KR102433604B1 - 펠렛의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펠렛의 제조 방법에 관한 것으로서, 버섯 재배를 위해 사용되고 난 후의 버섯 사용후 폐배지를 이용하여 펠렛을 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은, 버섯 사용후 폐배지를 제1 분쇄기로 분쇄하는 단계; 마늘 폐기물을 제2 분쇄기로 분쇄하여 분말로 제조하는 단계; 분쇄된 버섯 사용후 폐배지를 분말로 제조된 마늘 폐기물과 혼합하는 단계; 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물에서 상기 버섯 사용후 폐배지의 함수율을 20% 이하 내지 0% 초과로 조절하는 단계; 및 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 및 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

펠렛의 제조 방법{Method for manufacturing the pellet}
본 발명은 펠렛의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버섯 사용후 배지와 마늘 껍질을 혼합하여 경제적으로 함수율을 조절할 수 있는 펠렛의 제조 방법에 관한 것이다.
펠렛은 조그만 원기둥 모양의 압축된 형태의 제제를 의미한다. 우드 펠릿은 일반적으로 산림 부산물 또는 목재를 가공하여 발생되는 잉여 목재조각을 이용하여 제조한다. 또한, 펠렛 형태는 저장성과 운반성이 용이하여 연료로 사용하는 우드 펠렛 뿐만 아니라 펠렛형 동물 사료의 제조에도 널리 사용되는 유용한 기술이다.
우드 펠렛은 석유자원과는 다르게 조림(造林)과정에서 상시 발생하며, 순환성이 매우 뛰어나면서도 화석연료에 비하여 오염 물질의 발생량도 상대적으로 낮은 자원이다. 우드 펠렛은 최근까지도 농촌 지역 및 도시의 일반 가정집에서도 사용되고 있으며, 최근에는 펜션, 별장 등에서 난방 및 분위기 연출의 목적으로 많이 활용되는 우수한 연료이다. 특히, 농촌 지역에서는 겨울철 작물을 재배할 때 에너지 비용 부담을 줄일 수 있다는 장점도 있어서, 최근 지방자치단체에서도 설치 시설비를 지원하고 있는 등 활용도가 높은 대체 에너지 중 하나이다. 그러나, 현재 국내에서는 충분한 수량의 우드 펠렛이 생산되지 못하여 수요량의 70%정도인 200,000톤을 수입하고 있으며, 수입 금액 또한 3000만 달러가 넘어서고 있다.
한편, 느타리 버섯, 팽이 버섯 등을 재배하고 발생하는 폐배지는 가축의 조사료와 퇴비로 사용이 가능하여 상업적으로 사용되고 있으나, 표고 버섯 톱밥 폐배지는 대부분이 목질 성분으로서 동물의 조사료로 사용하기 어렵고 퇴비로 사용하기 위해서는 퇴비화 과정이 길고 비용도 많이 들어 퇴비로도 활용도가 낮다.
즉, 이러한 버섯 재배를 위해 사용되고 난 후의 폐배지는 연로로서의 재활용가치가 높음에도 그 동안 상기 언급한 바와 같이 비료 또는 퇴비 제조 시 혼합되는 등 낮은 부가가치를 창출하는 데에만 활용되고 있었다. 또는, 상기 언급한 바와 같이 음식물 처리 시 염분 농도를 희석하기 위한 내용물로 혼합되어 사료로 활용되고 있으나, 소화 흡수가 어렵기 때문에 현실성이 없는 상황이다.
그러나 버섯 생산량은 웰빙 시대 이후 꾸준한 증가를 보이고 있으며, 그럼에 따라 폐배지 생산량도 함께 가파르게 증가하고 있지만, 이를 적절히 이용하는 방법이 전무하다는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 버섯 수확 후 배지를 부가가치가 낮은 사료나 비료, 퇴비로 재활용하는 것이 아닌 부가가치가 높은 연료로 재활용하기 위해서, 펠렛으로 제조하기 위한 많은 시도들이 있었다.
이에 버섯을 수확 후 배지를 연료로 만드는 기술에 있어서, 대부분의 기술이 건조 후 성형 등을 거쳐 연료로 사용되는 것이 확립되어 있으나, 실제로 높은 함수율로 인해 이를 건조하기 위해 소요되는 에너지와 그에 따른 비용이 과도하여 실제 현장에서 사용되는 사례가 거의 없었다.
즉, 버섯 수확 후 배지는 그 유용성 때문에 사료 또는 연료로서의 가능성은 계속 검토되어 왔고, 그에 따라 기업 또는 조합 단위의 소규모 업체들의 활용 가능성 또는 국책연구과제로서의 전문가 집단에 의한 연구에 이르기까지 많은 검토와 연구가 진행되었고 숱하게 많은 결과가 발표되었지만, 실제로 현장에서 응용 및 채택된 것은 전무하다.
이는 수확 후 배지가 연료 등으로 사용되기 위하여 반드시 건조 절차를 거쳐야 하는데 여기에 소요되는 에너지 및 비용을 감안하면 추후 생산된 제품의 경제성 확보가 매우 어렵기 때문이다. 게다가 수확 후 배지는 많은 양의 수분(50% 이상)과 영양 성분을 포함하므로 단 시간 내에 부패하여 빠른 시간 내로 함수율을 낮추는 것이 기술의 관건이었다.
국내의 선행기술들을 대체적으로 검토해보면, 대체적으로 버섯 종균 배양소의 소독 과정에서 사용되는 고온의 증기 폐열을 이용하여 열교환기가 부착된 건조시설을 가동하여 함수율을 낮추는 기술, 또는 콜타르 피치 또는 활성탄 등을 수확후 배지에 첨가하여 함수율을 낮추는 기술, 또는 분쇄된 리그닌이 포함된 수확 후 배지 등을 첨가하여 함수율을 낮추고 열량을 확보하는 기술 등이 제안되고 있다.
그러나, 이러한 기술들은 설비 투자의 과다, 경제적인 원료확보의 불가, 과다한 에너지 비용 또는 열량과 성형성 확보의 곤란성 등을 이유로 현장에서 상업적 적용이 실제로 된 것은 찾아보기 어렵다.
다만, 대형화 시설에서는 일부 공단 등의 페열을 활용하여 버섯 사용 후 배지를 경제적으로 건조한 후, 연료용 펠렛을 만들어 바이오 매스 발전소 또는 석탄 화력발전소 등에 납품하려는 시도가 일부 있긴 하였으나, 버섯 재배 공장이 분포되어 있는 농촌 지역과 같은 곳에서는 소규모로 제조해야 하는 현실성 때문에 이를 계획하기에는 여러모로 어려움이 많다.
한편, 농촌에서는 깐마늘 공장에서 배출되는 마늘 폐기물 역시 돈사나 우사의 바닥에 톱밥 대용으로 활용되거나 또는 불법 투기하여 거름으로 사용되거나 연료로 사용되고 있다. 그러나, 이 것들 어느 것도 현행법상 불법의 테두리를 벗어나고 있지 못하고 있다. 즉, 농가에서는 마늘 폐기물 또한 하나의 문제 거리로 나타나고 있다.
따라서, 당 업계에서는 상기와 같이 버섯 사용 후 배지를 경제적으로 재활용하기 위해서, 게다가 또 하나의 문제 거리인 마늘 폐기물을 효율적으로 재활용하기 위해서, 지속적이고 활발한 연구 및 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 버섯 수확 후 폐배지를 경제적으로 건조시켜 실제적으로 산업 현장에 적용 가능한 펠렛 연료를 제조하기 위한 펠렛의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 버섯 재배를 위해 사용되고 난 후의 버섯 사용후 폐배지를 이용하여 펠렛을 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은, 버섯 사용후 폐배지를 제1 분쇄기로 분쇄하는 단계; 마늘 폐기물을 제2 분쇄기로 분쇄하여 분말로 제조하는 단계; 분쇄된 버섯 사용후 폐배지를 분말로 제조된 마늘 폐기물과 혼합하는 단계; 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물에서 상기 버섯 사용후 폐배지의 함수율을 20% 이하 내지 0% 초과로 조절하는 단계; 및 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 및 성형하는 단계를 포함하고, 상기 버섯 사용후 폐배지는, 건조 작업이 진행되지 않은 배지이며, 상기 마늘 폐기물은, 건식 박피 작업을 통해 배출된 폐기물이고, 상기 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 및 성형하는 단계는, 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 펠렛 성형기로 성형하는 단계; 및 상기 펠렛 성형기에 의한 압축 성형 시 발생되는 열로 상기 버섯 사용후 폐배지의 함수율을 15% 이하 내지 0% 초과가 되도록 추가 조절하는 단계를 더 포함하고, 상기 방법은, 상기 버섯 사용후 폐배지와 상기 마늘 폐기물이 혼합 시, 1차 건조되고, 상기 버섯 사용후 폐배지와 상기 마늘 폐기물이 압축 성형 시 2차 건조되며, 상기 버섯사용후 폐배지는, 함수율이 50%이상이고, 상기 버섯사용후 폐배지는, 피건조물이며, 상기 마늘 폐기물은, 건조물인 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 마늘 폐기물을 제2 분쇄기로 분쇄하여 분말로 제조하는 단계는, 상기 마늘 폐기물을 상기 제2 분쇄기로 입도 10mm 내지 29mm로 미분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지를 분말로 제조된 마늘 폐기물과 혼합하는 단계는, 상기 분쇄된 버섯 사용후 폐배지의 양과 상기 분말로 제조된 마늘 폐기물의 양을 동일하게 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 분쇄된 버섯 사용후 폐배지의 양과 상기 분말로 제조된 마늘 폐기물의 양은, 각각 10kg일 수 있다.
구체적으로, 상기 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 및 성형하는 단계는, 상기 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 강도 450kg/cm3으로 설정된 펠렛 성형기로 성형하는 단계; 및 상기 펠렛 성형기에 의한 압축 성형 시 발생되는 열로 상기 버섯 사용후 폐배지의 함수율을 15% 이하 내지 0% 초과가 되도록 추가 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물의 혼합으로 제조된 펠렛은, 발열량이 3500kcal 내지 4500kcal일 수 있다.
구체적으로, 상기 마늘 폐기물은 마늘 껍질, 마늘 대 또는 마늘 뿌리이며, 상기 버섯 사용후 폐배지는 새송이 버섯의 사용후 폐배지일 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 분쇄기는, 커터 타입 분쇄기이며, 상기 제2 분쇄기는, 스크류 타입 분쇄기일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 버섯 수확 후 폐배지의 건조 시 마늘 폐기물을 분쇄 후 혼합함으로써 경제적으로 버섯의 함수율을 조정할 수 있어, 버섯을 펠렛으로 현실성 있는 제조가 가능해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 마늘 폐기물 분말의 적정 입도를 제시하고 적정 투입량을 제시하여 가장 효율적인 압축, 성형을 구현할 수 있는 함수율이 제시되는 효과가 있고, 이에 따라 펠렛의 발열량이 최소 3000Kcal 이상이 될 수 있어, 산업상 이용 가능성이 높아지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 함수율이 우수하여 상온에서도 곰팡이 등이 발생하지 않아 저장성이 매우 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법으로 구현되는 펠렛의 제조 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제1 부분 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제2 부분 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제3 부분 순서도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 상세한 설명은 하기 도시되는 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법으로 구현되는 펠렛의 제조 시스템의 개념도, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 순서도, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제1 부분 순서도, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제2 부분 순서도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제3 부분 순서도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 도 1에 도시된 펠렛의 제조 시스템(1)을 통해서 구현된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법에 대해서 설명하기에 앞서, 이하에서 먼저 도 1에 도시된 펠렛의 제조 시스템(1)을 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 펠렛의 제조 시스템(1)은, 버섯 폐배지 처리부(10), 마늘 폐기물 처리부(20), 혼합부(30), 압축 성형부(40) 및 마무리부(50)를 포함한다.
버섯 폐배지 처리부(10)는, 버섯 사용후 폐배지(101)를 이송, 분쇄 및 저장 처리하며, 호이스트(11), 버섯 폐배지 저장소(12), 버섯 배지 호퍼(13), 이송 컨베이어(14), 제1 분쇄기(15), 이송 컨베이어(16), 저장 호퍼(17) 및 정량 이송 컨베이어(18)를 포함할 수 있다.
버섯 폐배지 처리부(10)는, 먼저 버섯 재배를 위해 사용하고 난 폐기물인 버섯 폐배지(101)를 톤백(ton bag)을 통해 1톤씩 저장하여 버섯 폐배지 저장소(12)에 저장한다. 여기서 톤백(ton bag)에 저장된 버섯 폐배지(101)는 대략 60%의 함수율을 가지며, 일례로 새송이 버섯의 사용후 폐배지일 수 있다.
버섯 폐배지 저장소(12)에 저장된 버섯 폐배지(101)들은, 펠렛의 제조를 위해서, 호이스트(11)를 통해 톤백 채로 이송되어 버섯 배지 호퍼(13)로 운반된다.
호이스트(11)를 통해 톤백 채로 이송된 버섯 폐배지(101)들은, 버섯 배지 호퍼(13)로 부어져 이송 컨베이어(14) 위로 일정량씩 방출되고, 이송 컨베이어(14)를 통해 제1 분쇄기(15)로 이송한다. 즉, 버섯 배지 호퍼(13)를 통해 톤백 채로 이송된 버섯 폐배지(101)들이 급격하게 제1 분쇄기(15)로 공급되어 제1 분쇄기(15)의 오작동 또는 고장을 방지할 수 있다.
제1 분쇄기(15)는, 이송 컨베이어(14)를 통해 이송된 버섯 폐배지(101)들을 분쇄하여 이송 컨베이어(16)로 배출하며, 일례로 커터 타입 분쇄기일 수 있다. 제1 분쇄기(15)에 의해 분쇄된 버섯 폐배지(101)들은 이송 컨베이어(16)를 통해 저장 호퍼(17)로 이송되고, 저장 호퍼(17)에 설치된 수분계(17a)를 통해 버섯 폐배지 또는 폐배지(101)들의 함수율을 측정한다. 여기서 저장 호퍼(17)에 저장된 버섯 폐배지(101)들은 대략 50%의 함수율을 가질 수 있다.
저장 호퍼(17)에 저장된 버섯 폐배지(101)들은 다시 정량 이송 컨베이어(18)를 통해서 혼합부(30)로 이송된다. 여기서 버섯 폐배지(101)들은 일례로 대략 10Kg이 혼합부(30)로 이송될 수 있으며, 이 양은 마늘 폐기물(201)의 양과 동일할 수 있다.
마늘 폐기물 처리부(20)는, 마늘 사용후 배출되는 마늘 폐기물(201)을 이송, 분쇄 및 저장 처리하며, 호이스트(21), 마늘 폐기물 저장소(22), 마늘 폐기물 호퍼(23), 이송 컨베이어(24), 제2 분쇄기(25), 이송 컨베이어(26), 저장 호퍼(27) 및 정량 이송 컨베이어(28)를 포함할 수 있다.
마늘 폐기물 처리부(20)는, 먼저 마늘 폐기물(201)인 마늘 껍질, 마늘 대 또는 마늘 뿌리를 톤백(ton bag)을 통해 1톤씩 저장하여 마늘 폐기물 저장소(22)에 저장한다. 여기서 톤백(ton bag)에 저장된 마늘 폐기물(201)은 대략 1% 내지 2%의 함수율을 가진다. 또한, 마늘 폐기물(201)인 마늘 껍질, 마늘 대 또는 마늘 뿌리는 건식 박피를 이용하여 건식 작업을 통해 1% 내지 2%의 함수율을 가지도록 생산될 수 있다.
마늘 폐기물 저장소(22)에 저장된 마늘 폐기물(201)들은, 펠렛의 제조를 위해서, 호이스트(21)를 통해 톤백 채로 이송되어 마늘 폐기물 호퍼(23)로 운반된다.
호이스트(21)를 통해 톤백 채로 이송된 마늘 폐기물(201)들은, 마늘 폐기물 호퍼(23)로 부어져 이송 컨베이어(24) 위로 일정량씩 방출되고, 이송 컨베이어(24)를 통해 제2 분쇄기(25)로 이송한다. 즉, 마늘 폐기물 호퍼(23)를 통해 톤백 채로 이송된 마늘 폐기물(201)들이 급격하게 제2 분쇄기(25)로 공급되어 제2 분쇄기(25)의 오작동 또는 고장을 방지할 수 있다.
제2 분쇄기(25)는, 이송 컨베이어(24)를 통해 이송된 마늘 폐기물(201)들을 분쇄하여 이송 컨베이어(26)로 배출하며, 일례로 스크류 타입 분쇄기일 수 있다. 제2 분쇄기(25)는, 마늘 폐기물(201)을 10mm 내지 29mm로, 바람직하게는 10mm로 미분쇄할 수 있다.
제2 분쇄기(25)에 의해 분쇄된 마늘 폐기물(201)들은 이송 컨베이어(26)를 통해 저장 호퍼(27)로 이송되고, 저장 호퍼(27)에 설치된 수분계(27a)를 통해 마늘 폐기물(201)들의 함수율을 측정한다. 여기서 저장 호퍼(27)에 저장된 마늘 폐기물(201)은 대략 1% 내지 2%의 함수율을 가질 수 있다.
저장 호퍼(27)에 저장된 마늘 폐기물(201)들은 다시 정량 이송 컨베이어(28)를 통해서 혼합부(30)로 이송된다. 여기서 마늘 폐기물(201)들은 일례로 대략 10Kg이 혼합부(30)로 이송될 수 있으며, 이 양은 버섯 폐배지(101)의 양과 동일할 수 있다.
혼합부(30)는, 정량 이송 컨베이어(18, 28)들을 통해 공급되는 버섯 폐배지(101)들과 마늘 폐기물(201)들을 혼합시킨다. 여기서 혼합부(30)는, 버섯 폐배지(101)가 함수율이 대략 20%가 되도록 마늘 폐기물(201)들의 투입량을 조절하여 버섯 폐배지(101)들과 마늘 폐기물(201)들을 혼합시킬 수 있다.
혼합부(30)에 의해 혼합된 버섯 폐배지(101)들과 마늘 폐기물(201)들은 이송 컨베이어(41)로 토출된다.
압축 성형부(40)는, 혼합부(30)에 의해 혼합된 버섯 폐배지(101)들과 마늘 폐기물(201)들을 공급받아 압축 및 성형하여 펠렛을 제조하며, 이송 컨베이어(41), 저장소(42) 및 펠렛 성형기(43)를 포함할 수 있다.
압축 성형부(40)는, 혼합부(30)에 의해 혼합된 버섯 폐배지(101)들과 마늘 폐기물(201)들이 이송 컨베이어(41)를 통해서 저장소(42)로 공급되고, 저장소(42)는, 일례로 호퍼의 형태를 가질 수 있으며, 저장소(42)에 저장된 마늘 폐기물(201)들이 혼합된 버섯 폐배지(101)들은 함수율이 대략 0%초과 20%이하일 수 있다. 이러한 20% 이하의 함수율을 가지는 마늘 폐기물(201)들이 혼합된 버섯 폐배지(101)들은 후속하는 펠렛 성형기(43)에 성형 시 만족할 만한 펠렛 성형성을 확보할 수 있다.
저장소(42)에 저장된 마늘 폐기물(201)들이 혼합된 버섯 폐배지(101)들은 펠렛 성형기(43)로 공급되며, 펠렛 성형기(43)에서 압축되어 펠렛으로 성형될 수 있다.
펠렛 성형기(43)는, 압축 강도가 450kg/㎤로 설정되어 시간당 2톤(2Ton/HR)을 처리하도록 설정될 수 있으며, 일례로 대구 소재 금강 ENG 사의 펠렛 성형기일 수 있다. 이를 통해서 마늘 폐기물(201)들이 혼합된 버섯 폐배지(101)들은 함수율이 15% 이하인 펠렛으로 제조될 수 있다. 이때, 펠렛 성형기(43)는, 압축 성형 시 열이 발생하는 것을 통해서 성형 전 함수율이 대략 20% 였던 마늘 폐기물(201)들이 혼합된 버섯 폐배지(101)를 압축 후 성형을 통해서 함수율이 대략 15% 이하인 펠렛이 제조되도록 할 수 있다.
이러한 함수율이 15%이하로 제조된 펠렛은 제품 강도 및 성형성 등이 매우 우수하였으며, 발열량이 3500Kcal 내지 4500Kcal로 구현되며, 상온에서 2주간 방치하여도 곰팡이 등이 발생하지 않아 저장성도 매우 우수하다.
즉, 본 발명에서는, 버섯 폐배지(101)의 함수율을 줄이기 위해 별도의 에너지를 투입하여 건조하는 것이 아닌, 마늘 폐기물(201)을 버섯 폐배지(101)와 혼합하는 공정에 추가로 압축 성형 시 발생하는 열로 건조하는 방식을 개발하였으며, 이로 인해, 본 발명에서는 기존의 버섯 폐배지(101)를 건조하기 위해 투입되는 에너지를 획기적으로 절약할 수 있고, 또한, 버섯 폐배지(101)의 함수율을 두드러지게 줄일 수 있어, 버섯 폐배지(101)의 실질적인 펠렛 성형이 가능하게 하는 효과가 있다.
펠렛 성형기(43)에서 제조된 펠렛은 이송 컨베이어(51)로 토출된다.
마무리부(50)는, 펠렛 성형기(43)에서 제조된 펠렛을 공급받아 톤백(ton bag)으로 포장하여 최종적으로 소비자에게 이송하도록 하며, 이송 컨베이어(51), 저장소(52) 및 톤백 계량기(53)를 포함할 수 있다.
마무리부(50)는, 펠렛 성형기(43)에서 제조된 펠렛을 이송 컨베이어(51)를 통해 저장소(52)로 공급할 수 있으며, 저장소(52)에서 저장된 펠렛들은 톤백 계량기(53)로 토출되어, 소비자들이 원하는 수량만큼 톤백으로 포장되어 제품 톤백(601)을 형성할 수 있으며, 제품 톤백(601)은, 운반 장비(60)에 의해서 소비자에게 최종적으로 전달될 수 있다.
이하 상기 설명한 펠렛의 제조 시스템(1)을 통해 구현되는 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 각 단계에 대해 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 버섯 재배를 위해 사용되고 난 후의 버섯 사용후 폐배지를 이용하여 펠렛을 제조하기 위한 방법에 있어서, 버섯 사용후 폐배지를 제1 분쇄기로 분쇄하는 단계 (S10), 마늘 폐기물을 제2 분쇄기로 분쇄하여 분말로 제조하는 단계(S20), 분쇄된 버섯 사용후 폐배지를 분말로 제조된 마늘 폐기물과 혼합하는 단계(S30), 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물에서 상기 버섯 사용후 폐배지의 함수율을 20% 이하 내지 0% 초과로 조절하는 단계(S40), 및 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 및 성형하는 단계(S50)를 포함한다.
단계 S10에서는, 버섯 사용후 폐배지를 제1 분쇄기로 분쇄한다.
버섯 재배를 위해 사용하고 난 폐기물인 버섯 폐배지(101)를 건조하여 함수율 대략 60%인 상태로 만든 후, 제1 분쇄기(15)로 공급하여 제1 분쇄기(15)를 통해 버섯 폐배지(101)를 잘게 분쇄한다. 여기서 제1 분쇄기(15)는 커터 타입의 분쇄기이다.
제1 분쇄기(15)에 의해 분쇄된 버섯 폐배지(101)는, 함수율이 대략 50%로 줄어들 수 있으며, 일례로 10Kg이 혼합부(30)로 공급되어 단계 S30을 진행할 수 있다.
여기서 단계 S10은 단계 S30에서 진행될 함수율 조정 과정에 따라 단계 S20과 별개로 또는 동시에 진행될 수도 있다.
단계 S20에서는, 마늘 폐기물을 제2 분쇄기로 분쇄하여 분말로 제조한다.
마늘 재배 후 폐기물인 마늘 껍질, 마늘 대 또는 마늘 뿌리(201)를 건조하여 함수율 대략 1% 내지 2%인 상태로 만든 후, 제2 분쇄기(25)로 공급하여 제2 분쇄기(25)를 통해 마늘 폐기물(201)를 미분쇄한다. 여기서 제2 분쇄기(25)는 스크류 타입의 분쇄기이다.
여기서 단계 S20은 단계 S30에서 진행될 함수율 조정 과정에 따라 단계 S10과 별개로 또는 동시에 진행될 수도 있다.
구체적으로 도 3에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제1 부분 순서도를 함께 살펴보면, 도 3은 도 2의 단계 S20을 상세하게 나열한 부분 순서도로, 도 2의 단계 S20이 계속되는 과정 중에서 시작되고 종료될 수 있다. 도 3의 시작은 도 2의 단계 S10에 후속하여 시작되며, 도 3의 끝은 도 2의 단계 S30으로 이동하게 된다.
단계 S21에서는, 건식 박피를 이용해 마늘 폐기물을 함수율이 1% 내지 2%가 되도록 생산한다.
마늘 재배 후 폐기물인 마늘 껍질, 마늘 대 또는 마늘 뿌리(201)를 건식 박피를 이용해 건조하여 함수율이 1% 내지 2%가 되도록 마늘 폐기물을 생산한다. 이러한 함수율을 가지는 마늘 폐기물들은 운반과 분쇄에 용이하며, 단계 S30에서 버섯 폐배지(101)와 혼합 시 수분 조절이 매우 용이한 효과가 있다.
단계 S22에서는, 마늘 폐기물을 제2 분쇄기로 입도 10mm 내지 29mm로 미분쇄한다.
건식 박피를 통해 함수율이 1% 내지 2%로 줄어든 마늘 폐기물(201)을 제2 분쇄기(25)로 공급하여 제2 분쇄기(25)에서 입도 10mm 내지 29mm로 미분쇄한다.
마늘 폐기물을 분쇄 없이 그대로 버섯 폐배지(101)와 섞거나 일정 크기 이상의 크기로 분쇄하여 버섯 폐배지(101)와 섞는 경우에는, 버섯 폐배지(101)의 함수율 감소를 적정하게 담보할 수 없다. 그럼에 따라 본 발명에서는, 버섯 폐배지(101)의 함수율을 줄이기 위해 별도의 에너지를 투입하여 건조하는 것이 아닌, 건식 박피를 통해 함수율이 1% 내지 2%로 줄어든 마늘 폐기물(201)을 입도 10mm 내지 29mm로, 바람직하게는 10mm로 미분쇄하여 버섯 폐배지(101)와 혼합하는 공정을 개발하였으며, 이로 인해, 본 발명에서는 기존의 버섯 폐배지(101)를 건조하기 위해 투입되는 에너지를 획기적으로 절약할 수 있고, 또한, 버섯 폐배지(101)의 함수율을 두드러지게 줄일 수 있어, 버섯 폐배지(101)의 실질적인 펠렛 성형이 가능하게 하는 효과가 있다.
제2 분쇄기(25)에 의해 미분쇄된 마늘 폐기물(201)은, 함수율이 대략 1% 내지 2%보다 적게 줄어들거나 유지할 수 있으며, 일례로 10Kg이 혼합부(30)로 공급되어 단계 S30을 진행할 수 있다.
단계 S30에서는, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지를 분말로 제조된 마늘 폐기물과 혼합한다.
혼합부(30)는, 제1 분쇄기(15)에 의해 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)를 공급받고 제2 분쇄기(25)에 의해 미분쇄된 마늘 폐기물(201)을 공급받아 서로 혼합시킬 수 있다.
구체적으로 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제2 부분 순서도를 함께 살펴보면, 도 4은 도 2의 단계 S30을 상세하게 나열한 부분 순서도로, 도 2의 단계 S30이 계속되는 과정 중에서 시작되고 종료될 수 있다. 도 4의 시작은 도 2의 단계 S20에 후속하여 시작되며, 도 4의 끝은 도 2의 단계 S40으로 이동하게 된다.
단계 S31은, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)의 양과 분말로 제조된 마늘 폐기물(201)의 양을 동일하게 혼합한다.
혼합부(30)는, 단계 S10에서 제1 분쇄기(15)에 의해 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)를 일례로 10Kg 공급받고, 단계 S20에서 제2 분쇄기(25)에 의해 미분쇄된 마늘 폐기물(201)을 일례로 10Kg 즉, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)와 동일한 양을 공급받아 서로 혼합한다. 이후 단계 S40을 진행할 수 있다.
단계 S40에서는, 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물에서 버섯 사용후 폐배지의 함수율을 20% 이하 내지 0%초과로 조절한다.
혼합부(30)는 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)의 함수율을 모니터링하면서 마늘 페기물(201)을 공급받을 수 있다. 즉, 혼합부(30)는, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)의 함수율이 지나치게 낮은 경우, 즉, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)의 함수율이 15%이하가 되는 경우, 마늘 폐기물(201)의 공급양을 줄이고, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)의 함수율이 지나치게 높은 경우, 즉, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)의 함수율이 30%를 넘는 경우, 마늘 폐기물(201)의 공급양을 늘리도록 조절하여, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지(101)와 마늘 페기물(201)을 혼합시킴으로써, 버섯 사용후 폐배지(101)의 함수율이 대략 0%초과 20% 미만이 되도록 제조할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 버섯 폐배지(101)의 함수율을 줄이기 위해 별도의 에너지를 투입하여 건조하는 것이 아닌, 마늘 폐기물(201)을 버섯 폐배지(101)와 혼합하는 공정을 개발하였으며, 이로 인해, 본 발명에서는 기존의 버섯 폐배지(101)를 건조하기 위해 투입되는 에너지를 획기적으로 절약할 수 있고, 또한, 버섯 폐배지(101)의 함수율을 두드러지게 줄일 수 있어, 버섯 폐배지(101)의 실질적인 펠렛 성형이 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 혼합부(30)에 의해 마늘 폐기물(201)과 혼합된 버섯 폐배지(101)가 함수율이 대략 0%초과 20% 미만이 되도록 제조된 상태로 성형되므로, 성형 시 만족할 만한 성형성을 확보할 수 있어, 이 특징 역시 버섯 폐배지(101)의 실질적인 펠렛 성형이 가능하게 하는 효과가 있다.
혼합부(30)에 의해 마늘 폐기물(201)과 혼합된 버섯 폐배지(101)는, 함수율이 대략 0% 초과 20%이내가 된 상태로 펠렛 성형기(43)로 공급되어 단계 S50을 진행할 수 있다.
단계 S50에서는, 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 및 성형한다.
펠렛 성형기(43)는, 혼합부(30)로부터 마늘 폐기물(201)과 혼합된 버섯 폐배지(101)가 함수율이 대략 0% 초과 20%이내가 된 상태로 공급받아 압축 및 성형할 수 있다.
구체적으로 도 5에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법의 제3 부분 순서도를 함께 살펴보면, 도 5은 도 2의 단계 S50을 상세하게 나열한 부분 순서도로, 도 2의 단계 S50이 계속되는 과정 중에서 시작되고 종료될 수 있다. 도 5의 시작은 도 2의 단계 S40에 후속하여 시작되며, 도 5의 끝은 본 발명의 펠렛 제조 방법의 끝을 종결하게 된다.
단계 S51은, 혼합된 버섯 사용후 폐배지(101)와 마늘 폐기물(201)을 압축 강도 450kg/㎤으로 설정된 펠렛 성형기(43)로 성형한다.
펠렛 성형기(43)는, 함수율이 대략 0% 초과 20%이내인 마늘 폐기물(201)과 혼합된 버섯 폐배지(101)를 압축 강도 450kg/㎤으로 압축 성형하여 펠렛을 생산하며, 시간당 2톤(2Ton/HR)을 처리하여 펠렛을 생산할 수 있다. 이때, 펠렛 헝셩기(43)는, 대구 소재 금강 ENG 사의 펠렛 성형기일 수 있다.
단계 S52는, 펠렛 성형기(43)에 의한 압축 성형 시 발생되는 열로 버섯 사용후 폐배지(101)의 함수율을 15% 이하 내지 0% 초과가 되도록 추가 조절한다.
펠렛 성형기(43)는, 압축 성형 시 열을 발생시키며, 이렇게 발생된 열을 통해서 함수율이 대략 0% 초과 20%이내인 마늘 폐기물(201)과 혼합된 버섯 폐배지(101)를 함수율이 대략 15% 이하인 펠렛을 제조할 수 있다.
이러한 함수율 15% 이하로 제조된 펠렛은, 제품 강도 및 성형성 등이 매우 우수하고, 발열량이 3,500Kcal 내지 4,500Kcal로 구현되며, 상온에서 2주간 방치하여도 곰팡이 등이 발생되지 않는 저장성이 우수한 제품이 될 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는, 버섯 폐배지(101)의 함수율을 줄이기 위해 별도의 에너지를 투입하여 건조하는 것이 아닌, 마늘 폐기물(201)을 버섯 폐배지(101)와 혼합하는 공정에 추가로 압축 성형 시 발생하는 열로 건조하는 방식을 개발하였으며, 이로 인해, 본 발명에서는 기존의 버섯 폐배지(101)를 건조하기 위해 투입되는 에너지를 획기적으로 절약할 수 있고, 또한, 버섯 폐배지(101)의 함수율을 두드러지게 줄일 수 있어, 버섯 폐배지(101)의 실질적인 펠렛 성형이 가능하게 하는 효과가 있다.
펠렛 성형기(43)에 의해 최종적으로 성형된 펠렛들은, 마무리부(50)로 공급되어 톤백(ton bag) 등을 통해 포장되고, 포장된 펠렛들을 운반 장비(60) 등을 통해서 최종적으로 소비자에게 전달할 수 있다. 이로 인해 본 발명의 펠렛 제조 방법은 종결하게 된다.
종합해보면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 버섯 수확 후 폐배지(101)의 건조 시 마늘 폐기물(201)을 분쇄 후 혼합함으로써 경제적으로 버섯의 함수율을 조정할 수 있어, 버섯을 펠렛으로 현실성 있는 제조가 가능해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 마늘 폐기물(201)의 분말의 적정 입도를 제시하고 적정 투입량을 제시하여 가장 효율적인 압축, 성형을 구현할 수 있는 함수율이 제시되는 효과가 있고, 이에 따라 펠렛의 발열량이 최소 3000Kcal 이상이 될 수 있어, 산업상 이용 가능성이 높아지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 펠렛의 제조 방법은, 함수율이 우수하여 상온에서도 곰팡이 등이 발생하지 않아 저장성이 매우 우수한 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 펠렛 제조 시스템
10: 버섯 폐배지 처리부 101: 버섯 폐배지
11: 호이스트(Hoist) 12: 버섯 폐배지 저장소
13: 버섯 배지 호퍼 14: 이송 컨베이어
15: 제1 분쇄기 16: 이송 컨베이어
17: 저장 호퍼 17a: 수분계
18: 정량 이송 컨베이어
20: 마늘 폐기물 처리부 201: 마늘 폐기물
21: 호이스트(Hoist) 22: 마늘 폐기물 저장소
23: 마늘 폐기물 호퍼 24: 이송 컨베이어
25: 제2 분쇄기 26: 이송 컨베이어
27: 저장 호퍼 27a: 수분계
28: 정량 이송 컨베이어
30: 혼합부
40: 압축 성형부
41: 이송 컨베이어 42: 저장소
43: 펠렛 성형기
50: 마무리부
51: 이송 컨베이어 52: 펠렛 저장소
53: 톤백(ton bag) 계량기
60: 운반 장비 601: 제품 톤백(ton bag)

Claims (8)

  1. 버섯 재배를 위해 사용되고 난 후의 버섯 사용후 폐배지를 이용하여 펠렛을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    버섯 사용후 폐배지를 제1 분쇄기로 분쇄하는 단계;
    마늘 폐기물을 제2 분쇄기로 분쇄하여 분말로 제조하는 단계;
    분쇄된 버섯 사용후 폐배지를 분말로 제조된 마늘 폐기물과 혼합하는 단계;
    혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물에서 상기 버섯 사용후 폐배지의 함수율을 20% 이하 내지 0% 초과로 조절하는 단계; 및
    혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 및 성형하는 단계를 포함하고,
    상기 버섯 사용후 폐배지는, 건조 작업이 진행되지 않은 배지이며,
    상기 마늘 폐기물은, 건식 박피 작업을 통해 배출된 폐기물이고,
    상기 혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 압축 및 성형하는 단계는,
    혼합된 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물을 펠렛 성형기로 성형하는 단계; 및
    상기 펠렛 성형기에 의한 압축 성형 시 발생되는 열로 상기 버섯 사용후 폐배지의 함수율을 15% 이하 내지 0% 초과가 되도록 추가 조절하는 단계를 더 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 버섯 사용후 폐배지와 상기 마늘 폐기물이 혼합 시, 1차 건조되고, 상기 버섯 사용후 폐배지와 상기 마늘 폐기물이 압축 성형 시 2차 건조되고,
    상기 버섯 사용후 폐배지는, 함수율이 50%이상이며,
    상기 버섯 사용후 폐배지는, 피건조물이고, 상기 마늘 폐기물은, 건조물인 것을 특징으로 하는 펠렛의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마늘 폐기물을 제2 분쇄기로 분쇄하여 분말로 제조하는 단계는,
    상기 마늘 폐기물을 상기 제2 분쇄기로 입도 10mm 내지 29mm로 미분쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠렛의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 분쇄된 버섯 사용후 폐배지를 분말로 제조된 마늘 폐기물과 혼합하는 단계는,
    상기 분쇄된 버섯 사용후 폐배지의 양과 상기 분말로 제조된 마늘 폐기물의 양을 동일하게 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠렛의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 분쇄된 버섯 사용후 폐배지의 양과 상기 분말로 제조된 마늘 폐기물의 양은,
    각각 10kg인 것을 특징으로 하는 펠렛의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 버섯 사용후 폐배지와 마늘 폐기물의 혼합으로 제조된 펠렛은,
    발열량이 3500kcal 내지 4500kcal인 것을 특징으로 하는 펠렛의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 마늘 폐기물은 마늘 껍질, 마늘 대 또는 마늘 뿌리이며,
    상기 버섯 사용후 폐배지는 새송이 버섯의 사용후 폐배지인 것을 특징으로 하는 펠렛의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 분쇄기는, 커터 타입 분쇄기이며,
    상기 제2 분쇄기는, 스크류 타입 분쇄기인 것을 특징으로 하는 펠렛의 제조 방법.
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