KR102477227B1 - 왕겨 파단 장치를 이용한 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 왕겨 파단 장치를 이용한 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법에 관한 것으로, 가압롤러 사이를 통과하여 납작하게 가압된 왕겨를 상기 파단롤러 및 파단수단 사이로 통과시켜 왕겨의 양측 면에 전단력을 가해 왕겨를 내측 면이 노출되도록 찢어지거나 쪼개진 형태로 파단시키는 왕겨 파단 단계; 파단된 왕겨에 유기물을 분해하는 미생물과 이 미생물의 생장 및 활동을 촉진하기 위한 영양분을 포함하는 미생물 활성제를 혼합하는 미생물 접종 및 활성제 혼합 단계; 상기 왕겨, 미생물, 미생물 활성제의 혼합물을 물리적 외력을 가해 교반하여 상기 미생물 및 미생물 활성제가 왕겨에 함침되게 하는 미생물 및 활성제 함침 단계; 및 상기 왕겨에 활착된 미생물에 의해 왕겨를 발효시키는 혼합물 발효 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 왕겨 파단 장치를 이용한 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고체배지로 기능하는 왕겨를 내측면이 노출되도록 파단하여 미생물의 활착에 유리한 조건을 제공할 수 있게 하는 왕겨 파단 장치에 관한 것이다. 또한, 이 왕겨 파단 장치를 이용하여 축산 폐기물, 음식물 쓰레기, 살처분 동물 사체 등 다양한 유기성 폐기물을 보다 신속하게, 고도로 분해할 수 있는 유기성 폐기물 처리제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일상 생활 및 산업 활동으로 인해 다양한 종류의 유기성 폐기물이 막대한 양으로 발생되고 있다. 예를 들어 가정, 요식업소 등에서는 음식물 쓰레기가 배출되고, 식품 가공업체에서는 조리/가공 부산물이 발생되며, 축산 농장에서는 가축의 분뇨, 축사 깔개, 살처분 사체 등의 축산 폐기물이 발생된다. 또한, 수산물 양식장에서는 어패류의 배설물, 폐사체 등의 폐기물이 발생된다. 이러한 유기성 폐기물은 그대로 버려질 경우 심각한 환경 오염을 유발하게 되므로, 이를 생물학적, 화학적, 또는 물리적 등 다양한 방식으로 분해 및 변화시켜 최종적으로 배출되는 폐기물의 양을 줄이고, 퇴비, 사료 등으로 자원화 하거나 연료로 에너지화 하는 처리 방법들이 사용되고 있다.
유기성 폐기물을 처리하는 여러 방식 중에서, 친환경이라는 측면에서, 또한 시설 및 운용 비용 측면에서, 미생물을 이용하여 유기물을 분해하는 생물학적 방식이 선호되고 있다. 이러한 생물학적 유기물 분해 처리는 통상적으로 톱밥, 목재 파쇄물, 볏집 등의 식물성 고체배지에 유기물을 분해하는 미생물을 접종하고, 미생물의 성장을 위한 영양분과 부재료들을 혼합한 고형 분해 처리제를 이용한다.
상기한 고형 분해 처리제로서 가격이 저렴하면서 양호한 미생물 서식 환경을 제공하는 왕겨를 식물성 고체배지의 재료로 활용하는 기술들이 제시되어 있다.
예를 들면, 대한민국 등록특허 제10-2174591호에는 '왕겨와 미생물을 이용한 음식물쓰레기 분해방법'이 개시되어 있다. 이는 왕겨에 미생물 배양액을 접종하여 발효하고, 이 왕겨를 음식물쓰레기와 혼합하여 분해장치 내부에서 교반하면서 산소를 공급하여 발효 및 분해시키는 것이다.
대한민국 공개특허 제10-2021-0135703호에는 '축산사체 소멸처리제'로서 왕겨 또는 톱밥을 부형제로 하고, 이 부형제에 미생물 배양액을 접종한 소멸처리제가 개시되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1796168호에는 '동물 사체 비료화 방법'으로서 왕겨 또는 톱밥과 부재료 및 미생물이 포함된 분말처리제를 액상처리제와 함께 동물사체에 가하고 교반하여 부숙시키는 방법이 개시되어 있다.
상기한 종래 기술에 의하면 왕겨에 활착된 미생물의 활동에 의해 음식물 쓰레기, 동물 사체 등의 유기성 폐기물을 어느 정도 분해하는 효과를 기대할 수 있다. 그러나, 왕겨의 표면에는 미생물의 침투를 저해하는 규산질 코팅층이 형성되어 있기 때문에, 종래의 왕겨를 이용한 분해 처리제는 미생물의 활착 및 생장에 충분한 서식처를 제공할 수 없고, 이에 따라 유기성 폐기물의 분해 효과가 만족스럽지 못한 단점이 있다. 즉, 유기물의 분해 속도가 늦어 폐기물 처리에 많은 시간이 소요되고, 분해율도 떨어져 잔존 폐기물이 다량 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 왕겨를 전단력을 가해 파단하여 미생물이 왕겨 외측면의 규산질 코팅층에 의한 저항 없이 왕겨에 용이하게 활착할 수 있게 하는 왕겨 파단 장치를 이용하여, 유기성 폐기물을 단시간에 고도로 분해 및 소멸 처리할 수 있는 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 왕겨 파단 장치는, 모터에 의해 회전하면서 왕겨의 일측 면에 일방향의 전단력을 가하는 파단롤러; 및 상기 파단롤러와 왕겨가 통과 가능한 간격만큼 이격되어 배치되어 왕겨의 타측 면에 상기 파단롤러의 힘에 대하여 반대방향으로 작용되는 전단력을 가하는 파단수단을 포함하여 왕겨의 양측 면에 전단력을 가하여 왕겨를 내측 면이 노출되도록 찢어지거나 쪼개진 형태로 파단시키는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 왕겨 파단 장치에서, 상기 파단수단은 상기 파단롤러와 반대방향의 힘을 왕겨에 가하도록 모터에 의해 구동되거나 자중 또는 제동력에 의한 회전 저항을 받는 다른 파단롤러를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 파단수단은 상기 파단롤러와, 그리고 상호 간에 왕겨의 통과 및 파단이 가능한 간격만큼 이격되어 설치되고 상기 파단롤러와 동일한 방향으로 회전하도록 모터에 의해 구동되는 복수의 다른 파단롤러를 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 파단수단은 상기 파단롤러의 외주면과 왕겨의 통과 및 파단이 가능한 간격만큼 이격되어 형성된 원호형의 마찰면을 구비한 파단부재를 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 파단롤러의 외주부에는 타 부분에 비해 상대적으로 더 높은 마찰계수를 갖는 재질 또는 형태로 이루어진 복수의 고마찰부가 간격을 이루어 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 파단로러의 전단 측에 서로 왕겨가 통과 가능한 간격만큼 이격되어 설치되고, 적어도 일측이 모터에 의해 회전되어 양자 사이로 왕겨를 통과시키면서 납작하게 되도록 가압하는 한 쌍의 가압롤러가 구비될 수 있다.
또한, 상기 파단롤러 중 왕겨에 하향하는 힘을 가하는 파단롤러가 상향하는 힘을 가하는 파단롤러 보다 더 고속으로 회전되거나 마찰력이 더 큰 재질 또는 형태의 표면 구조를 구비한 것이 바람직하다.
상기 왕겨 파단 장치를 이용한 본 발명의 유기성 폐기물 소멸 처리제 제조 방법은, 상기 왕겨 파단 장치를 이용하여 왕겨를 찢어지거나 쪼개진 형태로 전단에 의해 파단시키는 왕겨 파단 단계; 파단된 왕겨에 유기물을 분해하는 미생물과 이 미생물의 생장 및 활동을 촉진하기 위한 영양분을 포함하는 미생물 활성제를 혼합하는 미생물 접종 및 활성제 혼합 단계; 및 상기 왕겨에 활착된 미생물에 의해 왕겨를 발효시키는 혼합물 발효 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 왕겨, 미생물, 미생물 활성제의 혼합물을 물리적 외력을 가해 교반하여 상기 미생물 및 미생물 활성제가 왕겨에 함침되게 하는 미생물 및 활성제 함침 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 미생물 및 활성제 함침 단계 전에 미생물 및 미생물 활성제가 혼합된 왕겨를 발효시키는 선발효 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 왕겨를 전단력을 가해 찢어지거나 쪼개진 형태로 파단하여 규산질 코팅층이 없는 왕겨의 내측면이 외부로 노출되도록 함으로써, 왕겨의 내측면을 통해 미생물이 용이하게 침투 및 활착 가능하여 다양한 종류의 유기성 폐기물을 보다 짧은 시간에 잔여물이 최소화되도록 고도 분해할 수 있는 유기성 폐기물 분해 처리제를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치의 제1실시예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치에 의해 왕겨가 파단되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치의 제2실시예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치의 제3실시예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치의 제4실시예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치를 이용한 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치에 의해 왕겨가 파단되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치의 제2실시예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치의 제3실시예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치의 제4실시예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치를 이용한 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법을 도시한 것이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 왕겨 파단 장치는 효과적인 유기성 폐기물 분해 처리제를 제조하기 위하여 그 주재료인 왕겨를 전단력을 가해 찢어지거나 쪼개진 형태로 파단시키는 것으로, 도 1에 그 제1실시예가 도시되어 있고, 이 왕겨 파단 장치에 의한 왕겨의 파단 과정이 도 2에 도시되어 있다.
도시된 본 발명의 왕겨 파단 장치는, 서로 근접하게 설치되어 모터(112)에 의해 회전되는 한 쌍의 가압롤러(110, 111), 그리고 이 가압롤러(110, 111)의 하측에 서로 근접하게 설치되어 모터(123)에 의해 회전되는 한 쌍의 파단롤러(120, 121)를 포함하여 구성된다.
상기 가압롤러(110, 111)는 왕겨(10)를 납작하게 눌러 전단력에 의해 보다 용이하게 파단 가능한 상태로 만드는 것으로, 양측 가압롤러(110, 111)는 서로 반대되는 회전방향으로 구동되어 상측에서 공급되는 왕겨(10)를 양자 사이로 통과시켜 하측으로 배출하는 동시에 왕겨(10)를 가압할 수 있도록 설치된다. 도시된 실시예에서는 좌측의 가압롤러(110)가 시계방향으로, 우측의 가압롤러(111)가 반시계방향으로 회전되는 것을 예시하였다. 선택적으로, 양측 가압롤러(110, 111) 중 일측만 모터에 의해 구동되고, 타측은 종동 회전되는 구조로 이루어질 수도 있다. 또한, 양측 가압롤러(110, 111) 사이의 간격은 왕겨(10)의 내측 면(쌀의 알맹이 측을 향하는 면)이 밀착되는 강도 이상의 압력을 가하되, 과도한 압력으로 인해 왕겨(10)가 분쇄되지 않도록 적절히 선택될 수 있다.
바람직하게는, 과도한 압력 및 충격으로 인한 왕겨(10)의 분쇄를 방지할 수 있도록 상기 가압롤러(110, 111) 중 적어도 일측의 회전축(113)은 스프링(114)에 의해 지지되어 압력을 가하는 방향을 따라 탄성적으로 유동 가능하게 설치된다.
상기 파단롤러(120, 121)는 왕겨(10)의 양측 면에 전단력을 가하여 왕겨(10)를 찢어지거나 쪼개진 형태로 파단시키는 것으로, 양측 파단롤러(120, 121)는 상측에서 공급되는 왕겨(10)를 양자 사이로 통과시켜 하측으로 배출하면서 왕겨(10)의 양측면에 서로 반대되는 방향의 힘을 가하도록 설치된다. 이를 위해, 양측 파단롤러(120, 121)는 서로 동일한 방향으로 회전될 수 있다. 예를 들면, 도시된 실시예와 같이 양측 파단롤러(120, 121)가 모두 반시계방향으로 회전하도록 설치되면, 좌측의 파단롤러(120)는 왕겨(10)의 좌측에 상향하는 힘을, 우측의 파단롤러(121)는 왕겨(10)의 우측에 하향하는 힘을 가하여 왕겨(10)의 양측에 전단력이 발생하게 된다. 또한, 상기 파단롤러(120, 121)는 그 표면과 왕겨(10)의 표면 사이에 적정 강도의 마찰력에 의한 전단력이 발생될 수 있도록 적정 크기의 마찰계수를 가진 재질 또는 형태가 선택될 수 있다.
양측 파단롤러(120, 121) 사이의 간격은 왕겨(10)의 양측에 전단력을 가할 수 있으면서 왕겨(10)가 통과 가능한 정도로 적절히 선택될 수 있다. 파단롤러(120, 121)에 의해 파단되어 찢어지거나 쪼개진 왕겨(10)는 원래의 왕겨(10)보다 두께가 얇아지므로 파단롤러(120, 121) 사이를 통과하여 하부로 배출될 수 있다. 바람직하게는, 왕겨(10)의 배출을 더욱 용이하게 하기 위하여 왕겨(10)에 하향하는 힘을 가하는 파단롤러(121)가 상향하는 힘을 가하는 파단롤러(120)보다 더 큰 힘을 왕겨(10)에 가하도록 구비된다. 예를 들면, 하향하는 힘을 가하는 파단롤러(121)가 다른 파단롤러(120)보다 더 빠른 속도로 회전되거나 마찰력이 더 큰 재질 또는 형태의 표면 구조를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 파단롤러(120, 121) 역시 적어도 일측의 회전축(124)이 과도한 압력과 충격으로 인해 왕겨(10)가 분쇄되는 것을 방지할 수 있도록 스프링(125)에 의해 지지되어 압력을 가하는 방향을 따라 탄성적으로 유동 가능하게 설치된다.
선택적으로, 상기 가압롤러(110, 111) 및 파단롤러(120, 121)의 상부에는 각각 왕겨(10)를 수용 및 공급할 수 있도록 상부에 투입구(134, 135)가 구비되고 하부에 배출구(136, 137)가 구비된 제1공급조(131) 및 제2공급조(132)가 설치될 수 있다. 또한, 상기 파단롤러(120, 121)의 하부에는 파단된 왕겨를 수용할 수 있도록 상부에 유입구(138)가 구비된 회수조(133)가 설치될 수 있다. 상기 제1 및 제2공급조(131, 132)와 회수조(133)는 각각 별개의 부재로 이루어질 수도 있고, 일부 또는 전체가 하나의 케이스에 구비된 구조로 이루어질 수도 있다.
한편, 별도로 도시하지는 않았으나, 양측 파단롤러(120, 121) 중 일측만 왕겨(10)에 하향하는 힘을 가하도록 모터에 의해 구동될 수도 있다. 이러한 경우, 구동되지 않는 파단롤러는 왕겨(10)에 작용되는 구동되는 파단롤러의 하향력에 대한 저항력을 발생시킬 수 있도록 고정되거나 자중 또는 제동력에 의한 회전 저항이 걸린 상태로 설치되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 왕겨 파단 장치에 의해 왕겨가 차단되는 과정을 설명하면, 도 2의 (a)와 같이 타원형의 단면 형상을 갖는 일반적인 왕겨(10)가 상기 가압롤러(110, 111)의 사이를 통과하면서 가압되면 도 2의 (b)와 같이 납작한 형태가 된다. 이때, 압축된 왕겨(10)의 규산질 코팅층이 압력에 의해 부분적으로 파괴되고, 특히 왕겨(10)의 가장자리 부분(11)은 급격히 절곡되면서 강도가 약화되어 쉽게 파단될 수 있는 상태가 된다. 이 상태로 압축된 왕겨(10)는 상기 파단롤러(120, 121)의 사이를 통과하면서 양측 면에 서로 반대방향으로 작용되는 힘, 즉 전단력을 받아 도 2의 (c)와 같이 찢어지거나 갈라진 형태로 파단된다. 이와 같이 파단된 왕겨(10)는 외측면의 규산질 코팅층이 부분적으로 파괴되는 한편, 규산질 코팅층이 없는 내측면(12)이 외부로 노출되어 유기성 폐기물 분해 처리제를 제조할 때 미생물의 활착이 보다 용이하고 활발하게 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 왕겨 파단 장치의 제2실시예를 도시한 것으로, 전술한 제1실시예와 동일한 파단롤러(120, 121, 122)가 다수 개 배치된 것이다. 각 파단롤러(120, 121, 122) 사이의 간격은 전술한 실시예에서 설명한 바와 같이 왕겨(10)의 양측에 전단력을 가할 수 있으면서 왕겨(10)가 통과 가능한 정도로 적절히 선택될 수 있다.
제2실시예와 같이 다수개 설치된 파단롤러(120, 121, 122)는 모터(미도시)에 의해 동일한 방향으로 회전되는데, 파단된 왕겨(10)의 배출을 보다 용이하게 하기 위해 왕겨(10)에 하향하는 힘을 가하는 위치의 파단롤러가 더 큰 힘을 왕겨(10)에 가하도록 설치되는 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이 파단롤러(120, 121, 122)가 반시계방향으로 회전되는 경우, 배치된 위치가 우측으로 갈수록 파단롤러(120, 121, 122)의 회전속도가 더 고속이거나 마찰력이 더 큰 재질 또는 형태의 표면 구조를 구비한 것이 바람직하다.
제2실시예와 같이 다수의 파단롤러(120, 121, 122)가 수평 배치된 구조는 보다 많은 양의 왕겨를 보다 신속하게 파단 가공할 수 있어 생산성 면에서 유용하다.
한편, 본 발명의 왕겨 파단 장치는 하나의 파단롤러(121)만을 구비한 구조로 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 제3실시예에서와 같이, 왕겨(10)의 일측에 하향하는 힘을 가하도록 모터(112)에 의해 구동되는 하나의 파단롤러(121) 및 이 파단롤러(121)의 외주면과 왕겨(10)의 통과 및 파단이 가능한 정도의 간격을 유지하는 원호형의 마찰면(141)을 갖는 파단부재(140)를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. 상기 파단롤러(121)의 회전축(124) 역시 스프링(125)에 의해 지지되어 탄성적으로 유동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 구조의 왕겨 파단 장치는, 왕겨(10)가 상기 파단롤러(121)와 파단부재(140)의 사이를 통과하는 동안 왕겨(10)의 일측 면에는 상기 파단롤러(121)의 의해 하향하는 힘이 작용되고, 그 반대측 면에는 파단부재(140)의 마찰면(141)에 의한 반대방향의 저항력이 작용되어 전단력에 의한 왕겨(10)의 파단이 이루어질 수 있다.
제3실시예와 같이 하나의 파단롤러(121)만을 구비한 구조는 설치 공간을 적게 차지하여 장치의 소형화 면에서 유용하다.
도 5에는 본 발명의 제4실시예가 도시되어 있다. 도시된 제4실시예는 파단롤러(121)의 외주면에 소정 간격으로 상대적으로 더 높은 마찰력을 갖는 고마찰부(151)가 구비된 것이다. 상기 고마찰부(151)는 타 부분에 비해 더 높은 마찰계수를 갖는 재질 또는 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 구조는 파단롤러(121)가 회전할 때 상기 고마찰부(151)가 단속적으로 더 큰 힘을 순간적으로 가하여 일종의 충격력으로 작용하게 되므로, 왕겨(10)에 수직방향으로 작용되는 압력이 더 작은 상태에서도 충분한 전단력을 가할 수 있게 된다. 이에 따라, 왕겨의 분쇄를 더욱 효과적으로 방지하면서도 파단 속도를 높일 수 있고, 파단된 왕겨의 배출을 더욱 용이하게 하여 생산성 면에서 유용하고 유기물 처리제로 요구되는 품질도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법은 전술한 바와 같은 본 발명의 파단 장치에 의해 파단된 왕겨를 주재료로 하는 고형 배지에 유기물을 분해하는 미생물 및 이 미생물의 생장 및 활동을 촉진하기 위한 미생물 활성제를 첨가하여 소정 기간 발효시킨 것으로, 그 제조 과정의 일 실시예가 도 6에 도시되어 있다.
도 6을 함께 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 분해 처리제 제조방법은 왕겨 파단 단계(S110), 미생물 접종 및 활성제 혼합 단계(S120), 미생물 및 활성제 함침 단계(S130), 및 혼합물 발효 단계(S140)를 포함한다.
상기 왕겨 파단 단계(S110)는 유기성 폐기물 분해 처리제의 주재료인 왕겨의 외면에 존재하는 규산질 코팅층으로 인한 미생물의 활착 저해를 해소하기 위한 것으로, 전술한 바와 같은 본 발명의 파단 장치를 이용하여 도 2의 (c)와 같이 왕겨(10)를 찢어지거나 쪼개진 형태로 전단시켜 규산질 코팅층이 없는 왕겨의 내측 면이 외부로 노출되게 하는 것이다. 이에 따라 왕겨(10)의 내측면을 통해 미생물 및 활성제가 용이하게 침입하여 활착될 수 있게 된다. 왕겨를 작은 입자 상태로 분쇄할 경우, 왕겨의 섬유조직구조가 해체되어 미생물의 활착이 제대로 이루어질 수 없는데 반해, 본 발명과 같이 전단력을 가해 파단시키면 왕겨(10)의 섬유조직구조는 그대로 보존되면서 미생물의 활착이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.
상기 미생물 접종 및 활성제 혼합 단계(S120)는 파단된 왕겨에 유기물 분해 기능이 있는 미생물과 이 미생물의 생장 및 활동을 촉진하기 위한 영양분과 활성물질을 제공하는 미생물 활성제를 혼합하는 것이다.
상기 미생물은 고형으로, 또는 단독으로 구비될 수도 있으나, 통상적인 배양액 형태로 구비되는 것이 혼합 및 활착 효율 면에서 바람직하다. 상기 미생물은 유기물 분해에 사용되는 다양한 종류의 것이 선택될 수 있으며, 예를 들면 고초균, 락토유산균, 광합성균, 효모군, 녹조류균, 방선균, 황국균, 샐룰로스균, 백강균 등에서 단일 또는 복수의 종류가 선택될 수 있다.
상기 미생물 활성제는 미생물과 별도로 구비될 수도 있고, 상기 미생물 배양액과 혼합되는 액상 형태로 제공될 수 있다. 이 미생물 활성제는 당밀, 미강, 쌀뜨물, 찐 감자, 설탕 등의 탄수화물, 아미노산 등 단백질 분해물, 잣 껍질 등 통상적으로 미생물의 영양 성분이 되는 다양한 종류의 것을 포함할 수 있다.
상기 미생물 활성제는 영양 성분 외에 미생물의 생장을 촉진하는 부재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 토탄이 사용될 수 있다. 토탄에는 다량의 부식산(Humic-Acid)이 포함되어 있는데 이는 염기치환 용량이 높아 암모니아와 같은 영양분의 보유력을 높여 미생물의 영양분 저장고 역활을 하며, 부식산으로부터 발생되는 풀빅산(Fulvic-Acid)은 광합성의 효과로 세포 분열을 촉진하는 등 미생물의 생장 및 활동성에 매우 유용한 작용 효과를 갖는다.
선택적으로, 상기와 같이 왕겨(10)에 미생물 및 미생물 활성제를 혼합한 후 혼합물 선발효 단계(S121)를 행하는 것이 바람직하다. 이 혼합물 선발효 단계(S121)는 혼합물을 1차로 혼합한 후 적정 온도 및 습도의 환경에서 자연적으로 미생물의 활동에 의한 왕겨(10)의 1차 발효가 이루어지게 하는 것이다. 이 혼합물 선발효 단계(S121)는 1~30일, 바람직하게는 1~10일 정도의 기간 동안 진행될 수 있다.
상기 미생물 및 활성제 함침 단계(S130)는 상기 혼합물, 바람직하게는 1차 발효가 이루어진 혼합물을 날개형 또는 스크류 형태의 교반기 등에 의한 물리적 외력을 가해 적극적으로 혼합하여 함침되게 하는 것으로, 이를 통해 상기 미생물 배양액, 액상 미생물 활성제, 또는 수분에 용출된 미생물 활성제 성분 등이 왕겨 및 부재료에 고르게 함침되어 미생물의 활착 및 부가 성분의 분배가 효과적으로 이루어질 수 있다.
상기 혼합물 발효 단계(S140)는 왕겨(10) 등 고형배지에 미생물이 활착되어 왕성하게 생장할 수 있는 적정 온도 및 습도의 환경을 제공하여 유기성 폐기물과 혼합 시 신속하게 미생물에 의한 분해가 이루어질 수 있도록 발효시키는 것이다. 이 혼합물 발효 단계(S140)는 1~30일, 바람직하게는 5~20일 정도의 기간 동안 진행될 수 있다.
전술한 바와 같은 과정을 통해 제조된 유기성 폐기물 분해 처리제는 음식물 쓰레기, 가축 분뇨 및 살처분 사체와 같은 축산 폐기물, 어패류 사체 및 배설물과 같은 어업 폐기물 등 다양한 종류의 유기성 폐기물과 적정 비율로 혼합하여 발효를 진행시키면 미생물의 왕성한 활동에 의해 유기물을 단시간에 거의 완전히 소멸 처리할 수 있다. 또한, 축사의 깔개에 혼합하면 가축의 배설물 등 유기물을 신속하게 분해하여 위생적이고 쾌적한 축사 환경을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10 : 왕겨 11 : 가장자리 부분
110, 111 : 가압롤러 112 : 모터
113 : 회전축 114 : 스프링
120, 121, 122 : 파단롤러 123 : 모터
124 : 회전축 125 : 스프링
131 : 제1공급조 132 : 제2공급조
133 : 회수조 134, 135 : 투입구
136, 137 : 배출구 138 : 유입구
140 : 파단부재 141 : 마찰면
151 : 고마찰부
110, 111 : 가압롤러 112 : 모터
113 : 회전축 114 : 스프링
120, 121, 122 : 파단롤러 123 : 모터
124 : 회전축 125 : 스프링
131 : 제1공급조 132 : 제2공급조
133 : 회수조 134, 135 : 투입구
136, 137 : 배출구 138 : 유입구
140 : 파단부재 141 : 마찰면
151 : 고마찰부
Claims (10)
- 서로 왕겨가 통과 가능한 간격만큼 이격되어 설치되고, 적어도 일측이 모터에 의해 회전되어 양자 사이로 왕겨를 통과시키면서 납작하게 되도록 가압하는 한 쌍의 가압롤러; 모터에 의해 회전하면서 상기 가압롤러를 통과하여 납작하게 가압된 왕겨의 일측 면에 일방향의 전단력을 가하는 파단롤러; 및 상기 파단롤러와 왕겨가 통과 가능한 간격만큼 이격되어 배치되어 왕겨의 타측 면에 상기 파단롤러의 힘에 대하여 반대방향으로 작용되는 전단력을 가하는 파단수단을 포함하는 왕겨 파단 장치를 이용한 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법에 있어서,
상기 가압롤러 사이를 통과하여 납작하게 가압된 왕겨를 상기 파단롤러 및 파단수단 사이로 통과시켜 왕겨의 양측 면에 전단력을 가해 왕겨를 내측 면이 노출되도록 찢어지거나 쪼개진 형태로 파단시키는 왕겨 파단 단계;
파단된 왕겨에 유기물을 분해하는 미생물과 이 미생물의 생장 및 활동을 촉진하기 위한 영양분을 포함하는 미생물 활성제를 혼합하는 미생물 접종 및 활성제 혼합 단계;
상기 왕겨, 미생물, 미생물 활성제의 혼합물을 물리적 외력을 가해 교반하여 상기 미생물 및 미생물 활성제가 왕겨에 함침되게 하는 미생물 및 활성제 함침 단계; 및
상기 왕겨에 활착된 미생물에 의해 왕겨를 발효시키는 혼합물 발효 단계를 포함하는 왕겨 파단 장치를 이용한 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 미생물 및 활성제 함침 단계 전에 미생물 및 미생물 활성제가 혼합된 왕겨를 발효시키는 선발효 단계를 더 포함하는 왕겨 파단 장치를 이용한 유기성 폐기물 분해 처리제 제조 방법.
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