KR200205646Y1

KR200205646Y1 - 진공 건조 발효장치

Info

Publication number: KR200205646Y1
Application number: KR2019980006037U
Authority: KR
Inventors: 최병립; 송인수; 최재명
Original assignee: 최재명; 주식회사대지
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR19980024812U

Abstract

진공건조 발효장치에 관한 본 고안은, 대략 원통형의 형상을 취하며 양단은 전방커버 및 후방커버와 결합하여 밀폐되고 원료투입구 및 감압구가 형성된 내부케이스와; 상기 내부케이스를 감싸되 내부케이스의 외주면과 이격되어 공간부를 형성하며 원료투입구 및 감압구가 형성되고, 공간부 내부에 열매체를 수용하는 외부케이스와; 상기 열매체를 가열하는 가열수단과; 모터에 의해 내부케이스의 내부에서 회전하며, 중심축부에는 직선유로가 형성된 샤프트와; 상기 샤프트에 결합되며, 직선유로와 연통하는 내부순환유로가 형성된 다수개의 교반부재 및; 상기 샤프트와 연결되어 직선유로 및 내부순환유로내로 열매체를 순환 유동시키는 순환펌프를 포함한다. 이와 같이 이루어지는 진공건조 발효장치는 내부케이스 내에서 교반되고 있는 원료를, 내부 케이스의 외부와 내부로부터 동시에 가열할 수 있으므로, 열전달효율이 높고, 또한 열을 전달하는 열원으로서 전기를 사용하므로 보일러등의 별도의 장비가 필요하지 않아 장치가 간단하고 청결하며 유류의 소비를 피할 수 있다. 특히 심야전기를 이용하여 운전비용을 대폭 줄일 수 있다는 효과가 있다.

Description

진공건조 발효장치

본 고안은 음식물찌꺼기나 농수축산 폐기물을 처리하여 비료 또는 사료를 생산하는 진공건조 발효장치에 관한 것이다.

음식물찌꺼기나 농축수산 폐기물(이하, 원료)을 가공처리하여 유기질비료나 사료등으로 재활용하기 위하여 각종 가공처리장치가 사용되고 있다. 이러한 종래의 가공처리장치는 열풍이나 온수 또는 스팀등의 열원을 이용하여 건조를 수행하는 장치로서, 원료와 고온열원을 직접 접촉시키거나, 또는 발생한 열을 처리통의 외부로부터 내부로 전달함으로써 처리통 내부의 원료를 가열하는 방식이다.

그러나 상기와 같은 종래의 가공처리방식에 있어서, 원료에 직접 열원을 접촉시키는 방식은, 대부분 고온의 건조한 열풍을 사용하므로 건조공정중에 원료의 온도가 매우 높아져서 원료에 포함되어 있는 영양소가 파괴되고, 원료에 첨가된 각종 미생물의 증식에 적합한 배양온도를 제공하지 못한다. 상기와 같이 열원을 직접 접촉시키는 방식 이외에, 스팀을 사용하여 발효통의 외부로부터 발효통 내부의 원료에 열을 전달하여 건조를 수행하는 방법이 행해지고 있으나, 이 또한 원료에 고른 열전달을 제공할 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 발효통의 내주면과 근접한 원료에는 고온의 열이 전달되지만 중심부측의 원료에는 충분한 열이 도달하지 못하여 건조효율이 불량하다. 또한 대부분의 가공처리장치는 열을 발생하기 위하여 유류보일러를 사용하므로 장치가 복잡하고, 유류의 연소로부터 공해물질이 발생하며, 장치를 운전하기 위하여 매번 유류를 구입하여 보충해야 하는 번거로움이 있다.

본 고안은 상기 문제점을 해소하고자 안출한 것으로서, 원료를 건조 및 발효시킴에 있어서, 원료를 외부 및 내부에서 동시에 가열하여 균일하고 충분한 열전달을 수행하며, 가열과 동시에 발효통 내부의 압력을 강하함으로써 미생물 배양의 최적온도에서 건조를 구현할 수 있고, 아울러 원료를 가열하기 위한 수단으로서 전기히터를 설치하여 보다 간단하고 연소공해가 발생하지 않도록 구성된 진공건조 발효장치를 제공함에 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 진공건조 발효장치의 구성을 설명하기 위하여 일부 도시한 절제 사시도.

도 2는 본 고안의 제 1실시예에 따른 진공건조 발효장치의 구성을 설명키 위해 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 고안에 따른 진공건조 발효장치의 내부케이스에 설치되는 샤프트 및 교반부재를 도시한 절제사시도.

도 4는 샤프트 및 교반부재의 내부 유로를 도시한 부분 단면도.

도 5는 본 고안의 제 1실시예에 따른 진공건조 발효장치의 오일 순환방식을 설명하기 위하여 도시한 구성도.

도 6은 본 고안의 제 2실시예에 따른 진공건조 발효장치의 오일 순환방식을 설명하기 위하여 도시한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:전방커버 12:후방커버

14,15:원료투입구 16,17:감시구

18:감시창 20,21:감압구

22:사이공간부 23:하부공간부

24:직선유로 26:샤프트

28:교반부재 30:순환펌프

32:베어링 34:내부순환유로

36:오일 38:전기히터

40:안전밸브 42:내부케이스

44:외부케이스 46:플렌지

48:보강플레이트 50:블레이드

52:보온재 54:냉각수순환통로

56:냉각수유입구 58:냉각수유출구

60:가열탱크

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 대략 원통형의 형상을 취하며 양단은 전방커버 및 후방커버와 결합하여 밀폐되고 원료투입구 및 감압구가 형성된 내부케이스와; 상기 내부케이스를 감싸되 내부케이스의 외주면과 이격되어 공간부를 형성하며 원료투입구 및 감압구가 형성되고 공간부 내부에는 열매체를 수용하는 외부케이스와; 상기 열매체를 가열하는 가열수단과; 모터에 의해 내부케이스의 내부에서 회전하며, 중심축부에는 직선유로가 형성된 샤프트와; 상기 샤프트에 결합되며, 직선유로와 연통하는 내부순환유로가 형성된 다수개의 교반부재 및; 상기 샤프트와 연결되어 직선유로 및 내부순환유로내로 열매체를 순환 유동시키는 순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 진공건조 발효장치의 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 일부 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 진공건조 발효장치에 있어서, 내부케이스(42)는 원통형상을 취하며 양단은 전방커버(10) 및 후방커버(12)와 결합하여 밀폐되고 상부에는 원료투입구(15)와 감압구(21) 및 감시구(17)가 형성된다. 또한 양 단부에는 플렌지(46)가 형성되어 후술할 외부케이스(44)와의 결합시 사이공간부(22) 및 하부공간부(23)를 제공한다.

내부케이스(42)의 외주부에는 외부케이스(44)가 설치된다. 외부케이스(44)는 내부케이스(42) 플렌지(46)의 선단과 결합하여 내부케이스(42)를 감싸므로써 사이공간부(22) 및 하부공간부(23)를 형성한다. 사이공간부(22)와 하부공간부(23)는 서로 연결된 하나의 공간이며 내부에 오일(도 2의 36)을 수용한다. 본 상세한 설명에 있어서, 사이공간부(22)는 내부케이스(42)의 외주면과 외부케이스(44)의 내주면이 플랜지(46)의 높이만큼의 간격으로 이격된 부분에 해당하며, 하부공간부(23)는 내부케이스(42)의 하부에 위치하는 공간을 의미한다. 아울러 외부케이스(44)의 외면에는 보온재(52)를 설치하여 오일(36)에 공급된 열이 외부로 방출되지 않도록 함이 바람직하다. 상기 외부케이스(44)의 상면에는, 내부케이스(42)의 원료투입구(15)와 감시구(17) 및 감압구(21)에 대응하여, 원료투입구(14)와 감시구(16) 및 감압구(도 5의 20)가 형성된다. 한편, 내부케이스(42)의 내부에는 모터(미도시)에 의해 회전하는 샤프트(26)가 설치된다. 상기 샤프트(26)의 중심축부에는 직선유로(24)가 형성되며, 외주면에 다수개의 교반부재(28)가 결합되어 있으며, 내부케이스(42)의 내부에서 회전하면서 원료를 교반한다.

아울러, 내부케이스(42)의 하부에는 냉각수순환통로(54)가 마련된다. 상기 냉각수순환통로(54)는 내부케이스(42)의 하부외주면과 면접촉하도록 설치되어 내부케이스(42)의 온도를 조절한다. 즉, 냉각수순환통로(54)의 일측에는 냉각수 유입구(56)가 구비되고, 타측에는 냉각수 유출구(도 2의 58)가 각각 형성되어 외부로부터 공급되는 냉각수를 내부유동시킴으로써, 필요에 따라 내부케이스(42)의 온도를 강하 시킴으로써 원료의 특성에 맞추어 적절한 온도를 제공한다. 아울러 상기 냉각수순환통로(54)에 공급되는 냉각수는 외부의 수도시설이나 또는 별도의 쿨링타워(미도시)로부터 공급될 수 있다.

도 2는 본 고안에 따른 진공건조 발효장치의 제 1실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 진공건조 발효장치는 원통형의 내부케이스(42)의 내부에 샤프트(26) 및 교반부재(28)가 설치되며, 외부케이스(44)가 내부케이스(42)를 감싸며 사이공간부(22) 및 하부공간부(23)를 형성하고 사이공간부(22)와 하부공간부(23)에 오일을 포함한다. 하부공간부(23)에는 전기히터(38)가 설치되어 외부로부터 전기를 인가받아 발열하여 오일(36)을 가열한다. 아울러 상기한 바와 같이, 내부케이스(42)의 외주면의 하부에는 냉각수순환통로(54)가 형성되어 있다. 상기 냉각수순환통로(54)는 전기히터(38)의 상부에 위치하며, 냉각수가 냉각수유입구(56)로 유입되어 내부를 유동한 후, 냉각수유출구(58)을 통해 빠져나가도록 구성되어 있으므로, 내부케이스(42)내에서 교반되고 있는 원료의 온도를 적절히 조절할 수 있다.

도 3은 본 고안에 따른 진공건조 발효장치내에 설치되는 샤프트 및 교반부재를 도시한 절제사시도이다.

도시한 바와 같이, 샤프트(26)의 중심축부에는 직선유로(24)가 형성되어 있다. 상기 직선유로(24)는 샤프트(26)의 양단을 통해 관통하며 내부에는 후술할 순환펌프(30)에 의해 오일(도 2의 36)이 유동한다. 아울러 상기한 바대로 샤프트(26)의 외주면에는 다수개의 교반부재(28)가 결합한다. 상기 각 교반부재(28)는 샤프트(26)에 대해 직각으로 설치되며 보강플레이트(48)에 의해 공고히 결합하며, 내부에는 내부순환유로(도 4의 34)를 형성한다. 아울러 각 교반부재(28)의 일단부에는 블레이드(50)가 설치된다. 상기 블레이드(50)는 원료의 교반을 효과적으로 수행하기 위하여 구비되는 것이다.

도 4는 상기 도 3의 샤프트 및 교반부재의 내부유로를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 교반부재(28)의 내부에는 내부순환유로(34)가 형성되어 있다. 상기 내부순환유로(34)는 샤프트(26)의 직선유로(24)와 연통되도록 구성되어, 샤프트(26)의 직선유로(24)를 화살표 a의 방향으로 유동하는 오일이, 내부순환유로(34)로 유입하여 화살표 b의 방향으로 유동하도록 구성된다. 따라서 오일은 샤프트(26)의 일단부를 통해 유입하여, 각 교반부재(28)의 내부순환유로(34)를 통해 유동하면서 샤프트(26) 및 교반부재(28)를 가열하고 샤프트(26)의 타단부로 유출한다. 오일(36)에 의해 가열되는 샤프트(26) 및 교반부재(28)는 고온의 열원으로써, 원료를 교반과 동시에 가열하므로 매우 높은 건조효율을 제공한다.

도 5는 본 고안에 따른 진공건조 발효장치의 제 1실시예의 작동을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 샤프트(26)의 양단은 전방커버(10)와 후방커버(12)를 관통하여 베어링(32)에 의하여 지지되어 회전가능하도록 설치된다. 아울러 샤프트(26)의 일단부와 하부공간부(23)의 사이에 순환펌프(30)가 설치된다. 상기 순환펌프(30)는 사이공간부(22) 및 하부공간부(23)의 내부에 포함되어 있는 오일(도 2의 36)을 샤프트(26)의 직선유로(24) 내부로 순환시키기 위해 직선유로(24)의 일단부 및 하부공간부(23)와 연통된다. 아울러 샤프트(26)의 타단부는 하부공간부(23)와 직접 연통되어 순환펌프(30)에 의해 직선유로(24) 및 내부순환유로(도 4의 34)를 통과한 오일이 하부공간부(23)내로 귀환할 수 있도록 구성된다. 그러므로 오일은 하부공간부(23)로부터 순환펌프(30)을 거쳐 샤프트(26)내의 직선유로(24) 및 교반부재(28)의 내부순환유로(34)를 통하여 샤프트(26)의 타단으로 유출하여 하부공간부(23)로 귀환하는 유로를 형성한다.

상기와 같이 이루어진 진공건조 발효장치에 있어서, 먼저 원료투입구(14,15)를 통하여 내부케이스(42)내에 원료 및 첨가제를 투입한 후 모터(미도시)를 통하여 샤프트(26)를 회전시켜 원료의 교반을 시작한다. 상기 첨가제는 수분조절제로서 톱밥이나 쌀겨등을, 발효제로서 미생물류를 투입함이 바람직하다. 이와 동시에 감압펌프(미도시)를 작동하여 감압구(20,21)를 통하여 내부케이스(42)내의 압력을 강하하고, 외부전원으로부터 전기히터(38)에 전기를 인가하여 열을 발생한다. 전기히터(38)에 열이 발생하면, 하부공간부(23) 및 사이공간부(22)에 수용되어 있는 오일(36)이 가열되고 오일의 온도가 상승하여 내부케이스(42)내부에서 교반되고 있는 원료에 열전달이 수행된다. 이와 동시에 순환펌프(30)를 작동하면 사이공간부(22) 및 하부공간부(23)의 내부에서 가열된 오일이 화살표 c의 방향으로 유동하여 샤프트(26)의 직선유로(24)로 유입된다. 상기한 바와 같이 샤프트(26)로 유동된 오일은 직선유로(24)와 내부순환유로(도 4의 34)를 통과하면서 샤프트(26)와 교반부재(28)를 가열하여 하나의 고온열원으로 작용시켜 교반하고 있는 원료를 내부로부터 가열한다. 샤프트(26)를 통과한 오일은 화살표 d의 방향으로 유출하여 하부공간부(23)로 귀환한다. 상기한 과정을 거치면서 가열된 연료의 온도를 조절할 필요가 있을 경우에는, 외부의 냉각수를 냉각수유입구(56)로 유입시켜 내부케이스(42)의 온도를 강하할 수 있다.

한편, 외부케이스(44)의 상부측에는 안전밸브(40)를 설치하여 사이공간부(22) 및 하부공간부(23)내의 압력을 조절하며, 내부케이스(42) 내부의 작업상황을 감시하기 위하여 감시창(18)을 더 구비한다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 진공건조 발효장치는 감압펌프를 이용하여 내부케이스(42)의 내부 압력을 강하함으로써, 저온에서 수분의 증발을 가능케 하여 결국 미생물 배양의 최적온도를 유지함과 동시에 건조를 수행할 수 있으므로, 원료의 건조와 발효를 동시에 구현한다. 아울러 저압의 환경하에서 수분의 비등점이 낮기 때문에 건조에 소요되는 시간을 단축한다.

도 6은 본 고안에 따른 진공건조 발효장치의 제 2실시예를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.

상기한 도면과 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 진공건조 발효장치는, 상기한 제 1실시예와 달리 하부공간부(23)내의 전기히터(도 5의 38)가 생략되고, 하부공간부(23) 외부에 별도의 가열탱크(60)가 더 구비된다. 상기 가열탱크(60)은 밀폐된 용기로서 일측은 하부공간부(23)과 연통되며, 타측은 순환펌프(30)와 연결되어, 순환펌프(30)가 작동하면 하부공간부(23)내에 저장되어 있는 오일이 화살표 u의 방향으로 유동하여 가열탱크(60) 내부를 오일(36)이 계속적으로 유동한다. 가열탱크(60)내에서 오일(36)이 내부유동하는 동안 전기히터(38)가 발열하여 오일은 가열된다. 전기히터(38)에 의해 가열된 오일(36)은 순환펌프(30)에 의해 화살표 v의 방향으로 유동하여 샤프트(26)내의 직선유로(24)측으로 이동한다. 직선유로(24)내를 유동하는 오일(36)은 가열된 상태이므로, 샤프트(26) 및 교반부재(28)를 가열하여, 고온열원으로 작용하도록 하고 화살표 w의 방향으로 유동하여 하부공간부(23)내로 귀환한다. 하부공간부(23)내로 귀환한 오일은 가열된 상태이므로, 다시 가열탱크(60)측으로 유동하기 위하여 하부공간부(23)내에 대기하고 있는 동안에도 내부케이스(42)를 가열한다. 이외의 동작은 상기한 제 1실시예와 같다.

이상 본 고안을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정하지 않고 본 고안의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안의 진공건조 발효장치는, 내부케이스 내부에서 교반되고 있는 원료를, 외부와 내부로부터 동시에 가열하므로 열전달효율이 높고, 또한 열을 전달하는 열원으로서 전기를 사용하므로 보일러등의 별도의 장비가 필요하지 않아 장치가 간단하고 청결하며, 유류의 소비를 피할 수 있다. 특히 심야전기를 이용하면 운전비용을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

대략 원통형의 형상을 취하며 양단은 전방커버(10) 및 후방커버(12)와 결합하여 밀폐되고 원료투입구(15) 및 감압구(21)가 형성된 내부케이스(42)와;

상기 내부케이스(42)를 감싸되 내부케이스(42)의 외주면과 이격되어 공간부를 형성하며 원료투입구(14) 및 감압구(20)가 형성되고 공간부 내부에는 열매체를 수용하는 외부케이스(44)와;

상기 열매체를 가열하는 가열수단과;

모터에 의해 내부케이스(42)의 내부에서 회전하며, 중심축부에는 직선유로(24)가 형성된 샤프트(26)와;

상기 샤프트(26)에 결합되며, 직선유로(24)와 연통하는 내부순환유로(34)가 형성된 다수개의 교반부재(28) 및;

상기 샤프트(26)와 연결되어 직선유로(24) 및 내부순환유로(34)내로 열매체를 순환 유동시키는 순환펌프(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공건조 발효장치.
제1항에 있어서, 상기 열매체를 순환시키기 위해 순환펌프(30)의 유출구와 직선유로(24)의 유입구가 연통되고, 직선유로(24)의 유출구와 하부공간부(23)가 연결되며, 하부공간부(23)와 순환펌프(30)유입구가 연통되도록 구성되며, 가열수단은 외부케이스(44)의 내부에 설치한 전기히터(38)인 것을 특징으로 하는 진공건조 발효장치.
제1항에 있어서, 상기 가열수단은 순환펌프(30)와 공간부 사이에 위치하며 내부에 전기히터(38)를 구비하여, 순환펌프(30)에 의해 공간부의 열매체가 유동하는 동안, 가열되도록 구성한 가열탱크(60)이며, 열매체를 순환시키기 위해, 순환펌프(30)의 유출구와 직선유로(24)의 유입구가 연통하며, 직선유로(24)의 유출구와 하부공간부(23)가 연통하고, 하부공간부(23)와 가열탱크(60)가 연통되며, 아울러 상기 가열탱크(60)와 순환펌프(30)의 유입구가 연통하도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공건조 발효장치.
제1항에 있어서, 상기 열매체는 오일인 것을 특징으로 하는 진공건조 발효장치.
제1항에 있어서, 상기 내부케이스(42) 및 외부케이스(44)를 관통하여 내부케이스(42) 내부의 상황을 감시할 수 있는 감시창(18)이 설치되며, 외부케이스(44)의 상부에는 안전밸브(40)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 진공건조 발효장치.
제1항에 있어서, 상기 내부케이스(42)의 저면에 냉각수 순환통로(54)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 진공건조 발효장치.