KR101582839B1 - 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 착즙 가공공정에서 발생된 감귤박 또는 폐기되는 감귤을 고온의 스팀 공급으로 기름을 가열시켜 튀기는 과정에서 감귤 폐기물에 포함된 수분을 제거하고, 수분이 제거된 감귤 폐기물을 압착하여 기름을 분리한 후 미세하게 분쇄한 감귤 폐기물을 압축 성형하여 고형연료를 제조할 수 있는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치는, 감귤 폐기물 내부로 기름의 투입이 용이하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치머신과; 내부에 기름이 저장되고 고온의 스팀이 주입되며, 스팀에 의해 가열된 기름으로 상기 스크래치머신을 통해 스크래치 형성된 감귤 폐기물을 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김건조기와; 상기 튀김건조기를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 감귤 폐기물에 포함된 기름을 추출하는 착유기와; 상기 착유기를 통해 기름이 추출된 감귤 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기와; 상기 분쇄기를 통해 분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 성형기를 포함하며; 상기 튀김건조기는 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구가 형성되고 수증기를 외부로 배출하도록 흡기팬을 갖는 수증기배출구가 형성되는 건조기 본체와, 상기 건조기 본체의 내부 중앙에 건조기 본체의 길이방향으로 설치되어 구동모터에 의해 회전 구동되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 양단에 각각 결합된 고정판에 고정 설치되어 상기 회전샤프트와 연동 회전되며 내부에 스팀이 공급되는 다수의 스팀파이프와, 상기 건조기 본체의 하부 외측면을 감싸도록 설치되어 내부에 스팀이 공급되는 자켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치는, 감귤 폐기물 내부로 기름의 투입이 용이하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치머신과; 내부에 기름이 저장되고 고온의 스팀이 주입되며, 스팀에 의해 가열된 기름으로 상기 스크래치머신을 통해 스크래치 형성된 감귤 폐기물을 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김건조기와; 상기 튀김건조기를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 감귤 폐기물에 포함된 기름을 추출하는 착유기와; 상기 착유기를 통해 기름이 추출된 감귤 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기와; 상기 분쇄기를 통해 분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 성형기를 포함하며; 상기 튀김건조기는 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구가 형성되고 수증기를 외부로 배출하도록 흡기팬을 갖는 수증기배출구가 형성되는 건조기 본체와, 상기 건조기 본체의 내부 중앙에 건조기 본체의 길이방향으로 설치되어 구동모터에 의해 회전 구동되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 양단에 각각 결합된 고정판에 고정 설치되어 상기 회전샤프트와 연동 회전되며 내부에 스팀이 공급되는 다수의 스팀파이프와, 상기 건조기 본체의 하부 외측면을 감싸도록 설치되어 내부에 스팀이 공급되는 자켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 착즙 가공공정에서 발생된 감귤박 또는 폐기되는 감귤을 고온의 스팀 공급으로 기름을 가열시켜 튀기는 과정에서 감귤 폐기물에 포함된 수분을 제거하고, 수분이 제거된 감귤 폐기물을 압착하여 기름을 분리한 후 미세하게 분쇄한 감귤 폐기물을 압축 성형하여 고형연료를 제조할 수 있는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 감귤박은 감귤을 착즙한 후에 부산물로서 얻어진 잔여물로서, 이러한 감귤박은 과피가 포함된 감귤 원과 자체를 착즙한 후에 얻어진 잔여물이거나 과피가 제거된 과육을 착즙한 후에 얻어진 잔여물이다. 이런 과피로부터 착즙한 후 얻어진 잔여물은 일부는 건조하여 한약재로 판매하나 그 외는 대부분은 폐기물 처리하며, 과육으로부터 착즙한 후 얻어진 잔여물은 일부는 동물사료로 사용하나 그 외는 대부분은 폐기물 처리한다.
최근, 농업기술의 발전과 더불어 감귤 등의 과일의 생산량 또한 증가하고 있다. 이러한 생산량 증대로 인해 가격형성과 수요 공급의 불균형으로 인한 감귤의 이용성 증대가 산업적으로 필요하게 되었고, 그로 인해 감귤 쥬스, 감귤 술 등의 가공품의 생산이 증가하게 되었다.
가공품의 생산 증가와 함께 생산 과정에서 발생된 부산물 또는 폐기물로 감귤 과피와 찌꺼기 등의 발생도 증가되었으며, 이러한 감귤 착즙 후의 나머지 감귤박은 해양 등에 무단 투기되고 있어 심각한 환경요인이 되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1에는 감귤 복합처리 가공공장으로부터 제공되는 수분 80%이상인 감귤박을 수분 60%이하로 자연건조 혹은 인공적으로 1차 건조한 후, 제품(대체연료)의 고형화를 좀더 굳건히 유지하고 수분의 함량을 감소시키기 위하여 약간의 전분이나 혹은 톱밥, 우드칩, 볏짚 등, 기타의 섬유질을 첨가할 수 있으며, 제품(대체연료)을 형상화하기 위하여 압출기 혹은 프레스성형을 통하여 형태를 갖춘 후, 다시 2차 건조시설에서 수분 10%이하의 상태로 건조시키는 것을 특징으로 하는 감귤박을 이용한 고형 대체연료 제조방법에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 수분이 80%이상 함유된 감귤박을 자연건조 혹은 인공건조를 통해 수분 함량을 감소시키는 것으로서, 감귤박에는 클루코스(포도당) 성분을 함유하고 있어 건조방식으로는 수분을 제대로 제거할 수 없었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 2에 개시되어 있다.
하기 특허문헌 2에는 감귤박이 투입되는 호퍼; 상기 호퍼에서 이송된 감귤박을 회전하는 교반기로 교반시켜서 작은 입자들로 분해시키고, 수증기 증발 가능한 고온으로 가열된 기름으로 튀겨서, 감귤박에 함유된 수분을 수증기로 증발시키는 수분제거기; 수분이 증발된 고형분을 압착하여, 고형분에 함유된 기름을 추출하고, 추출된 기름은 수분제거기로 이송시키는 기름추출기; 기름추출기에서 배출되는 기름이 추출된 고형분과 돼지 가공 잔사에서 추출된 돼지기름을 혼합하여 감귤박-기름 반죽을 제조하는 반죽혼합기; 반죽혼합기에서 배출되는 감귤박-기름 반죽을 압착하여 팰릿 구조의 고형연료로 형성시키는 성형기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤박을 이용한 고형연료 제조장치에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 수분제거기의 내부에 기름이 저장되고 수평 또는 수직방향으로 회전하는 교반기가 설치되어 감귤박이 작은 입자로 분해되면서 기름에 튀겨져 수분이 증발하게 되는데, 이때 교반기에 의해 교반이 이루어짐에도 불구하고 여전히 감귤박 내부에 수분이 남아있어 수분을 제대로 제거할 수 없으며, 대량의 감귤박에 포함된 수분을 제거하는데 걸리는 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기름에 투입하기 전에 감귤 폐기물(감귤박 또는 폐기되는 감귤)을 스크래치(상처) 형성하여 감귤 폐기물 내부에 기름이 골고루 투입될 수 있도록 함으로써 건조 효율을 향상시키는 한편 수분을 제거하는데 걸리는 시간을 대폭 절감할 수 있는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 착즙 가공공정에서 발생된 감귤박 또는 폐기되는 감귤을 고형연료로 재활용함으로써 감귤 폐기물의 해양 등의 무단투기에 따른 환경오염을 방지하는 한편 감귤 폐기물을 처리하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 폐사된 동물사체를 감귤 폐기물을 튀기는데 사용되는 기름으로 활용함에 따라 동물사체의 매립에 따른 악취 및 병원균 등에 의한 환경오염을 방지하는 한편 매립처리 비용을 절감할 수 있는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치는, 감귤 폐기물 내부로 기름의 투입이 용이하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치머신과; 내부에 기름이 저장되고 고온의 스팀이 주입되며, 스팀에 의해 가열된 기름으로 상기 스크래치머신을 통해 스크래치 형성된 감귤 폐기물을 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김건조기와; 상기 튀김건조기를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 감귤 폐기물에 포함된 기름을 추출하는 착유기와; 상기 착유기를 통해 기름이 추출된 감귤 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기와; 상기 분쇄기를 통해 분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 성형기를 포함하며; 상기 튀김건조기는 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구가 형성되고 수증기를 외부로 배출하도록 흡기팬을 갖는 수증기배출구가 형성되는 건조기 본체와, 상기 건조기 본체의 내부 중앙에 건조기 본체의 길이방향으로 설치되어 구동모터에 의해 회전 구동되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 양단에 각각 결합된 고정판에 고정 설치되어 상기 회전샤프트와 연동 회전되며 내부에 스팀이 공급되는 다수의 스팀파이프와, 상기 건조기 본체의 하부 외측면을 감싸도록 설치되어 내부에 스팀이 공급되는 자켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법은, 감귤 폐기물의 내부에 기름이 침투하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치 형성단계와; 스크래치가 형성된 감귤 폐기물을 고온의 스팀으로 가열시킨 기름에 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김 건조단계와; 수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 기름을 추출하는 기름 추출단계와; 기름이 추출된 감귤 폐기물을 미세하게 분쇄하는 분쇄단계와; 분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 고형연료 성형단계를 포함하며; 상기 튀김 건조단계에서 기름으로 활용하도록 일정 크기로 파쇄한 동물사체를 투입하는 동물사체 투입단계를 더 포함하고, 상기 튀김 건조단계를 거쳐 배출되는 기름과 찌꺼기를 원심 분리하여 기름만 분리하는 원심분리단계와, 상기 분리된 기름을 일시 저장하였다가 튀김 건조 시 공급하는 기름 순환단계를 더 포함하며, 상기 튀김 건조단계에서 배출되는 수증기를 냉각 응축시키는 1차 응축단계와, 상기 1차 응축단계를 거쳐 액화된 물에 포함된 냄새를 제거하는 냄새 제거단계와, 상기 냄새 제거단계를 거쳐 냄새가 제거된 물을 재차 냉각 응축시키는 2차 응축단계와, 상기 2차 응축단계를 거쳐 액화된 물을 외부로 배출시키는 배출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 및 제조방법은, 기름에 투입하기 전에 감귤 폐기물을 스크래치(상처) 형성하여 감귤 폐기물 내부에 기름이 골고루 투입될 수 있도록 함으로써 건조 효율을 향상시키는 한편 수분을 제거하는데 걸리는 시간을 대폭 절감하는 효과가 있다.
또한, 착즙 가공공정에서 발생된 감귤박 또는 폐기되는 감귤을 고형연료로 재활용함으로써 감귤 폐기물의 해양 등의 무단투기에 따른 환경오염을 방지하고 감귤 폐기물을 처리하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 튀김 과정에서 발생된 수증기를 액화시켜 배수하거나 청소용수, 농업용수 등으로 이용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 폐사된 동물사체를 감귤 폐기물을 튀기는데 사용되는 기름으로 활용함에 따라 동물사체의 매립에 따른 악취 및 병원균 등에 의한 환경오염을 방지하는 한편 매립처리 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 스크래치머신을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 튀김건조기를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 착유기를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 동물사체 파쇄기를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 스크래치머신을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 튀김건조기를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 착유기를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 동물사체 파쇄기를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법을 도시한 블록도.
본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치는, 감귤 폐기물 내부로 기름의 투입이 용이하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치머신과; 내부에 기름이 저장되고 고온의 스팀이 주입되며, 스팀에 의해 가열된 기름으로 상기 스크래치머신을 통해 스크래치 형성된 감귤 폐기물을 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김건조기와; 상기 튀김건조기를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 감귤 폐기물에 포함된 기름을 추출하는 착유기와; 상기 착유기를 통해 기름이 추출된 감귤 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기와; 상기 분쇄기를 통해 분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 성형기를 포함하며; 상기 튀김건조기는 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구가 형성되고 수증기를 외부로 배출하도록 흡기팬을 갖는 수증기배출구가 형성되는 건조기 본체와, 상기 건조기 본체의 내부 중앙에 건조기 본체의 길이방향으로 설치되어 구동모터에 의해 회전 구동되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 양단에 각각 결합된 고정판에 고정 설치되어 상기 회전샤프트와 연동 회전되며 내부에 스팀이 공급되는 다수의 스팀파이프와, 상기 건조기 본체의 하부 외측면을 감싸도록 설치되어 내부에 스팀이 공급되는 자켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크래치머신은 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구가 형성되고 하부 일측에 스크래치가 형성된 감귤 폐기물이 배출되도록 배출구가 형성되는 본체와, 상기 본체의 일측에 설치된 구동모터에 축 결합되어 편심 회전되는 중공의 편심회전축과, 상기 편심회전축에 등간격으로 결합되어 편심회전축과 연동되는 원형의 회전디스크와, 상기 회전디스크의 양측면에 방사상으로 착탈 가능하게 결합되는 다수의 스크래치 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 튀김건조기의 내부에 투입하여 기름으로 활용하기 위한 동물사체를 일정 크기로 파쇄하는 동물사체 파쇄기를 더 포함하며, 상기 동물사체 파쇄기는 동물사체를 투입하기 위한 투입구와 동물사체 파쇄물을 배출하기 위한 배출구가 형성되는 파쇄기 본체와, 상기 파쇄기 본체의 내부에 수평으로 설치되어 구동부에 의해 회전 구동되는 회전축과, 상기 회전축의 외주면에 일정간격을 두고 형성되며 외면에 커터가 형성되는 다수의 파쇄블레이드와, 상기 파쇄기 본체의 외측에 설치되어 상기 회전축에 회전력을 제공하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 튀김건조기에서 배출되는 기름과 찌꺼기를 원심 분리하여 기름만 분리시키는 원심분리기와, 상기 원심분리기를 거쳐 분리된 기름을 일시 저장하였다가 필요 시 상기 튀김건조기에 공급하는 저장탱크와, 상기 튀김건조기에서 배출되는 수증기를 냉각 응축시키는 표면응축기와, 상기 표면응축기를 거쳐 액화된 물이 유입되어 물에 포함된 냄새를 제거하는 스크러버와, 상기 스크러버를 거쳐 냄새가 제거된 물을 재차 냉각 응축시키는 쿨링타워를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 튀김건조기를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물에서 기름을 분리시키는 기름분리기와, 상기 기름분리기를 거쳐 기름이 분리된 감귤 폐기물을 스팀으로 예비 가열시키는 스팀히터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법은, 감귤 폐기물의 내부에 기름이 침투하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치 형성단계와; 스크래치가 형성된 감귤 폐기물을 고온의 스팀으로 가열시킨 기름에 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김 건조단계와; 수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 기름을 추출하는 기름 추출단계와; 기름이 추출된 감귤 폐기물을 미세하게 분쇄하는 분쇄단계와; 분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 고형연료 성형단계를 포함하며; 상기 튀김 건조단계에서 기름으로 활용하도록 일정 크기로 파쇄한 동물사체를 투입하는 동물사체 투입단계를 더 포함하고, 상기 튀김 건조단계를 거쳐 배출되는 기름과 찌꺼기를 원심 분리하여 기름만 분리하는 원심분리단계와, 상기 분리된 기름을 일시 저장하였다가 튀김 건조 시 공급하는 기름 순환단계를 더 포함하며, 상기 튀김 건조단계에서 배출되는 수증기를 냉각 응축시키는 1차 응축단계와, 상기 1차 응축단계를 거쳐 액화된 물에 포함된 냄새를 제거하는 냄새 제거단계와, 상기 냄새 제거단계를 거쳐 냄새가 제거된 물을 재차 냉각 응축시키는 2차 응축단계와, 상기 2차 응축단계를 거쳐 액화된 물을 외부로 배출시키는 배출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 스크래치머신을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 튀김건조기를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 착유기를 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 동물사체 파쇄기를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법을 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치는 감귤 폐기물 내부로 기름의 투입이 용이하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치머신(10)과, 내부에 기름이 저장되고 고온의 스팀이 주입되며, 스팀에 의해 가열된 기름으로 상기 스크래치머신(10)을 통해 스크래치 형성된 감귤 폐기물을 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김건조기(20)와, 상기 튀김건조기(20)를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 감귤 폐기물에 포함된 기름을 추출하는 착유기(30)와, 상기 착유기(30)를 통해 기름이 추출된 감귤 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기(40)와, 상기 분쇄기(40)를 통해 분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 성형기(50)를 포함한다.
또한, 상기 튀김건조기(20)에서 배출되는 기름과 찌꺼기를 원심 분리하여 기름만 분리시키는 원심분리기(70)와, 상기 원심분리기(70)를 거쳐 분리된 기름을 일시 저장하였다가 필요 시 상기 튀김건조기(20)에 공급하는 저장탱크(80)와, 상기 튀김건조기(20)에서 배출되는 수증기를 냉각 응축시키는 표면응축기(90)와, 상기 표면응축기(90)를 거쳐 액화된 물이 유입되어 물에 포함된 냄새를 제거하는 스크러버(100)와, 상기 스크러버(100)를 거쳐 냄새가 제거된 물을 재차 냉각 응축시키는 쿨링타워(110)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 튀김건조기(20)를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물에서 기름을 분리시키는 기름분리기(120)와, 상기 기름분리기(120)를 거쳐 기름이 분리된 감귤 폐기물을 스팀으로 예비 가열시키는 스팀히터(130)를 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스크래치머신(10)은 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구(111)가 형성되고 하부 일측에 스크래치가 형성된 감귤 폐기물이 배출되도록 배출구(112)가 형성되는 본체(11)와, 상기 본체(11)의 일측에 설치된 구동모터(12)에 축 결합되어 편심 회전되는 중공의 편심회전축(13)과, 상기 편심회전축(13)에 등간격으로 결합되어 편심회전축(13)과 연동되는 원형의 회전디스크(14)와, 상기 회전디스크(14)의 양측면에 방사상으로 착탈 가능하게 결합되는 다수의 스크래치 핀(15)을 포함한다.
특히, 상기 회전디스크(14)에는 상기 스크래치 핀(15)이 맞물려 결합되도록 고정홈(141)이 다수 형성되어 스크래치 핀(15)이 착탈이 가능함으로써 마모 및 파손 등에 따른 교체가 용이하고 유지보수 관리가 용이하다.
상기 스크래치 핀(15)은 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하도록 바늘처럼 가늘고 뾰족한 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이처럼, 상기 스크래치머신(10)은 기름에 투입하기 전에 감귤 폐기물을 스크래치(상처) 형성하여 감귤 폐기물 내부에 기름이 골고루 투입될 수 있도록 함으로써 건조 효율을 향상시키는 한편 수분을 제거하는데 걸리는 시간을 대폭 절감할 수 있다.
상기 스크래치머신(10)에 의해 스크래치가 형성된 감귤 폐기물은 컨베이어를 통해 튀김건조기(20)로 이송된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 튀김건조기(20)는 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구(211)가 형성되고 수증기를 외부로 배출하도록 흡기팬(212)을 갖는 수증기배출구(213)가 형성되는 건조기 본체(21)와, 상기 건조기 본체(21)의 내부 중앙에 건조기 본체(21)의 길이방향으로 설치되어 구동모터(22)에 의해 회전 구동되는 회전샤프트(23)와, 상기 회전샤프트(23)의 양단에 각각 결합된 고정판(24)에 고정 설치되어 상기 회전샤프트(23)와 연동 회전되며 내부에 스팀이 공급되는 다수의 스팀파이프(25)와, 상기 건조기 본체(21)의 하부 외측면을 감싸도록 설치되어 내부에 스팀이 공급되는 자켓(26)을 포함한다.
특히, 상기 튀김건조기(20)에 투입되기 전의 감귤 폐기물은 수분이 80% 이상 함유되어 있으며, 상기 튀김건조기(20)를 거쳐 수분이 증발된 감귤 폐기물은 7~8%의 기름을 함유하기 때문에 고형연료로 이용하게 된다.
상기 건조기 본체(21)의 내부에는 감귤 폐기물을 튀기기 위한 기름이 저장되며, 본 발명에서 사용되는 기름은 식물성기름 또는 돼지기름이나 소기름 등의 동물성기름을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 건조기 본체(21)에 저장된 기름은 180~200℃의 튀김온도를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 건조기 본체(21)의 일측에는 스팀을 주입하기 위한 스팀주입구(214)가 형성되고 타측에는 스팀이 배출되는 스팀배출구(215)가 각각 형성되며, 튀겨진 감귤 폐기물을 외부로 배출하기 위한 배출구(216)가 하부 일측에 형성된다.
상기 구동모터(22)는 상기 건조기 본체(21)의 외측에 설치되어 회전력을 발생시키며, 상기 회전샤프트(23)의 일단에 설치된 체인기어와 체인으로 연결된다.
상기 회전샤프트(23)는 내부에 고온의 스팀이 주입될 수 있도록 상기 스팀파이프(25)와 마찬가지로 다수의 스팀홀이 형성된 원통의 파이프로 이루어지며, 회전이 가능하도록 양단에 각각의 로터리조인트가 결합되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 스팀파이프(25)에 공급되는 스팀은 스팀보일러(미도시)에서 고온의 증기를 생성하도록 하고 스팀보일러의 일단에 과열증기발생기(미도시)를 연통시켜 과열증기발생기에서 고온의 증기를 재차 가열하여서 얻게 되는 것이다.
상기 회전샤프트(23) 및 스팀파이프(25)에 주입되는 스팀에 의해 건조기 본체(21)의 내부에 투입된 기름을 가열시키며, 특히 상기 스팀파이프(25)가 다수개로 구성되기 때문에 스팀에 의한 감귤 폐기물의 가열면적을 넓힘으로써 감귤 폐기물에 포함된 수분을 효과적으로 제거할 수 있는 것이다.
상기 자켓(26)에는 상기 건조기 본체(21)의 내부로 스팀 열이 전달될 수 있도록 스팀파이프(25)와 마찬가지로 스팀이 공급되게 된다.
한편, 상기와 같이 구성되는 튀김건조기(20)에 의해 튀김 건조된 감귤 폐기물은 컨베이어를 통해 착유기(30)로 이송하기 전에 감귤 폐기물에 포함된 기름을 분리하기 위하여 기름분리기(120)에 공급되고, 상기 기름분리기(120)를 거쳐 기름이 분리된 감귤 폐기물은 컨베이어를 통해 스팀히터(130)로 공급되어 예비 가열공정을 수행한 후 착유기(30)로 공급된다. 상기 기름분리기(120)에 의해 분리된 기름은 별도의 기름저장탱크(121)에 저장하였다가 상기 튀김건조기(20)로 재순환시켜 감귤 폐기물을 튀기는데 사용한다.
상기 스팀히터(130)는 스팀으로 가열되는 장치로서 착유기(30)에 감귤 폐기물을 공급하기 전에 감귤 폐기물을 예비 가열하여 착유가 잘되도록 한다.
한편, 상기 튀김건조기(20)에서 배출되는 기름과 찌꺼기는 원심분리기(70)에서 원심 분리하여 기름만 분리시켜 저장탱크(80)에 일시 저장하였다가 필요 시 상기 튀김건조기(20)에 공급하게 된다.
또한, 상기 튀김건조기(20)에서 감귤 폐기물을 기름에 튀기면서 감귤 폐기물에 포함된 수분이 수증기로 증발되어 수증기배출구(213)를 통해 배출되며, 배출된 수증기는 응축시켜 물로 만들기 위해 상기 표면응축기(90)로 공급된다.
상기 표면응축기(90)를 거쳐 액화된 물은 스크러버(100)로 공급하여 냄새를 제거한 후 다시 쿨링타워(110)로 공급하여 재차 냉각 응축시킨다. 상기 쿨링타워(110)를 거쳐 응축된 물은 일반 배수구를 통해 배수하거나 청소용수 및 농업용수 등으로 이용하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 착유기(30)는 구동모터(31)와, 상기 구동모터(31)에 의해 구동되는 구동부(32)와, 감귤 폐기물이 투입되는 호퍼로 구성된 투입부(33)와; 상기 구동부(32)에 의해 회전되면서 투입부(33)에 투입된 감귤 폐기물을 압착 이송하여 감귤 폐기물에 포함된 기름을 짜내도록 외주면에 다수의 스크류가 구비된 스크류프레스(34)와, 상기 스크류프레스(34)의 외측에 설치되어 스크류프레스(34)와 함께 감귤 폐기물을 압착하는 파이프프레스(35)와, 상기 스크류프레스(34)와 파이프프레스(35)에 의해 착유된 기름을 외부로 배출하는 배유부(36)를 포함한다.
이와 같이 구성되는 착유기(30)는 상기 투입부(33)를 통해 투입된 감귤 폐기물을 구동모터(31)에 의해 회전되는 스크류프레스(34)로 공급하여 상기 스크류프레스(34)와 이의 외측에 설치된 파이프프레스(35)를 통해 강하게 압착시켜 기름을 짜내게 되는 것이다.
상기 분쇄기(40)는 상기 착유기(30)를 통해 기름이 추출된 감귤 폐기물을 분쇄시키는 장치로서, 감귤 폐기물 입자간 혼합이 이루어지면서 성형이 잘 이루어지도록 감귤 폐기물의 입자가 5mm이하의 크기로 분쇄하는 것이 바람직하며, 로터리 방식의 슈레이더형 또는 고속 회전하는 임펙트 방식을 적용할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 착유기(30)를 통해 기름이 추출된 감귤 폐기물의 온도를 낮추기 위하여 냉각쿨러(140)를 더 포함할 수 있으며, 따라서 착유기(30)로부터 컨베이어를 통해 이송되는 감귤 폐기물을 분쇄기(40)에 곧바로 공급하지 않고 냉각쿨러(140)를 거친 후 공급하는 것이 바람직하다.
상기 성형기(50)는 상기 분쇄기(40)에 의해 분쇄된 기름이 포함된 분쇄물을 일정한 형태로 성형하게 된다. 이때, 성형되는 고형연료의 형태는 성형기(50)의 배출구 형태에 따라 봉형, 사각형 등의 형상으로 제조될 수 있다.
한편, 상기 튀김건조기(20)의 내부에 투입하여 기름으로 활용하기 위한 동물사체를 일정 크기로 파쇄하는 동물사체 파쇄기(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 동물사체 파쇄기(60)는 동물사체를 투입하기 위한 투입구(611)와 동물사체 파쇄물을 배출하기 위한 배출구(612)가 형성되는 파쇄기 본체(61)와, 상기 파쇄기 본체(61)의 내부에 수평으로 설치되어 구동부(64)에 의해 회전 구동되는 회전축(62)과, 상기 회전축(62)의 외주면에 일정간격을 두고 형성되며 외면에 커터(631)가 형성되는 다수의 파쇄블레이드(63)와, 상기 파쇄기 본체(61)의 외측에 설치되어 상기 회전축(62)에 회전력을 제공하는 구동부(64)를 포함한다.
이와 같이 구성되는 동물사체 파쇄기(60)는 상기 투입구(611)를 통해 투입된 동물사체를 구동부(64)의 구동에 의해 회전되는 회전축(62) 및 커터(631)가 형성된 파쇄블레이드(63)가 회전을 하면서 동물사체를 여러 조각으로 나누어지도록 파쇄한다. 상기 동물사체 파쇄기(60)에 의해 여러 조각으로 파쇄된 동물사체를 튀김건조기(20)에 투입하여 감귤 폐기물을 튀기는데 사용되는 기름으로 활용함에 따라 동물사체의 매립에 따른 악취 및 병원균 등에 의한 환경오염을 방지하는 한편 매립처리 비용을 절감할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법은 스크래치 형성단계(S100), 튀김 건조단계(S200), 기름 추출단계(S300), 분쇄단계(S400), 고형연료 성형단계(S500)를 포함한다.
먼저, 상기 스크래치 형성단계(S100)에서는, 감귤 폐기물을 전술한 튀김건조기(20)에 투입하여 튀기기에 앞서 스크래치머신(10)을 통해 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하여 감귤 폐기물 내부에 기름이 골고루 투입될 수 있도록 함으로써 감귤 폐기물 내 수분을 용이하게 제거한다.
상기 튀김 건조단계(S200)에서는, 고온의 스팀으로 튀김건조기(20) 내의 기름을 180~200℃의 온도로 가열시킨 후 가열된 기름에 스크래치가 형성된 감귤 폐기물을 투입하여 튀김 건조시킴으로써 감귤 폐기물에 포함된 수분을 제거한다.
한편, 본 발명에 따른 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법은 상기 튀김 건조단계(S200)에서 기름으로 활용하도록 일정 크기로 파쇄하여 여러 조각으로 나누어진 동물사체를 투입하는 동물사체 투입단계(S210)를 더 포함하고, 상기 튀김 건조단계(S200)를 거쳐 배출되는 기름과 찌꺼기를 원심 분리하여 기름만 분리하는 원심분리단계(S220)와, 상기 분리된 기름을 일시 저장하였다가 튀김 건조 시 공급하는 기름 순환단계(S230)를 더 포함할 수 있다. 이처럼, 폐사된 동물사체를 감귤 폐기물을 튀기는데 사용되는 기름으로 활용함에 따라 동물사체의 매립에 따른 악취 및 병원균 등에 의한 환경오염을 방지하는 한편 매립처리 비용을 절감할 수 있으며, 감귤 폐기물을 튀기면서 발생된 찌꺼기와 기름을 필터링하여 기름만을 분리하여 재사용함으로써 환경오염 방지는 물론 재활용에 따른 비용절감의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 튀김 건조단계(S200)에서 배출되는 수증기를 냉각 응축시키는 1차 응축단계(S240)와, 상기 1차 응축단계(S240)를 거쳐 액화된 물에 포함된 냄새를 제거하는 냄새 제거단계(S250)와, 상기 냄새 제거단계(S250)를 거쳐 냄새가 제거된 물을 재차 냉각 응축시키는 2차 응축단계(S260)와, 상기 2차 응축단계(S260)를 거쳐 액화된 물을 외부로 배출시키는 배출단계(S270)를 더 포함할 수 있다. 이러한 단계를 거쳐 최종 배출되는 물은 일반 배수구를 통해 배수하거나 청소용수 및 농업용수 등으로 이용할 수 있다.
한편, 상기 기름 추출단계(S300)에서는, 상기 튀김 건조단계(S200)를 거쳐 수분이 증발된 감귤 폐기물을 전술한 착유기(30)를 통해 압착하면서 감귤 폐기물에 잔존하는 기름을 추출한다. 이때, 감귤 폐기물에 잔존하는 기름을 완전히 제거하지 않고 고형연료 성형을 위하여 약 7~8% 정도의 기름을 함유하는 것이 바람직하다.
상기 분쇄단계(S400)에서는, 상기 기름 추출단계(S300)를 거쳐 감귤 폐기물에 잔존한 기름을 추출해내고 얻은 감귤 폐기물을 분쇄기(40)를 통해 미세하게 분쇄한다. 이때 상기 분쇄단계(S400)에서 분쇄되는 감귤 폐기물은 고형연료로서의 성형이 잘 이루어지도록 입자가 5mm이하의 크기로 분쇄하는 것이 바람직하다.
상기 고형연료 성형단계(S500)에서는, 상기 분쇄물을 성형기(50)에 투입한 후 압축하여 일정한 형태의 고형연료로 성형한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
10 : 스크래치머신
11 : 본체
111 : 투입구, 112 : 배출구
12 : 구동모터
13 : 편심회전축
14 : 회전디스크
141 : 고정홈
15 : 스크래치 핀
20 : 튀김건조기
21 : 건조기 본체
211 : 투입구, 212 : 흡기팬, 213 : 수증기배출구, 214 : 스팀주입구, 215 : 스팀배출구, 216 : 배출구
22 : 구동모터
23 : 회전샤프트
24 : 고정판
25 : 스팀파이프
26 : 자켓
30 : 착유기
31 : 구동모터
32 : 구동부
33 : 투입부
34 : 스크류프레스
35 : 파이프프레스
36 : 배유부
40 : 분쇄기
50 : 성형기
60 : 동물사체 파쇄기
61 : 파쇄기 본체
611 : 투입구, 612 : 배출구
62 : 회전축
63 : 파쇄블레이드
631 : 커터
64 : 구동부
70 : 원심분리기
80 : 저장탱크
90 : 표면응축기
100 : 스크러버
110 : 쿨링타워
120 : 기름분리기
121 : 기름저장탱크
130 : 스팀히터
140 : 냉각쿨러
11 : 본체
111 : 투입구, 112 : 배출구
12 : 구동모터
13 : 편심회전축
14 : 회전디스크
141 : 고정홈
15 : 스크래치 핀
20 : 튀김건조기
21 : 건조기 본체
211 : 투입구, 212 : 흡기팬, 213 : 수증기배출구, 214 : 스팀주입구, 215 : 스팀배출구, 216 : 배출구
22 : 구동모터
23 : 회전샤프트
24 : 고정판
25 : 스팀파이프
26 : 자켓
30 : 착유기
31 : 구동모터
32 : 구동부
33 : 투입부
34 : 스크류프레스
35 : 파이프프레스
36 : 배유부
40 : 분쇄기
50 : 성형기
60 : 동물사체 파쇄기
61 : 파쇄기 본체
611 : 투입구, 612 : 배출구
62 : 회전축
63 : 파쇄블레이드
631 : 커터
64 : 구동부
70 : 원심분리기
80 : 저장탱크
90 : 표면응축기
100 : 스크러버
110 : 쿨링타워
120 : 기름분리기
121 : 기름저장탱크
130 : 스팀히터
140 : 냉각쿨러
Claims (8)
- 감귤 폐기물 내부로 기름의 투입이 용이하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치머신(10)과;
내부에 기름이 저장되고 고온의 스팀이 주입되며, 스팀에 의해 가열된 기름으로 상기 스크래치머신(10)을 통해 스크래치 형성된 감귤 폐기물을 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김건조기(20)와;
상기 튀김건조기(20)를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 감귤 폐기물에 포함된 기름을 추출하는 착유기(30)와;
상기 착유기(30)를 통해 기름이 추출된 감귤 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기(40)와;
상기 분쇄기(40)를 통해 분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 성형기(50)를 포함하며;
상기 튀김건조기(20)는 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구(211)가 형성되고 수증기를 외부로 배출하도록 흡기팬(212)을 갖는 수증기배출구(213)가 형성되는 건조기 본체(21)와, 상기 건조기 본체(21)의 내부 중앙에 건조기 본체(21)의 길이방향으로 설치되어 구동모터(22)에 의해 회전 구동되는 회전샤프트(23)와, 상기 회전샤프트(23)의 양단에 각각 결합된 고정판(24)에 고정 설치되어 상기 회전샤프트(23)와 연동 회전되며 내부에 스팀이 공급되는 다수의 스팀파이프(25)와, 상기 건조기 본체(21)의 하부 외측면을 감싸도록 설치되어 내부에 스팀이 공급되는 자켓(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 스크래치머신(10)은 상부 일측에 감귤 폐기물이 투입되도록 투입구(111)가 형성되고 하부 일측에 스크래치가 형성된 감귤 폐기물이 배출되도록 배출구(112)가 형성되는 본체(11)와, 상기 본체(11)의 일측에 설치된 구동모터(12)에 축 결합되어 편심 회전되는 중공의 편심회전축(13)과, 상기 편심회전축(13)에 등간격으로 결합되어 편심회전축(13)과 연동되는 원형의 회전디스크(14)와, 상기 회전디스크(14)의 양측면에 방사상으로 착탈 가능하게 결합되는 다수의 스크래치 핀(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 튀김건조기(20)의 내부에 투입하여 기름으로 활용하기 위한 동물사체를 일정 크기로 파쇄하는 동물사체 파쇄기(60)를 더 포함하며,
상기 동물사체 파쇄기(60)는 동물사체를 투입하기 위한 투입구(611)와 동물사체 파쇄물을 배출하기 위한 배출구(612)가 형성되는 파쇄기 본체(61)와, 상기 파쇄기 본체(61)의 내부에 수평으로 설치되어 구동부(64)에 의해 회전 구동되는 회전축(62)과, 상기 회전축(62)의 외주면에 일정간격을 두고 형성되며 외면에 커터(631)가 형성되는 다수의 파쇄블레이드(63)와, 상기 파쇄기 본체(61)의 외측에 설치되어 상기 회전축(62)에 회전력을 제공하는 구동부(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 튀김건조기(20)에서 배출되는 기름과 찌꺼기를 원심 분리하여 기름만 분리시키는 원심분리기(70)와, 상기 원심분리기(70)를 거쳐 분리된 기름을 일시 저장하였다가 필요 시 상기 튀김건조기(20)에 공급하는 저장탱크(80)와, 상기 튀김건조기(20)에서 배출되는 수증기를 냉각 응축시키는 표면응축기(90)와, 상기 표면응축기(90)를 거쳐 액화된 물이 유입되어 물에 포함된 냄새를 제거하는 스크러버(100)와, 상기 스크러버(100)를 거쳐 냄새가 제거된 물을 재차 냉각 응축시키는 쿨링타워(110)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 튀김건조기(20)를 통해 수분이 증발된 감귤 폐기물에서 기름을 분리시키는 기름분리기(120)와, 상기 기름분리기(120)를 거쳐 기름이 분리된 감귤 폐기물을 스팀으로 예비 가열시키는 스팀히터(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
- 감귤 폐기물의 내부에 기름이 침투하도록 감귤 폐기물에 스크래치를 형성하는 스크래치 형성단계와;
스크래치가 형성된 감귤 폐기물을 고온의 스팀으로 가열시킨 기름에 튀겨 감귤 폐기물에 포함된 수분을 수증기로 증발시키는 튀김 건조단계와;
수분이 증발된 감귤 폐기물을 압착하여 기름을 추출하는 기름 추출단계와;
기름이 추출된 감귤 폐기물을 미세하게 분쇄하는 분쇄단계와;
분쇄된 감귤 폐기물을 압축하여 고형연료로 성형하는 고형연료 성형단계를 포함하며;
상기 튀김 건조단계에서 기름으로 활용하도록 일정 크기로 파쇄한 동물사체를 투입하는 동물사체 투입단계를 더 포함하고,
상기 튀김 건조단계를 거쳐 배출되는 기름과 찌꺼기를 원심 분리하여 기름만 분리하는 원심분리단계와, 상기 분리된 기름을 일시 저장하였다가 튀김 건조 시 공급하는 기름 순환단계를 더 포함하며,
상기 튀김 건조단계에서 배출되는 수증기를 냉각 응축시키는 1차 응축단계와, 상기 1차 응축단계를 거쳐 액화된 물에 포함된 냄새를 제거하는 냄새 제거단계와, 상기 냄새 제거단계를 거쳐 냄새가 제거된 물을 재차 냉각 응축시키는 2차 응축단계와, 상기 2차 응축단계를 거쳐 액화된 물을 외부로 배출시키는 배출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤 폐기물을 이용한 고형연료 제조방법. - 삭제
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| KR20210057373A (ko) * | 2019-11-12 | 2021-05-21 | 재단법인 제주테크노파크 | 밀폐식 수증기 재순환 감귤박 건조장치 및 그를 이용한 건조방법 |
| KR102670225B1 (ko) | 2023-06-22 | 2024-05-29 | 백태선 | 감귤류 부산물을 이용한 연료용 펠릿 제조방법 및 이에 의해 제조된 연료용 펠릿 |
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