KR20030071138A - 음식물 쓰레기 재활용 방법 및 그 장치 - Google Patents

음식물 쓰레기 재활용 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매립,소각,방치시 환경오염을 유발하는 음식물쓰레기 및 젖은 유기물쓰레기를 효율적인 처리 및 자원재생을 통하여 비료,사료 등으로 재활용함으로서 자원의 낭비를 막고 환경보존에 기여할 수 있는 음식물 쓰레기 재활용 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 음식물쓰레기(또는 유기물쓰레기)를 워싱 선별한 후 분쇄된 음식물에 영양소를 투입한 다음 혼합,멸균,균주분사 후 발효 및 건조시킴으로서, 충분한 영양소를 가지며 유해균의 멸균을 거쳐 유용균에 의해 유기물에서 기대할 수 없는 영양소가 생성되는 음식물쓰레기 재활용 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

음식물 쓰레기 재활용 방법 및 그 장치{Recyclable method and apparatus of grabage}
본 발명은 매립,소각,방치시 환경오염을 유발하는 음식물쓰레기 및 젖은 유기물쓰레기를 효율적인 처리 및 자원재생을 통하여 비료,사료 등으로 재활용함으로서 자원의 낭비를 막고 환경보존에 기여할 수 있는 음식물 쓰레기 재활용 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 음식물쓰레기(또는 유기물쓰레기)를 워싱 선별한 후 분쇄된 음식물에 영양소를 투입한 다음 혼합,멸균,균주분사 후 발효 및 건조시킴으로서, 충분한 영양소를 가지며 유해균의 멸균을 거쳐 유용균에 의해 유기물에서 기대할 수 없는 영양소가 생성되는 음식물쓰레기 재활용 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로는 가정이나 식당 등에서 배출되는 음식물 쓰레기를 처리할 경우에는 땅속에 매립 또는 소각하는 방법이 사용되고 있으나, 이와 같이 음식물 쓰레기를 처리할 경우에는 토양이 부폐 되거나 염분으로 오염되어 토양을 폐허화시키며소각시 2차로 공해,오염 등의 문제점을 가지고 있었으며, 또한 음식물 쓰레기가 재활용되지 않고 폐기됨으로서 자원의 낭비를 가져오는 문제점도 가지고 있었다.
이에, 최근에는 음식물 쓰레기를 재활용 할 수 있도록 음식물을 발효시키는 방법이 널리 사용되고 있으나, 음식물의 성상을 고려치 않고 염분,이물질 등이 혼합된 쓰레기를 고열로 건조,감량시킴에 따라서 영양소가 파괴되며 염분농도가 증가된 사료 및 비료가 생산되는 문제점을 가지고 있었다.
그리고 음식물 쓰레기에 포함되어 있는 이물질들이 선별되지 않고 발효됨으로서 이물질이 혼합된 사료 및 비료가 생산되는 문제점도 가지고 있었다.
또한 양념등이 잔류된 음식물을 세척하지 않고 그대로 고온 건조,감량함에 따라 발효되어 생산된 사료 또는 비료 등이 오히려 위해되는 문제점도 가지고 있었다.
또 재활용 공장내에 심한 악취가 발생되는 문제점도 가지고 있었다.
또 발효시 생성되는 폐수가 지면으로 흘러 들어가게 됨으로서 토양을 오염시키는 문제점도 가지고 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 발명된 것으로서, 음식물 쓰레기(또는 유기물 쓰레기)를 워싱,선별 분쇄한 후 분쇄된 음식물에 영양소를 투입 혼합한 다음 완전히 멸균후 유용 미생물을 투입,혼합하여 발효한 후 건조시킴으로서, 충분한 영양소를 가지는 양질의 사료 및 비료를 얻을 수 있도록 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법 및 그 장치를 제공함을 목적으로 하는 것이다.
또한 음식물 표면에 잔류되어 있는 염분,양념 등을 세척 제거함으로서 염분,양념 등이 포함된 기존의 재활용 사료 및 비료를 사용함으로서 오는 폐해를 방지하는 목적도 가지는 것이다.
또한 음식물 쓰레기의 처리시 발생되는 악취가스를 종전과 다르게 미생물 처리함으로 재차 공해를 발생하지 않는 목적도 가지는 것이다.
또 음식물 쓰레기의 처리시 생성되는 폐수를 정화시켜 이를 재활용 하므로서 생산원가 절감의 효과도 가진다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음식물 쓰레기를 유입받아 음식물의 표면에 붙어있는 이물질을 제거하면서 비중차를 통해 음식물을 부상시키는 음식물 세척과정과, 부상된 음식물을 콘베이어상으로 이동시키면서 음식물이 아닌 부상물을 선별하는 과정과, 선별된 음식물을 분쇄기에 투입하여 분쇄한 후 이를 원심분리기에서 수분을 제거하는 과정과, 수분이 제거된 분쇄된 음식물에 영양소를 추가로 투입하여 교반,혼합하고 열에 의한 멸균을 통해 유해균을 제거한후 유용균을 혼합하는 과정과 혼합된 사료는 발효조로 이송되어 일정기간(2-3일간) 숙성시키는 과정, 및 발효된 사료를 저온 건조하여 가루로 배출하는 과정으로 이루어진 음식물 쓰레기 재활용 방법을 특징으로 한다.
또한, 음식물 쓰레기를 유입받아 음식물의 표면에 붙어있는 이물질을 제거하면서 비중차를 통해 음식물을 부상시키는 세척조를 포함하는 세척부와, 상기 세척조의 상부로 부상되어 배출되는 음식물을 이송시키면서 음식물이 아닌 쓰레기를 선별하는 콘베이어가 포함되는 쓰레기 선별부와, 상기 콘베이어상의 음식물을 유입받아 이를 분쇄한 후 원심 분리기에서 수분이 제거시키는 분쇄 탈수부와, 분쇄된 음식물에 영양분을 투입한 후 고온으로 일정시간(121??이상의 열에 약20분)동안 교반,혼합,유해균을 제거하는 멸균조 교반과 유용균주혼합 및 멸균 교반된 사료를 투입받아 일정기간(2-3일) 동안 발효하는 발효부와, 발효된 사료를 저온건조하여 함수율(12-15%)이 낮은 가루로 제조하는 건조부으로 구성되는 음식물 쓰레기 재활용 장치를 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 재활용 장치를 나타낸 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 세척부를 확대 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 분쇄 압축부를 확대 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 멸균 교반부를 확대 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 발효부를 확대 도시한 평면도.
도 6은 도 5의 A-A선 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 재활용 방법을 나타낸 공정도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 세척부
11 : 세척조
111 : 와류 세척브러쉬, 112 : 스크레이퍼
2 : 선별부
21 : 콘베이어
3 : 분쇄 탈수부
31 : 분쇄장치
311 : 케이싱, 312 : 입구. 313 : 출구
32 : 수 분리기
321 : 케이싱, 322 : 입구, 323 : 출구
4 : 혼합 멸균부
41 : 교반조
42 : 스팀 순환자켓
43 : 영양분 가루 투입조
44 : 미생물 투입조
5 : 발효부
51 : 공급 콘베이어
52 : 제 1 발효조
53 : 제 2 발효조
54 : 제 3 발효조
55 : 보조발효조
56 : 이송 스크레이퍼
57 : 배출 콘베이어
6 : 건조부
7 : 열원 공급수단
71 : 스팀 온수 순환라인
72 : 스팀공급라인
8 : 폐수처리부
81 : 침전조
82 : 배출 침전조
9 : 악취제거부
91 : 악취가스 제거부
911 : 악취가스입구, 912 : 배출구
이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 재활용 장치를 구성도로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.
음식물 쓰레기를 유입 받아 음식물의 표면에 붙어있는 이물질을 제거하면서 비중차를 통해 음식물을 부상시키는 세척조(11)를 포함하는 세척부(1)와, 상기 세척조(11)의 상부로 부상되어 배출되는 음식물을 이동시키면서 음식물이 아닌 쓰레기를 선별하는 콘베이어(21)가 포함되는 쓰레기 선별부(2)와, 상기 콘베이어(21)상의 음식물을 유입 받아 이를 분쇄한 후 수분을 제거하는 분쇄 탈수부(3)와, 분쇄 탈수된 음식물에 영양소를 투입하면서 교반하고 121??이상의 열에 의해 유해균을 멸균하고 냉각한후 유용균을 혼합하는 혼합 멸균부(4)와, 멸균 교반된 사료를 투입 받아 저온에서 장시간 동안 발효하는 발효부(5)와, 발효된 사료를 건조하여 가루로 제조하는 건조부(6)로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.
그리고 상기 혼합 멸균부(4)와 발효부(5) 및 건조부(6)에 열을 공급할 수 있도록, 상기 혼합 멸균부(4)와 연결된 스팀 온수 순환라인(71)과 발효 및 건조부(5,6)에 연결된 스팀 공급라인(72)을 포함하는 열원 공급부(7)로 구비된다.
또한 상기 세척부(1)와 분쇄 탈수부(3)에서 배출되는 폐수를 처리하여 이를 다시 세척과정에서 사용할 수 있도록 배출침전조(81)로 구성된 폐수처리부(8)가 구비된다.
또 상기 세척부(1)와 폐수처리부(8)에서 배출되는 악취가스를 송풍기로 미생물이 자라고 있는 톱밥층 내에 투입시켜 악취가스를 제거할 수 있도록 악취가스입구(911)와 배출구(912)를 가지는 악취가스제거조(91)를 포함하는 악취제거부(9)가 구비된다.
이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 세척부(1)를 확대 도시한 것으로서, 상기 세척부(1)의 세척조(11) 내부에는, 음식물의 표면에 부착된 양념(및 염분)들을 분리할 수 있도록 회전되는 다수의 와류 세척브러쉬(111)가 장착되고 침전된 쓰레기를 선별하여 배출할 수 있도록 스크레이퍼(112)가 장착되어 있는 것이다.
따라서 상기 와류 세척브러쉬(111)를 통해 음식물의 표면에 끼어있는 이물질인 양념과 염분 등을 제거할 수 있으며, 상기 콘베이어(112)를 통해 중량을 가지는 침전된 이물질을 세척조(11)의 외부로 배출할 수 있는 것이다.
그리고 상기 세척조(11)의 상부로 부상된 음식물과 이물질은 도 1에 도시된 바와 같이 쓰레기 선별부(2)의 콘베이어(21)로 이송되는데, 이때 수작업으로 중량이 가벼운 고무장갑 등을 외부로 선별시키는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 분쇄 탈수부를 확대 도시한 것으로서, 상기 분쇄 탈수부(3)는, 입,출구(312,313)가 구비된 케이싱(311)과 케이싱(311)의 내부에 장착되어 음식물을 분쇄하는 회전헤머(314)로 구성된 분쇄장치(31)와, 입,출구(322,323,)가 구비된 케이싱(321)과 분쇄된 음식물을 투입 받아 탈수시키는 수 분리기(32)로 구성된다.
따라서, 상기 콘베이어(21;도1참조)에서 쓰레기가 선별된 음식물이 상기 분쇄장치(31)에 투입되면서 1 차적으로 분쇄되고, 분쇄된 음식물이 수 분리기(32)로 공급되어 수분이 제거되는 것이다.
도 4는 본 발명의 멸균 교반부를 확대 도시한 것으로서, 상기 멸균 교반부(4)는, 중앙에 모터축(412)을 통해 회전되는 교반익(411)이 구비된 교반조(41)와, 교반조(41)의 외측에 장착되어 상기 열원 공급부(7)와 연결되어 있는 스팀 순환자켓(42)과, 상기 교반조(41)의 상부에 장착되어 영양분 가루를 투입할 수 있도록 다수의 저장,공급조로 이루어진 영양분 가루투입조(43), 및 상기 교반조(41)의 상부에 장착되어 있는 유용 미생물 투입조(44)로 구성되는 것이다.
따라서, 분쇄 탈수부(3;도3참조)를 통해 분쇄 탈수된 음식물이 상기 교반조(41)에 투입되고, 교반조(41)의 내부에 사료등에 꼭 필요한 영양소인 단백질, 곡물, 강피류가루 등을 상기 영양분 가루투입조(43)를 통해 투입하며, 상기 미생물 투입조(44)를 통해 교반조(41)의 내부에 유용미생물을 함께 투입한다.
다음 상기 교반조(41)의 내부 중앙에 장착되어 있는 교반익(411)의 회전을 통해 음식물과 영양소 및 미생물을 함께 교반시킴과 동시에, 교반조(41)의 주위에장착된 스팀 순환자켓트(42)에 보일러에서 전달되는 스팀을 투입하여 교반조(41)의 내부의 온도를 121?? 이상으로 상승시킴으로서 유해균을 멸균할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 발효부를 확대 도시한 평면도이며, 도 6은 도 5의 A-A선 단면도로서, 상기 발효부(5)는, 상기 멸균 교반부(4)으로부터 사료가 투입되는 공급관(51)과, 이 공급관(51)에 장착되며 내부에는 회전나선축(55)을 통해 사료를 이송시키는 이동 스크레이퍼(56)가 각각 구비된 제 1,2,3, 보조 발효조(52,53,54,55)에서 배출되는 발효물을 건조부(7)으로 이송시키는 콘베이어(57)로 구성되는 것이다.
따라서, 평상시에는 제 1,2,3 발효조(52,53,54)를 통해 발효를 진행하고, 발효조의 고장발생시 보조발효조(55)를 사용함으로서, 발효조의 고장으로 인하여 장치가 멈추는 것을 방지할 수 있는 것이다.
그리고 상기 멸균 교반된 사료가 발효조에 공급된 후에는 음식물이 이송 스크레이퍼(56)를 통해 발효조에서 서서히 이송(사료 2-3일,비료 7-9일)되고, 이때 공기 가열기에서 나오는 더운 공기가 공급되어 발효조 내를 온도유지 및 산소를 공급함으로서 사료의 발효를 촉진할 수 있는 것이다. 그리고 이와 같이 발효된 발효사료는 건조부으로 투입되어 일정 함수율(12-15%)과 가루의 형태를 가지는 사료 및 비료로 제조되는 것이다.
이하 상기와 같이 구성된 장치를 통한 본 발명의 재활용 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1내지 도 7에 도시된 바와 같이. 먼저 음식물 쓰레기를 유입 받아 음식물의 표면에 붙어있는 이물질을 제거하면서 비중차를 통해 음식물을 부상시키는 음식물 세척과정(10)과, 부상된 음식물을 콘베이어상으로 이동시키면서 음식물이 아닌 부산물을 선별하는 과정(20)과, 선별된 음식물을 분쇄기에 투입하여 분쇄한 후 이를 압착하여 수분을 제거하는 과정(30)과, 수분이 제거된 분쇄음식물을 투입받고 영양소를 추가로 투입하여 교반하고 가열을 통해 유해균을 멸균,유용균을 교반 혼합하는 과정(40)과, 교반된 사료를 투입받아 일정 온도에서 산소를 공급하여 발효를 촉진하는 과정(50), 및 발효된 사료를 저온 건조하여 가루로 배출하는 과정(60)으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 상기 세척과정(10)과 분쇄과정(30)에서 배출되는 폐수를 처리하여 이를 다시 세척과정에서 사용할 수 있도록 하는 폐수 처리과정(70)이 진행됨으로서, 폐수로 인한 환경오염과 물의 낭비를 막을 수 있는 것이다.
또 상기 세척과정(10)과 폐수 처리과정(70)에서 배출되는 악취가스를 미생물이 자라고 있는 톱밥층 내에 투입시켜 이를 제거하는 악취 제거과정(80)이 진행됨으로서, 악취의 발생으로 인한 환경의 오염을 예방할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 음식물 쓰레기를 선별 분쇄한 후 이를 영양소와 혼합한 다음 멸균 및 발효시킴으로서, 충분한 영양분을 가지는 사료 및 비료를 제공할 수 있는 효과를 가지는 것이다.
그리고 음식물에 함유되어 있는 염분,양념 등을 제거하여 쓰레기를 처리함으로서 염분,양념(부폐노출)등이 포함된 기존의 음식물쓰레기 재생으로 생산되는 사료 및 비료의 폐해를 예방함으로서, 자원화 목적을 극대화하는 효과도 가지는 것이다.
또한 음식물 쓰레기의 처리시 악취의 발생을 막아 환경오염을 예방할 수 있는 효과도 가지는 것이다.
또 음식물 쓰레기의 처리시 생성되는 폐수를 정화시켜 이를 재활용함으로서, 환경의 오염을 방지함은 물론 물의 낭비를 막을 수 있는 효과도 가지는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자 라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (12)

  1. 음식물 쓰레기를 유입받아 음식물에 함유된 염분 및 이물질을 제거하면서 비중차를 통해 음식물을 부상시키는 음식물 세척과정(10)과,
    부상된 음식물을 콘베이어상으로 이송시키면서 음식물이 아닌 부상물을 선별하는 과정(20)과,
    선별된 음식물을 분쇄기에 투입하여 분쇄하여 수분을 제거하는 과정(30)과,
    수분이 제거된 분쇄된 음식물을 투입받고 영양소를 가지는 영양소를 추가로 투입하여 교반하고 일정온도의 가열을 통해 유해균을 제거하는 교반 멸균과정(40)과,
    교반된 사료를 투입, 에어를 공급하여 발효를 촉진시키는 발효과정(50), 및
    발효된 사료를 건조하여 가루로 배출하는 건조과정(60)으로 이루어진 음식물 쓰레기 재활용 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 세척과정(10)과 분쇄과정(30)에서 배출되는 폐수를 처리하여 이를 다시 세척과정에서 사용할 수 있도록 하는 폐수 처리과정(70)이 추가됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 세척과정(10)과 물 정화과정(70)에서 배출되는 악취를 미생물이 톱밥 내에 투입시켜 이를 제거하는 악취 제거과정(80)이추가됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 교반 멸균과정(40)에서의 가열온도를 음식물에 포함된 세균을 멸균할 수 있도록 121℃이상으로 함을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 방법.
  5. 음식물 쓰레기를 유입받아 음식물에 함유되어 있는 이물질을 제거하면서 비중차를 통해 음식물을 부상시키는 세척조(11)를 포함하는 세척부(1)와,
    상기 세척조(11)의 상부로 부상되어 배출되는 음식물을 이동시키면서 음식물이 아닌 쓰레기를 선별하는 콘베이어(21)가 포함되는 쓰레기 선별부(2)와,
    상기 콘베이어(21)상의 음식물을 유입받아 이를 분쇄한 후 압축 이동시키면서 수분을 제거하는 탈수 이동장치가 포함되는 분쇄 탈수부(3)와,
    분쇄 탈수되어 공급되는 사료에 영양소를 투입하면서 교반하고 가열(121?? 이상)을 통해 사료의 유해균을 제거하는 멸균 혼합부(4)와,
    멸균 혼합된 사료를 투입받아 일정온도에서 에어를 공급하면서 장시간 동안 발효하는 발효부(5)와,
    발효된 사료를 건조하여 가루로 제조하는 건조부(6)로 구성됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 멸균 교반부(4)와 발효부(5) 및 건조부(6)로 열을 공급할 수 있도록 열원 공급부(7)가 추가로 구비됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 세척부(1)와 분쇄 탈수부(3)에서 배출되는 폐수를 처리하여 이를 다시 세척과정에서 사용할 수 있도록 침전조(81)와 다수의 격판이 구비된 배출침전조(82)로 구성된 폐수처리부(8)가 추가로 구비된 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 장치.
  8. 제 5항 또는 제 7항에 있어서, 상기 세척부(1)와 폐수처리부(8)에서 배출되는 악취가스를 미생물이 톱밥 내에 투입시켜 이를 제거할 수 있도록 악취입구(911)와 배출구(912)를 가지는 악취제거조(91)를 포함하는 악취제거부(9)가 추가로 구비됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 장치.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 세척부(1)의 세척조(11) 내부에는, 음식물의 표면에 부착된 염분 및 양념들을 분리할 수 있도록 회전되는 다수의 와류 세척브러쉬(111)가 장착되고 침전된 쓰레기를 선별하여 배출할 수 있도록 콘베이어(112)가 장착됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 재활용 장치.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 분쇄 탈수부(3)는, 입,출구(312,313)가 구비된 케이싱(311)과 케이싱(31)의 내부에 장착되어 음식물을 분쇄하는 회전헤머(314)로 구성된 분쇄장치(31)와, 입,출구(322,323)가 구비된 케이싱(321)과 분쇄된 음식물을 투입받아 음식물의 수분을 제거하는 수 분리기(32)로 구성됨을 특징으로 하는 쓰레기 재활용 장치.
  11. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 멸균 혼합 교반부(4)는, 중앙에 모터축(412)을 통해 회전되는 교반익(411)이 구비된 교반조(41)와, 교반조(41)의 외측에 장착되어 상기 열원 공급부(7)과 연결되어 있는 스팀 순환자켓(42)과, 상기 교반조(41)의 상부에 장착되어 부산물을 저장,투입할 수 있도록 다수의 공급조로 이루어진 영양소 투입조(43), 및 상기 교반조(41)의 상부에 장착되어. 음식물의 유해균을 제거한 후 유용미생물 투입조(44)로 구성됨을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 발효부(5)는, 상기 멸균 교반부(4)으로부터 사료가 투입되는 공급 콘베이어(51)와, 이송을 목적으로 하는 이송 스크레이퍼(56)가 포함되는 1,2,3 발효조(52,53,54) 및 보조발효조(55)와, 발효조에서 배출되는 발효물을 건조부으로 이동시키는 배출 콘베이어(57)로 구성됨을 특징으로 하는 쓰레기 재활용 장치.
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