KR20130091613A - 박테리아를 이용한 계분 처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 닭을 기르는 축산농가에서 발생하는 계분을 박테리아를 이용하여 발효시키기 위한 계분 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로, 계분이 투입되는 투입구가 구비되는 교반탱크와, 상기 교반탱크 내부에 설치되어 상기 계분을 박테리아와 함께 교반하도록 정방향 또는 역방향으로 회전하는 교반기와, 상기 교반탱크 내부의 온도를 일정하게 유지하기 위한 발열수단과, 상기 교반탱크 내부에 공기를 공급하기 위해 설치되는 공기 유입구와, 상기 교반탱크에서 발생한 독소가스, 악취, 수증기를 배출하기 위한 공기 배출구와, 상기 교반기를 구동하기 위한 구동수단과, 상기 구동수단의 구동 및 상기 발열수단의 온도를 제어하기 위한 제어부와, 상기 교반기의 역방향 회전에 의해 발효된 계분을 배출하도록 상기 교반탱크에 구비되는 배출구를 포함함으로써, 계분을 발효시켜 사료로서 재사용할 수 있으므로, 농가의 사료비와 폐기물 처리비용을 절약할 수 있으며, 발효된 사료의 사용으로 닭의 성장 및 면역력 증가로 인해 닭의 출하시기를 앞당기고 계란의 품질이 향상됨으로써, 결과적으로 농가의 소득을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 닭을 기르는 축산농가에서 발생하는 계분을 박테리아를 이용하여 발효시키기 위한 계분 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 계분을 발효시켜 사료로서 재사용할 수 있으므로, 농가의 사료비와 폐기물 처리비용을 절약할 수 있으며, 발효된 사료의 사용으로 닭의 성장 및 면역력 증가로 인해 닭의 출하시기를 앞당기고 계란의 품질이 향상됨으로써, 결과적으로 농가의 소득을 향상시킬 수 있는 박테리아를 이용한 계분 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 닭을 키우는 양계농가에서는 다량의 계분이 발생하고, 이러한 계분을 방류하거나 매립하는 경우에는 하천의 수질을 악화시키고 지하수를 오염시키며, 부영양화를 초래하여 상수원과 농업용수를 오염시키고, 악취나 해충 등을 발생시켜 쾌적한 생활환경을 해치게 된다.
따라서, 이러한 2차적인 환경오염을 막기 위해서 계분을 폐기물로 처리해야 하는데, 이에 따르는 처리비용이 양계농가에서는 경제적 부담으로 작용한다.
한편, 닭의 사료는 옥수수가루가 많이 포함되어 있는데, 국내 양계농가에서는 닭이 전혀 운동할 수 없는 상황이므로, 섭취한 사료는 대부분 소화가 되지 않은 채 배설된다.
따라서, 계분의 양이 증가하고, 사료가 소화되지 않으므로 닭은 느리게 성장하게 되며, 질병에 취약하게 되는 문제점이 있다.
이와 같이, 닭을 키우는 양계농가에서는 닭의 사료 공급 및 닭의 분뇨에 대한 처리문제가 중요한 사안이며, 사료비에 대한 부담 및 계분의 처리 문제로 많은 고민을 갖고 여러 가지 방법을 찾고 있으나 만족할 만한 방법이 없는 것이 현실이다.
대한민국 등록특허 제1029764호에서는 축산분뇨를 퇴비로 처리하는 축산분뇨, 하수슬러지를 토양미생물을 이용하여 발효시키는 장치 및 이를 이용한 발효퇴비 제조방법이 개시되어 있다. 상기 등록특허는 축분과 하수슬러지의 혼합으로 조성된 발효퇴비원료를 투입하는 호퍼와, 발효퇴비원료를 건조하기 위해 열풍을 발효장치 내부로 분사하도록 구성된 열풍분사장치와, 상기 열풍분사장치에서 분사된 열풍과 함께 발효퇴비원료와 토양미생물을 교반 혼합하는 교반기와, 상기 교반기의 저부에 건조처리된 발효퇴비원료를 배출하기 위해 구비된 반출장치와, 상기 발효장치 내부에서 발생한 수증기와 분진이 외부로 빠져나갈 수 있도록 구비된 배기통으로 이루어지며, 축분과 하수슬러지를 동시에 처리함으로써 폐기물 처리에 매우 효율적인 장점이 있다.
그러나, 상기 등록특허는 열풍을 발효장치 내부로 분사하는 열풍분사장치, 반출장치가 구비되어야 하므로, 기계적 구성이 복잡하고, 우분이나 돈분 등 양이 많고 덩어리가 큰 축산분뇨에 더욱 적합하므로 닭을 키우는 양계농가에서는 적용하기가 어려운 문제점이 있다.
또한, 교반기가 호퍼 내부를 긁어주지 못하므로, 호퍼 내부에 잔여물이 남게 되는 문제점을 갖고 있다. 호퍼 내부에 잔여물이 남으면 시간이 지남에 따라 부패하게 되어 기기를 효율적으로 사용할 수 없게 되고, 잔여물로 인한 쥐, 파리, 모기의 유인 및 악취 발생 등 2차적인 문제가 발생하게 된다.
한편, 축산분뇨 중에도 계분은 우분이나 돈분에 비해 덩어리가 작은 반면, 퇴비로서 매우 좋은 형태이나, 악취 및 운반시의 비용적 문제로 인해 퇴비로 사용이 잘 이루어지지 않고 대부분 폐기물 처리업자에게 위탁하여 비용을 지불하며 처리하고 있는 것이 현실이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 안출한 것으로서, 양계 농가의 계분을 이용하여 사료로서 재활용함으로써 사료비용을 절약하고, 계분의 폐기물처리비용을 절약할 수 있는 박테리아를 이용한 계분 처리장치 및 그 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 계분을 사료로 이용하여 닭의 사료의 소화율을 높임과 동시에 질병 저항력을 높여 각종 질병치료비용 및 예방비용을 절약하게 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치 및 그 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 닭의 소화율을 높여 성장이 빨리 이루어지므로, 닭의 출하시기를 앞당기고, 이에 따라 사료비용 절약도 기대할 수 있는 박테리아를 이용한 계분 처리장치 및 그 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 교반탱크의 외부면에 발열시트를 설치하여 교반탱크의 내부를 일정 온도 범위로 유지하기 위한 구성을 간단히 할 수 있는 박테리아를 이용한 계분 처리장치 및 그 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 교반기가 교반탱크의 내부를 깨끗하게 긁어주어 잔여물이 남지 않으므로, 부패를 방지하고 잔여물로 인한 쥐, 파리, 모기의 유인 및 악취 발생 등 2차적인 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있는 박테리아를 이용한 계분 처리장치 및 그 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 계분이 투입되는 투입구가 구비되는 교반탱크와, 상기 교반탱크 내부에 설치되어 상기 계분을 박테리아와 함께 교반하도록 정방향 또는 역방향으로 회전하는 교반기와, 상기 교반탱크 내부의 온도를 일정하게 유지하기 위한 발열수단과, 상기 교반탱크 내부에 공기를 공급하기 위해 설치되는 공기 유입구와, 상기 교반탱크에서 발생한 독소가스, 악취, 수증기를 배출하기 위한 공기 배출구와, 상기 교반기를 구동하기 위한 구동수단과, 상기 구동수단의 구동 및 상기 발열수단의 온도를 제어하기 위한 제어부와, 상기 교반기의 역방향 회전에 의해 발효된 계분을 배출하도록 상기 교반탱크에 구비되는 배출구를 포함하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 투입구에 계분을 이송하기 위한 이송용 스크류가 설치된 이송부가 더 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 발열수단은 상기 교반탱크 외주면을 따라 설치된 발열시트로 이루어질 수 있다.
상기 발열시트는 탄소나노튜브로 이루어지며, 상기 발열시트는 발열을 통해 상기 교반탱크 내부를 60 ~ 75℃로 유지한다.
또한, 상기 교반탱크 내부의 소정 위치에 적외선 감시카메라가 설치되어 상기 적외선 감시카메라가 촬영한 영상을 상기 제어부에 보내 계분의 발효상태 및 온도를 표시할 수 있다.
상기 공기 배출구에는 호스가 연결되어 상기 교반탱크에서 배출되는 독소가스, 악취, 수증기를 가열탱크로 유입시키고, 상기 가열탱크에서 공기가 가열되면서 냄새가 소각된 후 외부로 배출될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 교반기는 정방향 회전하는 1단계와, 휴식하는 2단계와, 역방향 회전하는 3단계로 작동하며, 상기 교반탱크에 계분을 투입한 후 소정시간 내에서는 분당 9 ~ 12회전을 하고, 그 이후에는 분당 6 ~ 8회전을 하여 박테리아의 활동성 보장 및 발효에 대한 효율을 증대시킨다.
또한, 상기 교반기는 상기 구동수단에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전하는 교반축과, 상기 교반축 외주연에 돌출형성되되, 교반 및 발효된 계분을 외부로 배출하기 위한 배출부와, 상기 배출부 양측에서 계분을 교반하는 다수개의 교반부와, 상기 다수개의 교반부 양측에서 교반탱크 내주면에 부착되는 계분을 긁어내는 복수개의 수집부로 이루어질 수 있다.
상기 배출부와 교반부와 수집부는 상기 교반축의 외주연에 소정길이로 돌출되도록 결합되는 지지부와, 상기 지지부 일단에 소정각도(α)로 회동가능하게 결합되는 교반날개와, 상기 지지부와 교반날개 사이에 설치되어, 상기 교반날개를 탄성적으로 지지하여 이물질이 계분과 함께 교반탱크에 혼입되는 경우 탄성력에 의해 상기 교반날개가 파손되거나 또는 교반축을 회전시키는 구동수단에 과부하가 발생되지 않도록 하는 탄성부재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 배출부의 교반날개 양측에는 걸림편이 각각 형성되고, 상기 수집부의 교반날개 부분에는 긁힘편이 구비될 수 있다.
또한, 상기 교반부의 교반날개는 교반축의 시계회전방향으로 일단이 소정각도(α) 기울어지도록 하고, 상기 배출부와 수집부의 교반날개는 교반부의 교반날개와 반대방향으로 소정각도(α) 기울어지도록 구성할 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 지지부의 양측부에 각각 설치되며, 토션 스프링으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 계분 처리방법은, 교반탱크의 내부로 계분을 투입하는 단계와, 교반탱크 내의 교반기를 작동시켜 상기 계분과 박테리아를 교반함과 동시에 발열수단을 이용하여 상기 교반탱크 내부의 온도를 일정하게 유지하면서 상기 계분을 발효시키는 단계와, 발효된 계분을 냉각 및 건조시키는 단계와, 상기 교반탱크 내 온도가 최저온도점에 이르면 상기 발열수단을 오프시켜 냉각 및 건조를 완료하는 단계와, 냉각 및 건조가 완료된 계분을 상기 교반탱크의 외부로 배출하는 단계와, 배출된 계분을 이송 및 저장하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 계분을 발효시키는 단계는 19 ~ 21시간 동안 이루어질 수 있다.
또한, 상기 발효된 계분을 냉각 및 건조시키는 단계는 3 ~ 5시간 동안 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 최저온도점은 25℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 계분을 발효시키는 단계에서는 교반탱크 내부를 60 ~ 75℃로 유지한다.
상기 교반기는 정방향 회전하는 1단계와, 휴식하는 2단계와, 역방향 회전하는 3단계로 작동하며, 상기 교반탱크에 계분을 투입한 후 소정시간 내에서는 분당 9 ~ 12회전을 하고, 그 이후에는 분당 6 ~ 8회전을 하여 박테리아의 활동성 보장 및 발효에 대한 효율을 증대시킬 수 있다.
여기서, 상기 교반기는 초기 15시간 동안 분당 9 ~ 12회전을 하고, 15시간 이후에는 분당 6 ~ 8회전을 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기존에 폐기하던 계분을 박테리아를 이용하여 발효시킴으로써, 사료로 재사용할 수 있어 농가의 사료비 절약을 이룰 수 있는 장점이 있다.
또한, 계분의 폐기에 따른 처리비용을 절약할 수 있는 이점이 있다.
또한, 유기성 폐기물의 방류 또는 매립에 따른 토양 및 지하수 오염 등 2차적 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 발효된 계분을 사료로 사용하여 닭의 소화 및 흡수를 돕고, 닭의 성장이 빨라져 출하시기가 빨라지고 산란율이 증대될 수 있으며, 면역력 증가로 질병예방 비용 절감 및 고기, 계란의 품질이 향상되므로 농가의 수익을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 교반기가 교반탱크의 내부를 깨끗하게 긁어주어 잔여물이 남지 않으므로, 부패를 방지하고 잔여물로 인한 쥐, 파리, 모기의 유인 및 악취 발생 등 2차적인 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 박테리아를 이용한 계분 처리장치의 일실시예를 도시한 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 계분 처리장치의 내부를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명에서, 교반기의 주요구성을 보인 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 배출부의 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 교반부의 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수집부의 일실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 계분 처리장치의 내부를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명에서, 교반기의 주요구성을 보인 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 배출부의 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 교반부의 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수집부의 일실시예를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 박테리아를 이용한 계분 처리장치 및 그 처리방법의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 박테리아를 이용한 계분 처리장치를 도시한 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 계분 처리장치의 내부를 보인 사시도이다.
본 발명의 계분 처리장치는 도 1에서 보는 바와 같이, 계분이 투입되는 교반탱크(10)와, 상기 교반탱크(10) 내부에 설치되어 상기 계분을 박테리아와 함께 교반하는 교반기(20)와, 상기 교반탱크(10) 내부의 온도를 일정하게 유지하기 위한 발열수단과, 상기 교반기(20)를 구동하기 위한 구동수단과, 상기 구동수단의 구동 및 상기 발열수단의 온도를 제어하기 위한 제어부(80)를 포함한다.
상기 교반탱크(10)는 내부가 비어있는 것으로서, 바람직하게는 원통형 형상으로 이루어진다.
또한, 상기 교반탱크(10)의 상부에는 계분을 유입시킬 수 있는 투입구(11)가 구비되고, 정면에는 교반된 후 건조 과정이 완료된 계분을 외부로 배출하는 배출구(12)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 투입구(11)와 배출구(12)에는 개폐가 가능한 커버(13)(14)가 구비되어 상기 교반탱크(10) 내를 밀폐시킬 수 있도록 한다.
상기 커버(13)(14)의 개폐는 사용자가 직접 행하거나 또는 후술될 제어부(80)와 연결되어 자동으로 제어될 수도 있다.
이와 같은 상기 교반탱크(10)에는 교반탱크(10) 내부로 공기를 공급하기 위한 공기 유입구(15)가 구비된다.
상기 공기 유입구(15)는 교반탱크(10) 내 박테리아가 서식할 수 있는 환경을 조성하기 위해 반드시 필요하며, 바람직하게는 교반탱크(10)의 상부 일측에 형성한다.
한편, 상기 교반탱크(10)는 교반탱크(10)에서 발생한 독소가스, 악취, 수증기 등을 배출하기 위한 공기 배출구(16)가 구비된다.
상기 공기 배출구(16)에는 호스(17)가 연결되어 교반탱크(10)에서 배출되는 독소가스, 악취, 수증기 등을 별도로 설치된 가열탱크(도시안함)로 유입시킨다.
상기 가열탱크는 유입된 공기를 300℃ 정도로 가열시켜 냄새를 소각시킨 후 외부로 배출하는 구성으로서, 본 발명에서는 상기 가열탱크의 구성을 한정하지 않으며, 통상의 구성을 갖는 가열탱크가 적용가능하다.
본 발명의 계분 처리장치는 상기 교반탱크(10)의 상부에 구비된 투입구(11)에 계분을 이송하기 위한 이송부(40)가 구비된다.
상기 이송부(40)는 계분을 저장하는 저장통(42)과, 상기 저장통(42)에 모인 계분을 상측으로 이송시키기 위해 내부에 이송용 스크류(도시안함)가 설치되는 이송파이프(44)와, 상기 이송용 스크류를 회전시키기 위한 구동수단으로서, 구동모터와 감속기가 설치되는 구동부(46)를 포함한다.
상기 구동모터와 감속기를 이용하여 이송용 스크류를 회전시키는 구성은 통상적인 것이 적용될 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
이와 같은 이송부(40)를 이용하여 저장통(42)에 모인 계분을 투입구(11)로 자동적으로 이송시켜 계분의 교반탱크(10)로의 투입을 용이하게 한다. 따라서, 사람이 직접 계분을 투입구(11)로 넣지 않아도 되므로, 작업성이 용이하고 사용자의 편의성을 향상시킨다.
한편, 본 발명에서는 상기 발열수단으로 상기 교반탱크(10)의 외주면을 따라 설치된 발열시트(도시안함)를 적용하였다.
즉, 교반탱크(10)의 몸통 전면에 걸쳐 열을 낼 수 있는 발열시트를 설치함으로써, 전면적에 걸쳐 고르게 열이 분포될 수 있는 것이다.
상기 발열시트는 탄소나노튜브로 이루어질 수 있으며, 전원이 인가되면 상기 탄소나노튜브를 통해 흐르는 전류가 열로 변환되어 발열한다.
상기 발열시트는 상기 제어부(80)의 제어에 의해 상기 교반탱크(10) 내부를 60 ~ 75℃로 유지한다. 바람직하게는 교반탱크(10) 내부를 70℃로 유지한다.
본 출원인의 실험결과, 교반탱크(10) 내부가 60℃ 이하의 온도가 되면 계분 의 발효가 완료되는 시간이 2배 이상 늘어나게 되어 효율적이지 못하고, 70℃ 이상이 되면 계분의 발효 시 아미노산의 산출량이 적어지고 박테리아가 죽는 결과가 나타났다.
또한, 계분에 포함되어 있던 각종 유해세균은 70℃의 온도로 발효되는 과정에서 모두 사멸되므로, 상기 교반탱크(10) 내부는 60 ~ 70℃로 유지하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 교반탱크(10) 내부의 소정 위치에 적외선 감시카메라(도시안함)가 설치될 수 있다. 적외선 감시카메라는 촬영한 영상을 상기 제어부(80)에 보내 계분의 발효상태 및 온도를 표시하도록 하며, 사용자는 상기 제어부(80)에 표시된 것을 보고 계분의 발효상태 및 온도를 알 수 있다.
상기 제어부(80)는 터치 스크린으로 구성할 수 있으며, 이외에도 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같은 제어부(80)는 PLC제어를 통해 상기 구동수단, 교반기(20), 발열시트, 가열탱크, 적되선 감시카메라 등을 제어하며, 운전 상태를 실시간으로 표시한다.
이와 같은 본 발명의 계분 처리장치는 교반탱크(10) 내부에 계분과 특수 개발된 박테리아를 투입하여서 교반기(20)를 통해 교반하면서 24시간 동안 발효의 과정을 거치게 된다.
상기 구동수단은 후술할 교반축(28)을 회전시키기 위한 구동모터(도시안함)와, 상기 구동모터의 동력을 상기 교반축(28)에 전달하기 위한 동력전달수단(체인, 밸트 등)으로 이루어진다.
상기 구동수단은 교반탱크(10) 외측 하단에 위치되는 것이 바람직하다.
도 1에서, 상기 교반탱크(10)의 우측에 설치된 것이 상기 구동모터 등이 설치되는 모터실(50)이다.
본 발명에서의 상기 교반기(20)는 상기 교반탱크(10) 내부에 설치되어 상기 계분을 박테리아와 함께 교반하도록 정방향 또는 역방향으로 회전하는 것으로서, 상기 구동수단에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전하는 교반축(28)과, 상기 교반축(28) 외주연에 돌출형성되되, 교반 및 발효된 계분을 외부로 배출하기 위한 배출부(21a, 21b)와, 상기 배출부(21a, 21b) 양측에서 계분을 교반하는 다수개의 교반부(22a, 22b, 22c, 22d)와, 상기 다수개의 교반부(22a, 22b, 22c, 22d) 양측에서 교반탱크(10) 내주면에 부착되는 계분을 긁어내는 복수개의 수집부(23a, 23b)로 이루어진다.
상기 교반축(28)은 상기 교반탱크(10) 내부 하단부에서 저면과 소정간격 이격되며, 지면과 수평을 이루도록 설치되고, 상기 구동수단과 동력전달수단(체인, 밸트 등)에 의해 동력전달가능하게 연결되어 회전력을 전달받는다.
도 3은 본 발명의 교반기의 주요구성을 보인 사시도로서, 본 발명의 일실시예에서는 상기 배출부(21a, 21b)가 도 3에 도시된 것과 같이, 교반축(28)의 중간에서 상호 대응되도록 상측(21a)과 하측(21b)이 결합되어 있는 형태를 가진다.
또한, 상기 배출부(21a, 21b)와, 교반부(22a, 22b, 22c, 22d)와, 수집부(23a, 23b)는 설치되는 교반탱크(10)의 크기에 따라 길이의 가감이 가능하다.
한편, 상기 다수개의 교반부(22a, 22b, 22c, 22d)는 복수개의 배출부(21a, 21b) 양측(좌측(22c, 22d)과 우측(22a, 22b))에 각각 2개씩 형성될 수 있으며, 복수개의 배출부(21a, 21b) 좌측에 형성된 복수개의 교반부(22c, 22d) 상호간과, 복수개의 배출부(21a, 21b) 우측에 형성된 복수개의 교반부(22a, 22b) 상호간 각각은 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형태를 이루며 상기 교반축(28)에서 돌출되는 형태를 가지도록 한다.
또한, 상기 복수개의 수집부(23a, 23b)는 교반축(28)의 양단부측 외주연에 각각 하나씩 돌출되도록 형성한다.
상기의 배출부(21a, 21b), 교반부(22a, 22b, 22c, 22d), 수집부(23a, 23b)는 상기 교반축(28)의 외주연에 소정길이로 돌출되도록 결합되는 지지부(26)와, 상기 지지부(26) 일단에 소정각도(α)로 회동가능하게 결합되는 교반날개(27)와, 상기 지지부(26)와 교반날개(27) 사이에 설치되어, 상기 교반날개(27)를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(28)로 이루어진다.
상기 탄성부재(28)는 이물질이 계분과 함께 교반탱크(10)에 혼입되는 경우 탄성력에 의해 상기 교반날개(27)가 파손되거나 또는 교반축(28)을 구동시키는 구동수단에 과부하가 발생되지 않도록 하는 역할을 한다.
다만, 상기 배출부(21a, 21b), 교반부(22a, 22b, 22c, 22d), 수집부(23a, 23b)의 각 역할은 상기 교반날개(27)의 기울어진 방향에 따라 달라지게 되는데, 상기 교반부(22a, 22b, 22c, 22d)의 교반날개(27)는 교반축(28)이 시계방향으로 회전하는 경우, 일단이 시계방향측으로 소정각도(α) 기울어지는 형태('＼')를 가지도록 하며, 상기 배출부(21a, 21b)와 수집부(23a, 23b)의 교반날개(27)는 교반부(22a, 22b, 22c, 22d)의 교반날개(27)와 반대방향으로 기울어지는 형태('／')를 가지도록 한다.
상기 교반날개(27)가 기울어지는 소정각도(α)는 50°인 것이 바람직하다.
또한, 상기 교반부(22a, 22b, 22c, 22d)의 교반날개(27)는 사각편 형상을 가지며, 상기 교반축(28)이 시계방향으로 회전시 계분을 교반하도록 하고, 상기 수집부(23a, 23b)의 교반날개(27)는 교반부(22a, 22b, 22c, 22d)와는 상이한 반대방향으로 기울어져 회전하면서 상기 교반탱크(10) 내주면에 부착된 계분을 긁도록 한다.
이를 위해, 상기 수집부(23a, 23b)의 교반날개(27)의 일측, 즉, 교반탱크(10)와 대응되는 부분은 계분을 용이하게 긁어내기 위해 날카로운 형상의 긁힘편(24)이 구비되도록 한다.
또한, 상기 배출부(21a, 21b)의 교반날개(27)는 교반부(22a, 22b, 22c, 22d)의 교반날개(27)와 동일하게 사각편 형상을 가지되, 발효된 계분의 배출을 용이하게 하기 위해, 양측 각각에 걸림편(25)을 더 형성하도록 한다.
여기서, 상기 배출부(21a, 21b)가 교반축(28)의 중간부에 위치되는 이유는 상기 교반탱크(10) 내부의 계분을 외부로 용이하게 배출하기 위함이며, 상기 배출부(21a, 21b)의 배출방향과 교반탱크(10)에 형성된 배출구(12)의 형성 방향은 상호간 대향되는 형태를 가져야 함은 당연하다.
한편, 상기 탄성부재(28)는 그 일단이 상기 지지부(26)에 지지되고, 타단은 교반날개(27)에 지지되도록 설치되는 토션 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 지지부(26)의 양측부에 각각 설치될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 교반기(20)는 정방향 회전하는 1단계와, 휴식하는 2단계와, 역방향 회전하는 3단계로 작동한다.
본 출원인의 실험 결과, 상기 교반기(20)는 7분 동안 정방향 회전하는 1단계 후, 7초 동안 휴식하는 2단계를 거쳐, 7분 동안 역방향 회전하는 3단계로 작동하는 것이 가장 바람직한 것으로 나타났다. 이와 같은 교반기(20)의 정역회전은 상기 제어부(80)를 통해 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 교반기(20)의 분당회전수는 교반탱크(10)에 계분을 투입한 후 소정시간 내에서는 분당 9 ~ 12회전을 하고, 그 이후에는 분당 6 ~ 8회전을 하여 박테리아의 활동성 보장 및 발효에 대한 효율을 증대시키도록 한다.
구체적으로, 초기 15시간 동안에는 분당 10회전을 하고, 15시간 이후에는 분당 7회전을 하여 박테리아의 활동성 보장 및 발효에 대한 효율을 증대시킨다.
본 출원인의 거듭되는 실험결과, 계분과 박테리아를 교반하여 10시간쯤 되면 계분에 포함된 녹말성분이 알파화가 되고, 5시간쯤 더 지나면 발효가 활발하여 아미노산이 증가하고, 각종 미네랄 성분(칼슘, 철분, 아연, 셀레늄, 구리, 마그네슘 등)이 닭이 흡수하기 쉬운 상태로 만들어지는 것을 확인하였다.
여기서, '알파화'란 녹말을 전분으로 전분을 젤라틴화시켜 소화가 곧바로 될 수 있게 하는 것을 말하며, 일반적인 닭의 사료에 들어있는 녹말, 전분은 쉽게 소화가 되지 않지만, 알파화를 거친 발효된 계분을 사료로 사용 시 닭은 적은 양으로도 쉽게 더 많은 영양분을 흡수하므로 닭이 건강하고 성정속도가 향상된다.
동물의 모든 소화과정은 아미노산, 당류, 지방산 등을 추출하는 과정이라고 할 수 있는데, 본 발명의 계분 처리장치는 이러한 소화과정을 동물의 장기를 통하는 것이 아닌 기계를 통해 박테리아의 힘을 빌어 소화작용의 최종 목적물을 만듦으로써, 이와 같은 처리물을 닭의 사료로 재활용하면 닭의 소화율을 향상시켜 닭의 성장 및 면역성을 증대할 수 있다.
계분 투입 후 20시간이 되면, 대략 4시간 동안 냉각 및 건조를 시작하여 25℃가 되면 상술한 배출부(21a)(21b)를 이용하여 배출한 후 이송 및 저장한다.
이 경우, 20시간이 발효 및 교반의 기준이 되는 것은, 본 출원인의 실험결과, 교반탱크(10)의 내부온도를 60 ~ 70℃로 유지하면서 교반하여 20시간이 되면 투입된 계분의 아미노산 수치가 최고로 올라가게 된다는 것을 발견하였기 때문이다.
이와 같은 본 발명의 계분 처리장치를 이용한 계분 처리방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이송용 스크류를 통해 계분을 투입구(11)로 투입하고, 특수 개발된 박테리아를 투입하여 교반탱크(10) 내부에서 교반기(20)를 통해 교반하면서 24시간 동안 발효의 과정을 거치게 된다.
이 경우, 교반탱크(10) 내의 교반기(20)를 작동시켜 상기 계분과 박테리아를 교반함과 동시에 발열수단을 이용하여 상기 교반탱크(10) 내부의 온도를 일정하게 유지하면서 상기 계분을 발효시킨다.
상기 계분을 발효시키는 온도는 70℃가 적당하며, 따라서 상기 교반탱크(10) 내부를 60 ~ 75℃로 유지한다.
교반 시 상기 교반기(20)는 정방향 회전하는 1단계와, 휴식하는 2단계와, 역방향 회전하는 3단계로 작동하며, 상기 교반탱크(10)에 계분을 투입한 후 초기 15시간 동안 분당 9 ~ 12회전을 하고, 그 이후에는 분당 6 ~ 8회전을 하여 박테리아의 활동성 보장 및 발효에 대한 효율을 증대시킬 수 있다.
이와 같은 발효의 과정을 통해, 계분에 포함되어 있던 각종 유해세균은 모두 사멸되는 반면, 아미노산과 각종 미네랄 성분(칼슘, 철분, 아연, 셀레늄, 구리, 마그네슘 등)이 닭이 흡수하기 쉬운 상태로 만들어진다.
또한, 본 발명의 교반기(20)는 교반탱크(10) 내면에 잔재물이 남지 않도록 긁어주므로, 잔재물의 부패로 인해 쥐, 파리, 모기, 악취 발생 등 2차적인 문제가 발생하지 않는다.
이후, 발효된 계분을 냉각 및 건조시킨다.
여기서, 상기 교반탱크(10) 내 온도가 최저온도점인 25℃에 이르면 상기 발열수단을 오프시켜 냉각 및 건조를 완료한다.
냉각 및 건조가 완료된 계분은 상기 교반기(20)의 역회전에 의해 상기 배출구(12)로 배출되며, 상기 이송부(40)의 저장통(42)에 담겨 이송용 스크류를 통해 일정지역으로 이송되어 포대에 담겨지고, 포대는 즉시 밀봉되어 적재된 후 이용 또는 판매된다.
이와 같은 본 발명의 계분 처리방법은 계분의 발효과정을 통해 계분 내의 독소제거, 악취제거, 유해세균을 살균하는 한편, 소화흡수가 잘되도록 영양소를 분해하여 발효된 계분을 사료로 이용 시 소화흡수율이 증대되어 닭의 성장이 빨라져 출하시기가 빨라지고 산란율이 증대될 수 있다.
또한, 기존의 사료와 발효된 계분을 50:50으로 투여하면, 사료절약 및 폐기물 처리비용 절약, 질병예방 비용 절약의 효과가 있다.
또한, 닭의 출하시기를 앞당기고, 사료로 재판매를 할 수 있으므로 고품질에 따른 농가수익이 증대될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10 : 교반탱크 11 : 투입구
12 : 배출구 15 : 공기 유입구
16 : 공기 배출구 20 : 교반기
21a, 21b : 배출부 22a, 22b, 22c, 22d : 교반부
23a, 23b : 수집부 28 : 교반축
40 : 이송부 42 : 저장통
44 : 이송파이프 50 : 모터실
80 : 제어부
12 : 배출구 15 : 공기 유입구
16 : 공기 배출구 20 : 교반기
21a, 21b : 배출부 22a, 22b, 22c, 22d : 교반부
23a, 23b : 수집부 28 : 교반축
40 : 이송부 42 : 저장통
44 : 이송파이프 50 : 모터실
80 : 제어부
Claims (19)
- 계분이 투입되는 투입구가 구비되는 교반탱크;
상기 교반탱크 내부에 설치되어 상기 계분을 박테리아와 함께 교반하도록 정방향 또는 역방향으로 회전하는 교반기;
상기 교반탱크 내부의 온도를 일정하게 유지하기 위한 발열수단;
상기 교반탱크 내부에 공기를 공급하기 위해 설치되는 공기 유입구;
상기 교반탱크에서 발생한 독소가스, 악취, 수증기를 배출하기 위한 공기 배출구;
상기 교반기를 구동하기 위한 구동수단;
상기 구동수단의 구동 및 상기 발열수단의 온도를 제어하기 위한 제어부; 및
상기 교반기의 역방향 회전에 의해 발효된 계분을 배출하도록 상기 교반탱크에 구비되는 배출구를 포함하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 투입구에 계분을 이송하기 위한 이송용 스크류가 설치된 이송부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 발열수단은 상기 교반탱크 외주면을 따라 설치된 발열시트인 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 발열시트는 탄소나노튜브로 이루어지며, 상기 발열시트는 발열을 통해 상기 교반탱크 내부를 60 ~ 75℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 교반탱크 내부의 소정 위치에 적외선 감시카메라가 설치되어 상기 적외선 감시카메라가 촬영한 영상을 상기 제어부에 보내 계분의 발효상태 및 온도를 표시하는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 공기 배출구에는 호스가 연결되어 상기 교반탱크에서 배출되는 독소가스, 악취, 수증기를 가열탱크로 유입시키고, 상기 가열탱크에서 공기가 가열되면서 냄새가 소각된 후 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 교반기는 정방향 회전하는 1단계와, 휴식하는 2단계와, 역방향 회전하는 3단계로 작동하며,
상기 교반탱크에 계분을 투입한 후 소정시간 내에서는 분당 9 ~ 12회전을 하고,
그 이후에는 분당 6 ~ 8회전을 하여 박테리아의 활동성 보장 및 발효에 대한 효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 교반기는 상기 구동수단에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전하는 교반축과,
상기 교반축 외주연에 돌출형성되되, 교반 및 발효된 계분을 외부로 배출하기 위한 배출부와,
상기 배출부 양측에서 계분을 교반하는 다수개의 교반부와,
상기 다수개의 교반부 양측에서 교반탱크 내주면에 부착되는 계분을 긁어내는 복수개의 수집부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 배출부와 교반부와 수집부는 상기 교반축의 외주연에 소정길이로 돌출되도록 결합되는 지지부와,
상기 지지부 일단에 소정각도(α)로 회동가능하게 결합되는 교반날개와,
상기 지지부와 교반날개 사이에 설치되어, 상기 교반날개를 탄성적으로 지지하여 이물질이 계분과 함께 교반탱크에 혼입되는 경우 탄성력에 의해 상기 교반날개가 파손되거나 또는 교반축을 회전시키는 구동수단에 과부하가 발생되지 않도록 하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 배출부의 교반날개 양측에는 걸림편이 각각 형성되고,
상기 수집부의 교반날개 부분에는 긁힘편이 구비되는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 교반부의 교반날개는 교반축의 시계회전방향으로 일단이 소정각도(α) 기울어지도록 하고, 상기 배출부와 수집부의 교반날개는 교반부의 교반날개와 반대방향으로 소정각도(α) 기울어지는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 지지부의 양측부에 각각 설치되며, 토션 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리장치. - 교반탱크의 내부로 계분을 투입하는 단계;
교반탱크 내의 교반기를 작동시켜 상기 계분과 박테리아를 교반함과 동시에 발열수단을 이용하여 상기 교반탱크 내부의 온도를 일정하게 유지하면서 상기 계분을 발효시키는 단계;
발효된 계분을 냉각 및 건조시키는 단계;
상기 교반탱크 내 온도가 최저온도점에 이르면 상기 발열수단을 오프시켜 냉각 및 건조를 완료하는 단계;
냉각 및 건조가 완료된 계분을 상기 교반탱크의 외부로 배출하는 단계; 및
배출된 계분을 이송 및 저장하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 박테리아를 이용한 계분 처리방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 계분을 발효시키는 단계는 19 ~ 21시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 발효된 계분을 냉각 및 건조시키는 단계는 3 ~ 5시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 최저온도점은 25℃인 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 계분을 발효시키는 단계에서는 교반탱크 내부를 60 ~ 75℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 교반기는 정방향 회전하는 1단계와, 휴식하는 2단계와, 역방향 회전하는 3단계로 작동하며,
상기 교반탱크에 계분을 투입한 후 소정시간 내에서는 분당 9 ~ 12회전을 하고,
그 이후에는 분당 6 ~ 8회전을 하여 박테리아의 활동성 보장 및 발효에 대한 효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리방법. - 청구항 18에 있어서,
상기 교반기는 초기 15시간 동안 분당 9 ~ 12회전을 하고,
15시간 이후에는 분당 6 ~ 8회전을 하는 것을 특징으로 하는 박테리아를 이용한 계분 처리방법.
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