KR20170044249A - 다양한 원료를 펠릿화 할 수 있는 펠릿 제조 장치 - Google Patents

다양한 원료를 펠릿화 할 수 있는 펠릿 제조 장치 Download PDF

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KR20170044249A
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Abstract

본 발명은 다양한 종류의 원료를 우수한 펠릿으로 제조할 수 있는 펠릿 제조 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은,
액상 바인더를 혼합장치에 공급하는 액상바인더공급장치와; 고상 바인더를 혼합장치에 공급하는 고상바인더공급장치와; 스팀을 혼합장치에 공급하는 스팀발생기와; 액상바인더공급장치로부터의 액상 바인더와, 고상바인더공급장치로부터의 고상 바인더 및, 스팀발생기로부터의 스팀을 공급받아, 원료와 혼합하는 혼합장치와; 혼합장치로 공급되는 원료의 함수량을 측정하는 수분측정센서와; 수분측정센서에 따른 측정신호에 따라 액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치 및 스팀발생기를 선택적으로 제어하여, 혼합장치에서 공급되는 액상바인더 량 및 고상바인더 량 및 스팀 량을 조절하는 제어장치 및; 혼합장치로부터의 혼합물을 펠릿 형태로 제조하는 펠릿성형기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 다양한 종류의 원료를 원료의 상태에 따라 효과적으로 응집하여 우수한 펠릿을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

다양한 원료를 펠릿화 할 수 있는 펠릿 제조 장치{PELLET MAKING EQUIPMENT}
본 발명은 다양한 종류의 원료를 우수한 펠릿으로 제조할 수 있는 펠릿 제조 장치에 관한 것이다.
전 세계적인 경제불황과 고유가, 자원고갈, 지구 온난화 등 다양한 상황에 의해 종래의 화석연료의 사용 및 그 활용도에 많은 제약을 받고 있는 상태에서, 화석연료를 대체하는 자원 및 기술개발이 근래에 들어 더욱 요청되고 있다.
특히, 난방용 화석연료의 사용을 줄이기 위해 종래에 그냥 버려지던 목재를 근래에 들어 자원으로 재활용하는 다양한 기술개발이 이루어지고 있다. 즉 목재를 난방용 연료로 사용하기 위한 하나의 형태로, 목재를 톱밥으로 만들어서 고형연료를 제조하는 기술 및 장치들이 다양한 형태로 개발되고 있다.
그 일례로, 목재의 부산물인 톱밥을 일정한 크기로 압축 성형한 펠릿(pellet)을 난방용 연료로 많은 생산이 이루어지고 있으며, 그 이용도 점차 증가하는 추세에 있다.
한편, 펠릿(pellet)은 해당 원료를 고압으로 압축 성형한 고형물로, 그 원재료에 따라 그 사용하는 용도도 연료용, 비료용, 사료용 등 다양한 용도로 개발되고 있다.
이러한 펠릿 제조는 원료를 성형할 시 원료를 응집시키는 기술이 중요한데, 종래에는 원료를 효과적으로 응집시킬 수 없어, 다양한 종류의 원료에 대해 우수한 펠릿을 제조하기 어려웠다.
대한민국 등록특허 10-1444893호
본 발명은 다양한 종류의 원료를 우수한 펠릿으로 제조할 수 있는 펠릿 제조 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은,
액상 바인더를 혼합장치에 공급하는 액상바인더공급장치와;
고상 바인더를 혼합장치에 공급하는 고상바인더공급장치와;
스팀을 혼합장치에 공급하는 스팀발생기와;
액상바인더공급장치로부터의 액상 바인더와, 고상바인더공급장치로부터의 고상 바인더 및, 스팀발생기로부터의 스팀을 공급받아, 원료와 혼합하는 혼합장치와;
혼합장치로 공급되는 원료의 함수량을 측정하는 수분측정센서와;
수분측정센서에 따른 측정신호에 따라 액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치 및 스팀발생기를 선택적으로 제어하여, 혼합장치에서 공급되는 액상바인더 량 및 고상바인더 량 및 스팀 량을 조절하는 제어장치 및;
혼합장치로부터의 혼합물을 펠릿 형태로 제조하는 펠릿성형기;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은,
상기 액상 바인더 또는 고상 바인더는 카사바(Cassava) 전분을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은,
상기 혼합장치 내에 구비되어 혼합장치 내의 혼합물을 교반 및 이송하는 교반이송기가 자석 또는 전자석으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 펠릿성형기는,
내부에 공간이 형성되는 수용부와, 상하방으로 관통형성된 다수의 펠릿성형홀을 갖추고서 수용부의 상부에 구비되는 펠릿성형틀 및, 수용부의 측면에 구비되며 펠릿이 배출되는 펠릿배출부를 갖춘 펠릿성형기본체와;
펠릿성형틀의 펠릿성형홀과 대응되는 가이드홀이 상하로 관통형성되고, 펠릿성형기본체의 수용부에 내설되어 수용부를 상하로 구획하며, 펠릿배출부 보다 하부에 위치하는 가이드패널과;
펠릿성형기본체의 펠릿성형틀의 상부에 위치하여 원료를 펠릿성형기본체의 펠릿성형틀로 가압하는 가압기 및;
펠릿성형기본체의 수용부에 수용되되 가이드패널의 하부에 위치하여 상하방으로 이동가능하게 수용되는 이동패널, 상방으로 돌출되게 이동패널의 상부에 구비되며 가이드패널의 가이드홀 및 펠릿성형틀의 펠릿성형홀을 통과하는 다수의 푸시바를 갖춘 푸싱부재 및, 유압 또는 공압을 펠릿성형기본체의 수용부에 제공하여 푸싱부재를 상하방으로 이동시키는 푸싱기기를 갖춘 푸싱장치;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 펠릿성형기는,
다수의 펠릿성형홀을 갖춘 링다이와;
링다이의 내부에 구비되며 링다이로 공급된 원료를 외측방으로 가압하는 가압기와;
링다이를 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동장치와;
유압 또는 공압을 이용하여 푸싱부재를 전후방으로 이동하는 푸싱기기와, 푸싱기기에 전후방으로 이동가능하게 설치되며 링다이의 펠릿성형홀을 통과하는 푸싱부재를 갖춘 푸싱장치;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은,
상기 혼합장치 내의 온도를 측정하는 온도측정센서를 더 포함하며,
액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치는 스팀발생기로부터 스팀을 공급받고 간접 열 교환 한 스팀을 혼합장치로 공급하며,
제어장치는 혼합장치 내의 온도가 기준 값 보다 높으면 스팀발생기로부터의 스팀이 액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은,
상기 카사바를 분말화하여 카사바침지장치에 공급하는 카사바공급장치와, 카사바공급장치로부터 카사바를 공급받아 카사바를 침지하는 카사바침지장치를 더 포함하며;
액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치에서, 액상바인더공급장치 내의 카사바 액상 바인더 및 고상바인더공급장치 내의 카사바 고상 바인더가 스팀발생기로부터의 스팀 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다양한 종류의 원료를 원료의 상태에 따라 효과적으로 응집하여 우수한 펠릿을 제조할 수 있으며, 금속 물질을 효과적으로 제거함으로써 더욱 우수한 펠릿을 제조할 수 있고, 펠릿성형기에서 원료의 막힘을 방지하여 효율적으로 펠릿을 성형할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 펠릿 제조 장치를 개략적으로 나타낸 공정도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 펠릿 제조 장치의 전기적 연결을 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 혼합장치를 설명하기 위한 개략도이고,
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 펠릿 제조 장치를 나타낸 공정도이고,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 펠릿 제조 장치의 전기적 연결을 나타낸 구성도이고,
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 펠릿성형기를 나타낸 도면이고,
도 7 및 도 8은 도 6의 일부를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 펠릿성형기의 작용을 설명하기 위한 도면이고,
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 펠릿성형기의 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 펠릿성형기를 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 펠릿성형기의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 펠릿 제조 장치를 개략적으로 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 펠릿 제조 장치의 전기적 연결을 나타낸 구성도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 펠릿 제조 장치의 구조적 특징을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 제1실시예에 따른 펠릿 제조 장치는 원료공급장치(10)와, 액상바인더공급장치(20)와, 고상바인더공급장치(30)와, 스팀발생기(40)와, 혼합장치(50)와, 수분측정센서(60)와, 제어장치(70) 및, 펠릿성형기(80)를 포함하여, 우수한 펠릿(pellet)을 제조한다.
원료공급장치(10)는 일반 원료 또는 분말 원료를 혼합장치(20)에 공급한다. 이때 원료공급장치(10)에 구비된 호퍼에 일반 원료 또는 분말 원료가 저장된다. 여기서 일반 원료는 수분 함량이 있는 원료(예를 들어 초본류, 목본류, 곡물류, 슬러지, 오니, 유기성 폐기물)를 말하며, 분말 원료는 고형의 원료(예를 들어 초본류, 목본류, 곡물류, 톱밥, 돌가루, 발전소에서 우드펠릿 혼소과정 중 발생하는 혼소발전 부산물 및 목재산업부산물)를 분쇄장치를 통해 분말화한 원료를 말한다. 한편 원료(일반 원료 및 분말 원료를 포함하는 것으로, 이하에서는 원료라 함은 일반 원료 및 분말 원료를 모두 나타냄)로는 연료용, 비료용, 사료용, 식품용, 공업용 등 펠릿 형태로 제조되어 사용되는 다양한 원료가 적용된다.
액상바인더공급장치(20)는 물과 바인더를 교반하여, 혼합장치(20)에 공급한다. 이때 교반된 액상 바인더는 100중량%의 물 대비 0.05~3.5중량%의 카사바(Cassava) 전분을 혼합하여 제조된다. 한편 액상 바인더 및 하기의 고상 바인더는 카사바 전분 외에도 다양한 전분 계열(예를 들어 고구마, 감자, 옥수수, 쌀, 밀 등)을 이용할 수도 있다.
고상바인더공급장치(30)는 알갱이 형상의 고상 바인더를 혼합장치(20)에 공급한다. 이때 고상 바인더는 카사바(Cassava) 전분을 통해 제조하며, 바람직하게는 상기 카사바 액상 바인더를 건조하여 제조하는 것이 바람직하다. 한편 고상바인더공급장치(30)는 고상 바인더가 뭉치지 않도록 교반 기능을 갖추는 것이 바람직하다.
스팀발생기(40)는 물을 공급받아 가열하여 스팀을 혼합장치(50)에 분사한다. 이때 스팀은 고압으로 분사되는 것이 바람직하다.
혼합장치(50)는 액상바인더공급장치(20)로부터의 액상 바인더와, 고상바인더공급장치(30)로부터의 고상 바인더 및, 스팀발생기(40)로부터의 스팀을 공급받아, 원료공급장치(10)로부터의 원료와 혼합한다. 이때 혼합장치(50)는 원료가 적절한 수분함량을 갖도록 교반함으로써, 원료가 펠릿 성형하기에 적절한 상태가 되도록 한다.
수분측정센서(60)는 혼합장치(50)로 공급되는 원료의 함수량을 측정한다. 본 실시예에서 수분측정센서(60)는 원료공급장치(10)에 설치되어 원료의 함수량을 측정하는 것이 바람직하다.
제어장치(70)는 원료공급장치(10)와, 액상바인더공급장치(20)와, 고상바인더공급장치(30)와, 스팀발생기(40)와, 혼합장치(50)와, 수분측정센서(60) 및, 펠릿성형기(80)을 작동제어한다. 특히 제어장치(70)는 수분측정센서(60)에 따른 측정신호에 따라 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30) 및 스팀발생기(40)를 선택적으로 제어하여, 혼합장치(50)에서 공급되는 액상바인더 량 및 고상바인더 량 및 스팀 량을 조절한다.
예를 들어, 제어장치(50)는 수분측정센서(60)로부터 원료의 함수량이 미리 설정한 기준 값보다 낮다는 측정신호를 수신하면, 액상바인더공급장치(20)를 제어하여 액상 바인더를 혼합장치(50)에 공급하고, 필요에 따라 스팀발생기(40)를 통해 고온의 스팀을 혼합장치(50)에 공급한다. 그러면 혼합장치(50) 내의 원료는 액상 바인더와 교반 혼합되면서 펠릿 형태로 성형하기 좋은 상태를 이룬다. 이때 스팀은 혼합장치(50) 내부의 온도를 높여 원료가 액상 바인더와 잘 섞이도록 한다.
또한, 제어장치(50)는 수분측정센서(60)로부터 원료의 함수량이 미리 설정한 기준 값보다 높다는 측정신호를 수신하면, 고상바인더공급장치(30)를 제어하여 고상 바인더를 혼합장치(50)에 공급하고, 스팀발생기(40)를 통해 고온의 스팀을 혼합장치(50)에 공급한다. 그러면 혼합장치(50) 내의 원료는 고상 바인더와 교반 혼합되면서 펠릿 형태로 성형하기 좋은 상태를 이룬다. 이때 스팀은 혼합장치(50) 내부의 온도를 높이고 고상 바인더를 녹여 원료가 고상 바인더와 잘 섞이도록 한다.
한편, 본 실시예에서 제어장치(70)는 수분이 적은 분말 원료는 액상 바인더 및 스팀을 이용하고, 수분이 많은 원료는 고상 바인더 및 스팀을 이용하지만, 원료의 종류 또는 함수량에 따라 액상 바인더, 고상 바인더, 스팀 모두를 혼합장치(50)에 공급할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서 제어장치(70)는 상기에서 언급한 구성 외에도 본 실시예에 사용되는 구성을 작동제어할 수 있으며, 각각의 구성이 제어장치(70)와는 별도로 개별 제어될 수도 있다.
펠릿성형기(80)는 혼합장치(50)로부터 원료를 공급받아 펠릿 형태로 성형한다. 본 실시예에서 펠릿성형기(80)는 원료를 펠릿 형상으로 성형할 수 있는 것이면 다양한 기기의 적용이 가능하다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1실시예 따른 펠릿 성형 장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
원료는 원료공급장치(10)의 호퍼에 저장되고, 원료공급장치(10)는 이송장치를 통해 원료를 혼합장치(50)에 공급한다.
이때, 함수량이 적은 원료(예를 들어 톱밥)가 혼합장치(50)에 공급되면, 제어장치(70)는 수분측정센서(60)로부터 원료의 함수량이 기준 값보다 낮다는 측정신호를 수신한다. 그러면 제어장치(70)는 액상바인더공급장치(20)를 제어하여 액상 바인더를 혼합장치(50)에 공급하고, 필요에 따라 스팀발생기(40)를 통해 고온의 스팀을 혼합장치(50)에 공급한다. 여기서 제어장치(70)는 원료의 종류에 따라 스팀발생기(40)의 스팀 분사량 및 스팀 분사압력을 조절할 수 있다.
또한, 함수량이 많은 일반 원료(예를 들어 슬러지)가 혼합장치(50)에 공급되면, 제어장치(70)는 수분측정센서(60)로부터 원료의 함수량이 기준 값보다 높다는 측정신호를 수신한다. 그러면 제어장치(70)는 고상바인더공급장치(30)를 제어하여 고상 바인더를 혼합장치(50)에 공급하고, 스팀발생기(40)를 통해 고온의 스팀을 혼합장치(50)에 공급한다. 여기서 제어장치(70)는 원료의 종류 및 원료의 함수량에 따라 스팀발생기(40)의 스팀 분사량 및 스팀 분사압력을 조절할 수 있다.
이와 같이, 혼합장치(50)에서 원료가 바인더(액상바인더 또는 고상바인더)와 혼합되면, 혼합장치(50) 내의 원료는 펠릿성형기(80)에서 성형하기 좋은 상태로 변한다.
이후, 혼합장치(50)의 원료는 원료정량공급기를 통해 설정된 량에 따라 펠릿성형기(80)로 공급되고, 펠릿성형기(80)는 원료의 용도에 맞게 펠릿을 성형한다.
계속해서, 펠릿성형기(80)에서 성형된 펠릿은 펠릿선별이송장치에서 선별되어, 기준에 적합한 펠릿은 톤백거치대에 구비된 톤백에 담아진다. 이때 펠릿선별이송장치에는 집진장치가 구비되어 펠릿 선별시 발생하는 먼지를 제거한다.
한편, 원료를 펠릿으로 잘 성형하기 위해서는, 상기에서 사용되는 액상 바인더 또는 고상 바인더는 원료를 얼마나 잘 결합시키는지가 매우 중요하다.
표 1은 카사바, 고구마 전분과 물의 혼합비, 감자 전분과 물의 혼합비에 따른 액상 바인더를 원료(톱밥)과 혼합하여, 액상 바인더가 혼합된 원료의 결합력을 실험한 것으로, 액상 바인더 혼합 원료를 동일시간 동안 건조한 후 동일압력으로 충격을 가해, 각각의 액상 바인더 혼합 원료의 결합력을 측정하였다. 이때 카사바에 따른 액상 바인더 혼합 원료에 충격을 가했을 시 발생하는 부스러기 량을 1.0로 하여, 각각의 액상 바인더 혼합 원료를 상대적으로 나타내었다.
100중량% 대비 전분(카사바, 밀, 옥수수) 혼합량 카사바 전분 혼합량에 따른 부스러기 발생량 고구마 전분 혼합량에 따른 부스러기 발생량 감자 전분 혼합량에 따른 부스러기 발생량
0.05중량% 1.0 1.5 1.7
1.0중량% 1.0 1.5 1.7
2.0중량% 1.0 2.0 2.1
3.5중량% 1.0 2.2 2.2
표 1을 살펴보면, 카사바 전분을 이용한 액상 바인더가 혼합된 액상 바인더 혼합 원료는 고구마 전분 및 감자 전분을 이용한 액상 바인더가 혼합된 액상 바인더 혼합 원료에 비해 동일한 충격을 받았을 때 부스러기 발생량을 적은 것을 알 수 있다. 이를 통해 카사바 전분을 이용한 액상 바인더가 고구마 전분 및 감자 전분을 이용한 액상 바인더에 비해 결합력이 좋은 것을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 혼합장치를 설명하기 위한 개략도로서, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 펠릿 제조 장치를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제2실시예에 따른 펠릿 제조 장치는 혼합장치(50) 내에 교반이송기(51)가 구비된다. 본 실시예에서 교반이송기(51)는 회전축(51a) 및 회전축(51a)의 둘레부에 구비되는 날개(51b)로 이루어진 것이다. 이때 교반이송기(51)는 혼합장치(50) 내의 혼합물을 교반 및 이송시키는 통상의 것으로, 날개(51b)가 임펠라 방식이거나 스크류 방식일 수 있으며, 그 방식은 다양하게 변형실시될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 펠릿 제조 장치는, 교반이송기(51)의 회전축(51a)이 전자석으로 이루어지고, 날개(51b)가 금속 재질로 이루어진다.
이때, 교반이송기(51)의 회전축(51a)은 내부에 구비된 코일의 양단에 전선이 연결되고, 각각의 전선이 전원에 연결됨으로써, 전자석 기능을 한다. 이때 회전축(51a)의 양단에 연결되는 전선은 회전축(51a)이 회전 시, 회전축(51a)의 회전에 의해 꼬이지 않도록 별도의 커넥터를 통해 연결되는 것이 바람직하며, 회전하는 물체에 전선이 꼬이지 않도록 연결하는 것은 이미 널리 공지된 기술로서 당업계에서는 용이하게 실시할 수 있는 기술이다.
이와 같은 본 실시예에 따른 혼합장치(50)는 전기가 통전되어 교반이송기(51)의 회전축(51a)이 자화되면 날개(51b) 또한 회전축(51a)에 의해 자화되고, 이러한 상태에서 원료를 교반할 시 원료에 포함된 금속 물질이 회전축(51a) 또는 날개(51b)에 부착되어, 원료에 섞인 금속 물질이 원료로부터 분리된다. 이에 따라 펠릿성형기(80)에서 성형된 펠릿은 보다 용도에 적합하도록 제조된다.
이때, 펠릿 제조 공정이 완료된 후, 작업자는 교반이송기(51)의 회전축(51a) 내의 코일에 대한 전원 공급을 차단하면, 회전축(51a) 및 날개(51b)는 자력을 상실하고, 이에 따라 회전축(51a) 및 날개(51b)에 부착된 금속 물질은 자중에 의해 낙하하게 된다. 그러면 혼합장치(50) 내에서 금속 물질을 보다 용이하게 제거할 수 있어, 청소가 용이하며, 추후 혼합장치(50)의 재가동할 시 기존의 금속 물질이 원료에 혼합되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 펠릿 제조 장치를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제3실시예에 따른 펠릿 제조 장치는 혼합장치(50) 내에 구비된 교반이송기(51)가 자석 재질로 이루어진다. 본 실시예에서 교반이송기(51)는 제2실시예와 구성은 동일하지만, 강성 재질의 회전축(51a)과 회전축(51a)의 둘레부에 구비되는 자석 재질의 날개(51b)로 이루어진다.
따라서, 혼합장치(50)에서 원료를 교반할 시 원료에 혼합되어 있는 금속 물질(예를 들어 쇳가루; 통상 분쇄 장치에 의해 원료가 분쇄 시 분쇄 장치로부터 발생)을 효과적으로 제거할 수 있다.
즉, 교반이송기(51)의 날개(51b)가 회전할 시 날개(51b)에 금속 물질이 붙어, 원료에 섞인 금속 물질이 원료로부터 분리된다. 이에 따라 펠릿성형기(80)에서 성형된 펠릿은 보다 용도에 적합하도록 우수하게 제조된다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 펠릿 제조 장치를 나타낸 공정도이고, 도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 펠릿 제조 장치의 전기적 연결을 나타낸 구성도로서, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 펠릿 제조 장치를 설명하면 다음과 같다.
상기에서 언급한 바와 같이 카사바는 바인더로 이용할 시 고구마 및 감자 보다 우수한 결합력을 보이는 것을 알 수 있다. 그러나 카사바는 독소를 포함하고 있어(예를 들어 카사바의 덩이뿌리를 말려서 채취하는 전분인 타피오카), 사료로 사용할 펠릿을 제조할 시 위험성을 내포한다. 따라서 본 실시예에서는 카사바의 독소를 제거하는 장치를 더 포함하며, 일부 구성의 구조가 변경된다.
본 실시예는 온도측정센서(90)와, 카사바공급장치(100)와, 카사바침지장치(110)를 더 포함하며, 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30) 및 스팀발생기(40) 및 제어장치(70)의 구조가 변형된다.
온도측정센서(90)는 혼합장치(50)에 설치되어, 혼합장치(50) 내의 온도를 측정한다.
카사바공급장치(100)는 카사바를 분말화하여, 카사바침지장치(110)에 공급한다.
카사바침지장치(110)는 물을 담을 수 있는 저수조 구조를 이루며, 카사바를 일정시간 동안 침지하여, 카사바가 포함하고 있는 독소를 제거한다.
액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)는, 액상바인더공급장치(20) 내의 카사바 액상 바인더 및 고상바인더공급장치(30) 내의 카사바 고상 바인더가 스팀발생기(40)로부터의 스팀 열에 의해 가열되게 한다. 특히 고상바인더공급장치(30)는 스팀 열을 통해 카사바침지장치(110)에서 젖은 카사바 분말을 건조하여, 카사바 분말을 함수량을 줄이면서 고열을 통해 카사바 분말에 잔존할 수 있는 독소를 다시 한번 제거한다.
한편, 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)는 액상 바인더 및 고상 바인더가 담기는 보관조의 내벽에 스팀통로가 형성되고, 스팀발생기(40)로부터의 스팀이 상기 스팀통로를 통과하면서 상기 보관조의 내벽에서 간접 열 교환이 이루어지며, 이러한 간접 열 교환을 통해 카사바 고상 바인더 및 카사바 액상 바인더가 열을 공급받는다.
제어장치(70)는 온도측정센서(90)로부터의 측정신호를 분석하여, 혼합장치(50) 내의 온도가 기준 값보다 높으면 스팀발생기(40)로부터의 스팀이 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)로 공급되도록 제어한다. 그러면 스팀발생기(40)로부터의 스팀은 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)와 간접 열 교환하면서 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)의 온도를 높인 후, 혼합장치(50)로 공급된다. 이때 혼합장치(50)는 기준 값보다 높은 온도를 유지하고 있기 때문에 스팀발생기(40)로부터의 스팀이 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)를 경유하더라도 내부 온도를 유지하는 데 큰 영향을 받지 않는다.
도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 펠릿 제조 장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
제어장치(70)에 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)에 열을 공급한다는 신호가 입력되면, 제어장치(70)는 온도측정센서(90)를 구동한다.
그리고, 제어장치(70)는 온도측정센서(90)로부터의 측정신호를 분석하여, 혼합장치(50) 내의 온도가 기준 값보다 높으면 스팀발생기(40)로부터의 스팀이 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)로 공급되도록 제어한다. 그러면 스팀발생기(40)로부터의 스팀은 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)와 간접 열 교환하면서 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)의 온도를 높인 후, 혼합장치(50)로 공급된다.
한편, 제어장치(70)에 바인더로 카사바를 이용한다는 신호가 입력되면, 제어장치(70)는 카사바공급장치(100)를 구동하여 카사바 분말을 카사바침지장치(110)에 공급하고, 카사바 분말이 카사바침지장치(110)에서 일정시간 침지되면 카사바 분말을 액상바인더공급장치(20) 및 고상바인더공급장치(30)에 공급한다.
이때, 액상바인더공급장치(20) 내의 카사바 액상 바인더 및 고상바인더공급장치(30) 내의 카사바 고상 바인더는 스팀발생기(40)로부터의 열에 의해 가열된다.
이후, 카사바 액상 바인더 및 카사바 고상 바인더는 제1실시예에 따른 제어장치(70)의 제어에 따라 혼합장치(50)에 공급된다.
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 펠릿성형기를 나타낸 도면이고, 도 7 및 도 8은 도 6의 일부를 나타낸 도면으로서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 펠릿성형기를 설명하면 다음과 같다.
종래의 플렛다이 타입의 펠릿 성형기는 저장조(81)와, 펠릿성형기본체(82) 및, 가압기(84)를 갖추고서, 펠릿을 성형한다.
저장조(81)는 원료가 유입되어 저장된다.
펠릿성형기본체(82)는 내부에 공간이 형성되는 수용부(82a)와, 상하방으로 관통형성된 다수의 펠릿성형홀(82b1)을 갖추고서 수용부(82a)의 상부에 구비되는 펠릿성형틀(82b) 및, 수용부(81a)의 측면에 구비되며 펠릿이 배출되는 펠릿배출부(82c)를 포함하여, 저장조(81)의 하부에 구비된다. 본 실시예에서 펠릿성형틀(82b)는 원판 형상을 이루며, 판 형상을 이루는 것이면 다양하게 변형실시될 수 있다.
가압기(84)는 펠릿성형기본체(82)의 펠릿성형틀(82b)의 상부 중앙에 위치하는 구동부(84a)와, 둘레부에 요부와 홈부가 형성되고 구동부(84a)에 의해 회전하는 롤러(84b)를 갖추고서, 원료를 펠릿성형틀(82b)로 가압한다. 본 실시예에서 롤러(84b)는 구동부(84a)의 양측에 2개가 구비된다.
이와 같은 종래의 펠릿 성형기는 가압기(84)의 롤러(84b)에 의해 가압된 원료는 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)을 통과한 후, 펠릿으로 되어 배출된다. 이때 원료에 이물질이 많거나 수분조절이 잘못되었을 경우, 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)은 쉽게 막히고, 이에 따라 펠릿 생산량이 줄거나 펠릿 생산 자체가 불가능해진다.
따라서 종래에는 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)을 드릴로 일일이 뚫었으며, 이러한 작업은 작업자의 작업량을 늘릴 뿐만 아니라, 다수의 펠릿성형홀(82b1)을 뚫는 데 많은 시간이 소요되어 매우 비효율적이었다.
한편, 이러한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 플렛다이 타입의 펠릿성형기(80)는 가이드패널(83)과, 푸싱장치(85) 및, 펠릿배출장치(86)를 더 포함한다.
가이드패널(83)은 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)과 대응되는 가이드홀(83a)이 상하로 관통형성되고, 펠릿성형기본체(82)의 수용부(82a)에 내설되어 수용부(82a)를 상하로 구획하며, 펠릿배출부(82c) 보다 하부에 위치한다.
푸싱장치(85)는 푸싱부재(85a) 및, 푸싱기기(85b)를 갖추고서, 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)의 막힘을 뚫는다.
푸싱부재(85a)는 펠릿성형기본체(82)의 수용부(82a)에 수용되되 가이드패널(83)의 하부에 위치하여 상하방으로 이동가능하게 수용되는 이동패널(85a1)과, 상방으로 돌출되게 이동패널(85a1)의 상부에 구비되며 가이드패널(83)의 가이드홀(83a) 및 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)을 통과하는 다수의 푸시바(85a2)를 갖춘다.
푸싱기기(85b)는 유압 또는 공압을 펠릿성형기본체(82)의 수용부(82a)에 제공하여 푸싱부재(85a)를 상하방으로 이동시킨다. 본 실시예에서 푸싱기기(85b)는 펠릿성형기본체(82)의 수용부(82a)에 연결되되 이동패널(85a1) 보다 하부에 위치하도록 연결되는 제1연결라인(85b1)과, 펠릿성형기본체(82)의 수용부(82a)에 연결되되 이동패널(85a1) 보다 상부에 연결되는 제2연결라인(85b2) 및, 제1연결라인(85b1) 및 제2연결라인(85b2)이 연결되어 제1연결라인(85b1) 및 제2연결라인(85b2)에 공압 또는 유압을 제공하는 펌프(85b3)를 갖추고서, 푸싱부재(85a)를 상하방으로 이동시킨다. 본 실시예에서 펌프(85b3)는 공압 펌프 또는 유압 펌프가 적용될 수 있다. 한편 본 본실시예에서 푸싱기기(85b)는 공압 또는 유압을 이용한 기술이 적용되지만, 푸싱부재(85a)를 상하방으로 이동시킬 수 있으면, 볼스크류를 이용한 기술 등 다양한 기술이 적용될 수 있다.
펠릿배출장치(86)는 펠릿성형기본체(82)의 수용부(82a)에 연결되되 가이드패널(83) 보다 상부에 위치하도록 연결되는 연결라인(86a)과, 연결라인(86a)이 연결되어 연결라인(86a)에 공압을 제공하는 공압 펌프(86b)를 갖추고서, 가이드패널(83)의 상부로 낙하하는 펠릿을 펠릿성형기본체(82)의 펠릿배출부(82c)로 민다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 펠릿성형기의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 펠릿 제조를 설명하면 다음과 같다.
펠릿 성형기(80)는, 펠릿성형기(80)의 저장조(81)에 혼합장치(50)로부터의 원료가 공급되면, 가압기(84)의 롤러(84b)를 구동한다. 그러면 롤러(84b)는 원료를 펠릿성형기본체(82)의 펠릿성형틀(82b)로 가압하고, 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)를 통과한 원료는 펠릿화 되어 가이드패널(83)에 안착된다. 이때 펠릿배출장치(86)는 펠릿성형기본체(82)의 펠릿배출부(82c)를 향해 바람을 불고, 이에 따라 가이드패널(83)에 안착된 펠릿은 펠릿배출부(82c)를 통해 배출된다. 여기서 펠릿배출장치(86)는 펠릿이 손상되지 않을 정도의 공압으로 바람을 부는 게 바람직하다.
한편, 상기와 같이 펠릿이 제조될 시, 원료에 이물질이 많거나 수분조절이 잘못되었을 경우, 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)은 쉽게 막힌다.
하지만 본 실시예의 경우, 푸싱장치(85)의 푸싱기기(85b)를 구동하여, 도 9와 같이 푸싱부재(85a)를 상방으로 이동시키면, 푸싱부재(85a)의 푸시바(85a2)는 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)을 통과하여, 폐쇄된 펠릿성형홀(82b1)을 뚫는다.
한편, 본 실시예에서는 펠릿배출장치(86)를 구비하지 않고, 도 10과 같이 가이드패널(83)의 상면이 펠릿성형기본체(82)의 펠릿배출부(82c)를 향해 하방으로 경사지게 함으로써, 펠릿성형틀(82b)를 통과한 펠릿이 펠릿배출부(82c)로 자연스럽게 이동하도록 할 수 있다. 이때 펠릿 배출을 보다 용이하게 하기 위해서는 펠릿배출장치(86)를 보강 구비할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 펠릿성형기를 나타낸 도면으로서, 도 11을 참조하여 본 실시예에 따른 펠릿성형기를 설명하면 다음과 같다.
종래의 링다이 타입의 펠릿 성형기는 외부본체(87)와, 링다이(88) 및, 가압기(84')를 갖추고서, 펠릿을 성형한다.
외부본체(87)는 내부에 수용공간이 형성되고, 하부에 펠릿이 배출되는 펠릿배출부(87a)가 구비된다.
링다이(88)는 링 형상을 이루며, 둘레부에 다수의 펠릿성형홀(88a)이 측방으로 관통 형성되어, 외부본체(87) 내부에 회전가능하게 설치된다. 이때 링다이(88)는 외부본체(87)에 설치되는 구동장치(미도시)에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한다.
가압기(84')는 둘레부에 요부와 홈부가 형성된 다수의 롤러(84a')를 갖추고서, 링다이(88)의 내부에 설치되며, 회전하는 롤러(84a')가 링다이(88) 내부에 공급된 원료를 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a')를 통해 외부로 밀어낸다. 이때 롤러(84a')는 구동장치(미도시)에 의해 회전한다.
이와 같은 종래의 링다이 펠릿 성형기는 가압기(84')의 롤러(84a')에 의해 가압된 원료는 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)을 통과한 후, 펠릿으로 되어 배출된다. 이때 원료에 이물질이 많거나 수분조절이 잘못되었을 경우, 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)은 쉽게 막히고, 이에 따라 펠릿 생산량이 줄거나 펠릿 생산 자체가 불가능해진다.
한편, 이러한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 링다이 타입의 펠릿성형기(80')는 푸싱장치(85')를 더 포함한다.
푸싱장치(85')는 푸싱부재(85a')와 푸싱기기(85b')를 갖추고서, 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)에 끼인 이물질을 제거한다.
푸싱부재(85a')는 푸싱기기(85b')에 전후방으로 이동가능하게 설치되는 피스톤부재(85a'1)와, 피스톤부재(85a')에 설치되며 전방으로 돌출되어 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)를 통과하는 다수의 푸싱핀(85a'2)을 갖춘다.
푸싱기기(85b')는 외부본체(87)의 내부 상측에 설치되며, 유압 또는 공압을 제공하여 푸싱부재(85a')를 전후방으로 이동시킨다. 본 실시예에서 푸싱기기(85b')는 공압 또는 유압 실린더 기술이 적용된다.
이러한 푸싱장치(85')는 필요에 따라 다수 개가 구비될 수 있으며, 상호 간에 간섭 또는 펠릿성형기(80')의 내부 구조와 간섭되지 않도록 구비된다.
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 펠릿성형기의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 12를 참조하여 본 실시예에 따른 펠릿 제조를 설명하면 다음과 같다.
펠릿 성형기(80')는, 펠릿성형기(80')의 링다이(88) 내부에 혼합장치(50)로부터의 원료가 공급되면, 가압기(84')의 롤러(84a')를 구동한다. 그러면 롤러(84a')는 원료를 링다이(88)로 가압하고, 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)를 통과한 원료는 펠릿화 되어 외부본체(87)의 펠릿배출부(87a)로 배출된다.
한편, 상기와 같이 펠릿이 제조될 시, 원료에 이물질이 많거나 수분조절이 잘못되었을 경우, 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)은 쉽게 막힌다.
하지만 본 실시예의 경우, 푸싱장치(85')의 푸싱기기(85b')를 구동하여, 도 12와 같이 푸싱부재(85a')를 전방으로 이동시키면, 푸싱부재(85a')의 푸싱핀(85a'2)는 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)를 통과하여, 폐쇄된 펠릿성형홀(88a)을 뚫는다. 이때 링다이(88)를 구동장치를 통해 회전시켜, 막힌 링다이(88a)의 펠릿성형홀(88a)이 푸싱부재(85a')의 전방에 위치하게 함으로써, 막힌 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)을 모두 뚫을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 다양한 종류의 원료를 효과적으로 펠릿화하여, 사용 용도에 적합한 펠릿을 제조할 수 있는 장점이 있다. 특히 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 원료를 균질한 형태로 밀도를 높게 압축하여 운반 및 저장의 편리성이 증대되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 액상 바인더 스팀 및 고상 바인더 및 물 스팀을 효과적으로 이용함으로써, 더욱 우수한 펠릿을 제조할 수 있는 장점이 있다. 특히 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 제어장치(70)의 자동 제어를 통해 액상바인더 스팀 또는 고상 바인더 또는 물 스팀을 원료에 효과적으로 공급함으로써, 더욱 우수한 펠릿을 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 카사바를 이용한 액상 바인더 및 고상 바인더를 사용함으로써, 친환경적으로 더욱 우수한 펠릿을 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 펠릿 성형 전에 원료 내에 포함되어 있는 금속 물질을 제거함으로써, 보다 우수한 펠릿을 제조할 수 있으며, 특히 분말 원료의 경우 원료를 분말화할 시 분쇄장치의 커터로부터 금속 물질이 분말 원료에 포함되지만, 이를 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 카사바의 독소를 효과적으로 제거하여, 식용 원료에 대한 펠릿을 제조할 시 카사바 독소에 의한 위험성을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 스팀발생기(40)로부터의 스팀 열을 효과적으로 활용하여, 전체 장치의 효율을 높일 수 있으며, 이러한 스팀 활용을 통해 카사바의 독소 또한 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 플렛다이 타입의 펠릿성형기(80)를 통해 펠릿을 제조할 시, 펠릿성형틀(82b)의 펠릿성형홀(82b1)이 막히면, 펠릿성형홀(82b1)을 편리하고 신속하게 뚫을 수 있어, 펠릿 성형 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠릿 제조 장치는 링다이 타입의 펠릿성형기(80')를 통해 펠릿을 제조할 시, 링다이(88)의 펠릿성형홀(88a)이 막히면, 펠릿성형홀(88a)를 편리하고 신속하게 뚫을 수 있어, 펠릿 성형 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술적 사상 범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10; 원료공급장치 20; 액상바인더공급장치
30; 고상바인더공급장치 40; 스팀발생기
50; 혼합장치 60; 수분측정센서
70; 제어장치 80,80'; 펠릿성형기
90; 온도측정센서 100; 카사바공급장치
110; 카사바침지장치

Claims (7)

  1. 액상 바인더를 혼합장치에 공급하는 액상바인더공급장치와;
    고상 바인더를 혼합장치에 공급하는 고상바인더공급장치와;
    스팀을 혼합장치에 공급하는 스팀발생기와;
    액상바인더공급장치로부터의 액상 바인더와, 고상바인더공급장치로부터의 고상 바인더 및, 스팀발생기로부터의 스팀을 공급받아, 원료와 혼합하는 혼합장치와;
    혼합장치로 공급되는 원료의 함수량을 측정하는 수분측정센서와;
    수분측정센서에 따른 측정신호에 따라 액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치 및 스팀발생기를 선택적으로 제어하여, 혼합장치에서 공급되는 액상바인더 량 및 고상바인더 량 및 스팀 량을 조절하는 제어장치 및;
    혼합장치로부터의 혼합물을 펠릿 형태로 제조하는 펠릿성형기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액상 바인더 또는 고상 바인더는 카사바(Cassava) 전분을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 펠릿 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼합장치 내에 구비되어 혼합장치 내의 혼합물을 교반 및 이송하는 교반이송기가 자석 또는 전자석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 펠릿 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펠릿성형기는,
    내부에 공간이 형성되는 수용부와, 상하방으로 관통형성된 다수의 펠릿성형홀을 갖추고서 수용부의 상부에 구비되는 펠릿성형틀 및, 수용부의 측면에 구비되며 펠릿이 배출되는 펠릿배출부를 갖춘 펠릿성형기본체와;
    펠릿성형틀의 펠릿성형홀과 대응되는 가이드홀이 상하로 관통형성되고, 펠릿성형기본체의 수용부에 내설되어 수용부를 상하로 구획하며, 펠릿배출부 보다 하부에 위치하는 가이드패널과;
    펠릿성형기본체의 펠릿성형틀의 상부에 위치하여 원료를 펠릿성형기본체의 펠릿성형틀로 가압하는 가압기 및;
    펠릿성형기본체의 수용부에 수용되되 가이드패널의 하부에 위치하여 상하방으로 이동가능하게 수용되는 이동패널, 상방으로 돌출되게 이동패널의 상부에 구비되며 가이드패널의 가이드홀 및 펠릿성형틀의 펠릿성형홀을 통과하는 다수의 푸시바를 갖춘 푸싱부재 및, 유압 또는 공압을 펠릿성형기본체의 수용부에 제공하여 푸싱부재를 상하방으로 이동시키는 푸싱기기를 갖춘 푸싱장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펠릿성형기는,
    다수의 펠릿성형홀을 갖춘 링다이와;
    링다이의 내부에 구비되며 링다이로 공급된 원료를 외측방으로 가압하는 가압기와;
    링다이를 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동장치와;
    유압 또는 공압을 이용하여 푸싱부재를 전후방으로 이동하는 푸싱기기와, 푸싱기기에 전후방으로 이동가능하게 설치되며 링다이의 펠릿성형홀을 통과하는 푸싱부재를 갖춘 푸싱장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿 제조 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합장치 내의 온도를 측정하는 온도측정센서를 더 포함하며,
    액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치는 스팀발생기로부터 스팀을 공급받고 간접 열 교환 한 스팀을 혼합장치로 공급하며,
    제어장치는 혼합장치 내의 온도가 기준 값 보다 높으면 스팀발생기로부터의 스팀이 액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 펠릿 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 카사바를 분말화하여 카사바침지장치에 공급하는 카사바공급장치와, 카사바공급장치로부터 카사바를 공급받아 카사바를 침지하는 카사바침지장치를 더 포함하며;
    액상바인더공급장치 및 고상바인더공급장치에서, 액상바인더공급장치 내의 카사바 액상 바인더 및 고상바인더공급장치 내의 카사바 고상 바인더가 스팀발생기로부터의 스팀 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 펠릿 제조 장치.
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