KR19980055544A - Method for treating organic matter such as food waste by compression and microwave heat drying and apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대형 음식점, 단체 급식 식당, 아파트, 그리고 농수산물 및 축산물 시장처럼 집단으로 발생되는 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 1차로 기계적 압축으로 수분을 짜내고 난 다음 2차적으로 가정용 전자렌지와 원리가 같은 마이크로파를 조사(照射)시켜 가열함으로써 음식물 쓰레기 세포 내에 까지 남아 있는 수분을 증발시켜 건조된 음식물 쓰레기를 절삭기나 파쇄기로 절단, 파쇄하여 포장 처리하는 방법 및 장치를 제공한다.The present invention primarily squeezes moisture by mechanical compression of organic matter such as food waste generated in groups such as large restaurants, catering restaurants, apartments, and agricultural and livestock products markets. The present invention provides a method and apparatus for packaging by cutting and crushing dried food waste with a cutting machine or a crusher by evaporating moisture remaining in the food waste cells by heating.
이에 따라, 기계적 압축으로 짜진 음식물 쓰레기의 오수는 저장하였다가 화장실 정화조처럼 분리 수거를 함으로써 음식물 쓰레기로 인한 환경오염을 획기적으로 해결할 수 있는 등의 효과가 있다.Accordingly, the sewage of the food waste squeezed by mechanical compression is stored and separated and collected like a toilet septic tank, thereby effectively solving the environmental pollution caused by the food waste.
또한, 이 장치의 규모는 작게는 사무용 책상보다 작고 제작 비용도 비교적 저렴하여 음식물 쓰레기가 발생되는 모든 곳에 설치가 가능하다는 장점이 있고, 크게는 농수산물의 쓰레기까지 대량으로 처리할 수 있는 플랜트 구조도 가능하다는 장점이 있다.In addition, the size of the device is smaller than the office desk and the production cost is relatively low, so it can be installed in any place where food waste is generated, and the plant structure that can handle a large amount of garbage of agricultural and marine products is also possible. Has the advantage.
또, 생선이나 고추 등의 농수산물의 건조를 위하여 상술한 건조단계가 적용될 수 있는 효과도 있다.In addition, there is an effect that the above-described drying step can be applied for the drying of agricultural products such as fish or red pepper.
Description
본 발명은 물기를 함유한 음식물 쓰레기와 같은 유기물로 인한 환경오염을 해결하기 위하여 1차 기계적으로 압축하여 물기를 제거하고 소형화한 후, 2차로 음식물 세포 내에 잔존하는 수분을 마이크로파를 직접 조사(照射)하여 수분을 발열, 증발시키기 위한 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법과 그 처리장치에 관한 것이다.In order to solve the environmental pollution caused by organic matters such as food waste containing water, the present invention first compresses mechanically to remove water and miniaturizes it, and then directly irradiates microwaves with water remaining in food cells. The present invention relates to a method for treating organic matters such as food waste by compression and microwave heat drying for heat generation and evaporation of moisture, and a treatment apparatus thereof.
현재 이 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리는 기계적 압축이나 원심력을 이용한 방식이 사용되어지고 있으나, 이는 잔류 수분이 80% 정도까지 남아 있게 되므로 만족한 수준이 되지 못하며, 또다른 방식중 하나는 큰 저장 탱크 내에서 음식물 쓰레기를 고속 내지는 저속으로 발효시키는 방식으로 음식물 쓰레기를 처리하고 있으나, 이는 넓은 장소와 발효 시간이 수 십일이 요구되는 단점 외에도 수집과 운반에 매우 큰 어려움이 따른다.Currently, organic material treatment such as food waste is used by mechanical compression or centrifugal force, but this is not satisfactory because residual water remains up to 80%, and another method is to use a large storage tank. Food waste is processed by fermenting food waste at high speed or low speed, but this is very difficult to collect and transport in addition to the disadvantage of requiring a large place and several ten days of fermentation time.
근래 환경오염은 우리의 생활을 해치는 중요한 과제가 되었으며, 특히 지방 자치제 실시 이후, 쓰레기장 확보라는 또다른 문제를 야기시키고 있다. 그러나 우리의 식생활 문화는 외국과 달리 환경오염에 악영향을 미치는 국물이 많으며, 잔반 또한 많고 그 잔반에도 국물이 많다는 점이다.In recent years, environmental pollution has become an important task that hurts our lives, especially after the implementation of local governments, causing another problem of securing garbage dumps. However, our dietary culture, unlike foreign countries, has many broths that adversely affect environmental pollution.
따라서, 본 발명의 목적은 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 짧은 시간 내에 완벽하게 수분을 제거시킴으로써 이것으로 인한 환경오염 문제를 해결하기 위한 방법과 그 장치를 제공하는 것이며, 또한, 소량이나 대량에 모두 적용될 수 있는 간단한 구조와 작동으로 효과적으로 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 처리할 수 있는, 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법과 그 장치를 제공하는 것이다. 또, 생선이나 고추 등의 농수산물의 건조를 위하여 상술한 방법이 적용될 수 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a method and apparatus for solving the environmental pollution problem caused by completely removing organic matter such as food waste within a short time, and can be applied to both small and large quantities. The present invention provides a method and apparatus for treating organic matter such as food waste by compression and microwave heating and drying, which can effectively treat organic matter such as food waste with a simple structure and operation. In addition, the above-described method can be applied for drying the agricultural and marine products such as fish and red pepper.
도 1은 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법의 공정도,1 is a process diagram of a method for treating organic matter such as food waste by compression and microwave heat drying,
도 2는 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법을 실시하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 유기물처리장치의 개략적인 길이방향 단면도,2 is a schematic longitudinal cross-sectional view of an organic matter processing apparatus according to another aspect of the present invention for implementing a method for treating organic matter such as food waste by compression and microwave heat drying;
도 3은 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법을 실시하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 유기물처리장치의 개략적인 길이방향 단면도,3 is a schematic longitudinal cross-sectional view of an organic matter processing apparatus according to another aspect of the present invention for implementing a method for treating organic matter such as food waste by compression and microwave heat drying;
도 4는 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법을 실시하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 유기물처리장치의 개략적인 길이방향 단면도,4 is a schematic longitudinal cross-sectional view of an organic matter processing apparatus according to another aspect of the present invention for implementing a method for treating organic matter such as food waste by compression and microwave heat drying;
도 5는 도 4의 선 4-4의 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 of FIG. 4;
도 6는 도 4의 선 5-5의 단면도,6 is a cross-sectional view taken along the line 5-5 of FIG. 4;
도 7은 마이크로파 발생장치의 회로도.7 is a circuit diagram of a microwave generator.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
2:마그네트론4:다이오드2: magnetron 4: diode
5:과열방지 센서7:고압 트랜스5: Overheat prevention sensor 7: High pressure transformer
8:노이즈 필터9:고압 콘덴서8: Noise filter 9: High pressure condenser
10:호퍼(투입조)11:투입구10: Hopper (feed tank) 11: Inlet
12:이송스크류13,14:가압판12: Feed screw 13, 14: Pressure plate
15,16:에어실린더17,18:방향절환밸브15, 16: Air cylinder 17, 18: Directional switching valve
19:에어탱크20:컴프레샤19: Air tank 20: Compressor
21:배수구22:에어노즐21: drain 22: air nozzle
23:마이크로파 발생장치24:배출구23: microwave generator 24: outlet
25:수거조30:(음식물 쓰레기)처리관25: collection tank 30: (food waste) disposal pipe
31:수축압축부32:배수노즐31: Shrinkable compression section 32: Drainage nozzle
33:왕복판33: The round trip
40:이송컨베이어41,42,43:제1 내지 제3압축롤러40: conveying conveyor 41, 42, 43: first to third compression roller
41',42':압축홈44:지지롤러41 ', 42': Compression groove 44: Supporting roller
상기 목적의 달성을 위해 본 발명에 따른, 음식물 쓰레기와 같은 유기물 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법은, 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 처리하기 위한 유기물 처리방법에 있어서:기계적 압력을 가하여 다량의 수분을 제거하는 압축단계; 및 그 압축단계 후에 마이크로파를 가하여 잔류 수분을 증발시킴으로서 추가로 거의 대부분의 수분을 제거하는 건조단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, an organic material processing method such as food waste by microwave compression and food heating such as food waste, in the organic material processing method for treating organic matter such as food waste: A compression step of removing a large amount of moisture by adding; And a drying step of removing almost most of the water by further adding a microwave to evaporate the residual water after the compression step.
상기 압축단계이전에 호퍼(10)를 통하여 투입구(11)로 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 투입하고 투입된 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 이송시키면서 수분을 제거하고 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 분쇄 내지는 압축시키는 예비단계와, 상기 건조단계후에 배출구(24)를 통하여 배출시키면서 건조,배출되는 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 소각 내지는 포장하여 폐기하는 후처리단계를 추가로 포함하며, 상기 압축단계에서 압축이 이루어지는 동안에는 음식물 쓰레기와 같은 유기물의 이송이 정지되는 것이 바람직하다. 또한, 그 후처리단계에서 음식물 쓰레기와 같은 유기물은 절삭기 내지는 파쇄기에 넣어 잘게 절삭 내지는 파쇄하여 최종처리함으로써 더욱 완전하게 음식물 쓰레기를 처리할 수 있으며, 포장폐기하는 경우에는 자동으로 포장할 수 있도록 구성할 수도 있다.A preliminary step of removing moisture while crushing or compressing organic matters such as food wastes while injecting organic matters such as food wastes into the inlet 11 through the hopper 10 and transferring the organic matters such as injected food wastes before the compression step; And, after the drying step while the discharge through the outlet 24, the organic matter, such as food waste, dried or discharged by incineration or packaging further comprises a post-treatment step of discarding, during the compression step such as food waste during the compression step It is preferable that the transfer of organic matter is stopped. In addition, in the post-treatment step, organic matters such as food wastes may be put into a cutting machine or shredder to be finely cut or shredded and finally processed to more completely process food wastes. It may be.
또한, 본 발명은, 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 처리하기 위한 유기물 처리장치에 있어서:기계적 압력을 가하여 다량의 수분을 제거하는 압축수단; 및 그 압축수단에 의해 수분이 제거되고 잔류하는 수분을 마이크로파를 가하여 증발시킴으로써 추가로 거의 대부분의 수분을 제거하는 마이크로파 건조수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리장치를 제공한다.In addition, the present invention is an organic material processing apparatus for treating organic matter, such as food waste, comprising: compression means for removing a large amount of water by applying mechanical pressure; And microwave drying means for removing water by the compression means and further removing most of the water by applying a microwave to evaporate the remaining water. It provides an organic material treatment apparatus such as.
이때, 음식물 쓰레기와 같은 유기물은 이송관 내에 설치되는 스크류나, 컨베이어(벨트)에 의해 이송시키면서 압축수단과 마이크로파 건조수단으로 압축 및 건조시키는 것이 흐름라인형태로 되어, 계속적인 처리가 원활하고도 간편하게 이루어질 수 있으며, 그러한 압축수단으로는 에어실린더와 같은 왕복운동수단에 의해 작동하는 가압판을 이용하거나, 이송간에 수축부를 형성하여 이송력에 의해 압축되게 할 수 있으며, 또는 컨베이어에 의해 이송되는 경우에는 압축롤러에 의해 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 압축하여 다량의 수분을 제거하고 간편하게 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 처리할 수 있게 된다.At this time, organic matter such as food waste is compressed and dried by a compression means and a microwave drying means while being transported by a screw or a conveyor (belt) installed in a transport pipe, so that the continuous processing is smooth and convenient. Such compression means may be made by using a pressure plate actuated by a reciprocating means such as an air cylinder, or by forming a contraction portion between transfers to be compressed by a transfer force, or when conveyed by a conveyor The rollers compress organic matters such as food waste to remove a large amount of water and can easily process organic matters such as food waste.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들의 구성가 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation of the configuration of the embodiments of the present invention.
도 1은 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법의 공정도이며, 도 2 내지 도 6은 그 방법을 실현시키기 위한 장치의 실시예들이 도시된다.1 is a process diagram of a method for treating organic matter such as food waste by compression and microwave heat drying, and FIGS. 2 to 6 show embodiments of a device for realizing the method.
도 1에서 본 발명에 따른 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법은, 적어도 기계적 압력을 가하여 다량의 수분을 제거하는 압축단계(S3)와, 그 압축단계 후에 마이크로파를 가하여 잔류 수분을 증발시킴으로서 추가로 거의 대부분의 수분을 제거하는 건조단계(S4)를 포함하며, 또한 상기 압축단계이전에 호퍼(10)를 통하여 투입구(11)로 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 투입하는 투입단계(S1)와, 투입된 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 이송시키면서 수분을 제거하고 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 분쇄 내지는 압축시키는 예비단계(S2)와, 상기 건조단계후에 배출구(24)를 통하여 배출시키면서 건조,배출되는 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 소각 내지는 포장하여 폐기하는 후처리단계인 배출단계(S5)를 포함할 수 있다.In FIG. 1, a method for treating organic matter such as food waste by compression and microwave heat drying according to the present invention includes a compression step (S3) of removing a large amount of water by applying at least mechanical pressure, followed by applying a microwave after the compression step to remove residual water. In addition to the drying step (S4) further removes most of the moisture by evaporating, and also before the compression step through the hopper 10 through the hopper (10) input step (S1) ), And a preliminary step (S2) of removing moisture while transferring the organic matters such as the input food waste and crushing or compressing the organic matters such as the food waste, and the food that is dried and discharged while being discharged through the outlet 24 after the drying step. It may include a discharge step (S5) which is a post-treatment step of incineration or packaging and discarding organic matter such as waste.
장치의 구조에 따라서는 상기 압축단계에서 압축이 이루어지는 동안에 음식물 쓰레기와 같은 유기물의 이송이 정지될 수도 있다.Depending on the structure of the device, the transport of organic matter such as food waste may be stopped during the compression in the compression step.
상술한 본 발명에 따른 방법에 의하면, 먼저, 상술한 바와 같이 투입단계(S1)에서 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 투입되고 예비단계(S2)에서 이송되면서 분쇄 및 압축된 후, 또는 투입된 대로 압축단계(S3)에서 1차적으로 수분을 제거되게 되는데, 이 처리후에도 음식물 쓰레기와 같은 유기물에는 약 80%의 잔류 수분이 남아 있게 된다.According to the method according to the present invention described above, first, as described above, the organic matter such as food waste is added in the input step (S1) and crushed and compressed while being transported in the preliminary step (S2), or after the compression step ( In S3), water is first removed. After this treatment, about 80% of residual water remains in organic matter such as food waste.
그 다음은 마이크로파로 유전체(誘電體)인 쓰레기와 그 속에 남아 있는 수분을 가열, 증발시키는 건조단계(S4)이다.Next is a drying step (S4) of heating and evaporating waste, which is a dielectric material with microwaves, and moisture remaining therein.
마이크로파란 1기가 헤르쯔(GHz)에서 30기가 헤르쯔 까지의 주파수로 진동하는 전자파를 말한다. 이 마이크로파의 특성은 금속에 이것이 도달하면 흡수되지 않고 완전히 반사되어 금속에 작용을 미치는 일은 없다. 이는 빛이 거울에 반사되는 것과 매우 흡사하다. 그러나, 비금속체인 음식물 쓰레기와 같은 유전체에 마이크로파가 조사(照射)되면 그 내부에 전자파가 흡수되며 그 정도는 유전체 특성에 따라 달라진다.Microwaves are electromagnetic waves that vibrate at frequencies from 1 gigahertz (GHz) to 30 gigahertz. The properties of this microwave are not absorbed when it reaches the metal and are not fully reflected and acting on the metal. This is very similar to the reflection of light on a mirror. However, when microwaves are irradiated onto a dielectric such as food waste, which is a non-metallic substance, electromagnetic waves are absorbed therein, and the extent thereof varies depending on the characteristics of the dielectric.
이렇게 유전체 내부로 마이크로파가 흡수되면 그곳에 전계(電界)와 자계(磁界)가 발생되고 이것이 유전체 내부에 존재하는 쌍극자(雙極子)를 회전시키면서 쌍극자의 마찰열을 발생시키게 된다.When the microwaves are absorbed into the dielectric, electric fields and magnetic fields are generated therein, and this generates friction heat of the dipole while rotating the dipoles present in the dielectric.
이 과정을 좀더 자세히 설명을 하여 보면 유전체 내부에는 수많은 +이온과 -이온이 하나의 쌍을 이루고 있으며 이를 쌍극자라 부른다. 이 쌍극자는 대전(帶電)이 되지 않은 평상시는 매우 불규칙하게 나열되어 있으나, 만약 이 쌍극자 주위에 전계가 형성되면 그것에 따라 일정하게 + -, + -로 정열되며, 교류와 같이 + -가 바뀌는 전계가 인가되면 그것에 따라 쌍극자가 회전하게 되고 이 회전시에 생기는 마찰열로 인하여 유전체 내부가 직접 가열하게 된다.To explain this process in more detail, a large number of + and-ions are paired inside the dielectric and are called dipoles. These dipoles are normally arranged very irregularly without charge, but if an electric field is formed around this dipole, they are aligned with +-and +-in accordance with them, and the electric field with +-changes like alternating current. When applied, the dipole rotates accordingly and the inside of the dielectric is directly heated due to the frictional heat generated during this rotation.
그러므로 마이크로파와 같이 교번횟수가 매우 많은 고주파가 인가된다면 쌍극자의 회전은 그만큼 많아 가열 효율 또한 높아지게 되는데 이것이 가정용 전자렌지의 가열 원리이다.Therefore, if a high frequency with a large number of alternating frequencies is applied, such as microwaves, the dipole rotates so much that the heating efficiency is also high. This is the heating principle of a domestic microwave oven.
유전체에는 그 종류에 따른 비유전율(比誘電率; εr)과 유전체 손실각(誘電體損失角; tan δ)값이 존재하며, 이 값이 큰 유전체일수록 마이크로파가 쉽게 흡수되어 가열효율이 높아지게 된다.Dielectrics have specific dielectric constant (ε r ) and dielectric loss angle (tan δ) value according to the type of dielectric, and the larger dielectric is easily absorbed microwave and heating efficiency becomes higher. .
일반적으로 물은 비유전율이 100 정도이고 유전체 손실각은 0.1 정도로 매우 높은 유전체이다. 또한 음식물 쓰레기에는 3% 정도의 염분을 갖고 있는데 이는 염분이 없는 물보다 2배 이상 더 잘 흡수되어 마이크로파 적용으로의 가열은 최적의 상태가 된다. 그리고 이처럼 염분이 포함된 음식물 쓰레기의 수분은 온도가 상승되면 될수록 유전체 특성이 변화되어 마이크로파 흡수율이 커져 더욱더 가열 속도가 증대된다.Generally, water is a dielectric having a high dielectric constant of about 100 and a dielectric loss angle of about 0.1. Food waste also has about 3% salinity, which is more than twice as good as salt-free water and heating to microwave applications is optimal. In addition, as the temperature increases, the moisture of the food waste containing salt changes the dielectric properties and the microwave absorption rate increases, thereby increasing the heating rate.
따라서, 본 발명의 방법에 의하면, 일반적인 히터에 의해 건조시키는 것보다 훨씬 효율적이면서 간단한 구조로 완전하게 수분을 제거할 수 있다.Therefore, according to the method of the present invention, water can be completely removed with a simple structure which is much more efficient than drying by a general heater.
상술한 방법을 흐름라인 형태로 구성된 장치가 도 2 내지 도 6에 도시된다.An apparatus constructed in the form of a flow line of the above-described method is shown in FIGS.
도 2 내지 도 6에 도시된 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리장치는 다같이 기계적 압력을 가하여 다량의 수분을 제거하는 압축수단과 그 압축수단에 의해 수분이 제거되고 잔류하는 수분을 마이크로파를 가하여 증발시킴으로써 추가로 거의 대부분의 수분을 제거하는 마이크로파 건조수단을 포함한다.Organic materials processing apparatus such as food waste by compression and microwave heat drying shown in Figures 2 to 6 are the compression means for removing a large amount of water by applying a mechanical pressure, and the moisture is removed and remaining by the compression means And microwave drying means for removing almost all of the moisture further by applying microwave to evaporate.
도 2에 도시된 실시예에서는, 투입조를 구성하는 호퍼(10), 이송관(30), 스크류(12), 가압판(13,14) 및 마이크로파 발생장치(23)를 구비한다.In the embodiment shown in FIG. 2, the hopper 10 which comprises an injection tank, the feed pipe 30, the screw 12, the pressure plates 13 and 14, and the microwave generator 23 are provided.
그 이송관(30)은 길이가 긴 관형상으로서, 그 일단의 외부에 설치되는 모터(M)에 연결,회전되어 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 처리하기 위해 내부에서 이송하도록 길이 방향으로 스크류(12)가 설치된다.The conveying pipe 30 is a long tubular shape, is connected to the motor (M) installed on the outside of one end of the screw 12 in the longitudinal direction so as to be transported from the inside for processing organic matter such as food waste Is installed.
상기 압축수단으로서 한쌍의 가압판(13,14)은, 도 2에서 에어실린더(15,16)에 의해 작동되도록 이송관(30)의 중앙 부분 내부에 설치되며, 그 에어실린더(1,516)는 방향절환밸브(18)를 개재하여 컴프레샤(20) 및 에어탱크(19)로부터의 압축공기(에어)에 의해 작동되도록 구성된다.As the compression means, a pair of pressure plates 13 and 14 are installed inside the central portion of the transfer pipe 30 so as to be operated by the air cylinders 15 and 16 in FIG. 2, and the air cylinders 1 and 516 are directionally switched. It is configured to be operated by the compressed air (air) from the compressor 20 and the air tank 19 via the valve 18.
상기 마이크로파 건조수단으로서의 마이크로파 발생장치(23)는 이송관(30)의 후반부 상부에 설치되며, 압축공기를 내부로 분사하도록 상기 스크류(12)의 축에 형성되는 적어도 하나 이상의 에어노즐(22)를 포함하여 구성됨으로써 그 마이크로파 발생장치(23)에 의한 건조를 더욱 촉진시킬 수 있으며, 또, 수증기의 배기구가 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 도 2에서, 상기 이송관(30)의 일단에는 투입구(11)가 형성되고 상기 중앙부분에 위치하는 가압판(13,14)에 의해 크게 압축되어 발생하는 오수의 배출을 위해 하부에 배수구(21)가 형성된다. 또, 상기 이송관(30)의 타단에는 상기 마이크로파 발생장치(23)에 의해 거의 완전히 가열, 건조되어 이송된 때에 그 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 배출하도록 배출구(24)가 마련된다. 그 배출구(24)를 통해서 수증기가 함께 배출될 수도 있다. 또한, 그 배출구(24)에는 파쇄기를 구비할 수 있으며, 그 아래에는 폐기를 위한 수거조(25), 소각조 내지는 자동 포장장치가 설치될 수 있다.The microwave generator 23 as the microwave drying means is installed on the upper part of the second half of the transfer pipe 30, and at least one air nozzle 22 formed on the shaft of the screw 12 to inject compressed air into the inside. It is preferable that it is comprised so that drying by the said microwave generating apparatus 23 can further be accelerated | stimulated, and the exhaust port of water vapor is provided. In addition, in Fig. 2, one end of the transfer pipe 30 is formed with an inlet 11 and the drain port (11) for the discharge of the sewage generated by the compression plate (13, 14) located in the central portion is greatly compressed ( 21) is formed. The other end of the transfer pipe 30 is provided with a discharge port 24 so as to discharge organic matter such as food waste when the microwave generator 23 is almost completely heated, dried and transported. Water vapor may be discharged together through the outlet 24. In addition, the discharge port 24 may be provided with a crusher, beneath it may be installed a collection tank 25, incineration tank or automatic packaging device for disposal.
상술한 본 발명의 일실시예에 따다 구성되는, 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the organic matter treatment apparatus such as food waste by microwave heat drying, which is constructed according to the above-described embodiment of the present invention, is as follows.
이송관(30)의 일단에서 투입구(11)를 통해 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 투입되면 스크류(12)를 작동시켜 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 이송하면서 그 이송관(30)의 전반부에서 예비적으로 분쇄 및 압축시킨다.When organic matter such as food waste is introduced through the inlet 11 at one end of the transfer pipe 30, the screw 12 is operated to transfer organic matter such as food waste, while preliminarily crushing in the first half of the transfer pipe 30. And compress.
그 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 상기 중앙부분에 이른 때에 에어실린더(15,16)를 개재하여 가압판(13,14)을 작동시킴으로써 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 크게 압축되게 된다. 이때, 스크류(12)를 정지시키는 것이 바람직하며, 그 예비압축 및 압축으로 발생하는 수분은 하부에 설치되는 배수구(21)로 배출되게 되며, 계속 그 압축된 음식물 쓰레기와 같은 유기물은 상기 이송관(30)의 후반부로 이송되면서 마이크로파 발생장치(23)에 의해 거의 완전히 가열, 건조되게 된다. 그 가열, 건조시키면서 스크류(12)의 축에 에어노즐(22)을 형성시킨 경우에는 그 에어노즐(22)을 통해 압축공기를 분출시키거나, 가열,건조로 발생된 수증기를 배출하기 위한 배기구(도시는 생략됨)를 별도로 형성시킴으로써 음식물 쓰레기와 같은 유기물로부터 더욱 수분을 용이하게 제거할 수도 있을 것이다.When the organic matter such as the food waste reaches the center portion, the pressing plates 13 and 14 are operated via the air cylinders 15 and 16 to greatly compress the organic matter such as the food waste. At this time, it is preferable to stop the screw 12, the water generated by the pre-compression and compression is discharged to the drain port 21 is installed in the lower portion, and the organic matter such as the compressed food waste continues to the transfer pipe ( While being transferred to the second half of 30, the microwave generator 23 is almost completely heated and dried. When the air nozzle 22 is formed on the shaft of the screw 12 while the heating and drying are performed, an exhaust port for ejecting compressed air through the air nozzle 22 or discharging the steam generated by heating and drying ( (Not shown), it may be possible to more easily remove moisture from organic matter such as food waste.
그 뒤, 이송관(30)의 타단에 형성된 배출구(24)를 통해 가열, 건조된 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 배출되게 되는데, 이때에도 배출구(24)에 파쇄기를 설치하여 파쇄, 배출시킬 수도 있으며, 자동 포장장치 내지는 수거조(25)에 의해 수거,폐기하거나, 소각조에 수거하여 소각시킬 수도 있다.Subsequently, organic matters such as heated and dried food waste are discharged through the discharge port 24 formed at the other end of the transfer pipe 30, and at this time, a crusher may be installed at the discharge port 24 to be crushed and discharged. The automatic packaging device or the collection tank 25 may be collected and disposed of, or may be collected and incinerated in an incineration tank.
도 3에 도시된 실시예에서는 이송관(30)이 도 2와 유사하게 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 처리하기 위해 내부에서 이송하도록 길이 방향으로 스크류(12)를 지닌다. 또, 마이크로파 건조수단은 도 2와 유사하게 이송관(30)의 후반부 상부에 설치되는 적어도 하나 이상의 마이크로파 발생장치(23)를 포함하여 구성되며, 그 가열, 건조를 위해 상기 스크류(12)의 축에 압축공기를 분사하는 에어노즐(22)를 형성시킬 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 3, the delivery pipe 30 has a screw 12 in the longitudinal direction to be transported therein for processing organic matter such as food waste, similar to FIG. 2. In addition, the microwave drying means comprises at least one microwave generator 23 is installed on the upper portion of the second half of the transfer pipe 30, similar to Figure 2, the shaft of the screw 12 for the heating, drying It is possible to form an air nozzle 22 for injecting compressed air.
이 실시예에서는 도 2의 실시예와 달리 압축수단으로서 상기 이송관(30)의 중앙부분에 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 수축, 압축하도록 경사압축부(31)가 형성되고, 배수수단으로서 다수의 배수노즐(32)이 이송관(30)의 측벽부에 형성된다. 그 배수노즐(32)은 에어실린더 등의 왕복운동수단(도시는 생략됨)에 의해 왕복이동가능한 노즐개폐부재(32)에 의해 개폐가능하게 구성된다. 또, 그 각 노즐개폐부재(32)는 분리되게 작동되도록 구성될 수도 있고, 왕복판(33)에 의해 군을 이루어 왕복운동할 수 있도록 도시된 바와 같이 구성될 수도 있다.In this embodiment, unlike the embodiment of FIG. 2, the inclined compression unit 31 is formed in the central portion of the transfer pipe 30 as a compression means to contract and compress organic matters such as food waste, and a plurality of drainage means as drainage means. The nozzle 32 is formed in the side wall part of the feed pipe 30. The drain nozzle 32 is configured to be opened and closed by a nozzle opening and closing member 32 which can be reciprocated by a reciprocating means (not shown) such as an air cylinder. In addition, each nozzle opening and closing member 32 may be configured to be operated separately, or may be configured as shown to reciprocate in a group by the reciprocating plate (33).
이러한 구성의 작용 역시 경사압축부(31) 및 배수수단을 제외하고는 도 2와 관련하여 설명한 바와 유사하다. 그 경사압축부(31)에서는 이송관(30)의 직경이 점점 작게 되어 이송되어 오는 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 압축되게 되고, 노즐개폐부재(32)를 후퇴시킴으로써 배수노즐(32)을 개방시켜 수분을 배출시킬 수 있게 된다. 또, 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 이송하는 동안에는 경사압축부(31)에서 압축되어 고형물만 전진하도록 하고 수분이나 액체는 후방으로 모아지게 하며, 주기적으로 또는 수분 센서의 감지에 의해 자동으로 왕복운동수단을 작동시킴으로써 노즐개폐부재(32)를 후퇴시키고 배수노즐(32)을 개방시켜 수분을 배출시키고, 수분 배출후 이송, 압축시에는 다시 그 배수노즐(32)을 폐쇄시켜 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 빠져나가는 것을 방지하도록 작동시키는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 수분배출시에는 스크류(12)의 회전을 정지시켜 이송을 정지시킴으로써 그 배수노즐(32)을 통하여 수분이외에 음식물 쓰레기와 같은 유기물의 고형물이 빠져나가는 것을 방지할 수 있을 것이다. 그 후, 경사압축부(31)에 압축되고 수분이 짜여진 음식물 쓰레기와 같은 유기물은 도 2와 관련하여 설명한 바와 같이 마이크로파 발생장치(23)에 의해 완전히 수분이 가열, 제거되고 배출되게 된다.The operation of this configuration is also similar to that described with reference to FIG. 2 except for the inclined compression portion 31 and the drainage means. In the inclined compression section 31, the diameter of the transfer pipe 30 becomes smaller and the organic matters such as food waste to be transported are compressed, and the nozzle opening member 32 is retracted to open the drainage nozzle 32 to open the water. Can be discharged. In addition, during the transfer of organic matter, such as food waste, it is compressed in the inclined compression unit 31 to advance only the solids and collect the water or liquid to the rear, and periodically or automatically by the detection of the moisture sensor By operating, the nozzle opening and closing member 32 is retracted and the drain nozzle 32 is opened to discharge water, and when the water is discharged and compressed, the drain nozzle 32 is closed again to allow organic substances such as food waste to escape. It would be desirable to operate to prevent this. Accordingly, when the water is discharged, by stopping the rotation of the screw 12 to stop the transport, it is possible to prevent the solids of organic matter, such as food waste, from falling out through the drain nozzle 32. Thereafter, the organic matter such as the food waste compressed and squeezed in the oblique compression unit 31 is completely heated, removed and discharged by the microwave generator 23 as described with reference to FIG. 2.
도 4에 도시된 실시예에서는 도 2 및 도 3과 달리 이송수단으로 컨베이어(40)를 지니며, 상기 압축수단으로는 그 컨베이어(40)와의 사이 내지는 그 컨베이어(40)를 개재하여 지지롤러(44)와의 사이에서 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 압축하도록 적어도 하나 이상의 압축롤러(41,42,43)가 상기 컨베이어(40)의 전반 상부에 설치된다.In the embodiment shown in Figure 4 has a conveyor 40 as a conveying means, unlike Figures 2 and 3, the compression means as a support roller (between the conveyor 40 or via the conveyor 40) At least one compression roller (41, 42, 43) is installed in the upper half of the conveyor 40 to compress the organic matter such as food waste between the 44 and.
또, 그 압축롤러(41,42,43)는 반드시 다수일 필요는 없으나, 단계적으로 수분을 제거하고 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 압축시키도록 다수를 구비할 수 있으며, 또, 다수를 설치하는 경우 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 압축홈을 그 압축롤러(41,42,43)에 형성시키고 그 압축홈의 깊이를 갈수록 작게 함으로써 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 측방향으로 넘쳐 흐르지 아니하면서 압축과 수분 제거를 효율적으로 할 수 있을 것이다. 물론, 도시는 안되지만, 측방향에 배수구를 형성시킨 넘침방지판을 설치할 수도 있다.In addition, the compression rollers (41, 42, 43) does not necessarily have to be a plurality, but may be provided with a plurality to remove water in stages and to compress organic matter such as food waste, and in the case of installing a plurality As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the compression grooves are formed in the compression rollers 41, 42, and 43, and the depth of the compression grooves is made smaller so that the organic matter such as food waste does not overflow laterally. Removal will be efficient. Of course, although not shown, it is also possible to provide an overflow prevention plate having a drain hole formed laterally.
이 경우에도 마이크로파 건조수단으로서 상기 컨베이어(40)의 후반 상부에 적어도 하나 이상의 마이크로파 발생장치(23)가 설치된다.In this case, at least one microwave generator 23 is installed on the upper half of the conveyor 40 as the microwave drying means.
이 실시예에서도, 상기 컨베이어(40)의 일단에 호퍼(10)를 개재하여 음식물 쓰레기와 같은 유기물이 투입되면, 자동 또는 수동으로 상기 컨베이어(40)를 작동시켜 이송시키면서 그 상기 압축롤러(41,42,43)를 도시가 생략된 모터와 같은 회전구동수단에 의해 회전시켜 음식물 쓰레기와 같은 유기물을 가압, 분쇄 및 압축시키고, 상기 컨베이어(40)의 후반부에 설치되는 상기 마이크로파 발생장치(23)에 의해 거의 완전히 가열, 건조되어 그 컨베이어(40)의 타단으로 배출되게 된다.Also in this embodiment, when organic matter such as food waste is introduced through the hopper 10 at one end of the conveyor 40, the compression roller 41, while operating or transporting the conveyor 40 automatically or manually. 42, 43 are rotated by a rotation driving means such as a motor (not shown) to pressurize, pulverize and compress organic matter such as food waste, and to the microwave generator 23 installed at the rear of the conveyor 40. As a result, they are almost completely heated and dried to be discharged to the other end of the conveyor 40.
또한, 본 발명에 적용되는 마이크로파 발생장치는 수셋트의 소형 마이크로파(0.5∼1kw 규모) 발생장치로 구성될 수 있으며, 도시가 생략된 마그네트론에서 발진된 마이크로파를 웨이브 가이드 통로를 통하여 상술한 이송관(30)의 내부로 내지는 컨베이어(40)상으로 유도시킬 수 있다.In addition, the microwave generator to be applied to the present invention may be composed of several sets of small microwave (0.5 ~ 1kw scale) generator, the transfer pipe (wave) through the wave guide passage the microwave generated from the magnetron (not shown) Or into the conveyor 40.
이러한 마이크로파는 유전체인 유기물에 도달하면 흡수되고 금속에 닿으면 반사되므로 직접 쓰레기에 흡수되지 않고 관통된 마이크로파는 이송관(30) 내지는 컨베이어(40)에 반사되어 결국 음식물 쓰레기에 흡수되게 되므로 마그네트론에서 발사되는 마이크로파는 대부분 발열 작용에 사용되어지게 된다. 도 4의 경우 컨베이어(40)만이 도시되나, 이러한 목적으로 그 컨베이어(40)가 관 내에 설치될 수 있으며, 적어도 상부에는 반사판이 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성됨으로써 대략 수십 킬로그램 이하의 음식물 쓰레기는 수 킬로와트 출력의 마이크로파 발생장치에 의해 수 십분 이내에 만족할 만큼의 건조를 얻을 수 있게 된다.These microwaves are absorbed when they reach organic matter, and are reflected when they touch metal. Therefore, the microwaves are not directly absorbed by the trash, but the penetrated microwaves are reflected by the transfer pipe 30 or the conveyor 40 and eventually absorbed by food waste. Most microwaves are used for exothermic action. In the case of FIG. 4, only the conveyor 40 is shown, but for this purpose the conveyor 40 can be installed in the tube, preferably at least on the reflector. In this manner, food wastes of approximately tens of kilograms or less can be satisfactorily dried within tens of minutes by the microwave generator of several kilowatts.
그리고, 마이크로파 발진에 관하여 간단히 설명하면, 다음과 같다.The microwave oscillation is briefly described as follows.
마이크로파 발진에 쓰이는 진공관으로는 마그네트론(Magnetron)이 흔히 사용되어진다. 그 구조는 2극관으로 음극과 양극 사이에 영구자석이나 전자석으로 강력한 자력을 인가시켜 놓은 것이다. 또한, 양극은 공동(空胴)으로 되어 있어서 음극을 출발한 전자가 양극으로 끌려가다가 출력으로 변환되면서 이것이 마그네트론 안테나를 통하여 공간에 마이크로파로 발사하게 된다.Magnetron is commonly used as a vacuum tube for microwave oscillation. Its structure is a bipolar tube that applies a strong magnetic force between a cathode and an anode with a permanent magnet or an electromagnet. In addition, the anode is a cavity, and electrons leaving the cathode are attracted to the anode and converted into output, which is then emitted by microwaves into space through the magnetron antenna.
도 7에 도시된 마이크로파 발생을 위한 회로도에서 입력(양극)전원은 다음과 같이 만들어진다.In the circuit diagram for microwave generation shown in FIG. 7, an input (anode) power source is made as follows.
처음 고압 트랜스(7)에서 소정의 교류 고전압을 다이오드(4)로 맥류로 변환시킨 다음, 고압 콘덴서(9)에서 직류로 평활화된 전압이 마그네트론(2) 음극에 인가되고 마그네트론 양극을 어스시킴으로써 입력 전원이 구성된다. 그리고 전자방출을 위한 음극을 도 7과 같이 연결하면 마그네트론(2)은 발진을 하게 된다.First, a predetermined alternating high voltage is converted into a pulse current by the diode 4 in the high voltage transformer 7, and then a voltage smoothed by direct current in the high voltage capacitor 9 is applied to the magnetron 2 cathode and the magnetron anode is grounded. This is made up. And when the cathode for electron emission is connected as shown in Figure 7 the magnetron 2 is oscillated.
또한 발진된 출력의 일부가 입력 전원으로 되돌아가는 것을 방지하기 위하여 노이즈 필터(8)를 사용하며 마그네트론 발진 효율이 50% 정도로 낮기 때문에 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각 팬(6)을 사용한다.In addition, a noise filter 8 is used to prevent a part of the oscillated output from being returned to the input power source, and a cooling fan 6 is used to cool the heat generated because the magnetron oscillation efficiency is as low as 50%.
마이크로파 발생장치 가동시 만약 이상이 발생하면 회로를 보호하도록 과열방지센서(5)를 추가시킬 수 있다. 마이크로파 가열은 균일 가열을 이루기 어렵다는 문제가 있다.If an abnormality occurs during operation of the microwave generator, an overheat prevention sensor 5 may be added to protect the circuit. Microwave heating has a problem that it is difficult to achieve uniform heating.
이를 해결하기 위한 최선의 방책은 가열물을 스크류(12)에 의해 회전시키는 것이다. 또, 도 4에서 상기 목적을 위해 컨베이어(40)를 중간까지만 설치하고 도 2 및 도 3과 같이 스크류(12) 및 이송관(30)을 후방에만 설치할 수도 있다.The best way to solve this is to rotate the heating by means of a screw 12. In addition, in FIG. 4, the conveyor 40 may be installed only to the middle for the above purpose, and the screw 12 and the transfer pipe 30 may be installed only at the rear side as shown in FIGS. 2 and 3.
그리고, 최종 단계로 채용가능한, 건조된 쓰레기의 분쇄 내지는 절단은 기술적으로 매우 일반적인 내용이므로 여기서는 생략된다.And, the crushing or cutting of the dried waste, which can be employed as the final step, is omitted here since it is technically very general.
이상 설명한 바와 같이, 음식물 쓰레기 처리의 최대 문제인 환경오염과 물기가 있는 상태로의 수집 운반의 어려움이 있으나, 본 발명에 따른, 압축과 마이크로파 가열 건조에 의한 음식물 쓰레기와 같은 유기물 처리방법과 그 장치의 구성과 작용에 의하면, 간단한 방법과 구조이면서도 효율적으로 완전히 수분을 제거할 수 있고 음식물 쓰레기를 컴팩트화하여 처리할 수 있으며, 본 발명의 장치는 흐름라인 형태로 하여 소형이면서도 대용량을 처리할 수 있고, 나아가 제작비용이 비교적 저렴하고 처리 시간 또한 짧다는 장점도 있다. 또, 생선이나 고추 등의 농수산물의 건조를 위하여 상술한 건조단계가 적용될 수 있는 효과도 있다.As described above, there is a difficulty in collecting and transporting in the state of environmental pollution and water, which is the biggest problem of food waste disposal, but according to the present invention, a method for treating organic matters such as food waste by compression and microwave heat drying and its apparatus According to the configuration and operation, it is a simple method and structure can efficiently remove the water completely and can process the food waste compactly, the device of the present invention in the form of a flow line can process a small and large capacity, Furthermore, the manufacturing cost is relatively low and the processing time is short. In addition, there is an effect that the above-described drying step can be applied for the drying of agricultural products such as fish or red pepper.
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