KR100375704B1 - 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부패, 변질되고 염분과 산도가 높아, 사료나 퇴비로 재활용하기 어려운 음식물 쓰레기를 이용, 사료화하여 가축을 사육할 수 있도록 해주는 것으로, 음식물 쓰레기는 특성상 혼합 배출된 다음 세균이 번식하여 급격히 부패, 변질될 뿐 아니라, 식용유 등 조미료가 함유되어 염분과 산도가 높아 사료는 물론, 퇴비로도 재활용하기가 매우 어려운 단점이 있었는데 반해, 본 발명은 부패, 변질되고 산도가 높은 음식물 쓰레기를 이용하여 95％ 이상 사료화하는 것으로, 음식물 쓰레기가 담겨진 비닐봉투가 공급되면, 이를 음식물 쓰레기와 비닐봉투로 분리하여 음식물 쓰레기만 공급되도록 하는 공급기; 상기 공급기에서 공급되는 음식물 쓰레기를 미세하게 분쇄하기 위한 분쇄기; 상기 분쇄기에서 분쇄된 음식물 쓰레기를 고형물과 슬러지로 분리하기 위한 분리기; 상기 분리기에서 분리된 고형물을 세척한 후 수분을 탈수하기 위한 탈수기; 상기 분리기에서 분리된 슬러지를 수분과 분리하여 슬러지를 채집하기 위한 채집기; 상기 탈수기에서 탈수된 고형물을 사료원료와 혼합 교반하여 혼합원료를 만들기 위한 사료배합기; 상기 사료배합기에서 만들어지는 혼합원료로 오리를 사육할 수 있는 오리사육장; 상기 채집기에서 채집된 슬러지로 구더기를 사육할 수 있는 구더기사육장; 및 상기 구더기사육장에서 사육된 구더기 성충을 고급사료원료로 활용하기 위해 건조 가공하는 가공기를 포함하는 구성으로 이루어져 있으며, 대량의 음식물쓰레기를 부패, 변질 등 성상에 관계없이 신속하고 위생적으로 저렴하게 처리할 수 있고, 이에 따라 음식물 쓰레기의 매립 소각처리로 인한 환경오염 문제 등 각종 문제점을 해결할 수 있음과 동시에 습식 사료나 과립형 배합사료 및 구더기를 건조 가공하여 각종 사료로 공급함에 의해, 가축 사육용으로 공급할 수 있는 특징이 있다.
Description
본 발명은 부패, 변질된 음식물 쓰레기를 효과적으로 처리하여 95％ 이상 사료화 하는 제조설비에 관한 것으로, 특히 일반 주택이나 아파트 단지, 식당 등에서 발생되는 음식물 쓰레기는 대부분 비닐 봉투에 투입 배출되어 부패, 변질되고 염분과 산도가 매우 높음으로, 수거 운반된 음식물 쓰레기가 담긴 비닐 봉투를 제거하여 부패된 음식물 쓰레기는 슬러지로 만들고, 부패되지 않은 음식물 쓰레기는 고형물로 분리한 다음, 슬러지는 구더기를 사육할 수 있는 사료로 활용하고, 고형물은 신선도를 높인 다음 과립형 배합사료를 제조하거나, 습식 사료로 오리를 사육할 수 있도록 된 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에 관한 것이다.
전국에서 하루 13,000톤 이상 배출되는 음식물 쓰레기는 온갖 종류가 혼합되어 있으며, 조리 과정에서 염분과 산도가 높아질 뿐 아니라 급격히 부패, 변질되어 퇴비나 사료로 재활용되지 못하고, 대부분 매립 소각처리 되므로 해서 막대한 처리비용이 들어감은 물론, 그로 인해 야기되는 심각한 환경 오염과 매립지의 확보 문제 등으로 더 이상 방치할 수 없는 사회적 문제가 되었다.
이에 따라 부패, 변질된 음식물 쓰레기는 물론, 산도나 염분 등 성상에 관계없이 최대한 수거 운반하여 저렴하고 효과적으로 사료로 재활용하여야 하나, 현재 사용하고 있는 방법은 음식물 쓰레기를 선별 수거하여 보일러로 끊인 다음, 가축에급여하거나, 미생물을 투입 발효하여 퇴비 혹은 일반사료와 혼합하여 사료로 사용하거나 아니면 단순 건조처리, 버섯재배, 메탄 가스 활용 등 갖가지 방법이 있으나, 음식물 쓰레기의 특성과 수거상의 문제점 등으로 대량의 음식물 쓰레기를 신속하게 처리하지 못하여 부패, 변질되고 염분과 산도가 높아 양질의 사료나 퇴비로 재활용하기가 적합하지 못하다는 단점이 있었다.
또한, 음식물 쓰레기를 성상에 관계없이 대량으로 처리하여 재활용하기 어려울 뿐 아니라, 설비 제작비용 및 유지비용이 많이 들어 경제성이 없다는 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 음식물 쓰레기의 특성상 이미 부패, 변질되었고 염분과 산도가 높은 음식물 쓰레기를 효과적으로 처리하여 환경오염 문제를 해결함과 동시에, 95％ 이상 사료로 재활용할 수 있도록 된 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비를 설명하기 위한 개략적으로 도시한 구성 도이고,
도 2는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에서 비닐봉투 절단기를 설명하기 위해 상세하게 표시한 확대 평면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에서 비닐봉투 분리기를 설명하기 위해 상세하게 표시한 확대 평면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에서 비닐봉투 분리기에 의해 비닐봉투가 분리되는 것을 설명하기 위해 상세 표시한 확대 측 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에서 분쇄기와 고형물 분리기를 설명하기 위해 상세하게 표시한 확대 도면이고,도 6은 도 5 표시의 분쇄기에서 분쇄용 회전판만을 분리하여 확대 표시한 것으로, (A)도는 회전판의 평면도이고, (B)도는 그 저면 도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 - 공급기 120 - 분쇄기
130 - 고형물 분리기 140 - 탈수기
150 - 채집기 160 - 사료배합기
170 - 오리사육장 180 - 구더기사육장
2000 - 가공기
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사료 제조설비에 있어서, 음식물 쓰레기가 담겨진 비닐봉투가 공급되면, 이를 음식물 쓰레기와 비닐봉투로 분리하여 음식물 쓰레기만 공급되도록 하는 공급기; 상기 공급기에서 공급되는 음식물 쓰레기를 미세하게 분쇄하기 위한 분쇄기; 상기 분쇄기에서 분쇄된 음식물 쓰레기를 고형물과 슬러지로 분리하기 위한 분리기; 상기 분리기에서 분리된 고형물을 세척한 후 수분을 탈수하기 위한 탈수기; 상기 분리기에서 분리된 슬러지를 수분과 분리하여 슬러지를 채집하기 위한 채집기; 상기 탈수기에서 탈수된 고형물을 사료원료와 혼합 교반하여 혼합원료를 만들기 위한 사료배합기; 상기 사료배합기에서 만들어지는 혼합원료로 오리를 사육할 수 있는 오리사육장; 상기 채집기에서 채집된 슬러지로 구더기를 사육할 수 있는 구더기사육장; 및 상기 구더기사육장에서 사육된 구더기 성충을 고급사료원료로 활용하기 위해 건조 가공하는 가공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에 의해 달성 가능하다.
상기 공급기는 송곳 형상이 다수 설치된 로터리 톱날이 저속 회전하고, 예리한 칼날이 다수 설치된 로터리 칼날이 고속 회전하면서 음식물이 담긴 비닐봉투를 절단하는 비닐봉투 절단기와, 상기 절단기에 의해 절단된 비닐봉투와 음식물 쓰레기를 이송시키는 V자형 이송컨베이어와, 상기 V자형 이송컨베이어에 의해 이송되는 비닐봉투를 찍어서 두 개의 탄성력이 있는 고무롤러의 사이를 통과하도록 하는 갈고리가 설치되고, 상기 고무롤러를 일정한 압력으로 지지해 주도록 스프링이 설치되며, 스크레퍼에 의해 분리된 비닐을 제거하여 이송시키는 이송컨베이어가 상기 V자형 컨베이어의 양측에 설치된 비닐봉투 분리기로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 분쇄기는 고속 회전하는 날개의 하부에 스크류가 설치되고, 그 상부 양끝에 회전톱날이 설치되며 이 회전톱날과 엇갈리게 원통형 몸체 내부에는 고정톱날이 서로 이웃하게 배치되도록 설치되어 수압에 의한 흡입력과 톱날에 의해 음식물을 분쇄하고, 상기 몸체의 내부에는 급수배관과 물의 회전을 변환시키는 전환 판이 설치되는 것이 바람직하며, 상기 분리기는 수직으로 회전하는 스크류가 설치되고 이 스크류에 의해 분쇄된 음식물이 원통형스크린망 내부를 수직 이송되면서 미세한슬러지는 물과 함께 배출되게 스크린망을 구비하고, 상부에는 경사지게 덮개를 씌워 분쇄된 음식물이 부하를 받아 탈수되게 하며 상기 원통형 스크린 망을 보호 및 지지해 주는 지지망이 외부에 설치되며, 수분을 포집 배출하는 원통형의 몸체로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 탈수기는 스크린 휠터가 외부에 설치된 원형의 드럼, 이 드럼과 맞물려 회전하는 벨트, 공급된 원료를 이송시키는 이송날개, 분리된 고형물을 세척하는 물 분사노즐, 벨트를 구동시키고 압착하는 다수의 롤러로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 사료배합기는 탈수된 고형물을 이송하는 이송컨베이어, 사료원료가 저장되어 있는 저장탱크, 사료원료를 이송시키는 이송컨베이어, 고형물과 사료를 배합하는 교반기로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 오리사육장은 사료를 배합하기 위한 배합장치, 사료 급식 스크루장치, V자 형태의 컨베이어 이송 급식장치, 파이프를 통한 급수장치, 환기장치로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 채집부는 미세 스크린휠터가 내부에 설치된 원통형의 드럼, 이 드럼의 외부 하단 양끝에서 각도에 맞게 설치된 롤러 구동장치, 상기 스크린휠터의 외부에 스크린을 청소하는 물 분사장치, 스크린휠터 내부에 분사된 물을 받는 관장치, 스크린휠터 내부 벽에 부착되어 채집된 슬러지가 이동하는 나선형 내부 스크류장치, 채집된 슬러지를 처리장으로 이송하는 이송 컨베이어와 이송 파이프라인으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 구더기사육장은 슬러지를 숙성시키기 위한 숙성탱크, 이를 이송하여 저장하는 저장탱크, 저장된 슬러지를 이용하여 분사하는 파이프 급식 배관장치, 구더기를 효과적으로 사육 및 수거하기 위한 그물망과 사육상자, 사육 상자를 이송하는 다수의 구동롤러와 보조롤러로 구성되고, 방충망으로 밀폐된 파리유충 번식상자, 이물질을 분리하는 이물질 제거기, 온도 및 습도가 자동 조절되는 보일러, 중앙 집중 처리 탈취기로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 가공기는 구더기를 이송시키기 위해 구동롤러에 의해 순환되는 다단계의 스테인레스 세목 그물벨트, 스테인레스 세목 그물벨트의 양측을 둘러싸고 내부에 열풍분사노즐이 설치된 고온 열풍건조실, 적외선 방열장치가 설치된 적외선 건조실, 자외선 발광장치와 오존발생장치가 설치된 멸균 건조실, 건조된 구더기를 향해 냉풍을 분사하는 배관과 다수의 냉풍 분사노즐로 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에서 비닐봉투 절단기를 설명하기 위해 상세하게 표시한 확대 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에서 비닐봉투 분리기를 설명하기 위해 상세하게 표시한 확대 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에서 비닐봉투 분리기에 의해 비닐봉투가 분리되는 것을 설명하기 위해 상세 표시한 확대 측 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부폐된 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비는 공급기(100)를 구비하고 있다. 이 공급기(100)는 가정 및 음식점에서 음식물 쓰레기를 비닐봉투에 투입한 상태로 배출한 것을 수거하여 비닐봉투와 음식물을 분리하여 공급하는 것으로, 대별(大別)하면, 도 2와 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 비닐봉투 절단기(111)와 분리기(110) 및 이송콘베이어(114)로 이루어져 있다.
먼저, 상기 비닐봉투 절단기(111)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 비닐봉투가 분당 25회전 정도의 저속으로 회전하는 다수의 송곳 형상의 톱날(112)에 찍혀 물려 들어오면, 맞은 편에서 분당 1,750회전 정도 고속으로 회전하는 다수의 예리한 칼날(113)에 의해 50mm정도의 일정한 간격으로 길게 잘라져, 하단부의 V자형 이송 컨베이어(114)에 낙하하게 되어 있다. 또한, 상기 톱날(112)과 칼날(113)의 하부에는 이물질제거 스크레퍼(112a)가 설치되어 있어 이 물질을 분리시킨다.
상기 비닐봉투 분리기(110)는 V자형 이송컨베이어(114)의 상부에 소정의 간격을 두고 다수개 설치되어 있는 것으로, 도 3,4에 나타낸 바와 같이 맞물려 구동하는 두 개의 엠보싱 된 미끄럼방지 우레탄 고무롤러(116)가 설치되고, 이 고무롤러(116)의 양측에 스프링(119)이 설치되며 상기 고무롤러(116)가 맞물린 사이를 갈고리(117)가 통과하도록 설치되어 있다. 상기 갈고리(117)의 양끝에는 절단된 비닐봉투를 찍을 수 있도록 다수의 톱날이 부착되어 있다.
이러한 비닐봉투 분리기(110)는 도 4에 나타낸 바와 같이, V자형 이송컨베이어(114)에 의해 이송되는 잘라진 비닐봉투를 상기 갈고리(117)가 회전되면서 찍어 고무롤러(116) 사이를 통과하게 되면, 상기 고무롤러(116)의 탄성력에 의해 비닐봉투 내부의 음식물 쓰레기가 짜져 낙하하게 하고, 고무롤러(116) 보다 회전속도가 빠른 갈고리(117)는 비닐봉투가 고무롤러에 물린 후, 찢어지면서 이탈되는 작동이 반복되면서 연속적으로 비닐봉투를 제거하게 된다. 또한, 상기 비닐봉투는 고무롤러(116)의 양 측면에 설치된 스크레퍼(118)에 의해 하단부에 설치된 이송컨베이어(115)로 낙하 포집되도록 되어 있다.
다시, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 부패된 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비는 분쇄기(120)를 구비하고 있다. 상기 분쇄기(120)에 대한 상세 구성은 도 5 및 도6에 표시하였다.도 5는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비에서 분쇄기와 고형물 분리기를 설명하기 위해 상세하게 표시한 확대 도면이고, 도 6은 도 5 표시의 분쇄기에서 분쇄용 회전판만을 분리하여 확대 표시한 것으로, (A)도는 회전판의 평면도이고, (B)도는 그 저면 도이다.도면5,6에 나타낸 바와 같이, V자형 이송컨베이어(114)에서 비닐이 제거되어 이송되는 부패된 음식물 쓰레기를 분쇄할 수 있는 것으로, 도5의 표시와 같이, 고속 회전하는 회전판(122)의 상부 날개 가장자리에 부착된 3개의 톱날(125)과 맞물려 상보디(126)끝에 고정된 2개의 고정톱날(124)이 구비되어 있다. 상기 회전판(122)의 밑바닥에 꽈리 형상의 날개가 다수 부착된 스크루(123)를 구비하고 있으며, 상보디(126)의 상부에 2개의 급수배관(121)(136)이 설치되고, 상보디(127)의 내부에 수압 회전을 변환시키는 전환판(128)이 부착되어 있다.
상기 원통형의 하보디(127)는 밀폐된 바닥의 중앙에 회전판(122)이 부착된 회전축(122a)이 구비되어 있어, 물과 함께 투입된 부패된 음식물 쓰레기가, 분당 1,750회전 정도 고속회전 하는 회전판(122) 밑바닥에 부착된 스크루(123)의 작용에 의해, 회전판(122)과 원통형의 하보디(127) 사이의 2∼3mm정도의 좁은 틈새로 흡입력이 형성되면서, 고속 회전하는 회전판 톱날(125)과 고정톱날(124)에 의해 좁은 틈새를 통과할 때까지 반복적으로 분쇄되어, 부패된 음식물은 슬러지화 되고, 상대적으로 부패되지 않은 음식물은 고형물로 남아 하보디(127)측면에 설치된 이송통로(129)로 이송된다. 이 이송통로(129)는 뒤에서 설명되는 고형물 분리기와 연결되어 있다.
상기 분쇄기(120)의 측면으로는 고형물 분리기(130)가 연락되게 배치되어 있다. 이 고형물 분리기(130)에 대해서도 도5를 참조하여 설명한다.상기 고형물 분리기(130)은 미세하게 분쇄된 슬러지와 고형물을 분리하기 위한 것으로, 원통형의 수직 지지대(134)가 지탱해 주는 스크린망(131)내부에 분쇄된 음식물을 수직 회전하면서 이송시키는 스크루(132)가 설치되어 있고, 상단부에 부하를 조절하는 배출덮개(133)가 구비되어 있어, 분쇄된 음식물이 부하를 받으면서 수직 이송되어 슬러지가 물과 함게 0.8∼1mm 정도 미세하게 타공된 스크린망(131)을 통과 원통형 내부 몸체(135)로 배출된 다음, 물은 몸체(135)의 상부에서 상기 분쇄기(120)와 연결된 급수배관(136)을 통해 재활용되고, 또 몸체 하부 측면에 설치된 배출관(137)을 통해 후술하는 슬러지 채집기(150)로 배출된다. 한편, 고형물은 상부의 덮개(133)를 통해 고형물 탈수기(140)로 배출된다.
상기 고형물 분리기(130)의 배출덮개(133)를 통해 고형물 탈수기(140)로 배출된 고형물은, 물 분사노즐(141)에서 분사되는 물에 의해 세척되면서 스크린망(142)으로 낙하하여 물은 배출되고, 고형물은 구동하는 이송 날개장치(143)에 의해 회전하는 드럼형의 지지통(144) 외부에 부착된 미세하게 타공된 스크린휠터(145)로 이송되어 지면서, 맞물려 회전하는 C.R 고무가 부착된 부드러운 벨트(147)와 압착롤러(148)에 의해 압착, 수분이 탈수되어 함수율 57％정도로 신선도를 회복한 다음, 배출구에 부착된 스크래퍼(149)에 의해 사료 배합기(160)의 이송컨베이어(161)로 배출된다.
세척 탈수된 신선한 고형물은 이송컨베이어(161)에 연결된 사료 이송스크류(164)로 배출 운반되어 그 원료 공급호퍼(162)로부터 이송 컨베이어(164)에 의해 공급되는 적당량의 사료 원료와 함께 사료 배합기(165)의 내부로 투입되어 교반기에 의해 골고루 배합된 다음, 후술하는 이송 스크류(171)에 의해 오리 사육장(170)의 습식 사료로 급식 처리되거나, 과립형 배합사료 원료로 활용되며, 수분은 배출관(137)을 통해 뒤에서 설명되는 슬러지 채집기(150)로 배출된다.
상기 고형물 분리기(130)와 고형물 탈수기(140)에서 연결된 배출관(137)을 통해 배출된 슬러지를 포함한 수분은, 다단계로 구성되어 있는 슬러지 채집장치(150)로 유입 1차로 슬러지가 채집되고, 물과 함께 통과된 보다 미세한 슬러지는, 다음 단계의 슬러지 채집장치(150a)로 2차 유입되어 재차 처리되어 미세한 슬러지까지 제거한 다음 재활용하거나 하수 처리장치(220)로 배출된다.
저속으로 회전되면서 처리되는 슬러지 채집장치(150)는 원통 드럼 형태의 지지통(151)과 그 내부에 미세한 스크린 휠터(153)를 고정시키고, 그 안쪽에 나선형의 슬러지 이송 스크루(155)를 부착 구비되어 있으며, 배출관(137)과 연결된 배출구(154)가 안쪽 끝 부분에 설치되어 물과 함께 슬러지를 배출하면, 물은 스크린 휠터(153)를 통과하고, 남은 슬러지는 회전하는 나선형의 이송스크류(155)에 의해 밀려나오면서 반복 탈수 처리된다.
또한, 지지 드럼통(151)의 상부 바깥에 스크린휠터(153)에 묻은 잔여 슬러지를 연속으로 청소하는 물 분사 노즐(156)을 설치하여 스크린휠터(153)의 효율을 높이는 것이 좋으며, 스크린 휠터(153)의 상부 안쪽에 물 받이관(158)을 설치하여 분사 청소한 물을 포집하여 안쪽 끝 부분으로 배출하는 것이 바람직하다. 슬러지 채집기(150)의 지지 드럼통(151) 외부 양측면 하단에 4개의 구동롤러(152)가 설치되어, 지지 드럼통(151)을 회전시키면서 나선형 스크류(155)에 의해 배출된 슬러지는 이송 컨베이어(166)에 의해 저장탱크(167)로 이송된 다음, 펌프(168)에 의해 이송 파이프라인(169)을 타고 구더기 사육장(180)의 슬러지 숙성탱크(181)로 이송된다.
고형물 수분 탈수기(140)와 연결된 이송 컨베이어(161)와 사료원료 저장탱크(162)와 연결된 이송 컨베이어(163)는 신선도를 회복한 고형물과 적당량의 사료원료를 오리사육장(170)의 사료 배합기(164)로 이송하여 충분히 배합한 다음, 급식 V자형 컨베이어(173)에 연결되어 운반 급식을 쉽게 하기 위한 것이다.
상기 오리 사육장(170)은 고형물 탈수기(140)에서 세척 탈수 처리되어 신선도가 회복된 고형물을 습식 사료로 활용하여, 체질과 독성에 강하고 대식가인 식육 오리를 위생적으로 사육하여, 대량으로 처리할 수 있게 구비하여 구성하였다.
또한, 상기 오리사육장(170)은 개폐장치(172)에 의해 다수개의 사육장으로 분리하는 것이 바람직하며, 상기 다수개의 사육장의 일 예를 설명하면 제1 사육장(175)은 분양오리, 제2 사육장(176)은 새끼오리, 제3 사육장(177)은 중 오리, 제4 사육장(178)은 어미오리 사육장으로 엄격하게 분리하여, 오리의 생육 조건에 따라 사료의 종류, 양, 기타 제반 환경을 달리하는 것이 바람직하다.
또한, 교반기가 구비된 사료 배합기(165)는 오리의 성장상태에 따라 고형물과 사료원료가 적절히 배합된 다음 저장탱크의 이송스크류(171)에 의해 사육장 바닥에 절반정도 묻혀서 지상에 10cm 정도 높이로 노출된 구동하는 롤러에 의해 서서히 이송되는 V자형 자동 급식기(173)와 양측에 설치된 보조 급식기(173a)로 급식된다.
또한, 상기 오리사육장(170)은 깨끗한 물을 자동 급수하는 배관설비(174), 자동으로 환풍기가 작동하는 환기장치(179) 등이 구비되어 있어, 간단한 조작으로 오리를 사육하여, 고형물 탈수기(140)에서 처리된 신선한 고형물을 습식 사료로 급식, 대량으로 처리할 수 있다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 사료 제조설비는, 부패된 음식물 쓰레기를 슬러지로 만들어 채집한 다음, 그 슬러지를 효과적으로 처리하기 위해서, 생태계의 밑바닥에 있으면서 부패된 유기물을 좋아하고, 생육밀도가 높아 좁은 공간에서 대량 사육이 가능하며, 체질이 강하고 번식력이 뛰어날 뿐 아니라, 성장속도가 빨라 대식가인 구더기를 효과적으로 사육하는 구더기 사육장(180)을 구비하고 있다.
상기 슬러지 채집장치(150)와 연결되어 있는 이송 파이프(169)에 의해 구더기 사육장(180)의 슬러지 숙성탱크(181)로 슬러지가 이송된다. 슬러지 숙성탱크는 내부에 교반장치(182) 및 온도 자동 조절장치(183)와 함께 심야 전기나 도시가스 혹은 경유를 연료로 하는 중앙 집중 보일러(195)(184)가 구비되어 있다. 이 보일러는 투입된 슬러지의 온도를 70∼80℃ 정도로 유지, 효소를 투입하여 24시간 정도 발효 숙성시키기 위한 것으로, 이 과정에서 충분히 숙성되고 수분이 적당히 증발된 슬러지는 이송펌프에 의해 저장탱크(186)로 이송 저장되어 내장된 냉각수 파이프라인(187)에 의해 20∼30℃ 정도로 냉각된 다음, 설치되어 있는 모노펌프(188)로 작동되는 급식배관(189)에 의해, 구더기 사육상자(191) 위로 분사, 자동으로 급식 처리하게 되어 있다.
사육장 바닥은 사육상자(191)가 자동으로 순환 이동할 수 있도록 구동롤러(193)와 보조롤러(194)가 다수 설치되어 있으며, 상기 사육상자(191)는 가볍고 내구성이 뛰어난 P.V.C.로 하는 것이 좋고, 또 일정한 크기로 정형화되어 바닥에 그물 망이 부착되어 있고, 밑바닥을 개폐할 수 있게 구성되어 있다. 상기 사육상자(191)는 구동롤러(193)와 보조롤러(194)에 의해 자동 이송되며, 사육 후 바이브레이션이 장착된 이물질제거기(198)에서 이물질을 제거하여 구더기만 수거하게 된다.
상기 사육장 내부는 온도 및 습도 자동 조절장치(183)와 연결된 중앙 보일러(195)(184)에 의해 평균 32∼34℃ 정도의 최적의 환경을 유지하면서, 구더기를 12∼14일 정도 사육하여 번데기가 되기 직전에 수거한다. 수거된 구더기는 건조 가공장치(200)로 이송되어 가공 건조하게 되어 있다. 파리 산란장(192)은 방충방으로 격리되어 있으며, 사육상자(191)에 육가공 부산물 등 채란 매개체를 급식하여 산란장으로 투입하면, 2일 정도 유충을 번식한 다음 구동롤러(193)와 보조롤러(194)에 의해 자동으로 사육장으로 이송된다. 구더기 사육장(180)은 중앙 탈취장치(197)가 구비되어 있어 악취를 제거하며, 위생적으로 대량의 슬러지가 구더기 사육으로 처리된다.
구더기 건조 가공장치(200)는 12∼14일간 사육된 구더기 성충을 건조 가공하여 장시간 보관하며 고급 사료 원료로 활용하기 위함이다. 이물질 제거기(198)에서 사육상자(191)의 밑바닥을 연 다음, 바이브레이션의 진동에 의해 이물질이 그물 망을 통과 제거된 구더기는, 건조 컨베이어 투입구(201)로 투입된다. 상기 구더기 건조 가공장치(200)는 구더기를 이송시키기 위해 구동롤러(202)에 의해 순환되는 다수의 스테인리스 세목 그물벨트(203), 스테인레스 세목 그물벨트의 양측을 둘서싸고 내부에 다수의 열풍분사노즐(204)이 설치되어 160∼170℃ 정도 유지되는 고온 열풍건조실(205), 적외선 발열장치(206)가 설치되어 사료의 내부까지 건조시키는 적외선 건조실(207), 자외선 발광장치(208)와 온존 발생장치(209)가 설치되어 멸균 안정화시키는 멸균 건조실(210), 건조된 구더기를 향해 냉풍을 분사하는 냉풍 분사노즐(212)이 다수 설치된 냉풍 건조실(213)이 설치되어 있고, 그 뒤쪽으로 건조된 구더기를 저장하였다가 자동으로 포장할 수 있도록 하기 위한 저장 탱크(214)가 설치되어 있다.
이러한 구성의 본 발명에 따른 부패된 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비의 처리과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 가정 및 음식점 등에서 나오는 음식물 쓰레기가 담겨진 비닐봉투가 투입되면, 상기 비닐봉투를 비닐봉투 절단기(111)의 톱날(112)이 저속으로 비닐봉투를 찍어서 회전을 하면, 맞은편에서 칼날이 고속으로 회전을 하면서 비닐봉투를 절단하여 V자형 이송컨베이어(114)로 낙하시켜 이송시킨다. 이때, 상기 톱날(112)과 칼날(113)의 하부에 설치되는 이물질 제거 스크레퍼(112a)에 의해 이물질을 분리시킨다.
상기 V자형 이송컨베이어(114)에 의해 이송되는 비닐봉투와 음식물 쓰레기는 상기 V자형 이송컨베이어(114)의 상단부에 다수 설치된 비닐봉투 분리기(110)에 의해 비닐봉투만 분리되는 것으로, 미끄럼방지기능과 적당한 탄성력이 있는 2개의 고무롤러(116) 사이를 통과하면서 회전되는 갈고리(117)의 양끝에 부착된 톱날에 의해 비닐봉투가 찍어서 고무롤러(116)사이를 통과하면 잔여 음식물 쓰레기는 짜져서 낙하하고, 비닐봉투만 분리되어 롤러(116)측면에 설치된 스크레퍼(118)에 의해 이송컨베이어(115)로 낙하 이송된다. 이때, 상기 고무롤러(116)보다 갈고리(117)의 회전속도를 빠르게 하면 갈고리(117)가 비닐을 찍어 고무롤러(116)를 통과한 직후, 비닐봉투가 찢어지면서 갈고리(117)가 이탈되어 반복 작업을 할 수 있다.
이와 같이 비닐봉투가 분리된 음식물 쓰레기는, 수압 분쇄기(120) 상부에 있는 2개의 급수장치(121)(136)로 급수되는 물과 함께 수압 분쇄기(120)로 투입되고, 고속으로 회전하는 회전판(122)의 날개 밑에 부착된 스크류(123)에 의해 강력한 흡입력이 발생되어 부패된 음식물이 물과 함께 급속히 회전 흡입되면서, 상보디(126) 하부에 부착된 고정톱날(124)과 맞물려 회전하는 회전톱날(125)에 의해 분쇄되며, 회전판(122)과 하보디(127) 사이의 2∼3mm의 틈 사이를 통과할 때까지 반복 분쇄된다. 이때, 부패된 음식물은 슬러지화 되고, 상대적으로 부패되지 않은 음식물은 고형물로 남아 물과 함께 하보디(127) 측면의 이송통로(129)를 통해 고형물 분리기(130)로 이송된다.
이와 같이 분쇄되어 물과 함께 이송된 음식물은, 수직 원통형 스크린 휠터(131) 내부에서 회전하는 스크루류132)에 의해 수직 이송되면서, 스크류(132)상부 끝에 설치된 나선형으로 된 배출덮개의 부하를 받아 슬러지는 물과 함께 스크린 휠터(131)를 통과하여 배출관(136)(137)으로 배출 처리되고, 고형물은 배출덮개(133)를 통과하여 고형물 탈수기(140)로 이송된다.
상기와 같이 상대적으로 부패되지 않은 신선한 음식물 쓰레기는 고형물로 남아 고형물 탈수기(140)로 투입되면 물 분사노즐(141)에 의해 다시 깨끗하게 세척된 다음, 이송날개(143)에 의해 드럼 형태의 회전하는 지지통(144) 외부에 부착된 미세한 스크린 휠터(145)와 함게 맞물려 회전하는 C.R. 고무가 부착된 부드러운 고무벨트(147)사이로 이송 압착되면서, 수분은 휠터(145) 사이를 통과 배출되고, 고형물은 신선도를 회복한 후, 사료원료로 처리된다.
또한, 부패되어 조직이 약화된 음식물 쓰레기는 미세한 슬러지가 되어 물과 함께 배출관(137)을 통해 슬러지 채집 장치(150)로 이송되며, 4개의 구동장치(152)에 의해 서서히 회전하는 재집장치 내부에 부착된 미세한 스크린 휠터(153) 안쪽 배출구(154)에서 물과 함께 슬러지가 배출되면, 물은 스크린 휠터(153)를 통과하고, 슬러지는 스크린 휠터(153) 내부에 부착된 나선형 스크류(155)를 타고 이송되면서 계속 탈수된다. 이때, 상기 스크린휠터(153)상부 바깥쪽에 물 분사 노즐(156)을 설치 물을 분사하여 스크린 휠터(153)을 청소하고, 스크린 휠터(153) 상부 안쪽 맞은편에 물받이(157)를 설치하여 안쪽 배출구(158)로 배출하며, 나선형 스크류(155)를 타고 수분과 분리된 슬러지는, 이송 컨베이어(166)로 낙하되어 슬러지 저장탱크(167)로 이송된 다음, 이송 파이프(169)를 통해 구더기 사육장(180)의 슬러지 숙성탱크(181)로 이송 처리된다.
상기 오리 사육장은 고형물 탈수기(140)에서 세척 탈수 처리되어 신선도가 회복된 음식 고형물을 습식 사료로 활용, 체질과 독성에 강하고 대식가인 식육 오리를 위생적으로 사육하여 대량으로 처리할 수 있다. 이 오리사육장은 개폐장치(172)에 의해 제1 사육장(175), 제2 사육장(176), 제3 사육장(177), 제4 사육장(178)으로 분리하여, 오리의 생육 조건에 따라 제반환경을 달리하는 것이 바람직하며, 이러한 오리사육장은 사료 배합기(171)와 V자형 자동 급식컨베이어(173), 자동급수 배관장치(174), 환기장치(179) 등이 구비되어 간단한 조작으로 오리를 대량 사육할 수 있다.
상기 구더기 사육장(190)은 슬러지를 효과적으로 처리하기 위해 생태계의 밑바닥에 있으면서도 번식력이 뛰어나고 성장속도가 빨라 대식가인 구더기를 사육하여 슬러지를 대량 처리 할 수 있으며 사육된 구더기를 고급사료로 활용할 수 있는 것으로, 슬러지 저장탱크(167)와 연결되어 있는 이송파이프(169)에 의해 자동 이송된 슬러지는, 구더기 사육장(180)의 슬러지 숙성탱크(181)에서 적당히 숙성된 슬러지는 이송펌프에 의해 저장탱크(186)로 이송 저장된 후, 급식 배관(189)에 의해 구더기 사육상자(191) 위로 분사 급식 처리된다.
상기 사육 상자(191)는 바닥에 설치된 구동롤러(193)와 보조롤러(194)에 의해 파리 산란장(192)에서부터 이물질 제거기(198)까지 자동으로 순환 이송되며, 성장 단계별로 분리 사육 할 수 있다. 사육장 내부는 온도 및 습도 자동 조절장치(183)와 연결된 보일러(195)가 설치되어 평균 32∼34℃ 정도의 최적의 환경에서 사육, 구더기 건조 가공장치(200)이송 가공 건조한다. 파리 산란장(192)은 방충방으로 격리되어 있으며, 구더기 사육장(180)은 중앙 탈수 장치(197)가 구비되어 악취를 제거하며, 위생적이고 신속하게 대량의 슬러지를 구더기 사육으로 처리한다.
구더기 건조 가공장치(200)는 사육된 구더기 성충을 건조 가공하여 장기간 보관하며, 고급 사료원료로 활용하기 위함이다. 상기 구더기 건조 가공장치(200)는 구더기를 이송시키기 위해 구동롤러(202)에 의해 순환되는 다수의 스테인리스 세목 그물벨트(203)가 서서히 이동하면서 연결되는 스테인리스 세목 그물벨트의 양측을 둘러싸고 내부에 각종 건조장치가 설치된 다수의 건조실을 구비하며, 고온 열풍 건조실(205), 적외선 건조실(207), 멸균 건조실(210)이 배치되어 있고, 각 건조실에는 흡입 배출배관(211)이 설치되어 수증기와 함께 빠져나갈 수 있도록 되어 있으며, 냉각 건조실(213)은 10℃ 정도의 냉풍을 분사하는 냉풍 분사노즐(212)이 다수 설치되어 잔여수분과 열을 최종적으로 냉각 건조시켜 함수율을 14％ 이하로 마무리하고, 이렇게 건조된 구더기는 자동 포장기(214)로 보내진 후 자동 포장되어 진다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 부패, 변질되고 염분과 산도가 높아 재활용하기 어려운 음식물 쓰레기를 신속하고 위생적으로 처리할 수 있고, 이에 따라 음식물 쓰레기로 인한 나머지 생활 쓰레기의 재활용 율을 높여, 매립지 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라, 매립 소각처리로 인한 비용절감을 할 수 있고, 악취, 침출구 발생 등의 환경오염 문제를 해결할 수 있으며, 동시에 고 단백질 고급사료와 과립형 배합사료와 습식 사료를 생산하여, 가축을 대량 사육할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (6)
- 사료 제조설비에 있어서,저속으로 회전되는 송곳 형상의 로터리 톱날과 그 로터리 톱날과 인접하여 고속 회전되는 예리한 칼날이 다수 설치된 로터리 칼날로 이루어져 음식물이 담긴 비닐봉투를 절단하는 비닐봉투 절단기, 상기 절단기의 하부 쪽에 인접 설치되어 그 절단기에 의해 절단된 비닐봉투와 음식물 쓰레기를 이송시키는 V자형 이송컨베이어, 상기 V자형 이송컨베이어에 의해 이송되는 비닐봉투를 찍어서 두 개의 탄성력이 있는 고무롤러의 사이를 통과하도록 하는 갈고리가 설치되고, 상기 고무롤러를 일정한 압력으로 지지해 주도록 스프링이 설치되며, 스크레퍼에 의해 분리된 비닐을 제거하여 이송시키는 이송컨베이어가 상기 V자형 컨베이어의 양측에 설치된 비닐봉투 분리기로 이루어져, 음식물 쓰레기가 담겨진 비닐봉투가 공급되는 경우 이를 음식물 쓰레기와 비닐봉투로 분리하여 음식물 쓰레기만 공급되도록 하는 공급기;상기 공급기에서 공급되는 음식물 쓰레기를 미세하게 분쇄하기 위한 분쇄기;상기 분쇄기에서 분쇄된 음식물 쓰레기를 고형물과 슬러지로 분리하기 위한 분리기;상기 분리기에서 분리된 고형물을 세척한 후 수분을 탈수하기 위한 탈수기;상기 분리기에서 분리된 슬러지를 수분과 분리하여 슬러지를 채집하기 위한 채집기;상기 탈수기에서 탈수된 고형물을 사료원료와 혼합 교반하여 혼합원료를 만들기 위한 사료배합기;상기 사료배합기에서 만들어지는 혼합원료로 오리를 사육할 수 있는 오리사육장;상기 채집기에서 채집된 슬러지로 구더기를 사육할 수 있는 구더기사육장; 및상기 구더기사육장에서 사육된 구더기 성충을 고급사료원료로 활용하기 위해 건조 가공하는 가공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 분쇄기는 고속 회전하는 날개의 하부에 스크류가 설치되고, 그 상부 양끝에 회전톱날이 설치되며 이 회전톱날과 엇갈리게 원통형 몸체 내부에는 고정톱날이 서로 이웃하게 배치되도록 설치되어 수압에 의한 흡입력과 톱날에 의해 음식물을 분쇄하고, 상기 몸체의 내부에는 급수배관과 물의 회전을 변환시키는 전환 판이 설치되어 있으며, 상기 분리기는 수직으로 회전하는 스크류가 설치되고 이 스크류에 의해 분쇄된 음식물이 원통형 스크린망 내부를 수직 이송되면서 미세한 슬러지는 물과 함께 배출되게 스크린망을 구비하고, 상부에는 경사지게 덮개를 씌워 분쇄된 음식물이 부하를 받아 탈수되게 하며 상기 원통형 스크린 망을 보호 및 지지해 주는 지지망이 외부에 설치되며, 수분을 포집 배출하는 원통형의 몸체로 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비.
- 제 1항에 있어서, 상기 탈수기는 스크린 휠터가 외부에 설치된 원형의 드럼, 이 드럼과 맞물려 회전하는 벨트, 공급된 원료를 이송시키는 이송날개, 분리된 고형물을 세척하는 물 분사노즐, 벨트를 구동시키고 압착하는 다수의 롤러로 구성되고, 상기 사료배합기는 탈수된 고형물을 이송하는 이송컨베이어, 사료원료가 저장되어 있는 저장탱크, 사료원료를 이송시키는 이송컨베이어, 고형물과 사료를 배합하는 교반기로 구성되며, 상기 오리사육장은 사료를 배합하기 위한 배합장치, 사료 급식 스크루장치, V자 형태의 컨베이어 이송 급식장치, 파이프를 통한 급수장치, 환기장치로 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비.
- 제 1항에 있어서, 상기 채집부는 미세 스크린휠터가 내부에 설치된 원통형의 드럼, 이 드럼의 외부 하단 양끝에서 각도에 맞게 설치된 롤러 구동장치, 상기 스크린휠터의 외부에 스크린을 청소하는 물 분사장치, 스크린휠터 내부에 분사된 물을 받는 관장치, 스크린휠터 내부 벽에 부착되어 채집된 슬러지가 이동하는 나선형 내부 스크류장치, 채집된 슬러지를 처리장으로 이송하는 이송 컨베이어와 이송 파이프라인으로 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비.
- 제 1항에 있어서, 상기 구더기사육장은 슬러지를 숙성시키기 위한 숙성탱크, 이를 이송하여 저장하는 저장탱크, 저장된 슬러지를 이용하여 분사하는 파이프 급식 배관장치, 구더기를 효과적으로 사육 및 수거하기 위한 그물망과 사육상자, 사육 상자를 이송하는 다수의 구동롤러와 보조롤러로 구성되고, 방충망으로 밀폐된 파리유충 번식상자, 이물질을 분리하는 이물질 제거기, 온도 및 습도가 자동 조절되는 보일러, 중앙 집중 처리 탈취기로 구성되고, 상기 가공기는 구더기를 이송시키기 위해 구동롤러에 의해 순환되는 다단계의 스테인레스 세목 그물벨트, 스테인레스 세목 그물벨트의 양측을 둘러싸고 내부에 열풍분사노즐이 설치된 고온 열풍건조실, 적외선 방열장치가 설치된 적외선 건조실, 자외선 발광장치와 오존발생장치가 설치된 멸균 건조실, 건조된 구더기를 향해 냉풍을 분사하는 배관과 다수의 냉풍 분사노즐로 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 사료 제조설비.
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