KR101114315B1 - 음식물 쓰레기 재활용 방법 - Google Patents

음식물 쓰레기 재활용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가압및 파쇄된 후 압축된 음식물쓰레기를 진공포장하고, 포장된 음식물쓰레기를 건조 및 가압시켜 펠릿으로 제조하며, 상기 펠릿을 건조공정의 열원으로 사용토록 하는 구성으로 음식물 쓰레기를 일정주기로 수집및 보관한 후 음식물쓰레기 처리장치를 항상 일정시간씩 정량 운전토록 함으로써 안정적인 활용이 가능토록 하는 음식물 쓰레기 재활용 시스템에 관한 것이다.

Description

음식물 쓰레기 재활용 방법{A RECYCLING SYSTEM OF FOOD GARBAGE}
본 발명은 가압및 파쇄된 후 압축된 음식물쓰레기를 진공포장하고, 포장된 음식물쓰레기를 건조 및 가압시켜 펠릿으로 제조하며, 상기 펠릿을 건조공정의 열원으로 사용토록 하는 구성으로 음식물 쓰레기를 일정주기로 수집 및 보관한 후 음식물쓰레기 처리장치를 배출량에 상관없이 항상 일정시간씩 정량 운전토록 함으로써 안정적인 활용이 가능토록 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법에 관한 것이다.
일반적으로 음식물 쓰레기는 이를 그대로 방치할 경우 침출수로 인한 2차 환경오염 즉 토양의 산성화와 악취 등을 유발하므로 그 처리는 환경적으로 중대한 문제가 되고 있다.
상기와 같은 음식물 쓰레기를 처리하는 방법은 소각로에서 소각하는 방법과 일정부지에 매립하는 방법, 그리고 사료나 퇴비로 재활용하는 방법이 있다.
그러나, 음식물 쓰레기를 소각하는 방법의 경우에는 소각에 드는 비용문제와 소각시 발생하는 다이옥신 등 환경유해물질 및 악취발생으로 심각한 환경문제를 수반한다.
또한, 음식물 쓰레기를 매립하는 경우에도, 매립된 음식물 쓰레기로부터 침출수가 발생하여 토양이나 지하수가 오염될 뿐 아니라, 쓰레기 매립을 위해서는 넓은 매립지를 확보해야만 하므로 국토가 좁고 인구밀도가 높은 우리나라와 같은 환경에서는 바람직한 방법이 아니다.
따라서, 이러한 환경적 문제가 없는 음식물 쓰레기의 퇴비화 방법이 연구되고 있는데, 일반적으로 음식물 쓰레기의 퇴비화 장치는 피처리물을 안정된 액체비료 또는 불활성 무기물로 분해시키는 장치이고 이러한 생물학적 분해과정에서 병원균과 그 매개물이 소멸됨과 동시에 유기물의 대부분이 액화 및 가스화되어 감량되고 안정화된다.
종래의 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 제조 방법은 음식물 쓰레게 수거차량에 의하여 수거된 음식물 쓰레기를 호퍼에 투입하여 금속성 물직이나 비닐등의 이물질을 분리하는 단계와 이를 잘게 부수는 파쇄단계, 보일러를 이용하여 가열하여 살균하는 단게, 고형물과 폐액을 분리하는 단계, 분리된 고형물을 건조시키는 단계, 미생물을 첨가하여 발효시키는 단계, 발효된 고형물에 곡물을 배합하는 단계, 이를 펠릿을 성형하고 건조하여 일정 단위별로 포장 및 출하하는 단계로 이루어져 있다.
이와 같은 기술과 관련되어 특허 제532662호에 음식폐기물 퇴비화 제조방법이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 반입 저장단계와 선별단계 및 파쇄 탈수단계를 포함하는 음식 폐기물 퇴비화 제조방법이 상기 반입 저장단계(100), 선별단계(110), 및 파쇄 탈수단계(120) 이후에 찜통건조기에서 300℃로 가열을 하는 보일러에서 발생된 증기를 사용하여 음식물 쓰레기를 가수분해시켜 음식물 쓰레기의 발효기간을 1/3로 단축하는 찜통압력건조단계(130); 상기 찜통압력건조단계(130)를 거친 음식물 쓰레기와 미생물 바이오포스트 0.5%를 첨가하는 혼합단계(140);미생물 바이오포스트와 혼합된 음식물 쓰레기를 저장탱크에서 발효하는 발효단계(150); 상기 발효단계(150)를 지난후에 이물질을 제거하고, 입자별로 거친것과 고운것으로 분류하는 선별단계(160); 상기 선별단계(160)를 거친 유기질 퇴비를 선별하여 제품으로 포장하여 판매하는 포장 판매단계(170)를 포함구성으로 이루어 진다.
그러나, 이러한 종래의 방법은 음식물쓰레기를 재활용하기 위하여 각 단계별 공정을 수행하기 위한 일체의 장비가 모두 구비되어야 하여 공정이 복잡하고 많은 공간을 필요로 하여 초기 투자비가 증가됨으로써 활용성이 저하되는 단점이 있는 것이다.
또한, 음식물쓰레기의 발생에 상관없이 일정한 운영이 힘들어 음식물쓰레기의 발생상황에 따라 처리설비의 부하가 발생되고, 단위시간내에 처리할 수 있는 쓰레기의 양이 제한되는 문제점이 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 음식물 쓰레기를 일정주기로 수집 및 보관한 후 음식물쓰레기 처리장치를 정량 운전토록 함으로써 안정적인 활용이 가능토록 하고, 자동화에 의해 음식물 쓰레기의 처리가 가능토록 되어 인력낭비가 없도록 하며, 음식물 쓰레기의 수분을 용이하게 건조시킬 수 있도록 하고, 장시간 보관시에도 냄새의 발생을 억제할 수 있도록 하며, 음식물 쓰레기의 염분 및 함수율조절이 용이하도록 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 가압및 파쇄된 후 압축된 음식물쓰레기를 진공포장하고, 진공포장된 음식물쓰레기를 건조 및 가압시켜 펠릿으로 제조하며, 상기 펠릿을 건조공정의 열원으로 사용토록 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명의 가압 및 파쇄장치는, 가압/파쇄날이 구비되는 내부하우징과 상기 내부하우징의 외경측에서 공간을 갖도록 이격되는 외부하우징으로 조립구조로 이루어지면서 하부에는 내부하우징과 연결되는 배출구와 외부하우징에 연결되는 배수공이 각각 구비되고, 상기 가압/파쇄날은 양측에 점차로 축소되는 압착공간을 형성토록 안내날이 구비되며, 상기 가압/파쇄날에 대응토록 내부하우징에 가압/파쇄부와 반대방향을 나선을 갖도록 복수의 벽면날이 구비되는 구성으로 이루어진 음식물 쓰레기 재활용 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 건조장치는, 펠릿의 연소에 의해 생성되는 열원이 공급되는 챔버의 내측에 금속재의 메쉬상태로 이루어진 컨베이어벨트가 구비되는 음식물 쓰레기 재활용 방법을 제공한다.
더하여, 본 발명의 가압 및 파쇄장치는, 배출구를 통하여 배출되는 케이크상 배출물이 중량계의 상측에 놓여지는 포장지에 낙하되고, 일정량 이상이 되면 투입이 정지되면서 진공융착기로서 용접되어 진공포장토록 설치되는 음식물 쓰레기 재활용 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명의 가압 및 파쇄장치는, 외측에 펠릿의 연소에 의한 열원이 공급되는 건조포트가 동력전달부에 의해 회전토록 설치되고, 상기 건조포트는 배수공과 연결되어 회전시 염분이 포함되는 물을 원심력에 의해 펼쳐 건조토록 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법을 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 음식물 쓰레기를 일정주기로 수집 및 보관한 후 음식물쓰레기 처리장치를 정량 운전토록하여 안정적인 활용이 가능하고, 자동화에 의해 음식물 쓰레기의 처리가 가능하여 인력낭비가 없으며, 음식물 쓰레기의 수분을 용이하게 건조시키고, 장시간 보관시에도 냄새의 발생을 억제하며, 음식물 쓰레기의 염분 및 함수율조절이 용이한 효과가 있는 것이다.
도1은 종래의 음식물 폐기물 퇴비화 제조방법을 도시한 블럭도이다.
도2는 본 발명에 따른 음식물 재활용 방법을 도시한 흐름도이다
도3은 본 발명에 따른 음식물 재활용 방법의 가압/파쇄부를 도시한 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 음식물 재활용 방법의 진공포장부를 도시한 정면도이다.
도5는 본 발명에 따른 음식물 재활용 방법을 도시한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명에 따른 음식물 재활용 방법을 도시한 흐름도이고, 도3은 본 발명에 따른 음식물 재활용 방법의 가압/파쇄부를 도시한 단면도이며, 도4는 본 발명에 따른 음식물 재활용 방법의 진공포장부를 도시한 정면도이고, 도5는 본 발명에 따른 음식물 재활용 방법을 도시한 블럭도이다.
본 발명은, 진공포장부(200)를 갖는 다수의 가압/파쇄장치(100)가 구비된다.
그리고, 상기 가압/파쇄장치(100)에서 발생되는 케익상태의 음식물은 진공포장부(200)를 통하여 진공포장된 후 운반되거나 보관된다.
더하여, 상기와 같이 진공포장된 단위음식물쓰레기(P)는 건조기(300)에 투입되어 건조토록 된다.
이때, 상기 건조기(300)는, 펠릿제조장치(400)에 일체로 설치되거나 분리설치되어도 된다.
더하여, 상기 건조기(300)는, 챔버(310)의 내측에 금속재의 메쉬상태로 이루어진 컨베이어벨트(330)가 구비되며, 상기 챔버(310)의 내측에 복수의 열원공급부(313)가 구비된다.
그리고, 상기 열원공급부(313)는, 펠릿제조장치로 부터 생성되는 펠릿(450)의 연소에 의해 열량을 발생시키는 보일러(350)등을 통하여 발생되는 열량을 복수의 열원공급부(313)에 공급토록 설치된다.
또한, 상기 건조기(300)가 펠릿제조장치(400)에 일체로 설치될 경우 내측에 열원공급부(313)가 구비되는 교반기(미도시)가 설치된다.
그리고, 상기 가압/파쇄장치(100)는, 가압/파쇄날(111)가 구비되는 내부하우징(110)과 상기 내부하우징의 외경측에서 공간(S)을 갖도록 이격되는 외부하우징(130)으로 조립구조로 이루어지면서 하부에는 내부하우징과 연결되는 배출구(113)와 공간과 연결되는 배수공(133)이 각각 구비된다.
이때, 상기 가압/파쇄날(111)은, 외경이 그리는 원주방향 양측에 회전방향을 따라 점차로 축소 또는 확대되는 압착공간(S-1)을 형성토록 안내날(111a)이 구비되며, 상기 가압/파쇄날에 대응토록 내부하우징에 가압/파쇄부와 반대방향의 나선을 갖도록 복수의 벽면날(135)이 구비된다.
더하여, 상기 가압/파쇄장치(100)는, 배출구(113)를 통하여 배출되는 케이크상 음식물이 중량계(150)의 상측에 놓여지는 포장지(T)에 낙하되고, 일정량 이상이 되면 투입이 정지되면서 진공융착기(170)로서 용접되어 진공포장토록 설치된다.
이때, 상기 중량계(150)는 좌,우이동토록 설치된다.
그리고, 상기 가압/파쇄장치(100)는, 외측에 펠릿(450)의 연소에 의한 열원이 공급되는 건조포트(190)가 외부동력에 의해 회전토록 설치되고, 상기 건조포트(190)는 배수공과 연결되어 음식물쓰레기의 처리시 발생되는 물이 공급되고, 공급되는 물은 회전시 원심력에 의해 상측으로 펼쳐지면서 가열되는 건조포트(190)에 의해 건조토록 됨으로써 회전과 건조가 동시에 수행된다.
이때, 상기 건조포트(190)의 상부에는 미 건조된 수분이나 증기등이 배출되는 원심분리공(193)이 구비되면서 그 외측에 이를 수거토록 포집관(195)이 더 설치되는 구성으로 이루어 진다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.
도2 내지 도5에서 도시한 바와같이 본 발명은 가압/파쇄장치(100)가 진공포장부(200)와 일체로 설치되는 구성으로 저면에 캐스터(101)를 갖는 하우징(105)에 내장되며, 상기 하우징(105)은 차량 등에 적재되거나 저면에 연결되는 캐스터(101)를 통하여 설치지역으로 운반하면서 사용할 수 있게 된다.
이때, 상기 가압/파쇄장치(100)는 가압 및 파쇄되어 수분 및 부피가 최소화 되는 상태의 음식물쓰레기가 진공포장되어 단위음식물쓰레기(P)로 저장되어 운반이나 보관등이 가능토록 되어 가압/파쇄장치(100)의 대형화 없이도 대량의 음식물 쓰레기 처리가 가능토록 된다.
그리고, 진공포장된 음식물쓰레기를 일정한 운반수단에 의해 수집하여 사료나 연료화를 위하여 필요지역으로 운송하게 된다.
더하여, 포장된 단위음식물쓰레기(P)는 진공포장되어 상온저장도 가능하나 개봉전까지 장시간 보관과 부패방지를 위하여 저온시설에서 보관하는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같이 보관되거나 운반된 단위음식물쓰레기(P)는 건조기(300)에 투입하여 일정한 온도조건에서 건조토록 하고, 상기 건조기(300)는 펠릿제조장치(400)에 일체로 구비되거나 분리설치되는 구성으로 펠릿제조장치(400)에서 생산된 펠릿의 연소에 의해 열원을 공급토록 한다.
이때, 상기 건조기는, 보일러(350)에서 펠릿(450)의 연소에 의해 생성되는 열량을 복수의 열원공급부(313)에 공급할 때 상기 열원공급부가 저부에 구비되는 챔버(310)의 내측을 가열토록 하고, 상기 챔버에 공급된 열량에 의해 금속재의 메쉬상태로 이루어진 컨베이어벨트(330)에 펼쳐서 투입되는 음식물쓰레기를 건조토록 한다.
또한, 상기 건조기는, 진공포장된 음식물쓰레기를 개봉하여 컨베이어벨트에 투입시켜 이동하면서 건조가 완료토록 하고, 상기 음식물쓰레기의 함수율이 10%이하가 될 때 까지 건조하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 가압/파쇄장치(100)는, 가압/파쇄날(111)이 구비되는 내부하우징(110)과 상기 내부하우징의 외경측에서 공간(S)을 갖도록 이격되는 외부하우징(130)으로 조립구조로 이루어지면서 하부에는 내부하우징과 연결되는 배출구(113)와 외부하우징에 연결되는 배수공(133)이 각각 구비되는 구성으로 음식물쓰레기의 투입시 가압과 파쇄가 동시에 수행되어 수분의 감소와 부피의 감소가 동시에 이루어 진다.
이때, 상기 가압/파쇄날(111)은, 원주방향 양측에서 회전방향을 따라 점차로 축소 또는 확대되는 압착공간(S-1)을 형성토록 안내날(111a)이 구비되며, 상기 가압/파쇄날에 대응토록 내부하우징에 가압/파쇄부와 반대방향을 나선을 갖도록 복수의 벽면날(135)이 구비되는 구성으로 수평 및 수직방향의 가압과 파쇄가 동시에 이루어져 가압 및 파쇄효과를 상승토록 한다.
더하여, 상기 가압/파쇄장치(100)는, 배출구(113)를 통하여 배출되는 케이크상 음식물이 중량계(150)의 상측에 놓여지는 포장지(T)에 낙하되고, 일정량 이상이 되면 투입이 정지되면서 진공융착기(170)로서 용접되어 진공포장된다.
이때, 상기 중량계(150)는 좌,우이동토록 설치되어 배출구(113)에 의해 용접시 진공융착기(170)가 간섭되는 것을 방지토록 하고, 진공융착기(170)에 의해 공기의 포함정도를 최소화 하여 보관일 수를 증가시키도록 한다.
그리고, 상기 가압/파쇄장치(100)는, 외측에 펠릿의 연소에 의한 열원이 공급되는 건조포트(190)가 외부동력에 의해 회전토록 설치되고, 상기 건조포트(190)는 배수공과 연결되어 회전시 염분이 포함되는 물을 원심력에 의해 넓은 면적으로 확장시켜 건조토록 함으로써 수분 발생을 최소화 하게 된다.
이상과 같이 가압/파쇄된 음식물 쓰레기를 곧바로 퇴비화 하거나 연료화 하지 않고 진공포장하여 일정시간 동안 보관가능토록 하여 효율적인 활용이 가능토록 되는 것이다.
100...가압/파쇄장치 111...가압/파쇄날
150...중량계 170...진공융착기
200...진공포장부 300...건조기
310...챔버 330...컨베이어벨트
400...펠릿제조장치

Claims (6)

  1. 음식물 쓰레기를 파쇄 및 건조하여 연료나 비료화 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법에 있어서,
    가압 및 파쇄장치(100)에 의해 가압및 파쇄된 후 배출되는 음식물쓰레기를 진공포장부(200)에 의해 단위음식물쓰레기(P)로 진공포장하여 저장하고, 포장된 단위음식물쓰레기를 개봉한 후 건조기(300)에서 건조시킨 후 펠릿제조장치(400)에서 가압하여 펠릿으로 제조하고,
    상기 가압 및 파쇄장치(100)는, 가압/파쇄날(111)이 구비되는 내부하우징(110)과 상기 내부하우징(110)의 외경측에서 공간(S)을 갖도록 이격되는 외부하우징(130)으로 조립구조로 이루어지면서 하부에는 내부하우징과 연결되는 배출구(113)와 외부하우징에 연결되는 배수공(133)이 각각 구비되고,
    상기 가압/파쇄날(111)은 원주방향의 양측에서 회전방향을 따라 점차로 축소 또는 확대되는 압착공간(S-1)을 형성토록 안내날(111a)이 구비되며,
    상기 가압/파쇄날(111)에 대응토록 내부하우징에 가압/파쇄날과 반대방향을 나선을 갖도록 복수의 벽면날(135)이 구비되어 음식물쓰레기를 파쇄 및 가압하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 펠릿(450)은, 건조기(300)의 건조공정에서 필요로 하는 열원으로 사용토록 하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 건조기(300)는, 보일러(350)에서 펠릿(450)의 연소에 의해 생성되는 열원이 공급되는 챔버(310)의 내측에 금속재의 메쉬상태로 이루어진 컨베이어벨트(330)가 구비되어 음식물쓰레기를 이동하면서 건조토록 하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법
  5. 제1항에 있어서, 상기 진공포장부(200)는, 가압/파쇄장치(100)의 배출구(113)를 통하여 배출되는 케이크상 음식물이 중량계(150)의 상측에 놓여지는 포장지(T)에 낙하토록 설치되고, 일정량이 포장지에 투입되면 투입이 정지되면서 진공융착기(170)로서 용접되어 진공포장토록 설치되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법
  6. 제1항에 있어서, 상기 가압 및 파쇄장치(100)는, 외측에 펠릿(450)의 연소에 의한 열원이 공급되는 건조포트(190)가 동력전달부에 의해 회전토록 설치되고,
    상기 건조포트(190)는 배수공(133)과 연결되어 회전시 염분이 포함되는 물을 원심력에 의해 상부에 펼쳐 건조토록 하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법
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