KR20230095212A - Manufacturing method of bio-oil using food waste - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄화과정의 일체화 및 자동운전이 가능하여 음식물 쓰레기로부터 높은 발열량을 가지는 바이오차 뿐만 아니라, 바이오 오일을 회수할 수 있는 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing bio-oil using food waste, and more particularly, to a method for recovering bio-oil as well as bio-char having a high calorific value from food waste by integrating the carbonization process and enabling automatic operation. It relates to a method for producing bio-oil using waste.
최근 화력 발전소에 의한 대기오염 및 미세먼지 발생의 대책으로 친환경 대체연료인 바이오매스에 대한 관심이 높아지고 있다. 바이오매스의 혼소는 이산화탄소 배출 저감 측면뿐 아니라 유해물질 배출 저감효과로 인해 장려되는 추세이다.Recently, interest in biomass, an eco-friendly alternative fuel, is increasing as a countermeasure against air pollution and fine dust generated by thermal power plants. Co-firing of biomass is a trend that is encouraged not only in terms of reducing carbon dioxide emissions, but also because of its effect on reducing emissions of harmful substances.
우리나라의 경우 법제화된 기준에 의해 화력 발전소는 신재생에너지 공급할당기준(RPS: Renewables Portfolio Standard)을 의무적으로 채워야 하며 이를 위하여 목재 펠릿을 수입하거나 일부 하수슬러지를 혼소하고 있다.In the case of Korea, thermal power plants must meet the Renewables Portfolio Standard (RPS) according to legislated standards, and for this purpose, wood pellets are imported or some sewage sludge is mixed.
석탄 화력 발전소의 바이오매스 혼소량을 저유황탄보다 친환경적 연료인 음식물 쓰레기 바이오 차를 생산하여 대체하면 이산화탄소 배출 저감뿐 아니라 목재 펠릿 대체 및 REC 구매 비용 절감 등의 경제적 효과도 제공할 수 있다.Replacing the mixed amount of biomass in coal-fired power plants by producing food waste biochar, which is more eco-friendly than low-sulfur coal, can provide economic effects such as reducing carbon dioxide emissions as well as replacing wood pellets and reducing REC purchase costs.
한편, 현재 음식물쓰레기는 퇴비화 및 사료화 기술에 의해서 84.47% 이상(2019년 6월 기준)이 재활용되고 있으나 과도한 이물질 함유, 고농도 음폐수 발생, 염분 및 높은 부패성으로 실제 활용률이 낮으며, 재활용 생산물의 품질도 낮아 고품질화에 의한 실질적인 활용성 증대가 요구되고 있다.Meanwhile, currently, more than 84.47% of food waste (as of June 2019) is recycled by composting and feed technology, but the actual utilization rate is low due to excessive foreign matter content, high concentration of food wastewater, salt and high perishability, and the quality of recycled products It is also required to increase practical usability through high quality.
2008년 국제 해양 방류 폐기가 금지된 이후 음식물 쓰레기의 일부는 사료, 퇴비 또는 연료로 재활용되고 나머지는 소각 또는 매립처리되고 있다. 그러나 음식물 쓰레기 재생사료의 경우 조류인플루엔자나 아프리카 돼지 열병 등의 원인으로도 인식되고 있어 사료로의 사용이 금지되었다. 재생퇴비의 경우 음식물 쓰레기에 포함된 염분으로 인한 토양의 경화가 유발된다.Since the international marine discharge was banned in 2008, some of the food waste is recycled as feed, compost or fuel, and the rest is incinerated or landfilled. However, in the case of food waste recycled feed, it has been recognized as a cause of avian influenza or African swine fever, and its use as feed has been banned. In the case of recycled compost, hardening of the soil is caused by the salt contained in the food waste.
연료로 재활용되는 경우, 음식물 쓰레기로부터 바이오 차(Bio char)를 제조하여 연료로 사용 가능하나 음식물 쓰레기를 탄화하여 발열량 기준을 만족하는 바이오 차를 효율적으로 제조하는 고형연료화 기술이 개발되어 있지 않은 실정일 뿐만 아니라, 바이오 차를 제조하는 과정에서 발생되는 바이오 가스로부터 바이오 오일을 회수하는 방법은 공개된 바가 없다.In the case of recycling as fuel, it is possible to manufacture biochar from food waste and use it as fuel, but solid fuel technology that efficiently manufactures biochar that satisfies calorific value standards by carbonizing food waste has not been developed. In addition, a method for recovering bio-oil from bio-gas generated in the process of manufacturing bio-tea has not been disclosed.
본 발명의 목적은 탄화과정의 일체화 및 자동운전이 가능하여 음식물 쓰레기로부터 높은 발열량을 가지는 바이오차 뿐만 아니라, 바이오 오일을 회수할 수 있는 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing bio-oil using food waste capable of recovering bio-oil as well as bio-char having a high calorific value from food waste by integrating and automatically operating the carbonization process.
본 발명의 목적은 음식물 쓰레기를 발효하고 건조하는 발효건조단계, 상기 발효건조단계를 통해 건조된 음식물 쓰레기를 열분해하는 열분해단계 및 상기 열분해단계를 통해 발생된 바이오 가스를 포집 및 응축하는 바이오오일수거단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.An object of the present invention is a fermentation and drying step of fermenting and drying food waste, a pyrolysis step of thermally decomposing food waste dried through the fermentation and drying step, and a bio-oil collection step of collecting and condensing biogas generated through the pyrolysis step. It is achieved by providing a method for producing bio-oil using food waste, characterized in that consisting of.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 발효건조단계는 음식물 쓰레기, 미생물 및 수분조절제를 혼합한 후에 20 내지 30시간 동안 발효 및 건조하여 이루어지는 것으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, the fermentation and drying step is performed by mixing food waste, microorganisms, and a moisture regulator, followed by fermentation and drying for 20 to 30 hours.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 열분해단계는 450 내지 550℃의 온도에서 8 내지 12분 동안 이루어지는 것으로 한다.According to a more preferred feature of the present invention, the thermal decomposition step is to be made for 8 to 12 minutes at a temperature of 450 to 550 ℃.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 바이오오일수거단계는 상기 열분해단계를 통해 발생된 바이오 가스를 오일생성장치로 이송한 후에 15 내지 17℃의 온도로 냉각하여 오일상태로 수거하는 과정으로 이루어지는 것으로 한다.According to a more preferred feature of the present invention, the bio-oil collection step consists of transferring the biogas generated through the pyrolysis step to an oil generating device and then cooling it to a temperature of 15 to 17 ° C. to collect it in an oil state. do.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 오일생성장치는 콤프레서에 의해 순환되는 냉각수가 흐르는 냉각수관이 내부에 설치되고, 공급되는 바이오 가스가 상기 냉각수관과 접하여 냉각되면서 액화되면 하부에 액화된 오일을 배출시키기 위한 밸브가 형성되는 것으로 한다.According to a more preferred feature of the present invention, the oil generator is installed inside the cooling water pipe through which the cooling water circulated by the compressor flows, and when the supplied biogas is liquefied while being cooled in contact with the cooling water pipe, the liquefied oil at the bottom It is assumed that a valve for discharging is formed.
본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법은 탄화과정의 일체화 및 자동운전이 가능하여 음식물 쓰레기로부터 높은 발열량을 가지는 바이오차 뿐만 아니라, 바이오 오일을 회수할 수 있는 탁월한 효과를 나타낸다.The method for producing bio-oil using food waste according to the present invention enables integration of the carbonization process and automatic operation, thereby exhibiting an excellent effect of recovering bio-oil as well as bio-char having a high calorific value from food waste.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flow chart showing a method for producing bio-oil using food waste according to the present invention.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention and the physical properties of each component will be described in detail, but this is to be explained in detail so that a person having ordinary knowledge in the art to which the present invention belongs can easily practice the invention, This is not meant to limit the technical spirit and scope of the present invention.
본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법은 음식물 쓰레기를 발효하고 건조하는 발효건조단계(S101), 상기 발효건조단계(S101)를 통해 건조된 음식물 쓰레기를 열분해하는 열분해단계(S103) 및 상기 열분해단계(S103)를 통해 발생된 바이오 가스를 포집 및 응축하는 바이오오일수거단계(S105)로 이루어진다.A method for producing bio-oil using food waste according to the present invention includes a fermentation and drying step of fermenting and drying food waste (S101), a thermal decomposition step of thermally decomposing the food waste dried through the fermentation and drying step (S101) (S103), and It consists of a bio-oil collection step (S105) of collecting and condensing the biogas generated through the pyrolysis step (S103).
상기 발효건조단계(S101)는 음식물 쓰레기를 발효하고 건조하는 단계로, 음식물 쓰레기, 미생물 및 수분조절제를 혼합한 후에 20 내지 30시간 동안 발효 및 건조하여 이루어지는 것이 바람직하다.The fermentation and drying step (S101) is a step of fermenting and drying food waste, and is preferably performed by mixing food waste, microorganisms, and a moisture regulator, followed by fermentation and drying for 20 to 30 hours.
또한, 상기 발효건조단계(S101)는 발효건조기를 통해 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 발효건조기는 수분조절제와 미생물이 투입되어 있는 혼합실에 음식물쓰레기를 저속으로 혼합하는 혼합날개가 설치되고, 산소공급장치와 탈취기가 구비되어 있으며, 투입되는 음식물쓰레기를 20 내지 30시간 동안 혼합하면서 발효 분해시켜 수분의 함량이 40 내지 50%인 상태로 감량시키는 역할을 한다.In addition, the fermentation and drying step (S101) is preferably performed through a fermentation dryer, in which a mixing blade for mixing food waste at a low speed is installed in a mixing room in which a moisture regulator and microorganisms are introduced, and an oxygen supply device. and a deodorizer are provided, and the input food waste is fermented and decomposed while mixing for 20 to 30 hours to reduce the water content to a state of 40 to 50%.
상기 미생물은 호기성 세균이 사용되며, 내산, 내염 및 호열성 미생물을 사용하는 것이 바람직한데, 세균류, 진균류 또는 효모류나 방선균류가 관여 하는데 중온성 미생물이 대부분이다.As the microorganisms, aerobic bacteria are used, and it is preferable to use acid-resistant, salt-resistant and thermophilic microorganisms, and bacteria, fungi, yeasts, or actinomycetes are involved, and mesophilic microorganisms are mostly used.
또한, 상기 수분조절제는 음식물 쓰레기 내에 수분을 조절하는 역할을 하는데, 음식물쓰레기 중의 수분함량은 통상 72.1~89.9%로 높아 상기와 같은 호기성 미생물이 증식하기 힘든 조건이기 때문에, 톱밥, 왕겨, 버섯폐재, 밀기울, 야자박 및 두부비지 등으로 이루어지는 수분조절제를 혼합하여 음식물 쓰레기의 수분 함량을 50 내지 60%로 조절하는 역할을 한다.In addition, the moisture regulator serves to control moisture in food waste, and since the moisture content in food waste is usually high at 72.1 to 89.9%, it is difficult for the aerobic microorganisms to proliferate, so sawdust, rice hulls, mushroom waste, It serves to adjust the moisture content of food waste to 50 to 60% by mixing a moisture regulator composed of wheat bran, coconut meal, tofu bean curd, and the like.
이때, 미생물의 투입없이 수분조절제만을 첨가할 경우 음식물 쓰레기의 함수율은 쉽게 조절 가능하지만 첨가 후부터 7일간은 발효 적정온도에 이르지 못하고 8일 이후부터 발효가 시작되기 때문에 70℃ 내외의 발효에 적정한 온도를 유지시키는 환경을 조성해야 할 뿐만 아니라 탈수 과정에서 폐수가 발생하므로 별도의 수처리 장치를 반드시 설치해야 하는 비용적인 부담이 있다.At this time, if only a moisture regulator is added without adding microorganisms, the moisture content of food waste can be easily controlled, but since the fermentation does not reach the proper temperature for 7 days after addition and fermentation starts after 8 days, an appropriate temperature for fermentation of around 70 ° C is required. In addition, since wastewater is generated during the dehydration process, there is a cost burden of having to install a separate water treatment device.
상기 열분해단계(S103)는 상기 발효건조단계(S101)를 통해 건조된 음식물 쓰레기를 열분해하는 단계로, 상기 발효건조단계(S101)를 통해 건조된 음식물 쓰레기를 탄화장치에 투입하고, 450 내지 550℃의 온도에서 8 내지 12분 동안 열분해하는 과정으로 이루어진다.The thermal decomposition step (S103) is a step of thermally decomposing the food waste dried through the fermentation and drying step (S101), and the food waste dried through the fermentation and drying step (S101) is put into a carbonization device and heated to 450 to 550 ° C. It consists of a process of thermal decomposition for 8 to 12 minutes at a temperature of
상기 열분해단계(S103)에서 열분해 온도가 450℃ 미만이거나 열분해 시간이 8분 미만이면 음식물 쓰레기의 열분해가 제대로 진행되지 못하며, 상기 열분해단계(S103)에서 열분해 온도가 550℃를 초과하거나 열분해시간이 12분을 초과하게 되면 음식물 쓰레기가 열분해된 후에도 계속적으로 고온을 가하게 되는 것으로 에너지 효율성 측면에서 바람직하지 못하다.In the thermal decomposition step (S103), when the thermal decomposition temperature is less than 450 ° C or the thermal decomposition time is less than 8 minutes, the thermal decomposition of food waste does not proceed properly, and in the thermal decomposition step (S103), the thermal decomposition temperature exceeds 550 ° C or the thermal decomposition time is 12 minutes. If the temperature is exceeded, the high temperature is continuously applied even after the food waste is pyrolyzed, which is not desirable in terms of energy efficiency.
이때, 상기 탄화장치는 상기 발효건조단계(S101)를 통해 건조된 원료가 유입되면, 유입되는 원료를 회전시키면서 열분해하여 고형연료인 바이오 차를 생산하는데, 이러한 열분해 과정에서는 바이오 차 뿐만 아니라, 바이오 가스가 발생하게 된다.At this time, when the raw material dried through the fermentation and drying step (S101) is introduced, the carbonization device pyrolyzes the introduced raw material while rotating to produce biochar, which is a solid fuel. In this pyrolysis process, not only biochar, but also biogas will occur
상기의 탄화장치는 탄화 튜브, 이송 스크류, 다수의 고온 발열부, 다수의 온도 센서 및 경사 유도부를 포함할 수 있는데, 상기 탄화 튜브는 유입되는 건조된 음식물 쓰레기를 회전에 의해 이송시키면서 열분해하여 고형 연료인 바이오 차를 생산하는데, Rotary Kiln 또는 회전로일 수 있으며, 탄화 튜브의 말단부에 구비되는 회전 모터에 회전 체인을 연결하여 회전할 수 있다.The carbonization device may include a carbonization tube, a transfer screw, a plurality of high-temperature heating units, a plurality of temperature sensors, and an inclination induction unit. To produce in-bio-char, it may be a rotary kiln or a rotary furnace, and it may be rotated by connecting a rotary chain to a rotary motor provided at the end of a carbonization tube.
또한, 상기 탄화 튜브 내에는 이송 스크류가 탄화 튜브 내면에 고정되며, 탄화 튜브가 회전함에 따라 이송 스크류도 회전하면서 원료를 탄화 튜브의 말단부로 이송시킨다. 또는, 이송 스크류를 대신하여 오거가 탄화 튜브 내에 구비될 수도 있다. 오거는 탄화 튜브의 가운데에 형성되는 회전축에 연결되어 원료를 이송시킨다.In addition, in the carbonization tube, a transfer screw is fixed to the inner surface of the carbonization tube, and as the carbonization tube rotates, the transfer screw also rotates to transfer the raw material to the distal end of the carbonization tube. Alternatively, an auger may be provided in the carbonization tube instead of the conveying screw. The auger is connected to the rotating shaft formed in the center of the carbonization tube to transfer the raw material.
또한, 상기 다수의 고온 발열부는 상기 탄화 튜브의 외부에 분산 구비되어 탄화 튜브 내에 고열을 공급하는데, 이로 인해 탄화 튜브 내의 원료는 고열에 의해 열분해된다.In addition, the plurality of high-temperature heating units are dispersed outside the carbonization tube to supply high heat to the carbonization tube, whereby the raw material in the carbonization tube is pyrolyzed by high heat.
이때, 상기 다수의 고온 발열부는 고온 상태의 발열을 위해, 전원의 인가에 따라 발열되는 열선을 이용한 발열체 또는 탄소섬유를 이용한 발열체로 형성될 수 있으며, 탄화 튜브가 원통형인 경우, 다수의 고온 발열부는 탄화 튜브의 우측면, 좌측면, 하단 또는 상단에 구비될 수 있다.At this time, the plurality of high-temperature heating units may be formed of a heating element using a heating wire or a heating element using carbon fibers that generate heat according to the application of power to generate heat in a high-temperature state. When the carbonized tube is cylindrical, the plurality of high-temperature heating units may be formed. It may be provided on the right side, left side, bottom or top of the carbonization tube.
또한, 상기 다수의 온도 센서는 탄화튜브의 유입부, 중단부 및 말단부에 분산 설치되어 탄화 튜브의 내부 온도를 센싱하고, 센싱된 온도를 탄화 제어부로 전송하거나, 센싱된 온도를 다수의 고온 발열부 중 전기적으로 통신가능하게 연결된 고온 발열부에 전송할 수 있다. 다수의 고온 발열부 각각은, 다수의 온도 센서로부터 수신되는 센싱된 온도에 기초하여 설정된 발열 온도로 발열하도록 개별 조정할 수 있다.In addition, the plurality of temperature sensors are distributed and installed at the inlet, middle, and end of the carbonization tube to sense the internal temperature of the carbonization tube, transmit the sensed temperature to the carbonization control unit, or send the sensed temperature to a plurality of high-temperature heating units. Among them, it can be transmitted to a high-temperature heating unit electrically communicatively connected. Each of the plurality of high-temperature heating units may be individually adjusted to generate heat at a set heating temperature based on the sensed temperatures received from the plurality of temperature sensors.
상기 경사 유도부는 탄화 튜브의 경사를 조절하여 탄화 튜브의 유입부로 유입된 원료가 탄화 튜브의 말단부로 이송하도록 유도할 수 있다.The inclination inducing unit may adjust the inclination of the carbonization tube so that the raw material introduced into the inlet of the carbonization tube is transferred to the distal end of the carbonization tube.
상기의 탄화장치에서 열분해를 통해 생성되는 바이오 차는 상기 탄화장치에서 생성된 바이오차를 유출부를 통해 유출하게 되는데, 상기 유출부는 유출 호퍼, 차집 컨테이너 및 제2질소 주입부를 포함할 수 있다.The biochar generated through pyrolysis in the carbonization apparatus is discharged through an outlet, and the outlet may include an outlet hopper, a tea collection container, and a second nitrogen injection unit.
상기 유출 호퍼는 탄화장치의 탄화 튜브에서 생산되어 배출되는 고형 연료인 바이오 차를 차집하여 차집 컨테이너로 유출하는데, 상단 높이는 탄화 튜브의 상단보다 높게 유지하도록 구성될 수 있으며, 유출 호퍼의 상단과 오일생성장치는 배관으로 연결되어 바이오 가스가 배관을 통해 오일생성장치로 이송될 수 있다.The outflow hopper collects biochar, which is a solid fuel produced and discharged from the carbonization tube of the carbonization device, and discharges it into the collection container. The device is connected by a pipe so that the biogas can be transferred to the oil generating device through the pipe.
또한, 상기 차집 컨테이너는 유출 호퍼의 하단을 통해 유출되는 바이오 차를 저장한다.In addition, the tea collection container stores the bio-char discharged through the lower end of the discharge hopper.
상기 제2질소 주입부는 탄화 튜브에서 생산된 고온(예를 들어 100℃ 이상)의 바이오 차가 산화되지 않도록 차집 컨테이너로 가압 질소를 공급하고, 차집 컨테이너에 들어있던 산소는 가입 질소에 의해 유출 호퍼의 상단으로 이동된 후에 외부로 배출되는데, 이러한 과정을 통해 차집 컨테이너가 무산소 상태를 유지하도록 할 수 있다.The second nitrogen injection unit supplies pressurized nitrogen to the collection container so that the high-temperature (eg, 100° C. or higher) biochar produced in the carbonization tube is not oxidized, and the oxygen contained in the collection container is removed from the top of the outlet hopper by the addition nitrogen. After being moved to the outside, it is discharged to the outside, and through this process, it is possible to maintain the anaerobic state of the collection container.
상기 바이오오일 수거단계(S105)는 상기 열분해단계(S103)를 통해 발생된 바이오 가스를 포집 및 응축하는 단계로, 상기 열분해단계(S103)를 통해 발생된 바이오 가스를 오일생성장치로 이송한 후에 15 내지 17℃의 온도로 냉각하여 오일 상태로 수거하는 과정으로 이루어진다.The bio-oil collection step (S105) is a step of collecting and condensing the biogas generated through the pyrolysis step (S103), and after transferring the biogas generated through the pyrolysis step (S103) to an oil generating device, 15 It consists of a process of collecting in an oil state by cooling to a temperature of 17 ° C.
이때, 상기 오일생성장치는 상기 열분해단계(S103)에서 사용되는 탄화장치에서 발생되는 바이오 가스를 배관을 통해 포집 및 응축하게 되는데, 상기 오일생성장치는 콤프레서에 의해 순환되는 냉각수가 흐르는 냉각수관이 내부에 설치되고, 공급되는 바이오 가스가 상기 냉각수관과 접하여 냉각되면서 액화되면 하부에 액화된 오일을 배출시키기 위한 밸브가 형성된다.At this time, the oil generating device collects and condenses the biogas generated in the carbonization device used in the pyrolysis step (S103) through a pipe, and the oil generating device has a cooling water pipe through which the cooling water circulated by the compressor flows. Installed in, when the supplied biogas is liquefied while being cooled in contact with the cooling water pipe, a valve for discharging the liquefied oil is formed at the bottom.
상기 오일생성장치는 탄화장치에서 발생된 바이오 가스가 액화되는 곳으로서, 콤프레서에 의해 순환되는 15 내지 17℃의 냉각수가 순환하는 냉각수관이 오일생성장치 내부를 순환하도록 구성되며, 따라서, 바이오 가스가 오일생성장치 내부로 유입되면 냉각수관과 접촉하면서 온도가 하강하여 액화되면서 오일생성장치 내부에 모이게 된다.The oil generator is a place where the biogas generated in the carbonization device is liquefied, and the cooling water pipe through which the cooling water at 15 to 17 ° C. circulated by the compressor circulates inside the oil generator, so that the biogas When the oil is introduced into the oil generator, it comes into contact with the cooling water pipe, lowers its temperature, and is liquefied, gathering inside the oil generator.
이하에서는, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법을 실시예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for producing bio-oil using food waste according to the present invention will be described by way of example.
<실시예 1><Example 1>
음식물 쓰레기 100kg을 미생물(효모균) 및 수분조절제(왕겨)를 혼합한 후에 24시간 동안 발효 및 건조하여 수분의 함량이 약 55%인 음식물 쓰레기를 제조하고, 제조된 음식물 쓰레기를 탄화장치에 투입하고, 500℃의 온도에서 10분 동안 열분해하여 바이오 차와 바이오 가스를 생성시키고, 열분해 과정에서 발생된 바이오 가스를 오일생성장치로 이송한 후에 16℃의 온도로 냉각하여 바이오 오일을 제조하였다.After mixing 100 kg of food waste with microorganisms (yeast bacteria) and a moisture regulator (rice hull), fermented and dried for 24 hours to produce food waste with a moisture content of about 55%, and put the food waste into a carbonization device, Bio-char and bio-gas were produced by thermal decomposition at a temperature of 500° C. for 10 minutes, and bio-oil was prepared by transferring the bio-gas generated during the thermal decomposition process to an oil generator and then cooling to a temperature of 16° C.
상기 실시예 1을 통해 제조된 성분들을 아래 표 1에 나타내었다.Components prepared in Example 1 are shown in Table 1 below.
<표 1><Table 1>
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명을 통해 진행되는 바이오 오일의 제조방법은 바이오 차 뿐만 아니라, 바이오 가스를 포집 및 응축하여 바이오 오일을 높은 수율로 회수 할 수 있는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the method for producing bio-oil according to the present invention can collect and condense bio-gas as well as bio-char to recover bio-oil in high yield.
따라서, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법은 탄화과정의 일체화 및 자동운전이 가능하여 음식물 쓰레기로부터 높은 발열량을 가지는 바이오차 뿐만 아니라, 바이오 오일을 회수할 수 있다.Therefore, the method for producing bio-oil using food waste according to the present invention enables integration of the carbonization process and automatic operation, so that bio-oil as well as bio-char having a high calorific value can be recovered from food waste.
이상에서 본 발명은 실시예를 중심으로 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the examples above, it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the scope of the technical idea of the present invention, and it is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
S101 ; 발효건조단계
S103 ; 열분해단계
S105 ; 바이오오일수거단계S101; Fermentation drying step
S103; pyrolysis step
S105; Bio-oil collection step
Claims (5)
상기 발효건조단계를 통해 건조된 음식물 쓰레기를 열분해하는 열분해단계; 및
상기 열분해단계를 통해 발생된 바이오 가스를 포집 및 응축하는 바이오오일수거단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법.
Fermentation and drying step of fermenting and drying food waste;
A thermal decomposition step of thermally decomposing the food waste dried through the fermentation and drying step; and
Bio-oil collection step of collecting and condensing the biogas generated through the pyrolysis step; manufacturing method of bio-oil using food waste, characterized in that consisting of.
상기 발효건조단계는 음식물 쓰레기, 미생물 및 수분조절제를 혼합한 후에 20 내지 30시간 동안 발효 및 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법.
The method of claim 1,
The fermentation and drying step is a method for producing bio-oil using food waste, characterized in that fermented and dried for 20 to 30 hours after mixing food waste, microorganisms and a moisture regulator.
상기 열분해단계는 450 내지 550℃의 온도에서 8 내지 12분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법.
The method of claim 1,
The thermal decomposition step is a method for producing bio-oil using food waste, characterized in that carried out for 8 to 12 minutes at a temperature of 450 to 550 ℃.
상기 바이오오일수거단계는 상기 열분해단계를 통해 발생된 바이오 가스를 오일생성장치로 이송한 후에 15 내지 17℃의 온도로 냉각하여 오일 상태로 수거하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법.
The method of claim 1,
The bio-oil collection step comprises a process of transferring the biogas generated through the pyrolysis step to an oil generating device, cooling it at a temperature of 15 to 17 ° C, and collecting it in an oil state, characterized in that bio-oil using food waste Manufacturing method of.
상기 오일생성장치는 콤프레서에 의해 순환되는 냉각수가 흐르는 냉각수관이 내부에 설치되고, 공급되는 바이오 가스가 상기 냉각수관과 접하여 냉각되면서 액화되면 하부에 액화된 오일을 배출시키기 위한 밸브가 형성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 바이오 오일의 제조방법.The method of claim 4,
The oil generator has a cooling water pipe through which the cooling water circulated by the compressor flows is installed inside, and when the supplied biogas is liquefied while being cooled in contact with the cooling water pipe, a valve is formed at the bottom to discharge the liquefied oil. Method for producing bio-oil using food waste.
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| KR100423568B1 (en) | 2001-07-05 | 2004-03-18 | 서희동 | Desalting method for garbage |
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2021
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