KR20040101103A - 고체연료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체연료의 제조방법에 관련된다.

보다 상세하게는 참나무 숯 분말 50∼70중량%, 옥수수전분 5∼10중량%, 바륨 20∼26중량%, 초석5~10중량%를 혼합교반하여 수증기로 찜과 동시에 소정의 형틀을 통하여 중앙부에 연소구멍을 가진 육각기둥형의 고체연료를 제조하는 것이다.

상기한 옥수수 전분은 숯분말을 비롯한 바륨과 초석을 결합시켜주는 바인더로서의 작용을 하며, 바륨은 연소시 주위의 산소를 끌어당겨 연소효율을 높이는 작용을 하며, 초석은 연소시 점화가 매우 원활하게 이루어질 수 있게 하는 작용을 하게 된다.

이와 같은 조성물을 상기와 같은 혼합비로 혼합교반하면서 수증기로 찜과 동시에 400∼500kg/㎠의 압력으로 몰드를 통하여 성형하면 주재료인 참나무 숯을 비롯하여 바륨과 초석이 혼합된 상태에서 견고하게 결합 성형되게 된다.

따라서, 제조가 매우 손쉽게 이루어지게 되어 제조원가절감효과가 매우 뛰어나고, 착화가 매우 용이하면서 완전연소가 이루어지게 되어 화력이 좋음은 물론 연소과정에서 연기 발생률이 극히 적고 탄 냄새를 비롯한 유독성 가스의 배출이 극소화되는 등의 특징이 따르는 고체연료를 제공하게 된다.

또한 참나무 숯은 원적외선이 다량 방출되는 것으로 알려져 있어 고기 등을 구워 먹을 때 원적외선에 의해 고기의 육질이 부드러워지면서 맛 또한 향상되는 것이며, 더불어 연소과정에서 인체에도 매우 유용하게 작용하여 생체리듬의 활성화등을 비롯한 건강향상 효과를 기대할 수 있다.

Description

고체연료의 제조방법{The manufacturing method of a solid fuel}

본 발명은 고체연료의 제조방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는 제조가 손쉬워 제조원가가 저렴하게 듦은 물론, 착화 및 연소가 매우 원활하게 잘 이루어지고, 연소시 유독가스 및 연기의 발생이 극히 적으며, 고기의 육질을 부드럽게 함과 동시에 원적외선의 다량 방사로 인해 건강유지에도 일조할 수 있는 고체연료를 제공하기 위한 것이다.

주지된 바와 같이 종래에는 구공탄 등을 성형하는 과정이나 성형 후 이송되는 도중에 성형체 간의 마찰이나 충격에 의한 파괴로 얻어지는 탄분말을 주원료로 하여 높은 연소성을 가지며 우수한 열원으로서 사용될 수 있는 고체연료를 제조하는 방법 및 목가공 폐기물로서 톱밥을 압착처리한 후 탄화시켜 고체연료를 제조하는 방법이 일반적으로 이용되었다.

그러나 톱밥의 경우에 압착에 필요한 압력이 1마력 이상의 고압이 필요하고, 석탄분말의 경우에는 압착 후의 점착력 부족으로 인하여 일정 크기로 압축성형하였을 경우에도 표면강도가 매우 약한 상태이므로 운송이나 보관시 표면 마모로 인해 원형이 쉽게 파괴되거나 분진이 발생하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같이 연료분의 점착성부족으로 발생하는 문제점을 해결하기 위한 기술로서는, 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염과 호화전분으로 조성된 점착제를 사용함을 특징으로 하여 이를 갈탄미분, 폐피혁, 저질탄 등의 연료분과 혼합함으로써 고점착도를 갖는 고체연료의 제조방법이 대한민국 특허 공고 번호 제90-3790호에 의하여 공지된 바 있다.

이러한 방법은 종래의 갈탄 등과 같은 저질탄 분말로 된 연료의 점착력을 향상시킬 수 있고, 또한 점착제의 조성성분으로서 첨가되는 카르복시메틸셀룰로스나트륨의 역할에 의하여 연료의 연소를 일부 촉진할 수 있다는 장점을 가지고 있는 것으로 발표하고 있다.

그러나 상기한 갈탄 등과 같은 저질탄의 연료재는 탄소이외에 유황, 질소분 등을 함유하고 있어 유황산화물, 질소산화물 등의 기체가 발생하게 되며, 청화 후 발화가 시작될 때까지의 시간이 많이 소요되고, 발화 후 연료의 산화 발열반응에 필요한 충분한 크기의 활성화 열 에너지가 짧은 시간내에 연료 전체에 공급되지 않을 경우에는 불완전연소에 의하여 일산화탄소 가스가 발생하게 된다.

따라서, 이렇게 제조된 석탄계 연료재 고체연료를 요식업소 등에서 숯불구이용으로 이용하기 위해서는 외부에서 발화시켜 일정한 정도까지 착화시킨 후 실내에서 사용해야 하기 때문에 외부공간에 별도로 화로 등과 같은 착화시설을 마련하여야 하는 번거로움이 있을 뿐 아니라, 이때 발생하게 되는 유독가스로 인하여 착화단계의 사용자가 착화작업을 기피하는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 점착제로 사용되는 호화전분은 수산화나트륨, 수산화칼슘, 황화칼슘시아네이트, 요오드칼륨, 질산암모니아, 질산은, 고농도 염화물 또는 이들의 혼합물을 첨가 혼합하여 전분의 미세한 세포구조를 파괴시켜 점결성을 부여한 것으로서, 연소시 불연소분의 기체화를 줄일 수 있다는 장점이 있는 것으로 보고되고 있으나, 연료제조의 전체공정에 있어서 호화전분의 제조에 필요한 공정이 별도로 추가되어야 하고, 연소도중 질소 산화물이나 유황산화물 등의 유독성 가스가 발생될 수 있으며, 더우기 제조시 첨가되는 화학약품들이 대체로 고가이기 때문에 생산원가의 상승요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

따라서 근자에 와서는 목분과 활성탄을 주재료로 한 고체연료가 선보이고 있으나, 이 들 대부분은 초기 착화효율은 높은 반면 초기 착화시 연기가 과다하게 발생하는 등의 문제점이 따르고, 열효율이 다소 떨어지는 등의 문제점이 따랐던 것이다.

따라서 본 발명은 전술한 종래의 제반문제점을 감안하여 발명한 것으로, 특히, 착화가 매우 원활하게 이루어지면서 연소시 유독가스나 연기가 발생되지 않고, 연소시간이 길게 유지되면서 열량 또한 매우 높으며, 인체에 유용한 원적외선 등이 연소되는 동안 계속 방출되게 한 고체연료를 제조하는 방법을 제공하려는 데 발명의 목적이 있는 것이다.

본 발명의 제조방법은 다음과 같은 공정을 통하여 제조된다.

제 1공정;

참나무 숯(선별 및 가공하는 과정에서 발생되는 분말포함) 50∼70중랑%, 옥수수전분 5∼10중량%, 바륨 20~26중량%, 초석5~10중량%를 구비하여 혼합기를 통하여 골고루 혼합교반한다.

제 2공정;

제 1공정의 조성물을 0.6~0.8kgf/㎠ 압력의 수증기로 찐다.

제 3공정;

제 2공정의 조성물을 일정량씩 소정의 중앙부에 코아가 설치된 몰드에 넣고 400~500kg/㎠의 압력을 가하여 성형하여 고체연료를 제조한다.

한편, 상기한 본 발명의 조성물에 대해 살펴보면,

주재료인 참나무 숯 분말은 원적외선이 다량 방출되는 물질로 잘 알려져 있고, 또, 악취제거 효과 및 유독가스, 세균 등의 흡착능력이 뛰어난 것으로 알려져있다.

따라서 연소되는 과정에서 발생되는 원적외선이 굽고자 하는 고기의 육질 깊숙히 작용하게 되어 고기의 맛을 한층 더 부드럽고 맛있게 하는 작용을 하게 되며, 동시에 주위에 둘러 앉은 사람들에게도 유용한 기운이 작용하게 되어 건강향상에 도움을 줄 수 있게 되는 것이다.

또, 상기한 옥수수 전분은 숯분말을 비롯한 바륨과 초석을 결합시켜주는 바인더로서의 작용을 하는 것으로 이는 화학적 공법에 의해 제조된 바인더와는 달리 순 식물성 전분이므로 고체연료 연소과정에서 인체에 해가 없고 환경오염을 야기시킬 염려가 없어 매우 환경친화적인 바인더이다.

바륨(barium)은 주기율표 2A속에 속하는 알칼리토금속의 하나로서 원소기호는 Ba, 원자번호 56, 원자량은 137.33이며, 화학적으로 활성을 나타내므로 유리되어 존재하지 않고 중성석(바라이트)BaSo₄, 위더라이트 BaCO₃등으로 산출되는 금속이다. 이러한 바륨은 연소시 주위의 산소를 끌어당겨 연소효율을 높이는 작용을 한다.

초석은 화학조성식 NO₃. 가장 보편적인 질산염광물의 하나로서 사방정계에 속하며, 아라고나이트와 동일한 결정구조를 갖는 물질이다. 굳기 2.0, 비중 1.9∼2.1이며 무색, 흰색을 띠고, 때로는 회색을 띠는 물질로서 본 발명에서는 연소시 착화 및 점화가 매우 원활하게 이루어질 수 있게 하는 작용을 한다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다.

〈실시예〉

제1공정;

참나무 숯을 선별 및 가공하는 과정에서 발생되는 분말 63중량%, 옥수수전분 7중량%, 바륨 23중량%, 초석 7중량%를 구비하여 혼합기를 통하여 골고루 혼합 교반하였다.

제 2공정;

제 1공정의 조성물을 0.7kgf/㎠의 압력으로 쪘다.

제 3공정;

제 2공정의 조성물을 중앙부에 코아가 설치된 원통형 몰드에 넣고 470kg/㎠의 압력을 가하여 성형하였더니 중앙부에 연소구멍을 가진 원통형의 고체연료가 제조되었다.

이렇게 제조된 본 발명의 고체연료는 착화가 매우 신속하게 이루어지고 연소효율이 매우 뛰어나며 연소시간이 길게 유지됨은 물론, 참나무 숯 분말이 연소되는 과정에서 발생되는 원적외선 등의 기운에 의해 고기가 보다 신속하게 익으면서 부드럽고 맛있었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 제조가 매우 손쉽게 이루어지게 되어 제조원가절감효과가 매우 뛰어나고, 착화가 매우 용이하면서 완전연소가 이루어지게 되어 화력이 좋음은 물론 연소과정에서 연기 발생률이 극히 적고 탄 냄새를 비롯한 유독성 가스의 배출이 극소화되며 연소과정에서 다량방출되는 원적외선에 의해 고기의 육질이 부드러워지면서 맛 또한 향상되는 것이며, 더불어 연소과정에서 인체에도 매우 유용하게 작용하여 생체리듬의 활성화 등을 비롯한 건강향상 효과를 기대할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 참나무 숯 분말 50~70중량%, 옥수수전분 5~10중량%, 바륨 20∼26중량%, 초석5~10중량%를 혼합한 뒤 0.6~0.8kgf/㎠의 수증기 압력으로 찐다음, 이를 몰드에 넣고 400∼500kgf/㎠의 압력을 가하여 성형하여 고체연료를 제조함을 특징으로 하는 고체연료의 제조방법.