KR102234969B1 - 하이브리드 콤포스팅 시스템 - Google Patents

하이브리드 콤포스팅 시스템 Download PDF

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KR102234969B1
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조종복
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(주)이원바이오앤에프
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Abstract

본 발명은 하이브리드 콤포스팅 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기에 석회를 투입하여 화학반응에 의해 퇴비화되는 석회안정화 기술 및 호기성미생물에 의한 발효에 의하여 퇴비화되는 호기성 퇴비화 기술을 함께 접목시킴으로써 퇴비생산시간을 단축시키고 보다 효율적인 퇴비화 공정을 수행할 수 있는 하이브리드 콤포스팅 시스템에 관한 것이다.

Description

하이브리드 콤포스팅 시스템 {Hybrid Composting System}
본 발명은 하이브리드 콤포스팅 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기에 석회를 투입하여 화학반응에 의해 퇴비화되는 석회안정화 기술 및 호기성미생물에 의한 발효에 의하여 퇴비화되는 호기성 퇴비화 기술을 함께 접목시킴으로써 퇴비생산시간을 단축시키고 보다 효율적인 퇴비화 공정을 수행할 수 있는 하이브리드 콤포스팅 시스템에 관한 것이다.
토양의 화학성, 물리성, 및 생물성을 좋게 유지하기 위해서는 토양 중에 적절한 양의 유기물이 들어 있는 것이 중요하다. 이를 위해서는 농토에 유기물을 지속적으로 공급할 필요가 있다. 이때, 주의해야 할 점은 어떤 유기물은 분해되는 과정 중에 작물에게 해로운 물질을 발생시킬 수도 있으며, 퇴비화를 시키는 과정에서 인위적으로 첨가한 화학물질 등이 작물에 해로운 영향을 주기도 한다. 가축분뇨의 경우에는 유해한 기생충을 가지고 있기 때문에 질 좋은 퇴비를 만들기 위해서는 많은 조건의 제약이 따른다.
때문에, 이와 같은 음식물쓰레기나 혹은 가축분뇨를 이용하여 질 좋은 퇴비를 생성하기 위한 기술들이 개발이 이루어지고 있다. 하기의 특허문헌 1 에서는 음식물 잔반에 생석회를 투입하고 이를 담은 원통 형상의 드럼을 회전시켜 퇴비화 반응이 고속으로 이뤄지게 함으로써, 퇴비를 제조하는 방법에 대해 개시하고 있다. 이와 같은 방법으로 생산된 퇴비를 토양에 살포시 작물의 성장에 부정적 영향을 미칠 수 있다는 문제점이 발생한다. 또한, 하기의 특허문헌 2에서는, 고온 호기성 발효미생물을 이용하여 기압 및 온도를 조절하면서 퇴비화 시키는 기술에 대해 개시하고 있으나 이와 같은 방법의 퇴비화 방식은 작물에 부정적인 영향은 최소화 되나, 미생물이 활동하기 좋은 조건의 온도, 기압 등을 조절하는데 많은 어려움이 따르고 긴 반응시간으로 인해 퇴비를 생성하는 데 너무 많은 시간이 걸린다는 문제점이 있다. 이와 같은 종래의 퇴비화 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 석회를 이용한 퇴비화 공정의 장점과 호기성 미생물을 이용한 퇴비화 공정의 장점이 모두 적용될 수 있는 효율적인 퇴비화 공정을 필요로 하게 되었다.
공개특허 10-02010-0037255 (음식물 잔반의 고속 반응에 의한 퇴비화 장치 및 이를 이용한 퇴비화 방법) 공개특허 10-2014-0133136 (유기성 폐기물을 퇴비화하는 방법)
본 발명은 음식물쓰레기에 석회를 투입하여 화학반응에 의해 퇴비화되는 석회안정화 기술 및 호기성미생물에 의한 발효에 의하여 퇴비화되는 호기성 퇴비화 기술을 함께 접목시킴으로써 퇴비생산시간을 단축시키고 보다 효율적인 퇴비화 공정을 수행할 수 있는, 하이브리드 콤포스팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하이브리드 콤포스팅 시스템으로서, 복수의 구역으로 구획되어 있고, 내부에 음식물쓰레기가 투입되어 퇴비화되는 퇴비단; 상기 퇴비단 내부의 각각의 복수의 구역에 배치되는 복수의 온도센서; 상기 퇴비단 내부의 각각의 복수의 구역의 하측에 배치되고, 외부로부터 공급되는 공기를 공급하는 복수의 공기공급부; 상기 복수의 공기공급부에서 상기 퇴비단 내부로 공급되는 공기의 유량을 각각 제어하는 복수의 제어밸브; 상기 복수의 공기공급부 각각에 대하여 외부의 공기를 공급하는 공기공급배관; 상기 공기공급배관을 흐르는 공기를 가열시키는 히터부; 상기 퇴비단의 내부에 배치되고, 상기 각각의 복수의 구역에 배치되는 음식물쓰레기를 포함하는 퇴비혼합물을 상기 퇴비단의 출구측으로 이송시키는 이송장치; 상기 온도센서로부터 센싱된 온도정보 및 목표온도범위에 기초하여 상기 제어밸브의 개도를 조절하는 제어부;를 포함하는, 하이브리드 콤포스팅 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 퇴비혼합물은, 음식물쓰레기 100중량부에 대하여, 생석회 3 내지 8 중량부; 및 수분조절제 5 내지 12 중량부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 목표온도범위는 50 내지 70℃이고, 상기 제어부는, 각각의 제어밸브를 독립적으로 제어하여 각각의 구역의 온도가 상기 목표온도범위에 도달할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 최초 투입된 상기 퇴비혼합물은 상기 이송장치에 의하여 혼합되면서 퇴비의 이송방향을 따라 이송되고, 상기 이송장치는, 상기 이송장치를 구동시키는 2 이상의 회전구동부; 상기 회전구동부의 회전에 따라 회전 가능한 벨트부;를 포함하고, 상기 회전구동부를 이은 가상의 선은 상기 퇴비의 이송방향에 대하여 기설정된 각도로 경사질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 이송장치의 상기 벨트부의 상면에는 돌출된 형태의 복수의 이송핀을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제어부는, 상기 제어밸브를 제어하여 상기 각각의 구역의 온도가 상기 목표온도범위에 도달하지 못한 경우에는, 상기 히터부를 제어함으로써 각각의 구역의 온도가 상기 목표온도범위에 도달할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 복수의 구역 중 마지막 구역에는 상기 히터부에 의하여 가열되지 않은 공기가 공급되고, 상기 제어부는, 상기 마지막 구역에서 측정된 온도에 기초하여 상기 이송장치의 동작을 제어함으로써 상기 퇴비혼합물의 이송속도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제어부는, 상기 마지막 구역의 온도가 기설정된 기준 이상인 경우에는, 상기 벨트부의 회전속도를 감소시켜 상기 퇴비혼합물의 이송속도를 느리게 하고, 상기 마지막 구역의 온도가 기설정된 기준 이하인 경우에는, 상기 벨트부의 회전속도를 증가시켜 상기 퇴비혼합물의 이송속도를 빠르게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 석회로 인한 화학반응 후의 발생한 열과 퇴비단으로 공급되는 공기를 가온하여 공급할 수 있는 시스템이 구축되어 있어 신속하게 퇴비화를 진행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동절기 등 외부의 온도가 낮아지는 경우, 퇴비단으로 공급되는 온도 또한 급격하게 낮아지는 등의 외부의 환경으로 인한 퇴비화에 저해되는 요소들을 최소화하기 위해서, 송풍부 후단의 공기를 가온할 수 있는 히터부를 구성함으로써, 적정한 온도의 환경을 유지하여 짧은 시간에 효율적으로 퇴비화를 진행시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 퇴비단 내에 배치된 각종 센서를 모니터링 하여 조절함으로써 미생물에 의하여 퇴비혼합물의 발효 정도에 따라 퇴비단 내 환경을 조절할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어밸브의 개도 조절만으로 퇴비단의 온도가 목표온도범위에 도달하지 못하는 경우에는, 히터부를 통해 가열된 공기를 공급함으로써 퇴비화 진행에 적합한 온도가 유지될 수 있도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일정 기간 동안 주기적으로 인력을 동원하여 퇴비를 관리할 필요 없이, 퇴비단 내의 온도, pH농도, 및 gas농도를 센싱하고, 센싱된 수치적 데이터를 기반으로 체계적인 관리가 가능한 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마지막 구역에서의 센싱된 온도에 기초하여 퇴비화 진행상황을 판별하고 이에 기초하여 이송장치의 동작속도의 조절을 통해 퇴비단 내의 환경을 조절함으로써 고품질 퇴비의 생산과 퇴비 생산속도의 조절을 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 종래의 퇴비화 시스템에 대해 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 콤포스팅 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 콤포스팅 시스템의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 퇴비혼합물의 시간의 흐름에 따른 이상적인 발열량을 나타내는 그래프를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 동작을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 퇴비혼합물의 다양한 환경에서의 시간의 흐름에 따른 발열량을 나타내는 그래프를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 동작을 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅장치를 예시적으로 도시한다.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 '~부', 혹은 '~모듈'등은 1 이상의 물리적 부재, 1 이상의 하드웨어, 1 이상의 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 혹은 1 이상의 소프트웨어를 통하여 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '~부' 혹은 '~모듈'가 있는 경우, 각각의 '~부' 혹은 '~모듈은'은 각각의 1 이상의 물리적 부재, 1 이상의 하드웨어, 1 이상의 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 혹은 1 이상의 소프트웨어에 의하여 구현될 수도 있지만, 이에 한정되지 않고 복수의 '~부' 혹은 '~모듈'를 구현함에 있어서, 중복적으로 적용되는 1 이상의 하드웨어, 1 이상의 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 혹은 1 이상의 소프트웨어가 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 하드웨어, 제2 하드웨어, 제1 소프트웨어가 있고, A부, B부, C부, D부가 있는 경우, A부는 제1 하드웨어 및 제1 소프트웨어의 조합에 의하여 구현되고, B부는 제1 하드웨어와 제2 소프트웨어의 조합에 의하여 구현되고, C부는 제2하드웨어에 의하여 구현되고, D부는 제1 소프트웨어에 구현될 수도 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥 상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 종래의 퇴비화 시스템에 대해 설명하는 도면이다.
구체적으로, 도 1의 (a)는, 호기성 미생물을 이용한 발효를 통해 퇴비화를 진행시키는 종래의 시스템을 설명한다. 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 종래의 퇴비화 시스템들은 보통 퇴비를 저장하는 퇴비단(1100)의 상부가 밀폐되어 있지 않는 형태로 많이 사용되고 있기 때문에 유기성 폐기물이 퇴비화가 진행되는 과정에서 생성되는 열의 손실이 다량 일어나는 문제가 발생한다. 유기물을 분해하는 호기성 미생물은 일정기준 이상의 온도가 유지되는 환경에서 활발하게 활동할 수 있고, 발생하는 열로 인해 병원균과 같은 유해한 균이 사멸할 수 있으며, 음식물 속에 들어있는 수분이 증발할 수 있다. 이와 같이, 퇴비화 과정은 미생물에 의한 유기물 분해과정이므로 여러 가지 폐기물에 존재하는 다양한 미생물의 생장과 분해활동을 가장 활발하게 할 수 있는 환경요인, 즉 온도, 공기, pH농도, 수분 및 영양물질이 적합한 상태일 때가 퇴비화가 효율적으로 운영될 수 있다. 또한, 이러한 환경요인들을 맞춰주기 위해서 인력이 동원되어 일정주기 동안 퇴비화가 진행되어가는 음식물쓰레기를 뒤집어 주어야 하며 공기량 등을 수동적으로 관리가 필요하다는 번거로움 또한 존재했다.
한편, 도 1의 (b)는 종래의 석회안정화를 이용한 퇴비화 기술과 호기성 미생물을 이용한 퇴비화 기술의 차이점을 나타내는 표를 도시한다. 석회안정화를 이용한 기술은 생석회(CaO, 산화칼슘), 수분조절제 등을 투입하여 유기물을 분해함으로써 퇴비로 전환하는 시스템으로서, 생석회와 같은 화학물질을 넣고 유기물이 분해 되는데 걸리는 화학반응시간은 1 ~ 2시간 이내로 소요되며 안정화에 걸리는 시간은 5일 정도 소요된다. 이 때, 생석회는 산화칼슘(CaO)함량이 80%이상이며, 수분조절제가 10% 이상 사용된다. 이와 같이 석회안정화를 이용한 기술은 호기성 미생물을 이용한 방법들이 많은 시간이 걸리는 것과 달리 투입된 화학물질과 유기물의 반응으로 빠른 시간에 퇴비화를 진행할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 많은 양의 석회를 투입하기 때문에 미생물에 의한 발효가 어렵고, 후에 생성된 퇴비가 작물에 해로운 영향을 끼친다는 단점이 존재한다.
또한, 호기성 퇴비화 기술은 앞서 설명한 바와 같이 호기성미생물에 의한 발효에 의해 유기물을 분해하고 안정화 시키는 기술로서, 생석회는 첨가하지 않고, 수분조절제 정도만 20% 첨가될 수 있다. 호기성미생물에 의해 유기물이 분해 되는 부숙공정 과정에서 걸리는 시간은 15일 이상 소요되며, 분해 이후 안정화시키기 위해 후숙공정 과정에서 걸리는 시간은 21일이상 소요되어 총 36일 이상의 시간이 필요하다. 충분한 부숙 및 후숙과정을 거치기 때문에 생산된 퇴비로 인한 작물의 피해 발생은 최소화 할 수 있지만, 퇴비를 생산하는데 너무 많은 시간이 필요하다는 단점이 존재한다.
이하에서는, 이와 같은 종래의 기술들의 문제점을 해결하기 위하여, 석회안정화 기술 및 호기성 퇴비화 기술을 함께 접목시켜 퇴비생산시간을 단축하고, 효율적으로 퇴비화 공정을 수행할 수 있는 본 발명의 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)의 구조를 개략적으로 도시한다.
상기 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)은, 퇴비단(1100); 온도센서(1200); 공기공급부(1300); 제어밸브(1400); 공기공급배관(1500); 송풍부(1700); 히터부(1600); 이송장치(1800); 및 제어부(1900);를 포함한다.
구체적으로, 퇴비단(1100)은 복수의 구역으로 구획되어 있고, 내부에 음식물쓰레기가 투입되어 퇴비화된다.
복수의 온도센서(1200)는, 상기 퇴비단(1100) 내부의 각각의 복수의 구역에 배치되어, 퇴비단(1100) 내부의 온도를 센싱할 수 있다.
공기공급부(1300)는, 상기 퇴비단(1100) 내부의 각각의 복수의 구역의 하측에 배치되고, 외부로부터 공급되는 공기를 공급할 수 있다.
제어밸브(1400)는, 상기 복수의 공기공급부(1300)에서 상기 퇴비단(1100) 내부로 공급되는 공기의 유량을 각각 제어할 수 있다.
공기공급배관(1500)은, 상기 복수의 공기공급부(1300) 각각에 대하여 외부의 공기를 공급할 수 있다.
송풍부(1700)는, 상기 공기공급배관(1500)을 통해 퇴비단(1100) 내부로 공기를 공급할 수 있다.
히터부(1600)는 상기 공기공급배관(1500)을 흐르는 공기를 가열시킬 수 있다.
이송장치(1800)는, 상기 퇴비단(1100)의 내부에 배치되고, 상기 각각의 복수의 구역에 배치되는 음식물쓰레기를 포함하는 퇴비혼합물을 상기 퇴비단(1100)의 출구측으로 이송시킬 수 있다.
제어부(1900)는, 상기 온도센서(1200)로부터 센싱된 온도정보 및 목표온도범위에 기초하여 상기 제어밸브(1400)의 개도를 조절할 수 있고, 히터부(1600)를 제어하여 퇴비단(1100)으로 공급되는 공기의 온도를 조절할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 제어부(1900)는 상기 이송장치(1800)의 동작을 제어하여 퇴비혼합물의 이송속도를 조절할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)의 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 퇴비단(1100)의 내부에는 음식물쓰레기가 투입되어 퇴비화된다. 바람직하게는, 상기 퇴비단(1100)의 내부에는 음식물쓰레기만 투입되는 것이 아니라, 기설정된 중량의 생석회 및 수분조절제를 포함하는 첨가물이 함께 투입되어, 상기 음식물쓰레기, 생석회, 및 수분조절제를 포함하는 퇴비혼합물이 퇴비단(1100) 내부에서 이송장치(1800)에 의하여 혼합되면서 퇴비의 이송방향으로 이송됨으로써, 퇴비화가 진행될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 퇴비혼합물은 음식물쓰레기 100중량부에 대하여, 생석회 3 내지 8 중량부; 및 수분조절제 5 내지 12 중량부;를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에서는 퇴비단(1100)에 투입되는 퇴비혼합물의 구성요소로 음식물쓰레기를 일 예로 설명하지만, 꼭 음식물쓰레기에 한정하지 않고, 가축분뇨, 하수오니, 음식물쓰레기, 및 수산물폐기물과 같은 통상적으로 퇴비화를 통해 재활용 될 수 있는 모든 유기성 폐기물을 응용하여 상기 퇴비혼합물을 구성할 수도 있다.
상기 도 1의 (b)에서 설명한 바와 같이, 기존의 석회안정화를 통한 퇴비화 기술에서는 생석회는 25% 이상의 비율로, 수분조절제는 10%이상의 비율로 첨가되어, 과량의 석회투입으로 인해 미생물의 발효가 불가하게 되고, 호기성 퇴비화의 경우, 미생물에 의한 발효에만 의존하므로 퇴비화에 걸리는 시간이 너무 오래 소요된다는 단점이 있었기 때문에 본 발명에서는, 음식물쓰레기 100중량부에 대하여, 생석회 3 내지 8 중량부 및 수분조절제 5 내지 12 중량부;를 포함하는 상기 퇴비혼합물을 퇴비단(1100)에 투입하여 음식물쓰레기의 퇴비화를 진행시킨다. 이와 같은 퇴비혼합물의 비율은 기존의 석회안정화법에 비해 20 내지 32% 수준의 석회를 투입함으로써 퇴비혼합물의 pH상승을 제한하여 강알칼리 유지시간을 저감시키고, 석회 투입시의 장점인 고온발열반응을 통해 해로운 병원균 등을 사멸할 수 있는 장점은 그대로 유지할 수 있다. 또한, 과량의 석회투입으로 발생할 수 있는 후속 호기성 미생물의 성장억제의 문제점을 해소하여 유기물이 충분히 분해될 수 있도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 석회반응의 유지시간을 기존의 석회안정화 기술에 대비하여 25% 수준인 30분 이내로 설정하여 장기간 석회반응에 따른 음식물쓰레기의 액상화를 방지함으로써, 악취발생을 최소화 하고, 석회반응 후에 약알칼리성으로 전환이 쉽게 이루어지도록 한다. 이와 같이, 분해된 유기물이 약알칼리성으로 전환이 이루어지면 호기성 퇴비화 과정이 보다 쉽게 진행될 수 있으며, 석회반응을 통해 유기물이 1차적으로 분해되어 있기 때문에 보다 퇴비화에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 상기 퇴비단(1100)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 구역으로 구획되어, 구획된 각각의 구역에 온도센서(1200)가 배치되어, 각각의 구획된 구역별로 퇴비단(1100) 내부의 혹은 퇴비혼합물의 온도를 측정할 수 있다. 시간이 흐름에 따라 투입된 퇴비혼합물은 석회반응 및 미생물의 활동으로 인해 일정 온도의 열이 발생하면서 퇴비화가 진행되고, 이와 같이 열이 발생한 상태로 일정기간 지속하게 된다. 본 발명에서는 이송장치(1800)를 통해 일정 주기로 퇴비혼합물을 퇴비의 이송방향으로 이동시키고, 이에 따라 이송되는 퇴비혼합물의 온도를 퇴비단(1100)의 구획된 각각의 구역에 배치된 온도센서(1200)를 통해 온도를 측정함으로써, 퇴비단(1100) 내의 온도의 변화를 센싱할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 퇴비단(1100) 내부의 각각의 복수의 구역에 pH센서, 호기성 미생물의 활동으로 인해 생성되는 가스를 측정하기 위한 가스센서를 더 포함하여, 퇴비단(1100) 내의 온도뿐만 아니라 복합적인 요인들을 센싱하여 퇴비단(1100) 내부의 환경을 정확하게 감지할 수 있도록 한다.
한편, 상기 공기공급부(1300)는, 상기 퇴비단(1100)의 내부의 각각의 복수의 구역의 하측에 배치되어 외부로부터 공급되는 공기를 퇴비단(1100) 내부로 공급한다. 상기 공기공급부(1300)는, 공기가 유입되는 공기유입구; 및 공기가 분사되는 공기분사구를 포함하는 노즐의 형태로 구비될 수 있다. 또한, 상기 공기공급부(1300)는, 상기 송풍부(1700) 혹은 상기 히터부(1600)와 연결되어 상기 복수의 공기공급부(1300) 각각에 대하여 외부의 공기를 공급하는 공기공급배관(1500)을 통해 공급되는 공기를 퇴비단(1100) 내부의 각각의 구역에 공급할 수 있다.
상기 제어밸브(1400)는, 상기 공기공급부(1300)의 공기유입구와 상기 공기공급배관(1500)의 사이에 배치될 수 있고, 상기 공기공급부(1300)를 통해 상기 퇴비단(1100) 내부로 공급되는 공기의 유량을 각각 제어한다. 제어부(1900)가 기설정된 기준에 따라 제어밸브(1400)를 제어하게 되면 제어밸브(1400)의 개도가 조절되어 공기공급배관(1500)을 통해 유입되는 공기의 유량이 조절된다. 시간이 흐름에 따라 퇴비단(1100) 내부의 퇴비혼합물이 이송되고, 이에 따라 각각의 구역마다 다른 온도조건의 환경이 유지되어야 하기 때문에 본 발명에서는, 각각의 제어밸브(1400)를 각각 조절하여 복수의 구역마다 유입되는 공기의 유량을 다르게 조절할 수 있도록 한다.
상기 송풍부(1700)는 제어부(1900)의 제어에 따라 회전하는 1 이상의 송풍팬을 포함하고, 상기 송풍팬의 회전주기및 회전속도가 제어됨에 따라 상기 공기공급배관(1500)을 통해 퇴비단(1100) 내부로 공기를 공급할 수 있다.
상기 히터부(1600)는, 상기 송풍부(1700)의 후단에 배치되어, 상기 송풍부(1700)로부터 공기공급배관(1500)으로 공급되는 공기를 가열시켜 가열된 공기가 공기공급배관(1500)에 흐르게 할 수 있다.
상기 이송장치(1800)는, 상기 퇴비단(1100)의 내부의 배치되고, 상기 각각의 복수의 구역에 배치되는 음식물쓰레기, 생석회, 및 수분조절제를 포함하는 퇴비혼합물을 상기 퇴비단(1100)의 출구측으로 이송시킬 수 있다. 최초 투입되었던 퇴비혼합물은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 이송장치(1800)에 의하여 혼합되면서 퇴비의 이송방향을 따라 이송될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제어부(1900)는 상기 온도센서(1200)에 의하여 이송장치(1800)의 동작을 제어하여 이송장치(1800)의 동작속도를 조절할 수 있고 이송장치(1800)의 동작속도에 따라 상기 퇴비혼합물의 이송속도가 조절될 수 있다.
상기 제어부(1900)는, 1 이상의 프로세서 및 1 이상의 메모리를 포함하여 외부의 장치와 통신을 수행할 수 있는 컴퓨팅 장치에 의하여 구현될 수 있다. 복수의 온도센서(1200)로부터 센싱된 각각의 구역의 온도정보 및 퇴비단(1100) 내부의 각각의 복수의 구역에 대한 목표온도범위에 기초하여 상기 제어밸브(1400)의 개도를 조절하여 퇴비단(1100) 내부로 공급되는 공기의 유량을 제어할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제어부(1900)는, 제어밸브(1400)의 개도를 조절할 뿐만 아니라, 상기 히터부(1600) 또한 제어하여, 상기 퇴비단(1100) 내부로 공급되는 공기의 온도를 조절하여, 각각의 구역의 온도가 상기 목표온도범위에 도달하도록 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제어부(1900)는 상기 이송장치(1800)의 동작을 제어하여 퇴비혼합물의 이송속도를 조절할 수도 있다.
이와 같은 구성으로, 본 발명의 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)은, 음식물쓰레기를 포함하는 퇴비혼합물이 투입되어 퇴비화되는 퇴비단(1100)을 복수의 구역으로 구획하여 각각의 구역의 온도를 센싱하고, 센싱된 온도정보에 따라 공급되는 공기의 유량을 조절하거나, 공급되는 공기의 온도를 조절하여 퇴비화 시기에 맞는 목표온도범위에 도달할 수 있도록 함으로써, 효율적으로 퇴비화를 진행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)은 도시된 구성요소 외의 다른 요소들을 더 포함할 수 있으나, 편의상 본 발명의 실시예들에 따른 퇴비화 공정을 설명하기 위한 최소한의 구성요소만을 표시하였다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치(1800)의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이송장치(1800)는, 상기 이송장치(1800)를 구동시키는 2 이상의 회전구동부(1810), 상기 회전구동부(1810)의 회전에 따라 회전 가능한 벨트부(1820); 및 상기 벨트부(1820)의 상면에 돌출된 형태의 복수의 이송핀(1830)을 포함한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치(1800)는 퇴비단(1100) 내부의 각각의 복수의 구역에 배치되고, 상기 제어부(1900)의 제어에 따라 2 이상의 회전구동부(1810)가 회전하면서, 2 이상의 회전구동부(1810)를 둘러싸고 있는 벨트부(1820)가 상기 회전구동부(1810)의 회전에 따라 회전할 수 있다. 이와 같은 벨트부(1820)의 회전에 따라 벨트부(1820)의 상면에 형성된 복수의 이송핀(1830)도 함께 회전하게 되고, 돌출된 형태의 이송핀(1830)에는 상기 도 3에 도시된 바와 같이 일정량의 퇴비혼합물이 실리게 되면서 인접해 있는 각각의 구역에 퇴비혼합물이 혼합되면서 퇴비의 이송방향을 따라 이송될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 퇴비혼합물의 이송을 보다 수월하게 하기 위하여, 상기 2 이상의 회전구동부(1810)의 중심을 이은 가상의 선(A)이 상기 퇴비의 이송방향에 대하여 기설정된 각도로 경사지는 형태로 상기 이송장치(1800)를 퇴비단(1100) 내부에 배치하여, 퇴비혼합물의 이송을 보다 용이하게 하였다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 퇴비혼합물의 시간의 흐름에 따른 이상적인 발열량을 나타내는 그래프를 개략적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 음식물쓰레기를 포함하는 퇴비혼합물의 퇴비화가 진행되는 과정에서 퇴비혼합물의 온도가 상승하게 되고, 상승한 온도를 일정기간 유지하면서 호기성 미생물의 활동이 왕성해져 유기물이 분해되면서 퇴비화가 진행될 수 있다. 이와 같이 미생물의 활동을 왕성하게 하는 환경을 제공하기 위하여 본 발명의 제어부(1900)는, 퇴비단(1100) 내의 적정온도를 유지하기 위해 제어밸브(1400)의 개도, 히터부(1600), 및 이송장치(1800)의 동작을 제어할 수 있다.
도 5는 시간의 흐름에 따른 퇴비단(1100) 내부의 온도에 따라 본 발명의 콤포스팅 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 그래프에 도시된 바와 같은 시간이 흐름에 따른 퇴비단(1100) 온도를 유지할 때 퇴비화가 이상적으로 진행될 수 있다고 가정한다. 이 때, 이송장치(1800)의 회전에 의하여 퇴비혼합물을 구역 A에서 구역 D의 방향으로 퇴비가 이송될 수 있다. 퇴비혼합물의 온도는 도 6의 그래프에 도시된 바와 같이 발열단계에서 일정온도 T1 및 T2가 일정 기간 유지될 때 미생물의 활동이 왕성해지고, 이와 같은 온도 T1 및 T2를 목표온도범위로 설정할 수 있다. 바람직하게는, 이와 같은 목표온도범위는 50℃ 내지 70℃이다. 이 때, 퇴비단(1100)의 각각의 구역에 배치된 온도센서(1200)는 각각의 구역의 온도를 센싱하고, 도 5의 구역 A, 구역 B, 및 구역 C에 배치된 온도센서(1200)의 센싱값에 기초하여 본 발명의 제어부(1900)는, 목표온도범위인 50℃ 내지 70℃에 부합하는지 여부에 따라 각각의 구역에 상응하게 배치되는 제어밸브(1400)를 독립적으로 제어하여 각각의 구역의 온도가 상기 목표온도범위에 도달할 수 있도록 한다.
또한, 도 5의 그래프에 도시된 바와 같이, 일정시간 고온 상태를 유지한 후에는 퇴비혼합물의 온도가 감소하게 되고, 이와 같은 감열단계에서는 일정온도 T1 및 T2보다 낮은 T3 내지 T4의 온도를 유지할 수 있다. 바람직하게는, T3 내지 T4의 온도는 20℃ 내지 40℃ 일 수 있다. 이와 같이 일정 시간이 흐른 뒤 퇴비화가 완료된 퇴비혼합물의 온도는 감소하기 때문에 본 발명에서는, 퇴비단(1100)의 복수의 구역 중 마지막 구역에는 송풍부(1700)에 의하여 공급되는 공기가 직접적으로 유입되도록 함으로써, 히터부(1600)에 의하여 가열되지 않은 공기가 공급될 수 있도록 한다.
구역 D에 배치된 온도센서(1200)의 센싱값이 상기 T3 내지 T4에 부합하는지 여부는 퇴비화가 적절한 온도에서 적절한 시간 흐름에 맞춰 진행되었는지를 판별하는 지표가 될 수 있기 때문에 바람직하게는, 상기 제어부(1900)는, 상기 퇴비단(1100)의 마지막 구역에서 측정된 온도에 기초하여 상기 이송장치(1800)의 동작을 제어함으로써, 퇴비혼합물의 이송속도를 조절할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 제어부(1900)는, 복수의 구역에서의 온도센서(1200)의 센싱값 뿐만 아니라 다른 pH센서 및 가스센서로부터 센싱된 센싱값에 기초하여 상기 제어부(1900)의 동작을 수행할 수도 있다.
이와 같은 방식으로 본 발명의 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)은 퇴비단(1100) 내에 배치된 각종 센서들의 센싱값을 모니터링하여 제어부(1900)의 동작을 수행하도록 함으로써, 미생물에 활동에 따른 퇴비혼합물의 발효 정도에 따라 퇴비단(1100) 내 환경을 조절할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(1900)의 동작을 개략적으로 도시한다.
한편, 상기 제어부(1900)는 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 구역에서 센싱된 온도정보 및 목표온도범위에 기초하여 각각의 제어밸브(1400)를 독립적으로 제어함으로써, 각각의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달할 수 있도록 한다. 그러나, 외부의 다른 환경요인들의 영향을 받아(예를 들어, 계절의 변화) 제어밸브(1400)의 조절만으로는 각각의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(1900)는, 도 6에 도시된 바와 같은 S100 내지 S130단계를 수행할 수 있다.
구체적으로, S100단계에서는, 제어부(1900)는, 상기 퇴비단(1100)의 복수의 구역의 각각의 온도센서(1200)가 측정한 온도에 기초하여 각각의 구역의 제어밸브(1400)의 개도를 조절한다. 제어밸브(1400)의 개도를 조절함으로써 각각의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달하도록 한다.
S110단계에서는, 상기 각각의 제어밸브(1400)의 개도가 최대인 경우, 각각의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달하였는지 여부를 판별한다. 복수의 제어밸브(1400)의 개도가 모두 최대인 경우, 송풍부(1700)로부터 공급되는 공기의 유량이 최대가 되지만, 충분한 공기공급에도 퇴비혼합물의 호기성미생물들의 활동이 왕성하지 못하여 목표온도범위에 도달하지 못할 수 있다. 이를 판단하기 위해 제어부(1900)는, 제어밸브(1400)의 개도가 최대인 경우의 각 구역의 온도가 목표온도범위인지를 판별한다.
S120단계에서는, S110단계에서 상기 복수의 구역들의 온도가 목표온도범위에 도달한 경우, 상기 히터부(1600)를 제어하여 공급되는 공기의 온도를 유지하여 공기를 공급한다. 제어밸브(1400)의 개도의 조절만으로, 충분한 공기의 공급이 이루어져 각각의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달한 경우에는, 상기 히터부(1600)는, 더 이상 공급하는 공기의 온도를 상승시키지 않고, 현재 온도의 공기 공급을 유지함으로써, 퇴비단(1100) 각 구역의 온도를 안정적으로 관리할 수 있다.
S130단계에서는, 상기 S110단계에서 상기 복수의 구역 중 1 이상의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달하지 못한 경우, 상기 히터부(1600)를 제어하여 가열된 공기를 공급한다. 제어밸브(1400)의 개도가 최대가 되어 충분한 공기가 공급되었음에도 목표온도범위에 도달하지 못한 경우에는, 상기 히터부(1600)를 제어하여 가열된 공기를 공급함으로써, 상기 퇴비단(1100)의 온도가 목표온도범위에 도달하도록 할 수 있다. 이 때, 제어밸브(1400)의 개도가 최대였을 때 히터부(1600)로 인해 가열된 공기가 퇴비단(1100)의 특정 구역으로 공급되면 목표온도범위를 초과하게 될 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 바람직하게는, 상기 제어부(1900)는, 상기 히터부(1600)에 의하여 가열된 공기의 온도를 고려하여 상기 복수의 구역의 각각의 제어밸브(1400)의 개도를 다시 조절할 수 있다.
이와 같은 방식으로, 본 발명의 하이브리드 콤포스팅 시스템(1000)은, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어밸브(1400)의 개도 조절만으로 퇴비단(1100)의 온도가 목표온도범위에 도달하지 못하는 경우에는, 히터부(1600)를 통해 가열된 공기를 공급함으로써 퇴비화 진행에 적합한 온도가 유지될 수 있도록 하는 효과를 발휘할 수 있고, 바람직하게는, 상기 제어부(1900)는, 상기 송풍부(1700)만을 조절하여 각각의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달할 수 있도록 할 수도 있고, 상기 송풍부(1700) 및 상기 히터부(1600)를 조절하여 각각의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달할 수 있도록 할 수도 있고, 상기 히터부(1600)만을 조절하여 각각의 구역의 온도가 목표온도범위에 도달할 수 있도록 할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 퇴비혼합물의 다양한 환경에서의 시간의 흐름에 따른 발열량을 나타내는 그래프를 개략적으로 도시한다.
구체적으로, 도 7의 (a)는 퇴비화가 이상적으로 진행될 수 있는 퇴비단(1100) 온도의 일 예를 설명하는 그래프이고, 도 7의 (b) 및 도 7의 (c)는 실제 퇴비화 과정에서 나타날 수 있는 퇴비단(1100) 온도의 일 예를 설명하는 그래프이다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 이상적으로 퇴비화가 활발히 진행되는 발열단계에서는, 목표온도범위 T1 내지 T2의 온도를 유지하고, 미생물의 활발한 활동으로 인해 유기물의 분해가 거의 완료되고 난 후에는, 목표온도범위 T3 내지 T4의 온도로 감소될 수 있다.
한편, 도 7의 (b)에 도시된 바에 따르면, 발열단계에서의 목표온도범위에 현저하게 도달하지 못하는 퇴비단(1100)의 온도가 나타나 감열이 나타나야 하는 기간에 오히려 온도가 상승한 형태의 그래프가 도시된다. 예를 들어, 외부의 온도가 급격히 낮아지는 동절기에 이와 같은 패턴의 퇴비혼합물의 온도변화가 나타날 수 있다. 이와 같이 퇴비단(1100)의 복수의 각 구역의 온도를 조절하더라도 다른 외부의 환경에 의해 퇴비화가 이상적인 환경에서 진행되지 않을 수 있고, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는, 상기 복수의 구역 중 마지막 구역에는 상기 히터부(1600)에 의하여 가열되지 않은 공기를 공급하고 마지막 구역의 온도를 측정하여, 상기 마지막 구역에서 측정된 온도에 기초하여 상기 이송장치(1800)의 동작을 제어함으로써 상기 퇴비혼합물의 이송속도를 조절할 수 있다. 도 7의 (b)와 같이 마지막 구역의 온도가 상대적으로 높은 상태에서는, 이송장치(1800)의 회전속도를 느리게 함으로써, 퇴비혼합물이 보다 느리게 이송방향으로 이송되도록 하여 외부의 환경에 의해 기설정된 온도보다도 낮은 온도로 유기물의 분해가 더딘 경우에도 완전히 분해가 이루어지지 않은 상태로 마지막 구역에 이르게 하지 않고, 전술한 바와 같은 히터부(1600) 및 송풍부(1700)의 동작으로 퇴비단(1100) 내의 환경요인을 조절하여 보다 적절하게 퇴비화가 진행되도록 할 수 있다.
한편, 도 7의 (c)는 도 7의 (a)의 그래프와 비교할 때, 발열단계에서 빠른 기간 동안 온도가 급상승함이 나타나고, 감열단계에서는 상대적으로 낮은 온도가 나타나는 형태의 그래프가 도시된다. 일반적으로, 급속한 퇴비화는 문제가 되지 않지만, 상황에 따라 이와 같은 급속하게 진행되는 퇴비화 속도를 제한하고자 하는 경우에, 본 발명에서는, 상기 복수의 구역 중 마지막 구역에는 상기 히터부(1600)에 의하여 가열되지 않은 공기를 공급하고 마지막 구역의 온도를 측정하여, 상기 마지막 구역에서 측정된 온도에 기초하여 상기 이송장치(1800)의 동작을 제어함으로써 상기 퇴비혼합물의 이송속도를 조절할 수 있다. 도 7의 (c)와 같이 마지막 구역의 온도가 상대적으로 낮은 상태에서는, 이송장치(1800)의 회전속도를 빠르게 함으로써, 퇴비혼합물이 보다 빠르게 이송방향으로 이송되도록 하여 외부의 환경에 의해 기설정된 온도보다도 높은 온도로 가열되어 유기물이 빠르게 분해되는 경우에도 퇴비혼합물이 적정하게 퇴비화된 상태에서 퇴비단(1100)의 마지막 구역에 이르도록 조절할 수도 있다.
이와 같은 방식으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 히터부(1600) 및 송풍부(1700)의 동작을 조절할 뿐만 아니라, 퇴비화가 정상적으로 이루어졌다고 판단되는 마지막 구역에서의 센싱된 온도에 기초하여 퇴비화 진행상황을 판별하고 이에 기초하여 이송장치(1800)의 동작속도의 조절을 통해 퇴비단(1100) 내의 환경을 조절함으로써 고품질 퇴비의 생산과 퇴비 생산속도의 조절을 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(1900)의 동작을 개략적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 퇴비단(1100)의 복수의 구역 중 마지막 구역에는 상기 히터부(1600)에 의하여 가열되지 않은 공기가 공급되고, 본 발명의 제어부(1900)는, 상기 마지막 구역에서 측정된 온도에 기초하여 상기 이송장치(1800)의 동작을 제어함으로써 상기 퇴비혼합물의 이송속도를 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 복수의 구역 중 마지막 구역에는 상기 히터부(1600)에 의하여 가열된 공기가 공급되지 않도록 상기 송풍부(1700)에서 공급된 공기가 히터부(1600)를 거치지 않고 바로 공급되고, 상기 제어부(1900)는, 도 8에 도시된 바와 같은 S200 내지 S230단계를 수행할 수 있다.
구체적으로, S200단계에서는, 상기 퇴비단(1100)의 복수의 구역 중 마지막 구역에 배치된 온도센서(1200)로부터 센싱된 온도정보를 수신한다. 상기 퇴비단(1100)의 마지막 구역에는 상기 히터부(1600)에 의하여 가열되지 않은 공기가 공급되기 때문에, 마지막 구역의 퇴비단(1100)의 온도에 기초하여 퇴비혼합물의 퇴비화가 이상적으로 진행되었는지 여부를 판단할 수 있다.
S210단계에서는, 상기 마지막 구역의 온도정보가 기설정된 기준 이상인지 여부를 판별한다. 전술한 바와 같이, 퇴비단(1100)의 마지막 구역의 온도는 퇴비혼합물의 퇴비화가 잘 진행되었는지 여부를 판단할 수 있는 지표가 될 수 있다.
S220단계에서는, 상기 마지막 구역의 온도정보가 기설정된 기준 이상인 경우, 상기 이송장치(1800)의 상기 회전구동부(1810)의 회전수를 감소시켜 상기 벨트부(1820)의 회전속도를 감소시킴으로써 상기 퇴비혼합물의 이송속도가 느려지도록 이송장치(1800)를 제어한다. 상기 도 7의 (b)에서 설명한 바와 같이, 마지막 구역의 온도가 일정 기준 이상인 경우에는, 퇴비화가 더딘 속도로 진행된 것으로 판단하고 이송장치(1800)가 느리게 동작하도록 조절하여 퇴비혼합물의 이송속도가 느려지도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 마지막 구역의 온도정보가 기설정된 기준 이하인 경우, 상기 이송장치(1800)의 상기 회전구동부(1810)의 회전수를 증가시켜 상기 벨트부(1820)의 회전속도를 증가시킴으로써, 상기 퇴비혼합물의 이송속도가 빨라지도록 이송장치(1800)를 제어한다. 상기 도 7의 (c)에서 설명한 바와 같이 마지막 구역의 온도가 일정 기준 이하인 경우에는, 퇴비화가 급속도로 진행된 것으로 판단하고 이송장치(1800)가 빠르게 동작하도록 조절하여 퇴비혼합물의 이송속도가 빨라지도록 제어할 수 있다.
이와 같은 방식으로 본 발명의 일 실시예에 따르면 히터부(1600) 및 송풍부(1700)의 동작을 조절할 뿐만 아니라, 퇴비화가 정상적으로 이루어졌는지 판단할 수 있는 마지막 구역에서의 센싱된 온도에 기초하여 퇴비화 진행상황을 판별하고 이에 기초하여 이송장치(1800)의 동작속도의 조절을 통해 퇴비단(1100) 내의 환경을 조절함으로써 고품질의 퇴비를 생산할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치를 예시적으로 도시한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 컴퓨팅 장치(11000)는 적어도 하나의 프로세서(processor)(11100), 메모리(memory)(11200), 주변장치 인터페이스(peripheral interface)(11300), 입/출력 서브시스템(I/Osubsystem)(11400), 전력 회로(11500) 및 통신 회로(11600)를 적어도 포함할 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(11000)는 상기 하이브리드 콤포스트 시스템의 제어부(1900)에 해당될 수 있다.
메모리(11200)는, 일례로 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크, 에스램(SRAM), 디램(DRAM), 롬(ROM), 플래시 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(11200)는 컴퓨팅 장치(11000)의 동작에 필요한 소프트웨어 모듈, 명령어 집합 또는 학습된 임베딩모델에 포함하는 그밖에 다양한 데이터를 포함할 수 있다.
이때, 프로세서(11100)나 주변장치 인터페이스(11300) 등의 다른 컴포넌트에서 메모리(11200)에 액세스하는 것은 프로세서(11100)에 의해 제어될 수 있다.
주변장치 인터페이스(11300)는 컴퓨팅 장치(11000)의 입력 및/또는 출력 주변장치를 프로세서(11100) 및 메모리 (11200)에 결합시킬 수 있다. 프로세서(11100)는 메모리(11200)에 저장된 소프트웨어 모듈 또는 명령어 집합을 실행하여 컴퓨팅 장치(11000)을 위한 다양한 기능을 수행하고 데이터를 처리할 수 있다.
입/출력 서브시스템(11400)은 다양한 입/출력 주변장치들을 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 입/출력 서브시스템(11400)은 모니터나 키보드, 마우스, 프린터 또는 필요에 따라 터치스크린이나 센서등의 주변장치를 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시키기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 입/출력 주변장치들은 입/출력 서브시스템(11400)을 거치지 않고 주변장치 인터페이스(11300)에 결합될 수도 있다.
전력 회로(11500)는 단말기의 컴포넌트의 전부 또는 일부로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어 전력 회로(11500)는 전력 관리 시스템, 배터리나 교류(AC) 등과 같은 하나 이상의 전원, 충전 시스템, 전력 실패 감지 회로(power failure detection circuit), 전력 변환기나 인버터, 전력 상태 표시자 또는 전력 생성, 관리, 분배를 위한 임의의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
통신 회로(11600)는 적어도 하나의 외부 포트를 이용하여 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수 있다.
또는 상술한 바와 같이 필요에 따라 통신 회로(11600)는 RF 회로를 포함하여 전자기 신호(electromagnetic signal)라고도 알려진 RF 신호를 송수신함으로써, 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수도 있다.
이러한 도 9의 실시예는, 컴퓨팅 장치(11000)의 일례일 뿐이고, 컴퓨팅 장치(11000)은 도 9에 도시된 일부 컴포넌트가 생략되거나, 도 9에 도시되지 않은 추가의 컴포넌트를 더 구비하거나, 2개 이상의 컴포넌트를 결합시키는 구성 또는 배치를 가질 수 있다. 예를 들어, 모바일 환경의 통신 단말을 위한 컴퓨팅 장치는 도 9에 도시된 컴포넌트들 외에도, 터치스크린이나 센서 등을 더 포함할 수도 있으며, 통신 회로(1160)에 다양한 통신방식(WiFi, 3G, LTE, Bluetooth, NFC, Zigbee 등)의 RF 통신을 위한 회로가 포함될 수도 있다. 컴퓨팅 장치(11000)에 포함 가능한 컴포넌트들은 하나 이상의 신호 처리 또는 어플리케이션에 특화된 집적 회로를 포함하는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 양자의 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨팅 장치를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령(instruction) 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 프로그램은 PC 기반의 프로그램 또는 모바일 단말 전용의 어플리케이션으로 구성될 수 있다. 본 발명이 적용되는 애플리케이션은 파일 배포 시스템이 제공하는 파일을 통해 이용자 단말에 설치될 수 있다. 일 예로, 파일 배포 시스템은 이용자 단말이기의 요청에 따라 상기 파일을 전송하는 파일 전송부(미도시)를 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로 (collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨팅 장치 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술 하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 하이브리드 콤포스팅 시스템으로서,
    복수의 구역으로 구획되어 있고, 내부에 음식물쓰레기가 투입되어 퇴비화되는 퇴비단;
    상기 퇴비단 내부의 각각의 복수의 구역에 배치되는 복수의 온도센서;
    상기 퇴비단 내부의 각각의 복수의 구역의 하측에 배치되고, 외부로부터 공급되는 공기를 공급하는 복수의 공기공급부;
    상기 복수의 공기공급부에서 상기 퇴비단 내부로 공급되는 공기의 유량을 각각 제어하는 복수의 제어밸브;
    상기 복수의 공기공급부 각각에 대하여 외부의 공기를 공급하는 공기공급배관;
    상기 공기공급배관을 흐르는 공기를 가열시키는 히터부;
    상기 퇴비단의 내부에 배치되고, 상기 각각의 복수의 구역에 배치되는 음식물쓰레기를 포함하는 퇴비혼합물을 상기 퇴비단의 출구측으로 이송시키는 이송장치;
    상기 온도센서로부터 센싱된 온도정보 및 목표온도범위에 기초하여 상기 제어밸브의 개도를 조절하는 제어부;를 포함하고,
    상기 목표온도범위는 50 내지 70℃이고,
    상기 퇴비혼합물은,
    음식물쓰레기 100중량부에 대하여,
    생석회 3 내지 8 중량부; 및
    수분조절제 5 내지 12 중량부;를 포함하고,
    상기 복수의 구역 중 마지막 구역에는 상기 히터부에 의하여 가열되지 않은 공기가 공급되고,
    상기 제어부는,
    상기 마지막 구역의 온도가 기설정된 기준 이상인 경우에는, 벨트부의 회전속도를 감소시켜 상기 퇴비혼합물의 이송속도를 느리게 하고,
    상기 마지막 구역의 온도가 기설정된 기준 이하인 경우에는, 벨트부의 회전속도를 증가시켜 상기 퇴비혼합물의 이송속도를 빠르게 하는, 하이브리드 콤포스팅 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 각각의 제어밸브를 독립적으로 제어하여 각각의 구역의 온도가 상기 목표온도범위에 도달할 수 있도록 하는, 하이브리드 콤포스팅 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    최초 투입된 상기 퇴비혼합물은 상기 이송장치에 의하여 혼합되면서 퇴비의 이송방향을 따라 이송되고,
    상기 이송장치는,
    상기 이송장치를 구동시키는 2 이상의 회전구동부;
    상기 회전구동부의 회전에 따라 회전 가능한 벨트부;를 포함하고,
    상기 2 이상의 회전구동부를 이은 가상의 선은 상기 퇴비의 이송방향에 대하여 기설정된 각도로 경사진, 하이브리드 콤포스팅 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이송장치의 상기 벨트부의 상면에는 돌출된 형태의 복수의 이송핀을 더 포함하는, 하이브리드 콤포스팅 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어밸브를 제어하여 상기 각각의 구역의 온도가 상기 목표온도범위에 도달하지 못한 경우에는, 상기 히터부를 제어함으로써 각각의 구역의 온도가 상기 목표온도범위에 도달할 수 있도록 하는, 하이브리드 콤포스팅 시스템.



  7. 삭제
  8. 삭제
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