KR20000058630A

KR20000058630A - 남은 음식물 자원화 ＆ 발효배합사료 제조방법

Info

Publication number: KR20000058630A
Application number: KR1020000034016A
Authority: KR
Inventors: 배진만
Original assignee: 배진만
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2000-10-05

Abstract

음식점과 구내식당 같은 업소는 물론 각가정이나 농·수·축산물 도매시장 등에서 다량으로 발생되는 먹다 남긴 음식물 쓰레기는 전체 생활쓰레기의 약 30%를 차지한다.

버려진 음식물쓰레기를 돈으로 환산하면 연간 8조원에 이르고 그 처리 비용이 5천억원에 이르고 있어 막대한 경제적 손실은 국민부담을 더욱 가중시키고 있으며, 이들 대부분은 매립 또는 소각 처리되고 있어, 매립·소각시 악취는 물론 많은 양의 침출수 발생으로 하천과 지하수, 토양오염과 다이옥신 등 유해 환경호르몬 물질이 발생하여 또다른 환경오염이 되고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 남은 음식물과 사료적 가치가 있는 각종 산업 부산물을 재활용도가 높은 가축의 배합사료로써 가공하는 제조방법과 그 기계장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 습식 발효단미사료, 건식 발효단미사료 발효배한사료 등을 제조할 수 있으며, 세공정 공히 살균공정이 있어 각종 유해균을 사멸시키는 최첨단 사료제조기술로써 구제역 시대에 꼭 필요한 위생적이고 저렴하며 효율 높은 양질의 사료를 생산하여 판매함으로써 악취, 침출수 등 각종 오폐수 발생으로 인한 수질오염과 토양오염은 물론 다이옥신같은 환경호르몬 배출을 사전에 예방함으로써 깨끗한 자연환경의 조성에 기여 환경문제를 해결하며 남은 음식물 쓰레기의 사료와는 배합사료 곡물의 수입절감에 의한 외화를 절약하고 쓰레기 처리비용도 줄일뿐만 아니라 축산업의 생산비 절감을 통한 경쟁력 향상으로 축산농가의 소득증대에 크게 기여하게 되는 특징이 있다.

Description

남은 음식물 자원화 ＆ 발효배합사료 제조방법{Recycling food's garbage ＆ fermentation assorted mixedfeed a manufacturing process}

본 발명은 남은 음식물과 기타 사료적 가치가 있는 산업부산물등이 재활용이 될 수 있는 것이 많이 있으나, 매립되어지거나 소각 처리되어 졌으며, 매립은 매립지의 선정문제로부터 난이한 과제이며, 또한 침출수발생 부패 시의 냄새로 인한 오염 등 많은 문제점이 있으며, 소각처리 또는 경비, 매연, 잔재처리 시설비과다 등 비경제·비환경적인 요소가 많고 종래의 재활용을 위한 사료 생산에서도 처리비용에나 관심이 있었다. 진정한 재활용의 의지는 생략되어지거나 없어 꼭 필요한 공정의 설비가 생략되어지거나 또한 간이식으로 시설되어 졌고, 빈약하여 발효사료의 역할을 제대로 못하였으며 종래의 발효사료는 남은 음식물을 주원료로하여 쌀겨,왕겨, 톱밥 등을 비과학적으로 혼합하여 제조하였던바 영양소의 불균형 유통과정에서의 변질 등 많은 문제점 등으로 양축가의 기피 현상으로 대부분 실패하였으며, 한편 일반 배합사료의 원료는 87%이상 수입에 의존하고 있는 실정인바 각 나라의 생산지에서 우리나라의 배합사료공장까지 도착하는데는 1년 이상 소요되는 것이 대부분으로써 싼 원료만 구입하다보니 신선도가 저하되었고, 비위생적으로 처리되었고, 대량으로 수입되어지다보니 너무나 많은 문제점이 있으며, 심지어 운반 중 부패 변질을 막기 위하여 우리 몸이나 가축에 해로운 방부제 등이 대량 내포되고 있는 실정이다. 각 나라의 각종 병원균과 유해균이 다수 함유되어 있는 실정이며, 또한 부패 변질된 사료원료가 수입되어져도 반송되어지는 경우는 거의 없으며 선별처리도 하지않고 그대로 배합사료의 원료로 사용하는 실정인바 그 부작용을 최소화하기 위하여 20여종류의 항생제나 약제 등을 사용하고 있어, 그 부작용이 심각한 지경에 있으며 심지어 육류 수출시 항생제가 잔류한 육류는 수출이 금지된 심각한 실정으로써 일부 배합사료공장에서는 항생제 미첨가 사료생산 시설까지 검토하고 있는 실정으로 금년에 발생하여 극심한 피해가 예상되는 구제역도 배합사료가 자유로울 수 없다는 여론이 있다.

본 발명은 종래의 배합사료원료의 수입원료 수급과정에서 부터 발생되는 문제점을 보완하고자. 1차 발효(남은 음식물 및 사료적 가치가 있는 산업 부산물) 및 2차 살균처리 공정을 거쳐 발효배합사료화 하는 공정으로써 모든 병원균 및 유해균을 사멸시켜 20여종의 항생제 및 약제를 첨가하지 않고도 그 부작용을 없애며, 또한 숯가루, 황토, 목초액 등을 첨가하여 위생적이고 저렴하며, 사료 효율이 높은 양질의 사료, 구제역을 이기는 사료를 제조하는 공정과 그 장치들이다.

[도면1] 은 본 발명의 남은 음식물 자원화와 발효배합사료 제조방법에 따른 남은 음식물 처리제조 공정도로써 원료정선기에 남은 음식물 쓰레기를 투입한 후부터 사료화가 되기까지의 첨단자동화 제어 시스템의 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

201 투입 호파

202 체인 콘베어

203 바켓트 에레베타

204 드럼 정선기

205 제철기 (마그넷트 세파레타)

206 체인 콘베어

206-1 체인 콘베어

206-2 체인 콘베어

206-3 체인 콘베어

206-4 2웨이 담파

206-5 스라이드 케이트

207 싸이로 (주원료 저장 - 곡류)

208 저장빈 (각종 부원료 저장 및 남은 음식물 단미사료 저장)

209 체인 콘베어

210 정량 공급기 (담파 및 스크류 휘다)

211 호파 스케일 (4-점 로드셀)

212 체인 콘베어

213 바겟트 에레베타

214 2웨이 담파

215 체인 콘베어

216 체인 콘베어

217 분쇄 예비빈

218 스라이드 케이트

219 스크류 휘다 (인버터 콘트롤)

220 판형 제철기

221 분쇄기

222 집진기

223 스크류 콘베어

224 바켓트 에레베다

301 2웨이 담파

302 혼합 예비빈

303 스라이트 담파

304 주 혼합기

304-1 투입구 (미량 첨가물)

305 호파 및 콘베어

306 바켓트 에레베타

307 체인 콘베어

308 제품 정선기

309 6웨이 담파

310 제품 저장빈

311 스라이 케이트 및 스크류 휘다

312 자동 파 - 커 스케일

313 미싱 및 콘베어

314 담파 및 스크류 휘다

315 벨크 스케일

315-1 호 - 파

316 빽 휠타

317 에어록크

318 송풍기

101 투입 호파 (습식 원료)

102 스크린

103 스크류 휘다

104 스크류 휘다

105 파봉기

106 벨트 콘베어

107 제철기 (마그넷트 세파레타)

108 스크류 프레스

109 집수 탱크

120 벨트 콘베어

121 분쇄기

122 벨트 콘베어

123 벨트 스케일

124 스크류 콘베어

125 체인 콘베어

126 발효 건조기

126-1 발효 촉진제 투입 시스템

126-2 열풍 투입 시스템

126-3 산소 공급 장치

127 탈취 장치

128 자동 담파

129 체인 콘베어

130 체인 콘베어

131 바켓트 에레베타

304-2 예비 혼합기

401 계중기 (트럭 스케일)

402 판수동 저울

501 열매체 보일러

601 압축 공기 제조기

701 액상 원료 공급 시스템

801 전기, 계장 시설

[도1] 은 발명의 처리공정도이다.

본 발명은 남은 음식물과 기타 사료적 가치가 있는 농·축·수산업 부산물 등의 재활용 될 수 있는 각종 원료 등을 호파(101)에 투입하여 일차 협잡물 등을 제거하기 위한 스크린(102)을 통과한 원료는 이송 스크류휘다(103, 104)에 의하여 파봉기(105)까지 이송된다. 벨트콘베어(106)로 제철기(107)로 들어간 원료는 일차 정선과정을 거친 후 스크류프레스(108)에서는 수분을 60∼65%정도 탈수시킨다. 이때 탈수된 물은 집수탱크(109)에 모여 처리된다. 탈수된 원료는 이송콘베어(120), 분쇄기 (121)을 통과하며 발효가 잘 되도록 일차 파쇄된다. 파쇄된 원료는 콘베어 (122)에 의하여 호파에 저장되며, 저장된 원료는 자동계량기(123)에서 계량되어져 콘베어(124, 125)로 이송되고 발효기 및 건조기(126)에 들어가게 된다. 이제까지는 목측에 의하여 개략 계근되어 발효시켜왓으나, 그로 인한 폐단 (성분의 불균형)을 줄이기 위하여 자동계량기에서 계근하여 정확한 투입량을 인지하게 된다. 발효기 (126)에는 계량(211) 되어져 수송되어진(212, 213, 215, 216) 건식원료 20%∼30%와 습식원료 70∼80%를 먼저 발효미생물을 투입하기 전에 유해균을 살균시키기 위하여 120℃에서 10분 정도 살균공정을 거친 후 온도를 60℃정도로 낮추는 동안에 발효 촉진제를 살포하고 산소 공급기를 가동시킨 후 미생물을 투입시킨다. 미생물이 투입되고 균의 번식에 알맞은 온도와 습도를 조정하여 두며 산소공급과 교반은 지속적으로 이루어진다. 발효시 생성되는 악취와 가스는 탈취탑(127)에서 제거되어 쾌적한 작업 환경을 조성하며, 발효건조기(126)는 종래의 방법을 완전 탈피한 다기능 대형(30㎥∼80㎥)으로써 우리나라 현실에 적합한 기종이다. 발효건조기의 내부는 교반을 위하여 새로운 공법으로 리본(RIBBON)과 폐달(PABPLE)을 겸용사용하며 장점만 채택하였고 발효기는 그 중 자켓형으로 보온하여 열효율이 높였으며 온도 조정이 용이하도록 열매체 보일러를 사용하였다. 또한, 종전에는 발효공정, 숙성공정, 건조공정 등이 별도의 기계장치 등에 의하여 행하여지던 큰 폐단을 간소화하기 위하여 본 발명은 발효, 숙성, 건조의 3단계 공정을 한 용기(126)내에서 다 이루게 구성함으로써 공정의 복잡성, 동선거리의 단축, 시설의 최소화 등 많은 장점이 내재되어 있는 최신 공정이다.

본 발명은 발효와 숙성, 숙성과 건조공정을 어울려 사용하고(공정간 기능이 유사함) 발효촉진제 살포, 지속적인 산소공급 열풍(FAN) 및 고온의 열매체 보일러 열원사용 등으로 20시간 이내에 발효·숙성·건조공정이 끝나게 된다. 건조된 원료는 자동배출(128) 되어 수송기에 (129, 130, 131) 의하여 2차 정선과 제철을 위하여 정선기, 제철기(204, 205)를 통하여 원료저장빈(208)에 저장된다. 저장된 원료는 바로 시험분석실에 보내져 정확한 성분분석을 한 후 다음 제조공정으로 가기 위하여 대기한다. 한편, 배합사료 제조에 필요한 건식원료는 호파(201)에 투입되어 수송기(202, 203) 등을 통하여 원료정선기(204)와 제철기(205)를 통하여 양질의 원료가 각종 수송기(206, 206-1, 206-2, 206-3, 206-4, 206-5)를 거쳐 대용량은 싸이로(207)에 저장되어지고 소용량은 저장빈(BIN)(208)에 운반 저장되어진다. 싸이로 (207)에 저장된 원료는 소요량에 따라 수송기(209, 203)에 의하여 저장빈(208)으로 이송되어지며 저장빈(208)의 원료는 남은 음식물 발효건조원료를 포함하여 16가지의 다양한 원료를 사용하여 가축에 필요한 완전배합사료를 제조한다. 16가지의 원료는 남은 음식물 발효건조원료 곡류(옥수수 등), 강피류(소백피기 미강류 등), 식물성 단백질(대두박 등), 동물성 단백질(어분 등) 인산이나 칼슘제,기타 원료 등이며 남은 음식물 발효건조 원료는 30%를 넘지 않으며 정량공급기(210)에 의하여 정확한 배합비가 컴퓨터에 입력 조정되어 계량(211)하며 수송기(212, 213, 214)에 의하여 분쇄예비빈(217)에 저장된다. 한편 남은 음식물 발효사료에 필요한 부형제는 계량(211)하며 수송기(212, 213, 214)에 의하여 분쇄예비빈(217)에 저장된다. 한편 남은 음식물 발효사료에 필요한 부형제를 계량(211)하여 수송기(215, 216)에 의하여 발효기(128)에 투입된다. 가축 배합사료의 필요한 영양소에 맞게 배합비에 의하여 계량(211)된 원료는 가축에 필요한 입지도에 맞게 분쇄(221)하기 위한 장치 (218)들로써 분쇄기(2210의 상태에 따라 분쇄공급량이 자동으로 조절되는 스쿠류휘다(219) 인버터에 의하여 회전 수가 자동 조절됨과 분쇄기를 보호하고 제품의 품질을 높이기 위하여 제철기(220)와 분쇄기(221)에서 생성된 먼지를 제거하기 위하여 집진기(222)을 구성하고 수송 시(223, 224)에 의하여 다음 공정인 혼합시설로 이송된다.

혼합시설은 배분기(301)에 의하여 예비빈(302) 저장되었다가 혼합기(304)의 조건에 의하여 개폐기(303)이 작동하여(304-2)에 의하여 미리 배합하여졌다가 주 혼합기(304) 투입구(304-1)에 투입되어지며, 3∼4분의 혼합시간이 지난 후에는 수송기(305, 306, 307)에 의하여 수송되어지고, 마지막 제품정선기(308)에 의하여 정선되어진 양질의 제품은 다단배분기(309)에 의하여 제품 저장빈 지대포장(25Kg 기준) 및 출하를 위하여 각 기기(311, 312, 313)를 거치게 된다. 또한, 산물포장(차량 5∼10톤)을 위하여 각 기기(314, 315, 315-1)등을 통하여 산물로 벌크(BULK)차량에 의하여 축산농가로 출하된다. 단 포장실의 쾌적한 환경과 원료투입구의 집진을 위하여 빽휠타 및 기타기계(225, 226, 227 / 316, 317, 318)가 설치되며 각 공정의 원활한 작업을 돕기 위하여 트럭스케일(401), 빔스케일(402) 등이 설치되며 보일러설비(501), 압축공기설비(601) 유지 및 액상 원료설비(701) 등과 전공정을 조정실에서 원격 조정하며, 원료의 입출고, 제품의 입출고, 계량의 자동화 등을 위하여 전기설비가 구성된다.(801)

남은 음식물과 기타 사료적 가치가 있는 산업 부산물 (농·축·수산물)등을 재활용하여 자원화 함으로써 다양한 효과가 있다.

- 저비용 고효율 사료생산 (발효 배합 사료화)

- 부족한 매립지 해결

- 환경 오염 방지 및 예방

- 악취 및 병원성 미생물의 감소

- 수입원료 대체로 외화 유출방지

- 살균제조공정으로 구제역 시대에 대비한 위생적인 사료 생산

- 항생제 및 약제를 첨가치 않음으로 수입육에 대비한 고급육 생산

- 이상적인 소형 전문 자가 사료 공장화 가능

Claims

수거된 남은 음식물과 기타 사료적 가치가 있는 농·축·수산업부산물(이하 습식원료라 칭한다) 등을 호파(101)에 투입하여 일차 정선장치(102)에 의하여 협잡물 및 대괴 등이 분리된 원료공정과 일차파쇄와 이물질 및 협잡물이 분리되어지는 공정과 파봉기(105)로 이송되어진 원료는 파봉기능뿐아니라 파봉기 (105)를 거친 원료는 원료중에 있는 철물을 제거하기 위하여 드럼타입제철기(107)에서 정선되어지며 정선된 원료는 스크류프레스(108)에서 탈취시킨다. 스크류프레스에는 가수도 시켜 염분을 제거시키고 이때 생성된 물은 물탱크(109)에 모여져 위생적으로 처리되는 공정과 탈수된 원료는 발효 및 건조가 잘 되도록 분쇄(121) 후 계량(123)하여 정확한 량을 발효건조기까지 이송시킨다. 원료 상태에 따라 습식원료는 80%정도 투입되어지는 공정과
투입되어진 80%의 습식원료와 건식원료(208) 20%를 계량(211)하여 투입("1") 한 원료는 120℃의 열(발효기에 2중 자켓트를 형성하여 열매체 보일러의 열매체유를 통과시킴)로써 약 10분 동안, 각종 병원균, 기생충 등 유해균을 살균하여 무균상태로 만들어 유익균(126-4)의 증식에 큰 도움을 주는 공정과 발효촉진제살포 (126-1) 산소공급(126-3), 미생물투입(126-4) 후 65℃의 열매체보일러 열원(126-5)을 공급 받아 서서히 원료의 교반이 시작되며 4시간 정도 발효에 들어가며 발효는 협기성상태가 호기성상태로 변하는 시점에서 종결시키는 공정과(원료의 완전발효는 오히려 양질의 영양소가 파괴됨)발효가 종결된 원료는 숙성시간을 두워 숙성시간(예비건조시간)동안 원료의 시료를 채취하여 분석한후 각종 데이터를 건조공정에 입력하여 이용하는 공정과 건조를 위하여 열매체보일러(501)의 열원과 열풍(126-2)을 투입하여 교반기의 속도는 발효때보다 빨리 회전시켜 건조 효율을 높이고 이때 중요한 것은 건식원료(208)와 혼합하여 완전배합사료가 되며 건식원료의 배합비 (FORMULA)의 조건에 따라 원료의 함수율을 조정한다. 수분감지기의 설정 함수율이 되면 건조공정이 마무리 되고 건조시간은 조건에 따라 상이하나 약 2∼4시간 소요되며, 다음공정으로 이송되는 제조공정과 이때 필요한 압축공기(601)장치와 탈취 (127)시설과 제어시설(801)의 공정과 건조가 완료된 원료는 다시 이물질제거 정선기(204)와 제철기(205)를 통과시켜 선별된 원료만 저장(208)하여지는 공정과
건식원료는 투입(201)하여져 정선기(204)와 제철기(205)를 통과하여 많은 양이 필요한 원료(곡류: 옥수수, 소맥 등)는 싸이로(207)에 저장되고 기타 강피류(소맥피, 탈지강), 박류(대두박, 채종박 등)와 어분, 인산, 칼슘제, 남은 음식물 발효원료 등은 저장탱크(208)에 저장되어지는 공정과 저장되어진 각종 원료는 각종 가축사료에 필요로하는 영양소에 따라 원료배합비를 컴퓨터에 입력시켜 자동으로 조정되어(210) 호파스케일(211)에 의거 자동 계량되어지는 공정과
계량되어진 원료는 원하는 입지도를 위하여 분쇄(222)되어져 다음공정으로 넘어갈수도 있고, 발효건조기(126)로 투입되어 정구항2에서 기술한 제조공정에 투입되어 살균, 발효, 숙성, 건조 공정의 기능을 통과시켜 제품을 제조할수도 있고, 살균공정만 통과 시킨후 제품을 제조할수도 있는 다양한 제조공정과
분쇄(222)된 원료와 살균, 발효공정 등을 거친 원료는 주혼합기(304)에서 혼합하면 제품이 되며 단 주 혼합기(304)에는 미량 첨가제를 위하여 예비혼합된(304-1) 원료를 투입시킬 수 있으며 액상사료(당밀, 우지 등) 첨가장치(701) 공정과 기타 제품의 저장(310)과 제품의 지대 포장을 위한 봉함 장치(25Kg/백)(312)와 산물 (BULK)수송장치(315)등과 집진시설(225 / 226 / 22 / 316 / 318)와 제조공정에 필요한 공정과 장치