KR100918363B1 - Manufacturing system of bio diesel and controlling mehtod thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시스템의 구성을 단순화시켜 장치의 부피를 작게 할 뿐만 아니라 원료를 투입하는 것부터 모든 공정이 자동으로 수행되도록 하여 작동이 매우 쉽게 실행되게 하고 바이오 디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 작업공정을 단축시킬 수 있게 하는 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 공급된 원료에 포함되어 있는 이물질 및 수분 등을 제거하는 전처리부; 상기 전처리부에 의해 처리된 후 공급된 원료를 촉매제를 이용하여 가공하는 제조부; 상기 제조부를 통해 가공된 생성물을 포집하는 수거부; 및 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부의 작동을 제어하는 제어부;로 이루어지며, 여기서, 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부는 상기 전처리부로 공급되는 원료의 양과 상기 수거부에서 수거되는 생성물의 양에 따라 상기 제어부에 의해 일괄 배치식으로 자동으로 작동되게 하는 것을 특징으로 한다.
바이오디젤, 전처리, 반응, 촉매, 수거
The present invention simplifies the configuration of the system to reduce the volume of the device, as well as to automatically carry out all the processes from the input of raw materials, so that the operation is very easy to perform and shorten the working time and work time required to manufacture biodiesel. The present invention relates to a biodiesel manufacturing system and a control method thereof, including: a pretreatment unit for removing foreign substances and water included in a supplied raw material; A production unit for processing the raw material supplied after the treatment by the pretreatment unit using a catalyst; A collecting unit for collecting the processed product through the manufacturing unit; And a control unit for controlling operations of the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit, wherein the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit are collected from the collection unit and the amount of raw material supplied to the pretreatment unit. According to the amount of the product to be characterized in that it is automatically operated in a batch configuration by the control unit.
Biodiesel, Pretreatment, Reaction, Catalyst, Collection
Description
본 발명은 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장치의 구성이 간편하고 일괄 배치의 연속식 및 자동식 작동으로 작업하기 쉬울 뿐만 아니라 작업시간 및 인력 투입을 감소시킬 수 있는 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biodiesel manufacturing system and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a bio-diesel manufacturing system and a control method thereof. A diesel production system and a control method thereof.
일반적으로, 우리가 사용하고 있는 에너지원은 대부분이 석유 및 석탄 등과 같은 화석원료로 이루어져 있어서 에너지 수급 및 환경오염 등의 많은 문제점을 노출하고 있다.In general, most of the energy sources we use are made of fossil raw materials such as oil 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 할 것이다.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. something to do.
바이오 원료의 종류로는 바이오 에탄올(Bioethanol), 메탄올(Methanol), 바이오 디젤(Biodiesel), 메탄가스 등이 있으며, 이들 중 동물 또는 식물의 지방 또 는 재생유지로부터 만들어지는 바이오디젤이 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. That is, it is most widely used as a raw material for diesel engines.
이러한 바이오디젤은 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 바이오디젤의 원료유를 공급 및 제조하는 장치에 대한 선행기술로서는 국내 등록특허공보 제10-0746219호 및 등록실용신안공보 제20-0360982호 등이 있다.As a prior art for a device for supplying and manufacturing raw material oil of biodiesel, there are domestic registered patent publication No. 10-0746219 and registered utility model publication No. 20-0360982.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 바이오디젤 제조장치는 원료의 공급에서 제조까지의 구성이 매우 복잡하여 장치의 부피가 클 뿐만 아니라, 그의 작동 또한 어려워서 가정이나 식당 등에서 개인용으로 사용하기가 거의 불가능한 문제점이 있었다.However, the biodiesel manufacturing apparatus according to the prior art as described above is very difficult to use for personal use in a home or a restaurant, because the composition of the raw material is very complicated from the supply of the raw material to the bulky device, and its operation is also difficult. There was this.
최근 들어서는 해외에서 개인용 바이오디젤 제조장치가 생산 및 판매되고 있으나 대부분이 원료 주입단계에서부터 제조 및 수거에 대한 전체 공정이 수동식으로 이루어져서 작동이 매우 번거롭고 불편한 문제점이 있었다.In recent years, a personal biodiesel manufacturing apparatus is produced and sold overseas, but most of the manufacturing and collection process is performed manually from the raw material injection stage, so there is a problem that the operation is very cumbersome and inconvenient.
아울러, 상기한 종래기술은 바이오디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 인력이 많이 소요될 뿐만 아니라, 그에 따른 작업공정도 아주 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 very complicated work process.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 장치의 구성을 단순화시켜 부피를 작게 할 뿐만 아니라 원료의 투여에서부터 모든 공정이 일괄 배치식의 연속 및 자동으로 수행되도록 하여 작동이 매우 쉽게 이루어지도록 하고, 바이오디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 작업공정을 감소시키도록 한 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 데에 있다.The object of the present invention for solving the problems as described above is to simplify the configuration of the device to reduce the volume as well as to make the operation very easy to perform all processes from batching of raw materials to continuous and automatic batch type. The present invention provides a biodiesel manufacturing system and a method of controlling the same, which reduce the working time and work process required to manufacture the biodiesel.
상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 바이오디젤 제조시스템은, 공급된 원료에 포함되어 있는 이물질 및 수분 등을 제거하는 전처리부; 상기 전처리부에 의해 처리된 후 공급된 원료를 촉매제를 이용하여 가공하는 제조부; 상기 제조부를 통해 가공된 생성물을 포집하는 수거부; 및 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부의 작동을 제어하는 제어부;로 이루어지며, 여기서, 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부는 상기 전처리부로 공급되는 원료의 양과 상기 수거부에서 수거되는 생성물의 양에 따라 상기 제어부에 의해 일괄 배치식으로 자동으로 작동되게 하는 것을 특징으로 한다.Biodiesel manufacturing system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the pre-treatment unit for removing foreign matter and water contained in the supplied raw material; A production unit for processing the raw material supplied after the treatment by the pretreatment unit using a catalyst; A collecting unit for collecting the processed product through the manufacturing unit; And a control unit for controlling operations of the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit, wherein the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit are collected from the collection unit and the amount of raw material supplied to the pretreatment unit. According to the amount of the product to be characterized in that it is automatically operated in a batch configuration by the control unit.
본 발명의 실시예에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제어방법은, 원료에 함유된 찌꺼기 등의 이물질과 수분 및 지방유 등을 제거하는 전처리 단계; 제2 촉매공급유닛, 교반기, 펌프유닛 및 히팅유닛을 일정시간 동안 가동시켜서 촉매가 포함된 원료를 교반, 순환, 가열 및 분리하여 초기생성물을 제조하고, 그 다음 상기 펌프 유닛 및 히팅유닛을 일정시간 동안 재가동시키면서 제3 배관을 통해 세척수를 공급하여 상기 초기생성물과 촉매제가 혼합된 혼합물을 순환, 가열 및 분리함과 동시에 비누화방지제공급유닛을 통해 비누화방지제를 공급하여 초기생성물을 세척한 후, 산화방지제공급유닛을 통해 산화방지제를 공급하고 상기 펌프유닛 및 히팅유닛과 더불어 블로워유닛을 일정시간 동안 가동시켜 상기 최종생성물을 건조시키는 제조단계; 및 상기 최종생성물을 수거통으로 수거하는 수거단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A control method of a biodiesel manufacturing system according to an embodiment of the present invention includes a pretreatment step of removing foreign substances such as debris and water and fatty oils contained in a raw material; Operating the second catalyst supply unit, the stirrer, the pump unit and the heating unit for a predetermined time to prepare the initial product by stirring, circulating, heating and separating the raw material containing the catalyst, and then the pump unit and heating unit for a predetermined time After the reactivation, the washing water was supplied through the third pipe to circulate, heat and separate the mixture of the initial product and the catalyst, and at the same time, the anti-saponification agent was supplied through the anti-saponification supply unit to wash the initial product. Supplying an antioxidant through a supply unit and operating a blower unit together with the pump unit and the heating unit for a predetermined time to dry the final product; And a collection step of collecting the final product into a container.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법을 이용하게 되면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. When using the biodiesel manufacturing system and the control method according to the present invention as described above can obtain the following effects.
첫째. 장치의 구성이 단순하고 부피가 작으며 원료를 투여하는 것부터 모든 공정이 자동으로 수행되기 때문에 가정이나 식당에서도 개인용으로 용이하게 이용될 수 있게 한다.first. The configuration of the device is simple, small in volume, and all processes are performed automatically from the administration of raw materials, making it easy to use for personal use at home or in a restaurant.
둘째. 바이오디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 작업공정을 현저히 감소시킬 수 있게 한다.second. It is possible to significantly reduce the work time and work process required to manufacture biodiesel.
셋째. 같은 시간에 배치식보다 연속 배치식으로 하여 전력소비량이 감소하고 보다 많은 양의 바이오디젤을 생산할 수 있게 한다.third. Continuous batch rather than batch at the same time reduces power consumption and enables higher biodiesel production.
넷째. 장치 구성요소 간의 배선결함이나 기타 이상이 발생하였을 경우에도 전원을 자동 차단하므로 안전성이 우수하다.fourth. Safety is excellent because the power is automatically cut off in case of wiring defect or other abnormality between device components.
이하, 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a biodiesel manufacturing system and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템을 보인 개략단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제조장치를 보인 개략단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 구성 간의 연결관계를 보인 회로도이고, 도 4는 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템에 대한 블록도이며, 도 5 내지도 8은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제어방법을 보인 흐름도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a biodiesel manufacturing system according to the present invention, Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing apparatus of a biodiesel manufacturing system according to the present invention, Figure 3 is a configuration of a biodiesel manufacturing system according to the present invention 4 is a block diagram illustrating a biodiesel manufacturing system according to the present invention, and FIGS. 5 to 8 are flowcharts illustrating a control method of the biodiesel manufacturing system according to the present invention.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템은 크게 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)로 구성된다.As shown in Figure 1 and 3, the biodiesel manufacturing system according to the present invention is largely composed of the
여기서, 상기 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)는 전처리부(100)로 공급되는 원료의 양과 수거부(300)에서 수거되는 최종생성물의 양에 따라 제어부(400)에 의해 일괄 배치식으로 자동으로 작동되게 한다.Here, the
상기 전처리부(100)에 의해 행해진 원료의 전처리 기술의 원리는 자연침전법과 유수분리법을 복합화한 기술로서, 주위에서 흔히 구할 수 있는 자트로파, 유채, 쌀겨 또는 폐식용유 등의 동식물성 유지를 원료로 사용할 수 있는 장점이 있다. 즉, 학교, 식당 및 치킨집 등의 소비자가 직접 구입하여 바이오디젤 원료로 제조하여 사용할 수 있게 한다.The principle of the pretreatment of raw materials performed by the
상기 전처리부(100)에서는 정제된 동식물성 유지의 주원료와 메탄올의 부원료로 이루어진 원료가 전처리유닛(100)의 내부로 공급되게 하여 상기 원료에 포함되어있는 이물질 및 수분 등이 제거되게 한다.In the
상기 전처리부(100)는 상술된 바와 같이, 원료를 공급받아 처리 및 저장하여 다음에 설명될 상기 제조부(200)로 보내는 전처리유닛(110)으로 이루어지고, 상기 전처리유닛(110)은 필터(111), 알람센서(112), 히터(113), 유수분리벽(114), 제1 배출구(115) 및 제1 수위센서(116)로 구성된다. As described above, the
상기 필터(111)는 전처리를 위한 원료가 전처리유닛(110) 내부로 공급될 수 있도록 하는 유입구에 설치되어서 원료에 포함된 찌꺼기 등의 이물질을 걸러내는 역할을 한다.The
상기 알람센서(112)는 필터(111)를 통해 공급되는 원료를 감지하여 원료가 공급되고 있음을 유선 또는 무선 신호를 통해서 제어부(400)로 보내줌과 동시에 이를 사용자에게 알려주는 역할을 한다.The
따라서, 상기 알람센서(112)는 원료가 공급되는 부위, 즉 원료가 공급됨과 동시에 바로 접촉될 수 있는 필터(111) 하부의 적절한 위치에 배치되는 것이 바람직하다. Therefore, the
한편, 상기 알람센서(112)는 전처리유닛(110) 내부에 처리를 위한 원료가 없을 경우 울려서 원료보충이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 역할도 한다.On the other hand, the
상기 히터(113)는 알람 센서(112)로부터 원료 공급 신호를 받은 제어부(400)의 제어에 의해 원료 및 전처리유닛(110) 내부를 가열해주는 역할을 한다.The
따라서, 상기 히터(113)는 전처리유닛(110) 내부의 적절한 위치에 설치되어서 공급된 원료를 가열하여 동절기에 원료가 냉각되는 현상을 방지해주며, 작동은 전처리유닛(110) 내부의 온도에 대응하여 자동으로 조절될 수 있도록 이루어지게 하는 것이 바람직하다.Therefore, the
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 히터(113)는 원료가 공급되는 필터(111)의 바로 하부에 설치되어서 공급되는 원료가 소정의 온도로 가열될 수 있게 하는 것도 가능하다.Here, as shown in FIG. 1, the
그리고, 상기 전처리유닛(110) 내부에는 별도의 온도센서(미도시)가 구비되게 하여 내부의 온도를 측정함으로써 히터(113)가 제어부(400)에 의해 작동되게 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a separate temperature sensor (not shown) is provided in the
즉, 동절기에는 원료가 약 15℃ 이상으로 유지되게 하고 하절기에는 약 30℃이하로 유지될 수 있도록 하기 위하여 온도센서를 통한 자동온도조절 시스템을 가능하게 한다.That is, in order to keep the raw material at about 15 ℃ or more in the winter season and about 30 ℃ or less in the summer, it is possible to enable the automatic temperature control system through the temperature sensor.
상기 유수분리벽(114)은 전처리유닛(110) 내부에서 소정 높이로 설치되어 비중차에 의한 자연침전법을 통해서 원료로부터 침전물 및 물을 분리시켜주는 역할을 한다.The oil /
따라서, 상기와 같이 유수분리벽(114)에 의해 분리된 침전물과 물은 제1 배출구(115)를 통해 전처리유닛(110)의 외부로 배출된다.Therefore, the precipitate and the water separated by the oil /
상기와 같이 침전물 및 물이 분리된 원료는 원료 이송 펌프(미도시)의 작동에 따라 제1 배관(117)을 통해 제조부(200)로 이동하게 된다.As described above, the raw material from which the sediment and the water are separated is moved to the
이때, 제1 수위센서(116)는 전처리유닛(110) 내부로 공급되어서 전처리된 원료를 감지하고, 그에 의한 원료의 감지 여부에 따른 신호를 실시간으로 제어부(400)로 보내줘서 다음에 기술될 제1 개폐밸브(118)의 작동이 제어될 수 있게 해 준다.At this time, the first
즉, 상기 제1 수위센서(116)의 최고점(사용자의 의도 하에 적절한 위치로 설정될 수 있음)에서 전처리된 원료를 감지하지 못할 경우에는 제1 개폐밸브(118)가 작동되지 않아 원료가 이동되지 못하게 하고, 반대로 최고점의 위치에서 전처리된 원료를 감지할 경우에는 제1 개폐밸브(118)가 개방되게 하여 원료가 제조부(200)로 이동할 수 있게 한다. That is, when the raw material pretreated at the highest point of the first water level sensor 116 (which can be set to an appropriate position under the intention of the user) is not detected, the first opening /
따라서, 상기 제1 수위센서(116)가 그의 최고점에서 전처리유닛(110) 내부의 원료 공급을 감지하면 제어부(400)에 의해 제어되는 제1 개폐밸브(118)에 의한 제1 배관(117)을 통해서 제조부(200)로 원료가 공급되는 것이다.Therefore, when the first
여기서, 상기 제1 배관(117) 상에는 원료의 역류방지용 체크밸브(117-1)가 구비되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the check valve 117-1 for preventing the backflow of the raw material is provided on the
상기 전처리유닛(110) 외부에는 촉매제를 저장하여 제조부(200)로 촉매제를 공급해주는 제1 촉매제공급유닛(120)을 구비하여서, 전처리된 원료가 제조부(200)로 공급됨과 동시에 촉매제가 공급될 수 있도록 하였다.The
상기 촉매제는 수산화칼륨 또는 수산화나트륨인 것이 바람직하다.The catalyst is preferably potassium hydroxide or sodium hydroxide.
따라서, 원료가 반응조(201) 내부로 공급되기 전에 일정한 정제 과정을 거친 식용유일 수 있음에 따라서, 촉매제는 원료가 120ℓ일 경우에 16.5%의 메탄올 20ℓ와 1.2%의 수산화칼륨 140g을 혼합한 혼합액일 수 있다. 하지만, 상기한 원료와 촉매제의 혼합비는 필요에 의한 사용자의 의도에 따라 변경되어도 무방하다.Therefore, since the raw material may be cooking oil that has undergone a certain refining process before being supplied into the
상기 전처리유닛(110)의 제1 수위센서(116)가 원료를 감지하면 이 신호를 받 은 제어부(400)가 원료이송펌프(미도시)를 작동시키고 제1 개폐밸브(118)를 개방하여 원료를 제조부(200)로 공급함과 동시에 제2 개폐밸브(122)의 개방에 따른 제2 배관(123)을 통해서 촉매제가 제조부(200)로 공급될 수 있게 해준다.When the first
여기서, 상기 제2 배관(123) 상에는 촉매제의 역류방지용 체크밸브(121)가 구비되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the
상기 제1 촉매제공급유닛(120) 내부에는 별도의 제2 수위센서(124)가 구비되게 하여, 그의 내부에 촉매제가 없을 경우 제어부(400)를 통해서 촉매제가 자동으로 보충될 수 있게 해준다.The second
상기 제1 촉매제공급유닛(120)의 하부에는 제2 배출구(125)가 구비되게 하여, 그의 내부에 있는 물 또는 찌꺼기가 적절한 분류방식을 통해서 외부로 배출될 수 있게 해준다.The lower portion of the first
따라서, 본 발명에서는 다음에 기술될 제조부(200)에 구비된 제2 촉매제공급유닛(202) 이외에 상기와 같이 별도의 전처리부(100)에 구비된 제1 촉매제공급유닛(120)을 통해서 촉매제가 일시에 일괄적으로 공급되게 하였다.Therefore, in the present invention, in addition to the second
단, 상기 제1 촉매제공급유닛(120)을 통해 공급된 촉매제가 부족할 경우, 그리고 반응조(201) 내의 원료와 촉매제 비율이 정확하게 제어될 필요가 있을 경우에는 제2 촉매제공급유닛(201)을 통해 촉매제가 공급제어되는 것도 가능하다. However, when the catalyst supplied through the first
이에, 매 반응시마다 사람에 의해 촉매제가 투입되어야 하는 종래의 투입방식의 문제점을 해결하여, 제조부(200)에서 한 번의 촉매제 투입으로 수회 반응을 일으킬 수 있게 하여서 고순도의 바이오디젤을 생산할 수 있게 하였다. Thus, by solving the problem of the conventional input method that the catalyst is to be added by the human at each reaction, it is possible to produce a high-purity biodiesel by allowing several times the reaction in the
한편, 상기 제1 촉매제공급유닛(120)은 반응조(201) 내부로 공급된 원료에 대하여 제2 촉매제공급유닛(202)으로부터 공급된 촉매제의 비율에 따라 제어부(400)의 제어에 의해 작동되게 하는 것도 가능하다.On the other hand, the first
상기 제조부(200)는 상술된 바와 같이 전처리부(100)에 의해 처리된 후 공급된 원료 및 촉매제를 제공받아 최종생성물인 바이오디젤을 가공하는 부분이다.The
상기의 바이오디젤을 얻기 위한 제조부(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반응조(201), 제2 촉매제공급유닛(202), 비누화방지제공급유닛(203), 교반기(204), 펌프유닛(205), 히팅유닛(206), 블로워유닛(207), 제3 수위센서(208), 비중감지센서(209), 수분감지센서(210), 건조유닛(211) 및 산화방지제공급유닛(217) 으로 구성된다.
상기 반응조(201)는 상부에 구비된 유입구(215)를 통해 그의 내부로 전처리된 원료 및 촉매제가 투여되게 하며, 상기 유입구(215)에는 내부가 중공으로 이루어지게 한다.The
또한, 상기 반응조(201)의 유입구(215)에는 개폐용 뚜껑(212)이 구비되게 하며, 뚜껑(212)에는 증기가 배출되는 적어도 하나 이상의 통공(212-1)을 가지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the
상기 반응조(201)는 외주면에 제어부(400)와 전기적으로 연결된 엘씨디(LCD)창의 표시창(214)을 구비하여서 장치의 동작상태를 문자나 문양으로 표출될 수 있도록 해준다.The
상기 제2 촉매공급유닛(202)은 반응조(201)에 세척수가 포함된 에멀젼 방지 용 촉매를 제공하는 역할을 하며, 여기서, 에멀젼 방지용 촉매는 유기산인 것이 바람직하다.The second
예를 들어, 에멀젼 방지용 촉매는 99.5%의 유기산 120ℓ일 수 있다. 하지만 필요에 따라서 에멀젼 방지용 촉매는 99.5%의 유기산 + 황산(H2SO4) + 아세트산을 혼합한 혼합액일 수 있다. 하지만, 상기 유기산은 필요에 따라 적절하게 변경되어도 무방하다.For example, the emulsion preventing catalyst may be 120 L of 99.5% of the organic acid. However, if necessary, the emulsion preventing catalyst may be a mixture of 99.5% organic acid + sulfuric acid (H 2 SO 4 ) + acetic acid mixed. However, the organic acid may be appropriately changed as necessary.
따라서, 상기 제2 촉매공급유닛(202)은 내부에 에멀젼 방지용 촉매가 저장된 형태로 이루어지며, 제3 개폐밸브(202-2)의 개방에 따라 제3 배관(202-1)을 통해 반응조(201)와 연결된다.Therefore, the second
그리고, 상기 제3 배관(202-1) 상에는 촉매제 또는 세척수의 역류방지용 제3 체크밸브(202-4))가 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the third check valve 202-4 for preventing the backflow of the catalyst or the washing water is preferably provided on the third pipe 202-1.
상기 제3 배관(202-1)은 반응조(201)와 제2 촉매공급유닛(202)을 연결하여서, 제3 개폐밸브(202-2)의 작동에 따라 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매가 반응조(201)로 공급되도록 한다.The third pipe 202-1 connects the
한편, 상기 제2 촉매제공급유닛(202)은 상술된 바와 같이 반응조(201) 내부로 공급된 원료에 대하여 제1 촉매제공급유닛(210)으로부터 공급된 촉매제의 비율에 따라 제어부(400)의 제어에 의해 작동되게 하는 것도 가능하다. Meanwhile, as described above, the second
상기 비누화방지제공급유닛(203)은 반응조(201)의 상부 일측에 설치되며, 초기생성물의 세척시 제4 개폐밸브(203-2)의 개방에 의한 제4 배관(203-1)을 통해서 반응조(201) 내부로 비누화 방지제를 공급하여 원료의 비누화를 방지해 주는 역할을 한다.The saponification preventing
또한, 상기 비누화방지제공급유닛(203)에는 별도의 제4 수위센서(203-3)가 구비되게 하여서 그의 내부에 비누화방지제가 없을 경우 보충할 수 있게 해준다.In addition, the
이에, 매 반응시마다 사람을 통해 비누화 방지제가 투입되어야 하는 종래 투입방식의 문제점을 해결하여, 제조부(200)에서 한 번의 비누화방지제 투입 작동으로 수회 반응을 위한 작동을 일으킬 수 있게 하여서 시스템의 자동화를 가능하게 하였다.Thus, to solve the problem of the conventional input method that the anti-saponification agent should be put through the human at each reaction, the
여기서, 상기 제4 배관(203-1) 상에는 비누화방지제의 역류방지용 제4 체크밸브(203-4))가 구비되는 것이 바람직하다.Here, the fourth check valve (203-4) for preventing the backflow of the saponification agent is preferably provided on the fourth pipe (203-1).
상기 제4 배관(203-1)은 비누화방지제공급유닛(203)과 반응조(201)를 연결하여서 제4 개폐밸브(203-2)의 작동에 따라 반응조(201) 내부로 비누화방지제가 공급되게 한다.The fourth pipe 203-1 connects the saponification
상기 비누화방지제는 천연유기산, 아세트산, 황산 또는 인산 등의 각종 산으로 하는 게 바람직하다.The saponification inhibitor is preferably made of various acids such as natural organic acid, acetic acid, sulfuric acid or phosphoric acid.
상기 산화방지제공급유닛(217)은 반응조(201)의 상부 타측에 설치되며, 초기생성물의 세척 후 그리고 건조가 끝나기 전에 제8 개폐밸브(217-2)의 개방에 의한 제8 배관(217-1)을 통해서 반응조(201) 내부로 산화방지제를 공급하여 원료의 산화 또는 어는 현상을 방지해 주는 역할을 한다.The
상기 산화방지제공급유닛(217)에는 산화방지제와 유동점강화제가 비혼합상태 로 저장된다.The
즉, 원료를 장시간 보관하고자 할 때에 상기의 산화방지제를 공급하여 바이오디젤의 산화를 억제하고, 겨울철에는 유동점강화제를 공급하여 유동점을 강화시켜서 바이오디젤이 어는 것을 방지하기 위한 것이다.In other words, when the raw material is to be stored for a long time, the antioxidant is supplied to suppress the oxidation of the biodiesel, and in the winter, the fluid point strengthening agent is supplied to strengthen the pour point to prevent the biodiesel from freezing.
여기서, 상기 산화방지제로는 식용의 엠티비에이치큐(mtbhQ, 2.5-Di-tert-buthlhydroquinone) 및 공업용의 비티비에이치큐(btbhQ) 중 어느 하나가 이용된다.Here, as the antioxidant, any one of edible MTBQ (2.5-Di-tert-buthlhydroquinone) and industrial BBTQ (btbhQ) is used.
그리고, 상기 유동점강화제로는 염소화파라핀과 나프탈렌 또는 페놀의 축합물, 폴리 알킬 아크릴레이트, 폴리 알킬 메타크릴레이트, 에틸렌과 초산비닐의 공중합체, 및 알케닐 호박산유도체 중 어느 하나가 이용된다. In addition, any one of condensates of chlorinated paraffin and naphthalene or phenol, polyalkyl acrylate, polyalkyl methacrylate, copolymer of ethylene and vinyl acetate, and alkenyl succinate derivative may be used as the pour point strengthening agent.
상기 산화방지제공급유닛(217)에는 별도의 제5 수위센서(217-3)가 구비되게 하여서 그의 내부에 산화방지제가 없을 경우 보충할 수 있게 해준다.The
이에, 매 반응시마다 사람을 통해 산화방지제가 투입되어야 하는 투입방식의 문제점을 해결하여, 제조부(200)에서 한 번의 산화방지제 투입 작동으로 수회 반응을 위한 작동을 일으킬 수 있게 하여서 시스템의 자동화를 가능하게 하였다.Thus, by solving the problem of the input method that the antioxidant should be added through the human at each reaction, the
여기서, 상기 제8 배관(217-1) 상에는 산화방지제의 역류방지용 제8 체크밸브(217-4))가 구비되는 것이 바람직하다.Here, the eighth check valve (217-4) for preventing the backflow of the antioxidant is preferably provided on the eighth pipe (217-1).
상기 교반기(204)는 뚜껑(212)의 하부에 탈착가능하게 설치되며, 교반을 통해서 원료, 촉매제, 비누화방지제, 산화방지제 및 유동점강화제 중 하나 이상으로 이루어진 혼합물을 균일하게 혼합시키는 역할을 한다.The
상기 교반기(204)는 뚜껑(212)의 하부에 고정되게 장착된 양방향 모터(204- 1)와, 상기 모터(204-1)의 회동에 따라 회전하되 탈착가능하게 장착되는 회동축(204-2)과, 상기 회동축(204-2)에 다수 개 장착되어 혼합물을 교반하는 날개(204-3)로 이루어진다.The
상기 교반기(204)는 수위센서(208)에 의해 감지된 반응조(201) 내부의 원료 혼합물 충만 상태에 따라서 제어부(400)의 제어에 따라 작동된다.The
상기 펌프유닛(205)은 반응조(201) 하부의 배출부와 상부를 연통되게 연결하는 순환배관(205-1)과 상기 순환배관(205-1) 상에 설치된 제1 펌프(205-2)를 구비한다.The
상기 펌프유닛(205)은 원료, 촉매제, 비누화방지제, 산화방지제 및 유동점강화제 중 하나 이상으로 이루어진 혼합물을 반응조(201) 내부에서 필요시 연속 순환시켜주는 역할을 한다.The
그리고, 상기 순환배관(205-1)의 상부 끝단에는 반응조(201) 내부를 향해 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나가 일정한 각도로 분사되도록 분사노즐(205-3)이 구비되는 것이 바람직하다.The upper end of the circulation pipe 205-1 is preferably provided with a spray nozzle 205-3 so that any one of the initial product, the mixture, and the final product is sprayed at a predetermined angle toward the inside of the
상기 히팅유닛(206)은 반응조(201)의 내부에 구비되어서 원료 혼합물, 초기 생성물 및 최종 생성물 중 어느 하나를 일정한 온도로 가열시켜주는 역할을 한다.The
여기서는, 상기의 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나를 직접 가열하는 방식의 히팅유닛(206)은 최고의 히팅 효과를 얻기 위해서 다양한 형상으로 이루어지게 하는 것도 가능하다.Here, the
상기 블로워유닛(207)은 반응조(201)의 상부에 장착된 모터(207-1)와 상기 모터(207-1)에 의해 회동하는 팬(207-2)으로 이루어지며, 상기 반응조(201) 내부에 서 원료의 처리에 따라 발생된 증기를 뚜껑(212)의 통공(212-1)을 통해서 외부로 배출되게 하는 역할을 한다.The
상기 제3 수위센서(208)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 접점 1 내지 4로 이루어지게 하여 원료 투입량, 촉매제 투입량, 부산물 또는 최종생성물인 바이오디젤 생성량, 및 세척수 유입량이 각각 나타날 수 있게 해준다.As shown in FIG. 1, the third
즉, 상기 제3 수위센서(208)에는, 제1 개폐밸브(118)에 의한 제1 배관(117)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 원료를 인식하면 제1 개폐밸브(118)를 닫을 수 있게 하는 접점 1과, 제2 개폐밸브(122)에 의한 제2 배관(123)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 촉매제를 인식하면 제2 개폐밸브(122)를 닫을 수 있게 하는 접점 2와, 부산물 또는 최종생성물인 바이오디젤을 인식하지 못하면 제6 개폐밸브(213-2) 또는 제7 개폐밸브(300-2)를 닫을 수 있게 하는 접점 3과, 제3 개폐밸브(202-2)에 의한 제3 배관(202-1)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 세척수를 인식하면 제3 개폐밸브(202-2)를 닫을 수 있게 하는 접점 4를 구비한다.That is, when the third
상기 비중감지센서(209)는 혼합물의 비중정보와 세척 후 배출수의 비중정보를 상기 제어부(400)로 제공하는 역할을 하며, 상기 제어부(60)는 비중감지센서(209)에서 감지한 부산물(예를 들면, 글린세린)의 비중정보가 기설정된 부산물 비중 값의 범위 내에 있을 경우 제6 개폐밸브(213-2)를 온시키고 부산물의 비중정보가 기설정된 부산물 비중 값을 벗어날 경우 제6 개폐밸브(213-2)를 오프시키도록 제어한다.The
따라서, 상기 비중감지센서(209)에 의해 감지된 부산물의 비중정보가 기설정 된 범위를 초과할 경우 제6 개폐밸브(213-2)를 온시켜서 제6 배관(213-1)을 통해 부산물저장소(213)로 이동되게 한다.Therefore, when the specific gravity information of the by-product detected by the specific
상기 제6 배관(213-1)은 반응조(201)와 부산물저장소(213)를 연결하여서 촉매가 포함된 원료로부터 분리된 부산물이 제6 개폐밸브(213-2)의 작동에 따라 부산물저장소(213)로 공급되게 한다.The sixth pipe 213-1 connects the
그리고, 상기 부산물저장소(213) 내부에도 별도의 알람센서(213-3)가 구비되게 하여 부산물이 적정치 이상의 수위에 도달하면 경보를 울려 부산물이 재처리될 수 있게 한다.In addition, an additional alarm sensor 213-3 is provided inside the by-
여기서, 상기 제6 배관(213-1) 상에는 부산물의 역류방지용 제6 체크밸브(213-4))가 구비되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the sixth check valve 213-4 for preventing backflow of by-products is provided on the sixth pipe 213-1.
상기 수분감지센서(210)는 최종생성물의 수분정보를 제어부(400)로 제공하는 역할을 하며, 제어부(400)는 수분감지센서(210)에 감지된 수분정보가 기설정된 수분값 이상일 경우에 건조상태의 실시를 유지할 수 있도록 제5 개폐밸브(211-2)를 온시키고 수분정보가 기설정된 수분값 이하일 경우 건조상태의 실시를 종료함과 동시에 제5 개폐밸브(211-2)를 오프시키도록 제어한다.The
따라서, 상기 수분감지센서(210)에 의해 감지된 수분정보가 기설정된 범위를 초과할 경우 제5 개폐밸브(211-2)를 온시켜서 제5 배관(211-1)을 통해 배출수가 건조유닛(211)으로 이동되게 한다.Therefore, when the moisture information detected by the
즉, 상기 제5 배관(211-1)은 반응조(201)의 하부에 연결되어서 혼합물로부터 분리된 배출수가 제5 개폐밸브(211-2)의 작동에 따라 건조유닛(211)으로 이동되게 한다.That is, the fifth pipe 211-1 is connected to the lower portion of the
상기 건조유닛(211)은 내부에 히팅기(211-3)를 구비하여 반응조(201)로부터 배출되는 배출수가 외부로 증발되게 하는 역할을 한다.The drying
여기서, 상기 제5 배관(211-1) 상에는 배출수의 역류방지용 제5 체크밸브(211-4))가 구비되는 것이 바람직하다.Here, the fifth check valve (211-4) for preventing the backflow of the discharged water is preferably provided on the fifth pipe (211-1).
따라서, 상기 제조부(200)의 반응조(201)를 통해 필수적으로 배출되는 배출수 또는 세척수를 건조유닛(211)을 통해 기체화함으로써 오폐수가 그대로 외부로 배출되지 않게 하였다.Therefore, the waste water or the wash water discharged through the
여기서, 상기 건조유닛(211)의 히팅기(211-3)는 제어부(400)에 의한 제5 개폐밸브(211-2)의 개방에 따라 동시에 작동되게 하는 것이 바람직하다.Here, the heating unit 211-3 of the
상기 제조부(200)의 반응조(201)에 의해 제조된 최종생성물은 반응조(201)와 생성물 수거부(300)를 연결하되 제7 개폐밸브(300-2)를 가지는 제7 배관(300-1)을 통해서 수거부(300)로 배출된다. The final product manufactured by the
상술된 바와 같은 상기 제3 내지 제7 개폐밸브(300-2)의 온 또는 오프는 기설정된 모드에 따라 제어부(400)에 의해 자동으로 제어되게 하는 것이 바람직하다.As described above, the on or off of the third to seventh on / off valves 300-2 may be automatically controlled by the
여기서, 상기 제7 배관(300-1) 상에는 최종생성물의 역류방지용 제7 체크밸브(300-4))가 구비되는 것이 바람직하다.Here, the seventh check valve (300-4) for preventing the back flow of the final product is preferably provided on the seventh pipe (300-1).
상기 수거부(300)는 제조부(200)를 통해 가공된 최종생성물을 포집하는 역할을 한다.The
따라서, 상기 수거부(300)는, 반응조(201)에 의해 제조된 생성물을 저장하는 수거통(310)과, 상기 수거통(310)에 저장되는 생성물의 양을 감지함으로써 전처리부(100) 및 제조부(200)가 제어부(400)에 의해 가동되게 하는 제6 수위센서(320)와, 상기 수거통(310)에 포집된 최종생성물을 외부의 다른 장소로 이동시키는 배출유닛(330)을 포함한다.Therefore, the
여기서, 상기 수거통(310)에 포집된 최종생성물은 제2 펌프(332)의 작동에 따라 이동하되 제9 개폐밸브(335)의 개방에 의해 제9 배관(331)을 따라 이동한다.Here, the final product collected in the
또한, 상기 배출유닛(330)에는 배출되는 최종생성물에 함유된 이물질을 제거하기 위한 마이크로필터(333)와, 제9 배관(331)을 따라 이동하는 최종생성물의 유량을 측정하여 표시해주는 유량계(334)가 구비된다.In addition, the
상기 제어부(400)는 상술된 바와 같이, 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)의 작동이 자동으로 제어될 수 있게 하는 역할을 한다.As described above, the
즉, 상기 제어부(400)는 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)가 순차적으로 진행되도록 기설정되어서, 상기 기설정된 방식에 따라 전처리유닛(110), 제1 촉매공급유닛(120), 제2 촉매공급유닛(202), 비누화방지유닛(203), 교반기(204), 펌프유닛(205), 히팅유닛(206), 블로워유닛(207), 건조유닛(211) 및 배출유닛(330)의 온 또는 오프를 제어하는 것이다.That is, the
그리고, 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템에 있어서, 각 장치에는 안전장치가 구비된다.In the biodiesel manufacturing system according to the present invention, each device is provided with a safety device.
상기 전처리유닛(110)의 원료통, 제1 촉매제공급유닛(120)의 촉매통, 비누화방지제공급유닛(203)의 비누화방지제통 등에는 각각에서의 양들이 지정된 양만큼 저장되어 있지 않으면 제어부(400)에 의해 제조부(200)의 반응조(201)가 작동되지 않게 한다.In the raw material container of the
그리고, 상기 반응조(201)의 작동시에는 전처리유닛(110)의 원료통 내부의 히터(113)를 오프시키고, 반대로 반응조(201)의 작동이 완료되면 다시 히터(113)를 가열하여 원료통 내부가 소정의 온도로 유지되게 한다. 즉, 상기 원료통의 온도 유지를 위한 전원이 반응조(201)의 작동에 따른 제어부(400)를 통해서 자동으로 제어될 수 있게 하였다.When the
또한, 제조단계에서의 건조공정은 반응조(201) 내부에 있는 수분감지센서(210)의 작동에 따라 내부의 수분이 기준 설정치 이하로 되면 자동으로 오프되고 그 이상이 되면 자동으로 온상태가 될 수 있도록 제어부(400)의 제어에 의해 이루어진다. In addition, the drying process in the manufacturing step may be automatically turned off when the internal moisture is less than the reference set value according to the operation of the
상기 전처리유닛(110)에 있는 히터(113)와 반응조(201) 내부에 있는 히터유닛(206)은 각 내부의 온도에 따라 자동으로 온 또는 오프될 수 있도록 제어부(400)에 의해 제어된다.The
상기 반응조(201) 내부의 수세공정은 이물질이 기준치 이상으로 잔재해 있다고 판단될 경우 자동으로 반복될 수 있도록 제어부(400)에 의해 제어된다.The washing process in the
다음에는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.Next, look at the control method of the biodiesel manufacturing system according to an embodiment of the present invention made as described above are as follows.
도 4에 도시된 바와 같이, 바이오디젤 제조시스템의 제어방법은, a) 원료에 함유된 찌꺼기 등의 이물질과 수분 및 지방유 등을 제거하는 전처리 단계(S10); b) 전처리된 원료 및 촉매제를 반응조(201) 내부로 유입시키는 투입단계(S20); c) 제2 촉매공급유닛(202), 교반기(204), 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 일정시간 동안 가동시켜서 촉매가 포함된 원료를 교반, 순환, 가열 및 분리하여 초기생성물을 제조하고, 그 다음 상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 일정시간 동안 재가동시키면서 제3 배관(202-1)을 통해 세척수를 공급하여 상기 초기생성물과 촉매제가 혼합된 혼합물을 순환, 가열 및 분리함과 동시에 비누화방지제공급유닛(203)을 통해 비누화방지제를 공급하여 초기생성물을 세척한 후, 산화방지제공급유닛(217)을 통해 산화방지제를 공급하고 상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)과 더불어 블로워유닛(207)을 일정시간 동안 가동시켜 상기 최종생성물을 건조시키는 제조단계(S30); 및 d) 상기 최종생성물을 수거통(310)으로 수거하는 수거단계(S40);로 이루어지며, 상기 전처리단계(S10), 투입단계(S20), 제조단계(S30) 및 수거단계(S40)는 제어부(400)에 의해 서로 연계되어 자동으로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the control method of the biodiesel manufacturing system includes: a) a pretreatment step (S10) of removing foreign substances such as debris and water and fatty oils contained in a raw material; b) a step (S20) for introducing the pretreated raw material and catalyst into the
a) 전처리단계a) pretreatment stage
도 5에 도시된 바와 같은 상기 전처리단계(S10)를 간략하게 살펴보면 다음과 같은 방식으로 이루어진다. Briefly looking at the pre-processing step (S10) as shown in Figure 5 is made in the following manner.
먼저, 사용자가 폐식용유 등을 이용하여 바이오디젤을 제조하기 위해서, 제조부(200)의 반응조(201) 외부에 장착되거나 별도로 설치된 제어부(400)의 전원을 온(on) 상태로 하고 시작 버튼을 누른다(S11).First, in order for a user to manufacture biodiesel using waste cooking oil, the power of the
그 다음, 상기 전처리유닛(110) 내부로 폐식용유와 같은 원료를 공급한다(S12).Then, the raw material such as waste cooking oil is supplied into the pretreatment unit 110 (S12).
이때, 상기 전처리유닛(110)의 원료 유입구에 설치된 필터(111)를 통해서 상기 원료에 포함된 찌꺼기 등의 이물질을 제거한다(S13).At this time, through the
상기 필터(111)에 의해 이물질이 제거된 원료가 하강하여 알람센서(112)와 접촉함에 따라서 전처리유닛(110)으로 원료가 공급되고 있음을 감지한 후 그 신호를 제어부(400)로 보낸다(S14). As the raw material from which foreign substances have been removed by the
상기 알람센서(112)로부터 공급되는 원료를 감지하는 신호를 받은 제어부(400)는 자동으로 히터(113)가 온으로 작동되게 하여 원료를 소정의 온도로 가열되게 한다(S15).The
상기의 공급된 원료로부터 자연침전방식을 이용하여 침전물 및 물을 분리 또는 배출하여 제거하고, 원료를 배출부위로 이동시킨다(S16).The sediment and water are separated or discharged by using a natural precipitation method from the supplied raw material, and the raw material is moved to the discharge site (S16).
b) 투입단계b) input phase
상기와 같이 전처리된 원료가 도 6에 도시된 바와 같은 방식을 통해 반응조(201)로 투입되는 투입단계(S20)를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.Looking at the input step (S20) briefly introduced into the
먼저, 상기 전처리유닛(110)의 배출부위에 설치된 제1 수위센서(116)가 전처리된 원료를 감지한다((S21).First, the first
상기 제1 수위센서(116)가 원료를 감지하면 제어부(400)에 의해 제1 개폐밸브(118)가 온 상태로 되어 개방된다(S22).When the first
상기 제1 개폐밸브(118)가 개방됨에 따라 원료가 제1 배관(117)을 통해서 반응조(201) 내부로 투입된다(S23).As the first open /
이와 동시에, 제2 개폐밸브(122)가 제어부(400)에 의해 온 상태로 되어 개방 된다(S24).At the same time, the second on-off
상기 제2 개폐밸브(122)가 개방됨에 따라 제1 촉매제공급유닛(120)에 저장된 촉매제가 반응조(201) 내부로 투입된다(S25).As the second open /
c) 제조단계c) manufacturing stage
도 7을 통해서 반응조(201)에 투입된 원료 및 촉매제의 반응을 통해서 바이오디젤이 제조되는 제조단계(S30)를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.Referring to Figure 7 briefly look at the manufacturing step (S30) that the biodiesel is produced through the reaction of the raw material and the catalyst added to the
상기 반응조(201) 내부로 제1 촉매제공급유닛(120)을 통해서 공급되는 촉매제의 양에 따라 촉매제 공급 여부를 결정하여 공급이 추가로 필요하다고 판단될 경우 제2 촉매제공급유닛(202)과 연통된 제3 개폐밸브(202-2)의 개방에 의한 제3 배관(202-1)을 통해서 촉매제를 추가로 공급한다(S31).If it is determined that the supply of the catalyst is additionally determined according to the amount of catalyst supplied through the first
상기 반응조(201) 내의 원료 및 촉매제의 혼합 원료가 처리를 위한 적절한 양으로 충만되었는가 확인한다(S32).It is checked whether the mixed raw material of the raw material and the catalyst in the
상기 반응조(201) 내의 원료가 적절한 양으로 충만되었다고 판단되면, 원료 및 촉매제를 교반기(204)를 이용하여 고르게 혼합하고, 상기 펌프유닛(205)을 온시켜 소정의 시간 동안 혼합 원료를 순환시킴과 동시에 상기 히팅유닛(206)을 온시켜 혼합 원료를 소정의 시간 동안 소정의 온도로 유지되게 가열한다(S33).When it is determined that the raw material in the
상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 오프시키고 혼합 원료를 소정의 시간동안 정치시킨 다음에 자연침전법을 통해서 혼합 원료로부터 초기생성물과 부산물을 분리한 후 제6 개폐밸브(213-2)의 개방을 통해서 분리된 부산물을 부산물저장소(213)로 배출시킨다(S34).After the
상기 제6 개폐밸브(213-2)를 닫고 상기 제3 개폐밸브(202-2)를 개방하여 반응조(201) 내부로 초기생성물을 세척하기 위한 세척수를 공급하고, 동시에 원료의 비누화를 방지하기 위한 비누화방지제가 제4 개폐밸브(203-2)의 개방에 의한 제4 배관(203-1)을 통해서 공급된다(S35). Closing the sixth on / off valve 213-2 and opening the third on / off valve 202-2 to supply washing water for washing the initial product into the
상기 교반기(204)를 통해 초기생성물과 세척수를 혼합하여서 상기 펌프유닛(205)을 통해 순환시키고 상기 히팅유닛(206)을 통해 소정의 온도로 가열시킨다(S36).The initial product and the washing water are mixed through the
상기 초기생성물과 세척수 및 비누화방지제의 혼합물을 소정의 시간 동안 정치시킨 후 최종생성물과 배출수로 분리되게 한 다음 제5 개폐밸브(211-2)의 개방을 통해서 건조유닛(211)으로 배출수를 배출한다(S37).The mixture of the initial product, the washing water and the anti-saponification agent is allowed to stand for a predetermined time and then separated into the final product and the discharge water, and then discharged to the
상기 건조유닛(211)에서 배출되는 배출수를 가열하여 수증기로 증발시킨다(S38).The discharged water discharged from the drying
상기 최종생성물을 펌프유닛(205)을 통해 순환시키고 블로워유닛(207)을 이용하여 반응조(201) 내부에 있는 증기를 외부로 배출시키며 상기 히팅유닛(206)으로 가열하여 건조시킨다. 이때, 원료의 산화 방지를 위한 산화방지제 또는 원료가 어는 것을 방지하기 위해서 유동점을 증가시키기 위한 유동점강화제가 제8 개폐밸브(217-2)에 의한 제8 배관(217-1)을 통해서 공급된다(S39). The final product is circulated through the
d) 수거단계(S40)d) collection step (S40)
도 8을 통해서 반응조(201)에서 제조된 최종생성물을 수거하는 수거단계(S40)를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.Looking briefly at the collection step (S40) for collecting the final product produced in the
상기의 제조단계(S30)에서 건조가 완료되고 최종생성물이 제조되면 반응 조(201) 내부에 배치된 센서(미도시)가 작동하여 바이오디젤 제조가 완료되었음을 알려준다.When the drying is completed in the manufacturing step (S30) and the final product is manufactured, a sensor (not shown) disposed inside the
상기 센서를 통해 제조완료 신호를 받은 제어부(400)는 상기 제7 개폐밸브(300-2)를 개방하여 최종생성물이 수거통(310)으로 포집되게 한다(S41).The
상기 수거통(310)으로 포집되는 최종생성물을 제2 수위센서(320)가 감지한다(S42).The
상기 제2 수위센서(320)가 최종생성물을 감지하면 그 신호를 받은 제어부(400)는 원료 전처리장치 및 제조장치를 오프시켜서 수거통(310)을 이동시킬 수 있게 한다(S43).When the second
그 다음, 상기 수거통(310) 내의 최종생성물이 제2 펌프(332)의 작동에 따라서 그리고 제9 개폐밸브(335)의 개방에 의한 제9 배관(331)을 통해서 외부로 배출된다(S44).Then, the final product in the
이때, 상기와 같이 배출유닛(330)을 통해서 외부로 배출되는 최종생성물은 제9 배관(331)에 설치된 마이크로필터(333)를 통해서 이물질이 제거된다. At this time, the final product discharged to the outside through the
이상에서는 상기 전처리단계(S10), 투입단계(S20), 제조단계(S30) 및 수거단계(S40)를 각 단계별로 구분하여 간략하게 설명하였으나, 이들이 서로 연계하여 실행되는 일례를 상세히 살펴보면 다음과 같다.In the above, the pre-treatment step (S10), the input step (S20), the manufacturing step (S30) and the collection step (S40) have been briefly described by dividing each step, but an example in which they are executed in connection with each other is as follows. .
바이오디젤 제조시스템을 작동시켜 원료를 제조하고자 하는 사용자는 제어부(400)의 시작 버튼을 누른다.The user who wants to manufacture the raw material by operating the biodiesel manufacturing system presses the start button of the
상기 시작 버튼이 눌러지면 전처리유닛(110) 내부로 원료가 공급되고, 알람 센서(112)가 이를 감지함과 동시에 제1 수위센서(116)가 1, 2, 3 및 로우(Low)의 다수의 단계로 인식되어서 원료의 전처리 상태 및 양의 정보를 제어부(400)로 보내준다. 이때, 상기 원료가 제1 수위센서(116)의 최고점에 도달하면 알람센서(112)의 알람은 작동되지 않는다. When the start button is pressed, the raw material is supplied into the
상기 제1 수위센서(116)에 의한 전처리된 원료가 감지되면, 제1 개폐밸브(118)가 개방되고 수초 후 원료공급펌프(미도시)가 작동되어 반응조(201) 내부로 전처리된 원료가 공급되고, 공급된 원료가 제3 수위센서(208)의 접점 1에 도달하면 원료공급펌프가 정지되고 수초 후 제1 개폐밸브(118)가 닫히게 된다.When the pretreated raw material is detected by the first
상기 반응조(201) 내부의 히팅유닛(206)이 작동되어 기설정된 온도에 도달하면 제2 개폐밸브(122)가 개방되고 수초 후에 촉매제공급펌프(미도시)가 작동하여 반응조(201) 내부로 촉매제가 공급된다.When the
상기 촉매제가 공급되면서 제3 수위센서(208)의 접점 2에 도달되면 촉매제공급펌프가 정지되고 수초 후 제2 개폐밸(122)브가 닫힌다.When the catalyst is supplied and the
이때, 제3 개폐밸브(202-2)를 개방하여 촉매제를 추가로 공급하는 것도 가능하다.At this time, the third open / close valve 202-2 may be opened to further supply the catalyst.
그 다음, 상기 반응조(201)를 소정의 시간동안 운전하면서 히팅유닛(206)을 통해서 계속 소정의 온도로 유지되게 한다. 즉, 65℃로 설정되어서 그 온도에 도달하면 전원이 자동으로 오프되고 60℃ 이하가 되면 자동으로 온 상태로 되어 히팅유닛(206)을 작동시키는데, 이때의 시간은 약 30분이 소요된다.Then, while maintaining the
여기서, 상기 제1 펌프(205-2)는 기설정된 운전시간만큼 작동하고 그 시간이 지나면 자동으로 정치된다. 여기서, 상기 운전시간은 보통 30분으로 설정된다.Here, the first pump 205-2 operates for a predetermined operating time and is automatically left after that time. Here, the operation time is usually set to 30 minutes.
상기의 정치시간이 지나면 초기생성물로부터 부산물이 분리되어 제6 개폐밸브(213-2)의 개방에 따라 부산물저장소(213)로 이동하고, 제3 수위센서(208)의 접점 3에 도달한 다음 수초 후에는 제6 개폐밸브(213-2)가 자동으로 닫힌다. After the above settling time, the by-product is separated from the initial product, moves to the by-
상기와 같이 부산물이 배출된 후 제6 개폐밸브(213-2)를 닫으면 제3 개폐밸브(202-2)가 개방되어 세척수가 공급되고, 상기 세척수가 제3 수위센서(208)의 접점 4에 도달하면 제3 개폐밸브(202-2)는 닫힌다. When the sixth on-off valve 213-2 is closed after the by-product is discharged as described above, the third on-off valve 202-2 is opened to supply the washing water, and the washing water is supplied to the contact point 4 of the
그리고, 기설정된 수세온도를 유지하기 위해 히팅유닛(206)을 작동시킨 후, 제4 개폐밸브(203-2)를 개방하여 비누화방지제를 공급한다.Then, after operating the
이때, 상기의 초기생성물 및 세척수 및 비누화방지제의 혼합물은 펌프유닛(205)을 통해서 기설정된 시간 또는 횟수만큼 계속 순환된 후 소정의 시간동안 정치된다.At this time, the mixture of the initial product and the washing water and the anti-saponification agent is circulated through the
상기의 정치시간이 완료되면 제5 개폐밸브(211-2)를 개방하여 배출수를 배출하고, 상기 배출수가 제3 수위센서(208)의 접점 3에 도달하면 제5 개폐밸브(211-2)가 닫히게 한다.When the settling time is completed, the fifth on-off valve 211-2 is opened to discharge the discharged water, and when the discharge water reaches the
여기서, 상기와 같은 세척수의 공급을 통한 수세는 사용자의 의도에 따라 수회 이상 반복실시되는 것도 가능하다.Here, water washing through the supply of the washing water as described above may be repeated several times or more depending on the user's intention.
상기와 같이 배출수가 배출된 후에는 기설정된 온도 및 시간에 따라 건조공정이 이루어진다.After the discharged water is discharged as described above, a drying process is performed according to a predetermined temperature and time.
상기 건조공정에서 온도가 기설정된 온도치보다 낮으면 히팅유닛(206)이 작 동하며, 이때 펌프유닛(205)은 선택적으로 작동되게 한다.In the drying process, when the temperature is lower than the predetermined temperature value, the
상기 히팅유닛(206)의 가열에 의하여 이루어진 온도를 유지하면서 블로워유닛(207)이 작동하여 통공(212-1)으로 증기를 배출한다. The
그리고, 상기 펌프유닛(205)이 작동하는 동안 제8 개폐밸브(217-2)를 개방하여 산화방지제가 수초동안 공급되게 한 후 밸브를 닫는다.Then, the eighth open / close valve 217-2 is opened while the
여기서, 상기 펌프유닛(205)의 작동이 완료되어도 수초동안 블로워유닛(207)을 작동시켜 증기를 배출시켜 최종생성물을 제조한다.Here, even when the operation of the
그 다음, 최종생성물 공급펌프(미도시)를 작동시키고 제7 개폐밸브(300-2)를 개방하여 최종생성물을 수거통(310)으로 보낸다.Then, the final product supply pump (not shown) is operated and the seventh open / close valve 300-2 is opened to send the final product to the
상기 최종생성물이 제3 수위센서(208)의 접점 3에 도달하면 최종생성물 공급펌프가 정지하고 제7 개폐밸브(300-2)가 닫히게 한다.When the final product reaches the
그리고, 상기 수거통(310) 내부로 최종생성물의 공급이 완료됨을 알리는 제6 수위센서(320)의 최고점에 도달하면 제7 개폐밸브(300-2)를 닫히게 함과 동시에 배출유닛(330)을 작동시킨다.When reaching the highest point of the sixth
즉, 상기 배출유닛(330)의 제2 펌프(332)를 작동시키고 제9 개폐밸브(335)를 개방시켜서 최종생성물이 외부로 배출되게 한다.That is, the
상기와 같은 전처리부에서부터 수거부까지의 처리공정은 최종생성물의 이동이 수거통(310)으로 전부 이동되었다고 판단되면 다시 반응공정으로 되돌아가 반응부터 공정이 다시 시작된다.In the processing process from the pretreatment unit to the collection unit as described above, when it is determined that the final product is completely moved to the collecting
상기와 같은 처리공정은 처음에 자동화프로그램으로 설정되어 1회부터 수회 까지 반복하여 이루어질 수 있으며, 이는 원료, 촉매제, 비누화방지제, 산화방지제, 유동점강화제, 수거통 및 수위감지센서 등이 트러블 조건이 아니면 연속적으로 작동 반응한다.The treatment process as described above can be done repeatedly from one to several times, initially set as an automated program, which is continuous if raw materials, catalysts, anti-saponification agents, antioxidants, pour point enhancers, containers and level sensors are not troublesome conditions. Reacts as it works.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Although the above has been shown and described with respect to the preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, in the technical field to which the present invention pertains without departing from the spirit of the invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes will fall within the scope of the claims set forth.
도 1은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템을 보인 개략단면도.1 is a schematic cross-sectional view showing a biodiesel manufacturing system according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제조장치를 보인 개략단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing apparatus of a biodiesel manufacturing system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 구성 간의 전기적 연결관계를 보인 회로도.3 is a circuit diagram showing the electrical connection between the configuration of the biodiesel manufacturing system according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템에 대한 블록도.4 is a block diagram of a biodiesel manufacturing system according to the present invention.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제어방법을 보인 흐름도.5 to 8 is a flow chart showing a control method of the biodiesel manufacturing system according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명** Brief description of symbols for the main parts of the drawings *
100: 전처리부 110: 전처리유닛100: pretreatment unit 110: pretreatment unit
111: 필터 112: 알람센서111: filter 112: alarm sensor
113: 히터 114: 유수분리벽113: heater 114: oil and water separation wall
115: 제1 배출구 116: 제1 수위센서115: first outlet 116: first level sensor
117: 제1 배관 118: 제1 개폐밸브117: first pipe 118: first opening and closing valve
119: 분할벽 120: 제1 촉매제공급유닛119: dividing wall 120: first catalyst supply unit
122: 제2 개폐밸브 123: 제2 배관122: second on-off valve 123: second pipe
125: 제2 배출구 125: second outlet
200: 제조부 201: 반응조200: manufacturing unit 201: reactor
202: 제2 촉매제공급유닛 203: 비누화방지제공급유닛202: second catalyst supply unit 203: saponification inhibitor supply unit
204: 교반기 205: 펌프유닛204: agitator 205: pump unit
206: 히팅유닛 207: 블로워유닛206: heating unit 207: blower unit
208: 수위센서 209: 비중감지센서208: water level sensor 209: specific gravity sensor
210; 수분감지센서 211: 건조유닛210; Moisture Sensor 211: Drying Unit
212: 뚜껑 213: 부산물저장소212: lid 213: by-product reservoir
214: 표시창 215: 유입구214: display window 215: inlet
216: 온도센서 217: 산화방지제공급유닛216: temperature sensor 217: antioxidant supply unit
300: 수거부 310: 수거통300: collector 310: container
320: 제2 수위센서 330: 배출유닛320: second water level sensor 330: discharge unit
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |