KR102505406B1 - 수평형 스마트 콤포스트 제조장치 및 이를 이용한 콤포스트 제조방법 - Google Patents
수평형 스마트 콤포스트 제조장치 및 이를 이용한 콤포스트 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용하는 퇴비 조성물 제조에 있어, 발효 시간을 단축시키고 악취 및 유해가스 성분을 효과적으로 흡착시킬 수 있도록 하는, 보다 경제적이고 친환경적인 수평형 스마트 콤포스트(compost; 퇴비) 제조장치 및 이를 이용한 콤포스트 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수평형 스마트 콤포스트(compost; 퇴비) 제조장치 및 이를 이용한 콤포스트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용하는 퇴비 조성물 제조에 있어, 발효 시간을 단축시키고 악취 및 유해가스 성분을 효과적으로 흡착시킬 수 있도록 하는, 보다 경제적이고 친환경적인 수평형 스마트 콤포스트 제조장치 및 이를 이용한 콤포스트 제조방법에 관한 것이다.
가축분뇨는 소, 돼지, 닭과 같은 가축이 배설하는 똥과 오줌을 의미하는 것으로 축산분뇨(또는 축분)라고도 한다. 각종 유기화합물과 질소, 인산, 칼륨 등의 비료성분이 많이 함유되어 있어 농작물이나 과수에 거름으로 이용되기도 하지만 양이 지나치게 많아 미처 활용되지 않고 폐기되는 비율이 높아지면서 축산환경 오염문제의 발생원이 되고 있다.
한편, 조류 인플루엔자와 구제역 등과 같은 가축 전염병이 발생하게 되면, 병에 걸린 가축을 단순히 땅에 묻어 살처분 해왔지만, 이러한 매몰법은 침출수로 인한 수질 오염, 매립지 오염, 악취 발생 등의 2차 오염이 야기된다는 문제가 있다.
이에 따라, 이러한 가축분뇨와 가축의 사체 등을 발효 처리하여 퇴비화하는 방법들이 꾸준히 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1969005호에서는 가축의 사체를 바이오스톤, 톱밥 등과 혼합하고, 매몰하여 퇴비를 제조하는 방법을 게시하였다. 그러나, 상기 특허에서는 별도의 매몰지가 요구되므로, 매몰지가 부족하거나 폐사 가축에 대한 매몰이 어려운 지역에서는 퇴비화가 용이하지 않다는 문제가 있었다.
아울러, 기존의 공법들은 여전히 악취 및 침출수의 발생을 방지하지 못하는 문제가 있으며, 부숙화 과정에서 45일 정도의 긴 시간이 요구되고, 장기간의 부 숙화 과정에서 많은 악취와 유해가스들이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 가축분뇨의 퇴비화는 상온이 높은 여름철에는 가축분뇨가 잘 발효되어 퇴비화가 원활하게 수행되지만 겨울철의 낮은 온도에서는 가축분뇨의 발효화가 더디게 되어 퇴비화 과정이 원활하지 못한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가축분뇨 및 가축 부산물 등을 이용하는 퇴비 조성물 제조시 투입되는 가축분뇨 및 가축 부산물 등을 파쇄시킴과 동시에 확산되게 공급하도록 투입함에 의해, 건조 발효 효율을 높이고 미생물에 의한 발효 시간을 단축시키며 악취 및 유해가스 성분을 효과적으로 흡착할 수 있는 각종 성분들을 포함함으로써, 보다 친환경적이면서도 경제성이 우수한 수평형 스마트 콤포스트 제조장치 및 이를 이용한 콤포스트 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리하고, 전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하고, 파쇄된 혼합물을 압착하여 유지를 분리하며, 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입할 수 있는 투입호퍼; 상기 투입호퍼가 상부에 설치되고, 일측에는 퇴비배출도어가 구비되는 본체; 상기 본체의 내부공간부에 마련되며, 상기 투입호퍼를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하면서 발효 건조시켜 양질의 퇴비를 형성할 수 있도록 둘레에 단열재가 설치되되, 상기 단열재는 0.3이하~5mm의 입도를 고르게 혼합하여 구성되는 바텀애시 50중량%, 플라이애시 10중량%, 유리비드 5중량%, 점토애시 15중량%, 흑연애시 10중량%, 규산소다 5중량%, 보조첨가제 5중량%를 혼합하여 제조되는 단열재가 설치된 발효드럼; 상기 발효드럼의 내부에 회전 가능하게 설치되어 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하는 교반스크류; 상기 교반스크류에 의해 혼합 교반되면서 상기 발효드럼에서 살균 발효시 발생되는 악취제거를 위해 상기 본체 내부의 습기 및 공기를 배출할 수 있게 상기 본체의 상부 일측에 마련되는 악취배출구; 및 상기 본체의 내부공간으로 열풍을 공급하여 상기 발효드럼에서 살균 및 발효가 일정한 온도하에서 이루어지도록 상기 본체의 상부 일측에 이동 및 각도 조절이 가능하게 설치되는 열풍기;를 포함하는, 수평형 스마트 콤포스트 제조장치에 있어서, 상기 투입호퍼는: 상부에서 하부로 갈수록 입구가 좁아지도록 형성되는 투입부와, 상기 투입부의 하단에서 다시 하부로 갈수록 입구가 넓어지도록 형성되는 확산부;로 이루어지되, 상기 확산부의 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되어 상기 투입부를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 상기 발효드럼의 내부로 확산되게 공급하는 확산공급부;를 더 포함하고, 상기 확산공급부; 상기 확산부의 중앙에 수평 방향으로 회전 가능하게 설치되며, 외측 단부에 첨예부를 갖도록 중심부에서 외측단부로 갈수록 좁아지는 경사면을 갖는 복수개의 확산날개; 상기 확산날개를 회전시킬 수 있는 제1모터; 상기 제1모터를 구동시킬 수 있도록 제어하되, 상기 투입호퍼의 내부에 수분센서를 구비하여 상기 수분센서에서 감지되는 수분량에 따라, 수분이 많이 함유되어 있는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 투입되는 경우에는 상기 제1모터를 고속 회전시키도록 제어하고, 수분이 적게 함유되어 있는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 투입되는 경우에는 상기 제1모터를 저속 회전시키도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 구동되는 제1모터의 상부에 설치되어 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액으로부터 상기 제1모터를 보호하는 보호판;으로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 전처리는, 퇴비 원재료를 초음파 교반기를 사용하여 1차 교반하고, 1차 교반된 퇴비 원재료를 미세 노즐을 사용하여 고압의 산소를 주입시키면서 2차 교반하며, 1차 교반 및 2차 교반을 연속하여 3회를 수행하되, 3회차의 1차 교반 중에 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 퇴비 원재료를 석회처리하고, 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물을 제거하되, 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물의 제거에 사용되는 성분물질은, 황토 및 활성탄을 1.5~2:1의 중량비로 혼합한 혼합물이고, 상기 황토는 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘을 포함하되, 황토 내 실리카의 함량이 44 내지 48중량%으로 포함되고, 산화알루미늄의 함량이 34 내지 38 중량%으로 포함되며, 퇴비형성 첨가제는, 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 사과산을 포함하는 악취제거제를 1 내지 10 중량부로, 황산 알루미늄을 포함하는 중금속 흡착제를 0.1 내지 5 중량부로 포함하고, 악취제거제는, 사과산과 소나무 수피 추출물 및 목탄 분말을 1:0.7~0.8:0.6~0.7의 중량물로 배합한 혼합물이고, 중금속 흡착제는, 황산 알루미늄 및 알긴산을 1:1의 중량비로 배합한 혼합물을 비드 형태로 제조한 것이며, 미생물 배양액은, 광합성 미생물 총 균주가 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 배양액을 물에 0.5~1.0w% 로 희석한 배양희석액인 것이 바람직하다.
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또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리하고, 전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하고, 파쇄된 혼합물을 압착하여 유지를 분리하며, 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입할 수 있는 투입호퍼; 상기 투입호퍼가 상부에 설치되고, 일측에는 퇴비배출도어가 구비되는 본체; 상기 본체의 내부공간부에 마련되며, 상기 투입호퍼를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하면서 발효 건조시켜 양질의 퇴비를 형성할 수 있도록 둘레에 단열재가 설치되되, 상기 단열재는 0.3이하~5mm의 입도를 고르게 혼합하여 구성되는 바텀애시 50중량%, 플라이애시 10중량%, 유리비드 5중량%, 점토애시 15중량%, 흑연애시 10중량%, 규산소다 5중량%, 보조첨가제 5중량%를 혼합하여 제조되는 단열재가 설치된 발효드럼; 상기 발효드럼의 내부에 회전 가능하게 설치되어 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하는 교반스크류; 상기 교반스크류에 의해 혼합 교반되면서 상기 발효드럼에서 살균 발효시 발생되는 악취제거를 위해 상기 본체 내부의 습기 및 공기를 배출할 수 있게 상기 본체의 상부 일측에 마련되는 악취배출구; 및 상기 본체의 내부공간으로 열풍을 공급하여 상기 발효드럼에서 살균 및 발효가 일정한 온도하에서 이루어지도록 상기 본체의 상부 일측에 이동 및 각도 조절이 가능하게 설치되는 열풍기;를 포함하는, 수평형 스마트 콤포스트 제조장치에 있어서, 상기 투입호퍼는: 상부에서 하부로 갈수록 입구가 좁아지도록 형성되는 투입부와, 상기 투입부의 하단에서 다시 하부로 갈수록 입구가 넓어지도록 형성되는 확산부;로 이루어지되, 상기 확산부의 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되어 상기 투입부를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 상기 발효드럼의 내부로 확산되게 공급하는 확산공급부;를 더 포함하고, 상기 확산공급부는: 상기 확산부의 중앙에 방사상을 이루게 설치되어 제자리 회전하며, 원형으로 외주면에 일정 각도마다 원호형으로 오목하게 형성된 호형 커터날을 갖는 복수개의 커터가 소정 간격을 이루게 설치되어 있는 복수개의 스크류 회전칼날; 상기 스크류 회전칼날을 제자리 회전시킬 수 있는 제2모터; 상기 제2모터를 구동시킬 수 있도록 제어하되, 상기 투입호퍼의 내부에 수분센서를 구비하여 상기 수분센서에서 감지되는 수분량에 따라, 수분이 많이 함유되어 있는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 투입되는 경우에는 상기 제2모터를 고속 회전시키도록 제어하고, 수분이 적게 함유되어 있는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 투입되는 경우에는 상기 제2모터를 저속 회전시키도록 제어하는 제어부; 상기 제어부에 의해 구동되는 제2모터의 회전력을 상기 복수개의 스크류 회전칼날에 동시에 전달할 수 있는 베벨기어; 및 상기 스크류 회전칼날의 하부에 설치되어 상기 스크류 회전칼날에 의해 파쇄되는 파쇄물을 외측으로 안내하는 가이드;로 이루어지되, 상기 스크류 회전칼날은, 복수개의 커터가 소정 간격을 이루게 설치되어 있는 코일스프링 형상으로 이루어지고, 상기 스크류 회전칼날 및 가이드는, 외측으로 갈수록 높이가 낮아지는 경사각을 이루게 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 전처리는, 퇴비 원재료를 초음파 교반기를 사용하여 1차 교반하고, 1차 교반된 퇴비 원재료를 미세 노즐을 사용하여 고압의 산소를 주입시키면서 2차 교반하며, 1차 교반 및 2차 교반을 연속하여 3회를 수행하되, 3회차의 1차 교반 중에 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 퇴비 원재료를 석회처리하고, 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물을 제거하되, 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물의 제거에 사용되는 성분물질은, 황토 및 활성탄을 1.5~2:1의 중량비로 혼합한 혼합물이고, 상기 황토는 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘을 포함하되, 황토 내 실리카의 함량이 44 내지 48중량%으로 포함되고, 산화알루미늄의 함량이 34 내지 38 중량%으로 포함되며, 퇴비형성 첨가제는, 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 사과산을 포함하는 악취제거제를 1 내지 10 중량부로, 황산 알루미늄을 포함하는 중금속 흡착제를 0.1 내지 5 중량부로 포함하고, 악취제거제는, 사과산과 소나무 수피 추출물 및 목탄 분말을 1:0.7~0.8:0.6~0.7의 중량물로 배합한 혼합물이고, 중금속 흡착제는, 황산 알루미늄 및 알긴산을 1:1의 중량비로 배합한 혼합물을 비드 형태로 제조한 것이며, 미생물 배양액은, 광합성 미생물 총 균주가 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 배양액을 물에 0.5~1.0w% 로 희석한 배양희석액인 것이 바람직하다.
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본 발명에 따른 수평형 스마트 콤포스트 제조장치 및 이를 이용한 콤포스트 제조방법에 의하면, 가축분뇨 및 가축 부산물 등을 이용하는 퇴비 조성물 제조시 투입되는 가축분뇨 및 가축 부산물 등을 파쇄시킴과 동시에 확산되게 공급하도록 투입함에 의해, 건조 발효 효율을 높이고 미생물에 의한 발효 시간을 단축시키며 악취 및 유해가스 성분을 효과적으로 흡착할 수 있는 각종 성분들을 포함함으로써, 보다 친환경적이면서 경제성이 우수한 가축분뇨를 이용한 퇴비 조성물을 제공하여 농가 소득의 증진에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 축분 등 유기성 자원을 이용하고 기계식 살포가 가능한 입제(펠렛) 형태의 퇴비를 제조함으로써, 노동력 절감 및 유통의 용이성을 향상시킬 수 있어서 농가의 실질적인 요구와 인력난의 해결을 위한 방안이 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수평형 스마트 콤포스트 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 제1실시예에서 확산공급부를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 수평형 스마트 콤포스트 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3표시의 제2실시예에서 확산공급부를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 5는 제2실시예에 따른 확산공급부에 구비되는 스크류 회전칼날의 일예를 보인 도면이고,
도 6 내지 도 9는 제2실시예에 따른 확산공급부에 구비되는 스크류 회전칼날의 다른 일예를 보인 도면이고,
도 10은 본 발명의 수평형 스마트 콤포스트 제조장치에 구비되는 발효드럼 내부에 설치된 교반스크류의 일예를 보인 도면이고,
도 11은 본 발명의 수평형 스마트 콤포스트 제조장치를 이용한 콤포스트 제조방법의 블록도이다.
도 2는 도 1의 제1실시예에서 확산공급부를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 수평형 스마트 콤포스트 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3표시의 제2실시예에서 확산공급부를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 5는 제2실시예에 따른 확산공급부에 구비되는 스크류 회전칼날의 일예를 보인 도면이고,
도 6 내지 도 9는 제2실시예에 따른 확산공급부에 구비되는 스크류 회전칼날의 다른 일예를 보인 도면이고,
도 10은 본 발명의 수평형 스마트 콤포스트 제조장치에 구비되는 발효드럼 내부에 설치된 교반스크류의 일예를 보인 도면이고,
도 11은 본 발명의 수평형 스마트 콤포스트 제조장치를 이용한 콤포스트 제조방법의 블록도이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 설명에 앞서, 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 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 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.
또한, 본 발명의 구성들은 직접적인 접촉이나 연결뿐만 아니라 구성과 구성 사이에 다른 구성을 통해 접촉이나 연결된 것도 같은 범위로 해석하도록 한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수평형 스마트 콤포스트 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 제1실시예에서 확산공급부를 위에서 보아 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 수평형 스마트 콤포스트 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3표시의 제2실시예에서 확산공급부를 위에서 보아 도시한 도면이고, 도 5는 제2실시예에 따른 확산공급부에 구비되는 스크류 회전칼날의 일예를 보인 도면이고, 도 6 내지 도 9는 제2실시예에 따른 확산공급부에 구비되는 스크류 회전칼날의 다른 일예를 보인 도면이고, 도 10은 본 발명의 수평형 스마트 콤포스트 제조장치에 구비되는 발효드럼 내부에 설치된 교반스크류의 일예를 보인 도면이다.
이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수평형 스마트 콤포스트 제조장치는, 투입호퍼(110), 본체(120), 발효드럼(130), 교반스크류(140), 악취배출구(150) 열풍기(160) 및 확산공급부(200)를 포함하는 것이 바람직하다.
도시된 바와 같이, 상기 투입호퍼(110)는 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리하고, 전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하고, 파쇄된 혼합물을 압착하여 유지를 분리하며, 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입할 수 있도록 구비된다.
이때, 상기 전처리는, 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 상기 퇴비 원재료를 석회처리하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 구운 왕겨는, 왕겨를 250℃에서 45분간 가열한 후 건조시킨 것이고, 상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물의 혼합물은, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 15 내지 40 중량부로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 퇴비형성 첨가제는, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 사과산을 포함하는 악취제거제를 1 내지 10 중량부로, 황산 알루미늄을 포함하는 중금속 흡착제를 0.1 내지 5 중량부로 더 포함하는 것이 바람직하다
상기 패각류 분말은, 조개 껍데기, 굴 껍데기 및 홍합 껍데기를 분쇄하여 평균 입경이 1 내지 10mm로 분말화한 것이고, 상기 미생물 배양액은, 락토바실러스 아시도필루스 (Lactobacillus acidopillus)균, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)균, 아스페르길루스 니가 (Aspergillus niger)균, 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)균, 슈도모나스속(Peudomonas), 니트로소모나스속(Nitrosomonas) 및 광합성미생물(Phototrophic bacteria)균으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 미생물 균주를 포함하되, 상기 미생물 배양액은, 광합성 미생물 총 균주가 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 배양액을 물에 0.5~1.0w% 로 희석한 배양희석액인 것이 바람직하다.
또한, 상기 투입호퍼(110)는 상부에서 하부로 갈수록 입구가 좁아지도록 형성되는 투입부(112)와, 상기 투입부(112)의 하단에서 다시 하부로 갈수록 입구가 넓어지도록 형성되는 확산부(114)를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 통상의 투입호퍼는 상부와 하부의 입구가 동일하거나, 혹은 상부에서 하부로 입구가 좁아지는 구성을 갖기 때문에 투입되는 투입물이 내부로 확산되지 못하여 모이는 형태로 투입되는 단점을 갖는 반면, 본 발명은 상부에서 하부로 입구가 좁아는 투입부(112)에 의해 투입물을 용이하게 투입할 수 있도록 하며, 투입부(112)의 하부에서 다시 하부로 입구가 넓어지게 구성됨에 의해 투입물이 확산되도록 하여 투입되게 하는 장점을 가지며, 이는 투입물이 골고루 분산되어 투입되게 하는 효과가 있고, 이로 인해 발효 효율을 높여 발효시간을 단축할 수 있는 장점을 갖는다.
이와 같은 구성을 갖는 상기 투입호퍼(110)의 내부에 확산공급부(200)가 회전가능하게 설치되어 상기 투입호퍼(110)를 통해 투입되는 투입물(유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액)을 파쇄하여 본체의 내부에 마련되는 발효드럼에 확산되게 공급할 수 있다. 즉, 상기 투입호퍼(110)의 하부에 마련되는 확산부(114)의 내부 중앙에 상기 확산공급부(200)가 회전 가능하게 설치되어 상기 투입호퍼(110)를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 파쇄함과 동시에 발효드럼의 내부로 확산되게 공급하는 것을 특징으로 하며, 이러한 확산공급부(200)에 대해서는 후술한다.
도시된 바와 같이, 상기 본체(120)는 투입호퍼(110)가 상부에 설치되고, 일측에는 퇴비배출도어(122)가 구비되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 본체(120)의 내부공간부에 발효드럼(130)이 마련되며, 상기 발효드럼(130)은 투입호퍼(110)를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하면서 발효 건조시켜 양질의 퇴비를 형성할 수 있다.
또한, 상기 발효드럼(130)의 내부에는 교반스크류(140)가 회전 가능하게 설치되어 상기 교반스크류(140)에 의해 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하는 것이 바람직하다.
도시된 바와 같이, 악취배출구(150)는 상기 본체(120)의 상부 일측에 마련되는 것이 바람직하며, 상기 악취배출구(150)에 의해 상기 교반스크류(140)에 의해 혼합 교반되면서 상기 발효드럼(130)에서 살균 발효시 발생되는 악취제거를 위해 상기 본체(120) 내부의 습기 및 공기를 배출할 수 있다.
도시된 바와 같이, 열풍기(160)는 상기 본체(120)의 내부공간으로 열풍을 공급하여 상기 발효드럼(130)에서 살균 및 발효가 일정한 온도하에서 이루어지도록 상기 본체(120)의 상부 일측에 이동 및 각도 조절이 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 열풍기(160)는 송풍기(162)의 전방 혹은 내부에 히터(164)가 설치되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 열풍기(160)는 제어부에서 조작한 온도조작에 의해 발효드럼(130)의 내부로 열풍을 공급하여 일정한 온도하에서 살균 및 발효가 이루어지도록 할 수 있다. 이때, 제어부는 도시안된 전원버튼, 분쇄 동작버튼, 모터 동작버튼, 발효온도계, 비상정지버튼, 타이머 등등을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 확산공급부(200)는 본 발명의 특징을 이루는 부분으로, 상기 확산공급부(200)의 제1실시예는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 투입호퍼(110)에 구비되는 확산부(114)의 중앙에 수평 방향으로 회전 가능하게 설치되는 복수개의 확산날개(212)를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 확산날개(212)는 외측 단부에 첨예부를 갖도록 중심부에서 외측단부로 갈수록 좁아지는 경사면을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 상기 확산날개(212)는 표창 모양으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 확산날개(212)를 회전시킬 수 있도록 제1모터(214)가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 제1모터(214)의 상부에는 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액으로부터 제1모터(214)를 보호하도록 보호판(216)이 설치되는 것이 바람직하다.
이와 같은 상기 확산공급부(200)의 제1실시예는, 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 파쇄하면서 외측으로 확산시키고, 외측으로 확산되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 하부로 입구가 넓어지는 확산부(114)의 내벽면을 따라 발효드럼(130)에 확산되어 골고루 분포되도록 공급되게 할 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 확산공급부(200)의 제2실시예는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 투입호퍼(110)에 구비되는 확산부(114)의 중앙에 복수개의 스크류 회전칼날(222)이 방사상을 이루게 설치되어 제자리 회전하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 스크류 회전칼날(222)은 도 5와 같이 코일스프링(222a) 형상으로 이루어지거나, 도 6 내지 도 7와 같이 회전축(222b)에 분쇄날(222c)이 스크류형으로 설치된 것 중 어느 하나일 수 있다. 이때, 상기 회전축(222b)에 설치되는 분쇄날(222c)은 도 6와 같이 수평으로 설치되거나, 도 9와 같이 외측으로 직경이 작아지게 설치될 수 있다.
또한, 상기 스크류 회전칼날(222)에는 소정 간격을 이루게 복수개의 커터(224)가 설치되는 것이 바람지하며, 상기 커터(224)는 원형으로 외주면에 일정 각도마다 원호형으로 오목하게 형성된 호형 커터날(224a)을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 커터(224)는 상기 스크류 회전칼날(222)이 회전됨에 의해 폐가축의 육질은 물론이고 단단한 뼈를 잘개 부수면서 일측으로 이송시킬 수 있다.
한편, 복수개의 커터(224)가 설치된 상기 스크류 회전칼날(222)을 제자리 회전시킬 수 있도록 제2모터(226)가 설치되며, 상기 제2모터(226)의 회전력을 상기 복수개의 스크류 회전칼날(222)에 동시에 전달할 수 있는 베벨기어(228)가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 스크류 회전칼날(222)의 하부에는 상기 스크류 회전칼날(222)에 의해 파쇄되는 파쇄물을 외측으로 안내하는 가이드(229)가 설치되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 가이드(229) 및 호형 커터날(224a)을 갖는 커터(224)와 스크류 회전칼날(222)에 의해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 파쇄하여 외측으로 이동시켜 공급할 수 있다.
이때, 상기 스크류 회전칼날(222) 및 가이드(229)는 외측으로 갈수록 높이가 낮아지는 경사각을 이루게 설치되면, 보다 용이하게 외측으로 이동시킬 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 확산공급부(200)는 제1모터(214) 및 제2모터(226)의 회전력을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 제어부는 수분이 많은 것은 제1모터(214) 및 제2모터(226)를 고속 회전시키도록 제어하고, 수분이 적은 것은 제1모터(214) 및 제2모터(226)를 저속 회전시키도록 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 투입호퍼(110)의 내부에 수분감지센서를 구비하여 상기 수분감지센서에서 감지되는 수분량에 따라 상기 제어부를 구동되게 할 수도 있다.
도시된 바와 같이, 상기 발효드럼(130)의 둘레에는 단열재(132)가 더 설치되는 것이 바람직하며, 상기 단열재(132)는 바텀애시 50중량%, 플라이애시 10중량%, 유리비드 5중량%, 점토애시 15중량%, 흑연애시 10중량%, 규산소다 5중량%, 보조첨가제 5중량%를 혼합하여 제조되되, 상기 바텀애시 50중량%는 0.3이하~5mm의 입도를 고르게 혼합하여 구성되는 것이 바람직하다.
첨부된 도 11은 본 발명의 수평형 스마트 콤포스트 제조장치를 이용한 콤포스트 제조방법의 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제조방법은 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리 하는 단계; 전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 1차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하는, 파쇄 단계; 파쇄된 1차 혼합물을 압착하여 유지를 분리하는, 유지 분리단계; 유지 분리 단계를 수행한 1차 혼합물에 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입하여 혼합한 2차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 2차 혼합물을 9~12일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는, 교반 단계; 수분 함량이 조절된 2차 혼합물을 고속 발효건조기에서 35 내지 45℃에서 10 내지 12시간 동안 발효시키는 발효 단계; 발효된 발효물을 후숙 발효조에서 20~25일 동안 후숙시켜 양질의 퇴비를 형성하는 후숙 단계; 및 상기 후숙된 퇴비를 180℃에서 24 내지 48 시간 동안 건조시켜서 수분함량이 10~14%이 되도록 하는, 건조 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
먼저, 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 준비할 수 있다.
상기 가축의 종류는 예컨대, 소, 돼지, 닭, 오리 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 퇴비 원재료로써, 이들 가축에서 생성되는 분뇨, 부산물 및 내장을 모두 포함할 수 있다. 또한, 상기 퇴비 원재료에는 예를 들어, 구제역, 조류 인플루엔자 등의 전염병에 감염되어 살처분된 가축의 사체를 포함할 수도 있다.
상기 퇴비 원재료를 전처리할 수 있다. 상기 전처리는, 상기 퇴비 원재료 각각에 대하여 따로 수행될 수도 있고, 동시에 혼합된 채로 수행될 수도 있다.
상기 전처리는, 상기 퇴비 원재료를 초음파 교반기를 사용하여 1차 교반하는 단계; 1차 교반된 퇴비 원재료에 미세 노즐을 사용하여 고압의 산소를 주입시키면서 교반하는, 2차 교반 단계; 상기 1차 교반 및 2차 교반을 연속하여 3회를 수행하는 단계; 3회차의 1차 교반 중에 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 상기 퇴비 원재료를 석회처리하는 단계; 및 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 초음파 교반기를 통하여 1차 교반을 수행하면, 상기 퇴비 원재료 내에 초음파가 직접 공급되어 초음파의 파장에 의해 축분이 보다 효과적으로 분해될 수 있다.
상기 고압의 산소를 주입시키면서 2차 교반을 수행하면, 상기 1차 교반의 효과와 더불어 축분의 교반 및 분해 효과가 증대될 뿐만 아니라, 추후 수행될 발효 공정 시에 특히, 호기성 세균에 의한 발효 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 1차 교반 및 2차 교반은, 연속 공정으로 총 3회 수행됨이 바람직하다. 즉, 초음파 교반 및 산소 주입 교반을 번갈아가며 연속 공정으로 수행함으로써, 축분의 분해 효율을 극대화하여 추후 수행될, 불순물 및 악취가스 제거와 발효를 포함하는 퇴비 형성 공정들의 각 단계의 효과를 높이고 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 1차 교반 및 2차 교반의 연속 공정 총 3회 중, 3회차의 1차 교반 중에, 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 상기 퇴비 원재료를 석회처리할 수 있다. 전술된 상기 석회처리는, 보다 경제적이고 친환경적이면서 고효율로 퇴비 원재료 내의 인과 질소 성분을 제거할 수 있도록 한다.
상기 석회처리 후에는, 상기 퇴비 원재료 내의 각종 악취가스, 불순물 및 협착물 등을 제거하기 위한 성분을 처리할 수 있다. 이때, 사용되는 성분물질은 황토 및 활성탄을 1.5~2: 1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 황토는, 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘을 포함하는 것이되, 구체적으로, 황토 내 실리카의 함량이 43 중량% 이상, 일례로, 44 내지 48 중량% 으로 포함되고, 산화알루미늄의 함량이 33 중량% 이상, 일례로, 34 내지 38 중량% 으로 포함된 것을 사용할 수 있다. 이로써, 상대적으로 고가인 활성탄을 적게 사용하더라도 황토의 악취가스 및 협착물 제거 효과를 높임으로써, 경제성과 효율성을 동시에 확보할 수 있다.
상기 전처리의 모든 과정 중에는 거름망이나 뜰채를 사용하여 부유하는 기타 불순물을 제거할 수 있으며, 예컨대, 황산화 알루미늄, 가성소다 또는 이들의 조합을 투입함으로써, 과정 중 발생하는 폐수를 응집시켜 제거될 수 있도록 한다.
다음으로, 전처리된 퇴비 원재료와 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 1차 혼합물을 제조할 수 있다.
상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물은 퇴비화 공정의 보조제로서 사용되는 것으로, 높은 수분 흡수력과 암모니아 흡착력, 공극의 안정성 등이 뛰어나 악취를 저감시키고 후숙을 촉진시킬 수 있다. 상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 함께 사용하면, 각각을 단독으로 사용하는 경우보다 수분 흡수 및 암모니아 흡착력이 개선될 수 있다. 또한, 상기 구운 왕겨는, 250℃에서 45분간 가열한 후 건조시킨 것으로써, 악취 저감, 수분 흡수력의 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.
상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물의 혼합물은 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 15 내지 40 중량부, 구체적으로, 20 내지 35 중량부로 포함됨이 바람직하다.
상기 퇴비형성 첨가제는, 악취제거제 및 중금속 흡착제를 더 포함할 수 있다. 상기 악취제거제는, 사과산, 소나무 수피 추출물 및 목탄 분말을 1: 0.7~0.8 : 0.6~0.7 의 중량비로 배합한 혼합물일 수 있다. 상기 악취제거제는, 종래에 악취가스 흡착용으로 사용되는 제올라이트 등과 같은 다공성 세라믹 분말에 비하여 유해가스, 악취가스, 미세먼지 등을 형성하는 성분과의 흡착효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 악취제거제는, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부, 구체적으로, 2 내지 8 중량부로 포함됨이 바람직하다.
상기 중금속 흡착제는, 황산 알루미늄 및 알긴산을 1:1의 중량비로 배합한 혼합물을 비드 형태로 제조한 것일 수 있다. 비드 형성의 구체적인 방법은 공지된 기술을 제한없이 사용할 수 있다. 상기 혼합물은 상기 퇴비 원재료 내의 중금속들을 흡착하여 제거하는 효과가 우수하며, 특히, 비드 형태로 제조함으로써 중금속에 대한 흡착 효율을 더욱 높일 수 있다.
상기 중금속 흡착제는, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부, 구체적으로, 0.5 내지 3 중량부로 포함됨이 바람직하다.
다음으로, 상기 1차 혼합물을 파쇄기를 이용하여 파쇄할 수 있다. 구체적으로, 상기 전처리된 퇴비 원재료와 상기 퇴비형성 첨가제는 각각 파쇄될 수도 있고, 혼합된 후에 함께 파쇄할 수도 있다.
상기 혼합물을 함께 파쇄할 경우, 파쇄 입도는 평균 입경이 0.1 내지 5cm, 구체적으로, 1 내지 3cm 정도일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
다음으로, 파쇄된 1차 혼합물을 압착하여 유지를 분리하는 단계를 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 파쇄된 1차 혼합물을 예를 들어, 300 내지 350℃의 고온, 5~7 kgf/㎠ 의 고압의 조건에서 압착하여 유지를 분리할 수 있다. 이의 구체적인 방법은 공지의 기술을 따를 수 있다.
이어서, 유지 분리된 1차 혼합물을 예컨대, 150 내지 250℃의 스팀으로 60 내지 70초 동안 처리하여 살균을 수행할 수 있다.
다음으로, 살균된 1차 혼합물에 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입하여 혼합한 2차 혼합물을 제조할 수 있다. 즉, 상술한 본 발명의 수평형 스마트 콤포스트 제조장치에 투입하여 2차 혼합물을 제조할 수 있다.
상기 패각류 분말은, 예컨대, 조개 껍데기, 굴 껍데기, 홍합 껍데기 등의 각종 패각류의 껍질들을 분쇄한 것으로, 탄산칼슘 등이 다량 함유되어 있어서 기타 불순물을 흡착하는 효과가 우수하면서, 원적외선을 방사하는 특성을 발휘한다.
상기 패각류 분말은 평균 입경이 1mm 내지 10mm로 형성됨이 바람직하다.
상기 패각류 분말은, 상기 전처리된 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함됨이 바람직하다.
상기 미생물 배양액은, 살균된 사체 파쇄물의 발효 및/또는 생분해를 위한 미생물을 제공하기 위한 것으로, 미생물의 종류에는 특별한 제한이 없다. 예컨대, 상기 미생물은, 락토바실러스 아시도필루스 (Lactobacillus acidopillus)균, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)균, 아스페르길루스 니가 (Aspergillus niger)균, 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)균, 슈도모나스속(Peudomonas), 니트로소모나스속(Nitrosomonas) 및 광합성미생물(Phototrophic bacteria)균으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함할 수 있다. 일례로, 광합성 미생물을 사용할 수 있다.
상기 미생물 배양액을 제조하는 방법은, 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 공지된 기술을 따를 수 있다. 예를 들어, 통상의 배지 조성물에 광합성 미생물 균주를 접종하여 분주시켜 제조될 수 있다.
일례로, 상기 미생물 배양액은, 상기 광합성 미생물 총 균주가 1×106~8 cfu/ml 정도로 포함된 배양액을 물에 0.5~1.0w% 수준으로 희석한 배양희석액을 사용할 수 있다.
상기 미생물 배양액은, 상기 전처리된 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부, 예를 들어, 1 내지 6 중량부로 포함됨이 바람직하다.
다음으로, 상기 2차 혼합물을 9~12일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는, 교반 단계를 수행할 수 있다. 이때, 상기 수분함량을 30~40%로 조절하기 위하여, 원적외선을 공급하면서 함수율을 낮추는 건조를 수행할 수 있다.
이어서, 수분 함량이 조절된 2차 혼합물을 고속 발효건조기에서 35 내지 45℃에서 10 내지 12시간 동안 발효시키는 발효를 수행할 수 있다. 상기 발효의 방법은 이에 한정되지는 않으며, 사용하는 미생물의 종류 등에 따라 공지된 방법으로 발효를 수행할 수 있다.
다음으로, 발효된 발효물을 후숙 발효조에서 20~25일 정도 후숙시켜 양질의 퇴비를 형성하는 후숙 단계를 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 전술된 전처리 공정을 통하여, 종래의 기술들 대비 후숙에 걸리는 시간을 현저히 단축시킬 수 있다.
이어서, 후숙된 퇴비를 180℃에서 24 내지 48 시간 동안 건조시켜서 수분함량이 10~14%이 되도록 하는, 건조 단계를 수행할 수 있다.
상기 건조 단계 이후에는 선별 및 파쇄 등의 가공 공정을 추가로 수행한 다음, 별도의 성형 단계를 거쳐 퇴비 조성물을 제형화시킬 수 있다.
상기 퇴비 조성물은, 필요에 따라 액체상태 또는 고체상태로 제형화가 가능하나, 바람직하게는 고체상태, 일례로, 펠렛 형태로 성형하여 제형화될 수 있다. 이러한 펠렛 형태는 기계식 살포가 가능하여 노동력 절감 및 유통의 용이성을 향상시킬 수 있어서 농가의 실질적인 요구와 인력난의 해결을 위한 방안이 될 수 있다. 또한, 상기 펠렛 형태의 퇴비는, 축분의 악취를 흡착하는 효능이 우수하여 산업 현장에 보다 쾌적하고 친환경적으로 사용될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실험예 : 악취 흡착 성능 평가>
상기 표 1과 같이, 전술된 퇴비형성 첨가제의 각 조성을 달리한 실시예 1 내지 실시예 5를 각각 포함한 퇴비 조성물 샘플에 대하여, 악취 흡착 성능을 평가하는 실험을 수행하였다. 실험 방법은, 각 조성물을 Lab scale 컬럼에 충진하고, 암모니아 가스 또는 황화수소 가스를 각각 180ppm 또는 20ppm의 농도로 공급하면서 악취 흡착 성능을 시험하였다. 가스의 농도는 30분의 간격을 두고 검지관으로 측정하였으며 동일 조건에서 3 반복 실험의 산술평균값으로 하기 표 2에 기재하였다.
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1의 악취 가스 흡착 효과가 가장 우수한 평가를 받았다. 이로써, 실시예 1의 퇴비형성 첨가제의 모든 성분이 악취 가스 흡착에 시너지를 발휘한 것으로 해석될 수 있다.
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.
110 - 투입호퍼 112 - 투입부
114 - 확산부 120 - 본체
130 - 발효드럼 140 - 교반스크류
150 - 악취배출구 160 - 열풍기
200 - 확산공급부 212 - 확산날개
214 - 제1모터 216 - 보호판
222 - 스크류 회전칼날 224 - 커터
226 - 제2모터 228 - 베벨기어
229 - 가이드
114 - 확산부 120 - 본체
130 - 발효드럼 140 - 교반스크류
150 - 악취배출구 160 - 열풍기
200 - 확산공급부 212 - 확산날개
214 - 제1모터 216 - 보호판
222 - 스크류 회전칼날 224 - 커터
226 - 제2모터 228 - 베벨기어
229 - 가이드
Claims (17)
- 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리하고, 전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하고, 파쇄된 혼합물을 압착하여 유지를 분리하며, 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입할 수 있는 투입호퍼(110); 상기 투입호퍼(110)가 상부에 설치되고, 일측에는 퇴비배출도어(122)가 구비되는 본체(120); 상기 본체(120)의 내부공간부에 마련되며, 상기 투입호퍼(110)를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하면서 발효 건조시켜 양질의 퇴비를 형성할 수 있도록, 둘레에 단열재(132)가 설치되되, 상기 단열재(132)는 0.3이하~5mm의 입도를 고르게 혼합하여 구성되는 바텀애시 50중량%, 플라이애시 10중량%, 유리비드 5중량%, 점토애시 15중량%, 흑연애시 10중량%, 규산소다 5중량%, 보조첨가제 5중량%를 혼합하여 제조되는 단열재(132)가 설치된 발효드럼(130); 상기 발효드럼(130)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하는 교반스크류(140); 상기 교반스크류(140)에 의해 혼합 교반되면서 상기 발효드럼(130)에서 살균 발효시 발생되는 악취제거를 위해 상기 본체 내부의 습기 및 공기를 배출할 수 있게 상기 본체(120)의 상부 일측에 마련되는 악취배출구(150); 및 상기 본체(120)의 내부공간으로 열풍을 공급하여 상기 발효드럼(130)에서 살균 및 발효가 일정한 온도하에서 이루어지도록 상기 본체(120)의 상부 일측에 이동 및 각도 조절이 가능하게 설치되는 열풍기(160);를 포함하는, 수평형 스마트 콤포스트 제조장치에 있어서,
상기 투입호퍼(110)는:
상부에서 하부로 갈수록 입구가 좁아지도록 형성되는 투입부(112)와, 상기 투입부(112)의 하단에서 다시 하부로 갈수록 입구가 넓어지도록 형성되는 확산부(114);로 이루어지되,
상기 확산부(114)의 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되어 상기 투입부(112)를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 상기 발효드럼(130)의 내부로 확산되게 공급하는 확산공급부(200);를 더 포함하고,
상기 확산공급부(200);
상기 확산부(114)의 중앙에 수평 방향으로 회전 가능하게 설치되며, 표창 모양으로 이루어지되, 외측 단부에 첨예부를 갖도록 중심부에서 외측단부로 갈수록 좁아지는 경사면을 갖는 복수개의 확산날개(212);
상기 확산날개(212)를 회전시킬 수 있는 제1모터(214);
상기 제1모터(214)를 구동시킬 수 있도록 제어하되,
상기 투입호퍼(110)의 내부에 수분센서를 구비하여 상기 수분센서에서 감지되는 수분량에 따라, 수분이 많이 함유되어 있는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 투입되는 경우에는 상기 제1모터(214)를 고속 회전시키도록 제어하고, 수분이 적게 함유되어 있는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 투입되는 경우에는 상기 제1모터(214)를 저속 회전시키도록 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에 의해 구동되는 제1모터(214)의 상부에 설치되어 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액으로부터 상기 제1모터(214)를 보호하는 보호판(216);으로 이루어지는 것을 특징으로 하고,
상기 전처리는,
퇴비 원재료를 초음파 교반기를 사용하여 1차 교반하고, 1차 교반된 퇴비 원재료를 미세 노즐을 사용하여 고압의 산소를 주입시키면서 2차 교반하며, 1차 교반 및 2차 교반을 연속하여 3회를 수행하되, 3회차의 1차 교반 중에 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 퇴비 원재료를 석회처리하고,
석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물을 제거하되, 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물의 제거에 사용되는 성분물질은, 황토 및 활성탄을 1.5~2:1의 중량비로 혼합한 혼합물이고,
상기 황토는 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘을 포함하되, 황토 내 실리카의 함량이 44 내지 48중량%으로 포함되고, 산화알루미늄의 함량이 34 내지 38 중량%으로 포함되며,
퇴비형성 첨가제는, 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 사과산을 포함하는 악취제거제를 1 내지 10 중량부로, 황산 알루미늄을 포함하는 중금속 흡착제를 0.1 내지 5 중량부로 포함하고,
악취제거제는, 사과산과 소나무 수피 추출물 및 목탄 분말을 1:0.7~0.8:0.6~0.7의 중량물로 배합한 혼합물이고,
중금속 흡착제는, 황산 알루미늄 및 알긴산을 1:1의 중량비로 배합한 혼합물을 비드 형태로 제조한 것이며,
미생물 배양액은, 광합성 미생물 총 균주가 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 배양액을 물에 0.5~1.0w% 로 희석한 배양희석액인 것을 특징으로 하는, 수평형 스마트 콤포스트 제조장치. - 삭제
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- 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리하고, 전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하고, 파쇄된 혼합물을 압착하여 유지를 분리하며, 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입할 수 있는 투입호퍼(110); 상기 투입호퍼(110)가 상부에 설치되고, 일측에는 퇴비배출도어(122)가 구비되는 본체(120); 상기 본체(120)의 내부공간부에 마련되며, 상기 투입호퍼(110)를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하면서 발효 건조시켜 양질의 퇴비를 형성할 수 있도록 둘레에 단열재(132)가 설치되되, 상기 단열재(132)는 0.3이하~5mm의 입도를 고르게 혼합하여 구성되는 바텀애시 50중량%, 플라이애시 10중량%, 유리비드 5중량%, 점토애시 15중량%, 흑연애시 10중량%, 규산소다 5중량%, 보조첨가제 5중량%를 혼합하여 제조되는 단열재(132)가 설치된 발효드럼(130); 상기 발효드럼(130)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 교반하는 교반스크류(140); 상기 교반스크류(140)에 의해 혼합 교반되면서 상기 발효드럼(130)에서 살균 발효시 발생되는 악취제거를 위해 상기 본체 내부의 습기 및 공기를 배출할 수 있게 상기 본체의 상부 일측에 마련되는 악취배출구(150); 및 상기 본체(120)의 내부공간으로 열풍을 공급하여 상기 발효드럼에서 살균 및 발효가 일정한 온도하에서 이루어지도록 상기 본체의 상부 일측에 이동 및 각도 조절이 가능하게 설치되는 열풍기(160);를 포함하는, 수평형 스마트 콤포스트 제조장치에 있어서,
상기 투입호퍼(110)는:
상부에서 하부로 갈수록 입구가 좁아지도록 형성되는 투입부(112)와, 상기 투입부(112)의 하단에서 다시 하부로 갈수록 입구가 넓어지도록 형성되는 확산부(114);로 이루어지되,
상기 확산부(114)의 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되어 상기 투입부(112)를 통해 투입되는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액을 상기 발효드럼(130)의 내부로 확산되게 공급하는 확산공급부(200);를 더 포함하고,
상기 확산공급부(200)는:
상기 확산부(114)의 중앙에 방사상을 이루게 설치되어 제자리 회전하며, 원형으로 외주면에 일정 각도마다 원호형으로 오목하게 형성된 호형 커터날(224a)을 갖는 복수개의 커터(224)가 소정 간격을 이루게 설치되어 있는 복수개의 스크류 회전칼날(222);
상기 스크류 회전칼날(222)을 제자리 회전시킬 수 있는 제2모터(226);
상기 제2모터(226)를 구동시킬 수 있도록 제어하되,
상기 투입호퍼(110)의 내부에 수분센서를 구비하여 상기 수분센서에서 감지되는 수분량에 따라, 수분이 많이 함유되어 있는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 투입되는 경우에는 상기 제2모터(226)를 고속 회전시키도록 제어하고, 수분이 적게 함유되어 있는 유지 분리된 혼합물과 패각류 분말 및 미생물 배양액이 투입되는 경우에는 상기 제2모터(226)를 저속 회전시키도록 제어하는 제어부;
상기 제어부에 의해 구동되는 제2모터(226)의 회전력을 상기 복수개의 스크류 회전칼날(222)에 동시에 전달할 수 있는 베벨기어(228); 및
상기 스크류 회전칼날(222)의 하부에 설치되어 상기 스크류 회전칼날(222)에 의해 파쇄되는 파쇄물을 외측으로 안내하는 가이드(229);로 이루어지되,
상기 스크류 회전칼날(222)은, 복수개의 커터(224)가 소정 간격을 이루게 설치되어 있는 코일스프링(222a) 형상으로 이루어지며,
상기 스크류 회전칼날(222) 및 가이드(229)는, 외측으로 갈수록 높이가 낮아지는 경사각을 이루게 설치되는 것을 특징으로 하고,
상기 전처리는,
퇴비 원재료를 초음파 교반기를 사용하여 1차 교반하고, 1차 교반된 퇴비 원재료를 미세 노즐을 사용하여 고압의 산소를 주입시키면서 2차 교반하며, 1차 교반 및 2차 교반을 연속하여 3회를 수행하되, 3회차의 1차 교반 중에 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 퇴비 원재료를 석회처리하고,
석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물을 제거하되, 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물의 제거에 사용되는 성분물질은, 황토 및 활성탄을 1.5~2:1의 중량비로 혼합한 혼합물이고, 상기 황토는 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘을 포함하되, 황토 내 실리카의 함량이 44 내지 48중량%으로 포함되고, 산화알루미늄의 함량이 34 내지 38 중량%으로 포함되며,
퇴비형성 첨가제는, 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 사과산을 포함하는 악취제거제를 1 내지 10 중량부로, 황산 알루미늄을 포함하는 중금속 흡착제를 0.1 내지 5 중량부로 포함하고,
악취제거제는, 사과산과 소나무 수피 추출물 및 목탄 분말을 1:0.7~0.8:0.6~0.7의 중량물로 배합한 혼합물이고,
중금속 흡착제는, 황산 알루미늄 및 알긴산을 1:1의 중량비로 배합한 혼합물을 비드 형태로 제조한 것이며,
미생물 배양액은, 광합성 미생물 총 균주가 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 배양액을 물에 0.5~1.0w% 로 희석한 배양희석액인 것을 특징으로 하는, 수평형 스마트 콤포스트 제조장치. - 삭제
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