미생물을 이용한 음식물 처리장치{FOOD WASTE DISCOMPOSITION PROCESSING SYSTEM USING A MICROORGANISM}

본 발명은 미생물을 이용한 음식물 처리장치에 관한 것으로, 미생물을 이용하여 음식물을 무기물화(소멸)시킬 수 있는 미생물을 이용한 음식물 처리장치에 관한 것이다.

가정이나 대중 식당 등에서 발생하는 각종 음식물 쓰레기는 그대로 배출되는 경우 환경오염의 문제를 일으킬 수 있기 때문에 적절하게 처리되어야 하며, 이를 위한 다양한 형태의 음식물 쓰레기 처리장치가 개발되어 있다.

대표적인 음식물 쓰레기 처리장치로는 건조식, 파쇄식, 원심분리식 및 농축식 등의 방식을 포함하는 기계적 처리장치를 들 수 있는데, 이것은 음식물 쓰레기를 케이크 형태로 압축시켜 배출하게 된다.

최근에는 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 발효 및 분해시켜 퇴비나 사료 등으로 자원화하는 미생물 처리방식 또는 바이오방식의 장치가 개발되어 있다.

이러한 음식물 쓰레기 처리장치에는 대부분 장치 내부에 투입된 음식물 쓰레기를 균일하게 혼합되도록 하기 위한 교반기가 구비되는데, 일반적인 교반기는 구동모터에 의해 회전하는 회전축의 둘레에 다수의 교반날개가 구비된 구조로 이루어져 있다.

최근에 개발된 음식물 쓰레기 처리장치에 사용된 교반기의 구조는 등록특허공보 제10-1570306호에 나타나있는 것을 참조할 수 있는데, 이 등록특허에 보이는 드럼 내부에 음식물쓰레기를 유입시켜 교반부를 이용하여 장치 내에서 음식물 쓰레기를 반복 순환시키면서 교반하는 특징을 갖고 있다.

하지만, 이와 같은 드럼은 배출공에 음식물 쓰레기가 고착되는 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 드럼의 배출공이 막히지 않도록, 청소부재가 배치된 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 박스 형상으로 상부가 개방되고, 미생물이 담기는 처리조; 상기 처리조의 개방된 상부를 덮는 덮개; 상기 처리조 측면으로 음식물이 투입되도록, 형성된 투입관; 상기 미생물에 의해 분해된 음식물이 상기 처리조 외부로 배출되도록, 상기 처리조 하부면에 형성된 배출관; 상기 처리조 내측에 배치되고,내부가 빈 원통형 형상으로 형성되되, 외주면이 상기 투입관과 연결되고, 표면에 다수의 배출공이 형성되는 드럼통 및 상기 드럼통 내부로 유입되는 상기 음식물을 상기 미생물과 교반 시키는 교반부를 포함하고, 상기 교반부는 상기 드럼통의 내측 중심을 관통하면서 상기 처리조의 양측에 각각 거치되는 제1 회전축; 상기 제1 회전축과 연결되어 상기 제1 회전축을 회전시키는 제1 모터 및 주걱 형상으로 형성되고, 상기 제1 회전축에 소정의 간격 및 소정의 각도로 복수개가 배치되는 교반 날개부재를 포함하는 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 교반 날개부재는 일측이 상기 제1 회전축에 고정되는 고정기둥; 플레이트 형상이 상기 고정기둥 타측에 연결되는 배합판; 상기 배합판 일면에 실리콘 재질로 형성된 바(bar) 형상이 상기 드럼통 내주면과 접촉되도록 형성된 마찰바; 상기 고정기둥의 표면을 따라 띠 형상으로 배치되는 제1 칼날부재 및 상기 제1 회전축을 기준으로, 상기 고정기둥의 대칭되는 방향으로 'V'형상의 제2 칼날부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 드럼통은 상기 제1 회전축을 기준으로 대칭되는 형상의 하부통 및 상부통이 착, 탈 될 수 있다.

또한, 상기 음식물에 의해 상기 배출공이 막히는 것을 방지하기 위해, 상기 하부통 외주면에 배치되는 청소부재를 더 포함하고, 상기 청소부재는 상기 하부통의 양측에 배치되도록, 상기 제1 회전축에 베어링 연결방식으로 각각 고정되는 연결고리; 상기 연결고리의 외주면과 기어 결합 방식으로 연결되는 제2 회전축; 상기 제2 회전축과 연결되어 상기 제2 회전축을 일 방향 또는 타 방향으로 회전 시키는 제2 모터; 봉 형상의 일측이 상기 연결고리에 연결되고, 타측이 상기 하부통 외주면 방향으로 배치되는 복수의 제1 고정봉; 봉 형상이 상기 복수의 제1 고정봉 사이에 연결되는 제2 고정봉; 상기 하부통 외주면과 접촉하면서 상기 제2 고정봉에 롤링되도록 장착되는 제1 회전롤 및 상기 제1 회전롤 외주면에 돌출된 형상으로 형성되어, 상기 하부통 외주면에 형성된 상기 배출공으로 삽입되는 복수의 제1 청소돌기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 미생물을 이용한 음식물 처리장치는 상기 하부통 외측면과 접촉하면서 상기 제1 고정봉에 롤링되도록 장착되는 제2 회전롤 및 상기 제2 회전롤 외주면에 돌출된 형상으로 형성되어, 상기 하부통 외측면에 형성된 상기 배출공으로 삽입되는 복수의 제2 청소돌기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 처리조는 상기 처리조 내부의 온도를 조절하도록, 열선을 포함할 수 있다.

또한, 상기 미생물을 이용한 음식물 처리장치는 상기 처리조와 연결되어, 상기 처리조 내부로 산소를 주입시키는 산소 주입부; 상기 처리조와 연결되어, 상기 처리조 내부로 배양된 상기 미생물을 공급하는 미생물 공급부 및 상기 처리조 내부의 악취를 제거하도록, 황화수소를 분해하는 티오바실루스(Thiobacillus), 암모니아를 분해하는 니트로소모나스(Nitrosomonas) 및 아민을 분해하는 슈도모나스(Pseudomonas)로 이루어지는 군중에서 선택된 미생물이 포함되는 활성슬러지를 상기 덮개에 형성된 분사노즐로 분사하는 악취 제거부를 더 포함하고, 상기 미생물 공급부에서 상기 미생물은 미생물을 이용하여 처리하는 음식물 쓰레기에서 추출된 Bacillus 속 미생물, Pseudomonas 속 미생물 또는 Lactobacillus 속 미생물 중 우점종 미생물을 선별하고, 선별된 미생물을 배양하여 원균을 준비하고, 미강 100중량부에 흑설탕 5~10중량부 및 콩분말 0.5~10중량부를 혼합하여 배지를 제조하고, 배지에 맥반석 루, 세라믹 분말, 키토산 분말, 벤토나이트 가루, 황토 또는 생석회 0.8~1.5중량부 및 황토 0.8~1.5중량부를 첨가시키고, 배지 100중량부에 배양된 원균을 액상형태로 0.8~1.5중량부를 첨가하여 산소발생기가 장착된 배양조에서 교반하면서 10~60시간 동안 배양하고, 배양 후 40~50℃에서 20~30시간 동안 건조시키고, 상기 배양조 내부는 습도 40~60%, 온도는 40~50℃, 교반 주기는 1시간에 정회전 1~10분, 역회전 1~10분 및 휴지 40~58분의 배양조건으로 배양할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 미생물을 이용한 음식물 처리장치는 드럼의 배출공이 음식물 슬러지에 의해 막히는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 분해하여 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 드럼통 및 교반부를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 도시한 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 분해하여 도시한 분해 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 드럼통, 교반부 및 청소부재를 개략적으로 도시한 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 교반부 및 청소부재의 연결 구조를 개략적으로 도시한 사시도.
도 8은 청소부재의 작동범위를 도시한 예시도.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 분해하여 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 드럼통 및 교반부를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 미생물을 이용한 음식물 처리장치(1)는 처리조(10), 덮개(20), 투입관(30), 배출관(40), 드럼통(50) 및 교반부(60)를 포함할 수 있다.

처리조(10)는 박스 형상으로 상부가 개방될 수 있다. 처리조(10)는 미생물이 담길 수 있다.

덮개(20)는 처리조(10)의 개방된 상부를 덮을 수 있다.

투입관(30)은 처리조(10) 측면으로 음식물이 투입될 수 있는 관이다. 투입관(30)은 처리조(10) 일 측면을 관통한 후 드럼통(50)에 연결될 수 있다.

배출관(40)은 미생물에 의해 분해된 음식물이 처리조(10) 외부로 배출되도록, 처리조(10) 하부면에 형성된 관이다.

드럼통(50)은 처리조(10) 내측에 배치될 수 있다. 드럼통(50)은 내부가 빈 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 드럼통(50)은 투입관(30)과 연결될 수 있다. 드럼통(50)은 표면에 다수의 배출공(53)이 형성될 수 있다. 드럼통(50)은 제1 회전축(61)을 기준으로 대칭되는 형상의 상부통(51) 및 하부통(52)이 착, 탈 될 수 있다.

교반부(60)는 드럼통(50) 내부로 유입되는 음식물을 미생물과 교반 시킬 수 있다. 교반부(60)는 제1 회전축(61), 제1 모터(62) 및 교반 날개부재(63)를 포함할 수 있다.

제1 회전축(61)은 드럼통(50)의 내측 중심을 관통하면서 처리조(10)의 양측에 각각 거치b될 수 있는 축이다.

제1 모터(62)는 제1 회전축(61)과 연결되어 제1 회전축(61)을 회전시킬 수 있는 모터이다.

교반 날개부재(63)는 플레이트 형상이 제1 회전축(61)에 소정의 간격 및 소정의 각도로 복수개가 배치될 수 있다. 교반 날개부재(63)는 주걱 또는 삽 형상으로 형성될 수 있다. 교반 날개부재(63)는 제1 회전축(61)의 둘레에 2방향으로 형성되도록 제1 회전축(61)의 180° 또는 3방향으로 형성되도록 120° 또는 4방향으로 형성되도록 90°의 배치각도로 배치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 미생물을 이용한 음식물 처리장치를 분해하여 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 드럼통, 교반부 및 청소부재를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 교반부 및 청소부재의 연결 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 청소부재의 작동범위를 도시한 예시도이다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 미생물을 이용한 음식물 처리장치(2)는 처리조(100), 덮개(110), 투입관(120), 배출관(130), 드럼통(140), 산소 주입부(300), 미생물 공급부(400), 악취 제거부(500), 교반부(150) 및 청소부재(200)를 포함할 수 있다.

처리조(100)는 박스 형상으로 상부가 개방될 수 있다. 처리조(100)는 음식물 및 미생물이 담길 수 있다. 처리조(100)는 내부의 온도를 조절하도록, 열선(미도시)을 포함할 수 있다. 처리조(100)는 바닥면에 다공질 구조의 현무암 또는 왕겨가 배치될 수 있다.

여기서, 현무암 및 왕겨는 산소공급 효율이 높은 다공질 구조로서, 미생물이 활동, 번식할 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

덮개(110)는 처리조(100)의 개방된 상부를 덮을 수 있다. 덮개(110)는 처리조(100) 내부로 활성슬러지를 분사할 수 있도록, 악취 제거부(500)와 연결된 분사노즐(111)을 포함할 수 있다.

투입관(120)은 처리조(100) 측면으로 음식물이 투입될 수 있는 관이다. 투입관(120)은 처리조(100) 일 측면을 관통한 후 드럼통(140)에 연결될 수 있다.

배출관(130)은 미생물에 의해 분해된 음식물이 처리조(100) 외부로 배출되도록, 처리조(100) 하부면에 형성된 관이다.

드럼통(140)은 처리조(100) 내측에 배치될 수 있다. 드럼통(140)은 내부가 빈 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 드럼통(140)은 투입관(120)과 연결될 수 있다. 드럼통(140)은 표면에 다수의 배출공(143)이 형성될 수 있다. 드럼통(140)은 제1 회전축(151)을 기준으로 대칭되는 형상의 상부통(141) 및 하부통(142)이 착, 탈 될 수 있다.

산소 주입부(300)는 처리조(100)와 연결되면서, 처리조(100) 내부로 산소를 주입시킬 수 있다. 산소 주입부(300)는 산소를 발생시킬 수 있는 공지기술의 장치가 사용될 수 있다.

미생물 공급부(400)는 처리조(100)와 연결되어, 처리조(100) 내부로 배양된 미생물을 공급할 수 있다.

여기서, 미생물은 미생물을 이용하여 처리하는 음식물 쓰레기에서 추출된 Bacillus 속 미생물, Pseudomonas 속 미생물 또는 Lactobacillus 속 미생물 중 우점종 미생물을 선별할 수 있다.

이후 선별된 미생물을 배양하여 원균을 준비하고, 미강 100중량부에 흑설탕 5~10중량부 및 콩분말 0.5~10중량부를 혼합하여 배지를 제조한다.

제조된 배지에 맥반석 가루, 세라믹 분말, 키토산 분말, 벤토나이트 가루, 황토 또는 생석회 0.8~1.5중량부 및 황토 0.8~1.5중량부를 첨가시키고, 배지 100중량부에 배양된 원균을 액상형태로 0.8~1.5중량부를 첨가한다.

이후, 산소발생기가 장착된 배양조에서 교반하면서 10~60시간 동안 배양하고, 배양 후 40~50℃에서 20~30시간 동안 건조시킨다.

이때, 배양조 내부는 습도 40~60%, 온도는 40~50℃, 교반주기는 1시간에 정회전 1~10분, 역회전 1~10분 및 휴지 40~58분의 배양조건으로 배양될 수 있다.

또한, 배양 시, 미생물을 보다 더 다양화 시키기 위해서 참나무, 대나무 및 왕겨가 혼합된 목초액 0.2~0.4중량부를 첨가 시킬 수 있다.

악취 제거부(500)는 처리조(100) 내부의 악취를 제거하도록, 황화수소를 분해하는 티오바실루스(Thiobacillus), 암모니아를 분해하는 니트로소모나스(Nitrosomonas) 및 아민을 분해하는 슈도모나스(Pseudomonas)로 이루어지는 군중에서 선택된 미생물이 포함되는 활성슬러지를 분사노즐(111)로 분사할 수 있다.

교반부(150)는 드럼통(140) 내부로 유입되는 음식물을 미생물과 교반 시킬 수 있다. 교반부(150)는 제1 회전축(151), 제1 모터(152) 및 교반 날개부재(160)를 포함할 수 있다.

제1 회전축(151)은 드럼통(140)의 내측 중심을 관통하면서 처리조(100)의 양측에 각각 고정될 수 있는 축이다.

제1 모터(152)는 제1 회전축(151)과 연결되어 제1 회전축(151)을 회전시킬 수 있는 모터이다.

교반 날개부재(160)는 플레이트 형상이 제1 회전축(151)에 소정의 간격 및 소정의 각도로 복수개가 배치될 수 있다. 교반 날개부재(160)는 주걱 또는 삽 형상으로 형성될 수 있다. 교반 날개부재(160)는 제1 회전축(151)의 둘레에 2방향으로 형성되도록 제1 회전축(151)의 180° 또는 3방향으로 형성되도록 120° 또는 4방향으로 형성되도록 90°의 배치각도로 배치될 수 있다. 교반 날개부재(160)는 고정기둥(161), 배합판(162), 마찰바(163), 제1 칼날부재(164) 및 제2 칼날부재(165)를 포함할 수 있다.

고정기둥(161)은 일측이 제1 회전축(151)에 고정될 수 있다.

여기서, 고정기둥(161)은 제1 회전축(151)과 링 형상으로 연결되는 부위에 볼베어링(미도시)이 내재됨으로써, 제1 회전축(151)이 회전하더라도, 독립적으로 움직일 수 있다.

배합판(162)은 플레이트 형상으로 고정기둥(161) 타측에 연결될 수 있다.

마찰바(163)는 드럼통(140) 내주면을 바라보는 배합판(162) 일면에 실리콘 재질로 형성된 바(bar) 형상이 드럼통(140) 내주면과 접촉되도록 형성될 수 있다. 마찰바(163)는 덩어리진 음식물을 드럼통(140) 내주면에 비벼주면서 분쇄 및 미생물과의 흡착율을 높여줄 수 있다.

제1 칼날부재(164)는 고정기둥(161)의 표면을 따라서 띠 형상으로 배치되는 칼날이다. 제1 칼날부재(164)는 고정기둥(161)에 감기는 음식물을 절단할 수 있다. 제1 칼날부재(164)는 제1 회전축(151)이 회전되는 방향으로 배치될 수 있다.

제2 칼날부재(165)는 고정기둥(161)의 대치되는 방향으로 형성된 칼날이다. 제2 칼날부재(165)는 'V'형상으로 형성될 수 있다. 제2 칼날부재(165)는 제1 칼날부재(164)로 절단된 음식물 또는 드럼통(140) 내부의 음식물을 절단할 수 있다. 제2 칼날부재(165)는 제1 회전축(151)이 회전되는 방향으로 배치될 수 있다.

청소부재(200)는 하부통(142)의 배출공(143)이 음식물에 의해 막히는 것을 뚫어줄 수 있다. 청소부재(200)는 연결고리(210), 제2 회전축(220), 제2 모터(230), 제1 고정봉(240), 제2 고정봉(250), 제1 회전롤(260), 제2 회전롤(270)을 포함할 수 있다.

연결고리(210)는 제1 회전축(151)에 연결될 수 있다. 연결고리(210)는 내주면에 베어링이 배치됨으로써, 제1 회전축(151)이 회전할 시에도 타 방향으로 회전할 수 있다. 연결고리(210)는 외주면 소정의 구간에 제2 회전축(220)과 기어 결합 방식으로 연결될 수 있도록, 홈 또는 톱니가 형성될 수 있다.

제2 회전축(220)은 연결고리(210)의 외주면과 기어 결합 방식으로 연결될 수 있다.

제2 모터(230)는 제2 회전축(220)과 연결되면서, 제2 회전축(220)을 일 방향 또는 타 방향으로 회전시킬 수 있다.

제1 고정봉(240)은 제2 고정봉(250)을 고정시키는 봉이다. 제1 고정봉(240)은 봉 형상의 일측이 연결고리(210)에 연결되고, 타측이 하부통(142) 외주면 방향으로 배치될 수 있다.

제2 고정봉(250)은 제1 회전롤(260)이 삽입된 후 롤링될 수 있는 봉이다.

제1 회전롤(260)은 하부통(142) 외주면과 접촉하면서 제2 고정봉에 롤링되도록 장착될 수 있다. 제1 회전롤(260)은 외주면에 돌출된 제1 청소돌기(261)를 포함할 수 있다.

제1 청소돌기(261)는 배출공(143)에 삽입될 수 있는 돌기이다. 제1 청소돌기(261)는 원뿔형상으로 형성될 수 있다. 제1 청소돌기(261)는 외주면에 보조 돌기 또는 스크류 형상의 보조 띠가 형성될 수 있다.

제2 회전롤(270)은 하부통(142) 외측면과 접촉하면서 제1 고정봉에 롤링되도록 장착될 수 있다. 제2 회전롤(270)은 외주면에 돌출된 제2 청소돌기(271)를 포함할 수 있다.

제2 청소돌기(271)는 배출공(143)에 삽입될 수 있는 돌기이다. 제2 청소돌기(271)는 원뿔형상으로 형성될 수 있다. 제2 청소돌기(271)는 외주면에 보조 돌기 또는 스크류 형상의 보조 띠가 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

?1 : 미생물을 이용한 음식물 처리장치
10 : 처리조
20 : 덮개
30 : 투입관
40 : 배출관
50 : 드럼통
51 : 상부통
52 : 하부통
53 : 배출공
60 : 교반부
61 : 제1 회전축
62 : 제1 모터
63 : 교반 날개부재
2 : 미생물을 이용한 음식물 처리장치
100 : 처리조
110 : 덮개
111 : 분사노즐
120 : 투입관
130 : 배출관
140 : 드럼통
141 : 상부통
142 : 하부통
143 : 배출공
150 : 교반부
151 : 제1 회전축
152 : 제1 모터
160 : 교반 날개부재
161 : 고정기둥
162 : 배합판
163 : 마찰바
164 : 제1 칼날부재
165 : 제2 칼날부재
200 : 청소부재
210 : 연결고리
220 : 제2 회전축
230 : 제2 모터
240 : 제1 고정봉
250 : 제2 고정봉
260 : 제1 회전롤
261 : 제1 청소돌기
270 : 제2 회전롤
271 : 제2 청소돌기
300 : 산소 주입부
400 : 미생물 공급부
500 : 악취 제거부