KR20100138286A - 캐쉬넛 껍질을 이용한 연료용 펠릿의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
캐쉬넛 껍질을 이용한 연료용 펠릿의 제조방법을 개시한다. 상기 연료용 펠릿의 제조방법에 따르면, 캐쉬넛 껍질을 포함하는 원재료를 파쇄 또는 분쇄하여 크기를 조절한다. 상기 원재료를 건조한 후, 가온 및 가압하여 펠릿을 형성하고, 상기 펠릿을 냉각한다. 상기 연료용 펠릿의 제조방법은 캐쉬넛 껍질을 사용함으로써, 제조 과정에서 펠릿의 신뢰성을 높이고, 펠릿의 안정성 및 열효율을 개선할 수 있다. 뿐만 아니라, 폐플라스틱이나 고분자 바인더 수지를 사용하지 않으므로, 유해 가스 배출 등의 염려가 없다.
Description
본 발명은 펠릿의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 고체 연료로서 난방 등에 사용될 수 있는 펠릿의 제조방법에 관한 것이다.
석유에 대한 에너지 의존도가 높은 우리나라의 경우, 최근 불안정한 국제 유가 시장으로 인해 국가적으로 많은 어려움을 겪고 있다. 이를 극복하기 위해 국가 정책적으로 그린에너지 및 신재생에너지 개발에 대한 정책들이 다수 발표되고 있으며, 이를 실현하기 위한 기업들의 노력 또한 시급한 상황이다.
우드 펠릿은 고밀화로 인해 연소효율이 우수하고, 착화성 및 보존성 또한 뛰어난 연료로서의 장점을 가지고 있다. 또한 크기가 작아 보관 및 운송 또한 매우 용이하며, 유황분과 회분이 적어 친 환경적인 장점을 지니고 있다.
그러나, 우드 펠릿은 목재나 목재 부산물을 주 원료로 사용하기 때문에, 목질자원이 풍부하지 않은 우리나라에서는 우드 펠릿의 생산량 및 원가 경쟁력이 떨어지는 상황이다.
또한, 짚과 같은 건초를 이용하여 펠릿을 제조하는 경우, 리그닌 함량이 낮 아, 펠릿의 내구성이 낮으며, 추가적인 바인더 등을 사용하여야 한다는 단점이 있다.
폐플라스틱, 오니 등을 이용하여 펠릿을 제조하는 경우, 제조 공정이 길어지고, 연소시 발생하는 유해 가스의 관리가 용이하지 않다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 원재료의 취급이 용이하며, 높은 열효율 및 내구성을 갖는 연료용 펠릿의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연료용 펠릿의 제조방법에 따르면, 먼저 캐쉬넛 껍질을 포함하는 원재료를 파쇄 또는 분쇄하여 크기를 조절한다. 상기 원재료를 건조한 후, 가온 및 가압하여 펠릿을 형성한다. 다음으로, 상기 펠릿을 냉각한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 원재료는 목분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 건조된 원재료의 함수율은 10 내지 20%일 수 있으며, 상기 펠릿의 함수율은 10% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 펠릿은 직육면체 또는 원통 형상을 갖는다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 캐쉬넛 껍질을 사용함으로써, 제조 과정에서 펠릿의 신뢰성을 높이고, 펠릿의 안정성 및 열효율을 개선할 수 있다. 뿐만 아니라, 폐플라스틱이나 고분자 바인더 수지를 사용하지 않으므로, 유해 가스 배출 등의 염려가 없다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료용 펠릿의 제조방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료용 펠릿의 제조방법에 따르면, 먼저 원재료를 파쇄 또는 분쇄하여 크기를 조절한다(S 10). 본 발명에서, 원재료로는 캐쉬넛(cashnut) 껍질 또는 캐쉬넛 껍질과 목질 재료의 혼합물이 사용된다. 캐쉬넛은 견과류의 일종으로서, 요리 재료로서 사용되거나, 기름 생산에 이용된다. 상기 목질 재료는 목분, 짚, 나무 조각 등일 수 있다.
캐쉬넛 껍질은 식재료로 가공되는 과정에서 대량으로 발생하기 때문에, 수급이 용이하다. 또한, 유분 함량이 높아 열량이 높을 뿐만 아니라, 수분에 대한 저항성이 크므로, 펠릿으로 성형된 후 함수율이 높아지는 것을 방지할 수 있어, 저장성이 우수하다.
상기 원재료의 크기 조절에는 칩퍼(chipper), 파쇄기, 해머밀 등이 이용될 수 있다. 칩퍼는 회전하는 디스크에 칼날이 결합되어 있는 것으로, 칼날에 의해 원재료를 작은 조각으로 깎아내며, 파쇄기는 서로 맞물리는 요철부를 갖는 회전하는 롤러에 의해 원재료를 파쇄한다. 해머밀은 도리깨 형상의 작은 해머 날을 고속으로 회전하여 마찰을 통해 원재료의 크기를 작게 한다. 이 외에도, 종래의 톱밥 제조기 등을 이용하여 원재료의 크기를 조절할 수 있다.
상기 원재료의 크기를 조절하는 단계에서, 캐쉬넛 껍질만이 원재료로 투입될 수 도 있고, 그 외에 목분, 또는 나무 조각 등이 함께 투입될 수도 있다. 다른 방법으로, 상기 캐쉬넛 껍질과 목분 등은 개별적으로 크기가 조절 된 후, 건조 단계 전에 또는 성형 단계 전에 서로 혼합될 수 있다.
상기 크기가 조절된 원재료는 함수율을 조절하기 위하여 건조된다(S 20). 상기 원재료를 건조기로 이송하기 위하여 사이클론 이송기 또는 달팽이관 이송 방법 등이 이용될 수 있다.
상기 원재료는 함수율이 약 10 내지 약 20%이도록 건조된다. 함수율이 약 10% 미만인 경우, 건조 시간이 오래 걸리고, 성형 후 안정성이 저하될 수 있으며, 함수율이 약 20% 이상인 경우, 성형 과정에서 발생하는 증기 등에 의해 펠릿에 결함 등이 발생할 수 있다.
상기 원재료의 건조에는 가열된 건조 공기 등이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 건조 공기의 온도는 약 70 내지 200℃일 수 있다. 캐쉬넛 껍질은, 목분 보다 함수율이 낮아 상기 건조 공정 시간을 줄일 수 있다.
건조된 원재료는 소정의 형상을 갖도록 성형된다(S 30). 성형된 펠릿은 성형기 및 펠릿의 용도에 따라 원통 형상, 직육면체 형상, 타원 형상 등 다양한 형상을 갖도록 성형될 수 있다. 상기 성형에는 원형 다이 방식 펠릿 성형기, 평판 다이 방식 펠릿 성형기 및 기타 펠릿 제조용으로 사용될 수 있는 종래의 압출 성형기들이 사용될 수 있다. 상기 성형기들은 종래의 성형기들과 동일한 것이 사용될 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
캐쉬넛 껍질에 함유된 유분은 성형 과정에서 윤활 작용을 하여 성형 압력을 낮출수 있을 뿐만 아니라, 펠릿 내의 결함을 줄이고 밀도를 높여 내구성 및 열효율을 증가시킬 수 있다.
상기 성형 과정에서 가해지는 열에 의해 원재료의 함수율은 줄어들게 되며, 성형 후 펠릿의 함수율은 약 10%이하인 것이 바람직하다. 펠릿의 함수율이 약 10%를 초과하는 경우, 열효율이 저하될 수 있다.
다음으로, 상기 펠릿을 냉각한다(S 40). 성형 직 후의 펠릿은 뜨겁고 무르다. 따라서, 이송, 저장 전에 펠릿의 안정성을 확보할 수 있도록 냉각하는 단계가 필요하다.
예를 들어, 상기 펠릿의 냉각은 실온의 공기를 가하여 이루어질 수 있다. 냉각 속도가 과도하게 빠른 경우, 압박에 의한 파열 현상이 발생할 수 있으며, 부스러기 발생율을 높일 수 있으므로, 온도 충격이 가해지지 않도록 주의하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 공기의 흐름을 위쪽으로 올려 냉각하는 역류 방식 냉각 방법 등이 사용될 수 있다.
상기 냉각된 펠릿은 이송되어 포장 또는 저장된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료용 펠릿의 제조방법에 따르면, 캐쉬넛 껍질을 사용함으로써, 제조 과정에서 펠릿의 신뢰성을 높이고, 펠릿의 안정성 및 열효율을 개선할 수 있다. 뿐만 아니라, 폐플라스틱이나 고분자 바인더 수지를 사용하지 않으므로, 유해 가스 배출 등의 염려가 없다.
이하에서는 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 일 실시예에 따 른 연료용 펠릿의 제조방법 및 제조된 펠릿의 성능을 살펴보기로 한다.
실시예 1
캐쉬넛 껍질 약 10kg을 파쇄기에 투입하여, 파쇄한 후, 약 85℃에서 상온까지 온도를 변화시켜 24시간 동안 건조하여 얻어진 캐쉬넛 껍질 분말을 평판 다이 방식 펠릿 성형기에 투입하고, 얻어진 펠릿을 냉각하여 직경이 약 8mm이고 길이가 약 30mmm인 펠릿을 준비하였다. 상기 성형기의 온도 및 성형 압력은 약 85℃, 약 4,500kgf/cm2이었다.
실시예 2
캐쉬넛 껍질 약 9kg 및 톱밥(목분) 약 1kg을 파쇄기에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 직경이 약 8mm이고 길이가 약 30mm인 펠릿을 준비하였다.
실시예 3
캐쉬넛 껍질 약 8kg 및 톱밥(목분) 약 2kg을 파쇄기에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 직경이 약 8mm이고 길이가 약 30mm인 펠릿을 준비하였다.
실시예 4
캐쉬넛 껍질 약 7kg 및 톱밥(목분) 약 3kg을 파쇄기에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 직경이 약 8mm이고 길이가 약 30mm인 펠릿을 준비하였다.
실시예 5
캐쉬넛 껍질 약 6kg 및 톱밥(목분) 약 4kg을 파쇄기에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 직경이 약 8mm이고 길이가 약 30mm인 펠릿을 준비하였다.
실시예 6
캐쉬넛 껍질 약 5kg 및 톱밥(목분) 약 5kg을 파쇄기에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 직경이 약 8mm이고 길이가 약 30mm인 펠릿을 준비하였다.
비교예 1
캐쉬넛 껍질 대신 톱밥(목분) 약 10kg을 파쇄기에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 직경이 약 8mm이고 길이가 약 30mm인 펠릿을 준비하였다.
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따라 얻어진 펠릿의 물성을 아래의 표 1에 나타내었다.
표 1
표 1에서, 발열량은 펠릿을 연소하였을 때, 발생하는 열량은 전건 무게 당 열량으로 나타낸 것이고, 회분은 펠릿의 연소 후에 남는 잔류 무기물의 양을 건량 기준 백분율로 나타낸 것이고, 함수율은 펠릿의 함유 수분의 양을 습량 기준 백분율로 나타낸 것이다.
표 1을 참조하면, 캐쉬넛 껍질만을 사용하여 펠릿을 제조하는 경우, 발열량은 크나, 회분율 및 함수율이 높다는 문제점이 있음을 알 수 있다. 반면, 목분과 캐쉬넛 껍질을 혼합하여 펠릿을 제조하여 발열량을 증가시킴과 동시에 회분, 밀도, 및 함수율 등에서 바람직한 물성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 산업용 또는 가정용 난방 등의 분야에서 연료로 사용될 수 있는 펠릿의 제조에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 연료용 펠릿의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
Claims (5)
- 캐쉬넛 껍질을 포함하는 원재료를 파쇄 또는 분쇄하여 크기를 조절하는 단계;상기 원재료를 건조하는 단계;상기 건조된 원재료를 가온 및 가압하여 펠릿을 형성하는 단계; 및상기 펠릿을 냉각하는 단계를 포함하는 연료용 펠릿의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 원재료는 목분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료용 펠릿의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 건조된 원재료의 함수율은 10 내지 20%인 것을 특징으로 하는 연료용 펠릿의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 펠릿의 함수율은 10% 이하인 것을 특징으로 하는 연료용 펠릿의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 펠릿은 직육면체 또는 원통 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 연료용 펠릿의 제조방법.
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| KR20210096915A (ko) * | 2020-01-29 | 2021-08-06 | 한국에너지기술연구원 | 상온에서 적용 가능한 캐슈 펠릿 연료 제조방법 |
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2009
- 2009-06-25 KR KR1020090056739A patent/KR20100138286A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101635974B1 (ko) * | 2015-10-05 | 2016-07-06 | 주식회사 이지앤씨코리아 | 캐슈넛을 이용한 연료용 펠릿 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 연료용 펠릿 |
| WO2018174334A1 (ko) * | 2017-03-21 | 2018-09-27 | 애경유화 주식회사 | 캐슈넛 껍질 오일 및 기타 조동식물성 유지의 정제방법 |
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