KR20110121485A

KR20110121485A - 옥수수 속대를 이용한 연료펠릿의 제조방법 및 그 조성물

Info

Publication number: KR20110121485A
Application number: KR1020100041090A
Authority: KR
Inventors: 황보기철
Original assignee: 황보기철
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-11-07

Abstract

본 발명은 옥수수 속대를 이용한 연료펠릿의 제조방법을 개시한다. 본 발명의 제조방법은, (a) 옥수수속대의 분쇄물을 포함하는 원료분쇄물을 건조하는 단계; (b) 상기 원료분쇄물에 접착제를 75~97체적% 대 3~25체적%의 비율로 혼합하여 교반하는 단계; (c) 압출성형을 통해 펠릿을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 연료펠릿은 중국이나 동남아시아 등지에서 저렴하게 수급할 수 있는 옥수수의 속대를 주원료로 이용하므로 기존의 우드펠릿에 비해 더 저렴한 가격으로 생산하는 것이 가능하다. 따라서 대규모 시설농업이나 비닐하우스를 운영하는 농가의 연료비 부담을 경감시킬 수 있다.

Description

옥수수 속대를 이용한 연료펠릿의 제조방법 및 그 조성물{Manufacturing method and composite of corn cob fuel pellet}

본 발명은 옥수수를 이용한 연료펠릿에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 씨알(열매)이 제거된 옥수수 속대를 이용하여 연료펠릿을 제조하는 방법에 관한 것이다.

옥수수는 가축의 먹이나 인간의 식량으로 대량 소비되기도 하지만 산업용으로도 광범위하게 사용되고 있는 작물이다.

예를 들어 옥수수 전분은 제지와 풀을 만드는 원료로 사용되기도 하고 발효에 의해 당분이나 에탄올 등으로 만들어지기도 한다. 또한 옥수수 속대는 버섯배지, 건축자재, 연마재 등으로 사용되기도 하고, 숯으로 만들어져 연료로 사용되기도 한다.

한편 최근 신재생에너지에 대한 관심이 증가하면서 폐목재 등 산림부산물을 이용한 연료인 우드펠릿(wood pellet)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 대규모 영농설비나 시설하우스 등을 관리하는 데는 난방용 연료비가 막대하게 소요되는데 우드펠릿은 농가의 비용부담을 줄일 수 있는 장점 때문에 그 사용량이 점차 증가하고 있다.

그런데 최근 국제유가가 안정세에 접어들면서 보일러용 등유에 대한 우드펠릿의 가격경쟁력이 다소 둔화된데다, 등유 등에 비해 공급이 원활하지 못하기 때문에 그 성장세가 아직까지 기대에 미치지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중국이나 동남아시아 등지에서 저렴하게 수급할 수 있는 옥수수 속대를 이용하여 기존의 우드펠릿을 대체할 수도 있고 병행하여 사용할 수도 있는 새로운 연료펠릿을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 이를 통해 농가의 연료 선택폭을 넓혀줌으로써 비용부담을 경감시키는데 그 목적이 있다. 나아가 석유 등 화석연료의 수요를 줄일 수 있는 새로운 저탄소 녹색에너지를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, (a) 옥수수속대의 분쇄물을 포함하는 원료분쇄물을 건조하는 단계; (b) 상기 원료분쇄물에 접착제를 75~97체적% 대 3~25체적%의 비율로 혼합하여 교반하는 단계; (c) 압출성형을 통해 펠릿을 제조하는 단계를 포함하는 연료 펠릿의 제조방법을 제공한다.

이때 상기 원료분쇄물은 상기 옥수수속대의 분쇄물 100체적부에 대하여 옥수수대(줄기), 톱밥, 볏짚, 왕겨, 대패밥, 콩대, 밤껍질, 땅콩껍질, 잣껍질, 잣솔방울, 대패밥, 숯, 무연탄으로 이루어지는 군(群) 중에서 선택된 적어도 하나의 부자재의 분쇄물이 0~100체적부로 혼합된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 접착제는 전분접착제, 대두접착제, 아교접착제, 카제인접착제, 혈액알부민접착제로 이루어지는 군(群) 중에서 선택된 적어도 하나의 접착제에 수성아크릴수지가 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 연료펠릿은 중국이나 동남아시아 등지에서 저렴하게 수급할 수 있는 옥수수의 속대를 주원료로 이용하므로 기존의 우드펠릿에 비해 더 저렴한 가격으로 생산하는 것이 가능하다. 따라서 대규모 시설농업이나 비닐하우스를 운영하는 농가의 연료비 부담을 경감시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 연료펠릿은 석유 등 화석연료의 수요를 줄임으로써 새로운 유형의 저탄소 녹색에너지로 자리매김할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료펠릿 제조과정을 나타낸 순서도

본 발명의 실시예에 따른 연료펠릿은 옥수수 속대(옥수수 씨알이 박혀있는 딱딱한 속부분으로서 겉껍질, 수염, 씨알 등이 제거된 상태의 것)를 주원료로 사용하는 점에 특징이 있다. 이하에서는 도 1의 순서도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

먼저 옥수수 씨알이 제거된 속대를 준비하고 이를 분쇄하여 원료분쇄물을 만든다. 원료분쇄물의 입경은 대략 3mm 이하인 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. (ST11)

이어서 원료분쇄물을 건조기에 투입하여 수분 함량이 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하가 되도록 건조시킨다. (ST12)

이어서 교반기에 원료분쇄물과 접착제를 투입하여 혼합 교반시킨다. 이때 원료분쇄물 75~97체적%에 대하여 접착제를 3~25체적%의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

접착제는 천연접착제를 사용하는 것이 가장 바람직하며, 천연접착제에는 전분접착제, 대두접착제 등의 식물성 접착제와 아교(수교)접착제, 카제인접착제, 혈액알부민접착제 등의 동물성 접착제가 사용될 수 있다. 또한 전술한 종류의 접착제 군(群)에서 한 종류를 사용하거나 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

그리고 접착력을 보다 강화시키기 위해서는 식물성 접착제 또는 동물성 접착제 90체적%에 대하여 수성아크릴수지 10체적%를 혼합하여 사용할 수도 있다.

식물성 및 동물성 접착제를 대신하여 또는 이들과 함께 석탄산수지, 요소수지, 멜라민수지, 초산비닐수지, 탄닌수지, 페놀수지 등이 사용될 수도 있다.

한편 교반기에서 원료분쇄물과 접착제를 혼합하여 교반할 때는 접착제의 종류에 따라 80~420도의 온도로 가열해줌으로써 접착제가 원료분쇄물의 틈새로 고르게 침투할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. (ST13)

교반을 마친 혼합물은 성형기로 투입되며, 성형기에서 고압으로 압축된 후 토출구를 통해 압출되면서 대략 1~3cm 정도의 길이를 가지는 펠릿으로 제조된다. (ST14)

한편 이상에서는 옥수수 속대만을 원료로 사용하였으나, 옥수수속대에 다른 종류의 부자재를 첨가할 수도 있다. 예를 들어 옥수수대(줄기), 톱밥, 볏짚, 왕겨, 대패밥, 콩대, 밤껍질, 땅콩껍질, 잣껍질, 잣솔방울, 대패밥 등의 분쇄물을 추가로 함께 혼합하여 제조할 수도 있고, 숯 또는 무연탄 등의 연료분쇄물을 함께 혼합하여 제조할 수도 있다. 이들 부자재 분쇄물의 입경은 옥수수 속대분쇄물보다 작거나 같은 것이 바람직할 것이다.

또한 이러한 부자재 분쇄물은 한 종류를 사용하거나 전술한 군(群)에서 선택된 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 어떤 경우이든 원료분쇄물은 옥수수 속대분쇄물 100체적부에 대해 부자재분쇄물 0~100체적부의 비율 - 즉, 최대 1 : 1의 체적비율 - 로 혼합하는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니므로 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있다. 그런데 이와 같이 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.

Claims

(a) 옥수수속대의 분쇄물을 포함하는 원료분쇄물을 건조하는 단계;
(b) 상기 원료분쇄물에 접착제를 75~97체적% 대 3~25체적%의 비율로 혼합하여 교반하는 단계;
(c) 압출성형을 통해 펠릿을 제조하는 단계;
를 포함하는 연료 펠릿의 제조방법
제1항에 있어서,
상기 원료분쇄물은 상기 옥수수속대의 분쇄물 100체적부에 대하여 옥수수대(줄기), 톱밥, 볏짚, 왕겨, 대패밥, 콩대, 밤껍질, 땅콩껍질, 잣껍질, 대패밥, 숯, 무연탄으로 이루어지는 군(群) 중에서 선택된 적어도 하나의 부자재의 분쇄물이 0~100체적부로 혼합된 것을 특징으로 하는 연료 펠릿의 제조방법
제1항에 있어서,
상기 접착제는 전분접착제, 대두접착제, 아교접착제, 카제인접착제, 혈액알부민접착제로 이루어지는 군(群) 중에서 선택된 적어도 하나의 접착제에 수성아크릴수지가 포함된 것을 특징으로 하는 연료 펠릿의 제조방법
옥수수속대의 분쇄물 100체적부에 대하여 옥수수대(줄기), 톱밥, 볏짚, 왕겨, 대패밥, 콩대, 밤껍질, 땅콩껍질, 잣껍질, 잣솔방울, 대패밥, 숯, 무연탄으로 이루어지는 군(群) 중에서 선택된 적어도 하나의 부자재의 분쇄물이 0~100체적부로 혼합된 원료분쇄물;
상기 원료분쇄물 75~97체적% 에 대하여 3~25체적%의 비율로 혼합되는 것으로서, 전분접착제, 대두접착제, 아교접착제, 카제인접착제, 혈액알부민접착제로 이루어지는 군(群) 중에서 선택된 적어도 하나에 수성아크릴수지가 첨가된 접착제;
를 포함하는 연료 펠릿의 조성물