen is hardly condensed at a temperature of about 10 ° C. All components are difficult to remove by condensate.
③ 등록실용신안공보 제20-0321936호(2003. 07. 31. 공고)의 "음식물 쓰레기 소멸기"에서 악취 제거수단은, 음식물 쓰레기의 소멸조의 배출관의 중간부에 광촉매 필터와 백금촉매필터를 배기팬과 함께 설치한 구성으로 하여 배기팬에 의하여 외부로 배출되는 악취가 광촉매필터와 백금촉매필터에 의하여 제거된다고 개시되어 있다.(3) In the "Food Waste Disposal Machine" of Registered Utility Model Publication No. 20-0321936 (announced on July 31, 2003), the odor removal means exhausts the photocatalyst filter and the platinum catalyst filter in the middle of the discharge pipe of the food waste dissipation tank. It is disclosed that the odor provided to the outside by the exhaust fan is removed by the photocatalyst filter and the platinum catalyst filter in a configuration provided with the fan.
상기 고안에서 광촉매 필터가 배출관의 상단부에 배치되고 백금촉매 필터가 배출관의 하단부측에 배치되어 있어 있으나, 광촉매필터는 자외선이 투사되는 조건에서 미생물이나 균등의 사멸작용이 있고 유해성분의 분해능이 있으며, 광선 투과가 없는 배출관 내부에서는 분해기능을 하지 못한다. 또 백금촉매 필터는 물리적 구조상 여과능(濾過能)은 있으나 흡착능(吸着能)이 거의 없기 때문에 백금촉매에 의하여 여과재에 부착된 균이나 미생물의 번식 억제의 기능은 가질 수 있으나 여과 가스를 분해 작용할 수 있는 시간이 거의 없어, 악취의 제거가 불완전하다.Although the photocatalyst filter is disposed at the upper end of the discharge tube and the platinum catalyst filter is disposed at the lower end side of the discharge tube in the above invention, the photocatalyst filter has an effect of killing microorganisms or the like and the resolution of harmful components under the condition that ultraviolet rays are projected. It does not decompose inside the discharge tube without light transmission. In addition, the platinum catalyst filter has a filtration ability due to its physical structure, but has almost no adsorption capacity, and thus may have a function of suppressing the growth of bacteria and microorganisms attached to the filter medium by the platinum catalyst, but may decompose the filtration gas. There is little time left, and the removal of odor is incomplete.
④ 등록특허공보 제10-0476981호(2005. 03. 25공고)의 " 음식물 쓰레기 소멸기의 냄새제거장치"는 소멸기의 배면측에 탈취함을 설치하고 탈취함에는 소정 수위의 탈취용액을 충전하여 소멸기의 배출관을 상기 탈취함의 탈취용액 속에 유도하여 악취를 탈취하게 되어 있다.④ "Odor deodorizer of food waste destructor" of Korean Patent Publication No. 10-0476981 (announced on March 25, 2005) is installed on the back side of the destructor and the deodorizer is filled with deodorizing solution of a predetermined level. By introducing the discharge tube of the destructor into the deodorizing solution of the deodorizer to deodorize the odor.
상기 발명에서는 악취가 함유된 가스를 탈취용액에 의하여 세척하므로서 악 취를 어느 정도 제거할 수 있다. 그러나 배출관을 통하여 탈취용액 속으로 강제 주입된 악취성분의 가스는 기포를 형성하여 위로 부상하는 과정에서 일부는 탈취용액에 흡수되고 일부는 공간으로 방출되기 때문에 완전한 악취의 제거가 어렵고 또 구조의 복잡성은 차치하더라도 탈취용액의 빈번한 교체로 인하여 사용이 불편한 미비점이 있다.In the present invention, the odor can be removed to some extent by washing the gas containing the odor with a deodorizing solution. However, the odorous gas forced into the deodorizing solution through the discharge pipe forms bubbles and floats up in the process of being absorbed into the deodorizing solution and partly released into the space. Even if it is neglected, it is inconvenient to use due to frequent replacement of deodorizing solution.
⑤ 등록실용신안공보제20-0396113호(2005. 09. 15 공고)의 "음식물쓰레기 소멸기"에서 악취제거수단은, 소멸기의 배출관 중간부에 백금촉매 필터를 설치하고 후방측에 광촉매 필터를 설치한 구성으로 되어 있고 배기팬에 의해 배출되는 악취를 포함한 가스가 배출관으로 배출되는 과정에서 백금필터와 광촉매필터에 의해 악취가 제거된다고 개시(開示)되어 있다.(5) In the "Food Waste Disposer" of the Registered Utility Model Publication No. 20-0396113 (announced on September 15, 2005), the odor removal means installs a platinum catalyst filter in the middle of the discharge pipe of the destructor and installs a photocatalyst filter on the rear side. It is disclosed that the odor is removed by the platinum filter and the photocatalyst filter in the process of discharging the gas including the odor emitted by the exhaust fan to the discharge pipe.
그러나 상기 ③의 선행기술의 악취 제거수단과 유사한 것이어서, 같은 이유로 악취의 완전 제거가 매우 어려운 문제가 있다.However, since it is similar to the odor removing means of the prior art (3), there is a problem that complete removal of the odor is very difficult for the same reason.
⑥ 공개특허공보제10-2006-0082149호(2006. 07. 18 공개)의 "음식물 쓰레기 소멸기의 냄새제거장치"는 제1장치 내에 은폼, 카본, 제오라이트, 세라믹층을 차례로 적층형성하고 제2장치에는 니켈폼, 세라믹층, 카본+ACF, 니켈폼을 각각 적층하여 소멸기에서 방출된 악취가 함유된 공기가 배출되는 과정에서 악취를 제거한다고 개시되어 있다.⑥ "Odor removal device of food waste dissipator" of Korean Patent Application Publication No. 10-2006-0082149 (published Jul. 18, 2006) is a stack of silver foam, carbon, zeolite, and ceramic layers sequentially formed in a first device, and a second layer is formed. The apparatus discloses stacking nickel foam, ceramic layer, carbon + ACF, and nickel foam, respectively, to remove odors in the process of releasing air containing odors emitted from the quencher.
상기 발명에서 사용하는 은폼, 니켈폼은 그 기능에 대한 설명이 없으며 발포성 금속의 표면 에너지는 무시할 정도이므로 비활성적이어서 악취제거에 어떤 역할을 기대할 수 없다. 또 카본층, 세라믹층, 제오라이트층은 흡착능이 있기 때문에 처음에는 악취를 흡착하여 어느 정도 냄새를 제거할 수 있다. 그러나 흡착된 악취성분이 분해되는 것은 아니며, 또 흡착재는 무한하게 흡착되는 것이 아니므로 파과점( Break Point)에 이르면 흡착기능이 없어지기 때문에 그 후에는 외부로 악취가 그대로 방출되는 문제점이 있다.The silver foam and nickel foam used in the present invention have no description of its function, and the surface energy of the expandable metal is negligible, so it is inert and thus cannot play any role in removing odor. In addition, since the carbon layer, the ceramic layer, and the zeolite layer have adsorptive capacity, the odor can be first adsorbed to some extent to remove the odor. However, the adsorbed malodorous component is not decomposed, and the adsorbent is not adsorbed infinitely, so when the break point is reached, the adsorption function is lost, and thereafter, the malodor is released to the outside as it is.
⑦ 등록실용신안공보 제20-0427847호(2006.009.029 공고)의 "음식물처리기"에서 악취제거수단은, 처리기의 배출관 중간부에 백금촉매필터를 설치하고 배출관의 하단부측에 정전기를 보유한 합성수지 필름의 두루마리를 내장하여 송풍기에 의하여 외부 공기를 주입하여 합성수지 필름측으로 악취성분의 가스와 함께 송풍하면서 코로나 방전으로 악취를 분해하여 제거한다고 개시되어 있다.(7) In the "Food Disposer" of the Registered Utility Model Publication No. 20-0427847 (announced 2006.009.029), the odor removal means is provided with a platinum catalyst filter in the middle of the discharge pipe of the processor, and the static resin film having static electricity at the lower end of the discharge pipe. It is disclosed that a roll is embedded to inject external air by a blower to blow air together with a malodorous component to the synthetic resin film while decomposing and removing the malodor by corona discharge.
상기 고안에서 배출관의 중간에 백금촉매 필터를 설치한 것은 상기 ③의 선행기술의 악취 제거수단과 유사하고 코로나 방전에 의한 악취제거는 필름을 통과하는 순간적인 시간에 다량의 공기 중에 함유된 모든 악취성분이 완전히 분해되기 어렵기 때문에 잔류악취성분으로 인하여 완전한 악취제거가 어려운 문제점이 있다.In the above invention, the installation of the platinum catalyst filter in the middle of the discharge pipe is similar to the odor removal means of the prior art of the above ③, and the odor removal by corona discharge is all odor components contained in a large amount of air at the instant time passing through the film. Since it is difficult to completely decompose, it is difficult to completely remove the odor due to the residual odor component.
본 발명의 목적은 음식물 쓰레기 소멸기의 악취제거에 있어서, 악취의 유기질성분의 기상(氣相)물질을 화학흡착(Chemisorption) 시킨 다음 흡착된 유기질 성분을 나노백금촉매 및 망간촉매의 활성표면에너지에 의하여 유기질 성분의 분자결합을 절단분해(dissociation)시키어 완전하게 탈취할 수 있는 새로운 탈취수단을 제공하려는데 있다.An object of the present invention is to chemically adsorb the gaseous substances of organic components of odor in the removal of odor of food waste quenchers, and then adsorb the organic components to the active surface energy of nano platinum catalyst and manganese catalyst. It is intended to provide a new deodorizing means that can be completely deodorized by dissociating the molecular bonds of the organic components.
본 발명의 또 다른 목적은 탈취수단의 구성이 간단하고 탈취수단에 대한 사 용자의 어떤 조작을 필요로 하지 않으며, 장기간에 걸쳐 그대로 사용이 가능한 새로운 탈취수단을 제공하려는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a new deodorizing means which is simple in configuration of deodorizing means and does not require any manipulation of the user on the deodorizing means and can be used as it is for a long time.
미생물에 의한 음식물 쓰레기의 소멸화(消滅化)는 미생물의 선택에 따라 상당한 발전을 이루고 있으나 악취제거, 또는 탈취문제는 아직도 미흡하여, 소멸기를 실내에 두고 사용할 수 없고 외부에 두고 사용해도 역시 악취로 인한 환경공해문제로 실용화가 어렵다.The disappearance of food wastes by microorganisms has made considerable progress depending on the choice of microorganisms. However, the problem of removing or deodorizing odors is still insufficient. It is difficult to put into practical use due to environmental pollution problem.
또 위에서 살펴본 바와 같이, 선행기술에서는 악취 제거수단에 있어서, 대부분 악취성분의 물질을 흡착수단이나 여과수단, 또는 세척수단에 의하여 제거하는데 주안점을 두고 있을 뿐, 악취의 유기질 성분의 분자결합을 절단, 분해하여 탈취하는 수단에 대하여는 개시(開示)된 것이 없다.In addition, as described above, in the prior art, in the odor removal means, most of the odor substance is mainly focused on removal by the adsorption means, the filtration means or the washing means, the molecular bonds of the organic components of the odor is cut, No means of decomposing and deodorizing are disclosed.
본래, 음식물 쓰레기는 인간이 섭취 가능한 유기질 물질이며, 이들은 주로 H, C, O, N, S, P 원소의 다양한 분자구조에 의하여 구성된다.Originally, food wastes are organic substances that humans can consume, and they are mainly composed of various molecular structures of H, C, O, N, S, and P elements.
미생물에 의한 분해 역시, 이들 분자구조의 원소결합을 절단하고 분리하여 고상물질(固相物質)을 기상물질(氣相物質)로 변화하는 것이다.Degradation by microorganisms also changes and breaks down the elemental bonds of these molecular structures to change solid phase substances into gaseous substances.
따라서 부피성의 음식물 쓰레기가 기화되어 소멸되기 때문에 부피를 무시할 정도로 처리된다. 음식물의 분해과정에서 방출되는 악취는 인간의 취각으로 혐오를 느끼는 유기질 화학성분이며, 성분에 따라 산성악취(유화수소등)와, 알카리성 악취(암모니아, 아민류등)및 중성악취(멀캅탄류)로 구분된다. 어느 경우라 해도 취각적(臭覺的)으로 역겹고 이들 성분을 흡착수단만으로는 물리적으로 완전한 악취의 제거가 어렵다.Therefore, the bulky food waste is vaporized and extinguished, so the volume is negligible. Odors released during the decomposition of food are organic chemicals that are disgusted by human odors, and are classified into acidic odors (hydrogen sulfide, etc.), and alkaline odors (ammonia, amines, etc.) and neutral odors (mercaptans) depending on the components. do. In any case, it is disgustingly disgusting, and it is difficult to remove physical odor completely only by adsorption means.
본 발명은 미생물에 의해 음식물 쓰레기를 소멸하는 소멸기의 배출관에 연관되는 탈취수단에 있어서, 종래와는 달리, 일방통행의 배출영역에 나노백금촉매가 침착된 제오라이트 흡착재와, 망간촉매가 침착된 다공성의 세라믹 흡착재를, 다층으로 번갈아 적층 구성하였다. 소멸기에서 방출된 악취의 유기질 성분이 일방통행 배출영역으로 유입되면, 전기히터에 의하여 120-300℃로 가열되어 증발된 수분과 함께 공기에 의하여 운반되는 H, C, O, N, S, P 등의 유기질 성분의 분자구조를 갖는 이동상(移動相)이 상기 흡착재층의 미세공의 모세관작용에 의하여 화학 흡착되고 또 흡착 고정된 유기질 성분은 흡착재에 침착된 나노백금촉매 및 망간촉매와 충분한 접촉이 유지되는 동시 상기 나노금속촉매의 활성표면 에너지(약130cal/g정도)에 의해 유기질 성분의 분자결합이 절단, 분해된다. 따라서 소멸기에서 방출된 산성악취(유화수소등)와, 알카리성 악취(암모니아, 아민류등)및 중성악취(멀캅탄류)등의 악취성분에 구분 없이 악취의 유기질 성분의 변화에 의하여 완전한 탈취(脫臭)를 가능하게 한 것이다.The present invention, in the deodorizing means associated with the discharge pipe of the quencher to destroy the food waste by the microorganism, unlike the prior art, the zeolite adsorbent in which the nano platinum catalyst is deposited in the one-way discharge zone, and the porous manganese catalyst deposited Ceramic adsorbents were laminated in alternating layers. When the organic component of the odor released from the extinguisher enters the one-way discharge zone, it is heated to 120-300 ℃ by electric heater and carried by air together with evaporated water. H, C, O, N, S, P A mobile phase having a molecular structure of an organic component such as the above is chemically adsorbed by the capillary action of the micropores of the adsorbent layer, and the organic component fixed to the adsorption is sufficiently in contact with the nanoplatinum catalyst and the manganese catalyst deposited on the adsorbent. Simultaneously, the active surface energy (about 130 cal / g) of the nanometal catalyst is maintained to break and decompose molecular bonds of organic components. Therefore, it is completely deodorized by changing organic components of odor regardless of odor components such as acid odor (hydrogen sulfide), alkaline odors (ammonia, amines, etc.) and neutral odors (mercaptans). ) Is possible.
이와 같이 본 발명은 일방통행 영역에서 각종 악취의 유기질 성분을 화학 흡착과, 분자결합의 절단분해의 메카니즘에 의하여 악취를 완전히 제거하는 것이다.As described above, the present invention completely removes odors by a mechanism of chemisorption of organic components of various odors in one-way region and cleavage of molecular bonds.
유기화합물에 열이나 전자복사선 같은 에너지를 충분히 공급하면 원자간 인력을 능가하여 결합이 절단되고 분해된다.Supplying sufficient energy, such as heat or electron radiation, to organic compounds exceeds the attractive forces between atoms and breaks and breaks bonds.
결합 분해에너지(bond dissociation energy)는 물질에 따라 다르며, 실험 결합에너지로 계산 할 때, 예컨대 암모니아의 질소-수소결합을 절단하는, 즉, H2N-H→ H2N·＋ H·의 분해에너지는 107Kcal/mole이 필요하고 N-H 결합의 분해에너지는 88Kcal/mole 필요하며, O-H 결합의 분해에너지는 103kcal/mole 로 알려져 있다.The bond dissociation energy depends on the material and, when calculated as the experimental bond energy, for example, cleavage of the nitrogen-hydrogen bond of ammonia, that is, the decomposition energy of H 2 NH → H 2 N · + H · It requires 107 Kcal / mole, the decomposition energy of NH bond is 88 Kcal / mole, and the decomposition energy of OH bond is known as 103 kcal / mole.
백금(Pt)이나 망간( Mn)등의 금속자체로는 거의 표면활성이 없다. 그러나 금속입자가 나노화 할 때의 표면에너지 변화를 보면 입경이 0.1cm인 금속표면 에너지는 5.6×103 ergs/g이나, 입경이 10nm 가 되면 5.6×108 ergs/g의 표면 에너지를 나타내며, 1nm 에서는 5.6×109 ergs/g(130cal)의 매우 높은 표면 에너지 값을 나타낸다.Metals such as platinum (Pt) and manganese (Mn) have almost no surface activity. However, when the surface particle changes when the metal particles are nano-ized, the surface energy of the metal having a particle diameter of 0.1 cm shows 5.6 × 10 3 ergs / g, but when the particle diameter reaches 10 nm, it shows a surface energy of 5.6 × 10 8 ergs / g. Shows a very high surface energy value of 5.6 × 10 9 ergs / g (130 cal).
본 발명은 나노금속의 표면 에너지의 활성도가 매우 크기 때문에 이것을 이용하면 악취의 유기질 성분의 분자결합의 분리가 가능한 점을 착안하고 악취의 유기질 성분의 분자결합을 절단하는 에너지 원(源)으로 나노백금(nPt)촉매와 망간(Mn)촉매를 채용하였다.In the present invention, since the surface energy activity of the nanometal is very large, using this, it is possible to separate the molecular bonds of the organic components of the malodor and use nano platinum as an energy source to cut the molecular bonds of the organic components of the malodor. A (nPt) catalyst and a manganese (Mn) catalyst were employed.
또 나노금속촉매의 표면 에너지에 의하여 악취의 유기질 성분의 분자결합을 절단 분리하려면, 악취의 유성분과, 나노금속촉매와 충분한 접촉이 유지되어야 한다.In addition, in order to cleave and separate the molecular bonds of the organic component of the malodor by the surface energy of the nanometal catalyst, sufficient contact with the organic component of the malodor and the nanometal catalyst must be maintained.
종래와 같이, 단순히 악취의 유기질 성분의 기상(氣相)이 나노백금촉매가 적층된 필터의 공극사이를 흐르는 것만으로는 양자가 서로 접촉되어도 충분히 반응하기 전에 통과하기 때문에 악취의 유기질 성분의 분자결합은 절단, 분해되지 않는다.As in the prior art, since the gas phase of the organic component of the odor simply flows between the pores of the filter in which the nanoplatinum catalyst is laminated, the molecules pass through before fully reacting even if they are in contact with each other. Is not cleaved or decomposed.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 나노백금(nPt)촉매가 침착된 제오라이트 와, 망간(Mn)촉매가 침착된 다공성의 세라믹을 흡착재로 하였고 또 이들 흡착재를 다층으로 교호 적층 구성하였다. 따라서 본 발명의 흡착재층은 악취의 유기질 성분에 대한 화학흡착 기능과, 흡착 고정된 유기질 성분의 분자결합을 절단 분해하는 기능을 구비하고 있기 때문에, 종래 제오라이트의 단순한 흡착기능과는 달리, 유기질 성분을 흡착시키고 분자결합을 절단,분해하여 성분 변화로 악취의 탈취가 가능하게 되는 것이다.As described above, in the present invention, the zeolite on which the nanoplatinum (nPt) catalyst is deposited, and the porous ceramic on which the manganese (Mn) catalyst is deposited, are used as adsorption materials, and these adsorption materials are alternately laminated in a multilayer manner. Therefore, the adsorbent layer of the present invention has a function of chemisorption to the organic component of odor and the function of cleaving and decomposing molecular bonds of the adsorption-fixed organic component, unlike the conventional adsorption function of zeolite, Adsorption and molecular bonds are cleaved and decomposed to deodorize odors due to component changes.
이렇게 유기물질이 다공성의 기공에 흡착되면 나노백금이 분자결함을 절단하는 메카니즘에 의하여 악취성분이 파괴되어 탈취하게 되는 것이다.When the organic material is adsorbed into the porous pores, the odor component is destroyed and deodorized by the mechanism that the nano platinum cuts the molecular defect.
따라서 종래의 단순한 흡착기능만을 가진 제오라이트, 또는 여과기능만을 가진 백금촉매필터로 구성된 악취 제거수단과는 달리, 본 발명에 의하면 음식물 쓰레기 소멸기에서 발생되는 각종 악취성분의 종류에 관계없이 모든 악취에 대하여 완전한 탈취가 가능한 특징이 있다.Therefore, unlike the conventional odor removing means consisting of a zeolite having only a simple adsorption function, or a platinum catalyst filter having only a filtration function, according to the present invention for all odors regardless of the type of various odor components generated in the food waste quenching device It is characterized by complete deodorization.
또 상기 나노백금촉매 제오라이트 흡착재층과 망간촉매 세라믹 흡착재층의 어느 한층 사이에 나노백금촉매가 침착된 활성탄소층을 필요에 따라 적층한다. 활성탄소는 흡착의 고유기능이 있으며 본 발명에서는 처음으로 나노백금촉매가 침착된 활성탄소를 채용하여 흡착기능과 분해기능을 겸하도록 하여, 상부측 나노백금촉매 제오라이트 흡착재층과, 망간 촉매 세라믹의 흡착재층에 의해 분해되고 남은 미분해된 여분의 악취성분을 흡착하여 분해되게 한다. 그다음 최종적으로 배출구 측에 적층된 나노백금촉매의 제오라이트 흡착재층 및 망간촉매의 세라믹 흡착재층에 의하여 완전히 탈취할 수 있게 한 것이다. .Further, an active carbon layer having a nanoplatinum catalyst deposited between any one of the nanoplatinum catalyst zeolite adsorbent layer and the manganese catalyst ceramic adsorbent layer is laminated as necessary. Activated carbon has an inherent function of adsorption, and in the present invention, by adopting activated carbon in which a nanoplatinum catalyst is deposited for the first time, the activated carbon serves as both an adsorption function and a decomposition function. The remaining undecomposed extra malodorous components decomposed by the bed are adsorbed and decomposed. Then, the deodorizing layer was completely deodorized by the zeolite adsorbent layer of the nanoplatinum catalyst and the ceramic adsorbent layer of the manganese catalyst. .
본 발명의 탈취수단의 요부인 나노백금촉매가 침착된 제오라이트 흡착재층과 망간촉매가 침착된 세라믹 흡착재층 및 나노백금촉매가 침착된 활성탄소는 장기간 특별한 재생조작 없이 사용할 수 있는 이점이 있다.The zeolite adsorbent layer on which the nanoplatinum catalyst is deposited, the ceramic adsorbent layer on which the manganese catalyst is deposited, and the activated carbon on which the nanoplatinum catalyst is deposited, which is a main part of the deodorizing means of the present invention, can be used for a long time without special regeneration.
즉, 나노백금촉매 제오라이트 흡착재와, 망간촉매 세라믹 흡착재 및 나노백금촉매가 침착된 활성탄소에 흡착된 유기질 성분이 나노백금촉매의 표면 에너지의 반응에 의하여 분자결합이 절단되면 분자결합이 절단되기 전에 비하여 분자의 크기가 작아진다. 따라서 흡착재의 미세공에 의한 모세관 작용으로부터 이탈이 가능하여 공기매체의 이동에 의해 외부로 방출되기 때문에 상기 흡착재에는 유기질 성분의 흡착이 포화상태에 이르지 않는다. 만약 흡착재가 흡착만 있고 분자결합의 절단이 없다면 흡착재의 미세공에 모세관작용으로 흡착된 성분은 이탈되지 못하기 때문에 흡착의 포화상태에 이르게 되며 그 후에는 흡착력이 거의 없게 된다.That is, when the molecular bond is cleaved by the reaction of the surface energy of the nanoplatinum catalyst, the organic platinum adsorbed on the nanoplatinum catalyst zeolite adsorbent, the manganese catalyst ceramic adsorbent, and the activated carbon on which the nanoplatinum catalyst is deposited is compared with before the molecular bond is cleaved. The size of the molecule becomes smaller. Therefore, since the adsorbent can be separated from the capillary action by the micropores and is released to the outside by the movement of the air medium, the adsorption of organic components does not reach the saturation state. If the adsorbent is only adsorbed and there is no cleavage of the molecular bonds, the adsorbed component cannot be released due to capillary action in the micropores of the adsorbent, and thus the adsorbent is saturated.
본 발명의 무기질 흡착제는 흡착 기능과, 분자의 절단 분해기능을 가진 점에서 상기한 선행기술의 흡착기능만을 가진 흡착재와 다른 차이가 있다.The inorganic adsorbent of the present invention differs from the adsorbent having only the adsorbing function of the prior art in that it has an adsorption function and a cleavage decomposition function of molecules.
따라서 흡착재에서는 흡착과, 분자결합의 절단 및, 방출작용이 반복되므로 재생처리를 하지 않고도 매우 장기간 그대로 사용이 가능하다. 이는 음식물쓰레기 소멸기에 대한 수요자 사용의 간편성을 제공한다.Therefore, in the adsorbent, the adsorption, the cleavage of the molecular bonds, and the release action are repeated, so that it can be used for a very long time without regeneration treatment. This provides the simplicity of consumer use for food waste dissipators.
또 소멸기의 배출구에 관접된 일방통행 배출영역에 적층된 흡착재층의 상부에서 하부측의 일방통행으로 배출가스가 흐르도록 되어 있기 때문에 전기히터에 의하여 가열된 수증기와 공기에 의하여 반송되는 이동상(移動相)의 활성이 증대되는 동시 하방으로의 이동저항이 높아진다. 따라서 기상의 이동이 느리고 지연되기 때 문에 흡착재에 의한 흡착작용의 효율성이 그만큼 향상되고 또 흡착된 유기질 성분의 분자결합의 절단분해 반응도 유효하게 이루어지므로 미반응의 악취가 외부로 새어나가는 일이 없이 완전한 탈취가 가능한 것이다.In addition, since the exhaust gas flows from the upper part of the adsorbent layer laminated in the one-way discharge area in contact with the discharge port of the destructor to the one-way on the lower side, the mobile phase conveyed by the steam and air heated by the electric heater. At the same time, the activity of phase is increased, and the resistance to move downward is increased. Therefore, because of the slow and delayed gas phase movement, the efficiency of adsorption by the adsorbent is improved and the cleavage reaction of molecular bonds of the adsorbed organic components is also effective, so that unreacted odors do not leak out. Full deodorization is possible.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 음식물 쓰레기의 소멸기의 악취를 완전하게 탈취할 수 있고 특별히 탈취조작이 없이 사용할 수 있기 때문에 지금까지 실용화가 어렵던 음식물 쓰레기 소멸기에 적용하여 실내외 어디에 설치하여도 악취의 발생이 없이, 친환경적으로 매우 유효하게 사용할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the odor of the food waste extinguisher can be completely deodorized and can be used without any special deodorization operation, it can be applied to the food waste extinguisher, which has been difficult to use until now, even when installed indoors or outdoors. Without this, the environment can be used very effectively.
본 발명을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 통상의 음식물 쓰레기 소멸기에 본 발명의 탈취수단을 적용한 한 예시도이고 도2는 본 발명의 탈취수단의 단면 예시도이다.1 is an exemplary view in which the deodorizing means of the present invention is applied to a conventional food waste dissipator, and FIG. 2 is an exemplary cross-sectional view of the deodorizing means of the present invention.
미생물에 의해 음식물 쓰레기를 소멸하는 소멸기(A)는 소멸조(1)에 교반기(2)와, 음식물 쓰레기의 투입구(3)를 밀폐한 덮개(4)와, 도시되지 않은 송풍수단에 의해 지속적으로 공기를 주입하는 공기 유입관(5)과, 공기 배출관(6)이 구비되어 있다.The annihilator A, which dissipates food waste by microorganisms, is maintained by an agitator 2 in the
본 발명의 탈취수단(B)는 소멸기(A)의 배출관(6)에 관접되는 상단 유입구(7a)와, 하단 유출구(7b)가 구비된 관체(7)로 되어 있고 관체(7)내부의 일반통행 배출영역(f)에는 나노백금촉매(nPt)가 침착(浸着)된 나노백금촉매 제오라이트(nPtZ)의 흡착재층((Z1)(Z2)(Z3)과, 망간(Mn)촉매가 침착된 망간촉매 세라믹(MnS)의 흡착재층(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)이 소정 두께의 다층으로 교호 적층 되고 상부측 의 망간촉매 세라믹의 흡착재층(S1)(S2) 사이에 공간으로 된 혼합실(a)이 형성되며 동 흡착재층(S4)(S5)사이에 나노백금촉매 활성탄소층(C)이 적층되고 상부의 나노백금촉매 제오라이트 흡착재층(Z1)내에 전기히터(H)가 외부의 전원에 전기적으로 연결되게 내장되어 구성된 것이다.Deodorizing means (B) of the present invention consists of a tubular body (7) provided with an upper inlet (7a) and a lower outlet (7b) in contact with the discharge pipe (6) of the destructor (A) and inside the tubular body (7) An adsorbent layer ((Z1) (Z2) (Z3) and manganese (Mn) catalyst of the nanoplatinum catalyst zeolite (nPtZ) on which the nanoplatinum catalyst (nPt) was deposited is deposited in the general passage discharge area (f). Absorber layers S1, S2, S3, S4, and S5 of the manganese catalyst ceramics MnS are alternately stacked in a multilayer having a predetermined thickness, and between the absorber layers S1 and S2 of the upper manganese catalyst ceramics. The mixing chamber (a) formed in the space is formed, and the nano platinum catalyst activated carbon layer (C) is stacked between the copper adsorbent layers (S4) and S5, and the electric heater (Z1) is formed in the nano platinum catalyst zeolite adsorbent layer (Z1). H) is built to be electrically connected to an external power source.
본 발명의 하나의 실시예로서, 상기 나노백금촉매 제오라이트(nPtZ)의 입도는 3-15mm, 동 흡착재층(Z1)의 두께는 8cm, 나머지, 동 흡착재층(Z2), (Z3)의 두께는 각각 4cm이고 망간촉매 세라믹(MnS)의 각 흡착재층(S)의 두께는 1-3cm, 혼합실(a)의 상하 높이는 2cm, 활성탄소층(C)의 높이는 5cm이다. 그러나 흡착재층의 두께는 상기한 것에 한정하는 것은 아니며, 다양한 적층 수와 다양한 두께로 실시할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the particle size of the nano platinum catalyst zeolite (nPtZ) is 3-15mm, the thickness of the copper adsorbent layer (Z1) is 8cm, the rest, the thickness of the copper adsorbent layer (Z2), (Z3) is Each of the adsorbent layer S of the manganese catalyst ceramic (MnS) is 4 cm, the thickness is 1-3 cm, the vertical height of the mixing chamber a is 2 cm, and the height of the activated carbon layer C is 5 cm. However, the thickness of the adsorbent layer is not limited to the above, but can be carried out with various lamination numbers and various thicknesses.
본 발명에서 상기한 제오라이트는 500-700℃의 온도로 3시간 내지 5시간 소성 처리하여 제오라이트에 함유된 결합수를 탈수시킨 다공성 광물질 입자이다. 또 상기 제오라이트 1kg에 100ppm의 나노백금 콜로이드를 100cc 침착하여 나노백금촉매 제오라이트(nPtZ)로 한 것이다.In the present invention, the zeolite is a porous mineral particle which dehydrates the binding water contained in the zeolite by firing at a temperature of 500-700 ° C. for 3 to 5 hours. In addition, 100 cc of nano platinum colloid was deposited on 1 kg of zeolite to obtain nano platinum catalyst zeolite (nPtZ).
일반 제오라이트 성분은 다음 표 1과 같다.General zeolite components are shown in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
주성분은 산화규소로서 화학적으로 안정성이 높고 부식(腐蝕)의 우려가 없다. 제오라이트의 입도는 3-15mm가 적당하며 입도가 너무 작으면 통기저항이 크고 입도가 너무 크면 표면적이 적어서 효과가 감소된다.The main component is silicon oxide, which is chemically stable and has no risk of corrosion. Zeolite has a particle size of 3-15mm, and if the particle size is too small, the airflow resistance is large. If the particle size is too large, the surface area is small and the effect is reduced.
본 발명에서 망간촉매 세라믹(MnS)은 하니콤 형태로 성형하여 소성된 다공성 광물질로 미세공 내부에 망간(Mn)촉매가 침착된 것이다. 망간 촉매 세라믹 흡착재(S)는 소정 두께의 벌집형상으로 되어 있기 때문에 입자로 된 제오라이트 흡착재층(Z)의 칸막이를 겸할 수 있다.In the present invention, the manganese catalyst ceramic (MnS) is a porous mineral material that is formed by baking in a honeycomb form, and a manganese (Mn) catalyst is deposited inside the micropores. Since the manganese catalyst ceramic adsorbent S has a honeycomb shape having a predetermined thickness, it can serve as a partition of the zeolite adsorbent layer Z made of particles.
이와 같이 구성된 본 발명은 도1과 같이 음식물 쓰레기 소멸기(A)의 배출관(6)에 탈취수단(B)의 유입구(7a)를 관접하여 탈취한다.The present invention configured as described above is deodorized by contacting the inlet (7a) of the deodorizing means (B) to the discharge pipe (6) of the food waste disposer (A) as shown in FIG.
즉, 소멸기(A)의 소멸조(1)에 투입된 음식물 쓰레기는 교반기(2)에 의해 서서히 교반시키면서 투입된 미생물에 의해 분해된다. 이때 외부에서 적당량의 공기가 유입관(5)을 통하여 공기를 일정량의 공기가 소멸기의 상부 공간에 공급하면서 음식물 쓰레기를 교반기(2)에 의해 소정시간 교반과 정지를 반복하여 호기성 환경과 혐기성 환경을 번갈아 조성하여 소멸작용을 촉진시킨다. 이때 악취성분의 기상(氣相)물질이 수분과 함께 공기에 운반되어 배출관(6)을 통하여 관체(7)의 유입구(7a)로 유입된 다음 일방통행 배출영역(f)을 거쳐 배출구(7b)로 배출된다.That is, the food waste put into the decaying
이 과정에서 상부의 나노백금촉매 제오라이트 흡착재층(Z1)에 설치된 전기히터(H)에 의하여 120-300℃로 가열된 응결수는 수증기로 증발되는 동시 악취의 유기질 성분은 열에너지를 받아 분자활동이 더욱 활발하여 미세하게 확산되면서 나노백금촉매 제오라이트 흡착재층(Z1)과 망간촉매 세라믹 흡착재층(S2)에 흡착된다. 나 머지 유기질 성분은 혼합실(a)에서 균일한 성분으로 혼합된 다음 이어서 다음의 망간촉매의 흡착재층(S2)(S3)및 나노백금촉매 제오라이트 흡착재층(Z2)에 흡착된다. 나노백금촉매 제오라이트 흡착재층(Z1)(Z2)및 망간촉매 세라믹 흡착재층(S1)(S2)(S3)에 흡착된 악취의 유기질 성분은 흡착 고정된 상태에서 상기 나노백금촉매와 충분하게 표면접촉이 이루어진다. 따라서 상기 나노금속촉매의 활성 표면 에너지에 의해 흡착된 유기질 성분의 분자결합이 절단 분해된다.In this process, condensed water heated to 120-300 ° C by an electric heater (H) installed in the upper nanoplatinum catalyst zeolite adsorbent layer (Z1) is evaporated with water vapor. While actively and minutely diffused, the nano platinum catalyst zeolite adsorbent layer (Z1) and the manganese catalyst ceramic adsorbent layer (S2) are adsorbed. The remaining organic components are mixed into uniform components in the mixing chamber (a) and then adsorbed to the next manganese catalyst adsorbent layer (S2) (S3) and nano platinum catalyst zeolite adsorbent layer (Z2). The organic component of the malodor adsorbed on the nanoplatinum catalyst zeolite adsorbent layer (Z1) (Z2) and the manganese catalyst ceramic adsorbent layer (S1) (S2) (S3) has sufficient surface contact with the nanoplatinum catalyst in the adsorption fixed state. Is done. Therefore, the molecular bonds of the adsorbed organic components are cleaved and decomposed by the active surface energy of the nanometal catalyst.
중간의 망간촉매 세라믹(MnS)의 흡착재층(S3)을 통과한 기상(氣相)의 성분은 대부분 분해되어 이동하지만 미분해 된 성분도 존재한다. 이러한 성분은 다시 나노백금촉매 활성탄소층(C)에 흡착된다. 물론 분자의 크기에 따라 흡착되지 않는 것도 있으나 미분해 성분은 분자량이 보다 크기 때문에 활성탄소의 미세공에 용이하게 흡착된다. 흡착만으로 탈취되는 물질은 그것으로 탈취된 것이며, 나머지 미분해 된 악취성분은 활성탄소의 나노백금촉매에 의해 분해된다. 활성탄소층을 거친 악취성분은 하부의 망간촉매 세라믹의 흡착재층(S4)(S5)및 나노백금촉매 제오라이트의 흡착재층(Z3)을 통과하는 중에 흡착 고정되면서 나노금속촉매의 활성표면에너지에 의하여 분자결합이 절단분해 된다.Most of the gas phase components passing through the adsorbent layer S3 of the intermediate manganese catalyst ceramic (MnS) are decomposed and moved, but there are also undecomposed components. These components are again adsorbed on the nano platinum catalyst activated carbon layer (C). Of course, some may not be adsorbed depending on the size of the molecule, but since the undecomposed component has a larger molecular weight, it is easily adsorbed to the fine pores of activated carbon. The substance deodorized only by adsorption is deodorized by it, and the remaining undecomposed malodorous components are decomposed by nano platinum catalyst of activated carbon. The malodorous component passing through the activated carbon layer is adsorbed and fixed while passing through the adsorbent layer (S4) (S5) of the lower manganese catalyst ceramic and the adsorbent layer (Z3) of the nanoplatinum catalyst zeolite. The bond is cleaved off.
분해된 물질은 분해전의 물질에 비하여 분자량이 작기 때문에 흡착재층의 미세공의 모세관 작용에서 이탈하여 공기의 이동에 편류(偏流)하여 배출구(7b)를 통하여 외부로 배출되며 분자결합이 절단,분해된 물질은 성분이 변화되어 있기 때문에 악취가 나지 않는다.Since the decomposed material has a lower molecular weight than the material before decomposition, it departs from the capillary action of the micropores of the adsorbent layer and drifts to the movement of air, and is discharged to the outside through the
또 각 흡착재층의 흡착작용과 분자결합의 절단,분해작용 및 분해성분의 외부 배출작용이 반복적으로 진행된다.In addition, the adsorption action of each adsorbent layer, the cleavage of the molecular bonds, the decomposition action, and the external discharge action of the decomposition component proceed repeatedly.
본 발명의 나노백금촉매의 부탄가스 분해능력은 표2와 같다.Butane gas decomposition capacity of the nano platinum catalyst of the present invention is shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
30×30×30cm의 나무상자에 나노백금촉매가 침착된 부직포를 넣고 여기에 부탄(butan)가스 50ppm을 주입하였다.Into a 30 × 30 × 30cm wooden crates were put non-woven fabric with a nano platinum catalyst was deposited therein, but 50ppm of butane gas was injected.
나노백금촉매가 침착되지 않은 통상의 부직포를 사용하여 동일한 조건으로 실험한 결과 6시간 경과후의 부탄가스의 농도는 45ppm이었다.The experiment was conducted under the same conditions using a conventional nonwoven fabric on which no nanoplatinum catalyst was deposited. The concentration of butane gas after 45 hours was 45 ppm.
그러나 표2에 표시된 바와 같이, 나노백금촉매가 침착된 부직포는 50ppm에서 1.1ppm으로 분해능이 상당히 강하며, 따라서 나노백금촉매를 흡착재에 이용한 본 발명의 탈취수단은 완전한 탈취가 가능함을 알 수 있다.However, as shown in Table 2, the non-woven fabric on which the nanoplatinum catalyst is deposited is considerably strong in resolution from 50ppm to 1.1ppm, and thus, the deodorizing means of the present invention using the nanoplatinum catalyst as an adsorbent can be completely deodorized.
본 발명의 탈취수단을 음식물 쓰레기의 소멸기에 적용하여 실내에서 사용하여 본 결과, 특별히 소멸기의 존재를 알려 주지 않는 한, 대부분의 사람은 소멸기의 존재를 취각적으로 자각하지 못하였다. 이는 본 발명의 탈취수단이 소멸기에 적용하여 실용화가 가능한 시실을 알 수 있다.As a result of using the deodorizing means of the present invention in a room applied to the decay of food waste, most people could not perceive the existence of the decay machine without notice of the existence of the decay device. This can be seen that the deodorization means of the present invention can be applied to the destructor practical application.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 음식물 쓰레기의 소멸기에서 방출되는 악취를 완전하게 탈취할 수 있고 특별히 탈취조작이 없이 사용할 수 있기 때문에 지금까지 실용화가 어렵던 음식물 쓰레기 소멸기에 적용하여 실내외 어디에 설치하여도 악취의 발생이 없이, 친환경적으로 매우 유효하게 사용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the odor emitted from the food waste extinguisher can be completely deodorized and can be used without any special deodorization operation, it can be applied to the food waste extinguisher, which has been difficult to practically use, even if installed indoors or outdoors. Without the occurrence of odor, there is an effect that can be used very effectively in an environment-friendly.
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| JPH1066953A (en) | 1996-08-27 | 1998-03-10 | Yuushin Eng Kk | Garbage disposer provided with deodorizing function |
| KR200399122Y1 (en) | 2005-08-03 | 2005-10-19 | 박찬권 | Food waste disposal apparatus |
| KR100675570B1 (en) | 2006-05-24 | 2007-01-30 | (주)미르테크 | Food waste treatment apparatus |
| KR100701480B1 (en) | 2006-12-01 | 2007-03-29 | 박병열 | Disposal apparatus for food waste |
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2007
- 2007-01-08 KR KR1020070001961A patent/KR100785614B1/en not_active IP Right Cessation
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