KR100817607B1 - Recycling machine of food waste - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음식물쓰레기를 뼈와 같은 고형물과 함께 분쇄하고, 탈수하여 음식물쓰레기의 고액을 분리하고, 분리된 탈수액만 하수로 흘려보내 하수부하를 줄여 주고, 탈수기를 거쳐 나온 수분함량 25~30%의 탈수케이크는 제습된 건조한 바람으로 수분함량 15~20%로 건조하고, 음식물쓰레기 중의 세균과 냄새는 광촉매(TiO2)와 자외선을 이용하여 살균 및 제거하고, 저장박스에 모으고, 저장박스에는 상온의 제습된 바람으로 건조할 수 있도록 하여, 이를 사료원료 및 퇴비원료로 활용하는 자원화 방법으로서, 상기의 모든 작업은 센서에 의해 자동으로 이루어지고, 일체형으로 이루어진 획기적인 소형의 음식물쓰레기 자원화 시스템이다.The present invention is to crush the food waste with solids such as bone, dehydrate to separate the solids of the food waste, to reduce the sewage load by flowing only the separated dehydration liquid to the sewage, water content 25 ~ 30% through the dehydrator The dehydrated cake is dried with dehumidified dry air to 15 ~ 20% moisture content, and bacteria and odors in food waste are sterilized and removed using photocatalyst (TiO 2 ) and UV rays, collected in a storage box, and stored at room temperature. It is a resource recycling method that can be dried by a dehumidified wind of the feedstock and compost raw materials, all of the above work is done automatically by a sensor, a breakthrough small-size food waste recycling system made in one piece.
종래의 기술로는 싱크대에 부착하여 사용하는 디스포저가 있으며, 대한민국 등록실용신안 434434호(고안의 명칭 : 음식물 처리기)가 개시되어 있다.Conventional technology includes a disposer attached to a sink, and a Korean Utility Model Registration No. 434434 (designation name: food processor) is disclosed.
그러나, 상기한 종래의 디스포저는 음식물쓰레기를 갈아 하수로 방류함으로서 하수처리장의 부하를 높여 하수처리장 건설 및 운전에 많은 비용이 들고 운전방법의 변경이 불가피하여 현재 시행하기에 많은 반대에 부딪혀 현재 국내에서는 채택하고 있지 않다. 일부 이를 채택하고 있는 국가 중 일본의 경우 교통성에서는 종합프로젝트 성과를 바탕으로 디스포저 단독설치를 금지하고 하수도에 대한 부하를 높이지 않는 정화조와 접속하는 경우의 방류수질은 BOD 10mg/L 이하, T-N 10mg/L 이하, T-P 1mg/L 이하를 보장하는 것을 조건으로 디스포저 폐수처리시스템의 인가가 이루어졌다. 따라서 현재 국내의 디스포저 이용 기술도 폐수처리시스템을 포함하는 방향으로 개발되고 있다. 그 외에 여러 업체에서 개발된 소형처리기로는 건조기와 소멸식 발효기가 있으며, 이중 건조기는 음식물쓰레기를 수분함량 15~20%로 열풍 및 히터로 건조하여 일반쓰레기로 버리는 것으로서 건조 에너지가 많이 소요되며, 좀 더 진보된 것으로서 음식물쓰레기를 파쇄하고 탈수하여 수분함량 75~80%의 탈수케이크를 열풍 및 히터로 건조하여 수분함량 15~20%로 건조하는 건조기가 있으나 이것은 단순건조보다는 에너지 비용이 적게 들지만 탈수케이크의 수분함량이 75~80%나 되어 이 또한 과다한 수분을 건조하는 많은 에너지 비용이 소요되는 방법이다. 마지막으로 고속발효를 이용한 소멸기가 있으나 이는 발효 중의 악취가 많이 나고 수분 조절제 및 발효미생물의 계속적인 투여가 필요한 문제점이 있었다.However, the above-mentioned conventional disposers have increased the load on the sewage treatment plant by changing food waste into sewage, which is expensive to construct and operate the sewage treatment plant, and changes in the operation method are inevitable. Is not adopted. In some countries that adopt this, Japan's Ministry of Transportation prohibits the installation of disposers alone and connects to septic tanks that do not increase the load on sewerage based on the results of the comprehensive project. The discharged water quality is less than BOD 10mg / L and TN 10mg. Authorization of the disposer wastewater treatment system was made subject to guaranteeing less than / L and less than
또한, 대한민국 등록실용신안 434434호는 충분히 탈수되지 않아 탈수케이크에 수분이 많이 함유되어 있어, 이를 건조하기 위한 비용이 많이 소요되고, 수분함량이 높아 부패하기 쉬운 등의 문제점이 있었다.In addition, the Republic of Korea Utility Model No. 434434 is not sufficiently dehydrated, the dehydration cake contains a lot of water, it takes a lot of cost to dry it, there is a problem such as high moisture content and easy to rot.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 음식물쓰레기 재활용장치는, 호퍼를 포함하는 본체와; 요철로라를 포함하는 분쇄수단과; 상기 본체에 장착되는 탈수망과, 상기 탈수망의 내부에 삽입되는 스크류와, 상기 탈수망의 선단에 장착되는 캡을 포함하는 고액분리수단과; 상기 요철로라 및 스크류에 동력을 전달하는 동력전달수단;을 포함한다.Food waste recycling apparatus for solving the problems of the prior art as described above, the main body including a hopper; Grinding means comprising an uneven roller; Solid-liquid separation means including a dehydration net mounted to the main body, a screw inserted into the dehydration net, and a cap attached to the tip of the dehydration net; It includes; power transmission means for transmitting power to the uneven roller and the screw.
상기 스크류는 스크류날개의 피치가 출구 쪽으로 가면서 좁아져, 앞으로 밀려갈수록 압력이 증가하여 분쇄 음식물쓰레기에 함유되어 있는 수분이 압축력에 의해 제거되는 것이 바람직하다.The screw is narrowed as the pitch of the screw blade toward the outlet, the pressure increases as it is pushed forward to remove the moisture contained in the crushed food waste by the compressive force.
상기 캡은 스프링에 의해 상기 탈수망의 선단에 밀착되며, 상기 스프링의 압력 조절에 의해 상기 캡의 압축강도가 조절되는 것이 바람직하다.The cap is in close contact with the tip of the dehydration net by a spring, it is preferable that the compressive strength of the cap is adjusted by the pressure of the spring.
상기 스프링은, 상기 스크류의 선단에 장착된 핸들에 의해 압력조절이 되는 것이 바람직하다.The spring is preferably pressure-controlled by a handle attached to the tip of the screw.
상기 캡과 상기 스프링 사이에는 평베어링이 개재되어 마찰을 감소시키는 것이 바람직하다.It is preferable that a flat bearing is interposed between the cap and the spring to reduce friction.
상기 탈수망의 선단과 상기 캡 사이에 발생한 배출구로부터 배출되는 탈수케 이크가 저장되는 저장수단과, 상기 배출구 또는 상기 저장수단의 내부에 구비된 건조수단을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include a storage means for storing the dehydration cake discharged from the outlet generated between the tip of the dehydration network and the cap, and the drying means provided in the outlet or the storage means.
상기 본체, 분쇄수단, 탈수망, 저장수단 중 어느 하나 또는 둘이상에는 광촉매가 코팅되어 있으며, 상기 광촉매에 조사 가능하도록 자외선램프가 설치된 것이 바람직하다.At least one or two or more of the main body, the grinding means, the dehydration net, and the storage means is coated with a photocatalyst, and an ultraviolet lamp is preferably installed so that the photocatalyst can be irradiated.
이상과 같이 본 발명에 의하면, As described above, according to the present invention,
본 발명은 음식물쓰레기처리를 위해 수거, 운송, 처리 및 재활용에 이르는 과정에서 발생되는 악취발생, 침출수 및 부패로 인한 비위생적문제, 음식물쓰레기처리를 위해 수많은 단계를 거치는 과정에서 발생되는 비용문제, 특히 환경시설 설치에 따른 님비현상으로 인한 사회적 갈등문제 등 각종 사회적, 경제적, 위생적 문제를 음식물쓰레기 발생지에서 즉시 처리함으로서 모든 문제를 근원적으로 해결할 수 있다.The present invention is a non-sanitary problem due to odor generation, leachate and rot generated in the process of collecting, transporting, processing and recycling for food waste treatment, the cost problem in the process of going through numerous steps for food waste treatment, in particular the environment All social, economic and sanitary problems, such as the social conflict caused by the Nimbi phenomenon due to the installation of facilities, can be solved at the source of food waste immediately.
따라서, 본 발명의 효과를 구체적으로 살펴보면 음식물쓰레기 발생지에서 즉시 처리함으로서 수거 및 운송비와 처리업체에 지불하는 처리비가 절감할 수 있으며, 수거 및 운송 중의 비위생적인 문제와 악취로 인한 사회적 님비현상이 없어 사회적 화합을 이룰 수 있으며, 재활용품의 품질이 신선하여 사료원료 및 퇴비원료와 같은 활용도 및 부가가치를 높일 수 있다. 또한 우리나라와 음식물쓰레기 성상이 비슷한 외국의 음식물쓰레기처리의 대안을 제시하여 수출할 수 있는 획기적인 음식 물쓰레기처리시스템 및 음식물쓰레기처리방법이다.Therefore, by looking at the effect of the present invention in detail, by processing at the food waste source immediately can reduce the collection and transportation costs and processing costs paid to the processing company, there is no social hygiene phenomenon due to unsanitary problems and odors during the collection and transportation social Harmonization can be achieved and the quality of recycled products can be fresh, increasing the utilization and added value such as feed and compost. In addition, it is a groundbreaking food waste treatment system and food waste disposal method that can be exported by suggesting alternative food waste disposal in foreign countries with similar food waste characteristics to Korea.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail. However, these drawings are for illustrative purposes only and the present invention is not limited thereto.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 전체적인 개략 구조도이다.1 is an overall schematic structural diagram according to an embodiment of the present invention.
도1을 살펴보면, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 재활용장치는, 상부에 음식물쓰레기가 투입될 수 있는 투입구(30)가 갖추어진 몸체(20)로 구성된다.Referring to Figure 1, the food waste recycling apparatus according to the present invention is composed of a
몸체(20)의 하부에는 배출관(26)이 구성되어 음식물쓰레기로부터 분리된 액체가 배출된다.A
투입구(30)는 필요에 따라 연결구(14)에 의해 싱크개수대(10) 및 필터(12)와 탈부착이 가능하다.The
싱크개수대(10)를 통하거나, 별도의 수작업으로 투입구(30)를 통해 투입된 음식물쓰레기는 분쇄수단(40)으로 유입되며, 분쇄수단(40)은 한 쌍의 요철로라(42)와, 요철로라(42)의 축에 끼워진 한 쌍의 기어(46) 및 어느 하나의 요철로라(42)에 끼워진 풀리 또는 스프라켓(44)으로 구성된다.The food waste introduced through the sink opening 10 or through a
상기 한 쌍의 기어(46)가 맞물려 돌아가도록 구성되어 한 쌍의 요철로라(42)도 상호 마주 돌아가도록 구성되며, 모터(90)로부터 동력이 전달되는 기어(46)는 고정되고, 맞물림 기어(46)는 유동적으로 하여 스프링(미도시)으로 기어를 밀어주도록 하여, 요철로라(42)의 분쇄물의 강도에 따라 밀려 날 수 있도록 가변성을 주 어 뼈와 같이 단단한 고형물에 의한 분쇄수단의 고장을 방지하도록 구성된다.The pair of
요철로라(42)의 개략적인 사시도는 도2와 같다.A schematic perspective view of the
몸체(20)의 탈수망 장착구(24)에는 탈수망(60)이 장착된다. 탈수망(60)은 도3과 같다.The dehydration
탈수망(60)의 탈수망 입구(62)는 몸체(20)의 내부의 호퍼(22)와 대응되어 끼워진다.The dewatering
탈수망(60)의 캡장착구(64)에는 캡(70)이 장착된다.The
한편, 상기 분쇄수단(40) 측 하부에는 고액분리수단(50)이 갖추어 진다.On the other hand, the solid-liquid separation means 50 is provided at the lower side of the grinding means 40.
고액분리수단(50)은 모터(90)의 동력이 체인이나 벨트로 동력을 전달받는 풀리 또는 스프라켓(56)과, 분쇄된 음식물쓰레기를 이송 압축시켜 주는 스크류(52)와 스크류날개(54)가 갖추어 지는데, 이때 상기의 스크류(52)는 분쇄된 음식물쓰레기가 투입되는 입구 쪽보다 탈수 후 탈수케이크가 배출되는 출구 쪽으로 가면서 스크류날개(54) 간격이 좁아져, 분쇄된 음식물쓰레기가 앞으로 밀려갈수록 피치 내의 압력이 증가하여 음식물쓰레기에 함유되어 있는 수분이 압축력에 의해 제거될 수 있도록 구성되고, 뿐만 아니라 음식물쓰레기의 침출수가 조직에서 빠져 나오는 시간을 고려하여 스크류의 회전속도를 분당 1~5회전의 저속으로 회전시킴으로서 적은 모터(90)의 힘으로 탈수효율을 극대화 시킬 수 있다.The solid-liquid separation means 50 has a pulley or sprocket 56, in which power of the
또한, 스크류(52)의 둘레에는 탈수된 물만 빠지고 고형물은 빠지지 않도록 설계된 0.1~0.5mm의 구멍 또는 길이로 갈라진 틈을 갖는 원통의 탈수망(65)을 갖추 어 스크류의 압출력에 의해 탈수되는 수분이 탈수 망 외부로 배출될 수 있도록 하고, 배출된 수분은 몸체(20)의 하부에 모여져 하수구 배출관(26)으로 배출된다.In addition, the water is dehydrated by the extrusion force of the screw equipped with a cylindrical dewatering net 65 having a hole or a gap of 0.1 to 0.5 mm, which is designed so that only the dehydrated water falls out and the solids do not fall around the
또한, 스크류(52)의 선단으로 밀려나오는 음식물쓰레기 고형물의 탈수를 최대한 많이 하기 위하여 원통의 탈수망(60)의 선단은 캡(70)으로 막힌다.In addition, the tip of the
캡(70)의 중앙의 통공으로는 스크류(52)의 축이 외부로 돌출되며, 상기 스크류(52)의 축에는 스프링(74)이 삽입되고, 핸들(76)이 나사결합으로 상기 스크류(52)의 축에 결합된다.A shaft of the
핸들(76)을 돌려 스프링(74)의 강도를 조절할 수 있다. 스프링(74)의 강도에 따라 캡(70)과 탈수망(60) 사이의 틈(캡장착구, 64)으로 밀려 나오는 음식물쓰레기 탈수케이크의 함수율이 조절될 수 있으며, 캡(70)과 탈수망(60) 사이의 틈(캡장착구, 64)으로 밀려 나오는 탈수케이크의 형상이 얇은 슬라이스 형태로 되어 건조가 잘 되도록 구성된다. 미설명부호 28은 탈수케이크 배출구이다.The strength of the
그리고, 캡(70)과 탈수망(60) 사이의 틈(캡장착구, 64)으로 밀려 나오는 얇은 슬라이스 형태의 음식물쓰레기 탈수케이크가 건조시킬 수 있는 건조수단(86)과 음식물쓰레기 탈수케이크를 저장할 수 있는 저장탱크(80)를 갖추게 된다. Then, the drying means 86 and the food waste dewatering cake which can dry the thin slice-type food waste dewatering cake pushed out to a gap between the
저장탱크(80)의 내측 하부에 바닥에서 일정한 간격을 띄우고 탈수케이크가 바닥에 떨어지지 않도록 미세한 망(84)이 설치되고, 저장탱크(80) 바닥과 망(84) 사이에 건조수단(86)과 연결된다.A
상기 건조수단(86)은 송풍기와 제습장치가 구비되고, 송풍기의 바람은 제습장치에 의해 제습된 공기로서, 저장탱크(80)의 내측 하부에 급기관(88)이 연결되도 록 구성한다.The
캡(70)과 스프링(74)의 사이에는 평베어링(스러스트 볼 베어링, 72)를 개재시켜 캡(70)과 스프링(74)의 마찰을 감소시킨다.The friction between the
또한, 호퍼(22), 탈수망(60), 몸체(20), 저장박스(80)에는 이산화티탄과 같은 광촉매가 코팅되고, 상기 광촉매에 조사 가능하도록 자외선램프(82)가 설치하여, 광촉매에 의한 살균이 되도록 할 수 있다.In addition, a photocatalyst, such as titanium dioxide, is coated on the
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in detail through the following examples. However, these examples are for illustrative purposes only and the present invention is not limited thereto.
[실시예]EXAMPLE
음식물 쓰레기의 처리 방법에 따른 수분함량의 변화와 이를 건조하였을 때 처리방법에 따른 전기 에너지를 비교하였다. 먼저 처리하지 않은 음식물 쓰레기 3kg을 삼등분하여 하나는 그대로 수분함량측정 및 건조하여 대조구로 사용하였으며, 하나는 믹서로 갈아 음식물쓰레기를 파쇄하고 80메쉬 채에 받쳐 수분을 제거하여 나머지 잔존물의 수분함량을 측정하고 건조하였으며, 다른 하나는 음식물쓰레기를 본 발명의 음식물쓰레기 재활용장치로 압착탈수 후 탈수케이크의 수분함량을 측정하여 처리방법에 따른 각각의 수부함량 변화와 이에 따른 에너지 비용을 조사하였다.The change of moisture content according to the treatment method of food waste and the electrical energy according to the treatment method when drying it were compared. First, 3kg of untreated food waste was divided into 3 parts and one was measured as moisture content and dried as a control. One was shredded with a mixer and broken down with 80 mesh to remove moisture to measure the remaining water content. And the other, the food waste was measured by the food waste recycling apparatus of the present invention by measuring the water content of the dehydrated cake after the dehydration of the pressurized water to investigate the change in each water content according to the treatment method and the resulting energy costs.
<표1> 처리방법에 따른 수분함량 및 에너지사용량의 변화<Table 1> Changes in water content and energy consumption by treatment methods
상기 <표1>에서 보는 바와 같이 자연 탈수방식은 대조구에 비해 수분함량을 7% 줄일 수 있었으며 이로 인한 에너지 비용은 대조구에 비해 10%정도 밖에 줄이지 못하였으나, 본 발명은 대조구에 비해 수분함량을 61%나 줄일 수 있었으며 이로 인한 에너지 비용은 대조구에 비해 85%의 에너지비용을 절감할 수 있었다.As shown in Table 1, the natural dehydration method was able to reduce the moisture content by 7% compared to the control, and the resulting energy cost was reduced by only 10% compared to the control, but the present invention compared to the control 61 The energy cost was reduced by as much as%, resulting in an energy savings of 85% compared to the control.
또한 광촉매(TiO2)에 의한 음식물쓰레기 악취의 주요 4가지 가스를 제거하는 기작을 살펴보면, 트리메틸아민(Trimethylamine:TMA)는 디메틸아민(Dimethylamine: DMA)으로 분해되고, 다시 메틸아민(Methylamine : MA)으로 분해되고, 이는 다시 암모니아(ammonia)로 분해되고, 이 암모나아(Ammonia)는 아질산염(nitrite) 또는 질산염(nitrate)으로 되어 악취가 없는 물질로 변하게 된다. 또한 황화수소(Hydrogen sulfide)는 유황(element sulfur) 또는 황산염(sulfate)으로 되어 악취가 없는 물질로 변하게 되며 메틸머캅탄(Methyl mercaptan)도 유황(element sulfur) 또는 황산염(sulfate)으로 되어 악취가 없는 물질로 변하게 된다. In addition, the mechanism of removing the four main gases of food waste odor by photocatalyst (TiO 2 ) is trimethylamine (TMA) is decomposed into dimethylamine (DMA), and again methylamine (MA) It is broken down into ammonia, which in turn turns into nitrite or nitrate, turning it into a odorless substance. Hydrogen sulfide is also sulfur or elemental sulfur or sulfate to turn into a odorless substance. Methyl mercaptan is also elemental sulfur or sulfate to be odorless. Will change to
따라서 음식물쓰레기의 처리과정에서 음식물쓰레기 접촉부위 및 저장탱크를 광촉매(TiO2)를 도포하고, 380nm의 자외선램프를 설치하여 자외선의 빛에너지에 의해 생성된 전자와 정공이 활성산소종을 생성하여 음식물쓰레기 중의 세균의 살균 및 악취제거 하는 본 시스템과 대조구의 살균 및 악취제거 효율을 비교하였다.Therefore, during the treatment of food waste, photocatalyst (TiO 2 ) is applied to the food waste contact area and the storage tank, and 380 nm UV lamp is installed to generate free radicals by electrons and holes generated by the light energy of ultraviolet light. The sterilization and odor removal efficiency of the control and the control system were compared with the sterilization and odor removal of bacteria.
악취는 가스텍 검지관으로 측정하였으며, 대장균은 음식물쓰레기 침출수의 리터당 수를 계산하였다.Odor was measured with a gastec detector, and E. coli counted the number of liters of food waste leachate per liter.
비교결과 <표2>와 같이 본 발명에서는 암모니아, 트리메틸아민, 메틸머캅탄, 황화수소, 대장균 등 모든 측면에서 검출되지 않아, 본 발명의 우수함을 알 수 있었다.As a result of comparison, as shown in Table 2, the present invention was not detected in all aspects such as ammonia, trimethylamine, methylmercaptan, hydrogen sulfide, and Escherichia coli, indicating the superiority of the present invention.
<표2> 악취 및 세균의 변화<Table 2> Changes in Odor and Bacteria
도1은 본 발명에 따른 일실시예에 따른 전체적인 개략 구조도.1 is an overall schematic structural diagram according to an embodiment according to the present invention;
도2는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 요철로라의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the irregularities in one embodiment according to the present invention.
도3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 탈수망과 캡의 분해 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view of the dewatering net and cap in one embodiment according to the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ****** Explanation of main parts of drawing ***
10. 싱크개수대 12. 필터 20. 몸체10. sink
22. 호퍼 24. 탈수망 장착구 26. 배출관22.
28. 탈수케이크 배출구 30. 투입구 40. 분쇄수단28.
42. 요철로라 44. 요철로라 풀리 50. 고액분리수단42.
52. 스크류 54. 스크류 날개 56. 스크류 풀리52.
60. 탈수망 62. 탈수망 입구 64. 캡 장착구60.
70. 캡 72. 베어링 74. 스프링70.Cap 72.Bearing 74.Spring
76. 핸들 80. 저장박스 82. 자외선램프76.
90. 동력발생수단90. Power generating means
Claims (7)
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