KR102438486B1 - 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기한 동,식물을 분쇄 후 가열하여 살균하고, 이후 아임계수 처리장치에서 액상 상태로 분해하여 최종적으로 액상물로 수득하는 하는 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치에 관한 것으로, 이의 구성은 공급컨베이어(10); 공급컨베이어(10)에서 이송된 폐기한 동,식물을 분쇄하는 1차분쇄기(20); 이송관(31) 내부에 설치된 스크류(32)가 모터(33)에 의해 회전하면서 1차분쇄기(20)에서 공급된 분쇄물을 출구로 이송시키고, 이송 과정에서 스팀발생기(34)로부터 공급된 150∼250℃의 스팀을 분쇄물에 공급하여 분쇄물을 살균처리하는 스팀살균기(30); 스팀살균기(30)에서 배출된 분쇄물을 절단 및 압착하여 죽상태로 배출하는 2차분쇄기(40); 2차분쇄기에서 배출되는 분쇄물에 효소를 공급하여 혼합하는 효소공급기(50); 효소가 혼합된 분쇄물을 15∼25기압과 200∼300℃를 유지하는 탱크에 넣고 5∼15분 동안 분해하여 액상으로 배출하는 아임계수 처리장치(60); 및 아임계수 처리장치(60)에서 배출되는 액상물질을 탈수시켜 그 내부에 포함된 슬러지를 제거하여 순수 액상물 상태로 수득하게 하는 탈수기(70);를 포함한다.

Description

폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치{Device for processing and recycling organic waste such as discarded animals and plants}

본 발명은 폐기한 동,식물을 분쇄 후 가열하여 살균하고, 이후 아임계수 처리장치에서 액상으로 분해하여 최종적으로 액상물로 수득하는 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치에 관한 것이다.

소고기, 돼지고기, 닭고기 등을 포함한 육류는 사육된 가축을 도축장에서 도축하고 식용 가능한 일부분만 유통하고 있다. 따라서 나머지 대부분을 차지하는 육류의 부산물은 폐기처분되므로 이를 처리하는 데 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있다. 폐기되는 육류의 부산물은 단백질과 같은 영양소가 풍부하여 유용한 자원으로 재활용이 가능함으로 반드시 재활용되어야 하기에 본 발명을 개발하게 되었다.

폐기되는 것 중에는 아미노산이 풍부한 모든 동,식물을 포함한다. 예컨대, 도축된 동물 및 그의 부산물, 각종 전염병 감염으로 어쩔 수 없이 일거에 대량으로 급하게 살처분되거나 매몰되는 수 많은 사육동물, 식용으로 사용할 수 없거나 사용하지 않은 다양한 곤충 및 벌레, 어로 작업시 그물에 걸려 폐기되는 생선과 생선의 부산물, 각종 해조류, 해초, 불가사리와 같은 바다 동물 등이 있고, 이 외에도 식당 등에서 배출되고 있는 음식물 쓰레기 등 무수히 많은 동,식물 및 폐기물들이 있다.

특히, 전염병 창궐로 급히 살처분되는 동물들은 딱히 재활용할 수 있는 수단이 없어 부득이 매몰할 수 밖에 없는 것이 현실이고, 이렇게 집단으로 매몰된 무수히 많은 동물들은 부패가 완료되기 전에 우기 시에 빗물과 함께 흘러나와 악취를 풍기는 등 환경 오염을 일으켜 사회적인 문제로 대두되고 있다.

폐기되는 동물을 재처리하여 비료 등으로 생산하는 기술이 개시되고 있고 있으며, 종래 특허문헌에도 많이 공개되고 있다. 이 중에서 특허문헌1의 등록특허 제10-1692925호의 동물 부산물을 이용하여 아미노산 조성물을 제조하는 방법이 2017년 01월 04일 공고되었다.

이 특허문헌1은 나노버블 장치로 동물 부산물을 분쇄하여 ph를 5∼6.5로 조절한 다음 세포막을 파쇄하고, 이후 효소를 이용하여 장시간 발효시키기 때문에 재처리 공정이 복잡할 뿐만 아니라 발효에 많은 시간이 소요되어 대량으로 살처분된 동물을 효율적으로 재처리하지 못하는 문제가 있다.

종래 다른 특허문헌2는 등록특허 제10-0942781호의 살처분 또는 폐사된 가축 사체의 친환경 처리용 이동식 특장차가 2010년 02월 18일 공고되었다.

이 특허문헌2는 재처리에 필요한 구성요소들을 차량에 탑재하여 이동식으로 운영한 것에 불과하고, 그 처리과정을 보더라도 동물 사체를 파쇄하고, 고주파 전자파를 이용하여 살균한 후 압착하고, 이후 압착으로 분리된 액상만을 액체저류조에 저장하고 있다. 그러나 이러한 재처리방법은 압착 후 액상이 빠져나간 덩어리는 결국 폐기해야 하므로 환경문제와 함께 효율적으로 처리하지 못하여 그 활용도가 매우 낮을 것으로 예상된다.

종래 또 다른 특허문헌3은 등록특허 제10-1111438호의 이동식 가축 살처분 사체의 처리방법이 2012년 02월 16일 공고되었다.

이 특허문헌3은 가축 사체를 파쇄, 분쇄, 멸균건조, 탄화, 연소 등의 처리 과정을 거치므로 이의 처리에 필요한 구성이 매우 복잡할 뿐만 아니라 처리에 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.

종래 또 다른 특허문헌4는 공개특허 제10-2012-0103903호의 가축사체 처리용 이동식차량이 2012년 09월 20일 공개되었다.

이 특허문헌4의 구성을 살펴보면, 차량의 동력을 인출하고 인출된 동력전달을 제어하는 PTO 및 조작부; 상기 차량의 적재부에 설치되어 폐사되거나 살처분되는 가축이 투입되는 일정크기의 호퍼와, 상기 호퍼로 투입된 가축을 분쇄하기 위해 호퍼 내측 하단부에 복수개가 설치되어 상기 PTO의 인출된 동력으로 회전되는 파쇄용 커터가 구비된 가축파쇄부; 상기 파쇄부에서 파쇄되어 이송된 가축의 사체를 공급받아 압송장치에 의해 처리조로 이송, 배출시키는 일정크기의 호퍼와 호퍼 외부에 조작부가 구비된 압송부; 상기 파쇄부에서 파쇄된 가축사체를 상기 압송부로 공급할 수 있도록 상기 파쇄부의 저부나 일측에서 압송부까지 연장 설치되어 상기 PTO에서 인출된 동력으로 회전되는 이송부;를 포함하고 있다. 그러나 이는 구성이 매우 복잡하고, 아임계수 처리 방법을 사용하지 않기 때문에 동물 사체를 효율적으로 재처리하지 못하는 문제가 있다.

이상 살펴본 바와 같이 종래 특허문헌들은 모두 아임계수 처리형태로 폐동물을 액상으로 수득하지 못하므로 그의 아미노산을 효율적으로 재활용하지 못하는 문제가 있다.

따라서, 최종적으로 동,식물을 아임계수 처리장치에서 액상으로 분해하여 액상물로 수득함으로써 애초에 동,식물에 포함된 아미노산을 거의 모두 회수할 수 있는 폐기한 동,식물 처리장치가 절실히 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1692925호 대한민국 등록특허 제10-0942781호 대한민국 등록특허 제10-1111438호 대한민국 공개특허 제10-2012-0103903호

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 폐동물 재처리장치의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그의 해결하고자 하는 과제는 최종적으로 아임계수 처리장치를 이용하여 액상물로 추출하기 전 처리과정에서 대상물인 폐기한 동,식물을 분쇄하고 고온의 스팀으로 살균처리한 다음 보관이나 이동과정에서 부패를 방지하기 위해 효소를 첨가 발효시켜 걸죽한 죽상태로 장시간 보관 가능한 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 해결하고자 하는 과제는 효소를 첨가하여 걸죽한 죽상태로 처리한 분쇄물을 아임계수 처리장치에 넣고 고온 고압 상태에서 완전히 분해하여 최종적으로 슬러지가 없는 액상물로 수득하여 본래 동,식물이 가지고 있는 아미노산을 포함한 모든 성분을 그대로 회수할 수 있는 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 해결하고자 하는 과제는 1차분쇄기에서 분쇄할 수 없는 부피가 큰 폐기한 동,식물을 전처리 분쇄기에서 1차분쇄기에서 분쇄할 수 있는 덩어리 형태의 크기로 절단하여 소, 돼지와 같이 부피가 큰 대형 동물도 쉽게 분해하여 모든 성분을 그대로 회수할 수 있는 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치를 제공함에 있다.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치는 공급컨베이어;

상기 공급컨베이어에서 이송된 폐기한 동,식물을 분쇄하는 1차분쇄기;

이송관 내부에 설치된 스크류가 모터에 의해 회전하면서 상기 1차분쇄기에서 공급된 분쇄물을 출구로 이송시키고, 상기 이송 과정에서 스팀발생기로부터 공급된 150∼250℃의 스팀을 분쇄물에 공급하여 분쇄물을 살균처리하는 스팀살균기;

상기 스팀살균기에서 배출된 분쇄물을 절단 및 압착하여 죽상태로 배출하는 2차분쇄기;

상기 2차분쇄기에서 배출되는 분쇄물에 효소를 공급하여 혼합하는 효소공급기;

상기 효소가 혼합된 분쇄물을 15∼25기압과 200∼300℃를 유지하는 탱크에 넣고 5∼15분 동안 분해하여 액상으로 배출하는 아임계수 처리장치; 및

상기 아임계수 처리장치에서 배출되는 액상물질을 탈수시켜 그 내부에 포함된 슬러지를 제거하여 순수 액상물 상태로 수득하게 하는 탈수기;를 포함하고,

여기서, 상기 아임계수 처리장치는 수납공간을 가지는 외부탱크;

상기 외부탱크가 수납공간을 가지도록 이 외부탱크의 내부에 간격을 두고 설치되어 그 내부 수납공간에 상기 효소가 혼합된 분쇄물을 저장하고, 그의 입구와 출구가 상기 외부탱크를 관통하여 외부로 연장되며, 상기 입구는 덮개로 개폐되고 출구는 레버의 회전조작에 의해 개폐되는 내부탱크;

상기 외부탱크의 수납공간에 채워져 순환하고, 가열수단에 의해 가열되는 열로 내부탱크를 200∼300℃로 가열하는 열매체유;

상기 열매체유가 순환할 수 있도록 외부탱크의 수납공간과 순환파이프로 연결되고 그 내부에 설치된 히터가 상기 순환하는 열매체유를 가열시키는 가열수단;

상기 순환파이프 경로에 설치되고, 가열수단에 의해 가열된 열매체유가 외부탱크의 수납공간과 가열수단을 순환할 수 있도록 열매체유를 압송시키는 유압펌프;

상기 내부탱크의 수납공간을 가로질러 회전가능하게 설치되고, 내부탱크의 수납공간에 채워진 분쇄물을 교반시킬 수 있도록 그 경로상에 복수 개의 교반부재가 장착되는 교반샤프트;

상기 교반샤프트를 회전시키는 동력을 제공하는 구동모터;

상기 구동모터의 회전동력이 교반샤프트에 전달될 수 있도록 구동모터와 교반샤프트를 연결하는 동력전달수단;

상기 내부탱크의 수납공간과 파이프로 연통되게 이음되고, 내부탱크에 압축공기를 공급하여 수납공간의 압력을 15∼25기압으로 유지토록 하는 컴프레서;

상기 내부탱크의 출구를 개폐하는 레버와 연결되고, 유압컨트롤러의 제어에 의해 로드가 왕복이동하면서 상기 레버를 개폐하는 유압실린더;

상기 열매체유가 내부탱크를 가열할 때 발생하는 유증기가 외부로 배출될 수 있도록 외부탱크의 수납공간과 연통되게 이음되는 유증기 배출파이프; 및

상기 내부탱크의 수납공간과 연통되게 이음되는 파이프 경로상에 설치되고, 내부탱크의 수납공간 압력이 25기압을 초과할 때 개방하여 압축공기를 외부로 배출시키는 릴리프밸브;를 포함한다.

본 발명은 1,2차분쇄기, 스팀살균기, 상기 스팀살균기에 스팀을 제공하는 스팀발생기, 이 스팀발생기에 물을 제공하는 물탱크, 및 효소공급기는 운반차량에 탑재하여 이동식으로 운영할 수 있다.

본 발명은 효소공급기에서 공급된 효소는 누룩을 사용할 수 있다.

본 발명은 1차분쇄기에서 분쇄할 수 없는 부피가 큰 폐기한 동,식물은 전처리 분쇄기에서 부피가 작은 덩어리 형태로 미리 분쇄하여 이후 1차분쇄기에서 분쇄할 수 있게 한다.

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이상과 같이 구성되는 본 발명의 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치는 폐기한 동,식물을 분쇄하고 고온의 스팀으로 살균처리한 다음 보관이나 이동과정에서 부패를 방지하기 위해 효소를 첨가하여 발효시켜 걸죽한 죽상태로 장시간 보관할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 효소를 첨가하여 걸죽한 죽상태로 발효시켜 처리한 분쇄물을 아임계수 처리장치에 넣고 고온 고압 상태에서 완전히 분해하여 최종적으로 슬러지가 없는 액상물로 추출하여 원래 동,식물이 가지고 있는 아미노산을 포함한 모든 영양 성분을 그대로 회수할 수 있는 장점이 있다. 즉 처리과정에서 어떠한 성분도 버리거나 폐기하지 않기 때문에 모든 영양 성분 회수가 가능하다.

또한, 본 발명은 1차분쇄기에서 분쇄할 수 없는 부피가 큰 폐기한 동,식물을 전처리 분쇄기에서 1차분쇄기에서 분쇄할 수 있는 덩어리 형태의 크기로 절단하여 소, 돼지와 같이 부피가 큰 대형 동물도 부피가 작은 동물처럼 쉽게 모든 성분을 그대로 회수할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치의 처리 공정에 설치된 구성요소들을 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 1차분쇄기와 스팀살균기 내부를 보인 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 1차분쇄기의 커터를 보인 이미지.
도 4는 본 발명의 스팀살균기 내부를 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 2차분쇄기 내부를 보인 단면도.
도 6은 본 발명의 2차분쇄기 출구판을 보인 정면도.
도 7은 본 발명의 2차분쇄기에서 배출되는 분쇄물과 효소공급기에서 공급되는 효소가 혼합된 것을 보인 개념도.
도 8은 본 발명의 아임계수 처리장치를 보인 단면도.
도 9는 도 8의 외부탱크 내부에 내부탱크가 설치된 상태를 보인 정단면도.
도 10은 본 발명의 전처리 분쇄기 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치의 구성을 상세히 설명한다.

본 발명의 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치는 아미노산이 풍부한 모든 동,식물, 예컨대 가축 부산물, 특히 각종 전염병 감염으로 어쩔 수 없이 일거에 대량으로 급하게 살처분되거나 매몰되는 수 많은 사육동물, 식용으로 사용할 수 없거나 사용하지 않은 다양한 곤충 및 벌레, 어로 작업시 그물에 걸려 폐기되는 생선과 생선의 부산물, 불가사리와 같은 바다 동물, 각종 해조류, 해초, 그리고 식당 등에서 나오는 음식 폐기물 등을 처리 과정에서 버리거나 폐기하지 않고 액상의 형태로 추출하여 그들이 본래 가지고 있는 아미노산을 포함한 영양성분을 그대로 회수할 수 있는 장치이다.

더 구체적으로, 상기 도면에서와 같이 본 발명에 따른 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치(1)는 공급컨베이어(10);

상기 공급컨베이어(10)에서 이송된 폐기한 동,식물을 분쇄하는 1차분쇄기(20);

이송관(31) 내부에 설치된 스크류(32)가 모터(33)에 의해 회전하면서 상기 1차분쇄기(20)에서 공급된 분쇄물을 출구로 이송시키고, 상기 이송 과정에서 스팀발생기(34)로부터 공급된 150∼250℃의 스팀을 분쇄물에 공급하여 분쇄물을 살균처리하는 스팀살균기(30);

상기 스팀살균기(30)에서 배출된 분쇄물을 절단 및 압착하여 죽상태로 배출하는 2차분쇄기(40);

상기 2차분쇄기에서 배출되는 분쇄물에 효소를 공급하여 혼합하는 효소공급기(50);

상기 효소가 혼합된 분쇄물을 15∼25기압과 200∼300℃를 유지하는 탱크에 넣고 5∼15분 동안 분해하여 액상으로 배출하는 아임계수 처리장치(60); 및

상기 아임계수 처리장치(60)에서 배출되는 액상물질을 탈수시켜 그 내부에 포함된 슬러지를 제거하여 순수 액상물 상태로 수득하게 하는 탈수기(70);를 포함한다.

상기 공급컨베이어(10)는 물품을 이송하는 용도로 널리 사용되고 있는 공지의 것을 사용하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 1차분쇄기(20)는 대상물인 동,식물을 분쇄하여 2차분쇄기(40)에 잘게 분쇄할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 1차분쇄기(20)는 공지의 것을 사용한다. 즉, 상기 1차분쇄기(20)는 공급컨베이어(10)에서 공급되는 동,식물이 이탈하지 않도록 상부에 호퍼(21)가 장착되고, 호퍼(21) 내측 하부에는 모터에 의해 서로 역방향으로 회전하는 2개의 커터(22)가 장착되어 그들 사이로 대상물을 이동시키면서 절단하여 분쇄하게 된다. 상기 1차분쇄기(20)에 사용하는 커터(22)는 도 3에 도시된다. 1차분쇄기(20)는 2차분쇄기(40)에서 잘 분쇄될 수 있도록 동,식물의 크기를 가로 및 세로 각각 1∼3cm 정도의 크기로 분쇄하는 것이 좋다.

상기 스팀살균기(30)는 도 2 및 도 4와 같이 1차분쇄기(20)에서 분쇄된 분쇄물이 이송관(31)으로 공급되면, 상기 이송관(31)에 설치된 스크류(32)가 모터(33)의 구동에 의해 회전함에 따라 분쇄물은 상기 스크류(32) 회전에 의해 이송관(31) 출구 방향으로 이송된 후 그 출구를 통해 외부로 배출된다. 이 과정에서 스팀발생기(34)와 연결된 공급관(35)의 노즐(36)에서 150∼250℃의 온도를 갖는 고온의 스팀이 배출되어 이송관(31)의 온도를 상승시킨다. 따라서 이송 중인 분쇄물은 이송관(31)을 5∼15분 동안 이송하게 되므로 그 과정에서 150∼250℃의 고온에 노출되므로 익혀진 상태가 되어 그에 존재하는 모든 균들은 사멸된다.

상기와 같이 구성되는 스팀살균기(30)는 이송관(31)을 복수 열 배치하면 그 수량만큼 많은 분쇄물을 2차분쇄기(40)로 공급할 수 있다.

상기 2차분쇄기(40)는 스팀살균기(30)에서 익힌 상태로 살균된 분쇄물을 받아 죽상태로 절단 및 압착하는 것이다. 상기 2차분쇄기(40)는 공지의 것으로, 도 5와 같이 스팀살균기(30)의 이송관(31)에서 배출된 분쇄물이 호퍼(41)를 통해 공급관(42) 내부에 위치한 스크류(43)로 공급되면, 모터(44)에 의해 회전하는 스크류(43)가 분쇄물을 출구방향으로 압송하고, 출구 부분에 설치된 커터(45)가 스크류(43)와 같이 회전하면서 분쇄물을 잘게 절단하게 된다. 커터(45)에 의해 절단된 분쇄물은 계속해서 압송된 분쇄물에 의해 도 6과 같이 출구판(46) 벽면에 밀착되어 으깨진 후 그 출구판(46)에 관통된 출구(46a)를 통해 압송되어 죽상태로 토출된다.

상기 효소공급기(50)는 걸죽한 죽상태로 2차분쇄기(40)의 출구(46a)로 배출되는 분쇄물에 효소를 필요한 양만큼 공급하게 된다. 상기 효소공급기(50)는 공지의 것을 사용하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 효소공급기(50)는 도 7과 같이 출구가 공급관(42) 상부에 위치토록 배치하여 떨어지면서 분쇄물과 자연스럽게 혼합되도록 하면 좋다.

이와 같이 분쇄물에 혼합된 효소는 분쇄물을 장시간 보관할 때 부패되지 않도록 발효시키는 기능을 한다. 따라서 효소에 의해 발효된 분쇄물은 이후 운반이나 보관상태를 거쳐 아임계수 처리장치(60)로 공급된다. 이와 같이 운반이나 보관상태를 거칠 때 시간이 많이 소요되더라도 발효상태를 유지하도록 보관하면 부패되지 않는다. 상기 효소공급기(50)에서 사용하는 효소는 일례로 누룩을 사용할 수 있다.

상기 아임계수 처리장치(60)는 효소가 공급된 발효물을 탱크에 넣고 고온 고압상태에서 완전히 분해하여 액상물 상태로 수득할 수 있게 하는 것으로 별도로 제작한 것이다.

물의 임계점(374.2℃ 22.1MPa) 이상은 액체도 기체도 아닌 초임계수(super-critical water)라 하는 데, 그 이하의 고온·고압수(130∼200℃ 20기압 정도) 상태의 물은 아임계수(sub-critical water)라 한다. 아임계수는 강력한 가수분해력과 유기물 용해력이 있기 때문에 이를 이용하여 유용성분의 추출에 사용하는 기술이 아임계 추출법이다.

아임계수에 의한 유용성분의 처리는 온도와 압력에 따라 변화되므로 가수분해에 의한 저분자화 및 열분해·산화분해에 의한 물질변환으로 유용성분을 추출할 수 있다. 산, 알칼리 등 용매 없이 물·열·압력만으로 처리하므로 친환경적이며, 인체에 무해하며, 작업시간도 수 초 내지 수 분의 단시간이며 추출수율도 향상되는 이점이 있다. 아임계수 처리는 고온·고압의 물리적 작용과 가수분해의 화학적 작용을 동시에 활용하는 것이다.

도 8 내지 도 9와 같이 본 발명의 아임계수 처리장치(60)는 수납공간(63)을 가지는 외부탱크(61);

상기 외부탱크(61)가 수납공간(63)을 가지도록 이 외부탱크(61)의 내부에 간격을 두고 설치되어 그 내부 수납공간(65)에 상기 효소가 혼합된 분쇄물을 저장하고, 그의 입구와 출구가 상기 외부탱크(61)를 관통하여 외부로 연장되며, 상기 입구는 덮개(62a)로 개폐되고 출구는 레버(62b)의 회전조작에 의해 개폐되는 내부탱크(62);

상기 외부탱크(61)의 수납공간(63)에 채워져 순환하고, 가열수단(64)에 의해 가열되는 열로 내부탱크(62)를 200∼300℃로 가열하는 열매체유;

상기 열매체유가 순환할 수 있도록 외부탱크(61)의 수납공간(63)과 순환파이프(61a)로 연결되고 그 내부에 설치된 히터(64a)가 상기 순환하는 열매체유를 가열시키는 가열수단(64);

상기 순환파이프(61a) 경로에 설치되고, 가열수단(64)에 의해 가열된 열매체유가 외부탱크(61)의 수납공간과 가열수단(64)을 순환할 수 있도록 열매체유를 압송시키는 유압펌프(LP);

상기 내부탱크(62)의 수납공간(65)을 가로질러 회전가능하게 설치되고, 내부탱크(62)의 수납공간(65)에 채워진 분쇄물을 교반시킬 수 있도록 그 경로상에 복수 개의 교반부재(66a)가 장착되는 교반샤프트(66);

상기 교반샤프트(66)를 회전시키는 동력을 제공하는 구동모터(67);

상기 구동모터(67)의 회전동력이 교반샤프트(66)에 전달될 수 있도록 구동모터(67)와 교반샤프트(66)를 연결하는 동력전달수단(67a);

상기 내부탱크(62)의 수납공간(65)과 파이프로 연통되게 이음되고, 내부탱크(62)에 압축공기를 공급하여 수납공간의 압력을 15∼25기압으로 유지토록 하는 컴프레서(68);

상기 내부탱크(62)의 출구를 개폐하는 레버(62b)와 연결되고, 유압컨트롤러의 제어에 의해 로드(69a)가 왕복이동하면서 상기 레버(62b)를 개폐하는 유압실린더(69);

상기 열매체유가 내부탱크(62)를 가열할 때 발생하는 유증기가 외부로 배출될 수 있도록 외부탱크(61)의 수납공간(63)과 연통되게 이음되는 유증기 배출파이프(P); 및

상기 내부탱크(62)의 수납공간(65)과 연통되게 이음되는 파이프(P-1) 경로상에 설치되고, 내부탱크(62)의 수납공간(65) 압력이 25기압을 초과할 때 개방하여 압축공기를 외부로 배출시키는 릴리프밸브(V);를 포함한다.

상기 아임계수 처리장치(60)는 탱크가 이중관 형태로 구성된다. 외부탱크(61)와 내부탱크(62) 사이에는 열매체유를 저장하는 수납공간(63)이 구비된다. 상기 외부탱크(61)의 수납공간(63)은 가열수단(64)과 순환파이프(61a)로 연통되게 이음되어 저장된 열매체유가 가열수단(64)에서 히터(64a)에 의해 가열된 후 다시 수납공간(63)으로 이동하는 방식으로 순환하게 된다. 따라서 히터(64a)에서 가열된 상태로 순환하는 열매체유는 수납공간(63)에서 구동 중 상시 200∼300℃를 유지하면서 내부탱크(62)를 가열하여 그 내부에 수용된 분쇄물을 고압상태로 분해하게 된다.

상기 탈수기(70)는 아임계수 처리장치에서 분쇄물을 액상으로 추출하게 되는데, 이 추출된 액상물에 슬러지가 존재할 경우 회전식으로 탈수시켜 슬러지를 제거하여 완전한 액상으로 최종 추출할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 탈수기도 공지의 것을 사용한다.

상기 내부탱크(62)는 외부탱크(61)가 수납공간(63)을 가지도록 이 외부탱크(61)의 내부에 간격을 두고 설치되어 그 내부 수납공간(65)에 상기 효소가 혼합된 분쇄물을 저장한다. 따라서 상부에 형성된 입구와 하부에 형성된 출구는 외부탱크(61)를 관통하여 외부로 연장된다. 내부탱크(62)의 입구는 덮개(62a)로 개폐되고 출구는 레버(62b)의 회전조작에 의해 개폐된다. 상기 덮개(62a)는 내부탱크(62)의 최대 압력이 25기압까지 작용하므로 이 압력에 견딜 수 있는 구조를 갖추어야 한다. 일례로 도면과 같이 볼트와 너트로 덮개(62a)를 체결 고정하고, 상기 볼트와 너트를 방사상으로 배치하면 튼튼하게 고정시킬 수 있다.

상기 열매체유는 상기 외부탱크(61)의 수납공간에 채워져 순환파이프(61a)를 통해 순환하고, 가열수단(64)에 의해 가열되는 열을 이용하여 내부탱크(62)를 200∼300℃로 가열하는 것이다. 이러한 열매체유는 공지의 것을 사용하며, 다만 히터(64a)에 의해 가열될 때 300℃까지 도달하는 것을 사용한다. 상기 열매체유는 일례로 실리콘계열을 사용할 수 있다.

상기 가열수단(64)은 열매체유가 순환할 수 있도록 외부탱크(61)의 수납공간과 순환파이프(61a)로 연결되고 그 내부에 설치된 히터(64a)가 상기 순환하는 열매체유를 300℃까지 가열시킨다.

상기 순환파이프(61a) 경로에 설치되는 유압펌프(LP)는 가열수단(64)에 의해 가열된 열매체유가 외부탱크(61)의 수납공간과 가열수단(64)을 순환할 수 있도록 열매체유를 압송시키는 기능을 한다.

상기 교반샤프트(66)는 내부탱크(62)의 수납공간을 가로질러 회전가능하게 설치되고, 내부탱크(62)의 수납공간에 채워진 분쇄물을 교반시킬 수 있도록 그 경로상에 복수 개의 교반부재(66a)가 장착된다.

상기 교반샤프트(66)를 회전시키는 동력을 제공하는 구동모터(67)는 동력전달수단(67a)으로 교반샤프트(66)와 연결되는데, 상기 동력전달수단(67a)은 체인, 벨트, V벨트 또는 와이어 중에서 어느 하나를 사용할 수 있을 것이다. 따라서 구동모터(67)가 회전 구동하면 동력전달수단(67a)은 구동모터(67)의 동력을 교반샤프트(66)에 전달하게 되고, 동력을 전달받은 교반샤프트(66)는 교반부재(66a)와 함께 회전하면서 내부탱크(62)의 수납공간(65)에 채춰진 분쇄물을 교반하여 분해가 잘 진행될 수 있도록 한다.

상기 컴프레서(68)는 공기를 압축하여 내부탱크(62)의 수납공간(65)으로 공급하여 내부탱크(62)의 압력을 15∼25기압까지 상승시키고 그 상태를 유지토록 한다. 따라서 내부탱크(62)의 압력이 평균 20기압 최대 25기압까지 상승하면 그 상태에서 5∼15분 동안 아임계수 처리장치(60)를 구동시키면 내부탱크(62)에 저장된 분쇄물은 이 압력에 의해 원활하게 분해되어 액상으로 변하게 된다. 물론 내부탱크(62)의 용량을 크게 하면 분쇄물이 많아지므로 그에 맞게 압력이 가해지는 시간을 증가시켜 분쇄물이 완전히 액상으로 변하도록 하는 것은 당연하다 하겠다.

본 발명의 아임계수 처리장치(60)는 평균 20기압으로 분쇄물을 가압하여 분해하기 때문에 분쇄물은 엄청난 압력을 받아 신속하게 분해된다. 이는 마치 마리아나 해구와 같은 깊은 심해는 그 깊이만큼 바닷물이 적층되어 있으므로 강한 수압을 받게 되므로 그 곳에는 생물이 존재할 수 없고, 이러한 심해에는 강철된 구성된 로봇탐수정도 수압에 견디지 못하고 파손되어 보내지 못하는 이치와 같다.

상기 유압실린더(69)는 내부탱크(62)의 출구를 개폐하는 레버(62b)와 연결되고, 유압컨트롤러의 제어에 의해 로드(69a)가 왕복이동하면서 상기 레버(62b)를 개폐하게 된다. 이와 같이 레버(62b)를 유압실린더(69)로 구동하는 이유도 내부탱크(62)에 최대 25기압이 작용하기 때문이다. 만약 유압실린더(69)로 레버(62b)를 고정하지 않으면 분해과정에서 레버(62b)가 고압을 이기지 못하고 개방되므로 이에 따라 대형 사고가 유발될 수 있다.

상기 외부탱크(61)의 수납공간(63)에는 유증기 배출파이프(P)가 연통되게 설치되는 데, 열매체유가 300℃가 상승하면 그 중에 존재하는 수증기는 더 낮은 온도에서 증발하게 되므로 외부탱크(61)는 압력이 상승하게 된다. 따라서 이 때 외부탱크(61)의 압력이 상승하지 않도록 수증기를 포함한 증발성분은 유증기 배출파이프(P)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 내부탱크(62)의 수납공간(65)과 연통되게 파이프(P-1)가 설치되는 데, 이 파이프(P-1)에는 내부탱크(62)의 수납공간 압력이 25기압을 초과할 때 자동으로 개방하여 압축공기를 외부로 배출시키는 릴리프밸브(V)가 설치되고, 사용압력을 확인할 수 있도록 압력게이지(G)도 설치될 수 있다. 상기 압력게이지(G)와 릴리프밸브(V) 연동시켜 압력게이지(G)의 압력이 25기압을 초과하면 경고음이 울림과 동시에 릴리프밸브(V)가 자동으로 개방토록 하면 안전을 담보할 수 있어 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 1차분쇄기(20)에서 분쇄할 수 없는 소, 돼지와 같이 부피가 큰 폐기한 동,식물은 전처리 분쇄기(80)에서 1차분쇄기(20)가 분쇄할 수 있는 덩어리 형태의 크기로 절단하는 것을 더 포함한다. 상기 전처리 분쇄기(80)는 2개의 제1,2컨베이어(81)(82) 사이에 가로커터(83)가 병열로 복수 개 설치되고, 제2컨베이어 상부에는 유압 또는 공압 실린더에 의해 승하강하는 세로커터(84)가 복수 개 설치된다.

제1컨베이어(81)에서 제2컨베이어(82)로 이송되는 대형 동,식물은 그들 사이에 위치한 가로커터(83)들에 의해 가로방향이 절단되고, 이후 제2컨베이어(82)로 이송되면 승하강하는 세로커터(84)에 의해 세로방향이 절단된다. 따라서 상기 가로커터(83) 및 세로커터(84)들의 배치간격을 조절하고, 세로커터(84)들의 승하강 속도를 조절하면 대형 동,식물의 절단된 크기를 선택적으로 조절할 수 있다.

상기 제1컨베이어(81)는 공지의 것을 사용하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제2컨베이어(82)는 세로커터(84)가 하강할 때 받침지지할 수 있도록 무한궤도를 구성하는 각 단위궤도(85)는 세로커터(84)가 닿는 것을 감안하여 합성수지재로 구성되고, 양측 롤러(86)(87) 사이에는 세로커터(84)가 하강하여 대형 동,식물을 절단할 때 발생하는 충격에 견딜 수 있도록 받침대(88)가 구비되는 데, 이 받침대(88)는 충격에 견딜 수 있도록 강한 재질을 갖는 금속재를 사용한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 최종적으로 아임계수 상태로 처리하기 전에 대상물인 폐기한 동,식물을 분쇄하고 고온의 스팀으로 살균처리한 다음 보관이나 이동과정에서 부패를 방지하기 위해 효소를 첨가하여 걸죽한 죽상태로 장시간 보관할 수 있는 점, 이후 분쇄물을 아임계수 처리장치(60)에 넣고 고온 고압 상태에서 완전히 분해하여 최종적으로 슬러지가 없는 액상물로 수득하여 본래 동,식물이 가지고 있는 아미노산을 포함한 모든 성분을 그대로 회수할 수 있는 점을 갖추고 있으므로 진보성을 갖춘 발명이라 하겠다.

1 : 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치
20 : 1차분쇄기 30 : 스팀살균기
40 : 2차분쇄기 50 : 효소공급기
60 : 아임계수 처리장치 61 : 외부탱크
62 : 내부탱크 64 : 가열수단
66 : 교반샤프트 67 : 구동모터
68 : 컴푸레서 69 : 유압실린더
70 : 탈수기

Claims (4)

1. 공급컨베이어(10);
   상기 공급컨베이어(10)에서 이송된 폐기한 동,식물을 분쇄하는 1차분쇄기(20);
   이송관(31) 내부에 설치된 스크류(32)가 모터(33)에 의해 회전하면서 상기 1차분쇄기(20)에서 공급된 분쇄물을 출구로 이송시키고, 상기 이송 과정에서 스팀발생기(34)로부터 공급된 150∼250℃의 스팀을 분쇄물에 공급하여 분쇄물을 살균처리하는 스팀살균기(30);
   상기 스팀살균기(30)에서 배출된 분쇄물을 절단 및 압착하여 죽상태로 배출하는 2차분쇄기(40);
   상기 2차분쇄기에서 배출되는 분쇄물에 효소를 공급하여 혼합하는 효소공급기(50);
   상기 효소가 혼합된 분쇄물을 15∼25기압과 200∼300℃를 유지하는 탱크에 넣고 5∼15분 동안 분해하여 액상으로 배출하는 아임계수 처리장치(60); 및
   상기 아임계수 처리장치(60)에서 배출되는 액상물질을 탈수시켜 그 내부에 포함된 슬러지를 제거하여 순수 액상물 상태로 수득하게 하는 탈수기(70);를 포함하고,
   
   여기서, 상기 아임계수 처리장치(60)는 수납공간(63)을 가지는 외부탱크(61);
   상기 외부탱크(61)가 수납공간(63)을 가지도록 이 외부탱크(61)의 내부에 간격을 두고 설치되어 그 내부 수납공간(65)에 상기 효소가 혼합된 분쇄물을 저장하고, 그의 입구와 출구가 상기 외부탱크(61)를 관통하여 외부로 연장되며, 상기 입구는 덮개(62a)로 개폐되고 출구는 레버(62b)의 회전조작에 의해 개폐되는 내부탱크(62);
   상기 외부탱크(61)의 수납공간(63)에 채워져 순환하고, 가열수단(64)에 의해 가열되는 열로 내부탱크(62)를 200∼300℃로 가열하는 열매체유;
   상기 열매체유가 순환할 수 있도록 외부탱크(61)의 수납공간(63)과 순환파이프(61a)로 연결되고 그 내부에 설치된 히터(64a)가 상기 순환하는 열매체유를 가열시키는 가열수단(64);
   상기 순환파이프(61a) 경로에 설치되고, 가열수단(64)에 의해 가열된 열매체유가 외부탱크(61)의 수납공간과 가열수단(64)을 순환할 수 있도록 열매체유를 압송시키는 유압펌프(LP);
   상기 내부탱크(62)의 수납공간(65)을 가로질러 회전가능하게 설치되고, 내부탱크(62)의 수납공간(65)에 채워진 분쇄물을 교반시킬 수 있도록 그 경로상에 복수 개의 교반부재(66a)가 장착되는 교반샤프트(66);
   상기 교반샤프트(66)를 회전시키는 동력을 제공하는 구동모터(67);
   상기 구동모터(67)의 회전동력이 교반샤프트(66)에 전달될 수 있도록 구동모터(67)와 교반샤프트(66)를 연결하는 동력전달수단(67a);
   상기 내부탱크(62)의 수납공간(65)과 파이프로 연통되게 이음되고, 내부탱크(62)에 압축공기를 공급하여 수납공간의 압력을 15∼25기압으로 유지토록 하는 컴프레서(68);
   상기 내부탱크(62)의 출구를 개폐하는 레버(62b)와 연결되고, 유압컨트롤러의 제어에 의해 로드(69a)가 왕복이동하면서 상기 레버(62b)를 개폐하는 유압실린더(69);
   상기 열매체유가 내부탱크(62)를 가열할 때 발생하는 유증기가 외부로 배출될 수 있도록 외부탱크(61)의 수납공간(63)과 연통되게 이음되는 유증기 배출파이프(P); 및
   상기 내부탱크(62)의 수납공간(65)과 연통되게 이음되는 파이프(P-1) 경로상에 설치되고, 내부탱크(62)의 수납공간(65) 압력이 25기압을 초과할 때 개방하여 압축공기를 외부로 배출시키는 릴리프밸브(V);를 포함하고,
   상기 1,2차분쇄기(20)(40), 스팀살균기(30), 상기 스팀살균기(30)에 스팀을 제공하는 스팀발생기(34), 이 스팀발생기(34)에 물을 제공하는 물탱크(T), 및 효소공급기(50)는 운반차량에 탑재하여 이동식으로 운영하고;
   상기 1차분쇄기(20)에서 분쇄할 수 없는 부피가 큰 폐기한 동,식물은 전처리 분쇄기(80)에서 부피가 작은 덩어리 형태로 미리 분쇄하여 이후 1차분쇄기(20)에서 분쇄할 수 있도록 하고, 여기서 상기 전처리 분쇄기(80)는 2개의 제1,2컨베이어(81)(82) 사이에 가로커터(83)가 병열로 복수 개 설치되고, 제2컨베이어 상부에는 유압 또는 공압 실린더에 의해 승하강하는 세로커터(84)가 복수 개 설치되며, 제1컨베이어(81)에서 제2컨베이어(82)로 이송되는 대형 동,식물은 그들 사이에 위치한 가로커터(83)들에 의해 가로방향이 절단되고, 이후 제2컨베이어(82)로 이송되면 승하강하는 세로커터(84)에 의해 세로방향이 절단되는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 효소공급기(50)에서 공급된 효소는 누룩을 사용하는 것을 특징으로 하는 폐기한 동,식물 등 유기 폐기물의 처리 및 자원화 장치.
   
4. 삭제

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