KR102467787B1 - 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법 및 이의 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법 및 이의 제조장치에 관한 것으로, 해조류 슬러지를 부상분리기에 공급하여 부상분리방식에 의해 물과 분리하여 물김 찌꺼기를 추출하는 1단계; 상기 1단계에서 추출된 물김 찌꺼기를 건져내어 슬러지 탈수기에 넣고 수분을 제거하되 물김 찌꺼기 100중량부에 대해 수분이 25~30중량부를 유지하도록 하는 2단계; 상기 물김 찌꺼기와 건조된 분말상의 첨가물을 배합사료 혼합기에 넣고, 교반시키면서 혼합하여 전체 혼합물 100중량부를 기준하여 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 수득하는 3단계; 상기 3단계에서 수득된 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 펠릿 성형부에 넣고 펠릿형 사료를 성형하는 4단계;를 포함한다.

Description

해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법 및 이의 제조장치{Methods for manufacturing compound feed using marine waste and manufacturing apparatus}

본 발명은 해조류 등을 고형화시켜 이를 물고기 사료로 제조하도록 하는 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법 및 이의 제조장치에 관한 것이다.

물고기를 양식하기 위한 해양양식의 사료는 생사료와 배합사료가 있는데 생사료인 경우는 어류들이 먹이를 먹는 과정에서 손실률이 높아 해양오염의 원인이 되어 국제협약에 의해서 2026년 이후 생사료 사용금지가 되는 상황이다.

따라서 2026년 이후부터는 배합사료 의해서 양식을 해야 하기 때문에 배합사료의 수요량이 증대되므로서 공급물량의 부족현상과 가격 인상이 예상 되고 있다.

이에 정부에서는 양식물고기의 가격상승을 방지하고 배합사료의 원활한 공급으로 인한 어민들의 소득을 증대시키기 위해서 적극적인 행정적 자금적 기술적적인 지원이 있으며 고품질의 배합사료의 개발이 시급한 상태에 있다.

기호식품의 하나인 마른김은 바다에서 양식된 원초를 채취하여 대형의 해수탱크에 넣고 서로 뭉쳐있는 김의 입자들을 균일하게 분산시킨 후 또다시 민물탱크에 옮겨서 바닷물의 염분을 민물로 희석시킨 후 일정한 크기로 절단하여 건조기에서 건조시키는 공정으로 생산한다.

뭉쳐져 있는 원초를 분산하는 과정에서 대량의 바닷물(해수)과 물김찌꺼기가 바다로 배출되고 민물로 염분을 희석 및 제거하는 과정에서도 해수 배출과 마찬가지로 다량의 민물과 물김찌꺼기가 바다로 배출되어 해양을 오염시키고 연근해 양식어민들의 민원사항이 되고 있다.

따라서 바다로 배출되는 물김찌꺼기의 회수와 재활용이 시급히 요구되는 상태이다.

한편 해상의 가두리 양식장에서 우럭ㆍ광어ㆍ돔ㆍ방어 등 각종 어류를 양식할 때 사용되는 사료는 곡류, 당류, 영양제 등의 양어용 사료원료와, 고등어, 정어리 등 선어의 분쇄물과, 점결재를 혼합교반하여 급냉제조한 습식사료와, 상기의 사료원료와 생선가루를 혼합하고 이를 열처리하여 고형분으로 압출제조한 고형사료가 제공되고 있었다.

그러나 종래 사료는 가격이 비싼 재료를 재가공하여 제조하므로 생산 단가가 상승될 수 밖에 없고, 해양 폐기되는 해조류 찌꺼기를 활용하는 방안과는 거리가 멀어 해양 자원의 재활용과 비용 절감 요구를 충족하지 못하는 실정이었다.

대한민국 특허출원 10-2003-0036389호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 점성을 띄고 있는 해조류 세척수의 해조류 입자들을 여과장치에 유입되기 전에 부상분리장치에 의한 1차 제거 후 여과효율이 극대화시킨 디스크 필타에 유입시키므로서 디스크 필타의 부하를 감소시키고 효율적으로 여과되도록 하여 바다로 배출되는 오염물질의 양을 최소화하여 해양환경을 보호하고 부상조 탱크에서 상부로 부상된 물김찌꺼기를 수거한 후 물김찌꺼기의 수분함량을 펠렛 사료를 성형할 수 있도록 조절하여 양식 물고기나 동물들의 사료를 제조하도록 하는 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법 및 이의 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 해조류 슬러지를 부상분리기에 공급하여 부상분리방식에 의해 물과 분리하여 물김 찌꺼기를 추출하는 1단계; 상기 1단계에서 추출된 물김 찌꺼기를 건져내어 슬러지 탈수기에 넣고 수분을 제거하되 물김 찌꺼기 100중량부에 대해 수분이 25~30중량부를 유지하도록 하는 2단계; 상기 물김 찌꺼기와 건조된 분말상의 첨가물을 배합사료 혼합기에 넣고, 교반시키면서 혼합하여 전체 혼합물 100중량부를 기준하여 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 수득하는 3단계; 상기 3단계에서 수득된 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 펠릿 성형부에 넣고 펠릿형 사료를 성형하는 4단계;를 포함하는 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법 에 의해 달성된다.

상기 첨가물은 대두분말, 크릴새우분말, 밀가루로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 다른 목적은, 전술한 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법에 적용되는 배합사료 제조장치에 있어서, 부상분리기는, 내부에 물이 저장되고, 물김찌꺼기가 수용되는 공간을 갖는 탱크; 탱크에 물을 공급하는 펌프와 급수관으로 구성된 급수부; 상기 탱크의 일측에 연결되어 고압공기를 주입하여 미세버블을 생성하는 미세버블발생기; 상기 탱크의 타측에 연결되어 고압공기와 오존을 주입하여 오존버블을 생성하는 오존버블발생기; 상기 탱크의 하부에 연결되어 물을 흡입하여 토출하되 토출측이 상기 미세버블발생기 또는 오존버블발생기에 연결되어 고압으로 물을 공급하는 압력펌프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 미세버블발생기는 물이 저장되며 내부에 난류형성부를 구비한 기액혼합 탱크와, 상기 기액혼합 탱크의 인입부에 장착되며, 상기 압력펌프와 연결되어 압축공기와 물을 고압으로 투입하는 이젝터와, 상기 기액혼합 탱크의 인출부에 장착되며, 배출되는 물을 분산시켜 버블수를 생성하는 충격노즐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 난류형성부는 내부에 공간을 갖는 통체이며, 하부에는 이젝터와 연결되는 유입부가 형성되고, 내부 공간에는 다단으로 배치되는 격판이 형성되고, 각 격판에는 이동통로가 형성되며, 상부에는 유출부가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 충격노즐부는 기액혼합 탱크의 인출부에 장착되며 출구를 향해 내경이 축소되는 연결소켓이 연결된 바디와, 상기 바디의 내부에 형성되며 연결소켓의 출구에 대응되게 형성되며 바디의 내경 보다 작은 직경을 갖도록 형성된 충격판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 슬러지 탈수기는, 경사지게 장착되며 양단에 개구공이 형성되고 내부에 통로가 형성된 원통관체; 상기 원통관체의 내주면에 결합되는 다수개의 고정디스크와, 상기 고정디스크들 사이에 삽입되는 회전디스크; 상기 회전디스크를 관통하여 결합되고, 상기 원통관체의 내부에 삽입되며, 외주면에 나선날개가 형성된 스크류축; 상기 원통관체의 외부에 장착되어 스크류축과 연결되어 회전시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정디스크는 원판상이되 스크류축의 나선날개 보다 큰 내경을 갖는 통공이 형성되고, 외면에 다수의 돌조로 이루어진 제1연마부가 형성된 것이고, 상기 회전디스크는 원판상이되 스크류축이 결합되는 통공이 형성되고, 외경이 고정디스크 보다 작게 형성되며, 외면에 다수의 돌조로 이루어져 상기 제1연마부에 접촉되는 제2연마부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 배합사료 혼합기는,투입부가 상부에 형성되고, 내부에는 교반날개를 갖는 회전축이 장착되고, 상기 회전축을 회전시키는 회전모터가 외부에 장착되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 펠릿 성형부는 원료가 투입되는 호퍼가 상부에 형성되고 하부 일측에 배출구가 형성된 투입본체와, 상기 투입본체의 내부에 회전가능하게 설치되며 상기 호퍼의 하부에 장착되는 압축롤러와, 상기 압축롤러를 회전시키는 동력원과, 상기 투입본체의 내부에 수평하게 설치되며 상기 압축롤러의 하부에 배치되고 다수의 배출공이 형성된 압출판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 부상분리기의 입구부에 형성되어 해조류 슬러지를 수세척한 후 이송하여 입구부로 투입하는 해조류 슬러지 이송부;를 포함하고, 상기 해조류 슬러지 이송부는, 내부에 해조류 슬러지가 수용되는 승강박스; 상기 승강박스를 승강시키도록 구성되는 승강유닛; 상기 부상분리기의 입구부에 결합되고 승강박스의 이동방향을 따라 승강박스의 일면을 가이드하는 수직부와, 수직부의 상단부에 하향 경사지게 배치되어 승강박스에서 배출되는 해조류 슬러지를 안내하는 경사부를 포함하는 가이드 프레임; 및 상기 승강유닛의 하부에 배치되고, 내부에 세척수가 저장되는 세척조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 폐기물의 재활용 및 고품질의 배합사료를 제조할 수 있고, 해양오염을 방지할 수 있고, 마른김 생산업체의 부수적인 수입증대을 기대해볼 수 있으며, 지역경제의 활성화와 신규 고용창출의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법을 나타낸 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조장치에 대한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 '부상분리기'에 대한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 '미세버블발생기'에 대한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 '오존버블발생기'에 대한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 '슬러지 탈수기'에 대한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 '슬러지 탈수기'에 대한 분해도,
도 8은 본 발명에 따른 '고정디스크 및 회전디스크'에 대한 확대도면,
도 9는 본 발명에 따른 '배합사료 혼합기'에 대한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 '펠릿 성형부'에 대한 도면,
도 11은 본 발명 다른 실시예에 따른 '해조류 슬러지 이송부'를 나타낸 도면.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 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 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

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.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 ‘포함한다’, ‘갖는다’, ‘이루어진다’ 등이 사용되는 경우 ‘~만’이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ‘~상에’, ‘~상부에’, ‘~하부에’, ‘~옆에’ 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, ‘바로’ 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법을 나타낸 흐름도, 도 2는 본 발명에 따른 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조장치에 대한 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 '부상분리기'에 대한 도면, 도 4는 본 발명에 따른 '미세버블발생기'에 대한 도면, 도 5는 본 발명에 따른 '오존버블발생기'에 대한 도면, 도 6은 본 발명에 따른 '슬러지 탈수기'에 대한 도면, 도 7은 본 발명에 따른 '슬러지 탈수기'에 대한 분해도, 도 8은 본 발명에 따른 '고정디스크 및 회전디스크'에 대한 확대도면, 도 9는 본 발명에 따른 '배합사료 혼합기'에 대한 도면, 도 10은 본 발명에 따른 '펠릿 성형부'에 대한 도면, 도 11은 본 발명 다른 실시예에 따른 '해조류 슬러지 이송부'를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법은, 해조류 슬러지를 부상분리기(100)에 공급하여 부상분리방식에 의해 물과 분리하여 물김 찌꺼기를 추출하는 1단계(S1); 상기 1단계(S1)에서 추출된 물김 찌꺼기를 건져내어 슬러지 탈수기(400)에 넣고 탈수하여 수분을 제거하되 물김 찌꺼기 100중량부에 대해 수분이 25~30중량부를 유지하도록 하는 2단계(S2); 상기 물김 찌꺼기와 건조된 분말상의 첨가물을 배합사료 혼합기(500)에 넣고, 교반시키면서 혼합하여 전체 혼합물 100중량부를 기준하여 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 수득하는 3단계(S3); 상기 3단계(S3)에서 수득된 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 펠릿 성형부(600)에 넣고 펠릿형 사료를 성형하는 4단계(S4);를 포함하여 구성된다.

이하 각 단계별로 설명한다.

[1단계(S1)]

해조류는 미역, 다시마, 김, 파래, 톳으로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있고, 본 발명에서는 김을 선택하였다. 물론 이에 한정될 필요는 없고 다른 해조류가 선택될 수 있음을 밝혀둔다.

부상분리기(100)는 내부에 물이 저장되고, 물김찌꺼기가 수용되는 공간을 갖는 탱크(120); 탱크(120)에 물을 공급하는 펌프(130)와 급수관으로 구성된 급수부; 탱크(120)의 일측에 연결되어 고압공기를 주입하여 미세버블을 생성하는 미세버블발생기(200); 탱크(120)의 타측에 연결되어 고압공기와 오존을 주입하여 오존버블을 생성하는 오존버블발생기(300); 탱크(120)의 하부에 연결되어 물을 흡입하여 토출하되 토출측이 상기 미세버블발생기(200) 또는 오존버블발생기(300)에 연결되어 고압으로 물을 공급하는 압력펌프(400);를 포함하여 구성된다.

도 4를 참조하면, 미세버블발생기(200)는 물이 저장되며 내부에 난류형성부(210)를 구비한 기액혼합 탱크(220)와, 상기 기액혼합 탱크(220)의 인입부에 장착되며, 상기 압력펌프(400)와 연결되어 압축공기와 물을 고압으로 투입하는 이젝터(240)와, 상기 기액혼합 탱크(220)의 인출부에 장착되며, 배출되는 물을 분산시켜 버블수를 생성하는 충격노즐부(260)로 이루어진다.

상기 난류형성부(210)는 내부에 공간을 갖는 통체이며, 하부에는 이젝터(240)와 연결되는 유입부가 형성되고, 내부 공간에는 다단으로 배치되는 격판(212)이 형성되고, 각 격판(212)에는 이동통로(213)가 형성되며, 상부에는 유출부가 형성되어 이루어진다.

충격노즐부(260)는 기액혼합 탱크(220)의 인출부에 장착되며 출구를 향해 내경이 축소되는 연결소켓(262)이 연결된 바디와, 바디의 내부에 형성되며 연결소켓(262)의 출구에 대응되게 형성되며 바디의 내경 보다 작은 직경을 갖도록 형성된 충격판(264)으로 구성된다.

미세버블발생기(200)는 압축공기를 미세한 입자로 쪼개어 물속에 존재하는 오염물질을 부상분리하기 위한 장치로서 공기방울의 입자를 최소화하여 기포의 부력이 물의 표면장력보다 적게 하여 기포가 물의 수면위로 상승하지 못하게 하여 오염물질의 표면에 부착하여 오염물질의 부상력을 증폭시킬 수 있다.

압력펌프(400)를 가동하면서 토출압력을 4kg/㎠이하로 세팅하고, 압축공기의 압력을 4kg/㎠ 이상으로 이젝터로 유입시키면 공기의 압력이 펌프의 토출압보다 크므로 압축공기는 물과 혼합된다.

이때 기포의 크기는 평균 3mm 정도의 기포상태이므로 이는 물속에서 수면위로 급격히 상승하여 대기중으로 배출이 되기 때문에 기포의 크기를 더욱 더 적게 하기 위하여 기액 혼합기 내부에서 기포와 물의 흐름이 난류 흐름이 되도록 방해판을 여러 개 통과하도록 하면 기포가 깨지면서 물과 충분히 혼합이 되어 균등화될 수 있다.

이때 압력을 확인하면서 잉여가스는 외부로 배출되고, 충분히 혼합된 혼합유체를 입구가 좁아진 노즐에 통과시켜 압력을 상승시키면서 충격판에 충돌을 시키면 미세한 기포의 미세버블을 발생시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 오존버블발생기(300)는 물이 저장되며 내부에 난류형성부(310)를 구비한 기액혼합 탱크(320)와, 기액혼합 탱크(320)의 인입부에 장착되며, 상기 압력펌프(400)와 연결되어 오존을 투입하는 오존투입구(342)가 연결되어 오존과 물을 고압으로 투입하는 이젝터(340)와, 기액혼합 탱크(320)의 인출부에 장착되며, 배출되는 물을 분산시켜 오존버블수를 생성하는 충격노즐부(360)로 구성된다.

난류형성부(310)는 내부에 공간을 갖는 통체이며, 하부에는 이젝터(340)와 연결되는 유입부가 형성되고, 내부 공간에는 다단으로 배치되는 격판(312)이 형성되고, 각 격판(312)에는 이동통로(313)가 형성되며, 상부에는 유출부가 형성되어 이루어진다.

충격노즐부(360)는 기액혼합 탱크(320)의 인출부에 장착되며 출구를 향해 내경이 축소되는 연결소켓(362)이 연결된 바디와, 바디의 내부에 형성되며 연결소켓(362)의 출구에 대응되게 형성되며 바디의 내경 보다 작은 직경을 갖도록 형성된 충격판(364)으로 구성된다.

오존버블발생기(300)에서 발생된 오존을 원수에 혼합하여 물김 세척수에 용해되어 있는 유기성 물질들을 산화하고 세균들의 살균, 소독효과를 최대화하기 위하여 오존가스의 입자를 최소화하여 오존가스의 부력이 물의 표면장력보다 적게 하여 오존가스가 물의 수면위로 상승하지 못하게 하여 배오존가스의 발생이 없이 물속에 100% 용해시킬 수 있다.

넓은 통로를 지나는 유체는 압력이 증가하고 유속은 느려지며 좁은 통로를 지나는 유체는 압력이 낮아지고, 유속은 증가하는 베르누이 원리에 의해서 벤츄리 이젝터가 부착된 압력펌프를 동작시키고 상하조절핀의 높이를 조정하면서 부(-)압이 최대로 발생하는 지점에 세팅한다.

상하조절핀을 오존버블발생기(300)와 연결하면 발생된 오존가스가 벤츄리 이젝터(240)의 부압에 의해서 흡입이 되어 물과 혼합이 되는데, 이때 오존가스의 크기는 평균 3mm 정도의 기포상태이므로 이는 물속에서 수면위로 급격히 상승하여 배오존을 발생하고, 오존의 손실이 발생하기 때문에 오존가스의 입자크기를 더욱더 적게 하기 위하여 기액 혼합기 내부에서 오존가스와 물의 흐름이 난류 흐름이 되도록 방해판을 여러 개 통과하도록 하면 오존입자도 깨지면서 물과 충분히 혼합이 되어 균등화될 수 있다.

이때 압력을 확인하면서 충분히 혼합된 오존 혼합유체를 입구가 좁아진 노즐에 통과시켜 압력을 상승시키면서 충격판(212)에 충돌을 시키면 미세한 오존가스를 발생시킬 수 있다.

최종적으로 미세기포의 부상력과 오존기포에 의한 산화작용에 의해서 분해된 물김찌꺼기 입자들을 부상물 스키머에 의해서 부상조탱크 하부를 통하여 서비스탱크로 이송되게 된다.

[2단계(S2)]

1단계(S1)에서 추출된 물김 찌꺼기를 건져내어 슬러지 탈수기(400)에 넣고 탈수하여 수분을 제거한다.

바람직하게는 물김 찌꺼기 100중량부에 대해 수분이 25~30중량부를 유지토록 한다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 슬러지 탈수기(400)는, 경사지게 장착되며 양단에 개구공이 형성되고 내부에 통로가 형성된 원통관체(420); 원통관체(420)의 내주면에 결합되는 다수개의 고정디스크(430)와, 상기 고정디스크(430)들 사이에 삽입되는 회전디스크(440); 회전디스크(440)를 관통하여 결합되고, 상기 원통관체(420)의 내부에 삽입되며, 외주면에 나선날개가 형성된 스크류축(450); 원통관체(420)의 외부에 장착되어 스크류축(450)과 연결되어 회전시키는 구동부(460);로 구성된다.

고정디스크(430)는 원판상이되 스크류축(450)의 나선날개 보다 큰 내경을 갖는 통공이 형성되고, 외면에 다수의 돌조로 이루어진 제1연마부(431)가 형성된다.

회전디스크(440)는 원판상이되 스크류축(450)이 결합되는 통공이 형성되고, 외경이 고정디스크(430) 보다 작게 형성되며, 외면에 다수의 돌조로 이루어져 상기 제1연마부(431)에 접촉되는 제2연마부(442)가 형성된다.

다수개의 고정디스크(430)와 회전디스크(440)가 교호 배치되고 각각의 제1,2연마부(431,442)가 근접되게 배치된다.

따라서 스크류축(450)이 회전되면 회전디스크(440)가 회전되므로 제1,2연마부(431,442)에 의해 그 사이에 유입되는 해조류 슬러지에 대한 연마작용이 실시될 수 있다.

고정디스크(430)와 회전디스크(440)를 적층으로 조립하여 내부에 스크류를 삽입하여 회전시키면 회전디스크(440)의 내경이 스크류의 외경보다 적으므로 스크류의 회전속도에 따라서 내부 회전디스크(440)가 회전하게 된다.

고정디스크(430)와 회전디스크(440)의 접촉면은 평면 연마하여 일정한 입도(깊이)의 스크레치 형태의 면이므로 원수중에 포함되어 있는 찌꺼기 및 이물질은 디스크면을 통과하지 못하고, 물만 하부로 배출되고 찌꺼기 및 이물질들은 스크류의 회전방향으로 이동하게 되고 최종적인 부분에서 찌꺼기 압축판에 도달하게 되면 스크류의 압착력에 의해서 함유하고 있는 수분은 디스크 표면을 통하여 하부로 배출되고 수분이 제거된 찌꺼기만 외부로 배출되게 된다.

고정디스크(430)와 회전디스크(440)로 배열하게 된 이유는 탈수작업을 계속 진행함에 따라 찌꺼기 및 이물질들이 디스크와 디스크사이에 끼여서 물과 찌꺼기의 탈수 효율의 저하하게 되는데 회전디스크와 스크류의 직경차이에 의해서 회전디스크가 연속적으로 스크류 회전방향으로 움직이기 때문에 찌꺼기의 낌현상을 방지하기 위함이다.

고정디스크(430)와 회전디스크(440)의 회전 윤활성을 향상시키고 밀착성이 좋을수록 하부로 배출되는 슬러지량이 적게 되고 상부로 배출되는 슬러지의 함수율이 낮기 때문에 회전 윤활성과 밀착성을 향상시키기 위하여 고정디스크(430)와 회전디스크(440)의 표면을 균등하게 스크레치 형태로 정밀 연삭하여 주면 각각의 홈이 수분을 함유하고 있기 때문에 윤활류의 역할을 하면서 회전성과 밀착성이 향상된다.

이는 마치 고속회전 베어링이나 무소음 모타의 회전축에 균등하게 스크레치를 형성시키는 원리와 같다.

[3단계(S3)]

물김 찌꺼기와 건조된 분말상의 첨가물을 배합사료 혼합기(500)에 넣고, 교반시키면서 혼합하여 전체 혼합물 100중량부를 기준하여 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 수득한다.

첨가물은 대두분말, 크릴새우분말, 밀가루로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.

또한 상기 첨가물에는 황토분말, 유산균이 더 혼합될 수 있다.

상기 유산균은 락토바실러스 에시도필러스, 락토코커스 써머필러스, 락토바실러스 카제인, 락토바실러스 루테리 또는 비피더스 유산균에서 선택된 1종 이상이다.

도 9를 참조하면, 배합사료 혼합기(500)는, 투입부가 상부에 형성되고, 내부에는 교반날개(521)를 갖는 회전축(520)이 장착되고, 회전축(520)을 회전시키는 회전모터(530)가 외부에 장착되어 이루어진다.

동물 및 어류의 배합사료는 펠렛형태로 성형화되어 있으며 성형화하기 위해서는 혼합물의 수분 함량이 5~15% 이어야 성형성과 보존성이 양호한다.

압축기에서 유입된 슬러지는 전체 100중량부에 대해 25~30 중량부의 수분을 함유하고 있기 때문에 수분함량을 5~15중량부로 저감하기 위해서는 건조기를 사용하여야 하나 건조기를 사용하게 되면 에너지 비용이 과다하여 원가가 상승하므로 어류가 필수영양소로 필요하게 되는 단백질, 지방, 탄수화물을 포함하고 있는 대두분, 크릴새우분, 밀가루 등을 어종별, 동물별에 맞는 성분으로 배합하게 되면 이러한 원료등은 대부분 건조한 상태이기 때문에 25~30%의 수분을 함유한 원료들을 혼합장치에서 혼합하게 되면 별도의 건조장치 없이 수분함량이 5~15중량부로 저감시킬 수 있다.

본 실시예에서는 슬러지의 수분함량을 전체 100중량부를 기준으로 하여 10~12중량부로 저감시켰다.

[4단계(S4)]

상기 3단계(S3)에서 수득된 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 펠릿 성형부(600)에 넣고 펠릿형 사료를 성형한다.

도 10을 참조하면, 펠릿 성형부(600)는 원료가 투입되는 호퍼(622)가 상부에 형성되고 하부 일측에 배출구(624)가 형성된 투입본체(620)와, 투입본체(620)의 내부에 회전가능하게 설치되며 상기 호퍼(622)의 하부에 장착되는 압축롤러(630)와, 압축롤러(630)를 회전시키는 동력원(640)과, 투입본체(620)의 내부에 수평하게 설치되며 상기 압축롤러(630)의 하부에 배치되고 다수의 배출공(652)이 형성된 압출판(650)을 포함하여 구성된다.

따라서 호퍼(622)로 혼합물이 유입되면 펠렛 입자의 크기에 적합하도록 압출판(650)을 용도별로 선정하여 체택하고, 압축롤러(630)를 회전시키면 배출구(624)를 통하여 성형화된 펠릿들이 배출된다.

배출된 펠릿을 적정량의 용기를 이용하여 포장 후 출하하게 된다.

한편 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 부상분리기(100)의 입구부에 형성되어 해조류 슬러지(P')를 수세척한 후 이송하여 입구부로 투입하는 해조류 슬러지 이송부(2);를 포함할 수 있다.

해조류 슬러지 이송부(2는, 내부에 해조류 슬러지가 수용되는 승강박스(21); 승강박스(21)를 승강시키도록 구성되는 승강유닛(22); 부상분리기(100의 탱크(120)의 측면에 결합되고 승강박스(21)의 이동방향을 따라 승강박스(21)의 일면을 가이드하는 수직부(231)와, 수직부(231)의 상단부에 하향 경사지게 배치되어 승강박스(21)에서 배출되는 해조류 슬러지(P')를 안내하는 경사부(232)를 포함하는 가이드 프레임(23); 부상분리기(100)의 탱크(120)에 결합되어 승강유닛(22)의 하부에 배치되고, 내부에 세척수가 저장되는 세척조(24);를 포함하여 구성된다.

승강박스(21)는 전면부와 후면부가 개구되고, 바닥면이 후면부에서 전면부 측을 향하여 하향 경사지게 배치된다.

승강박스(21)에 해조류 슬러지(P')가 공급되면, 승강유닛(22)은 승강박스(21)를 하강시켜 해조류 슬러지(P')를 세척수에 침지시킨 상태에서 승강박스(21)를 반복적으로 승강시키면서 해조류 슬러지(P')를 흔들어 세척한 후, 승강박스(21)에 수용된 해조류 슬러지(P')가 경사부(232)로 배출되도록 승강박스(21)를 상승시켜 승강박스(21)의 전면부를 경사부에 노출시킨다.

승강박스(21)는 내부에 해조류 슬러지(P')가 수용되고, 승강유닛(22)에 의해 승강될 수 있다.

승강박스(21)는 전면부와 후면부가 개구되고, 바닥면이 후면부에서 전면부 측을 향하여 하향 경사지게 배치될 수 있다.

승강유닛(22)은 승강박스(21)를 승강시키도록 구성될 수 있다.

승강유닛(22)은 수직부(231)에 결합되어 수직부(231)에 대하여 평행하게 배치되는 가이드 레일(221)과, 승강박스(21)에 회전 가능하게 결합되어 가이드 레일(221)의 외면에 접하고, 승강박스(21)의 승강 시 가이드 레일(221)의 외면을 따라 이동되도록 구성되는 가이드 롤러(222)를 포함할 수 있다.

승강유닛(22)은 가이드 레일(221)의 상단에 결합되는 지지 브라켓(223)과, 승강박스(21)에 결합되어 승강박스(21)의 내부에 배치되는 연결부재(224)를 포함할 수 있다.

승강유닛(22)은 지지 브라켓(223)에 설치되어 지지되고, 일단부가 연결부재(224)에 결합되며, 가이드 레일(221)의 길이방향을 따라 신축되면서 연결부재(224)를 가압하여 승강박스(21)를 승강시키도록 구성되는 승강 실린더(225)를 포함할 수 있다.

가이드 프레임(23)은 본체(1)에 결합되고 승강박스(21)의 이동방향을 따라 승강박스(21)의 일측에 하향 경사지게 배치되어 승강박스(21)에서 배출되는 해조류 슬러지를 부상분리기(100)의 입구부에 안내하는 경사부(232)를 포함할 수 있다.

따라서, 승강박스(21)에 해조류 슬러지(P')가 공급되면, 승강유닛(22)은 승강박스(21)를 하강시켜 해조류 슬러지(P')을 세척조(24)에 침지시킨 상태에서 승강박스(21)를 반복적으로 승강시키면서 해조류 슬러지를 흔들어 세척한다.

그리고, 승강유닛(22)은 승강박스(21)에 수용된 해조류 슬러지(P')가 경사부(232)로 배출되도록 승강박스(21)를 상승시킨다.

경사부(232)를 타고 해조류 슬러지(P')가 이동하여 부상분리기(100)의 입구부로 투입된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

100 : 부상분리기 120 : 탱크
200 : 미세버블발생기 220 : 기액혼합 탱크
240 : 이젝터 260 : 충격노즐부
300 ; 오존버블발생기 320 ; 기액혼합 탱크
340 : 이젝터 360 : 충격노즐부
400 : 압력펌프 420 : 원통관체
440 : 회전디스크 450 : 스크류축
460 : 구동부 500 : 배합사료 혼합기
600 : 펠릿 성형부 620 : 투입본체
630 : 압축롤러 640 : 동력원
650 : 압출판

Claims (3)

1. 해조류 슬러지를 부상분리기에 공급하여 부상분리방식에 의해 물과 분리하여 물김 찌꺼기를 추출하는 1단계;
   상기 1단계에서 추출된 물김 찌꺼기를 건져내어 슬러지 탈수기에 넣고 수분을 제거하되 물김 찌꺼기 100중량부에 대해 수분이 25~30중량부를 유지하도록 하는 2단계;
   상기 물김 찌꺼기와 건조된 분말상의 첨가물을 배합사료 혼합기에 넣고, 교반시키면서 혼합하여 전체 혼합물 100중량부를 기준하여 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 수득하는 3단계;
   상기 3단계에서 수득된 수분함량이 10~12중량부인 혼합물을 펠릿 성형부에 넣고 펠릿형 사료를 성형하는 4단계;를 포함하는 것으로,
   상기 부상분리기는
   내부에 물이 저장되고, 물김찌꺼기가 수용되는 공간을 갖는 탱크;
   탱크에 물을 공급하는 펌프와 급수관으로 구성된 급수부;
   상기 탱크의 일측에 연결되어 고압공기를 주입하여 미세버블을 생성하는 미세버블발생기;
   상기 탱크의 타측에 연결되어 고압공기와 오존을 주입하여 오존버블을 생성하는 오존버블발생기;
   상기 탱크의 하부에 연결되어 물을 흡입하여 토출하되 토출측이 상기 미세버블발생기 또는 오존버블발생기에 연결되어 고압으로 물을 공급하는 압력펌프;를 포함하고,
   상기 미세버블발생기는
   물이 저장되며 내부에 난류형성부를 구비한 기액혼합 탱크와,
   상기 기액혼합 탱크의 인입부에 장착되며, 상기 압력펌프와 연결되어 압축공기와 물을 고압으로 투입하는 이젝터와,
   상기 기액혼합 탱크의 인출부에 장착되며, 배출되는 물을 분산시켜 버블수를 생성하는 충격노즐부를 포함하고,
   상기 난류형성부는 내부에 공간을 갖는 통체이며, 하부에는 이젝터와 연결되는 유입부가 형성되고, 내부 공간에는 다단으로 배치되는 격판이 형성되고, 각 격판에는 이동통로가 형성되며, 상부에는 유출부가 형성되고,
   상기 충격노즐부는 기액혼합 탱크의 인출부에 장착되며 출구를 향해 내경이 축소되는 연결소켓이 연결된 바디와,
   상기 바디의 내부에 형성되며 연결소켓의 출구에 대응되게 형성되며 바디의 내경 보다 작은 직경을 갖도록 형성된 충격판을 포함하며,
   상기 부상분리기의 입구부에 형성되어 해조류 슬러지를 수세척한 후 이송하여 입구부로 투입하는 해조류 슬러지 이송부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 첨가물은 대두분말, 크릴새우분말, 밀가루로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 해양 폐기물을 이용한 배합사료 제조 방법.
   
   
   
3. 삭제

Images