KR101109544B1

KR101109544B1 - 친환경 비누제조장치 및 방법

Info

Publication number: KR101109544B1
Application number: KR1020100075175A
Authority: KR
Inventors: 명태식; 고준빈; 김보현
Original assignee: 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2012-01-31

Abstract

본 발명은 친환경 비누제조장치 및 방법에 관한 것으로, 오수에 포함된 기름성분을 분리하는 유수분리부, 상기 유수분리부에서 분리된 기름을 필터링하는 여과부, 비누 제조시 사용되는 물과 염기성 용액을 공급하는 물 공급부와 염기 공급부 및 상기 여과부에서 필터링된 정제유와 물 및 염기성 용액을 교반시켜 비누를 제조하는 비누제조부를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 친환경 비누제조장치 및 방법을 이용하는 것에 의해, 본 발명은 오수에 포함된 기름성분을 분리해서 정제한 정제유와 물 및 염기성 용액을 교반시켜 친환경적으로 비누를 제작할 수 있고, 기름성분과 오염물질을 제거하여 정화된 물만을 하수구로 배출함에 따라 하구수의 막힘을 방지할 수 있다.

Description

친환경 비누제조장치 및 방법{APPARTUS AND METHOD FOR SOAP MANUFACTURING ENVIRONMENT-FRIENDLY}

본 발명은 친환경 비누제조장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 가정이나 각종 식당 등에서 유출되는 유출수에 포함된 기름이나 지방과 같이 비누성분을 함유한 오수를 이용해서 친환경 비누를 제조하는 친환경 비누제조장치 및 방법에 관한 것이다.

일반 가정이나 식당에서 유출되는 유출수에는 때에 따라 다량의 기름과 지방이 함유되어 있는 경우가 많다.

이러한 하수를 별도의 처리 절차 없이 방류할 경우, 여름에는 고온으로 인하여 흐름이 원활하지만 겨울에는 온도가 낮아지면서 기름 성분류가 바닥과 내벽에 계속적으로 체적되어 하수관의 단면이 좁아짐으로 인해 하수의 흐름을 방해하고 유동량을 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 기름이 수면 위로 부상하므로 하수에 산소공급을 차단하여 신진대사를 하는 미생물이 호기성에서 혐기성 호흡을 하게 되어 하수가 썩기 시작한다.

이때 악취와 질식 가스인 황화수소와 메탄 등이 발생하게 되는바, 이러한 가스는 수증기와 결합하여 황산, 질산 및 탄산 등으로 변화하여 하수관의 시멘트 벽면을 부식시켜 하수관을 파괴하게 된다.

하수 속에서의 미생물과 유기물/무기물질들이 하수관의 안벽에 계속적으로 흡착하여 미생물에 의한 바이오 필름을 이루고, 이 바이오 필름 속에 서식하는 미생물은 흐르는 하수에서 신진대사와 성장에 필요한 모든 물질을 공급받으므로 기름과 지방에 의하여 표면으로부터 산소공급이 중단될 경우 용존산소의 소멸로 혐기성 발효를 하게 되면 위에서와 같은 악영향이 나타난다.

특히, 황산염-황화물-아황산염-황산의 관계에 의하여 콘크리트의 파손이 아주 심하게 되고, 하수관에 체적된 기름과 지방을 미생물에 의해 산화시키기까지 오랜 시간이 소요되므로 가능하면 기름과 지방 함유량이 100㎎/l 이상 유입되지 않도록 해야 한다.

이러한 오수를 정화하는 기술의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-0331366호(2002년 03월 22일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함)에 개시되어 있다.

도 1은 특허문헌 1에 따른 오수정화장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 특허문헌 1에 따른 오수정화장치는 오수가 유입되는 유입구(1)와 그 반대편에 설치되는 유출구(2)가 형성되는 원통형 탱크(3)를 구비한다.

탱크(3)는 각기 다른 형상의 제 1 및 제 2분리벽(4,8)에 의해 구획되어 인접되는 수 개의 처리조(5,7,9)로 구성된다. 오수는 각처리조(5,7,9)를 순차적으로 통과하며 정화된다. 탱크(3)는 윗부분이 덮개로 덮어지며, 바람직하게는 지하에 매설된다.

제 1분리벽(4)은 제 1처리조(5)와 제 2처리조(7)를 구획하는 것으로서, 유입구(1)와 유사하거나 그 아래에 미치는 높이를 가진다.

제 2분리벽(8)은 제 2처리조(7)와 제 3처리조(9)를 구획하는 것으로서, 제 1분리벽(4)의 높이 이상이며, 그의 하부에는 하부통로가 마련되어 제 2처리조(7)와 제 3처리조(9)를 소통시키게 된다.

한편, 오수의 흐름을 제거하고 제 2처리조(7)에서 채취되는 기름 등의 성분(이하 '기름성분'이라 함)을 분류하기 위하여, 안내벽(6)이 제 2처리조(7) 내에 유체의 흐름에 대해 직각 방향으로 고정 설치된다.

안내벽(6)은 제 1처리조(5)에 인접되는 지점에 설치되며, 제 2분리벽(8)과 유사한 높이로 설치되어 그와 제 2 분리벽(8) 사이에 기름성분이 축적될 수 있게 한다.

이와 같이 구성되는 특허문헌 1에 따른 오수정화장치는 제 1처리조(5)에서 유입된 오수에 포함되어 있는 찌꺼기를 걸러 낸다. 즉, 찌꺼기는 비중에 의해 자연히 제 1처리조(5) 바닥에 침전된다. 이때, 유입구(1)를 형성하는 ㄱ자 형상의 파이프는 이와 같은 침전작용을 보조하게 된다.

높이가 낮은 제 1분리벽(4)을 넘어 기름성분을 포함하는 나머지 오수가 제 2처리조(7)에 이르게 된다. 이때, 제 2처리조(7)는 유로를 형성하는 안내벽(6)에 의하여 안내벽(6)과 제 1분리벽(4) 사이의 공간에 주로 일방향으로의 유체 흐름을 형성한다.

그러면, 제 2처리조(7)에 유입된 오수가 포함하고 있는 기름성분은 그의 비중차이에 의해 액면 상에 부상되어 안내벽(6)과 제 2분리벽(8)이 이루는 공간 사이에 축적된다.

이때, 관리자는 탱크(3)의 덮개를 열고 축적된 기름성분을 채집하고, 채집된 기름성분을 하수종말 처리장에서 슬러지와 함께 혐기성 가수분해를 통해 질산염제거에 필요한 탄산화합물로 쓰거나 가축사료 또는 재활용 비누 등을 만드는데 사용한다.

반면, 찌꺼기와 기름성분이 제거됨으로써 정화된 물은 제 2분리벽의 하부통로를 통해 제 3처리조(9)에 이르러 저장되고, 저장된 물은 유출구(2)를 통해 탱크(3) 외부로 방출된다.

따라서 특허문헌 1에 따른 오수정화장치는 단순히 비중차이를 이용해 오수와 기름성분을 분리함에 따라 정화효율이 매우 낮다.

그리고 제 2처리조의 액면 상에 분리된 기름성분을 관리자가 직접 채집하거나 채집 및 처리하는 별도의 장치를 구비해야만 함에 따라 오수정화장치의 전체 구조가 복잡해지고, 제작비용이 상승하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록번호 제10-0331366호(2002년 03월 22일자 등록)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 식당이나 가정에서 유출되는 유출수의 기름성분을 제거하고 정화된 물만을 방출하여 환경오염을 방지할 수 있는 친환경 비누제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유출수에 포함된 기름성분을 이용해서 친환경 비누를 제조하는 친환경 비누제조장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 오수에 포함된 기름성분을 분리하는 유수분리부, 상기 유수분리부에서 분리된 기름을 필터링하는 여과부, 비누 제조시 사용되는 물과 염기성 용액을 공급하는 물 공급부와 염기 공급부 및 상기 여과부에서 필터링된 정제유와 물 및 염기성 용액을 교반시켜 비누를 제조하는 비누제조부를 포함한다.

상기 유수분리부는 상기 오수 유입시 회전운동하는 원심력을 이용하여 오수에 포함된 오물을 수집하는 오물수집탱크, 상기 오물이 걸러진 오수로부터 비중 차이를 이용해 기름성분과 물을 분리하는 유수분리조 및 상기 오수로부터 분리된 물을 필터링하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 필터부는 상기 오수로부터 분리된 물로부터 인체에 유해한 미립자를 제거하는 프리필터와 활성탄을 이용해 다이옥신류나 중금속류의 유해오염물질을 제거하는 흡착필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 여과부는 상기 유수분리조로부터 배출된 기름성분을 전달받아 오염물질을 제거하는 제 1필터와 상기 기름성분에 포함된 유독성 냄새를 제거하는 제 2필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1필터는 카트리지 필터이고, 상기 제 2필터는 탄소 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 비누제조부는 상기 정제유와 물 및 비누를 공급받는 교반기, 상기 교반기 내부에 설치되어 상기 정제유와 물 및 비누를 혼합하는 혼합부재, 회전력을 발생하여 상기 혼합부재에 전달하는 구동부, 상기 교반기 내부에 설치되어 상기 물 및 기름과 혼합된 정제유를 가열하는 히터, 상기 물 및 기름과 혼합된 정제유의 온도를 감지하는 온도감지센서 및 상기 혼합된 정제유의 온도를 미리 설정된 교반온도로 유지하도록 상기 온도감지센서의 감지신호에 기초하여 상기 히터를 선택적으로 구동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 비누제조부는 상기 교반기 내부에 공급된 정제유의 수위를 감지하는 수위감지부를 더 구비하고, 상기 수위감지부는 상기 교반기에 공급된 정제유의 수위가 미리 설정된 최고 수위인가를 감지하는 제 1수위감지센서와 상기 교반작업에 의해 생성된 액상 비누가 완전 배출된 상태인 최저 수위인가를 감지하는 제 2수위감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 여과부, 물 공급부 및 염기 공급부 각각과 상기 비누제조부 사이에 마련되는 유로에는 제 1 내지 제 3개폐수단이 설치되고, 상기 제어부는 상기 수위감지부의 감지결과에 기초하여 상기 제 1 내지 제 3개폐수단의 개폐 동작을 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 (a) 비중 차이를 이용해 오수에 포함된 기름성분을 분리하는 단계, (b) 상기 단계(a)에서 분리된 기름성분을 필터링하는 단계, (c) 상기 단계(b)에서 필터링된 정제유와 물 및 염기성 용액을 혼합하여 교반하는 단계 및 (d) 상기 단계(c)에서 생성된 액상 비누를 고형화하여 비누를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 단계(c)에서는 혼합부재를 구동하여 정제유와 물 및 염기성 용액을 혼합하고, 히터를 온/오프 구동하여 미리 설정된 온도를 유지한다.

상기 단계 (c)는 (c1) 상기 필터링된 정제유가 교반기에 공급되어 미리 설정된 최고 수위에 도달하면, 여과부와 교반기 사이의 제 1유로에 설치되는 제 1솔레이드 밸브를 폐쇄하는 단계, (c2) 상기 교반기에 물 및 염기성 용액을 공급하는 제 2 및 제 3유로에 각각 설치되는 제 2 및 제 3솔레노이드 밸브를 미리 설정된 시간동안 개방한 후 폐쇄하는 단계 및 (c3) 상기 정제유와 물 및 염기성 용액의 교반작업을 미리 설정된 교반시간동안 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단계 (d)는 (d1) 상기 교반기 하단에 형성된 제 4유로를 통해 액상 비누를 배출하는 단계와 (d2) 상기 액상 비누의 수위가 완전 배출 위치로 설정된 최저 수위에 도달하면 상기 제 4유로에 설치된 제 4솔레노이드 밸브를 미리 설정된 지연시간 동안 개방 상태로 유지한 후 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단계 (a)는 상기 오수로부터 기름성분이 분리된 오수를 필터링하여 정화된 물을 외부로 배출하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 오수에 포함된 기름성분을 분리한 후, 정제과정을 거친 정제유와 물 및 염기성 용액을 혼합하여 친환경적으로 비누를 제작할 수 있다.

그리고 본 발명은 오수로부터 기름성분과 오염물질을 제거하여 정화된 물만을 하수구로 배출함에 따라 하수구의 막힘을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명은 막힌 하수구를 뚫기 위해 소요되는 노력과 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 오수의 배출로 인한 하천 및 토양오염을 방지하여 환경을 깨끗하게 보전할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 오수정화장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 비누제조장치의 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 유수분리부의 상세 구성도.
도 4는 교반기의 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 비누제조장치의 비누제조방법을 단계적으로 설명하는 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 비누제조장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 비누제조장치의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 유수분리부의 상세 구성도이며, 도 4는 교반기의 상세 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 비누제조장치는 오수에 포함된 기름성분을 분리하는 유수분리부(10), 유수분리부(10)에서 분리된 기름을 필터링하는 여과부(20), 비누 제조시 사용되는 물과 염기성 용액을 공급하는 물 공급부(30)와 염기 공급부(40) 및 여과부(20)에서 필터링된 정제유와 물 및 염기성 용액을 이용해 비누를 제조하는 비누제조부(50)를 포함한다.

유수분리부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 오수에 포함된 오물을 수집하는 오물수집탱크(11), 오물이 걸러진 오수로부터 비중 차이를 이용해 기름성분과 물을 분리하는 유수분리조(12) 및 분리된 물로부터 오염물질을 제거하는 필터부(13)를 구비한다.

오물수집탱크(11)의 상부에는 오수가 유입되는 유입구(14)가 형성되고, 필터부(13)의 하부 일측에는 오수에서 기름성분이 분리된 물을 외부로 배출하는 물배출구(15)가 형성되며, 유수분리조(12)의 상부 일측에는 분리된 기름 성분을 외부로 배출하는 기름배출구(16)가 형성되고, 기름배출구(16)에는 기름 성분을 여과부(20)로 전달하는 제 1유로(17)가 연결된다.

이때, 오수는 미도시된 펌프의 펌핑 압력에 의해 유입구(14)를 통해 유입되면서 회전운동하고, 오물수집탱크(11)는 오수의 회전운동시 발생되는 원심력에 의해 오물을 수집하여 저장한다.

필터부(13)는 내부에 유수분리조(12)에서 분리된 물로부터 부유물과 먼지 등 인체에 해를 끼치는 미립자를 제거하는 프리필터(131) 및 활성탄을 이용해 다이옥신류나 중금속류 등의 유해오염물질을 제거하는 흡착필터(132)를 포함한다.

이와 같이, 필터부(13)를 통해 정화된 물은 물배출구(15)를 통해 외부의 저장조 또는 하수구로 배출된다.

여과부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1유로(17)를 통해 필터부(13)로부터 배출되는 기름성분을 전달받고, 그에 포함된 오염물질을 제거하는 제 1필터(21)와 유독성 냄새를 제거하는 제 2필터(22)를 구비한다.

이를 위해, 제 1필터(21)는 카트리지 필터를 사용하고, 제 2필터(22)는 탄소필터를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 여과부(20)와 비누제조부(50) 사이에는 여과부(20)에서 여과된 정제유를 비누제조부(50)로 전달하는 제 2유로(23)가 마련되며, 제 2유로(23)에는 비누제조부(50)의 제어부(57)로부터 전달되는 제어신호에 따라 개폐 동작하는 제 1솔레노이드 밸브(24)가 설치된다.

물 공급부(30)는 깨끗한 물을 저장하고, 저장된 물을 비누제조부(50)에 공급한다. 이를 위해, 물 공급부(30)와 비누제조부(50) 사이에는 물이 전달되는 제 3유로(31)가 마련되며, 제 3유로(31)에는 물 공급부(30)와 근접한 위치에 제어부(57)의 제어신호에 따라 개폐 동작하는 제 2솔레노이드 밸브(32)가 설치된다.

염기 공급부(40)는 정제유와 섞여서 비누화 반응을 일으키는 염기성 용액, 예컨대 수산화 나트륨 용액을 저장한다.

염기 공급부(40)와 비누제조부(50) 사이에는 염기성 용액이 전달되는 제 4유로(41)가 마련되며, 제 4유로(41)에는 염기 공급부(40)와 근접한 위치에 제어부(57)의 제어신호에 따라 개폐 동작하는 제 3솔레노이드 밸브(42)가 설치된다.

비누제조부(50)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 원통 형상으로 형성되는 교반기(51), 교반기(51) 내부에 설치되어 각각 제 2 내지 제 4유로(23,31,41)를 통해 공급되는 정제유, 물 및 염기성 용액을 섞어 액체 상태의 비누(이하 '액상 비누'라 함)를 제조하도록 회전운동하는 혼합부재(52), 회전력을 발생하여 혼합부재(52)에 전달하는 구동부(53), 교반기(51) 내부에 공급된 정제유의 수위를 감지하는 수위감지부(54), 액상 비누 제조시 열을 가하는 히터(55), 액상 비누의 온도를 감지하는 온도감지센서(56) 및 수위감지부(54)와 온도감지센서(56)의 감지신호에 기초하여 구동부(53)와 제 1 내지 제 3솔레노이드 밸브(24,32,42) 및 히터(55)의 구동을 제어하는 제어부(57)를 포함한다.

교반기(51)의 일측 상부에는 제 2 내지 제 4유로(23,31,41)가 각각 연결되고, 일측 하부에는 제조된 액상 비누를 외부로 배출하는 제 5유로(58)가 형성된다. 제 5유로(58)에는 제어부(57)의 제어신호에 따라 개폐 동작하는 제 4솔레노이드 밸브(59)가 설치된다.

혼합부재(52)는 교반기(51)에 공급된 정제유, 물 및 염기성 용액이 잘 섞이도록 다수의 날개를 가진 혼합팬(521)과 구동부(53)의 회전력을 혼합팬(521)에 전달하는 전달축(522)으로 구성된다.

구동부(53)는 모터를 포함하고, 비누제조장치의 골격을 이루는 케이스(도면 미도시)에 설치되며, 혼합팬(521)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

수위감지부(54)는 교반기(51) 내부에 공급된 정제유의 최고 수위를 감지하는 제 1수위감지센서(541)와 교반작업을 완료한 후 제조된 액상 비누 배출시 완전 배출 여부를 검사하도록 최저 수위를 감지하는 제 2수위감지센서(542)를 포함한다.

제어부(57)는 교반기(51)에 정제유 공급시 제 1수위감지센서(541)로부터 최고 수위를 감지한 감지신호를 수신하면 제 1솔레노이드 밸브(24)를 폐쇄시키고, 제 2 및 제 3솔레노이드(32,42)를 개방시켜 미리 설정된 시간 동안 물과 염기성 용액을 공급하도록 제어한다.

그리고 제어부(57)는 미리 설정된 교반시간 동안 구동부(53)를 구동하여 액상 비누를 제조하는데, 이때 온도감지센서(56)의 감지신호에 따라 히터(55)를 선택적으로 구동하여 정제유의 온도를 미리 설정된 교반온도로 유지하도록 제어한다.

또한 제어부(57)는 액상 비누 배출시 제 2수위감지센서(542)로부터 최저 수위를 감지한 감지신호를 수신하면, 비누가 완전히 배출될 수 있도록 미리 설정된 지연시간 동안 제 4솔레노이드밸브(59)를 개방 상태로 유지한 후, 상기 지연시간이 경과하면 폐쇄하도록 제어한다.

이러한 제어부(57)는 프로그램 가능한 논리 제어기(Programmable Logical Control)를 포함한다. 또 제어부(57)는 산술연산유닛(ALU)과 제어동작을 수행하기 위한 각종 데이터를 저장하는 메모리 및 통신버스를 포함한다.

상기한 바와 같이 구성되는 친환경 비누제조장치는 식당이나 가정의 주방에서 배출되는 오수에서 기름성분을 분리하여 비누를 제조함에 따라 오수에 포함된 기름성분에 의해 배수구가 막히는 것을 방지할 수 있다.

다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 비누제조장치의 비누제조방법을 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 비누제조장치의 비누제조방법을 단계적으로 설명하는 흐름도이다.

식당이나 가정의 주방서 발생된 오수는 미도시된 저장조에 저장된다.

도 5에서 전원스위치가 조작되어 전원을 공급받아 펌프가 구동되면, 저장조에 저장된 오수는 펌프의 펌핑 압력에 의해 유입구(14)를 통해 오물수집탱크(11)로 유입된다(S10).

이때, 오물수집탱크(11)는 오수의 유입시 회전운동에 따른 원심력을 이용하여 오물을 제거하여 저장하고(S11), 오물이 제거된 물을 제 1유로(17)를 통해 유수분리조(12)로 전달한다.

이어서 유수분리조(12)는 비중 차이를 이용하여 물과 기름성분을 분리한다(S12). 즉, 물은 아래쪽에 위치하고, 물보다 비중이 작은 기름은 물의 상부에 기름층을 형성하면서 위치하게 된다.

이때, 필터부(13)의 프리필터(131)는 물에 포함된 부유물과 먼지 등 인체에 해를 끼치는 미립자를 제거하고, 흡착필터(132)는 유해오염물질을 제거한다. 이와 같이 필터부(13)에서 정화된 물은 물배출구(15)를 통해 하수구로 배출된다.

이에 따라, 본 발명은 오수에 포함된 기름성분과 오염물질을 정화하여 하수구가 막히는 문제를 해결하고, 하천 및 토양오염을 방지할 수 있다.

반면, 기름성분은 기름배출구(16) 및 제 1유로(23)를 통해 여과부(20)로 전달된다.

그러면, 여과부(20)는 상기 단계(S12)에서 분리된 기름성분을 필터링하여 오염물질을 제거한다(S13). 즉, 카트리지 필터인 제 1필터(21)는 기름성분에 포함된 오염물질을 제거하고, 탄소 필터인 제 2필터(22)는 기름성분에 포함된 유독성 냄새를 제거한다.

여과부(20)에서 필터링된 정제유는 제 2유로(23)를 통해 비누제조부(50)로 전달된다(S14). 이를 위해, 제어부(57)는 제 1솔레노이드 밸브(24)를 개방하도록 제어한다.

이때, 제 1수위감지센서(541)는 교반기(51) 내부에 공급된 정제유의 수위가 미리 설정된 최고 수위인지를 검사한다(S15).

최고 수위는 혼합부재(52)를 이용한 교반작업시 정제유, 물 및 염기성 용액이 넘치는 것을 방지할 수 있도록 교반기(51)의 절반 정도 수위로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 단계(S15)의 검사결과, 정제유가 최고 수위에 도달하면, 제 1수위감지센서(541)는 이를 감지한 감지신호를 발생하여 제어부(57)로 전달한다.

그러면, 제어부(57)는 제 1솔레노이드 밸브(24)를 폐쇄하도록 제어하여 정제유 공급을 중지한다(S16).

이어서, 제어부(57)는 제 2 및 제 3솔레노이드 밸브(32,42)를 개방한 후, 미리 설정된 시간이 경과하면 폐쇄하도록 제어한다(S17).

예를 들어, 교반기(51)에 공급된 정제유와 물 및 염기성 용액은 각각 약 10ℓ, 1ℓ 및 0.3 내지 0.5ℓ로 설정된다. 실험에 따르면, 제 2 및 제 3솔레노이드 밸브(32,42)의 개방시간은 약 30초 및 50초로 설정된다.

정제유와 물 및 염기성 용액의 공급이 완료되면, 제어부(57)는 구동부(53) 및 히터(55)를 구동하여 교반작업을 수행하도록 제어한다(S18). 이때, 혼합부재(52)의 혼합팬(521)은 구동부(53)의 회전력을 전달받아 회전하면서 정제유와 물 및 염기성 용액을 골고루 혼합하고, 히터(55)의 열을 혼합액 전체에 전달한다.

온도감지센서(56)는 혼합액의 온도가 미리 설정된 교반온도에 도달하는가를 검사한다(S19). 이때, 교반온도는 정제유와 물 및 염기성 용액의 교반작업이 가장 왕성하게 이루어지는 온도를 말하며, 실험에 따르면 약 60℃로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 단계(S19)의 검사결과, 혼합액의 온도가 교반온도에 도달하면, 온도감지센서(56)는 이를 감지한 감지신호를 제어부(57)로 전달한다.

그러면, 제어부(57)는 혼합액의 온도가 교반온도를 초과하는 것을 방지하도록 히터(55)의 구동을 중지시킨다(S20).

제어부(57)는 이와 같은 교반작업을 미리 설정된 교반시간 동안 수행하도록 제어한다. 이때, 교반시간은 정제유와 물 및 염기성 용액의 교반작업이 완료되는데 걸리는 시간을 말하며, 실험에 따르면 약 20분으로 설정되는 것이 바람직하다.

이어서, 교반시간이 경과하면(S21), 히터(55) 및 구동부(53)의 구동을 중지하고, 제 4솔레노이드 밸브(59)를 개방하여 제 5유로(58)를 통해 액상 비누를 배출하도록 제어한다(S22).

이때, 작업자는 제 5유로(58)의 출구에 제작하고자 하는 형상의 비누 형틀을 위치시켜 액상 비누를 채운 후, 일정 시간 동안의 고형화 과정을 거쳐 비누를 제작한다.

한편, 교반기(51) 내부에 저장된 액상 비누의 배출에 의해 액상 비누의 수위가 최저 수위에 도달하면(S23), 제 2수위감지센서(542)는 이를 감지해서 감지신호를 발생하여 제어부(57)로 전달한다.

그러면, 제어부(57)는 액상 비누가 완전하게 배출될 수 있도록 미리 설정된 지연시간, 예컨대 약 5분 동안 제 4솔레노이드 밸브(59)를 개방상태로 유지하고, 지연시간이 경과하면 제 4솔레노이드(59)를 폐쇄하도록 제어한다(S24).

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 오수에 포함된 기름성분을 분리해서 정제한 정제유와 물 및 염기성 용액을 교반시켜 친환경적으로 비누를 제작할 수 있고, 기름성분과 오염물질을 제거하여 정화된 물만을 하수구로 배출함에 따라 하구수의 막힘을 방지할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

상기의 실시 예에서는 제 2 내지 제 5유로(23,31,41,58)에 각각 제 1 내지 제 4솔레노이드 밸브(24,32,42,59)를 설치하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 제 2솔레노이드 밸브(32)는 제어부(57)의 제어신호에 따라 구동되는 모터 및 모터의 회전력에 의해 제 2유로(31)를 개폐하는 개폐밸브와 같이 유로를 선택적으로 개폐할 수 있는 다양한 개폐유닛으로 변경될 수 있다.

10: 유수분리부 11: 오물수집탱크
12: 유수분리조 13: 필터부
131: 프리필터 132: 흡착필터
14: 유입구 15: 물배출구
16: 기름배출구 17: 제 1유로
20: 여과부 21: 제 1필터
22: 제 2필터 23: 제 2유로
24,32,42,59: 제 1 내지 제 4솔레노이드 밸브
30: 물 공급부 31: 제 3유로
40: 염기 공급부 41: 제 4유로
50: 비누제조부 51: 교반기
52: 혼합부재 521: 혼합팬
522: 전달축 53: 구동부
54: 수위감지부 541,542: 제 1,제 2수위감지센서
55: 히터 56: 온도감지센서
57: 제어부 58: 제 5유로

Claims

오수에 포함된 기름성분을 분리하는 유수분리부,
상기 유수분리부에서 분리된 기름을 필터링하는 여과부,
비누 제조시 사용되는 물과 염기성 용액을 공급하는 물 공급부와 염기 공급부 및
상기 여과부에서 필터링된 정제유와 물 및 염기성 용액을 교반시켜 비누를 제조하는 비누제조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조장치.
제 1항에 있어서, 상기 유수분리부는
상기 오수 유입시 회전운동하는 원심력을 이용하여 오수에 포함된 오물을 수집하는 오물수집탱크,
상기 오물이 걸러진 오수로부터 비중 차이를 이용해 기름성분과 물을 분리하는 유수분리조 및
상기 오수로부터 분리된 물을 필터링하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조장치.
제 2항에 있어서, 상기 필터부는
상기 오수로부터 분리된 물로부터 인체에 유해한 미립자를 제거하는 프리필터와
활성탄을 이용해 다이옥신류나 중금속류의 유해오염물질을 제거하는 흡착필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과부는
상기 유수분리조로부터 배출된 기름성분을 전달받아 오염물질을 제거하는 제 1필터와
상기 기름성분에 포함된 유독성 냄새를 제거하는 제 2필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조장치.
제 4항에 있어서,
상기 제 1필터는 카트리지 필터이고,
상기 제 2필터는 탄소 필터인 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조장치.
제 4항에 있어서, 상기 비누제조부는
상기 정제유와 물 및 비누를 공급받는 교반기,
상기 교반기 내부에 설치되어 상기 정제유와 물 및 비누를 혼합하는 혼합부재,
회전력을 발생하여 상기 혼합부재에 전달하는 구동부,
상기 교반기 내부에 설치되어 상기 물 및 기름과 혼합된 정제유를 가열하는 히터,
상기 물 및 기름과 혼합된 정제유의 온도를 감지하는 온도감지센서 및
상기 혼합된 정제유의 온도를 미리 설정된 교반온도로 유지하도록 상기 온도감지센서의 감지신호에 기초하여 상기 히터를 선택적으로 구동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조장치.
제 6항에 있어서, 상기 비누제조부는
상기 교반기 내부에 공급된 정제유의 수위를 감지하는 수위감지부를 더 구비하고,
상기 수위감지부는
상기 교반기에 공급된 정제유의 수위가 미리 설정된 최고 수위인가를 감지하는 제 1수위감지센서와
상기 교반작업에 의해 생성된 액상 비누가 완전 배출된 상태인 최저 수위인가를 감지하는 제 2수위감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조장치.
제 7항에 있어서,
상기 여과부, 물 공급부 및 염기 공급부 각각과 상기 비누제조부 사이에 마련되는 유로에는 제 1 내지 제 3개폐수단이 설치되고,
상기 제어부는 상기 수위감지부의 감지결과에 기초하여 상기 제 1 내지 제 3개폐수단의 개폐 동작을 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조장치.
(a) 비중 차이를 이용해 오수에 포함된 기름성분을 분리하는 단계,
(b) 상기 단계(a)에서 분리된 기름성분을 필터링하는 단계,
(c) 상기 단계(b)에서 필터링된 정제유와 물 및 염기성 용액을 혼합하여 교반하는 단계 및
(d) 상기 단계(c)에서 생성된 액상 비누를 고형화하여 비누를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 단계(c)에서는 혼합부재를 구동하여 정제유와 물 및 염기성 용액을 혼합하고, 히터를 온/오프 구동하여 미리 설정된 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조방법.
제 9항에 있어서, 상기 단계 (c)는
(c1) 상기 필터링된 정제유가 교반기에 공급되어 미리 설정된 최고 수위에 도달하면, 여과부와 교반기 사이의 제 1유로에 설치되는 제 1솔레이드 밸브를 폐쇄하는 단계,
(c2) 상기 교반기에 물 및 염기성 용액을 공급하는 제 2 및 제 3유로에 각각 설치되는 제 2 및 제 3솔레노이드 밸브를 미리 설정된 시간동안 개방한 후 폐쇄하는 단계 및
(c3) 상기 정제유와 물 및 염기성 용액의 교반작업을 미리 설정된 교반시간동안 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조방법.
제 10항에 있어서, 상기 단계 (d)는
(d1) 상기 교반기 하단에 형성된 제 4유로를 통해 액상 비누를 배출하는 단계와
(d2) 상기 액상 비누의 수위가 완전 배출 위치로 설정된 최저 수위에 도달하면 상기 제 4유로에 설치된 제 4솔레노이드 밸브를 미리 설정된 지연시간 동안 개방 상태로 유지한 후 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조방법.
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 (a)는
상기 오수로부터 기름성분이 분리된 오수를 필터링하여 정화된 물을 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 친환경 비누제조방법.