KR102400600B1 - Organic fertilizer manufacturing system using food waste and organic fertilizer and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조하는 제조장치를 이용하여 생물학적 또는 생화학적 처리 단계를 통해 분리되어질 음식물 쓰레기에 직접 작용하여 얻어지는 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an organic fertilizer using food waste and a method for manufacturing the same, and more particularly, by using a manufacturing apparatus for manufacturing organic fertilizer using food waste, directly acting on the food waste to be separated through a biological or biochemical treatment step. It relates to an organic fertilizer using the obtained food waste and a method for manufacturing the same.
우리나라에서 발생되는 음식물쓰레기는 하루 1만 4천 톤으로 전체쓰레기의 28.7%를 차지하고 있다. 음식물쓰레기는 1인당 하루 발생량이 0.31㎏으로 연평균 3%씩 증가하고 있다. 해마다 증가하는 음식물쓰레기는 악취 유발, 환경오염, 처리비용 증가 등 심각한 사회문제로 인식되고 있다. Food waste generated in Korea is 14,000 tons per day, accounting for 28.7% of the total waste. The amount of food waste generated per person per day is 0.31 kg, increasing at an average annual rate of 3%. Food waste, which increases year by year, is recognized as a serious social problem, such as odor generation, environmental pollution, and increase in treatment costs.
우리가 먹고 있는 음식물은 자연으로부터 농,축,수산물을 생산 및 수확하고, 이를 음식물로 처리가공하거나 먹고 남은 것이 유기성폐기물로 버려진다. 음식물쓰레기의 구성을 보면 유통과정 및 조리과정에서 57%, 먹고 남긴 음식물 30%, 보관폐기 식재료 9%, 먹지 않은 음식물 4%이다. 이렇게 발생한 유기물은 자연으로 되돌려 주어, 토양은 유기성폐기물을 분해하고 분해된 유기성 물질은 식물의 영양분으로 흡수되어 다시 우리 식탁으로 돌아오는 순환을 거치게 되어야 한다. The food we eat produces and harvests agricultural, livestock, and aquatic products from nature, and the food is processed or leftovers are thrown away as organic waste. Looking at the composition of food waste, 57% are from distribution and cooking, 30% from food leftovers, 9% from food waste, and 4% from food not eaten. The organic matter generated in this way is returned to nature, the soil decomposes organic waste, and the decomposed organic matter is absorbed as plant nutrients and must go through a cycle of returning to our table.
현재는 인구증가로 인하여 유기성 폐기물의 양이 많아지고, 식생활패턴이 달라지고, 식품의 안전성 기준이 높아져 음식물쓰레기 발생량이 많아져서 일정기간 자연이 정상적으로 처리할 수 있는 양보다 더 많은 양의 유기성폐기물이 나오고 있다. 자연이 유기물을 분해할 수 있는 양과 시간을 특히, 우리나라 사람들은 고려하지 않고 많은 양을 배출하여 자연의 유기물 분해속도를 앞지르고 있다. Currently, due to population growth, the amount of organic waste increases, dietary patterns change, and food safety standards increase, resulting in an increase in food waste generation. is coming out In particular, Koreans do not take into account the amount and time at which nature can decompose organic matter, and discharge a large amount, exceeding the rate of decomposition of organic matter in nature.
사람들은 과거와 달리 자연이 정상적으로 유기물이 분해되어 순환되기만을 기다리지 않고 버리고, 또한 빠르게 더 많은 양의 농산물을 생산하는 기술을 개발하고 있다. 대기 중의 질소를 고정시키고 석유화학을 응용해 화학비료를 생산해 농작물에 유기성 물질을 속성으로 공급해 농사를 짓는 동시에 환경오염물질인 유기성폐기물은 눈에 보이지 않도록 태우거나 바다에 버리는 방법을 택하였다. Unlike in the past, people are not waiting for nature to normally decompose and cycle organic matter, but discard it, and are also developing technologies to rapidly produce larger amounts of agricultural products. They fixed nitrogen in the atmosphere and applied petrochemicals to produce chemical fertilizers, supplying organic substances to crops as an attribute to farm.
일반적으로 가정 및 식당 등에서 배출되는 음식물쓰레기는 함수율이 높아 소각의 경우 높은 연료비 등으로 비효율적일 뿐만 아니라 연소가스와 다이옥신 등의 공해물질을 배출하는 2차 환경오염을 유발하며, 매립의 경우 악취와 침출수가 다량 발생하여 토양 및 지하수를 오염시키는 데다 이른바 님비 현상(nimby)에 따른 매립부지 확보에 사회적인 어려움이 있다. In general, food waste discharged from homes and restaurants has a high water content, so incineration is inefficient due to high fuel costs, etc. In addition to the so-called nimby phenomenon, there are social difficulties in securing landfill sites due to the so-called nimby phenomenon.
최근 들어 음식물쓰레기를 단순 소각이나 매립하기보다는 비료 등으로 자원화하는 방법으로 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 대표적인 예로 호기성 미생물을 이용하여 음식물쓰레기 내의 유기물질을 분해하고 안정된 부식토로 전환시키는 방법이 있지만, 이는 발효에 시간이 많이 소요되는 데다 탈수, 세척, 발효 처리 과정에서 오폐수가 발생하며, 혼합 및 발효시설, 숙성시설 등과 같은 시설투자가 요구되어 경제성이 떨어지는 한계가 있다. Recently, research has been conducted on a method of recycling food waste into resources, such as fertilizer, rather than simple incineration or landfill. Among them, a typical example is a method of decomposing organic substances in food waste and converting it to stable humus using aerobic microorganisms, but this takes a lot of time for fermentation, and wastewater is generated during dehydration, washing, and fermentation processes, mixing and There is a limit to lower economic efficiency because investment in facilities such as fermentation facilities and aging facilities is required.
일반적으로 가정 및 식당 등에서 배출되는 음식물쓰레기는 함수율이 높아 소각의 경우 높은 연료비 등으로 비효율적일 뿐만 아니라 연소가스와 다이옥신 등의 공해물질을 배출하는 2차 환경오염을 유발하며, 매립의 경우 악취와 침출수가 다량 발생하여 토양 및 지하수를 오염시키는 데다 이른바 님비 현상(nimby)에 따른 매립부지 확보에 사회적인 어려움이 있다.In general, food waste discharged from homes and restaurants has a high water content, so incineration is inefficient due to high fuel costs, etc. In addition to the so-called nimby phenomenon, there are social difficulties in securing landfill sites due to the so-called nimby phenomenon.
최근 들어 음식물쓰레기를 단순 소각이나 매립하기보다는 비료 등으로 자원화하는 방법으로 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 대표적인 예로 호기성 미생물을 이용하여 음식물쓰레기 내의 유기물질을 분해하고 안정된 부식토로 전환시키는 방법이 있지만, 이는 발효에 시간이 많이 소요되는 데다 탈수, 세척, 발효 처리 과정에서 오폐수가 발생하며, 혼합 및 발효시설, 숙성시설 등과 같은 시설투자가 요구되어 경제성이 떨어지는 한계가 있다.Recently, research has been conducted on a method of recycling food waste into resources, such as fertilizer, rather than simple incineration or landfill. Among them, a typical example is a method of decomposing organic substances in food waste and converting it to stable humus using aerobic microorganisms, but this takes a lot of time for fermentation, and wastewater is generated during dehydration, washing, and fermentation processes, mixing and There is a limit to lower economic efficiency because investment in facilities such as fermentation facilities and aging facilities is required.
한편, 음식물쓰레기 중에 함유된 수분의 함량은 약 72.1~89.9wt% 정도이므로 이를 비료화하기 위해서는 함수율을 미생물의 성장에 적합한 50~60wt%로 조정할 필요가 있다. 즉, 음식물쓰레기의 함수율이 50wt% 이하이면 지나치게 건조하여 호기성 미생물의 신진대사를 유지시킬 수 없게되고, 이와 반대로 60wt% 이상이면 음식물쓰레기 중의 공간이 수분으로 채워지게 되어 산소공급이 차단되고, 이로 인해 혐기성 상태로 전환되어 호기성 미생물이 증식할 수 없기 때문에 비료화가 곤란할 수밖에 없다.On the other hand, since the moisture content in food waste is about 72.1-89.9wt%, it is necessary to adjust the moisture content to 50-60wt% suitable for the growth of microorganisms in order to fertilize it. That is, if the moisture content of the food waste is 50wt% or less, it is too dry to maintain the metabolism of aerobic microorganisms. Since it is converted to an anaerobic state and aerobic microorganisms cannot proliferate, it is inevitably difficult to fertilize.
따라서 음식물쓰레기의 비료화를 위해서는 그 함수율을 20~30wt% 정도 감소시킬 필요가 있는데, 종래에는 음식물쓰레기의 수분함량을 조절하기 위하여 음식물쓰레기를 선별, 파쇄 및 탈수한 후 톱밥이나 왕겨, 버섯폐재, 밀기울, 야자박 및 두부비지 등의 수분조절제를 혼합하여 희석시키는 방법을 주로 사용하였다.Therefore, in order to fertilize food waste, it is necessary to reduce its moisture content by about 20-30 wt%. In the past, food waste is sorted, crushed, and dehydrated in order to control the moisture content of food waste, and then sawdust, rice husk, mushroom waste, and bran. , a method of diluting by mixing moisture control agents such as palm meal and tofu okara was mainly used.
그러나 이와 같은 수분조절제를 첨가할 경우 음식물쓰레기의 함수율은 쉽게 조절 가능하지만 그 수분조절제의 첨가 후부터 7일간은 퇴비 발효 적정온도에 이르지 못하고 8일 이후부터 발효가 시작되기 때문에 70℃ 내외의 발효에 적정한 온도를 유지시키는 환경을 조성해야 할 뿐만 아니라 탈수 과정에서 폐수가 발생하므로 수처리장치를 별도로 설치해야 하며, 특히 음식물쓰레기에 함유된 염분 성분들은 제거되지 않아 식물성장용 비료로는 부적합한 한계가 있다. However, when such a moisture control agent is added, the moisture content of food waste can be easily controlled, but since the compost fermentation does not reach the optimum temperature for 7 days after the addition of the moisture control agent and fermentation starts from the 8th day, it is suitable for fermentation at around 70℃. In addition to creating an environment that maintains temperature, wastewater is generated during the dehydration process, so a separate water treatment device must be installed. In particular, salt components contained in food waste are not removed, so there is an unsuitable limit as a fertilizer for plant growth.
특허문헌 0001에는 쓰레기투입구를 통해 음식물쓰레기를 공급받아 저장하는 저장탱크; 반응성 첨가제를 저장하는 첨가제탱크; 상기 저장탱크와 첨가제탱크로부터 소정량의 음식물쓰레기 및 첨가제를 공급받아 교반하며, 내부의 압력이 일정압력을 초과할 경우 감압하는 압력조정밸브가 구비된 적어도 하나 이상의 반응조; 상기 반응조와 연통되어 반응조 내의 유해가스 및 먼지를 흡수하여 용해 및 제거하는 스크러버; 상기 스크러버와 연통되어 스크러버에서 배출되는 유기성 가스 및 악취를 흡수 및 흡착하여 제거하는 흡착탑; 상기 반응조에서 배출되는 음식물쓰레기를 공급받아 이물질을 분류하는 1차 선별기; 상기 1차 선별기를 거친 음식물쓰레기를 공급받아 파쇄 및 분쇄하는 분쇄기; 상기 분쇄기를 거친 음식물쓰레기를 공급받아 이물질을 분류하는 2차 선별기; 상기 2차 선별기를 거친 음식물쓰레기를 공급받아 함수율을 조절하며, 음식물쓰레기의 함수율을 측정하는 함수율측정기와, 상기 함수율측정기의 측정값에 따라 음식물쓰레기에 스팀을 분사하여 함수율을 높이는 스팀분사기 및 선택적으로 열풍을 발생시켜 함수율을 낮추는 열풍기를 포함하는 함수율조절기; 상기 함수율조절기를 거친 음식물쓰레기를 소정의 크기와 형태로 압착 성형하는 펠릿기; 상기 펠릿기에 의해 알갱이 형태로 성형된 음식물쓰레기를 일정 단위로 포장하는 포장기; 상기 반응조, 스크러버, 흡착탑, 1차 및 2차 선별기, 분쇄기가 설치된 공간을 폐쇄하는 밀폐실; 상기 밀폐실과 연통되어 밀폐실에서 방출되는 배기가스로부터 분진을 분리 및 여과하는 분진집진기; 상기 분진집진기 및 저장탱크와 연통되어 분진집진기 및 저장탱크에서 배출되는 악취 및 유해가스를 분해 제거하는 바이오필터;를 포함하는 음식물쓰레기 비료화 시스템에 관한 기재가 있다. Patent Document 0001 discloses a storage tank for receiving and storing food waste through a garbage inlet; an additive tank for storing reactive additives; at least one reaction tank provided with a pressure regulating valve for receiving a predetermined amount of food waste and additives from the storage tank and the additive tank and stirring it, and reducing the pressure when the internal pressure exceeds a predetermined pressure; a scrubber communicating with the reaction tank to absorb, dissolve and remove harmful gases and dust in the reaction tank; an adsorption tower communicating with the scrubber to absorb, adsorb, and remove organic gases and odors discharged from the scrubber; a primary sorter for receiving food waste discharged from the reaction tank and classifying foreign substances; a pulverizer for receiving and crushing and pulverizing the food waste that has passed through the primary sorter; a secondary sorter that receives the food waste that has passed through the grinder and classifies foreign substances; A moisture content measuring device that receives the food waste that has passed through the secondary sorter to adjust the moisture content and measures the moisture content of the food waste; Moisture content regulator including a hot air blower to generate a hot air to lower the moisture content; a pellet machine for press-molding the food waste that has passed through the moisture content controller into a predetermined size and shape; a packaging machine for packaging the food waste formed into granules by the pellet machine in a predetermined unit; an airtight chamber closing the space in which the reactor, the scrubber, the adsorption tower, the primary and secondary sorters, and the grinder are installed; a dust collector communicating with the closed chamber to separate and filter dust from the exhaust gas emitted from the closed chamber; There is a description of a food waste fertilizer system including a biofilter communicating with the dust collector and the storage tank to decompose and remove odors and harmful gases discharged from the dust collector and the storage tank.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 생석회가 음식물 쓰레기와 혼합할 때 고온의 열이 발생하도록 하여 살균이 용이하게 이루어짐과 동시에 음식물 쓰레기에 생석회를 투입하였을 때 최적화된 수분 조절제를 사용하여, 경제적이며 효율적으로 유기물 함량이 높은 석회처리 비료를 생산할 수 있는 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 공정시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. The present invention was devised to solve the above problems, and when quicklime is mixed with food waste, high-temperature heat is generated to facilitate sterilization, and at the same time, when quicklime is added to food waste, an optimized moisture control agent is used Therefore, it is a technical task to provide an organic fertilizer processing system using food waste that can economically and efficiently produce lime-treated fertilizer with high organic content.
또한 본 발명은 상술한 유기질 비료 공정시스템을 이용한 유기질 비료 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing organic fertilizer using the organic fertilizer processing system described above.
또한 본 발명은 상술한 유기질 비료 제조방법으로 제조된 유기질 비료를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. Another object of the present invention is to provide an organic fertilizer prepared by the above-described organic fertilizer manufacturing method.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따른 유기질 비료 공정시스템은 음식물 쓰레기를 공급하는 음식물 공급부(100); 생석회를 공급하는 생석회 공급부(200); 상기 음식물 쓰레기와 상기 생석회를 석회반응시켜 열 및 가스를 발생시키는 화학반응부(300); 석회반응 처리한 음식물에 수분조절제를 투입하고 혼합하여 수분을 감소시켜 석회처리비료를 제조하는 생물화학반응부(400); 상기 생물화학반응부(400)에 수분조절제를 공급하는 수분조절제 공급부(500); 및 상기 생물화학반응부(400)에서 배출된 석회처리비료를 열안정화시키고 저장하는 열안정화 저장부(600);를 포함한다. In order to achieve the above technical problem, an organic fertilizer processing system according to an aspect of the present invention includes a
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 유기질 비료 공정시스템은 상기 열안정화 저장부(600)에서 제조된 유기질 비료를 포장하는 제품포장부(700); 및 상기 제품포장부(700)에서 포장된 유기질 비료 제품을 납품처에 출하하는 출하부(800)를 더 포함할 수 있다. In one aspect of the present invention, the organic fertilizer processing system includes a
또한 본 발명은 상술한 유기질 비료 공정시스템을 이용한 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for manufacturing organic fertilizer using food waste using the organic fertilizer processing system described above.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법은 음식물 공급부(100)로 유입되는 음식물 쓰레기를 8 내지 12 mm 크기로 파쇄하고 선별한 다음, 함수율이 80 내지 90wt%인 음식물 쓰레기를 공급하는 음식물 쓰레기 공급 단계(S100); 상기 음식물 쓰레기를 음식물 계량기(110)에서 계량하고 공급받고, 상기 생석회 공급부(200)로부터 생석회를 생석회 계량기(210)에서 계량하고 5.5 내지 6 ton/day 속도로 공급받아, 상기 음식물 쓰레기와 상기 생석회를 혼합하여 석회반응시켜 열 및 가스를 발생시키는 생석회 반응 단계(S200); 석회반응된 음식물을 상기 생물화학반응부(400)으로 이송하고 상기 수분조절제 공급부(500)로부터 수분조절제를 수분조절제 계량기(510)에서 계량하고 4.5 내지 5 ton/day 속도로 공급받아, 수분조절제를 더 혼합하여 수분을 감소시켜 석회처리비료를 제조하는 수분조절제 투입 단계(S300); 상기 석회처리비료를 상기 열안정화 저장부(600)로 이송하고 40 내지 50 ℃에서 열안정화시켜 최종함수율이 40wt% 이하의 유기질 비료를 제조하는 유기질 비료 제조 단계(S400);를 포함한다. In the organic fertilizer manufacturing method using food waste according to another aspect of the present invention, the food waste flowing into the
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 생석회 반응 단계(S200) 시, 상기 음식물 쓰레기 65 내지 70 중량부와 상기 생석회 15 내지 20 중량부를 혼합할 수 있다. In one aspect of the present invention, in the quicklime reaction step (S200), 65 to 70 parts by weight of the food waste and 15 to 20 parts by weight of the quicklime may be mixed.
본 발명의 일 양태에 있어서, 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법은 상기 유기질 비료에 나무재 및 미생물을 더 혼합한 후 건조하는 미생물 투입 단계(S500); 및 상기 미생물 투입 단계 후에, 별도의 숙성실에서 자연 숙성시키는 안정화 단계(S600);를 더 포함할 수 있다. In one aspect of the present invention, the organic fertilizer manufacturing method using food waste includes a microorganism input step (S500) of further mixing wood ash and microorganisms with the organic fertilizer and drying the organic fertilizer; and a stabilization step (S600) of natural aging in a separate aging room after the microorganism input step; may further include.
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 나무재 및 미생물은 상기 유기질 비료의 15 내지 20 중량부를 혼합할 수 있다. In one aspect of the present invention, the wood material and the microorganism may be mixed with 15 to 20 parts by weight of the organic fertilizer.
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 나무재는 SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, MgO, KNaO, P2O5, TiO2 및 MnO를 포함하여 조성될 수 있다. In one aspect of the present invention, the wood material may be composed of SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, MgO, KNaO, P2O5, TiO2 and MnO.
또한 본 발명은 상술한 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법으로 제조된 유기질 비료를 제공한다. In addition, the present invention provides an organic fertilizer prepared by the organic fertilizer manufacturing method using the above-described food waste.
상술한 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 공정시스템과, 유기질 비료 공정시스템을 이용한 유기질 비료 및 그 제조방법은, 유기질 함량이 높고, 작물의 생장율을 크게 상승시키고, 경제적이고 친환경적인 유기질 비료를 제조할 수 있는 효과를 가진다. The organic fertilizer processing system using food waste according to the present invention described above, the organic fertilizer using the organic fertilizer processing system, and the manufacturing method thereof, have a high organic content, greatly increase the growth rate of crops, and provide an economical and environmentally friendly organic fertilizer It has a manufacturing effect.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 공정시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법의 공정 순서도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 양태에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법의 다른 공정 순서도이다. 1 is a view showing an organic fertilizer processing system using food waste according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a process flow chart of the organic fertilizer manufacturing method using food waste according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is another process flow chart of the organic fertilizer manufacturing method using food waste according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 공정시스템을 도시한 도면이다. 1 is a view showing an organic fertilizer processing system using food waste according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 유기질 비료 공정시스템은 음식물 공급부(100), 음식물 계량기(110), 생석회 공급부(200), 생석회 계량기(210), 상기 음식물 계량기(110) 및 생석회 계량기(210)를 경유해 상기 음식물 공급부(100) 및 생석회 공급부(200)와 연결되는 화학반응부(300), 상기 화학반응부(300)와 연결되는 생물화학반응부(400), 상기 생물화학반응부(400)와 연결되는 수분조절제 공급부(500), 상기 생물화학반응부(400)와 연결되는 열안정화 저장부(600), 상기 열안정화 저장부(600)와 연결되는 제품포장부(700), 상기 제품포장부(700)와 연결되는 출하부(800)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1 , the organic fertilizer processing system of the present invention includes a
본 발명에서 각부가 연결된다고 할때 연결부재(1)를 통해 물품이 공급, 이송, 배출될 수 있다. 예컨대 상기 생물화학반응부(400)와 연결되는 열안정화 저장부(600)는 연결부재(1)를 통해 상기 생물화학반응부(400)에서 얻은 석회처리비료를 열안정화 저장부(600)로 이송하는 것일 수 있다. When it is said that each part is connected in the present invention, the article may be supplied, transported, or discharged through the connecting
상기 음식물 공급부(100)는 8 내지 12 mm 크기로 파쇄된 함수율이 80 내지 90wt%인 음식물 쓰레기를 음식물 계량기(110)로 공급한다. The
상기 생석회 공급부(200)는 생석회를 생석회 계량기(210)로 공급한다. The quicklime
상기 화학반응부(300)는 상기 음식물 쓰레기를 음식물 계량기(110)를 통해 공급받고, 상기 생석회 공급부(200)로부터 상기 생석회를 생석회 계량기(210)를 통해 공급받아, 상기 음식물 쓰레기와 상기 생석회를 혼합하여 석회반응시켜 열 및 가스를 발생시키는 역할을 한다. The
상기 생물화학반응부(400)는 상기 화학반응부(300)에서 이송된 석회반응된 음식물과 수분조절제를 혼합하여 수분을 감소시켜 석회처리비료를 제조하는 역할을 한다. The
상기 수분조절제 공급부(500)는 상기 수분조절제 계량기(510)로 수분조절제를 공급하는 역할을 한다. The moisture control
상기 수분조절제는 코코피트인 것이 바람직하다. The moisture control agent is preferably coco peat.
상기 열안정화 저장부(600)는 상기 생물화학반응부(400)에서 배출된 석회처리비료를 열안정화시키고 저장하는 역할을 한다. The thermal
상기 제품포장부(700)는 유기질 비료 제품을 톤백 및 벌크에 담는 시설로서, 상기 열안정화 저장부(600)에서 제조된 유기질 비료를 포장하는 역할을 한다. The
상기 출하부(800)는 상기 제품포장부(700)에서 포장된 유기질 비료 제품을 납품처에 출하하는 역할을 한다. The
이하는 본 발명의 또 따른 양태에 따른 유기질 비료 제조방법 및 유기질 비료 제조방법으로 제조된 유기질 비료를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the organic fertilizer manufacturing method and the organic fertilizer manufactured by the organic fertilizer manufacturing method according to another aspect of the present invention will be described in more detail.
도 2는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법의 공정 순서도이다. Figure 2 is a process flow chart of the organic fertilizer manufacturing method using food waste according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법은 음식물 쓰레기 공급 단계(S100); 생석회 반응 단계(S200); 수분조절제 투입 단계(S300); 유기질 비료 제조 단계(S400);를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 2 , the organic fertilizer manufacturing method using food waste according to the present invention includes a food waste supply step (S100); quicklime reaction step (S200); Moisture control agent input step (S300); Organic fertilizer manufacturing step (S400); is configured to include.
상기 음식물 쓰레기 공급 단계(S100)는 상기 음식물 공급부(100)로 유입되는 음식물 쓰레기를 8 내지 12 mm 크기로 파쇄하고 선별한 다음, 함수율이 80 내지 90wt%인 음식물 쓰레기를 공급하는 단계이다. The food waste supply step ( S100 ) is a step of crushing and sorting the food waste flowing into the
상기 생석회 반응 단계(S200)는 상기 음식물 쓰레기를 음식물 계량기(110)에서 계량하고 공급받고, 상기 생석회 공급부(200)로부터 생석회를 생석회 계량기(210)에서 계량하고 5.5 내지 6 ton/day 속도로 공급받아, 상기 음식물 쓰레기와 상기 생석회를 혼합하여 석회반응시켜 열 및 가스를 발생시키는 단계이다. In the quicklime reaction step (S200), the food waste is metered and supplied from the
상기 생석회 반응 단계(S200) 시, 상기 생석회를 5 내지 6 ton/day 속도로 공급하는 데, 공급속도 6 ton/day 을 초과하면 함수율이 80 내지 90wt%인 음식물 쓰레기와 생석회가 과열 반응을 일으켜 유기질 비료의 품질을 저하시키므로 바람직하지 못하고, 공급속도 5.5 ton/day 을 미만이면 음식물 쓰레기와 생석회가 미반응하는 현상이 발생하므로 상기 공급속도로 공급하는 것이 바람직하다. In the quicklime reaction step (S200), the quicklime is supplied at a rate of 5 to 6 ton/day. When the supply rate exceeds 6 ton/day, food waste having a moisture content of 80 to 90 wt% and quicklime cause an overheating reaction to cause organic matter It is not preferable because it lowers the quality of the fertilizer, and if the supply rate is less than 5.5 ton/day, the food waste and quicklime do not react, so it is preferable to supply the fertilizer at the above supply rate.
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 생석회 반응 단계(S200) 시, 상기 음식물 쓰레기 65 내지 70 중량부와 상기 생석회 15 내지 20 중량부를 혼합할 수 있다. 상기 생석회 15 중량부 미만이면 충분한 수분 소화 및 살균, 살충 효과가 나오기 어렵고, 상기 생석회 20 중량부 초과이면 전체적인 공정의 경제성이나 효율성이 떨어지게 된다. In one aspect of the present invention, in the quicklime reaction step (S200), 65 to 70 parts by weight of the food waste and 15 to 20 parts by weight of the quicklime may be mixed. If it is less than 15 parts by weight of the quicklime, sufficient water digestion, sterilization, and insecticidal effects are difficult to come out, and if it is more than 20 parts by weight of the quicklime, the economic feasibility or efficiency of the overall process is deteriorated.
특히, 상기 음식물 쓰레기 68 중량부와 상기 생석회 17 중량부를 혼합하여 석회반응시킬 때 수분과 균일하게 열 반응되도록 하고, 작물의 생장율을 크게 상승시키고, 경제적이고 친환경적인 유기질 비료를 제조할 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 생석회 반응 단계(S200) 시, 상기 음식물 쓰레기 68 중량부와 상기 생석회 17 중량부를 혼합하는 것이 보다 바람직하다. In particular, when 68 parts by weight of the food waste and 17 parts by weight of the quicklime are mixed and subjected to a lime reaction, a heat reaction is uniformly with moisture, the growth rate of crops is greatly increased, and an economical and eco-friendly organic fertilizer can be manufactured. Accordingly, it is more preferable to mix 68 parts by weight of the food waste and 17 parts by weight of the quicklime in the quicklime reaction step (S200).
상기 수분조절제 투입 단계(S300)는 상기 생석회 반응 단계(S200)에서 석회반응된 음식물을 상기 생물화학반응부(400)으로 이송하고 상기 수분조절제 공급부(500)로부터 수분조절제를 수분조절제 계량기(510)에서 계량하고 4.5 내지 5 ton/day 속도로 공급받아, 수분조절제를 혼합하여 수분을 감소시켜 석회처리비료를 제조하는 단계이다. In the moisture control agent input step (S300), the lime-reacted food in the quicklime reaction step (S200) is transferred to the
상기 수분조절제는 코코피트인 것이 바람직하다. The moisture control agent is preferably coco peat.
상기 수분조절제 투입 단계(S300) 시, 상기 수분조절제를 4.5 내지 5 ton/day 속도로 공급하는데, 공급속도 5 ton/day 을 초과하면 전체적인 공정의 경제성이나 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있고, 공급속도 4.5 ton/day 을 미만이면 충분한 수분 조절 효과가 나오기 어려우므로 상기 공급속도로 공급하는 것이 바람직하다. In the step of adding the moisture control agent (S300), the moisture control agent is supplied at a rate of 4.5 to 5 ton/day. If the supply rate exceeds 5 ton/day, there is a problem that the economic feasibility or efficiency of the entire process is lowered, and the supply rate is 4.5 If it is less than ton/day, it is difficult to obtain sufficient moisture control effect, so it is preferable to supply at the above supply rate.
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 수분조절제 투입 단계(S300) 시, 상기 수분조절제를 15 내지 20 중량부 혼합할 수 있다. 상기 수분조절제의 함량이 15 중량부 미만이면 충분한 수분 조절 효과가 나오기 어렵고, 20 중량부 초과이면 전체적인 공정의 경제성이나 효율성이 떨어지게 된다. In one aspect of the present invention, in the step of adding the moisture control agent (S300), 15 to 20 parts by weight of the moisture control agent may be mixed. When the content of the moisture control agent is less than 15 parts by weight, it is difficult to obtain a sufficient moisture control effect, and when it exceeds 20 parts by weight, the economic feasibility or efficiency of the overall process is deteriorated.
특히, 상기 수분조절제 투입 단계(S300)에서 석회반응된 음식물에 수분조절제 15 중량부를 혼합할 때, 작물의 생장율을 크게 상승시키고, 경제적이고 친환경적인 유기질 비료를 제조할 수 있는 효과를 가진다. In particular, when 15 parts by weight of the moisture control agent is mixed with the lime-reacted food in the moisture control agent input step (S300), the growth rate of crops is greatly increased, and an economical and eco-friendly organic fertilizer can be manufactured.
상기 유기질 비료 제조 단계(S400)는 상기 석회처리비료를 상기 열안정화 저장부(600)로 이송하고 40 내지 50 ℃에서 열안정화시켜 최종함수율이 40wt% 이하의 유기질 비료를 제조하는 단계이다. The organic fertilizer manufacturing step (S400) is a step of transferring the lime-treated fertilizer to the thermal
도 3은 본 발명의 또 다른 양태에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법의 다른 공정 순서도이다. Figure 3 is another process flow chart of the organic fertilizer manufacturing method using food waste according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법은 상기 유기질 비료에 나무재 및 미생물을 더 혼합한 후 건조하는 미생물 투입 단계(S500); 및 상기 미생물 투입 단계 후에, 별도의 숙성실에서 자연 숙성시키는 안정화 단계(S600);를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the organic fertilizer manufacturing method using food waste of the present invention includes a microbial input step (S500) of further mixing wood ash and microorganisms with the organic fertilizer and drying the organic fertilizer; and a stabilization step (S600) of natural aging in a separate aging room after the microorganism input step; may further include.
상기 나무재 및 미생물를 합한 혼합량은 상기 유기질 비료 제조 단계(S400)에서 제조된 유기질 비료의 15 내지 20 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. 이때 나무재 및 미생물은 중량비로 1:0.5로 혼합한 것이 바람직하다. 상기 나무재 및 미생물를 합한 혼합량이 15 중량부 미만이면 충분한 수분 조절 효과가 나오기 어렵고, 20 중량부 초과이면 나무재의 양이 과다하여 유기질 비료의 색이 짙어지고 토양의 pH를 과하게 증가시키고 주변의 물, 영양분 등을 흡수하므로 악영향을 줄 수 있다. The combined amount of the wood ash and the microorganism is preferably mixed with 15 to 20 parts by weight of the organic fertilizer prepared in the organic fertilizer manufacturing step (S400). At this time, it is preferable that the wood ash and the microorganisms are mixed in a weight ratio of 1:0.5. If the combined amount of the wood ash and microorganisms is less than 15 parts by weight, it is difficult to obtain a sufficient moisture control effect, and if it exceeds 20 parts by weight, the amount of wood ash is excessive, the color of the organic fertilizer is darkened, the pH of the soil is excessively increased, and the surrounding water; It can adversely affect the absorption of nutrients, etc.
상기 미생물은 세균류, 곰팡이류, 이스트류가 바람직하며 근권정착 능력이 있는 근권미생물(rhizobia), 내생미생물(endophyte)이 더욱 바람직하다. The microorganisms are preferably bacteria, fungi, and yeast, and more preferably rhizobia and endophyte having the ability to settle in the rhizosphere.
상기 미생물 중에는 요소, 인산, 가리, 칼슘, 실리케이트 등과 같은 비효성 물질을 분해 가용화할 수 있는 능력이 있는 미생물이 알려진 바 있다. 비료 역시 이들 물질과 서로 연관이 있는 공기 중의 합성물이거나 이들을 함유한 암석분말을 가공처리에 의하여 비료화한 것이다. 따라서 이와 같은 미생물의 분해 능력을 이용한 미생물공정을 유기질 비료에 도입하여 발효할 경우, 이들 미생물의 대사작용을 통하여 생성된 각종 유기산 또는 효소들이 대상물질들을 통제 조절된 조건 내에서 미생물학적으로 분해하게 되어, 장기간에 걸쳐 토양 내에서 일어나는 분해과정 보다 효율이 높게 단기간에 가용화된 유기질 비료를 생산할 수 있다. Among the microorganisms, microorganisms having the ability to decompose and solubilize inactive substances such as urea, phosphoric acid, potassium, calcium, silicate, etc. are known. Fertilizer is also a compound in the air that is related to these substances or is a fertilizer made by processing rock powder containing them. Therefore, when a microbial process using the decomposition ability of microorganisms is introduced into organic fertilizer and fermented, various organic acids or enzymes generated through the metabolism of these microorganisms microbiologically decompose the target substances under controlled conditions. , it is possible to produce solubilized organic fertilizer in a short period of time with higher efficiency than the decomposition process occurring in the soil over a long period of time.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the scope of the present invention is not limited to these examples.
(실시예)(Example)
도 1에 도시된 유기질 비료 제조방법에 사용되는 공정시스템에 각각 음식물 쓰레기 68 중량부, 생석회 17 중량부 및 코코피트 15 중량부 비율로 혼합하여 최종 친환경 유기질 비료를 얻었다. 이러한 유기질 비료 100 중량부에 대하여 나무재 및 미생물을 1:0.5 중량비로 혼합한 혼합물 20 중량부를 혼합한 후, 20일 동안 안정화단계를 수행하면서 수분함량을 36wt%로 조절하였다. 상기 실시예에 사용된 나무재는 소나무를 태워서 얻은 천연 소나무재 인 것으로서, SiO2 12 중량부, Al2O3 10 중량부, CaO 24 중량부 Fe2O3 2 중량부, MgO 4 중량부, KNaO 3 중량부, P2O5 1 중량부, TiO2 0.1 중량부 및 MnO 1 중량부를 혼합한 조성물이다. 또한 상기 미생물은 근권미생물(rhizobia)이다. The final eco-friendly organic fertilizer was obtained by mixing 68 parts by weight of food waste, 17 parts by weight of quicklime, and 15 parts by weight of coco peat in the process system used for the organic fertilizer manufacturing method shown in FIG. 1 . After mixing 20 parts by weight of a mixture obtained by mixing wood ash and microorganisms in a weight ratio of 1:0.5 with respect to 100 parts by weight of this organic fertilizer, the moisture content was adjusted to 36wt% while performing a stabilization step for 20 days. The wood ash used in the above example is a natural pine material obtained by burning pine, SiO2 12 parts by weight, Al2O3 10 parts by weight, CaO 24 parts by weight Fe2O3 2 parts by weight, MgO 4 parts by weight, KNaO 3 parts by weight,
(실험예 1)(Experimental Example 1)
상기 실시예에서 제조한 유기질 비료를 일반토양에 10:1의 비율로 혼합한 처리구와 일반토양만으로 이루어진 대조구를 가지고 Pot에서 열무 작물 비교실험을 수행하였다. 처리량은 400kg/80평 기준으로 처리하였으며, 시비 후 14일에 정식한 후 50일 동안 수분을 공급하여, 그 결과를 하기 표 1에 수록하였다. A comparative experiment of radish crops was performed in a pot with a treatment group in which the organic fertilizer prepared in the above Example was mixed with common soil in a ratio of 10:1 and a control group consisting of only common soil. The treatment amount was treated based on 400 kg/80 pyeong, and after planting 14 days after fertilization, moisture was supplied for 50 days, and the results are listed in Table 1 below.
상기 실험예에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 유기질 비료를 처리한 경우 작물의 생장율이 현저하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from the above experimental example, it was confirmed that the growth rate of crops was significantly increased when the organic fertilizer of the present invention was treated.
100 : 음식물 공급부 110 : 음식물 계량기
200 : 생석회 공급부 210 : 생석회 계량기
300 : 화학반응부 400 : 생물화학반응부
500 : 수분조절제 공급부 600 : 열안정화 저장부
700 : 제품포장부 800 : 출하부
S100 : 음식물 쓰레기 공급 단계
S200 : 생석회 반응 단계
S300 : 수분조절제 투입 단계
S400 : 유기질 비료 제조 단계
S500 : 미생물 투입 단계
S600 : 안정화 단계 100: food supply unit 110: food meter
200: quicklime supply unit 210: quicklime meter
300: chemical reaction unit 400: biochemical reaction unit
500: moisture control agent supply unit 600: heat stabilization storage unit
700: product packaging unit 800: shipping unit
S100: Food waste supply stage
S200: quicklime reaction step
S300: Moisture control agent input step
S400: Organic Fertilizer Manufacturing Stage
S500: Microbial input step
S600: stabilization phase
Claims (7)
상기 생석회 반응 단계(S200)시, 상기 음식물 쓰레기 68 중량부와 상기 생석회 17 중량부를 혼합하며,
상기 수분조절제 투입 단계(S300)시, 수분조절제는 코코피트이고, 석회반응된 음식물에 수분조절제 15 중량부를 혼합하며,
상기 미생물 투입 단계(S500)시, 나무재 및 미생물은 유기질 비료의 15 내지 20 중량부가 혼합되고, 나무재와 미생물은 1:0.5 중량비로 혼합되며, 상기 나무재는 소나무를 태워서 얻은 소나무재인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 유기질 비료 제조방법. A food waste supply step (S100) of crushing and sorting the food waste flowing into the food supply unit 100 to a size of 8 to 12 mm, and then supplying the food waste having a moisture content of 80 to 90 wt% (S100); The food waste is measured and supplied by the food meter 110, and quicklime is measured from the quicklime supply unit 200 by the quicklime meter 210 and supplied at a rate of 5.5 to 6 ton/day, and the food waste and the quicklime are mixed a quicklime reaction step of generating heat and gas by performing a lime reaction (S200); The lime-reacted food is transferred to the biochemical reaction unit 400 and the moisture control agent is measured from the moisture control agent supply unit 500 in the moisture control agent meter 510 and is supplied at a rate of 4.5 to 5 ton/day, and the moisture control agent is further mixed to reduce the moisture to produce a lime-treated fertilizer, a moisture control agent input step (S300); An organic fertilizer manufacturing step (S400) of transferring the lime-treated fertilizer to the thermal stabilization storage unit 600 and thermally stabilizing it at 40 to 50° C. to produce an organic fertilizer having a final moisture content of 40 wt% or less; A microorganism input step (S500) of further mixing wood ash and microorganisms with the organic fertilizer and then drying; and a stabilization step (S600) of natural aging in a separate aging room after the microorganism input step;
In the quicklime reaction step (S200), 68 parts by weight of the food waste and 17 parts by weight of the quicklime are mixed,
At the time of the moisture control agent input step (S300), the moisture control agent is coco peat, and 15 parts by weight of the moisture control agent is mixed with the lime-reacted food,
At the time of the microorganism input step (S500), wood ash and microorganisms are mixed with 15 to 20 parts by weight of organic fertilizer, wood ash and microorganisms are mixed in a weight ratio of 1:0.5, and the wood ash is pine ash obtained by burning pine. A method of manufacturing organic fertilizer using food waste.
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2021
- 2021-04-27 KR KR1020210054432A patent/KR102400600B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |