KR20090095425A - 대나무 숯 분말을 주재료로 한 고체연료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대나무 숯 분말을 주재료로 한 고체연료의 제조방법에 관련된다.

보다 상세하게는 대나무 숯 분말 55∼75중량％, 옥수수전분 4∼10중량％, 바륨 17∼25중량％, 초석 4∼10중량％를 혼합 교반하여 수증기로 찜과 동시에 소정의 형틀을 통하여 중앙부에 연소구멍을 가진 오각기둥이나 원통형, 또는 육각기둥형의 고체연료를 제조하는 것이다.

상기한 옥수수 전분은 대나무 숯 분말을 비롯한 바륨과 초석을 결합시켜주는 바인더로서의 작용을 하며, 바륨은 연소 시 주위의 산소를 끌어당겨 연소효율을 높여주는 작용을 하며, 초석은 연소 시 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 숯 분말을 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.

대나무 숯, 고체연료, 분말, 음이온, 원적외선, 바륨, 초석, 옥수수전분.

Description

대나무 숯 분말을 주재료로 한 고체연료의 제조방법{A solid fuel manufacturing method use charcoal powder}

본 발명은 대나무 숯을 소정의 크기로 절단하거나 포장 및 취급하는 과정에서 발생되는 부스러기나 분말을 주재료로 하여 고체연료를 제조하는 대나무 숯 분말을 주재료로 한 고체연료의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 고체연료는 구공탄 등을 성형 및 이송하는 과정에서 성형체 간의 마찰이나 충격에 의한 파괴로 얻어지는 탄 분말을 주재료로 한 것과, 목 가공 폐기물인 톱밥 등을 압착처리한 후 탄화시켜 고체연료를 제조하는 방법이 일반적으로 알려져 있다.

톱밥을 압착처리한 후 탄화시켜 고체연료를 제조하는 방법은 압착에 필요한 압력이 1마력 이상의 고압이 필요하고, 석탄분말의 경우에는 압착 후의 점착력 부족으로 인해 일정 크기로 압축 성형하였을 경우 표면강도가 매우 약하며, 따라서 운송이나 보관을 비롯한 취급과정에서 표면 마모가 심하게 발생되어 원형이 쉽게 파괴됨과 동시에 분진이 발생하는 문제점이 따랐다.

한편, 상기한 바와 같이 연료분의 점착성 부족으로 발생하는 문제점을 해결하기 위한 기술로서는 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염과 호화전분으로 조성된 점착제를 사용함을 특징으로 하여 이를 갈탄미분, 폐 피혁, 저질탄 등이 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 카르복시메틸셀룰로스 나트륨의 역할에 의하여 연료의 연소를 일부 촉진할 수 있다는 장점을 가지고 있는 것으로 발표하고 있다.

그러나 상기한 갈탄 등과 같은 저질탄의 연료제는 탄소 이외에 유황, 질소분 등의 기체가 발생하게 되며, 청화 후 발화가 시작될 때까지의 시간이 많이 소요되고, 발화 후 연료의 산화 발열반응에 필요한 충분한 크기의 활성화 열에너지가 짧은 시간 내에 연료 전체에 공급되지 않을 경우에는 불완전연소에 의하여 일산화탄소 가스가 심하게 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 세포 구조를 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, 더욱이 제조 시 첨가되는 화학약품들이 대체로 고가이기 때문에 생산원가의 상승요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

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

본 발명은, 대나무 숯 분말 55∼75중량％, 옥수수 전분 4∼10중량％, 바륨 17∼25중량％, 초석 4∼10중량％를 혼합한 뒤 0.6∼0.8kgf/㎠의 수증기 압력으로 찐 다음, 이를 소정형상의 몰드에 넣고 400∼500kgf/㎠의 압력을 가하여 성형함을 특징으로 하는 대나무를 주재료로 한 고체연료의 제조방법이다.

대나무를 주재료로 한 고체연료는 대나무 숯의 특성에 의해 원적외선의 방출 량이 커서 고기를 구울 때 육류에서 발생되는 비릿한 냄새를 제거하는 효과가 탁월하고, 더불어 발열량 등을 비롯한 연소효율이 매우 높아 일산화탄소를 비롯한 각종 해로운 가스나 냄새가 없으며, 고기의 육질이 부드럽고 맛 또한 뛰어난 효과가 따른다.

또한, 연소과정에서 발생하는 원적외선 등의 유용한 파장이 인체에 유용하게 작용하게 되어 생체리듬의 활성화 등을 비롯한 건강향상 효과도 기대할 수 있다.

본 발명의 대나무 숯 분말을 주재료로 한 고체연료는 다음과 같은 제조공정을 통하여 제조된다.

제1공정;

대나무 숯 분말(대나무 숯을 선별 및 가공하는 과정에서 발생된 분말 포함)55∼75중량％, 옥수수 전분4∼10중량％, 바륨17∼25중량％, 초석4∼10중량％를 구비하여 혼합기를 통하여 골고루 혼합 교반한다.

제2공정;

상기 제1공정의 조성물을 0.6∼8kgf/㎠압력의 수증기로 찐다.

제3공정;

상기 제2공정의 조성물을 중앙부에 코아가 설치된 몰드에 일정량씩 넣고 400∼500kgf/㎠의 압력을 가하여 성형하여 고체연료를 제조한다.

한편, 상기한 본 발명에서의 조성물에 대하여 살펴보면, 주재료인 대나무 숯 분말은 원적외선이 다량 방출되는 물질임과 동시에 음이온이 다량 방사되는 물질이 고, 또, 악취제거효과는 물론 유독가스, 세균 등의 흡착능력이 뛰어난 것으로 알려져 있다.

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

또, 상기한 옥수수 전분은 대나무 숯 분말을 비롯한 바륨과 초석을 결합시켜 주는 바인더로서의 작용을 하는 것으로 이는 화학적 공법에 의해 제조된 바인더와는 달리 순 식물성 전분이므로 고체연료 연소과정에서 인체에 해가 없고 환경오염을 야기 시킬 염려가 없어 매우 환경 친화적인 바인더이다.

바륨(barium)은 주기율표 2A속에 속하는 알칼리토금속의 하나로서 원소기호는 Ba, 원자번호 56, 원자량은 137.33이며, 화학적으로 활성을 나타내므로 유리되어 존재하지 않고 중성석(바라이트)BaSo ₄, 위더라이트BaCO ₃ 등으로 산출되는 금속이다. 이러한 바륨은 연소시 주위의 산소를 끌어당겨 연소효율을 높이는 작용을 한다.

초석은 화학조성식 NO ₃, 가장 보편적인 질산염광물의 하나로서 사방정계에 속하며, 아라고나이트와 동일한 결정구조를 갖는 물질이다. 굳기2.0, 비중1.9∼2.1이며 무색, 흰색을 띠고, 때로는 회색을 띠는 물질로서 본 발명에서는 연소시 착화 및 점화가 매우 원활하게 이루어질 수 있게 하는 작용을 한다.

제1공정;

대나무 숯을 선별 포장 및 가공하는 과정에서 발생되는 대나무 숯 분말 63중량％, 옥수수전분 7중량％, 바륨23중량％, 초석7중량％를 구비하여 혼합기를 통하여 골고루 혼합 교반하였다.

제2공정;

상기 제1공정의 조성물을 0.7kgf/㎠의 압력으로 쪘다.

제3공정;

제2공정의 조성물을 중앙부에 코아가 설치된 원통형 몰드에 넣고 470kgf/㎠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 맛이 있었다.

Claims (1)

1. 대나무 숯 분말 55∼75중량％, 옥수수 전분 4∼10중량％, 바륨 17∼25중량％, 초석 4∼10중량％를 혼합한 뒤 0.6∼0.8kgf/㎠의 수증기 압력으로 찐 다음, 이를 몰드에 넣고 400∼500kgf/㎠의 압력을 가하여 성형하여 고체연료를 제조함을 특징으로 하는 고체연료의 제조방법.