KR101315206B1 - 친환경으로 재오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화물 생산방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친환경으로 환경오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화재생산방법에 관한 것으로서, 환경오염을 최소화 시키면서 환경오염의 원인인 음식물찌꺼기를 처리하고, 음식물찌꺼기를 연료로 사용할 수 있는 탄화재를 생산하여 탄화처리과정에서 악취 발생이나 다이옥신과 같은 오염물질의 배출을 방지하도록 다단계의 정화처리과정 및 급생시킴으로 응축시킬 수 있는 처리 방법을 수행하여 환경오염을 방지할 수 있는 뛰어난 효과가 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
음식물찌꺼기, 탄화, 친화경, 재활용
Description
본 발명은 친환경으로 환경오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화물 생산방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환경오염을 최소화 시키면서 환경오염의 원인인 음식물찌꺼기를 처리하고, 음식물찌꺼기를 연료로 사용할 수 있는 탄화재를 생산할 수 있는 탄화물 생산방법에 관한 것이다.
산업사회의 발전과 인구의 증가에 따라 폐기물 및 각종 환경오염물질이 대량으로 발생하고 있으며, 이에 따라 막대한 사회적, 경제적 손실을 가져오고 있다.
이러한 자연의 정화 능력을 초과한 폐기물이 발생하게 되면서 인간의 건강과 주위환경에 영향을 미치는 폐기물의 관리와 처리가 점차 중요한 문제로 대두되었다. 우리나라도 급속한 경제성장과 이에 따른 소득 증가로 소비수준의 향상이 이루어졌고, 그 결과 시민들이 일상생활에서 배출하는 생활폐기물의 양이 크게 증가하였으 며, 증가되는 생활폐기물의 처리를 위해 추가적인 매립장의 확보, 소각장의 건립이 필요하게 되었다.
식량자원이 부족한 우리나라의 경우 과다한 음식물 쓰레기의 발생은 식량자원의 낭비와 함께 음식문화의 특성상수분함량이 높아 쉽게 부패되어 악취와 오수가 발생되며 매립 시에는 다량의 침출수가 흘러나와 지하수 오염과 같은 2차 환경오염을 유발시키며 침출수를 처리하는데 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 소각시에도 수분이 많아 소각효율이 떨어지기 때문에 보조연료를 사용해야 하는 등의 문제점이 있다.
특히 수도권 매립지의 침출수와 악취 문제로 인해 1997년 폐기물관리법에 직매립 금지조치가 설정되었으며, 2005년 1월 1일부터 음식쓰레기의 직매립이 전면 금지되었다. 음식물 쓰레기 재활용률은 1997년 9.7%에서 2000년 45.1%, 2002년 말 약 62%로 계속적으로 증가하고 있으며 이중 퇴비화사료화가 전체의 약 85% 정도를 차지하고 있다.
그러나 퇴비화사료화의 경우 처리기간이 길고, 필요한 부지면적이 크고, 재활용 과정에서 악취가 발생하며, 경제성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 특히 사료화의 경우에 광우병 파동 이후 반추동물의 동물성 사료 사용 금지조치로 인해 생산된 사료를 퇴비의 원료로 사용하고 있는 상황이다.
음식물 쓰레기와 같이 함수율이 높고 자체 유기물 함량이 높은 폐기물은 탈수효율을 높이면 감량화를 통해 처리비용을 절감할 수 있으며, 메탄화 또는 열처리 과정을 통해 에너지를 생성할 수 있는 이점이 있기 때문에 이에 대한 많은 연구가 이루어져 왔으나, 현재 많은 문제점이 나타나고 있다.
상기 메탄화의 경우 음식물 쓰레기를 처리하는 과정에서 에너지원으로 사용 가능한 메탄가스가 생성되고 처리후 생성되는 슬러지의 생산량이 적으며, 장기간의 처리시간을 통해 슬러지나 폐수내의 병원균을 죽일 수 있지만, 처리시간이 길어 시설비가 높으며, 처리과정에서 악취가 발생해 이에 대한 대비가 필요하며, 메탄화 미생물이 온도, 용존 산소량(dissolved oxygen) 및 수소지수(pH)와 같은 환경조건에 민감하기 때문에 운전이 어려운 단점이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 음식물 쓰레기를 고체 연료로 사용 가능한 고열량의 탄화물로 생성함과 동시에 파쇄하여 수분을 배출하고 남아있는 수분을 압착하여 배출하여 압축건조하는 단계를 거쳐 압축건조된 음식물을 고체 탄화물로 건조하여, 압축관에서 탄화시키도록 가열부를 구성한 탄화실을 구성하고, 악취가 다량 발생되는 고체탄화물 단계를 거치고, 상기 고체탄화물에서 발생되는 악취 및 휘발성분을 고체탄화물내에 응축되도록 음식물 쓰레기를 이용한 탄화 처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제 처리 수단은 음식찌꺼기 투입물에 뼈, 길이가긴 배추잎, 무 등의 크기가 크거나 견고한 물질을 잘게 파쇄하도록 파쇄날이 구성되어 압착하면서 1차적으로 수분을 짜내는 파쇄및 제1차탈수단계와, 상기 투입된 음식물찌꺼기를 일정하게 이송하도록 장착된 스크류를 포함한 이송부와, 상기 이송부에 이송된 원료를 압축하도록 형성된 스크류부와, 상기 압착되는 스크류부에 의해 안착된 상태에서 재압축하도록 형성된 역스크류부와, 압축된 원료를 압축이송 리딩부로 이루어어져 2차 탈수가 이루어지고 탈수와 동시에 압축이이루어져 제3차 탈수와 건조단계를 거치는 재탈수 및 건조압축 이송단계와, 상기 재탈수 및 건조압축 이송단계의 거친후 압축된 상태에서 배송관으로 연결되어 공기가 차단된 상태의 이송관은 고온의 320~400도의 열을 가하여 가열부를 구성하여 압축된 음식물찌꺼기를 탄화시키는 진행과정이 이루어지는 진행형탄화단계와, 상기 진행형탄화단계를 거친 상태의 탄화재의 온도를 급경화하여 냄새를 응축시키도록 이송관의 외부에는 수냉식 또는 냉매장치를 구현한 냉각장치를 구성한 응축단계와, 응축단계를 거친 탄화재를 일정한 크기로 재단하도록 커터날이 형성하여 재단하는 절단단계로 이루어지도록 달성하였다.
본 발명의 파쇄단계는 음식찌꺼기 투입물에 뼈, 길이가 긴 배추잎, 무 등의 크기가 크거나 견고한 물질을 잘게 파쇄하도록 파쇄날이 구성되며 파쇄와 동시에 압착하면서 1차적으로 수분을 짜내도록 기어식 파쇄날을 형성하여 압착과 동시에 파쇄되도록 이루어지도록 달성하였다.
본 발명에 따르면 음식물 쓰레기를 가열에 의하여 수분을 제거하여 압축과정을 거쳐 고효율의 탄화물을 생산할 수 있는 효과가 있다.
환경오염의 원인인 음식물 쓰레기를 연료로 사용할 수 있으며 또한 물식물처리이 짧고 오염발생률을 최소화시키는 효과가 있으며, 용도를 다양하게 사용할 수 있으므로 재활용 범위가 넓다. 특히 탄화처리과정에서 악취 발생이나 다이옥신과 같은 오염물질의 배출을 방지하도록 다단계의 정화처리과정 및 급생시킴으로 응축시킬 수 있는 처리 방법을 수행하여 환경오염을 방지할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 매우 유용한 발명인 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예의 친환경으로 오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화재생산방법을 첨보된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 본 발명의 친환경으로 오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화재생산방법은 파쇄및 제1차탈수단계(S1), 재탈수 및 건조압축 이송단계(S2), 진행형탄화단계(S3), 냄새 및 휘발성물질 응축단계(S4), 절단단계(S5)로 이루어져 배송관을 통하여 계속적으로 생산이 가능한 진행형 구조의 탄화생산단계로 이루어진다.
음식물찌꺼기에는 수분과 각종 양념과 수분이 많은 야채류 등을 압착하여 파쇄하는 기어형 구조로 형성된 파쇄날을 형성하여 수분을 배출하면서 파쇄되도록 이루어진다.
상기와 같이 음식물찌꺼기와 톱밥 등을 혼합이 가능하며, 탄화과정 및 양질의 탄화물의 생산이 가능하다,
상기와 같이 음식물찌꺼기가 파쇄됨과 동시에 1차 탈수가 이루어진다. 즉 음식찌꺼기 투입물에 뼈, 길이가긴 배추잎를 포함한 야채, 수분이 많고 부피가 큰 무 등의 잘게 파쇄하도록 파쇄날이 구성되어 압착하면서 1차적으로 수분을 짜내는 파쇄및 제1차탈수단계(S1)로 이루어진다.
파쇄 및 제1차 탈수단계를 거친 음식물찌꺼기는 일정하게 이송하도록 장착된 스크류를 포함한 이송부에 의해 이송되면서 수분은 하부로 배출되면서 이송된다.
이송부에 이송된 원료를 압축하도록 형성된 스크류부를 구성하여 음식물 찌 꺼기를 압축하면서 수분을 배출하도록 스크류부를 구성하였다.
상기와 같이 압착되는 스크류부에 의해 안착된 상태에서 재압축하도록 형성된 역스크류부와, 압축된 원료를 압축이송 리딩부로 이루어어져 2차 탈수가 이루어지고 탈수와 동시에 압축이 이루어져 제3차 탈수와 건조단계를 거치는 재탈수 및 건조압축 이송단계(S2)로 이루어진다.
본 발명의 다른 실시예의 재탈수 및 건조압축 이송단계는 스크류부의 외부온도는 압착되는 스크류부에 의해 안착된 상태에서 재압축하도록 형성된 역스크류부와, 압축된 원료를 압축이송 리딩부를 구성하여 제1배렐부, 제2배렐부, 제3배렐부로 구성하고, 상기 제1배렐부의 온도는 30℃~40℃와, 제2배렐부의 온도는 40℃~60℃, 제3배렐의 온도는 60℃~100℃로 유지하여 건조가 빠르게 이루어지도록 하였다.
상기와 같이 구성하여 제 2차탈수와 고압으로 압축된 음식물찌꺼기를 노즐을 통하여 배송관으로 밀어서 연속적으로 이루어진 배송관을 통하여 다음단계로 이송이 이루어진다.
배송관은 고온으로 형성된 노를 통과하고 열을 흡수할 수 있도록 다수개의 흡열판을 구성하여 배송관내를 통과하는 음식물 찌꺼기를 연속적으로 탄화시키도록 구성한 특징이 있다.
즉 재탈수 및 건조압축 이송단계(S2)의 거친 후 압축된 상태에서 배송관으로 연결되어 공기가 차단된 상태의 배송관 내의 온도는 320~400도의 고열을 가하는 가열부를 구성하여 압축된 음식물찌꺼기를 탄화시키는 진행과정이 이루어지는 진행형탄화단계(S3)로 이루어진다.
진행형탄화단계(S3)는 탈수 및 건조압축 이송단계의 거친후 압축된 상태에서 배송관으로 연결되어 공기가 차단된 상태의 배송관내의 적정온도는 온도가 330~360도의 온도를 유지하도록 내부 온도감지센서를 구성이 바람직하다.
상기 가열부는 외부열을 가하도록 전기히터, 가스 또는 기름버너로 가열하고, 배송관은 열의 흡열이 이루어지도록 흡열판을 다수개 배열되어 부착되도록 이루어지며 열전달이 좋은 알루미늄, 동 등으로 사용된다.
고열의 탄화과정을 거친 탄화물은 냄새 및 휘발성 물질이 발생되어 오염의 원인을 제공하게 되므로 급경하게 온도를 냉각시키도록 하여 냄새 및 휘발성 물질을 응축시키도록 냉각장치를 구성하였다.
냉각장치는 수냉식으로 형성하여 배송관내로 통과하는 탄화물을 냉각하도록 다수개의 냉각핀을 부착하여 열을 발산하도록 구성하였다.
즉 진행형탄화단계(S3)를 거친 상태의 탄화재의 온도를 급냉화하여 냄새를 감소시키도록 냄새 및 휘발성물질을 응축시키도록 배송관의 외부에는 수냉식 또는 냉매장치를 구현한 냉각장치를 구성한 냄새 및 휘발성 물질을 응축하는 응축단계로 이루어진다.
상기 응축단계를 거친 탄화재를 일정한 크기로 재단하도록 모터에 의해 회전 또는 상하이송되는 커터날로 절단하는 절단단계(S5)로 이루어진다.
상기와 같이 가래떡 처럼 배출되는 탄화물을 소비자가 원하는 크기로 절단하여 생산이 가능하므로, 대량생산 및 별도의 음식물 배출업체에서 사용이 가능하다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명은 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양 한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 친환경공법으로 오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화물 생산방법을 도시한 공정도.
* 도면의 주요부호에 대한 상세한 설명 *
S1 : 파쇄 및 제1차 탈수단계 S2 : 재탈수 및 건조압축 이송단계
S3 : 진행형탄화단계 S4 : 냄새 및 휘발성물질 응축단계
S5 : 절단단계
Claims (4)
- 음식찌꺼기 투입물에 뼈, 길이가 긴 배추잎, 무의 크기가 크거나 견고한 물질을 잘게 파쇄하도록 파쇄날이 구성되어 압착하면서 1차적으로 수분을 짜내는 파쇄및 제1차탈수단계(S1);상기 투입된 음식물찌꺼기를 일정하게 이송하도록 장착된 스크류로 이루어진 이송부와, 상기 이송부에서 이송된 원료를 압축하도록 형성된 압축스크류부와, 상기 압축스크류부에 의해 압축된 상태에서 재압축하도록 형성된 역스크류부와, 상기 압축된 원료를 이송하는 압축이송 리딩부로 이루어져 2차 탈수가 이루어지고, 상기 탈수와 동시에 압축이 이루어져 제3차 탈수와 건조단계를 거치는 재탈수 및 건조압축 이송단계(S2);상기 재탈수 및 건조압축 이송단계의 거친후 압축된 상태에서 배송관으로 연결되어 공기가 차단된 상태의 이송관은 고온의 320~400도의 열을 가하여 가열부를 구성하여 압축된 음식물찌꺼기를 탄화시키는 진행과정이 연속적으로 이루어지는 진행형탄화단계(S3);상기 진행형탄화단계(S3)를 거친 상태의 탄화재의 온도를 급냉각화하여 냄새를 배출을 감소시키도록 배송관의 외부에는 수냉식 또는 냉매장치를 구현한 냉각장치를 구성하여 휘발성 물질을 응축하는 응축단계(S4);상기 응축단계(S4)를 거친 탄화재를 일정한 크기로 재단하도록 커터날이 형성하여 절단하는 절단단계(S5);로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경으로 오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화물 생산방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 진행형탄화단계(S3)는상기 탈수 및 건조압축 이송단계의 거친후 압축된 상태에서 배송관으로 연결되어 공기가 차단된 상태의 배송관은 이송관내의 온도가 330~360도의 온도를 유지하도록 내부 온도감지센서를 구성하여 외부열을 가하도록 전기히터, 가스 또는 기름버너로 가열하고, 상기 배송관은 열의 흡열이 이루어지도록 흡열판을 다수개 배열되어 부착되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경공법으로 오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화물 생산방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 탈수 및 건조압축 이송단계(S2)는스크류부의 외부온도는 압착되는 스크류부에 의해 안착된 상태에서 재압축하도록 형성된 역스크류부와, 압축된 원료를 압축이송 리딩부는 제1배렐부, 제2배렐부, 제3배렐부로 구성하고, 상기 제1배렐부의 온도는 30℃~40℃와, 제2배렐부의 온도는 40℃~60℃, 제3배렐의 온도는 60℃~100℃로 유지함을 특징으로 하는 친환경공법으로 오염이 발생되지 않는 음식물찌꺼기를 이용한 탄화물 생산방법.
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| KR20110027104A KR20110027104A (ko) | 2011-03-16 |
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| JP2001288473A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-16 | Shigeru Aoki | 生ごみ連続炭化装置 |
| JP2002146360A (ja) | 2000-11-17 | 2002-05-22 | Plantec Inc | 有機性廃棄物からの炭化生成物の製造方法 |
| KR100486389B1 (ko) | 2004-04-14 | 2005-04-29 | 김수옥 | 음식물 쓰레기 탄화식 처리장치 |
| KR100856677B1 (ko) | 2007-12-18 | 2008-09-04 | 경상대학교산학협력단 | 음식물쓰레기의 처리장치 |
-
2009
- 2009-09-09 KR KR20090085049A patent/KR101315206B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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