KR100915531B1 - 음식물 처리시스템용 발효장치 - Google Patents

음식물 처리시스템용 발효장치

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Abstract

본 발명은 음식물 처리시스템용 발효장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파쇄장치를 통한 파쇄공정과, 탈수장치를 통해 탈수공정을 마친 음식물을 반응조의 내부에 수용하여 발효공정을 수행하는 것으로, 특히 반응조의 내부에 수용된 음식물이 단시간 내에 골고루 교반할 수 있는 전용구조를 마련한 음식물 처리시스템용 발효장치에 관한 것이다.

Description

음식물 처리시스템용 발효장치{Equipment ferment for food waste discomposition processing system}
본 발명은 음식물 처리시스템용 발효장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파쇄장치를 통한 파쇄공정과, 탈수장치를 통해 탈수공정을 마친 음식물을 반응조의 내부에 수용하여 발효공정을 수행하는 것으로, 특히 반응조의 내부에 수용된 음식물이 단시간 내에 골고루 교반할 수 있는 전용구조를 마련한 음식물 처리시스템용 발효장치에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 식당에서 배출되는 음식물들은, 공동 주택단지 등지에 설치된 중간 수거함에 1차로 수거된 다음, 추후 수거차량이 상기 음식물을 최종 수거하고 있다.
그리고 최근 들어서는, 이와 같이 수거된 음식물들을 매립장에 매립하지 아니하고, 음식물 처리시스템을 통해 상기 음식물을 후처리하여 사료나 비료 등으로 사용될 수 있도록 구성하고 있다.
여기서, 상기 음식물 처리시스템을 통해 이루어지는 음식물의 후처리 과정은, 최초 파쇄장치를 통해 호퍼를 통해 공급된 음식물을 파쇄하는 공정과, 상기 파쇄된 음식물을 탈수장치가 탈수하는 탈수공정과; 상기 탈수가 완료된 음식물을 반응조에 투입하여 발효하는 공정; 및 상기 발효가 완료된 음식물을 배출하는 공정을 포함하여 구성된다.
그리고, 이렇게 후처리가 완료된 음식물들은, 일반적으로 농지에 살포되어 작물의 생육을 돕게 된다.
그런데, 상기 음식물 처리시스템에 있어 발효장치를 통한 음식물의 발효가 제대로 이루어지지 아니할 경우, 음식물이 발효되지 아니하고 부패하여 퇴비로 활용이 어렵게 되며, 이러한 퇴비를 농지에 살포하였을 경우 오히려 작물의 생육에 장해를 초래할 수 있다.
따라서, 발효장치는 음식물의 발효에 요구되는 조건 즉, 온도나 산소 공급량 등의 조건을 안정되게 충족시켜야 하며, 특히 반응조 내에 이러한 발효조건은 균일하게 형성되어야 한다.
한편, 종래 음식물 처리시스템에 있어 발효장치는 반응조에 전동모터의 회전력을 인가받아 일방향으로 회전하는 교반로드 축이 수직으로 배설된 구조로 이루어져, 상기 반응조에 투입된 음식물이 교반로드 축을 통해 교반되도록 구성하고 있다.
그러나, 상기 교반로드 축은, 축부재의 외측에 복수의 날개부재가 배설된 형태로 이루어지며, 따라서 상기 교반로드 축을 회전시켜 반응조에 수용된 음식물을 교반하게 되면 국부적인 음식물의 교반은 가능하나, 전체적인 음식물의 교반은 사실상 어렵다.
그리하여, 반응조의 하부와 상부의 및 중간부의 온도 편차와 산소량의 편차가 발생되고, 이러한 온도 편차에 의해 반응조의 내부에 국부적인 음식물의 부패가 발생되어, 음식물의 발효를 통한 안정된 퇴비의 확보가 어렵다.
또한, 상기 교반로드 축은 항시 반응조에 수용된 음식물과 물리적인 마찰이 발생되고, 이러한 마찰에 의해 교반로드 축의 마멸과 변형이 발생되는 한편, 전동모터의 과부하가 발생되므로 잦은 보수나 교체가 요구되는 문제점을 가진다.
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 파쇄장치를 통한 파쇄공정과, 탈수장치를 통해 탈수공정을 마친 음식물을 반응조의 내부에 수용하여 발효공정을 수행하는 것으로, 특히 반응조의 내부에 수용된 음식물이 단시간 내에 골고루 교반할 수 있는 전용구조를 마련한 음식물 처리시스템용 발효장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 음식물 처리시스템용 발효장치는,
음식물의 수용공간인 반응조를 포함하여 구성되어, 반응조에 수용된 음식물의 발효공정을 도모하는 음식물 처리시스템용 발효장치로,
상기 반응조의 바닥면에는 복수의 분출구가 방사구조로 형성되고, 상기 분출구는 압축 공기를 공급하는 공기 토출부와 연통되게 설치되어, 상기 반응조에 수용된 음식물이 공기 토출부를 통해 공급되어 분출구를 통해 일시에 분출되는 압축공기에 의해 교반되도록 구성되고,
상기 압축공기 토출부는, 상기 반응조의 바닥면에 형성된 각 분출구와 공급관을 통해 개별적으로 연결되는 복수의 충진탱크와; 상기 복수의 충진탱크를 병렬로 상호 연결하여, 각 충진탱크의 내압을 균일하게 형성하는 분배관; 상기 분배관을 통해 병렬구조로 연결된 충진탱크에 외부 공기를 연속하여 주입하여 압축공기를 충진탱크의 내부에 충진시키는 압축기; 및 상기 분출구와 충진탱크 사이에 형성된 공급관의 개폐를 도모하는 체크밸브를 포함하여 구성되어,
상기 압축기가 충진탱크에 외부 공기를 연속하여 주입하여, 충진탱크 내에 고압의 압축공기를 충진시키되, 각 충진탱크는 분배관을 통해 병렬하여 연결되어 균일한 압력으로 압축된 압축공기를 충진하고, 상기 체크밸브는 간헐적으로 개방되어 충진탱크와 반응조의 바닥면에 설치된 분출구를 연통시켜서, 상기 충진탱크에 충진된 고압의 압축공기는 반응조의 바닥면에 형성된 분출구를 통해 균일한 압력으로 일시에 분출되어서, 반응조에 수용된 음식물은 상기 분출구를 통해 일시에 분출되는 고압의 압축공기에 의해 교반되도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
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바람직하게는, 상기 각 공급관에 설치된 체크밸브들은, 하나의 타이머에 의해 개폐가 제어되도록 구성되어, 상기 각 체크밸브들은 타이머에 의한 시간제어에 의해 간헐적으로 개방되어 충진탱크에 저장된 압축공기를 분출구에 공급하도록 구성된다.
한편, 본 발명에서는 상기 반응조의 내부에 전동모터의 회전력을 인가받아 일방향으로 회전하는 교반로드 축을 배설하여, 상기 상기 압축공기 토출부를 통한 교반작용과, 교반로드 축을 통한 교반이 병행되도록 구성하고 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는 음식물이 수용된 반응조의 바닥면에 분출구를 형성하고 이 분출구를 통해 고압의 압축공기를 분출시켜, 반응조에 수용된 음식물이 고압의 압축공기에 의해 교반되도록 한 음식물 처리시스템용 발효장치를 제공하고 있다.
이와 같이 반응조의 바닥면에 형성된 분출구를 통해 고압의 압축공기를 분출시키면, 반응조에 수용된 음식물은 국부적으로 순환하여 교반되는 것이 아니라, 전체적으로 순환하여 교반되므로 음식물의 신속하고 안정된 교반이 가능하다.
특히, 본 발명에서와 같이 분출구와 압축기를 직접 연결하지 아니하고, 분출구와 압축기 사이에 충진탱크를 부가하면, 상대적으로 적은 용량의 압축기를 이용하면서도 고압의 압축공기를 분출구를 통해 분출할 수 있어, 제작에 따른 부대비용이 대폭 절감되는 이점을 가지고, 또 고압의 압축공기를 일시에 분출할 수 있어서, 교반효율이 향상되는 이점을 갖는다.
또한, 고압의 압축공기를 통한 음식물의 교반구조는 음식물과의 마찰이 발생되지 아니하므로, 장시간 사용하더라도 기계적인 손상이 발생되지 아니하므로 안정된 내구성을 갖게 된다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발효장치를 마련한 음식물 처리시스템의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치의 정면 구성을 보여주는 것이며,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치의 평면 구성을 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치를 통한 음식물의 교반상태를 보여주는 작용 상태도이고,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치를 통한 음식물의 교반상태의 흐름도이다.
**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****
1. 음식물 처리시스템
10. 호퍼 20. 파쇄장치
30. 탈수장치
40. 발효장치 41. 반응조
41a. 공급구 41b. 배출구
42. 바닥면 42a. 수거조
42b. 배수관 43. 공기 주입관
43a. 블로워 43b. 히터
44. 분출구 44a. 공급관
45. 충진탱크 45a. 분배관
46. 압축기 47. 체크밸브
47a. 타이머 48. 교반로드 축
48a. 전동모터
50. 이송 스크루부 60. 야적장
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발효장치를 마련한 음식물 처리시스템의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치의 정면 구성을 보여주는 것이며, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치의 평면 구성을 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치를 통한 음식물의 교반상태를 보여주는 작용 상태도이고, 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 음식물 처리시스템용 발효장치를 통한 음식물의 교반상태의 흐름도이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발효장치(1)는, 도 1에서 보는 바와 같이 호퍼(10)를 통해 공급된 음식물을 파쇄하는 파쇄장치(20)와, 상기 파쇄된 음식물을 탈수하는 탈수장치(30)를 포함하여 구성된 음식물 처리시스템(1)에 설치되어서, 상기 탈수장치(40)를 통해 탈수가 완료된 음식물을 반응조(41)에 수용하여 발효를 도모하는 장치이다.
바람직한 실시예를 보여주는 도 2와 도 3을 보면 상기 발효장치(40)를 구성하는 반응조(1)에는 각각 음식물의 공급구(41a)와 배출구(41b)가 각각 형성되고, 이 공급구(41a)와 배출구(41b)에는 이송 스크루부(50)가 각각 설치되어서, 상기 발효를 요하는 음식물의 공급과 발효를 마친 음식물의 배출이 공급구(41a)와 배출구(41b) 및 이송 스크루부(50)에 의해 이루어지도록 구성되어 있고, 장치의 일편에는 최종 처리된 음식물의 야적공간인 야적장(60)이 마련되어 있다.
본 실시예에서는 상기 반응조(41)의 바닥면(42)에 배수관(42b)이 형성된 수거조(42a)를 요입되게 형성하여, 음식물의 발효과정 중에 발생되는 침출수가 상기 수거조(42a)를 통해 수집되어 배수관(42b)을 통해 최종 배출되도록 구성하고 있다.
그리고 본 실시예에서는 침출수의 수거기능을 도모하는 수거조(42)에 블로워(43a)를 통해 발효에 요구되는 공기를 공급하는 공기 주입관(43)을 연통되게 배설하여, 상기 반응조(41)의 바닥면(42)을 통해 음식물의 발효에 요구되는 공기가 블로워(43a) 및 공기 주입관(43)을 통해 충분히 공급되하고 있다.
도면을 보면 상기 공기 주입관(43) 상에는 히터(43b)가 마련되어, 겨울철 등 반응조의 내부 온도가 낮을 경우 상기 블로워(43a)를 통해 공급된 공기는 히터(43b)를 통해 가열되어 반응조(41)의 내부로 공급됨으로써, 반응조(41)에는 발효에 요구되는 공기량과 및 온도가 안정되게 충족되도록 하고 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 발효장치(1)는 반응조(41)에 음식물을 수용한 다음 적량의 효모를 투입시키면 상기 효모에 의해 음식물의 발효가 이루어지며, 이때 블로워(43a)는 공기 주입관(43)을 통해 온풍 또는 냉풍을 공급하여 음식물의 발효에 요구되는 산소를 공급하게 된다.
그리고, 이러한 음식물의 발효과정에 발생된 침출수는 하부에 설치된 수거조(42a)를 통해 수집된 다음, 배수관(42b)을 통해 외부로 최종 배출된다.
한편, 본 발명에서는 이와 같이 구성된 발효장치(40)에 고압의 압축공기를 주기적으로 분출시켜 반응조(41)에 수용된 음식물 전체의 신속한 교반이 이루어지도록 한 개량된 교반구조를 마련하고 있다.
상기 교반구조는, 도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이 반응조(41)의 바닥면(42)에 복수의 분출구(44)를 방사구조로 형성하고, 상기 분출구(44)에 고압의 압축공기를 간헐적으로 공급하는 공기 토출부를 연통시킨 형태이다.
여기서, 상기 압축공기 토출부는 기본적으로 상기 반응조(41)의 바닥면(42)에 형성된 각 분출구(44)와 공급관(44a)을 통해 연결된 충진탱크(45)와; 상기 충진탱크(45)에 외부 공기를 연속하여 주입시켜 압축공기를 충진탱크(45)의 내부에 충진시키는 압축기(46); 및 상기 분출구(44)와 충진탱크(45) 사이에 형성된 공급관(44a)의 개폐를 도모하는 체크밸브(47)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서와 같이 압축기(46)와 분출구(44)를 직접 연결하지 아니하고, 압축기(46)와 분출구(44) 사이에 충진탱크(45)를 부가하면, 적은 용량의 압축기(46)를 이용하면서도 고압의 압축공기를 형성하여 분출구(44)를 통해 일시에 분출할 수 있게 되므로, 제작에 따른 부대비용이 대폭 절감되는 효과를 갖게 되고, 또 압축기(46)의 과부하 발생이 예방할 수 있다.
도면을 보면, 본 실시예에서는 상기 반응조(41)의 바닥면(42)에 형성된 복수의 분출구(44) 각각에 대응되는 충진탱크(45)를 공급관(44a)을 통해 개별적으로 연결하고 있다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 복수의 충진탱크(44) 사이에 분배관(45a)을 설치하여 각 충진탱크(45)들이 분배관(45a)에 의해 병렬구조로 상호 연결되도록 함으로써, 압축부(46)가 어느 하나의 충진탱크(45)에 공기를 연속하여 주입하면 상기 주입된 공기는 분배관(45a)을 통해 각 충진탱크(45)에 균일하게 분배 및 압축되어, 결과적으로 모든 충진탱크(45)들이 균일한 내압의 압축공기가 충진되도록 하고 있다.
이와 같이 각 충진탱크(45)들이 동일한 내압을 갖게 되면 추후 분출구(44)는 각 충진탱크(45)에 충진된 고압의 압축공기를 독립적으로 분출하게 되므로, 이때 각 분출구(44)를 통해 동일한 압력의 압축공기가 분출된다.
따라서, 본 실시예에 따른 발효장치(40)는, 하나의 압축기(46)를 통해 복수의 충진탱크(45)에 고압의 압축공기를 동일압으로 주입할 수 있게 되므로, 제작에 따른 부대비용이 절감될 수 있다. 그리고, 반응조(41)의 바닥면(42)에 형성된 각 분출구(44)가 동일한 압력의 압축공기를 일시에 분출하므로, 음식물에 교반이 보다 안정되게 이루어질 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 각 공급관(44a)에 설치된 체크밸브(47)들 사이에 설정 시간에 따른 전류 공급을 제어하여 체크밸브(47)의 개폐상태를 일괄하여 제어하는 타이머(47a)를 설치하고 있다.
이와 같이 구성하면, 작업자가 수작업을 통해 체크밸브(47)를 일일히 개폐하지 아니하고, 타이머(47a)에 의해 각 체크밸브(47)들은 간헐적으로 개폐되어 각 충진탱크(45)에 충진된 고압의 압축공기가 분출구(44)를 통해 일시에 분출될 수 있어서, 한층 더 향상된 편의성이 도모될 수 있다.
그리고 이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 발효장치(40)는, 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이 각 체크밸브(47)에 의해 각 충진탱크(45)가 폐쇄된 상태에서(S 10), 압축기(46)가 구동되어 분배관(45a)을 통해 병렬 연결된 충진탱크(45)에 외부 공기를 연속하여 주입하면(S 20), 상기 각 충진탱크(45)에는 고압의 압축공기가 분배하여 충진된다.(S 30)
이 상태에서 타이머(47a)의 제어로 체크밸브(47)가 개방되면(S 40), 상기 각 충진탱크(45)에 저장된 고압의 압축공기는 반응조(41)의 바닥면(42)에 형성된 분출구(44)를 통해 일시에 분출되고(S 50), 이 분출된 고압의 압축공기에 의해 반응조(41)의 내부에 수용된 음식물의 교반(S 60)이 일시에 이루어진다.
즉, 본 실시예에서는 압축기(46)를 통해 주입되는 저압의 공기를 반응조(41)에 연속하여 공급하지 아니하고, 압축기(46)를 통해 주입된 저압의 공기를 충진탱크(45)에 충진하여 고압의 압축공기를 형성하고, 이 고압의 압축공기를 반응조(41)에 간헐적으로 분출시켜 음식물의 교반작용을 도모하게 된다.
또한, 본 실시예에서는 상기 반응조(41)의 내부에 전동모터(48a)의 회전력을 인가받아 일방향으로 회전하는 교반로드 축(48)을 배설하여, 상기 압축공기 토출부를 통한 교반작용과, 교반로드 축(48)을 통한 교반이 병행되도록 구성하여 교반효율이 보다 향상되도록 하고 있다.

Claims (4)

  1. 음식물의 수용공간인 반응조를 포함하여 구성되어, 반응조에 수용된 음식물의 발효공정을 도모하는 음식물 처리시스템용 발효장치로,
    상기 반응조의 바닥면에는 복수의 분출구가 방사구조로 형성되고, 상기 분출구는 압축 공기를 공급하는 공기 토출부와 연통되게 설치되어, 상기 반응조에 수용된 음식물이 공기 토출부를 통해 공급되어 분출구를 통해 일시에 분출되는 압축공기에 의해 교반되도록 구성되고,
    상기 압축공기 토출부는, 상기 반응조의 바닥면에 형성된 각 분출구와 공급관을 통해 개별적으로 연결되는 복수의 충진탱크와; 상기 복수의 충진탱크를 병렬로 상호 연결하여, 각 충진탱크의 내압을 균일하게 형성하는 분배관; 상기 분배관을 통해 병렬구조로 연결된 충진탱크에 외부 공기를 연속하여 주입하여 압축공기를 충진탱크의 내부에 충진시키는 압축기; 및 상기 분출구와 충진탱크 사이에 형성된 공급관의 개폐를 도모하는 체크밸브를 포함하여 구성되어,
    상기 압축기가 충진탱크에 외부 공기를 연속하여 주입하여, 충진탱크 내에 고압의 압축공기를 충진시키되, 각 충진탱크는 분배관을 통해 병렬하여 연결되어 균일한 압력으로 압축된 압축공기를 충진하고, 상기 체크밸브는 간헐적으로 개방되어 충진탱크와 반응조의 바닥면에 설치된 분출구를 연통시켜서, 상기 충진탱크에 충진된 고압의 압축공기는 반응조의 바닥면에 형성된 분출구를 통해 균일한 압력으로 일시에 분출되어서, 반응조에 수용된 음식물은 상기 분출구를 통해 일시에 분출되는 고압의 압축공기에 의해 교반되도록 구성한 것을 특징으로 하는 음식물 처리시스템용 발효장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 각 공급관에 설치된 체크밸브들은, 하나의 타이머에 의해 개폐가 제어되도록 구성되어, 상기 각 체크밸브들은 타이머에 의한 시간제어에 의해 간헐적으로 개방되어 충진탱크에 저장된 압축공기를 분출구에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 처리시스템용 발효장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 반응조의 내부에 전동모터의 회전력을 인가받아 일방향으로 회전하는 교반로드 축을 배설하여, 상기 압축공기 토출부를 통한 교반작용과, 교반로드 축을 통한 교반이 병행되도록 구성한 것을 특징으로 하는 음식물 처리시스템용 발효장치.
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