KR20180087822A - 속효성 유기물 발효장치 및 이를 이용한 발효방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 속효성 유기물 발효장치 및 이를 이용한 유기물 발효방법에 관한 것으로서, 유기성 폐기물을 발효시켜 사료나 속성 퇴비로 만드는 발효장치에 있어서, 하우징 본체; 상기 하우징 본체에 유기성 폐기물을 투입하는 폐기물 투입장치; 상기 하우징 본체에 설치되어 내부로 소량 공기를 주입하는 소형 송풍장치; 상기 하우징 본체 내의 중심부에서 양쪽에 통로를 형성한 상태에서 세워지는 칸막이; 상기 하우징 본체 내에서 칸막이의 양쪽에 나란히 한 쌍으로 설치되어 서로 반대방향으로 회전함으로써 투입된 유기성 폐기물을 공기와 함께 순환시키면서 교반하는 교반장치; 상기 하우징 본체에 연결되어 유기성 폐기물의 발효 후 생성되는 사료 또는 퇴비를 배출하는 사료 배출장치; 및 상기 폐기물 투입장치 등의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 하우징 본체 내에 위치한 균상을 발효를 위한 미생물로 계속해서 사용하면서, 상기 균상에 의해 이후 꾸준히 투입되는 유기성 폐기물을 지속적으로 사료 또는 퇴비로 배출하도록 한 것이며, 소량의 공기를 유기성 폐기물과 함께 투입하여 적절한 교반조건을 적용함으로써 가축의 장내미생물 중 고열미생물이 활동할 수 있는 최적의 환경을 조성하여 그 열과 분해의 효율을 높여주므로 건조된 분말 형태의 고기능의 퇴비와 사료를 생산할 수 있는 효과가 있다.

Description

속효성 유기물 발효장치 및 이를 이용한 발효방법{Fermentor for fast fermentation and ferment method}

본 발명은 속효성 유기물 발효장치 및 이를 이용한 발효방법에 관한 것으로서, 상세히는 하우징 본체 내에서 2개의 교반장치를 서로 반대로 회전시켜 상기 하우징 본체에 투입되는 유기성 폐기물을 소량의 공기와 함께 순환시킴으로써, 상기 하우징 본체 내에서 미리 만들어진 균상과 함께 최적의 빠른 발효조건을 달성하여 양질의 건조된 분말형태의 사료 또는 비료를 배출하도록 한 속효성 유기물 발효장치 및 이를 이용한 발효방법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 발효교반기는 유기성 폐기물의 수분함수율과 송풍이 중요하고 이러한 것들은 발효에 적용하기가 난해하며, 발효가 끝나면 일정량을 배출시키고 톱밥과 같은 새로운 부영재(건조재)와 유기성 폐기물을 혼합하여 투입을 해야 된다. 여기서 유기성 폐기물이라 함은 음식물쓰레기, 하수슬러지와 같은 호기성, 혐기성의 성질을 가진 것이다.

이러한 종래 발효교반기는 특히 산소공급의 방법이 어렵고(상황에 따라 공기의 양을 조절할 필요가 있음), 많은 공기의 양을 투입해야 되기 때문에 공기의 관이 막혀 지속적인 효과를 보기 어렵다.

또한 투입되는 공기의 양이 많이 필요하기 때문에 2차 악취 처리가 가장 어려운 것이 현실이며, 전체적인 균상(부영재)의 부피에 20% 이상 유기물 투입이 어렵기 때문에 처리량이 작고 비용이 고가이다. 이런 이유로 인해 종래 발효시스템의 적용방법을 이용하기가 현실적으로 어려운 실정에 있다.

그리고 발효 시 내부온도는 50∼55℃로 공기의 투입시 온도가 급격히 떨어져 수증기와 이산화탄소 배출이 늦어지기 때문에 처리량이 떨어지고, 내부의 온도가 낮기 때문에 여러 유해한 균이 박멸이 되지 않아 가축의 먹이나 퇴비로 알맞지 않다는 문제가 있다.

더욱이 현재 시중에서 사용 중인 발효교반기는 대부분 수직 원통형으로 구성되어 있는데, 이러한 수직 원통형 구조는 다음과 같은 문제가 있다.

유기성 폐기물은 분해를 하려면 적당한 수분, 공기, 온도, 교반이 이루어져 미생물의 발효를 위한 최적 환경이 조성되어야 하는데, 현재의 발효교반기는 수직 원통형으로 높게 만들어져 있어 공기를 주입할 때 강한 압력으로 밀어 주어야 공기가 들어가기 때문에 상당한 크기의 송풍기가 필요하고, 꼭 필요한 송풍량을 넣기 어렵다. 그리고 배출공기 라인이 자주 막혀 효율 또한 얻기 힘들고, 유기성 폐기물의 투입시 일정량을 배출시키고, 일정량을 한 번에 넣기 때문에 온도의 변화가 심해져서 의미 있는 효율을 얻기 어렵고, 상하로 교반하기 때문에 교반하는 방식이 원활하지 않아 유기서 폐기물이 골고루 혼합되지 않는 것 또한 효율을 떨어뜨리게 되어 있어 처리량이 적다는 문제가 있다.

더욱 현재의 발효교반기는 가장 중요한 발효 후 악취를 제거하기가 어려운 구성으로 되어 있어 인가가 근접한 곳은 사용하기가 곤란하다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 발효장치의 하우징 본체 내에서 수평으로 간격을 두고 나란히 배치되는 한 쌍의 교반장치를 서로 반대반향으로 회전시키는 것에 의해, 상기 하우징 본체 내에서 미리 만들어진 균상 및 소량의 공기와 함께 투입된 유기성 폐기물이 혼합되면서 순환하여 발효됨으로써, 상기 하우징 본체 내의 온도가 높아져 유기성 폐기물의 발효 후 건조된 분말 형태의 사료나 퇴비를 일정량 지속적으로 배출시키도록 한 속효성 유기물 발효장치를 제공함에 있다.

즉 본 발명의 목적은 일상생활 속에서 처리하기 힘든 유기성 폐기물을 효과적으로 빠른 시간에 처리하여 유해균을 없애고 폐기물을 재활용하여, 건조된 분말 형태의 양질의 사료나 속성 퇴비의 제품으로 변환시키도록 한 속효성 유기물 발효장치를 제공함에 있다.

다른 목적은 상기한 속효성 유기물 발효장치를 이용하여 적절한 공기의 투입량과 교반 조건 및 높은 온도의 발효의 최적 조건을 적용하는 유기물 발효방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 속효성 유기물 발효장치는, 함수율 75∼80%의 유기성 폐기물을 발효시켜 양질의 사료나 속성 퇴비로 만드는 발효장치에 있어서, 하우징 본체; 상기 하우징 본체의 상부 일측으로 연결되어 유기성 폐기물을 투입하는 폐기물 투입장치; 상기 하우징 본체의 상부 중앙에 설치되어 하우징 본체 내부로 상부에서 소량 공기를 주입하는 소형 송풍장치; 상기 하우징 본체 내의 중심부에서 양쪽에 통로를 형성한 상태에서 세워지는 칸막이; 상기 하우징 본체 내에서 칸막이의 양쪽에 나란히 한 쌍으로 설치되어 서로 반대방향으로 회전함으로써 투입된 유기성 폐기물을 공기와 함께 한쪽 교반장치에서 다른 쪽 교반장치로 상기 각 통로를 통해 순환시키면서 교반하는 교반장치; 상기 하우징 본체의 하부 일측에 연결되어 유기성 폐기물의 발효 후 생성되는 사료 또는 퇴비를 건조된 분말 형태로 배출하는 사료 배출장치; 및 상기 폐기물 투입장치, 교반장치, 소형 송풍장치, 사료 배출장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 하우징 본체에 최초로 투입되는 부영재와 미생물 및 유기성 폐기물을 발효시켜 발효미생물인 균상으로 만들어 계속해서 사용하면서, 상기 균상에 의해 이후 꾸준히 투입되는 유기성 폐기물의 일부 량을 지속적으로 사료 또는 퇴비로 배출하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

또 상기 각 교반장치는 감속기를 포함한 모터 및 모터축에 연결된 교반축으로 각각 이루어져, 상기 각 교반축에 다수개의 교반날개가 일정간격을 두고 각각 부착되는 것이 바람직하다.

또 상기 폐기물 투입장치와 사료 배출장치는 이송모터와 이에 의해 회전하는 이송스크루로 이루어져, 상기 이송스크루에 의해 유기성 폐기물을 이송시켜 투입하거나 사료 또는 퇴비를 이송시켜 배출하도록 하는 것이 바람직하다.

또 유기성 폐기물의 발효 후 상기 본체의 상부에 연결되어 수증기를 배출시키는 배출관; 상기 배출관 내부에 설치된 축열재; 및 상기 배출관의 일측에 연결되어 배출관 내부로 배출되는 수증기를 연소시키는 연소버너를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또 상기한 속효성 유기물 발효장치를 이용한 유기성 폐기물의 발효방법에 있어서, 부영재와 미생물 및 유기성 폐기물을 폐기물 투입장치를 통해 최초로 하우징 본체에 투입하고 교반하여 발효미생물인 균상을 생성하는 단계; 상기 균상의 생성 후 함수율 75∼80%의 유기성 폐기물을 상기 폐기물 투입장치를 통해 하우징 본체 내로 꾸준히 투입하는 단계; 상기 하우징 본체의 상부에 연결된 소형 송풍장치를 통해 일정량의 소량의 공기를 상부에서 내부로 주입하는 단계; 상기 하우징 본체 내부의 한 쌍의 교반장치를 서로 반대방향으로 회전시켜 투입된 유기성 폐기물을 공기와 함께 상기 각 교반장치의 길이방향을 따라 한쪽에서 다른 쪽의 교반장치로 순환시키는 단계; 및 상기 균상과 교반장치에 의한 교반으로 일정 온도 이상에서 발효되어 건조된 분말 형태의 사료 또는 퇴비를 사료 배출장치를 통해 배출하는 단계로 이루어지되, 상기 폐기물 투입장치, 소형 송풍장치, 교반장치 및 사료 배출장치의 작동을 제어부에 의해 제어하는 단계를 포함하여 유기물 발효방법이 이루어지는 것을 다른 특징으로 하고 있다.

또 상기 각 교반장치는 감속기를 포함한 모터와 나선방향을 따라 교반날개가 부착되고 상기 모터에 의해 회전하는 교반축으로 이루어져, 상기 교반축의 회전 순환사이클은 30분∼1시간이고, 회전속도는 5∼25rpm인 것이 바람직하다.

또 유기성 폐기물의 발효 중 상기 하우징 본체 내의 압력을 200㎜/Ag로 유지하는 것이 바람직하다.

또 상기 폐기물 투입장치를 통해 투입된 유기성 폐기물의 발효 후 80%의 수분은 증발되고, 나머지 20%는 사료 또는 비료로 배출하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 속효성 유기물 발효장치 및 이를 이용한 유기물 발효방법에 의하면, 소량의 공기를 유기성 폐기물과 함께 투입하여 적절한 교반조건을 적용함으로써 가축의 장내미생물 중 고열미생물이 활동할 수 있는 최적의 환경을 조성하여 그 열과 분해의 효율을 높여주므로 건조된 분말 형태의 고기능의 퇴비와 사료를 생산할 수 있는 효과가 있다.

또한 어떠한 열처리(히터, 열풍)도 넣지 않고 단지 교반과 약간의 송풍(수증기의 배출의 도움)만으로 내부의 온도를 85도 이상으로 올려 빠른 수증기 배출을 유도하고, 지속적으로 유기성 폐기물을 분해하고 발효시켜 짧은 시간(20시간 좌우)내에 처리할 수 있는 효과가 있다.

또한 투입되는 공기가 적어 배출된 수증기의 온도가 높기 때문에 2차 처리(육안으로 보이는 수증기와 발효냄새)를 연소버너를 이용해 완전히(99.8%) 제거하는 것이 훨씬 쉬워지는 효가가 있다.

또한 투입되는 공기의 관은 수증기 배출에만 약간 필요하기 때문에 막힘 현상과 많은 전력이 필요하지 않고, 구조가 간단하며, 3년에 걸쳐 봄, 여름, 가을, 겨울 사계절 계속 상용운전을 하였는바, 톱밥과 같은 부영재를 넣지 않으면서 혼합도 하지 않고서도 함수율이 높은 유기성 폐기물의 일정량을 하루 24시간, 1년 내내 가동하면서 건조된 분말 형태로 소량만 일정시간마다 양질의 사료나 퇴비로 만들어지는 효과가 있다.

또한 본 발명의 유기물 발효장치는 완전 밀폐식이기 때문에 요즘 환경오염의 차원에서 대두되고 있는 육안식별과 악취를 쉽게 처리할 수 있는 효과가 있다.

더욱이 유기성 폐기물의 처리가 짧은 시간에 이루어지기 때문에 처리의 양이 많고 구조가 비교적 간단하며 외형부피가 작다(균상과의 비율 2:1)는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치의 부분 절개 사시도
도 2는 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치의 종단면도
도 3은 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치의 횡단면도
도 4는 연소버너가 설치된 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치의 종단면도
도 5는 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치에 의해 실제 발효되어 건조된 분말형태의 사료를 보여주는 사진
도 6a는 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치에 의해 실제 발효되어 건조된 분말형태의 사료의 농업기술화실용재단의 사료검정서1
도 6b는 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치에 의해 실제 발효되어 건조된 분말형태의 사료의 농업기술화실용재단의 사료검정서2
도 7a는 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치에 의해 실제 발효되어 건조된 분말형태의 사료의 농업기술화실용재단의 비료 분석성적서1
도 7b는 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치에 의해 실제 발효되어 건조된 분말형태의 사료의 농업기술화실용재단의 비료 분석성적서2

이하, 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치 및 이를 이용한 유기물 발효방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치의 부분 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치의 종단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치의 횡단면도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치는 하우징 본체(1), 폐기물 투입장치(2), 소형 송풍장치(3), 한 쌍의 교반장치(4), 사료 배출장치(5) 및 제어부(20)를 기본 구성으로 하며, 여기에 도 4에 도시한 연소버너(15) 등의 구성이 추가되는데 이러한 연소버너(15) 등의 구성과 이에 의한 작용에 대해서는 상세히 후술하도록 한다.

상기 하우징 본체(1)는 더 큰 면적의 지지프레임(6) 상에서 박스 형태로 설치되어, 내부에 상기 한 쌍의 교반장치(4)가 설치되고 벽면은 보온을 위해 우레탄 패드와 같은 보온재(7)가 부착되어 있다.

상기 폐기물 투입장치(2)는 하우징 본체(1)의 상부 일측으로 연결되며, 이송모터 및 이와 연결된 이송스크루의 형태로 구성되어 있기 때문에 유기성 폐기물을 이송시켜 상기 하우징 본체(1) 상부의 한쪽에서 내부로 유기성 폐기물을 투입한다.

상기 소형 송풍장치(3)는 공기관(3a)을 연결한 상태에서 하우징 본체(1)의 상부 중앙에 설치되며, 상기 공기관(3a)은 하우징 본체(1) 내의 상부에서 양쪽으로 분기되어 양쪽의 교반장치(4)까지 연결됨으로써, 상기 소형 송풍장치(3)를 통해 소량의 공기를 하우징 본체(1) 내에 배치된 교반장치(4)까지 주입하게 된다. 상기 소형 송풍장치(3)는 종래 발효교반기에 적용되는 송풍장치의 1/10 정도의 크기밖에 되지 않는다.

이러한 상기 하우징 본체(1) 내에는 길이방향의 중심부를 가로질러 칸막이(18)가 설치되며, 상기 칸막이(18)의 양쪽에는 유기성 폐기물이 통과하도록 개방구 형태의 통로(19a)(19b)가 각각 형성되어 있다.

상기 교반장치(4)는 지지프레임(6)의 한쪽 위에 설치된 모터 설치판(13a)(13b) 상에 일정간격을 두고 나란히 설치된 2개의 모터(8a)(8b)와 2개의 감속기(9a)(9b) 및 상기 각 모터(8a)(8b)의 모터축에 각각 연결되어 하우징 본체(1) 내의 칸막이(18)의 양쪽에서 나란히 수평으로 설치된 2개의 교반축(10a)(10b)으로 구성된다. 상기 각 모터축(8a)(8b)과 교반축(10a)(10b)은 각각 일반적인 형태와 같이 상기 교반축(10a)(10b)의 원활한 회전을 위해 베어링 블록(12a)(12b)과 플랜지 커플링(14a)(8b)을 각각 연결된다. 이러한 교반장치(4)의 각 교반축(10a)(10b)에는 유기성 폐기물의 고른 혼합을 위해 교반날개(11a)(11b)가 각 부착되는데, 상기 교반날개(11a)(11b)는 호형으로 형성되어 한쪽 끝단이 상기 각 교반축(10a)(10b) 둘레의 나선방향을 따라 일정간격을 두고 다수개 부착된다.

상기 사료 배출장치(5)는 하우징 본체(1)의 하부 일측에 연결되어, 소량의 공기와 함께 유기성 폐기물이 교반장치(4)에 의해 교반되면서 발효되어 건조된 분말형태의 사료 또는 퇴비로 되면, 이를 이송모터 및 이와 연결된 이송스크루 형태로 구성된 상기 사료 배출장치(5)를 통해 이송하여 외부로 배출한다. 배출되는 건조된 분말 형태의 사료나 퇴비는 호퍼(5a)에 저장된다.

상기 제어부(20)는 하우징의 본체(1)의 부근에 패널 형태로 설치되어 상기 폐기물 투입장치(2)의 이송스크루 작동, 교반장치(4)의 교반, 소형 송풍장치의 공기 주입, 사료 배출장치의 사료 배출 등의 동작을 적절하게 제어하도록 상기 구성들과 전기적으로 연결되며, 패널 상에 각종의 스위치와 버튼 등을 설치하고 있다.

한편 소량의 공기와 함께 교반하여 발효되는 유기성 폐기물은 유분을 포함한 수증기와 공기를 악취와 함께 배출하는데, 이에 대한 적절한 처리가 필요하므로 유분을 포함한 수증기와 공기를 연소버너를 이용하여 연소하게 된다.

즉 도 4에 도시한 바와 같이, 하우징 본체(1)의 상부에 배출구(15a)를 통해 배출관(16)이 연결되고, 상기 배출관(16)의 한쪽 끝에는 연소버너(15)가 연결되며, 상기 배출관(16)의 내부에는 타공판 형태의 다수개의 축열재(17)가 일정간격을 두고 설치된다. 따라서 상기 배출구(15a)를 통해 유기성 폐기물의 발효 후 발생되는 유분을 포함한 수증기와 공기가 배출관(16)으로 유입되면, 상기 연소버너(15)에 의해 이를 연소시켜 수증기를 증발시키고, 상기 연소버너(15)에 의해 가열된 상기 각 축열재(17)에 공기와 유분이 달라붙어 연소되면서 악취가 제거되면, 최종적으로는 무해한 연기만 배출관(16)을 통해 외부로 배출된다.

다음은 상기한 바와 같은 본 발명의 속효성 유기물 발효장치를 이용한 발효방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 발효장치에서 유기성 폐기물의 발효처리 전에 균상을 만드는 작업이 필요하다. 즉 상기 폐기물 투입장치(2)를 통해 함수율이 높은 유기성 폐기물의 함수율을 낮추기 위한 건조재로 톱밥과 같은 부영재와 미생물 및 유기성 폐기물을 최초로 하우징 본체(1)에 투입하여 교반함으로써 발효미생물인 균상을 생성하게 되며, 이러한 균상은 투입되는 유기성 폐기물의 1/5 정도의 양이며, 상기 균상은 하우징 본체(1) 내에 계속해서 두면서 향후 투입되는 유기성 폐기물의 발효를 위한 미생물, 즉 균상으로 활용하게 된다.

다음에 이러한 균상을 최초로 생성하여 하우징 본체(1) 내에 항상 존재하도록 한 상태에서, 함수율 75∼80%의 유기성 폐기물을 폐기물 투입장치(2)를 통해 하우징 본체(1) 내로 꾸준히 투입한다.

상기 유기성 폐기물의 투입후 하우징 본체(1)의 상부에 연결된 소형 송풍장치(3)를 통해 일정량의 소량의 공기를 상기 하우징 본체(1)의 상부에서 내부로 주입하되, 상기 소형 송풍장치(3)에 연결된 공기관(3a)을 소량의 공기는 한 쌍의 교반장치(4)의 각 교반축(10a)(10b)의 위치까지 주입하게 된다.

다음에 상기 하우징 본체(1) 내부의 한 쌍의 교반장치(4)로 2개의 교반축(10a)(10b)이 각각 2개의 모터(8a)(8b)에 의해 서로 반대방향으로 회전시키면, 한쪽의 교반축(10b) 끝에서 투입되는 유기성 폐기물은 교반날개(11b)에 의해 다른 쪽 끝으로 이동하고, 한쪽 통로(19a)를 통해 다른 쪽 교반축(10a)으로 이동하여 같은 방식으로 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 교반날개(11a)에 의해 이동한 후, 다른 쪽 통로(19b)를 통해 원래의 교반축(10b)으로 이동하는 순환을 계속해서 하면서 교반된다. 이때 교반장치(4)의 각 교반축(10a)(10b)으로 주입되는 공기는 교반되면서 순환하는 유기성 폐기물에 자연스럽게 혼합된다. 또한 상기 교반날개(11a)(11b)는 교반축(10a)(10b)에 각각 나선형을 따라 부착되어 있기 때문에 투입된 유기성 폐기물은 상하로 섞이면서 자연스럽게 혼합된다. 이러한 상기 교반축(10a)(10b)의 회전 순환사이클은 30분∼1시간이고, 회전속도는 5∼25rpm으로 하는 바람직하다. 또한 투입된 유기성 폐기물의 대략적인 처리시간은 20∼24시간이다.

이와 같이 상부에서 소량의 공기를 주입하여도 교반날개(11a)(11b)가 유기성 폐기물과 같은 내용물을 안고 회전하기 때문에 상기 공기도 같이 안고 반대로 넘기면서 골고루 섞어준다. 그래서 소형 송풍장치의 압력과 크기가 작아도 되기 때문에 구매는 물론 유지보수의 비용이 저렴하다.

이렇게 하우징 본체(1) 내에 있는 균상과 투입되는 유기성 폐기물이 소량의 공기와 함께 상기 교반장치에 의한 적절한 교반방식으로 교반되면, 상기 하우징 본체(1) 내의 온도는 80℃도 이상이 되어 최적의 발효조건을 조성하게 되며, 이러한 발효조건에 따라 도 5에 도시한 바와 같은 실제적으로 만들어진 건조된 분말 형태의 사료 또는 퇴비를 사료 배출장치(5)를 통해 배출하게 된다. 배출되는 상기 사료 또는 퇴비는 투입되는 유기성 폐기물의 전체량 중 수분 등이 증발하고 나서 약 20%만 배출된다. 또한 유기성 폐기물의 발효 중에 상기 하우징 본체(1) 내의 압력은 발효의 효율성을 높이기 위해 200㎜/Ag로 유지하는 것이 바람직하다.

물론 상기 폐기물 투입장치(2), 소형 송풍장치(3), 교반장치(4) 및 사료 배출장치(5)의 작동은 상기한 제어부(20)에 의해 적절한 조건으로 제어하게 된다.

이와 같이 본 발명의 유기물 발효장치에 의한 발효방법은 기존 방식과 같이 유기성 폐기물을 투입하고 발효가 끝나면 배출하는 방식이 아니라, 일정량을 꾸준히 투입하여 소량의 공기주입과 교반만으로 자체발열에 의해 내부의 온도가 항상 일정하게 유지(80℃ 이상)해주는 방법으로, 유기성 폐기물의 처리량은 온도와 밀접한 관계로 처리의 량이 많아지고 높은 온도의 유지로 유해균이 사멸하는 방식이다. 또한 일정한 시간에 일정량을 배출하기 때문에 관리가 수월하다.

또한 교반장치의 교반에 의해 하우징 본체 내의 온도가 올라가면, 수증기와 공기가 발생하는데 이를 축열식과 수증기의 재이용으로 처리하게 된다. 즉 하우징 본체의 상부로 배출관을 길이로 설치하여 80℃ 이상의 수증기를 연소버너에 의해 120℃ 이상으로 올려, 배출되는 수증기와 공기를 연소버너에 넣고 730∼870℃의 온도의 연소버너의 연소로에 투입하여 완전 연소시킴으로써, 수증기와 악취 공기를 제거해준다. 축열과 내부의 온도의 열과 연소버너에 의한 배출관 내부의 300℃ 이상의 온도의 이용으로 연소버너의 연료를 크게 줄 수 있다.

상기한 바와 같은 교반축 회전, 공기의 투입량을 온도에 비례해서 제어부에 의해 자동으로 정기적으로 제어함으로써 유기성 폐기물의 발효를 위한 가장 적합한 최적환경을 만들어 주기 때문에 항상 일정량을 사료 또는 퇴비로 처리하고 그 처리량 또한 기존의 발효교반기 대비 2배 이상으로 높다.

또한 연소버너의 흡입송풍과 소형 송풍장치에 의해 공기의 흡입에서 주변악취를 흡입하는 구조여서 악취를 현저히 줄일 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 유기물 발효장치는 교반의 방법도 교반축이 2열로 되어 있고 계속 반대로 선회하면서 교반되기 때문에 유기성 폐기물의 투입을 위한 폐기물 투입장치가 하우징 본체 상부의 한군데에서만 공급을 하면 되고, 내부의 온도가 항상 80도 이상이어서 변수가 없는 발효장치를 구성하고 있다.

또한 미생물은 보통 완전한 교반과 적당한 공기 및 함수율 그리고 일정한 내부의 온도를 갖추어야 가장 활발히 움직인다. 본 발명은 이러한 까다로운 것에 벗어나고 단지 교반만으로 적은 유지비용으로 양질의 사료나 퇴비는 제조하는 것에 초점을 맞춘 것이다.

본 발명의 유기물 발효장치는 실제 제작하여 내부적으로 히터 종류가 전혀 설치되어 있지 않은 상태에서, 2년에 걸쳐 유기성 폐기물인 음식물쓰레기 오니(함수율 75%)를 꾸준히 처리하면서 얻은 사료 또는 퇴비를 공인인증기관인 농업기술화실용재단에 검사 의뢰를 하여 도 6a 및 도 6b에 첨부된 사료검정서1,2와, 도 7a 및 도 7b에 첨부된 비료 분석성적서1,2를 받았는바, 상기 사료검정서와 분석성적서에 의하면 본 발명의 유기물 발효장치에 의해 발효되어 처리된 사료 또는 퇴비의 성분은 일반적인 사료 또는 퇴비로 사용할 수 있는 적당한 기준에 포함되는 것을 확인하였다.

이상과 같이 본 발명에 따른 속효성 유기물 발효장치 및 이를 이용한 유기물 발효방법에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 하우징 본체 2 : 폐기물 투입장치
3 : 소형 송풍장치 4 : 교반장치
5 : 사료 배출장치 6 : 지지프레임
7 : 보온재 8a,8b : 모터
9a,9b : 감속기 10a,10b : 교반축
11a,11b : 교반날개 12a,12b : 베어링 블록
13a,13b : 모터 설치판 14a,14b : 플랜지 커플링
15 : 연소버너 16 : 배출관
17 : 축열재 18 : 칸막이
19a, 19b : 통로 20 : 제어부

Claims (8)

1. 함수율 75∼80%의 유기성 폐기물을 발효시켜 사료나 속성 퇴비로 만드는 발효장치에 있어서,
   하우징 본체;
   상기 하우징 본체에 연결되어 유기성 폐기물을 투입하는 폐기물 투입장치;
   상기 하우징 본체의 상부 중앙에 설치되어 하우징 본체 내부로 상부에서 소량 공기를 주입하는 소형 송풍장치;
   상기 하우징 본체 내의 중심부에서 양쪽에 통로를 형성한 상태에서 세워지는 칸막이;
   상기 하우징 본체 내에서 칸막이의 양쪽에 나란히 한 쌍으로 설치되어 서로 반대방향으로 회전함으로써 투입된 유기성 폐기물을 공기와 함께 한쪽 교반장치에서 다른 쪽 교반장치로 상기 각 통로를 통해 순환시키면서 교반하는 교반장치;
   상기 하우징 본체에 연결되어 유기성 폐기물의 발효 후 생성되는 사료 또는 퇴비를 건조된 분말 형태로 배출하는 사료 배출장치; 및
   상기 폐기물 투입장치, 교반장치, 소형 송풍장치, 사료 배출장치의 동작을 제어하는 제어부;
   를 포함하되,
   상기 하우징 본체에 최초로 투입되는 부영재와 미생물 및 유기성 폐기물을 발효시켜 발효미생물인 균상으로 만들어 계속해서 사용하면서, 상기 균상에 의해 이후 꾸준히 투입되는 유기성 폐기물의 일부 량을 지속적으로 사료 또는 퇴비로 배출하도록 한 것을 특징으로 하는 속효성 유기물 발효장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 각 교반장치는 감속기를 포함한 모터 및 모터축에 연결된 교반축으로 각각 이루어져, 상기 각 교반축에 다수개의 교반날개가 일정간격을 두고 각각 부착된 것을 특징으로 하는 속효성 유기물 발효장치.
3. 제1항에 있어서,
   유기성 폐기물의 발효 후 상기 본체의 상부에 연결되어 수증기를 배출시키는 배출관;
   상기 배출관 내부에 설치된 축열재; 및
   상기 배출관의 일측에 연결되어 배출관 내부로 배출되는 수증기를 연소시키는 연소버너;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 속효성 유기물 발효장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 폐기물 투입장치와 사료 배출장치는 이송모터와 이에 의해 회전하는 이송스크루로 이루어져, 상기 이송스크루에 의해 유기성 폐기물을 이송시켜 투입하거나 사료 또는 퇴비를 이송시켜 배출하도록 한 것을 특징으로 하는 속효성 유기물 발효장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 속효성 유기물 발효장치를 이용한 유기성 폐기물의 발효방법에 있어서,
   부영재와 미생물 및 유기성 폐기물을 폐기물 투입장치를 통해 최초로 하우징 본체에 투입하고 교반하여 발효미생물인 균상을 생성하는 단계;
   상기 균상의 생성 후 함수율 75∼80%의 유기성 폐기물을 상기 폐기물 투입장치를 통해 하우징 본체 내로 꾸준히 투입하는 단계;
   상기 하우징 본체의 상부에 연결된 소형 송풍장치를 통해 일정량의 소량의 공기를 상부에서 내부로 주입하는 단계;
   상기 하우징 본체 내부의 한 쌍의 교반장치를 서로 반대방향으로 회전시켜 투입된 유기성 폐기물을 공기와 함께 상기 각 교반장치의 길이방향을 따라 이송하다, 상기 하우징 본체 내에 설치된 칸막이의 양쪽 통로를 통해 한쪽에서 다른 쪽의 교반장치로 유기성 폐기물을 순환시키면서 교반하는 단계; 및
   상기 균상과 교반장치에 의한 순환과 교반으로 일정 온도 이상에서 발효되어 건조된 분말 형태의 사료 또는 퇴비를 사료 배출장치를 통해 배출하는 단계;
   로 이루어지되, 상기 폐기물 투입장치, 소형 송풍장치, 교반장치 및 사료 배출장치의 작동을 제어부에 의해 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 속효성 유기성 폐기물 발효방법.
6. 제5항에 있어서,
   유기성 폐기물의 발효 중 상기 하우징 본체 내의 압력을 200㎜/Ag로 유지하는 것을 특징으로 하는 속효성 유기성 폐기물 발효방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 각 교반장치는 감속기를 포함한 모터와 나선방향을 따라 교반날개가 부착되고 상기 모터에 의해 회전하는 교반축으로 이루어져, 상기 교반축의 회전 순환사이클은 30분∼1시간이고, 회전속도는 5∼25rpm인 것을 특징으로 하는 속효성 유기성 폐기물 발효방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 폐기물 투입장치를 통해 투입된 유기성 폐기물의 발효 후 80%의 수분은 증발되고, 나머지 20%는 사료 또는 비료로 배출하도록 하는 것을 특징으로 하는 속효성 유기성 폐기물 발효방법.

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