KR101845759B1 - Apparatus for producing of bio-dissel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 바이오디젤 제조장치에 관한 것으로서, 구조가 간단하면서도 반응 효율은 향상될 수 있는 바이오디젤 제조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
바이오디젤은 동식물성 기름을 원료로 하여 만들어진 바이오연료로서 이를 생산하기 위한 여러 유형의 장치들이 알려져 있다.Biodiesel is a biofuel made from the same vegetable oil, and various types of devices for producing it are known.
일 예로서, 반응기 내부에서 교반기(임펠러)의 회전운동을 통해 반응물들이 혼합 및 상호작용하는 전통적인 형태의 반응 장치를 이용하여, 반응물로서 촉매와 유지류를 주입하고 단순 교반 혼합 반응에 의존하여 트랜스에스테르화 반응이 수반된 최종 반응 생성물인 바이오디젤을 생산하는 방법이 알려져 있다.As an example, a conventional type reaction apparatus in which reactants are mixed and interacted with each other through rotation of a stirrer (impeller) in a reactor is used to inject catalysts and oils as reactants and transesterification A method for producing biodiesel, which is a final reaction product accompanied by a reaction, is known.
이와 같은 교반 혼합 반응에서 대상 유지류의 지방 분해를 위해 일반 화학 촉매(산촉매, 알칼리 촉매) 또는 고정화 효소(생촉매)가 주로 사용되는데, 화학촉매의 경우 바이오디젤 이외의 부반응물이 생성되는 문제 및 안정성이 떨어지는 문제가 있어 최근 생촉매를 이용한 다양한 공정이 개발되고 있다. In the case of such a stirring mixing reaction, a general chemical catalyst (acid catalyst, an alkali catalyst) or an immobilized enzyme (biocatalyst) is mainly used for the fat decomposition of the target oils and fats. In the case of the chemical catalyst, And various processes using biocatalyst are being developed recently.
그런데, 생촉매를 이용한 바이오디젤 제조 공정시 교반 과정에 따른 외부충격으로 인해 생촉매(고정화 효소)의 표면개질의 깨짐 및 변성 현상이 발생하여 효소의 활성이 저하되는 결과가 초래되므로, 효소 재사용시 충분한 바이오디젤 전환 효율이 달성되기 어려워 고가인 고정화 효소를 재사용하지 못하는 문제점이 있었다.However, in the biodiesel manufacturing process using the biocatalyst, the surface modification of the biocatalyst (immobilized enzyme) is broken and denatured due to the external impact due to the agitation process, resulting in the degradation of the activity of the enzyme, The biodiesel conversion efficiency can not be sufficiently achieved and the expensive immobilized enzyme can not be reused.
이러한 문제점을 해결하고자 한국공개특허문헌 제2015-0014699호에 소개된 기술은 반응기 내부에 주입되는 고정화 효소를 외부충격으로부터 보호하기 위해 교반 회전축에 효소트랩을 결합하고 그 트랩 내부에 효소를 충진하는 방안을 제시한다. 그리고 효소트랩의 외측면은 메쉬망으로 구성하여 반응기 내의 유지류가 메쉬망을 통해 효소트랩을 통과하여 유동할 수 있도록 함으로써 효소의 활성이 지속적으로 유지되고 안정적으로 재사용될 수 있는 장점이 있는 것으로 소개되었다.In order to solve this problem, the technology disclosed in Korean Patent Publication No. 2015-0014699 is to combine an enzyme trap with a stirring rotary shaft to protect the immobilized enzyme injected into the reactor from an external impact and to fill the trap with an enzyme . The outer surface of the enzyme trap is composed of a mesh network, and the oil in the reactor is allowed to flow through the enzyme trap through the mesh network, so that the activity of the enzyme can be maintained and reused stably .
그러나 이 특허문헌 기술에 따르면, 효소트랩 회전 시에 주변 유지류가 그것의 높은 점성으로 인해 효소트랩을 따라 함께 회전유동하는 양상이 나타나게 되고 따라서 유지류와 효소 간의 원활한 접촉이 이루어지기 어렵다. 따라서 이러한 기술에 의해서는 높은 생산 효율을 기대하기 어렵다.However, according to this patent document, when the enzyme trap is rotated, the peripheral oil flows along the enzyme trap due to its high viscosity, and thus, it is difficult to smoothly contact the oil and the enzyme. Therefore, it is difficult to expect a high production efficiency by such a technology.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 간단한 구성으로도 생산 효율이 극대화되는 바이오디젤 제조장치를 제공하는 것에 주된 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a biodiesel production apparatus that maximizes production efficiency even with a simple structure.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 바이오디젤 원료가 투입되어 수용되는 반응용기(100); 및 상기 반응용기(100) 내에 승강 가능하게 설치되며 내부에 지방분해효소를 수용하는 효소트랩(230);을 포함하는, 바이오디젤 제조장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a biodiesel fuel cell comprising: a
상기 효소트랩(230)은 서로 마주하도록 배치된 상측 메쉬망(233) 및 하측 메쉬망(234)을 포함할 수 있다.The
상기 효소트랩(230)은 측면부(232)를 더 포함하며, 상기 측면부(232)는 상기 반응용기(100)의 내벽과의 사이에 틈새가 형성되도록 배치될 수 있다.The
상기 바이오디젤 제조장치는, 상기 반응용기(100)의 상단에 분리 가능하게 설치되는 헤드부(210); 상기 헤드부(210) 상에 장착된 구동모터(300); 및 상기 구동모터(300)에 의해 회전 구동되며 상기 반응용기(100)의 중심을 따라 배치된 회전스크류(220);를 더 포함할 수 있으며, 상기 효소트랩(230)은 상기 회전스크류(220)에 장착될 수 있다.The biodiesel production apparatus includes a
상기 효소트랩(230)은 상기 회전스크류(220)에 나사 결합되는 스크류 결합 부재(231)를 구비할 수 있다.The
상기 효소트랩(230)에 고정 결합되며 상기 헤드부(210)를 통과하도록 배치된 제1 및 제2 승강부재(241, 242)를 더 포함할 수 있다.And may further include first and second lifting members (241, 242) fixedly coupled to the enzyme trap (230) and arranged to pass through the head portion (210).
상기 바이오디젤 제조장치는, 상기 제1 및 제2 승강부재(241, 242) 중 적어도 하나의 상단부(243)를 감지하도록 상기 헤드부(210) 상에 설치된 제1 센서(410); 및 상기 제1 및 제2 승강부재(241, 242) 중 적어도 하나의 상단부(243)를 감지하도록 상기 헤드부(210) 상에 설치되며, 상기 제1 센서(410)의 하측에 배치된 제2 센서(420);를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 센서(410)는 상기 효소트랩(230)의 상승 한계 지점에 대응되는 높이에 배치되고, 상기 제2 센서(420)는 상기 효소트랩(230)의 하강 한계 지점에 대응되는 높이에 배치될 수 있다.The biodiesel manufacturing apparatus includes a
상기 바이오디젤 제조장치는, 상기 구동모터(300)와 상기 제1 및 제2 센서(410, 420)에 연결된 제어부(400)를 더 포함할 수 있다.The biodiesel manufacturing apparatus may further include a
상기 제어부(400)는, 상기 효소트랩(230)이 상승하는 도중 상기 제1 센서(410)에 의해 상기 상단부(243)가 감지되면 상기 구동모터(300)의 회전 방향을 변경하여 상기 효소트랩(230)을 하강시키며, 그리고 상기 효소트랩(230)이 하강하는 도중 상기 제2 센서(420)에 의해 상기 상단부(243)가 감지되면 상기 구동모터(300)의 회전 방향을 변경하여 상기 효소트랩(230)을 상승시킬 수 있다.The
상기 회전스크류(220)에는 적어도 하나의 교반날개(250)가 장착될 수 있다.At least one stirring
상기 반응용기(100)는, 상기 바이오디젤 원료가 투입 및 수용되며 상기 효소트랩(230)이 설치되는 용기 본체부(100A); 및 상기 용기 본체부(100A)를 둘러싸며 온도 조절수가 순환되는 외측 자켓부(100B);를 포함할 수 있다.The
상기 용기 본체부(100A)의 바닥부에는 내부 수용물의 배출을 위한 배출공(120)이 형성될 수 있다.A
본 발명으로부터 얻을 수 있는 주요 효과들을 정리하면 다음과 같다.The main effects obtained from the present invention are summarized as follows.
첫째, 구동모터(300)의 회전력만으로 교반날개(250)의 회전 및 효소트랩(230)의 승하강 운동을 동시에 수행할 수 있게 됨으로써 간단한 구성만으로도 바이오 디젤 생산 효율이 극대화되는 효과를 가져오게 되는 효과가 있다.First, the rotation of the stirring
둘째, 효소트랩(230)은 반응용기 내에서 상하로 왕복 구동되되 회전 구동되지 않으므로 효소트랩(230)의 구동을 위한 전력 소모를 최소화할 수 있다.Second, since the
셋째, 효소트랩(230) 내에 효소가 수용되므로, 반응 과정이 진행되면서 효소에 대한 물리적 손상이 방지될 수 있고 반응 과정 이후에도 효소트랩(230) 내에 효소가 수용된 상태로 유지되므로, 별도의 효소 수거 과정 없이도 효소트랩(230) 내의 효소를 재사용할 수 있다.Third, because the enzyme is contained in the
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 바이오디젤 제조장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 바이오디젤 제조장치에 구비되는 반응용기의 사시도이다.
도 3은 도 1의 바이오디젤 제조장치를 반응용기가 제거된 채로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 유사 도면으로서 모터 작동에 따른 효소트랩의 이동을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 도 1의 바이오디젤 제조장치에 구비되는 효소트랩을 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 바이오디젤 제조장치의 동작을 설명하기 위한 개략도들로서, 도 6은 효소트랩이 최하점 위치에서 상승 이동하는 모습을 나타낸 것이고, 도 7은 효소트랩이 최상점 위치에서 하강 이동하는 모습을 나타낸 것이다.1 is a perspective view of a biodiesel manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a reaction vessel provided in the apparatus for producing biodiesel of FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the apparatus for producing biodiesel of FIG. 1 with the reaction vessel removed.
Fig. 4 is a similar view of Fig. 3 for illustrating the movement of the enzyme traps according to motor operation.
FIG. 5 is a perspective view showing an enzyme trap included in the apparatus for producing biodiesel of FIG. 1; FIG.
6 and 7 are schematic diagrams for explaining the operation of the apparatus for producing biodiesel of FIG. 1, wherein FIG. 6 shows a state in which the enzyme trap is moved up and down at the lowest point, FIG. 7 shows a state in which the enzyme trap descends It shows the movement.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오디젤 제조장치에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus for manufacturing biodiesel according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오디젤 제조장치(1)는 반응용기(100)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, an
반응용기(100)는 내측의 용기 본체부(100A) 및 용기 본체부를 둘러싸도록 배치된 외측 자켓부(100B)를 포함하는 이중 챔버 구조이다.The
용기 본체부(100A)는 대략 원통 용기 형상이되 바닥부가 외측으로 약간 볼록한 형태이다.The
용기 본체부(100A) 내에서 바이오디젤 생성 반응이 진행되며, 그 내부 공간에는 바이오디젤 원료가 투입되어 수용된다.The biodiesel production reaction proceeds in the container
여기서, 바이오디젤 원료는 유지류와 알콜의 혼합물일 수 있다.Here, the biodiesel raw material may be a mixture of a fatty acid and an alcohol.
유지류로는 음폐유, 폐식용유, 일반 유지류 등이 적용될 수 있다. 여기서, 음폐유는 음식물쓰레기로부터 얻어진 유분을 가리키며, 일반 유지류에는 대두유(콩기름), 유채유, 카놀라유, 팜유 등이 포함된다.As the oil, the waste oil, the waste cooking oil, and the general oil can be applied. Herein, waste oil refers to oil obtained from food waste, and general oils include soybean oil (soybean oil), rape oil, canola oil, palm oil and the like.
알콜로는 메탄올 또는 에탄올 등이 적용될 수 있다.As the alcohol, methanol, ethanol, or the like may be applied.
용기 본체부(100A)는 상측 개방된 수용부(102)를 포함하고, 수용부(102)의 가장자리로 플랜지부(110)가 마련된다.The
플랜지부(110)에는 원주를 따라서 소정 간격으로 3개의 제1 체결홈(111)이 형성되어 있다.In the
용기 본체부(100A)의 바닥부의 중앙에는 배출공(120)이 형성된다. 반응용기(100)에는 배출공(120)으로부터 시작하여 외측 자켓부(100B) 밖으로 연장된 배출포트(150)가 구비된다. 배출포트(150)의 하단에는 캡부재(151)가 구비된다. 용기 본체부(100A) 내에서 바이오디젤 생성 반응이 완료되면, 캡부재(151)를 분리하여 배출공(120)과 연결된 배출포트(150)를 통해 반응 생성물인 바이오디젤을 반응용기(100) 밖으로 배출하여 수거할 수 있다.A
외측 자켓부(100B)는 용기 본체부(100A)를 둘러싸도록 배치된다. 외측 자켓부(100B)의 하단부에는 온도 조절용 물(이하, 온도 조절수)이 유입되는 유입구(141)가 구비되며, 그 상단부에는 온도 조절수가 배출되는 배출구(142)가 구비된다. 여기서 온도 조절수는 온수 또는 냉수일 수 있다.The
온도 조절수는 유입구(141)를 통해 외측 자켓부(100B) 안으로 유입되어 그 내부의 챔버를 순환한 후 배출구(142)를 통해 외측 자켓부(100B) 밖으로 배출되며, 그 과정에서 온도 조절수와 용기 본체부(100A)와의 열교환이 일어남으로써 용기 본체부(100A) 내의 온도가 바이오디젤 생성 반응에 적합한 온도로 조절될 수 있다. The thermostatic water flows into the
외측 자켓부(100B)에는 확인창(130)이 마련된다.A
확인창(130)은 반응용기(100) 내부의 상황을 육안으로 확인할 수 있게 한다.The
확인창(130)은 반응용기(100)에서 탈부착이 가능한 것이 바람직할 수 있다.The
반응용기(100)에는 3개의 체결기구(160)가 구비된다. 이는 반응용기(100)와 후술하는 헤드부(210) 간의 체결을 위한 것이다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 바이오디젤 제조장치(1)는 헤드부(210)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the
헤드부(210)는 전체적으로 원판 형상으로 마련되며, 상면에는 손잡이부(260)가 형성되어 있다.The
또한, 헤드부(210)에는 제1 관통공(214) 및 제2 관통공(215)이 각각 헤드부(210)를 상하로 관통하도록 마련된다.The
제1 관통공(214)에는 제1 승강부재(241)가 슬라이딩 이동 가능하도록 삽입되며, 제2 관통공(215)에는 제2 승강부재(242)가 슬라이딩 가능하도록 삽입된다. 제1 및 제2 승강부재(241, 242)는 각각 길다란 로드 형상으로 제작될 수 있다.The first elevating
헤드부(210)의 가장자리에는 전술한 3개의 제1 체결홈(111)(도 2 참조)에 대응되는 자리에 3개의 제2 체결홈(211)이 형성되어 있다.Three
각 체결기구(160)가 상호 대응하는 제1 및 제2 체결홈(111, 211)에 삽입 체결됨으로써 반응용기(100)와 헤드부(210)가 서로 고정된다.Each of the
헤드부(210)의 중심에는 제3 관통공(216)이 상하로 관통되어 형성된다.A third through
회전스크류(220)는 제3 관통공(216)에 회전 가능하게 삽입된다.The
헤드부(210) 상에는 구동모터(300)가 설치되는데, 구동모터(300)에 의해 제3 관통공(216)에 삽입된 회전스크류(220)가 회전된다.A driving
회전스크류(220)는 외주면에는 나사산이 형성되어 있다.The
회전스크류(220)의 하부에는 교반날개(250)가 마련되는데, 교반날개(250)의 개수의 증감은 얼마든지 가능한 일일 것이며, 교반의 효율성을 고려한 교반날개(250)의 형상은 얼마든지 변형 실시 가능한 일일 것이다.The stirring
교반날개(250)는 용기 본체부(100A) 내부에 수용된 유체(바이오디젤 원료)를 교반하여 바이오디젤 생성 반응이 보다 원활히 수행될 수 있도록 한다.The stirring
도 3 내지 도 5를 참조하면, 바이오디젤 제조장치(1)는 효소트랩(230)을 포함한다.3 to 5, the
효소트랩(230)은 용기 본체부(100A) 내에서 승하강 가능하도록 전술한 회전스크류(220)에 장착된다. 효소트랩(230) 내에는 지방분해효소가 수용된다. 예로써, 지방분해효소는 리파아제일 수 있다.The
효소트랩(230) 내의 지방분해효소는 용기 본체부(100A) 내의 유지류가 지방산 및 글리세롤로 분해될 수 있도록 촉매로서 작용한다. 그리고 분해된 지방산이 알콜과 결합됨으로써 바이오디젤에 해당하는 FAAE(Fatty Acid Alkyl Eester)가 생성된다.The lipolytic enzyme in the
효소트랩(230)은 일측에 제1 결합홀(235)이 마련되고, 타측에는 제2 결합홀(236)이 마련된다.The
제1 결합홀(235)에는 제1 승강부재(241)가 삽입 고정되고, 제2 결합홀(236)에는 제2 승강부재(242)가 삽입 고정된다.The first elevating
효소트랩(230)은 전체적으로 높이가 낮은 원형 기둥 형상으로 마련되며, 상호 마주하도록 배치된 상측 메쉬망(233) 및 하측 메쉬망(234)을 포함한다.The
따라서, 상측 메쉬망(233) 및 하측 메쉬망(234)을 통해 용기 본체부(100A) 내의 유체가 효소트랩(230)을 통과할 수 있으며, 그 과정에서 효소트랩(230) 내의 지방분해효소가 통과하는 유체에 대해 촉매 작용을 수행할 수 있다.The fluid in the
한편, 카트리지 유닛(230)의 하측 메쉬망(234) 중심에는 스크류 결합 부재(231)가 구비된다.On the other hand, a
스크류 결합 부재(231)의 내주면에는 나사산이 형성되어 있으며 이를 통해 스크류 결합 부재(231)는 전술한 회전스크류(220)의 외주면에 형성된 나사산과 나사 결합된다.A screw thread is formed on the inner circumferential surface of the
측면부(232)는 효소트랩(230)의 측벽을 이루는 부분이다. 예로써 측면부(232)는 아크릴판으로 제작될 수 있다. 용기 본체부(100A) 내에서 측면부(232)는 용기 본체부(100A)의 내벽에 인접 배치되지만, 측면부(232)와 용기 본체부(100A) 사이에는 유체의 일부가 통과될 수 있는 틈새가 형성된다.The
다시 말해서, 효소트랩(230)의 직경은 용기 본체부(100A)의 내경 보다 조금 작게 형성된 것이 바람직할 수 있다.In other words, it may be preferable that the diameter of the
스크류 결합 부재(231)가 회전스크류(220)에 나사결합되어 있고, 제1 승강부재(241)가 제1 결합홀(235)에 고정되며, 제2 승강부재(242)가 제2 결합홀(236)에 고정되어 있다.The first elevating
따라서, 구동모터(300)가 회전스크류(220)를 회전시키면 회전 방향에 따라서 효소트랩(230)은 헤드부(210)를 향해 상승되거나 그 반대로 하강될 수 있다.Therefore, when the driving
이 때 효소트랩(230) 자체의 회전은 억제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood that the rotation of the
효소트랩(230)에서 상측 메쉬망(233)은 필요시 분리될 수 있으며, 따라서 상측 메쉬망(233)을 분리한 후 효소트랩(230) 내에 지방분해효소를 채워넣을 수 있따.In the
한편, 구동모터(300)의 작동에 의해 효소트랩(230)이 승하강할 때 상승 한계 지점(최상 높이) 및 하강 한계 지점(최하 높이)을 설정해 줄 필요가 있다.On the other hand, it is necessary to set a rising limit point (highest height) and a lowering limit point (lowest height) when the
이를 위해, 헤드부(210)에는 센서부(400)가 더 마련될 수 있다.To this end, the
센서부(400)는 효소트랩(230)이 상승될 때 함께 상승되는 제1 승강부재(241) 또는 제2 승강부재(242)의 상단부(243)의 위치를 센싱한다.The
보다 상세하게는 센서부(400)는 상승 한계 지점(최상 높이)에 대응하는 높이에 배치된 상부센서(제1 센서)(410)와 하부센서(제2 센서)(420)를 포함할 수 있다.More specifically, the
구동모터(300)의 제1 방향 회전에 따라 효소트랩(230)이 상승하다가 상승 한계 지점(최상 높이)에 도달하면 제1 및 제2 승강부재(241, 242) 중 적어도 하나의 상단부(243)가 상부센서(제1 센서)(410)에 의해 감지된다.The
이때, 제어부(500)(도 3 참조)는 제1 센서(410)의 감지 신호를 받는 즉시 구동모터(300)의 회전 방향을 역전시켜 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 회전되도록 한다.3) receives the sensing signal of the
구동모터(300)의 제2 방향으로 회전함에 따라 효소트랩(230)은 하강을 시작하게 되고 그러다가 하강 한계 지점(최하 높이)에 도달하면 제1 및 제2 승강부재(241, 242) 중 적어도 하나의 상단부(243)가 하부센서(제2 센서)(420)에 의해 감지된다.The
이때, 제어부(500)(도 3 참조)는 제2 센서(420)의 감지 신호를 받는 즉시 구동모터(300)의 회전 방향을 다시 역전시켜 제1 방향으로 회전되도록 한다. 그에 따라, 효소트랩(230)은 다시 상승 이동을 하게 된다.3) receives the sensing signal of the
이러한 방식으로, 효소트랩(230)은 바이오디젤 생성 반응이 진행되는 도중 반응용기(100) 내에서 상승 한계 지점(최상 높이) 및 하강 한계 지점(최하 높이) 사이에서 위아래로 왕복 운동을 반복한다.In this way, the
주목할 점은, 효소트랩(230)은 그 가장자리에 제1 및 제2 승강부재(241, 242)가 결합되어 있어서 승하강은 가능하지만 회전은 하지 않는다는 것이다. 즉, 효소트랩(230)은 구동모터(300)에 의해 회전샤프트(220)가 양방향 회전함에 따라 그것을 따라 승하강하되 제1 및 제2 승강부재(241, 242)의 구속에 의해 회전은 하지 않는다.It should be noted that the first and second elevating
만약 반응용기(100) 내에서 효소트랩(230)이 회전 구동되는 경우라면 반응용기(100) 내의 유지(바이오디젤 원료)의 높은 점성으로 인해 그 회전 구동을 위해 상당한 부하가 따르며 따라서 많은 전기 에너지가 소비된다.If the
하지만, 본 발명의 실시예에 따르면 효소트랩(230)이 회전 구동되지 않고 상하로 직선 왕복 운동만을 하므로 효소트랩(230) 구동에 따른 부하를 최소화할 수 있으며 따라서 그에 따른 전력 소비 역시 최소화될 수 있다.However, according to the embodiment of the present invention, since the
그리고, 효소트랩(230)이 승하강하는 도중 반응용기(100) 내의 유지(바이오디젤 원료)가 효소트랩(230)을 통과하게 되므로 그 내부의 효소의 촉매 작용을 충분하게 받을 수 있다.In addition, during the up / down movement of the
이때, 회전샤프트(220)에 설치된 교반날개(250)는 회전샤프트(220)와 함께 회전하면서 반응 대상물을 교반시킴으로써 반응 효율을 향상시킨다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 회전샤프트(220)에는 단지 하나의 교반날개(250)가 설치되었지만 대안적으로 회전샤프트(220)에는 2개 이상의 교반날개(250)가 구비될 수도 있다. 예를 들어, 회전샤프트(220)의 상단부에 교반날개가 추가로 구비될 수 있다.At this time, the
한편, 전술한 제어부(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 콘트롤 박스 형태로 제공될 수 있으며, 도시되지 않았으나 콘트롤 박스에는 사용자 제어를 위한 다수의 구성들이 조작 스위치, 조작 버튼 등의 형태로 구비될 수 있다.3, the
전술한 바이오디젤 제조장치(1)의 동작을 도 6 및 도 7을 참조하여 정리하면 다음과 같다.The operation of the above-described
도 6은 구동모터(300) 및 그에 연결된 회전샤프트(220)가 제1 방향으로 회전함에 따라 효소트랩(230)이 상승하는 모습을 보이는 것이고, 도 7은 그와 반대로 구동모터(300) 및 회전샤프트(220)가 제2 방향(제1 방향과 반대 방향)으로 회전함에 따라 효소트랩(230)이 하강하는 모습을 보이는 것이다.6 shows a state in which the
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 효소트랩(230)은 반응용기(100)의 용기 본체부(100A) 내에서 전술한 상승 한계 지점 및 하강 한계 지점 사이를 반복적으로 왕복한다. 이때, 용기 본체부(100A) 내의 바이오디젤 원료는 효소트랩(230)이 이동하는 방향과 반대 방향으로 그 효소트랩(230)을 통과하게 되고, 그 통과 중에 효소트랩(230) 내의 지방분해효소와 접촉되면서 그로부터 지방 분해에 대한 촉매 작용을 받는다.As shown in Figs. 6 and 7, the
이러한 지방 분해 촉매 작용으로 바이오디젤 원료의 일부를 구성하는 차지하는 유지류가 지방산과 글리세롤로 분해되며, 분해된 지방산이 바이오디젤 원료의 일부의 구성하는 알콜과 결합되어 바이오디젤에 해당하는 FAAE(Fatty Acid Alkyl Eester)가 생성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 알콜로는 메탄올이나 에탄올이 적용될 수 있다.The fat-decomposing catalytic action causes the fatty acids, which form a part of the biodiesel feedstock, to be decomposed into fatty acids and glycerol, and the degraded fatty acids are combined with the alcohols constituting a part of the biodiesel feedstock to produce FAAE (Fatty Acid Alkyl Eester) is generated. As described above, methanol or ethanol can be applied to the alcohol.
바이오디젤 생성 반응이 완료되면, 반응용기(100) 내의 대상물(바이오디젤)은 배출포트(150)를 통해 배출되어 다른 용기에 수거된다. 필요한 경우, 반응용기(10)로부터 배출, 수거된 바이오디젤은 그 순도의 향상을 위해 수세(세척) 및 수분 건조 등의 후속 공정들을 거칠 수 있다.When the biodiesel production reaction is completed, the object (biodiesel) in the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않은 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed.
1 : 바이오디젤 제조장치
100 : 반응용기
100A : 용기 본체부
100B : 외측 자켓부
102 : 수용부
110 : 플랜지부
111 : 제1 체결홈
120 : 배출공
130 : 확인창
210 : 헤드부
211 : 제2 체결홈
214 : 제1 관통공
215 : 제2 관통공
216 : 제3 관통공
220 : 회전샤프트
230 : 효소트랩
231 : 스크류 결합 부재
232 : 측면부
233 : 상측 메쉬망
234 : 하측 메쉬망
235 : 제1 결합홀
236 : 제2 결합홀
241 : 제1 승강부재
242 : 제2 승강부재
243 : 상단부
250 : 교반날개
260 : 손잡이부
300 : 구동모터
400 : 센서부
410 : 제1 센서
420 : 제2 센서
500 : 제어부1: Biodiesel manufacturing equipment
100: reaction vessel
100A:
100B: outer jacket portion
102:
110: flange portion
111: first fastening groove
120: Exhaust hole
130: Confirmation window
210:
211: second fastening groove
214: first through hole
215: second through hole
216: Third through hole
220: rotating shaft
230: Enzyme trap
231: screw coupling member
232:
233: Upper mesh network
234: Lower mesh network
235: first coupling hole
236: Second coupling hole
241: first elevating member
242: second lift member
243:
250: stirring wing
260: Handle portion
300: drive motor
400:
410: first sensor
420: second sensor
500:
Claims (12)
상기 반응용기(100) 내에 승강 가능하게 설치되며 내부에 지방분해효소를 수용하는 효소트랩(230);
상기 반응용기(100)의 상단에 분리 가능하게 설치되는 헤드부(210);
상기 헤드부(210) 상에 장착된 구동모터(300); 및
상기 구동모터(300)에 의해 회전 구동되며 상기 반응용기(100)의 중심을 따라 배치된 회전스크류(220);를 포함하고,
상기 효소트랩(230)은 상기 회전스크류(220)에 나사 결합되는 스크류 결합 부재(231)를 더 포함하며,
상기 회전스크류(220)가 회전하면, 상기 효소트랩(230)은 회전 없이 승강될 수 있는,
바이오디젤 제조장치.
A reaction vessel 100 in which a biodiesel feedstock is charged and accommodated; And
An enzyme trap (230) installed in the reaction vessel (100) so as to be able to move up and down and containing a lipase;
A head part 210 detachably installed at an upper end of the reaction vessel 100;
A driving motor 300 mounted on the head unit 210; And
And a rotation screw (220) rotationally driven by the driving motor (300) and disposed along the center of the reaction vessel (100)
The enzyme trap 230 further includes a screw coupling member 231 screwed to the rotating screw 220,
When the rotating screw 220 rotates, the enzyme trap 230 can move up and down without rotation,
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 효소트랩(230)은 서로 마주하도록 배치된 상측 메쉬망(233) 및 하측 메쉬망(234)을 포함하는,
바이오디젤 제조장치.
The method according to claim 1,
The enzyme trap 230 includes an upper mesh network 233 and a lower mesh network 234 arranged to face each other,
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 효소트랩(230)은 측면부(232)를 더 포함하며, 상기 측면부(232)는 상기 반응용기(100)의 내벽과의 사이에 틈새가 형성되도록 배치되는,
바이오디젤 제조장치.
3. The method of claim 2,
The enzyme trap 230 further includes a side portion 232 and the side portion 232 is disposed so as to form a gap between the side portion 232 and the inner wall of the reaction vessel 100.
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 효소트랩(230)에 고정 결합되며 상기 헤드부(210)를 통과하도록 배치된 제1 및 제2 승강부재(241, 242)를 더 포함하는,
바이오디젤 제조장치.
The method according to claim 1,
Further comprising first and second lift members (241, 242) fixedly coupled to the enzyme trap (230) and arranged to pass through the head portion (210)
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 제1 및 제2 승강부재(241, 242) 중 적어도 하나의 상단부(243)를 감지하도록 상기 헤드부(210) 상에 설치된 제1 센서(410); 및
상기 제1 및 제2 승강부재(241, 242) 중 적어도 하나의 상단부(243)를 감지하도록 상기 헤드부(210) 상에 설치되며, 상기 제1 센서(410)의 하측에 배치된 제2 센서(420);를 더 포함하며,
상기 제1 센서(410)는 상기 효소트랩(230)의 상승 한계 지점에 대응되는 높이에 배치되고, 상기 제2 센서(420)는 상기 효소트랩(230)의 하강 한계 지점에 대응되는 높이에 배치된,
바이오디젤 제조장치.
The method according to claim 6,
A first sensor (410) installed on the head part (210) to sense an upper end (243) of at least one of the first and second elevation members (241, 242); And
A second sensor disposed on the head portion 210 to sense an upper end portion 243 of at least one of the first and second elevation members 241 and 242, (420), < / RTI >
The first sensor 410 is disposed at a height corresponding to a rising limit point of the enzyme trap 230 and the second sensor 420 is disposed at a height corresponding to a lower limit point of the enzyme trap 230 And,
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 구동모터(300)와 상기 제1 및 제2 센서(410, 420)에 연결된 제어부(400)를 더 포함하는,
바이오디젤 제조장치.
8. The method of claim 7,
Further comprising a controller (400) connected to the drive motor (300) and the first and second sensors (410, 420)
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 제어부(400)는,
상기 효소트랩(230)이 상승하는 도중 상기 제1 센서(410)에 의해 상기 상단부(243)가 감지되면 상기 구동모터(300)의 회전 방향을 변경하여 상기 효소트랩(230)을 하강시키며, 그리고
상기 효소트랩(230)이 하강하는 도중 상기 제2 센서(420)에 의해 상기 상단부(243)가 감지되면 상기 구동모터(300)의 회전 방향을 변경하여 상기 효소트랩(230)을 상승시키는,
바이오디젤 제조장치.
9. The method of claim 8,
The control unit (400)
When the upper end portion 243 is sensed by the first sensor 410 during the rising of the enzyme trap 230, the rotation direction of the driving motor 300 is changed to lower the enzyme trap 230,
When the upper end portion 243 is sensed by the second sensor 420 during the descent of the enzyme trap 230, the rotation direction of the driving motor 300 is changed to raise the enzyme trap 230,
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 회전스크류(220)에는 적어도 하나의 교반날개(250)가 장착된,
바이오디젤 제조장치.
The method according to claim 1,
The rotating screw 220 is equipped with at least one stirring vane 250,
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 반응용기(100)는,
상기 바이오디젤 원료가 투입 및 수용되며 상기 효소트랩(230)이 설치되는 용기 본체부(100A); 및
상기 용기 본체부(100A)를 둘러싸며 온도 조절수가 순환되는 외측 자켓부(100B);를 포함하는,
바이오디젤 제조장치.
The method according to claim 1,
The reaction vessel (100)
A container body portion 100A into which the biodiesel feedstock is charged and received and in which the enzyme trap 230 is installed; And
And an outer jacket portion (100B) surrounding the container main body portion (100A) and through which temperature control water is circulated.
Biodiesel manufacturing equipment.
상기 용기 본체부(100A)의 바닥부에는 내부 수용물의 배출을 위한 배출공(120)이 형성된,
바이오디젤 제조장치.12. The method of claim 11,
A bottom portion of the container main body 100A is provided with a discharge hole 120 for discharging the inside contents,
Biodiesel manufacturing equipment.
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---|---|---|---|
KR1020160176970A KR101845759B1 (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Apparatus for producing of bio-dissel |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008212020A (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Olympus Corp | Device and method for decomposing living body tissue |
-
2016
- 2016-12-22 KR KR1020160176970A patent/KR101845759B1/en active IP Right Grant
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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