KR20020094230A - 가축분뇨 발효처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로서, 히터의 작동에 따른 가열공기를 발효조내에 골고루 공급할 수 있도록 구성됨으로서 대용량의 음식물쓰레기를 단시간에 발효시키기 위하여, 음식물쓰레기를 처리하기 위하여 발효조, 교반축에 고정된 교반봉, 히터, 송풍기, 배기팬과 탈취기로 구성된 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 상기 내부가 중공된 교반축에 다수개 고정된 중공의 교반봉의 하부 바닥 교반봉은 하부 바닥 교반봉의 외부면에 설치된 다수개의 분사노즐을 통해 가열공기가 분사되도록 형성되고, 상기 하부 바닥 교반봉의 상부 교반축에 고정된 교반봉은 상기 상부 교반봉의 외측면에 설치된 다수개의 분사노즐을 통해 가열공기가 분사되도록 형성되고, 상기 발효조 외부에 구비된 히터는 발효조 내부의 온도에 따라 상기 발효조 외부 일측에 구비된 온도센서에 의해 발효조 내부에 공급되는 가열공기 온도가 가변되도록 구성되고, 상기 음식물쓰레기 처리단계가 자동으로 순차적으로 행하여지는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면, 히터의 작동에 따른 가열공기를 발효조내에 골고루 공급할 수 있도록 구성됨으로서 대용량의 음식물쓰레기를 단시간에 발효시킬 수 있는 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 음식물쓰레기 처리기(도시않함)는 발효조의 상부에 뚜껑이 구비되어 음식물쓰레기가 투입되고, 내부의 회전되는 교반날개에 의해 음식물쓰레기가 섞이며 발효조의 일측에 구비된 히터에 의해 발효되도록 구성되어 있다.
또한, 발효조 내의 악취를 배출하는 배출팬이 구비되고, 상기 배출팬에 의해 탈취기에서 악취가 탈취되며, 발효조 내의 습기를 제거하기 위해 습기감지센서를 장착하여 이 센서의 작동에 의해 별도로 구비된 히터가 작동하여 습기를 제거하도록 구성된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 음식물쓰레기 처리기는 히터의 작동에 따른 가열공기가 발효조내의 일측벽으로 공급되어 그 결과 발효조내의 온도상승으로 음식물쓰레기를 발효시키는 구조로 발효조 내부로 공급되는 가열공기가 골고루 음식물쓰레기에 공급되지 못하고, 또한, 상기 히터가 계속적으로 작동이 되는 발효조 내부의 온도조절이 어려운 구조로 발효조 내부의 발효촉진 미생물의 최적 생장 조건인 55℃~60℃의 온도 및 60%의 수분 조건을 유지하기 어려워 발효시키는데 약 72시간의 장시간이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 발효조내에 한번에 대용량의 음식물쓰레기를 투입하면 히터에 의한 가열공기가 대용량의 음식물쓰레기에 골고루 효과적으로 전달되기가 곤란해 대용량의 음식물쓰레기를 단시간에 발효시키기가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 하나의 송풍기로 계속적으로 히터에 찬공기를 공급하는 구조로 송풍기 모터가 과열로 수명이 짧아지고, 전기비용이 많이 드는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 히터의 작동에 따른 가열공기를 발효조내에 골고루 공급할 수 있도록 구성됨으로서 대용량의 음식물쓰레기를 단시간에 발효시키는 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 이러한 목적은 음식물쓰레기를 처리하기 위하여 발효조, 교반축에 고정된 교반봉, 히터, 송풍기, 배기팬과 탈취기로 구성된 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 상기 내부가 중공된 교반축에 다수개 고정된 중공의 교반봉의 하부 바닥 교반봉은 하부 바닥 교반봉의 외부면에 설치된 다수개의 분사노즐을 통해 가열공기가 분사되도록 형성되고, 상기 하부 바닥 교반봉의 상부 교반축에 고정된 교반봉은 상기 상부 교반봉의 외측면에 설치된 다수개의 분사노즐을 통해 가열공기가 하부 바닥 교반봉보다 상부로 분사되도록 형성되고, 상기 발효조 외부에 구비된 히터는 발효조 내부의 온도에 따라 상기 발효조 외부 일측에 구비된 온도센서에 의해 발효조 내부의 교반축의 내부에 공급되는 가열공기 온도가 가변되도록 구성되고, 상기음식물쓰레기 처리단계가 자동으로 순차적으로 행하여지는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법에 의하여 달성된다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법의 일예로서, 다음의 구성과 효과에서 자세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치를 개략적으로 도시한 종단면도
도2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리방법을 개략적으로 도시한 시스템 구성도
도3은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치에 의해 음식물쓰레기를 처리하는 공정을 나타낸 플로우차트
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
A. 음식물쓰레기 처리장치 1. 발효조
1c. 파쇄된 음식물쓰레기 저장조 11. 온도센서
12. 냉각 및 예열 물자켓 13. 로터리 스위블 조인트
13a. 가열공기 및 산소 공급관
2. 교반봉 2a. 교반축
21. 하부 바닥 교반봉 22. 상부 교반봉
23. 가열공기 및 산소 분사노즐 24. 교반축 구동모터
3. 히터 4. 송풍기
4a. 송풍관
5. 배기팬 6. 탈취기
100. 음식물쓰레기 저장조 101. 이물질 선별기
102. 파쇄기 103. 비료 저장조
104. 조쇄기 105. 자동포장기
200,200a,200b. 컨베이어 밸트 201,201a. 버켓 엘리베이터
202,202a,202b. 스크류 피더
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치(A) 및 처리방법이 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도1의 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치를 개략적으로 도시한 종단면도에서 보는 바와 같이 본 발명의 음식물쓰레기 처리장치(A)는 음식물쓰레기를 처리하기 위하여 발효조, 교반축에 고정된 교반봉, 히터, 송풍기, 배기팬과 탈취기로 구성된 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 상기 내부가 중공된 교반축(2a)에 다수개 고정된 중공의 교반봉(2)들 중 하부 바닥 교반봉(21)은 하부 바닥 교반봉(21)의 외부면에 설치된 다수개의 분사노즐(23)을 통해 가열공기가 발효조(1) 바닥부에 분사되도록 형성되고, 상기 하부 바닥 교반봉(21)이 고정된 교반축(2a)의 상측의 교반축(2a)에 고정된 교반봉(22)은 상기 상부 교반봉(22)의 외측면에 설치된 다수개의 분사노즐(23)을 통해 가열공기가 발효조(1) 바닥부의 상부로 분사되도록 형성된다.
그리고, 상기와 같이 배출되어 발효조(1) 내부의 바닥부에서 상방으로 상승되는 가열공기는 하부 바닥 교반봉(21)의 분사노즐(23)을 통해서는 다량 분사되고, 상기 상부 교반봉(22)은 상기 상부 교반봉(2)의 외측면에 설치된 다수개의 분사노즐(23)을 통해 하부 바닥 교반봉(2)보다는 적게 분사되도록 구비시킬 수 있다.
상기 발효조(1) 외부에 구비된 히터(3)는 발효조(1) 내부의 온도에 따라 상기 발효조(1) 외부 일측에 구비된 온도센서(11)에 의해 발효조(1) 내부에 공급되는 가열공기 온도가 가변되도록 구성된다.
상기 발효조(1) 외부에 구비된 한쌍의 송풍기(4)는 발효조(1) 내부의 음식물쓰레기의 발효정도에 따라 인버터(도시않함)로 제어되어 히터(3)에 공급되는 송풍량이 조절된다.
그리고, 종래의 송풍기(4)는 24시간 연속 운전되기 때문에 과열되어 모터(도시않함)가 타버리는 문제점이 있어 상기 송풍기(4)는 2대가 설치되어 종래의 하나의 송풍기(4)만 작동되어 과열로 인해 수명이 짧은 문제점을 방지하기위해 교대로 작동되도록 구성되어 송풍기(4)의 모터 수명을 연장시킬 수 있다.
상기 발효조(1) 외부에 고정된 냉각 및 예열 물자켓(12)의 내부에는 상기 히터(3)에 연결된 가열공기 및 산소공급관(13a)과 발효조(1) 내부의 교반축 구동모터(24)의 회전에 따라 회전되는 교반축(2a)을 연결하는 로터리 스위블 조인트(Rotary Swivel Joint)(13) 내부의 로터리베어링(도시않함)이 회전에 의한 과열로 파손되는 것을 방지하기 위해 냉각효과가 있도록 물이 충진된다.
즉, 상기 냉각 및 예열 물자켓(12) 내부를 냉각하기 위해 충진된 물은 상기 히터(3)에서 배출되는 가열공기가 상기 가열공기 및 산소 공급관(13a)을 통해 발효조(1)의 교반축(2a) 내부로 공급되는 가열공기에 의해 시간이 지날수록 점차적으로 가열됨과 동시에 상기 로터리베어링(도시않함)의 과열을 방지하는 냉각수의 역할을 한다.
따라서, 상기와 같이 내부에 가열된 물이 충진된 냉각 및 가열 물자켓(12)의 내부를 관통하도록 설치된 송풍관(4a)의 내부를 통과하는 상기 송풍기(4)에서 공급되는 찬공기는 상기 냉각 및 가열 물자켓(12) 내부의 예열된 물에 의해 따듯한 공기로 예열되어 상기 히터(3)에는 따듯한 공기가 공급된다.
그리고, 상기 발효조(1) 외부에 구비된 배기팬(5)에 의해 상기 수개의 발효조(1) 내부에서 발생되는 악취 및 습기가 탈취기(6)로 배출되어 탈취 및 제습이 된다.
그리고, 상기 발효조(1)의 본체벽은 중간이 보온단열재(도시않함)로 구비되고 내부면 및 외부면은 스테인레스(도시않함)로 형성되고, 교반축(2a) 및 교반봉(2)의 내부면은 내열성 세라믹으로 코팅되도록 형성된다.
그리고, 발효조(1) 외부에 구비된 긴급스위치(도시않함)를 구비하여 발효조(1)내의 음식물쓰레기의 습기가 과다하면 고온의 가열공기가 공급되어 발효조(1)내의 습기가 최적상태로 된다.
도2 내지 도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 음식물쓰레기 처리방법을 간단히 설명하면 음식물쓰레기를 처리하기 위한 음식물쓰레기 처리방법에 있어서,
상기 음식물쓰레기가 음식물쓰레기 저장조(100)에 투입되며 이물질이 제거되는 단계, 상기 이물질 제거된 음식물쓰레기가 이물질 선별기(101)에 의해 금속물질등의 이물질이 제거되는 단계, 상기 금속물질 등의 이물질 제거된 음식물쓰레기가 파쇄기(102)에 의해 파쇄되는 단계, 상기 파쇄된 음식물쓰레기가 발효촉진미생물과 함께 수개의 발효조(1)에 각각 투입되어 발효, 건조 및 비료화가 되는 단계, 상기 수개의 발효조(1)에서 배출된 비료는 비료 저장조(103)에 투입되는 단계, 상기 비료는 조쇄기(104)에 의해 입자가 균일하게 되는 단계, 상기 입자가 균일한 비료는 자동포장기(105)에 의해 제품포장되는 단계가 자동으로 순차적으로 행하여진다.
상기와 같은 구성에 의해서 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치(A)의 작동 및 음식물쓰레기를 분해처리하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
음식물쓰레기 또는 가축분뇨가 음식물쓰레기 저장조(100)에 투입될 때 1차로 큰 이물질이 제거된다.
상기 이물질 제거된 음식물쓰레기가 컨베이어 밸트(200)에 의해 이물질 선별기(101)를 통과하며 2차로 금속물질, 돌 등의 이물질이 제거된다.
상기 금속물질 등의 이물질 제거된 음식물쓰레기는 상기 컨베이어 밸트(200)에 의해 파쇄기(102)에 투입되어 5mm이하로 파쇄된다.
상기 파쇄된 음식물쓰레기는 컨베이어 밸트(200a)에 의해 수개의 발효조(1) 일측에 각각 설치된 파쇄된 음식물쓰레기 저장조(1c)에 저장된 후 버켓 엘리베이터(Bucket Elevator)(201)에 의해 수개의 발효조(1) 내부로 각각 발효촉진미생물, 중화제 및 부산물과 함께 투입되어 교반축(2a)과 연결된 구동모터(24)의 회전에 의해 교반봉(2)이 회전되어 음식물쓰레기가 교반된다.
동시에 송풍기(4)에 의해 찬공기가 냉각 및 가열 물자켓(12)을 통해 공기가히터(3)에 공급되어 가열된 후 가열공기 및 산소가 냉각 및 가열 물자켓(12) 내부의 로터리 스위블 조인트(Rotary Swivel Joint)(13)로 연결된 공급관(13a)을 통해 교반축(2a)의 내부로 공급된다.
상기 교반축(2a) 내부를 통과한 가열공기는 상기 중공의 교반봉(2)들 가운데 하부 바닥 교반봉(21)과 동시에 상기 하부 바닥 교반봉(21)의 상부 교반봉(22)의 외부면에 설치된 다수개의 분사노즐(23)을 통해 가열공기 및 산소가 발효조(1) 내부의 바닥부로 분사되어 상승되면서 교반봉(2)들에 의해 회전되는 음식물쓰레기 및 발효촉진 미생물에 골고루 공급된다.
동시에 상기와 같은 작동에 따라 상기 냉각 및 예열 물자켓(12) 내부를 냉각하기 위해 충진된 물이 히터(3)에서 발생된 가열공기가 가열공기 및 산소 공급관을 통해 발효조(1)로 공급되는 열에 의해 가열된다.
동시에 상기 냉각 및 가열 물자켓(12) 내부의 예열된 물을 지나는 송풍관(4a)을 통과 하는 상기 송풍기(4)의 찬공기가 예열되어 상기 히터(3)에는 따듯한 공기가 공급되어 보다 효율이 좋게 되는 것이다.
동시에 상기 수개의 발효조(2) 내부에서 발생되는 악취 및 습기는 배기팬(5)에 의해 탈취기(6)로 배출되어 탈취 및 제습이 된다.
그 후 일정시간 발효가 진행됨에 따라 발효조(1) 내부의 온도가 상승되면, 온도센서(11)에 의해 상기 히터(3)에서 공급되는 가열공기가 자동으로 저온의 가열공기로 가변된다. 동시에 발효조(1) 내부의 음식물쓰레기의 발효 정도에 따라 인버터(도시않함)에 의해 히터(3)에 공급되는 송풍량이 제어되도록 송풍기(4)가 작동된다.
상기와 같이 발효조(1)내의 음식물쓰레기의 효율적인 발효가 시작된 후 약 6시간이 경과하면 음식물쓰레기가 발효, 건조되어 비료가 된다.
그 후 상기 수개의 발효조(1)에서 배출된 비료는 스크류 피더(Scdrew Feeder)(202)에 의해 비료 저장조(103)에 투입된다.
상기 비료 저장조(103)내의 비료는 스크류 피더(Scdrew Feeder)(202a) 및 버켓 엘리베이터(Bucket Elevator)(201a)에 의해 조쇄기(104)에 투입되어 입자가 균일하게 된다.
상기 입자가 균일한 비료는 스크류 피더(Scdrew Feeder)(202b) 및 컨베이어 밸트(200b)에 의해 자동포장기(105)에 투입되어 비료제품으로서 포장된다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와같이, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법은 동시에 대용량의 음식물쓰레기를 수개의 발효조에 투입하여 발효조내의 음식물쓰레기에 히터에 의한 가열공기가 발효조 내부 하부의 바닥 교반봉 및 상기 바닥 교반봉의 상부 교반봉의 분사노즐을 통해 분사되어 발효조내의 바닥부에서 상방으로 상승되면서 발효조내의 음식물쓰레기에 효과적으로 골고루 공급시킬 수 있어 발효 효율이 증대되어 종래 발효시간이 72시간 소요되는 것과 비교하여 약 6시간이면 발효가 종료되어 발효시간을 단축하고, 종래 기술 보다 2배 이상 많은 양의 음식물쓰레기를 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 발효조 내의 온도에 따라 히터에 의해 공급되는 가열공기의 온도를 조절하여 음식물쓰레기를 최적의 상태로 발효시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 발효조 내의 음식물쓰레기의 발효상태에 따라 인버터에 의해 송풍기를 조절하여 송풍량을 조절할 수 있어 장시간 송풍기 작동에 따른 전기요금을 절약할 수 있고, 송풍기를 2대 설치하여 교대로 작동시킴으로서 송풍기 모터의 수명이 연장되는 효과가 있다.
또한, 음식물쓰레기 처리방법의 전공정을 자동화하여 작업인력을 크게 감소시키는 효과가 있다.
또한, 냉각 및 가열 물자켓에 물이 충진됨으로서 로터리 스위블 조인트(Rotary Swivel Joint)를 냉각하는 효과와 동시에 송풍기에 의해 히터에 공급되는 찬공기를 예열하여 따듯한 공기가 히터에 공급되도록 하는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
Claims (2)
- 음식물쓰레기를 처리하기 위하여 발효조, 교반축에 고정된 교반봉, 히터, 송풍기, 배기팬과 탈취기로 구성된 음식물쓰레기 처리장치에 있어서,상기 내부가 중공된 교반축에 다수개 고정된 중공의 교반봉의 하부 바닥 교반봉과 상기 하부 바닥 교반봉의 상부 교반축에 고정된 교반봉은 각각의 외부면에 설치된 다수개의 분사노즐을 통해 가열공기가 분사되도록 형성되고,상기 발효조 외부 일측에는 온도센서가 구비되어 상기 발효조 내부 온도의 변화에 따라 상기 온도센서의 작동에 의해 상기 발효조 외부에 구비된 히터에서 배출되는 가열공기의 온도가 자동으로 조절되도록 구성되고,상기 발효조 외부에 고정된 냉각 및 예열 물자켓의 내부에는 상기 히터와 발효조 내부를 연결하는 로터리 스위블 조인트 내부의 로터리베어링의 냉각 및 상기 히터에 공급되는 송풍기에서 발생된 찬공기의 예열을 위해 물이 충진되도록 형성되고,상기 발효조 외부에 구비된 한쌍의 송풍기는 발효조 내부의 음식물쓰레기의 발효정도에 따라 인버터로 제어되어 상기 히터에 공급되는 송풍량이 조절되고, 상기 송풍기 모터의 과열을 방지하기위해 상기 한쌍의 송풍기가 교대로 작동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
- 음식물쓰레기를 처리하기 위한 음식물쓰레기 처리방법에 있어서,상기 음식물쓰레기가 음식물쓰레기 저장조에 투입되며 이물질이 제거되는 단계,상기 이물질 제거된 음식물쓰레기가 이물질 선별기에 의해 금속물질 등의 이물질이 제거되는 단계,상기 금속물질 등의 이물질 제거된 음식물쓰레기가 파쇄기에 의해 파쇄되는 단계,상기 파쇄된 음식물쓰레기가 발효촉진미생물과 함께 수개의 발효조에 각각 투입되어 발효, 건조 및 비료화가 되는 단계,상기 수개의 발효조에서 배출된 비료는 비료 저장조에 투입되는 단계,상기 비료는 조쇄기에 의해 입자가 균일하게 되는 단계,상기 입자가 균일한 비료는 자동포장기에 의해 제품포장되는 단계가 자동으로 순차적으로 행하여지고,상기 순차적으로 단계가 행하여지는 동안 상기 음식물쓰레기 저장조 및 수개의 발효조의 일측에 연결된 배기팬에 의해 상기 음식물쓰레기 저장조 및 수개의 발효조의 내부에서 발생된 악취 및 습기가 배출되어 외부에 구비된 탈취기에 의해 탈취 및 제습되는 단계가 동시에 행하여지는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리방법.
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