KR101493732B1 - Environment-friendly mulching material and manufacturing method threreof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 친환경 멀칭재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연재질로 이루어져 토양오염을 야기하지 않고 자연분해성이 뛰어나며 토양에 산소공급이 원활한 친환경 멀칭재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an environmentally friendly mulching material and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to an environmentally friendly mulching material which is made of a natural material and does not cause soil contamination,
일반적으로, 멀칭(mulching)이란 농작물 또는 수목의 토양 표면을 비닐, 종이, 건초, 나뭇잎, 짚, 톱밥, 양모, 동물의 배설물 등과 같은 유기잔류물 등으로 덮어주는 것을 말하는 것으로 이를 각종의 농작물 혹은 수목 재배 등에 적용하였을 시 이들의 생육에 필요한 조건인 온도 및 수분을 적절하게 유지하는 기능을 가지는 것으로 알려져 있다. 이러한 멀칭재료는 작물 및 수목재배 시 유용하게 이용되고 있는데, 상대적으로 높은 기온인 늦봄이나 초여름의 경우 수분 등의 유실을 방지하기 위해 이용되고, 가을이나 겨울의 낮은 기온에서는 작물 및 수목에 대한 보온효과를 기대할 수 있다. 또한 겨울이 지난 초봄의 경우 이 때 성장하는 다년생 식물 등의 생장을 지연시키거나 동결 해동 시에 발생할 수 있는 작물과 수목의 손상을 방지할 수 있으며 더 나아가 주변 토양의 침식을 방지하고, 작물 및 수목 내의 양분의 유실을 방지할 수 있으며, 미생물 및 바이러스의 발생억제 효과로 작물을 보호하는 것 등의 용도로 사용되는 경우가 많다.Generally, mulching refers to covering a soil surface of a crop or a tree with organic residues such as vinyl, paper, hay, leaves, straw, sawdust, wool, animal feces, and the like, It has been known that it has a function of appropriately maintaining temperature and moisture, which are necessary conditions for their growth, when cultivated. These mulching materials are useful for growing crops and trees. They are used to prevent water loss such as late spring or early summer, which is a relatively high temperature. In the case of low temperature in autumn and winter, Can be expected. In addition, it can prevent the damage of crops and trees that may occur at the time of delaying the growth of growing perennial plants or freeze thawing at the time of early spring in winter, further preventing the erosion of surrounding soil, It is often used for the purpose of protecting crops from the effect of inhibiting the generation of microorganisms and viruses.
이러한 멀칭재료가 작물 및 수목의 배양에 미치는 영향은 토양의 수분함량에 따라 복합적으로 나타날 수 있다. 하나는 건기 시 멀칭재료 내 토양 및 작물의 수분유실을 방지하기 위해 햇빛이 토양의 포면에 도달하는 것을 멀칭재료와 대기 사이에 층을 형성하고 멀칭재료에 의해 음영이 발생하기에 빛을 적절히 차단하는 기능을 가지며, 또 다른 하나는 우기 시 멀칭재료 내 토양 및 작물의 생장에 문제가 발생할 정도의 완전건조를 방지하기 위해 수분을 적절히 흡수하여 최종적으로 작물 및 토양의 수분을 적절하게 유지할 수 있어 최종적으로 작물 및 수목 재배 시 수분의 포화 및 결여에 따라 영양공급 등에 의해 발생할 수 있는 문제점을 최대한 보완할 수 있는 기능을 가진다. The effect of these mulching materials on the cultivation of crops and trees can be complex depending on the water content of the soil. One is to prevent the moisture loss of soils and crops in dry mulching material, so that the sunlight reaches the soil surface, forming a layer between the mulching material and the atmosphere and shading by the mulching material to properly block the light And the other is to appropriately absorb moisture to prevent complete drying to such an extent that the soil and crops grow in the mulching material during the wet season and finally maintain the moisture of the crop and soil appropriately, And has the function of maximizing the problems that may occur due to nutrient supply and the like due to saturation and lack of moisture during cultivation of crops and trees.
이에 사용되는 멀칭재로는 짚이나 건초로부터 폴리머필름 또는 비닐에 이르기까지 다양하고, 보통 저가이며 사용이 간편한 비닐 수지를 많이 이용하고 있는 실정이다. 그러나, 이와 같은 비닐 수지의 경우에는 토양의 수분 또는 보온성을 유지할 수는 있으나 토양에 산소 공급이 원활하지 못하여 작물 뿌리의 발육이 왕성하지 못한 문제점이 있고, 작물의 수확이 끝난 후 수거가 용이하지 않아 재활용되지 못하고 흙과 함께 섞여 있기 마련인데 시간이 지나도 썩지 않기 때문에 심각한 토양 오염을 야기하는 문제점이 있었다. The mulching materials used therefor vary from straw or hay to polymer films or vinyls, and usually use low-cost, easy-to-use vinyl resins. However, in the case of such a vinyl resin, it is possible to maintain the moisture or warmth of the soil, but the oxygen supply to the soil is not smooth and the development of the crop roots is not feasible, and collection after the harvest of the crop is not easy It has not been recycled and mixed with soil. However, since it does not rot over time, it causes serious soil pollution.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 자연상태에서 생분해가능한 멀칭재에 대한 연구도 진행되고 있는데, 이러한 것들은 베이스폴리머로서 플라스틱을 이용함으로써 토양 미생물에 의한 자연분해에 한계가 있었다.In order to solve such problems, studies on biodegradable mulching materials in the natural state have been conducted, and these have limited natural decomposition by soil microorganisms by using plastic as a base polymer.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 천연재질로 이루어져 토양오염을 야기하지 않고 자연분해성이 뛰어나며 토양에 산소공급이 원활하여 작물 뿌리의 발육에 영향을 미치지 않는 친환경 멀칭재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an eco-friendly mulching material which is made of a natural material and does not cause soil contamination, has excellent natural decomposability and smoothly supplies oxygen to the soil, And a method for producing the same.
본 발명에 따른 친환경 멀칭재의 제조방법은 원목형태의 목재를 소정 크기로 절단하여 소편화된 목질재료를 준비하는 단계와, 상기 소편화된 목질재료를 150℃ 내지 240℃ 온도에서 열을 가하여 목질재료의 성분 중 셀룰로오스의 열분해를 일으키지 않고 헤미셀룰로오스가 열분해되도록 고열가공처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing an environmentally friendly mulching material according to the present invention comprises the steps of preparing a small sized wood material by cutting wood of a wood type to a predetermined size and heating the small sized wood material at a temperature of 150 to 240 캜, And thermally processing the hemicellulose so that the hemicellulose is thermally decomposed without causing thermal decomposition of the cellulose.
또한, 상기 고열가공처리 단계는 본체 프레임의 상측에 설치되는 투입부재와, 원통형상의 드럼통으로 이루어지고 드럼통의 전방에 형성된 개구를 통해 상기 투입부재로부터 목질재료가 드럼통의 내부로 공급되며 상기 드럼통의 중앙에 형성되는 수평 회전축이 상기 본체 프레임에 회전가능하게 결합되어 상기 수평 회전축을 중심으로 회전되는 회전드럼통과, 상기 회전드럼통을 회전시키기 위한 모터부재와, 상기 회전드럼통의 외측에 설치되어 상기 회전드럼통을 가열시키기 위한 가열부재를 포함하여 이루어지는 우드로스터를 이용하여 소편화된 목질재료를 상기 투입부재로 투입한 다음 상기 회전드럼통을 회전시키면서 상기 회전드럼통 내에서 투입된 목질재료를 상기 가열부재에 의해 소정 시간동안 급속 열가공처리를 하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, the high-temperature processing step may include supplying the wood material to the inside of the drum through the opening member formed in the front of the drum and comprising an input member provided on the upper side of the main frame and a cylindrical drum, A rotary drum cylinder rotatably coupled to the body frame to rotate about the horizontal rotary shaft, a motor member for rotating the rotary drum cylinder, and a rotary drum installed at the outer side of the rotary drum cylinder, And a heating member for heating the wood material into the rotary drum, and the wood material injected into the rotary drum is heated by the heating member for a predetermined time Which is obtained by performing rapid thermal processing And a gong.
또한, 상기 고열가공처리단계는 200도 내지 240도 온도에서 10분 내지 20분 동안 이루어지는 것을 특징으로 한다. Further, the high-temperature processing step is performed at a temperature of 200 to 240 degrees for 10 to 20 minutes.
또한, 상기 제조된 소편화된 목질재료를 저장하기 위한 원료호퍼로부터 컨베이어 벨트를 이용하여 목질재료를 이송한 다음 고열가공처리 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.Further, the woody material is transferred from the raw hopper for storing the produced small-sized woody material by using a conveyor belt, and then a high-temperature processing step is performed.
또한, 상기 회전드럼통으로부터 열가공처리 완료된 목질재료를 취출한 후에 상기 우드로스터로부터 배출되는 목질재료가 배출호퍼로 공급되고, 상기 배출호퍼의 상부에는 스프링클러가 구비되어 착화되어 있는 목질재료를 소화시키고 추가적으로 발생되는 연기를 완화시키기 위해 상기 스프링클러에 의해 워터 스프레이를 분사하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, a wood material discharged from the wood roaster is taken out from the rotary drum and is supplied to a discharge hopper, and a sprinkler is provided on the discharge hopper to digest the ignited wood material, And spraying the water spray by the sprinkler to mitigate the generated smoke.
따라서, 본 발명에 의하면 천연재질로 이루어져 토양오염을 야기하지 않고 자연분해성이 뛰어나며 토양에 산소공급이 원활하여 작물 뿌리의 발육에 영향을 미치지 않는 친환경 멀칭재를 제공할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an eco-friendly mulching material which is made of natural materials, does not cause soil pollution, is excellent in natural decomposability, and smoothly supplies oxygen to the soil, and does not affect the development of crop roots.
또한, 단순히 경지토양의 수분이 증발하는 것을 방지함에 그치지 않고 멀칭재에 함유되는 수분을 배출함으로써 보온보습성과 더불어 멸균효과가 뛰어나며 잡풀의 발아를 억제하여 작물의 발육에 효과적인 친환경 멀칭재가 제공된다. In addition, the present invention provides an environmentally friendly mulching material that is effective in maintaining moisture and moisture, and is excellent in sterilization effect by suppressing moisture contained in the mulching material, and inhibiting germination of the mulberry.
도1은 본 발명에 사용되는 연속식 급속 우드열가공처리장치의 전체도이며,
도2는 도1에서 우드로스터의 측면도이고,
도3은 도1에서 우드로스터의 정면도이며,
도4는 도1에서 제연기를 보여주는 도면이고,
도5는 본 발명에 따른 친환경 멀칭재를 이용하여 멸균효과를 실험한 결과를 보여주는 사진이고,
도6은 본 발명에 따른 친환경 멀칭재를 이용하여 잡풀의 발아억제실험을 수행한 것으로 경과일수에 따른 털비름의 발아율을 보여주는 도면이다.1 is an overall view of a continuous type rapid wood thermal processing apparatus used in the present invention,
Figure 2 is a side view of the woodroaster in Figure 1,
Figure 3 is a front view of the woodroaster in Figure 1,
FIG. 4 is a view showing the smoke in FIG. 1,
FIG. 5 is a photograph showing a result of an experiment on the sterilization effect using the environmentally friendly mulching material according to the present invention,
FIG. 6 is a graph showing the germination rate of hairbrush according to the elapsed days after the germination inhibition experiment was carried out using the environmentally friendly mulching material according to the present invention.
본 발명에 따른 친환경 멀칭재는 천연재질의 원목을 별도의 가공과정을 거쳐 이루어지는 것으로 토양오염을 야기하지 않으면서 멸균효과가 뛰어나며 잡풀의 발아를 억제하여 작물의 성장발육에 효과적인 것이다.The eco-friendly mulching material according to the present invention is a natural mulch material which is processed through a separate processing step, which is excellent in sterilization effect without causing soil contamination and is effective in growth and development of crops by inhibiting germination of weeds.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 멀칭재를 그 제조방법을 통해 상세하게 설명한다. Hereinafter, an eco-friendly mulching material according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to its manufacturing method.
본 발명에 따른 친환경 멀칭재는 원료로써 국내에서 용재로써 이용이 곤란한 소나무재선충피해목 및 참나무시들음병감염목 등의 병충해피해목을 적용함으로써 국내에서 처리가 곤란한 미 이용 자원 등을 우선적으로 적용하여 국내 산림자원의 일차적인 문제점을 효과적으로 해결하는 동시에, 그 외의 한국 범용 수종인 소나무, 잣나무, 삼나무, 편백나무 및 낙엽송과 같은 침엽수 및 굴참나무, 갈참나무, 졸참나무, 물참나무, 상수리나무 등의 참나무류 또는 아카시아나무, 자작나무 등과 같은 범용 활엽수류 원목을 본 발명의 멀칭재료의 원료로써 적용할 수 있다. The eco-friendly mulching material according to the present invention is applied as a raw material for pest damage such as pine rehabilitated tree and oak wilt infected tree which is difficult to use as a domestic material in domestic, And other oak trees such as pine, pine, cedar, Japanese white pine, and Japanese larch oak, oak oak, oak oak, oak oak, and acacia Wood, birch and the like can be applied as raw materials for the mulching material of the present invention.
먼저, 이러한 국내산 수종들의 원목형태의 목재를 소정의 길이로 절단하여 소편화된 목질재료를 제조하는 단계를 수행한다. 이 단계에서는 원목을 약 10 내지 30cm 길이, 직경 약 3~5cm크기로 절단한다. First, the step of cutting a wood of the domestic wood species of the domestic species into a predetermined length to produce a small-sized woody material is carried out. In this step, the logs are cut to a size of about 10 to 30 cm in length and about 3 to 5 cm in diameter.
이와 같이 일정크기로 절단한 소편화된 목질재료는 열가공처리장치로 이동시키고 약 150℃ 내지 240℃ 온도로 10분 내지 20분 동안 일정 열을 가하여 원자재인 목재의 성분 중 셀룰로오스의 열분해를 일으키지 않고 헤미셀룰로오스가 열분해되는 조건으로 고열가공처리를 수행한다. The small-sized woody material cut to a predetermined size is transferred to a heat processing apparatus and heated at a temperature of about 150 ° C. to 240 ° C. for 10 minutes to 20 minutes so as not to cause thermal decomposition of the cellulose among the ingredients of the wood, The high-temperature processing is performed under the condition that hemicellulose is pyrolyzed.
이 단계에서 온도를 150℃이상으로 유지하는 이유는 목재를 구성하는 화학적 성분 중 헤미셀룰로오스는 150℃이상의 온도에서 열분해가 생겨서 목재의 화학적, 물리적 성질이 변화되게 되는데 이러한 과정을 통해서 수축, 팽창률이 안정적으로 유지되어 내구성이 개선되며 보온 성능이 증가하게 된다. 또한, 본 발명에서의 열가공처리는 240도 이하에서 수행하게 되는데, 이와 같이 240도 이하에서 수행하는 이유는 목재의 구성성분 중 셀룰로오스는 240 내지 350도에서 열분해가 일어나게 되고, 이러한 셀룰로오스의 분해는 멀칭재의 강도가 저하되게 되고 잘 부스러지는 원인이 되기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 셀룰로오스의 열분해가 일어나지 않는 240도 이하에서 수행한다. The reason why the temperature is maintained above 150 ° C at this stage is that the chemical and physical properties of wood are changed due to pyrolysis of hemicellulose at a temperature of 150 ° C or more among the chemical components constituting the wood. Through this process, the shrinkage and expansion rate are stabilized The durability is improved and the heat insulation performance is increased. The thermal processing in the present invention is carried out at a temperature of 240 ° C. or less. The reason why the temperature is lower than 240 ° C. is because the cellulose in the wood is thermally decomposed at 240 to 350 ° C., The strength of the mulching material is lowered, and the mulching material is easily broken. Therefore, in the present invention, it is carried out at 240 degrees or less at which thermal decomposition of cellulose does not occur.
한편, 본 발명에서는 이와 같은 고열가공처리과정에 있어서 연속적으로 신속하게 열가공처리함으로써 고효율의 멀칭재를 생산하기 위해 별도로 연속식 급속 우드열가공처리장치를 개발하고 이를 이용하여 본 발명의 멀칭재를 제조한다. In the meantime, in the present invention, in order to produce high-efficiency mulching material by continuously and rapidly performing thermal processing in the high-temperature processing process, a continuous type rapid wood thermal processing apparatus is developed, and the mulching material .
본 발명에 사용되는 연속식 급속 우드열가공처리장치를 설명하면 다음과 같다. 도1 내지 4는 본 발명에 사용되는 연속식 급속 우드열가공처리장치를 보여주는 도면으로서, 도1은 본 발명에 사용되는 연속식 급속 우드열가공처리장치의 전체도이며, 도2는 도1에서 우드로스터의 측면도이고, 도3은 도1에서 우드로스터의 정면도이며, 도4는 도1에서 제연기를 보여주는 도면이다. The continuous type rapid wood thermal processing apparatus used in the present invention is as follows. 1 to 4 are views showing a continuous type rapid wood thermal processing apparatus used in the present invention. FIG. 1 is an overall view of a continuous type rapid wood thermal processing apparatus used in the present invention. Fig. 3 is a front view of the woodroaster in Fig. 1, and Fig. 4 is a view showing the smoke in Fig. 1. Fig.
본 발명에 사용되는 연속식 급속 우드열가공처리장치는 소편화된 목질재료인 원료를 계속적으로 공급하기 위한 원료공급이송부와, 목질재료를 급속 고온 열가공처리하기 위한 우드로스터(300)와, 우드로스터(300)로부터 발생되는 연기를 제거하기 위한 제연기(500)를 포함하여 이루어진다.The continuous type rapid wood thermal processing apparatus used in the present invention comprises a feedstock feeder for continuously feeding raw materials as small-sized woody materials, a
상기 원료공급이송부는 소편화된 목질재료를 연속적으로 우드로스터(300)에 공급하기 위한 것으로, 도2에 도시된 바와 같이 목질재료를 저장하기 위한 원료호퍼(210)와, 버킷 이송장치(250)와, 컨베이어 벨트(260)로 구성된다.The raw material feeder is for continuously feeding a small piece of woody material to the
원료호퍼(210)는 소편화된 목질재료를 저장하기 위한 것으로, 원료호퍼(210)의 하부에는 모터(211)에 의해 구동되는 스크류 컨베이어(212)가 설치되어 원료호퍼(210)에 저장된 원료가 스크류 컨베이어(212)에 의해 버킷 이송장치(250) 하측의 적재용기(220)로 공급된다.A
버킷 이송장치(250)는 원료호퍼(210)로부터 공급되는 원료를 컨베이어 벨트(260)로 이송하기 위한 것으로, 상, 하단에 각각 설치되고 모터(미도시)에 의해 구동되는 구동풀리(251) 및 종동풀리(252)와, 이 구동풀리(251)와 종동풀리(252) 사이에서 감겨져서 구동되는 구동체인(253)과, 구동체인(253)에 일정 간격으로 설치되어 적재용기(220)에서 원료를 담아 이송하기 위한 다수의 버킷(254)을 포함하여 이루어진다. 따라서, 버킷 이송장치(250)는 모터에 의해 구동체인(253)이 구동되고, 구동체인(253)이 구동됨에 따라 구동체인(253)에 설치된 다수의 버킷(254)이 원료호퍼(210)로부터 원료가 적재되는 적재용기(220)에서 원료를 담아 수직으로 상승하여 버킷 이송장치(250)의 상단에 있는 컨베이어 벨트(260)에 원료를 낙하하게 된다. 그 다음 컨베이어 벨트(260)에 낙하된 원료는 컨베이어 벨트(260)에 의해 이송되어 임시저장조(270)에 투입된다. The
임시저장조(270)는 우드로스터(300)의 상측에 설치되어 컨베이어 벨트(260)에 의해 이송되는 원료를 임시저장하기 위한 것으로, 도3에 도시된 바와 같이 공기배출관(272)이 설치되는 덮개(271)로 상단이 덮여지고, 임시저장조(270)의 하부에는 모터(274)에 의해 구동되는 교반부재(273)가 설치된다. 교반부재(273)는 모터(274)에 의해 구동되는 구동축(275)에 다수의 교반날개(276)가 설치되어 이루어진다. 또한, 임시저장조(270)에는 제연기(500)를 거쳐 연기가 제거된 고온의 공기가 공기이동관(570)을 통해 공급되는데, 교반날개(276)가 모터(274)에 의해 회전하면서 임시저장조(270)에 저장된 원료를 섞어주면서 이 고온의 공기에 의해 저장된 원료가 예비 가열되어 건조열처리되고 임시저장조(270)로 공급된 공기는 덮개(271)에 형성되는 공기배출관(272)을 통해 외부로 배출된다. The
그리고, 임시저장조(270)의 하단에는 유압실린더(278)에 의해 작동되는 게이트밸브(277)가 설치되어 저장된 원료를 주기적으로 우드로스터(300)로 공급하게 된다.At the lower end of the
상기 우드로스터(300)는 공급되는 목질재료를 급속 고온열처리하기 위한 것으로, 본체 프레임(310)에 각각 설치되는 투입부재(320)와 회전드럼통(330)과, 회전드럼통(330)을 회전시키기 위한 모터부재(340)와, 회전드럼통(330)을 가열시키기 위한 가열부재(350)를 포함하여 이루어진다.The
상기 투입부재(320)는 임시저장조(270)로부터 공급된 목질 원료를 회전드럼통(330)에 공급하기 위한 것으로, 투입안내부재(321)와, 투입안내부재(321)의 하단에 연결되는 투입관(322)으로 이루어진다. 투입안내부재(321)는 깔대기 형상으로 이루어져 투입안내부재(321)의 상부에 투입된 원료가 깔대기 형상을 따라 투입관(322)으로 안내되고, 회전드럼통(330)과 연결된 투입관(322)을 따라 회전드럼통(330) 내부로 공급되게 된다. The
그리고, 투입관(322)에는 원료의 열가공처리에 의해 발생되는 배출가스를 배기하기 위한 연관(327)이 연결되고, 연관(327)에는 배출가스에 포함된 분진가루 등을 1차 제거하기 위한 금속망(328)이 설치된다. 또한 연관(327)이 연결되는 투입관(322) 일측에는 연관(327)과 투입관(322)을 선택적으로 개폐하는 개폐밸브(323)가 설치된다. 이 개폐밸브(323)에는 스위블 실린더(324)가 설치되어 스위블 실린더(324)의 작동에 의해 연관(327)의 단부를 폐쇄하고 투입관(322)을 개방함으로써 회전드럼통(330) 내부로 원료를 공급하게 되고, 원료의 공급이 종료되면 투입관(322)에 연결된 연관(327)의 단부를 개방함과 동시에 투입관(322)을 폐쇄함으로써 회전드럼통(330)으로부터 발생되는 배출가스를 연관(327)으로 배출시키게 된다.The
상기 회전드럼통(330)은 그 내부로 공급된 목질 원료를 회전시키면서 연속적으로 급속 고온건조 및 열처리하기 위한 것으로, 원통 형상의 드럼통(330)의 중앙에 형성되는 수평 회전축(331)의 양단이 본체 프레임(310)의 전, 후방 프레임(311,312)에 각각 회전가능하게 결합된다. 또한, 회전드럼통(330)의 전방은 개구되어 투입부재(320)의 투입관(322)과 연통됨으로써 투입부재(320)로부터 공급되는 원료가 회전드럼통(330) 내로 공급된다. 그리고, 회전드럼통(330)에는 타공판(332)이 설치되어 가열부재에 의해 가열된 공기가 타공판(332)을 통해 회전드럼통(330) 내부로 유입되고 이 가열공기 또한 가열부재(350)와 함께 원료의 열가공처리를 돕게 된다. The
상기 모터부재(340)는 회전드럼통(330)을 회전축(331)을 중심으로 회전시키기 위한 것으로 본체 프레임(310) 하부에서 회전드럼통(330)의 하측에 설치되고 모터부재(340)의 구동풀리가 회전드럼통(330)의 회전축(331)의 일단에 형성되는 종동풀리와 벨트로 연결되어 모터부재(340)의 회전력이 회전드럼통(330)으로 전달된다. The
상기 가열부재(350)는 회전드럼통(330)의 외측에서 회전드럼통(330)을 가열시키기 위한 것으로 본 실시예에서는 가스 버너가 회전드럼통(30)의 하측에 설치되어 있다. 따라서, 가스탱크(미도시)로부터 공급되는 가스가 가스 헤드로 공급되어 회전드럼통(330)을 가열시키게 된다. The
또한, 회전드럼통(330)에서 가열부재(350)에 의해 가열되는 부분을 제외한 나머지 부분을 감싸도록 회전드럼통(330)의 둘레방향으로 외부 하우징(313)이 설치되는데, 외부 하우징(313)은 내측 열차단커버(313a)와 이와 이격되는 외측 열차단커버(313b)로 구성된다. The
그리고, 본체 프레임(310)의 전방 프레임(311) 일측에는 도4에 도시된 바와 같이 원료의 가공과정을 관찰할 수 있도록 투시창(314)이 설치되고, 회전드럼통(330)의 온도를 표시하는 온도계(315)가 설치된다.4, a
한편, 본체 프레임(310)의 전방 프레임(311)에는 열처리가 완료된 원료를 배출하기 위해 전방프레임(311)에 개방가능하게 설치되는 배출커버(360)가 설치되고 일정 시간이 경과되어 원료의 열처리가 완료되면 배출커버(360)에 부착된 스위블 실린더(361)에 의해 배출커버(360)를 개방하게 된다. 배출커버(360)가 개방되면 회전드럼통(330) 내주면에 형성된 이송날(미도시)에 의해 원료가 전진하여 회전드럼통(330)의 전방 개구를 통해 배출하게 되며 열처리 완료된 원료의 배출을 안내하기 위해 전방 프레임(311)에는 배출안내관(370)이 하향 경사지게 설치된다. A
또한, 배출안내관(370)의 하측에는 배출호퍼(380)가 설치되고 배출호퍼(380)의 상부에는 스프링클러(381)가 구비된다. 열가공처리 완료 직후에는 착화되어 있는 목질재료가 있을 수 있는데, 스프링클러(381)에 의해 워터 스프레이를 분사하여 소화시키고 추가적으로 발생되는 연기를 완화시키게 된다. A
상기 제연기(500, smoke remover)는 우드로스터(300)에서 원료의 열가공처리에 의해 발생되는 배출가스로부터 연기를 제거하기 위한 것으로, 내부로 배출가스가 공급되는 하우징(510)과, 하우징(510)의 내부 중간에 설치되는 중간격벽 필터부(520)와, 하우징(510)의 내부에 수직하게 설치되는 제연관(530)과, 제연관(530)으로 공기를 흡입하기 위한 블로워(560)를 포함하여 이루어진다. The
중간격벽 필터부(520)는 활성탄 필터(521)와, 필터(522)가 적층된 구조로 이루어져 이에 의해 상부공간으로 유입된 배출가스가 1차 필터링되어 하부공간으로 이동된다. 하우징(510) 내부에 수직하게 설치되는 제연관(530)의 상, 하부는 각각 하우징(510)의 상부공간(511) 및 하부공간(512)에 배치되고, 제연관(530)의 하부는 그 하단이 개방되고 외주면에 다수의 통기공(531)이 형성되어 하우징(510)의 하부공간(512)에 배치되며, 하우징(510)의 상부공간(511)에 위치하는 제연관(530)의 상부에는 필터부재(540)가 설치되는데 이 필터부재(540)는 3단 필터(542) 사이에 교대로 배치되는 활성탄 필터(541)로 이루어진다.The intermediate partition
따라서, 제연기(500)의 상부공간(511)으로 공급된 배출가스는 하우징(510)의 중간에 설치된 격벽 필터부(520)에 의해 1차 필터링되어 하부공간(512)으로 이동되고, 하부공간(512)으로 이동된 배출가스는 제연관(530)의 하단 및 통기공을 통해 제연관(530) 내부로 이동하는데, 이 때 배출가스에 포함된 작은 분진가루는 자체 중량에 의해 낙하하여 하우징(510)의 하부에 수용되는 물(550)에 침전된다. The exhaust gas supplied to the
또한, 제연관(530)의 내부로 이동하는 배출가스는 제연관(530)을 따라 상부로 이동한 다음 상부에 설치된 활성탄 필터(541)와 3단 필터(542)를 거치면서 수증기 및 연기가 제거되게 된다. The exhaust gas moving to the inside of the
이와 같은 배출가스의 이동은 하우징(510)의 외부로 연장된 제연관(530)에 설치된 블로워(560)에 의해 이루어지며 블로워(560)의 공기흡입에 의해 가해지는 제연기(500)의 부압을 적절히 조절하기 위해 연관(327)에는 게이트밸브(329)가 설치된다.The movement of the exhaust gas is performed by the
제연기(500)에 의해 연기가 제거된 고온의 공기는 공기이동관(570)을 통해 임시저장조(270)로 공급되어 목질재료의 예열에 사용되게 된다. The hot air from which the smoke is removed by the
상기와 같은 구성을 가지는 연속식 급속 우드열가공처리장치의 처리과정에 대해 설명하면, 먼저 원료호퍼(210)에 저장된 소편화된 목질재료가 스크류 컨베이어(212)에 의해 적재용기(220)에 공급되면 버킷 이송장치(250)가 구동되고 이에 의해 버킷(254)이 적재용기(220)에 공급된 원료를 담아 상승한 다음 컨베이어 벨트(260)로 이송하게 된다. 그 다음 이송된 원료는 컨베이어 벨트(260)에 의해 임시저장조(270)로 공급되고 임시저장조(270)에서는 교반부재(273)에 의해 원료가 섞이면서 동시에 제연기(500)로부터 연기가 제거된 고온의 공기가 공급되어 예열건조가 이루어지게 된다.The process of the continuous type rapid wood thermal processing apparatus having the above structure will be described. First, the small-sized woody material stored in the
예열건조된 원료는 임시저장조(270)로부터 우드로스터(300)의 투입부재(320)에 공급하게 되는데 투입관(322)의 일측에 설치된 개폐밸브(323)가 연관(327)을 닫고 투입관(322)을 개방하는 상태에서 투입안내부재(321)에 공급한다. 그러면 공급된 원료는 투입안내부재(321)에 의해 안내되어 투입관(322)을 따라 회전드럼통(330) 내부로 공급되게 된다. The preheated and dried raw material is supplied from the
회전드럼통(330) 내에 소정량의 원료가 공급 완료되면 투입관(322)에 설치된 개폐밸브(323)는 연관(327)이 개방되고 투입관(322)이 폐쇄되는 상태가 되어 회전드럼통(330)으로부터 배출가스가 연관(327)을 통해 배출되도록 한다. When the predetermined amount of the raw material is supplied to the
그 다음 모터부재(340)를 작동시켜 회전드럼통(330)을 회전시키면서 가열부재(350)인 가스버너를 점화하여 회전드럼통(330)을 가열하고, 회전드럼통(330)의 가열에 의해 목질재료를 약 150℃ 내지 240℃ 온도로 10분 내지 20분 동안 열가공처리를 하게 된다. Next, the
한편, 본 발명에서는 150℃ 내지 240℃의 온도에 도달한 상태에서 원료를 투입하여 급속으로 열처리하기 때문에 목질 원료가 대체적으로 검게 탄화될 수 있는 문제가 발생할 수 있는데, 전술한 바와 같이 원료를 회전드럼통(330) 내에서 회전시키면서 열처리함으로써 이러한 문제점을 방지하면서 연속적으로 빠른 시간 내에 가공할 수 있게 된다.Meanwhile, in the present invention, since the raw material is put in a state of being heated to a temperature of 150 ° C. to 240 ° C. and rapidly heat-treated, there is a problem that the woody raw material is generally carbonized in black. As described above, It is possible to process continuously and rapidly within a period of time while preventing such a problem by performing heat treatment while being rotated in the
이와 같이 열가공처리 완료된 목질재료는 우드로스터(300)의 회전드럼통(330)으로부터 취출하여 멀칭재의 제조를 완료하게 되고, 멀칭재가 적용되는 수목이나 작물 등에 따라 추가적으로 컨베이어 벨트(390) 이송 후 파쇄기(400)를 이용하여 0.5cm 내지 1cm의 크기로 파쇄한 후 최종 회수할 수 있다. 이와 같이 회수된 멀칭재를 수목이나 작물 등의 주변환경에 피복작업을 하여 사용된다.The woody material having been subjected to the heat treatment process is taken out from the
따라서, 본 발명에 따른 친환경 멀칭재는 상기와 같은 과정을 거쳐 제조됨으로써 종래 많이 사용되고 있는 비닐의 경우 토양에 산소 공급이 원활하지 못하여 작물 뿌리의 발육이 왕성하지 못한 문제점을 해결할 수 있고, 아울러 천연재질인 원목을 사용함으로써 자연분해성이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 친환경 멀칭재의 경우 우기에는 수분을 함유하고 건기에는 경지토양의 수분이 단순히 증발하는 것을 방지함에 그치지 않고 멀칭재에 함유되는 수분을 배출함으로써 급격한 토양의 건조를 막을 수 있는 장점이 있는 것이다. Accordingly, since the environment-friendly mulching material according to the present invention is manufactured through the above-described process, it is possible to solve the problem that the supply of oxygen to the soil is not smooth and the development of the root of the crop is not strong in the case of vinyl which is widely used in the past, There is an advantage that natural decomposition is excellent by using wood. In addition, the environmentally friendly mulching material according to the present invention not only prevents water from being evaporated in the wet soil in the dry season while containing moisture in the wet season, but also has the advantage of preventing the drying of the soil by discharging moisture contained in the mulching material It is.
또한, 이와 같이 배출되는 본 발명의 멀칭재의 수분으로부터 멸균효과가 있음을 확인하였다. 이러한 멸균 실험과정은 다음과 같다.In addition, it was confirmed that the mulching material of the present invention thus discharged had an effect of sterilization from the water. The sterilization process is as follows.
먼저, 전술한 바와 같이 제조되는 본 발명의 멀칭재를 10g씩 준비한 다음 세 개의 용기에 각각 담고 물을 부어 1번 용기는 전체 1000ml, 2번 용기는 500ml, 3번 용기는 200ml가 되도록 하여 일정 시간동안 침지시켜 농도에 따른 저, 중, 고농도의 멀칭재 추출액을 준비하였다.First, 10 g of the mulching material of the present invention prepared as described above is placed in each of three containers. Water is poured into the
이와 같이 준비된 추출액을 90mm 페트리디쉬에 일정량 각각 부은 후 4℃에서 보관하였다. 준비된 추출액은 LB broth(LB배지)와 한천(agar)(1.5%) 첨가 후 멸균하여 사용하였고 모든 작업은 클린벤치에서 수행하였으며 항생제는 첨가하지 않았다. The extract thus prepared was poured into a 90 mm Petri dish and kept at 4 ° C. The prepared extract was sterilized after addition of LB broth (LB medium) and agar (1.5%). All the work was performed on a clean bench and no antibiotics were added.
이와 같이 저, 중, 고농도 멀칭재 추출액을 이용하여 bacillus균을 30hr시간 배양한 사진이 도5에 도시되어 있다. 균 배양은 미리 배양한 bacillus균 50㎕를 멸균된 필터에 적신 후 각각 클린벤치에서 3hr 정도 말린 다음 30℃ 배양기에서 30hr 배양하였다.FIG. 5 shows a photograph of bacillus bacterium cultured for 30 hours using the low, middle, and high concentration mulching reagent extracts. 50 μl of pre-cultured bacillus bacteria was soaked in a sterilized filter, and each of them was dried in a clean bench for 3 hours and then cultured in a 30 ° C. incubator for 30 hours.
도5는 왼쪽부터 각각 저, 중, 고농도 멀칭재 추출액을 이용하여 bacillus균을 30hr시간 배양한 사진으로서 고농도 멀칭재 추출액을 이용하여 bacillus를 배양한 조건이 나머지 2개의 추출액을 이용하였을 때보다 증식 속도가 늦다는 것을 알 수 있고 따라서 본 발명의 멀칭재 추출액으로부터 멸균효과가 있다는 것을 확인할 수 있다.FIG. 5 is a photograph of bacillus bacterium cultured for 30 hours using low, medium, and high concentration mulching material extracts from the left, respectively. As a result, bacillus culture conditions using the high concentration mulching material extract showed a higher growth rate And thus it can be confirmed that sterilization effect is obtained from the mulching material extract of the present invention.
추가적으로 본 발명에 따른 멀칭재의 추출액을 이용하여 잡풀의 발아실험을 수행하였다. 본 발아 실험에는 한해살이풀로서 잡초 중 하나인 털비름 종자를 사용하였고, 멀칭재는 참나무실들음병의 병충해 피해목인 참나무를 전술한 바와 같이 제조하여 적용하였다. 먼저, 털비름 종자를 락스 희석액에 침지 후 수압으로 3-4회 세척하여 준비한다. 그 다음 페트리디쉬에 필터 페이퍼를 깔고 피펫으로 상기와 같이 얻어진 추출액 일정량을 필터 페이퍼에 적신 다음 준비된 털비름 종자 20개를 얹어 경과일수에 따라 발아된 종자의 개수를 세어 발아율을 조사하는 방식으로 발아실험을 진행하였다.In addition, germination experiments of weeds were carried out using the extract of mulching material according to the present invention. In this germination experiment, weevil seeds were used as annual plants, and mulching materials were applied to the oak trees, which are the defendants of the oak silkworms, as described above. First, the hair bud seed is immersed in the lactose diluted solution and then washed three to four times under water pressure. Then, the filter paper was put on a petri dish, and a predetermined amount of the extract obtained as described above was soaked in a filter paper with a pipette. Then, 20 seeds of the hairy bittern seeds prepared were placed on the filter paper, and the number of seeds germinated was counted according to the number of days. .
도6에 잡풀의 발아실험의 결과가 도시되어 있다. 도6에서 1%1h, 1%5h, 1%10h은 물 1000ml에 대해 멀칭재 10g을 각각 1hr, 5hr, 10hr동안 침지하여 얻은 추출액으로서 1%10h이 나머지에 비해 고농도를 나타낸다. 도6에 도시된 바와 같이 6일차에서 멀칭재 추출액을 처리하지 않은 시험편(control)은 발아율이 90%인 반면 1%1h 시험편에서는 발아율이 55%, 1%5h 시험편에서는 발아율이 35%로서 고농도의 멀칭재 추출액을 처리할 경우 발아율이 현저히 떨어짐을 알 수 있다. 따라서 경지토양에서 다른 잡풀의 발아를 억제함으로써 경작물의 성장발육을 보조할 수 있는 효과를 확인할 수 있다.Fig. 6 shows the results of germination experiments of weeds. In FIG. 6, 1% 1h, 1% 5h and 1% 10h are extracts obtained by immersing 10g of mulching material in 1000ml of water for 1hr, 5hr and 10hr, respectively. As shown in FIG. 6, the germination rate was 90% in the case of the control without treatment of the mulching agent extract on the 6th day, while the germination rate was 55% in the 1% 1h test specimen and 35% When the mulching re-extract was treated, the germination rate was remarkably decreased. Therefore, it is possible to confirm the effect of supporting the growth and development of the crops by inhibiting germination of other weeds in the cultivated soil.
그러므로, 본 발명에 따르면 종래 많이 사용되는 비닐 수지에 비해 친환경 소재인 원목을 사용함으로써 자연분해성이 뛰어나 토양오염의 문제점을 해소할 수 있고 전술한 바와 같이 멸균효과와 더불어 잡풀의 발아를 억제하여 작물의 발육에 효과적인 친환경 멀칭재를 제공할 수 있게 된다. 이와 같은 본 발명의 친환경 멀칭재는 실시예로서 인삼재배, 수목재배, 또는 양파, 마늘, 파 등의 농작물 재배나, 백합, 다알리야 등의 원예화훼용 재배에도 적용할 수 있고, 또한 골프장용 잔디의 관리에도 적용할 수 있을 것이다. Therefore, according to the present invention, it is possible to solve the problem of contamination of the soil by using natural timber which is an eco-friendly material compared with the conventional vinyl resin which is conventionally used. Thus, the sterilization effect as well as the germination of the weeds can be suppressed, It is possible to provide an environment-friendly mulching material effective for development. The eco-friendly mulching material of the present invention can be applied to cultivation such as ginseng cultivation, tree planting, cultivation such as onion, garlic, and green onion, and cultivation for horticultural flowers such as lily and Daria, It can also be applied to management.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Any person skilled in the art will be able to carry out various modifications.
210 : 원료호퍼 220 : 적재용기
250 : 버킷 이송장치 254 : 버킷
260 : 컨베이어 벨트 270 : 임시저장조
272 : 공기배출관 273 : 교반부재
300 : 우드로스터 310 : 본체프레임
311 : 전방 프레임 313 : 외부 하우징
320 : 투입부재 321 : 투입안내부재
322 : 투입관 323 : 개폐밸브
327 : 연관 330 : 회전드럼통
331 : 회전축 340 : 모터부재
350 : 가열부재 360 : 배출커버
370 : 배출안내관 500 : 제연기 210: Raw material hopper 220: Loading container
250: bucket transfer device 254: bucket
260: Conveyor belt 270: Temporary storage tank
272: air discharge pipe 273: stirring member
300: Wood Roaster 310: Body frame
311: front frame 313: outer housing
320: input member 321: input guide member
322: inlet pipe 323: opening / closing valve
327: Associated 330: Rotating Drum
331: rotating shaft 340: motor member
350: heating member 360: exhaust cover
370: discharge guide pipe 500:
Claims (7)
상기 소편화된 목질재료를 150℃ 내지 240℃ 온도에서 열을 가하여 목질재료의 성분 중 셀룰로오스의 열분해를 일으키지 않고 헤미셀룰로오스가 열분해되도록 고열가공처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지고,
상기 고열가공처리 단계는 본체 프레임의 상측에 설치되는 투입부재와, 원통형상의 드럼통으로 이루어지고 드럼통의 전방에 형성된 개구를 통해 상기 투입부재로부터 목질재료가 드럼통의 내부로 공급되며 상기 드럼통의 중앙에 형성되는 수평 회전축이 상기 본체 프레임에 회전가능하게 결합되어 상기 수평 회전축을 중심으로 회전되는 회전드럼통과, 상기 회전드럼통을 회전시키기 위한 모터부재와, 상기 회전드럼통의 외측에 설치되어 상기 회전드럼통을 가열시키기 위한 가열부재를 포함하여 이루어지는 우드로스터를 이용하여 소편화된 목질재료를 상기 투입부재로 투입한 다음 상기 회전드럼통을 회전시키면서 상기 회전드럼통 내에서 투입된 목질재료를 상기 가열부재에 의해 소정 시간 동안 급속 열가공처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 멀칭재의 제조방법.Cutting a wood-shaped wood to a predetermined size to produce a small-sized woody material;
Heat treating the small-sized woody material at a temperature of from 150 ° C to 240 ° C to perform high-temperature processing so that hemicellulose is pyrolyzed without causing thermal decomposition of cellulose among components of the woody material,
Wherein the high-temperature processing step comprises supplying a wood material to the interior of the drum through the opening member formed in the front of the drum, and a charging member provided on the upper side of the main frame and a tubular drum, A rotary drum cylinder rotatably coupled to the body frame to rotate about the horizontal rotary shaft; a motor member for rotating the rotary drum cylinder; and a heating unit installed on the outer side of the rotary drum cylinder to heat the rotary drum cylinder And the lumber material charged in the rotary drum is heated by the heating member for a predetermined period of time while being rotated while rotating the rotary drum. Characterized in that it is processed Wherein said method comprises the steps of:
상기 고열가공처리 단계는 150℃ 내지 240℃ 온도에서 10분 내지 20분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 멀칭재의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the high-temperature processing step is performed at a temperature of 150 ° C to 240 ° C for 10 minutes to 20 minutes.
상기 소편화된 목질재료는 병충해 피해목으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 친환경 멀칭재의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the small-sized woody material is produced from a pest-damaged tree.
상기 병충해 피해목은 소나무재선충병 또는 참나무시들음병을 포함하는 병충해 피해목인 것을 특징으로 하는 친환경 멀칭재의 제조방법.5. The method of claim 4,
Wherein said pest-damaging tree is a pest-damaging tree including pine wilt disease or oak wilt disease.
상기 고열가공처리 단계 이후에 열가공처리 완료된 목질재료를 파쇄기에 의해 일정 크기로 파쇄하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 멀칭재의 제조방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of crushing the ligneous material having undergone the heat treatment after the high-temperature processing step to a predetermined size by a crusher.
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