KR20060012054A

KR20060012054A - 고농도 질소 함유 식물성 ·동물성 잔재물 및 가축분뇨 처리방법 및 그 발효장치

Info

Publication number: KR20060012054A
Application number: KR1020040060752A
Authority: KR
Inventors: 이석종
Original assignee: 석호환경기기 주식회사
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-07

Abstract

본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효방법 및 발효장치는 음식물쓰레기를 파쇄시키는 파쇄단계와, 상기 파쇄단계를 거친 음식물쓰레기를 발효가공물내에 투입시키는 투입단계와, 상기 음식물쓰레기와 발효가공물을 혼합교반시키면서 산소가 공급되도록 음식물쓰레기를 아래에서 위로 저어서 공극을 형성시키면서 1시간 ~ 6시간을 교반시키면서 발효시키는 발효단계와, 상기 발효단계가 종료되어 생성된 발효가공물을 반입처리될 음식물쓰레기 중량의 1/3 ~ 3배를 남겨두고 나머지 발효가공물을 인출하는 단계로 구성된 발효방법과, 본체프레임의 일측 상단에 배치되며 상부에 투입호퍼가 설치된 음식물파쇄기와, 상기 음식물파쇄기의 하단에서 덕트로 연통되게 설치되며 하부에는 가열부가 설치된 발효기와, 상기 발효기의 중간에 가로지르게 설치되며 다수의 교반익이 설치된 교반축과 상기 교반축을 구동시키는 구동모터를 갖는 교반부와, 상기 발효기의 상부와 연통되게 설치되며 상단에는 증발히터가 설치된 배기부로 구성된 발효장치에 의하여, 음식물쓰레기를 용이하고 저렴하게 발효시켜 비료나 사료로 활용할 수 있게 되어 음식물쓰레기의 처리를 획기적으로 개선하여 그 발효비용을 크게 절감하며 발효시간 또한 크게 단축하였으며 악취발생을 원천적으로 방지하게 되므로서 설치장소의 제약이 크게 완화되어 설치가 필요한 장소에는 어디던지 설치하는 것이 가능하게 되어 음식물쓰레기의 처리가 대단히 용이하게 된 우수한 효과를 갖는 발명인 것이다.

Description

음식물 쓰레기의 발효방법 및 그 발효장치{Food waste ferment method and apparatus thereof}

도1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효방법을 나타낸 공정도

도2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효장치의 일실시예를 도시한 정면도

도3은 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효장치의 일실시예를 도시한 측면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 본체프레임 2. 투입호퍼

3. 음식물파쇄기 4. 덕트

5. 발효기 6. 교반부

7. 배기부 71. 증발히터

본 발명은 음식물 쓰레기를 발효시켜 비료로 사용가능하게 하는 음식물 쓰레기 의 발효방법 및 그 발효장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 음식물쓰레기의 발효를 대단히 용이하게 하면 발효열을 이용하여 발효조건을 충족시키는 것이 가능하게 되어 동력의 사용이 절감되며 악취의 발생이 없으며 음식물 쓰레기를 단시간에 효과적으로 용이하고 간단하게 발효처리하는 것이 가능하게 되어 처리효율이 크게 향상된 음식물 쓰레기의 발효방법 및 그 발효장치에 관한 것이다.

일반적으로, 음식물 쓰레기는 사료나 비료 등으로 다양하게 활용되려는 시도가 꾸준하게 진행되고 있다. 이러한 음식물 쓰레기는 그 양이 상당히 많고 다량의 수분을 함유하고 있어 쉽게 부패되고, 또한 유기물로 구성되어 있어 토양에 매립하면 침출수가 발생되어 토양이나 지하수를 오염시키고, 하천에 방류하면 부패로 인한 각종 가스와 악취로 심한 환경문제를 유발할 수 있으며, 소각시에는 많은 수분을 함유하고 있어 소각능률이 떨어지게 되어 소각도 용이하지 않다는 문제점이 있어, 이를 활용하고자 하는 다양한 시도가 진행되고 있으나 이러한 음식물쓰레기를 활용하기 위해서는 많은 비용이 소모되면서도 그에 비하여 효과는 미미하므로 적당한 처리방법이 없는 실정인 것이다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 음식물쓰레기를 용이하게 발효시켜 비료나 사료로 활용할 수 있게 되어 음식물쓰레기의 처리를 획기적으로 개선하여 그 발효비용을 크게 절감하며 발효시간 또한 크게 단축하였으며 악취발생을 방지하고 발효효율을 개선한 음식물쓰레기의 발효방법 및 발효장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은 음식물쓰레기를 발효가 효과적으로 진행가능하도록 섬유질의 야채나 생선뼈나 갑각류의 껍질등의 발효시간이 오래걸리게 되는 음식물쓰레기를 파쇄시키는 파쇄단계와, 상기 파쇄단계를 거친 음식물쓰레기를 음식물쓰레기 중량의 1/3 ~ 3배의 58℃~65℃의 발효열로 가열된 발효가공물내에 투입시키는 투입단계와, 상기 음식물쓰레기와 발효가공물을 혼합교반시키면서 산소가 공급되도록 음식물쓰레기를 아래에서 위로 저어서 공극을 형성시키면서 1시간 ~ 6시간을 교반시키면서 발효시키는 발효단계와, 상기 발효단계가 종료되어 생성된 발효가공물을 반입처리될 음식물쓰레기 중량의 1/3 ~ 3배를 남겨두고 나머지 발효가공물을 인출하는 단계로 구성된 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 이러한 목적은 본체프레임의 일측 상단에 배치되며 상부에 투입호퍼가 설치된 음식물파쇄기와, 상기 음식물파쇄기의 하단에서 덕트로 연통되게 설치되며 하부에는 가열부가 설치된 발효기와, 상기 발효기의 중간에 가로지르게 설치되며 다수의 교반익이 설치된 교반축과 상기 교반축을 구동시키는 구동모터를 갖는 교반부와, 상기 발효기의 상부와 연통되게 설치되며 상단에는 증발히터가 설치된 배기부로 구성된 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효장치에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효방법 및 발효장치는 첨부된 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징 및 장점들을 보다 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기의 발효방법은, 도1에 도시된 바와 같이, 음식물쓰레기를 발효가 효과적으로 진행가능하도록 섬유질의 야채나 생선뼈나 갑각류의 껍질등의 발효시간이 오래걸리게 되는 음식물쓰레기 400kg을 파쇄시키는 파쇄단계와, 상기 파쇄단계를 거친 음식물쓰레기 400kg을 음식물쓰레기 중량의 1.5배의 65℃의 발효열로 가열된 600kg의 발효가공물내에 투입시키는 투입단계와, 상기 음식물쓰레기와 발효가공물을 1000kg을 혼합교반시키면서 산소가 공급되도록 공극을 형성시키면서 2시간을 교반시키면서 발효시키는 발효단계와, 상기 발효단계가 종료되어 생성된 발효가공물을 반입처리될 음식물쓰레기 400kg의 1.5배인 600kg을 남겨두고 나머지 발효가공물을 인출하는 단계로 구성된다.

상기 음식물쓰레기를 파쇄시키는 파쇄단계는 일정크기 이상이면 발효가 효과적으로 진행되지 않게 되어 발효시간을 지연시켜 발효효율을 저하시키는 생선뼈, 새우껍질, 과일껍질, 계란껍질, 육류, 고섬유질야채 등과 같은 음식물쓰레기가 다른 음식물쓰레기와 동일하게 발효처리가 가능하도록 파쇄하는 단계로 본 발명에서는 필수불가결한 공정인 것이다.

음식물쓰레기를 발효가공물내에 투입하는 단계는 음식물쓰레기를 다른 원료의 첨가가 없이 발효시킬 수 있으며 이미 잔존하는 발효가공물의 온도가 발효에 최 적의 상태인 58~65℃를 유지하고 있으므로 다른 별도의 발효에 필요한 에너지를 공급하지 않아도 되므로 장치를 저렴하게 유지할 수 있는 것으로서 처리할 음식물쓰레기를 발효가공물내에 투입하는 방법 역시 본 발명에서는 필수불가결한 공정인 것이다.

발효가공물의 인출단계에서는 발효된 모든 발효가공물을 인출하지 않고 처리될 음식물쓰레기를 고려하여 인출하게 되므로 일부 미발효된 발효가공물도 재 발효과정을 거쳐서 처리되게 되므로 보다 효과적으로 음식물쓰레기를 발효처리할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기의 발효장치(A)는, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 본체프레임(1)의 일측 상단에 배치되며 상부에 투입호퍼(2)가 설치된 음식물파쇄기(3)와, 상기 음식물파쇄기(3)의 하단에서 덕트(4)로 연통되게 설치되며 하부에는 가열부(51)가 설치된 발효기(5)와, 상기 발효기(5)의 중간에 가로지르게 설치되며 다수의 교반익(61)이 설치된 교반축(62)과 상기 교반축(62)을 구동시키는 구동모터(63)를 갖는 교반부(6)와, 상기 발효기(5)의 상부와 연통되게 설치되며 상단에는 증발히터(71)가 설치된 배기부(7)로 구성된다.

상기 파쇄기(3)는 음식물쓰레기를 효율적으로 분쇄할 수 있도록 음식물쓰레기가 통과하는 통과공간이 형성된 2 또는 4개의 파쇄기어가 맞물린 구조이나, 이에 제한되는 것은 아니고 다수의 회전날이 형성된 커터나 임펠러로도 실현가능한 구조이다. 상기 파쇄기는 파쇄구동모터(31)에 의하여 구동된다.

상기 발효기(5)는 상부는 상기 파쇄기(3)를 통과하여 파쇄된 음식물쓰레기가 유입되는 덕트(4)에 연통되며 하부에는 발효기(5)를 소정의 원하는 온도로 가열가능하도록 가열부(51)가 형성되고 발효기의 하단에는 발효된 발효가공물이 인출되는 인출구(52)가 형성되고 측면의 상단에는 급기공(53)이 형성되어 있다. 상기 발효기(5)의 상부에는 배기부(7)가 연통되게 설치되어 발효공정중에 발생되는 악취나 가스를 배출시킨다.

상기 교반부(6)는 발효기(5)내를 가로질러 설치되어 발효기내의 음식물쓰레기내에 산소공급이 골고루 원활하게 공급되도록 공극을 형성시키는 교반익(61)이 다수가 구비된 교반축(62)과 상기 교반축(62)을 구동시키는 구동모터(63)가 설치되며,상기 교반축(62)은 일단에 고정된 스프로켓(64)이 체인(65)에 의해 구동모터(63)에 연결되나 감속기나 기어와 같은 다른 동력전달수단이 사용될 수 있음은 물론이다. 가장 적당한 미생물의 증식조건에 적합하도록 교반축(62)은 일정시간 교반작동되고 일정시간 정지되는 작동으로 가동과 정지를 반복적으로 반복되면서 작동된다. 본 실시예에서는 미생물증식주기인 15분도안 가동되고 3분간은 정지되도록 설정되었으나 계절이나 주위온도에 맞게 가변되게 작동될 수 있음은 물론이다.

상기 배기부(7)는 발효기(5)의 상부에 발효기와 연통되게 설치되어 발효중에 발생된 가스나 악취가 배출된다. 상기 배기부(7)의 연장된 단부상에는 발효기(5)내의 가스가 배출되는 흡입팬(72)이 설치되고 그 하부에는 배출되는 가스나 악취내의 수분을 증발시키는 증발히터(71)가 설치되어 있다. 상기 증발히터(71)는 약 900℃로 가열되어 있어 통과되는 수분을 증발시키고 가스를 연소시켜 악취의 발생을 원 천적으로 봉쇄한다. 즉, 본발명에서 배기부(7)상에 증발히터(71)를 설치하게 되므로서 발효장치의 가장 큰 문제점인 악취의 발생을 방지하게 되어 발효장치의 설치장소의 제약이 크게 완화되게 되어 필요한 장소에 설치할 수 있게 되므로서 결과적으로는 음식물쓰레기의 효율적이고 다량의 처리가 가능하게 되는 것이다. 미설명 부호 8은 발판이고 9는 조작스위치부다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효방법 및 발효장치의 작용효과을 이하에 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효장치(A)는 최초로 가동될 경우나 일정시간 정지후 가동될 경우에는 음식물쓰레기를 투입하고 투입호퍼(2)내에 투입하면 음식물쓰레기는 투입호퍼(2)를 거쳐 분쇄기(3)로 유입되어 발효에 적당한 크기로 분쇄되면서 덕트(4)를 통하여 발효기(5)내에 투입된다. 이 상태에서 발효기(5)내에 호기성종균을 투입시키고 발호기(5)하부의 가열부(51)를 가동시켜 발효기(5)내의 온도를 58~65℃로 가열시킨다. 이와 같이 가열부(51)내를 가열시키면서 일정시간을 가동시켜 발효기(5)내의 음식물쓰레기를 발효시키고, 이와 같은 초기 음식물쓰레기의 발효가 완료되어 발효가공물이 완성되면, 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효방법이 시작되게 되는 것이다. 이와 같이 호기성종균이 충분하게 배양된 발효가공물이 발효기(5)에 내재된 상태에서 음식물쓰레기를 투입하게 되는 것이다. 즉, 발효기(5)내에 발효가공물이 600kg이 존재하는 상태에서 음식물쓰레기 400kg을 투입호퍼(2)에 투입하고 파쇄기(3)를 거쳐 발효에 적당한 크기로 파쇄한 후 덕트(4)를 통하여 파쇄된 음식물쓰레기 400kg을 발효기(5)내로 이송시키면 파쇄기(3)의 작동 은 정지되고 발효기(5)내의 발효가공물 600kg은 투입된 음식물쓰레기와 섞이게 된다. 이 상태에서 교반부(6)의 구동모터(63)를 구동시키면 교반축(62)이 회전되면서 교반축(62)에 부착된 교반익(61)이 함께 회전되면서 음식물쓰레기와 발효가공물을 서서히 혼합시키고 이 때 발효가공물은 내부의 발효열로 인하여 발효에 적당한 온도를 유지하게 되므로 발효기(5)의 가열부(51)의 작동은 종료되게 되며 필요할 경우,예를 들면,58℃이하의 온도가 될 경우에는 다시 가열부가 자동적으로 가열되는 작동을 하게 되며 일반적인 경우에는 발효가공물내의 자체의 발효열을 이용하여 발효를 시키게 되므로 에너지의 소요가 절감되게 된다. 이와 같이 발효공정을 2시간 정도를 유지시키면 음식물쓰레기 400kg의 발효가 종료되게 되는 것이다. 이와 같이 발효단계가 왼료되면 발효된 발효가공물 1000kg중에서 400kg만을 인출하고 나머지 발효가공물 600kg은 그대로 발효기(5)내에 존치시켜 다음 발효에 활용하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 발효방법 및 발효장치는 음식물쓰레기를 파쇄시키는 파쇄단계와, 상기 파쇄단계를 거친 음식물쓰레기를 음식물쓰레기 중량의 1/3 ~ 3배의 58℃~65℃의 발효열로 가열된 발효가공물내에 투입시키는 투입단계와, 상기 음식물쓰레기와 발효가공물을 혼합교반시키면서 산소가 공급되도록 음식물쓰레기를 아래에서 위로 저어서 공극을 형성시키면서 1시간 ~ 6시간을 교반시키면서 발효시키는 발효단계와, 상기 발효단계가 종료되어 생성된 발효가공물을 반입처리될 음식물쓰레기 중량의 1/3 ~ 3배를 남겨두고 나머지 발효가공물을 인 출하는 단계로 구성된 발효방법과, 본체프레임의 일측 상단에 배치되며 상부에 투입호퍼가 설치된 음식물파쇄기와, 상기 음식물파쇄기의 하단에서 덕트로 연통되게 설치되며 하부에는 가열부가 설치된 발효기와, 상기 발효기의 중간에 가로지르게 설치되며 다수의 교반익이 설치된 교반축과 상기 교반축을 구동시키는 구동모터를 갖는 교반부와, 상기 발효기의 상부와 연통되게 설치되며 상단에는 증발히터가 설치된 배기부로 구성된 발효장치에 의하여, 음식물쓰레기를 용이하고 저렴하게 발효시켜 비료나 사료로 활용할 수 있게 되어 음식물쓰레기의 처리를 획기적으로 개선하여 그 발효비용을 크게 절감하며 발효시간 또한 크게 단축하였으며 악취발생을 원천적으로 방지하게 되므로서 설치장소의 제약이 크게 완화되어 설치가 필요한 장소에는 어디던지 설치하는 것이 가능하게 되어 음식물쓰레기의 처리가 대단히 용이하게 된 우수한 효과를 갖는 발명인 것이다.

Claims

처리되는 음식물쓰레기를 파쇄시키는 파쇄단계와, 상기 파쇄단계를 거친 음식물쓰레기를 음식물쓰레기 중량의 1/3 ~ 3배의 58℃~65℃의 발효열로 가열된 발효가공물내에 투입시키는 투입단계와, 상기 음식물쓰레기와 발효가공물을 혼합교반시키면서 산소가 공급되도록 음식물쓰레기를 아래에서 위로 저어서 공극을 형성시키면서 1시간 ~ 6시간을 교반시키면서 발효시키는 발효단계와, 상기 발효단계가 종료되어 생성된 발효가공물을 반입처리될 음식물쓰레기 중량의 1/3 ~ 3배를 남겨두고 나머지 발효가공물을 인출하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 발효방법
본체프레임(1)의 일측 상단에 배치되며 상부에 투입호퍼(2)가 설치된 음식물파쇄기(3)와, 상기 음식물파쇄기(3)의 하단에서 덕트(4)로 연통되게 설치되며 하부에는 가열부(51)가 설치된 발효기(5)와, 상기 발효기(5)의 중간에 가로지르게 설치되며 다수의 교반익(61)이 설치된 교반축(62)과 상기 교반축(62)을 구동시키는 구동모터(63)를 갖는 교반부(6)와, 상기 발효기(5)의 상부와 연통되게 설치되며 상단에는 증발히터(71)가 설치된 배기부(7)로 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 발효장치.