KR20000063399A - 음식물 쓰레기의 진공 건조 및 사료 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기를 고온 진공 건조하여 사료로 제조하기 위한 음식물 쓰레기의 진공 건조 및 사료 제조장치에 관한 것이다.
음식물 쓰레기를 투입하여 고온 열처리로 건조하는 처리 탱크와; 상기 처리 탱크에 고온을 공급하는 보일러와; 고온 건조하여 생성된 제품(사료)을 곱게 분쇄하는 분쇄기와; 곱게 분쇄한 제품(사료)을 보관하는 저장탱크와; 저장탱크로부터 인출하여 일정량으로 포장하는 포장기와; 상기 처리탱크로부터 인출되는 수분과 분진을 함유하는 배출가스에서 분진을 분리하는 분진 포집 탱크와; 고온의 배출가스를 냉각시키는 냉각탱크와; 처리탱크를 진공상태가 되도록 하는 송풍기 및 진공펌프로 이루어져 음식물 쓰레기를 고온 건조 처리하여 가축의 사료로 생성하고, 고온 건조 처리할 때에 생기는 유해 분진과 유해 가스가 배출되지 않도록 함으로서 환경오염을 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
Description
본 발명은 음식물 쓰레기를 진공 고온 건조하여 사료로 제조하기 위한 음식물 쓰레기의 진공 건조 및 사료 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 생활 쓰레기 중에서도 비중을 많이 차지하고 있는 쓰레기는 음식물 쓰레기이다.
이러한 음식물 쓰레기에는 염분의 농도가 높아서 발효시켜 퇴비로 만들면은 함유되어 있는 염분에 의해 염분에 약한 농작물이 제대로 자랄 수 없음으로 퇴비로 생산하는 데에는 염분의 농도를 낮추어야 하는 등의 과제가 있었다.
그러므로 음식물 쓰레기에서 염분의 농도를 낮추기 위해서는 제 2 의 환경오염을 유발시키게 되었고, 이와 같이 염분의 농도를 낮추기 위해서는 많은 시간과 비용이 소모됨으로 퇴비의 생산성에 대한 효과를 거두지 못하게 되었다.
이로 인하여 음식물 쓰레기를 저렴한 비용으로 처리를 하기 위해서 매립장에 매립을 시키고 있었고, 이로 인한 매립장에서 발생하는 대량의 침출수에 의해 토양의 오염을 일으키게 되었으며, 토양의 오염에 의해서 환경오염에 지대한 연향을 끼치게 되었다.
이와 같이 매립에 의한 환경오염의 빈도가 높게 일어나게 되어 음식물 쓰레기를 소각하는 방법을 사용하고 있으나, 이 또한 소각할 때에 발생하게 되는 다이옥신등의 기타 유해물질에 의해 대기를 오염시키게 되었고, 대기의 오염에 의해 빠른 속도로 광범위하게 토양을 오염시키게 되어 토양에서 생산되는 각종 농산물이 오염됨으로 상기의 오염된 농산물을 섭취하는 사람과 동물에 치명적이어서 오염된 사람과 동물에게 환경 호르몬의 발생으로 기형이 많이 발생하게 되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 음식물 쓰레기를 고온의 증기로 고압 건조시켜서 가축의 사료로 제조하여 제공하는데 첫째 목적이 있고, 음식물 쓰레기를 가축의 사료로 만들어서 음식물 쓰레기에 의해 발생하게 되는 환경오염을 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
도 1 은 본 발명인 제조장치를 나타내는 계략도.
도 2 는 본 발명의 처리탱크를 나타내는 종단면도.
도 3 은 본 발명의 처리 탱크의 요부를 나타내는 확대 횡단면도.
도 4 는 본 발명의 요부인 분진 포집 탱크를 나타내는 종단면도.
도 5 는 본 발명의 요부인 냉각 탱크를 나타내는 종단면도.
** 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1) 보일러 2) 처리 탱크 3) 분진 포집 탱크 4) 냉각 탱크
5) 분쇄기 6) 저장탱크 21) 내부탱크 22) 외부탱크
24) 투입구 25) 인출구 29) 내부 나선 파이프 31) 필터
42)47) 열 교환기 128) 히팅관 129) 외측 나선 파이프
음식물 쓰레기를 투입하여 진공 건조하도록 하는 처리탱크와; 상기 처리탱크에 고온의 증기를 공급하는 보일러와; 상기 처리탱크에서 고온에 의해 발생하게 되는 분진을 함유하는 가스를 상기 처리탱크로부터 배출하여 분진을 포집하는 분진 포집탱크와; 분진을 분리한 고온의 가스를 냉각시키는 냉각탱크와; 가스를 빨아내어 상기 처리 탱크내의 압력을 진공상태가 되도록 하는 송풍기 및 진공펌프와; 냉각되어 배출되는 가스에 함유되어 있는 유해가스를 촉매에 의해 탈취하도록 하는 탈취기와; 고온 건조하여 발효시킨 음식물 쓰레기를 곱게 분쇄하는 분쇄기와; 곱게 분쇄하여 사료화한 음식물 쓰레기를 저장하는 저장 탱크와; 저장 탱크로부터 인출하여 소정의 단위인 사료로 포장하는 포장기로 구성한다.
즉 처리탱크는 중간에 스팀공간을 갖는 내부탱크와 외부탱크로 형성하고, 상부와 하부에 각각 투입구와 인출구를 형성하며, 중앙에 세로로 파이프 형상의 회전축을 형성한다.
상기 회전축의 상부에는 감속기와 모우터를 설치하고, 하부에는 각각 밸브를 갖고 보일러와 연결되는 제 3 인입관과 제 2 퇴출관을 형성한여 회전축내로 고온의 스팀과 냉각된 물을 배출하도록 형성한다.
상기 회전축의 주연으로 방사선 형태로 이루어지는 히팅관을 설치하고, 나선 형태로 형성하는 내부 나선 파이프와 외부 나선 파이프를 상기 히팅관의 하부에 고정 설치하되 상기 내부 나선 파이프와 외부 나선 파이프의 사이에 간격봉으로 일정한 간격을 유지하도록 고정한다.
또한 스팀공간으로 고온의 스팀을 공급하고 밸브를 갖는 제 1 인입관과 제 1 퇴출관을 상기 보일러에 연결설치하고, 내부탱크 내로 고온의 스팀을 공급하고 밸브를 갖는 제 2 인입관을 상기 보일러에 연결설치하며, 내부탱크와 상기 분진 포집탱크와 연결하는 제 1 연결관을 고정 설치하여 이루어진다.
그리고 상기 회전축의 중간부분과 하부측으로 가이드봉을 고정 설치하고, 상기 가이드봉의 내부에 내장 설치하는 압축스프링에 의해 탄지하는 청소판의 일측이 상기 내부탱크의 내벽에 접하도록 설치하여 이루어진다.
상기 분진 포집탱크는 일측으로 상기 제 1 연결관과 연결되고, 타측으로 제 2 연결관을 설치하는 중간 부분에 상부로 분해 및 결합이 용이하도록 하는 필터를 설치하며, 하부로 침출수를 배출하도록 하는 밸브를 형성하여 이루어진다.
상기 냉각 탱크는 상기 분진 포집탱크와 연결하는 제 2 연결관을 하부 일측으로 설치 고정하고, 타측 상부로 제 3 연결관을 고정 설치하여 이루어진다.
그리고 제 2 연결관과 제 3 연결관의 사이에 상하로 가스가 흐를 수 있도록 하는 다수개의 통공을 갖는 열 교환기를 형성하고, 상기 통공의 외주연으로 접하도록 하는 냉매를 공급하는 제 2 냉각관을 하부 일측으로 고정 설치하는 타측으로 냉매를 배출하는 제 1 냉각관으로 이루어진다.
제 1 냉각관에는 냉매를 압축하는 압축기를 설치하는 일측으로 열 교환기에 설치하고, 제 2 냉각관의 일측을 상기 열 교환기에 연결설치하여 이루어진다.
그리고 냉각탱크의 하부로 밸브를 갖는 응축수 탱크를 고정 설치하고, 상기 응축수 탱크의 일측으로 응축수를 배출하는 밸브를 설치하여 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명을 도시한 도면을 보면서 상세히 설명하면 다음과 같다.
음식물 쓰레기를 투입하여 진공 건조하도록 하는 처리탱크(2)와;
상기 처리탱크(2)에 고온의 증기를 공급하는 보일러(1)와;
상기 처리탱크(2)에서 고온에 의해 발생하게 되는 분진을 함유하는 가스로부터 분진을 포집하는 분진 포집탱크(3)와;
분진을 분리한 고온의 가스를 냉각시키는 냉각탱크(4)와;
가스를 빨아내어 상기 처리 탱크(2)내의 압력을 진공상태가 되도록 하는 송풍기(76) 및 진공펌프(72,73)와;
냉각되어 배출되는 가스에 함유되어 있는 유해가스를 촉매에 의해 탈취하도록 하는 탈취기(74,77)와;
고온 건조하여 발효시킨 음식물 쓰레기를 곱게 분쇄하는 분쇄기(5)와;
곱게 분쇄하여 사료화한 음식물 쓰레기를 저장하는 저장 탱크(6)와;
저장 탱크(6)로부터 인출하여 소정의 단위인 사료로 포장하는 포장기(7)로 구성한다.
즉 처리탱크(2)는 중간에 스팀공간(23)을 갖는 내부탱크(21)와 외부탱크(22)로 형성하고, 상부와 하부에 각각 투입구(24)와 인출구(25)를 형성하며, 중앙에 세로로 파이프 형상의 회전축(28)을 형성한다.
상기 회전축(28)의 상부에는 감속기(27)와 모우터(26)를 설치하고, 하부에는 각각 밸브(13,14)를 갖고 보일러(1)와 연결되는 제 3 인입관(113)과 제 2 퇴출관(114)을 형성하여 상기 회전축(28)내로 고온의 스팀과 냉각된 물을 배출하도록 형성한다.
상기 회전축(28)의 주연으로 방사선 형태로 이루어지는 히팅관(128)을 설치하고, 나선형태로 형성하는 내부 나선 파이프(29)와 외부 나선 파이프(129)를 상기 히팅관(128)의 하부에 고정 설치하되 상기 내부 나선 파이프(29)와 외부 나선 파이프(129)의 사이에 간격봉(229)으로 일정한 간격을 유지하도록 고정한다.
또한 스팀공간(23)으로 고온의 스팀을 공급하고 밸브(11)를 갖는 제 1 인입관(111)과 제 1 퇴출관(211)을 상기 보일러(1)에 연결설치하고, 내부탱크(21) 내로 고온의 스팀을 공급하고 밸브(12)를 갖는 제 2 인입관(112)을 상기 보일러(1)에 연결설치하며, 내부탱크(21)와 상기 분진 포집탱크(3)와를 연결하는 제 1 연결관(33)을 고정 설치하여 이루어진다.
그리고 상기 회전축(28)의 중간부분과 하부측으로 가이드봉(130)을 고정 설치하고, 상기 가이드봉(130)의 내부에 내장 설치하는 압축스프링(230)에 의해 탄지하는 청소판(30)의 일측이 상기 내부탱크(21)의 내벽에 접하도록 설치하여 이루어진다.
상기 분진 포집탱크(3)는 일측으로 상기 제 1 연결관(33)과 연결되고, 타측으로 제 2 연결관(34)을 설치하는 중간 부분에 상부로 분해 및 결합이 용이하도록 하는 필터(31)를 설치하며, 하부로 침출수를 배출하도록 하는 밸브(32)를 형성하여 이루어진다.
상기 냉각 탱크(4)는 상기 분진 포집탱크(3)와 연결하는 제 2 연결관(34)을 하부 일측으로 설치 고정하고, 타측 상부로 제 3 연결관(35)을 고정 설치하여 이루어진다.
그리고 제 2 연결관(34)과 제 3 연결관(35)의 사이에 상하로 가스가 흐를 수 있도록 하는 다수개의 통공(142)을 갖는 열 교환기(42)를 형성하고, 상기 통공(142)의 외주연으로 접하도록 하는 냉매를 공급하는 제 2 냉각관(141)을 하부 일측으로 고정 설치하는 타측으로 냉매를 배출하는 제 1 냉각관(41)으로 이루어진다.
제 1 냉각관(41)에는 냉매를 압축하는 압축기(46)를 설치하는 일측으로 열교환기(47)에 설치하고, 제 2 냉각관(141)의 일측을 상기 열 교환기(47)에 연결설치하여 이루어진다.
그리고 냉각탱크(4)의 하부로 밸브(44)를 갖는 응축수 탱크(43)를 고정 설치하고, 상기 응축수 탱크(43)의 일측으로 응축수를 배출하는 밸브(45)를 설치하여 이루어진다.
상기 제 3 연결관(35)에 밸브(71,75)를 설치하는 일측으로 상기 송풍기(76)와 진공펌프(72,73)을 연결 설치하고, 상기 송풍기(76)와 진공펌프(73)의 일측으로 가스가 배출되는 배출관에 탈취기(74,77)를 각각 설치한다.
또한 상기 처리탱크(2)와 분쇄기(5)의 사이에 제 1 이송컨베이어(51)와 이물질 분리 컨베이어(52)를 설치하고, 분쇄기(5)와 저장탱크(6)의 사이에 제 2 이송 컨베이어(53)를 설치하며, 저장탱크(6)와 포장기(7)의 사이에 제 3 이송 컨베이어(61)를 설치하여 구성한다.
이와 같이 구성하는 본 발명의 작용을 보면 다음과 같다.
처리탱크(2)의 투입구(24)로 음식물 쓰레기를 약 70% 정도 투입한 상태에서 투입구(24)를 닫아서 밀폐가 되도록 한 상태에서 모우터(26)를 구동시키면 모우터(26)의 회전력을 감속기(27)에서 감속하여 회전축(28)을 구동하게 된다.
그러면 회전축(28)에 고정설치한 내부나선 파이프(29)와 외부나선 파이프(129) 및 간격봉(229)과 히팅관(128)에 의해 투입한 음식물 쓰레기 중 하부에 있는 음식물 쓰레기가 상부로 올라오게 되고, 상부에 있는 음식물 쓰레기는 하부로 이동하게 된다.
그리고 보일러(1)를 가동하면 보일러(1)에서 물을 데우게 되고, 데워진 물이 일정한 온도로 상승하게 되면 증기가 발생하게 된다.
그러면 밸브(11,12,13,14)를 각각 열어서 고온의 증기가 스팀공간(23)과 내부탱크(21)의 내부 및 회전축(28)으로 인입되는 고온의 증기가 히팅관(128)으로 유입되어 내부탱크(21)의 내부와 외부에서 각각 데워주게 된다.
모우터(26)의 가동으로 회전축(28)과 내,외부 나선 파이프(29,129)가 회전을 하면서 투입한 음식물 쓰레기가 진공 건조되면서 수분을 완전히 제거하게 되고, 하부에 있는 음식물 쓰레기가 상부로 이동을 하게 되는 것을 반복하여 진공 건조가 원활히 이루어지도록 하게 된다.
진공 건조과정에서 회전축(28)과 히팅관(128)으로 투입된 증기가 식으면 회전축의 하부로 떨어지게 되고, 떨어진 수분은 제 2 퇴출관(114)을 통하여 보일러로 회송이 된다.
그리고 제 1 인입관(111)을 통하여 스팀공간(23)으로 인입된 증기는 내부탱크(21)의 외벽으로부터 내부탱크(21)내를 가열하고, 식은 증기(즉 온도가 낮아진 온도의 증기)는 제 1 퇴출관(211)을 통하여 보일러(1)로 보내어져 다시 가열된다.
제 1 연결관(33)을 통하여 배출되는 분진과 수분을 함유하는 가스는 분진 포집 탱크(30에 설치된 필터(31)에 의해 분진을 포집하게 되고, 분진이 제거된 고온의 증기는 냉각탱크(4)의 통공(142)을 통과하면서 열 교환기(42)에 의해 열 교환이 이루어지게 되어 고온의 가스를 냉각시키게 된다.
열 교환기(42)에서 열 교환으로 열을 흡수한 냉매는 열 교환기(47)로 보내어져 열을 방출하게 되고, 방출시킨 냉매는 다시 열 교환기(42)로 보내어져 열 교환을 이루게 된다.
이때에 고온의 가스가 급속도로 냉각되면서 함유하고 있던 수분이 냉각되어 냉각탱크(4)내의 하부로 떨어지게 되고, 떨어진 수분은 응축수 탱크(43)에 저장이 된다.
냉각되고 수분이 제거된 가스는 송풍기(76) 또는 진공펌프(72,73)에 의해 탕취기(74,77)로 보내어져 탈취기(74,77)에서 활성탄 흡착방법과 백금촉매 연소식으로 악취가 제거된 상태로 대기로 방출하게 된다.
그리고 상기의 청소판(30)은 회전축(28)에 고정되어 회전축(28)과 함께 회전을 하면서 내부탱크(21) 내벽에 부착되는 음식물 쓰레기를 제거하게 된다.
이와 같이 음식물 쓰레기를 진공 건조하여 가축의 사료로 생산하는 과정에서 분진 포집 탱크(3)와 냉각탱크(4)에 생성되는 수분을 별도의 정화처리장치로 보내어 정화를 시키어 깨끗한 물로 방출시킴으로 환경오염을 예방할 수 있게 된다.
이와 같은 방법으로 음식물 쓰레기를 진공 건조하는 과정을 설명하고자 한다.
스팀공간(23)과 내부탱크(21)내 및 회전축(280의 히팅관(128)을 통하여 스팀으로 2∼3시간 가열하면 음식물 쓰레기의 조직이 파괴된다.
이때에 음식물 쓰레기의 조직이 파괴하는 과정에서 발생하는 가스의 압력을 송풍기(76)를 가동하여 처리탱크(2)내의 가스를 배출시키면 된다.
음식물 쓰레기의 조직이 파괴된 상태에서 송풍기(76)를 정지시키고, 밸브(75)를 닫은 상태에서 밸브(71)를 열고 진공펌프(72)를 가동시키면 처리탱크(2) 내의 압력이 2Kg/㎠가 되며, 이때의 처리탱크(2)내의 온도는 70℃가 유지되면서 음식물 쓰레기를 진공 건조시키게 된다.
이와 같이 진공 건조하는 상태를 약 1시간 이상 지속하여 시행한다.
1차적으로 진공 건조시킨 상태에서 진공펌프(73)도 함께 가동하여 처리탱크(2)내의 압력을 1 TOrr가 유지되도록 하는 상태에서 4∼5시간 동안 지속하여 잔여 수분을 제거한다.
상기와 같이 음식물 쓰레기를 건조한 상태에서 인출구(25)를 열어서 건조시킨 음식물 쓰레기를 처리탱크(2)로부터 배출을 시키면 제 1 이송 컨베이어(51)에 의해 이송되고, 제 1 컨베이어(51)에 의해 이송된 건조된 음식물 쓰레기에 함유되어 있는 이물질(철, 비닐, 종이등)을 이물질 분리 컨베이어(52)에서 수작업이나 별도의 장치인 자동으로 제거하면서 분쇄기(5)로 보내어 진다.
분쇄기(5)로 보내어진 건조된 음식물 쓰레기 중 뭉치거나 굵기가 굵은 음식물 쓰레기를 30메쉬로 분쇄를 시킨 후 제 2 이송컨베이어(53)로 저장탱크(60로 이송하여 저장하게 된다.
저장탱크(6)에 일정량 저장되면 제 3 이송 컨베이어(61)를 사용하여 포장기(7)로 이송하여 적정량으로 포장하면 가축용 사료가 완성된다.
이와 같이 구성하여 작용하는 본 발명의 효과로는 음식물 쓰레기를 진공 건조하여 가축의 사료로 제조함으로 가축의 사료를 생산할 수 있고, 음식물 쓰레기를 가축의 사료로 생산할 수 있어 매립이나 소각에 의한 환경오염을 예방할 수 있으며, 음식물 쓰레기를 사료화 하면서 발생하게 되는 가스를 정화 처리함으로서 환경오염을 예방할 수 있는 매우 우수한 발명인 것이다.
Claims (5)
- 고온의 증기를 발생시키는 보일러와;보일러에서 발생하는 고온의 증기로서 음식물 쓰레기를 진공 건조하도록 하는 처리탱크와;처리탱크의 일측으로 설치하여 처리탱크에서 발생하는 가스의 분진을 제거하는 분진 포집 탱크와;상기 분진 포집탱크의 일측으로 설치하여 고온의 가스를 냉각시키는 냉각탱크와;상기 냉각 탱크의 일측에 설치하여 처리탱크내의 가스를 배출하는 송풍기 및 진공펌프와;상기 송풍기와 진공펌프의 일측에 설치하여 배출되는 가스의 악취를 제거하는 탈취기와;상기 처리탱크의 하부 일측에 설치하여 배출되는 음식물 쓰레기를 분쇄하는 분쇄기와;분쇄된 음식물 쓰레기를 저장하는 저장탱크를 상기 분쇄기의 일측에 설치하여 구성함을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 진공건조 및 사료 제조장치.
- 상기 제 1 항에 있어서,상기 처리장치는 2중의 탱크인 내부탱크와 외부탱크와;상기 내부탱크의 내부로 설치하고, 외부탱크의 중앙 상부로 고정 설치한 모우터에 의해 구동하고 파이프 형상의 회전축과;회전축의 외주연으로 방사선 형태인 나성 형상으로 고정 형성하는 히팅관과;나선 형상으로 형성하고, 상기 히팅관의 하부로 고정설치하며, 간격봉에 의해 일정한 간격을 유지하도록 하는 내,외부 나선 파이프로 구성함을 특징으로 하는 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 진공건조 및 사료 제조장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 내부탱크와 외부탱크의 사이인 스팀공간과, 회전축과, 내부탱크의 내부에 상기 보일러에서 발생하는 고온의 증기가 투입되도록 함을 특징으로 하는 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 진공건조 및 사료 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 분진 포집 탱크는 중앙에 상부로 분리가 되도록 하는 필터를 내장 설치함을 특징으로 하는 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 진공건조 및 사료 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 냉각탱크는 냉각탱크의 내부에 통공을 갖는 열 교환기와 외부에 설치되어 있는 열 교환기로 이루어짐을 특징으로 하는 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 진공건조 및 사료 제조장치.
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