KR101955485B1 - 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치를 제공한다.
본 발명은, 폐사처리된 동물의 사체를 잘게 세절하고,생석회를 투입하고, 동물사체/생석회 반응물에 영양 비료성분을 혼련하여 투입하는 원료 투입부(210)와; 원료 투입부(210)에서 투입된 세절된 동물사체와 생석회를 균질하게 혼련시키고 이송하는 교반이송부(220)와; 교반이송부(220)에 의해 이송되는 과정에서, 각각의 회전교반통(120)의 내부에서 물리적인 혼련작업과 화학적인 반응작업이 고온에서 계속적으로 진행되어지다가 상기 화학적인 반응작업을 종료하게 되는 반응이송부(230)와; 완성된 유기 및 무기질 복합비료를 상기 제4 회전교반통(150)에서 외부로 배출시키고 칭량하여 마무리하는 제품산출부(240)와; 작업장으로 이동하여 차량에 탑재된 상태에서 지면에 안정되게 고정하고 작업을 진행할 수 있도록 하는 장치설치부(250)와; 상기 원료 투입부(210)와 교반이송부(220)와 반응이송부(230)와 제품산출부(240)와 장치설치부(250)를 전체적으로 가동시키거나 정지시키거나 조정하여 통제하는 제어부(C); 를 포함하고 있다.

Description

유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치{Automatic Manufacturing Equipment for Organic and Inorganic Compound Fertilizers}
본 발명은 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조류 독감이나 구제역과 같은 전염성 병원균에 감염되어 집단적으로 폐사되어진 가축들의 사체를 이용하여, 산성화된 토양을 중성화시킴과 동시에, 토양에 필요한 각종 미네랄 성분들을 보충할 수 있는 유기 및 무기질 복합비료를 자동공정으로 제조할 수 있는 제조장치에 관한 것이다.
오늘날 현대인들의 단백질 보충원으로서, 각종 가축을 대량으로 사육하고 있으며, 각양 위생설비를 갖추어 사육에 최적의 환경을 만들고 있을 뿐만아니라, 도축 및 배송에 이르기까지 최선의 서비스를 제공하기 위하여 고심하고 있다.
그러나, 해마다 가축 농가들의 고충은 예측할 수 없는 전염성 병원균의 등장이다. 전염성 병원균이 발생되었을 경우, 초기 대응이 늦어지거나 잘못 되었을 경우, 가축의 대량 폐사는 피할 수 없는 현상이다.
가축이 대량 폐사하였을 경우, 아주 짧은 시간내에 폐사된 가축을 처분하는 것이 매우 중요하다. 폐사된 가축들로부터 전염성 병원균이 더 이상 다른 가축들에게 전염되지 못하도록 방지하여야 하고, 시간이 지체될수록 가축의 전염병의 확산을 방지하는 것이 더 어려워지기 때문이다.
오늘날 폐사된 가축의 처분은 집단적인 매립방식이 주로 이용되고 있었다. 그러나, 이러한 집단 매립방식은 신속한 처리가 장점인 반면에, 매립 이후에 전염병의 재발 우려, 침출수로 인한 지하수 오염 가능성, 악취의 발생, 그리고 동물사체에 존재하는 병원균의 변이에 따른 인체 감염의 우려 등이 단점으로 지적되고 있다. 이러한 단점으로 인하여, 집단 매립방식을 더 이상 계속 진행할 수 없는 상태에 이르게 되었고, 집단 매립방식을 벗어난, 새로운 대안을 찾아야 할 필요성이 등장하게 되었다.
폐사된 가축의 처리방식으로 가장 최적의 기술로서는, 대한민국 등록특허 제 10-1,808,007호 및 대한민국 특허등록 제 10-1,907,591호를 예시할 수 있다.
선행기술 대한민국 등록특허 제 10-1,808,007호는 동물사체와 생석회를 투입하고, 이것을 교반하면서 이산화탄소(CO2)를 투입하여 반응을 진행하고 있다. 그러나, 이 방식은 동물사체와 생석회 사이의 반응시간이 너무 길어서, 짧은 시간내에 처리해야 하는 처리시간의 신속성이라는 문제를 극복하지 못한 단점이 있었다.
또한, 동물사체와 생석회만을 이용하고 있으므로, 식물의 성장에 필요한 다양한 영양성분을 균형있게 제공하지 못하는 단점이 있는 것이다.
한편, 선행기술 대한민국 특허등록 제 10-1,907,591호는 역시 동물 사체와 생석회를 투입하고 교반하고 있으며, 교반시에 고온의 열과 함께 이산화탄소(CO2)를 게 공급하도록 하고 있다. 그러나, 고온하에서 생석회(CaO)와 이산화탄소(CO2)가 더욱 반응하여, 최종 생성물에 고농도의 탄산칼슘(CaCO3)을 만들게 되어, 오히려 유기질 비료로서의 기능을 손상시키게 되는 단점이 있다.
또한, 상기 선행기술 대한민국 특허등록 제 10-1,907,591호에서는 고온의 열 및 이산화탄소를 공급하기 위하여, 매우 복잡한 가스공급관을 설치하고 있는데, 이는 장치를 더욱 복잡하고 비효율적인 구조를 제공하고 있을 뿐이다.
이와 같이, 폐사된 가축의 사체를 이용하여 유기질 비료를 만드는 방법이 일부 개발되어 있는 것으로 여겨지지만, 이러한 제조방법을 자동적으로 실시할 수 있는 제조장치는 아직 나타나지 않은 것으로 보인다.
대한민국 특허등록 제10-1,688,855호 (등록공고일: 2016. 12. 16.); 대한민국 특허등록 제10-1,808,007호 (등록공고일: 2017. 12. 5.); 대한민국 특허등록 제10-1,179,825호 (등록공고일: 2012. 8. 29.); 대한민국 특허등록 제10-1,907,591호 (등록공고일: 2018. 10. 5.)
본 발명은, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조류 독감이나 구제역과 같은 전염성 병원균에 감염되어 집단적으로 폐사되어진 가축들의 사체를 이용하여, 산성화된 토양을 중성화시킴과 동시에, 토양에 필요한 각종 미네랄 성분들을 보충하여 제공할 수 있고, 무엇보다 그 제조방법을 자동적으로 실시할 수 있는 유기 및 무기 복합비료의 자동 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치는, 폐사처리된 동물의 사체를 잘게 세절하고, 세절된 동물 사체로부터 발생된 수분과 혼련하여 반응시키기 위한 생석회를 투입하고, 동물사체/생석회 반응물에 영양 비료성분을 혼련하여 투입하는 원료 투입부와; 원료 투입부에서 투입된 세절된 동물사체와 생석회를 균질하게 혼련시키고 이송하는 교반이송부와; 교반이송부에 의해 이송되는 과정에서, 복수의 회전교반통의 내부에서 상온에서 물리적 혼련작업을 수행하고, 미리 설정된 온도에서 화학적 반응작업을 수행하고, 상기 회전교반통 내부의 온도를 낮춘 다음, 영양 비료성분을 추가하여 혼련하고 이송시키는 반응이송부와; 완성된 유기 및 무기질 복합비료를 상기 제4 회전교반통(150)에서 외부로 배출시키고 칭량하여 마무리하는 제품산출부와; 작업장으로 이동하여 차량에 탑재된 상태에서 지면에 안정되게 고정하고 작업을 진행할 수 있도록 하는 장치설치부와; 상기 원료 투입부와 교반이송부와 반응이송부와 제품산출부와 장치설치부를 전체적으로 가동시키거나 정지시키거나 조정하여 통제하는 제어부(C); 를 포함하고 있다.
상기 반응이송부는, 제일 먼저, 제1 회전교반통의 내부에서 물리적인 혼련작업을 수행하고, 그 다음, 제2 회전교반통과 제3 회전교반통의 내부에서 화학적인 반응작업을 수행하며, 마지막으로 제4 회전교반통의 내부에서 물리화학적인 교반작업을 수행한다.
상기 반응이송부는 제1 회전교반통의 내부에서는 상온에서 물리적인 혼련작업만을 수행하고, 제2 회전교반통의 내부에서는 급격히 열을 공급하여 미리 설정된 200 ℃ 내지 500 ℃의 온도 범위 내에서 상기 수분(H2O)과 상기 생석회(CaO)를 반응시키며, 제3 회전교반통의 내부에서는 초반에 열을 공급하여 상기 수분(H2O)과 상기 생석회(CaO)의 반응을 계속적으로 수행하도록 하면서, 후반에는 미반응 수분(H2O)과 열을 외부로 배출함으로써, 상기 수분(H2O)과 상기 생석회(CaO)의 반응을 종료시키며, 제4 회전교반통의 내부에서는 초기에 80 ℃ 내지 100 ℃의 범위로 유지하면서, 상기 동물사체/생석회 반응물 100 중량부에 대해 영양 비료성분 5 중량부 내지 50 중량부를 투입하고 혼련시키고, 혼련 이후 내부 온도를 40 ℃ 내지 50 ℃의 온도로 낮추어 진행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 자동 제조장치를 사용할 경우, 폐사된 동물의 사체를 신속하게 처리함으로써, 동물 사체로 인한 추가적인 전염병의 발생 및 전이를 안전하게 방어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 폐사된 동물의 사체를 이용하여, 동물단백질을 이용한 유기물 성분과 생석회를 이용한 무기질 성분 및 추가적인 영양 비료성분을 배합함으로써, 토양에 적합한 형태의 유기질 및 무기질 비료를 균일하고 신속하게 제조할 수 있는 장점도 있다.
또한, 본 발명은 폐사된 동물의 사체가 발생된 지점으로 차량에 싣고 이동한 다음, 그곳에서 즉각적으로 가동함으로써, 추가적인 질병의 발생을 방지하고, 친환경적인 방식으로 작업을 진행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 자동 제조장치(100)를 차량에 탑재한 상태를 도시한 개략도이며,
도 2는 본 발명의 자동 제조장치(100)에 있어서, 하단에 설치되는 복수의 회전교반통을 나타낸 것으로서, 도 2a는 제1 회전교반통(120)의 측면도이고, 도 2b는 제2 회전교반통(130)의 측면도이며, 도 2c는 제3 회전교반통(140)의 측면도이고, 도 2d는 제4 회전교반통(150)의 측면도이며,
도 3은 본 발명의 자동 제조장치(100)에 있어서, 제1 회전교반통(120) 내지 제4 회전교반통(150)의 배치관계를 나타낸 개략적인 평면도이며,
도 4는 본 발명의 자동 제조장치(100)에 있어서, 각 구성요소들 사이의 결합관계 내지 작동관계를 나타낸 개략적인 개념도이다.
이하, 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다. 본 발명에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태로서, 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다. 또한, 본 발명의 명세서에 있어서, 이 기술분야에서 공지된 것으로서 통상의 기술을 가진 자에 의해 용이하게 창작될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명에 의한 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치(100)는, 원재료를 투입하는 원재료 투입부(210)를 포함하고 있다.
상기 원재료 투입부(210)는 제1 회전교반통(120)에 투입되는 동물사체의 투입용 호퍼(h1)와, 상기 호퍼(h1)에 투입된 동물사체를 잘게 세절시키는 세절기(110)를 포함하고 있다. 상기 호퍼(h1)에 투입된 동물사체는 각종 전염병에 노출되어 집단적으로 폐사 처리된 소, 돼지, 닭, 오리, 염소 등의 가축이 주종을 이루고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 전염병에 의해 집단적으로 폐사된 가축은 일반적으로 대량으로 사육되는 경우가 많아서, 다른 사육장에 피해가 발생되지 않도록 신속하고 안전하게 처리해 주는 것이 무엇보다 중요하다.
상기 호퍼(h1)에 투입된 동물사체는 잘게 세절시켜서, 육고기 단백질과 으스러진 뼈성분들과 다량의 수분을 발생시킨다. 상기 동물사체는 1차적으로 세절시킨 다음, 좀더 잘게 2차적으로 세절시키는 것이 바람직하다. 상기 세절기(110)는 세절기 모터(Mc)에 의해 가동되어지고, 세절기 모터(Mc)의 가동횟수가 증가할수록 세절기(110)를 통하여 제1 회전교반통(120)에 투입되는 동물사체의 투입량은 증가하게 된다. 상기 호퍼(h1)에 투입된 동물사체는 그 중량을 칭량하여 투입하는 것이 바람직하다. 이는 동물사체와 생석회의 투입량을 산출하여 혼련시켜주기 위함이다.
상기 원재료 투입부(210)는 생석회를 투입하는 생석회 투입용 호퍼(h2)를 포함하고 있다. 상기 생석회 투입용 호퍼(h2)는 상기 제1 회전교반통(120)의 바로 위쪽에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 생석회는 상기 제1 회전교반통(120)의 내부에서는 동물사체의 수분과 물리적인 혼련을 하게 되지만, 상기 제2 회전교반통(120)을 거치면서 상기 수분과 화학적인 반응을 일으키게 된다.
상기 원재료 투입부(210)는 동물사체/생석회 반응물에 대하여 일정한 양의 영양 비료성분을 투입하는 영양 비료 투입용 호퍼(h3)를 포함하고 있다. 상기 영양 비료 투입용 호퍼(h3)는 제4 회전교반통(150)의 바로 위쪽에 설치되어 있고, 상기 수분과 상기 생석회가 반응을 거의 마친 상태에서, 식물의 성장이나 과일의 열매에 유익한 영양 비료성분을 더욱 추가시켜 주기 위한 것이다.
상기 동물 사체와 생석회를 원재료로 사용하여 유기 및 무기질 비료를 제조하게 되는데, 생석회를 칭량하여 생석회 투입용 호퍼(h2)에 투입한다. 생석회(CaO)는 동물의 사체로부터 나온 수분과 반응하여, 소석회(Ca(OH)2)를 형성하게 되고, 그 반응과정에서 동물의 사체에서 나온 수분을 흡수하게 되는 것이다. 상기 동물의 사체 100 중량부에 대해 상기 생석회의 투입량은 70 중량부 내지 150 중량부가 바람직하다. 상기 생석회의 투입량이 70 중량부 이하일 경우에는 최종적으로 산출된 비료성분의 수분이 많아서 비료로서 사용하기 어려울 뿐만 아니라, 이것을 자연상태에 방치할 경우, 다시 부패하기 쉬우므로 바람직스럽지 못하고, 150 중량부 이상으로 투입할 경우, 수분과 반응하고 남는 성분 많아져서 최종적인 유기질 비료에 분진상의 생석회 성분을 포함하고 있어서, 바람직스럽지 못하다.
상기 동물 사체와 상기 생석회의 투입량은 제어반(C)에서 상기 세절기 모터(Mc)의 회전수를 조절함으로써 조정하는 것이 바람직하다. 상기 제어반(C)은 차량의 외부에 부착되어 있거나, 작업자가 손으로 파지하여 소지한 채 사용할 수 있다. 상기 제어반(C)에서 상기 세절기 모터(Mc)의 회전수를 빠르게 할 경우, 제1 회전교반통(120)에 공급되는 세절된 동물사체가 많아지는 반면에, 상기 생석회 투입용 호퍼(h2)에서 투입되는 양은 일정한 것이므로, 동물 사체의 투입량과 생석회의 투입량이 적절한 비율로 조정될 수 있는 것이다.
본 발명은 상기 원료 투입부(210)에서 투입된 세절된 동물사체와 생석회를 균질하게 혼련시키고 이송하는 교반이송부(220)를 포함하고 있다.
상기 교반이송부(220)는 원통형으로 이루어진 회전교반통과, 상기 회전교반통의 내부에서 회전하는 회전날개와, 상기 회전날개를 회전시키는 회전축 및 회전동력을 발생시키는 모터로 이루어져 있다. 이러한 회전교반통을 비롯한 구성요소들은 복수로 구성되어 있으며, 이들은 동일한 평면 위에서, 서로 지그재그 방식으로 설치되어 있다. 상기 원재료 투입부(210)는 상단부에 설치되는 반면에, 상기 교반이송부(220)는 그 하단에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 교반이송부(220)는 상기 세절기(110)에서 투입되는 동물사체를 그대로 받아들이는 제1 회전교반통(120)과, 상기 회전교반통(120)의 내부에서 회전하는 회전날개(122)와, 상기 회전날개(122)를 회전시키는 회전축과, 회전동력을 발생시켜 그 회전동력을 상기 회전축으로 전달하는 제1 모터(M1)를 포함하고 있다. 상기 제1 회전교반통(120)으로 투입된 동물사체는 제1 회전날개(122)에 의해 이송되어지고, 상기 생석회 투입용 호퍼(h2)에서 공급되는 생석회와 혼련되어진다.
상기 제1 회전교반통(120)의 내부 온도는 별도의 열발생기를 설치하지 않고 작업장의 실외 온도와 동일한 상태에서 진행되어진다. 따라서, 상기 제1 회전날개(122)에 의해 회전되면서 이송되는 동물사체와 생석회는 단지 물리적으로 혼련되어지게 된다. 상기 제1 회전교반통(120)의 내부에 존재하는 동물사체와 생석회는 서로 혼련되어지면서, 상기 세절기(110)의 위치에서 상기 제1 모터(M1)의 방향으로 이송되어진다.
상기 교반이송부(220)는 상기 제1 회전교반통(120)에서 전달된 동물사체/생석회 혼합물을 받아들이는 제2 회전교반통(130)과, 상기 회전교반통(130)의 내부에서 회전하는 회전날개(132)와, 상기 회전날개(132)를 회전시키는 회전축과, 회전동력을 발생시켜 그 회전동력을 상기 회전축으로 전달하는 제2 모터(M2)를 포함하고 있다. 상기 제2 모터(M2) 및 제2 회전날개(132)에 의해 회전되는 동물사체/생석회 혼합물은 고온(200 ℃ ~ 500℃) 하에서 화학반응을 일으키면서, 상기 제2 모터(M2) 방향에서 그 반대 방향으로 이송되어진다.
상기 교반이송부(220)는 상기 제2 회전교반통(130)에서 전달된 동물사체/생석회 반응물을 받아들이는 제3 회전교반통(140)과, 상기 회전교반통(140)의 내부에서 회전하는 회전날개(142)와, 상기 회전날개(132)에 회전동력을 발생시켜 전달하는 제3 모터(M3)를 포함하고 있다. 상기 제3 모터(M3) 및 제3 회전날개(142)에 의해 회전되는 동물사체/생석회 반응물은 초기에 고온(200 ℃ ~ 500℃) 하에서 화학반응을 일으키지만, 나중에는 비교적 저온(100℃ 이하)으로 낮추어진 상태로 변화되어진다. 상기 제3 회전교반통(140)의 내부에 있는 동물사체/생석회 반응물은 상기 제1 회전교반통(120)의 내부에 있는 동물사체/생석회 혼합물의 이송방향과 동일한 방향으로 이송되어진다.
상기 교반이송부(220)는 상기 제3 회전교반통(140)에서 전달된 동물사체/생석회 반응물을 받아들이는 제4 회전교반통(150)과, 상기 제4 회전교반통(150)의 내부에서 회전하는 제4 회전날개(152)와, 상기 제4 회전날개(152)에 회전동력을 발생시켜 전달하는 제4 모터(M4)를 포함하고 있다. 상기 제4 회전교반통(150)의 내부에 있는 동물사체/생석회 반응물은 상기 제2 회전교반통(130)의 내부에 있는 동물사체/생석회 혼합물의 이송방향과 동일한 방향으로 이송되어진다.
상기 제1 회전교반통(120)의 내부에 상기 동물사체와 상기 생석회를 투입한 상태에서, 제1 모터(M1)를 회전시킴으로서 내부의 제1 회전날개(122)를 회전시키고, 그 결과 상기 동물 사체의 육고기와 뼈 성분들과 수분과 상기 생석회를 고르고 균일하게 혼합시켜주게 된다. 상기 제1 회전날개(122)가 서서히 회전하는 동안에, 상기 동물사체의 육고기-뼈-수분 및 생석회의 혼합물은 서서히 교반되면서, 동물사체의 투입구 방향에서 상기 제1 모터(M1)의 방향으로 이동하게 된다.
상기 제1 회전교반통(120)의 내부에서는 통상적으로 대기의 온도와 동일한 온도를 가지고 있다. 따라서, 제1 회전교반통(120)의 내부에서는 상기 수분과 생석회의 반응은 거의 일어나지 않은 채 단지 균일하게 혼합된 상태를 유지하는 것으로 보아야 할 것이다. 이것은 앞으로 설명하게 될 제2 회전교반통(130) 및 제3 회전교반통(140) 및 제4 회전교반통(150)의 내부 온도조건과 상이하고, 그 반응조건도 상이함을 의미한다.
본 발명은 상기 제1 회전교반통(120)과 상기 제2 회전교반통(130)과 상기 제3 회전교반통(140) 및 상기 제4 회전교반통(150)에 의하여 물리적 반응에서 화학방응의 개시 및 종료에 이르기 까지 제반과정을 자동적으로 수행할 수 있도록 해주는 반응이송부(230)를 포함하고 있다.
상기 반응이송부(230)는 동물사체/생석회 혼합물이 이송되는 과정에서 서로 물리화학적으로 반응을 일으키도록 해주는 구성요소들로 이루어져 있으며, 이는 상기 회전교반통(120)(130)(140)(150)의 내부 조건을 각각 다르게 형성함으로써, 달성될 수 있다.
상기 반응이송부(230)는, 제일 먼저, 상기 제1 회전교반통(120)의 내부에서 물리적인 혼련작업만을 수행한다. 물리적인 혼련작업은 상온에서 수행하도록 하는 것이고, 동물의 사체에서 나온 수분과 생석회를 균일하게 혼합하고 교반하여 혼련시키는 것을 말한다.
상기 반응이송부(230)는, 그 다음, 화학적인 반응작업으로 이행되어지고, 제2 회전교반통(130)과 제3 회전교반통(140)의 내부에서 진행되어진다. 이를 위하여, 상기 제2 회전교반통(130)은 그 내부의 온도를 급격히 상승시키는 제1 열발생기(134)를 포함하고 있다. 상기 제1 열발생기(134)는 상기 제2 회전교반통(130)의 내부의 온도를 높여줌으로써 동물사체에서 나온 수분(H2O)이 상기 생석회(CaO)와 반응하여 소석회(Ca(OH)2)를 형성하도록 하는 데 그 목적이 있는 것이므로, 상기 제2 회전교반통(130)의 전반부에 설치되어지고, 고온의 열을 발생시키면 족하고, 이산화탄소(CO2)의 발생과는 전혀 무관하다. 이 점에서, 상기 제1 열발생기(134)는 선행기술에 해당하는 대한민국 특허등록 제10-1,907,591호의 CO2발생수단과는 전혀 다르다. 상기 제1 열발생기(134)는 고온의 열을 발생시키는 전열기, 또는 가스버너 등으로 구성될 수 있다.
상기 제2 회전교반통(130)의 내부의 온도가 미리 설정된 200℃ 내지 500 ℃의 온도로 상승하게 되고, 그 상태에서 동물사체/생석회 혼합물이 서서히 이동하게 되므로, 그 과정에서 동물사체에서 분리되어 나온 수분(H2O)과 생석회(CaO)가 서로 화학적인 반응을 일으킨다.
상기 제2 회전교반통(130)은 그 내부에 제2 회전날개(132)를 포함하고 있고, 상기 제2 회전날개(132)는 제2 모터(M2)에 회전축으로 연결되어 있으므로, 상기 제2 모터(M2)의 회전에 의해 작동되어진다. 상기 제2 회전날개(132)가 회전하게 되면, 상기 동물사체/생석회 혼합물은 다시 균일하게 혼련되어지면서, 서서히 이송하게 되는데, 그 과정에서 동물사체의 수분과 생석회가 서로 반응하게 된다. 이때, 상기 제2 회전교반통(130)의 내부 온도는 200 ℃ 내지 500 ℃의 범위를 유지하게 되므로, 동물의 사체에서 나온 수분(H2O)과 생석회(CaO)가 빠르게 반응하여, 소석회(Ca(OH)2)를 형성하게 된다. 이 과정에서, 동물의 사체에서 나온 수분은 상당량이 반응에 관여하게 되고, 동물의 사체는 점차적으로 수분이 줄어들어서 건조한 상태로 변화되어지게 된다.
상기 제2 회전교반통(130)의 내부 이송속도는 상기 제2 회전날개(132)의 회전속도에 의존하고 있고, 이는 제2 모터(M2)의 회전속도에 의해 결정되어지며, 상기 제2 모터(M2)의 구동 및 작업조건은 차량의 외부에 부착되어 있거나, 작업자가 손으로 파지하여 소지한 제어반(C)에 의해 구체적으로 결정되어지게 된다.
상기 반응이송부(230)는, 상기 제3 회전교반통(140)의 내부의 온도를 초기에는 고온으로 유지하면서 수분과 생석회의 반응을 계속 수행하지만, 나중에는 그 내부의 온도를 낮추어주면서 상기 수분과 생석회의 반응을 종료시키고, 다음 단계로 이행되는 것을 준비한다. 이를 위하여, 상기 제3 회전교반통(140)은 그 전반부에 제2 열발생기(144)를 설치하고, 그 내부 온도를 낮추어주기 위해 후반부에 증기배출구(146)를 설치하고 있다.
상기 반응이송부(230)는, 상기 제3 회전교반통(140)의 내부의 온도를 측정하고 그 한계 온도를 벗어날 경우, 제어부(C)에 신호를 보내주는 제2 온도센서(145)를 포함하고 있다. 상기 제2 온도센서(145)는 상기 제2 열발생기(144)에 연동되어 있고, 작업시 미리 설정된 한계 온도(예컨대, ± 10℃)의 범위를 벗어날 경우, 상기 제어부(C)를 통하여 제2 열발생기(134)의 가동, 정지, 가열 등의 작업을 수행하게 된다. 예컨대, 상기 제3 회전교반통(140)의 내부의 온도를 300 ℃로 설정하고, 그 한계온도를 ± 15℃ 로 설정하였는데, 상기 제3 회전교반통(140)의 내부의 온도가 315 ℃ 이상일 경우, 상기 제2 열발생기(144)를 오프로 전환하고, 그 내부 온도가 285 ℃ 이하로 측정될 경우, 상기 제2 열발생기(144)를 온으로 전환하거나 더욱 가열하도록 해주는 것이다. 이와 같이, 상기 제3 회전교반통(140)의 내부의 온도를 고온으로 유지시켜주는 이유는 계속하여 상기 수분(H2O)과 생석회(CaO)의 반응을 유지시켜주기 위함이다.
상기 반응이송부(230)는, 상기 제3 회전교반통(140)의 내부의 온도를 나중에 낮추어주도록 하는 것이 중요하다. 상기 제3 회전교반통(140)의 내부의 온도를 고온으로 계속하여 유지할 경우, 더 이상 수분과 생석회의 반응이 지속되지 않을 뿐만 아니라, 제4 회전교반통(150)으로 이송되어진 동물사체/생석회 반응물의 온도가 높아서, 실질적으로 영양 비료성분을 추가하기 어려운 점이 있기 때문이다. 또한, 상기 동물사체에서 분리되어 나온 수분이 고온에 의해 기화되어, 상기 제3 회전교반통(140)의 내부에 남아 있게 되는데, 이러한 잔여 수분을 제거해주는 것도 매우 중요하다. 이를 위하여, 상기 제3 회전교반통(140)의 하류 방향에 증기배출구(146)를 포함하고 있다. 상기 증기배출구(146)는 미반응 수분과 열을 외부로 배출함으로써, 상기 수분(H2O)과 상기 생석회(CaO)의 반응을 종료시키게 된다.
상기 증기배출구(146)는 2가지의 기능을 동시에 가지고 있다. 그 첫째 기능은 잔류 수증기를 배출하는 것을 목적으로 하고 있고, 그 둘째 기능은 상기 제3 회전교반통(140)에서 제4 회전교반통(150)으로 넘어가는 동물사체-생석회 반응물의 온도를 낮추어주는 것을 목적으로 하고 있는 것이다. 상기 증기배출구(146)를 통하여 배출된 수분 중에 악취를 포함할 경우, 그 악취를 제거할 수 있는 필터망(148)을 설치하는 것이 바람직하다.
상기 증기배출구(146)는 위에서 언급한 2가지의 기능을 동시에 수행하기 위하여, 상기 제2 열발생기(144)의 설치 위치에서 그 반대편 위치에 설치되어야 한다. 다시 말해서, 상기 제2 열발생기(144)는 제2 회전교반통(130)과 제3 회전교반통(140)의 연결지점에서 가까운 위치에 설치되는 것이지만, 상기 증기배출구(146)는 제3 회전교반통(140)과 제4 회전교반통(150)의 연결지점에서 가까운 위치이고, 첨부도면상으로는 제3 모터(M3)의 설치위치에 가까운 위치에 설치된다.
상기 제3 회전교반통(140)은 그 내부에 제3 회전날개(132)를 포함하고 있고, 상기 제3 회전날개(142)는 제3 모터(M3)에 회전축으로 연결되어 있으므로, 상기 제3 모터(M3)의 회전에 의해 작동되어진다. 상기 제3 회전날개(142)가 회전하게 되면, 상기 동물사체-생석회 혼합물은 다시 균일하게 혼련되어지면서, 그 과정에서 동물사체의 수분과 생석회가 계속적으로 서로 반응하게 된다. 역시, 상기 제3 회전교반통(140)의 내부 온도는 200 ℃ 내지 500 ℃의 범위를 유지하게 되는데, 이는 제2 열발생기(144)로부터 고온의 열을 공급받기 때문이다.
상기 제2 회전교반통(130)과 상기 제3 회전교반통(140)은 모두 고온에서 동물사체의 수분과 생석회를 신속하게 반응시킨다는 점에서 서로 동일하지만, 상기 제2 회전교반통(130)은 일관되게 고온을 그대로 유지하고 있는 반면에, 상기 후기 제3 회전교반통(140)은 상기 동물사체/생석회 반응물이 계속적으로 이송되는 동안에 점차적으로 그 온도를 낮추어주는 점에서 서로 다르다. 또한, 상기 제2 회전교반통(130)에서는 밀폐된 상태로 반응을 진행시키는 반면에, 상기 제3 회전교반통(130)에서는 증기배출구(146)을 형성하여 내부의 잔여 수증기를 외부로 배출시키고 있다는 점에서 서로 상이하다.
상기 증기배출구(146)는 반드시 상기 제3 회전교반통(140)에 형성되어야 하고, 상기 제2 회전교반통(130)에 형성되어서는 안된다. 그 이유는 동물사체의 수분과 생석회가 반응하여 동물사체로부터 나온 수분을 거의 제거한 이후에도 여분의 수증기가 잔류할 경우에 필요한 것이고, 또한, 반응이 완료된 동물사체/생석회의 반응물에 대하여 다음 단계를 진행하기 위해 그 반응물의 온도를 급속히 낮추어주어야 하기 때문이다.
상기 제3 회전교반통(140)의 내부 이송속도는 상기 제3 회전날개(142)의 회전속도에 의존하고 있고, 이는 제3 모터(M3)의 회전속도에 의해 결정되어지며, 상기 제3 모터(M3)의 구동 및 작업조건은 상기 제어반(C)에 의해 구체적으로 결정되어지게 된다.
상기 완료된 동물사체/생석회의 반응과 관련하여, 상기 제2 회전교반통(130)은 상기 제1 열발생기(134)를 설치하고 있고, 상기 제3 회전교반통(140)은 상기 제2 열발생기(144)와 상기 증기배출구(146)를 설치하고 있다. 이때, 상기 제1 열발생기(134)는 상기 제2 회전교반통(130)의 내부에서 동물사체의 수분과 생석회의 화학반응을 개시하고 지속하기 위하여 존재하는 반면에, 상기 제2 열발생기(144)는 상기 제3 회전교반통(140)의 내부에서 동물사체의 수분과 생석회의 반응을 계속 유지하기 위하여 존재하고, 상기 증기배출구(146)는 상기 제3 회전교반통(140)의 내부 온도를 낮추어 줌으로써 상기 동물사체의 수분과 생석회의 반응을 종료시키고, 그 다음 단계로 이행되는 것을 준비하기 위하여 존재하는 것이다.
이러한 점들을 고려할 때, 상기 제3 회전교반통(140)은 그 내부에서 처음에는 상기 동물사체의 수분과 생석회의 반응을 계속적으로 진행하도록 유도하지만, 나중에는 상기 동물사체의 수분과 생석회의 반응을 종결시키는 기능을 동시에 수행하고 있는 것이다. 이러한 점은 상기 제2 회전교반통(130)이 상기 동물사체의 수분과 생석회의 반응을 계속적으로 진행하도록 유도하기만 할 뿐, 그 반응의 진행을 종결시키는 기능을 가지고 있지 못한 점과 서로 대비되어진다.
상기 반응이송부(230)는, 마지막으로 제4 회전교반통(150)의 내부에서 물리적인 혼련과정을 수행한다. 이를 위하여, 제4 회전교반통(150)의 내부에서, 동물사체/생석회의 반응물에 대해 소정의 비율로 영양 비료성분을 투입하고 혼련하게 된다. 다시 말해서, 상기 제4 회전교반통(150)의 내부에서는 초기에 80 ℃ 내지 100 ℃의 범위로 유지하면서, 상기 동물사체/생석회 반응물 100 중량부에 대해 영양 비료성분 5 중량부 내지 50 중량부를 투입하고 혼련시킨다. 이는 제4 모터(M4)에 의해 회전하는 제4 회전날개(152)에 의해 이루어진다.
상기 영양 비료성분은 호퍼(h3)를 통하여 투입되어진다. 상기 영양 비료성분은 최종적인 비료제품의 특성을 결정짓는 기능성 비료성분들로서, 객토, 퇴비, 규산질비료, 발효 당밀, 패각 분말, 톱밥, 그리고 미생물 함유된 발효비료로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 영양 비료성분이 투입되어지게 되면, 혼련 이후 내부 온도를 40 ℃ 내지 50 ℃의 온도로 낮추어지게 되고, 제품배출로(154) 방향으로 이송되어지게 된다.
상기 제4 모터(M4)를 회전시켜 나머지 반응을 진행시키되, 상기 동물사체-생석회 반응물 100 중량부에 대해 영양성분 5 중량부 내지 20 중량부를 투입하고, 균일하게 교반한다. 상기 영양성분은 호퍼(h3)를 통하여 상기 제4 회전교반통(150)의 내부로 공급한다. 상기 영양성분은 제4 회전교반통(150)에 투입하는 것이 중요하다. 이 단계에서는 수분과 생석회의 반응이 어느 정도 종결되어진 상태이고, 회전교반통의 내부 온도가 상대적으로 낮아진 상태에서 진행되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 제4 회전교반통(150)의 내부에서 완성된 유기 및 무기질 복합비료를 외부로 배출시키고 칭량하여 마무리하는 제품산출부(240)를 포함하고 있다.
상기 제품산출부(240)는 상기 제4 회전교반통(150)의 내부에서 외부로 개방되어 있는 제품배출로(154)와, 상기 제품배출로(154)에 연통되어 있고 완성된 유기 및 무기질 복합비료를 소정의 중량 단위로 칭량하는 제품칭량부(156)를 포함하고 있다. 상기 제품배출로(154)는 상기 제4 회전교반통(150)의 내부에서 회전하는 제4 회전날개(152)에 의해 완성된 유기 및 무기질 복합비료를 본 발명의 자동제조장치의 바깥으로 보내주는 통로이다.
작업자는 배출된 유기 및 무기질 비료를 칭량하여 포장하거나, 칭량하여 저장소에 저장하거나, 직접 토양에 뿌려서 사용하기 위하여 운송하게 된다. 외부로 배출된 제품은 10kg, 20kg, 30kg, 40kg, 50kg, 100kg 등의 단위로 칭량하여 포장하거나, 외부의 저장소에 저장하거나, 실제 유기질 비료를 필요로 하는 장소로 배송되어진다. 이와같은 방식은 통상적인 방법으로 수행될 수 있다.
본 발명은 작업장으로 이동하여 차량에 탑재된 상태에서 지면에 안정되게 고정하고 작업을 진행할 수 있도록 하는 장치설치부(250)를 포함하고 있다.
상기 장치설치부(250)는 위에서 언급한 각종 구성요소들을 그 내부에 설치하고 이를 외부에서 판넬 형태로 보호하는 컨테이너부(252)와, 상기 컨테이너부(252)의 사각 모서리부에 설치되어 있고 제어부(C)에 의해 작동되어지는 아웃트리거(254)를 포함하고 있다. 상기 컨테이너부(252)와 상기 아웃트리거(254)는 통상적인 방식으로 설치되거나 수행될 수 있다.
본 발명은 상기 원료 투입부(210)와 교반이송부(220)와 반응이송부(230)와 제품산출부(240)와 장치설치부(250)를 전체적으로 가동시키거나 정지시키거나 조정하여 통제하는 제어부(C)를 포함하고 있다.
상기 제어부(C)는 입력된 정보를 신속하게 전산처리하거나 명령을 내리게 되는 CPU(111)와, 입력된 정보를 기억하거나 CPU(111)에 의해 처리된 정보를 임시적으로 또는 영구적으로 기억하여 보관하는 메모리부(112)와, 작업자가 작업조건을 입력하거나 필요한 정보를 입력하는 입력부(113)와, 작업의 내용을 외부로 나타내 주거나 처리된 정보를 시각적으로 보여주는 표시부(114)와, 외부에서 전기에너지를 공급해주는 전원부(115)를 포함하고 있다. 상기 제어부(C)는 작업 조건에 맞추어 전과정을 자동적으로 행하도록 해준다.
이와같이 구성된 본 발명의 자동 제조장치(100)는 다음과 같은 방식으로 작동되어진다.
작업자는 폐사된 동물을 칭량하여 원재료 호퍼(h1)에 투입하고, 그것을 세절기(110)로 1차 세절하고 이어서 2차 세절하여 제1 회전교반통(120)에 투입하고, 다시 생석회를 칭량하여 상기 제1 회전 교반통(120)에 투입한다.
상기 제1 회전 교반통(120)의 전방에 위치한 제1 모터(M1)를 회전시켜 제1 회전날개(122)를 회전시키면서, 상기 세절된 동물사체와 상기 생석회를 균일하게 교반시킴과 동시에, 상기 제1 모터(M1) 방향으로 이송시킨다.
상기 제2 회전교반통(130)의 내부로 이송된 동물사체/생석회 혼합물을 제2 모터(M2)를 회전시켜 반응시키되, 제1 열발생기(134)에서 제공된 고온 열에 의해 상기 제2 회전교반통(130)의 내부 온도를 미리 설정된 온도(200℃ 내지 500℃) 범위로 유지하면서 동물사체의 수분과 생석회의 반응을 유도하고, 제2 모터(M2) 방향에서 그 반대의 방향으로 동물사체-생석회 혼합물을 이송시킨다.
상기 제3 회전교반통(140)의 내부로 이송된 동물사체/생석회 혼합물을 제3 모터(M3)를 회전시켜 계속적으로 반응시키되, 제2 열발생기(144)에서 제공된 고온 열에 의해 상기 제3 회전교반통(140)의 내부 온도를 미리 설정된 온도(200℃ 내지 500℃) 범위로 유지하면서, 동물사체의 수분과 생석회의 반응을 계속 유도함과 동시에, 반응 이후 남겨진 수분을 외부로 배출하고, 상기 제2 열발생기의 위치에서 제3 모터(M3)의 위치 방향으로 동물사체/생석회 반응물을 이송시킨다.
상기 제4 회전교반통(150)의 내부로 이송된 동물사체/생석회 반응물을 제4 모터(M4)를 회전시켜 나머지 반응을 진행시키되, 상기 제4 회전교반통(150)의 내부 온도를 80 ℃ 내지 100 ℃의 범위로 유지하면서, 상기 동물사체/생석회 반응물 100 중량부에 대해 영양 비료성분 5 중량부 내지 50 중량부를 투입하고, 상기 제4 회전교반통(150)의 내부 온도를 40 ℃ 내지 50 ℃의 범위로 낮추어서 상기 제4 모터(M4)의 방향에서 그 반대 방향으로 이송시킨다.
최종적으로 동물사체-생석회-영양성분으로 구성된 유기 및 무기질 복합비료를 상기 제4 회전교반통(150)에서 외부로 배출하고, 이를 포장하여 최종적으로 마무리한다.
본 발명에 의한 유기 및 무기질 비료의 제조장치(100)는 트럭과 같은 이동용 차량에 탑재하여 활용될 수 있다. 이동용 차량에 탑재된 유기 및 무기질 비료의 제조장치(100)에는 전후좌우 방향에 아웃트리거 장치를 설치하여 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 집단적으로 폐사한 가축의 집결지로 신속하게 이동한 다음, 그곳에서 직접 폐사된 가축을 곧바로 처리할 수 있기 때문이다.
이상에서 본 발명에 의한 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치(100)를 구체적으로 제시하였으나, 이는 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 구체화된 것일 뿐, 본 발명의 모든 특징이 위에서 언급한 항목에만 적용되는 것이라고 한정하여 해석되어서는 아니될 것이다.
또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.
100 : 제조장치,
110 : 세절기, 120 : 제1 회전교반통,
122 : 제1 회전날개, 130 : 제2 회전교반통,
132 : 제2 회전날개, 134 : 제1 열발생기,
140 : 제3 회전교반통, 142 : 제3 회전날개,
144 : 제2 열발생기, 146 : 증기배출구,
148 : 필터망, 150 : 제4 회전교반통,
152 : 제4 회전날개, 154 : 배출구,
h1 : 사체투입용 호퍼, h2 : 생석회 투입용 호퍼,
h3 : 영양비료 투입용 호퍼, Mc : 세절기 모터,
M1 : 제1 모터, M2 : 제2 모터,
M3 : 제3 모터, M4 : 제4 모터,

Claims (5)

  1. 폐사처리된 동물의 사체를 잘게 세절하고, 세절된 동물 사체로부터 발생된 수분과 혼련하여 반응시키기 위한 생석회를 투입하고, 동물사체/생석회 반응물에 영양 비료성분을 혼련하여 투입하는 원료 투입부(210)와;
    원료 투입부(210)에서 투입된 세절된 동물사체와 생석회를 균질하게 혼련시키고 이송하는 교반이송부(220)와;
    교반이송부(220)에 의해 이송되는 과정에서, 복수의 회전교반통의 내부에서 상온에서 물리적 혼련작업을 수행하고, 미리 설정된 온도에서 화학적 반응작업을 수행하고, 상기 회전교반통 내부의 온도를 낮춘 다음, 영양 비료성분을 추가하여 혼련하고 이송시키는 반응이송부(230)와;
    완성된 유기 및 무기질 복합비료를 제4 회전교반통(150)에서 외부로 배출시키고 칭량하여 마무리하는 제품산출부(240)와;
    작업장으로 이동하여 차량에 탑재된 상태에서 지면에 안정되게 고정하고 작업을 진행할 수 있도록 하는 장치설치부(250)와;
    상기 원료 투입부(210)와 교반이송부(220)와 반응이송부(230)와 제품산출부(240)와 장치설치부(250)를 전체적으로 가동시키거나 정지시키거나 조정하여 통제하는 제어부(C); 를
    포함하고 있는 것을 특징으로 한, 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응이송부(230)는,
    제1 회전교반통(120)의 내부에서 상온에서 물리적인 혼련작업만을 수행하고,
    제2 회전교반통(130)의 내부에서 급격히 열을 공급하여 미리 설정된 200 ℃ 내지 500 ℃의 온도 범위 내에서 상기 수분(H2O)과 상기 생석회(CaO)를 반응시키며,
    제3 회전교반통(140)의 내부에서 초반에 열을 공급하여 상기 수분(H2O)과 상기 생석회(CaO)의 반응을 계속적으로 수행하도록 하면서, 후반에는 미반응 수분(H2O)과 열을 외부로 배출함으로써, 상기 수분(H2O)과 상기 생석회(CaO)의 반응을 종료시키며,
    제4 회전교반통(150)의 내부에서는 초기에 80 ℃ 내지 100 ℃의 범위로 유지하면서, 상기 동물사체/생석회 반응물 100 중량부에 대해 영양 비료성분 5 중량부 내지 50 중량부를 투입하고 혼련시키고, 혼련 이후 내부 온도를 40 ℃ 내지 50 ℃의 온도로 낮추어 진행하는 것을 특징으로 한, 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치(100).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반응이송부(230)는,
    상기 제1 회전교반통(120)의 내부에서 세절된 동물의 사체와 생석회(CaO)를 제1 회전날개(122)에 의해 물리적으로 혼합하고 교반하는 혼련작업을 수행하고,
    상기 제2 회전교반통(130)과 제3 회전교반통(140)의 내부에서 동물사체에서 분리되어 나온 수분(H2O)과 상기 생석회(CaO)를 화학적인 반응작업으로 소석회(Ca(OH)2)를 산출하도록 함으로써, 동물사체에서 나온 상기 수분(H2O)을 흡수하도록 하며,
    상기 제4 회전교반통(150)의 내부에서 동물사체/생석회 반응물과 영양 비료성분을 제4 회전날개(152)에 의해 물리적으로 혼합하고 교반하는 혼련작업을 수행하는 것을 특징으로 한, 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치(100).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제3 회전교반통(140)은 고온의 열을 공급하는 제2 열발생기(144)를 설치함과 동시에, 고온의 열을 잔여 수증기와 함께 외부로 배출하는 증기배출구(146)를 설치하고 있는 것을 특징으로 한, 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치(100).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 열발생기(144)는 상기 제3 회전교반통(140)의 내부에 열을 공급하는 반면에,
    제2 온도센서(145)는 상기 제3 회전교반통(140)의 내부 온도를 측정하고 그 한계 온도를 벗어날 경우, 제어부(C)에 신호를 보내어, 상기 제2 열발생기(144)의 가동, 정지, 가열 작업을 수행하는 것을 특징으로 한, 유기 및 무기질 복합비료의 자동 제조장치(100).





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