WO2011132886A2 - 음식물쓰레기의 재활용 방법 - Google Patents

음식물쓰레기의 재활용 방법 Download PDF

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WO2011132886A2
WO2011132886A2 PCT/KR2011/002663 KR2011002663W WO2011132886A2 WO 2011132886 A2 WO2011132886 A2 WO 2011132886A2 KR 2011002663 W KR2011002663 W KR 2011002663W WO 2011132886 A2 WO2011132886 A2 WO 2011132886A2
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collection
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waste recycling
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김창식
송미영
김태현
김은혜
전용복
김진경
전은재
전희재
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주식회사 소냐테크
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65F—GATHERING OR REMOVAL OF DOMESTIC OR LIKE REFUSE
    • B65F1/00—Refuse receptacles; Accessories therefor
    • B65F1/14—Other constructional features; Accessories
    • B65F2001/1489—Refuse receptacles adapted or modified for gathering compostable domestic refuse

Definitions

  • the present invention relates to a method for recycling food waste, and more particularly, to a method of recycling food waste after being collected in a refrigerated or frozen storage state according to a food waste recycling management plan of a food waste recycling system.
  • a recycling facility has been constructed in various regions for refining food waste into feed, compost, bio raw materials and the like.
  • the present invention is to solve the above problems, by storing and moving the food waste in a refrigerated or frozen state, to provide a food waste recycling method that can be used as a raw material for producing a good quality feed, compost, bio raw materials
  • a food waste recycling method that can be used as a raw material for producing a good quality feed, compost, bio raw materials
  • a food waste recycling method in which a food waste recycling system manages a food waste recycling plan in real time, comprising: a data collection step of collecting, by the food waste recycling system, emission data for each discharge location of food waste; A collection plan establishment step of establishing a food waste collection plan using the collected data by the food waste recycling system; A food waste treatment device installed at each food waste discharge place to wash, depress and dehydrate and crush the food waste; A storage step of refrigerated or frozen storage of the food waste; A collection command transmission step of transmitting, by the food waste recycling system, a collection command of the food waste stored in the refrigerator or frozen according to a food waste collection plan; A collection step of collecting, by the food waste collection device, the food waste stored in the refrigerator or frozen according to the collection instruction; And a food waste processing apparatus is provided is a food waste recycling method comprising a processing step of processing the collected food waste.
  • Food waste recycling method is maintained in a refrigerated or frozen state from the step of generating food waste to the step of moving to a recycling facility, food waste does not decay. Therefore, it is possible to produce a good quality feed, compost, bio raw materials through a relatively simple processing method compared to the conventional method. Since it is not decayed, food waste can be immediately packaged and used as animal feed, and since the oxidation of oil does not occur due to decay, it is easy to extract oil from food waste and use it as biofuel. In addition, oil-derived food waste can be mixed with other raw materials and processed into compost.
  • FIG. 1 is a flow chart showing a food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows an example of the food waste treatment apparatus used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 shows another example of a food waste processing apparatus used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of the food waste treatment apparatus shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the bone and lung angle mill shown in FIG.
  • Figure 6 is a perspective view of a mobile food waste processing apparatus used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the mobile food waste processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the mobile food waste processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view of a mobile food storage device used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of a mobile food waste storage device and a food waste collection box used in a food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a milking machine used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • 12 to 14 is a view showing the pellet-type compost produced by the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • the food waste recycling method includes a data collection step, collection planning step, processing step, storage step, collection command transmission step, collection step and processing step.
  • the processing step and the storage step can be performed simultaneously in one device.
  • after the processing step and storage step in one device may be subjected to another storage step of collecting and storing food waste being stored in each device.
  • the processing steps and the storage step may be reversed, and if necessary, may be processed after the collection step.
  • Food waste recycling method begins with a data collection step (S1) in which the food waste recycling system collects emission data for each discharge location of the food waste.
  • S1 the data collection step
  • the amount of food waste discharged from each food waste discharge site is measured for a certain period of time, and a prediction curve of food waste emission is obtained.
  • a measurement period of five weeks is appropriate. Accumulate it by dividing it into week, weekend and holiday. Since there may be a fluctuation according to the increase or decrease of the number of users using the food waste recycling method according to the present invention, the discharge amount is estimated in consideration of the accumulated data and the increase or decrease of the number of users.
  • the next step is the collection plan establishment step (S2) in which the food waste recycling system uses the collected data to establish a food waste collection plan.
  • the food waste recycling system uses the collected data to establish a collection plan by calculating the capacity of the food waste storage device to be disposed at each discharge site or the collection cycle of food waste during storage in the food waste storage device.
  • the food waste treatment apparatus installed at each food waste discharge place washes the food waste, compresses it, dehydrates and grinds it, and a storage step (S4) for refrigeration or freezing of the dehydrated and ground food waste. It demonstrates. As described above, the processing step and the storage step may occur at the same time in one device, and thus will be described together.
  • Food waste discharge places include vacation places such as homes, restaurants, and beaches. Describe the treatment and storage steps that can be applied at each location.
  • Figure 2 shows an example of the food waste treatment apparatus used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention. The process proceeds from washing food waste to refrigerated or frozen storage through the food waste treatment apparatus 1000.
  • the food waste is supplied to the dehydration container 1012 through the inlet 1011.
  • a command is input to operate the valve 1014 and the motor 1015 connected to the cold / hot water supply pipe 1013 by operating a switch of an operation panel (not shown)
  • the cold water or hot water is supplied to rotate the cutter while washing the food waste ( 1016).
  • the supply of cold water or hot water is stopped, the water is dehydrated by the rotation of the dehydration container 1012.
  • the food waste which is crushed to a predetermined size or less while being dehydrated, is discharged through the through hole 1017 of the dehydration container 1012 and is supplied to the pressing unit through the discharge port 1018.
  • the food waste crushed by the screw 1020 fixed to the shaft is conveyed forward while being compressed. Sewage coming out during the pressurization is discharged to the purifying means 1023 installed in the lower portion of the pressurized cylinder 1022 through the sewage discharge port 1021, and only food waste passes through the discharge disk 1024 installed in front of the pressurized cylinder 1022 Ejected into the hole.
  • the discharged food waste is stored in the discharge drawer (1025). During storage, since the inside of the discharge drawer 1025 is kept refrigerated by a cooling means (not shown), it is possible to prevent food waste from decaying for a certain period of time, thereby preventing the occurrence of odor and propagation of bacteria.
  • each food waste processing device is collected in a large amount of food waste storage device and stored for a certain period of time.
  • the discharge drawer 25 is full, the discharge drawer 25 is separated and discarded the food waste in the discharge drawer 25 in the food waste storage box disposed around.
  • Food waste storage device is equipped with a refrigeration device to store food waste in a refrigerated or frozen state.
  • the food waste inlet of the food waste storage device is preferably locked by the electronic locking device in order to prevent the mixing of the general food waste, not the food waste stored in the refrigerated or frozen state.
  • the electronic locking device is preferably released by an RFID tag, an RF card, an IC card, or the like attached to the identification means, for example, the discharge drawer 25.
  • FIG. 3 shows another example of a food waste processing apparatus used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a cross-sectional view showing a part of the food waste treatment apparatus shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the bone and waste shell mill shown in FIG.
  • Food waste is supplied through the food waste inlet (11).
  • the supplied food waste is supplied to the housing 31 through the food inlet tube 32.
  • the screw 35 inside the housing 31 rotates, the food waste is conveyed while being pressed forward. Sewage coming out of the compression is discharged to the drain pipe through the compression drain 34.
  • Food waste is stored in the food storage unit 16 through the food discharge pipe (33).
  • the cooling means 50 since the inside of the food storage unit 16 is kept in a refrigerated state by the cooling means 50, it is possible to prevent food waste from decaying for a certain period of time, thereby preventing the occurrence of odor and propagation of bacteria.
  • the food waste stored in the food storage unit 16 moves along the transport pipe 200 as the blower 210 installed in the transport pipe 200 is operated, and the food waste storage device which is continuously installed in the transport pipe 200. It is stored in the body 410 of the food waste storage device 400 through the through hole formed in the lid 410 of the (400).
  • the body 410 is cooled by a cooling device that is operated by electrical energy generated by the solar cell 422 formed on the lid 410.
  • the sensor installed inside the body 410 operates, and the light emitting lamp 412 installed outside the body 410 is turned on to confirm that the food waste storage device 400 is full. have.
  • the bone or closed angle is introduced through the inlet 310 and then transferred to the first grinding roller 330 through the guide means 320.
  • the bone or closed angle coarsely ground by the teeth 331 of the first milling roller 330 is pulverized by the second milling roller 340, and then moves to the transfer pipe 200 through the discharge pipe 350.
  • the blower 210 installed in the transfer pipe 200 operates, the blower 210 moves along the transfer pipe 200 and is stored in the food waste storage device 400.
  • the first method is a method of processing and refrigeration or freezing of food waste using a mobile food waste treatment device installed in a resort.
  • FIG. 6 is a perspective view of a mobile food waste processing apparatus used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line A-A of the food waste treatment apparatus of FIG. 6, and
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B of the food waste treatment apparatus shown in FIG. 6.
  • the mobile food waste processing apparatus shown in FIG. 6 is installed in a beach, etc., washes food waste generated in a beach, etc., compresses it, dehydrates and grinds it, and refrigerates or freezes it.
  • the mobile food waste treatment device 500 is connected to a vehicle to move to a place where it is difficult to install a storage device to process a large amount of food waste such as a beach.
  • food waste except bone or waste shells is put into the food waste inlet 511 located under the lid 541 on the left side of the drawing, the food waste is fed into the housing 531 through the food inlet tube 532. Supplied.
  • the screw 535 inside the housing 531 rotates, the food waste is transported while being pressed forward. Sewage coming out from the compression is stored in the sewage storage unit 515 through the drain pipe (534).
  • Food waste is stored in the take-out drawer 517 is inserted into the food storage unit 516 through the food discharge pipe (533).
  • the inside of the food storage unit 516 is refrigerated by the cooling means 550, it is possible to prevent food waste from decaying for a certain period of time, thereby preventing the occurrence of odor or propagation of bacteria.
  • Bone or lung angle is injected through the bone and lung angle inlet 521 installed on the right side of the mobile food waste processing apparatus.
  • the injected bone or lung angle is stored in the bone and lung angle export drawer 524 inserted into the bone and lung angle storage part 523 through the bone and lung angle inlet 521 and the connection passage 522.
  • the second method that can be used in resorts such as beaches is to dispose of food waste once it has been refrigerated and frozen, and then moved to a home or a separate treatment site for disposal.
  • the mobile food waste storage apparatus 600 used in the food waste recycling method includes a refrigerator 610 and a container 630.
  • the refrigerator 610 has a storage unit 611 which is an empty space therein and a lid 612 that can be opened and closed at the top.
  • the storage unit 611 should be able to be kept in a refrigerated state, and for this purpose, a refrigeration cycle generally used in a refrigerator may be used. That is, the refrigerator may include a refrigeration cycle including a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant, a decompression device for reducing the refrigerant, and an evaporation tube for evaporating the refrigerant and exchanging heat with the surroundings.
  • a semiconductor cooling element such as a Peltier element.
  • Power must be supplied to devices that keep the storage unit 611 refrigerated, which can receive electricity from the outside using the outlet 613.
  • a separate rechargeable battery 614 may be provided.
  • the solar cell 615 may be attached to the upper portion of the lid 612 in order to receive power when the electricity cannot be smoothly supplied.
  • the lower portion of the lid 612 is preferably provided with an ultraviolet ray generator 619.
  • UV generator 619 is to sterilize by irradiating the ultraviolet light to the food waste stored.
  • a display unit 620 is positioned on the front side of the refrigerator 610, and the display unit 620 displays various types of information such as the refrigerating temperature inside the storage unit 611 and the amount of electricity remaining in the charging device 614.
  • the container 630 refers to a container in which food waste is stored in the storage unit 611.
  • the food waste storage device 600 consisting of two containers 630 is disclosed. If a plurality of container 630 is provided, it is convenient to sort and store various kinds of food waste. For example, since food waste containing animal bones or thorns of fish cannot be collected like ordinary food waste, different container 630 for storing each can prevent their mixing.
  • the container 630 is provided with the identification means 631.
  • the identification means 631 is a device identified by the identification means 701 of the large food waste storage box 700, and it is preferable to use a wireless identification device.
  • a wireless identification device For example, an RFID tag may be used.
  • the food waste stored in the portable food waste storage device can be brought into the home and processed through the food waste processing apparatus shown in FIG. 2.
  • the waste may be disposed of at once in a large food waste collector disposed at a resort.
  • Large food waste collection box 700 refers to a device for storing the food waste stored in the plurality of food waste storage device 600 to store food waste for a predetermined period until the food waste is taken out of the collection truck.
  • the large food waste bin 700 is also provided with a device that can be stored refrigerated food waste.
  • the large food waste bin 700 is provided with an identification means 701.
  • the identification means 701 identifies the identification means 631 mounted on the container 630 of the food waste storage device 600
  • the lock state of the cover 702 is released to inject the food waste into the container. do. That is, the lock is normally released only when the container 630 is stored to prevent the input of other garbage, and the food waste stored in the refrigerator is stored, so that the food waste can be discarded.
  • the identification means 701 and the identification means 731 use a device that can be detected wirelessly. For example, an RFID tag, an identification device using a magnetic force, an identification device using an infrared ray, or the like may be used.
  • the next step is a collection command transmission step (S5) in which the food waste recycling system transmits a collection command of the food waste stored in the refrigerator or frozen according to the food waste collection plan.
  • the next step is a collection step (S6) in which the food waste collection device collects the refrigerated or frozen food waste according to the collection instruction of the food waste recycling system.
  • food waste should be collected in a refrigerated or frozen state using a vehicle that can be refrigerated or frozen.
  • the mobile food waste processing apparatus may be collected by directly connecting with the vehicle.
  • the last step is a processing step (S7) for processing the food waste collected by the food waste processing apparatus.
  • a feed processing step (S8) for producing animal feed by sterilizing and packaging food waste stored in refrigerated or frozen.
  • food waste since food waste does not decay, it is possible to immediately make a feed without going through a complicated process.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a milking machine used in the food waste recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • a step (S9) of manufacturing a bio raw material will be described with reference to FIG.
  • the milking machine 800 includes a first housing 810 for accommodating food waste and a piston 820 moving up and down inside the first housing 810 to compress food waste.
  • the piston 820 can rotate as well as move up and down. Since the piston 820 is fixed to the moving frame 860 which is installed to move up and down along the vertical frame 850, the piston 820 may move up and down. In addition, since the motor 861 and the bevel gear 862 installed in the moving frame 860 are connected, rotation is possible. It is easy to find the optimum milking conditions because it can adjust the shankdong and rotation of the piston 820, respectively.
  • the heater 830 for heating the first housing 810 is fixed to the outside of the first housing 810. It is installed in the second housing 840 wrapped in a spaced apart state.
  • the piston 820 When the food waste is heated to liquefy the animal oil, the piston 820 operates to compress the food waste, and the animal and vegetable oils included in the food waste are discharged together with other liquid components included in the food waste.
  • the discharge process is as follows. First, a mixture of oil and other liquid components passes through the through holes 811 formed in the bottom and side surfaces of the first housing 810 by the pressure of the piston 820. The lower part of the milking machine 800 is moved through the space between the first housing 810 and the second housing 840 and then discharged through the outlet 841 formed in the second housing 840.
  • the oil component is extracted from the liquid containing the oil component.
  • the mixture discharged through the discharge port contains not only oil, but also a liquid component such as water contained in food, and also includes a part of solid content passing through the through hole 811 of the first housing 810 of the milking machine 800. Can be. Therefore, only oil components should be separated from the mixture.
  • various methods such as separation using a density difference, extraction using a specific solvent, and fractional distillation using a difference in boiling point of a liquid may be used.
  • liquid components such as oil and water and solids were separated using a centrifuge rotating at high speed. The most dense solids sink first, so they are at the bottom, with water and oil above them.
  • Clay is a mineral belonging to the asbestos trachyte, andesite, granite etc.
  • the hydrothermal and holding the generated color is decomposed by weathering as dingy soil, the chemical formula Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O -group of Kaolin clay flow.
  • Ocher is formed by oxidizing and weathering the surface of Kaolin, which is a primary clay, and has a lot of iron oxides (Fe 2 O 3 ), which is reddish, and tetrahedron and octahedron are formed 1: 1. Form a layer structure. This structural stability is harmless to the environment because of its low reactivity.
  • the components of ocher can be divided into microbiological and chemical components, and in the former, it removes hydrogen peroxide, which shows toxins to the organism, and makes the soil suitable for the organism. Catalase has the highest activity, diphenol oxidase and sakhara as indicators of soil oxidation.
  • Ocher is called a living organism because it emits a large amount of far-infrared rays necessary for the growth of animals and plants so that it is called a reservoir of solar energy. Due to the efficacy of the loess, far-infrared rays from the loess itself activate the physiology of the cells, restoring the dying contaminated rivers or the seas dying from red tide.
  • the minerals contained in the loess can adsorb anions and cations because of the charges occurring on their surface, and due to their unique porous structure, the large surface area of the clay minerals contained, heavy metals such as Cu, Pb, Cr, Zn, and suspended solids It can be applied to water purification action such as substance adsorption.
  • the loess serves as a binder capable of forming food waste into pellets. In addition, it serves to emit far infrared rays and to adsorb heavy metals.
  • Masato is a soil produced by the weathering of granite, and is widely used in field crops, landscaping plants, wildflowers, bonsai, and pollen because of its good drainage and breathability.
  • masato is mixed with loess and serves to control the decomposition rate of the pellets. Increasing the amount of masato increases the rate of decomposition of the pellets, and conversely, decreasing the amount of masato decreases the rate of decomposition of the pellets. Therefore, by adjusting the amount of masato, it can be adjusted to decompose the pellet when the compost is required.
  • Natural fragrances protect crops from animals or insects that damage crops. For example, in order to protect crops from wild boar, elk, etc., it is possible to mix substances with the smell of natural enemies feared by wild boar, elk, etc. like tiger droppings. Also, in order to combat cockroaches and ants, the fragrance of ginkgo biloba or mint can be used.
  • the fragrance can be mixed to remove the odor of food waste.
  • a mixture of food waste and loess is dried and compressed to make pellets.
  • the drying method is not particularly limited as long as the content of moisture can be properly adjusted.
  • food waste, ocher, masato, and natural odorant are added to the rotating drum, and then the hot air dryer is used to adjust the moisture content appropriately.
  • the rotary shaft having a mixing blade on its outer surface rotates in the opposite direction to the drum, thereby increasing drying efficiency.
  • the dried mixture of the moisture content is appropriately controlled is put into a pellet molding machine, compressed and then cut to make pellets.
  • the pellet molding machine includes a case for compressing and conveying the dried mixture, and a cutter for cutting and pelletizing the mixture discharged to the outlet of the case through the conveying screw and the conveying screw.
  • the surface of the pellet is irradiated with ultraviolet rays.
  • the process after removing the oil from the food waste does not proceed to a frozen or refrigerated state, so the food waste is fermented to some extent. Therefore, microorganisms are present on the surface of the pellets. If the sterilization by irradiation with ultraviolet rays in such a state can delay the fermentation rate of the food waste, it is possible to control the fermentation state of the pellet-type compost.
  • the surface of the pelleted compost is then coated to complete the pelleted compost as shown in FIG.
  • food waste 1, ocher and masato 3, and natural waste 2 are evenly mixed.
  • off-flavor can be prevented and the pellet-type compost is easy to handle.
  • the compost can delay the time for supplying nutrients to the soil until the coating layer is decomposed, there is an advantage that the pellet-type compost can be sprayed in advance during the season.
  • the surface coating layer 4 biodegradable starch or ocher is used. When used in home pots, etc., it is preferable to use a material dyed using natural materials as the coating layer.
  • the completed pelleted compost is vacuum packed.
  • the natural fragrance is introduced into the mixture, but as shown in FIG. 14, in order to enhance the effect of the natural fragrance, a hole 6 is formed on the surface of the pellet-type compost, and the natural fragrance is I can also add the material (2).
  • Pellet-type compost can be controlled by UV sterilization, masato addition amount, drying degree, surface coating, etc., to control the time until it is decomposed and supplied with nutrients. Therefore, it is possible to spray in advance during the dry season.
  • the conventional compost had to be sprayed by farmers all around the farmland, the pellet-type compost can be applied to the soil located at a distance using a spraying device using compressed air.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 음식물쓰레기의 재활용 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기 재활용 시스템의 음식물쓰레기 재활용 관리 계획에 따라서 음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동 보관된 상태로 수거한 후 가공하여 재활용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 음식물쓰레기 재활용 시스템이 실시간으로 음식물쓰레기 재활용 계획을 관리하는 음식물쓰레기 재활용 방법으로서, 상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 음식물쓰레기의 배출장소별 배출량 데이터를 수집하는 데이터 수집단계; 상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 수집된 데이터를 이용하여 음식물쓰레기 수거계획을 수립하는 수거계획 수립단계; 각각의 음식물쓰레기 배출장소에 설치된 음식물쓰레기 처리장치가 음식물쓰레기를 세척한 후 압착하여 탈수 및 분쇄하는 처리단계; 상기 음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동 보관하는 보관단계; 상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 음식물쓰레기 수거계획에 따라서 상기 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기의 수거명령을 송신하는 수거명령 송신단계; 음식물쓰레기 수거 장치가 상기 수거 명령에 따라서 상기 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기를 수거하는 수거단계; 및 음식물쓰레기 가공 장치가 상기 수거된 음식물쓰레기를 가공하는 가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법이 제공된다.

Description

음식물쓰레기의 재활용 방법
본 발명은 음식물쓰레기의 재활용 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기 재활용 시스템의 음식물쓰레기 재활용 관리 계획에 따라서 음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동 보관된 상태로 수거한 후 가공하여 재활용하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 식당에서 발생하는 음식물쓰레기는 별도로 수집하여 쓰레기장에 매립하거나 소각한다. 그러나 음식물쓰레기를 매립하면 음식물쓰레기가 부패하면서 악취가 발생하고, 침출수가 발생하여 토양을 오염시킨다. 또한, 음식물쓰레기는 매립시 많은 용적을 차지하여 매립지의 사용연수를 줄이는 요인이 된다. 더욱이, 매립지의 인근에 거주하는 주민들은 음식물쓰레기로부터 발생하는 악취 때문에 항상 시달려야만 한다.
또한, 음식물쓰레기를 소각할 경우 비용이 과다하게 소요되고, 이때 발생하는 다이옥신은 인체에 치명적인 해를 끼치게 된다.
따라서, 음식물쓰레기를 사료, 퇴비, 바이오 원료 등으로 자원화하기 위한 자원화시설이 여러 지역에서 건립되고 있다.
그러나 음식물쓰레기가 가정이나 음식점에서 배출되어 수거된 후 다시 자원화시설까지 이동하는 과정에는 오랜 시간이 걸리므로 자원화시설에 도착한 음식물쓰레기는 이미 부패한 상태이다. 또한, 부패한 정도도 차이가 크므로 음식물쓰레기를 가공하여 제조한 제품의 품질의 편차가 크다. 또한, 이러한 음식물쓰레기는 별도의 복합한 절차를 거치지 않으면 사료로 사용될 수 없으며, 이미 부패하였기 때문에 퇴비화를 하더라도 거름으로서의 효과가 감소한다는 문제가 있었다. 또한, 부패하는 과정에서 음식물쓰레기 내부의 기름성분이 산화되기 때문에 음식물쓰레기에서 기름성분을 추출하여 바이오 연료를 생산하는 것도 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동 상태로 보관 및 이동함으로써, 우수한 품질의 사료, 퇴비, 바이오 원료를 생산할 수 있는 원료로 사용할 수 있는 음식물쓰레기 재활용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 음식물쓰레기 재활용 시스템이 실시간으로 음식물쓰레기 재활용 계획을 관리하는 음식물쓰레기 재활용 방법으로서, 상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 음식물쓰레기의 배출장소별 배출량 데이터를 수집하는 데이터 수집단계; 상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 수집된 데이터를 이용하여 음식물쓰레기 수거계획을 수립하는 수거계획 수립단계; 각각의 음식물쓰레기 배출장소에 설치된 음식물쓰레기 처리장치가 음식물쓰레기를 세척한 후 압착하여 탈수 및 분쇄하는 처리단계; 상기 음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동 보관하는 보관단계; 상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 음식물쓰레기 수거계획에 따라서 상기 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기의 수거명령을 송신하는 수거명령 송신단계; 음식물쓰레기 수거 장치가 상기 수거 명령에 따라서 상기 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기를 수거하는 수거단계; 및 음식물쓰레기 가공 장치가 상기 수거된 음식물쓰레기를 가공하는 가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법은 음식물쓰레기가 발생하는 단계부터 자원화시설로 이동하는 단계까지 냉장 또는 냉동상태로 유지되므로 음식물쓰레기가 부패하지 않는다. 따라서 종래의 방법에 비해서 비교적 간단한 가공방법을 통해서 우수한 품질의 사료, 퇴비, 바이오 원료를 생산할 수 있다. 부패하지 않았기 때문에 음식물쓰레기를 바로 포장하여 동물의 사료로 사용할 수 있으며, 부패에 의한 기름의 산화가 발생하지 않기 때문에 음식물쓰레기에서 기름을 추출하여 바이오 연료로 활용하기 용이하다. 또한, 기름을 추출한 음식물쓰레기는 다른 원료와 혼합하여 퇴비로 가공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 음식물쓰레기 처리장치의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 음식물쓰레기 처리장치의 다른 예를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 음식물쓰레기 처리장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 뼈 및 폐각 분쇄기의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 이동식 음식물쓰레기 처리장치의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 이동식 음식물쓰레기 처리장치의 A-A를 절개한 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 이동식 음식물쓰레기 처리장치의 B-B를 절개한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 이동식 음식물 보관장치의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 이동식 음식물쓰레기 보관장치와 음식물쓰레기 수거함의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 착유기의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 12 내지 14는 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 의해 제조된 펠릿 형 퇴비들을 나타낸 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법을 나타낸 순서도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법은 데이터 수집단계, 수거계획 수립단계, 처리단계, 보관단계, 수거명령 송신단계, 수거단계 및 가공단계를 포함한다. 처리단계와 보관단계는 하나의 장치에서 동시에 이루어질 수 있다. 또한, 하나의 장치에서 처리단계 및 보관단계가 진행된 후 각각의 장치에서 보관 중인 음식물쓰레기를 모아서 보관하는 다른 보관단계를 거칠 수도 있다. 또한, 처리단계와 보관단계는 그 순서가 바뀔 수도 있으며, 필요한 경우에는 수거단계 이후에 처리단계를 거칠 수도 있다.
이하, 각각의 단계에 대해서 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법은 음식물쓰레기 재활용 시스템이 음식물쓰레기의 배출장소별 배출량 데이터를 수집하는 데이터 수집단계(S1)로 시작된다. 데이터 수집단계에서는 각각의 음식물쓰레기 배출장소에서 배출되는 음식물쓰레기의 배출량을 일정기간 측정하여, 음식물쓰레기 배출량의 예측곡선을 구한다. 배출장소의 종류에 따라서 다르지만, 측정기간은 5주 정도가 적합하다. 이를 주간, 주말, 휴일로 구분하여 계속 축적한다. 본 발명에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법를 이용하는 사용자 수의 증감에 따라서 변동이 있을 수 있으므로 축적된 데이터와 사용자 수의 증감을 고려하여 배출량을 예측한다.
다음 단계는 음식물쓰레기 재활용 시스템이 수집된 데이터를 이용하여 음식물쓰레기 수거계획을 수립하는 수거계획 수립단계(S2)이다. 이 단계에서 음식물쓰레기 재활용 시스템은 수집된 데이터를 이용하여 각각의 배출장소에 배치될 음식물쓰레기 보관장치의 용량이나 음식물쓰레기 보관장치에 보관중에 음식물쓰레기의 수거 주기를 계산하여 수거계획을 수립한다.
다음으로 각각의 음식물쓰레기 배출장소에 설치된 음식물쓰레기 처리장치가 음식물쓰레기를 세척한 후 압착하여 탈수 및 분쇄하는 처리단계(S3) 및 탈수 및 분쇄된 음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동보관하는 보관단계(S4)에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이 처리단계와 보관단계는 하나의 장치에서 동시에 일어날 수 있으므로 함께 설명한다. 음식물쓰레기 배출장소로는 크게 가정, 음식점 및 해수욕장과 같은 휴양지가 있다. 각각의 배출장소에서 적용될 수 있는 처리단계 및 보관단계를 설명한다.
우선, 도 2를 참조하여 가정에서 사용되는 음식물쓰레기 처리방법에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 음식물쓰레기 처리장치의 일례를 나타낸다. 본 음식물쓰레기 처리장치(1000)를 통해서 음식물쓰레기를 세척하는 단계부터 냉장 또는 냉동 보관하는 단계까지 과정이 진행된다.
먼저 음식물쓰레기를 투입구(1011)를 통해서 탈수통(1012)에 공급한다. 조작판넬(미도시)의 스위치를 조작하여 냉온수 공급관(1013)에 연결된 밸브(1014) 및 모터(1015)를 동작하도록 명령을 입력하면, 냉수 또는 온수가 공급되어 음식물쓰레기가 세척되면서 회전하는 커터(1016)에 의하여 분쇄된다. 그리고 냉수 또는 온수의 공급을 중단하면 탈수통(1012)의 회전에 의하여 탈수된다. 탈수되면서 일정한 크기 이하로 분쇄된 음식물쓰레기는 탈수통(1012)의 관통구멍(1017)으로 배출되어 배출구(1018)를 통하여 압착부로 공급된다. 압착부의 축(1019)이 회전하면, 축에 고정된 스크루(1020)에 의해서 분쇄된 음식물쓰레기는 전방으로 압착되면서 이송된다. 압착시 나오는 오수는 오수배출구(1021)를 통하여 압착통체(1022)의 하부에 설치된 정화수단(1023)으로 배출되고, 음식물쓰레기만이 압착통체(1022)의 전방에 설치된 배출디스크(1024)의 관통구멍으로 배출된다. 배출된 음식물쓰레기는 배출서랍(1025)에 보관된다. 보관시, 냉각수단(미도시)에 의하여 배출서랍(1025) 내부가 냉장상태를 유지하므로, 일정기간 음식물쓰레기가 부패하는 것을 방지할 수 있어서, 악취의 발생이나 세균의 번식을 막을 수 있게 된다.
각각의 음식물쓰레기 처리장치에 보관된 음식물쓰레기는 대용량의 음식물쓰레기 보관장치에 모아져 일정기간 보관된다. 배출서랍(25)이 가득 차면 배출서랍(25)을 분리하여 주변에 배치된 음식물쓰레기 보관함에 배출서랍(25)에 있는 음식물쓰레기를 버린다. 음식물쓰레기 보관장치는 냉장 또는 냉동된 상태로 음식물쓰레기를 보관할 수 있도록 냉동장치가 설치되어 있다. 또한, 냉장이나 냉동상태로 보관된 음식물쓰레기가 아닌 일반음식물쓰레기가 혼입되는 것을 방지하기 위해서 음식물쓰레기 보관장치의 음식물쓰레기 투입구는 전자잠금장치에 의해서 잠겨있는 것이 바람직하다. 전자잠금장치는 식별수단 예를 들면, 배출서랍(25)에 부착되어 있는 RFID 태그, RF 카드, IC 카드 등에 의해서 해제되도록 하는 것이 바람직하다.
다음, 도 3 내지 5를 참조하여 음식점이나 휴게소 등에서 사용할 수 있는 음식물쓰레기 처리 및 보관방법에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 음식물쓰레기 처리장치의 다른 예를 나타낸다. 도 4는 도 3에 도시된 음식물쓰레기 처리장치의 일부를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 뼈 및 폐각 분쇄기의 단면도이다.
먼저, 도 4를 참조하여 처리방법을 설명한다. 음식물쓰레기를 음식물쓰레기 투입구(11)를 통해서 공급한다. 공급된 음식물쓰레기는 음식물 투입관(32)을 통해서 하우징(31)에 공급된다. 하우징(31) 내부의 스크루(35)가 회전하면 음식물쓰레기는 전방으로 압착되면서 이송된다. 압착시 나오는 오수는 압착배수구(34)를 통하여 배수관으로 배출된다. 음식물쓰레기는 음식물 배출관(33)을 통해서 음식물 저장부(16)에 저장된다. 보관시, 냉각수단(50)에 의하여 음식물 저장부(16) 내부가 냉장상태를 유지하므로, 일정기간 음식물쓰레기가 부패하는 것을 방지할 수 있어서, 악취의 발생이나 세균의 번식을 막을 수 있게 된다.
음식물 저장부(16)에 저장된 음식물쓰레기는 이송 파이프(200)에 설치된 블로어(210)가 작동됨에 따라서 이송 파이프(200)를 따라서 이동하여, 이송 파이프(200)에 연이어 설치되어 있는 음식물쓰레기 보관장치(400)의 뚜껑(410)에 형성된 관통구멍을 통해서 음식물쓰레기 보관장치(400)의 몸체(410)에 저장된다. 몸체(410)는 뚜껑(410)위에 형성된 태양전지(422)에 의해서 발생한 전기에너지에 의해서 가동되는 냉각장치에 의해서 냉각된다. 음식물쓰레기 보관장치(400)가 가득 차면 몸체(410) 내부에 설치된 센서가 작동하고, 몸체(410)외부에 설치된 발광램프(412)가 점등하여 음식물쓰레기 보관장치(400)가 가득 찬 것을 확인할 수 있다.
도 5를 참고하면, 뼈나 폐각은 투입구(310)를 통해서 투입된 후 안내 수단(320)을 통해서 제1분쇄 롤러(330)로 이송된다. 제1분쇄 롤러(330)의 톱니(331)에 의해서 조분쇄된 뼈나 폐각은 제2분쇄 롤러(340)에 의해서 미분쇄된 후에 배출관(350)을 통해서 이송 파이프(200)로 이동한다. 이송 파이프(200)에 설치된 블로어(210)가 작동하면 이송 파이프(200)를 따라 이동하여 음식물쓰레기 보관장치(400)에 저장된다.
다음, 해수욕장과 같은 휴양지에서 사용할 수 있는 음식물쓰레기 처리 및 보관방법에 대해서 설명한다. 휴양지에서 사용할 수 있는 방법으로는 두 가지를 예로 들 수 있다. 첫 번째 방법은 휴양지에 설치된 이동식 음식물쓰레기 처리장치를 이용하여 음식물쓰레기를 처리하고 냉장 또는 냉동보관하는 방법이다.
우선, 도 6 내지 8을 참조하여 첫 번째 방법에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 이동식 음식물쓰레기 처리장치의 사시도이다. 도 7은 도 6에 도시된 음식물쓰레기 처리장치의 A-A를 절개한 단면도이며, 도 8은 도 6에 도시된 음식물쓰레기 처리장치의 B-B를 절개한 단면도이다. 도 6에 도시된 이동식 음식물쓰레기 처리장치는 해수욕장 등에 설치되어, 해수욕장 등에서 발생한 음식물쓰레기를 세척한 후 압착하여 탈수 및 분쇄하고 냉장 또는 냉동 보관한다.
이동식 음식물쓰레기 처리장치(500)를 차량과 연결하여 해수욕장과 같이 음식물쓰레기가 다량으로 발생하나 처리할 보관장치의 설치가 어려운 장소로 이동한다. 음식물쓰레기 중 뼈나 폐각을 제외한 음식물쓰레기가 도면상 좌측에 위치하는 뚜껑(541) 아래에 위치하는 음식물쓰레기 투입구(511)에 투입되면 그 음식물쓰레기는 음식물 투입관(532)을 통해서 하우징(531)에 공급된다. 하우징(531) 내부의 스크루(535)가 회전하면 음식물쓰레기는 전방으로 압착되면서 이송된다. 압착시 나오는 오수는 배수관(534)를 통하여 오수저장부(515)에 저장된다. 음식물쓰레기는 음식물 배출관(533)을 통해서 음식물 저장부(516)에 삽입되어 있는 반출서랍(517)에 저장된다. 보관시, 냉각수단(550)에 의하여 음식물 저장부(516) 내부가 냉장상태를 유지하므로, 일정기간 음식물쓰레기가 부패하는 것을 방지할 수 있어서, 악취의 발생이나 세균의 번식을 막을 수 있게 된다.
뼈나 폐각은 이동식 음식물쓰레기 처리장치의 우측에 설치된 뼈 및 폐각 투입구(521)를 통해서 투입되다. 투입된 뼈나 폐각은 뼈 및 폐각 투입구(521)와 연결통로(522)를 통해서 뼈 및 폐각 저장부(523)의 내부에 삽입되어 있는 뼈 및 폐각 반출서랍(524)에 보관된다.
해수욕장과 같은 휴양지에서 사용할 수 있는 두 번째 방법은 음식물쓰레기를 일단, 냉장 및 냉동 보관한 후 가정이나 별도의 처리장소로 이동하여 처리하는 방법이다.
다음, 도 9와 10을 참고하여, 두 번째 방법에 사용되는 이동식 음식물쓰레기 보관장치에 대해서 설명한다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 이동식 음식물쓰레기 보관 장치(600)는 냉장통(610)과, 수거통(630)을 포함한다.
냉장통(610)은 내부에 빈 공간인 저장부(611)와, 상부에 개폐 가능한 뚜껑(612)을 구비한다. 저장부(611)는 냉장 상태로 유지될 수 있어야 하는데, 이를 위해서 일반적으로는 냉장고에 이용되는 냉동사이클을 사용할 수 있다. 즉, 냉매를 압축하는 압축기, 냉매를 응축시키는 응축기, 냉매를 감압시키는 감압장치 및 냉매를 증발시켜 주위와 열교환하는 증발관을 포함하는 냉동사이클을 내장할 수 있다. 이 외에도 펠티어(PELTIER) 소자와 같은 반도체 냉열소자를 사용하여 냉장 상태를 만들 수도 있다.
저장부(611)를 냉장 상태로 유지하는 장치들에 전원이 공급되어야 하는데, 이는 콘센트(613)를 이용해 외부에서 전기를 공급받을 수 있다. 또한, 별도의 충전지(614)를 구비할 수 있다. 또한, 전기를 원활히 공급받을 수 없는 경우에 대비하여 뚜껑(612)의 상부에 태양전지(615)를 부착하여 전원을 공급받을 수도 있다. 또한, 야외에서 전원을 공급받을 수 있도록 콘센트(613) 대신에 차량에서 전원을 공급받을 수 있는 소켓(미도시)을 더 구비함이 바람직하다.
또한, 뚜껑(612)의 하부에는 자외선 발생장치(619)를 구비함이 바람직하다. 자외선 발생장치(619)는 보관되는 음식물쓰레기에 자외선을 조사하여 살균작용을 하는 것이다.
또한, 냉장통(610)의 전면부에는 표시부(620)가 위치하고, 표시부(620)는 저장부(611) 내부의 냉장 온도나 충전 장치(614)의 잔류 전기량 등의 각종 정보를 표시한다.
수거통(630)은 저장부(611) 내부에 위치하여 음식물쓰레기가 보관되는 통을 말한다. 본 실시예에서는 두 개의 수거통(630)으로 이루어진 음식물쓰레기 보관 장치(600)를 개시하고 있다. 다수의 수거통(630)을 구비하면, 여러 종류의 음식물쓰레기를 분류하여 보관할 수 있어서 편리하다. 예를 들어, 동물뼈나 물고기의 가시 등이 포함된 음식물쓰레기는 보통의 음식물쓰레기와 같이 수거할 수는 없으므로, 각각을 보관하는 수거통(630)을 달리하면 이의 혼합을 방지할 수 있다.
또한, 수거통(630)에는 피식별수단(631)이 구비된다. 피식별수단(631)은 대형 음식물쓰레기 보관함(700)의 식별수단(701)에 의해 식별되는 장치로서, 무선 식별장치를 이용함이 바람직하다. 예를 들어, 알에프아이디 태그(RFID Tag) 등이 이용될 수 있다.
이와 같이 이동식 음식물쓰레기 보관장치에 보관된 음식물쓰레기는 가정으로 가져와서 도 2에 도시된 음식물쓰레기 처리장치를 통해서 처리할 수 있다. 다른 방법으로는 도 10에 도시된 바와 같이 휴양지에 배치된 대형 음식물쓰레기 수거함에 버린 후 한꺼번에 처리할 수도 있다.
도 10을 참조하여, 대형 음식물쓰레기 수거함을 이용하는 방법에 대해 설명한다. 대형 음식물쓰레기 수거함(700)은 다수의 음식물쓰레기 보관 장치(600)에서 냉장 보관된 음식물쓰레기를 모아서 수거차에서 음식물쓰레기를 가져갈 때까지 일정 기간 보관하는 장치를 말한다. 이러한 대형 음식물쓰레기 수거함(700)도 음식물쓰레기를 냉장 보관할 수 있는 장치를 구비하고 있다.
또한, 대형 음식물쓰레기 수거함(700)에는 식별수단(701)이 구비된다. 이 식별수단(701)이 음식물쓰레기 보관 장치(600)의 수거통(630)에 장착된 피식별수단(631)을 식별하면, 내부로 음식물쓰레기를 투입할 수 있도록 커버(702)의 잠금 상태를 해제한다. 즉, 평소에는 잠금 상태를 유지하여 다른 쓰레기의 투입을 방지하고, 냉장 보관된 음식물쓰레기가 보관되는 수거통(630)을 가져갔을 때에만 잠금 상태가 해제되어 음식물쓰레기를 버릴 수 있게 되어, 냉장 보관된 음식물쓰레기 외에 다른 쓰레기가 섞이는 것을 방지한다. 이러한 식별수단(701)과 피식별수단(731)은 무선으로 감지할 수 있는 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 알에프아이디 태그(RFID Tag), 자기력을 이용한 식별 장치, 적외선을 이용한 식별 장치 등이 이용될 수 있다.
다음 단계는 음식물쓰레기 재활용 시스템이 음식물쓰레기 수거계획에 따라서 상기 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기의 수거명령을 송신하는 수거명령 송신단계(S5)이다.
다음 단계는 음식물쓰레기 수거 장치가 음식물쓰레기 재활용 시스템의 수거 명령에 따라서 상기 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기를 수거하는 수거단계(S6)이다. 본 단계에서는 냉장 또는 냉동이 가능한 차량을 이용하여 음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동 상태로 수거하여야 한다. 이동식 음식물쓰레기 처리장치에 보관된 음식물쓰레기의 경우에는 이동식 음식물쓰레기 처리장치를 바로 차량과 연결하여 수거할 수 있다.
마지막 단계는 음식물쓰레기 가공 장치가 수거된 음식물쓰레기를 가공하는 가공단계(S7)이다. 가공단계에는 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기를 살균하고 포장하여 동물의 사료를 제조하는 사료가공단계(S8)가 있다. 본 발명의 경우에는 음식물쓰레기가 부패되지 않기 때문에 별도의 복잡한 공정을 거치지 않고 바로 사료를 만들수 있다.
또한, 음식물쓰레기에 포함되어 있는 기름을 추출하여 바이오 원료를 제조한다. 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물쓰레기 재활용 방법에 사용되는 착유기의 일례를 나타낸 단면도이다. 도 11을 참조하여 바이오 원료를 제조하는 단계(S9)에 대해서 설명한다.
착유기(800)는 음식물쓰레기를 수용하는 제1하우징(810)과 음식물쓰레기를 압착하기 위해서 제1하우징(810) 내부에서 상하로 이동하는 피스톤(820)을 포함한다. 피스톤(820)은 상하로 이동할 뿐 아니라 회전도 가능하다. 피스톤(820)은 수직 프레임(850)을 따라서 상하로 이동할 수 있도록 설치되어 있는 이동 프레임(860)에 고정이 되어 있으므로 상하로 이동이 가능하다. 또한, 이동 프레임(860)에 설치되어 있는 모터(861)와 베벨기어(bevel gear)(862)를 통해서 연결되어 있으므로 회전이 가능하다. 피스톤(820)의 상하이동과 회전을 각각 조절할 수 있으므로 최적의 착유조건을 찾기 용이하다. 또한, 특히, 동물성 기름의 경우에는 상온에서 고체상태로 존재하여 압착에 의해서 착유가 어려우므로, 제1하우징(810)을 가열하기 위한 히터(830)가, 제1하우징(810)의 외부를 일정한 간격으로 이격된 상태로 감싸고 있는 제2하우징(840)에 설치된다.
음식물쓰레기를 가열하여 동물성 기름을 액화시킨 후 피스톤(820)을 작동하여 음식물쓰레기를 압착하면 음식물쓰레기에 포함되어 있던 동물성 기름과 식물성 기름이 음식물쓰레기에 포함되어 있던 다른 액체성분과 함께 배출된다. 배출되는 과정은 다음과 같다. 우선, 기름과 다른 액체성분의 혼합물이 피스톤(820)의 압력에 의해서 제1하우징(810)의 바닥면과 옆면에 형성된 관통구멍(811)을 통과한다. 그리고 제1하우징(810)과 제2하우징(840) 사이의 공간을 통해서 착유기(800)의 하부로 이동한 후 제2하우징(840)에 형성된 배출구(841)를 통해서 배출된다.
다음, 상기 기름성분이 포함된 액체로부터 기름성분을 추출한다. 배출구를 통해서 배출된 혼합물에는 기름뿐만 아니라 음식물에 포함되어 있는 수분 등 액체 성분이 포함되어 있다, 또한, 착유기(800)의 제1하우징(810)의 관통구멍(811)을 통과한 고형분도 일부 포함될 수 있다. 따라서 혼합물에서 기름성분만을 분리하여야 한다. 기름성분을 분리하는 방법으로는 밀도차이를 이용하여 분리하는 방법, 특정한 용매를 사용하여 분리하는 추출법, 액체의 끓는 점의 차이를 이용하는 분별증류법 등 다양한 방법을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 고속으로 회전하는 원심분리기를 이용하여 기름과 수분 등 액체 성분과 고형분을 분리하였다. 밀도가 가장 높은 고형분이 가장 먼저 가라앉기 때문에 가장 하부에 위치하고, 그 위에 물과 기름이 위치한다.
기름을 제거하고 남은 음식물쓰레기는 다음과 같은 과정을 거쳐서 퇴비화할 수 있다(S10).
우선, 기름이 제거된 음식물쓰레기에 황토, 마사토 및 천적향을 투입하여 혼합한다. 음식물쓰레기의 크기가 커서 혼합이 어려운 경우에는 혼합하기 전에 먼저 분쇄기를 잘게 분쇄한 후에 혼합할 수도 있다. 이하, 각각의 성분에 대해서 설명한다. 먼저, 황토에 대해서 설명한다. 황토는 석면조면암, 안산암, 화강암 등이 열수작용 및 풍화작용에 의하여 분해되어 생성된 빛깔이 누르고 거무스름한 흙으로서, 화학식이 Al2O32SiO22H2O인 Kaolin족 점토류에 속하는 광물이다.
황토는 1차 점토(primary clay)인 Kaolin류의 표층이 산화, 풍화되어 형성된 것으로서, 산화철(Fe2O3)성분이 많아 붉은 색을 띠며, 4면체와 8면체가 1:1로 형성되어 2층 구조를 이룬다. 이러한 구조적 안정성으로 인해 반응성이 낮기 때문에 환경에 무해하다. 황토의 성분은 미생물학적 성분과 화학적 성분으로 나눌 수 있으며, 전자에는 생물에게 독소를 나타내는 과산화수소를 제거하여 생물에게 적절한 토양을 만들어 주며 가장 높은 활성을 갖는 카탈라아제, 토양산화력의 지표인 디페놀옥시다아제, 사카라아제, 및 단백질 속의 질소가 무기화할 때 단백질을 아미노산으로 가수분해시키는 프로테아제의 네 종류가 있다. 이 효소들은 각기 독소 제거, 분해력, 비료요소, 정화작용의 역할을 하고 있다. 화학적 성분으로는 석영, 장석, 운모, 방해석 등 다양한 광물 입자가 있으며, 그 비율은 SiO2 35∼45%, Al2O3 20∼35%, Fe2O3 5∼15%, MgO 2∼3%, Na2O 1∼2% 정도로 알려져 있다.
황토는 태양에너지의 저장고라 불릴 정도로 동식물의 성장에 꼭 필요한 원적외선을 다량 발산하여 일명 살아있는 생명체라 불리기도 한다. 이러한 황토의 효능으로 인해 황토 그 자체에서 나오는 원적외선이 세포의 생리작용을 활성화하여 오염된 하천이나 적조현상으로 죽어가는 바다를 회복시키기도 한다.
황토 내 포함되어 있는 광물들은 그 표면에서 발생하는 전하 때문에 음이온 및 양이온을 흡착할 수 있고, 특유의 다공성 구조, 함유된 점토광물의 넓은 표면적으로 인해 Cu, Pb, Cr, Zn 등의 중금속, 및 부유 물질 흡착 등의 수질 정화 작용에 응용이 가능하다.
본 발명에 있어서, 황토는 음식물쓰레기를 펠릿형태로 성형할 수 있는 결합제 역할을 한다. 또한, 원적외선을 발산하는 역할 및 중금속을 흡착하는 역할을 한다.
마사토는 화강암이 풍화되어 생긴 흙으로서 배수성과 통기성이 좋아서 밭작물이나 조경수식재, 야생화, 분재, 화분 등에 많이 사용된다. 본 발명에 있어서, 마사토는 황토와 혼합되어 펠릿의 분해속도를 조절하는 역할을 한다. 마사토의 함량이 증가하면 펠릿의 분해속도가 증가하며, 반대로 마사토의 함량이 감소하면 펠릿의 분해속도가 감소한다. 따라서 마사토의 함량을 조절하여, 퇴비가 필요한 시점에서 펠릿이 분해되도록 조절할 수 있다.
천적향이 나는 물질은 농작물에 피해를 주는 동물이나 곤충으로부터 농작물을 보호하는 역할을 한다. 예를 들어, 멧돼지, 고라니 등으로부터 농작물을 보호하기 위해서는, 호랑이의 배설물과 같이 멧돼지, 고라니 등이 두려워하는 천적의 냄새가 나는 물질을 혼합할 수 있다. 또한, 바퀴벌레나 개미를 퇴치하기 위해서는 은행잎이나 박하의 향을 이용할 수 있다.
집안의 화분 등에 사용되는 퇴비의 경우에는 천적향이 나는 물질을 투입하는 대신에 방향제를 혼합하여 음식물쓰레기의 이취를 제거할 수 있다.
다음, 음식물쓰레기와 황토 등의 혼합물을 건조, 압축하여 펠릿을 만든다. 건조 방법은 수분의 함량을 적절히 조절할 수 있는 것이면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어서 회전하는 드럼에 음식물쓰레기와 황토, 마사토, 천적향이 나는 물질을 투입한 후 열풍 건조기를 통해서 수분의 함량을 적절히 조절한다. 드럼의 내부에는 그 외면에 혼합날개를 가진 회전축이 드럼과 반대방향으로 회전하도록 하여 건조 효율을 높일 수 있다. 다음으로 수분의 함량이 적절히 조절된 건조된 혼합물을 펠릿성형기에 투입하여, 압축이송시킨 후 절단하여 펠릿을 만든다. 펠릿성형기는 건조된 혼합물을 압축 이송시키는 케이스와 이송 스크루와 이송 스크루를 통해서 케이스의 출구로 배출되는 혼합물을 절단하여 펠릿 형태로 만드는 커터를 포함한다.
다음, 펠릿의 표면에 자외선을 조사한다. 본 발명에 따른 음식물쓰레기를 이용한 펠릿 형 퇴비의 제조방법에 있어서, 음식물쓰레기로부터 기름을 제거하는 단계 이후의 공정은 냉동이나 냉장 상태로 진행되는 것이 아니므로 음식물쓰레기의 발효가 어느 정도 진행된다. 따라서 펠릿의 표면에는 미생물이 존재한다. 이러한 상태에서 자외선을 조사하여 살균을 하면 음식물쓰레기의 발효되는 속도를 지연시킬 수 있으므로, 펠릿 형 퇴비의 발효 상태를 조절할 수 있다.
다음, 펠릿 형 퇴비의 표면을 코팅하여, 도 12에 도시된 바와 같은 펠릿 형 퇴비를 완성한다. 펠릿 형 퇴비의 내부에는 음식물쓰레기(1), 황토 및 마사토(3), 천적의 배설물(2)이 고르게 혼합되어 있다. 표면을 코팅하면, 퇴비의 이취(異臭)를 방지할 수 있으며, 펠릿 형 퇴비를 다루기 용이하다. 또한, 코팅층이 분해될 때까지 퇴비가 토양에 영양분을 공급하는 시간을 지연시킬 수 있으므로, 농한기에 미리 펠릿 형 퇴비를 살포할 수 있다는 장점이 있다. 표면 코팅층(4)으로는 자연분해 녹말 또는 황토를 사용한다. 가정용 화분 등에 사용하는 경우에는 코팅층으로 천연재료를 이용하여 염색된 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 마지막으로, 완성된 펠릿 형 퇴비를 진공 포장한다.
본 실시예에서는 펠릿 형 퇴비의 표면을 코팅하는 것으로 설명하였으나, 도 13에 도시된 바와 같이, 시간이 지나면 분해되는 캡슐(5)에 펠릿 형 퇴비를 투입하여 밀봉하는 방법도 가능하다.
또한, 천적향이 나는 물질을 혼합물에 투입하는 것으로 설명하였으나, 도 14에 도시된 바와 같이, 천적향의 효과를 높이기 위해서, 펠릿 형 퇴비의 표면에 구멍(6)을 형성하고, 그 구멍에 천적향이 나는 물질(2)을 투입하는 방법도 가능하다.
이하, 상술한 펠릿 형 퇴비의 사용방법에 대해서 간략히 설명한다. 펠릿 형 퇴비는 자외선 살균, 마사토 첨가량, 건조 정도, 표면 코팅 여부 등에 의해서, 토양에 살포된 후 분해되어 영양분을 공급하기까지의 시간의 조절이 가능하다. 따라서 농한기에 미리 살포하는 것이 가능하다. 또한, 종래의 퇴비는 농부가 일일이 농지를 돌아다니며 살포하여야 했으나, 펠릿 형 퇴비는 압축공기를 이용한 살포장치 등을 이용하여 원거리에 위치하는 토양에 살포하는 것이 가능하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
<부호의 설명>
100, 1000: 음식물쓰레기 처리장치 10: 케이스
30: 압착분쇄수단 50: 냉각수단
200: 이송 파이프 210: 블로어
300: 뼈 및 폐각 분쇄기 400: 음식물쓰레기 보관장치
500: 이동식 음식물쓰레기 처리장치
600: 이동식 음식물쓰레기 보관장치
800: 착유기
1: 음식물쓰레기 2: 천적의 배설물
3: 황토 및 마사토 4: 표면 코팅층
5: 캡슐

Claims (11)

  1. 음식물쓰레기 재활용 시스템이 실시간으로 음식물쓰레기 재활용 계획을 관리하는 음식물쓰레기 재활용 방법으로서,
    상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 음식물쓰레기의 배출장소별 배출량 데이터를 수집하는 데이터 수집단계;
    상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 수집된 데이터를 이용하여 음식물쓰레기 수거계획을 수립하는 수거계획 수립단계;
    각각의 음식물쓰레기 배출장소에 설치된 음식물쓰레기 처리장치가 음식물쓰레기를 세척한 후 압착하여 탈수 및 분쇄하는 처리단계;
    상기 음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동 보관하는 보관단계;
    상기 음식물쓰레기 재활용 시스템이 음식물쓰레기 수거계획에 따라서 상기 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기의 수거명령을 송신하는 수거명령 송신단계;
    음식물쓰레기 수거 장치가 상기 수거 명령에 따라서 상기 냉장 또는 냉동 보관된 음식물쓰레기를 수거하는 수거단계; 및
    음식물쓰레기 가공 장치가 상기 수거된 음식물쓰레기를 가공하는 가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수거단계는,
    음식물쓰레기를 냉장 또는 냉동상태로 수거하는 단계인 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가공단계는,
    상기 수거된 음식물쓰레기에 포함된 기름성분이 액화되도록 음식물쓰레기를 가열하는 단계;
    상기 음식물쓰레기를 압착하여 기름성분이 포함된 액체를 착유원료로부터 분리하는 단계;
    상기 기름성분이 제거된 음식물쓰레기에 황토를 투입하여 혼합하는 단계; 및
    상기 음식물쓰레기와 황토의 혼합물을 건조, 압축하여 펠릿을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기름성분이 포함된 액체로부터 기름성분을 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    동물이나 곤충에 의한 농작물의 손상을 방지하도록, 상기 음식물쓰레기에 황토를 투입하여 혼합하는 단계에서 상기 동물이나 곤충이 싫어하는 향이 나는 물질을 추가로 투입하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 펠릿의 분해속도를 높이기 위하여, 상기 음식물쓰레기에 황토를 투입하여 혼합하는 단계에서 마사토를 추가로 투입하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 음식물쓰레기와 황토의 혼합물을 건조, 압축하여 펠릿을 만드는 단계 이후에, 상기 펠릿을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 음식물쓰레기와 황토의 혼합물을 압축, 건조하여 펠릿을 만드는 단계 이후에, 상기 펠릿을 캡슐에 투입하여 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 음식물쓰레기와 황토의 혼합물을 압축, 건조하여 펠릿을 만드는 단계 이후에, 상기 펠릿의 표면에 구멍을 형성하는 단계; 및 동물이나 곤충에 의한 농작물의 손상을 방지하도록, 상기 구멍에 상기 동물이나 곤충이 싫어하는 향이 나는 물질을 넣는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 음식물쓰레기와 황토의 혼합물을 압축, 건조하여 펠릿을 만드는 단계 이후에, 상기 펠릿의 발효 속도를 늦추기 위하여, 상기 펠릿을 자외선 살균한 후 포장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 가공단계는,
    상기 수거된 음식물쓰레기를 살균하고, 포장하여 사료를 만드는 단계인 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 재활용 방법.
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