KR102653306B1 - A snow removal composition in which coffee grounds having a porous structure are mixed and a method for preparing the snow removal composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 매립되면 온실가스인 메테인(CH4)이 배출되므로 매립이 불가능한 다공성 구조의 커피박을 제설제에 혼합시켜 제설제의 주요 구성부분인 염화물 이온을 흡착하게 하여 제설제의 상기 염화물 이온에 의하여 발생되는 도로 시설물의 손상, 차량의 부식 및 콘크리트 조기 손상과 같은 문제점을 최소화하고 토양 및 수질의 환경오염을 감소시키며 제설제의 흡습성으로 인한 식물의 생장방해를 최소로 하는 것이 가능하게 되는 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a snow remover composition mixed with coffee waste having a porous structure and a method of manufacturing the snow remover composition. More specifically, the present invention relates to a porous structure that cannot be landfilled because methane (CH4), a greenhouse gas, is emitted when landfilled. Coffee grounds are mixed with the snow remover to adsorb chloride ions, which are the main component of the snow remover, thereby minimizing problems such as damage to road facilities, corrosion of vehicles, and early damage to concrete caused by the chloride ions in the snow remover. And it relates to a snow remover composition mixed with coffee waste of a porous structure that reduces environmental pollution of water and minimizes plant growth disruption due to the hygroscopicity of the snow remover, and a method of manufacturing the snow remover composition.
Description
본 발명은 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 매립되면 온실가스인 메테인(CH4)이 배출되므로 매립이 불가능한 다공성 구조의 커피박을 제설제에 혼합시켜 제설제의 주요 구성부분인 염화물 이온을 흡착하게 하여 제설제의 상기 염화물 이온에 의하여 발생되는 도로 시설물의 손상, 차량의 부식 및 콘크리트 조기 손상과 같은 문제점을 최소화하고 토양 및 수질의 환경오염을 감소시키며 제설제의 흡습성으로 인한 식물의 생장방해를 최소로 하는 것이 가능하게 되는 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a snow remover composition mixed with coffee waste having a porous structure and a method of manufacturing the snow remover composition. More specifically, the present invention relates to a porous structure that cannot be landfilled because methane (CH4), a greenhouse gas, is emitted when landfilled. Coffee grounds are mixed with the snow remover to adsorb chloride ions, which are the main component of the snow remover, thereby minimizing problems such as damage to road facilities, corrosion of vehicles, and early damage to concrete caused by the chloride ions in the snow remover. And it relates to a snow remover composition mixed with coffee waste of a porous structure that reduces environmental pollution of water and minimizes plant growth disruption due to the hygroscopicity of the snow remover, and a method of manufacturing the snow remover composition.
일반적으로 동절기에는 강설에 의한 도로의 결빙으로 차량 이동에 큰 어려움이 발생되며, 이러한 때에 가장 필요한 것을 제설작업을 통한 원활한 도로상태를 유지하는 것이고, 특히 이상 기후 현상으로 겨울철 폭설이 잦아 교통마비 현상 등의 원인으로 작용하며, 그에 따른 경제적 피해 또한 급증하는 추세로서, 폭설시 신속한 제설을 요함에 따라 제설제의 사용이 크게 증가하고 있다.In general, during the winter season, roads are frozen due to snowfall, which causes great difficulties in vehicle movement. What is most necessary at such times is to maintain smooth road conditions through snow removal work. In particular, due to abnormal weather conditions, heavy snowfall in winter is frequent, causing traffic paralysis, etc. It acts as a cause of snow, and the resulting economic damage is also rapidly increasing, and the use of snow removal agents is greatly increasing as rapid snow removal is required during heavy snowfall.
그리고, 단순히 눈을 치우는 작업과 더불어 일반적으로 사용되는 것이 제설제이며, 제설제에는 그 형상에 따라 고상과 액상으로 구분할 수 있으며, 이러한 제설제는 눈의 어는점을 낮추어 내린 눈이 얼지 않고 녹도록 하는 것으로 주로 염화칼슘이나 염화나트륨(소금)이 사용되고 있다.In addition to simply clearing snow, snow removers are commonly used. Snow removers can be divided into solid and liquid depending on their shape. These snow removers lower the freezing point of snow so that the fallen snow melts rather than freezes. Calcium chloride or sodium chloride (salt) is mainly used.
또한, 제설제로 쓰이는 물질들은 순수한 용매보다 용질이 포함된 용매의 분자사이의 인력이 커져 순수용매보다 어는점이 낮아지는 어는점 내림현상을 기본적으로 갖고 있다. 특히 염화칼슘은 1g에 14g의 물을 흡수할 수 있을 정도로 조해성이 뛰어나며, 염화칼슘에 흡수된 물은 영하 55도가 되어야 다시 얼기 때문에 제설작업에 많이 사용되고 있는 실정이다.In addition, substances used as deicing agents fundamentally have a freezing point depression phenomenon in which the attraction between molecules of a solvent containing a solute is greater than that of a pure solvent, resulting in a lower freezing point than that of a pure solvent. In particular, calcium chloride has excellent deliquescent properties, capable of absorbing 14g of water per gram, and the water absorbed by calcium chloride does not refreeze until -55 degrees Celsius, so it is widely used in snow removal work.
한편 현재 국내에서 사용하고 있는 제설제로는 고형으로 가격이 저렴한 염화칼슘(CaCl2)에 염화나트륨(NaCl)을 포함하는 제설제가 있으며, 이러한 고체 상태의 제설제가 살포가 용이한 방법으로서 고체 상태의 제설제를 수용액으로 만들어 액체 상태의 제설제로서 도로에 분사하거나, 고체 상태의 제설제를 수용액으로 만든 후 고체 상태의 소금을 적셔 도로에 분사하는 습염살포 방식이 활용되고 있으나, 종래의 노면이나 교량에 살포되는 염화칼슘이나 염화나트륨과 같은 염화물계 제설제는 염소이온(Cl)이 존재하므로 철(Fe)과 반응하면 급격히 염화철(FeCl2)을 형성하여 차량 또는 철근, 철골 등의 금속 시설물을 심각하게 부식시키는 문제점이 있다.Meanwhile, the snow removers currently used in Korea include snow removers containing calcium chloride (CaCl2) and sodium chloride (NaCl), which are solid and inexpensive. These solid snow removers are easy to spray, and the solid form of the snow remover is converted into an aqueous solution. A wet salt spraying method is being used, which sprays it on the road as a liquid snow remover, or turns a solid snow remover into an aqueous solution, moistens it with solid salt, and sprays it on the road. However, calcium chloride sprayed on conventional road surfaces or bridges is used. Chloride-based snow removers such as sodium chloride contain chloride ions (Cl), so when they react with iron (Fe), they rapidly form iron chloride (FeCl2), causing serious corrosion of vehicles or metal facilities such as rebar and steel frames.
특히 염화칼슘은 매우 빠른 속도로 차량 또는 금속 시설물 뿐 아니라 콘크리트, 아스팔트 등도 부식시킴으로써 차량 또는 교량은 물론 모든 도로시설물의 수명을 단축시키거나 구조적 성능저하를 일으켜 막대한 유지보수 비용의 발생에 따른 심각한 경제적 손실을 초래하고 있는 실정이다.In particular, calcium chloride corrodes not only vehicles and metal facilities, but also concrete and asphalt, at a very high rate, shortening the lifespan of vehicles, bridges, and all road facilities, or deteriorating structural performance, resulting in serious economic losses due to enormous maintenance costs. This is what is happening.
또한, 염화물계 제설제는 토양과 혼합되는 경우, 염화칼슘이 토양에 함유된 수분까지 흡수함에 따라 식물의 생장에 악영향을 미칠 뿐 아니라 건조된 상태에서 분진 형태로 비산하는 염화칼슘을 흡입하는 경우, 호흡기 계통에 심각한 질환을 초래할 수 있다.In addition, when chloride-based snow removers are mixed with soil, they not only have a negative effect on plant growth as calcium chloride absorbs moisture contained in the soil, but also cause damage to the respiratory system if calcium chloride, which scatters in the form of dust in a dried state, is inhaled. can cause serious illness.
그리고, 커피박은 커피 제조 시, 생두를 로스팅한 후 1mm 내지 2mm의 크기로 분쇄하여 열탕으로 커피액을 추출한 뒤에 배출되는 부산물로, 커피박의 표면은 다공성 구조일 뿐만 아니라, 음전하를 띠고 있는 다양한 기능기들로 구성되어 있으므로, 양전하를 띠는 폐수 중에 중금속과 결합되어 중금속을 제거하는 기능을 가짐에도 불구하고 이러한 이용가치를 인식하지 못하고 폐기물로 취급되어 버려지고 있는 실정이다.In addition, coffee grounds are a by-product discharged after roasting green beans, grinding them to a size of 1mm to 2mm, and extracting the coffee liquid with boiling water during coffee production. The surface of the coffee grounds is not only a porous structure, but also has various functions due to its negative charge. Since it is composed of groups, it combines with heavy metals in positively charged wastewater and has the function of removing heavy metals. However, its utility value is not recognized and it is treated as waste and discarded.
특히, 커피전문점에서 수거된 커피박에는 약 40%의 수분을 함유하고 있어 보관 및 활용이 어려우며, 커피박의 높은 함수율과 유지성분으로 인하여 쉽게 곰팡이가 발생되는 조건을 가지므로 재활용이 쉽지 않게 되는 문제점이 있으며, 또한 커피전문점에서 수거된 커피박에는 커피박만이 아니라 일반 쓰레기나 폐비닐과 같은 이물질이 많이 포함되어 있어 커피박을 재활용하기 위해서는 재분류작업이 반드시 필요하게 되므로 이러한 재분류작업의 불편함으로 그대로 버려지는 문제점이 있었으며, 전국에 분포된 커피전문점에서 하루에 발생되는 커피박이 1kg 내외로 발생되므로 당일 수거가 어려워 짧게는 1주일 길게는 20일 정도의 주기로 수거하게 되므로 커피박이 상온으로 보관되는 과정에서 곰팡이가 생성되는 것과 같은 변질이 발생되므로 수거가 어려워 그대로 버려지게 되는 문제점이 있었다.In particular, coffee waste collected from coffee shops contains about 40% moisture, making it difficult to store and utilize, and the high moisture content and oil content of coffee waste makes it prone to mold, making recycling difficult. In addition, the coffee waste collected from coffee shops contains not only coffee waste but also a lot of foreign substances such as general waste and waste plastic, so reclassification is necessary to recycle the coffee waste, which is due to the inconvenience of this reclassification process. There was a problem of it being discarded as is, and since coffee grounds distributed across the country produce about 1kg of coffee grounds per day, it is difficult to collect them on the same day, so they are collected in cycles of as little as a week and as long as 20 days, so the coffee grounds are stored at room temperature. There was a problem in that it was difficult to collect and was discarded as deterioration, such as mold, occurred in the product.
이와 같이 커피박은 중요한 자원으로 활용할 수 있음에도 불구하고, 활용되지 않고 그대로 폐기물로 버려지고 있는 실정이고, 이러한 폐기물로 버려지는 커피박은 매립이 될 경우에는 메테인(CH4)이 배출되는데, 바로 메테인(CH4)의 지구온난화 지수가 34이므로, 따라서 버려지는 커피박은 이산화탄소보다 34배의 온실효과를 일으킨다고 할 수 있으므로, 매립되지 않고 반드시 소각에 의하여 처리되어야 하므로 많은 처리비용이 발생되고 있는 문제점이 있었다.Although coffee grounds can be used as an important resource, they are not utilized and are discarded as waste. When coffee grounds are landfilled, methane (CH4) is emitted, which is methane (CH4). Since the global warming index of CH4) is 34, discarded coffee grounds can be said to cause a greenhouse effect 34 times greater than carbon dioxide. Therefore, it must be disposed of by incineration rather than being landfilled, resulting in a problem of high processing costs.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 등록특허 10-2470091의 '저부식성 친환경 제설제'라는 명칭의 발명이 제안된 바가 있으나, 상기 발명은 커피박이 포함되어 있으나 상기 제설제가 액체 상태로 제조되게 되므로, 이와 같은 액체 상태의 제설제의 경우에는 강설 이후의 초기 살포에 사용할 수 있으나, 지속성이 짧게 되어 강설이 지속적으로 이어지는 경우에 많은 양의 액체 상태의 제설제를 살포하여야 하므로 고체 상태의 제설제보다 사용량이 많아지게 되므로 전술한 바와 같은 제설제의 악영향이 더욱 많이 발생되게 되며, 특히 이와 같은 액체 상태의 제설제는 강설 이전에 예방적인 목적으로는 사용될 수가 없어서 그 사용한계가 대폭적으로 축소되게 되는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, an invention titled 'Low-corrosive eco-friendly snow remover' in Registered Patent No. 10-2470091 has been proposed. However, the invention includes coffee grounds, but since the snow remover is manufactured in a liquid state, this In the case of liquid snow remover, it can be used for initial spraying after snowfall. However, as the persistence is short and snowfall continues, a large amount of liquid snow remover must be sprayed, so it is used more than solid snow remover. As a result, the negative effects of the snow remover as described above are more likely to occur. In particular, such liquid snow remover cannot be used for preventive purposes before snowfall, so there is a problem in that the limit of its use is greatly reduced.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 매립되면 온실가스인 메테인(CH4)이 배출되므로 매립이 불가능한 다공성 구조의 커피박을 제설제에 혼합시켜 제설제의 주요 구성부분인 염화물 이온을 흡착하게 하여 제설제의 상기 염화물 이온에 의하여 발생되는 도로 시설물의 손상, 차량의 부식 및 콘크리트 조기 손상과 같은 문제점을 최소화하고 토양 및 수질의 환경오염을 감소시키며 제설제의 흡습성으로 인한 식물의 생장방해를 최소로 하는 것이 가능하게 되는 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to solve these problems. Coffee waste, which has a porous structure that cannot be landfilled because it emits methane (CH4), a greenhouse gas, when landfilled, is mixed with the snow remover to form a major component of the snow remover. By adsorbing phosphorus chloride ions, it minimizes problems such as damage to road facilities, corrosion of vehicles, and early damage to concrete caused by the chloride ions of the snow remover, reduces environmental pollution of soil and water, and reduces environmental pollution caused by the hygroscopicity of the snow remover. The aim is to provide a snow remover composition mixed with coffee grounds having a porous structure that can minimize plant growth disruption, and a method for manufacturing the snow remover composition.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 제설제의 침투 속도를 높이고 확산성을 증대시켜 융빙과 제설 능력을 향상시키고 커피박의 염화물 이온을 흡착시키는 기능을 향상시키는 보조제로서 코팅제를 추가하는 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to improve the melting and snow removal ability by increasing the penetration speed and diffusion of the snow remover, and to improve the ability of coffee grounds to adsorb chloride ions by adding a coating agent to the porous structure of coffee. To provide a snow remover composition mixed with foil and a method for manufacturing the snow remover composition.
본 발명의 이러한 해결 수단은, 고체상 염화나트륨 60 ~ 70 중량%, 고체상 염화칼슘 25 ~ 35 중량%, 커피박 0.5 ~ 1 중량%가 혼합된 본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물에 의하여 이루어질 수 있다.This solution of the present invention is a snow removal composition containing a mixture of 60 to 70% by weight of solid sodium chloride, 25 to 35% by weight of solid calcium chloride, and 0.5 to 1% by weight of coffee grounds with a porous structure according to the present invention. It can be done.
본 발명의 이러한 해결 수단은, 고체상 염화나트륨 60 ~ 70 중량%, 고체상 염화칼슘 25 ~ 35 중량%, 커피박 0.5 ~ 1 중량%가 혼합된 상태에서 코팅제가 2 ~ 3 중량%가 추가로 혼합된 본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물에 의하여 이루어질 수 있다.This solution of the present invention is a mixture of 60 to 70% by weight of solid sodium chloride, 25 to 35% by weight of solid calcium chloride, and 0.5 to 1% by weight of coffee grounds, and an additional 2 to 3% by weight of the coating agent is mixed. It can be made by a snow remover composition mixed with coffee grounds having a porous structure according to .
본 발명의 이러한 해결 수단은, 수거된 커피박에서 이물질을 제거하게 세척시키고 수분함량을 0 ~ 1 중량%로 낮추도록 건조시키고, 110 ~ 130℃ 에서 20 ~ 30분간 살균시키고, 300℃ 이상에서 30 ~ 40분간 탄화시키고 냉각시켜 다공성 구조의 커피박이 제조되는 단계와, 염화나트륨 60 ~ 70 중량% 과 염화칼슘 25 ~ 35 중량%에 상기 다공성 구조의 커피박 0.5 ~ 1 중량%을 혼합시키고 교반시켜 제설제가 제조되는 단계와, 이와 같이 교반되어 제조된 제설제를 계량하여 포장하는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물의 제조방법에 의하여 이루어질 수 있다.This solution of the present invention is to wash the collected coffee grounds to remove foreign substances, dry them to reduce the moisture content to 0 to 1% by weight, sterilize them at 110 to 130°C for 20 to 30 minutes, and sterilize them for 30 minutes at 300°C or higher. A step of carbonizing and cooling for ~ 40 minutes to produce porous coffee grounds, and mixing 60 to 70% by weight of sodium chloride and 25 to 35% by weight of calcium chloride with 0.5 to 1% by weight of the porous coffee grounds and stirring to prepare a snow remover. It can be achieved by a method of producing a snow remover composition mixed with coffee waste having a porous structure according to the present invention, which includes the step of measuring and packaging the snow remover prepared by stirring in this way.
본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법은, 수거된 커피박에서 이물질을 제거하게 세척시키고 수분함량을 0 ~ 1 중량%로 낮추도록 건조시키고, 110 ~ 130℃ 에서 20 ~ 30분간 살균시키고, 300℃ 이상에서 30 ~ 40분간 탄화시키고 냉각시켜 다공성 구조의 커피박이 제조되는 단계와, 염화나트륨 60 ~ 70 중량% 과 염화칼슘 25 ~ 35 중량%에 상기 다공성 구조의 커피박 0.5 ~ 1 중량%을 혼합시키고 교반시켜 제설제가 제조되어, 매립되면 온실가스인 메테인(CH4)이 배출되므로 매립이 불가능한 다공성 구조의 커피박을 제설제에 혼합시켜 제설제의 주요 구성부분인 염화물 이온을 흡착하게 하여 제설제의 상기 염화물 이온에 의하여 발생되는 도로 시설물의 손상, 차량의 부식 및 콘크리트 조기 손상과 같은 문제점을 최소화하고 토양 및 수질의 환경오염을 감소시키며 제설제의 흡습성으로 인한 식물의 생장방해를 최소로 하는 것이 가능하게 되는 우수한 효과가 있다.The snow remover composition mixed with coffee waste having a porous structure according to the present invention and the manufacturing method of the snow remover composition include washing the collected coffee grounds to remove foreign substances, drying them to lower the moisture content to 0 to 1% by weight, and 110%. Sterilizing at 130°C for 20 to 30 minutes, carbonizing and cooling at 300°C or higher for 30 to 40 minutes to produce coffee grounds with a porous structure, and adding 60 to 70% by weight of sodium chloride and 25 to 35% by weight of calcium chloride to produce the porous structure. A snow remover is manufactured by mixing and stirring 0.5 to 1% by weight of coffee grounds. When landfilled, methane (CH4), a greenhouse gas, is emitted, so coffee grounds, which have a porous structure that cannot be landfilled, are mixed into the snow remover to form the main components of the snow remover. By adsorbing chloride ions, it minimizes problems such as damage to road facilities, corrosion of vehicles, and early damage to concrete caused by the chloride ions of the snow remover, reduces environmental pollution of soil and water, and reduces environmental pollution of soil and water due to the hygroscopic properties of the snow remover. It has an excellent effect in that it makes it possible to minimize plant growth disruption.
도 1은 본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물의 제조방법의 공정도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 다공성 구조의 커피박 분말의 사시도.
도 3a, 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 다공성 구조의 커피박 분말의 200배 및 500배의 확대된 현미경 사진.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물의 사시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물이 용기에 담기 사시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물이 흡수한 중금속양을 도시하는 그래프.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물과 일반 친환경 제설제들의 백화현상을 비교한 비교 사진.
도 8는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물과 일반 친환경 제설제들의 강판재 부식 시험 결과를 비교한 비교 사진.
1 is a process diagram of a method for manufacturing a snow remover composition mixed with porous coffee grounds according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view of coffee grounds powder with a porous structure manufactured according to the first embodiment of the present invention.
3A and 3B are micrographs of coffee grounds powder with a porous structure prepared according to the first embodiment of the present invention at 200 times and 500 times magnification.
Figure 4 is a perspective view of a snow remover composition mixed with porous coffee grounds according to the first embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view of a snow remover composition mixed with porous coffee grounds according to the first embodiment of the present invention in a container.
Figure 6 is a graph showing the amount of heavy metals absorbed by the snow remover composition mixed with porous coffee grounds according to the first embodiment of the present invention.
Figure 7 is a comparative photograph comparing the whitening phenomenon of a snow remover composition mixed with porous coffee waste according to the first embodiment of the present invention and general eco-friendly snow removers.
Figure 8 is a comparative photo comparing the steel sheet corrosion test results of a snow remover composition mixed with porous coffee waste according to the first embodiment of the present invention and general eco-friendly snow removers.
본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 수거된 커피박에서 세척을 통하여 이물질을 제거하고 수분함량을 0 ~ 1 중량%로 낮추는 건조단계(S1)와, 건조된 커피박을 110 ~ 130℃ 에서 20 ~ 30분간 살균시키는 단계(S2)와, 300℃ 이상에서 30 ~ 40분간 탄화시키고 냉각시키는 단계(S3)를 포함한다.As shown in Figure 1, the method for producing porous coffee grounds according to the present invention includes a drying step (S1) in which foreign substances are removed from the collected coffee grounds through washing and the moisture content is reduced to 0 to 1% by weight. , sterilizing the dried coffee grounds at 110 to 130°C for 20 to 30 minutes (S2), and carbonizing and cooling the dried coffee grounds for 30 to 40 minutes at 300°C or higher (S3).
본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물의 제조방법은, 먼저, 수거된 커피박에서 세척을 통하여 이물질을 제거하고 수분함량을 0 ~ 1 중량%로 낮추는 건조단계(S1)와, 건조된 커피박을 110 ~ 130℃ 에서 20 ~ 30 분간 살균시키는 단계(S2)와, 300℃ 이상에서 30 ~ 40 분간 탄화시키고 냉각시키는 단계(S3)를 거쳐서 다공성 구조의 커피박이 제조된다.The method for producing a snow remover composition mixed with porous coffee grounds according to the present invention includes, first, a drying step (S1) of removing foreign substances from the collected coffee grounds by washing them and lowering the moisture content to 0 to 1% by weight; Porous structured coffee grounds are manufactured through the steps of sterilizing the dried coffee grounds at 110 to 130°C for 20 to 30 minutes (S2) and carbonizing and cooling them at 300°C or higher for 30 to 40 minutes (S3).
상기 탄화시키는 단계를 거쳐야만 커피박내에서 존재하던 유지 와 휘발성 물질이 제거되어 커피박내에서 다공성 구조가 활성화가 되게 되는 것이다.Only through the carbonization step is the fat and volatile substances present in the coffee bean removed and the porous structure in the coffee bean activated.
이와 같이 제조된 다공성 구조의 커피박이, 염화나트륨 60 ~ 70 중량% 과 염화칼슘 25 ~ 35 중량%에 상기 다공성 구조의 커피박 0.5 ~ 1 중량%을 혼합시키고 교반시켜 제설제가 제조되는 단계(S4)와, 이와 같이 교반되어 제조된 제설제를 계량하여 포장하는 단계(S5)를 포함하여 본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물(A)이 제조된다.A step (S4) in which a snow remover is prepared by mixing 0.5 to 1% by weight of the porous structure of the coffee waste prepared in this way, 60 to 70% by weight of sodium chloride and 25 to 35% by weight of calcium chloride, and stirring; A snow remover composition (A) containing a mixture of coffee grounds with a porous structure according to the present invention is prepared, including the step (S5) of measuring and packaging the snow remover prepared by stirring in this way.
이와 같이 제조된 본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물(A)은, 고체상 염화나트륨 60 ~ 70 중량%, 고체상 염화칼슘 25 ~ 35 중량%, 커피박 0.5 ~ 1 중량%가 혼합된 구성을 갖는다.The snow remover composition (A), which is a mixture of coffee grounds with a porous structure according to the present invention prepared in this way, is a mixture of 60 to 70% by weight of solid sodium chloride, 25 to 35% by weight of solid calcium chloride, and 0.5 to 1% by weight of coffee grounds. has
상기 염화나트륨은, 일반적인 제설제에서 사용되는 필수적인 성분으로 가격이 저렴하고 쉽게 구입할 수가 있어서 전세계적으로 널리 사용되고 있는 성분으로, 상기 염화나트륨은, 물에 녹을 때 열을 약간 흡수하고(83J/g), 공융점은 23%의 수용액에서 -21℃ 이나, 융빙 효과를 보이는 온도는 -9.4℃ ~ -6.7℃ 이상이고, 염화나트륨과 병행하여 사용하면 경제적이고 효과적인 제설작업이 가능하며, 염화나트륨이 60 중량% 이하에서는 얼음점이 높아져 융빙지속성이 낮게 되어 60 중량% 이상으로 설정하였으며, 염화나트륨이 70 중량% 이상에서는 초기 융설 및 융빙의 성능이 낮게 되어서, 염화나트륨 60 ~ 70 중량% 으로 설정하였다.Sodium chloride is an essential ingredient used in general snow removal agents and is widely used around the world because it is inexpensive and can be easily purchased. Sodium chloride absorbs some heat when dissolved in water (83 J/g) and is eutectic. The point is -21℃ in a 23% aqueous solution, but the temperature at which the melting effect occurs is -9.4℃ to -6.7℃ or higher. When used in combination with sodium chloride, economical and effective snow removal is possible, and when sodium chloride is less than 60% by weight, it is possible to remove snow. As the freezing point increased and melting persistence became low, it was set at 60% by weight or more. When sodium chloride was over 70% by weight, the initial snow melting and melting performance was low, so the sodium chloride content was set at 60 to 70% by weight.
상기 염화칼슘은, 일반적인 제설제에서 사용되는 필수적인 성분이며 염화나트륨보다 비싸지만 흡습성이 우수하고 물에 녹을 때 열을 발생하여 융빙 속도가 빠르다는 장점이 있으며, 공융점이 29.8%의 수용액에서 -55℃ 이며, -32℃ 까지도 효과적인 제설효과를 발휘한다. 상기 염화칼슘은, 염화나트륨보다는 식물에 대한 피해가 훨씬 적으나 많이 뿌릴 때는 식물을 시들게 하고 잎을 황변시키고 흡습성 때문에 얼음이 다 녹은 후에도 도로를 축축하게 하여 미끄럼 사고도 발생되게 하고 보관기간도 짧고 습기방지용 포대에 보관해야 한다. 상기 염화칼슘이 25 중량% 이하에서는 초기 융설 및 융빙 성능이 낮게 되어서 25 중량% 이상으로 설정하였으며, 염화칼슘이 35 중량% 이상에서는 얼음점이 높아져 융빙지속성이 낮게 되어서, 염화나트륨 25 ~ 35 중량% 으로 설정하였다.Calcium chloride is an essential ingredient used in general snow removal agents and is more expensive than sodium chloride, but has the advantage of excellent hygroscopicity, generates heat when dissolved in water, and has a fast melting rate. The eutectic point is -55°C in an aqueous solution of 29.8%, It has an effective snow removal effect even down to -32℃. Calcium chloride causes much less damage to plants than sodium chloride, but when sprayed in large quantities, it withers plants and turns leaves yellow, and because of its hygroscopic properties, it moistens the road even after the ice has melted, causing slipping accidents, has a short storage period, and is used in moisture-prevention bags. must be stored in When the calcium chloride content was 25% by weight or less, the initial snow melting and melting performance was low, so it was set to 25% by weight or more. When the calcium chloride content was 35% by weight or more, the ice point increased and melting persistence was low, so the sodium chloride content was set at 25 to 35% by weight.
상기 커피박은 다공성 구조를 갖는 것이 특징이라고 할 수 있다. 이러한 커피박의 다공성 구조는, 도 3a, 3b에 도시된 바와 같이, 주사전자현미경(SEM)을 통하여 200배 확대한 경우에는 그 표면에 많은 다공성 구조가 확인될 수가 있으며, 500배 확대한 경우에는 각 공간의 크기가 더욱 크고 많은 공간을 확보할 수가 있음을 알 수 있고, 이러한 많은 공간에서 중금속이나 오염입자를 흡착 추출하는 공정이 수행될 수 있음을 알 수 있다. 특히 상기 커피박은 탄화시킨 구조를 갖게 되므로 물리적이고 화학적인 합착과정에서 다공성으로 넓어진 표면적으로 인하여 더 많은 중금속이나 오염입자의 흡착 기능을 수행할 수가 있게 되는 것이다. It can be said that the coffee waste is characterized by having a porous structure. As shown in FIGS. 3a and 3b, the porous structure of the coffee grounds can be confirmed when magnified 200 times through a scanning electron microscope (SEM), and many porous structures can be confirmed on the surface when magnified 500 times. It can be seen that the size of each space is larger and more space can be secured, and the process of adsorbing and extracting heavy metals or polluting particles can be performed in these many spaces. In particular, since the coffee bean has a carbonized structure, it can adsorb more heavy metals or contaminant particles due to the surface area being expanded as porosity during the physical and chemical bonding process.
이러한 커피박은 다공성 구조를 통하여 염화이온 및 중금속이온을 흡착하여 제설제를 사용하여 발생되는 나쁜 효과인 도로 시설물의 손상, 차량의 부식 및 콘크리트 조기 손상과 같은 문제점을 최소화할 수가 있게 되고 토양 및 수질의 환경오염을 감소시키며 제설제의 흡습성으로 인한 식물의 생장방해를 최소로 할 수가 있게 되는 것이고, 버려지며 폐기처리에도 비용이 들게 되어 수거가 용이한 커피박을 재활용할 수가 있으므로 폐기물이 자원화가 되어 재활용이 되는 것은 물론이고 제설제의 악영향을 최소로 할 수 있는 장점이 있게 되는 것이다. 상기 커피박은 0.5 중량% 이하에서는 흡착 가능한 이온의 양이 작게 되어 우수한 흡착 성능을 발휘할 수 있도록 0.5 중량% 이상으로 설정하였으며, 커피박이 1.0 중량% 이상에서는 물 불용물 함량이 1%를 초과하게 되어 친환경 환경포지 기준(EL610)을 만족시킬 수가 없으므로, 커피박의 중량%를 0.5 ~ 1 중량% 으로 설정하였다.This coffee waste adsorbs chloride ions and heavy metal ions through its porous structure, minimizing problems such as damage to road facilities, corrosion of vehicles, and early damage to concrete, which are bad effects caused by using snow removers, and improves soil and water quality. This reduces environmental pollution and minimizes disruption to plant growth due to the hygroscopicity of snow removers. Coffee grounds, which are discarded and cost money for disposal, can be recycled, so waste becomes a resource and is recycled. This not only has the advantage of minimizing the negative effects of snow removal agents. The coffee waste was set to 0.5% by weight or more to ensure excellent adsorption performance as the amount of ions that can be adsorbed becomes small at 0.5% by weight or less, and when the coffee waste is 1.0% by weight or more, the water-insoluble matter content exceeds 1%, making it environmentally friendly. Since the environmental waste standard (EL610) could not be satisfied, the weight percent of coffee grounds was set to 0.5 to 1 weight percent.
또한, 본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물은 코팅제가 2 ~ 3 중량%가 추가로 혼합된 것(S4단계)이 제안될 수가 있으며, 상기 코팅제는 제설제의 침투 속도를 높이고 확산성을 증대시켜 융빙과 제설 능력을 향상 시키고 더불어 장기적으로 효과적인 제설체의 사용을 위하여 수분을 조절하고 다공성 구조의 커피박의 효과적인 물리적 화학적인 흡착을 보조하여 부식방지와 수분조절의 기능을 수행하며, 상기 코팅제로는 당밀, 글리세린, 구연산, 핵사메타인산나트륨이 중에서 선택되거나 이들이 혼합된 상태로 사용되며, 코팅제는 2 ~ 3 중량%가 사용되는 것이 바람직하다. In addition, the snow removal composition mixed with porous coffee waste according to the present invention may be proposed to be one in which 2 to 3% by weight of a coating agent is additionally mixed (step S4), and the coating agent increases the penetration speed of the snow removal agent and It improves melting and snow removal capabilities by increasing diffusivity, controls moisture for long-term effective snow removal, and assists effective physical and chemical adsorption of porous coffee grounds to prevent corrosion and control moisture. , The coating agent is selected from molasses, glycerin, citric acid, and sodium hexametaphosphate, or is used as a mixture thereof, and the coating agent is preferably used in an amount of 2 to 3% by weight.
실시예 1 : 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물의 제조Example 1: Preparation of a snow removal composition mixed with porous coffee grounds
커피박을 1kg을 수거하여 세척을 통하여 이물질을 제거하는 단계를 수행하고, 수분이 40 중량%에 달하는 수분함량을 0.5 중량%로 낮추게 건조하는 단계를 수행하고, 120℃ 의 고온 가열을 통하여 살균시키는 단계를 수행하고 300℃ 에서 탄화시키고 냉각시켜 다공성 구조의 커피박이 제조되었다. 이와 같이 제조된 탄화되고 다공성 구조의 커피박은, 도 3a, 3b에 도시된 바와 같이, 주사전자현미경(SEM)을 통하여 200배 확대한 경우에는 그 표면에 많은 다공성 구조가 확인될 수가 있으며, 500배 확대한 경우에는 각 공간의 크기가 많은 공간을 확보할 수가 있음을 알 수 있고, 이러한 공간에서 중금속이나 오염입자를 흡착 추출하는 공정이 수행되게 되는 것이다.1kg of coffee grounds are collected, washed to remove foreign substances, dried to reduce the moisture content from 40% by weight to 0.5% by weight, and sterilized by heating at a high temperature of 120°C. After performing the steps, carbonization and cooling were performed at 300° C., thereby producing a porous structured coffee bean. As shown in FIGS. 3a and 3b, the carbonized and porous coffee waste prepared in this way can be confirmed to have many porous structures on its surface when magnified 200 times through a scanning electron microscope (SEM), and 500 times magnified. When enlarged, it can be seen that the size of each space can secure a large amount of space, and the process of adsorbing and extracting heavy metals or contaminant particles is performed in this space.
이와 같이 탄화되고 다공성 구조를 갖는 커피박 1kg 을 염화나트륨 68 kg 과 염화칼슘 31 kg 과 글리세린 2 kg 을 넣어 고르게 혼합시키고 교반시켜 102 kg의 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물이 제조되었으며, 이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물은 도 4에 도시되어 있다. 상기 도 4에서 큰 형태로 촬영된 것이 염화나트륨이고, 상기 염화나트륨의 사이에 형성된 것이 염화칼슘과 다공성 구조의 커피박이 혼합된 상태로 촬영되어 있다. 이와 같이 제조된 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물은 유리병에 각기 포장되어 보관되게 되는 것이다. In this way, 1 kg of carbonized coffee grounds having a porous structure is evenly mixed with 68 kg of sodium chloride, 31 kg of calcium chloride, and 2 kg of glycerin, and stirred to prepare a mixture of 102 kg of coffee grounds with a porous structure according to the first embodiment of the present invention. A composition was prepared, and the snow remover composition mixed with porous coffee grounds according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG. 4. In FIG. 4, what is photographed in a large form is sodium chloride, and what is formed between the sodium chloride is a mixture of calcium chloride and coffee bean with a porous structure. The snow remover composition mixed with porous coffee grounds according to the first embodiment of the present invention prepared in this way is individually packaged and stored in glass bottles.
실험예 1 : 다공성 구조의 커비박의 중금속 흡착율을 검사Experimental Example 1: Examination of heavy metal adsorption rate of porous Kirby bag
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물에 혼합된 다공성 구조의 커비박으로 중금속 흡착율을 검사해 보았다.The heavy metal adsorption rate was tested with the porous cubby bag mixed with the snow remover composition mixed with the porous coffee waste according to the first embodiment of the present invention having this structure.
대표적인 중금속 이온의 Cu2+, Zn2+, Cd2+ 및 Pb2+ 의 흡착 정도를 측정하였다.The degree of adsorption of representative heavy metal ions Cu 2+ , Zn 2+ , Cd 2+ and Pb 2+ was measured.
각 중금속 이온이 200㎛ 가 용해된 수용액 200㎖ 에 다공성 구조의 커피박을 용량별로 첨가하고 상온에서 간헐적으로 흔들면서 24시간이 경과 후 다공성 구조의 커피박내의 중금속 이온 농도를 측정한 그래프가 도 6에 도시되었다.Porous coffee waste was added by volume to 200 ml of an aqueous solution in which 200 ㎛ of each heavy metal ion was dissolved, and the heavy metal ion concentration in the porous coffee waste was measured after 24 hours while shaking intermittently at room temperature. Figure 6 shows a graph. was shown in
상기 도 6의 그래프에서 알 수 있듯이 2g의 작은 양의 다공성 구조의 커피박을 첨가한 상태에서도 모든 중금속 이온의 60% 이상을 흡착하는 것으로 확인되어, 높은 중금속 흡착량을 확인할 수가 있었다.As can be seen from the graph of FIG. 6, it was confirmed that more than 60% of all heavy metal ions were adsorbed even when a small amount of 2 g of porous coffee waste was added, confirming a high amount of heavy metal adsorption.
실험예 2 : 백화 현상 실험 결과Experimental Example 2: Results of whitening phenomenon experiment
조해성이 없는 염화나트륨은 녹지 않고 남아 도로가 하얗게 변하는 백화현상이 발생되고, 이러한 백화현상은 차량을 녹슬게 하고 도로 시설물을 부식시키고 콘크리트의 노면을 파손시키며 가로수의 생장을 저해하고 근처의 보행자의 호흡기 질환을 유발시킬 수 있으며, 본 발명에 따른 제설제는 조해성이 높은 염화칼슘과 다공성 구조의 커피박과, 글리세린의 흡습작용과 수분 조절 효과를 통하여 조해성이 없는 염화나트륨을 자체적으로 용해시켜 백화현상을 억제할 수 있는 효과를 갖게 한 것이라고 할 수 있다.Sodium chloride, which is not deliquescent, remains undissolved and causes efflorescence, in which the road turns white. This efflorescence causes vehicles to rust, corrodes road facilities, damages concrete road surfaces, inhibits the growth of street trees, and causes respiratory diseases in nearby pedestrians. The snow remover according to the present invention can suppress the whitening phenomenon by dissolving sodium chloride, which is not deliquescent, on its own through the moisture absorption and moisture control effects of highly deliquescent calcium chloride, porous coffee grounds, and glycerin. It can be said that it has had a certain effect.
본 발명에서는, 제1 실시예에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물과 다른 성분을 갖는 친환경 제설제 1,2,3,4 및 5,6(비교예 1 내지 6)의 백화현상을 관찰하였다.In the present invention, the whitening phenomenon of eco-friendly snow removers 1, 2, 3, 4, and 5, 6 (Comparative Examples 1 to 6) having ingredients different from the snow remover composition mixed with porous coffee waste according to the first embodiment observed.
증류수 500g 에 각 시료 200g 을 용해시킨 후 강판재(시험편 재질은 KS D 3512 에 따른 광택 마무리된 표준 조질의 일반용 강판(SPCC/S/B))를 넣어 72시간 경과후 자연 건조시 백화현상의 여부를 관찰하였다.After dissolving 200g of each sample in 500g of distilled water, add a steel plate (the test piece material is a standard tempered steel plate (SPCC/S/B) with a glossy finish in accordance with KS D 3512) and check whether whitening occurs when naturally dried after 72 hours. was observed.
3일이 경과한 후부터 현저한 차이를 확인할 수 있었으며, 7일이 경과한 후에는 극명한 차이가 발생함을 확인하였다.A significant difference was confirmed after 3 days, and a significant difference was confirmed after 7 days.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제설제는 백화현상이 발생되지 않았으며, 친환경 제설제 1,2,3,4 및 5,6가 용해된 비교예 1에서는 미약한 백화현상이 나타나고, 비교예 2에서는 더욱 높은 백화현상이 나타나고 비교예 3 내지 4에서도 백화현상이 관찰되고 비교예 5에서는 백화현상이 관찰되지 않았음을 확인할 수가 있고, 비교예 6에서는 커다란 백화현상이 확인되어, 본 발명의 제1 실시예와 비교예 5에서만 백화현상이 발생되지 않아 차량이나 도로시설물을 장기간 유지할 수가 있음이 확인되었다.As shown in FIG. 7, the snow remover according to the first embodiment of the present invention did not cause whitening, and in Comparative Example 1 in which eco-friendly snow removers 1, 2, 3, 4, and 5 and 6 were dissolved, the amount of snow removal was weak. A whitening phenomenon appeared, and in Comparative Example 2, a higher whitening phenomenon appeared. Whitening was also observed in Comparative Examples 3 and 4. It can be confirmed that no whitening was observed in Comparative Example 5, and in Comparative Example 6, a large whitening phenomenon was observed. This was confirmed, and it was confirmed that only in Example 1 and Comparative Example 5 of the present invention, no whitening occurred and vehicles and road facilities could be maintained for a long period of time.
실험예 3 : 강판재 부식 시험Experimental Example 3: Steel plate corrosion test
실험예 2에서 사용한 강판재를 통하여 부식 시험을 시험하였으며, 금속 부식도는 시험 방법 기준 EM502-1에 기재된 시험 방법에 따라 진행하였으며, 그 결과는 <표 2>에 기재되고 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제설제가 금속 부식성이 현저하게 낮았음을 확인할 수 있었다.A corrosion test was performed on the steel sheet used in Experimental Example 2, and the metal corrosion rate was conducted according to the test method described in the test method standard EM502-1, and the results are listed in <Table 2> and shown in Figure 8. , it was confirmed that the snow remover according to the first embodiment of the present invention had significantly low metal corrosiveness.
이상과 같이, 본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법은, 매립되면 온실가스인 메테인(CH4)이 배출되므로 매립이 불가능한 다공성 구조의 커피박을 제설제에 혼합시켜 제설제의 주요 구성부분인 염화물 이온을 흡착하게 하여 제설제의 상기 염화물 이온에 의하여 발생되는 도로 시설물의 손상, 차량의 부식 및 콘크리트 조기 손상과 같은 문제점을 최소화하고 토양 및 수질의 환경오염을 감소시키며 제설제의 흡습성으로 인한 식물의 생장방해를 최소로 하는 것이 가능하게 되는 것이다.As described above, the snow remover composition mixed with coffee waste having a porous structure according to the present invention and the manufacturing method of the snow remover composition are made of coffee waste having a porous structure that cannot be buried because methane (CH4), a greenhouse gas, is emitted when landfilled. By mixing it with a snow remover, it adsorbs chloride ions, which are a major component of the snow remover, minimizing problems such as damage to road facilities, corrosion of vehicles, and early damage to concrete caused by the chloride ions in the snow remover, and improving soil and water quality. It is possible to reduce environmental pollution and minimize plant growth disruption due to the hygroscopic properties of snow removers.
본 발명에 따른 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물 및 상기 제설제 조성물의 제조방법은, 제설제 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하고 동일한 방법을 반복적으로 수행하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.It can be said that the snow remover composition mixed with coffee waste of a porous structure and the manufacturing method of the snow remover composition according to the present invention make it possible to repeatedly manufacture the same product and perform the same method repeatedly in the snow remover manufacturing industry. Therefore, it can be said to be an invention with industrial applicability.
A: 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물
S1: 건조단계
S2: 살균시키는 단계
S3: 탄화시키고 냉각시키는 단계
S4: 제설제가 제조되는 단계
S5: 포장하는 단계A: Snow remover composition mixed with porous coffee grounds
S1: Drying step
S2: Sterilization step
S3: Carbonization and cooling step
S4: Step in which the snow remover is manufactured
S5: Packaging step
Claims (4)
상기 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물의 제조방법은, 수거된 커피박에서 세척을 통하여 이물질을 제거하고 수분함량을 0 ~ 1 중량%로 낮추는 건조단계(S1)와,
건조된 커피박을 110 ~ 130℃ 에서 20 ~ 30 분간 살균시키는 단계(S2)와,
300℃ 이상에서 30 ~ 40 분간 탄화시키고 냉각시키는 단계(S3)와,
상기와 같이 제조된 다공성 구조의 커피박이, 염화나트륨 60 ~ 70 중량% 과 염화칼슘 25 ~ 35 중량%에 상기 다공성 구조의 커피박 0.5 ~ 1 중량%을 혼합시키고 교반시켜 제설제가 제조되는 단계(S4)와,
제조된 제설제를 계량하여 포장하는 단계(S5)를 포함하고,
상기 다공성 구조의 커피박이, 염화나트륨 60 ~ 70 중량% 과 염화칼슘 25 ~ 35 중량%에 상기 다공성 구조의 커피박 0.5 ~ 1 중량%을 혼합시키고 교반시켜 제설제가 제조되는 단계(S4)에서, 당밀, 글리세린, 구연산, 핵사메타인산나트륨이 중에서 선택되거나 이들이 혼합된 상태로 사용된 코팅제의 2 ~ 3 중량%이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 다공성 구조의 커피박이 혼합된 제설제 조성물의 제조방법.In the method of manufacturing a snow remover composition mixed with porous coffee grounds,
The method for manufacturing a snow remover composition mixed with coffee grounds having a porous structure includes a drying step (S1) of removing foreign substances from the collected coffee grounds through washing and lowering the moisture content to 0 to 1% by weight;
A step (S2) of sterilizing the dried coffee grounds at 110 to 130°C for 20 to 30 minutes,
Carbonizing and cooling at 300°C or higher for 30 to 40 minutes (S3),
A step (S4) in which a snow remover is prepared by mixing 0.5 to 1% by weight of the porous structure of coffee waste prepared as above, 60 to 70% by weight of sodium chloride and 25 to 35% by weight of calcium chloride, and stirring; ,
It includes a step (S5) of measuring and packaging the manufactured snow remover,
In the step (S4) where the snow remover is prepared by mixing 0.5 to 1% by weight of the porous coffee waste with 60 to 70% by weight of sodium chloride and 25 to 35% by weight of calcium chloride and stirring, molasses and glycerin A method for producing a snow removal composition mixed with porous coffee grounds, characterized in that 2 to 3% by weight of the coating agent used is additionally mixed with citric acid, sodium hexametaphosphate, or a mixture thereof.
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|---|---|---|---|---|
| KR101705612B1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-02-10 | 나용훈 | Method for manufacturing solid fuel using coffee by-products |
| KR101903171B1 (en) * | 2017-08-17 | 2018-10-01 | 주식회사 스타스테크 | Eco-Friendly Snow Removal Agent Composition Comprising Porous Structure From Starfish |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101705612B1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-02-10 | 나용훈 | Method for manufacturing solid fuel using coffee by-products |
| KR101903171B1 (en) * | 2017-08-17 | 2018-10-01 | 주식회사 스타스테크 | Eco-Friendly Snow Removal Agent Composition Comprising Porous Structure From Starfish |
| KR20220085464A (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-22 | 재단법인 포항금속소재산업진흥원 | low-corrosive eco-friendly snow-removing agent |
| KR102470091B1 (en) | 2020-12-15 | 2022-11-22 | 재단법인 포항금속소재산업진흥원 | low-corrosive eco-friendly snow-removing agent |
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