KR20170052459A - 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템 - Google Patents

음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템 Download PDF

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KR20170052459A
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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 저온발효 건조시스템에 관한 것으로서, 발효 건조기를 진공감압시킴과 동시에 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을 투입하여, 진공 감압된 상태에서 저온발효가 이루어지도록 함으로써, 악취의 발생을 방지하고 폐수가 외부로 배출되지 않도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 음식물 쓰레기가 수용되는 저장조(10)와; 음식물 쓰레기를 적당한 크기로 분쇄하는 분쇄기(20)와; 음식물 쓰레기의 수분을 증발시켜 완전건조시키면서 저온 발효시키는 발효 건조기(30)와; 상기 발효 건조기(30)에 저온의 열매체를 제공하는 열원보일러(40)와; 상기 발효 건조기(30) 내부를 진공감압시켜 비등점을 낮추는 감압기(50)와; 상기 발효 건조기(30)에서 발생된 수증기의 열을 빼앗아 응축수를 생성하는 열교환부(60)와; 상기 열교환부(60)에 상기 수증기의 열을 빼앗는 냉매체를 제공하는 냉각기(70)와; 상기 열교환부(60)에서 발생된 응축수의 냄새를 탈취시키는 탈취기(80);를 포함하여 구성되는 음식물 쓰레기 발효 건조 시스템에 있어서, 상기 발효 건조기(30)는, 열원보일러(40)에서 공급되는 저온의 열매체에 의해 음식물 쓰레기의 수분을 증발시켜 건조시키고, 발효 건조기 내부에 투입되는 혐기성 미생물 및 호기성 미생물에 의한 유기물 분해작용에 의해 악취가 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템{Low Temperature Fermentation and Drying System of Food Waste}
본 발명은 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 발효 건조기 내부에 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을 동시에 투입하여 미생물의 유기물 분해작용에 의해 악취의 발생을 방지하고, 발효 건조기 내부를 진공 감압시켜 음식물 쓰레기에 포함된 수분의 비등점을 낮추어, 음식물 쓰레기가 저온발효되면서 건조되도록 하는 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 식당 등에서 발생하는 음식물 쓰레기는 다량의 수분을 함유하고 있어, 기온이 높을 경우에 쉽게 부패하게 된다.
또한 음식물 쓰레기는 대부분 유기물로 구성되어 있어, 그대로 땅속에 매립할 경우 심한 악취와 함께 침출수가 발생하여 토양이나 지하수를 오염시키게 된다.
또한 음식물의 부패에 따른 악취와 병해충으로 인하여, 각종 피부질환 및 전염성 질병을 유발하기도 한다.
이에 따라 최근에는, 음식물 쓰레기를 일반 쓰레기와 분리 수거하여 가축용 사료나 농작물 퇴비로 재활용하고 있다.
수거된 음식물 쓰레기를 가축용 사료나 농사용 퇴비로 재활용하기 위해서는, 수거된 음식물 쓰레기에 혼합되어 있는 각종 비닐류, 병마개 등 금속류를 제거하는 선별공정과, 상기 선별공정을 거친 음식물 쓰레기를 적당한 크기로 절단하는 분쇄공정과, 상기 분쇄공정을 거친 음식물 쓰레기에 함유된 수분을 제거하는 탈수공정과, 수분이 어느 정도 제거된 음식물 쓰레기를 살균 처리하고 건조하는 건조공정을 거쳐야 한다.
음식물 쓰레기를 건조하는 기술로서, 국내 등록특허 제10-0803621호의 "음식물 쓰레기 처리시스템"이 있다.
상기한 종래 기술은, 음식물 쓰레기를 수용하는 저장조와; 이를 분쇄하는 분쇄기와; 분쇄된 음식물 쓰레기에서 어느 정도 수분을 제거하는 탈수기와; 어느 정도 수분이 제거된 음식물 쓰레기를 완전건조시키는 건조기와; 상기 건조기에 고온으로 가열된 열매체를 제공하는 열원보일러와; 상기 건조기에서 발생하는 수증기를 응축시키는 웅축기;로 구성되어 있다.
그런데 상기한 종래의 음식물 쓰레기 처리시스템은, 100℃ 이상의 고온의 열매체를 사용하기 때문에 에너지 소비가 많다는 문제점이 있다.
또한, 상기한 종래 기술은, 탈수기에서 배출되는 수분의 오염도가 높아 액체 비료로 사용하기 위한 발효에 시간이 오래 걸리고, 이러한 수분이 외부로 배출될 경우 악취와 함께 환경을 오염시킨다는 문제점이 있다.
국내 등록특허 제10-0803621호 국내 공개특허 제10-2012-0038619호 국내 공개특허 제2002-0036224호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 탈수공정 없이 분쇄된 음식물 쓰레기를 건조기에 투입하고, 투입된 음식물 쓰레기의 수분이 비등점이 낮아지도록 건조기를 진공 감압시킴으로써, 저온의 열매체에 의해 음식물 쓰레기의 수분을 증발시켜 건조시키는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을 건조기에 투입하고 진공감압시킴으로써, 진공상태에서 저온발효가 잘 이루어지도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 음식물 쓰레기의 처리시 악취가 발생하지 않도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 음식물 쓰레기가 저온 발효되면서 건조되도록 하여 에너지를 절약하고, 탈수공정에 의한 폐수가 외부로 배출되지 않도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 열교환부에서 발생하는 응축수를 탈취기에서 악취를 제거한 후 냉각기의 냉매체 및 열원보일러의 용수로 사용함으로써, 폐수를 외부로 배출하지 않도록 하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 음식물 쓰레기 저온발효 건조시스템은, 운반된 음식물 쓰레기가 수용되는 저장조와; 상기 저장조에서 이송된 음식물 쓰레기를 적당한 크기로 분쇄하는 분쇄기와; 상기 분쇄기에서 분쇄된 음식물 쓰레기의 수분을 증발시켜 완전건조시키면서 저온 발효시키는 발효 건조기와; 상기 발효 건조기에 저온의 열매체를 제공하는 열원보일러와; 상기 발효 건조기 내부를 진공감압시켜 비등점을 낮추는 감압기와; 상기 발효 건조기에서 발생된 수증기의 열을 빼앗아 응축수를 생성하는 열교환부와; 상기 열교환부에 상기 수증기의 열을 빼앗는 냉매체를 제공하는 냉각기와; 상기 열교환부에서 발생된 응축수의 냄새를 탈취시키는 탈취기;를 포함하여 구성되는 음식물 쓰레기 발효 건조 시스템에 있어서, 상기 발효 건조기는, 내부에 교반기(31)를 구비하여 음식물 쓰레기를 섞으면서 이동시키고, 열원보일러에서 공급되는 저온의 열매체에 의해 음식물 쓰레기의 수분을 증발시켜 건조시키며, 발효 건조기 내부에 투입되는 혐기성 미생물 및 호기성 미생물에 의한 유기물 분해작용에 의해 악취가 발생하지 않도록 하고, 상기 열원보일러는, 상기 발효 건조기의 외주연에 60 ~ 70℃의 저온으로 가열된 증기를 공급하여 수분이 증발되게 하고, 상기 감압기는, 진공펌프를 포함하여 이루어져 상기 발효 건조기 내부를 진공 감압시키되, 상기 발효 건조기 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분의 비등점이 50 ~ 70℃가 되도록 감압시키고, 상기 감압기에 의해 진공감압된 상기 발효 건조기 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분은, 상기 열원보일러에서 공급되는 저온의 열매체에 의해 저온에서 끓으면서 수증기로 증발되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 발효 건조기 내부에 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 동시에 투입하되, 호기성 미생물은 50 ~ 55%, 혐기성 미생물은 45 ~ 50% 투입하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 호기성 미생물 및 혐기성 미생물은, 토양에 존재하는 토착균을 채취하여 이를 배양하고, 미강, 유박, 어박, 골분 중 어느 하나에 흡착 증식시킨 후 발효 건조기에 투입하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 탈취기에, 발효 건조기에 투입되는 미생물과 동일한 미생물을 투입하여 악취를 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 탈취기에서 탈취된 응축수는, 상기 냉각기의 냉매체로 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 냉각기에 저장된 응축수는, 열원 보일러의 용수로 재순환되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 감압기에 의해 발효 건조기 내부를 진공 감압시켜 비등점을 낮춤으로써, 저온에서도 음식물 쓰레기의 수분이 증발되면서 빠른 건조가 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 발효 건조기를 진공감압시킴과 동시에 발효 건조기에 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을 투입함으로써, 미생물의 유기물 분해작용에 의해 악취의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 토양에 존재하는 토착균을 채취하고 배양한 후 이를 유기물에 흡착 증식시켜 발효 건조기에 투입함으로써, 발효 효과를 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 발효 건조기를 저온 상태로 유지함으로써 고온에 의해 미생물이 사멸화되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 건조 시스템의 가동 초기에는 호기성 미생물이 용존산소에 의해 유기물을 분해하고, 진공감압된 이후에는 혐기성 미생물이 유기물을 분해하도록 함으로써, 악취가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 열원보일러에서 공급되는 저온의 열매체로 진공감압된 음식물 쓰레기의 수분을 끓여 증발시킴으로써 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 탈취기에서 탈취된 응축수를 냉각기의 냉매체 및 열원보일러의 용수로 사용함으로써, 폐수가 건조 시스템의 외부로 배출되지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 열매체가 증기로 이루어짐으로써, 빠른 순환이 가능하여 발효 건조기를 일정한 온도로 가열할 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 저온발효 건조시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 저온발효 건조시스템에서 건조기의 구조를 나타낸 단면도.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 저온발효 건조시스템을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 저온발효 건조시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 저장조(10), 분쇄기(20), 발효 건조기(30), 열원보일러(40), 감압기(50), 열교환부(60), 냉각기(70) 및 탈취기(80)를 포함하여 구성된다.
상기 저장조(10)는 운반된 음식물 쓰레기가 수용되는 탱크로서, 식당이나 가정에서 발생되는 음식물 쓰레기를 수거하여 저장하는 역할을 한다.
상기 분쇄기(20)는 상기 저장조(10)에서 음식물 쓰레기가 이송되면 이를 적당한 크기로 분쇄한다.
*즉, 상기 분쇄기(20)는, 음식물 쓰레기가 발효 건조기(30)에서 발효 및 수분 증발이 빠르게 이루어지도록 하고, 완전 건조된 상태에서 퇴비로 사용하기 좋게 분쇄한다.
한편, 상기 분쇄기(20)에서 음식물을 분쇄하기 전에, 이물질 등을 제거하는 선별공정을 더 포함할 수 있다.
상기 발효 건조기(30)는, 상기 분쇄기(20)에서 분쇄된 음식물 쓰레기가 이송되면, 음식물 쓰레기의 수분을 증발시켜 완전 건조시킨다.
이때, 상기 발효 건조기(30)는 감압기(50)에 의해 진공 감압되며, 상기 열원보일러(40)에서 공급되는 저온의 열매체에 의해 가열된다.
이에 따라, 상기 발효 건조기(30)에 수용된 음식물 쓰레기는 저온에서 끓으면서 수분이 증발되고, 또한 저온으로 가열되기 때문에 저온발효가 가능하게 된다.
이러한 발효 건조기(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 외주연에 상기 열원보일러(40)에서 제공되는 저온의 열매체가 순환하면서 가열된다.
그리고 이러한 상기 발효 건조기(30) 내부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 음식물 쓰레기를 섞으면서 이동시키는 교반기(31)가 장착된다.
한편, 상기 발효 건조기(30)에 음식물 쓰레기를 투입시, 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 동시에 투입한다.
이때 상기 발효 건조기(30)의 온도가 비교적 저온이므로, 고온에 의해 미생물이 사멸화되는 것을 방지할 수가 있다.
이에 따라 건조 시스템의 가동 초기에는, 호기성 미생물이 발효 건조기(30) 내부에 존재하는 용존산소에 의해 유기물을 분해하여 악취를 제거한다.
본 발명에 따른 발효 건조기(30)는, 진공감압된 상태에서 구동되므로 외부에서 별도의 공기를 공급하지 않는다.
이에 따라 어느 정도 시간이 경과하면, 산소의 부족에 의해 호기성 미생물이 사멸화되는 것을 피할 수가 없는데, 이때부터는 혐기성 미생물에 의해 유기물 분해가 이루어진다.
상기한 점을 감안하여, 일정 시간 후 사멸화되는 호기성 미생물은 혐기성 미생물보다 약간 더 투입한다. 예컨대 호기성 미생물은 50 ~ 55%, 혐기성 미생물은 45 ~ 50% 투입하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 사용되는 호기성 미생물 및 혐기성 미생물은, 건조 시스템 근처의 토양에 존재하는 토착균을 채취하여 이를 배양하여 사용한다.
또한 상기 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을, 미강(米糠), 유박油粕), 어박(魚粕), 골분(骨粉) 중 어느 하나에 흡착 증식시켜 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 유기물들을 혼합한 후 여기에 미생물을 증식시킬 수도 있다.
상기 미강은, 벼에서 왕겨를 뽑고 난 다음 현미를 백미로 도정하는 과정에서 분리되는 고운 쌀겨이며, 유박은 기름을 짜내고 남은 지방종자의 찌꺼기로서 깻묵이라고도 한다.
또한 어박은 기름을 짜고 남은 물고기의 찌꺼기이고, 골분은 동물의 뼈를 분쇄한 가루를 말한다.
상기한 방식에 의해, 미생물을 유기물에 흡착 증식시켜 사용함으로써, 발효 효과를 촉진시켜 악취의 발생을 방지할 수가 있다.
또한, 상기 열원보일러(40)는 상기 발효 건조기(30)에 저온으로 가열된 열매체를 제공한다.
즉, 상기 열원보일러(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 열매체가 상기 발효 건조기(30)의 외주연을 순환하면서 상기 발효 건조기(30) 내부에 수용된 음식물 쓰레기를 가열하여 수분이 증발되게 한다.
이러한 상기 열원보일러(40)에 사용되는 열매체는 증기로 이루어진다.
이와 같이 상기 열매체가 증기로 이루어짐으로써, 빠른 순환이 가능하여 상기 발효 건조기(30)를 일정한 온도로 가열할 수 있다.
한편, 상기 열원보일러(40)에서 저온으로 가열되는 열매체는, 발효 건조기(30)를 가열할 수 있는 것이라면 어떠한 열매체를 사용하여도 무방하다.
또한, 상기 열원보일러(40)에서 제공되는 열매체의 온도는 60 ~ 70℃인 것이 바람직하다.
상기 열원보일러(40)에서 제공되는 열매체의 온도가 60℃ 미만이면, 감압기(50)에 의해 감압된 상기 발효 건조기(30) 내부의 음식물 쓰레기의 수분이 잘 끓지 않아, 수분증발이 잘 이루어지지 않는다.
또한, 열매체의 온도가 70℃를 초과하면, 에너지의 소비가 많고 무엇보다 70℃ 이상에서는 미생물이 사멸화되어 상기 발효 건조기(30) 내부의 음식물 쓰레기가 잘 발효되지 않는다.
따라서 상기 열원보일러(40)에서 제공되는 열매체의 온도는 60 ~ 70℃ 인 것이 바람직하다.
상기 감압기(50)는, 상기 발효 건조기(30) 내부를 진공감압시켜 끓는점을 낮춘다.
이러한 감압기(50)는 공지의 기술을 사용하여도 무방하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 진공펌프를 사용하여 음식물 쓰레기의 수분이 증발하면서 발생하는 수증기를 흡입하여 상기 발효 건조기(30) 내부를 진공감압시키도록 하는 것이 바람직하다.
상기 감압기(50)에 의해 상기 발효 건조기(30) 내부를 진공 감압시켜 비등점을 낮춤으로써, 저온에서도 음식물 쓰레기의 수분이 증발되게 되면서 빠른 건조가 가능하게 된다.
또한, 미생물이 사멸화되지 않으므로 음식물 쓰레기가 상기 발효 건조기(30) 내부에서 저온발효될 수 있다.
또한, 상기 열원보일러(40)에서 저온의 열매체만으로 음식물 쓰레기의 수분을 끓여 증발시킬 수 있기 때문에 에너지를 절약할 수 있다.
상기 감압기(50)는, 상기 발효 건조기(30) 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분의 비등점이 50 ~ 70℃가 되도록 감압시킨다.
상기 발효 건조기(30) 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분이 50℃ 미만에서 끓게 되면, 상기 감압기(50)를 가동하기 위한 에너지 소비가 많아지게 된다.
또한, 상기 발효 건조기(30) 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분이 70℃를 초과하여 끓게 되면, 상기 열원보일러(40)에서 공급되는 열매체의 온도보다 높아 수분증발이 잘 이루어지지 않게 된다.
따라서 상기 감압기(50)는, 상기 발효 건조기(30) 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분의 비등점이 50 ~ 70℃가 되도록 감압시키는 것이 바람직하다.
상기 열교환부(60)는 상기 발효 건조기(30)에서 발생된 수증기의 열을 빼앗아 응축수를 생성한다.
즉, 상기 열교환부(60)는, 상기 발효 건조기(30)에서 수분이 증발된 수증기를 냉각시켜 수증기가 다시 액체가 되게 한다.
이러한 상기 열교환부(60)는, 상기 냉각기(70)에서 냉매체를 제공받아 증발되는 수증기의 온도를 낮추어 응축수가 생성되게 한다.
상기 냉각기(70)는, 상기 열교환부(60)에 상기 수증기의 열을 빼앗는 냉매체를 제공한다.
이러한 상기 냉각기(70)는, 상기 열교환부(60)에서 수증기의 열을 빼앗기 때문에 다시 온도를 낮추어 냉매체가 증발하게 된다.
따라서 상기 냉각기(70)에는 냉매체를 수시로 공급하여야 하며, 상기 냉각기(70)의 냉매체로는 탈취기(80)에서 탈취된 응축수를 사용한다.
상기 탈취기(80)는, 상기 열교환부(60)에서 발생된 응축수의 냄새를 탈취하여 악취를 제거한다.
또한 상기 탈취기(80)에, 발효 건조기(30)에 투입되는 미생물과 동일한 미생물을 투입하여 악취를 제거한다.
또한 상기 탈취기(80)에는 외부 공기를 공급할 수가 있으므로, 호기성 미생물만을 이용하여 자연발효에 의해 악취를 제거할 수도 있다.
한편, 상기 탈취기(80)에서 탈취된 응축수는 상기 냉각기(70)의 냉매체로 사용된다.
즉, 전술한 바와 같이 상기 응축기에는 계속하여 냉매체를 공급하여야 하는데, 상기 응축수를 냉매체로 사용할 수 있다.
또한, 탈취기(80)에서 탈취된 응축수는 상기 열원보일러(40)의 용수로 재순환시켜 사용한다.
이와 같이 상기 탈취기(80)에서 탈취된 응축수를 냉각기(70)의 냉매체 및 열원 보일러(40)의 용수로 사용함으로써, 폐수를 건조 시스템의 외부로 배출하지 않아도 되고 별도의 배수 설비가 필요치 않게 된다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 저온발효 건조시스템의 작동과정을 설명한다.
먼저, 건조 시스템 근처의 토양에 존재하는 토착균을 채취하여 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 구분하여 배양한다.
이어서, 상기 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을, 미강(米糠), 유박油粕), 어박(魚粕), 골분(骨粉) 중 어느 하나에 흡착 증식시킨다.
경우에 따라, 상기 유기물을 혼합한 후 여기에 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을 증식시킬 수도 있다.
그리고 분쇄기(20)에서 음식물 쓰레기를 분쇄하고, 이렇게 분쇄된 음식물 쓰레기를 발효 건조기(30)로 이송되도록 한다.
이어서 상기 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을 발효 건조기(30) 내부에 투입한다.
그리고 감압기(50)에서 상기 발효 건조기(30)의 내부를 진공 감압하고, 상기 열원보일러(40)에서 저온으로 가열된 열매체를 발효 건조기(30)의 외주연에 순환시킨다.
그러면 상기 발효 건조기(30)의 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분이 상기 열매체에 의해 저온에서 끓게 되면서 증발하고, 음식물 쓰레기는 미생물에 의해 발효가 진행된다.
상기 발효 건조기(30)의 가동 초기에는, 발효 건조기 내부에 용존산소가 존재하고 있으므로 호기성 미생물에 의해 발효가 진행된다.
이후 일정 시간이 경과하여 무산소 상태가 되면 상기 호기성 미생물은 사멸화되고, 이때부터는 혐기성 미생물에 의해 발효가 진행된다.
이에 따라 음식물 쓰레기는 완전건조되면서 저온 발효가 완료되어 퇴비로 사용할 수가 있다.
한편, 음식물 쓰레기에서 증발된 수증기는, 상기 열교환부(60)에서 상기 냉각기(70)에서 제공된 냉매체에 의해 열이 빼앗겨 액체 상태인 응축수가 된다.
이러한 응축수는 상기 탈취기(80)를 통해 악취가 제거되는데, 이때 상기 탈취기(80)에 발효 건조기(30)에 투입되는 호기성 미생물 및 혐기성 미생물을 투입하여 악취를 제거한다.
한편, 상기 탈취기(80)에 호기성 미생물만을 투입하고 공기를 공급하여 자연발효에 의해 탈취가 진행되도록 할 수도 있다.
이렇게 탈취된 응축수는, 상기 냉각기(70)의 냉매체 및 상기 열원보일러(40)의 용수로 재사용된다.
이에 따라 폐수가 건조 시스템의 외부로 배출되지 않으므로 별도의 배수설비가 필요치 않게 된다.
본 건조 시스템에서는 폐수가 외부로 배출되지 않도록 할 수 있는데, 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각기(70)에서 증발되는 수증기 ②가 음식물쓰레기에서 증발되어 응축되는 수분 ①의 양보다 많기 때문이다.
즉, 음식물 쓰레기의 중량이 100톤이고 수분이 80%라 가정할 경우, 발효 건조기(30)에서 증발되는 수분은 약 77톤이 되고, 냉각기(70)에서 증발되는 수증기는 약 88톤이 된다. 이에 따라 외부에서 약 11톤의 물을 보충해 주어야 한다.
종래의 음식물 쓰레기 처리장치는, 처리시에 악취가 심하게 발생하고 폐수를 별도의 장치로 처리한 후 배출하여야 한다는 문제가 있다.
그러나 본 발명은, 발효 건조기를 진공 감압시켜 음식물 쓰레기에 포함된 수분의 비등점을 낮춤과 동시에, 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 동시에 투입하여 저온에서 발효가 이루어지도록 하는 방식이므로, 음식물 쓰레기의 처리시 악취가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.
즉, 건조 시스템의 가동 초기에는 발효 건조기 내부에 존재하는 용존산소를 이용하여 호기성 미생물에 의해 발효가 진행되도록 하고, 발효 건조기의 진공감압에 의해 무산소 상태가 된 이후에는 혐기성 미생물에 의해 발효가 이루어지도록 할 수 있다.
이에 따라 건조 시스템의 가동시간 전체에 걸쳐 미생물에 의한 발효가 활발히 진행되도록 할 수 있다.
또한, 발효 건조기의 외주연을 60 ~ 70℃의 저온 증기로 가열하므로, 미생물이 사멸화되는 것을 방지할 수가 있다.
또한 본 발명에 사용되는 호기성 미생물 및 혐기성 미생물은, 토양에서 채취한 토착균을 배양한 후, 미강, 유박, 어박, 골분 등의 유기물에 미생물을 흡착 증식시켜 사용하므로, 발효작용을 촉진시킬 수가 있다.
또한 응축수를 미생물에 의해 탈취한 후, 냉각기의 냉매체 및 열원 보일러의 용수로 재순환시켜 사용하므로, 건조 시스템의 외부로 폐수가 배출되지 않고, 이를 처리하기 위한 별도의 장치가 필요하지 않게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10: 저장조
20: 분쇄기
30: 발효 건조기
31: 교반기
40: 열원보일러
50: 감압기
60: 열교환부
70: 냉각기
80: 탈취기

Claims (6)

  1. 운반된 음식물 쓰레기가 수용되는 저장조(10)와;
    상기 저장조(10)에서 이송된 음식물 쓰레기를 적당한 크기로 분쇄하는 분쇄기(20)와;
    상기 분쇄기(20)에서 분쇄된 음식물 쓰레기의 수분을 증발시켜 완전건조시키면서 저온 발효시키는 발효 건조기(30)와;
    상기 발효 건조기(30)에 저온의 열매체를 제공하는 열원보일러(40)와;
    상기 발효 건조기(30) 내부를 진공감압시켜 비등점을 낮추는 감압기(50)와;
    상기 발효 건조기(30)에서 발생된 수증기의 열을 빼앗아 응축수를 생성하는 열교환부(60)와;
    상기 열교환부(60)에 상기 수증기의 열을 빼앗는 냉매체를 제공하는 냉각기(70)와;
    상기 열교환부(60)에서 발생된 응축수의 냄새를 탈취시키는 탈취기(80);를 포함하여 구성되는 음식물 쓰레기 발효 건조 시스템에 있어서,
    상기 발효 건조기(30)는,
    내부에 교반기(31)를 구비하여 음식물 쓰레기를 섞으면서 이동시키고, 열원보일러(40)에서 공급되는 저온의 열매체에 의해 음식물 쓰레기의 수분을 증발시켜 건조시키며, 발효 건조기 내부에 투입되는 혐기성 미생물 및 호기성 미생물에 의한 유기물 분해작용에 의해 악취가 발생하지 않도록 하고,
    상기 열원보일러(40)는,
    상기 발효 건조기(30)의 외주연에 60 ~ 70℃로 가열된 증기를 공급하여 수분이 증발되게 하고,
    상기 감압기(50)는,
    진공펌프를 포함하여 이루어져 상기 발효 건조기(30) 내부를 진공 감압시키되, 상기 발효 건조기(30) 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분의 비등점이 50 ~ 70℃가 되도록 감압시키고,
    상기 감압기(50)에 의해 진공감압된 상기 발효 건조기(30) 내부에 수용된 음식물 쓰레기의 수분은, 상기 열원보일러(40)에서 공급되는 저온의 열매체에 의해 저온에서 끓으면서 수증기로 증발되도록 하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발효 건조기(30) 내부에 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 동시에 투입하되, 호기성 미생물은 50 ~ 55%, 혐기성 미생물은 45 ~ 50% 투입하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 호기성 미생물 및 혐기성 미생물은, 토양에 존재하는 토착균을 채취하여 이를 배양하고, 미강, 유박, 어박, 골분 중 어느 하나에 흡착 증식시킨 후 발효 건조기(30)에 투입하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈취기(80)에, 발효 건조기(30)에 투입되는 미생물과 동일한 미생물을 투입하여 악취를 제거하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탈취기(80)에서 탈취된 응축수는, 상기 열원보일러(40)의 열매체 및 냉각기(70)의 냉매체로 사용되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각기(70)에 저장된 응축수는, 열원 보일러(40)의 용수로 재순환되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템.
KR1020160128950A 2015-10-06 2016-10-06 음식물 쓰레기 저온발효 건조 시스템 KR20170052459A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107243502A (zh) * 2017-07-03 2017-10-13 中国恩菲工程技术有限公司 餐厨垃圾厌氧预处理装置及方法
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