KR20030075849A - 음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물쓰레기에 가축의 분뇨와 톱밥 및 생석회를 배합하여 가열하면서 펠렛으로 가공하여 유기질비료를 만들도록 한 음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 음식물쓰레기와 생석회를 이용한 무기비료의 제조방법 및 그 무기비료에 의하여서는 비료에 생석회가 30% 정도 포함되게 되면 사용하는 땅이 점차 굳어지게 되어 비료로 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이물질을 수작업으로 제거한 음식물 음식물쓰레기와 생석회 그리고 톱밥과 가축의 분뇨를 각각 혼합하면서 분쇄하고, 상기의 음식물쓰레기 60중량%, 가축의 분뇨 10중량% ∼ 20중량%, 톱밥 10중량% ∼ 20중량% 및 생석회 10중량% ∼ 20중량%를 혼합한 후 80 ∼ 100℃의 온도에서 30분 ∼ 1시간 혼합가열하고, 이물질 선별과정에 의해 이물질이 선별된 혼합물이 펠렛 성형기를 통과하는 중에 펠렛으로 가공되어 포장되도록 함으로써 완성된 유기질 비료는 자체발열로 인한 멸균효과, 무배수로 인한 2차 오염유발방지, 생석회를 포함한 유기질비료이므로 토양의 산성화 방지 및 지력의 증대, 생석회의 자체발열로 건조비용을 최소화한 에너지의 절감효과를 얻도록 한 것이다,

Description

음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의 제조방법{The making method of Organic fertilizer}

본 발명은 음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물쓰레기에 생석회와 톱밥 및 가축의 분뇨를 배합하여 가열하면서 이물질을 제거한 후 이를 펠렛으로 가공하여 유기질비료를 만들도록 한 음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 일상생활에서 생활수준이 향상됨에 따라 음식물쓰레기가 나날이 증가되어 음식물쓰레기 처리가 심각한 사회적 문제로 대두되고 있어 음식물쓰레기의 처리 및 재활용하는 방안이 여러 가지 안출되었으나 고가 장비로 구성되는 등 장치를 구비하는데 어려움이 많아 현실정에 맞지 않아서 실현이 안되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 폐기유기물을 이용한 칼슘비료의 제조방법(공개특허공보 제97-10709호)이 제안되었는 바, 이는 음식물쓰레기와 분뇨 같은 유기질 폐기물을 일차적으로 미세하게 가공하여 수분을 일부 제거하고, 증기배출시설이 된 처리조에 넣어 가축의 분뇨를 즉시 투입하여 수분을 완전히 제거한 뒤 분쇄기로 분쇄하여서 되는 제조방법으로써, 상기 수분이 존재하고 있는 상태의 유기 폐기물에 가축의 분뇨를 투입하게 되면 유기폐기물에 접합되는 순간마다 발열반응이 순간적으로 일으키게 되어 어느 정도 온도가 상승하기 전부터 발열을 일으키게 되므로 수분을 증발시키기 위한 발열의 효과가 떨어지고, 가축의 분뇨에 지닌 발열량이 수분을 제거하기도 전에 소모되면 계속해서 가축의 분뇨를 투입함에 따라 가축의 분뇨의 소비가 많아지는 문제점이 있었다.

상기에서 언급되는 생석회(生石灰)는 미세한 분말로 형성되어 알칼리성 무기안료의 성분을 갖고 있어 물과의 접촉시 서서히 온도가 상승하면서 100℃이상의 고온을 발열하는 물질로써, 땅속에 존재하여 지질을 향상시키는 성분을 갖고 있음에 따라 여러모로 많이 사용되고 있는 실정이다.

그러므로 1997년 특허출원 제 10-1997-1813호(음식물쓰레기와 생석회를 이용한 무기비료의 지조방법 및 그 무기비료)가 제안되었는 바,

생석회를 채취하여 생석회에 비해 스테아린산 마그네슘을 10%의 비율로 첨가하여 생석회를 공업용우지로 코팅하는 과정과,

상기의 코팅공정에서 얻어진 생석회를 음식물쓰레기에 30% 이상의 비율로 배합하는 과정과,

상기의 배합공정에서 얻어진 배합물에서 생석회는 80℃~100℃로 서서히 발열을 일으켜 30분~3시간 정도 교반하면 발열반응을 일으키면서 수분을 발효시킨다.

상기의 교반공정에서 얻어진 배합물은 완전히 발효되어 덩어리상태로 된 것을 미세한 분말로 분쇄하는 분쇄공정을 거쳐 완제품인 유기질비료를 얻도록 함으로써 생석회에 공업용우지를 코팅한 상태이므로 음식물쓰레기에 투입하여도 순간적으로 발열반응을 일으키지 않고 투입된 때부터 서서히 발열반응을 일으킴에 따라 어느 정도의 발열온도가 정상에 도달하는 시점에서 일괄적으로 발열하게 되므로 발열의 효과가 높으며, 따라서 생석회의 소비를 최소로 줄일 수 있도록 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 음식물쓰레기와 생석회를 이용한 무기비료의 제조방법 및 그 무기비료에 의하여서는 비료에 생석회가 30% 정도 포함되게 되면 사용하는 땅이 점차 굳어지게 되어 비료로 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 음식물쓰레기에 생석회와 톱밥 및 가축의 분뇨를 배합하여 가열하면서 이물질을 제거한 후 이를 펠렛으로 가공하여 유기질비료를 만들도록 한 음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 음식물 음식물쓰레기가 선별 컨베이어를 경유하도록 하는 중에 포함된 이물질을 수작업으로 제거하도록 하고,

상기의 이물질이 제거된 음식물쓰레기를 파쇄기로 분쇄하고,

상기의 음식물쓰레기와 생석회를 생석회 파쇄기로 분쇄한 생석회를 6:2의 비율로 제1 믹서기에서 1차 혼합하고,

상기의 믹서기에서 각각 혼합된 음식물쓰레기와 생석회의 혼합물과 가축의 분뇨 및 톱밥을 각각 전달받는 배합기에서 음식물쓰레기 60중량%, 가축의 분뇨 10중량% ∼ 20중량%, 톱밥 10중량% ∼ 20중량% 및 생석회 10중량% ∼ 20중량%의 비율로 2차 혼합되도록 하고,

상기의 배합기에서 혼합된 혼합물을 가열기에서 80 ∼ 100℃의 온도에서 30분 ∼ 1시간 동안 가열하고,

상기의 가열된 혼합물을 회전 선별기에 넣고 회전시키는 중에 굵은 알갱이의 이물질만 내부에 남고 작은 알갱이만 회전 선별기의 외면에 형성한 작은 구멍을 통해 외부에 모아지도록 하여 이물질을 선별하고,

상기의 이물질이 선별된 혼합물을 다수의 작은 압출공이 형성된 펠렛 성형기를 통과하도록 한 후 작은 크기로 절단한 펠렛으로 가공하여 포장하여 유기질 비료를 제조하도록 함으로써 자체발열로 인한 멸균효과, 배수를 하지 않음으로 인한 2차 오염방지, 생석회를 포함한 유기질비료이므로 토양의 산성화 방지 및 지력의 증대, 음식물쓰레기의 자원화, 생석회의 자체 발열로 인한 건조비용을 최소화한 에너지의 절감효과를 얻도록 한 것이다,

도 1은 본 발명의 유기질비료를 제조하는 상태를 나타낸 개략도.

도 2는 가축의 분뇨와 톱밥을 배합하지 않은 비료의 분석성적서.

도 3은 가축의 분뇨와 톱밥을 배합한 비료의 시험성적서.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 선별 컨베이어 3 : 스크류 파쇄기

5 : 생석회 파쇄기 6 : 믹서기

7 : 배합기 8 : 가열기

9 : 회전 선별기 10 : 펠렛 성형기

이하, 본 발명의 구성을 실시예에 의해 실시된 과정을 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의하여 유기질비료를 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 것으로써,

음식물 음식물쓰레기는 제1 호퍼(1)를 통하여 선별 컨베이어(2)를 경유하도록 하는 중에 포함된 이물질을 수작업으로 제거하도록 하고,

상기의 선별 컨베이어(2)를 통과하는 중에 이물질이 제거된 음식물쓰레기를 공급받는 스크류 파쇄기(3)에서 이를 분쇄하여 수분의 유실을 막으면서 오염을 방지하는 중에 이송이 이루어지도록 하고,

생석회 원석을 제2 호퍼(4)를 통하여 공급받는 생석회 파쇄기(5)에서 이를 분말형의 생석회 가루로 분쇄하여 보관시 공기와의 접촉으로 인해 생석회의 효능이 저하되는 것을 방지하면서 우수한 생석회의 제공이 가능하도록 하고,

상기의 분쇄된 음식물쓰레기와 생석회 가루를 6:2의 비율로 제1 믹서기(6)에서 1차 혼합하도록 하여 음식물쓰레기 중의 수분과 생석회가 1차 화학반응을 일으키면서 열을 발생하도록 하고,

상기의 음식물쓰레기와 생석회 가루가 이송되는 배합기(7)에는 제3 호퍼(11)에 넣어진 가축의 분뇨와 제4 호퍼(12)에 넣어진 톱밥을 음식물쓰레기 60중량%, 가축의 분뇨 10중량% ∼ 20중량%, 톱밥 10중량% ∼ 20중량% 및 생석회 10중량% ∼ 20중량%의 비율로 혼합하면서 배합하여 상기의 음식물쓰레기와 생석회 가루에 의한 2차 화학반응에 의하여 음식물쓰레기의 염도를 낮추어주도록 하는 동시에 석회 유기질비료의 유기물 성분이 증대되도록 하고,

상기의 배합기(7)에서 배합된 음식물쓰레기와 가축의 분뇨와 톱밥 및 생석회 가루를 가열기(8)에서 80 ∼ 100℃의 온도에서 30분 ∼ 1시간 동안 가열하도록 하고,

상기의 가열된 혼합물을 회전 선별기(9)에 넣은 다음 회전시키는 중에 굵은 알갱이나 비닐과 같은 이물질만 내부에 남고 작은 크기의 재료들이 회전 선별기(9)의 외면에 형성한 작은 구멍을 통해 외부에 모아져 다음의 공정으로 보내지도록 하고,

상기의 회전 선별기(9)의 내벽에 자석을 부착하여 자력에 의해 금속성 이물질이 분리되도록 하고,

상기의 이물질이 선별된 혼합물을 다수의 작은 압출공이 형성된 펠렛 성형기(10)를 통과하도록 하면서 회전 절단기에 의해 작은 크기로 절단되도록 함으로써 펠렛으로 가공한 후 포장하도록 하여 유기질 비료를 제조하도록 한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의 제조방법은 음식물쓰레기를 수거하여 제1 호퍼(1)에 넣고 생석회 원석은 제2 호퍼(4)에 넣으면서 배합기(7)에 설치된 제3 호퍼(11) 및 제4 호퍼(12)에는 가축의 분뇨와 톱밥을 충진시킨 상태에서 배합되는 비율과 제조과정에 따른 설정값을정확하게 입력시킨 후 전원이 공급되도록 하면 동작을 시작하는 것으로서,

상기의 제1 호퍼(1)에 넣어진 음식물쓰레기는 하단의 토출구를 통하여 선별 컨베이어(2)로 전달되어 이송이 이루어지도록 하고, 이송되는 중에 음식물쓰레기에 포함된 이물질을 수작업으로 제거한다.

상기의 선별 컨베이어(2)를 통과하는 중에 이물질이 제거된 음식물쓰레기를 공급받는 스크류 파쇄기(3)에서 이를 분쇄하도록 하여 음식물쓰레기에 포함된 수분의 유실을 막으면서 노출된 상태에서 이송되는 중에 오염되는 것을 방지하도록 한다.

한편 제2 호퍼(4)에 넣어진 생석회 원석은 하단의 생석회 파쇄기(5)로 공급되어 분말형의 생석회 가루로 분쇄되도록 함으로써 생석회 가루를 직접 이용하는 과정에서 발생할 수 있는 생석회 가루를 보관할 때 공기와의 접촉으로 인해 생석회의 효능이 저하되는 현상을 방지하면서 우수한 생석회의 제공이 가능하도록 한다.

상기의 분쇄된 음식물쓰레기와 생석회 가루는 그 혼합비가 6:2가 되도록 조절하면서 제1 믹서기(6)로 동시에 공급되도록 함으로써 1차 혼합되도록 한다. 그리고 상기의 혼합이 진행되는 중에 음식물쓰레기에 포함된 수분과 생석회가 1차 화학반응을 일으키면서 열을 발생하게 된다.

상기의 음식물쓰레기와 생석회 가루가 이송되는 배합기(7)에는 제3 호퍼(11)에 넣어진 가축의 분뇨와 제4 호퍼(12)에 넣어진 톱밥을 혼합하면서 배합하여 상기의 음식물쓰레기와 생석회 가루에 의한 2차 화학반응에 의하여 음식물쓰레기의 염도를 낮추어주도록 하는 동시에 석회 유기질비료의 유기물 성분이 증대되도록 한다.

상기의 배합기(7)에서 분쇄된 음식물쓰레기, 가축의 분뇨, 톱밥 및 생석회가 혼합되는 비율은, 분쇄된 음식물쓰레기 60중량%, 가축의 분뇨 10중량% ∼ 20중량%, 톱밥 10중량% ∼ 20중량% 및 생석회 10중량% ∼ 20중량%의 비율이 되도록 하여 상기 석회 유기질 비료의 유기물 성분이 좋아지도록 한다.

이는 도 2에 도시한 것과 같이 가축의 분뇨와 톱밥을 배합하지 않은 비료의 분석 성적서에서 유기물이 0.05%임을 확인할 수 있는 반면에, 도 3에 도시한 것과 같이 가축의 분뇨와 톱밥을 배합한 비료의 검사 성적서에서는 유기물이 17.60%인 사실을 통하여 확인할 수 있게 된다.

상기의 배합기(7)에서 배합된 음식물쓰레기와 가축의 분뇨와 톱밥 및 생석회 가루를 가열기(8)에서 80 ∼ 100℃의 온도에서 30분 ∼ 1시간 동안 가열함으로써 유기물의 생성이 더욱 활성화되도록 한다.

상기의 가열된 혼합물을 회전 선별기(9)에 넣은 다음 회전시키는 중에 작은 크기의 재료들이 회전 선별기(9)의 외면에 형성한 작은 구멍을 통해 외부에 모아져 다음의 공정으로 보내지도록 함으로써 회전 선별기(9)의 내부에 굵은 알갱이나 비닐과 같은 이물질만 남으면서 선별이 이루어지도록 한다.

또한 상기 회전 선별기(9)의 내벽에 자석을 부착하게 되면 강력한 자력에 의해 음식물쓰레기나 다른 재료에 포함되는 금속성 이물질의 분리가 용이하게되도록 한다.

상기의 이물질이 선별된 혼합물을 다수의 작은 압출공이 형성된 펠렛성형기(10)를 통과하도록 하면서 회전 절단기에 의해 작은 크기로 절단되도록 함으로써 펠렛으로 가공한 후 포장하도록 하여 유기질 비료를 제조할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의 제조방법은 이물질을 수작업으로 제거한 음식물 음식물쓰레기와 생석회 그리고 톱밥과 가축의 분뇨를 각각 혼합하면서 분쇄하고, 상기의 음식물쓰레기 60중량%, 가축의 분뇨 10중량% ∼ 20중량%, 톱밥 10중량% ∼ 20중량% 및 생석회 10중량% ∼ 20중량%를 혼합한 후 80 ∼ 100℃의 온도에서 30분 ∼ 1시간 혼합가열하고, 이물질 선별과정에 의해 이물질이 선별된 혼합물이 펠렛 성형기를 통과하는 중에 펠렛으로 가공되어 포장되도록 함으로써 완성된 유기질 비료는 자체발열로 인한 멸균효과, 무배수로 인한 2차 오염유발방지, 생석회를 포함한 유기질비료이므로 토양의 산성화 방지 및 지력의 증대, 생석회의 자체발열로 건조비용을 최소화한 에너지의 절감효과를 얻을 수 있는 특징이 있다.

Claims (1)

1. 제1 호퍼(1)에 넣어진 음식물 음식물쓰레기가 선별 컨베이어(2)를 경유하도록 하면서 이물질을 제거하여 다음의 스크류 파쇄기(3)에서 분쇄하도록 하고,

   제2 호퍼(4)에 공급된 생석회 원석은 생석회 파쇄기(5)에서 분말형의 생석회 가루로 분쇄되도록 하고,

   상기의 음식물쓰레기와 생석회 가루를 6:2의 비율로 제1 믹서기(6)에서 1차 혼합하고,

   상기의 음식물쓰레기와 생석회 가루가 이송되는 배합기(7)에는 제3 호퍼(11)에 넣어진 가축의 분뇨와 제4 호퍼(12)에 넣어진 톱밥을 공급하여 음식물쓰레기와 생석회 가루와 가축의 분뇨 및 톱밥을 각각 60중량%, 10중량% ∼ 20중량%, 10중량%∼ 20중량% 및 10중량% ∼ 20 중량%의 비율로 혼합하면서 배합하고,

   상기의 배합기(7)에서 배합된 음식물쓰레기와 가축의 분뇨와 톱밥 및 생석회 가루를 가열기(8)에서 80 ∼ 100℃의 온도에서 30분 ∼ 1시간 동안 가열하도록 하고,

   상기의 가열된 혼합물을 회전 선별기(9)에 넣어 회전하는 중에 이물질만 내부에 남고 작은 크기의 재료들이 외부에 모아지도록 하고,

   상기의 혼합물이 펠렛 성형기(10)를 통과하는 중에 펠렛으로 가공한 후 포장하여 유기질 비료를 제조하도록 한 음식물쓰레기와 가축의 분뇨를 이용한 유기질비료의 제조방법.