KR20120066751A - 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 왕겨를 연소시켜 왕겨 숯으로 제조하는 왕겨 숯 제조장치와, 상기 왕겨 숯 제조장치를 통해 제조된 왕겨 숯을 돈분 폐수와 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합장치와, 상기 혼합장치로부터 형성된 혼합물을 투입하여 발효하는 발효기 및 상기 발효기를 통해 발효된 혼합물을 단위입자의 퇴비로 형성하는 건조기를 포함하여 이루어지며, 빠른 기간 내에 퇴비로 제조함으로써 자연환경이 오염되는 것을 방지하고, 농경지를 비옥하게 함은 물론 농작물 생산성을 향상시키는 효과가 있고, 농약과 화학비료 사용량을 절감시키고 무공해 농산물 생산의 기반을 조성하여 국민건강에도 이바지할 수 있으며, 기능이 뛰어난 퇴비를 다량으로 생산할 수 있는 효과가 있는 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 관한 것이다.

Description

왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술{Drying-Fermentation system for excretion using chaff}

본 발명은 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 왕겨를 연소시켜 왕겨 숯으로 제조하는 왕겨 숯 제조장치와, 상기 왕겨 숯 제조장치를 통해 제조된 왕겨 숯을 돈분 폐수와 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합장치와, 상기 혼합장치로부터 형성된 혼합물을 투입하여 발효하는 발효기 및 상기 발효기를 통해 발효된 혼합물을 단위입자의 퇴비로 형성하는 건조기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 관한 것이다.

통상의 비육돈의 1마리에서 하루 수㎏씩의 돈분(豚糞)과 뇨(尿)가 방출되는데,적게는 수백내지 수만돈을 기르는 축산농가에서는 매일 수십톤의 돈분과 뇨를 처리하는 것이 매우 큰 문제로 대두 되고 있다.돈분과 뇨는 축산 분뇨중에서 부양물이 가장 많아 현재까지 적당한정화방법이 없이,이들 농가에서는 여러단의 침전조를 거치지만,대량으로 처리하는데는 적절치 못했고,침전조로부터 유출되는 물에 희석시켜 일반 하천에 방류시킴으로서,이들에 의한 하천오염이 큰 문제로 지적되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 돈분폐수를 퇴비로 제조하는 방법이 개시되고 있으며, 퇴비는 오래전부터 이용되고 있는 거름 등의 자급비료로서 볏짚, 보릿짚, 낙엽 등의 식물찌꺼기를 퇴적하여 발효시켜서 만든다. 식물찌꺼기를 그대로 농지에 뿌리지 않고 일부러 발효시키는 이유는 식물찌꺼기가 탄소분이 많고 질소분이 적으므로 흙 속에서 분해할 때 질소분을 소비, 작물이 질소를 흡수 이용할 수 없어 질소결핍장애가 생기며, 분해하기 쉬운 유기물을 많이 함유하므로 흙 속에서 급격한 분해를 일으켜 유해한 유기물을 일시적으로 많이 생성하거나 흙의 산소를 소비하여 작물의 뿌리를 해치기 때문이다. 식물찌꺼기를 퇴적시켜 발효시키면 이러한 문제는 해소됨과 동시에 발효 과정에서 발생하는 발효열에 의해 60 ℃ 이상으로 온도가 높아져 유해한 병원균, 해충의 알, 잡초의 종자 등을 사멸시킬 수있다.

가축분뇨와 깔개를 퇴적 흡수시킨 두엄과 흔히 혼동되는데, 퇴비는 가축의 분뇨의 힘을 빌지 않고 생산되는 것으로 구별된다. 그러나 퇴비는 실제로 두엄과 비슷하여 그 생산의 과정에서 명확히 구별하기 어려운 경우가 많다. 퇴비의 원료로는 동 물질, 식물질, 광물질 등 여러 가지가 있는데, 농가에서 가장 쉽게 얻을 수 있는 것이 두엄이다.

참고로 두엄이란 자급비료의 하나이다. 웅덩이를 파고 짚, 잡초, 낙엽, 바닷말, 쓰레기와 동식물의 폐물 등을 모아서 썩힌 것으로, 여러 요소가 작물이 흡수하기 좋은 형태로 들어 있어 시비의 효과가 크며 지력을 증대시킨다. 두엄은 대개 짚과 같은 식물질재료를 외양간에 깔아서 배설물을 흡수시켜 만든다. 퇴비의 비료성분은 두엄을 만든 가축이나 재료에 따라 일정하지 않지만 질소 이외에도 칼륨이 많이 함유되어 있어서 질소질비료라고 할 수 있다. 미숙한 퇴비보다는 완숙한 퇴비가

비료성분이 많다. 잘 썩은 퇴비의 질소는 속효성이고, 효과도 지속적이다. 퇴비 중의 인산은 작물에 이용되기 쉬우므로 그이용률은 화학비료의 1.5배이며, 칼륨은 대부분 약산이나 물에 잘 녹는 형태로 속효성이고 효과는 황산칼륨, 염화칼륨과 같다. 퇴비는 흙의 보수성을 증가시키고 흙의 물리성을 좋게 하며 흡비력을 증가시키고 흙의 산성화를 저지하는 등 흙의 화학적 개량에 도움이 된다. 이러한 퇴비에는 두엄 외에도 인분뇨퇴비, 버섯퇴비 등이 있다.

한편, 축산농가에서 양산되는 가축분뇨가 산천에 버려질 경우 토양과 하천을 심각하게 오염시킨다. 따라서 근자에 들어서는 가축분뇨와 수분 조절제로서의 기능을 담당하는 톱밥 등을 혼합 및 발효하여 퇴비를 제조하는 방법이 제안되고 있기도

하다. 그러나 위와 같이 가축분뇨와 톱밥을 이용하여 퇴비를 제조할 경우, 생산적인 측면에서 많은 문제점이 야기된다. 즉, 축산농가에서 양산되는 가축분뇨를 별도로 수거 처리한 후, 이를 양질의 퇴비로 제조하기까지에는 톱밥과 혼합된 상태에

서 약 6개월 정도로 장기간이 소요되므로 가축분뇨를 수거하여 처리하는 기간에 비해 가축분뇨가 지속적으로 공급되는 양이 가축분뇨를 처리하는 양에 비해 상대적으로 많다. 따라서 대부분의 축산농가에서는 과잉 공급되는 가축분뇨를 신속하게 처리하기 위해 완전히 숙성이 되지 않은 미숙성된 퇴비를 사용하기도 하는데, 이러한 경우, 미숙성된 퇴비는 농작물에살포되는 동안에 발효가 되며, 발효 과정 중에 발생하는 가스에 의해 오히려 농작물이 죽거나 생육에 장애를 입히는 문제점이 있다.

이에, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-466363호에 가축분뇨를 이용한 퇴비가 개시되어 있다. 개시된 기술은, 농가에서 버려지는 왕겨와 가축의 분뇨만을 이용하여 퇴비를 빠른 기간 내에 제조함으로써 산림이 훼손되는 것을 방지하고자 한 것을 그 요지로 하고 있다.

그런데, 개시된 기술을 포함하여 통상의 가축분뇨를 이용하여 퇴비를 제조하는 방법의 경우, 주로 톱밥이나 왕겨의 분말, 가축분뇨 등을 주원료로 이용하되, 이에 더하여 발효 미생물이나 인공의 제오라이트를 반드시 사용해야 한다. 참고로, 제오라이트란 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물인 광물의 총칭으로 소위, 지력증진법에 정해진 대로 보비력을 높이는 토양개량제이다. 토양개량제라는 것은 비료와 같이 작물의 생육에 직접 흡수 이용되는 것이 아니라 토양의 성질을

개선하여 간접적으로 작물의 증수나 고품질화를 도모하는 보조 수단에 불과하므로 다량으로 함유하더라도 나쁘지는 않지만 만만치 않은 비용 부담을 감수해야만 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 왕겨와 돈분폐수를 이용하여 퇴비를 제조하되 발효 미생물이나 인공의 제오라이트를 사용하지 않음으로써 토양의 성질을 개선하여 간접적으로 작물의 증수나 고품질화를 도모하는 것이 아니라, 작물에 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 퇴비를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 왕겨를 연소시켜 왕겨 숯으로 제조하는 왕겨 숯 제조장치와, 상기 왕겨 숯 제조장치를 통해 제조된 왕겨 숯을 돈분 폐수와 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합장치와, 상기 혼합장치로부터 형성된 혼합물을 투입하여 발효하는 발효기 및 상기 발효기를 통해 발효된 혼합물을 단위입자의 퇴비로 형성하는 건조기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돈분 폐수와 왕겨 숯은 1:3의 비율로 혼합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 왕겨 숯 제조장치는 왕겨를 투입하기 위한 왕겨 투입구가 상부에 형성되며 내부에 고온의 열풍이 이동하기 위한 열풍의 통로가 상부에서 하부 방향으로 나선형으로 형성되고 열풍을 투입하고 배출하기 위한 외부자켓 열풍 투입구와 외부자켓 열풍 배출구가 형성되는 외부자켓과, 상기 외부자켓의 내측에 형성되고, 내부에 공기가 이동하기 위한 열풍의 통로가 상부에서 하부 방향으로 나선형으로 형성되며 열풍을 내부로 투입하기 위한 내부자켓 열풍 투입구와 외부로 완전히 배출하기 위한 내부자켓 열풍 배출구가 형성되는 내부자켓과, 상기 외부자켓과 내부자켓의 사이에 설치되되 상기 내부자켓을 감싸는 구조로 설치되며, 일측이 외부자켓 열풍 배출구와 연통되고 타측이 상기 내부자켓 열풍 투입구와 연통되며 열풍의 이동로가 되는 열 이송관과, 상기 외부자켓의 열풍 투입구와 연통되며 열풍을 투입하기 위해 외부 일측에 설치되는 열풍기와, 상기 외부자켓의 하부에 설치되며 상기 왕겨를 점화하기 위한 복수의 열선으로 이루어지는 점화부와, 상기 점화부의 원활한 점화를 위해 점화부의 하부에 산소를 공급하는 블로워 및 상기 점화부로부터 탄화한 왕겨 숯을 외부로 배출하기 위해 설치되는 배출부로 이루어지는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발효기 및 건조기는 본체 내에 상하로 다단으로 설치되는 건조판과, 상기 건조판 하단에 설치되며 외부의 열원으로부터 열풍을 전달받아 상기 건조판을 가열하는 열풍 전달관과, 상기 열풍 전달관에 고온의 열풍을 공급하는 열원과, 상기 본체의 중심축을 따라 설치되어 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트에 연결되어 회전하면서 상기 건조판에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키도록 일정 간격을 두고 경사지도록 결합된 복수의 이동구가 설치되며, 상기 각 건조판 상에 반경방향으로 설치되는 하나 이상의 이동스크래퍼 및 상기 이동구에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 다단으로 설치되는 상하 건조판에 교대로 그 중앙부와 외연부에 각각 형성되는 낙하홈을 포함하여 이루어지는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 왕겨 숯 제조장치에 왕겨를 투입하여 왕겨 숯을 제조하는 왕겨 숯 제조단계와, 상기 왕겨 숯 제조장치로부터 제조된 왕겨 숯과 돈분 폐수를 혼합장치에 투입하여 혼합물을 생성하는 혼합물 생성단계와, 상기 생성된 혼합물을 발효기에 투입하여 발효하는 혼합물 발효단계와, 상기 발효기를 통해 발효된 발효물을 건조기에 투입하여 건조하는 혼합물 건조단계 및 상기 건조된 혼합물을 퇴비로 형성하는 퇴비 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 빠른 기간 내에 퇴비로 제조함으로써 자연환경이 오염되는 것을 방지하고, 농경지를 비옥하게 함은 물론 농작물

생산성을 향상시키는 효과가 있고, 농약과 화학비료 사용량을 절감시키고 무공해 농산물 생산의 기반을 조성하여 국민건강에도 이바지할 수 있으며, 기능이 뛰어난 퇴비를 다량으로 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 퇴비의 제조시스템의 예시도
도 2는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술의 공정 흐름도.
도 3a 내지 3f은 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 왕겨 탄화물 제조장치의 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 혼합장치의 예시도.
도 5a 내지 5d는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 발효기를 나타내는 도면
도 6a 내지 6d는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 건조기를 나타내는 도면

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 퇴비의 제조시스템의 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술의 공정 흐름도이고, 도 3a 내지 3f는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술의 왕겨 탄화물 제조장치의 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 혼합장치의 예시도이고, 도 5a 내지 5d는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술의 발효기를 나타내는 도면이고, 도 6a 내지 6d는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술의 건조기를 나타내는 도면이다.

본 발명은 왕겨를 연소시켜 왕겨 숯으로 제조하는 왕겨 숯 제조장치(100)와, 상기 왕겨 숯 제조장치를 통해 제조된 왕겨 숯을 돈분 폐수와 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합장치(200)와, 상기 혼합장치로부터 형성된 혼합물을 투입하여 발효하는 발효기(300) 및 상기 발효기를 통해 발효된 혼합물을 단위입자의 퇴비로 형성하는 건조기(400)를 포함하여 이루어지며, 더욱 상세하게는 왕겨 숯 제조장치에 왕겨를 투입하여 왕겨 숯을 제조하는 왕겨 숯 제조단계(S100)와, 상기 왕겨 숯 제조장치로부터 제조된 왕겨 숯과 돈분 폐수를 혼합장치에 투입하여 혼합물을 생성하는 혼합물 생성단계(S200)와, 상기 생성된 혼합물을 발효기에 투입하여 발효하는 혼합물 발효단계(S300)와, 상기 발효기를 통해 발효된 발효물을 건조기에 투입하여 건조하는 혼합물 건조단계(S400) 및 상기 건조된 혼합물을 퇴비로 형성하는 퇴비 형성단계(S500)를 포함하여 이루어지는 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 관한 것이다. 순서별로 각 단계를 설명하면 다음과 같다.

왕겨 숯 제조단계(S100)는 왕겨를 연소하여 왕겨 숯을 제조하는 단계로써, 왕겨 숯을 제조하기 위해 왕겨를 상기 왕겨 숯 제조장치(100)에 투입하도록 한다.

도 3a는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 왕겨 탄화물 제조장치의 예시도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 왕겨 탄화물 제조장치의 단면도이며, 도 3c 내지 3d는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 왕겨 탄화물 제조장치의 외부자켓과 내부자켓 및 열이송관을 나타내기 위한 도면이고, 도 3e 내지 3f는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 왕겨 탄화물 제조장치의 점화부와 배출부를 나타내기 위한 도면이다.

상기 왕겨 숯 제조장치(100)는 도 3a 내지 3f에 도시된 바와 같이 왕겨를 투입하기 위한 왕겨 투입구(110)가 상부에 형성되며 내부에 고온의 열풍이 이동하기 위한 열풍의 통로(121)가 상부에서 하부 방향으로 나선형으로 형성되고 열풍을 투입하고 배출하기 위한 외부자켓 열풍 투입구(122)와 외부자켓 열풍 배출구(123)가 형성되는 외부자켓(120)과, 상기 외부자켓(120)의 내측에 형성되고, 내부에 공기가 이동하기 위한 열풍의 통로(131)가 상부에서 하부 방향으로 나선형으로 형성되며 열풍을 내부로 투입하기 위한 내부자켓 열풍 투입구(132)와 외부로 완전히 배출하기 위한 내부자켓 열풍 배출(132)구가 형성되는 내부자켓(130)과, 상기 외부자켓과 내부자켓의 사이에 설치되되 상기 내부자켓을 감싸는 구조로 설치되며, 일측이 외부자켓 열풍 배출구와 연통되고 타측이 상기 내부자켓 열풍 투입구와 연통되며 열풍의 이동로가 되는 열 이송관(140)과, 상기 외부자켓 열풍 투입구(122)와 연통되며 열풍을 투입하기 위해 외부 일측에 설치되는 열풍기(150)와, 상기 외부자켓(120)의 하부에 설치되며 상기 왕겨를 점화하기 위한 복수의 열선(161)으로 이루어지는 점화부(160)와, 상기 점화부(160)의 원활한 점화를 위해 점화부(160)의 하부에 산소를 공급하는 블로워(170) 및 상기 점화부(160)로부터 탄화한 왕겨 숯을 외부로 배출하기 위해 설치되는 배출부(180)를 포함하여 이루어진다.

상기 왕겨 숯 제조장치(100)의 외부자켓(120)은 외부로부터 왕겨를 투입되는 왕겨 투입구(110)가 상부 일측에 형성되고, 내부에 고온의 열풍이 이동하기 위한 열풍의 통로(121)가 형성된다.

이때 상기 열풍의 통로(121)는 외부의 열원으로부터 고온의 열풍을 공급받아 상기 외부자켓(120)의 내부에 하부에서 상부로 이동하면서 오랜시간 체류하여 상기 외부자켓을 가열할 수 있도록 나선형으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외부자켓(120)은 외부의 열원으로부터 열풍을 공급받기 위한 외부자켓 열풍 투입구(122)와, 상기 외부자켓 열풍 투입구(122)로부터 공급된 열풍이 열풍의 통로(121)를 따라 이동한 후 외부자켓의 외부로 배출될 수 있도록 외부자켓 열풍 배출구(123)가 더 형성된다.

상기 내부자켓(130)은 외부자켓(120)의 내측에 형성되는 것으로, 내부자켓의 내부에는 열풍이 이동하기 위한 열풍의 통로(131)가 상부에서 하부 방향으로 나선형으로 형성되며, 열풍을 내부자켓(130)의 내부로 투입하기 위한 내부자켓 열풍 투입구(132)와, 외부로 완전히 배출하기 위한 내부자켓 열풍 배출구(133)가 더 형성된다.

상기 외부자켓의 열풍의 통로(121)와 내부자켓의 열풍의 통로(131)는 열풍이 상기 외부 자켓(120) 및 내부 자켓(130)의 내부에서 상부에서 하부방향 또는 하부에서 상부방향으로 장시간 체류하며 이동하도록 하는 역할을 한다.

상기 열 이송관(140)은 외부자켓(120)과 내부자켓(130)의 사이에 형성되는 것으로, 일측이 상기 외부자켓 열풍 배출구(123)와 연통되고 타측이 상기 내부자켓 열풍 투입구(132)와 연통되는 것으로, 외부자켓 열풍 배출구(123)로부터 배출된 열풍이 상기 열 이송관(140)을 따라 이동하여 상기 내부자켓 열풍 투입구(132)에 투입되도록 하는 역할을 하며, 열풍이 상기 왕겨 숯 제조장치(100) 내에 장시간 체류할 수 있도록 구형파 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 왕겨 숯 제조장치(100)는 외부자켓 열풍 투입구(122)에 열풍을 투입하기 위한 열원으로써 열풍기(150)가 더 설치된다. 상기 열풍기(150)는 고온의 열풍을 상기 외부자켓(120) 내부에 투입하기 위한 것으로, 왕겨를 탄화하는 과정에서 외부자켓(120) 및 내부자켓(130) 내부를 지속적으로 고온으로 유지하고 열손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기 점화부(160)는 왕겨 투입구(110)를 통해 투입되어 외부자켓(120)과 내부자켓(130)과 열 이송관(140)의 틈새에 적층된 왕겨를 점화하기 위한 것으로, 상기 외부자켓(120)의 하부 일측에 설치되며 복수의 열선(161)이 격자 형상으로 배열되어 이루어지며, 왕기 투입구(110)를 통해 투입된 왕겨는 상기 열선(161) 상에 잔류하였다가 상기 점화부(160)에 의해 연소 되어 숯으로 탄화되는 것이다.

상기 블로워(170)는 점화부(160)의 하부에 설치되어 왕겨가 원활하게 연소될 수 있도록 일정량의 산소를 공급하는 것으로, 최초 왕겨를 연소하기 위해 상기 점화부(160)가 작동하는 과정에서 산소를 공급한 후 작동을 멈추게 되며, 필요에 따라 사용자가 상기 블로워(170)를 통해 지속적으로 산소를 공급할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 왕겨 숯 제조장치(100)는 왕겨를 일정온도까지 연소하여 왕겨 숯이 되면 외부로 배출하기 위한 배출부(180)를 더 포함하여 이루어진다.

상기 배출부(180)는 상기 왕겨 탄화물 제조장치(100)의 일측에 설치되는 회전축(181)과, 상기 회전축(181)에 결합되며 낙하하는 왕겨 숯이 잔류하는 이송판(182)과, 상기 회전축(181)을 따라 회전하면서 상기 이송판(182)에 잔류하는 왕겨 숯을 하단으로 낙하하기 위해 왕겨 숯을 이동하도록 하는 이송날(186)과 왕겨 숯을 교반하기 위한 톱니(185)가 부착되는 스크래퍼(183)와, 상기 스크래퍼(183)를 통해 낙하한 왕겨 숯을 외부로 완전히 배출하거나 왕겨 숯 제조장치의 내부로 재투입하기 위한 스크류 컨베이어(187)를 포함하여 이루어진다.

상기 점화부(160)에 의해 연소되어 왕겨가 왕겨 숯으로 제조되어 상기 열선(161) 사이로 통과되어 상기 이송판(182)에 낙하하게 된다. 외부의 모터로부터 동력을 전달받아 상기 회전축(181)이 회전하게 되면, 상기 이송판(182)에 잔류하는 왕겨 숯이 상기 스크래퍼(183)에 부착된 톱니(185)와 이송날(186)에 의해 이송판(182)의 중앙부로 이동하게 되고, 상기 이송판(182)의 중앙부에 형성된 낙하홈(184)을 통해 왕겨 숯을 배출하여 스크류 컨베이어(187)를 통해 외부로 배출할 수 있다.

혼합물 생성단계(S200)는 상기 왕겨 숯 제조장치(100)를 통해 얻어진 왕겨 숯을 스크류 컨베어이와 같은 이송장치를 통해 혼합장치(200)로 투입하여 혼합물을 형성하는 단계로써, 상기 혼합장치(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 혼합물 투입구(220)를 통해 내부로 투입된 왕겨 숯과 돈분 폐수를 혼합하기 위한 교반기(210)를 통해 교반하게 되며, 이때 상기 혼합물은 왕겨 숯과 돈분 폐수의 혼합비율이 1:2의 비율에서 68~72%의 함수율을, 1:3의 비율에서 60~65%의 함수율을 갖게 된다.

혼합물 발효단계(S300)는 혼합물 생성단계(S200)를 거쳐 생성된 상기의 혼합물을 발효기(300)에 투입하여 발효시키는 단계이다.

도 5a는 상기 발효기의 예시도이고, 도 5b는 상기 발효기의 건조판 상에 설치되는 이동 스크래퍼와 교반 스크래퍼를 나타낸 도면이고, 도 5c는 상기 발효기의 건조판의 중앙부에 낙하홈이 형성된 구조를 나타낸 도면이고, 도 5d는 상기 발효기의 건조판의 외연부에 낙하홈이 형성된 구조를 나타낸 도면이다.

도 5a 내지 5d에 도시된 바와 같이, 상기 발효기(300)는 본체 내에 상하로 다단으로 설치되는 건조판(320)과, 상기 건조판 하단에 설치되며 외부의 열원으로부터 열풍을 전달받아 상기 건조판(320)을 가열하는 열풍 전달관(321)과, 상기 열풍 전달관(321)에 고온의 열풍을 전달하기 위한 열원(370)과, 상기 본체의 중심축을 따라 설치되어 회전하는 샤프트(350)와, 상기 샤프트(350)에 연결되어 회전하면서 상기 건조판(320)에 공급된 혼합물을 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키도록 일정 간격을 두고 경사지도록 결합된 복수의 이동구(332)가 설치되며, 상기 각 건조판 상에 반경방향으로 설치되는 하나 이상의 이동스크래퍼(330)와, 상기 이동구(332)에 의해 건조판(320)의 중앙부 또는 외연부로 이동된 혼합물을 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 다단으로 설치되는 상하 건조판(320)에 교대로 그 중앙부와 외연부에 각각 형성되는 낙하홈(333)을 포함하여 구성된다.

상기 발효기(300)는 원통형의 본체 내에 다단으로 설치되는 건조판(320)을 통해 투입된 혼합물을 발효하는 것으로, 상기 본체의 상단부에 투입구(310)가 형성되고, 상기 투입구(310)를 통해 투입된 혼합물은 건조판(320)으로 낙하하여 상기 건조판(320)에 의해 건조된 후 발효가 이루어지는 것이다.

상기 건조판(320) 하부에는 외부의 열원과 연결되어 고온의 열풍의 통로가 되는 복수의 열풍 전달관(321)이 설치되며, 상기 열풍 전달관(321)은 고온의 열풍을 전달하며 상기 건조판(320)을 가열함으로써 혼합물의 건조 및 발효가 이루어진다.

또한 상기 건조판(320)에 낙하되는 혼합물은 본체의 중심축을 따라 설치되어 회전하는 샤프트(350)에 연결되어 회전하는 이동스크래퍼(330)에 의해 이동한다. 상기 이동스크래퍼(330)는 건조판(320)으로부터 소정의 높이만큼 이격시켜 일정부분의 혼합물을 남겨두고 이동시키도록 함과 동시에, 하부에 톱니(341)가 형성되어 있는 교반스크래퍼(340)를 더 설치하여 건조판(320) 위에 있는 혼합물을 교반하도록 하는 역할을 수행하도록 한다.

또한 상기 이동스크래퍼(330)에 일정 간격을 두고 경사지도록 결합된 복수의 이동구(332)가 설치되게 하여 상기 샤프트(350)에 연결되어 회전하면서 상기 건조판(320)에 공급된 혼합물을 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시킬 수 있도록 한다.

또한 상기 이동스크래퍼(330)에 설치되는 이동구(332)에 의해 건조판(320)의 중앙부 또는 외연부로 이송된 혼합물은 상하 건조판(320)에 교대로 그 중앙부와 외연부에 각각 낙하홈(333)이 더 설치되도록 하여 한번은 건조판(320)의 중앙부에 형성된 낙하홈(333)으로, 다음층에서는 건조판(320)의 외연부에 형성된 낙하홈(333)으로 낙하하며 상기 건조판(320)을 통해 건조되도록 한다.

또한 상기 샤프트(350)의 끝단에 설치되는 제 1베벨기어(361) 및 제 2베벨기어(362)와 중앙모터(380)의 동력을 이용하여 상기 샤프트(350)를 회전시키고 상기 샤프트(350)와 연결되어 있는 이동스크래퍼(330)와 교반스크래퍼(340)가 회전하는 방식으로 구성되게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 발효기(300)를 통해 혼합물의 내부에 잔류하는 수분을 건조판에 의해 증발시킨 후 발효된 상태로 배출되게 되는 것이다.

혼합물 건조형성단계(S400)는 혼합물 발효단계(S300)를 거쳐 발효된 혼합물을 건조하는 단계로써, 상기 발효기(300)를 통해 발효된 혼합물을 이송장치를 통해 이송하여 건조기(400)에 투입하여 혼합물을 건조하는 단계이다.

도 6a는 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술에 따른 건조기의 예시도이고, 도 6b는 상기 건조기의 건조판 상에 설치되는 이동 스크래퍼와 교반 스크래퍼를 나타낸 도면이고, 도 6c는 상기 건조기의 건조판의 중앙부에 낙하홈이 형성된 구조를 나타낸 도면이고, 도 6d는 상기 건조기의 건조판의 외연부에 낙하홈이 형성된 구조를 나타낸 도면이다.

도 6a 내지 6d에 도시된 바와 같이, 상기 건조기(400)는 본체 내에 상하로 다단으로 설치되는 건조판(420)과, 상기 건조판 하단에 설치되며 외부의 열원으로부터 열풍을 전달받아 상기 건조판(420)을 가열하는 열풍 전달관(421)과, 상기 열풍 전달관(421)에 고온의 열풍을 전달하기 위한 열원(470)과, 상기 본체의 중심축을 따라 설치되어 회전하는 샤프트(450)와, 상기 샤프트(450)에 연결되어 회전하면서 상기 건조판(420)에 공급된 혼합물을 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키도록 일정 간격을 두고 경사지도록 결합된 복수의 이동구(432)가 설치되며, 상기 각 건조판 상에 반경방향으로 설치되는 하나 이상의 이동스크래퍼(430)와, 상기 이동구(432)에 의해 건조판(420)의 중앙부 또는 외연부로 이동된 혼합물을 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 다단으로 설치되는 상하 건조판(420)에 교대로 그 중앙부와 외연부에 각각 형성되는 낙하홈(433)을 포함하여 구성된다.발효기와 동일한 구성으로 이루어지며, 상기 발효기(300)를 통해 발효된 혼합물은 상기 건조기(400)에 투입되어 건조판(420)에 잔류하면서 잔여수분을 완전히 제거한 상태의 단위입자의 퇴비로 형성되는 것이다.

상기 퇴비 형성단계(S500)은 발효기(300)를 통해 발효된 혼합물을 투입구(410)에 투입되어 다단으로 설치되는 건조판(420)에 낙하한 다음 열원(480)으로부터 열풍을 공급받아 건조판(420)을 가열하는 열풍 전달관(421)에 의해 건조되면서 하단의 건조판(420)으로 점차적으로 이송 및 낙하되어 외부로 배출되게 되며, 상기 혼합물 혼합단계(S300) 및 혼합물 건조단계(S400)를 거친 혼합물은 퇴비 형성단계(S500)를 거쳐 단위입자의 퇴비로 형성되어 포장된 후 상품으로 출시되는 것이다.

이러한 방법으로 제조된 퇴비는 토양에 뿌려져 사용되는데, 빠른 기간 내에 퇴비로 제조함으로써 자연환경이 오염되는 것을 방지하고, 농경지를 비옥하게 함은 물론 농작물 생산성을 향상시키는 효과가 있고, 농약과 화학비료 사용량을 절감시키고 무공해 농산물 생산의 기반을 조성하여 국민건강에도 이바지할 수 있으며, 기능이 뛰어난 퇴비를 다량으로 생산할 수 있는 이점이 있게 되는 것이다.

상기와 같이 이상과 같은 본 발명에 따른 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술은 왕겨 숯 제조장치(100)와, 혼합장치(200)와, 발효기(300) 및 건조기(400)를 포함하여 이루어지며, 왕겨 숯 제조장치에 왕겨를 투입하여 왕겨 숯을 제조하는 왕겨 숯 제조단계(S100)와, 상기 왕겨 숯 제조장치로부터 제조된 왕겨 숯과 돈분 폐수를 혼합장치에 투입하여 혼합물을 생성하는 혼합물 생성단계(S200)와, 상기 생성된 혼합물을 발효기에 투입하여 발효하는 혼합물 발효단계(S300) 및 상기 발효기를 통해 발효된 발효물을 건조기에 투입하여 퇴비를 형성하는 퇴비 형성단계(S400)를 포함하여 이루어지는 것으로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 왕겨 숯 제조장치 110 : 왕겨 투입구
120 : 외부자켓 121 : 열풍의 통로
122 : 외부자켓 열풍 투입구 123 : 외부자켓 열풍 배출구
130 : 내부자켓 131 : 열풍의 통로
132 : 내부자켓 열풍 투입구 133 : 내부자켓 열풍 배출구
140 : 열 이송관 150 : 열풍기
160 : 점화부 161 : 열선
170 : 블로워 180 : 배출부
181 : 회전축 182 : 이송판
183 : 스크래퍼 184 : 낙하홈
185 : 톱니 186 : 이송날
187 : 스크류 컨베이어
200 : 혼합장치 210 : 교반기
300 : 발효기 400 : 건조기
310,410 : 투입구 320,420 : 건조판
321,421 : 열풍 전달관 330,430 : 이동스크래퍼 332,432 : 이동구 333,433 : 낙하홈 340,440 : 교반스크래퍼 341,441 : 톱니
350,450 : 샤프트 361,461 : 제1베벨기어
362,462 : 제2베벨기어 370,470 : 열원
380,480 : 중앙모터 390,490 : 스크류 컨베이어

Claims (5)

1. 왕겨를 연소시켜 왕겨 숯으로 제조하는 왕겨 숯 제조장치와;
   상기 왕겨 숯 제조장치를 통해 제조된 왕겨 숯을 돈분 폐수와 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합장치와;
   상기 혼합장치로부터 형성된 혼합물을 투입하여 발효하는 발효기와;
   상기 발효기를 통해 발효된 혼합물을 단위입자의 퇴비로 형성하는 건조기;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술.
2. 제1항에 있어서,
   상기 돈분 폐수와 왕겨 숯은 1:3의 비율로 혼합하는 것;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술.
3. 제1항에 있어서,
   상기 왕겨 숯 제조장치는 왕겨를 투입하기 위한 왕겨 투입구가 상부에 형성되며 내부에 고온의 열풍이 이동하기 위한 열풍의 통로가 상부에서 하부 방향으로 나선형으로 형성되고 열풍을 투입하고 배출하기 위한 외부자켓 열풍 투입구와 외부자켓 열풍 배출구가 형성되는 외부자켓과;
   상기 외부자켓의 내측에 형성되고, 내부에 공기가 이동하기 위한 열풍의 통로가 상부에서 하부 방향으로 나선형으로 형성되며 열풍을 내부로 투입하기 위한 내부자켓 열풍 투입구와 외부로 완전히 배출하기 위한 내부자켓 열풍 배출구가 형성되는 내부자켓과;
   상기 외부자켓과 내부자켓의 사이에 설치되되 상기 내부자켓을 감싸는 구조로 설치되며, 일측이 외부자켓 열풍 배출구와 연통되고 타측이 상기 내부자켓 열풍 투입구와 연통되며 열풍의 이동로가 되는 열 이송관과;
   상기 외부자켓의 열풍 투입구와 연통되며 열풍을 투입하기 위해 외부 일측에 설치되는 열풍기와;
   상기 외부자켓의 하부에 설치되며 상기 왕겨를 점화하기 위한 복수의 열선으로 이루어지는 점화부와;
   상기 점화부의 원활한 점화를 위해 점화부의 하부에 산소를 공급하는 블로워; 및
   상기 점화부로부터 탄화한 왕겨 숯을 외부로 배출하기 위해 설치되는 배출부로 이루어지는 것;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술.
4. 제1항에 있어서,
   상기 발효기 및 건조기는 본체 내에 상하로 다단으로 설치되는 건조판과;
   상기 건조판 하단에 설치되며 외부의 열원으로부터 열풍을 전달받아 상기 건조판을 가열하는 열풍 전달관과;
   상기 열풍 전달관에 고온의 열풍을 공급하는 열원과;
   상기 본체의 중심축을 따라 설치되어 회전하는 샤프트와;
   상기 샤프트에 연결되어 회전하면서 상기 건조판에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키도록 일정 간격을 두고 경사지도록 결합된 복수의 이동구가 설치되며, 상기 각 건조판 상에 반경방향으로 설치되는 하나 이상의 이동스크래퍼와;
   상기 이동구에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 다단으로 설치되는 상하 건조판에 교대로 그 중앙부와 외연부에 각각 형성되는 낙하홈을 포함하여 이루어지는 것;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술.
5. 왕겨 숯 제조장치에 왕겨를 투입하여 왕겨 숯을 제조하는 왕겨 숯 제조단계와;
   상기 왕겨 숯 제조장치로부터 제조된 왕겨 숯과 돈분 폐수를 혼합장치에 투입하여 혼합물을 생성하는 혼합물 생성단계와;
   상기 생성된 혼합물을 발효기에 투입하여 발효하는 혼합물 발효단계와;
   상기 발효기를 통해 발효된 발효물을 건조기에 투입하여 건조하는 혼합물 건조단계 및
   상기 건조된 혼합물을 퇴비로 형성하는 퇴비 형성단계;
   로 이루어지는 왕겨를 이용한 축분 발효 및 건조기술.

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