KR101119074B1 - 유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트와, 유기물의 발효처리 방법과 그 처리 설비 - Google Patents
유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트와, 유기물의 발효처리 방법과 그 처리 설비 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 매체인 물의 클러스터(cluster)나 유기물을 초미세화하여, 유기물에 대해서 발효균에 의한 효율적인 분해처리를 행하고, 동시에 유용한 발효균을 배양하기 위한 것으로, 발효균 배양 플랜트(1)는 발효균종을 수용한 종균 탱크(2)와, 당밀을 포함하는 첨가물의 첨가물 탱크(3)와, 상수(w)의 공급을 받으며, 고압 펌프(41)에서 발생된 고속 수류의 충격력과 커다란 수류 속도차에 의한 전단력 또는 기포 파열의 초음파에 의해 상수의 클러스터를 미세화하는 물 미세화 장치(4)와, 상기 탱크(2, 3)와 물 미세화 장치(4)로부터 발효균종과 첨가물, 미세 클러스터의 상수가 각각 공급되어 발효균을 대량으로 배양하는 발효균 배양 탱크(5)와, 폐기식품 등의 유기물의 공급을 받아 분쇄하는 유기물 분쇄장치(6, 7)와, 물 미세화 장치(4)와 동일한 원리로 분쇄 유기물과 물의 클러스터를 초미세화하는 초미세화 장치(9)와, 초미세화된 유기물과 물에 의해 발효균 배양 탱크(5)부터의 발효균을 배양하고, 유기물을 처리하는 발효 촉진 탱크(10)로 구성되어 있다. 또한, 분쇄된 유기물은 슬러리로서 초미세화 장치(9)에 의해 초미세화되며, 발효균이 첨가되어 발효 처리에 의해 소각된다.
유기물 분쇄장치, 해머, 베어링, 원통형상 케이싱, 슬러리
Description
도 1은 본 발명의 대표적인 실시형태인 유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트의 구성을 나타낸 작업 흐름 블록선도이다.
도 2a는 상기 플랜트에서의 물 미세화 장치와 초미세화 장치에 사용되는 미세화 장치의 일부 절단 평면도이다.
도 2b는 상기 플랜트에서의 물 미세화 장치와 초미세화 장치에 사용되는 미세화 장치의 일부 절단 입면도이다.
도 3a는 상기 플랜트에서의 폐기 포장식품의 포장재 분리장치의 일부 절단 입면도이다.
도 3b는 상기 플랜트에서의 폐기 포장식품의 포장재 분리장치의 일부 절단 평면도이다.
도 3c는 상기 플랜트에서의 폐기 포장식품의 포장재 분리장치의 회전 나선체의 입면도이다.
도 3d는 상기 플랜트에서의 폐기 포장식품의 포장재 분리장치의 회전 나선체 의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 처리 방법의 처리 공정 및 설비의 계통도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미세화 장치를 부분 종단면도로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 미세화 장치의 횡단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파쇄기의 종단면도를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 사용하는 파쇄기에서의 해머편의 사시도를 나타낸다.
도 9a는 종래의 발효균을 사용한 폐기물 처리장치의 종단면도이다.
도 9b는 종래의 발효균을 사용한 폐기물 처리장치의 횡단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1：유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트
2：종균 탱크
3：첨가물 탱크
4：물 미세화 장치
41：고압 펌프
5：발효균 배양 탱크
51：교반 수단
6：유기물 분쇄장치(포장재 분리장치)
61：파쇄부
63：스크린이 부착된 원통체
65：회전 나선 날개
7：유기물 분쇄장치
8：스크린식 선별기
9：초미세화 장치
91：고압 펌프
10：발효 촉진 탱크
H1：고속 수류
W1：폐기 포장식품
W2：무포장 상수나 잉여 오니
w：상수(上水)
711：원료 유기물
711a：파쇄 폐기물
712：파쇄 폐기물
713：선별 파쇄 유기물
714：초미세 슬러리
716：발효액
72：조쇄기(粗碎機)
74：선별기
77：선별기
78：슬러리조
720：발효조
721:액체 수송 트랙
724：로터리형 발효 촉진 저장소
723：사육장
726：가로형 저장소
727：세로형 저장소
704：파쇄기
76：미세화 장치
750：발효균 배양 장치
752：배양조
86a~86e：스프레이 관
본 발명은 폐기식품이나 잉여 오니(汚泥) 등의 유기물을 사용하여 발효균을 배양하고, 유기물을 분해처리하는 플랜트와, 동식물질을 포함하는 폐기물을 미세화 처리하여 재이용하기 위한 발효 처리 방법과 그것을 위한 처리 설비에 관한 것이다.
폐기식품이나 잉여 오니 등의 유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트에 관련된 종래의 장치로서는, 고분자 재료로 이루어지는 여러 가지의 폐기물을 미생물에 의해 발효 분해처리하도록 한 폐기물 처리장치가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
도 9a와 도 9b에 따라, 이런 종류의 폐기물을 미생물에 의해 발효 분해처리하는 폐기물 처리장치(1100)를 설명하면, 증식시킨 발효균을 수용하는 처리조(1102)내에 투입구(1133)로부터 분쇄한 고분자 재료의 폐기물을 투입하고, 처리조(1102)내에 설치한 발효균의 교반 수단(1107)에 의해 교반하면서 차례로 배열된 복수의 온도 열원(1121, 1122, 1123)으로부터 온풍을 분출부(1130, 1131, 1132)로부터 공급해서 배양 온도가 서로 다른 복수의 발효균에 의해 이산화탄소와 물로 분해처리하고, 가스를 배기 처리조(1115)를 통해서 탈취하고 나서 배출하도록 하고 있다.
[특허문헌 1] 일본특허공개 2003－305443호 공보(도 1)
한편, 동식물질을 포함하는 유기질 폐기물 예를 들어, 가정이나 식료품 판매 점포, 식품 가공장으로부터는 예를 들어, 조리 잔반류, 팔고 남은 식품이나 폐기식품, 식육이나 어패류 가공 후의 폐기 부분 등이 다량으로 배출되며, 일부는 가식부(可食部)를 돼지 등의 사료로 하거나, 또는 건조 고형화하여 경작지용이나 원예용의 비료, 토양 개량재로서 이용되고 있지만, 수집된 이들 대부분은 도시지역 소각장에서 다른 쓰레기류와 함께 소각되거나 매립되고 있다.
[특허문헌 2] 일본특허공개 2004－098003호 공보
상술한 전자의 폐기물 처리장치는 폐기물의 처리를 발효균으로 분해처리하는 것을 목적으로 하고 있어, 본 발명의 목적과 다르지만, 발효균에 의한 분해 처리 과정에서 공통되는 기술적 과제로서 폐기물 처리장치에 투입하기 전에 폐기물을 분쇄하도록 하고 있는데, 분쇄 정도에 있어서 미세한 균에는 너무 커서 효율적인 분해처리를 할 수 없다는 점과, 분해 처리 매체로서의 물의 클러스터도 초미세화하지 않으면 피처리물과 발효균이 균일하게 분산될 수 없어, 효율적인 분해 처리를 할 수 없다는 점이 지적된다. 또한, 편의점이나 수퍼마켓의 보급에 따라 대량으로 폐기되고 있는 유통기한이 지난 폐기 포장식품에 대하여, 가축용 사료에도 이용할 수 있고, 또한 발효균 배양에 이용하는데도 바람직한 포장재의 제거에 대한 해결책이 고려되고 있지 않다는 점이 지적된다.
이 유기질 폐기물들도 동물질 및 식물질을 가지고 있기 때문에, 유용한 자원으로서 활용할 수 있다면, 소각 처리나 매립량을 경감시킬 수 있다는 이점이 있다. 재이용을 위한 처리에는 열원 등의 에너지를 소모하지 않는 즉, 습식처리하는 것이 바람직하다.
후자의 대량으로 배출되는 유기질 폐기물도 동물질 및 식물질을 가지고 있기 때문에, 유용한 자원으로서 활용할 수 있다면, 소각 처리나 매립량을 경감시킬 수 있다는 이점이 있다. 재이용화를 위한 처리에는 열원 등의 에너지를 소모하지 않는 즉, 습식처리하는 것이 바람직하다.
이러한 점에서 본 발명의 목적은, 지금까지 버려져서 소각되었던 동식물질의 폐기물을 이용해서 발효균을 대량으로 배양하고, 또한 습식처리에 의해 액상화하여 유기질 폐기물을 습식처리와 발효에 의해 유용한 형태로 재이용할 수 있는 발효 처리 방법을 제공하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 유기질 폐기물을 습식처리할 수 있는 발효 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 유기물과 물을 공급받는 한편, 발효균 배양 탱크로부터 발효균을 공급받아, 유기물을 처리하면서 발효균을 배양하는 발효 촉진 탱크를 구비하는, 유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트에 있어서,
예를 들면, 물을 공급받고, 펌프에서 발생된 고속 수류의 충격력과 커다란 수류 속도차에 의한 전단력 또는 기포 파열의 초음파에 의해 물의 클러스터를 미세화하는 물 미세화 장치와,
종균 탱크로부터 발효균종이, 첨가물 탱크로부터 첨가물이, 상기 물 미세화 장치로부터 미세화된 클러스터의 물이 각각 공급되어 발효균을 대량으로 배양하는 발효균 배양 탱크와,
폐기식품이나 잉여 오니 등의 유기물을 공급받아 분쇄하는 유기물 분쇄장치와,
상기 유기물 분쇄장치로부터 분쇄 유기물이 공급되고, 예를 들면 펌프에서 발생된 고속 수류의 충격력과 커다란 수류 속도차에 의한 전단력 또는 기포 파열의 초음파에 의해, 분쇄 유기물과 물의 클러스터를 미크론 레벨까지 초미세화하는 초미세화 장치를 구비하고, 바람직하게는, 상기 플랜트는 상기 과제를 해결하기 위해, 락토바실러스균 등의 발효균종을 수용한 종균 탱크와, 당밀을 포함하는 첨가물 을 수용한 첨가물 탱크를 구비한다.
상기 발효 촉진 탱크로의 발효균의 공급은, 상기 폐기식품이나 잉여 오니의 저장부에 있어서 살포된 발효균과 그들 폐기식품이나 잉여 오니와 함께, 및/또는 상기 유기물 분쇄장치에 있어서 살포된 발효균과 분쇄된 유기물과 함께, 및/또는 상기 초미세화 장치에 혼입된 발효균과 초미세화된 유기물과 함께 공급되고, 및/또는 상기 발효 촉진 탱크에 직접 공급된다.
상기 폐기식품은 무포장 폐기식품과 포장된 폐기식품을 포함하고, 또 포장된 폐기식품은 종이팩에 들어 있는 우유나 종이통에 들어 있는 포테이토칩, 패트병에 들어 있는 음료 등의 단단한 용기에 들어 있는 식품과 유연한 용기에 들어 있는 식품을 포함하며, 이들 단단한 용기에 들어 있는 식품 및 유연한 용기에 들어 있는 식품은, 파쇄부에서 파쇄된 포장식품을, 스크린이 부착된 원통체내에서 회전 나선 날개의 회전에 의해 안에 든 식품으로부터 포장재를 분리하는 폐기 포장식품의 포장재 분리장치에 의해, 포장재를 분리할 수 있다.
상기 단단한 용기에 들어 있는 식품은 2축식 로터리 커터나 2축식 스크류 크러셔에 의해 파쇄되고, 스크린식 선별기에 의해 용기 파편이 안에 든 식품으로부터 분리되는 구성을 취할 수 있다. 상기 유연한 용기에 들어 있는 식품은 스크린이 부착된 원통체내에서 파쇄용 돌기 또는 날개를 식품 입구부에 구비한 회전 나선 날개의 회전에 의해 파쇄되고, 스크린 원통부에 의해 용기 파편이 안에 든 식품으로부터 분리되는 구성을 취할 수 있다.
상기 발효균 배양 탱크와 상기 발효 촉진 탱크에는 발효균과 공생관계를 취 하는 광합성균이 첨가된다. 또한, 상기 발효균 배양 탱크와 상기 발효 촉진 탱크는 내부에 교반 수단을 구비할 수 있다. 더욱이, 상기 발효 촉진 탱크는 내부에 교반 수단과 온도 제어 수단을 구비할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 동물질 또는 식물질 폐기물인 원료 유기물을 파쇄기에 의해 파쇄하는 공정과, 파쇄기에 의해 파쇄한 파쇄 유기물을 포함하는 슬러리를 고리모양류(環狀流)로 해서 분쇄 유기물을 더욱 미크론 레벨까지 초미세화하는 공정과, 초미세 슬러리를 발효시키는 공정을 포함하여, 유기물을 발효 처리하는 것이다. 이것에 의해, 유기물 폐기물은 유기물 미세화된 슬러리로부터 발효액으로서 추출해서, 유용한 용도로 공급할 수 있다.
본 발명의 효과로서, 본 발명은 발효균 배양 탱크에 있어서 종균 탱크로부터 공급된 락토바실러스균 등의 발효균종을, 첨가물 탱크로부터 공급된 당밀을 포함하는 첨가물과 함께 물 미세화 장치로부터 공급된 클러스터의 미세화된 개개의 물 클러스터 사이에 넓고 거의 균일하게 분산시켜 단시간에 효율적으로 대량으로 배양할 수 있고, 폐기식품이나 잉여 오니 등의 유기물을 분해처리하는 과정에서 부패 방지용으로 살포할 수도 있어, 악취의 발생을 방지하면서 유기물을 사용해서 더욱 발효균을 배양할 수 있다. 물의 클러스터가 발효균의 배양에 크게 영향을 미치는 것을 알게되어, 펌프에서 발생된 적어도 8m/초의 고속 수류의 충격력과 커다란 수류 속도차에 의한 전단력 또는 기포 파열의 초음파에 의해, 물의 클러스터를 초미세화하는 물 미세화 장치가 배양상 매우 유효한 수단으로서 채용되고 있다. 폐기식품이나 잉여 오니 등의 유기물도 분쇄만으로는, 발효균이 섭취하기에 여전히 너무 큰 먹이이기 때문에, 발효균 배양상 효율적이지 못한 크기밖에 되지 못한다. 본 발명에서는 물 뿐만 아니라, 유기물도 먼저 회전톱니가 부착된 로터 등의 유기물 분쇄장치에 의한 분쇄 후에 더욱 물 미세화 장치와 동일한 원리의 초미세화 장치에 의해 미크론 레벨까지 초미세화해서 발효 촉진 탱크에 공급하고, 그곳에서 분쇄 상태보다 현격히 큰 표면적을 발효균에 제공함으로써, 초미세화된 클러스터의 물에 균일하게 분산된 초미세한 유기물을 효율적으로 분해처리하고, 동시에 용도가 넓은 발효균의 배양을 촉진시킬 수 있다.
발효 촉진 탱크로의 발효균의 공급을, 폐기식품이나 잉여 오니의 저장부에 있어서 살포한 발효균과 그들 폐기식품이나 잉여 오니와 함께, 및/또는 유기물 분쇄장치에 있어서 살포한 발효균과 분쇄된 유기물과 함께, 및/또는 초미세화 장치에 혼입된 발효균과 초미세화된 유기물과 함께 행하면, 발효 촉진 탱크로 공급하는 과정에서의 부패를 방지하는 동시에, 악취의 발생을 방지할 수 있다. 물론 발효균을 발효 촉진 탱크로 직접 공급할 수도 있다.
이용하는 유기물로서 폐기식품에는, 낱개로 파는 과일이나 생선, 간장 찌꺼기나 소주 찌꺼기 등의 무포장 폐기식품과 포장된 폐기식품을 포함하고 있으며, 무포장 폐기식품은 그대로 잉여 오니 등과 유기물로서 발효균 배양을 위해 분쇄 처리로 보내지고, 또한 포장된 폐기식품인 종이팩에 들어 있는 우유나 종이통에 들어 있는 포테이토칩, 패트병에 들어 있는 음료 등의 단단한 용기에 들어 있는 식품이나 유연한 용기에 들어 있는 식품도, 폐기 포장식품의 포장재 분리장치의 파쇄부에서 파쇄해서, 스크린이 부착된 원통체내에서 회전 나선 날개의 회전에 의해 안에 든 식품으로부터 포장재를 분리할 수 있어, 근래 편의점이나 슈퍼마켓의 보급에 따라 대량으로 폐기되고 있는 유통기한이 지난 폐기 포장식품에 대해, 가축용 사료에도 이용할 수 있고, 또한 발효균 배양에도 이용할 수 있도록 포장재를 제거할 수 있다.
단단한 용기에 들어 있는 식품은 2축식 로터리 커터나 2축식 스크류 크러셔에 의해 파쇄되고, 스크린식 선별기에 의해 용기 파편이 안에 든 식품으로부터 분리되는 구성함으로써, 단단한 용기에 들어 있는 식품이 대량으로 폐기되는 곳에서 파쇄부에 중점을 둔 간단한 구성의 전용기에 의해 분리 처리될 수 있다. 또한, 유연한 용기에 들어 있는 식품은 스크린이 부착된 원통체내에서 파쇄용 돌기 또는 날개를 식품 입구부에 구비한 회전 나선 날개의 회전에 의해 파쇄되고, 스크린 원통부에 의해 용기 파편이 안에 든 식품으로부터 분리되는 구성으로 함으로써, 유연한 용기에 들어 있는 식품이 대량으로 폐기되는 곳에서 분리에 중점을 둔 간단한 구성의 전용기에 의해 포장재를 분리 처리할 수 있다.
발효균 배양 탱크와 발효 촉진 탱크와에 발효균과 공생관계를 취하는 광합성균이 첨가되면, 광합성균은 아미노산이나 미네랄, 비타민 등의 우수한 영양물이 풍부하여 균체 자신이 유기비료로서도 유용하고, 서로 필요로 하는 물질을 서로 공급하여 배양을 촉진시켜 주는 것 이외에, 부패균이 발생시키는 악취 물질을 영양원으로서 섭취하기 때문에, 부패 방지를 더욱 확실하게 행할 수 있다. 또한, 발효균 배양 탱크와 발효 촉진 탱크가 내부에 교반 수단을 구비함으로써, 초미세화된 물 클러스터 사이에 더욱 균일하게 첨가물이나 유기물을 분산시킬 수 있다. 또한, 발 효 촉진 탱크가 내부에 교반 수단과 온도 제어 수단을 구비함으로써, 초미세화된 물 클러스터 사이에 더욱 균일하게 초미세한 유기물을 분산시켜, 발효균에 적절한 온도에서 배양 속도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기물의 발효 처리 방법에는, 상술한 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 슬러리 중의 어느 하나에 발효균 함유 기재를 첨가하는 공정을 포함하는 것이 좋다. 이 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 슬러리를 처리하는 공정에서, 발효를 진행시키고 부패를 방지하여, 악취의 발생을 억제하면서 발효를 촉진시키고, 최종적으로는 슬러리를 발효액으로서 공급할 정도까지 발효시키는 것이다. 발효 공정에서는, 초미세화 장치로부터 나온 슬러리를 발효조에 저장하고 초미세 유기물을 발효조에 의해 발효시킴으로써 고형의 유기물을 실질적으로 액체 상태로까지 할 수 있다.
발효한 액체는 식물의 생육에 필요한 비료 성분이나 유기 성분을 포함하므로, 액체 비료로서 또는 농경지의 토양 개량제로서 이용할 수 있다.
본 발명은 또한 유기물 처리 방법에 적합한 설비를 포함하고, 설비는 동물질 또는 식물질의 원료 유기물을 파쇄하기 위한 파쇄기와, 파쇄기에 의해 파쇄한 파쇄 유기물을 슬러리로 하여, 슬러리 중의 유기물을 적어도 8m/초의 고속으로 흐르는 고리모양류 중에서 더욱 미세화하는 미세화 장치와, 미세화 장치로부터 나온 슬러리를 저장하여 미세 유기물을 발효시키는 발효조로 구성되며,
상술한 유기물 처리 설비는 바람직하게는, 상술한 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 슬러리 중 어느 하나에 발효균 함유 기재를 살포 첨가하는 발효균 첨가 장치 를 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 유기물 처리 방법에서는 동물질 또는 식물질 폐기물을 원료 유기물로서 처리하는데, 이 유기물 폐기물들은 가정으로부터의 음식물 쓰레기나, 식료품 점포나 요리점 등으로부터의 기한이 지난 폐기식품이나 그 밖의 폐기식품, 식품 가공장으로부터의 가공 처리 후의 어패류 잔재나, 콩류, 쌀류, 감자류 등 발효 식품 제조 공정에서 압착한 잔재 등을 포함되며, 그 밖에 가축 사육장으로부터의 깔개짚, 배설물 등이 있다.
이들 폐기물은 동물질 또는 식물질을 포함하며, 이것을 원료 유기물로 해서, 우선 파쇄하여 적당한 크기로 만든다. 이 파쇄 공정에서는 파쇄기에 의해 유기물을 미세하게 분쇄하여, 잘게 잘르거나 또는 빻는다. 분쇄기의 일례로서는, 후술하는 회전 해머형 파쇄기를 이용할 수 있다.
이 파쇄 공정에 넣는 폐기물은 폐기물의 삽입 상태에 따라서, 건조 상태이어도 좋지만, 통상은 습윤 내지 물에 젖은 상태이고, 이 때 파쇄된 유기물은 물을 포함하여 슬러리 상태로 되어 있다.
파쇄 공정와 초미세화 공정 사이에, 상기 파쇄 유기물로부터 조대물을 분리하는 공정을 마련해도 좋고, 통상은 적당한 망을 갖는 진동체를 통과시키는 것이 좋다. 파쇄 공정에서 완전히 분쇄할 수 없었던 조대한 물질을 제거하여, 초미세화 장치에서의 초미세화 작동의 부담을 경감시키거나 또는 막힘 등의 문제를 방지할 수 있다.
다음의 공정은 분쇄 공정의 분쇄기에 의해 파쇄된 파쇄 유기물을 슬러리 상 태로 유지하여 미세화한다. 본 발명은 이 공정에서, 파쇄 유기물을 포함하는 슬러리를 고리모양으로 적어도 8m/초의 고속으로 흘려 파쇄 유기물을 더욱 초미세화하는 것이다.
상기 초미세화의 공정은, 상기 파쇄 유기물의 슬러리 중의 입자를 후술하는 발효 공정에서의 발효를 촉진시키기 위하여, 더욱 미세화하는 것이다. 이 공정에서는, 펌프에 의해 가압하여 노즐을 통하여 대략 동축형상으로 배치된 내통과 외통 사이의 고리모양 유로 안으로 토출하고, 고리모양 유로 안에서 슬러리의 고속류로 하여, 이 슬러리 중에 포함되는 유기물 입자를 고속 흐름의 층류(層流) 사이의 전단 작용, 충격력 등에 의해 미크론 레벨로 미세화하는 방법을 이용한다.
이 고리모양류를 극히 고속으로 함으로써, 슬러리 흐름의 충격력, 전단력 또는 기포에 의한 파괴력을 사용해서, 유기물 입자를 더욱 초미세화하는 것이다. 순환 유속은 바람직하게는 8m/s 이상이고, 바람직하게는 10~30m/s의 범위가 좋다.
이 미세화 공정에서는 슬러리의 유속을 이용하기 때문에, 이 공정으로 들어가기 전에는 파쇄 유기물을 슬러리 상태로 조제해 두는 것이 바람직하다. 원료 유기물이 원래 습윤 상태 또는 물에 젖은 상태이면, 분쇄 유기물은 슬러리로 되어 있다. 또한, 적당한 양의 물을 첨가하여, 노즐을 통해 고리모양 유로로 공급할 수 있을 정도의 적당한 농도로 하는 것이 바람직하다.
이 미세화 공정에서, 입구측의 입자 치수가 1mm 내지 30mm 정도였던 유기물이, 출구 주위벽 측으로부터 100μm 이하, 특히 10~0.1μm 정도의 크기까지 미세화할 수 있는 것이 바람직하다. 이 미세화 공정은 슬러리 상태인 채로, 함유하는 유기물을 초미세화할 수 있다는 이점이 있으며, 초미세 슬러리는 더욱이 액체상태로 후처리가 가능하다.
바람직한 형태는 상술한 방법에 있어서, 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 슬러리 중 어느 하나에 발효균 함유 기재를 첨가하는 공정을 포함한다. 이 공정은 유기물에 발효 기재를 함께 첨가하여, 발효균을 포함시킴으로써, 상술한 파쇄와 초미세화의 처리 공정에 있어서, 또는 후술하는 발효 공정에서 유기물을 순차 발효시켜, 고형의 유기물로서는 적게 하고, 바람직하게는 최종적으로 소멸시킨다. 발효 기재는 일련의 처리 공정의 조기 단계에서 첨가해 두어야, 처리 중에 부패에 의한 악취의 발생이나 파리 등 유해 곤충의 유인을 방지하는데 적합하다. 발효균 함유 기재는 특히, 원료 유기물에 파쇄 전에 첨가해 두어야 좋으며, 이는 그 후의 파쇄 공정이나 초미세화 공정에서도 발효를 촉진시킨다는 점에서 바람직하다.
여기에서 사용하는 발효균은 상기 유기물 폐기물에서 기인하는 동물질이나 식물질의 유기물에 대해서, 악취나 유독물을 발생시키지 않고, 효율적으로 분해하는 능력이 있는 균류에서 선택되며, 그러한 균류에는 유산균, 방선균, 초산균, 효모류 등을 이용할 수 있다. 이 균들은 배양시의 기재와 함께, 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 초미세 슬러리 중 어느 하나 또는 2개 이상의 단계에서 첨가하는데, 최종적으로는 발효 공정에서 초미세 슬러리 중의 매우 작게 한 초미세 유기물 입자를, 직접 혹은 간접적으로 단시간에 분해시켜 유기물 고형분을 소멸시킨다.
이 때문에, 본 발명의 발효 공정에서는, 초미세화 장치로부터 나온 슬러리에는 이미 발효균이 포함되어 있으므로, 슬러리를 발효조에 저장하여 초미세화한 유 기물을 발효시킨다. 미세화한 유기물을 포함하는 슬러리는, 발효조로 보내져 발효조 안에서 순차 체류시켜 유기물 미립자의 발효균에 의한 생화학적 분해를 진행시킨다.
이 발효 공정에서 발효조는, 세로형 원통조 또는 가로형 조이어도 좋고, 또한 발효조는 직렬 2단 내지 병렬 2단의 복수조를 배관으로 접속함으로써, 체류시간의 확보와 분리의 확보라는 점에서 바람직하게 된다. 발효조 내에서의 발효의 최종 단계에서 발효조 안의 상청액은, 유기물의 고형분은 거의 소실되고, 투광성이 있는 수용액 상태를 나타내며, 거의 악취가 느껴지지 않고, 물에 용해한 유기성분과 세균류를 포함하는 발효액이 얻어진다.
본 발명의 유기물 발효 처리 설비에 있어서, 동물질 또는 식물질의 원료 유기물을 파쇄하기 위해서 파쇄기가 사용된다. 초미세화 장치는 파쇄기에 의해 파쇄한 파쇄 유기물을 슬러리로 해서, 슬러리 중의 유기물을 고리모양 수류 중에서 더욱 미크론 레벨로 초미세화하는 것으로, 초미세 슬러리는 그 후에 발효조 내에서 발효시킨다.
파쇄기는 유기물 폐기물을 조파쇄하여, 적당한 크기의 입자 치수로 조제하기 위한 파쇄기로서, 통상은 기계적 파쇄기를 이용할 수 있다. 피파쇄물이 동식물로부터의 폐기물이기 때문에, 파쇄기로서 바람직하게는 회전 해머형 파쇄기를 이용할 수 있다. 해머 분쇄기의 일례는 상부에 입구를 가지고, 하부에 출구를 갖는 대략 원통형상의 케이싱과, 케이싱내를 축심을 따라 지지된 구동 회전축의 주위에 일단을 지지하여 회동 가능하게 돌출 설치된 다수의 해머로 이루어지는 해머 회전체와, 케이싱의 안쪽으로 돌출설치되어, 해머와 협동 관계를 갖고 피파쇄물을 파쇄하는 고정날로 이루어지는 것이다. 회전 해머형 분쇄기는 회전 해머와 고정날이 유연한 육질을 파단 또는 절단시켜, 생선뼈나 짐승뼈 등의 딱딱한 골질 조직을 해머에 의해 파쇄하고, 볏짚이나 섬유질 등의 긴 섬유질도 용이하게 잘게 절단하여 미세하게 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 초미세화 장치는 분쇄 공정의 파쇄기에 의해 파쇄된 파쇄 유기물을 슬러리 상태로 보유하고, 고리모양 수류 중에서 더욱 초미세화하는 것에 특징이 있다.
그 초미세화 장치의 바람직한 일례는, 대략 동축형상으로 배치된 내통 및 외통과 이들 내통과 외통 사이의 고리모양 유로로 이루어지는 통형상 용기와, 고리모양 유로를 향해서 슬러리를 토출하는 노즐을 외통에 고정한 슬러리 토출 장치와, 슬러리 토출 장치에 접속한 펌프로 이루어지며, 상기 파쇄 유기물의 슬러리를 고리모양 유로내에 유통시켜서 유기물 입자를 미크론 레벨까지 초미세화하는 것이다.
또한, 초미세화 장치는 마찬가지의 고리모양 유로를 갖는 장치를 2단 내지 3단 이상으로 직렬로 연결한 것도 이용할 수 있다. 다단 구성의 초미세화 장치는, 상기 예에 있어서, 상기 외통의 바깥쪽에 더욱이 제 2 외통을 포함하고, 상기 외통과 제 2 외통 사이를 제 2 고리모양 유로로 하여, 상기 고리모양 유로로부터 나온 슬러리를 가압하는 제 2 펌프와, 제 2 외통에 상기 제 2 고리모양 유로로 토출하도록 고정된 노즐을 포함하는 제 2 슬러리 토출 장치를 포함하고, 제 2 펌프로부터의 슬러리를 제 2 고리모양 유로에 유통시켜서 유기물 입자를 미세화하도록 한 것을 채용할 수 있다.
초미세화 장치에 의해 초미세화한 슬러리는 발효조 예를 들면, 적당한 고정 용기 내지 이동 용기안에서 보유하고, 발효균에 의해 발효시켜, 유기물 고형물을 저감 내지 감소시킨다. 통상은 발효 기간을 두고 발효 조건을 설정하여, 발효를 촉진시킬 수 있다.
또한, 상술한 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 초미세 슬러리에는, 어느 하나에 발효균 함유 기재를 살포 첨가하는 발효균의 첨가 수단을 포함하고 있다. 통상 발효균을 함유하는 액체로서 첨가하기 위해서는, 적당한 배관을 구비한 스프레이를 사용하여, 원료 유기물, 파쇄 유기물, 내지 초미세 슬러리 중에 직접 첨가하거나 살포할 수도 있다.
상기 발효균 첨가 수단에서 바람직하게는 스프레이 노즐이 사용되며, 발효균을 포함하는 슬러리를 물방울 상태 내지 분무 상태로 해서, 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 초미세 슬러리에 살포하여 혼합한다. 발효균 배양을 위해, 발효균 배양 장치를 포함하고, 상기 발효균 함유 기재를 조제하는 것이 바람직하다. 첨가 수단의 배양 장치는 배양조를 포함하고, 배양조에서는 발효균주를 배양액 중에 첨가하여 배양조건에서 증식시키며, 증식한 발효균은 배양액마다 발효균 함유 기재로서, 상술한 바와 같이 원료 유기물, 파쇄 유기물 내지 초미세 슬러리 중에 첨가된다.
본 발명에 있어서 발효균 함유 기재는, 입수 가능한 균류에서 선택하여 액화하여 첨가할 수도 있지만, 바람직하게는, 발효균 함유 기재를 조제하기 위한 발효균 배양 공정을 포함하여도 좋으며, 이 공정에서 상기 발효균을 소정의 배양 조건 으로 배양하여, 발효균 첨가 공정에서 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 슬러리 중의 어느 하나에 발효균 함유 기재를 첨가하는 것이다. 이 경우, 발효균은 그 설비 근린 토지의 토양이나 자생 식물을 채취하여, 토양이나 식물에 부착된 균류를 배양하도록 해도 좋다.
또한, 배양 장치는 별도의 배양용 초미세화 장치를 포함하는 것이 좋으며, 배양용 초미세화 장치는 노즐로부터 토출된 물에 의해 고리모양로 흐르는 고속 수류를 만들고, 이 고리모양 고속 수류에 적당한 배양에 적합한 동식물 유기물 입자를 포함하는 슬러리를 첨가하고, 수류의 충격력, 전단력을 이용하여 바람직하게는, 10μm 이하의 미립자로 초미세화한다. 초미세화한 입자를 포함하는 유기물 슬러리는, 배양조로 옮켜 배양조 안의 슬러리에 입수한 발효균주 내지는 상기 채취 토양이나 식물 조직을 첨가해서 증식시킨다. 발효균을 포함하는 슬러리는 발효균 함유 기재로서, 상기와 마찬가지로 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 초미세 슬러리에 첨가하는 것이다.
한편, 상기 실시형태의 처리 설비에 의해 상기 발효조로부터 얻어진 발효액은, 그 액 중에 질소, 인, 칼륨이나 그 밖의 식물 재배에 중요한 비료 성분을 많이 포함하므로, 토양에 살포함으로써, 액체 비료로서 이용할 수 있다. 또한, 액체는 발효균을 다량으로 함유하므로, 토양에 살포함으로써 토양을 개량할 수 있어, 작물의 생육에 바람직한 영향을 끼친다.
또한, 발효액은 축산가의 분야에 있어서, 목질 칩을 깔개 바닥재로 이용한 가축 예를 들어, 돼지류의 사육장에 있어서는, 목질 칩을 발효시키는 발효균으로서 바닥에 살포해서 공급할 수 있어, 바닥에 까는 재료를 배설물과 함께 발효시켜, 그 악취를 방지하고, 사육 환경을 개선하는데 도움이 된다. 또한, 상술한 파쇄기로부터의 파쇄 유기물의 일부는 주된 유용한 사료로서 이용할 수 있으며, 가축 특히 돼지의 사육에 이용할 수도 있다.
이러한 발효액에는 발효균이 다량으로 존재하기 때문에, 그 액체의 일부를 상술한 파쇄 공정 또는 초미세화 공정의 원료 유기물, 파쇄 유기물 혹은 초미세 슬러리 중의 어느 하나에, 발효균 함유 기재로서 첨가할 수도 있으며, 이것에 의해 발효균을 순환해서 이용할 수도 있다.
(실시예)
이어서, 본 발명의 대표적인 실시형태인 유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트를 도면에 따라 설명한다.
도 1 내지 도 3에 있어서, 본 발명의 대표적인 실시형태인 유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트(1)는, 폐기식품이나 잉여 오니 등의 유기물(W1, W2)을 사용하여 발효균을 배양하는 동시에, 유기물을 발효균의 배양 양분으로서 분해처리하는 것으로, 락토바실러스균 등의 발효균종을 수용한 종균 탱크(2)와, 당밀을 포함하는 첨가물을 수용한 첨가물 탱크(3)와, 상수(w)의 공급을 받으며, 고압 펌프(41)에서 발생된 8m/초 이상의 고속 수류의 충격력과 커다란 수류 속도차에 의한 전단력 또는 기포 파열의 초음파에 의해 물의 클러스터를 미세화하는 물 미세화 장치(4)와, 종균 탱크(2)로부터 발효균종이, 첨가물 탱크(3)로부터 첨가물이, 물 미세화 장치(4)로부터 미세화된 클러스터의 물이 각각 펌프에 의해 공급되어 발효균을 대량으 로 배양하는 발효균 배양 탱크(5)와, 유통기한이 지난 각종 포장 폐기식품 등의 유기물(W1)이 컨베이어(C1)를 통하여 공급되며, 파쇄부(61)에서 발효균 배양 탱크(5)로부터의 배양 발효균이 살포 노즐(N1)에 의해 살포되게 되어 있어, 폐기 포장식품의 파쇄와 팩 조각 등의 포장재 조각의 이물(F1)을 분리하는 포장재 분리장치(6)와, 무포장 폐기식품이나 식품 가공 찌꺼기나 잉여 오니 등의 폐기 유기물(W2)이 컨베이어(C2)를 통하여 공급되며, 컨베이어(C2)에서 발효균 배양 탱크(5)로부터의 배양 발효균이 살포 노즐(N2)에 의해 살포되게 되어 있어, 폐기 유기물의 덩어리를 분쇄하는 유기물 분쇄장치(해쇄기)(7)와, 이 해쇄기(7)로부터 분쇄 찌꺼기/오니의 분쇄 유기물이 컨베이어(C3)를 통하여 공급되며, 컨베이어(C3)에서 발효균 배양 탱크(5)로부터의 배양 발효균이 투입부(81)에서 살포 노즐(N3)에 의해 살포되게 되어 있어, 캡이나 돌 등의 이물(F2)을 제거하는 로터리식 스크린 선별기(8)와, 이 선별기(8)와 포장재 분리장치(6)로부터 이물을 제거한 후의 분쇄 유기물을 매체인 상수(w)의 부가에 의해 슬러리 상태로 컨베이어(C4)를 통하여 공급받고, 슬러리 공급부(95)에서 발효균 배양 탱크(5)로부터 배관을 거쳐서 발효균을 공급받아, 분쇄 유기물과 상수의 클러스터를 모두 초미세화해서 배양액을 생성하는 초미세화 장치(9)(상기 물 미세화 장치(4)와 동일한 원리로 작동)와, 초미세화된 유기물과 상수로 이루어지는 배양액을 초미세화 장치(9)로부터 펌프를 통하여 공급받고, 상기 살포 노즐(N1~N3)로부터 혼입되어 배관을 거쳐서 공급된 발효균에 의해 배양액 중의 유기물을 처리하면서 발효균을 더욱 증식 배양하는 발효 촉진 탱크(10)로 구성되어 있다.
발효균 배양 탱크(5)에서 대량으로 배양된 발효균으로서는, 락토바실러스균 등의 유산균이나 효모균, 납두균이 일반적으로 알려져 있으며, 본 플랜트에서는 각종 유기물의 처리와 발효균 배양에 사용되지만, 렌더링이나 그리스트랩에서의 악취 방지나 퇴비/가축 하수 처리를 비롯하여, 음식물쓰레기 보관, 하천의 오니 처리, 연못 등의 바닥 진흙 처리, 어패류 가공 공장 찌꺼기 처리나 소주 찌꺼기 처리 등을 위해 매각되기도 한다. 폐기 포장식품의 포장재 분리장치(6)로부터 포장재의 이물(F1)이 제거되고 분쇄되어, 발효균이 혼입된 폐기식품(W1')은 그대로 가축의 사료(E1)로서 출하할 수도 있고, 또한 수송 도중에 굳어지거나, 더욱 분쇄가 필요한 경우에는 경로 R1을 거쳐 적당히 유기물 분쇄장치(해쇄기)(7) 상류부의 컨베이어(C2)로 반송할 수 있다. 발효 촉진 탱크(10)에서 대량으로 증식 배양된 발효균은, 가축의 목질 칩 바닥이나 사료에 살포해서 더욱 영양가 높은 사료로 만들거나, 무취 양돈 등의 환경개선에 이용되거나, 간벌재나 전정재(剪定材)의 처리장에서 채용되고 있는 세로형나 풀형 또는 회전 드럼식 등의 완속(緩速) 발효 분해로 급속 발효 분해를 행하는 각종 목질 칩 처리기에 첨가되거나, 농지 토양 개량의 액체 비료나 하천의 정화제로서 사용하기 위해서 탱크로리(T)에서 출하된다.
락토바실러스균 등의 발효균종은 유기물의 처리 현장이나 발효균의 배양 현장에서 채취된 것이, 그 현장의 기후 풍토에서 생존해 온 것이기 때문에 바람직하고, 세균 생존권에 가능한 한 불필요한 마찰을 초래하지 않도록 해서 충분히 효력을 발휘할 수 있는 튼튼한 발효균을 얻을 수 있다. 또한, 발효균 배양탱크(5)와 발효 촉진탱크(10)에는, 공생 관계를 취하는 광합성균이 첨가되어, 서로 필요로 하 는 물질을 서로 공급하여 배양을 촉진시켜 주는 것 이외에, 광합성균은 부패균이 발생시키는 악취 물질을 영양원으로서 섭취해 주어, 다음에 설명하는 바와 같이 발효균의 증식력을 높인다. 즉, 광합성균은 아미노산이나 미네랄, 비타민 등의 우수한 영양분이 풍부하여 균체 자신이 유기 비료로서도 유용하지만, 부패 오니를 만나면 황산 환원균이 발생시키는 황화수소를 영양원으로서 적극적으로 섭취할 뿐만 아니라, 유독 아민인 프트레신이나 카타베린, 또한 발암 최기성의 디메틸니트로사민도 즐겨 기질로서 섭취하여 분해 제거한다. 또한, 광합성균은 녹농지로 환원하면 작물의 뿌리가 싫어하는 유해 물질을 분해 제거하고, 뿌리의 호흡이나 영양 대사계를 보호하며, 질소 고정도 행하여 작물의 증가를 가져오는 작용을 할 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 영양분이 풍부하여 토양 중의 방선균이 기질로서 즐겨 사용하기 때문에 방선균의 증식도 촉진한다. 증식된 방선균은 식물 병원성 사상균을 잡아먹어 더욱 증식하여, 식물 병원성 사상균에 의한 연작 장해를 막는 작용을 한다.
발효균 배양탱크(5)에는 교반장치(51)가 적절히 설치된다. 또한, 발효 촉진탱크(10)로의 발효균의 공급은, 상기와 같이 컨베이어(C1)상의 유기물이나 포장재 분리 장치(6)의 파쇄부(61)의 유기물, 선별기(8)의 투입부(81)에서의 유기물에 살포 노즐(N1~N3)을 통하여 행하는 것 이외에, 폐기식품이나 잉여 오니의 저장부에서 살포하고, 또한 발효 촉진탱크(10)에 직접 공급된다. 발효 촉진탱크(10)에도 교반장치(51)이 적절히 설치되며, 또한 필요에 따라서 히터를 구비한 온도 제어 장치(도시 생략)도 적절히 설치된다.
물 미세화 장치(4)는 고압 펌프(41)가 발생시키는 8m/초 이상의, 바람직하게 는 20m/초 내지 30m/초의 고속 수류에 의한 용소(龍沼) 작용과 같은 충격력과 커다란 수류 속도차에 의한 전단력 또는 기포 파열의 초음파에 의해 상수(w)를 초미세화하는 것으로, 유기물 초미세화 장치(9)도 동일한 원리로 슬러리 상태의 유기물을 초미세화한다. 물 미세화 장치(4)는 예를 들어 도 2a와 도 2b에 나타내는 바와 같이, 중공 원통 용기(42)를 천정판(42a)과 바닥판(42b)과 둘레벽(42c)으로 형성하고, 내부에 원통 내벽(43c)을 동심형상으로 설치하여 바깥쪽 고리모양 유로(43)와 내강실(內腔室)(44)을 형성하고 있다. 둘레벽(42c)의 바닥판(42b)의 근처에 물분출관(41a)의 토출구부(41b)를 접선 방향에서 내부를 향해서 설치하고, 고압 펌프(41, 91)로부터 공급되는 수류에 의해 고리모양 유로(43)내에서 순환하는, 상술한 바와 같은 고속 수류(H1)를 발생시킨다. 미세화해야 할 상수(w)(유기물 슬러리(S))를 고속 수류(H1)와 대략 직각으로 충돌시키기 위해서, 원통 내벽(43c)에 세로로 긴 슬롯(43d)을 복수개 형성하는 동시에, 상수 공급관(45)(슬러리 공급부(95))을 내강실(44)에 개구하도록 천정판(42a)에 설치하고, 상수(w)(슬러리(S))를 내강실(44)을 거쳐서 세로로 긴 슬롯(43d)으로부터 고리모양 유로(43)로 공급하도록 하고 있다. 슬롯(43d)로부터 나온 혼합 영역(A)에서, 슬러리(S) 중의 유기물을 충격에 의한 압축과, 고속 수류(H1)에 의한 벽면 부착수에 대한 전단 또는 캐비테이션에 의해, 또한 고속 수류(H1)와 원통 내벽(43c)의 바깥면이나 둘레벽(42)의 내면을 따른 부착수와의 커다란 속도차에 의한 전단에 의해 1~10μm까지 미세화한다. 물분출관(41a)으로부터의 수류에 기포를 혼입하는 기포 발생기를 물분출관(41a)에 부설하여도 좋다. 클러스터가 미세화된 상수(w')는 펌프에 의해 배출관(46)을 거쳐 발효균 배양탱크(5)로 보내진다. 유기물 초미세화 장치(9)에서는 초미세화되어 비표면적을 증대시킨 유기물을 포함하는 배양액(S')의 대부분을 펌프에 의해 배출관(96)을 거쳐 발효 촉진탱크(10)로 내보낸다. 그 경우, 반경이 1mm인 구형상 유기물의 비표면적이 0.00120m2/g에 불과했던 것이, 반경이 0.0001mm인 구형상으로 미세화되어 있다고 하면, 비표면적은 12.0m2/g로 1만배나 되어, 즉 1만배의 수의 발효균이 표면에 부착할 수 있어, 발효균 배양탱크(5)나 발효 촉진탱크(10)에 있어서 발효균을 효율적으로 대량으로 배양할 수 있다. 고압 펌프(41, 91)는 물 미세화 장치(4)나 유기물 초미세화 장치(9)의 고리모양 유로(43)내로부터 흡수하는 순환 방식을 취하고 있다.
폐기 포장식품의 포장재 분리 장치(6)는 도 3a와 도 3b에 있어서, 그 공급측에 상당하는 상류측 단부의 위쪽에 거의 수평하게 탑재되며, 투입부(61a)로부터 폐기 포장식품(W1)이 투입되어 폐기 포장식품 파편으로 파쇄하여 출구(61d)로부터 분리부(62')로 공급하는 파쇄부(61)와, 출구(61d)에 접속하고 있어, 공급되어 오는 폐기 포장식품 파편을 가로로 긴 회전 나선체(65)에 의해 포장재 파편의 배출측에 상당하는 하류측으로 반송하면서 해체하여 분리하는 분리실(62)로 구성되어 있고, 분리실(62)은 가로로 긴 원통체(63)을 구성하고 있는 스크린에 의해 분리 포장재 파편(F1)과 분리 식품(W1')으로 나누는 분리부(62a)와, 분리 포장재 파편(F1)을 배출하는 배출부(68)와, 분리 식품(W1')을 배출하는 배출부(69)를 가지고 있다.
파쇄부(61)는 거의 수평한 케이싱(61A)의 거의 전체 길이에 걸쳐 위쪽에 폐 기 포장식품(W) 투입부의 호퍼(61a)를 구비하는 동시에, 케이싱(61A)의 내부에 있어서 투입 폐기식품(W1)을 위에서 아래로 씹어들어가 파쇄하면서 하류 단부의 출구(61d)로 보내도록 등속도로 반대 방향으로 회전 구동되는 한쌍의 서로 안쪽에서 오버랩해서 평행하게 회전 가능하게 베어링된 톱니부착 파쇄 나선체(61b, 61c)를 수용하여 구성되어 있다. 한쪽의 파쇄 나선체(61b)는 모터(M1)에 의해 회전 구동되어, 각 축부에 고정된 서로 맞물리는 기어(61d, 61e)를 통하여 다른 쪽의 파쇄 나선체(61c)를 반대 방향으로 회전 구동한다. 파쇄 나선체(61b, 61c)에는 톱니가 회전방향으로 선단을 향하여 복수개 등간격으로 나선의 둘레가장자리에 배열되어 있어, 슬립을 방지하여 폐기 포장식품(W1)이 씹혀 들어가는 것을 촉진시킨다.
분리실(62)은 앞뒤의 두 단벽(62a, 62b)으로 막힌 스크린제의 가로로 긴 원통체(63)로 이루어지는 분리부(62')와, 이것을 둘러싸는 동시에 앞뒤의 두 단벽(62a, 62b)을 공유한 상부 케이싱(66) 및 깔때기 형상의 횡단면을 이루는 하부 케이싱(67)과, 포장재 파편용 출구로서 상부 케이싱(66)의 하류측 단부에 탑재된 분리 포장재 파편(F1)을 배출하는 배출부(68)와, 하부 케이싱(67)의 하부에 탑재된 분리 식품(W1')을 배출하는 배출부(69)로 구성되어 있다. 분리부(62a)는 다수의 2~3mm의 직경의 구멍을 가진 펀칭 메탈 등의 스크린제 원통체(63)로 이루어지지만, 상부 케이싱(66)에 탑재된 배출부(68)와 연통한 포장재 파편용 출구를 형성하기 위해서 하류측 상단부에 직사각형 개구를 형성하고 있다. 상부 케이싱(66)은 스크린(63)을 통과해 오는 분리 식품(W1')을 받아서 하부 케이싱(67)으로 낙하시키기 위해서, 원통체(63)와의 사이에 빈틈을 설치하고 있으며, 또한 배출부(68)를 제외하 고 개폐 가능하게 하부 케이싱(67)에 힌지(hinge)에 의해 연결되어 있다. 분리 식품 배출부(69)는 하부 케이싱(67)의 하부에 거의 수평하게 탑재되고, 모터(M2)에 의해 회전 구동되는 스크류 컨베이어(69a)와 배출 노즐부(69b)로 구성되어 있다.
회전 나선체(65)는 모터(M3)에 의해 예를 들어 300~600RPM으로, 또는 10~25m/초의 주속도(周速度)로 회전 구동되는 회전축(65a)과, 그 둘레면상에서 공급측 축단으로부터 포장재 파편용 출구의 바로앞까지 연장되는 동시에, 원통체(63)의 내면에 바깥쪽가장자리가 접하도록 반경 방향으로 돌출되어 설치된 2장의 전치(前置) 나선 날개(65A)와, 공급측 축단에서 떨어진 장소로부터 포장재 파편용 출구측 종단까지 연장하는 동시에, 원통체(63)의 내면에 바깥쪽가장자리가 접하도록 반경 방향으로 돌출되어 설치된 2장의 후치(後置) 나선 날개(65B)와, 공급측 축단부에 부착된 한 쌍의 블레이드(B)를 가지고 있으고, 전치 나선 날개(65A)와 후치 나선 날개(65B)는 둘레 방향에 있어서 교대로 배열되어 있다. 전치 나선 날개(65A)와 후치 나선 날개(65B)는, 공급측의 앞쪽가장자리부를 비스듬하게 뒤쪽으로 경사지게 하여 파쇄부(61)로부터의 파쇄 포장식품의 수용을 용이하게 하는 동시에, 상기 앞쪽가장자리부에 삼각형 모양의 광고판을 회전 방향으로 돌출시키고 있다. 각 나선 날개(65A,65B)는 바깥쪽가장자리를 가늘고 긴 고무판으로 형성하고 있으며, 교환 가능하게 부착되어 있다. 블레이드(B)는 동일한 간격으로 복수장 설치할 수 있다. 다른 형태의 회전 나선체로서, 회전축의 상류측 둘레면상에 있어서 하류측의 포장재 파편용 출구를 향하여 파편을 이송하도록 나선형상으로 4개가 간격을 두고 배열된 복수의 돌기와, 상기 4개로 배열된 복수의 돌기의 열 사이에 있어서 공 급측 축단에서 떨어진 장소로부터 포장재 파편용 출구측을 향해서 연장하고, 원통체(63)의 내면에 바깥쪽가장자리가 접하도록 설치된 4장의 나선 날개와, 공급측 축단부에 부착된 상술한 한 쌍의 블레이드로 구성된다.
단단한 용기에 들어 있는 식품은 2축식 로터리 커터나 2축식 스크류 크러셔에 의해 파쇄되어, 스크린식 선별기(8)에 의해 용기 파편이 안에 든 식품으로부터 분리되는 구성을 취할 수 있다. 유연한 용기에 들어 있는 식품은 상기 폐기 포장식품의 포장재 분리장치(6)의 파쇄부(61)을 생략한 구성으로 할 수 있고, 스크린이 부착된 원통체내에서 파쇄용 돌기 또는 날개를 식품 입구부에 구비한 회전 나선 날개의 회전에 의해 파쇄되어, 스크린 원통부에 의해 용기 파편이 안에 든 식품으로부터 분리되는 구성을 취할 수 있어, 전용화와 간략화가 가능하다.
본 발명의 다른 실시형태인 유기물의 발효 처리 설비에 대하여, 도 4에 따라 설명한다. 도 4는 실시예의 처리 설비의 계통도를 나타내고 있는데, 여기서 발효균에 의해 처리되는 폐기물은 식품의 폐기물이나 식품 가공의 처리 찌꺼기를 대상으로 하고 있다. 용기에 밀봉 보존된 식품류(71a) 예를 들면, 용기에 들어 있는 우유나 기한이 지난 식품, 그 밖의 개봉되지 않은 채로 폐기된 포장식품 등은, 호퍼(71)와 이것을 반송하는 스크류 컨베이어(711)에 의해 포장 해쇄기(72)에 놓여지고, 포장을 풀기 위한 해쇄기(72)로부터의 용기 파편마다 폐기물(711a)이 다음의 선별기(74)로 보내진다.
이 실시형태에서는 상기 선별기(74)에는, 또한 포장을 하지 않거나 또는 제거한 식품 폐기물이나 그 밖의 간편한 포장으로 내용물의 분리가 용이한 폐기물 (71b)이, 호퍼(73)와 스크류 컨베이어(731)에 의해 상술한 선별기(74)로 보내지며, 여기서 포장 재료나 플라스틱 용기나 금속 등의 파편이 분리되어, 선별된 폐기물(711a)은 원료 유기물(711)로서 호퍼(701)와 스크류 컨베이어(703)에 의해 파쇄기(704)로 보내진다.
또한, 포장되어 있지 않은 폐기물 예를 들어, 식품 가공장 등에서 가식부를 제거한 뼈 등을 포함하는 식품 가공 찌꺼기(71c) 등도 원료 유기물(711)로서 파쇄기(704)에 투입된다.
파쇄기(704)는 이후의 초미세화 공정에서 처리하는데 필요한 고체물의 크기까지 파쇄하는 것으로서, 통상은 유기물의 크기가 30mm 이하로, 특히 바람직하게는 10mm 이하로 미세하게 한다. 이 예는 후술하는 바와 같이 세로형 해머 선회식의 파쇄기를 이용하고 있으며, 상부에서 투입된 상술한 원료 유기물(711)은, 용기내를 선회하는 해머편(片)에 의해 미세하게 파쇄되어, 하부로부터 파쇄 유기물(712)로서 낙하해 온다. 파쇄된 파쇄 유기물(712)은 적당한 슬러리조(78)에 보유되지만, 도 4의 예는 파쇄 유기물(712)로부터 조대물이나 금속 파편 등의 적합하지 않은 물질을 제거하기 위한 제 2 선별기(77)를 설치하여, 그 선별된 파쇄 유기물(713)을 슬러리조(78)로 스크류 컨베이어에 의해 공급하고 있다. 선별기(77)로는 습식의 체 장치를 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 파쇄기(704)에 의해 파쇄되어 선별된 파쇄 유기물(713)은, 상술한 원료 폐기물(711)이 다소 또는 때때로 다량의 수분을 함유하여 물에 젖은 상태일 때는, 유동성이 있는 슬러리 상태로 얻을 수 있다. 다만, 슬러리조(78) 중에 적당히 물을 첨가하여, 슬러리 농도와 유동성을 조정하는 것도 이루어져, 이후의 미세화 공정에 필요한 유동성으로 조정한다.
슬러리조(78)에는 교반 장치(782)의 스티러(781)를 구비하여, 슬러리를 교반해서, 슬러리 중의 유기물 성분을 균일한 농도로 유지하도록 하고 있다.
슬러리조(78)는, 뒤에서 자세히 설명할 초미세화 장치(76)에 배관 접속되어 있으며, 유기물 함유 슬러리 중의 유기물 고형분이 초미세화 장치(76)에 의해 더욱 미세화된다. 초미세화 장치(76)는 상세한 것은 후술하겠지만, 대체로 고리모양으로 배치된 유로에, 노즐을 통해서 상술한 슬러리를 토출하여 고속 수류를 만들고, 수류 중의 전단력, 캐비테이션, 방향급격부의 충격력에 의해 미세화하여, 그 슬러리는 재차 슬러리조(78)로 되돌려 보내지고, 이렇게 해서, 슬러리조(78)와 초미세화 장치(76) 사이를 슬러리가 펌프(730)에 의해 순환하고, 이 순환 공정에서, 초미세화 장치(76)에 의해 슬러리 중의 유기물 입자가 점차 미세화된다.
도 5 및 도 6은 초미세화 장치(76)를 나타내는데, 초미세화 장치(76)는 바닥이 있고, 상부에 천정판(702)을 구비한 원통형상의 용기(760)를 이루며, 안쪽의 내통(761)과, 동축 상에 그 바깥쪽에 배치된 중간통(762)과의 사이에 제 1 고리모양 유로(764)를 형성하고 있고, 또한 가장 바깥쪽 외통(763)과 중간통(762) 사이에 제 2 고리모양 유로(766)를 형성하고 있다. 내통의 상단은 천정판 근처에서 흘러넘칠 수 있게 개방되어, 제 1 고리모양 유로와 내통(761)의 내부(765)는 연통되어 있다. 외통(763)의 바닥(601)은 중간통(762)과 내통(761)의 바닥(601)보다 약간 높게 되어 있다.
제 1 고리모양 유로(764)에 관하여, 중간통(762)의 하부에는 제 1 노즐(720)을 선단에 포함하는 제 1 분사관(721)이, 그 토출구(722)가, 제 1 고리모양 유로(764)를 따라서 배향하고 있다. 분사관(721)의 뒤쪽에는, 제 1 펌프(730)(이 예는, 원심 펌프(centrifugal pump))가 접속되고, 이 펌프(730)의 입구측에는 배관(70)에 의해 상술한 슬러리조(78)가 접속되어 있다.
제 2 고리모양 유로(766)에 대하여, 제 2 노즐(770)을 선단에 포함하는 제 2 분사관(771)이 제 2 펌프(780)의 출구에 접속되고, 제 2 노즐(770) 선단의 토출구(772)가 제 2 고리모양 유로(766)를 따라서 배향되어 있다. 한편, 그 제 2 펌프(780)의 입구는 배관(774)에 의해, 상기 내통의 하측 바닥부(740)와 접속되어 있다. 그리고, 제 2 고리모양 유로(766)에는 천정판에 설치한 배출구(790)에 접속된 배관(79)에 의해, 상기 슬러리조(78)로 되돌아가도록 접속되어 있다.
동작시에는, 제 1 펌프(730)에 의해 배관(70)을 통하여 슬러리조(78)로부터의 슬러리(741)가 흡인되어, 노즐(720)의 토출구(722)로부터 슬러리가 제 1 고리모양 유로(764)로 토출되고, 내통(761)과 중간통(762) 사이의 고리모양 유로(764)에는 슬러리의 고속 수류(H)가 순환한다. 순환수류 중에서 그의 전단력 내지 캘리브레이션에 의해 유기물 입자가 더욱 미세화된다. 순환수류의 일부는 내통의 상단으로부터 내부(765)로 흘러 들어가고, 슬러리는 그의 하측 바닥부(740)에 격돌하여 큰 충격력을 받아 미세화되며, 다시 배관(774)을 통해서 제 2 펌프(780)에 의해 흡인되어, 제 2 분사관(771)의 노즐(770)을 통하여, 그 토출구(772)로부터 제 2 고리모양 유로(766)로 토출되어, 이 제 2 고리모양 유로(766)에는 고속 수류(H')가 형 성된다. 제 2 고리모양 유로(766)에 있어서, 유기물 입자는 더욱 미세화되어, 배관(79)을 통해서 슬러리조(78)로 되돌려 보내진다.
슬러리조(78)와 초미세화 장치 사이의 슬러리의 순환을 계속함으로써, 슬러리 중 유기물의 평균입경이 점차 작아진다. 초미세화 장치로서 도 2a 및 도 2b에 나타낸 것도 사용된다.
이 초미세화 공정에서, 유기물 입자가 100μm 이하, 통상은 10μm 이하로 미세화되면, 슬러리조(78)로부터 펌프(729)와 배관에 의해 발효조(720)로 이동한다. 유기물 입자는 평균적으로 크기 10미크론 이하의 고형분 치수로 되어 있기 때문에, 이후의 공정에서, 발효균에 의한 발효 분해를 촉진시킨다.
발효균은 상술한 원료 유기물(711), 파쇄 유기물(712) 혹은 초미세 슬러리(714)에 배합할 수 있다. 이 실시형태에서는 발효균 함유 기재를 살포하기 위한 스프레이(86)가 적절히 설치되어 있다. 이 예에서는, 포장 해쇄기(72)에 스프레이(86a)가, 선별기(74)에 스프레이(86b)가, 파쇄기(704)에 스프레이(86c)가, 또한 선별기(77)에 스프레이(86d)가, 그리고 슬러리조(78)의 위에 스프레이(86e)가 배치되어 있다. 각각 발효균을 포함하는 수용액이 액체방울 내지 분무 상태로 첨가된다. 다만, 이들 스프레이 모두를 설치할 필요는 없다. 발효균 함유 기재로서는, 스프레이(86)에 상기 발효균 배양 플랜트로부터의, 또한 후술하는 배양 장치(750)의 배양조(752)에서 배양된 발효균 배양액(754)이 발효균 함유 기재로서 공급된다.
초미세화 장치(76)에 의해 초미세화한 유기물을 포함하는 슬러리 즉, 초미세 슬러리(714)는, 배관(715)에 의해 발효조(720)로 보내져 소정 일수 동안 발효되고, 유기물 입자를 거의 완전히 분해시킨다. 발효조(720)는 이 예에서는, 복수의 세로형 용기가 이용되고 있고, 펌프에 의해 초미세 슬러리(714)의 공급과 발효 기간의 저장과 발효 정도에 따른 발효액(715)의 배출이 이루어진다.
발효조(720)는 거의 기밀적인 용기로, 가동 덮개에 의해 상부의 입구를 폐지하는 세로형 원통형상 용기가 이용되고 있다. 복수의, 이 예에서는 3개의 발효조(720)????를 이 예에서는 병렬로 접속하여, 초미세화 처리된 슬러리조(78)로부터의 초미세 슬러리(714)의 공급 시기와, 배출액의 발효 성숙도와 발효완료된 액(716)의 배출 수송의 시간적 차이를 조정할 수 있다.
이 실시예에서 사용하는 발효균은 유산균이나 방선균, 효모 등을 이용할 수 있다. 이 예에서는, 토양으로부터 채취한 발효균을 포함하는 토양(87)을 배양조(752)에 첨가해서 그 부착 균류를 선택적으로 배양해서 이용하는 구조를 나타내고 있다. 배양조(752)는 교반기를 구비한 세로형 용기로서, 영양원으로서 동물질 또는 식물질의 유기물(80)(예를 들면, 식품 폐기물)을 미세화해서 펌프(90)에 의해 공급받는다. 초미세화를 위해 별도의 배양용 초미세화 장치(79)를 구비하며, 유기물(80)을 초미세화 장치에 의해 초미세화하여, 그 슬러리(S')를 배양조(752)에 넣고, 상기 발효균 토양(87)을 첨가하여 특정의 배양 조건하에서 발효균을 증식시킨다. 배양조(752)에서 충분히 증식된 발효균을 포함하는 발효균 기재(83)는, 이 경우에는 발효균을 담지하는 상술한 미세화 유기물을 포함하는 배양 용액이지만, 펌프(85)에 의해 각 살포 장치(86)에 배관(840)을 통해서 보내지고, 각 노즐(86a~86e)로부터 원료 유기물(711)이나 그 식품 폐기물(71a, 71b) 등, 분쇄 유기물 (712) 내지는 선별된 파쇄 유기물(713)에 첨가하도록 되어 있다.
한편, 상술한 발효 공정에서 발효조(720)로부터의 발효액(716)은, 유기물의 분해에 의한 비료 성분과 또한 활성이 있는 발효균을 포함하기 때문에, 액체 비료로서 또한 토양 개량제로서, 경작지 토양에 살포해서 이용되어 재배 식물의 육성에 활용할 수 있다.
도 4의 예는 발효조(720)로부터 적당한 배관(725)에 의해 탱크로리(tank lorry)나 진공차(vaccum car) 등의 액체 수송 트랙(721)의 탱크에 충진하여, 필요한 농지(17)로 운반해서 살포되고 있다.
또한, 발효액(716)은 가축 사육장(723)에 있어서, 예를 들면, 목질 칩을 깐 사육 바닥에 살포함으로써, 목질 칩의 발효를 촉진시켜 악취 발생이나 파리 유인을 유효하게 방지할 수 있어, 사육장의 입지 제한을 경감시켜, 도시 근교에서도 사육 가능하게 하고, 사육 가축의 건강 유지 관리도 용이하게 되는 등의 이점이 있다. 또한, 도시하지 않지만, 파쇄기(704)에 의해 파쇄된 파쇄 유기물(712, 713)을 사료로서 사육장(723)에 공급하여, 가축 특히, 돼지류의 사료공급에 이용할 수 있다.
또, 발효액(716)은 적당한 배관에 의해 저장조에 저장하고 더욱 발효시켜, 투명도가 높고 충분히 배수할 수 있는 상태이므로, 하수도나 하천으로 방출할 수도 있다. 도 4에 나타내는 예에는, 로터리형 발효 촉진 저장조(724), 가로형 저장조(726), 세로형 저장조(727)를 나타내고 있다. 저장조로부터의 발효액은 하수도 내지 하천으로 배출된다.
이 실시예에서 증명한 상술한 파쇄기(704)에 대해, 도 7에는 세로형 회전 해 머형 파쇄기를 나타내고 있는데, 이 파쇄기는 대체로 상하로 개방된 원통형상의 케이싱(841) 내에 구동 수직축(850) 주위에 고정한 회전 파쇄 부재가 상하의 베어링(842, 845)에 의해 지지되고, 케이싱(841)의 상부에 장입구(821)와 하부에 배출구를 가지고 있다. 회전 파쇄부재는 상단부를 통하여 모터(M)에 의해 회전 구동되고 있다. 회전 파쇄부재는 수직한 회전축(850)과, 회전축(850)의 상부측 주위에 고정된 회전 절단날(851)을 포함하고, 그 하부에는 구동 수직축(850) 주위에 고정된 다층의 회전 디스크 부재(853)와, 회전 디스크 부재(853)의 층 사이에 배치된 다수의 해머편(854)으로 구성되어 있다. 장입구(821)로부터 공급된 원료 유기물(711)은 케이싱 내를 강하하면서 회전 절단날(851)과 회전 파쇄부재(854)에 의해 파쇄되어, 하부로부터 스포크(826) 사이의 공간을 거쳐, 파쇄 유기물(712)로서 낙하하여 회수된다.
상부의 회전 절단날(851)은 방사형으로 연장하는 절단날로 이루어진다. 이 예에서는, 사방으로 연장하는 경사진 절단날을 가지고, 경사 절단날이 회전축 주위로 선회하여, 장입된 원료 유기물(711)을 적당히 예비적으로 절단한다. 회전 절단날의 상부에는 돌기가 내벽으로부터 회전축 방향으로 배치되며, 돌기는 회전 절단날과 협동하여 절단을 용이하게 한다.
회전 디스크 부재(853)는 다수의 회전판, 이 예에서는 원반을 포함하고, 각 원반의 기부측에 중심구멍을 가지며, 기부가 둘레가장자리부보다 두껍고, 둘레가장자리부에는 해머 지지축을 관통하는 축 구멍 복수개가 원주 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 이 다수의 원반들은 구동 수직축(850)을 그 중심 구멍에 끼워 넣 고, 원반이 겹쳐진 상태에서 구동 회전축에 고정되어 있다. 겹쳐져 상하로 인접하는 원반의 둘레가장자리측 사이에는 적당한 공극이 형성되어 있으며, 이 공극 내에 해머편의 일부를 삽입하여, 해머 지지축(855)이 해머편(854)의 축구멍(858)과 다수의 원반(853)의 각 축구멍을 관통하여 양 끝에서 볼트 고정되어 있다. 해머편은 그 축구멍 주위를 자유롭게 회전할 수 있으며, 회전에 따라 해머편(854)의 일부가 원반(853)의 둘레가장자리끝에서 바깥쪽으로 돌출해 나오도록 배치되어 있다.
회전 디스크 부재(853)의 회전에 의해, 해머편은 바람직하게는 해머편의 중심으로부터 편심한 위치에 상기 해머 지지축용 축구멍을 마련하고 있으며, 축구멍 주위로 해머가 편심 회전할 수 있다.
회전 디스크 부재의 해머편에 대응하여, 원통형 케이싱의 내주면에는 세로방향으로 긴 막대형상의 복수의 고정날이 내주면 주위에 적당한 간격을 두고 고정되어 있으며, 회전 디스크 부재로부터 연장한 해머편의 선단과 상기 고정날이 근접해서, 그 사이에서 유기물 입자를 파쇄하도록 되어 있다.
해머편의 예로서, 도 8a에는 단면이 대략 직사각형인 막대형상 해머(857)에 의해 한쪽으로 편심해서 축구멍(858)을 형성하고 있다. 도 8b는 적당한 두께의 대략 원형상의 해머에 의해, 둘레가장자리 단면에 요철(859)을 형성하여, 원형 중심으로부터 편심한 위치에 축구멍(858)을 형성하고 있다. 모두, 축구멍(858)에 해머 지지축(855)이 삽입되어 회전 디스크 부재의 원반(853)에 고정 회전되면, 막대형상 해머든 원형상 해머든 해머 지지축(855) 주위로 편심 회전하여, 그의 일부가 회전 디스크 부재의 원반(853)의 둘레가장자리끝보다 바깥쪽으로 돌출해 나와, 상기 고 정날에 근접할 수 있고, 그 사이에서 해머 효과에 의해 유기물을 파괴해서 파쇄 파편으로 한다.
원통형상 케이싱의 내면 하부측에는, 고정된 돌기날(844)이 안쪽으로 돌출해 있고, 돌기날(844)은 원반(853)의 두께보다 얇으며, 돌기날(844)의 선단이 원반(853)의 둘레가장자리 끝면과 대치하도록 배치되어, 그 상하에 위치하는 해머편과 전단 작용에 의해, 유기물 특히 긴 섬유상태의 유기물을 미세하게 절단하는 효과가 있다.
구동 회전축(850)의 하단부(803)는, 하부측의 베어링(845)에 의해 원통형 케이싱(841)의 중심부에 지지되어 있지만, 베어링(845)은 원통형 케이싱(841)의 내주면에 고정된 원환(圓環) 부재(825)와 원환 부재로부터 안쪽을 향해 연장되는 복수의 스포크(826)의 집합부에 고정되어 있으며, 스포크(826) 사이의 공간을 파쇄된 유기물이 낙하하도록 되어 있다. 원통형 케이싱 전체는, 적당한 기대(810)에 지지되어 있으며, 그 기대 하부에서 파쇄 유기물(12)이 회수되고, 파쇄 유기물(12)은 상술한 선별기를 통하여 또는 직접 상술한 초미세화용 슬러리조(78)로 공급된다.
본 발명의 유기물 발효 처리 방법 및 그 설비는, 동식물질 폐기물을 회수하여 발효 처리하는 폐기물 처리업 분야에 있어서, 또한 처리된 발효액이 농업?축산 분야에 있어서 유효하게 이용될 수 있고, 또한 그러한 처리 설비?기계를 제조 판매하는 분야에 있어서도 이용할 수 있다.
Claims (16)
- 유기물과 물의 공급을 받는 한편, 발효균 배양 탱크로부터 발효균을 공급받아 유기물을 처리하면서 발효균을 배양하는 발효 촉진 탱크를 구비하는 유기물을 사용한 발효균 배양 플랜트에 있어서,물의 클러스터를 미세화하는 물 미세화 장치와,종균 탱크로부터 발효균종이, 첨가물 탱크로부터 첨가물이, 상기 물 미세화 장치로부터 미세화된 클러스터의 물이 각각 공급되어 발효균을 대량으로 배양하는 발효균 배양 탱크와,폐기식품이나 잉여 오니 등의 유기물을 공급받아 분쇄하는 유기물 분쇄장치와,상기 유기물 분쇄장치로부터 분쇄 유기물이 공급되고, 분쇄 유기물과 물의 클러스터를 입자크기가 100㎛ 이하가 되도록 초미세화하는 초미세화 장치를 구비하고,상기 발효 촉진 탱크가 상기 초미세화 장치로부터 초미세화된 유기물과 물을 공급받아 유기물을 처리하면서 발효균을 배양하는 것을 특징으로 하는 발효균 배양 플랜트.
- 제 1 항에 있어서,상기 종균 탱크는 락토바실러스균을 포함하는 발효균종을 수용하고,상기 첨가물 탱크는 당밀을 포함하는 첨가물을 수용하는 것인 플랜트.
- 제 1 항에 있어서,상기 발효 촉진 탱크로의 발효균 공급은, 상기 폐기식품이나 잉여 오니의 저장부에 있어서 살포된 발효균과 그 폐기식품이나 잉여 오니들과 함께, 상기 유기물 분쇄장치에 있어서 살포된 발효균과 분쇄된 유기물과 함께, 상기 초미세화 장치에 혼입된 발효균과 초미세화된 유기물과 함께 공급되거나, 또는 상기 발효 촉진 탱크로 직접 공급되는 플랜트.
- 제 1 항에 있어서,상기 폐기식품은 무포장 폐기식품과 포장된 폐기식품을 포함하고, 포장된 폐기식품은 종이팩에 들어 있는 우유나 종이통에 들어 있는 포테이토칩, 패트병에 들어 있는 음료 등의 단단한 용기에 들어 있는 식품과 유연한 용기에 들어 있는 식품을 포함하며, 이들 단단한 용기에 들어 있는 식품 및 유연한 용기에 들어 있는 식품은, 파쇄부에서 파쇄된 포장식품을 스크린이 부착된 원통체내에서 회전 나선 날개의 회전에 의해 안에 든 식품으로부터 포장재를 분리하는 폐기 포장식품의 포장재 분리장치에 의해 포장재가 분리된 상태로 되어 있는 플랜트.
- 동물질 또는 식물질 폐기물인 원료 유기물을 파쇄기에 의해 파쇄하는 공정과,파쇄기에 의해 파쇄한 파쇄 유기물을 포함하는 슬러리를 고리모양류(環狀流)로 하여 파쇄 유기물을 입자 크기가 100 ㎛ 이하가 되도록 초미세화하는 공정과,초미세화 공정에서 유기물이 초미세화된 초미세 슬러리를 발효시켜 발효액으로 하는 공정을 포함하는 유기물의 발효 처리 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 처리 방법은 상기 원료 유기물, 파쇄 유기물 또는 초미세 슬러리 중의 어느 하나에 발효균 함유 기재를 첨가하는 공정을 포함하는 처리 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 발효 공정은 초미세 슬러리를 발효조내에 저장하여 초미세 유기물을 발효시키는 처리 방법.
- 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 미세화의 방법이, 상기 파쇄 유기물의 슬러리를 펌프에 의해 가압하고, 노즐을 통하여 동축형상으로 배치된 내통과 외통 사이의 고리모양 유로내로 토출하여, 고리모양류에 의해 유기물 입자를 미세화하도록 한 처리 방법.
- 제 5 항에 있어서,파쇄 공정과 초미세화 공정 사이에, 상기 파쇄 유기물로부터 조대물을 분리하는 공정을 포함하는 처리 방법.
- 동물질 또는 식물질의 원료 유기물을 파쇄하기 위한 파쇄기와, 파쇄기에 의해 파쇄한 파쇄 유기물을 슬러리로 해서 슬러리 중의 유기물을 고리모양류 내에서 입자 크기가 100 ㎛ 이하가 되도록 초미세화하는 초미세화 장치와, 상기 초미세화 장치로부터의 초미세 슬러리를 발효시켜 발효액을 얻는 발효조를 포함하도록 한 유기물의 발효 처리 설비.
- 제 10 항에 있어서,상기 원료 유기물, 파쇄 유기물 또는 초미세 슬러리 중의 어느 하나에 발효균 함유 기재를 첨가하는 발효균 첨가 수단을 포함하는 처리 설비.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 초미세화 장치가 동축형상으로 배치된 내통 및 외통과 이들 내통과 외통 사이의 고리모양 유로로 이루어지는 통형상 용기와,고리모양 유로를 향하여 슬러리를 토출하는 노즐을 외통에 고정한 슬러리 토출 장치와,슬러리 토출 장치에 접속한 펌프로 이루어지며,상기 파쇄 유기물의 슬러리를 고리모양 유로 안으로 유통시켜서 유기물 입자를 초미세화하도록 한 처리 설비.
- 제 12 항에 있어서,상기 초미세화 장치가 상기 외통의 바깥쪽에 제 2 외통을 더욱 포함하고, 상기 외통과 제 2 외통 사이를 제 2 고리모양 유로로 하며, 상기 고리모양 유로로부터 나온 슬러리를 가압하는 제 2 펌프와, 제 2 외통에 상기 제 2 고리모양 유로로 토출하도록 고정된 제 2 노즐을 포함하는 제 2 슬러리 토출 장치를 포함하고, 제 2 펌프로부터의 슬러리를 제 2 고리모양 유로로 토출해서 고속류로 하여 유기물 입자를 초미세화하도록 한 처리 설비.
- 제 11 항에 있어서,상기 첨가 수단이 발효균 함유 기재를 살포하기 위한 스프레이 노즐을 포함하는 처리 설비.
- 제 11 항에 있어서,상기 첨가 수단이 상기 발효균 함유 기재를 조제하기 위한 발효균 배양 장치를 포함하고, 배양 장치가 발효균 배양조를 포함하는 처리 설비.
- 제 15 항에 있어서,상기 배양 장치가 동물질 또는 식물질의 유기물을 슬러리로서 초미세화하기 위한 별체의 초미세화 장치를 포함하고, 초미세화 장치가 이중 원통 용기의 고리모양 유로에 흐르는 고속수 안에 슬러리를 첨가하여, 고속 수류의 충격력, 전단력 혹은 캐비테이션에 의해 유기물을 초미세화하여, 상기 배양조에 공급하도록 한 처리 설비.
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|---|---|---|---|---|
| JP2003010880A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-14 | Yoshihiro Kodama | 汚泥の生成量低減と商品化方法 |
| JP2003305443A (ja) * | 2002-04-15 | 2003-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 廃棄物処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050076587A (ko) | 2005-07-26 |
| JP2005205259A (ja) | 2005-08-04 |
| JP3866244B2 (ja) | 2007-01-10 |
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