KR20060056992A

KR20060056992A - 규산 함유 분말 제조방법 및 규산 함유 분말 제조시스템

Info

Publication number: KR20060056992A
Application number: KR1020067003209A
Authority: KR
Inventors: 조지 다카세
Original assignee: 가부시키가이샤 니시무라구미
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-05-25
Also published as: WO2005021432A1; JP2006187674A; JP3579417B1; TW200507961A; BRPI0413865A

Abstract

벼껍질 및 볏짚의 규산을 소멸시키지 않고 단시간에서 저비용으로 처리하여, 즉석 비료로서 이용 가능한 천연의 규산을 함유하는 분말을 제조할 수 있는 규산 함유 분말 제조방법 및 규산 함유 분말 제조시스템을 제공한다. 이를 위해 처리용기 내에 투입된 벼껍질 또는 볏짚에 대하여 고압 수증기를 주입하여 상기 처리용기내의 압력을 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa 로 유지하여 분말화처리하는 것을 특징으로 하는 규산 함유 분말 제조방법을 제공한다.

Description

규산 함유 분말 제조방법 및 규산 함유 분말 제조시스템{SILICIC ACID-CONTAINING POWDER PRODUCTION METHOD AND SILICIC ACID-CONTAINING POWDER PRODUCTION SYSTEM}

본 발명은, 벼껍질이나 볏짚, 밀짚 등에 포함되는 천연의 규산을 재이용, 상기 벼껍질 등의 성상을 변화시켜 천연 규산을 함유하는 분말을 제조하는데 바람직한 규산 함유 분말 제조방법 및 규산 함유 분말 제조시스템에 관하는 것이다.

종래부터, 규산이 벼의 강화나 병의 예방에 효과가 있는 것으로 알려지고 있다. 그러나 최근 논에서의 규산의 함유율이 감소화 경향에 있어, 규산을 별도 사용하여 보급하는 필요가 생기고 있다. 현재 논에 사용하는 규산으로서는 광물 자재로부터 인공적으로 추출한 것을 사용하거나, 연소시킨 벼껍질탄을 사용하는 것이 주류이다. 그러나, 실제로는 규산을 추출하는 것은 용이하지 않다. 예를 들어, 광물 자재로부터 규산을 추출하는 경우 광석의 채광이나 분쇄 처리 그 밖의 공정이 복잡하고, 시간, 비용 등의 번거로운 문제가 있다. 또한 벼 껍질탄의 경우 탄화의 정도에 의해 규산이 함유량이 꽤 줄어 버린다고 하는 문제가 있다. 물론 처리비용의 부담도 크다.

또한 벼껍질이나 볏짚은 산업 폐기물이기 때문에 적정한 처리가 필요하지만, 처리 비용이 부담되는 문제가 있어 야적된 채로 방치되는 경우도 많아 자연 발화의 문제가 발생한다.

종래 벼껍질에 함유되는 규산을 유효히 재이용하기 위한 기술로서 일본 공개 특허 공보 No. 8-224488호에는 벼껍질을 분쇄하는 발명이 제안되어 있다. 이 발명은 건조 상태의 벼껍질을 충격 분쇄기에 의해 미분쇄하는 것을 특징으로 하고, 이 미분쇄물과 천연 알루미노 규산염 내지 그 화학 처리물을 혼합하여 입자화 함으로써 벼껍질 함유 조성물을 제조한다. 그리고, 이 벼껍질 함유 조성물을 논에 살포함으로써 규산이 논에 환원되게 되고 있다.

그러나, 일본 공개 특허공보 No. 8-224488호에 기재된 발명은 어디까지나 잘게 분쇄처리하는 것에 주안이 있기 때문에 규산만을 효율적으로 추출하는 것은 할 수 없다. 요컨대 벼껍질에 포함된 다른 조성물도 그대로 함께 포함되기 때문에 규산의 순도가 낮다. 또한, 유해한 고분자 화합물이 처리되지 않고 포함된다. 더욱 충격 분쇄기는 유지 작동하는 것이 힘들고 비용 부담이 크고, 또한 벼껍질은 작지만 경도가 높아 짧은 시간의 작동에도 충격 분쇄 부품에 많은 손상을 입힐 수 있다는 문제가 있다. 종래의 발명에 의하면, 천연 알루미노 규산염 등의 화학물질을 혼합하여 입자화 하지만, 논에는 가능한 한 화학물질이 포함되는 것을 방지하고자 하는 필요성이 있다. 결국, 종래의 기술로서는, 벼껍질으로부터 효과적으로 규산을 추출하는 것이 불가능하기 때문에 벼껍질을 소각 처리하여 버리는 것이 대부분이었다.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 벼껍질 및 볏짚의 규산을 소멸시키지 않고 단시간에서 또한 저비용으로 처리하여, 즉석 비료로서 이용하기 쉬운 천연의 규산을 함유하는 분말을 제조할 수 있는 규산 함유 분말 제조방법 및 규산 함유 분말 제조시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명 규산 함유 분말 제조방법의 특징은 벼껍질 또는 볏짚을 처리용기 내에 투입하고, 이 처리용기 내에 수증기를 주입하여 용기내의 압력 및 온도를 상승시켜, 벼껍질 또는 볏짚이 연소하지 않도록 수증기 압력을 유지하여 분말화 처리하는 점에 있다. 그리고 이러한 방법에 의하면, 벼껍질 및 볏짚에 대한 압력의 작용과, 이 높은 수증기 압력에 의한 가열 및 수증기의 가수 분해 작용에 의해 벼껍질 및 볏짚이 압축되고 그 후, 용기내 압력이 서서히 감소 되면서 결합분자의 분리와 분해가 일어나 그 결과, 벼껍질 및 볏짚의 초기탄화와 미세화라는 성상 변화가 생긴다.

또한, 본 발명에서 상기 처리용기 내의 압력을 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa 으로 유지하여 분말화 처리하는 것이 바람직하다.

더욱, 본 발명에서 보다 효과적으로 규산 함유 분말을 제조하기 위해 상기 처리용기 내의 압력을 1.65 MPa ∼ 1.85 MPa 으로 5분 ∼ 30분간 유지하여 분말화처리하는 것이 바람직하다.

본 발명은 처리용기와, 이 처리용기 안에 있는 교반수단과, 이 처리용기내에 투입된 벼껍질 또는 볏짚에 고압 수증기를 주입하는 수증기 주입수단과, 상기 처리용기내의 벼껍질 또는 볏짚이 연소하지 않고 분말화될 수 있는 압력을 유지하도록 상기 수증기 주입수단으로 수증기의 주입량을 제어하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 규산 함유 분말 제조시스템을 제공한다.

그리고, 이러한 구성에 의하면 처리용기 내에서는 벼껍질 및 볏짚에 대한 압력의 작용과, 이 높은 수증기 압력에 의한 가열 및 수증기의 가수 분해 작용에 의해 벼껍질 및 볏짚이 모든 방향에서 압축되고 그 후, 처리용기내 압력이 서서히 감소 되면서 결합분자의 분리와 분해가 시작되어 그 결과, 벼껍질 및 볏짚의 초기탄화와 미세화라는 성상 변화가 생긴다.

본 발명은 상기 제어수단은 상기 처리용기내의 압력이 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa으로 유지되도록 수증기 주입수단으로 수증기의 주입량을 제어하는 것이 바람직하고, 상기 처리용기내의 압력이 1.65 MPa ∼ 1.85 MPa 으로 5분 ∼ 30분간 유지되도록 제어하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 의하면 벼껍질 및 볏짚에 함유되는 규산 성분을 소멸시키지 않고, 단시간, 저비용으로 벼껍질을 분말화하여 즉석 비료로서 이용하기 쉬운 천연의 규산을 함유하는 분말을 제조할 수 있다.

본 발명 규산 함유 분말 제조시스템의 바람직한 실시형태를 도면을 사용하여 설명한다.

도 1 은 본 실시형태의 규산 함유 분말 제조시스템 (1) 을 나타내는 모식도이다. 본 실시형태의 규산 함유 분말 제조시스템 (1) 은 벼껍질과 볏짚을 수용하여 처리하기 위한 처리용기 (2) 와, 이 처리용기 (2) 에 투입된 벼껍질과 볏짚을 교반시키기 위한 교반수단 (3) 과, 처리용기 (2) 내의 벼껍질과 볏짚에 대하여 고압의 증기를 주입하기 위한 증기 주입수단 (4) 과, 처리용기 (2) 내의 압력을 조절하기 위한 압력조절수단 (5) 과, 교반수단 (3), 증기 주입수단 (4) 및 압력 조절수단 (5) 을 제어하기 위한 제어수단 (6) 을 포함한다.

본 실시형태에 따른 규산 함유 분말 제조시스템의 각 구성부에 관해 더욱 상세하게 설명하면, 처리용기 (2) 는 그 내부에서 벼껍질이나 볏짚을 처리하도록 내압성을 지닌 제 A종 압력용기로 구성되어 있다. 또한, 처리용기 (2) 의 상부에는 벼껍질이나 볏짚의 투입구 (21) 가 형성됨과 동시에, 하부에는 배출구 (22) 가 형성되고 있고, 이들 투입구 (21) 및 배출구 (22) 는 벼껍질이나 볏짚을 처리할 때 처리용기 (2) 내의 압력을 적절한 범위로 유지할 수 있는 밀폐구조로 되어 있다. 후술할 교반수단 (3)의 수평 회전축 (31) 과 처리용기 (2) 사이에 기밀을 유지하기 위한 밀봉기 기구(도시되지 않음)를 구비하고 있다. 작업상 안전을 고려하여, 투입구 (21) 및 배출구 (22) 는 처리용기 (2) 내의 압력이 0.015 MPa 이하로 달할 때까지 개폐 조작이 실행되지 않은 시스템 제어를 구비하고 있다. 또한 처리용기(2) 에는 처리용기 (2) 내의 온도 및 압력을 검출하기 위해 상부 온도 센서 (23a), 하부 온도 센서 (23b) 및 압력 센서 (24) 가 구비되고 있다.

다음으로, 교반수단 (3) 은 전체 벼껍질이나 볏짚을 완전히 가압 및 가열하기 위한 것이다. 이 교반수단 (3) 은 수평 회전축 (31) 및 처리용기 (2) 내에서 길이 방향으로 수평 회전축 (31) 에 회전 가능하게 장착 및 지지되어 있고 이 수평 회전축 (31) 의 수직면에 대하여 전방으로 경사진 교반 날개 (32) 를 포함한다. 수평 회전축(31)에는 이것을 정역 회전 시키는 구동 모터 (33) 가 연결되어 있다. 투입구 (21) 로부터 배출구 (22) 까지 연장된 교반 수단 (3) 은 투입된 벼껍질이나 볏짚을 교반하면서 서서히 이송시키도록 되어 있다. 한편, 구동모터 (33) 는 인버터 제어에 의해 회전수 및 회전 방향을 제어할 수 있는 모터이고, 벼껍질이나 볏짚이 원하는 필요한 성상으로 분말화 처리될 때까지 처리용기 (2) 내에서 왕복 운동시킬 수 있다.

수증기 주입수단 (4) 은 고압의 수증기를 발생시키는 보일러 (41) 와, 이 보일러 (41) 에서 발생한 수증기를 처리용기 (2) 내에 공급하기 위한 송기관 (42) 을 갖고 있다. 보일러 내의 수증기 압력은 일정치로 유지되어 있고, 처리용기 (2) 내의 압력은 고압 수증기의 주입량으로 조절된다. 본 실시형태는 고압 수증기로서 포화 수증기를 사용하고 있다. 이 포화 수증기의 압력에 따라 온도가 정해지기 때문에 처리용기 (2) 내부는 고온으로 유지된다. 또한, 수평 회전축 (31) 보다 상방 위치되는 송기관 (42) 은 거의 수평 방향으로 처리용기 (2) 에 연결되어 있다. 이러한 구성으로, 처리용기 (2) 내의 벼껍질이나 볏짚이 퇴적하여 압력을 받고 있지 않은 상태, 즉 교반되는 동안 부유하여 벼껍질이나 볏짚이 차례로 떨어지기 직전에 고압 수증기를 가장 바람직하게 주입함으로써 높은 처리 효율을 얻을 수 있다.

압력 조절 수단 (5) 은 전기 제어에 의해 개폐되는 압력 조정 밸브 (51) 와, 이 압력 조정 밸브 (51) 를 통해 처리용기 (2) 내의 수증기를 배기하기 위한 배기관(52)을 포함한다.

그리고 처리용기 (2) 내의 압력이 소정치를 넘으면 압력 조정 밸브 (51) 를 개방하여 처리용기 (2) 내의 압력을 방출시켜 소정의 압력으로 유지하도록 되어 있다. 또한, 배기관 (52) 은 소음기 (7) 를 통해 냉각장치 (8) 에 연결되어 있고, 처리용기 (2) 로부터 온 수증기를 냉각 액화하여, 폐수 처리 설비 (9) 에 공급하도록 되어 있다. 또한, 시스템에 소음기 (7) 를 두어 소음 방지 조례의 규제치를 만족하도록 함으로써 이러한 종류의 플랜트는 시가지 등에 설치될 수 있다.

제어 수단 (6) 은 교반 수단 (3), 수증기 주입수단 (4) 및 압력 조절 수단(5) 과 전기적으로 접속되어 있고, 이들을 제어하도록 되어 있다. 이 제어 수단 (6) 은 구동모터 (33) 의 회전방향이나 회전수를 제어하여, 처리용기 (2) 내의 벼껍질이나 볏짚의 교반 및 이송시간을 제어한다. 또한, 제어수단 (6) 은, 처리용기 (2) 내의 벼껍질 또는 볏짚이 연소하지 않고 분말화되는 처리 압력을 일정시간 유지하도록 수증기 주입수단 (4) 에 의한 수증기의 주입량을 제어하도록 되어 있다. 본 실시형태에서는 후술하는 실시예의 실험결과에 따라서 처리용기 (2) 내의 압력을 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa 로 유지하도록 되어 있다. 만약 처리용기 (2) 내의 온도나 압력이 저하한 경우에는, 수증기 주입수단 (4) 으로부터 고압 수증기의 주입량을 증가시켜 온도 및 압력을 상승시킨다. 반대로 처리용기(2) 내의 온도나 압력이 상승한 경우에는, 압력 조절 수단 (5) 의 압력 조정 밸브 (51) 를 개방하여 고압 수증기를 배기하여 온도 및 압력을 저하시킨다. 또한, 제어 수단 (6) 은 처리용기 (2) 내의 각 온도센서 (23a), (23b) 및 압력센서 (24) 와 전기적으로 접속되어 있고, 이것들의 검출 결과에 따라서 처리용기(2) 내의 온도 및 압력을 소정의 값으로 유지하도록 피드백(feedback) 제어하고 있다.

다음으로, 본 실시형태 규산 함유 분말 제조시스템(1)에 의한 규산 함유 분말 제조방법에 관해서 설명한다.

먼저, 벼껍질이나 볏짚을 투입구 (21) 로부터 처리용기 (2) 내에 투입한다. 이때 미리 제어수단 (6) 에 대하여 처리용기 (2) 내의 압력이 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa 가 되도록 설정함과 동시에, 이 설정압력을 유지하는 시간, 교반 시간 및 설정한 압력에 대응하는 용기내 온도를 각각 설정하여 놓는다. 이 경우, 압력 유지 시간은 벼껍질이나 볏짚의 가수분해가 개시되도록 충분히 길게 설정하는 것이 바람직하고, 교반 시간은 벼껍질이나 볏짚이 분말화되는 데 충분한 시간으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 용기내 온도는 포화 수증기압에 의해 결정되는 온도이다.

처리용기 (2) 내에 투입된 벼껍질이나 볏짚은 교반날개 (32) 에 의해서 크게 교반되면서 서서히 배출구 (22) 쪽으로 이송된다. 벼껍질 또는 볏짚의 양이 많아서 한 사이클만으로 이송이 완료되지 않는 경우에는, 구동모터 (33) 를 역방향으로 회전시켜 투입구(21) 쪽으로 이송하여 왕복 이송을 한다. 이리하여 작은 처리용기(2)이더라도 충분한 교반 시간을 얻을 수 있다.

상기 교반시 처리용기 (2) 내에는 수평 회전축 (31) 보다도 상방에 위치한 송기관 (42) 으로부터 고압의 수증기가 주입된다. 따라서, 벼껍질이나 볏짚은 교반수단 (3) 의 교반에 의해서 수평 회전축 (31) 의 상방에 분산되는 동안 고압의 수증기가 벼껍질 또는 볏짚에 효과적으로 주입된다. 따라서, 수증기 압력에 의한 가열 및 수증기의 가수분해가 효과적으로 진행되고 벼껍질 및 볏짚이 압축된다.

또한, 벼껍질이나 볏짚이 교반될 때, 제어수단 (6) 은, 각 온도센서 (23a), (23b) 및 압력센서 (24) 의 검출 결과에 근거하여, 처리용기 (2) 내의 온도가 설정온도를 유지함과 동시에, 압력이 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa로 유지되도록 수증기 주입수단(4) 및 압력 조정 수단 (5) 을 제어한다.

설정한 압력 유지 시간이 경과하면, 제어수단 (6) 은 수증기 주입수단 (4) 을 제어하여 수증기 주입을 정지함과 동시에, 압력 조절 수단 (5) 을 제어하여 압력 조정 밸브 (51) 를 개방한다. 그렇게 하면, 처리용기(2) 내의 고압 수증기가 배기관 (52) 을 통해 배기 되어 처리용기 (2) 내부는 감압 된다. 이러한 압력 감소에 의해, 벼껍질이나 볏짚은 결합 분자의 분리와 분해가 일어나 초기 탄화와 미세화라는 성상 변화가 생긴다. 또한, 이 초기 탄화시에는 벼껍질이나 볏짚에 함유되어 있는 규산은 거의 소멸하지 않고 잔류한다. 분말화된 벼껍질이나 볏짚은 배출구 (22) 까지 이송되어 배출됨과 동시에 폐수는 폐수 처리 설비 (9) 에 공급되어 정화 처리된다.

도 1 은 본 발명에 의한 규산 함유 분말 제조시스템의 실시형태를 나타내는 모식도이다.

도 2 은 본 실시형태에 있어서 실시예 1 로부터 실시예 5 의 처리조건 및 처리결과를 나타내는 표이다.

도 3 은 처리하기 전의 벼껍질을 나타내는 디지털 사진 이미지이다.

도 4 은 실시예 1 의 처리조건에 의해 처리 후의 벼껍질을 나타내는 디지털 사진 이미지이다.

도 5 은 실시예 2 의 처리조건에 의해 처리 후 벼껍질을 나타내는 디지털 사진 이미지이다.

도 6 은 실시예 3 의 처리조건에 의해 처리 후 벼껍질을 나타내는 디지털 사진 이미지이다.

도 7 은 실시예 4 의 처리조건에 의해 처리 후 벼껍질을 나타내는 디지털 사진 이미지이다.

도 8 은 실시예 5 의 처리조건에 의해 처리 후 벼껍질을 나타내는 디지털 사진 이미지이다.

도 9 은 본 발명에 의한 규산 함유 분말 제조시스템의 승압시 및 감압시의 밸브 개폐 시스템을 나타내는 모식도이다.

<부호의 설명>

1 규산 함유 분말 제조시스템

2 처리용기

3 교반 수단

4 수증기 주입수단

5 압력 조절 수단

6 제어수단

7 소음기

8 냉각기

9 폐수 처리 설비

10 체크 밸브

11 제어 밸브

12 전환 밸브

21 투입구

22 배출구

23a 상부 온도 센서

23b 하부 온도 센서

24 압력 센서

31 수평 회전축

32 교반 날개

33 구동 모터

41 보일러

42 송기관

43 송기 밸브

51 압력 조정 밸브

본 실시형태의 구체적인 실시예에 관해서 설명한다. 이하의 각 실시예로서는 단시간의 처리로 벼껍질으로부터 이용 가능한 규산에서 즉석 비료를 얻기 위한 조건을 구하는 실험을 하였다. 이 실험으로서는, 처리용기 (2) 내의 압력 및 압력 유지 시간을 변화시켜 벼껍질의 처리결과를 관찰하였다. 이것들의 실험조건 및 그 처리 결과를 도 2 에 나타내었다. 또한, 벼껍질의 처리 전 및 처리 후의 형상을 촬영한 디지털 사진 이미지를 도 3 ∼ 도 8 에 각각 나타내었다.

본 실시예의 실험으로서, 용적이 3000리터의 처리용기 (2) 를 사용하여, 용기내 온도를 포화 수증기압에 의해 결정되는 온도인 200℃ 전후로 유지함과 동시에, 벼껍질을 충전율이 65% ∼ 95%가 되도록 충전하였다. 또한, 교반 속도는 벼껍질을 보다 균일히 교반 하기 위해서, 하부 온도 센서 (23b) 의 값이 상부 온도 센서 (23a) 의 값과 일치할 때까지는 2 ∼ 18 rpm으로 하였고, 일치한 시점에서 0.15 MPa까지 감압할 때까지는 5 ∼ 15 rpm으로 하였다.

실시예 1 에서는 처리용기 (2) 내의 처리압력을 1.0 MPa 미만으로 유지하여 처리를 하였다. 도 4 은 본 실시예 1 에 의해 처리한 벼껍질이다. 그 결과, 10분 ∼ 90분간 처리 하더라도 형상의 변화는 볼 수 없었고, 빛깔이 약간 짙은 갈색으로 변화한 정도이다. 실질적으로 만족스러운 처리라 할 수 없었다.

실시예 2 에서는, 처리용기(2) 내의 처리 압력을 1.45 MPa 로 유지하여 처리를 하였다. 도 5 은 처리 후의 벼껍질을 나타낸다. 이 결과, 압력 유지 시간이 10 ∼ 90 분일때 부피가 약 절반으로 줄 때까지 성공적으로 처리할 수 있었다. 처리 벼껍질의 형태를 관찰하면, 검게 변색되어 있지만, 분말화 되지 않고, 각 벼껍질이 시든 상태가 되었다. 또한, 처리후의 벼껍질의 함수율은 양호하게 5.8% 이고, 잔류 규소는 14.25% 의 충분한 함유량이어서 벼껍질을 즉석 비료로서 사용가능하다.

실시예 3 에서는, 처리용기 (2) 내의 처리압력을 1.65 MPa 로 유지하여 처리를 하였다. 도 6 는 처리 후의 벼껍질를 나타낸다. 이 결과, 압력 유지 시간이 10 ∼ 30분간이라는 단시간에서 분말화할 수 있었다. 또한, 처리 후의 벼껍질의 함수율은 43.5%이고, 잔류 규소는 11.96% 검출되어, 즉석 비료로서 양호한 성상을 구비하고 있다. 분말화 됨으로써 가용성이 높아져, 좀더 다양한 용도의 비료로 사용할 수 있다.

실시예 4 에서는, 처리용기 (2) 내의 처리압력을 1.85 MPa 로 유지하여 처리를 하였다. 도 7 는 처리 후의 벼껍질을 나타낸다. 이 결과, 압력 유지 시간이 5 ∼ 10분간이라는 매우 짧은 시간으로 상당한 미분말로 처리할 수 있었다. 또한, 처리 후의 벼껍질의 함수율은 25.5%로 적어지고, 잔류 규소는 9.56% 검출되어, 즉석 비료로서 양호한 성상인 것으로 나타났다.

실시예 5 에서는, 수증기를 주입함으로써 처리용기 (2) 내의 압력을 1.96 MPa로 유지하여 처리를 하였다. 도 8 은 처리 후의 벼껍질을 나타낸다. 이 결과, 압력 유지 시간이 5 ∼ 15분간으로 미분말로 처리할 수 있었다. 또한, 처리 후의 벼껍질의 함수율은 25.0%이고, 잔류 규소는 9.0% 검출되어, 즉석 비료로서 사용 가능한 것으로 나타났다. 다만, 초기 탄화에 기인하는 잔류 규소의 감소를 볼 수 있다. 비록 목표 압력에 이르기 위한 압력 유지 시간은 줄일 수 있었지만, 이 압력에까지 승압시키는 시간이 더 걸리므로 약간 실용성이 떨어진다.

이상의 실시예의 실험결과를 검토하면, 규산을 제거하지 않고 벼껍질을 단시간에 처리하여, 즉석 비료로서 이용될 수 있는 천연의 규산을 얻기 위해서는, 처리 용기 (2) 내의 압력을 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa 로 유지하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 압력을 1.65 MPa ∼ 1.85 MPa 로 5분 ∼ 30분간 유지하는 것이다. 일정시간 동안의 고온·고압 처리는, 벼껍질의 분해를 위한 유리한 조건이 된다. 가능한 한 벼껍질의 분해가 천천히 시작되는 타이밍으로 하여, 그 후의 압력이 감소함에 따라 분해가 진행한다. 이때, 벼껍질에 포함된 수분과 수증기가 냉각되어, 응축된 수분은 유압 상태에서 무압 상태로 변함에 따라 용기 밖으로 방출되어, 적절한 함수율을 가지는 물질로 성상이 변환된다.

자연계에서 미생물에 의해 벼껍질을 분해 처리 시키는데에는, 퇴비의 상태까지 도달하기 위해서는 통상 6개월로부터 36개월 이상의 시간이 요구된다. 이것을 본 실시형태의 시스템에 의하면, 승압 시간까지 포함해서 60분 ∼ 약 90분 정도라는 매우 단시간에서 무균 상태로 안전하게 퇴비화할 수 있다.

본 발명의 실시형태 각 구성은 전술한 것에 한하는 것이 아니라, 적절히 변경할 수 있다.

예를 들어, 상술한 본 실시형태로서는, 송기관 (42) 과 배기관 (52) 은 별개 독립 구성으로 되어 있지만, 일부를 공통의 파이프로 사용해도 된다. 이러한 구성일때는, 처리한 벼껍질이 분말상으로 변화하면 이송되어 처리용기 (2) 내를 감압할 때에 그 분말이 수증기와 같이 배기관 (52) 을 통해, 밸브를 막히게 하는 문제가 해결된다. 수증기의 주입과 배기를 위한 공통 도관부를 제공함으로써, 수증기 주입 작업을 밸브에서 원치 않는 처리된 벼껍질 분말을 제거하는 클리닝 처리를 더불어 행하게 된다. 즉, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 보일러 (41) 로부터 처리용 기 (2) 까지 2개의 수증기 주입관을 형성할 수 있으며, 이 주입관을 통해 수증기가 반대방향으로 배기된다. 그리고, 도중에 배기관 (52) 으로 분지 되는 다른 도관이 형성될 수 있다. 이 때, 송기관 (42) 및 배기관 (52) 에 송기밸브 (43), 배기밸브 (53) 가 설치된다. 또한, 보일러 (41) 까지 이르는 도관에는 체크 밸브 (10) 가 형성되어 있다. 공통 도관에는 수증기의 유량을 조정하는 제어 밸브 (11) 가 설치되어 있다. 배기관 (52) 과 송기관 (42) 사이에는 전환 밸브 (12) 가 제공되어 있고, 이 전환 밸브 (12) 에 의해서 수증기 주입과 방출 작동이 이루어진다. 요컨대, 수증기 주입시에는 전환 밸브 (12) 가 개방됨과 동시에 배기관(52) 의 배기 밸브 (53) 는 닫혀져 보일러 (41) 로부터 처리용기 (2) 까지의 두 개의 도관이 개방된다. 반면, 수증기 방출 작업시에는 배기 밸브 (53) 가 개방되는 동시에, 송기 밸브 (43) 와 전환 밸브 (12) 가 닫혀져, 처리용기 (2) 에 연결된 두 파이프로부터 수증기가 방출 되어, 결과적으로 남은 한 도관을 통해 배기관 (52) 에 방출된다. 이때, 일부의 밸브가 처리 분말로 막히는 경우도 있지만, 다음번의 수증기 주입 때에 다시 수증기가 밸브를 통해 처리용기 (2) 방향으로 유입하기 때문에, 동시에 각 밸브에 막힌 분말이 제거되어 깨끗하게 된다.

Claims

벼껍질 또는 볏짚을 처리용기 내에 투입하는 단계와, 이 처리용기 내에 수증기를 주입하여 용기내의 압력 및 온도를 상승시키는 단계 및 벼껍질 또는 볏짚이 연소하지 않도록 수증기 압력을 유지하여 벼껍질 또는 볏짚을 분말화 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 규산 함유 분말 제조방법.
벼껍질 또는 볏짚으로부터 규산 함유 분말을 얻기 위한 규산 함유 분말 제조방법으로서, 처리용기 내에 투입된 벼껍질 또는 볏짚에 대하여 고압 수증기를 주입하여 상기 처리용기내의 압력을 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa 로 유지하여 분말화 처리하는 것을 특징으로 하는 규산 함유 분말 제조방법.
제 2 항에 있어서, 상기 처리용기내의 압력을 1.65 MPa ∼ 1.85 MPa 로 5분∼ 30분간 유지하여 벼각 또는 볏짚을 분말화 처리하는 것을 특징으로 하는 규산 함유 분말 제조방법.
처리용기와, 이 처리용기 안에 있는 교반수단과, 이 처리용기 내에 투입된 벼껍질 또는 볏짚에 고압 수증기를 주입하는 수증기 주입수단과, 상기 처리용기내의 벼껍질 또는 볏짚이 연소하지 않고 분말화될 수 있는 압력을 유지하도록 상기 수증기 주입수단으로 수증기의 주입량을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 규산 함유 분말 제조시스템.
처리용기와, 이 처리용기 안에 있는 교반 수단과, 이 처리용기 내에 투입된 벼껍질 또는 볏짚에 고압 수증기를 주입하는 수증기 주입수단과, 상기 처리용기내의 압력이 1.45 MPa ∼ 1.96 MPa 으로 유지되도록 상기 수증기 주입수단으로 수증기의 주입량을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 규산 함유 분말 제조시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 처리용기내의 압력이 1.65 MPa∼1.85 MPa 으로 5분 ∼ 30분간 유지되도록 상기 수증기 주입수단으로 수증기의 주입량을 제어하는 것을 특징으로 하는 규산 함유 분말 제조시스템.