KR102446552B1 - 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법 - Google Patents

미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법 Download PDF

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Abstract

개시되는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법은, 산지에서 버려지는 미이용목재를 분쇄한 목재 칩을 준비하는 목재 칩 준비단계(S1); 목재 칩 준비단계(S1)에서 준비된 목재 칩을 벨트 컨베이어를 이용해 이송시키면서 목재 칩에 혼합된 철제류를 벨트식 자력 선별기를 이용해 제거하는 조대 철제류 제거단계(S2); 조대 철제류 제거단계(S2)를 거친 목재 칩을 1차로 분쇄해 목재 플레이크 형태로 분쇄하는 제 1 분쇄단계(S3); 제 1 분쇄단계(S3)에서 공급되는 목재 플레이크를 조밀한 목재 플레이크로 분쇄하는 제 2 분쇄단계(S4); 제 2 분쇄단계(S4)를 거친 목재 플레이크를 10~15%의 함수율을 가지도록 건조시키는 건조단계(S5); 건조단계(S5)를 거친 건조 목재 플레이크를 크기별로 선별하면서 혼합된 불순물을 제거하는 불순물 선별단계(S6); 불순물 선별단계(S6)를 거친 건조 플레이크를 납부 기준인 0초과~3㎜이하의 길이를 가지도록 분쇄하는 제 3 분쇄단계(S7); 제 3 분쇄단계(S7)를 거친 목재 플레이크를 목재펠릿으로 성형하는 목재펠릿 성형단계(S8);를 포함한다.

Description

미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING WOOD PELLETS USING UNUSED FOREST BIOMASS}
본 발명(Disclosure)은, 산지에서 버려지는 미이용목재(미이용 산림바이오매스)를 활용하여 목재펠릿을 제조할 수 있게 하는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
일반적으로, 목재펠릿(wood pellet)은 침엽수나 활엽수의 톱밥을 압축하여 제조한 것으로, 화석연료를 대체하는 신재생에너지 자원이다. 목재펠릿은 크게 가정용과 산업용으로 나뉘며, 고체연료로 사용되거나 가축의 축사용이나 애완동물의 베딩용으로 널리 사용되고 있다.
그러나, 종래 산업용 목재펠릿은 이물질이 적은 깨끗한 목재로 제조되기 때문에 깨끗한 목재를 수급하기 위한 노력 및 비용이 투입되어야 하는 문제점이 있었다.
또한, 국내에서 유통되고 있는 목재펠릿은 대부분 해외에서 수입된 값싼 목재펠릿으로 국산 목재펠릿의 소비비율은 현저하게 떨어지고 있는 실정이다.
이에, 최근에는 수입 목재펠릿과의 가격 경쟁력 확보를 위해 저렴한 목재펠릿을 제조하기 위한 노력들이 있어 왔으며, 그 대표적인 예로는 산지에서 버려지는 미이용목재를 활용한 목재펠릿을 들 수 있다.
여기서, 미이용목재는 수확, 수종 갱신 및 산지 개발을 위한 벌채를 통해 나온 산물 중 원목 규격에 못 미치는 부산물(가지목 및 뿌리목), 숲 가꾸기를 위한 벌채를 통해 나온 산물, 피해목 제거 등 산림병해충 방제 과정에서 나온 벌채 산물, 가로수의 조성, 관리를 위한 벌채 및 가지치기 과정에서 나온 산물, 및 산불 피해목으로 원목 생산에 이용되지 않는 산물 등일 수 있다.
그러나, 전술한 종래 미이용목재를 활용한 목재펠릿은 미이용목재 수거 운반 시 포함된 불순물, 예를 들어 철, 비철, 모래, 돌 등의 제거가 원활하지 않은 문제점이 있었다.
이는, 미이용목재의 수거과정에서 함께 수거되거나 목재의 수분으로 인해 불순물들이 목재에 달라붙는(흡착) 것에 기인한 것으로 판단되며, 이에 의해 미세한 불순물들의 제거가 어려웠을 뿐만 아니라 제거되지 않은 불순물로 인해 설비의 마모 및 소모품의 교체비용이 증가하는 또 다른 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제10-1976741호. 한국등록특허공보 제10-1579930호. 한국등록특허공보 제10-0730281호. 한국등록특허공보 제10-1075312호.
본 발명(Disclosure)은, 산지에서 버려지는 미이용목재를 70%이상을 활용하여 목재펠릿을 제조할 수 있게 하는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법의 제공을 일 목적으로 한다.
본 발명(Disclosure)은, 철제류 불순물 뿐만 아니라 목재에 흡착된 불순물을 용이하게 제거할 수 있게 하는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법의 제공을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법은, 산지에서 버려지는 미이용목재를 분쇄한 목재 칩을 준비하는 목재 칩 준비단계(S1); 목재 칩 준비단계(S1)에서 준비된 목재 칩을 벨트 컨베이어를 이용해 이송시키면서 목재 칩에 혼합된 철제류를 벨트식 자력 선별기를 이용해 제거하는 조대 철제류 제거단계(S2); 조대 철제류 제거단계(S2)를 거친 목재 칩을 1차로 분쇄해 목재 플레이크 형태로 분쇄하는 제 1 분쇄단계(S3); 제 1 분쇄단계(S3)에서 공급되는 목재 플레이크를 조밀한 목재 플레이크로 분쇄하는 제 2 분쇄단계(S4); 제 2 분쇄단계(S4)를 거친 목재 플레이크를 10~15%의 함수율을 가지도록 건조시키는 건조단계(S5); 건조단계(S5)를 거친 건조 목재 플레이크를 크기별로 선별하면서 혼합된 불순물을 제거하는 불순물 선별단계(S6); 불순물 선별단계(S6)를 거친 건조 플레이크를 납품 기준인 0초과~3㎜이하의 길이를 가지도록 분쇄하는 제 3 분쇄단계(S7); 제 3 분쇄단계(S7)를 거친 목재 플레이크를 목재펠릿으로 성형하는 목재펠릿 성형단계(S8);를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에서, 제 1 분쇄단계(S3)에서는, 조대 철제류 제거단계(S2)를 거친 목재 칩들이 직경 18㎜의 망눈들로 형성된 메쉬망을 통과할 수 있게 목재 칩을 목재 플레이크로 분쇄할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에서, 제 2 분쇄단계(S4)에서는, 제 1 분쇄단계(S3)를 거친 목재 플레이크들이 직경 12㎜의 망눈들을 형성된 메쉬망을 통과할 수 있게 제 1 분쇄단계(S3)를 거친 목재 플레이크들을 분쇄할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에서, 건조단계(S5)에서는, 제 2 분쇄단계(S4)를 거친 목재 플레이크를 드럼식 건조기에 장입시킨 상태 하에서 회전하는 드럼식 건조기의 내부로 고온의 공기를 공급해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에서, 불순물 선별단계(S6)는, 건조단계(S5)를 거친 건조된 건조 목재 플레이크로부터 미세 철제류를 분리해 제거하는 미세 철제류 제거단계(S6-1); 미세 철제류 제거단계(S6-1)를 거친 건조 목재 플레이크를 크기별로 선별하는 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2); 및 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)에서 크기별로 선별된 건조 목재 플레이크에 포함된 이물질을 비중의 차를 이용해 분리 제거하는 비중 선별단계(S6-3);를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에서, 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)에서는, 미세 철제류 제거단계(S6-1)를 거친 건조 목재 플레이크를 순차적으로 제 1 스크린 및 제 2 스크린을 통과시켜 목재 플레이크를 크기별로 선별하되, 제 1 스크린은 1.75×1.75㎜의 망눈간격을 가지는 메쉬망으로 이루어지고, 제 2 스크린은 제 1 스크린의 하부 측에 이격 배치되되, 0.4×0.4㎜의 망눈간격을 가지는 메쉬망으로 이루어지며, 제 1 스크린의 망눈을 통과하지 못한 건조 목재 플레이크 및 제 2 스크린의 망눈을 통과하지 못한 건조 목재 플레이크는 각각 진동력에 의해 비중 선별단계로 이송되되, 제 2 스크린의 망눈을 통과하는 건조 목재 플레이크는 폐기될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에서, 비중 선별단계(S6-3)에서는, 진동 스크린 선별단계(S6-2)의 제 1 스크린에 의해 선별된 건조 목재 플레이트에 대한 비중 선별과, 제 2 스크린에 의해 선별된 건조 목재 플레이트에 대한 비중 선별로 나누어 수행할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에서, 제 3 분쇄단계(S7)에서는, 비중 선별단계(S6-3)의 제 1 스크린 및 제 2 스크린에 의해 선별되어 수거된 건조 목재 플레이크를 혼합하여 0초과~3㎜ 이하의 길이를 가지도록 분쇄할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에서, 목재펠릿 성형단계(S8)에서는, 압축 성형기가 사용되되, 압축 성형기에는 제 3 분쇄단계(S7)를 거친 분쇄 목재 플레이크와 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)의 제 2 스크린에 의해 선별되어 비중 선별단계(S6-3)를 거치며 수거된 목재 플레이크가 장입되고, 압축 성형기는 장입된 목재 플레이크를 500~700A의 부하값로 압축시켜 목재 펠릿이 제조되게 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 산지에서 버려지는 미이용목재를 활용해 목재펠릿을 제조할 수 있기 때문에 목재의 수급이 원활하고, 그로 인해 목재펠릿의 제조비용을 현저하게 낮출 수 있게 하는 효과를 제공할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 산지에서 버려지는 미이용목재를 활용하기 때문에 방치되는 미이용목재의 감소로 산불등 재난요소의 원인을 제거할 수 있게 한다.
본 발명에 의하면, 목재 조각 건조단계를 거친 후, 불순물 선별단계를 수행하기 때문에 목재에 흡착된 불순물을 용이하게 제거할 수 있으며, 이에 의해 종래와 같은 불순물로 인해 설비의 마모를 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라 소모품의 교체비용을 감소시킬 수 있게 하는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2는 도 1에 도시된 불순물 선별단계를 나타낸 순서도.
이하, 본 발명에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법을 나타낸 순서도로써, 본 발명에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법은 목재 칩(chip) 준비단계(S1), 조대 철제류 제거단계(S2), 제 1 분쇄단계(S3), 제 2 분쇄단계(S4), 건조단계(S5), 불순물 선별단계(S6), 제 3 분쇄단계(S7) 및 목재펠릿 성형단계(S8)를 포함한다.
목재 칩(chip) 준비단계(S1)
먼저, 목재 칩 준비단계(S1)는 제조되는 목재펠릿의 원재료인 목재 칩을 준비하는 단계이다.
목재 칩 준비단계(S1)에서는 주로 산지에서 버려지는 미이용목재, 즉 수확, 수종 갱신 및 산지 개발을 위한 벌채를 통해 나온 산물 중 원목 규격에 못 미치는 부산물인 가지목 및 뿌리목 등이 소정의 크기로 분쇄된 목재 칩이 준비된다.
여기서, 미이용목재로는 숲 가꾸기를 위한 벌채를 통해 나온 산물, 피해목 제거 등 산림병해충 방제 과정에서 나온 벌채 산물, 가로수의 조성, 관리를 위한 벌채 및 가지치기 과정에서 나온 산물, 및 산불 피해목으로 원목 생산에 이용되지 않는 산물 일 수 있다.
조대 철제류 제거단계(S2)
조대 철제류 제거단계(S2)는 목재 칩 준비단계(S1)에서 준비되는 목재 칩에 혼합된 비교적 조대한 철제류, 예를 들면 철근조각, 철제 공구 및 쇳조각 등을 제거하는 단계이다.
조대 철제류 제거단계(S2)에서의 조대 철제류는 목재 칩 준비단계(S1)에서 준비된 목재 칩을 통상의 벨트 컨베이어로 이송하는 과정에서 통상의 벨트식 자력 선별기에서 출력되는 자력에 의해 목재 칩으로부터 분리되어 제거된다.
여기서, 벨트식 자력 선별기의 구성 및 벨트식 자력 선별기를 이용한 철제류의 제거(선별)는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제 1 분쇄단계(S3) 및 제 2 분쇄단계(S4)
제 1 분쇄단계(S3) 및 제 2 분쇄단계(S4)는 후행하는 건조단계(S5)에서의 건조 및 불순물 선별단계(S6)에서 입도별 선별이 용이하도록 목재 칩을 플레이크(flake; 얇은 조각) 형태로 분쇄하는 단계로, 제 1 분쇄단계(S3)는 조대 철제류 제거단계(S2)를 거친 목재 칩을 1차로 분쇄해 목재 플레이크 형태로 분쇄하고, 제 2 분쇄단계(S4)는 제 1 분쇄단계(S3)에서 공급되는 목재 플레이크를 더욱 조밀한 목재 플레이크로 분쇄한다.
제 1 분쇄단계(S3) 및 제 2 분쇄단계(S4)에서는 통상의 햄머 밀(hammer mill)을 사용해 목재를 분쇄한다.
이때, 제 1 분쇄단계(S3)에서는 조대 철제류 제거단계(S2)를 거친 목재 칩들이 직경 18㎜의 망눈들로 형성된 메쉬망을 통과할 수 있도록 목재 칩을 목재 플레이크로 분쇄하고, 제 2 분쇄단계(S4)에서는 제 1 분쇄단계(S3)를 거친 목재 플레이크들이 직경 12㎜의 망눈들로 형성된 메쉬망을 통과할 수 있도록 목재 플레이크들을 좀 더 조밀하게 분쇄한다.
여기서, 제 1 분쇄단계(S3)에서 매쉬망이 직경 18㎜ 보다 클 경우 분쇄량이 적어지며 제 2 분쇄단계(S4)의 처리량이 늘어나 부하로 인해 분쇄효율이 저하되고 매쉬망 파손이 일어난다. 제 1 분쇄단계(S3)에서 매쉬망이 직경 18㎜보다 작을 경우 분쇄량이 적어지며 제 2 분쇄단계(S4)로 이송되는 목재 플레이크량이 감소되어 생산량 저하를 초래한다.
또한, 제 2 분쇄단계(S4)에서 매쉬망의 직경 12㎜ 보다 클 경우 요구하는 후행하는 건조단계(S5)에서 건조함수율(10~15%)을 맞추기 어려워 건조효율이 감소하며, 제 2 분쇄단계(S4)에서 매쉬망이 직경 12㎜보다 작을 경우 분쇄량이 적어지며 건조단계(S5)로 이송되는 목재 플레이크량이 감소되어 생산량 저하를 초래한다.
그리고 목재 칩을 제 1 및 제 2 분쇄단계(S3, S4)로 나누어 분쇄하는 이유는 분쇄기의 규모를 줄여 전력사용량을 줄이고 처리효율을 높이기 위함이다.
한편, 햄머 밀(hammer mill)의 구성 및 햄머 밀(hammer mill)을 사용한 목재 및 목재 조각의 분쇄는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
건조단계(S5)
건조단계(S5)는 후행하는 목재펠릿 성형단계(S8)에서 펠릿 성형에 적합한 함수율을 가지도록 목재 플레이트을 건조시키는 단계이다.
건조단계(S5)에서는 제 2 분쇄단계(S4)를 거친 목재 플레이크를 통상의 드럼식 건조기에 장입시킨 상태에서 회전하는 드럼식 건조기의 내부로 통상의 열풍공급장치에서 공급되는 고온의 공기(열풍)를 목재 플레이크 측으로 분사해 목재 플레이크의 수분을 증발시킨다.
이때, 전술한 방법에 의해 건조된 목재 플레이크, 즉 건조단계(S5)를 거친 목재 플레이크는 10~15%의 함수율을 가지도록 건조된다.
여기서, 목재 플레이크가 15%를 초과하는 함수율 가지도록 건조되면 후행하는 목재펠릿 성형단계(S8)에서 고품질의 목재펠릿을 생산하기 어렵기 때문이며, 목재 플레이크가 10% 미만의 함수율을 가지도록 건조되면 에너지의 소비가 높아질 뿐만 아니라 후행하는 목재펠릿 성형단계(S8)에서 원하는 형상으로의 성형이 어렵게 된다.
바람직하게는, 건조단계(S5)에서 사용되는 드럼식 건조기의 내주면 상에는 목재 플레이크의 상부 측 및 하부 측 수분 편차를 줄일 수 있도록 통상의 쟁기날과 같은 다수의 프라우(plow)가 설치될 수 있으며, 프라우는 드럼식 건조기 회전 시 목재 플레이크의 상부 측 및 하부 측이 섞이도록 목재 플레이크를 갈아 엎을 수 있게 한다.
불순물 선별단계(S6)
불순물 선별단계(S6)는 건조 목재 플레이크를 크기별로 선별하면서 건조 목재 플레이트에 혼합된 불순물을 제거하는 단계이다.
여기서, 불순물은 철제류 제거단계(S2)에서 제거되지 않은 비교적 작은 미세 철제류, 비철금속, 모래, 돌 등일 수 있다.
이를 위해서, 불순물 선별단계(S6)는 미세 철제류 제거단계(S6-1), 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2) 및 비중 선별단계(S6-3)를 포함한다.
먼저, 미세 철제류 제거단계(S6-1)는 조대 철제류 제거단계(S2)에서 제거되지 않은 비교적 작은 미세 철제류를 통상의 드럼식 자력 선별기를 사용해 건조 목재 플레이크로부터 분리해 제거하는 단계이다.
즉, 건조단계(S5)를 거친 건조 목재 플레이크는 드럼식 자력 선별기를 통과하게 되고, 이렇게 드럼식 자력 선별기를 통과하는 과정에서 건조 목재 플레이크에 혼합된 철제류는 드럼식 자력 선별기에서 출력되는 자력에 의해 건조 목재 플레이크로부터 분리되어 제거된다.
그리고 미세 철제류가 분리 제거된 건조 목재 플레이크는 드럼식 자력 선별기의 하부 측으로 배출되어 진공 스크린 크기 선별단계(S6-2)로 이송된다.
여기서, 드럼식 자력 선별기의 구성 및 드럼식 자력 선별기를 이용한 미세 철제류의 제거(선별)는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)는 미세 철제류 제거단계(S6-1)를 거친 건조 목재 플레이크를 입도별로 선별하는 단계이다.
진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)에서는 상하로 이격 배치되는 제 1 및 제 2 스크린이 구비된다.
이때, 제 1 스크린은 1.75×1.75㎜의 망눈크기를 가지는 메쉬망으로 이루어지며, 제 2 스크린은 0.4×0.4㎜의 망눈크기를 가지는 메쉬망으로 이루어진다.
다시 말해, 미세 철제류 제거단계(S6-1)를 거친 건조 목재 플레이크는 진동력이 공급되는 제 1 스크린의 상부 측으로 낙하되는데, 이때 제 1 스크린의 망눈을 통과하는 건조 목재 플레이크는 제 2 스크린 측으로 낙하되며, 제 1 스크린의 망눈을 통과하지 못한 건조 목재 플레이크는 제 1 스크린의 진동력에 의해 후행하는 비중 선별단계(S6-3)의 제 1 비중선별기로 이송된다.
그리고 진동력이 공급되는 제 2 스크린으로 낙하한 건조 목재 플레이크 중 제 2 스크린의 망눈을 통과하지 못한 건조 목재 플레이크는 제 2 스크린의 진동력에 의해 후행하는 비중 선별단계(S6-3)의 제 2 비중선별기로 이송된다.
이때, 제 2 스크린의 망눈을 통과하는 건조 목재 플레이크는 비중이 매우 낮아 후행하는 비중 선별단계(S6-3)에서 불순물과의 분리가 어렵기 때문에 먼지(dust)로 분류되어 폐기한다.
여기서, 제 1 및 제 2 스크린을 이용해 목재 플레이크의 크기를 선별하는 이유는 후행하는 비중선별단계(S6-3)단계를 진행할 때 입자들의 크기편차를 줄여 이물질선별을 용이하게 하기 위함이다.
비중 선별단계(S6-3)는 진동 스크린 선별단계(S6-2)에서 크기별로 분류한 건조 목재 플레이크로부터 이물질을 제거하는 단계이다.
비중 선별단계(S6-3)는 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)의 제 1 스크린에 의해 선별된 건조 목재 플레이크에 대한 비중 선별과, 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)의 제 2 스크린에 의해 선별된 건조 목재 플레이크에 대한 비중 선별을 나누어 수행한다.
여기서, 비중 선별단계(S6-3)는 다양한 통상의 비중 선별기가 사용될 수 있는데, 일례로 비중 선별단계(S6-3)는 사용되는 비중 선별기는 통기공들이 형성되고 요철 단면을 가지며 진동력이 제공되는 경사진 진동플레이트와 풍력이 이용될 수 있다.
즉, 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)를 거친 건조 목재 플레이크 및 건조 목재 플레이크에 혼합된 불순물(비철금속, 모래, 돌)은 진동력이 공급되는 경사진 진동플레이트의 상부 측으로 낙하될 수 있으며, 이때 진동플레이트의 상부 측으로 낙하된 건조 목재 플레이크 및 건조 목재 플레이크에 혼합된 불순물은 진동플레이트의 진동과 하부측에서 상부측으로 공급되는 풍력에 의해 서로 분리되어 수거될 수 있다.
제 3 분쇄단계(S7)
제 3 분쇄단계(S7)는 비중 선별단계(S6-3)에서 수거된 건조 목재 플레이크의 길이를 납품기준에 맞게 분쇄하는 단계이다.
제 3 분쇄단계(S7)에서는 통상의 분쇄기를 사용해 비중 선별단계(S6-3)에서 수거된 건조 목재 플레이크를 분쇄하되, 건조 목재 플레이크를 납품 기준인 0초과~3㎜ 이하의 길이를 가지도록 분쇄한다.
바람직하게는, 제 3 분쇄단계(S7)에서는 비중 선별단계(S6-3)의 제 1 스크린 및 제 2 스크린에 의해 선별되어 수거된 건조 목재 플레이크를 혼합해 분쇄한다.
여기서, 통상의 분쇄기를 사용한 목재 플레이크의 분쇄는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
목재펠릿 성형단계(S8)
목재펠릿 성형단계(S8)는 제 3 분쇄단계(S7)를 거친 분쇄된 목재 플레이크를 목재펠릿으로 성형하는 단계이다.
목재펠릿 성형단계(S8)에서는 통상의 압축 성형기가 사용되는데, 압축 성형기 내부로는 제 3 분쇄단계(S7)를 거친 분쇄된 목재 플레이크가 장입되고, 장입된 목재 플레이크를 500~700A 부하값으로 압축시켜 목재 펠릿을 제조한다.
여기서, 압축 성형기의 압축 강도가 500A 미만이면 충분한 압축이 되지 않아 목재펠릿이 성형되기 어려우며, 압축 강도가 700A를 초과하면 분쇄된 목재 조각에 가해지는 압력이 강해 설정된 형상(지름 8mm, 길이 3cm의 타원)으로 성형되지 않게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에 의하면, 산지에서 버려지는 미이용목재를 활용해 목재펠릿을 제조할 수 있기 때문에 목재의 수급이 원활하고, 그로 인해 목재펠릿의 제조비용을 현저하게 낮출 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에 의하면, 산지에서 버려지는 미이용목재를 활용하기 때문에 방치되는 미이용목재의 감소로 산불등 재난요소의 원인을 제거한다.
게다가 본 발명에 따른 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법에 의하면, 목재 조각 건조단계(S5)를 거친 후, 불순물 선별단계(S6)를 수행하기 때문에 목재에 흡착된 불순물을 용이하게 제거할 수 있으며, 이에 의해 종래와 같은 불순물로 인해 설비의 마모를 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라 소모품의 교체비용을 감소시킬 수 있게 한다.

Claims (9)

  1. 산지에서 버려지는 미이용목재를 분쇄한 목재 칩을 준비하는 목재 칩 준비단계(S1);
    상기 목재 칩 준비단계에서 준비된 상기 목재 칩을 벨트 컨베이어를 이용해 이송시키면서 상기 목재 칩에 혼합된 철제류를 벨트식 자력 선별기를 이용해 제거하는 조대 철제류 제거단계(S2);
    상기 조대 철제류 제거단계(S2)를 거친 상기 목재 칩을 1차로 분쇄해 목재 플레이크 형태로 분쇄하는 제 1 분쇄단계(S3);
    상기 제 1 분쇄단계(S3)에서 공급되는 상기 목재 플레이크를 조밀한 목재 플레이크로 분쇄하는 제 2 분쇄단계(S4);
    상기 제 2 분쇄단계(S4)를 거친 상기 목재 플레이크를 10~15%의 함수율을 가지도록 건조시키는 건조단계(S5);
    상기 건조단계(S5)를 거친 상기 건조 목재 플레이크를 크기별로 선별하면서 혼합된 불순물을 제거하는 불순물 선별단계(S6);
    상기 불순물 선별단계(S6)를 거친 상기 건조 플레이크를 납품 기준인 0초과~3㎜이하의 길이를 가지도록 분쇄하는 제 3 분쇄단계(S7); 및
    상기 제 3 분쇄단계(S7)를 거친 상기 목재 플레이크를 목재펠릿으로 성형하는 목재펠릿 성형단계(S8);를 포함하되,
    상기 불순물 선별단계(S6)는,
    상기 건조단계(S5)를 거친 건조된 상기 건조 목재 플레이크로부터 미세 철제류를 분리해 제거하는 미세 철제류 제거단계(S6-1);
    상기 미세 철제류 제거단계(S6-1)를 거친 상기 건조 목재 플레이크를 크기별로 선별하는 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2); 및
    상기 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)에서 크기별로 선별된 상기 건조 목재 플레이크에 포함된 이물질을 비중의 차를 이용해 분리 제거하는 비중 선별단계(S6-3);를 포함하고,
    상기 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)에서는,
    상기 미세 철제류 제거단계(S6-1)를 거친 상기 건조 목재 플레이크를 순차적으로 제 1 스크린 및 제 2 스크린을 통과시켜 상기 목재 플레이크를 크기별로 선별하되,
    상기 제 1 스크린은 1.75×1.75㎜의 망눈간격을 가지는 메쉬망으로 이루어지고, 상기 제 2 스크린은 상기 제 1 스크린의 하부 측에 이격 배치되되, 0.4×0.4㎜의 망눈간격을 가지는 메쉬망으로 이루어지며,
    상기 제 1 스크린의 망눈을 통과하지 못한 상기 건조 목재 플레이크 및 상기 제 2 스크린의 망눈을 통과하지 못한 상기 건조 목재 플레이크는 각각 진동력에 의해 상기 비중 선별단계로 이송되되,
    상기 제 2 스크린의 망눈을 통과하는 상기 건조 목재 플레이크는 폐기되는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 분쇄단계(S3)에서는,
    상기 조대 철제류 제거단계(S2)를 거친 상기 목재 칩들이 직경 18㎜의 망눈들로 형성된 메쉬망을 통과할 수 있게 상기 목재 칩을 상기 목재 플레이크로 분쇄하는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 분쇄단계(S4)에서는,
    상기 제 1 분쇄단계(S3)를 거친 상기 목재 플레이크들이 직경 12㎜의 망눈들을 형성된 메쉬망을 통과할 수 있게 상기 제 1 분쇄단계(S3)를 거친 상기 목재 플레이크들을 분쇄하는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조단계(S5)에서는,
    상기 제 2 분쇄단계(S4)를 거친 상기 목재 플레이크를 드럼식 건조기에 장입시킨 상태 하에서 회전하는 드럼식 건조기의 내부로 고온의 공기를 공급해 수행되는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 비중 선별단계(S6-3)에서는,
    상기 진동 스크린 선별단계(S6-2)의 상기 제 1 스크린에 의해 선별된 상기 건조 목재 플레이트에 대한 비중 선별과, 상기 제 2 스크린에 의해 선별된 상기 건조 목재 플레이트에 대한 비중 선별로 나누어 수행하는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3 분쇄단계(S7)에서는,
    상기 비중 선별단계(S6-3)의 상기 제 1 스크린 및 상기 제 2 스크린에 의해 선별되어 수거된 상기 건조 목재 플레이크를 혼합하여 0초과~3㎜ 이하의 길이를 가지도록 분쇄하는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 목재펠릿 성형단계(S8)에서는,
    압축 성형기가 사용되되,
    상기 압축 성형기에는 상기 제 3 분쇄단계(S7)를 거친 상기 분쇄 목재 플레이크와 상기 진동 스크린 크기 선별단계(S6-2)의 상기 제 2 스크린에 의해 선별되어 상기 비중 선별단계(S6-3)를 거치며 수거된 상기 목재 플레이크가 장입되고,
    상기 압축 성형기는 장입된 상기 목재 플레이크를 500~700A의 부하값로 압축시켜 목재 펠릿이 제조되게 하는 미이용 산림바이오매스를 이용한 목재펠릿의 제조방법.
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