KR20110009294A - 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄화시켜 파쇄한 왕겨와 천연설렐로이스와 밴토나이트 및 일라이트를 혼합한 혼합물에 물, 물엿, 전분 및 가성소다를 혼합하면서 왕겨탄의 형상으로 성형하도록 하고 상기의 왕겨에 야자 및 팜 껍질을 탄화 분쇄한 미분(250~350매쉬) 및 참숫분 등을 혼합하도록 함으로써 왕겨탄에서 부족한 탄소를 충족시켜 주어 왕겨탄의 화도을 높여 주고 왕겨의 성분 중 회분 속에 포함된 규사, 게르마늄, 셀레륨 성분이 구이용 탄이 발화시 다량의 원적외선, 음이온을 방사하여 생선, 조류, 돼지, 소 등의 육류에서 나는 잡내를 없애주고 안과 겉이 동시에 익기 때문에 육즙이 빠지지 않아 고기맛을 부드럽고 맛을 살려주도록 한 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법에 관한 것이다.

상기의 본 발명은,

왕겨, 천연설렐로이스, 밴토나이트, 일라이트, 전분, 가성소다 및 물엿을 각각 호퍼에 저장하는 과정과,

상기의 왕겨를 스크류 컨베이어로 이송하면서 킬룬탄화로에서 400∼600℃의 온도에서 10~12시간 동안 간접 연소시키는 중에 탄화시키는 과정과,

상기의 탄화한 왕겨를 파쇄기에서 250∼300 메시의 크기로 분쇄하는 과정과,

상기의 분쇄한 왕겨 85∼91 중량%와 천연설렐로이스 6∼10중량%와 밴토나이트 2.5∼3.5 중량% 및 일라이트 2.5∼3.5 중량%를 혼합하여 혼합물을 형성하는 과정과,

상기의 혼합물을 스크류 컨베이어로 이송하면서 믹서기에서 혼합물 68∼72 중량%, 전분 20∼30 중량%, 가성소다 0.5∼1.5 중량% 및 물엿 3.5∼4.5 중량% 및 물 65∼75 중량의 비율로 혼합하여 반제품을 제조하는 과정과,

상기의 혼합한 반제품을 성형기에 넣어 중앙에 다수의 구멍이 뚫린 원기둥이나 다각형 기둥의 고체연료로 성형하는 과정과,

상기의 성형한 고체연료를 건조로에 넣어 약 200~300℃의 열풍으로 건조시켜 고체연료를 완성하는 과정들로 구성됨을 특징으로 한다.

왕겨, 천연설렐로이스, 밴토나이트, 일라이트, 탄화,

Description

왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법{solid fuel}

본 발명은 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 탄화시켜 파쇄한 왕겨와 천연설렐로이스와 밴토나이트 및 일라이트를 혼합한 혼합물에 물, 물엿, 전분 및 가성소다를 혼합하면서 왕겨탄의 형상으로 성형하도록 하고 상기의 왕겨에 야자 및 팜 껍질을 탄화 분쇄한 미분(250~350매쉬) 및 참숫분 등을 혼합하도록 함으로써 왕겨탄에서 부족한 탄소를 충족시켜 주어 왕겨탄의 화도을 높여 주고 왕겨의 성분 중 회분 속에 포함된 규사, 게르마늄, 셀레륨 성분이 구이용 탄이 발화시 다량의 원적외선, 음이온을 방사하여 생선, 조류, 돼지, 소 등의 육류에서 나는 잡내를 없애주고 안과 겉이 동시에 익기 때문에 육즙이 빠지지 않아 고기맛을 부드럽고 맛을 살려주도록 한 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 숯불구이용으로 이용되는 고체연료의 경우 참나무 숯을 이용한 참숯이 가장 좋은 것으로 평가되고 있으나 가격이 비싸다는 큰 단점이 있다.

따라서 현재 대량으로 이용되고 있는 대부분의 업소에서는 목분을 탄화하여 압축시킨 수입성형목탄과 목분에 화공약품인 질산바륨, 질산소다 등을 첨가시켜 착 화성과 휴대성을 높인 순간착화 열탄이 일반적으로 가장 널리 사용되고 있다.

지금까지의 숯불구이용 고체연료에 대한 개발 경향을 살펴보면 고형연료(특 10-0278791), 휴대용 고체연료(특 20-0220385호), 고체연료(특 1985-0001738), 2차적 성형목탄형 고체연료(특 1990-0004939호), 고체연료(특 1995-0005691호), 고체연료조성물(특 0144698호) 등과, 그 외 등록되지 못한 많은 출원물들은 대부분 업소에서 열탄 사용시 외부에서 착화하여 실내로 옮겨오는 과정을 생략하여 편리성을 추구하기 위해 목분에 첨가되는 화공약품 조성물의 종류, 혼합량 및 혼합방법에 대한 내용으로 구성되어 있다.

그러나 순간착화 등의 편리성을 위해 다양한 화공약품의 첨가와 복잡한 제조공정의 순간착화식 열탄은 MBC(2000년 12월, 2001년 2월, 2002년 5월), KBS(2002년 5월), SBS(2001년 12월, 2002년 3월, 2002년 5월) 뉴스에서 보도된 바와 같이 직화 구이 시 바륨, 아연 등의 유해성분 검출과 벤조피렌 등의 발암물질에 의한 위해성의 문제와, 생산단가의 상승으로 실제 현장적용에는 문제점을 발생시킬 수 있다.

따라서 소량으로 이용되는 가정용, 야외용으로는 일부 개발, 판매되고 있으나, 현재 대부분의 숯불구이용 고체연료를 사용하는 업소들의 경우 편리성보다는 경제성에 중점을 두어 여전히 실외에서 착화하여 실내로 옮겨오는 목분을 탄화하여 압축시킨 일반적인 수입 열탄의 이용률이 훨씬 높은 실정이다.

그러나 대부분 업소에서 이용되고 있는 숯불구이용 열탄은 생산에 있어 원료 수급문제와 제조단가 등의 경제적인 문제에 의해 수입에 의존하고 있으며 사용시 재비산과 연소지속성에 문제가 있었다.

그리하여 1980년 7월 5일자 특허출원 제1980-0002678호(왕겨의 탄화방법)가 제안되었는 바,

이는, 왕겨 등에 (가성소다:(NaOH), 소다회:(Na2 CO3), 황화나트리움:(Na2S) 등의 알카리 용액을 첨가하여 가열한 다음, 알카리용액을 탈액(脫液) 수세(水先)한 후 건류 또는 불완전 연소시켜 비결정성 탄소(非決晶性 炭素)를 만들어 저온에서도 용이하게 연소되도록 구성하였다.

그리고 1985년 5월 10일자 실용신안등록출원 제1985-0005435호(왕겨탄의 제조장치)가 제안되었는 바,

이는, 분쇄통과 고정마찰통내에 장설된 분쇄로울러의 첨단에 연결시킨 스크류로 하여금 분쇄통 내에서 분쇄된 왕겨분말을 힘 안들이고 단순히 이송하는 역할만 할 수 있도록 고정마찰통과 성형 압출 실린더 사이에 압출스크류가 장설된 압송실린더를 연결시켜 구성하였다.

또한, 1994년 3월 31일자 특허출원 제1994-0006853호(왕겨활성탄의 제조방법)가 제안되었는 바,

이는, 탄소와 결합되어 있는 무기물을 화학적으로 반응시켜 제거하여 잔류탄소에 활성탄화 능력이 나타나도록 하고,

규소는 알칼리 용액에 매우 잘 용해된다는 사실을 이용하여 왕겨를 탄화시킨 후 알카리 수용액으로 처리하여 SiO2 성분을 용출시켜 고형물로 회수하고,

SiO2 성분이 용출된 왕겨를 다시 활성화로에서 직접 NaOH 수용액과 반응시켜 활성탄을 제조하고,

활성화을 제조한 후 세정과정에서 사용한 NaOH 수용액을 회수하여 재사용하도록 함으로써 종래의 활성탄보다 활성화성능 지수가 매우 높은 활성탄을 저렴한 비용으로 용이하게 얻었으며, SiO2 성분을 부산물을 추출할 수 있도록 하였다.

그리고 1995년 7월 26일자 특허출원 제1995-022372호(입상왕겨 활성탄의 제조방법)가 제안되었으며,

1) 왕겨로부터 수분제거 및 휘발성 물질(Volatile matter)을 제거하기 위하여 약 600℃에서 약 1시간동안 건류시켜 분말형 탄화왕겨를 제조하는 공정,

2) 탄화시킨 왕겨를 부스러지지 않고 단단한 물질로 만들기 위하여 다시 녹말풀 또는 폐당밀과 같은 점결제와 혼합하여 유연성 있는 가소성 물질로 만들어서 형틀에 주입하고 난 후, 5∼20㎏/㎠로 가압, 압출한 후 약 800℃에서 1시간동안 재탄화시켜 부서지지 않고 단단한 입상형 탄화왕겨를 제조하는 공정,

3) 재탄화된 입상형 탄화왕겨를 약 pH13∼14의 수산화나트륨(NaOH)용액에 약 30분간 침적시킨 후 600℃에서 약 10분∼30분정도 활성화시키는 공정,

4) 활성화공정을 거친 입상 왕겨활성탄을 다시 세척, 건조시키는 공정으로 구성하였다.

그러므로 통상의 방법과 같은 공지의 방법으로 분말형 탄화왕겨를 제조하고 탄화시킨 왕겨의 입자간에 가교(Bridging)역할을 할 수 있는 점결제로서 시중에서 용이하게 구입할 수 있는 녹말풀 포도당 공장의 폐당밀을 일정비율로 혼합하여 형틀(Mold)에 주입한 후, 5∼20㎏/㎠로 가압, 압출하도록 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 왕겨탄의 제조방법에 의하여서는 왕겨를 가공하 는 과정이 복잡하거나 왕겨를 단순히 접착성분으로 경화시키는 과정에 의해서만 제조하였으므로 연소 중에 발생할 수 있는 연기나 냄새 등으로 인해 사용중에 불편을 겪게 되는 등의 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하는 동시에 본 출원인의 선등록 특허 제10-0852790호(왕겨를 이용한 친환경적 고체연료의 제조방법)을 개선한 것으로서, 탄화시켜 파쇄한 왕겨와 천연설렐로이스와 밴토나이트 및 일라이트를 혼합한 혼합물에 물, 물엿, 전분 및 가성소다를 혼합하면서 왕겨탄의 형상으로 성형하도록 함으로써 왕겨의 성분 중 회분 속에 포함된 규사, 게르마늄, 셀레륨 성분이 구이용 탄이 발화시 다량의 원적외선, 음이온을 방사하여 생선, 조류, 돼지, 소 등의 육류에서 나는 잡내를 없애주고 안과 겉이 동시에 익기 때문에 육즙이 빠지지 않아 고기맛을 부드럽고 맛을 살려주도록 한 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 왕겨에 야자 및 팜껍질을 탄화 분쇄한 미분(250~350매쉬) 및 참숫분 등을 혼합하도록 함으로써 왕겨탄에서 부족한 탄소를 충족시켜 주어 왕겨탄의 화도를 높여 주도록 함을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법은,

왕겨, 천연설렐로이스, 밴토나이트, 일라이트, 전분, 가성소다 및 물엿을 각각 호퍼에 저장하는 과정과,

상기의 왕겨를 스크류 컨베이어로 이송하면서 킬룬탄화로에서 400∼600℃의 온도에서 10~12시간 동안 간접 연소시키는 중에 탄화시키는 과정과,

상기의 탄화한 왕겨를 파쇄기에서 250∼300 메시의 크기로 분쇄하는 과정과,

상기의 분쇄한 왕겨 85∼91 중량%와 천연설렐로이스 6∼10중량%와 밴토나이트 2.5∼3.5 중량% 및 일라이트 2.5∼3.5 중량%를 혼합하여 혼합물을 형성하는 과정과,

상기의 혼합물을 스크류 컨베이어로 이송하면서 믹서기에서 혼합물 68∼72 중량%, 전분 20∼30 중량%, 가성소다 0.5∼1.5 중량% 및 물엿 3.5∼4.5 중량% 및 물 65∼75 중량의 비율로 혼합하여 반제품을 제조하는 과정과,

상기의 혼합한 반제품을 성형기에 넣어 중앙에 다수의 구멍이 뚫린 원기둥이나 다각형 기둥의 고체연료로 성형하는 과정과,

상기의 성형한 고체연료를 건조로에 넣어 약 200~300℃의 열풍으로 건조시켜 고체연료를 완성하는 과정들로 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법에 의하여서는 왕겨를 간접 연소시키면서 탄화하여 파쇄하도록 하고,

왕겨, 천연설렐로이스, 밴토나이트 및 일라이트를 혼합하여 혼합물을 형성하도록 하고,

상기의 혼합물과 전분, 가성소다, 물엿 및 물을 혼합하면서 성형한 후 건조시키도록 함으로써 왕겨의 성분 중 회분 속에 포함된 규사, 게르마늄, 셀레륨 성분이 구이용 탄이 발화시 다량의 원적외선, 음이온을 방사하여 생선, 조류, 돼지, 소 등의 육류에서 나는 잡내를 없애주고 안과 겉이 동시에 익기 때문에 육즙이 빠지지 않아 고기맛을 부드럽고 맛을 살려주도록 하고,

상기의 왕겨에 야자 및 팜껍질을 탄화 분쇄한 미분(250~350매쉬) 및 참숫분 등을 혼합하도록 함으로써 왕겨탄에서 부족한 탄소를 충족시켜 주어 왕겨탄의 화도를 높여 주는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법은,

왕겨, 천연설렐로이스, 밴토나이트, 일라이트, 전분, 가성소다 및 물엿을 각각 호퍼(1)(11)(12)(13)(14)(15)(16)에 저장하는 과정과,

상기의 왕겨를 스크류 컨베이어(2)로 이송하면서 킬룬탄화로(3)에서 400∼600℃의 온도에서 10~12시간 동안 간접 연소시키는 중에 탄화시키는 과정과,

상기의 탄화한 왕겨를 스크류 컨베이어(4)로 이송하면서 파쇄기(5)에서 250∼300 메시의 크기로 파쇄하는 과정과,

상기의 분쇄한 왕겨 85∼91 중량%와 천연설렐로이스 6∼10중량%와 밴토나이트 2.5∼3.5 중량% 및 일라이트 2.5∼3.5 중량%를 제1 믹서기(6)에서 혼합하여 혼합물을 형성하는 과정과,

상기의 혼합물을 스크류 컨베이어(7)로 이송하면서 제2 믹서기(8)에서 혼합물 68∼72 중량%, 전분 20∼30 중량%, 가성소다 0.5∼1.5 중량% 및 물엿 3.5∼4.5 중량% 및 물 65∼75 중량의 비율로 혼합하여 반제품을 제조하는 과정과,

상기의 혼합한 반제품을 성형기(9)에 넣어 중앙에 다수의 구멍이 뚫린 원기둥이나 다각형 기둥의 고체연료로 성형하는 과정과,

상기의 성형한 고체연료를 이송 컨베어(10)로 이송하면서 건조로(21)에 넣어 약 200~300℃의 열풍으로 건조시킨 후 냉각팬(22)으로 냉각시키면서 고체연료를 완성하는 과정과,

상기의 성형한 고체연료를 포장기(23)에서 포장하여 출고할 수 있도록 하는 과정들로 구성한 것이다.

상기의 본 발명은 왕겨, 천연설렐로이스, 밴토나이트, 일라이트, 전분, 가성소다 및 물엿의 재료로 구이에 좋은 고체연료를 제조하도록 한 것으로서,

왕겨, 천연설렐로이스, 밴토나이트, 일라이트, 전분, 가성소다 및 물엿을 각각 호퍼(1)(11)(12)(13)(14)(15)(16)에 저장하도록 한다.

상기의 왕겨를 스크류 컨베이어(2)로 이송하면서 킬룬탄화로(3)에서 400∼600℃의 온도에서 10~12시간 동안 간접 연소시키는 중에 탄화시키도록 한다.

상기의 탄화한 왕겨를 스크류 컨베이어(4)로 이송하면서 파쇄기(5)에서 250∼300 메시의 크기로 파쇄하도록 한다.

상기의 분쇄한 왕겨 85∼91 중량%와 천연설렐로이스 6∼10중량%와 밴토나이트 2.5∼3.5 중량% 및 일라이트 2.5∼3.5 중량%를 제1 믹서기(6)에서 혼합하여 혼합물을 형성하도록 한다.

상기의 천연셀렐로오스는 구조탄수화물로서 다당류이고, 상기의 밴토나이트 에는 아주 작은 미량 원소까지 66종 이상의 천연 미네랄 성분이 다량 포함되어 있으며, 일라이트는 음이온 발생과 원적외선 방사의 상호작용을 하는 것으로서 고체연료를 사용하는 중에 인체에 유익하도록 작용한다.

상기의 혼합물을 스크류 컨베이어(7)로 이송하면서 제2 믹서기(8)에서 혼합물 68∼72 중량%, 전분 20∼30 중량%, 가성소다 0.5∼1.5 중량% 및 물엿 3.5∼4.5 중량% 및 물 65∼75 중량의 비율로 혼합하여 반제품을 제조하도록 한다.

상기의 전분, 가성소다 및 물엿의 접착성 물질은 고체연료를 성형한 후 임의로 분리되는 것을 방지하여 고체연료로의 제작이 가능하도록 함은 물론, 배합하는 비율에 의하여 연소 상태를 얼마간 조절할 수 있게 된다.

상기의 혼합한 반제품을 성형기(9)에 넣어 중앙에 다수의 구멍이 뚫린 원기둥이나 다각형 기둥의 고체연료로 성형한다.

상기의 성형한 고체연료를 이송 컨베어(10)로 이송하면서 건조로(21)에 넣어 약 200~300℃의 열풍으로 건조시킨 후 냉각팬(22)으로 냉각시키면서 고체연료를 완성하도록 한다.

상기의 성형한 고체연료를 포장기(23)에서 포장하여 출고할 수 있도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 고체연료를 제조하는 상태를 나타낸 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 11, 12, 13, 14, 15, 16 : 호퍼

3 : 킬룬탄화로 5 : 파쇄기

6, 8 : 믹서기 9 : 성형기

21 : 건조로

Claims (1)

1. 왕겨, 천연설렐로이스, 밴토나이트, 일라이트, 전분, 가성소다 및 물엿을 각각 호퍼(1)(11)(12)(13)(14)(15)(16)에 저장하는 과정과,

   상기의 왕겨를 스크류 컨베이어(2)로 이송하면서 킬룬탄화로(3)에서 400∼600℃의 온도에서 10~12시간 동안 간접 연소시키는 중에 탄화시키는 과정과,

   상기의 탄화한 왕겨를 스크류 컨베이어(4)로 이송하면서 파쇄기(5)에서 250∼300 메시의 크기로 파쇄하는 과정과,

   상기의 분쇄한 왕겨 85∼91 중량%와 천연설렐로이스 6∼10중량%와 밴토나이트 2.5∼3.5 중량% 및 일라이트 2.5∼3.5 중량%를 제1 믹서기(6)에서 혼합하여 혼합물을 형성하는 과정과,

   상기의 혼합물을 스크류 컨베이어(7)로 이송하면서 제2 믹서기(8)에서 혼합물 68∼72 중량%, 전분 20∼30 중량%, 가성소다 0.5∼1.5 중량% 및 물엿 3.5∼4.5 중량% 및 물 65∼75 중량의 비율로 혼합하여 반제품을 제조하는 과정과,

   상기의 혼합한 반제품을 성형기(9)에 넣어 중앙에 다수의 구멍이 뚫린 원기둥이나 다각형 기둥의 고체연료로 성형하는 과정과,

   상기의 성형한 고체연료를 이송 컨베어(10)로 이송하면서 건조로(21)에 넣어 약 200~300℃의 열풍으로 건조시킨 후 냉각팬(22)으로 냉각시키면서 고체연료를 완성하는 과정들로 구성한 것을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 고체연료의 제조방법.

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