KR200373084Y1 - 팜나무의 부산물을 이용한 펄프원료 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 동남아 일대와 열대지방에서 대량 재배되는 팜나무의 열매에서 팜오일을 생산한 후 버려지는 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)인 껍질몸통을 종이생산에 필요한 펄프 원료인 목재를 대체할 수 있게 펄프원료화 시킴으로서 전량 외국에서 펄프를 수입하는 우리 나라는 물론 전세계적으로 경제적 이익을 가져옴과 동시에 지구의 자연환경을 보호할 수 있는 특징을 가지고 있다.

Description

팜나무의 부산물을 이용한 펄프원료 제조장치{Preparing Raw Material for Pulp Manufacturing Using Oil Palm Empty Fruit Bunch And Apparatus Therefor}

본 고안은 팜나무(PALM TREE)의 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)을 이용한 펄프원료 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 동남아 일대에서 대량 재배되는 팜나무 열매에서 팜오일을 생산한 후 버려지는 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)인 껍질몸통을 이용하여 종이생산에 필요한 펄프 원료로 재활용할 수 있는 펄프제조장치에 관한 것이다.

최근 세계적으로 환경, 자원보호의 관점에서 목재의 벌목으로 파괴되는 지구 환경을 보호하기 위해서 벌목량을 제한하기 때문에 재생펄프의 사용이 증대되고 있다.

따라서 지구환경을 보호하면서 펄프 원료로 사용되는 목재를 대체할 수 있게 본 출원인에 의해 동남아시아, 열대지방에서 널리 재배되는 팜나무를 펄프 원료화할 수있는 장치를 제공하려 한다.

일반적으로 동남아시아 일대등 열대국가에서는 팜나무 열매를 가지고 식용유로 쓰는 팜유와 설탕을 추출하고, 과일후르츠 통조림과 코코팜에 들어가는 젤리로 사용하기 때문에 팜나무를 널리 재배하고 있다.

상기 팜나무는 야자목에 속하며 딱딱한 껍질몸통 속에 알갱이가 들어있는 팜나무 열매는 줄기를 따라 우리 나라 잣나무에 열려 있는 잣과 같이 주렁주렁 매달려 있습니다.

따라서 농장에서는 팜나무의 열매를 껍질몸통과 알갱이로 분리하여 팜오일을 추출하고 나면 껍질몸통인 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)만 남는다.

상기 껍질몸통인 부산물은 팜알갱이가 분리된 상태로 60%이상의 수분과 1.9% 이상의 오일을 포함하며 나머지 대부분은 식물성 섬유질인 화이버(FIBER)로 이루어져 있어 쉽게 부패되기 때문에 팜나무 농장의 비료로 사용하고, 일부는 수분을 제거하여 보일러 소각용 연료로만 사용하는 문제점을 가지고있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 본 고안의 목적은 동남아시아나 열대지방에서 널리 재배되는 팜나무의 열매에서 팜오일을 추출한 후 식물성 섬유질인 부산물을 비료나 소각용 연료로 만 사용하지 않고, 원목을 대체하여 펄프원료로 사용할 수 있도록 팜나무의 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)을 이용한 펄프원료 제조장치를 제공한다.

따라서, 알갱이가 없는 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)에서 수분과 오일을 제거한 후 남게 되는 화이버(FIBER)성분을 펄프 원료화 하여 새로운 종이 원료 자원으로 충족시키기 위해 본 고안을 안출하게 되었다.

도 1은 종래의 팜오일 추출공정에서 발생되는 부산물을 통해 펄프 원료화 하는 방법을 도시해 보인 전체 공정도.

도 2는 고안의 일시예에 따라 제조장치의 전체적인 구성을 도시해 보인 구성도.

도 3은 본 고안 파쇄기를 도시해 보인 측면도.

도 4는 본 고안 압축탈수기를 도시해 보인 측면도.

도 5는 본 고안 절단분쇄기를 도시해 보인 측면도.

도 6은 본 고안에 의해 펄프 원료화되는 팜열매를 도시해 보인 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 파쇄기 2: 압축탈수기

3: 절단분쇄기 4: 헬리컬치자형 파쇄로라

5, 5a, 5b: 투입구 6, 6a: 배출구

7: 기어 8, 8a: 기어드모터

9, 9a, 9B : 베어링 10: 압축스크류 기어

11: 화이버 토출구 12: 압축스크류

13: 드레인 14: 회전자

15: 종동V-벨트폴리 16: 주동V-벨트폴리

17: 벨트 18: 모터

19: 펄프원료하는 공정 20: 고정칼날

21: 회전칼날

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 팜나무의 팜열매에서 팜오일(PALM OIL)과 씨앗기름(KERNEL)을 추출하도록 농장에서 팜열매를 수확해 살균한 후 팜열매를 껍질몸통속에 들어 있는 순수열매(FFB)인 알갱이를 분리하도록 STRIPPING하여 껍질몸통인 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)은 폐기되고, 순수열매 (FFB) 팜알갱이만을 압축하여 추출된 팜오일을 정제하여 완성하고, 팜알갱이 속에서 나오는 씨앗은 별도로 분리 파쇄하여 씨앗기름(KERNEL OIL)을 추출하는 제조공정에 있어서, 상기 열매와 껍질몸통을 분리하는 STRIPPING하는 공정을 거쳐 팜나무의 팜열매에서 발생되는 식물성 섬유질인 열매 없는 껍질몸통 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)을 압축 탈수하기 위하여 섬유질의 조직과 조직 사이를 쉽게 분리될 수 있게 파쇄기로 파쇄하는 단계와; 상기 파쇄된 부산물은 압축탈수기에 투입되어 섬유질에 흡수된 수분을 탈수하면서 섬유질 조직간의 결착상태를 비틀어 압축되는 섬유질은 탄성력에 의해 서로 이격되어 부풀어진 형상을 갖도록 배출되는 압축, 탈수 단계와; 상기 압축, 탈수된 섬유질은 절단분쇄기에 투입 잘게 분쇄하여 펄프원료화 시키는 팜나무의 부산물을 이용한 제조장치를 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의해 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 제조방법을 도시해 보인 공정도이다.

본 고안은 동남아시아, 열대지방에서 대량으로 재배되는 팜나무에서 팜오일등을 추출할 때 속안에 들어있는 팜알갱이와 분리되어 폐기되는 껍질몸통은 펄프원료인 목재를 대신하여 펄프원료화 할 수있는 펄프원료 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 농장에서 수확한 팜나무 열매는 팜오일 등을 생산하기 껍질몸통에 묻어있는 각종 세균을 죽이기 위한 살균처리 공정후 껍질몸통 속에 들어있는 순수 열매인 알갱이에서 팜오일을 얻도록 팜알갱이와 껍질몸통을 분리하는 STIPPING공정을 거쳐 서로 분리한다.

상기 분리된 팜알갱이는 압축공정을 거쳐 다시 팜오일과 씨앗으로 분리된다.

상기 팜오일은 불순물을 제거하는 정제과정을 거쳐 순수 팜오일로 추출되며, 분리된 씨앗은 파쇄기(1)로 파쇄하여 씨앗기름(KERNEL OIL)을 별도로 추출하는게 일반적인 팜오일 생산공정이다.

따라서 본 고안은 껍질몸통속에 들어있는 순수열매인 알갱이를 분리하는 STIPPING공정을 거쳐 버려지는 껍질몸통인 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)을 처리하여 펄프원료화 하는 공정(19)이다.

즉 상기 버려지는 열매 없는 껍질몸통 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)은 단단한 섬유질(FIBER) 조직으로 결착되어 있으며, 수분함량이 60% 이상이기 때문에 압축탈수공정을 거치기 위해 파쇄기(1)에 투입하여 파쇄한 후 배출한다.

상기 부산물을 파쇄하는 파쇄기(1)는 도 3과 같이 상측에 투입구(5)와 하측에 배출구(6)가 형성되고, 내부 양축으로 서로 맞물린 헬리컬치자형 파쇄로라(4)가 위치하며, 상기 헬리컬치자형 파쇄로라(4) 축은 끝단에 중동기어(7)가 결합되어 기어드모터(8)에 의해 구동된다.

또한 상기 파쇄기(1)는 단단한 상태의 섬유질 조직을 파괴하기 위하여 크랭크축을 이용한 JAW - CRRUSHER형태의 구조를 갖는다.

따라서 상기 파쇄기(1)에 파쇄된 섬유질인 부산물은 압축탈수공정을 거치기 위해 압축탈수기(2)에 투입 내부에 설치된 압축스크류(12)에 의해 60%이상의 수분을 짜내면서 동시에 수없이 많은 가닥으로 형성된 섬유질 조직간의 결착상태를 비틀어 압축시키면 일측면에 형성된 화이버(FIBER) 토출구(11)로 압축스크류(12)에 의해 이송되어 섬유질의 탄성에 의해 조직과 조직 사이가 이결되면서 부풀어진 형상으로 쏟아져 토출되고 수분은 드레인(13)을 통해 배출된다.

즉 상기 섬유질인 부산물을 압축, 탈수하는 압축탈수기(2)는 도4와 같이 소정의 형상을 갖는 본체는 상측에 투입구(5a)와 하측에 드레인(13)이 형성되고, 내부에는 길이방향으로 설치된 압축스크류(12)와 상기 압축스크류(12)축 일측은 구동되도록 베어링(9a)과 압축스크류(12) 중동기어(10)가 결합되어 기어드 모터(8a)에 구동되며, 상기 압축스크류(12)축 타측은 파쇄기(1) 본체에 형성된 화이버(FIBER) 토출구(11)로 탈수된 섬유질 부산물을 토출하는 구조이다.

또한 상기 압축탈수기(2)의 압축, 탈수율을 높이기 위해 내부에 압축스크류 (12)를 두축으로 설치한다.

따라서 상기 압축탈수기(2)에 의해 압축, 탈수된 섬유질인 부산물을 잘게 분쇄하기 위하여 절단분쇄기(3)의 투입구(5b)로 투입하여 회전자(14)에 부착된 회전칼날(21)의 회전과 본체에 부착된 고정칼날(20)에 의해 잘게 부수어지면서 절단되고, 회전칼날(21)의 타격에 의해 섬유질의 입자를 더욱 부드럽게 하여 목재를 이용한 펄프원료를 대체할 수 있도록 제조한 장치이다.

상기 절단분쇄기(3)는 도 5와 같이 소정의 형상을 갖는 본체는 내부에 다수개의 회전칼날(21)이 부착된 회전자(14)와 이와 대응하게 본체에 부착된 고정칼날 (20)과 일측면 상측에 투입구(5b)와 타측면에는 회전자(14)의 회전축에 결합된 베어링(9b)과 종동V-벨트폴리(15)와 상기 회전자(14)를 회동하도록 주동V-벨트폴리가 (16) 결합된 모터(18)에 벨트(17)가 체결된 구조이다.

도 2는 본 고안의 일시예에 따라 제조장치의 전체적인 구성을 도시해 보인 구성도이다.

팜나무열매에서 팜오일(PALM OIL)과 씨앗오일(KERNEL OIL)을 생산할때, 살균공정(STERILISATION)을 거친 후 STRIPPING공정으로 열매 몸통(FFB)에서 팜알갱이를 분리하면 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)이 발생된다.

상기 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)인 열매몸통은 1000Kg의 원료로 오일을 생산할때 234Kg 정도의 양이 나오게 되는데, 이 것은 63%의 수분과 1.9%의 오일을 포함하며 나머지는 대부분 식물성섬유질인 화이버(FIBER)로 구성되어 있다.

따라서 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)의 수분과 오일 찌꺼기등 불순물을 제거하기 위하여 파쇄기(1)의 투입구(5)를 통해 공급된 양축 헬리컬치차형 파쇄로라(4)에 물린 채 돌게되면 눌림과 동시에 파쇄되어 부산물은 단단한 상태의 섬유질 조직을 파괴시키고 연속적으로 투입구(5a)에 집어 넣어 기어드 모터(8a)의 동력에 의해 서서히 회전하고 있는 압축 스크류(12)에 의해 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)은 화이버 (FIBER) 토출구(11) 쪽으로 밀려나가게 되는데 투입구(5a)쪽의 압축 스크류 (12)간격보다 화이버(FIBER) 토출구(11)쪽의 압축 스크류(12) 간격을 좁혀 놓음으로써 화이버(FIBER) 토출구(11)쪽으로 밀려나감에 따라 점차로 압축 비율은 높아지게 되어부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)에 함유하고 있던 수분 및 미량의 오일이 압축되는 힘에 의해 탈수되어 드레인(13)(DRAIN)을 통과하여 분리시킬 수 있도록 하고 섬유질 성분만 화이버(FIBER) 토출구(11)를 통과하여 나오게 하는데 , 그 굵기는 0.5mm ~ 1mm, 길이 10Cm ~ 30Cm 의 실가닥 같이 부풀어져 있는 형상이다.

상기 섬유질을 절단분쇄기(3)의 투입구(5b)에 투입하여 모터(18)에 의해 고속으로 회전하고 있는 회전자(14)의 회전칼날(21)에 의해 잘게 부수어 지면서 절단되고, 고속회전에 의한 회전칼날(21)의 타격에 의해 섬유질의 입자가 더욱 부드러워 진다.

이렇게 하여 양질의 식물성 섬유질로 조직된 펄프원료를 구할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같이 본 고안은 간단한 공정을 거쳐 팜나무의 열매의 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)을 유용한 펄프원료화 하는 특징이 있는 것이다.

도 6은 본 고안에 의해 펄프 원료화되는 팜열매를 도시해 보인 예시도이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 동남아시아나 열대지방에서 널리 재배되는 팜나무에서 팜열매를 수확하여 팜 오일 등을 생산할 때 버려지는 열매 없는 껍질몸통인 부산물(EMPTY FRUIT BUNCH)을 간단한 작업에 의해 목재를 대체할 수 있도록 펄프원료화 시킴으로서 전량 외국에서 펄프를 수입하는 우리 나라는 물론 전세계적으로 경제적 이익을 가져옴과 동시에 지구의 자연환경을 보호할 수 있는 특징을 가지고 있다.

Claims (3)

1. 팜나무의 팜열매에서 팜오일(PALM OIL)과 씨앗기름(KERNEL)을 추출하도록 농장에서 팜열매를 수확하여 살균한 후 팜열매를 분리하도록 STRIPPING하여 껍질몸통과 속에 들어있는 순수열매(FFB)인 알갱이를 서로 분리하여 버려지는 껍질몸통인 부산물 (EMPTY FRUIT BUNCH)에 있어서,

   껍질몸통인 부산물은 상측에 투입구를 통해 내부로 투입되는 식물성 섬유질인 부산물을 눌림과 동시에 파쇄하도록 내부 양축에 위치한 헬리컬치차형 파쇄로라의 일측 끝단에 중동기어가 결합되어 기어드 모터에 의해 구동되어 하측에 형성된 배출구를 통해 배출하는 파쇄기와;

   상기 파쇄기에 의해 파쇄된 섬유질인 부산물을 압축, 탈수하도록 소정의 형상의 본체는 상측에 투입구와 하측에 수분을 배출하는 드레인이 형성되고, 내부에는 길이방향으로 설치된 압축스크류와 상기 압축스크류을 구동하도록 일측은 베어링과 압축스크류 중동기어가 결합되어 구동하는 기어드 모터와, 압축스크류축 타측은 섬유질 부산물을 토출하도록 파쇄기 본체에 형성된 화이버 토출구가 형성된 압축탈수기와;

   상기 압축, 탈수된 섬유질은 분쇄하기 위하여 소정의 형상을 갖는 본체는 내부에 다수개의 회전칼날이 부착된 회전자와 이와 대응하게 본체에 부착된 고정칼날과 일측면 상측에 투입구와 타측면에는 회전자의 회전축에 결합된 베어링과 종동V-벨트폴리와 회전자를 회동하도록 주동V-벨트폴리가 결합된 모터에 벨트가 체결된절단분쇄기를 통해 펄프원료화 되는 것을 특징으로 하는 팜나무의 부산물을 이용한 펄프원료 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 파쇄기는 단단한 상태의 섬유질 조직을 파괴하기 위하여 크랭크축을 이용한 JAW - CRRUSHER형태를 갖는 것을 특징으로 하는 팜나무의 부산물을 이용한 펄프원료 제조장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 압축탈수기는 압축, 탈수율을 높이기 위해 내부에 압축스크류를 두축으로 대응하게 설치된 것을 특징으로 하는 팜나무의 부산물을 이용한 펄프원료 제조장치.