KR102195592B1 - 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치 및 방법 - Google Patents

바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 투입펌프를 통해 투입된 기질, 효소 및 수산화철을 내부에 설치된 교반기에 의해 혼합시키는 균질화조; 상기 균질화조를 통과한 기질을 순환펌프에 의해 전달받아 가열시키는 열교환기; 상기 균질화조를 통과한 기질에 초음파를 조사하여 기질의 가수분해를 촉진시키는 초음파발생장치; 및 상기 열교환기 또는 상기 초음파발생장치를 거친 기질을 박테리아가 분해시키는 소화조;를 포함하고, 상기 초음파발생장치는, 기질이 지그재그 형태로 통과하도록 형성된 통로; 및 상기 통로의 외부에 부착되어 기질에 초음파를 조사하는 진동자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기질이 소화조로 공급되기 전에 가온 및 초음파 조사와 같은 전처리 과정을 거쳐, 기질의 박테리아에 의한 분해가 용이한 이점이 있다.
또한 본 발명은, 초음파발생장치가 구간별로 두 영역대의 초음파를 교차 하여 조사함에 따라 기질과 초음파의 접촉 기회와 범위를 넓혀 기질의 가수분해 및 가용화를 촉진시키는 이점이 있다.

Description

바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치 및 방법 {BACTERIA FREIENDLY HOMOGENIZING DEVICE AND METHOD FOR MAXIMIZING PRODUCTION OF BIOGAS}
본 발명은 혐기성소화조 내 박테리아가 소화하기 용이하도록 균질화된 기질을 공급하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 열교환기를 이용한 가온, 초음파를 이용한 기질 분해, 난분해성 기질에 선택적으로 사용되는 효소, 탈황을 위해 사용되는 수산화철을 이용하고 실시간 온도 측정 및 점도 측정을 통해 균질화 정도를 모니터링하여 친박테리아 기질을 혐기성 소화조로 규칙적으로 공급하는 시스템을 활용한 바이오가스 생산을 증대 시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
가축분뇨와 농산부산물 등 유기성 폐기물의 에너지화가 자원순환형 농촌을 이끄는 동력으로 기대를 모으고 있다. 또한, 유기성 폐기물의 에너지화는 축산업의 고질적인 문제인 악취문제를 해결하고 재생에너지원으로 활용함으로써 축산업의 지속 가능한 발전에 핵심적인 역할을 할 수 있다.
농축산 분야의 유기성 폐기물 에너지화 방법 중 하나인 바이오가스화 시설은 산소가 없는 밀폐된 소화조 내에서 가축분뇨와 농산부산물 같은 유기성 물질을 분해하기 때문에 악취를 동반하지 않으며, 태양광, 풍력발전 등 다른 재생 에너지 생산 시설과 달리 지역적, 기후적 영향을 적게 받아 일년 내내 꾸준히 에너지를 생산할 수 있는 장점이 있다.
일반적으로 국내의 바이오가스화 시설은 혐기성 소화방법을 택하여, 소화조 내 수많은 종류의 혐기성 박테리아가 공생하며 유기물을 먹이로 섭취하고 분해하여 최종적으로 메탄가스, 이산화탄소 등의 무기성 물질로 변환시킨다.
이와 관련하여 종래의 한국등록특허 제10-1102959호(자동 제어방식의 초음파를 이용한 슬러지 감량화 및 반류수 성상 개량을 위한 하·폐수 처리 장치와 그 방법)는 하·폐수처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 슬러지 cake의 감량화 및 반류수로 인한 수처리 공정의 영향을 개선하기 위한 장치 및 방법으로서, 슬러지 개량을 위한 점도를 자동 계측하거나 반류수의 성상 개선 목표에 연관된 pH, COD, 또는 점도를 자동 계측하여 측정값에 따라 초음파를 인가함으로써 슬러지 cake의 함수량 및 반류수의 성상을 개선하여 처리장의 운영효율을 향상시킬 수 있는 방법 및 장치를 개시하고 있다.
다만, 종래의 기술은, 혐기성 미생물이 슬러지를 분해하는 소화반응단계 이전에 슬러지에 초음파를 인가하는 과정이 포함되지 않아 미생물의 유기물 접촉 면적이 확보되지 않고 이에 따라 유기물의 분해가 원활히 이루어지지 않는 문제가 있다.
이와 관련하여 종래의 한국등록특허 제10-0768516호(초음파를 이용한 슬러지 저감 장치)는 초음파를 이용하여 슬러지에 함유된 고분자 유기 물질을 저분자로 분해하여 미생물에 의하여 산화가 용이하도록 함으로써 슬러지의 안정화 효율을 극대화하고자 하는 초음파를 이용한 슬러지 저감장치에 관한 것으로, 침사지와, 침전지, 소화조 등을 구비하고, 초음파 발생부를 가짐에 따라 소화조로 투입되거나 소화조를 통과한 유기 물질에 초음파를 조사하여 슬러지를 저감시키는 장치를 개시하고 있다.
그러나, 종래의 기술은, 막대 형태의 초음파 발생부가 단일 영역의 초음파만을 일 방향으로 조사하여 여전히 고분자 유기 물질의 가수분해가 충분히 이루어지지 않는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1102959호 한국등록특허 제10-0768516호
본 발명은 기존의 바이오가스화 시설에 있어 박테리아가 기질을 분해하는 소화단계 이전에 전처리 과정으로 기질에 다른 두 영역대의 초음파를 조사하여 기질의 가수분해 및 가용화를 촉진시키고 소화조로 균질화된 기질을 규칙적으로 공급하여 박테리아를 통한 기질의 분해를 원활히 함에 따라 바이오가스 생산을 증대시키는 친박테리아 균질화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투입펌프를 통해 투입된 기질, 효소 및 수산화철을 내부에 설치된 교반기에 의해 혼합시키는 균질화조; 균질화조를 통과한 기질을 순환펌프를 통해 전달받아 가열시키는 열교환기; 균질화조를 통과한 기질에 초음파를 조사하여 기질의 가수분해를 촉진시키는 초음파발생장치; 및 열교환기 또는 초음파발생장치를 거친 기질을 박테리아가 분해시키는 소화조;를 포함하고, 초음파발생장치는, 기질이 지그재그 형태로 통과하도록 형성된 통로; 및 통로의 외부에 부착되어 기질에 초음파를 조사하는 진동자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치를 제공한다.
바람직하게, 균질화조 내부에 장착되어 균질화조로 투입된 기질의 온도를 측정하는 온도측정기; 초음파발생장치를 통과하여 균질화조로 투입되는 기질의 점도를 측정하는 점도측정기; 및 온도 또는 점도를 기반으로 순환펌프 또는 초음파발생장치의 작동을 조절하는 컨트롤판넬;을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 균질화조는, 균질화조의 상부에 장착되어 균질화조에 투입된 기질의 수위를 측정하는 레벨측정기;를 더 포함하고, 투입펌프는 레벨측정기의 결과 값에 따라 작동되거나 작동이 정지될 수 있다.
바람직하게, 초음파발생장치는, 통로가 등 부피의 다 구간으로 구획되고, 진동자는 통로의 인접한 서로 다른 구간에 다른 두 영역의 주파수를 교대로 조사할 수 있다.
바람직하게, 진동자는, 기질이 흐르는 방향에 수직한 방향 또는 기질이 흐르는 방향의 반대 방향으로 초음파를 조사할 수 있다.
바람직하게, 초음파발생장치와 열교환기 사이의 경로가 개폐되도록 하는 제 1밸브; 및 열교환기와 소화조 사이의 경로가 개폐되도록 하는 제 2밸브;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 투입펌프가 균질화조의 내부로 기질, 효소 및 수산화철을 투입하는 투입단계; 균질화조의 내부에 설치된 교반기가 투입된 기질, 효소 및 수산화철을 교반하는 혼합단계; 열교환기가 순환펌프로부터 전달받은 기질을 가열하거나 또는 기질이 지그재그 형태로 통과하도록 기질의 이동 경로를 형성하는 초음파발생장치가 기질에 초음파를 조사하여 기질의 가수분해를 촉진시키는 균질화단계; 및 균질화단계를 거친 기질을 소화조 내에서 박테리아가 소화시키는 소화단계;를 포함하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 방법을 제공한다.
바람직하게, 투입단계는, 투입펌프가 작동하여 균질화조의 내부로 기질을 투입하는 기질투입과정; 균질화조 상부에 장착된 레벨측정기가 기질의 수위를 측정하는 레벨측정과정; 기질이 기 설정된 수위에 다다르면 투입펌프가 기질의 투입을 정지하는 투입펌프정지과정; 및 균질화조의 내부로 효소 및 수산화철을 투입하는 효소투입과정;을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 초음파발생장치는, 기질이 흐르는 방향에 수직한 방향 또는 기질이 흐르는 방향의 반대 방향으로 초음파를 조사할 수 있다.
바람직하게, 점도측정기가 초음파발생장치를 거쳐 균질화조로 투입되는 기질의 점도를 측정하거나 또는 온도측정기가 균질화조 내부로 투입된 기질의 온도를 측정하는 측정단계; 컨트롤판넬이 점도 또는 온도를 기반으로 점도 또는 온도가 기 설정된 값에 도달했는지 여부를 판단하는 판단단계; 및 점도 또는 온도가 기 설정된 값에 도달하면 컨트롤판넬이 초음파발생장치 또는 순환펌프의 작동을 정지시키는 순환펌프작동정지단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 균질화단계는, 초음파발생장치와 열교환기 사이의 제 1밸브가 개방되고 열교환기와 소화조 사이의 제 2밸브가 폐쇄될 수 있다.
바람직하게, 소화단계는, 기 설정된 시간이 경과하면 교반기의 작동이 정지되고 순환펌프가 작동되어 소화조로 기질이 전달될 수 있다.
바람직하게, 소화단계는, 초음파발생장치와 열교환기 사이의 제 1밸브가 폐쇄되고 열교환기와 소화조 사이의 제 2밸브가 개방될 수 있다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 기질이 소화조로 공급되기 전에 가온 및 초음파 조사와 같은 전처리 과정을 거쳐, 기질의 박테리아에 의한 분해가 용이한 이점이 있다.
또한 본 발명은, 초음파발생장치가 구간별로 두 영역대의 초음파를 교차 하여 조사함에 따라 기질과 초음파의 접촉 기회와 범위를 넓혀 기질의 가수분해 및 가용화를 촉진시키는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 균질화조에 셀룰로오즈를 분해하는 효소를 투입함에 따라 난분해성 기질의 분해가 용이한 이점이 있다.
또한 본 발명은, 균질화조에 탈황을 위한 수산화철을 투입하여 생산되는 바이오가스의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 가온 및 초음파 처리된 기질이 소화조로 규칙적으로 공급됨에 따라 소화조 내 적정 온도 및 유기물부하율(OLR, Organic Load Rate)을 유지 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 친박테리아 균질화 장치의 전체 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 초음파발생장치의 모습을 나타낸다.
도 3은 도 2의 A 부분의 확대된 모습을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 친박테리아 균질화 방법의 순서도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 투입단계의 순서도를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 친박테리아 균질화 장치(1)의 전체 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 친박테리아 균질화 장치(1)는 균질화조(10), 순환펌프(20), 열교환기(30), 초음파발생장치(70)로 이루어질 수 있다.
기질은 친박테리아 균질화 장치(1) 내에서 균질화조(10), 순환펌프(20), 열교환기(30)를 거쳐 소화조(40)로 전달되거나 균질화조(10), 순환펌프(20), 열교환기(30) 및 초음파발생장치(70)를 거쳐 다시 균질화조(10)로 투입되는 다수의 순환과정을 거쳐 최종적으로 소화조(40)로 전달될 수 있다.
균질화조(10)는, 가축분뇨, 음식물폐수 또는 농업부산물과 같은 유기성 폐기물인 기질이 투입펌프를 통해 기 설정된 수위까지 투입되며, 이때 효소와 수산화철이 함께 투입될 수 있다.
효소는, 박테리아에 의해 분해되기 어려운 탄수화물 중 다당류인 셀룰로오즈를 분해할 수 있다.
수산화철은, 소화조(40) 내 황화물과 우선 결합하고 이에 따라 황화물과 금속 미량원소의 결합을 방지하여 박테리아의 성장에 필요한 금속 미량원소의 가용성을 높이며, 소화의 최종물질 중 하나인 황화수소가스를 제거할 수 있다.
균질화조(10) 내부에 설치된 교반기(13)는 균질화조(10)로 투입된 기질과 효소 및 수산화철을 혼합시키며 균질화조(10), 열교환기(30) 및 초음파발생장치(70)를 거쳐 순환되는 기질을 지속적으로 혼합할 수 있다.
균질화조(10)는, 상부에 레벨측정기(미도시)가 장착되고, 레벨측정기는 균질화조(10)에 투입된 기질의 수위를 측정하여 레벨측정기의 측정 결과 값에 따라 투입펌프를 작동시키거나 작동을 정지시켜 균질화조(10) 내부의 기질의 수위를 조절할 수 있다.
열교환기(30)는, 균질화조(10)를 통과한 기질을 순환펌프(20)를 통해 전달받아 가열시키며, 이때 열원은 친박테리아 균질화 장치(1)가 설치된 바이오가스화 시설 내 열병합발전기의 폐열일 수 있다.
열교환기(30)는, 기질을 소화조(40) 내 박테리아가 활동하는 적정온도로 가온 시킴에 따라 소화조(40) 내 박테리아의 활동이 저해되지 않도록 한다.
초음파발생장치(70)는, 균질화조(10)로 투입되는 기질에 초음파를 조사하여 기질의 가수분해 및 가용화를 촉진시킬 수 있다.
초음파발생장치(70)는, 기질의 세포를 파괴시켜 세포구성물질을 수중에 용해시킬 수 있다. 이에 따라 박테리아와 접촉하는 기질의 표면적이 넓어지고, 방출된 체외효소에 의한 가수분해 촉진 효과를 얻을 수 있다.
소화조(40) 내부에서는, 열교환기(30) 또는 초음파발생장치(70) 중 적어도 어느 하나 이상을 거친 기질을 혐기성 미생물이 환원적으로 분해시킬 수 있다.
혐기성 미생물은 박테리아일 수 있고, 박테리아는 기질의 가수분해, 산 생성 및 메탄발효의 혐기소화 과정을 거쳐 바이오가스를 생산할 수 있다.
본 발명의 친박테리아 균질화 장치(1)는 온도측정기(11), 점도측정기(80) 및 컨트롤판넬을 더 포함할 수 있다.
온도측정기(11)는 균질화조(10) 내부에 장착되어 균질화조(10)에 투입된 기질의 온도를 측정하고, 점도측정기(80)는 초음파발생장치(70)를 거쳐 균질화조(10)로 투입되는 기질의 점도를 측정한다.
컨트롤판넬(미도시)은, 온도측정기(11)가 측정한 온도와 점도 측정기가 측정한 점도를 기반으로 순환펌프(20) 및 초음파발생장치(70)의 작동 여부를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 초음파발생장치(70)의 모습을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 초음파발생장치(70)는, 기질이 지그재그 형태로 통과하도록 형성된 통로와 통로의 외부에 부착되어 기질에 초음파를 조사하는 진동자(73)로 이루어질 수 있다.
초음파발생장치(70)는, 초음파발생장치(70)를 통과하는 기질에 초음파를 방사하여 케비테이션(Cavitation) 현상을 발생시킴에 따라 기질의 가수분해 및 가용화를 촉진시킬 수 있다.
또한, 통로는 지그재그로 형성되어, 직선으로 형성될 때 보다 기질이 통로 내에 머무는 시간을 늘림에 따라 기질을 초음파에 보다 오래 노출시켜 기질과 초음파의 접촉을 증가시킬 수 있다.
또한, 일반적으로 케비테이션 강도는 주파수가 낮을수록 세지며, 주파수가 높을수록 기포의 크기가 미세해지며 침투력이 강해지는 성질을 이용하여 초음파발생장치(70)로 하여금 낮은 주파수 영역과 높은 주파수 영역의 초음파를 방사할 수 있도록, 진동자(73)는 두 영역의 주파수를 방사한다.
통로는 가상의 벽(75)에 의해 등 부피를 가진 다 구간으로 구획될 수 있고, 각 구획부(71)는 같은 가로 길이와 같은 세로 길이를 갖도록 2 개 이상의 구획부(71)로 나뉠 수 있고, 도 2와 같이 A,B,C,D,E,F의 6개의 구획부(71)로 나뉠 수 있다.
진동자(73)는 인접한 서로 다른 구획부(71)에 다른 두 영역의 주파수를 교대로 조사하도록 형성될 수 있다. 진동자(73)에서 방사되는 주파수는 28kHz와 40kHz일 수 있고, A,C,E에는 28kHz를 방사하고 B,D,F에는 40kHz를 방사할 수 있다.
통로가 지그재그로 형성되고, 이에 더해 구획부(71)가 형성되도록 하여 기질과 초음파의 접촉 기회를 최대로 할 수 있다. 또한 구획부(71) 별로 다른 두 영역의 주파수를 조사하여 초음파로 인한 캐비테이션 효과를 최대로 할 수 있다.
도 3은 도 2의 A 부분의 확대된 모습을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 진동자(73)는, 기질이 흐르는 방향과 수직한 방향 기질이 흐르는 방향과 반대 방향으로 초음파를 조사할 수 있다.
A 부분의 벽(75)은 의도적으로 기질의 흐름을 방해하여 기질이 각 구획부(71)를 통과하는 동안 기질이 통과하는 통로가 수축 또는 확대되는 효과를 발생시켜 초음파에 대한 기질의 노출을 증가시키고, 유속변화에 의한 캐비테이션을 추가적으로 발생시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 친박테리아 균질화 방법의 순서도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 친박테리아 균질화 방법은 투입단계, 혼합단계, 균질화단계, 측정단계, 판단단계 및 소화단계로 이루어질 수 있다.
투입단계는, 투입펌프가 균질화조(10)의 내부로 기질, 효소 및 수산화철을 투입할 수 있도록 한다.
혼합단계는, 균질화조(10)의 내부에 설치된 교반기(13)가 투입된 기질, 효소 및 수산화철을 교반하여 균질화조(10) 내부에 기질, 효소 및 수산화철이 균등하게 분포될 수 있도록 한다.
균질화단계는, 기질이 소화조(40)에서 용이하게 소화될 수 있도록 기질이 지그재그 형태로 통과하도록 기질의 이동 경로를 형성하는 초음파발생장치(70)가 기질에 초음파를 조사하여 기질의 가수분해를 촉진시키거나 또는 열교환기(30)가 균질화조(10)로부터 순환펌프(20)에 의해 전달받은 기질을 가열할 수 있다.
균질화단계는, 순환펌프(20) 작동에 의해 기질이 순환되기 시작되어 열교환기(30)를 통해 가온 되고 초음파발생장치(70)를 통해 가용화 되어 균질화조(10)로 되돌아 오며, 기 설정된 온도와 점도 값에 이를 때까지 계속해서 순환한다.
균질화단계는, 초음파발생장치(70)와 열교환기(30) 사이의 제 1밸브(50)가 개방되고 열교환기(30)와 소화조(40) 사이의 제 2밸브(60)가 폐쇄되어, 기질이 소화조(40)로 공급되지 않고 계속해서 균질화단계를 거칠 수 있도록 한다.
측정단계는 점도측정기(80)가 초음파발생장치(70)를 거쳐 균질화조(10)로 투입되는 기질의 점도를 측정하거나 또는 온도측정기(11)가 균질화조(10) 내부로 투입된 기질의 온도를 측정할 수 있다.
판단단계는, 컨트롤판넬이 측정단계에서 측정된 점도 또는 온도를 기반으로 점도 또는 온도가 기 설정된 값에 도달했는지 여부를 판단할 수 있다.
순환펌프(20)작동정지단계는, 점도 또는 온도가 기 설정된 값에 도달하면 컨트롤판넬이 초음파발생장치(70) 또는 순환펌프(20)의 작동을 정지시킬 수 있다.
소화단계는, 기 설정된 시간이 경과하면 교반기(13)의 작동이 정지되고 순환펌프(20)가 작동되며, 제 1밸브(50)가 폐쇄되고 제 2밸브(60)가 개방됨에 따라 소화조(40)로 기질이 전달될 수 있다.
도 5는 본 발명의 투입단계의 순서도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 투입단계는, 투입펌프가 작동하여 균질화조(10)의 내부로 기질을 투입하는 기질투입과정; 균질화조(10) 상부에 장착된 레벨측정기가 기질의 수위를 측정하는 레벨측정과정; 기질이 기 설정된 수위에 다다르면 투입펌프가 기질의 투입을 정지하는 투입펌프정지과정; 및 균질화조(10)의 내부로 효소 및 수산화철을 투입하는 효소투입과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 친박테리아 균질화 방법은 레벨측정기, 온도측정기(11) 및 점도측정기(80)를 활용한 컨트롤판넬의 피드백과 각 단계가 반복되는 시간 설정을 통해 조절될 수 있다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
1: 친박테리아 균질화 장치
10: 균질화조
11: 온도측정기
13: 교반기
20: 순환펌프
30: 열교환기
40: 소화조
50: 제 1밸브
60: 제 2밸브
70: 초음파발생장치
71: 구획부
73: 진동자
75: 벽80: 점도측정기

Claims (13)

  1. 투입펌프를 통해 투입된 기질, 효소 및 수산화철을 내부에 설치된 교반기에 의해 혼합시키는 균질화조;
    상기 균질화조를 통과한 기질을 순환펌프를 통해 전달받아 가열시키는 열교환기;
    상기 균질화조를 통과한 기질에 초음파를 조사하여 기질의 가수분해를 촉진시키는 초음파발생장치; 및
    상기 열교환기 또는 상기 초음파발생장치를 거친 기질을 박테리아가 분해시키는 소화조;를 포함하고,
    상기 초음파발생장치는,
    기질이 지그재그 형태로 통과하도록 형성된 통로; 및
    상기 통로의 외부에 부착되어 기질에 초음파를 조사하는 진동자;를 더 포함하며,
    상기 통로가 등 부피의 다 구간으로 구획되고,
    상기 진동자는 상기 통로의 인접한 서로 다른 구간에 다른 두 영역의 주파수를 교대로 조사하며 상기 두 영역의 주파수는 28kHz 및 40kHz인 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 균질화조 내부에 장착되어 상기 균질화조로 투입된 기질의 온도를 측정하는 온도측정기;
    상기 초음파발생장치를 통과하여 균질화조로 투입되는 기질의 점도를 측정하는 점도측정기; 및
    상기 온도 또는 상기 점도를 기반으로 상기 순환펌프 또는 상기 초음파발생장치의 작동을 조절하는 컨트롤판넬;을 더 포함하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 균질화조는,
    상기 균질화조의 상부에 장착되어 상기 균질화조에 투입된 기질의 수위를 측정하는 레벨측정기;를 더 포함하고,
    상기 투입펌프는 상기 레벨측정기의 결과 값에 따라 작동되거나 작동이 정지되는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 진동자는,
    기질이 흐르는 방향에 수직한 방향 또는 기질이 흐르는 방향의 반대 방향으로 초음파를 조사하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 초음파발생장치와 상기 열교환기 사이의 경로가 개폐되도록 하는 제 1밸브; 및
    상기 열교환기와 상기 소화조 사이의 경로가 개폐되도록 하는 제 2밸브;를 더 포함하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 장치.
  7. 투입펌프가 균질화조의 내부로 기질, 효소 및 수산화철을 투입하는 투입단계;
    상기 균질화조의 내부에 설치된 교반기가 투입된 기질 또는 효소를 교반하는 혼합단계;
    열교환기가 상기 균질화조로부터 순환펌프에 의해 전달받은 기질을 가열하거나 또는 기질이 지그재그 형태로 통과하도록 기질의 이동 경로를 형성하는 제1항의 초음파발생장치가 기질에 초음파를 조사하여 기질의 가수분해를 촉진시키는 균질화단계; 및
    상기 균질화단계를 거친 기질을 소화조 내에서 박테리아가 소화시키는 소화단계;를 포함하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 투입단계는,
    상기 투입펌프가 작동하여 상기 균질화조의 내부로 기질을 투입하는 기질투입과정;
    상기 균질화조 상부에 장착된 레벨측정기가 상기 기질의 수위를 측정하는 레벨측정과정;
    상기 기질이 기 설정된 수위에 다다르면 상기 투입펌프가 상기 기질의 투입을 정지하는 투입펌프정지과정; 및
    상기 균질화조의 내부로 효소 및 수산화철을 투입하는 효소투입과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 초음파발생장치는,
    기질이 흐르는 방향에 수직한 방향 또는 기질이 흐르는 방향의 반대 방향으로 초음파를 조사하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    점도측정기가 상기 초음파발생장치를 거쳐 상기 균질화조로 투입되는 기질의 점도를 측정하거나 또는 온도측정기가 상기 균질화조 내부로 투입된 기질의 온도를 측정하는 측정단계;
    컨트롤판넬이 상기 점도 또는 상기 온도를 기반으로 상기 점도 또는 상기 온도가 기 설정된 값에 도달했는지 여부를 판단하는 판단단계; 및
    상기 점도 또는 상기 온도가 기 설정된 값에 도달하면 상기 컨트롤판넬이 상기 초음파발생장치 또는 상기 순환펌프의 작동을 정지시키는 순환펌프작동정지단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 방법.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 균질화단계는,
    상기 초음파발생장치와 상기 열교환기 사이의 제 1밸브가 개방되고 상기 열교환기와 상기 소화조 사이의 제 2밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 방법.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 소화단계는,
    기 설정된 시간이 경과하면 상기 교반기의 작동이 정지되고 상기 순환펌프가 작동되어 상기 소화조로 기질이 전달되는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 방법.
  13. 제 7항에 있어서, 상기 소화단계는,
    상기 초음파발생장치와 상기 소화조 사이의 제 1밸브가 폐쇄되고 상기 열교환기와 상기 소화조 사이의 제 2밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생산 증대를 위한 친박테리아 균질화 방법.
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