KR20120014981A - 농수축산 폐기물 처리장치 - Google Patents

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손성경
조영두
김중열
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(주)피엠테크
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Abstract

본 발명은 폐기물 처리 시 냄새나 공해물질이 배출되지 않는 농수축산 폐기물 처리장치에 관한 것이다. 본 발명은 폐기물을 공급하기 위해 컨베이어 벨트와 롤러로 구성된 이동부와, 상기 이동부를 통해 공급되는 폐기물을 액화 질소에 노출시킴으로써 급속 냉동시키는 냉동부와, 상기 냉동부를 지나면서 냉동된 폐기물이 인입, 인출될 수 있도록 상부에는 분쇄 인입구가 형성되고 하부에는 분쇄 인출구가 형성된 분쇄부와, 상기 분쇄부 하부로 인출된 폐기물이 인입될 수 있도록 건조 인입구와 수분이 제거된 폐기물이 인출될 수 있도록 건조 인출구가 형성된 건조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 폐기물에 포함된 수분 제거가 용이하고, 수분 제거 시 냄새나 공해물질이 배출되지 않으므로 환경친화적이며, 구동부가 적어서 고장의 염려도 적다는 이점이 있다.

Description

농수축산 폐기물 처리장치{Treatment apparatus of agricultural, marine and livestock waste}
본 발명은 폐기물 처리에 관한 것으로, 더 상세하게는 농수축산 폐기물 처리장치에 관한 것이다.
최근 생활이 풍족해지면서 생활패턴이 소비지향적으로 바뀌어감에 따라 음식물의 소비 또한 폭발적으로 증대되고 있으며, 음식물의 소비량이 늘어나면서 필연적으로 음식물 쓰레기 또한 다량으로 발생되고 있고, 육류 소비량의 증대에 따라 닭, 돼지, 소 등의 가축을 대규모로 사육하기위한 축산시설이 생겨나면서 그로부터 발생되는 가축 분뇨의 처리 문제가 심각한 사회문제로 대두되고 있다.
또한, 농축수산물 유통집하장에서는 매년 수십만 톤의 폐기물이 발생하게 되는데 이러한 유기성 폐기물을 처리할 마땅한 방법이 없어서 모두 해결방안 도출에 고심하고 있는 실정이다.
한때 이러한 폐기물에 별다른 처리를 하지 않고 그냥 매립하는 방법이 사용되었으나, 그냥 매립하는 방법은 매립지의 부족, 침출수에 의한 환경오염, 해충의 서식과 같은 또 다른 문제를 야기하기 때문에 현재는 폐기물을 소각해서 매립하는 방법이 사용되고 있다.
하지만 염분을 포함한 폐기물이 고온에서 소각될 때 다이옥신이 발생하게 되고, 소각과정에서 냄새가 나며, 이산화탄소가 배출됨으로써 지구온난화를 가속시키는 문제가 있으므로 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 부피가 큰 폐기물을 용이하게 분해할 수 있고, 수분을 제거해서 부피를 줄일 수 있으며, 냄새나 공해물질이 배출되지 않는 농수축산 폐기물 처리장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐기물을 공급하기 위해 컨베이어 벨트와 롤러로 구성된 이동부와, 상기 이동부를 통해 공급되는 폐기물을 액화 질소에 노출시킴으로써 급속 냉동시키는 냉동부와, 상기 냉동부를 지나면서 냉동된 폐기물이 인입, 인출될 수 있도록 상부에는 분쇄 인입구가 형성되고 하부에는 분쇄 인출구가 형성된 분쇄부와, 상기 분쇄부 하부로 인출된 폐기물이 인입될 수 있도록 건조 인입구와 수분이 제거된 폐기물이 인출될 수 있도록 건조 인출구가 형성된 건조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치를 제공한다.
상기 냉동부는 액화 질소가 분사될 수 있도록 복수 개의 노즐이 형성된 분사기인 것을 특징으로 한다.
상기 냉동부는 폐기물을 액화 질소에 침전시킬 수 있도록 액화 질소가 수용된 용기인 것을 특징으로 한다.
폐기물이 상기 냉동부로 진입하는 부분에 기화된 질소를 흡입할 수 있는 흡입용 팬이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 분쇄부는 평행하게 배열된 한 쌍의 롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 이동부에는 상기 냉동부를 지나면서 냉동된 폐기물을 예비 분쇄하기 위한 진동발생수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 건조부는 가열수단이 구비된 열풍기와 싸이클론 집진기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가열수단은 전기히터인 것을 특징으로 한다.
상기 가열수단은 브라운 가스 발생기와 버너로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 건조부는 마이크로파 건조기인 것을 특징으로 한다.
상기 건조부는 원형으로 배열된 복수 개의 진공동결건조기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 농수축산 폐기물 처리장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명에 의하면 폐기물을 잘게 분해해서 수분을 제거하므로 처리속도가 매우 빠르고, 처리 후 부피를 획기적으로 줄일 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명에 의하면 폐기물이 냉각된 상태에서 고온의 열풍에 노출시켜 수분을 제거하므로 냄새가 나지 않고, 공해물질이 배출되지 않는다는 이점이 있다.
셋째, 본 발명에 의하면 구동부가 적기 때문에 고장의 우려가 적다는 이점이 있다.
넷째, 본 발명에 의하면 자동화를 통해 대량의 폐기물을 연속적으로 처리할 수 있다는 이점이 있다.
다섯째, 본 발명에 의하면 최종적으로 배출되는 폐기물을 비료나 사료로 재활용할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐기물 처리장치의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폐기물 처리장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폐기물 처리장치의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 농수축산 폐기물 처리장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 폐기물 처리장치의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐기물 처리장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 폐기물 처리장치의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
본 발명은 폐기물을 공급하기 위해 컨베이어 벨트(110)와 롤러(120)로 구성된 이동부(100)와, 상기 이동부(100)를 통해 공급되는 폐기물을 액화 질소에 노출시킴으로써 급속 냉동시키는 냉동부(200)와, 상기 냉동부(200)를 지나면서 냉동된 폐기물이 인입, 인출될 수 있도록 상부에는 분쇄 인입구(301)가 형성되고 하부에는 분쇄 인출구(302)가 형성된 분쇄부(300)와, 상기 분쇄부(200) 하부로 인출된 폐기물이 인입될 수 있도록 건조 인입구(401)와 수분이 제거된 폐기물이 인출될 수 있도록 건조 인출구(402)가 형성된 건조부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치를 제공한다.
본 발명은 농수축산 폐기물 처리장치에 관한 것인데, 대상물은 반드시 농수축산 폐기물에만 한정되지 않고, 전염병 등을 원인으로 폐사한 가축의 사체와 같은 병원성 사체도 대상으로 한다.
본 발명의 농수축산 폐기물 처리장치를 통한 과정은 액화 질소에 노출시킴으로써 폐기물을 급속 냉동시키는 단계(냉동단계), 기계적인 방법을 사용해서 극저온 냉동된 폐기물을 분쇄하는 단계(분쇄단계), 분쇄된 폐기물을 열풍, 마이크로파 또는 동결건조 방식으로 건조하는 단계(건조단계)로 구성된다.
본 발명에는 대량의 농수축산 폐기물 처리를 위해 폐기물을 자동으로 공급할 수 있도록 이동부(100)가 구비된다. 상기 이동부(100)는 컨베이어 벨트(110)와 상기 컨베이어 벨트(110)를 이동시키는 롤러(120)로 구성된다. 상기 컨베이터 벨트(110)와 상기 롤러(120)에 관한 구성은 종래와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 냉동부(200)로 공급되는 폐기물은 액화 질소에 노출됨으로써 급속 냉동된다. 유기물을 액화 질소에 노출시키는 방법으로는 액화 질소를 유기물에 직접 분사하는 방법, 액화 질소가 수용된 용기에 유기물을 담그는 방법 등 여러 가지 방법이 있을 수 있다.
일반적으로 액화 질소는 고압(1 MPa)의 상태로 관리되는데, 이러한 액화 질소가 상기 냉동부(200)를 통해 대기 중에 노출될 경우 액체 상태로 존재하던 질소는 기화되면서 대략 -196 ℃까지 급격하게 낮아지게 된다.
이러한 액화 질소를 이용해서 폐기물을 급속 냉동시키게 되면 분쇄나 건조와 같은 이 후의 처리과정에서 냄새가 나는 것을 방지할 수 있고, 급속 냉동된 폐기물은 결정화 상태가 되기 때문에 약한 충격을 가해도 용이하게 분쇄할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 질소는 대기 중에서 가장 많은 비율을 차지하고 있는 기체로서, 환경을 오염시키지 않는다는 이점도 있다.
상기 냉동부(200)를 지나면서 급속 냉동된 폐기물은 분쇄부(300)에 공급되어 잘게 분쇄된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 급속 냉동된 폐기물은 분쇄 인입구(301)을 통해 상기 분쇄부(300)에 공급되고, 상기 분쇄부(300)를 지나면서 작은 조각으로 분쇄된 폐기물은 분쇄 인출구(302)를 통해 후술할 건조부(400)에 공급된다. 상기 분쇄 인입구(301)는 상기 냉동부(200)를 거친 폐기물이 상기 분쇄부(300)에 용이하고 신속하게 공급될 수 있도록 상기 컨베이어 벨트(110) 보다 낮은 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분쇄 인출구(302) 주변에는 상기 분쇄부(300)에서 인출되는 작은 조각의 폐기물이 주변으로 흩어지지 않고 건조부(400)에 공급될 수 있도록 집적수단(500)이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 분쇄 인출구(302)를 통해 인출되는 작은 조각의 폐기물은 건조 인입구(401)를 통해 상기 건조부(400) 내부로 인입된다.
상기 건조부(400)에서는 작은 조각의 폐기물에 포함된 수분을 제거하는 과정이 진행된다. 상기 건조부(400)에 공급되는 작은 조각의 폐기물은 냉동된 상태로 공급되는데, 폐기물이 작은 조각은 분쇄되어 공급될 경우 고온의 열풍 등에 노출되는 면적이 크므로 수분이 빠르게 제거될 수 있고, 수분이 빠르게 제거되므로 건조과정에서 냄새도 나지 않고 공해물질이 배출되지 않으므로 친환경적이라는 이점이 있다.
상기 건조부(400)를 지나면서 수분이 제거된 폐기물은 매립해도 환경을 오염시키지 않을 뿐만 아니라 매립하지 않고 비료나 사료로 재활용될 수도 있다.
상기 냉동부(200)는 액화 질소가 분사될 수 있도록 복수 개의 노즐이 형성된 분사기인 것을 특징으로 한다.
상기 분사기에 형성된 복수 개의 노즐에서 분사되는 액화 질소는 스프레이 방식으로 분사되는데, 분사압력을 저압, 중압, 고압과 같이 단계적으로 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성할 경우 공급되는 폐기물의 양이나 부피에 따라 탄력적으로 대응할 수 있으며, 폐기물이 냉동되는 정도를 조절할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 상기 분사기는 구역을 나눠서 분사압을 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 폐기물이 상기 분사기 하부를 지나가는 방향을 따라 액화 질소의 분사압을 점점 증가시킬 수 있도록 구성되는 것이다. 만일 폐기물이 상기 분사기 하부에 진입될 때부터 고압의 분사압을 사용하게 되면 폐기물의 외부표면이 급속하게 냉동되고, 급속 냉동된 외부표면이 저항으로 작용해서 폐기물의 내부는 극저온으로 냉동되지 않을 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명에서는 폐기물이 상기 분사기 하부를 진입하는 부분에서는 저압의 분사압을 사용해서 냉동(예냉)시키고, 단계적으로 분사압을 증가시키면 최종적으로 내부까지 완전하게 극저온 냉동(본냉)시킬 수 있도록 구성하고 있다.
상기 냉동부(200)는 폐기물을 액화 질소에 침전시킬 수 있도록 액화 질소가 수용된 용기인 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 폐기물의 표면에 액화 질소를 분사하는 방법으로 폐기물을 급속 냉동시킬 수 있으나, 폐기물을 액화 질소에 침전시키는 방법으로 급속 냉동시킬 수도 있다. 이를 위해 액화 질소가 수용된 용기가 구비되며, 상기 이동부(100)는 상기 용기 내부에 위치하도록 구성된다.
이때 상기 이동부(100)는 폐기물이 공급되는 일측만 상기 용기 내부에 수용된 액화 질소에 잠기고, 타측은 상기 용기 외부로 노출될 수 있도록 경사지게 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 침전되는 폐기물이 상기 컨베이어 벨트(110) 상면에 안착되도록 구성하면, 안착된 폐기물은 상기 롤러(120)의 회전으로 상기 컨베이어 벨트(110)를 따라 상기 이동부(100)의 타측으로 이동하게 되고, 결국 후술할 분쇄부(300)에 공급되는 것이다.
폐기물이 상기 냉동부(200)로 진입하는 부분에 기화된 질소를 흡입할 수 있는 흡입용 팬(600)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
약 1 MPa 이상의 압력에서 보관되던 액화 질소가 대기 중(101.3 kPa)에 분사되면 액화 질소가 기화되면서 부피가 약 700배 정도 증가하게 된다. 즉, 상기 냉동부(200)가 위치한 공간이 기화된 극저온의 질소로 가득차게 되는데, 기화된 극저온의 질소의 양이 지나치게 많아지게 되면 폐기물 처리장치의 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 기화된 극저온의 질소를 외부로 강제 대류시킬 수 있도록 상기 흡입용 팬(600)을 설치한다.
다만, 상기 흡입용 팬(600)은 폐기물이 상기 냉동부(200)로 진입되는 위치에 구비되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면 기화된 극저온의 질소가 외부로 버려지기 전에 공급되는 폐기물을 냉각(예냉)하는데 사용될 수 있기 때문이다.
상기 분쇄부(300)는 평행하게 배열된 한 쌍의 롤러(310)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
폐기물을 분쇄하는 방법으로 여러 가지 방법이 있을 수 있으나, 본 발명에서는 대량으로 연속해서 공급되는 폐기물을 분쇄하기 위해서 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 평행하게 배열된 한 쌍의 롤러(310)가 사용된다. 이와 같이 구성할 경우 공급되는 폐기물을 상기 한 쌍의 롤러(310) 상부에 형성된 상기 분쇄 인입구(301) 연속적으로 공급할 수 있으며, 연속적으로 공급되는 폐기물을 용이하고 연속적으로 분쇄해서 상기 분쇄 인출구(302)를 통해 인출할 수 있다는 이점이 있다.
상기 한 쌍의 롤러(310) 외주면에는 돌기가 형성되는 것이 바람직하다. 돌기가 형성되면 폐기물을 용이하게 분쇄할 수 있기 때문이다.
또한, 폐기물의 크기에 따라 탄력적으로 대응할 수 있도록 상기 한 쌍의 롤러(310) 사이의 간격은 조절 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 이동부(100)에는 상기 냉동부(200)를 지나면서 냉동된 폐기물을 예비 분쇄하기 위한 진동발생수단(130)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
폐기물의 부피가 매우 크거나 길이가 매우 길 경우 냉동된 폐기물이 상기 분쇄 인입구(301)로 인입되지 않고 상기 분쇄 인입구(301) 주변에 걸리게 되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 폐기물 처리장치에는 이러한 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해서 상기 이동부(100)에 진동발생수단(130)이 구비된다. 상기 냉동부(200)를 지나면서 극저온으로 급속 냉동된 폐기물은 결정화된 상태이기 때문에 상기 진동발생수단(130)에 의해 발생되는 약한 진동 또는 충격에 의해서도 적절한 크기로 예비 분쇄될 수 있다.
또한, 상기 냉동부(200)를 지나면서 급속 냉동되고 있는 폐기물에 상기 진동발생수단(130)을 통해 지속적으로 약한 진동이나 충격을 가해주면 급속 냉동된 부분이 분쇄되어 떨어져 나옴으로써 냉동되지 않은 부분이 외부로 노출되고 이를 통해 내부까지 고르게 극저온 냉동되는 것이다.
상기 진동발생수단(130)은 상기 컨베이어 벨트(110) 사이에 위치하는데, 상기 컨베이어 벨트(110)에 진동이나 충격을 줄 수 있도록 순간적으로 돌출되는 돌출부(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 돌출부(미도시)는 순간적으로 돌출되면서 상기 컨베이어 벨트(100)에 진동 또는 충격을 가하게 되고, 이러한 진동이나 충격으로 인해 냉동된 폐기물이 적절한 크기로 분쇄되는 것이다.
상기 돌출부(미도시)는 진동이나 충격을 연속적으로 가할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하고, 상기 돌출부(미도시)에 의한 방식 외에도 연속적으로 진동이나 충격을 가할 수 있는 방식이면 어떠한 방식이라도 사용될 수 있다.
상기 건조부(400)는 가열수단(411)이 구비된 열풍기(410)와 싸이클론 집진기(420)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 건조부(400)에서는 작은 조각으로 분쇄된 폐기물을 건조시키는 과정이 진행되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 가열수단(411)이 구비된 상기 열풍기(410)와 상기 싸이클론 집진기(420)가 사용될 수 있다.
상기 열풍기(410)에는 작은 조각의 폐기물이 고온의 공기에 노출될 수 있도록 열원으로 사용되는 가열수단(411)과 공기에 추진력을 공급하는 추진수단(미도시)이 구비된다. 상기 가열수단(411)은 작은 조각의 폐기물에 포함된 수분이 순간적으로 제거될 수 있도록 고온의 공기를 만들어 낼 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 무방하다.
상기 추진수단(미도시)은 고온의 공기와 작은 조각의 폐기물이 섞일 수 있도록 추진력을 제공할 뿐만 아니라 싸이클론 집진기(420) 내부에서 수증기가 포함된 고온의 공기와 수분이 제거된 폐기물이 분리될 수 있도록 원심력을 제공하는 역할을 수행한다.
수증기가 포함된 고온의 공기는 싸이클론 집진기(420) 중앙에 형성된 홀을 통해서 배출되고, 수분이 제거된 폐기물은 싸이클론 집진기(420)의 내벽면을 따라 하향이동하면서 최종적으로 폐기물 수거함에 모이게 되는 것이다.
상기 가열수단(411)으로는 일반적으로 사용되는 전기히터가 사용될 수 있다. 또한, 상기 가열수단(411)으로 브라운 가스 발생기와 버너를 사용하는 것도 가능하다. 브라운 가스는 물의 전기분해에 의해 얻어지는 기체로서 수소와 산소의 함량비가 2 : 1 인 혼합 기체이다. 통상 물을 전기분해하면 음극에서는 수소가 얻어지고, 양극에서는 산소가 얻어지는데, 이들 가스를 분리하여 채집하지 않고 한꺼번에 포집한 것이 브라운 가스이다. 브라운 가스는 일반적인 기체와는 달리 연소 시 응폭(implosion) 현상을 유발하는 독특한 성질을 갖는다. 즉, 연소 시 폭발(explosion) 현상을 나타내지 않으며 오히려 불꽃이 내부로 모여들면서 초점을 형성하고 주변을 진공으로 만든다. 즉, 브라운 가스의 불꽃은 응폭(implosion) 상태가 계속되고 있는 것이며, 이에 따라 브라운 가스 불꽃은 핀 포인트 화염을 형성하여 불꽃의 형태가 길게 형성되고 축열은 적으나 핀포인트 부분에서는 내열재인 세라믹도 녹일 수 있을 정도의 막강한 화력을 과시한다.
상기 브라운 가스의 불꽃은 원자와 분자상태의 수소와 산소가 반응하는 독특한 성격을 가지고 있다. 수소원자와 산소원자는 가열대상 물질의 원자핵 속으로 침투되므로 수소와 산소에 의해 가열되는 물질은 공기 중에서 가스가 홀로 연소할 때의 불꽃보다 훨씬 뜨거운 불꽃에 의해 가열되는 결과가 된다. 또한, 열선이 외부로 방출되지 않아 복사열로 인한 에너지 손실이 없으므로 우수한 에너지 효율을 가지며, 그 자체에 산소를 포함하고 있으므로 연소 시 별도의 산소공급이 불필요하고, 연소생성물로서 물만을 생성하므로 환경오염문제가 없다는 이점이 있다.
이와 같은 독특한 특성을 가지고 있는 브라운 가스는 가장 잘 타는 연료인 수소와 조연제인 산소로 구성되어 있으므로 브라운 가스를 이용할 수 있는 버너를 사용해서 공기를 가열하게 되면 공기의 상태를 고온으로 만드는 것이 매우 용이할 뿐만 아니라 그 효율 및 비용 면에서 큰 이득을 얻을 수 있다는 이점이 있다.
이와 같이 구성할 경우 구동부가 적어서 고장의 우려도 적고, 화석연료 대신 전기나 브라운 가스를 사용해서 가열하기 때문에 친환경적이라는 이점도 있다.
상기 건조부(400)는 마이크로파 건조기(430)인 것을 특징으로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 작은 조각으로 분쇄된 폐기물은 상기 마이크로파 건조기(430)에 형성된 상기 건조 인입구(401)를 통해 내부로 인입된다.
마이크로파(Microwave)는 약 1mm에서 30cm 사이의 파장으로, 전자장치에 의해 발생된다. 파장이 짧으므로 빛과 매우 유사한 성질을 갖고 있으며 살균력이 강하다는 특징이 있다. 따라서 이러한 마이크로파를 이용할 경우 작은 조각으로 분쇄된 폐기물에 포함된 수분을 용이하게 제거할 수 있으며, 살균효과도 있으므로 이 후 매립에 따른 오염을 사전에 방지할 수 있다는 이점이 있다.
상기 마이크로파 건조기(430) 내부에도 상기 이동부(100)가 구비될 수 있으며, 이와 같이 구성할 경우 상기 마이크로파 건조기(430) 내부로의 인입, 인출을 자동화해서 대량의 폐기물을 처리할 수 있다는 이점도 있다.
상기 마이크로파 건조기(430) 내부에서 수분이 제거된 폐기물은 상기 건조 인출구(402)를 통해 외부로 배출되며 폐기물 수거함에 모이게 된다.
상기 건조부(400)는 원형으로 배열된 복수 개의 진공동결건조기(440)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 폐기물 건조를 위해서 상기 진공동결건조기(440)가 사용될 수 있다. 진공동결건조는 동결된 폐기물이 적재되어 있는 상기 진공동결건조기(400) 내부 압력을 물, 얼음 및 수증기가 공존하는 물의 삼중점 이하로 저하시키고, 서서히 열을 가하면 얼음이 직접 수증기로 변화되는 승화현상을 이용한다. 즉, 6 밀리바(mbar) 또는 4.6토르(Torr)의 낮은 압력 하에서 얼음의 형태를 가지는 수분은 열에너지의 공급에 따라 액체로 변하지 않고 수증기로 직접 승화됨으로써 내부에 적재된 폐기물이 건조되는 것이다.
동결건조 과정은 다소 시간이 소모되는 과정이므로 본 발명에서는 연속적인 폐기물 처리를 위해서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 진공동결건조기(440)가 복수 개 구비되어 있다. 복수 개의 상기 진공동결건조기(440)는 원형으로 배열되고, 상기 건조 인입구(401)를 통해 폐기물이 인입되고, 내부에서 동결건조 과정을 거친 후 상기 건조 인출구(402)를 통해 폐기물을 인출하게 된다.
각각의 상기 진공동결건조기(440)는 작은 조각으로 분쇄된 폐기물을 상기 진공동결건조기(440) 내부로 투입하는 단계(투입단계), 상기 건조 인입구(401)를 닫고 상기 진공동결건조기(440) 내부를 진공상태로 만드는 단계(진공단계), 내부에 적재된 폐기물을 동결건조하는 단계(동결건조단계), 건조된 폐기물을 상기 건조 인출구(402)를 통해 외부로 배출하는 단계(배출단계)로 구성된 건조과정을 거치게 된다.
이때, 각각의 상기 진공동결건조기(440)가 상기한 건조과정을 연속적으로 반복할 수 있도록 싸이클을 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 앞에 위치한 상기 진공동결건조기(440)의 투입단계 종료 후 뒤에 위치한 상기 진공동결건조기(440)의 투입단계가 시작될 수 있도록 싸이클을 구성함으로써 건조과정이 연속적으로 반복될 수 있고, 이를 통해 대량의 폐기물도 용이하게 처리할 수 있다는 이점이 있다.
상기한 단계 중 동결건조단계에서 가장 많은 시간이 소요되는데, 동결건조단계에서 소요되는 시간은 내부에 적재된 폐기물의 양에 따라 달라진다. 따라서 내부에 투입되는 폐기물의 양을 조절할 수 있도록 조절수단(미도시)이 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 단계를 거치게 될 경우 폐기물에 포함된 수분이 제거될 때 액체 상태를 거치지 않기 때문에 냄새도 나지 않고, 공해물질도 배출되지 않는다는 이점도 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 이동부 200 : 냉동부
300 : 분쇄부 400 : 건조부
500 : 집적수단 600 : 흡입용 팬

Claims (11)

  1. 폐기물을 공급하기 위해 컨베이어 벨트와 롤러로 구성된 이동부;
    상기 이동부를 통해 공급되는 폐기물을 액화 질소에 노출시킴으로써 급속 냉동시키는 냉동부;
    상기 냉동부를 지나면서 냉동된 폐기물이 인입, 인출될 수 있도록 상부에는 분쇄 인입구가 형성되고 하부에는 분쇄 인출구가 형성된 분쇄부;
    상기 분쇄부 하부로 인출된 폐기물이 인입될 수 있도록 건조 인입구와 수분이 제거된 폐기물이 인출될 수 있도록 건조 인출구가 형성된 건조부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉동부는 액화 질소가 분사될 수 있도록 복수 개의 노즐이 형성된 분사기인 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉동부는 폐기물을 액화 질소에 침전시킬 수 있도록 액화 질소가 수용된 용기인 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    폐기물이 상기 냉동부로 진입하는 부분에 기화된 질소를 흡입할 수 있는 흡입용 팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분쇄부는 평행하게 배열된 한 쌍의 롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  6. 제6항에 있어서,
    상기 이동부에는 상기 냉동부를 지나면서 냉동된 폐기물을 예비 분쇄하기 위한 진동발생수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 건조부는 가열수단이 구비된 열풍기와 싸이클론 집진기로 구성되는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가열수단은 전기히터인 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가열수단은 브라운 가스 발생기와 버너로 구성되는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 건조부는 마이크로파 건조기인 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 건조부는 원형으로 배열된 복수 개의 진공동결건조기로 구성되는 것을 특징으로 하는 농수축산 폐기물 처리장치.
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