KR20030025983A - 음식물쓰레기 연속처리장치방법 및 그 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 각종 음식물쓰레기를 수거하여 선별하고 분쇄, 탈수, 발효숙성의 과정을 거쳐 양질의 사료 또는 퇴비를 제조함으로서 사회문제화 되고 있는 음식물쓰레기 처리문제를 해소함과 동시에, 환경보존사업에 이바지할 수 있도록 한 음식물쓰레기 연속처리방법과 그 처리장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공급기(10)로부터 공급받은 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄기(20), 그 분쇄된 쓰레기의 수분을 탈수하는 탈수기(30), 탈수된 쓰레기를 미생물과 함께 교반하는 교반조(40), 교반된 쓰레기를 발효숙성하는 발효숙성기(50)로 이루어진 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 상기 발효숙성조는 내측 하부에 발열수단(55)이 설치되고, 그 상부에는 스크루(54)가 설치되며, 상기 스크루의 상부에는 적어도 2단 이상의 리턴 회전되는 벨트컨베이어(52)가 설치되고, 상기 각각의 벨트컨베이어 출측 끝단에는 각각의 가이드(53)가 설치되며, 상기 각각의 벨트컨베이어 상에는 로터리(57)가 설치되고, 최 상부에 위치한 벨트컨베이어 상에는 덕트(51)를 설치하여 된 것이다.

Description

음식물쓰레기 연속처리장치방법 및 그 처리장치 {The continuous disposal method of the garbage and the garbage disposer}

본 발명은 음식물쓰레기 연속처리방법 및 그 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 음식물쓰레기를 처리하기 위하여 수거하고 선별한 후 분쇄, 탈수, 발효숙성의 과정을 통하여 가축의 먹이인 사료 또는 식물재배에 필요한 퇴비를 만들고자 하는 음식물쓰레기 연속처리방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 음식물쓰레기를 배출하는 가정, 식품제조업, 식품가공업 등에 있어서는 그 쓰레기를 유용하게 재활용하기 위하여 사료 또는 퇴비화 하고자 많은 노력을 기울이고 있으며, 상기 음식물쓰레기를 처리하는 자치 단체에 있어서도 감량화 또는 안정물질로의 변환 등을 목적으로 하여 사료/퇴비화에 많은 노력을 기울이고 있다.

특히, 음식물쓰레기는 배출되는 시점에서는 수분이 많이 함유되어 있고, 하절기에는 방치해 두면 단시간에 여러 잡균이 증식하여 부패가 시작됨과 동시에, 부패냄새를 주원인으로 하는 악취가 발생하므로 환경 보전상의 문제가 제기되고 있다.

아울러 상기 사료 또는 퇴비화를 행하는 경우, 그 쓰레기 중에 수분함량이 많기 때문에 발효조 내부에 혐기성균과 호기성균이 혼재한 상태에서 발효가 이루어지므로 발효 효율이 나빠지고, 단백질 또는 지방 등이 분해되어 사료로서의 사용은 부적하고, 퇴비로서 사용하는 경우가 많다.

상기 음식물쓰레기를 사료화 하기 위해서는 그 무엇보다 음식물쓰레기가 가지고 있는 영양분이 파괴되지 않아야 하고, 그러기 위해서는 발효 및 숙성을 잘해야 하는 바, 상기 발효 및 숙성과정이 어려워 사료화 하지 못하고 대부분을 퇴비화 하여 사용하고 있다.

종래의 음식물쓰레기를 이용한 퇴비제조 방법은 각종 음식쓰레기나 농수산물쓰레기 등을 축분 등과 혼합하여 진공 발효조에서 저 진공 상태로 발효시킨 후, 이 발효물을 건조하여 다시 장기 발효시킴으로서 장기 보존이 가능하고 부작용이 없는 퇴비를 만들 수 있는 기술인 특허출원번호 제1998-0003763호가 제시되어 있다.

상기 특허출원번호 제1998-0003763호의 내용을 살펴보면, 음식물쓰레기나 농수산쓰레기 또는 도축폐기물이나 식품가공 슬러지와 같은 각종 쓰레기를 수거하여 건조시키고, 그 건조시킨 수거물을 피트, 퍼라이트와 혼합하여 1차 진공발효기에 투입하여 저 진공상태에서 4시간 정도 발효시키고, 발효된 처리물을 인출하여 축분과 석회, 칼슘 등과 혼합하여 건조시킨 다음, 이 건조물을 로타리 진공발효기에 투입하여 선별된 종균제를 첨가한 상태에서 15~20일정도 장기 발효시키는 방법으로 퇴비를 제조하는 것이다.

이와 같은 상기 퇴비제조방법은 각종 음식물쓰레기 등을 처리하여 퇴비를 만들 수 있으므로 음식물쓰레기의 활용도를 높여 폐기물 발생 량을 현저히 줄일 수 있음으로 인한 환경보호에 기여할 수는 있으나, 제조 공정이 복잡하고 난해하여 제조코스트가 높아지는 문제점과, 특히 국가적으로 사용을 금하고 있는 폐 석회를 사용하고 있고 이를 토양에 사용할 경우에는 토질이 악화되는 문제점이 발생한다.

또 종래의 퇴비제조 기술은 유기성 폐기물에 호기성 퇴비종균을 접종하여 퇴비를 제조함에 있어서, 그 폐기물을 교반하면서 산소를 공급함과 동시에 폐기물의 함수량이 60 ±5%가 되도록 물을 보급하는 것을 특징으로 하는 퇴비의 제조방법 및 유기성 폐기물에 호기성 퇴비종균을 접종하여 퇴비를 제조함에 있어서, 발효의 개시 후 주된 발효가 아민·암모니아 대사계로 이행하기 전에 당류를 분할하여 그 폐기물에 첨가하는 퇴비제조방법과,

산소공급수단, 산수수단 및 교반수단을 구비한 발효조 및 발효조 내의 유기성 폐기물의 수분함량을 검지 또는 판정하여, 그 검지 또는 판정결과에 기초하여 산수수단에 의한 산수 량을 제어하는 수단을 갖는 퇴비의 제조장치인 국제출원번호 PCT/JP1998/02376호가 있다.

그러나, 상기의 퇴비제조방법 및 장치는 산소공급수단, 산수(water distributing) 수단 및 교반 수단을 구비한 발효조 및 발효조 내의 유기성 폐기물의 수분함량을 검지하여, 그 검지 결과에 기초하여 산수 수단에 의한 산수량을 제어하는 수단을 갖추어야 하기 때문에 퇴비제조장치의 운영에 어려움이 있고, 조금의 오차에도 퇴비가 정상적으로 제조되지 않는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 각종 음식물쓰레기를 수거하여 선별하고 분쇄, 탈수, 발효숙성의 과정을 거쳐 양질의 사료 또는 퇴비를 제조함으로서 사회문제화 되고 있는 음식물쓰레기 처리문제를 해소함과 동시에, 환경보존사업에 이바지할 수 있도록 한 음식물쓰레기 처리방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 연속처리장치를 개략적으로 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 연속처리장치 중 발효숙성기를 개략적으로 나타낸 단면구성도,

도 3은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 연속처리장치 중 발효숙성기를 개략적으로 나타낸 평면구성도,

도 4는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 연속처리장치 중 로터리의 발췌사시도,

※도면의 주요부분에 대한 부호설명※

10 : 공급기20 : 분쇄기

30 : 탈수기40 : 교반기

50 : 발효숙성기 51 : 덕트

52,52a,52b,52c,52d : 벨트컨베이어53,53a,53b,53c,53d : 가이드

54 : 스크루55 : 가열수단

56 : 공기구멍57 : 로터리

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음식물쓰레기 처리방법은 수거된 음식물쓰레기를 분쇄기를 이용하여 입자크기 2∼5mm로 분쇄하고, 이를 탈수기를 이용하여 탈수하는 제1단계;

상기 제1단계가 끝난 음식물쓰레기를 미생물배양균과 함께 교반기에 투입하여 교반하는 제2단계;

상기 제2단계가 끝난 음식물쓰레기를 45∼60℃로 발효숙성 및 건조하는 제3단계;

상기 제3단계가 끝난 음식물쓰레기를 65∼75℃로 발효숙성 및 건조하는 제4단계;

상기 제4단계가 끝난 음식물쓰레기를 80∼90℃로 발효숙성 및 건조하는 제5단계;

상기 제5단계가 끝난 음식물쓰레기를 95∼110℃로 교반분쇄 및 건조하는 제6단계를 포함한다.

또 본 발명의 음식물쓰레기 처리장치는, 수거된 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄기와, 그 분쇄된 음식쓰레기를 탈수하는 탈수기와, 상기 탈수된 음식물쓰레기를 발효숙성 및 건조하는 발효숙성기를 포함하는 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 상기 발효숙성기는 내측 하부에 발열수단이 설치되고, 그 상부에는 스크루가 설치되며, 상기 스크루의 상부에는 적어도 2단 이상의 리턴 회전되는 벨트컨베이어가 설치되고, 상기 각각의 벨트컨베이어 출측 끝단에는 각각의 가이드가 설치되며, 상기 각각의 벨트컨베이어 상에는 로터리가 설치되고, 최상부에 위치한 벨트컨베이어 상에는 덕트가 설치되어 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 음식물쓰레기 연속처리방법 및 그 처리장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 먼저 도 1내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 수거된 음식물쓰레기를 공급기(10)를 이용하여 분쇄기(20)에 공급하고, 그 분쇄기(20)에 공급된 음식물쓰레기는 입자크기 2∼5mm 크기로 분쇄한 다음, 탈수기(30)로 들어가 수분함량 30%이하가 되게 탈수된다.

상기 분쇄기(20)에서 음식물쓰레기를 입자크기 2∼5mm로 분쇄하는 이유는, 그 이하를 할 수도 있으나, 한번에 너무 작게 분쇄하게 되면 분쇄기(20)에 부하가 발생하여 분쇄작업이 정상적으로 이루어지지 못하고, 또 생산성이 떨어지는 문제점이 있으며, 그 이상으로 분쇄하게 되면, 후 공정에 미생물을 투입하고 혼합 할 때에 미생물이 골고루 혼합되지 않는 문제점이 발생한다.

또 상기 탈수기(30)에서 수분함량 30%이하가 되게 탈수하는 이유는, 그 이상이 되게 되면 수분함량이 너무 많기 때문에 후 공정에서 이루어지는 미생물의 투입량이 그 만큼 많아야 하고, 또 발효숙성기(50)에서의 발효숙성 시간이 길어짐은 물론, 최종 건조하기가 어려워지는 문제점이 있다.

상기 탈수과정이 끝나면, 이를 교반조(40)에 발효미생물과 함께 투입하여 교반을 하는데, 상기 교반조(40)에 투입되는 발효미생물은 참고로 유전자은행에 수탁등록 된 수탁번호 KCT,8665(PCSON-1), 8666(PCSON-2), 8667(PCSON-3)중 어느 하나이다.

상기 탈수된 음식물쓰레기가 투입되는 교반조(40)에 발효미생물을 투입하는 이유는, 음식물쓰레기의 발효를 촉진시키기 위함이고, 또 그 투입량은 음식물쓰레기 10kg에 발효미생물 50∼100ml이다.

단, 상기 발효미생물 투입량은 상기의 량에 한정하는 것이 아니고 음식물쓰레기의 종류 및 발효상태를 감안하여 그 이상을 사용하거나 그 이하를 사용할 수도 있다.

상기와 같이 하여 음식물쓰레기와 발효미생물의 혼합과정이 완료되면, 이를 발효숙성기(50)에 투입하여 4단계로 발효숙성 및 건조가 이루어지는데, 먼저 상기 발효숙성기(50)의 구성은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 내측 하부에 발열수단(55)이 설치되고, 그 상부에는 스크루(54)가 설치되며, 상기 스크루의 상부에는 적어도 4단의 리턴 회전되는 벨트컨베이어(52)가 설치되고, 상기 각각의 벨트컨베이어 출측 끝단에는 각각의 가이드(53)가 설치되며 상기 각각의 벨트컨베이어 상에는 로터리(57)가 설치되고, 최 상부에 위치한 벨트컨베이어(52a) 상에는 덕트(51)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 발열수단(55)의 하부에는 공기구멍(56)이 일정간격으로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 발효숙성기(50)의 발열수단(55)에서는 120∼160℃의 열이 방출되고, 공기구멍(56)에서는 대기중의 산소가 공급되는 바, 먼저 상기 발효숙성기(50)의 내부 최 상부에 위치한 벨트컨베이어(52a)의 입 측으로 발효미생물이 혼합된 음식물쓰레기가 공급되고, 그 공급된 음식물쓰레기는 벨트컨베이어를 따라 서서히 이동하면서 1차 발효숙성 및 건조가 이루어진다.

상기 최 상부에 위치한 벨트컨베이어(52a)에서 1차 발효숙성 및 건조되는 온도는 45∼60℃이며, 상기 음식물쓰레기가 벨트컨베이어(52a)를 따라 이동될 때에 로터리(57)는 계속적으로 회전하면서 음식물쓰레기를 분쇄함과 동시에, 덩어리를 해체하고, 발효 및 열풍열해리로 건조를 촉진시킨다.

또, 상기 1차 발효숙성 및 건조된 음식물 쓰레기는 벨트컨베이어(52a)의 출 측단에 도달하게 되면, 하부로 낙하하게 되고 그 낙하되는 음식물쓰레기는 가이드(55a)의 안내를 받으며, 2단의 벨트컨베이어(52b)에 실려지게 된다.

상기와 같이 1차 발효숙성 및 건조된 음식물쓰레기가 2단의 벨트컨베이어(52b)에 실려지게 되면, 이는 65∼75℃의 조건에서 진행하면서 2차 발효숙성 및 건조가 이루어지게 되고, 로터리(57)는 계속적으로 회전하면서 음식물쓰레기를 분쇄함과 동시에, 덩어리를 열풍열해리로 건조시킨다.

또, 상기 2차 발효숙성 및 건조된 음식물쓰레기가 2단의 벨트컨베이어(52b) 출 측단에 도달하게 되면, 하부로 낙하하게 되고 그 낙하되는 음식물쓰레기는 가이드(55b)의 안내를 받으며, 3단의 벨트컨베이어(52c)에 실려지며 그 실려진 음식물쓰레기는 80∼90℃의 조건에서 진행하면서 3차 발효숙성 및 열풍열해리에 의해 건조가 이루어진다.

그리고, 상기 3차 발효숙성 및 건조된 음식물쓰레기는 상기 1,2,3차 발효숙성과 동일한 방법으로 4단의 벨트컨베이어(52d)에 실려져 진행하면서 95∼110℃로 발효숙성 및 수분함량 10% 이하로 건조된다.

이상과 같이 하여, 음식물쓰레기가 발효숙성 및 건조 완료되면, 수분함량은 10%이하를 유지하게 되고, 이는 스크루(54)에 의해서 배출됨과 동시에, 사용목적에 따라 성형기(60)로 이송하여 성형한 후, 포장하거나 그냥 포장하면 된다.

한편, 상기 벨트컨베이어(52)는 소정의 폭을 가지고 있으며, 재질은 스테인레스나 열에 강한 합성수지 및 고무로 되어 있고, 스크루(54)역시 도 3에 나타낸 바와 같이 벨트컨베이어(52)의 폭 방향을 따라 다수 개 설치되어 있으며, 발열수단(55)은 원적외선 방출물질인 세라믹 등으로 되어 있어 발효숙성기(50) 내부의 분위기를 원적외선이 분포되어 있는 분위기로 만들어 제조완료 되는 제품에 원적외선을 흡수하게 만든다.

또한, 본 발명은 수거되는 모든 음식물쓰레기는 가축의 사료를 만드는데 사용되는 재료, 또는 퇴비를 만드는데 사용되는 재료로 사용할 수 있으나, 바람직하게는 식품제조공장이나 식품가공공장 등에서 발생하는 곡류의 찌꺼기 또는 어류의 유기물 등으로는 가축의 사료를 만드는데 사용하고, 그 이외의 기타 음식물쓰레기로는 퇴비를 만드는데 사용하는 것이 좋다.

상술한 바와 같은 본 발명은 실시간으로 계속해서 각종 음식물쓰레기를 처리함과 동시에, 그 처리완료 된 음식물쓰레기를 가축의 사료 또는 식물재배용 퇴비로사용할 수 있어 경제성을 높일 수 있음은 물론, 본 발명의 목적인 음식물쓰레기 처리문제를 해소함과 동시에, 환경보존사업에 이바지할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같은 본 발명은 수거된 음식물쓰레기를 선별하여 이를 분쇄, 탈수, 미생물배양균과의 혼합과정을 거쳐 발효숙성기에서 온도를 달리 하며, 4차에 걸쳐 발효숙성 및 건조함으로서 양질의 사료 또는 퇴비를 생산할 수 있는 특유의 효과가 있다.

또 본 발명은 음식물쓰레기를 연속처리할 수 있는 발효숙성기를 개발함으로서 간단하고 용이하게 각종 음식물쓰레기를 연속처리함과 동시에, 그 처리를 실시간으로 계속해서 할 수 있음으로 날로 늘어나는 음식물쓰레기를 효율적으로 처리할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (6)

1. 수거된 음식물쓰레기를 분쇄기를 이용하여 입자크기 2∼5mm로 분쇄하고 이를 탈수기를 이용하여 탈수하는 제1단계;

   상기 제1단계가 끝난 음식물쓰레기를 미생물배양균과 함께 교반기에 투입하여 교반하는 제2단계;

   상기 제2단계가 끝난 음식물쓰레기를 45∼60℃로 발효숙성 및 건조하는 제3단계;

   상기 제3단계가 끝난 음식물쓰레기를 65∼75℃로 발효숙성 및 건조하는 제4단계;

   상기 제4단계가 끝난 음식물쓰레기를 80∼90℃로 발효숙성 및 건조하는 제5단계;

   상기 제5단계가 끝난 음식물쓰레기를 95∼110℃로 발효숙성 및 건조하는 제6단계를 포함하는 음식물쓰레기 연속처리방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서부터 제6단계의 발효숙성 및 건조는 발효숙성기에 설치되어 리턴 회전되는 벨트컨베이어 상에서 이루어지고 그 총시간은 10∼12시간임을 특징으로 하는 음식물쓰레기 연속처리방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서부터 제6단계의 발효숙성 및 건조는 로터리에 의하여 로터리가 이루어지면서 행하여짐을 특징으로 하는 음식물쓰레기 연속처리방법.
4. 수거된 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄기(20)와 그 분쇄된 음식쓰레기를 탈수하는 탈수기(30)와 상기 탈수된 음식물쓰레기를 미생물과 함께 교반하는 교반조(40)와 그 교반된 쓰레기를 발효숙성 및 건조하는 발효숙성기(50)를 포함하는 음식물쓰레기 처리장치에 있어서,

   상기 발효숙성기(50)는 내측 하부에 발열수단(55)이 설치되고 그 상부에는 스크루(54)가 설치되며, 상기 스크루의 상부에는 적어도 2단 이상의 리턴 회전되는 벨트컨베이어(52)가 설치되고, 상기 각각의 벨트컨베이어 출측 끝단에는 각각의 가이드(53)가 설치되며, 상기 각각의 벨트컨베이어 상에는 로터리(57)가 설치되고 최 상부에 위치한 벨트컨베이어 상에는 덕트(51)가 설치된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 연속처리장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 발열수단 및 스크루는 발효숙성기의 폭 방향을 따라 적어도 2열 이상으로 배열된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 연속처리장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 발효숙성기의 저부에는 대기중의 공기가 유입되는 공기구멍(56)이 일전간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 연속처리장치.