KR100788243B1 - 유기질 비료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기나 축산 폐수등을 이용한 유기질 비료의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 폐기 유기물에서 이물질을 제거한 후 분쇄하는 선별공정과; 상기 이물질이 제거된 폐기 유기물과 수분이 혼합된 생석회를 혼합처리하여 유기물의 표면에 생석회가 코팅되도록 하는 안정화 처리공정과; 상기 유기물이 혼합된 생석회를 건조 분쇄하고 슬러지를 제거하는 분쇄공정과; 상기 유기물이 혼합된 생석회를 건조하는 건조공정으로 구성된 유기질 비료의 제조방법에 있어서, 상기 폐기 유기물과 생석회를 혼합하여 안정화처리를 하는 공정 전에 생석회를 대기중에 노출시켜 대기중의 수분이 생석회에 흡수되어 1차 열 반응하도록 구성함으로써, 생석회의 발열효과를 극대화시키도록 한 것에 관한 것이다.

유기질비료, 생석회, 유기물,

Description

유기질 비료의 제조방법{Manufacturing methods of organic fertilizer}

도 1은 본 발명의 제조 공정을 나타낸 공정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 유기물 호퍼 2 : 생석회탱크

2' : 생석회 호퍼 3 : 배합기

4: 배합건조기 5 : 선별기

본 발명은 음식물 쓰레기나 축산 분뇨 폐기물 등을 이용한 유기질 비료의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 생석회를 대기중에 일정시간 동안 노출하여 대기중의 수분과 1차 반응시킨 후 음식물 쓰레기나 축산 분뇨 폐기물 등을 분쇄한 폐기 유기물과 혼합함으로써, 생석회의 발열효과를 극대화시킬 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

일반적으로 유기질 비료는 크게 속효성 비료와 완효성 비료로 구성하게 되는 데, 상기 속효성 비료는 폐기 유기물을 발효시킨 후 비료로 제조하였기 때문에 농작물에 비료를 투여하게 되면 즉시 미생물이 활발하게 활동하여 농작물에 즉시 영양분을 공급할 수 있게 되나, 비료로서의 효과가 약 2개월 이상을 유지할 수 없게 되는 문제점이 있었으며, 후자인 완효성 비료는 폐기 유기물을 발효시키지 않고 비료로 제조하였기 때문에 농작물에 효과가 서서히 나타나고, 유통과정 중에 비료화한 유기물이 습기와 접촉할 경우 유기물이 발효되기 시작하여 악취가 발생하는 문제점이 있으나, 비료로서의 효과가 6개월 정도 지속되는 장점이 있다.

그리고 최근에는 화학비료의 과다 사용으로 인하여 토양이 점차 산성화되고 있어 이를 중성화시키기 위하여 토양개량제로서 생석회를 사용하고 있는 점에 착안하여 폐기 유기물과 생석회를 혼합하여 비료로 제조하고 있다.

폐기 유기물에 생석회를 혼합하여 비료를 제조하는 방법을 제시하고 있는 것으로 특허 제156010호가 있으나 이는 폐기 유기물의 수분 함량을 50%이내로 조정한 다음 생석회를 유기물 총량의 30-50%정도 투입하여 적어도 24시간 이상 반응시킨 후 2-3일 대기중에 방치하여 안정화시켜 분쇄기로 분쇄함으로써 비료를 제조하고 있다.

그외에 또 다른 특허로는 특허 제230766호 및 공개특허 제2000-1045호가 있으나 이들은 모두 폐기 유기물에서 이물질을 분리하고 분쇄한 후 분쇄된 유기물에 생석회를 직접 혼합하도록 되어 있었다.

따라서 생석회 가루를 수분이 함유된 폐기 유기물에 직접 투입하여 교반을 하였기 때문에 생석회가 수분과 접촉할 때 고열이 발생하게 되는데 통상 열은 수분 이 접촉되고 일정시간이 경과하였을 때 최고의 고열이 발생하게 되는데, 상기 특허들은 고열이 발생하기 전에 유기물에 생석회가 흡착되므로 살균이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 분말의 생석회를 폐기 유기물에 직접 희석을 하여 폐기 유기물에 잔존해 있는 수분으로 생석회가 혼합되도록 하였기 때문에 생석회가 폐기 유기물을 중심으로 덩어리가 크게 생겼고, 생석회가 고열을 발생하기 전에 유기물에 흡착되므로 살균이 잘 되지 않는 등의 문제가 있었다.

상기 문제점을 제거하기 위해 본 발명의 출원인은 특허 제670104호를 발명한 바 있으나, 이는 1차 열 반응시 물을 공급하였기 때문에 생석회가 물과 혼합되는 과정에 급격하게 열 반응이 일어나 폐기 유기물에 물이 혼합된 생석회를 투입하였을 때 열효율을 극대화할 수 없었고, 1차 열반응시 폭발음이 발생하였다.

즉, 상기 특허는 생석회를 물과 1차 열 반응시키도록 하였기 때문에 1차 열 반응시 부분적으로 생석회가 최고의 고열이 발생하여 폐기유기물에 생석회를 투입하였을 때 열효율이 저하되는 경우가 빈번하게 발생하였으며, 생석회와 물이 접촉할 때 급격한 열 발생으로 인해 폭발음이 발생하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 제거하기 위하여 창출된 것으로서, 생석회를 폐기 유기물과 혼합하기 전에 미리 3 ∼ 15분 동안 대기중에 노출시켜 대기중의 수분과 서서히 1차 열 반응되도록 한 후 폐기 유기물과 혼합함으로 써 생석회가 폐기 유기물과 혼합할 때 고온의 열이 발생하도록 하여 살균이 용이하게 이루어짐과 동시에 폐기 유기물에 생석회를 투입하였을 때 폭발음이 발생하는 것을 방지하도록 하는데 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 폐기 유기물에서 이물질을 제거한 후 분쇄하는 선별공정과;

생석회를 대기중에 3 ∼ 15분 동안 노출시켜 대기중의 수분과 혼합하여 열반응시키는 1차 열반응 공정과;

상기 이물질이 제거된 폐기 유기물과 수분이 흡수된 생석회를 혼합처리하여 유기물의 표면에 생석회가 코팅되도록 하는 안정화 처리공정과;

상기 폐기 유기물이 혼합된 생석회를 건조 분쇄하고 슬러지를 제거하는 분쇄공정과;

상기 폐기 유기물이 혼합된 생석회를 건조하는 건조공정으로 구성된 것으로 이하 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제조공정을 나타낸 제조공정도이다.

우선 음식물 쓰레기 등과 같은 폐기 유기물에서 금속, 합성수지 등과 같은 이물질을 제거한 후 폐기 유기물의 길이가 2-12mm가 되도록 분쇄하여 밀폐용기인 유기물호퍼(1)로 이송시키고, 생석회탱크(2)의 생석회를 상기 유기물 호퍼(1)의 폐기 유기물 양에 따라 생석회 호퍼(2')로 투입하여 3 ∼ 15분 동안 대기중에 노출시 켜 대기중의 수분과 1차 열 반응하도록 한다.

즉, 생석회 탱크(2)는 밀폐를 시키고, 생석회 호퍼(2')의 상부를 개방한 후 생석회 호퍼(2')의 내부에는 스크루(6)를 설치하여 모터(7)가 구동을 하면 스크루(6)가 회동하여 생석회 호퍼(2')의 내부에 내장된 생석회가 대기중에 노출되어 공기 중의 수분이 생석회에 흡수되어 생석회가 열 반응을 하게 된다.

상기에서 생석회를 대기 중에 노출하여 대기 중의 수분을 생석회에 흡수시키는 것은 생석회가 대기 중의 수분을 흡수하게 되면 서서히 열이 발생을 하게 되므로 일정시간이 경과한 뒤 생석회를 폐기 유기물과 혼합을 하면 짧은 시간 내에 생석회의 발열량이 최고 높은 상태에 도달하여 페기 유기물의 살균 효과를 증대시키기 위한 것으로, 생석회가 대기중에 노출되는 시간이 3분 이하이면, 생석회가 폐기유기물과 혼합할 때 최고 온도에 도달하는데 시간이 많이 소요되고, 15분 이상이면 발열량이 높아져 폐기유기물이 골고루 혼합되기 전에 최고 온도에 도달하여 살균효과가 저하되는 문제점이 있다.

그 후 상기 폐기유기물과 1차 열반응된 생석회를 배합기(3)로 투입을 하여 밀폐된 상태로 배합을 시키되, 상기 배합 시간은 폐기물의 종류에 따라 90-150분으로 하면 생석회의 반응온도가 180-200℃까지 상승을 하여 살균, 중금속의 분해, 유기물의 활성화 반응, 칼슘의 생성 축적 및 제염 작용을 하게 되어 고칼슘의 알카리 유기질 비료를 생성하게 된다.

상기와 같이 배합기(3)에서 배합된 유기질 비료는 발열 반응시의 고온에서 서서히 온도가 하강을 하는데 수분의 함량이 35-45%가 되면 배합건조기(4)로 이송 시켜 탈수, 건조, 안정반응을 대기중에서 20-30시간 동안 시켜 건조와 화학반응의 안정화 공정을 거친 뒤 선별기(5)에서 큰 덩어리의 입자를 분쇄함과 동시에 각종 이물질 및 협잡물질을 제거하여 포장을 하게 되면 양질의 유기질 비료를 제조할 수 있게 된다.

그리고 본 발명에서 음식물 찌꺼기에 함유된 염분은 생석회가 혼합될때 제거되는 것으로 별도의 염분제거 공정을 요하지 않는다.

즉, 염분에 생석회를 투여하게 되면 염분(NaCl)의 나트륨(Na)과 염소(Cl)가 화학반응에 의해 분리되어 염소는 증기로 배출하게 되어 처리전의 염분 농도가 2-3%였던 것이 0.02-0.06%로 떨어져 농작물에 해를 입히지 않게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 하기와 같으나 하기의 실시예가 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

실시예

수분 함수량이 33%인 음식물 쓰레기 100Kg에서 금속, 합성수지 등의 이물질을 제거한 뒤 쓰레기의 크기가 약 10mm가 되도록 분쇄하여 유기물 호퍼(1)로 이송시키고, 생석회 탱크(2)의 생석회를 생석회 호퍼(2')로 48Kg 공급하여 7분 동안 대기중에 노출하여 반응온도가 약 30℃가 될 때까지 혼합한 후 상기 폐기 유기물과 생석회를 배합기(3)에 투입하여 120분 동안 배합한 결과 반응온도가 약 190℃까지 상승을 하여 살균, 중금속의 분해, 유기물의 활성화 반응, 칼슘의 생성 축적 및 제염 작용을 하게 되어 고칼슘의 알카리 유기질 비료를 생성할 수 있었다.

상기와 같이 배합기(3)에서 배합된 유기질 비료를 온도를 서서히 하강시킨 후 배합건조기(4)로 이송시켜 탈수, 건조, 안정반응을 대기 중에서 2일 동안 시켜 안정화 공정을 거친 뒤 선별기(5)에서 큰 덩어리의 입자를 분쇄함과 동시에 각종 이물질 및 협잡물질을 제거한 결과 양질의 유기질 비료를 제조할 수 있게 되었다.

상기와 같은 본 발명은 생석회를 폐기 유기물과 혼합하기 전에 대기중의 수분이 흡수되도록 하여 1차 열반응시킨 후 폐기 유기물과 혼합함으로써 생석회가 폐기 유기물과 혼합할 때 고온의 열이 발생하도록 하여 살균이 용이하게 이루어짐과 동시에 폐기 유기물에 생석회를 투입하였을 때 폭발음이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 폐기 유기물에서 이물질을 제거한 후 분쇄하는 선별공정과; 상기 이물질이 제거된 폐기 유기물과 수분이 흡수된 생석회를 혼합처리하여 유기물의 표면에 생석회가 코팅되도록 하는 안정화 처리공정과; 상기 유기물이 혼합된 생석회를 건조 분쇄하고 슬러지를 제거하는 분쇄공정과; 상기 유기물이 혼합된 생석회를 건조하는 건조공정으로 구성된 유기질 비료의 제조방법에 있어서, 상기 폐기 유기물과 생석회를 혼합하여 안정화처리를 하는 공정 전에 생석회를 대기중에 노출시켜 대기중의 수분이 생석회에 흡수되어 1차 열 반응하도록 한 것을 특징으로 하는 유기질 비료의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 생석회를 대기중에 3 ∼ 15분 동안 노출시키는 것을 특징으로 하는 유기질 비료의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 생석회를 상부가 개방되고, 내부에는 스크루가 설치된 생석회 호퍼에 내장하여 대기중에 노출되도록 한 것을 특징으로 하는 유기질 비료의 제조방법.

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