KR100958195B1 - Manufacturing apparatus and method of solid fuel using citrus peel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감귤의 가공 공정에서 발생되는 부산물인 감귤박에 대해 기름에 튀기는 방식으로 함유된 수분을 제거한 후, 수분 제거 공정에서 함유된 기름을 추출하여 감귤박 고형분을 제조하고, 이러한 감귤박 고형분과 돼지 기름과 혼합하여 고형연료로 제조할 수 있게 하는 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solid fuel manufacturing apparatus and a manufacturing method using a citrus foil, and more particularly, after removing the water contained in the oil splashing method for citrus foil, which is a by-product generated in the citrus processing process, water removal process The present invention relates to a solid fuel manufacturing apparatus and a manufacturing method using a citrus foil to extract the oil contained in to prepare a citrus foil solid, and to be mixed with the citrus foil solid and pork oil to produce a solid fuel.
최근, 농업기술의 발전과 더불어 감귤 등의 과일 생산량 또한 증가하고 있다. 이러한 생산량 증대로 인해 감귤의 가격 형성과 수요 공급의 불균형이 지속적으로 발생하게 되었고, 이러한 문제점을 해소하기 위해 감귤을 다양한 용도로 이용하는 기술이 개발되고 있다. 예를 들어, 감귤에 적절한 가공 공정을 거치면서, 감귤을 주 원료로 하는 음료, 술, 과자, 화장품, 의약품 등과 같은 감귤 가공품이 생산되고 있다.Recently, with the development of agricultural technology, fruit production such as citrus fruits is also increasing. Due to the increase in production, the price of citrus fruits and the imbalance of supply and demand are continuously generated. To solve these problems, technologies for using citrus fruits for various purposes are being developed. For example, citrus fruits, such as beverages, alcohol, sweets, cosmetics, pharmaceuticals, etc., which have citrus fruits as their main ingredients, have been produced while undergoing an appropriate processing process for citrus fruits.
그러나 이와 같은 감귤 가공 공정에서 감귤과피와 찌꺼기 등으로 이루어지는 감귤박의 발생도 증가되고 있는데, 이러한 감귤 가공 공정에서 발생되는 감귤박은 대략 80% 이상의 수분을 함유하고 있다.However, in such a citrus processing process, the generation of citrus gourds including citrus peels and debris is also increasing. Citrus gourds generated in the citrus processing process contain about 80% or more moisture.
이와 같이 감귤 가공 공정에서 발생되는 감귤박을 최종적으로 처리하기 위해, 종래에는 육상 매립, 해양 투기, 소각, 사료화, 연료화 등의 다양한 방법들이 제안되고 있다. 이러한 종래의 처리방법은 비록 그 방식을 달리하고 있으나 공통적으로 함수율을 낮추는 감량화 및 환경오염의 방지라는 공통적인 목적을 갖는다.In order to finally process the citrus gourd generated in the citrus processing process, various methods such as landfilling, ocean dumping, incineration, feed, fueling have been proposed. Although such a conventional treatment method has a different method, it has a common purpose of reducing the water content and preventing environmental pollution.
육상 매립은 함수율이 80% 이상인 감귤박을 토양에 직매립하는 것으로서, 매립지 확보 곤란 및 2차 오염의 문제점이 있다. 그리고 해양 투기 역시 해양을 오염시키는 문제가 있어 적절한 대응책이 될 수 없다. 이러한 육상 매립이나 해양 투기에 대한 대안으로서 소각 방식이 논의되고 있으나, 소각 처리의 경우 자원 회수에 불리하고, 소각장 건설에 대한 지역주민의 반발 및 높은 함수율로 인한 막대한 운전비용 등이 문제가 된다.Onshore landfilling is a case where the citrus gourd having a water content of 80% or more is directly buried in the soil, and there are problems in securing landfill and secondary pollution. And dumping at sea also has the problem of polluting the ocean and thus cannot be an adequate countermeasure. Incineration methods are discussed as alternatives to landfill or ocean dumping, but incineration treatment is disadvantageous for resource recovery, and local residents' opposition to the construction of incinerators and enormous operating costs due to high water content are problematic.
상기한 것처럼 감귤박을 단순히 매립, 투기, 소각하는 것보다는 재활용하여 에너지 및 자원을 회수하는 것이 최선일 것이다. 이러한 기술은 선진국에서는 이미 연구가 진행되었으며 그 중 일부는 실용화되고 있다. 감귤박의 재이용 방안으로 가축사료와 고형연료 등의 방안을 들 수 있는데, 그 중에서도 본 발명은 감귤박을 고형연료로 재활용하는 기술에 관한 것이다.As noted above, it would be best to recycle energy and resources by recycling them rather than simply landfilling, dumping, incineration. This technology has already been studied in developed countries, some of which have been put to practical use. Examples of the reuse method of the citrus gourd include livestock feed and solid fuel. Among them, the present invention relates to a technology for recycling citrus gourd into solid fuel.
그러나 이처럼 감귤박을 이용하여 고형연료를 제조하기 위해서는, 감귤박의 함수율이 너무 높기 때문에 감귤박의 함수율을 적절하게 낮출 수 있는 건조 방식을 개발해야 하고, 또한 건조된 감귤박 자체로는 발열량이 그다지 높지 않다는 문제점 을 해결해야 한다.However, in order to manufacture solid fuels using citrus foils, since the moisture content of citrus gourds is too high, it is necessary to develop a drying method that can appropriately lower the moisture content of citrus gourds. The problem of not high should be solved.
또한 국내에는 수많은 축산물 가공 공장이 운영되고 있고, 이러한 축산물 가송 공장에서는 매년 엄청난 양의 축산물 가공 잔사(뼈, 지방, 내장, 가죽 등)가 발생되고 있다.In addition, a number of livestock processing plants are operating in Korea, and a huge amount of livestock processing residues (bone, fat, internal organs, leather, etc.) are generated every year in these livestock production Songsong factories.
이처럼 축산물 가공 공정에서 발생되는 축산물 가공 잔사는 단백질 함량이 매우 높은 부산물이며, 이러한 부산물을 그대로 방치 또는 매립하는 경우에는 악취 및 침출수 등이 발생하여 환경오염에 막대한 악영향을 미치게 된다. 따라서 이러한 축산물 가공 잔사를 효율적으로 처리하기 위한 각종 고안이 개발되고 있는 실정이다.As such, the livestock processing residue generated in the livestock product processing process is a by-product having a very high protein content, and when such by-products are left or landfilled as it is, odors and leachate are generated, which has a huge adverse effect on environmental pollution. Therefore, various designs for efficiently treating such livestock processing residues have been developed.
특히, 이러한 축산물 중에서도 돼지를 도축 또는 가공하는 과정에서 발생하는 돼지 가공 잔사의 경우, 소나 닭 등의 다른 축산물에 비해 폐기되는 부위가 많고 높은 지방을 함유하고 있어서, 이러한 돼지 가공 잔사의 처리가 중요한 문제로 부각되고 있다.Particularly, among the livestock products, the processed pig residues generated during the slaughter or processing of pigs have a higher waste area and contain higher fat than other livestock products such as cows and chickens. It is highlighted.
최근에는, 이처럼 높은 지방을 함유하는 돼지 가공 잔사에서 돼지 기름을 추출하는 공정이 개발되어 상용화되고 있는 바, 감귤 가공 공정에서 발생하는 감귤박과 돼지 가공 잔사에서 추출된 돼지 기름을 주 원료로 하는 새로운 연료 자원의 개발이 요구되고 있다.In recent years, a process of extracting pork oil from such processed pork residues containing high fat has been developed and commercialized. As a main raw material, pig oil extracted from citrus gourd and pork processed residues generated in the citrus processing process is used as a main raw material. Development of fuel resources is required.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 감귤 가공 공정에서 발생하는 감귤박을 효율적으로 건조하고, 또한 건조된 감귤박을 고형연료로 재활용하여 에너지 및 자원을 회수하고, 감귤박의 해양 투기 등에 따른 환경 오염을 방지할 수 있게 하는 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, to efficiently dry the citrus foil generated in the citrus processing process, and also to recycle the dried citrus foil as a solid fuel to recover energy and resources, citrus It is an object of the present invention to provide a solid fuel manufacturing apparatus and a manufacturing method using a citrus foil to prevent environmental pollution due to marine dumping of the foil.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치는, 감귤박이 투입되는 호퍼; 상기 호퍼에서 이송된 감귤박을 회전하는 교반기로 교반시켜서 작은 입자들로 분해시키고, 수증기 증발 가능한 고온으로 가열된 기름으로 튀겨서, 감귤박에 함유된 수분을 수증기로 증발시키는 수분제거기; 수분이 증발된 고형분을 압착하여, 고형분에 함유된 기름을 추출하고, 추출된 기름은 수분제거기로 이송시키는 기름추출기; 기름추출기에서 배출되는 기름이 추출된 고형분과 돼지 가공 잔사에서 추출된 돼지 기름을 혼합하여 감귤박-기름 반죽을 제조하는 반죽혼합기; 반죽혼합기에서 배출되는 감귤박-기름 반죽을 압착하여 팰릿 구조의 고형연료로 형성시키는 성형기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Solid fuel production apparatus using a citrus foil according to the present invention for solving the above object, a hopper to which the citrus foil is injected; A moisture remover for agitating the citrus foil transferred from the hopper with a rotating stirrer to break it into small particles, and fry it with oil heated to a high temperature capable of vapor evaporation, thereby evaporating water contained in the citrus foil with water vapor; An oil extractor for compressing the solid evaporated water, extracting the oil contained in the solid, and transferring the extracted oil to a water remover; A dough mixer for preparing a citrus gourd-oil dough by mixing solids extracted from oil extracted from an oil extractor and pork oil extracted from a pig processing residue; It characterized in that it comprises a; molding machine for compressing the citrus foil-oil dough discharged from the dough mixer to form a solid fuel of the pallet structure.
그리고 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조방법은, 기름을 수증기 증발 가능한 고온으로 가열시키는 제1단계; 상기 가열된 기름에 감귤박을 투입하는 제2단계; 상기 가열된 기름에 투입된 감귤박을 회전하는 교반기로 교반시켜서 작은 입자들로 분해시키고, 가열된 기름으로 튀겨서 감귤박에 함유된 수분을 수증기로 증발시키는 제3단계; 수분이 증발된 고형분을 압착하여 함유된 기름을 추출하는 제4단계; 상기 제4단계에서 추출된 기름을 제1단계 공정으로 이송시키는 제5단계; 기름이 추출된 고형분과 돼지 가공 잔사에서 추출된 돼지 기름을 혼합하여 감귤박-기름 반죽을 제조하는 제6단계; 상기 감귤박-기름 반죽을 압착하여 팰릿 구조의 고형연료로 형성시키는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And solid fuel production method using a citrus fruit foil according to the present invention, the first step of heating the oil to a high temperature capable of vapor evaporation; A second step of introducing citrus fruit into the heated oil; A third step of agitating the citrus fruit paste put into the heated oil with a rotating stirrer to break it into small particles, and frying it with heated oil to evaporate the water contained in the citrus fruit paste with water vapor; A fourth step of extracting the oil contained by compressing the solid evaporated moisture; A fifth step of transferring the oil extracted in the fourth step to a first step process; A sixth step of preparing a citrus gourd-oil dough by mixing the solids extracted with oil and the pork oil extracted from the processed pork residue; And a seventh step of forming the solid fuel of the pallet structure by compressing the citrus foil-oil dough.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법에 의하면, 감귤박에 함유되었던 대부분의 수분이 기름에 튀겨지는 과정에서 모두 수증기로 증발되어 제거될 수 있어서, 감귤박의 함수율을 크게 낮출 수 있게 된다.According to the solid fuel manufacturing apparatus and manufacturing method using a citrus fruit foil according to the present invention having the configuration as described above, most of the moisture contained in the citrus fruit can be removed by evaporation with water vapor in the process of frying in oil, citrus It is possible to greatly lower the moisture content of the gourd.
또한 본 발명에 의하면, 수분이 증발된 감귤박 고형분에 함유된 기름을 보다 효율적으로 추출할 수 있게 된다.Moreover, according to this invention, the oil contained in the citrus gourd solid content from which water was evaporated can be extracted more efficiently.
또한 본 발명에 의하면, 감귤박 고형분을 돼지 기름에 혼합하여 고형연료를 제조함으로써, 감귤박 및 돼지 가공 잔사의 친환경적인 재활용을 통해 에너지 및 자원을 회수할 수 있고, 감귤박의 해양 투기 등에 따른 환경 오염을 방지할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, by producing a solid fuel by mixing the citrus gourd solids with pork oil, it is possible to recover energy and resources through environmentally friendly recycling of citrus gourds and processed pig residues, the environment according to marine dumping of citrus gourds Pollution can be prevented.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the solid fuel production apparatus and manufacturing method using a citrus fruit foil according to the present invention.
도 1에는 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치의 구성이 도시되어 있고, 도 2 내지 도 4에는 본 발명에 따른 고형연료 제조장치에서 기름추출기의 구성이 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조방법이 도시되어 있다.1 shows a configuration of a solid fuel production apparatus using a citrus fruit foil according to the present invention, Figures 2 to 4 are shown the configuration of an oil extractor in the solid fuel production apparatus according to the present invention, Figure 5 Solid fuel production method using a citrus foil according to the invention is shown.
도 1을 참조하면, 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치는, 감귤박이 투입되는 호퍼(10)와, 호퍼(10)에서 이송된 감귤박을 고온의 기름으로 튀겨서 수분을 제거하는 수분제거기(20), 수분제거기(20)에서 수분이 증발된 감귤박 고형분(이하 '고형분')을 압착하여 고형분에 함유된 기름을 추출하는 기름추출기(60), 기름이 추출된 고형분과 돼지 가공 잔사에서 추출된 돼지 기름을 혼합하여 감귤박-기름 반죽을 제조하는 반죽혼합기(70), 그리고 감귤박-기름 반죽을 압착하여 팰릿 구조의 고형연료로 형성시키는 성형기(80)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 1, a solid fuel manufacturing apparatus using a citrus foil, a
또한 상기 수분제거기(20)에서 배출되는 고형분을 곧바로 기름추출기(60)로 보내어 함유된 기름을 추출하기 전에, 다음과 같이 미리 일부 기름을 추출할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.In addition, before the solids discharged from the
이를 위해, 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치는, 수분제거기(20)에서 배출된 고형분 및 기름에서 상대적으로 미세한 고형분과 기름을 걸러내는 메쉬분리기(30), 상기 메쉬분리기(30)에서 걸러진 미세한 고형분과 기름에서 다시 기름만 분리시키는 원심분리기(40), 상기 메쉬분리기(30)에서 걸러지지 않은 상대적으로 큰 고형분과 상기 원심분리기(40)에서 분리된 상대적으로 미세한 고형분을 일시적으로 저장한 후 기름추출기(60)로 이송시키는 임시저장소(50)를 더 포함 하여 구성되는 것이 바람직하다.To this end, the solid fuel manufacturing apparatus using a citrus fruit foil according to the present invention, the
그리고 상기 감귤박이 투입되는 호퍼(10)는, 대량의 감귤박이 투입될 수 있도록 내부에 큰 공간을 구비하고, 상부에 상대적으로 큰 투입구가 형성되며, 하부에는 일정한 양의 감귤박이 배출될 수 있도록 상대적으로 작은 배출구가 형성된다. 따라서 다량의 감귤박을 한꺼번에 호퍼(10)에 투입할 수 있고, 호퍼(10)에 투입된 감귤박은 연속적으로 일정한 양만 수분제거기(20)로 이송될 수 있게 구성된다.In addition, the
그리고 상기 수분제거기(20)에는 다량의 기름이 저장되고, 수분제거기(20)에 저장된 기름은 수증기 증발 가능한 고온으로 가열된다. 따라서 호퍼(10)에서 수분제거기(20)로 이송된 감귤박은 고온으로 가열된 기름에 의해 튀겨지게 되고, 그 과정에서 감귤박에 함유된 대부분의 수분이 증발하여 제거된다.And a large amount of oil is stored in the
이때, 감귤박을 그대로 튀기는 경우에는 감귤박의 외부만 튀겨지고, 감귤박의 내부는 튀겨지지 않을 수 있고, 이러한 경우 감귤박의 내부에는 수분이 그대로 남아 있을 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명에서는 수분제거기(20) 내부에 수평 또는 수직 방향으로 회전하는 교반기(도시 생략)가 설치되고, 상기 회전하는 교반기에 의해 감귤박이 모두 작은 입자들로 분해되면서, 감귤박 내부까지도 모두 기름에 튀겨져서 수분이 증발할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.At this time, when the citrus foil is fried as it is, only the outside of the citrus foil is fried, the inside of the citrus foil may not be fried, and in this case, the moisture may remain inside the citrus foil. In order to prevent this, in the present invention, a stirrer (not shown) is installed inside the
그리고 상기 감귤박에서 제거된 수분은 수증기 형태로 증발하게 되고, 증발된 수증기는 내부 공기를 외부로 흡입하는 팬(도시 생략)에 의해 외부로 배출된다. 이때, 상기 외부로 배출된 수증기는 상온의 물에 의해 응축된 후, 폐수로 배출되도록 구성되는 것이 바람직하다.And the water removed from the citrus foil is evaporated in the form of water vapor, the vaporized water vapor is discharged to the outside by a fan (not shown) for sucking the internal air to the outside. At this time, the water vapor discharged to the outside is preferably condensed by water at room temperature, it is preferably configured to be discharged to the waste water.
한편, 상기 수분제거기(20)에 저장되어 감귤박을 튀기는데 사용되는 기름은, 돼지 등의 축산물에서 추출된 기름, 폐식용유, 어류에서 추출된 기름 등이 이용될 수 있다.On the other hand, the oil stored in the
그리고 수분제거기(20)에서 가열되는 기름은 감귤박에 함유된 수분이 증발 가능한 온도, 즉 물의 끓는점인 100℃ 이상의 고온으로 가열되어야 하는데, 바람직하게는 110℃ 내지 140℃로 가열되고, 더욱 바람직하게는 120℃ 정도로 가열되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 가열되는 온도가 너무 낮으면, 수분제거기(20)에서의 처리 과정에 오랜 시간이 소요되고, 또한 수분 증발 효과도 떨어져서 감귤박에 함유된 수분을 완전히 제거할 수 없게 된다. 그리고 가열되는 온도가 너무 높으면, 기름을 가열시키는데 너무 많은 에너지가 소비된다.The oil heated in the
또한 상기 수분제거기(20)에서 감귤박의 100 중량부에 대해 기름은 80 내지 150 중량부로 이루어지는 것이 바람직하고, 특히 감귤박 100 중량부에 대해 기름 역시 100 중량부로 동일하게 투입되는 것이 더욱 바람직하다. 왜냐하면, 기름의 양이 너무 적으면 수분제거기(20)에서의 처리 과정에 오랜 시간이 소요되고, 기름의 양이 너무 많으면 기름을 고온으로 가열시키는데 너무 많은 에너지가 소비되기 때문이다.In addition, the oil is preferably made up of 80 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of citrus fruit in the
그리고 상기 수분제거기(20)에 투입되는 감귤박에는 대략 80% 이상의 수분이 함유되어 있지만, 이러한 수분제거기(20)에서 가열된 기름에 의해 튀겨진 후 배출된 감귤박 고형분에는 대략 3 ~ 4% 정도의 수분이 함유되어 있게 된다. 따라서 이처럼 수분제거기(20)를 거치면서 수분이 증발된 감귤박 고형분은 최소한의 수분만 을 함유하기 때문에 발열량이 증가되어 고형연료의 원료로 이용할 수 있게 된다.And the citrus gourd put into the
한편, 상기 수분제거기(20)에 투입된 감귤박은 고온의 기름에 의해 튀겨지면서 함유된 수분이 증발되고, 동시에 교반기에 의해 다양한 크기로 분해되어 배출된다. 이처럼 수분제거기(20)에서 배출된 다양한 크기의 감귤박 고형분과 기름 중에서, 상기 메쉬분리기(30)에 의해 상대적으로 미세한 고형분과 기름이 걸러내지고, 상대적으로 큰 고형분은 걸러지지 않고 임시저장소(50)로 이송되어 일시 저장된다. 이처럼 크기에 따라 고형분과 기름을 분리할 수 있도록, 상기 메쉬분리기(30)는 그물망 형태의 스크린 구조로 이루어진다.On the other hand, the citrus gourd put in the
즉, 수분제거기(20)에서 배출된 다양한 크기의 고형분과 기름이 스크린 구조의 메쉬분리기(30)를 거치면서, 스크린을 통과할 수 없을 만큼 큰 고형분은 메쉬분리기(30)에서 걸러지지 않고 그대로 임시저장소(50)로 이송되고, 스크린을 통과할 수 있을 정도로 미세한 고형분과 기름은 메쉬분리기(30)의 스크린을 통과하여 하부로 걸러지게 된다.That is, while solids and oils of various sizes discharged from the
그리고 이처럼 메쉬분리기(30)의 하부로 걸러진 미세한 고형분과 기름은 원심분리기(40)에서 다시 고형분과 기름으로 분리된다. 이를 위해, 상기 원심분리기(40)는 원심 분리 방식으로 동작하도록 구성되고, 따라서 메쉬분리기(30)에서 걸러진 미세한 고형분과 기름은 원심분리기(40)에서 원심 분리 방식으로 상호 분리된다.And the fine solids and oil filtered to the bottom of the
그리고 상기 원심분리기(40)에서 분리된 기름은 다시 수분제거기(20)로 이송되어 감귤박을 튀기는 기름에 합류되어 재활용되고, 원심분리기(40)에서 분리된 미 세한 고형분은 임시저장소(50)로 이송되어 메쉬분리기(30)에서 걸러지지 않은 상대적으로 큰 고형분과 함께 일시 저장된다. And the oil separated in the centrifuge (40) is transferred to the water remover (20) again joined to the oil splashing citrus gourd is recycled, the fine solids separated in the centrifuge (40) to the temporary storage (50) It is transferred and temporarily stored with a relatively large solid that is not filtered out of the
이처럼 상기 임시저장소(50)는 메쉬분리기(30)에서 걸러지지 않은 상대적으로 큰 고형분과, 원심분리기(40)에서 분리된 상대적으로 미세한 고형분이 함께 일시적으로 수집되어 저장되는 장치이다. 그리고 고형분들이 임시저장소(50)에 일시적으로 저장되는 이유는, 일정량의 고형분이 모여야 함께 기름추출기(60)로 이송되어 압착 과정에 투입될 수 있기 때문이다.As such, the temporary storage 50 is a device in which relatively large solids not filtered out in the
임시저장소(50)에 모인 일정량의 고형분들은 기름추출기(60)로 이송되어 압착 과정을 거치게 되고, 이러한 압착 과정을 통해 고형분에 함유된 기름이 추출된다. 그리고 상기 기름추출기(60)에서 추출된 기름은 다시 수분제거기(20)로 이송되어 감귤박을 튀기는 기름에 합류되어 재활용된다.A certain amount of solids collected in the temporary storage 50 is transferred to the
한편, 본 발명은 튀겨진 감귤박에서 대부분의 기름을 추출하고, 감귤박에서 추출된 기름을 수분제거기(20)로 보내어 재활용하여 에너지 효율성을 높이며, 또한 대부분의 수분과 기름이 제거된 감귤박을 고형연료의 원료로 활용할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the present invention extracts most of the oil from the fried citrus foil, and sends the oil extracted from the citrus foil to the
이를 위해, 본 발명에서는 수분제거기(20)에서 기름으로 튀겨진 감귤박 고형분에 대해 메쉬분리기(30)에서 1차적으로 기름을 추출하고, 다시 기름추출기(60)에서 2차적으로 나머지 기름을 추출할 수 있게 구성된다.To this end, in the present invention, the oil is first extracted from the
이처럼 튀겨진 감귤박 고형분에서 기름을 효율적으로 추출할 수 있도록, 본 발명에 따른 기름추출기(60)는 다음과 같이 구성되는 것이 바람직하다.The
도 2 내지 도 4에는 본 발명에 따른 고형연료 제조장치에서 기름추출기의 구성 및 동작이 도시되어 있다.2 to 4 show the configuration and operation of the oil extractor in the solid fuel production apparatus according to the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치를 구성하는 기름추출기(60)는, 임시저장소(50)에서 이송된 고형분(A)이 수용되는 저장부(61)와, 저장부(61)의 하측에 연통되어 고형분이 투입되는 실린더(63), 고형분에서 분리된 기름이 실린더(63) 외부로 빠져나올 수 있도록 실린더(63)의 일측 끝단에서 관통 형성되는 탈유공(64), 실린더(63)의 내부에서 전후진 이동하여 고형분을 압착하는 제1피스톤(65), 그리고 실린더(63)의 일측 끝단으로 전진 이동하여 제1피스톤(65)을 지지하는 제2피스톤(66)을 포함하여 구성된다.2 to 4, the
상기 저장부(61)는, 임시저장소(50)에서 이송된 고형분이 수용되고, 하측에 고형분이 실린더(63)로 빠져나가기 위한 투입공(62)이 관통 형성되는 구조로 이루어진다.The
여기서, 상기 저장부(61)에 수용되는 고형분(A)은, 수분제거기(20)에서 회전하는 교반기에 의해 작은 입자들로 분해되면서 기름에 의해 튀겨져서 수분이 제거된 후, 메쉬분리기(30)와 원심분리기(40)에 의해 1차적으로 기름이 분리된 감귤박 고형분을 나타낸다.Here, the solid content (A) accommodated in the
그리고 상기 실린더(63)는, 상기 투입공(62)을 통해 저장부(61)의 하측에 연통되고, 내부에는 저장부(61)에서 투입되는 고형분이 수용되고 제1피스톤(65)이 왕복 운동할 수 있도록 길이 방향으로 빈 공간이 형성되는 구조로 이루어진다.In addition, the
또한 상기 실린더(63)에서 감귤박 고형분이 제1피스톤(65)과 제2피스톤(66) 에 의해 압착되는 일측 끝단에는, 압착을 통해 고형분에서 추출된 기름이 실린더(63) 외부로 빠져나올 수 있도록 탈유공(64)이 관통 형성되고, 상기 고형분에서 추출된 기름은 탈유공(64)을 통해 실린더(63) 외부로 빠져나온 후 다시 수분제거기(20)로 이송되어 재활용된다.In addition, at one end of the citrus fruit solid content is compressed by the
그리고 실린더(63) 내부에서 전후 이동하는 상기 제1피스톤(65)은, 도 2에 도시된 바와 같이 타측 방향으로 후진 이동하여 저장부(61)와 실린더(63)를 연통시키는 투입공(62)을 개방시킴으로써 저장부(61)에서 실린더(63)로 감귤박 고형분(A)이 투입될 수 있게 하고, 또한 도 3에 도시된 바와 같이 일측 방향으로 전진 이동하여 고형분을 압착하도록 구성된다.In addition, the
그리고 상기 제2피스톤(66)은, 도 3에 도시된 바와 같이 실린더(63)의 일측 끝단으로 전진 이동하여 실린더(63)의 일측 끝단을 폐쇄하는 동시에 고형분을 압착하는 제1피스톤(65)을 지지하고, 또한 도 4에 도시된 바와 같이 후진 이동하여 압착된 고형분(B)이 실린더(63) 외부로 빠져나갈 수 있도록 실린더(63)의 일측 끝단을 개방시키게 된다.As shown in FIG. 3, the
그리고 본 발명에 따른 기름추출기(60)는, 상기 제1피스톤(65)과 제2피스톤(66)을 각각 전후 이동시키기 위한 제1펌프(67) 및 제2펌프(68)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the
이처럼 구성되는 본 발명에 따른 기름추출기(60)는 다음과 같이 동작한다.The
도 2를 참조하면, 임시저장소(50)에서 이송된 감귤박 고형분(A)이 저장부(61)에 이송된 후, 제1피스톤(65)이 실린더(63) 내부에서 후진 이동하여 투입 공(62)을 개방시키게 되면, 저장부(61)에 저장된 고형분(A)이 투입공(62)을 통해 실린더(63) 내부로 투입된다. 이때, 제2피스톤(66)이 전진 이동하여 실린더(63)의 일측을 폐쇄시킴으로써, 실린더(63) 내부로 투입된 고형분이 외부로 빠져나갈 수 없게 구성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2, after the citrus fruit solids A transferred from the temporary storage 50 are transferred to the
그리고 도 3을 참조하면, 제1피스톤(65)을 실린더(63) 내부에서 제2피스톤(66) 방향으로 전진 이동하여 고형분을 압착하여, 고형분에서 기름을 추출한다. 이때, 압착된 고형분(B)에서 추출된 기름은 탈유공(64)을 통해 실린더(63) 외부로 빠져나온 후, 수분제거기(20)로 이송되어 재활용된다.Referring to FIG. 3, the
그리고 도 4를 참조하면, 제1피스톤(65)과 제2피스톤(66)의 압착에 의해 고형분에서 기름이 모두 추출된 후, 제2피스톤(66)을 후진 이동하여 실린더(63)의 일측 끝단을 개방시키고, 이후 제1피스톤(65)을 전진 이동하여 기름이 추출된 고형분(B)을 실린더(63) 외부로 배출시키게 된다.And, referring to Figure 4, after all the oil is extracted from the solid by the compression of the
한편, 상기 수분제거기(20)에서 배출된 감귤박 고형분에는 대략 40 ~ 50% 정도의 유분을 함유하고, 상기의 기름 추출 공정을 거친 고형분에는 고형연료의 원료로 이용하기에 적합하도록 대략 10 ~ 12% 정도의 유분이 함유되도록 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the citrus gourd solid discharged from the
한편, 상기 기름추출기(60)에서 압착을 거치면서 기름이 추출된 감귤박 고형분만으로 연료를 성형하였을 경우에는 열량이 떨어지져서 독자적으로 연료를 형성하기 어렵기 때문에, 열량을 높일 수 있는 부가적인 재료를 감귤박 고형분에 혼합하여 연료화시키는 것이 바람직하다.On the other hand, when the fuel is molded from the oil extractor citrus foil solid while the
이를 위해, 본 발명에서는 상기 수분제거기(20)와 기름추출기(60)를 거친 감귤박 고형분에 돼지 가공 잔사에서 추출된 돼지 기름을 혼합하여 연료화시킬 수 있게 구성된다. 이러한 돼지 기름은 돼지를 도축 또는 가공하는 과정에서 발생하는 돼지 가공 잔사(뼈, 기름, 내장, 가죽 등)에서 추출되는 기름 성분으로써, 대략 10,000kcal/kg의 발열량을 나타내기 때문에, 상대적으로 발열량이 낮은 감귤박 고형분을 연료화시키기 위한 좋은 보조 재료가 될 수 있다.To this end, the present invention is configured to be able to fuel the mixture of the pork oil extracted from the processed pork residue in the citrus gourd solid after the
따라서 상기 기름추출기(60)에서 배출된 감귤박 고형분과 돼지 가공 잔사에서 추출된 돼지 기름이 반죽혼합기(70)에서 혼합되어 감귤박-기름 반죽이 제조된다.Therefore, the citrus gourd solid discharged from the
이때, 반죽혼합기(70)에 투입되는 감귤박 고형분과 돼지 기름의 양은 대략 7대 3 정도의 비율로 설정되는 것이 바람직하다. 다만, 돼지 기름의 투입량은 감귤박 고형분의 종류와 함수율, 발열량에 따라 조절될 수 있다.At this time, it is preferable that the amount of citrus gourd solid and pork oil to be put into the dough mixer 70 is set at a ratio of about 7 to 3. However, the amount of pork oil can be adjusted according to the type, moisture content and calorific value of citrus gourd solids.
또한, 상기 반죽혼합기(70)에는 수직 또는 수평하게 회전하면서 감귤박-기름 반죽을 휘젓는 교반기(도시 생략)가 설치되는 것이 바람직하고, 이처럼 회전하는 교반기에 의해 덩어리진 감귤박 고형분이 작은 입자로 분해되면서 돼지 기름과 고르게 혼합될 수 있게 된다.In addition, the dough mixer 70 is preferably provided with a stirrer (not shown) to whisk citrus fruit-oil dough while rotating vertically or horizontally, the agglomerated citrus fruit solids are broken down into small particles by the rotating stirrer. As a result, it can be mixed with pork oil evenly.
그리고 이처럼 반죽혼합기(70)에서 제조되어 배출된 감귤박-기름 반죽은 성형기(80)에서 압착되어 팰릿 구조의 고형연료로 형성된다.And the citrus foil-oil dough produced and discharged in the dough mixer 70 is compressed in the molding machine 80 is formed of a solid fuel of a pallet structure.
전술한 과정을 거쳐서 생산되는 고형연료는 다양한 발열 연료로 사용될 수 있을 것이나, 본 발명에서는 감귤박의 완전한 처리를 위해, 상기 성형기(80)에서 배출되는 고형연료를 이용하여 수분제거기(20)에 공급되는 기름을 가열하는 기름가열기(90)가 더 포함되도록 구성되는 것이 바람직하다. The solid fuel produced through the above-described process may be used as various exothermic fuels, but in the present invention, the solid fuel discharged from the molding machine 80 is supplied to the
즉, 성형기(80)에서 배출된 팰릿 구조의 고형연료는 기름가열기(90)로 이송되어 기름을 수증기 증발 가능한 고온으로 가열시키기 위한 발열 연료로 이용되고, 이처럼 고형연료를 이용하여 가열된 기름은 수분제거기(20)에서 감귤박에 함유된 수분을 증발시키는데 이용된다.That is, the solid fuel of the pellet structure discharged from the molding machine 80 is used as an exothermic fuel for transporting the
그리고 이하에서 설명하는 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조방법은, 전술한 고형연료 제조장치를 이용하여 고형연료를 제조하는 방법에 관한 것이다.And the solid fuel manufacturing method using a citrus fruit foil according to the present invention described below relates to a method for producing a solid fuel using the above-described solid fuel production apparatus.
이하에서는 도 5를 참조하여 이러한 고형연료 제조장치를 이용하여 고형연료를 제조하는 방법에 관해 살펴본다.Hereinafter, with reference to Figure 5 looks at with respect to a method for producing a solid fuel using such a solid fuel manufacturing apparatus.
우선, 폐식용 등의 기름을 수증기 증발 가능한 고온으로 가열시킨다(S10). 여기서, 상기 기름에는 돼지 등의 축산물에서 추출된 기름, 폐식용유, 어류에서 추출된 기름 등이 포함될 수 있다. 그리고 상기 기름이 가열되는 온도는, 감귤박에 함유된 수분이 증발 가능한 온도인 100℃ 이상의 고온이어야 하고, 바람직하게는 110℃ 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 120℃ 정도로 가열되는 것이 가장 바람직하다.First, the oil such as waste food is heated to a high temperature capable of vapor evaporation (S10). Here, the oil may include oil extracted from animal products such as pigs, waste cooking oil, oil extracted from fish, and the like. The temperature at which the oil is heated should be at a high temperature of 100 ° C. or higher, which is the temperature at which moisture contained in the citrus foil can evaporate, and it is most preferable that the oil is heated to about 110 ° C. to 140 ° C., more preferably about 120 ° C.
이처럼 기름이 수증기 증발 가능한 고온으로 가열된 후, 가열된 기름에 감귤박을 투입한다(S12). 여기서, 상기 가열된 기름에 투입되는 감귤박의 100 중량부에 대해 기름은 80 내지 150 중량부로 이루어지는 것이 바람직하고, 특히 감귤박 100 중량부에 대해 기름 역시 100 중량부로 동일하게 투입되는 것이 더욱 바람직하다.After the oil is heated to a high temperature capable of vapor evaporation, the citrus gourd is put into the heated oil (S12). Here, the oil is preferably made up of 80 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the citrus gourd put in the heated oil, and particularly preferably 100 parts by weight of oil is equally added to 100 parts by weight of the citrus gourd. .
그리고 상기 가열된 기름에 투입된 감귤박을 튀겨서, 감귤박에 함유된 수분을 수증기로 증발시킨다(S14). 이때, 감귤박의 내부까지도 모두 튀겨져서 감귤박에 함유된 대부분의 수분이 제거될 수 있도록, 투입된 감귤박을 교반시키면서 튀기는 것이 바람직하다. 즉, 기름 내부에서 회전하는 교반기에 의해 투입된 감귤박이 모두 작은 입자들로 분해되면서, 감귤박 내부까지도 모두 기름에 튀겨져서 수분이 증발할 수 있게 된다.Then, the citrus gourd put in the heated oil is fried, and the water contained in the citrus gourd is evaporated with water vapor (S14). At this time, the inside of the citrus foil is also fried, so that most of the moisture contained in the citrus foil can be removed, it is preferable to stir while stirring the added citrus foil. That is, as all the citrus gourd introduced by the stirrer rotating inside the oil is decomposed into small particles, even the inside of the citrus gourd is splashed in the oil so that moisture can evaporate.
그리고 상기 감귤박에서 제거된 수분은 수증기 형태로 증발하게 되고, 증발된 수증기는 내부 공기를 외부로 흡입하는 팬에 의해 외부로 배출된 후, 상온의 물에 의해 응축되어 폐수로 배출되도록 구성되는 것이 바람직하다.And the water removed from the citrus gourd is evaporated in the form of water vapor, and the vaporized water vapor is discharged to the outside by a fan that sucks the internal air to the outside, it is configured to be condensed by water at room temperature and discharged into the waste water desirable.
이처럼 기름에 투입된 감귤박은 회전하는 교반기에 의해 작은 입자들로 분해되면서 가열된 기름에 의해 튀겨져서 수분이 제거된 후, 다양한 크기의 고형분과 기름으로 배출된다. 그리고 상기에서 배출된 다양한 크기의 고형분 및 기름에서, 상대적으로 미세한 고형분과 기름을 걸러내어, 상대적으로 큰 고형분만 남긴다(S16). 이러한 크기에 따른 고형분 및 기름의 분리는 그물망 구조의 스크린을 통해 이루어지게 된다. 즉, 다양한 크기의 고형분과 기름이 스크린을 거치면서, 스크린을 통과할 수 없을 만큼 큰 고형분은 그대로 걸러지지 않고 남아있고, 스크린을 통과할 수 있을 정도로 미세한 고형분과 기름은 스크린을 통과하여 하부로 걸러지게 된다.As such, the citrus gourd in oil is broken down into small particles by a rotating stirrer, splashed by heated oil to remove moisture, and then discharged into solids and oil of various sizes. And from the solids and oils of various sizes discharged from the above, to filter out the relatively fine solids and oil, leaving only a relatively large solids (S16). Separation of solids and oils according to this size is achieved through a screen of the mesh structure. That is, as solids and oils of various sizes pass through the screen, solids that are too large to pass through the screen remain unfiltered, and the fines and oil that are fine enough to pass through the screen are filtered down through the screen. You lose.
이후, 상기 스크린을 통해 걸러진 미세한 고형분과 기름에서 다시 기름만 분리시키는 과정을 거치는데, 예를 들어 원심 분리 방식으로 미세한 고형분과 기름이 상호 분리된다(S18).Thereafter, only the oil is separated again from the fine solids and oil filtered through the screen, for example, the fine solids and the oil are separated from each other by centrifugal separation (S18).
그리고 상기에서 미세한 고형분으로부터 분리된 기름은, 최초의 감귤박을 튀기는 공정으로 이송되어 감귤박을 튀기는 기름에 합류되어 재활용된다(S20).The oil separated from the fine solids is transferred to the first citrus frying process and joined with the oil frying citrus to be recycled (S20).
그리고 상기 스크린을 통해 걸러지지 않은 큰 고형분과, 스크린에서 걸러진 후 다시 기름과 분리된 미세한 고형분은 모두 일시 저장용 임시저장소에 수집된다(S22).The large solids not filtered through the screen and the fine solids filtered off the screen and separated from oil again are collected in a temporary storage for temporary storage (S22).
이처럼 임시저장소에 일시 저장된 다양한 크기의 고형분, 즉 상기 스크린에 의해 걸러지지 않은 상대적으로 큰 고형분과, 스크린에서 걸러진 후 다시 기름과 분리된 미세한 고형분을 함께 압착하여, 고형분에 함유된 기름을 추출한다(S24).The solids of various sizes temporarily stored in the temporary storage, that is, the relatively large solids not filtered out by the screen, and the fine solids separated from the oil after being filtered out of the screen are pressed together to extract the oil contained in the solids ( S24).
이처럼 고형분을 압착하여 함유된 기름을 추출하는 과정을 도 2 내지 도4를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The process of extracting the oil contained by compressing the solid content as described above will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4.
우선 도 2에 도시된 바와 같이, 임시저장소(50)에서 이송된 감귤박 고형분이 저장부(61)에 이송되고, 이후 제1피스톤(65)이 실린더(63) 내부에서 후진 이동하여 투입공(62)을 개방시키게 되면, 저장부(61)에 저장된 고형분(A)이 투입공(62)을 통해 실린더(63) 내부로 투입된다. 이때, 제2피스톤(66)이 전진 이동하여 실린더(63)의 일측을 폐쇄시킴으로써, 실린더(63) 내부로 투입된 고형분이 외부로 빠져나갈 수 없게 구성되는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 2, the citrus gourd solids transferred from the temporary storage unit 50 are transferred to the
그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 제1피스톤(65)을 실린더(63) 내부에서 제2 피스톤(66) 방향으로 전진 이동하여 고형분을 압착하여, 고형분에서 기름을 추출한다. 이때, 압착된 고형분(B)에서 추출된 기름은 탈유공(64)을 통해 실린더(63) 외부로 빠져나온다.As shown in FIG. 3, the
그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 제1피스톤(65)과 제2피스톤(66)의 압착에 의해 고형분에서 기름이 모두 추출된 후, 제2피스톤(66)을 후진 이동하여 실린더(63)의 일측 끝단을 개방시키고, 이후 제1피스톤(65)을 전진 이동하여 기름이 추출된 고형분(B)을 실린더(63) 외부로 배출시키게 된다.As shown in FIG. 4, after all of the oil is extracted from the solids by pressing the
그리고 압착을 통해 고형분에서 추출되어 실린더(63) 외부로 빠져나온 기름은 최초의 감귤박을 튀기는 공정으로 이송되어 감귤박을 튀기는 기름에 합류되어 재활용된다(S26).And the oil extracted from the solid through the compression and exited to the outside of the
그리고 상기 기름추출기에서 배출된 감귤박 고형분과 돼지 가공 잔사에서 추출된 돼지 기름이 혼합되어 감귤박-기름 반죽이 제조된다(S28). 이때, 감귤박-기름 반죽의 제조를 위해 투입되는 감귤박 고형분과 돼지 기름의 양은 대략 7대 3 정도의 비율로 설정되는 것이 바람직하다.And citrus gourd solids discharged from the oil extractor and pork oil extracted from the pig processing residue is mixed to produce a citrus gourd-oil dough (S28). At this time, the amount of citrus gourd solids and pork oil to be prepared for the production of citrus gourd-oil dough is preferably set at a ratio of about 7 to 3.
그리고 상기 감귤박-기름 반죽을 압착하여 팰릿 구조의 고형연료로 형성된 후(S30), 여기서 생성된 고형연료를 발열 연료로 이용하여 감귤박을 튀기는 공정의 기름을 가열시키게 된다(S32).Then, the citrus foil-oil dough is pressed to form a solid fuel having a pallet structure (S30), and the oil of the process of frying citrus foil is heated using the solid fuel generated here as an exothermic fuel (S32).
즉, 감귤박-기름 반죽을 압착하여 형성된 팰릿 구조의 고형연료는 기름을 가열시키기 위한 발열 연료로 이용되고, 이처럼 고형연료를 이용하여 가열된 기름은 감귤박에 함유된 수분을 증발시키는데 이용된다.In other words, the solid fuel of the pallet structure formed by pressing the citrus fruit-oil dough is used as an exothermic fuel for heating the oil, and the oil heated using the solid fuel is used to evaporate the moisture contained in the citrus fruit foil.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described with respect to the specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone with it will know easily.
도 1은 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치를 나타내는 블록도. 1 is a block diagram showing a solid fuel production apparatus using a citrus fruit foil according to the present invention.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 고형연료 제조장치에서 기름추출기의 구성을 나타내는 단면도.2 to 4 are cross-sectional views showing the configuration of the oil extractor in the solid fuel production apparatus according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 감귤박을 이용한 고형연료 제조방법을 나타내는 순서도.Figure 5 is a flow chart showing a solid fuel manufacturing method using a citrus fruit foil according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10; 호퍼 20; 수분제거기10;
30; 메쉬분리기 40; 원심분리기30;
50; 임시저장소 60; 기름추출기50;
61; 저장부 62; 투입공61;
63; 실린더 64; 탈유공63;
65; 제1피스톤 66; 제2피스톤65;
67; 제1펌프 68; 제2펌프67; First pump 68; 2nd pump
70; 반죽혼합기 80; 성형기70; Dough mixer 80; Molding machine
90; 기름가열기90; Oil heater
Claims (8)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101582839B1 (en) | 2015-08-31 | 2016-01-07 | 양경상 | Manufacturing apparatus and method of solid fuel using citrus waste |
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2009
- 2009-12-14 KR KR1020090123771A patent/KR100958195B1/en not_active IP Right Cessation
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