KR20100006273A

KR20100006273A - 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20100006273A
Application number: KR1020080066436A
Authority: KR
Inventors: 홍은영
Original assignee: 홍은영
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-19

Abstract

옥수수대를 바이오 파이버 원료로 사용하기 위한 옥수수대 전처리 과정으로서, 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치가 개시된다. 상기 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법은, 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 단계; 상기 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 단계; 상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 단계; 및 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면을 긁어내는 단계를 포함한다. 또한, 상기 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 기계장치는, 옥수수대를 한 본씩 구분하여 투입할 수 있는 슬롯; 상기 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 절단 칼날; 상기 절단 칼날에 의해 절단된 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 면 지향 눕히기 수단; 상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 펼치기 수단; 및 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면을 긁어내는 면 지향 대패 수단을 포함한다.

옥수수대 전처리, 바이오 파이버, 바이오 매스, 면 지향 일관성, 면 지향 대패질

Description

옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치{A Preprocessing Method of Acquiring Cornstalk Rind by Removing Pith and the Equipments Implementing Such Process}

본 발명은 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 옥수수대를 바이오 파이버 원료로 사용하기 위한 옥수수대 전처리 과정으로서, 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

바이오 매스(bio-mass)란 에너지 전용의 작물과 나무, 농산품과 시료작물, 농작 폐기물과 찌꺼기, 임산 폐기물과 부스러기, 수초, 동물의 배설물, 도시 쓰레기, 그리고 여타의 폐기물에서 추출된 재생 가능한 유기 물질로 에너지원으로 쓰이고 있는 목재, 식물, 농임산 부산물, 도시 쓰레기와 산업 폐기물 내의 유기 성분 등을 말한다. 현대에는, 자원 제약, 환경 보호, 지속 가능 발전(sustainable development)에 대한 요구가 점차 커지고 있고 다른 한편으로는 기술이 급속하게 발전함에 따라, 예전에 쓰레기로 치부되었던 물질이 이제는 소중한 자원으로 개발되는 일이 점점 더 빈번하게 발생하고 있다.

그런데, 어느 특정 바이오 매스가 경제적으로 활용될 수 있는가라는 문제는, 그 바이오 매스에서 무슨 물질을 추출할 수 있는가라는 점뿐 아니라, 해당 바이오 매스의 수집, 운반, 저장을 포함하는 전처리(preprocessing) 과정이 경제적으로 수행될 수 있는가라는 문제에 의해서 결정되는 경우가 많다.

옥수수대가 양질의 바이오 파이버를 다량 함유하고 있다는 사실은 이미 널리 알려져 있다. 최소한 실험실 차원에서는, 이를 산업에 적용하기 위한 다양한 시도가 이루어져 왔다. 예를 들어, 옥수수대를 이용한 펄프, MDF(Medium Density Fiberboard), 합성목재(Bio-Fiber Polymer Composite)에 관한 연구는 세계 각지에서 활발하게 진행되어 온 것이다.

다음 표에서 보듯이, 옥수수대에는 소중한 자원으로 사용될 수 있는 셀룰로즈 및 헤미셀룰로즈가 다량 함유되어 있다.

	파이버 길이 (mm)	파이버 직경 (micron)	셀룰로즈 및 헤미셀룰로즈 (%)	리그닌(%)	다당류(%)
북방 연성 목재	2.7-4.6	32-43	40-52	26-32	8-12
옥수수대	1.0-1.5	18-22	46-52	16-17	27-28

상기 표에 있어서, 셀룰로즈와 헤미셀룰로즈의 비중이 상대적으로 더 높으면, 파이버가 그만큼 더 튼실하다는 것을 의미하며, 리그닌의 비중이 높으면 그만큼 더 딱딱하고 강도가 떨어진다는 것을 의미한다. 따라서 옥수수대는 나무 분말에 비하여, 셀룰로즈의 비중은 높고, 리그닌의 비중은 낮다는 우수한 특성을 보이고 있다.

그런데, 옥수수대는 해부학적으로 확연히 구분되는 옥수수대 겉대와 옥수수대 속대로 구성되어 있다. 자연 건조 상태에서 이 두 물질의 비중 및 부피를 비교하면 다음의 표와 같다.

	비중	옥수수대 전체에서 차지하는 비율
	비중	부피비(%)	중량비(%)
옥수수대 전체 분말	0.12	100%	100%
옥수수대 겉대 분말	0.25	34%	72%
옥수수 속대 분말	0.05	66%	28%

상기 표에서 알 수 있듯이, 옥수수대 겉대는 속대에 비해 훨씬 더 튼실한 물질이다. 반면 속대는 건조 상태에서는 마치 스티로폼(poly-styro-foam)과 같이 딱딱하고 공허한 물질이다.

또한, 옥수수대 겉대와 속대는 그 구성 성분 역시 확연히 다르다. 옥수수대 속대를 포함한 옥수수대 전체의 구성 성분과 옥수수대 겉대만의 구성 성분을 비교하면 다음과 같다.

	비중	셀룰로즈 함량(%)	리그닌 함량(%)
옥수수대 전체	0.1	46-50%	16-17%
옥수수대 겉대	0.25	68%	10%
북방 연성 목재	0.2	40-52%	26-32%

상기 표에서 보는 바와 같이, 옥수수대 겉대의 경우, 셀룰로즈의 함량이 무려 68%에 달하고, 제품의 물성을 악화시키는 리그닌 함량은 10%에 불과하다. 따라서, 옥수수대 겉대는 폴리머 컴포자이트 보드, MDF(Medium density fiberboard), OSB(Oriented Stranded Board), 파티클 보드(Particle Board), 펄프 등을 만들 때에 매우 훌륭한 원료로 사용될 수 있다.

옥수수대 겉대가 이렇게 뛰어난 물성을 가지고 있음에도 이제까지 산업 현장에서 사용되지 못한 가장 중요한 이유는, 수집, 운송, 저장, 보관을 포함하는 전처리 과정의 어려움 때문이었다.

예를 들어, 연산 30만 톤 MDF 공장을 예로 들어 보자. 대략 30만 톤의 바이오 파이버를 사용해야 하고 이를 옥수수대 칩으로 환산해 보면 대략 60만 톤이다. 옥수수대 칩의 비중을 0.1로 보면 이는 무려 600만 입방 미터(m³)에 달하는 천문학적 양이다. 그런데 만약 옥수수대 전체가 아니라 겉대만으로 절편을 만들면 그 양은 150만 입방 미터(m³)로 줄어든다. 나무 칩보다 약간 작은 부피가 된다. 또한 겉대에는, 부패를 주도하는 성분인 다당류 및 리그닌의 함량이 작기 때문에 자연 건조시켜 보관하기가 훨씬 더 쉽다. 한마디로 일반 농장에서 최소의 보관 시설 투자만으로 분산해서 보관할 수도 있는 것이다. 게다가 MDF와 펄프는, 솜과 같은 형태로 파이버를 추출하기 위해 옥수수대를 화학 처리해야 하는데, 이때 속대까지 포함된 옥수수대 전체는 부피가 3 내지 4배로 커지기 때문에 이 처리 비용을 크게 상승시키는 요인이 된다. 한마디로 속대가 포함되어 있는 옥수수대 전체는, 옥수수대 겉대만 따로 분리했을 경우와 비교해서, 운송, 건조, 저장, 보관, 방법 처리 측면에서 원가를 크게 상승시켜서 결과적으로는, 옥수수대가 바이오 파이버의 원료로 사용될 수 없도록 만든다.

옥수수대의 전처리에 관해서는 크게 두 가지 분야의 기술이 존재한다. 그 중 하나는, 옥수수대의 겉대와 속대를 분리하는 것을 논외로 한 채, 옥수수대에 방부 약품을 뒤섞어서 보관하는 방법이다. 이때 사용되는 방부제로서 프로피온산(propionic acid)이 추천되고 있다. 하지만 상기 방법은 다음과 같은 약점이 있기 때문에 산업 현장에서 바이오 파이버로서 옥수수대를 사용할 수 있을 만큼의 현실적 기반을 제공하지 못한다.

첫째 약점은 우선, 프로피온산 자체가 가격이 높다는 점이다. 연구자들은 옥수수대 1톤 당 프로피온산을 10 내지 30kg쯤 적용하는 방안을 제안하는 바, 이는 매우 심각한 원가 상승의 요인이 된다.

둘째, 옥수수대와 프로피온산 사이의 부피 차이가 너무 커서 원가를 매우 적게 들이면서 이를 빠르면서도 골고루 뒤섞는 것은 사실상 불가능하다. 옥수수대의 1톤은 자연 건조의 칩(chip) 상태에서 약 15m³쯤 되며 분말 상태에서는 약 10m³쯤 된다. 이때 "칩"이라 함은 사방 2.5cm 이내의 얇은 박편을 뜻한다. 반면, 10 킬로의 프로피온산은 불과 0.01m³쯤 된다. 즉 두 물질의 부피 차이는 약 1,500배에 달한다. 이렇게 부피 차이가 큰 두 물질을 빠르면서도 원가가 매우 적게 드는 방식으로 뒤섞는 것은 사실상 불가능하다.

셋째, 옥수수대에 프로피온산을 골고루 뒤섞어 놓더라도 이를 저장하는 것은 결코 쉬운 일이 아니다. 칩 상태에서는 1톤이 약 15m³쯤 되며 분말 상태에서는 약 10m³쯤 되기 때문이다. 이는 나무에 비해 두 배 이상 저장 공간이 소요된다는 것을 의미한다. 나무의 경우 칩 상태에서는 1톤이 약 6.8m³쯤 되며 분말 상태에서는 약 5m³쯤 된다.

다시 말하자면, 옥수수대의 겉대와 속대를 분리해서, 비중이 높은 튼실한 물질인 겉대만 따로 획득하지 않는 한, 옥수수대 전체를 전처리하여 운송, 저장, 보관한 후 본 방법에 투입한다는 것은 원가를 매우 크게 높이는 요인이 된다.

그런데 옥수수대의 겉대만 따로 획득할 수 있는 경우, 프로피온산과 같은 상대적으로 가격이 비쌀 뿐 아니라 그를 옥수수대와 뒤섞기 위한 방법 원가 역시 결코 낮다고 할 수 없는 방부제를 적용해야 할 이유가 없다. 왜냐하면 겉대에는 부패를 주도하는 다당류 혹은 리그닌의 성분이 상대적으로 적을 뿐 아니라, 매우 적은 비용으로 자연 건조 혹은 인공 건조 할 수 있기 때문이다.

두 번째 전처리 방법은, 옥수수대에 방부제를 적용하는 대신에, 옥수수대를 겉대와 속대로 분리하는 방식으로, 주로 바람통로를 이용한 방안이 연구 및 제안 되어 왔다.

바람통로를 이용한 방식은 옥수수대 겉대와 속대의 비중 차이에 바탕한다. 옥수수대의 겉대와 속대는 비중 차이가 무려 다섯 배나 된다. 예를 들어 겉대 분말의 비중은 부풀린 상태(agitated state)에서 0.25임에 반해, 속대 분말의 비중은 0.05에 불과하다. 겉대와 속대를 동일 혹은 유사한 크기의 입자로 부순 후 일정 속 도로 바람이 불고 있는 통로에 투입하면, 두 물질의 무게 차이에 때문에 겉대 입자가 낙하하는 지점과 속대 입자가 낙하하는 지점이 달라진다. 바람에 얼마만큼 날리는가라는 문제는 결국 무게(weight)와 바람이 잡아끄는 힘(drag force) 사이의 상호 작용에 의해 결정된다. 바람이 잡아끄는 힘은 입자의 크기와 형상에 의해 결정된다. 겉대와 속대의 입자 크기가 동일 혹은 유사하다면 바람이 잡아끄는 힘은 겉대 입자와 속대 입자에 대해 비슷한 크기로 작용하게 된다. 겉대는 속대에 비해 비중이 무려 다섯 배나 무겁기 때문에 입자 크기가 동일하다면 겉대 입자는 속대 입자에 비해 다섯 배나 무겁다. 그러므로 크기가 동일하거나 유사할 경우, 겉대 입자는 속대 입자와는 완전히 다른 방식으로 바람통로 속에서 움직이게 된다.

그러나 "옥수수대의 겉대와 속대를 동일 혹은 유사한 크기로 분쇄한 후 바람 통로 속에서 분리할 수 있다"라고 제안하는 위 논리는 다음과 같은 사정 때문에 현실 세계와는 동떨어진 추론에 불과하다.

첫째, 옥수수대를 분쇄하면 겉대 입자와 속대 입자가 나오는 게 아니라, 겉대 쪼가리에 속대 쪼가리가 따라붙은 입자들이 나온다.

둘째, 입자의 크기가 제 각각이다. 작은 경우 1mm³ 조차 되지 않는 것이 있는가 하면 1cm³이 되는 입자도 있다. 입자 크기가 매우 불규칙하게 커다란 편차를 보이기 때문에 바람통로 속의 움직임 역시 예측할 수 없다.

이러한 사정 때문에 바이오 파이버에 관해 세계적으로 가장 권위 있는 연구기관인 미국 농산부 산하 임산물연구소(Forest Products Laboratory)의 연구자인 아지즈 아메드(Aziz Ahmed)는 다음과 같이, 옥수수대 겉대와 속대의 분리에 대해 사실상 포기한다는 점을 밝히고 있다. "속대를 분리해 내는 일은 불필요하다. 속대가 차지하는 비율이 상대적으로 낮을 뿐 아니라 속대 역시 양질의 바이오 파이버를 상당량 포함하고 있기 때문이다. 옥수수대를 2 내지 4cm 간격으로 잘라서 함수율을 8%까지 낮추도록 공기 건조하는 것으로 충분하다." (Aziz Ahmed and J. Y. Zhu, Cornstalk as a source of fiber and energy, 2006, Proceedings of 3rd international symposium on emerging technology of pulping and papermaking; 2006 November 8-10; Guangzhou, China; Guangzhou, China: South China university of technology press: (new technologies in non-wood fiber pulping and papermaking; Huaiyu, Zhan; Fangeng, Chen; Shiyu, Fu, eds.;) 1-4쪽)

그러나 속대가 차지하는 비율은, 무게 기준으로는 불과 28%에 불과하지만 건조 상태의 분말 부피 기준으로는 66%라는 점을 주목할 필요가 있다. 또한 건조 상태의 칩 부피 기준으로는 속대가 차지하는 비율이 80% 이상이다. 이렇듯 속대는 옥수수대 부피의 대부분을 차지하는 공허하고 딱딱한 수수깡이기 때문에 속대를 제거하지 않을 경우, 부피의 문제가 매우 심각할 수밖에 없다. 운송, 저장, 보관, 투입, 처리로 이루어지는 산업 방법에 있어서는 "부피의 효율성"이 매우 중요한 요소이다.

이렇듯 이제까지의 연구 및 기술은 주로 옥수수대 안에 포함되어 있는 양질의 바이오 파이버를 활용하는 방안에 집중되어 있었을 뿐, 옥수수대를 어떻게 전처리하여 운송, 저장, 보관, 투입에 용이하게 만들 수 있을 것인가에 대해서는 아직 까지 뚜렷한 성과가 없는 것이 현실이다.

본 발명의 목적은, 옥수수대의 운송, 저장, 보관 및 바이오 파이버 원료로서 투입이 용이하도록 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 방법이 단순하고, 비용을 절감할 수 있는 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 환경 친화적인 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 단계; 상기 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 단계; 상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 단계; 및 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면을 긁어내는 단계를 포함하는 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법을 제공한다. 여기서, 상기 속대가 제거된 겉대를 건조하는 단계; 및 상기 제거되는 속대를 대기에 노출되지 않은 이송관을 통하여 이동시켜서 펠렛을 제조하는 단계를 더욱 포함하는 것이 바람직하고, 상기 옥수수대는 절취한지 40일 이내의 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 옥수수대를 한 본씩 구분하여 투입할 수 있는 슬롯; 상기 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 절단 칼날; 상기 절단 칼날에 의해 절단된 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 면 지향 눕히기 수단; 상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 펼치기 수단; 및 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면을 긁어내는 면 지향 대패 수단을 포함하는 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치를 제공한다. 여기서, 상기 옥수수대의 잎을 다듬는 잎 다듬기 장치; 상기 속대가 제거된 옥수수대를 건조하는 건조 장치; 및 상기 제거되는 속대를 대기와 노출되지 않은 이송관을 통하여 이동시켜서 펠렛을 제조하는 펠렛 제조 장치를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법 및 장치는, 비중 및 부피의 측면, 바이오 파이버 함량의 측면, 부패에 대한 내성의 측면에 있어서 월등한 장점을 가지고 있는 겉대를 현실적이고 경제적인 방안으로 획득하여, 수집, 운송, 건조, 저장, 보관의 효율성을 획기적으로 개선한다. 또한, MDF 및 펄프 제조 방법 등과 관련하여, 옥수수대 전체를 화학 처리할 때에 비하여 훨씬 더 저렴한 원가로 처리할 수 있어 경제적이고, 옥수수대를 나무 파이버 대신 사용할 수 있게 만들어 줌으로써 삼림 자원을 보호하고 이산화탄소 증가를 억제할 수 있는 방안을 제공한다. 그리고 옥수수대가 소득 향상 자원이 됨에 따라, 동남아, 인도, 아프리카 등 영세 빈농이 옥수수를 경작하는 지역에서, 빈농의 소득과 생활수준을 획기적으로 높일 수 있고, 세계 각지의 옥수수 집산지에서, 겨울에 옥수수대를 불태움으로써 대량의 공해를 발생시키는 관행을 없앨 수 있으며, 강수량이 매우 낮은 지역에서 옥수수를 재배할 경우 알갱이는 맺히지 않지만 옥수수대 자체는 성장하는 바, 옥수수 알갱이가 맺히지 않더라도, 옥수수대 자체만으로도 최소한의 경제성을 가지도록 만듦으로써, 사막화를 방지함과 동시에 일정한 경제성을 가진 작물로서 옥수수를 재배할 수 있게 만든다. 더불어, 옥수수 겉대를 획득하고 얻어지는 부산물인 옥수수 속대만을 가지고 매우 양질의 사료를 제조할 수 있는 방안을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법은 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 단계를 포함한다. 상기 절단은 옥수수대 속대의 표면적을 최대로 노출시키도록, 옥수수대 단면 중심을 따라 절단하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 옥수수대 단면 중심을 따라 절단하는 경우, 반원 실린더 모양의 옥수수대 2개를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법은 상기 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 단계를 포함한다. 상기 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 것을 면 지향 일관성(side orientation consistency)을 갖는다고 하며, 바람직하게는, 상기 옥수수대의 속대가 지면을 향하거나 겉대가 지면을 향하도록 배열한다.

상기 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 단계와 상기 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 단계의 한정되지 않은 예로, 첫째, 상기 옥수수대를 한 본씩 투입한 후, 옥수수대 단면의 중앙선이 칼날을 향해 들이 밀어 지도록 옥수수대의 좌우 대칭 간격을 유지하여, 옥수수대를 성장방향을 따라 길게 세로로 반으로 갈라서 반원 실린더를 획득하는 것과, 둘째, 반원 실린더의 속대 면이 면 지향 일관성(side orientation consistency)을 갖도록, 예를 들어, 드러난 속대 면이 지면으로 향하거나, 겉대 면이 지면으로 향하도록 눕히는 것을 실행할 수 있다. 상기 단계를 실행하면, 속대가 드러난 면 지향 일관성을 갖는 두 개의 반원 실린더 모양의 옥수수대를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법은 상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 단계를 포함한다. 상기 압착에 의한 옥수수대 속대의 노출 면적의 증가는 2 내지 7배, 바람직하게는 3 내지 6배이다. 상기 속대의 노출 면적의 증가가 2배 미만일 경우, 노출 면적이 충분치 않아 상기 옥수수대의 속대 면을 긁어낼 때 겉대 면이 같이 제거될 가능성이 있고, 상기 속대의 노출 면적의 증가가 7배를 초과할 경우, 상기 속대의 두께가 얇아져 상기 옥수수대의 속대 면을 긁어낼 때 겉대 면이 같이 제거될 가능성이 있다. 예를 들어, 상기 절단된 옥수수대의 속대가 잘 노출되도록 하기 위해, 첫째, 펼치기 힘 작용은 상기 반원 실린더 모양의 옥수수대 겉대 쪽에서 이루어지도록 하는 것이 바람직하고, 둘째, 펼치기 힘의 작용점은 상기 반원 실린더 모양의 옥수수대 단면의 정점에서 시작하는 것이 바람직하다. 상기 정점을 연결한 선을 반원 실린더의 중앙선이라 칭한다. 일단 정점, 즉, 중앙선을 따라 힘이 가해 진 후에 다른 부분에 대해 펼치기 힘이 후속하여 적용되는 것이 바람직하다. 셋째, 펼치기 힘을 상기 반원 실린더의 중앙선에 작용시키기 위해서, 상기 반원 실린더 모양의 옥수수대의 좌우 대칭 간격을 유지하는 것이 바람직하다. 상기 단계를 실행하여, 두께 1 내지 15mm, 바람직하게는 1 내지 5mm의 납작하게 펼쳐진 옥수수대를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법은 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면을 긁어내는 단계를 포함한다. 상기 속대 면을 긁어내는 단계는 "속대 면에 대패 접촉을 집중시켜 겉대의 손상을 최소화한 상태에서 최대한 완벽하게 속대를 긁어낸다"는 본 발명의 근본 원리를 지켜야 한다. 즉, 면 지향 일관성을 갖는 반원 실린더 모양의 옥수수대의 속대가 지면으로 향해있을 경우, 상기 대패가 상기 옥수수대의 아래쪽에서 작용하고, 반대의 경우, 상기 대패가 상기 옥수수대의 위쪽에서 작용한다. 이 원리를 "면 지향 대패질(Side-Oriented Planing)"이라고 부르기로 한다. 상기 단계는 겉대의 손상을 최소화하기 위해 한 번에 속대 면을 긁어내는 것이 아니라 여러 차례에 걸쳐 조금씩 더 깊게 속대 면을 긁어낼 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 단계, 상기 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 단계, 상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 단계를 거쳐, 예를 들면, 면 지향 일관성을 갖는 반원 실린더 모양의 옥수수대를 얻고, 별도의 감지 및 제어 장치를 적용할 필요 없이, 상기 옥수수대의 면 지향 일관성에 따른 면 지향 대패질을 통하여, 속대에 대패질이 집중되도록 하여 속대를 제거하는 것이 바로 본 발명의 핵심 발상이다.

상기 옥수수대는 신선한 상태를 유지하고 있는 것으로, 여기서 "신선하다"라고 함은 절취된 지 40일을 넘기지 않은 상태를 뜻한다. 땅에 뿌리를 박은 상태의 옥수수대는 수확이 끝나고도 2 내지 3 개월 이상 생명이 보존되며, 수확과 동시에, 혹은 수확이 끝난 후라 할지라도, 생명이 보존된 옥수수대를 절취하는 경우, 40일 이내, 바람직하게는 10일 이내에는 겉대의 강도와 탄력이 보존되어 있으며, 속대는 아직 본격적으로 부패하거나 혹은 딱딱하게 경화되지 않는다. 이 시기의 옥수수대 겉대가 가지고 있는 인장강도 및 탄성과, 속대가 가지고 있는 부드러운 특성을 활용하여 해부학적, 기계적 수단을 사용하여 속대를 긁어내도록 한다.

여기서, 본 발명에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법은, 상기 옥수수대의 절단하는 단계 이전에 옥수수대의 잎을 다듬는 단계, 상기 속대가 제거된 옥수수대를 건조하는 단계 및 상기 제거되는 속대를 대기와 노출되지 않은 이송관을 통하여 이동시켜서 펠렛을 제조하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.

상기 옥수수대의 잎을 다듬는 단계는, 옥수수 수확 트랙터에 잎을 다듬어서 일정한 수량 단위로 묶어 주는 기능이 있거나, 농지에서 농부가 직접 잎을 다듬어 공급하는 등의 경우에 생략될 수 있지만, 잎이 다듬어지지 않고 옥수수대가 공급되는 경우에는 "잎 다듬기" 방법 단계를 거치는 편이 바람직하다.

상기 속대가 제거된 옥수수대를 건조하는 단계는, 상기 속대가 제거된 옥수수대 겉대를 탈수 하거나 하지 않고, 인공 건조 장치를 통하여 건조할 수 있고, 자연 건조 방식을 통하여 건조할 수 있다. 특히 상기 속대가 제거된 옥수수대 겉대는, 부패하기 쉬운 성분인 다당류나 리그닌의 함량이 작기 때문에 자연 건조 방식을 사용할 수 있다.

상기 제거되는 속대를 대기와 노출되지 않은 이송관을 통하여 이동시켜서 펠렛(pellet)을 제조하는 단계는, 긁어 낸 속대의 함수율이 대기 평형함수율(Equilibrium Moisture Content)에 도달하기 전에 속대를 압착하여 펠렛으로 만 듦으로써, 방치된 상태로 건조되어 비중이 0.05 밖에 나가지 않는, 심각한 미세 먼지 공해를 유발하는 일이 없도록 하는 것이 바람직하다. 상기 대기 평형함수율이란, 기온과 습도에 따라 바이오 매스 혹은 바이오 파이버가 습기를 더 이상 빨아들이지도 뿜어내지도 않는 상태를 의미한다. 나무와 같이 널리 사용되어 온 바이오 파이버에 관해서는 대기 평형 함수율이 잘 알려져 있고, 속대 역시 나무와 크게 차이가 나지 않는다. 실제 방법에 있어서는, 대기 평형 함수율에 도달했는지 여부와 상관없이, 긁어낸 속대를 즉시 일관 방법에 연결하여 펠렛 또는 브리켓(briquette)으로 압착하는 편이 바람직하다. 상기 펠렛은 일반적으로 직경이 5 내지 15 mm에 길이가 10 내지 30mm의 원통형 물체를 의미하며 압출기(extruder)를 사용해서 만들어진다. 상기 브리켓은 각 변이 50mm 안팎의 육면체에 가까운 형상으로서 이 역시 압출방법을 통해 만들어진다. 속대 펠렛은 매우 질이 높은 사료가 될 수 있으며 속대 브리켓은 연료가 될 수 있다. 일단 펠렛이나 브리켓으로 압착해 놓으면 미세 먼지가 날리는 일은 발생하지 않는다.

다음으로, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치를 설명한다.

도 1 내지 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치에 대한 도면이다. 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치는, 슬롯(10, slot), 절단 칼날(30), 면 지향 눕히기 수단(32), 펼치기 수단(40), 면 지향 대패 수단(50)을 포 함하며, 필요에 따라, 절단 밀어주기 수단(20), 잎 다듬기 장치(14), 건조 장치(16), 펠렛 제조 장치(18) 등을 더욱 구비할 수 있다.

상기 슬롯(10)은 옥수수대를 한 본(本)씩 구분하여 투입할 수 있는 것으로, 상기 옥수수대가 한 본씩 차례로 투입되는 자리를 "슬롯(10)"이라 한다. 상기 슬롯(10)은 예를 들어, 절단 밀어주기 수단(20)에 상기 옥수수대를 처음 투입하는 부분과, 절단 밀어주기 수단(20)과 절단 칼날(30) 사이에 있을 수 있으며, 상기 슬롯(10) 구간에서 옥수수대가 진행 방향을 따라 세로로(길게) 이동한다. 또한, 절단 칼날(30) 및 면 지향 눕히기 수단(32)을 지나는 부분부터, 상기 슬롯(10)에 투입된 한 본의 옥수수대는 두 개의 반원 실린더 모양의 옥수수대가 되기 때문에, 상기 슬롯(10)은 두 개의 서브 슬롯(12)으로 분기(分岐)되며, 서브 슬롯(12) 하나에 한 개의 반원 실린더 모양의 옥수수대를 통과시켜, 후속 단계의 방법이 이어지게 할 수 있다.

상기 절단 칼날(30)은, 상기 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 것으로, 옥수수대의 진행방향에 마주 보고 서 있으며, 상기 옥수수대를 절단하여 반원 실린더 모양 옥수수대 2개로 나눈다. 상기 절단 칼날(30)은, 옥수수대를 절단할 수 있는 칼날이면 모두 사용이 가능하나, 바람직하게는, 고정된 칼날이 아니라 모터에 의해 회전하는 칼날(wheel knife)인 것이 옥수수대의 처리 속도를 원활하게 만들어 줄 수 있다.

상기 면 지향 눕히기 수단(32)은 상기 절단 칼날(30)에 의해 절단된 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 것으로, 상기 절단된 옥수수대의 절단면에 평행하게 위치하며 상기 절단된 옥수수대의 진행방향 쪽으로 아랫부분 또는 윗부분의 폭은 좁게 유지되는 반면, 윗부분 또는 아랫부분의 폭이 갈수록 넓어지는 곡면 입체이다. 상기 면 지향 눕히기 수단(32)의 윗부분의 폭이 갈수록 넓어지면, 상기 두 개의 절단된 옥수수대 즉, 반원 실린더 모양 옥수수대의 겉대가 지면을 향하도록 눕혀지게 되고, 아랫부분의 폭이 갈수록 넓어지면(도 3 참조), 상기 반원 실린더 모양 옥수수대의 속대가 지면을 향하도록 눕혀져, 면 지향 일관성(Side Orientation Consistency)을 가지게 된다. 예를 들어, 상기 면 지향 눕히기 수단(32)의 윗부분의 폭이 갈수록 넓어지는 곡면 입체의 모양은, 항공모함의 뾰족하고 날카로운 이물(배 머리)과 같은 곡면을 연상하면 된다. 상기 면 지향 눕히기 수단(32)의 특징은, 상기 절단 칼날(30)에 이어져서 시작되는 기하학적 확장 곡면을 사용하여, 별도의 복잡한 장치 없이, 상기 반원 실린더 모양 옥수수대의 속대 면을 항상 일정한 방향으로 눕힐 수 있다는 것이다.

상기 펼치기 수단(40)은 상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 것으로, 상기 절단된 옥수수대의 겉대 면 상부를 압착하는 1 내지 10개 바람직하게는 2 내지 4개의 롤러(42)인 것이고, 상기 펼치기 수단의 롤러(42)는 중앙부가 볼록한 바퀴형태를 가지며, 상기 절단된 옥수수대의 속대 면에는 상기 롤러에 대응하여 중앙부가 오목한 제2 롤러(44)가 장착되어 있는 것이다. 예를 들어, 롤러(42)와 상기 반원 실린더 모양 옥수수대가 접촉하는 지점에서, 상기 반원 실린더 모양 옥수수대 단면의 중앙선(center line)이 상기 롤러(42)와 접촉할 수 있게, 상기 반원 실린더 모양 옥수수대가 좌우 대칭을 이루도록 간격을 자동 조정하는 가이드(24)를 더욱 포함할 수 있고, 1 내지 10개 바람직하게는, 2 내지 4개의 롤러(42)와 각각의 롤러(42)에 대응하는 제2 롤러(44)로 이루어져 있다. 상기 면 지향 눕히기 수단(32)에 의해 상기 반원 실린더 모양 옥수수대는 면 지향 일관성을 갖게 되어, 상기 롤러(42)는 항상 상기 반원 실린더 모양 옥수수대의 겉대에 압력을 가할 수 있는 겉대 바깥쪽에 위치할 수 있고, 또한, 가이드(24)가 포함되어 있을 경우, 끝이 좁은 롤러(42)가 정확하게, 겉대의 볼록한 부분의 정점에 작용하여, 겉대 쪽 정점에 펼치는 힘이 가장 먼저 작용하게 한다(도 4 참조). 상기 롤러(42)는, 각각 독립적으로, 철(凸)자형 롤러, 요철(凹凸)이 있는 원통형 롤러, 평범한 원통형 롤러 등일 수 있고, 상기 제2 롤러(44)는 각각 독립적으로, 요(凹)자형 홈을 가진 롤러, 요철(凹凸)이 있는 원통형 롤러, 평범한 원통형 롤러 등일 수 있고, 평판으로 대체될 수 있다. 또한, 롤러(42)가 반드시 뾰족한 모양일 필요도 없다. 상기 롤러(42)의 모서리가 가느스름한 바퀴의 단면 같은 날씬한 타원형이고, 그에 대응하는 면 혹은 제 2롤러(44)는 내부가 둥근 요(凹)자형 홈이 될 수도 있다. 상기 롤러(42) 및 제2 롤러(44)는 형상 및 치수가 구체적으로 한정되지 아니하며, 상기 절단한 옥수수대를 납작하게 펼치는 단계의 특징을 구현할 수 있으면 된다. 상기 롤러(42, 44)들은 여러 가지 형태를 연속하여 조합하 여 사용할 수 있으며, 이에 따라, 겉대의 손상을 최소화하고, 속대가 압착되는 것을 최소화 하여, 속대 제거 과정을 원활하게 진행할 수 있도록 할 수 있다. 상기 롤러(42) 및 제2 롤러(44)의 조합에서 마지막에 위치하는 롤러는 평범한 원통형 롤러로 이루어지고, 아래 위의 간격이 1 내지 15mm, 바람직하게는 1 내지 5mm 인 것이며, 상기 수단을 통하여, 두께 1 내지 15mm, 바람직하게는 1 내지 5mm의 납작하게 펼쳐진 옥수수대를 얻어 대패 공정에 투입할 수 있게 해 준다.

상기 면 지향 대패 수단(50)은 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면을 긁어내는 것으로, 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면 쪽에 위치하는 대패(56)로 이루어진다. 한정되지 않은 예로, 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면 쪽에 위치한 대패 창(54)과 상기 펼쳐진 옥수수대의 겉대 면 쪽에 위치하는 상기 펼쳐진 옥수수대를 이동시키는 롤러(52)로 이루어질 수 있다. 상기 대패 창(54)은, 일반적인 대패, 칼날 롤러, 로터리 나이프(rotary knife) 등으로 이루어진 대패(56)의 날이 1 내지 13mm 솟아 나와 있는 창이고, 상기 롤러(52)는 일반적인 원통형의 롤러일 수 있다. 상기 대패(56) 날의 정점과 롤러(52) 사이의 거리는 약 2 내지 10mm 사이의 간격이 형성되어 있으며, 바람직하게는, 2 내지 3개의 대패(56)가 연속으로 이어지면서 처음 롤러(52)와 처음 대패(56) 사이의 간격은 5 내지 10mm 이고, 다음 쌍에서는 4 내지 7mm이며, 마지막 롤러(52)와 마지막 대패(56) 사이의 간격은 2 내지 5mm인 것이 바람직하다. 상기 대패(56) 날의 정점과 롤러(52) 사이의 거리가 점차 좁아짐에 따라, 한 번에 대패질을 끝내는 것이 아니라 여러 차례에 걸쳐 조금씩 더 깊게 대패 질이 작동할 수 있게 되고, 겉대의 손상을 최소화하면서 속대를 최대한 완벽하게 긁어낼 수 있다. 또한, 상기 면 지향 대패 수단(50)은 상기 펼치기 수단(40)에 의해 속대가 압착될 수 있으므로, 상기 대패(56) 이전에 철로 만들어진 브러시 등을 더욱 포함하여, 압착된 속대를 다시 일으켜 세우고 대패질이 좀 더 쉽게 이루어질 수 있도록 만들 수 있다. 상기 대패와 브러시의 배열에 관해서는 매우 다양한 조합이 존재할 수 있으나, 어떤 조합이라 할지라도 "속대 면에 대패 접촉을 집중시켜 겉대의 손상을 최소화한 상태에서 최대한 완벽하게 속대를 긁어낸다"는 원리는 일관되게 지켜야 한다.

상기 절단 밀어주기 수단(20)은 절단 단계의 초입으로서, 상기 절단 칼날(30)과 옥수수대가 접촉하는 지점에서, 상기 옥수수대 단면의 중앙선이 상기 절단 칼날(30)과 접촉할 수 있게, 옥수수대가 좌우 대칭을 이루도록 간격을 자동 조정하는 가이드(24)와 옥수수대를 밀어주는 롤러(22)로 이루어져 있다. 상기 가이드(24)는 옥수수대가 뒤틀려 있더라도 절단 칼날(30)과 접촉하는 지점에서는 항상 옥수수대의 중앙선을 맞추어, 절단 칼날(30)이 옥수수대의 중앙선을 절단하게 한다. 이러한 가이드(24)는 간단한 기계 구조에 의해 구현이 가능하다. 예를 들어, 수축 스프링(26)을 사용하되 중앙선에 수축 스프링(26)의 중앙부가 오도록 맞추고 상기 수축 스프링(26)의 양쪽에 각각 가이드(24)를 달면, 옥수수대를 잡고 있는 가이드(24)는 항상 절단 칼날(30)에, 옥수수대 단면의 중앙선을 맞추게 된다. 상기 롤러(22)는 일반적인 롤러 쌍을 사용할 수 있으며, 옥수수대가 0.3 내지 3m/sec의 속도로 이동할 수 있게 회전되는 것이 바람직하다. 속도가 0.3m/sec 보다 느리면 방법 작업이 빠르지 못하고, 속도가 3m/sec 보다 빠르면 방법 작업이 거칠어지기 때문에 겉대가 손상될 우려가 있기 때문이다.

상기 잎 다듬기 장치(14)는 잎이 다듬어지지 않은 옥수수대의 잎을 다듬기 위한 것으로, 상기 잎이 다듬어지지 않은 옥수수대의 진행 통로의 한쪽 또는 양쪽 모두에, 칼날이 달린 고속 롤러(62)와 고정 실린더 또는 저속 롤러(64) 등을 배치하고, 상기 진행 통로 속으로 상기 잎이 다듬어지지 않은 옥수수대를 롤러와 평행하게, 즉, 진행방향에 대해 수직방향(가로)으로 눕혀서 이동시켜, 옥수수대에 붙어서 너풀거리는 잎들이 칼날 롤러 사이에 말려들어가 절단되도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 옥수수대 자체가 칼날 롤러 사이에 빨려 들어가는 것을 방지하기 위해, 옥수수대를 보호하는 레일(66)이 100 내지 700mm 간격으로 설치되어 있는 것이 바람직하다(도 6 참조).

상기 잎 다듬기 장치(14)는 옥수수대가 신속하게 이동하면서 잎이 제거되는 것을 목적으로 하기 때문에, 칼날이 달린 고속 롤러(62)와 고정 실린더 또는 저속 롤러(64) 등의 조합 방식은 매우 다양하게 존재할 수 있다. 그러나, 어떤 조합이든, 실린더와 칼날 달린 롤러는 다음 조건을 만족시켜야 한다. 첫째, 옥수수대를 신속하게 이동시킬 수 있어야 한다. 둘째, 옥수수대 잎이 빨려 들어가 절단될 수 있어야 한다. 셋째, 옥수수대 자체가 칼날 롤러 사이에 빨려 들어가는 것을 방지할 수 있어야 한다.

상기 건조 장치(16)는 일반적인 건조 장치를 사용할 수 있으며, 한정되지 않는 예로, 탈수 장치, 드럼 드라이어, 분쇄기, 로터리 드럼 드라이어를 사용한 건조 장치(16)가 사용될 수 있다. 상기 탈수에는 여러 가지 방법이 있으나, 상기 탈수 장치는 열을 사용하지 않고 기계의 힘만을 사용해서 물기를 짜내는 것을 사용한다. 상기 속대를 제거한 옥수수대 즉, 겉대의 탈수 장치로는 압착 롤러가 가장 손쉽게 사용될 수 있다. 특히 물기를 흡수하는 폴리머 재질의 롤러를 사용해서 겉대를 닦아낸 후, 롤러가 겉대와 접촉하는 부분의 반대편에서 그 물기를 털어내면 매우 효과적인 탈수를 할 수 있다. 상기 드럼 드라이어는 분유 등을 제조할 때 널리 쓰이는 건조기로서, 열을 공급해서 덥게 가열된 드럼을 회전시키면서, 피건조물을 그 드럼의 표면에 붙여서 같이 회전시키는 방식이다. 겉대는 180℃까지의 온도에서는 손상을 받지 않으므로, 드럼 드라이어는 매우 효과적인 건조 방법이 될 수 있다. 톱밥과 같은 바이오 파이버에 대해 가장 널리 쓰이는 인공 건조 방식은 상기 로터리 드럼 드라이어이다. 짧게는 4 내지 5m, 길게는 20 내지 30m에 이르는 긴 원통을 약 3 내지 5˚ 기울게 설치한 채 초당 1 내지 6회 회전시킨다. 이때 원통 안에는 플라이트(flight)라는 턱이 배열되어 있어서, 원통이 회전함에 따라 원통 속의 내용물을 일정 높이까지 끌어 올렸다가 떨어뜨리는 기능을 수행한다. 원통 안에 열풍을 공급하면서, 기울기에 의해 높게 되어 있는 부분으로 입자를 공급하면, 그 입자는, 원통 속을 천천히 움직여서, 기울기에 의해 낮게 되어있는 부분으로 나오 게 된다. 상기 로터리 드럼 드라이어에 겉대를 투입하려면, 상기 분쇄기를 사용하여, 작게는 직경이 0.1mm 이내인 미세 분말, 크게는 사방 15 내지 50mm 정도의 칩 형태의 박편으로 분쇄하여 사용할 수 있다. 상기 분쇄기는 일반적인 분쇄기를 사용할 수 있다. 또한, 상기 건조 장치(16)는 포장 장치와 연결될 수 있으며, 상기 포장 장치는 통상적인 포장 장치를 사용할 수 있다.

건조 과정을 거친 겉대는 펄프, MDF, OSB, 파티클 보드, 합성 목재 등 바이오 파이버가 사용되는 산업 분야에 투입될 수 있는 최상의 원료가 된다.

상기 펠렛 제조 장치(18)는 옥수수 속대 분말을 재사용하도록, 펠렛으로 형성하는 장치로, 통상적인 나무 펠렛 제조기와 매우 유사한 구조를 가지므로, 축사용 깔개 혹은 연료로 사용할 목적으로 나무, 볏짚 등을 펠렛으로 만들어 주는 통상적인 펠렛 장치를 수정하여 사용할 수 있다. 상기 펠렛 제조 장치(18)는 상기 면 지향 대패 수단(50)과 이송관(19)을 통하여 연결될 수 있으며, 상기 면 지향 대패 수단(50)에 의해 제거되는 속대를 대기에 노출되지 않은 이송관(19)을 통하여 공급 받아 펠렛(pellet)을 제조할 수 있다. 또한, 상기 펠렛 제조 장치(18)는 펠렛 포장 장치와 연결될 수 있으며, 상기 펠렛 포장 장치는 통상적인 펠렛 포장기를 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치를 옆에서 바라본 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치를 위에서 바라본 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면 지향 눕히기 수단의 작용을 설명하는 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펼치기 수단의 작용을 설명하는 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면 지향 대패 수단의 작용을 설명하는 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 잎 다듬기 장치를 옆에서 바라본 도면.

Claims

옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 단계;

상기 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 단계;

상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 단계; 및

상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면을 긁어내는 단계를 포함하는 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 옥수수대는 절취한지 40일 이내의 것인 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 속대가 제거된 겉대를 건조하는 단계 및 상기 제거되는 속대를 대기에 노출되지 않은 이송관을 통하여 이동시켜서 펠렛을 제조하는 단계를 포함하는 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 방법.
옥수수대를 한 본씩 구분하여 투입할 수 있는 슬롯;

상기 옥수수대를 길이 방향으로 절단하여 옥수수대 속대를 노출시키는 절단 칼날;

상기 절단 칼날에 의해 절단된 옥수수대의 속대가 일정한 방향을 향하도록 상기 절단된 옥수수대를 배열하는 면 지향 눕히기 수단;

상기 절단된 옥수수대를 압착하여 펼침으로서, 상기 옥수수대 속대의 노출 면적을 증가시키는 펼치기 수단; 및

상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면을 긁어내는 면 지향 대패 수단을 포함하는 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 면 지향 눕히기 수단은, 상기 절단된 옥수수대의 절단면에 평행하게 위치하며 상기 절단된 옥수수대의 진행방향 쪽으로 아랫부분 또는 윗부분의 폭은 좁게 유지되는 반면, 윗부분 또는 아랫부분의 폭이 갈수록 넓어지는 곡면 입체인 것인 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 펼치기 수단은 상기 절단된 옥수수대의 겉대 면 상부를 압착하는 1 내지 10개의 롤러인 것인 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치.
제6항에 있어서, 상기 펼치기 수단의 롤러는 중앙부가 볼록한 바퀴형태를 가지며, 상기 절단된 옥수수대의 속대 면에는 상기 롤러에 대응하여 중앙부가 오목한 제2 롤러가 장착되어 있는 것인, 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 면 지향 대패 수단은 상기 펼쳐진 옥수수대의 속대 면 쪽에 위치하는 대패인 것인 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 옥수수대의 잎을 다듬는 잎 다듬기 장치; 상기 속대가 제거된 옥수수대를 건조하는 건조 장치; 및 상기 제거되는 속대를 대기와 노출되지 않은 이송관을 통하여 이동시켜서 펠렛을 제조하는 펠렛 제조 장치를 포함하는 옥수수대 속대를 제거하여 겉대를 획득하는 장치.