고효율 지렁이 양식 방법 및 장치 {High efficiency vermiculture process and apparatus}

본 발명은 지렁이 양식 및 지렁이에 의한 유기물 함유 폐기물의 퇴비화에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박층(thin bed)을 이용한 지렁이 양식 및 지렁이 퇴비화를 위한 고효율 방법 및 장치에 관한 것이다.

지렁이 양식을 통하여, 동물 사료 성분의 원료로서 지렁이를 공급할 수 있거나, 스포츠 낚시용으로 살아있는 지렁이를 공급할 수 있거나 또는 기타 제품용으로 지렁이를 공급할 수 있다. 지렁이 퇴비화는 가축의 똥 및 일반 쓰레기와 같은 폐기물을 분해하기 위해 지렁이를 사용하는 것이다. 일반적으로 지렁이는 무기 및 유기물을 먹어치우며, 유기물을 충분히 소화 및 흡수하여, 그 잔여물을 토양에 다시 배설한다. 그 먹이 섭취 작용의 결과로서, 지렁이는 이들이 먹어치우는 물질 안에서 유기물의 분해를 돕는다. 또한 지렁이는 토양을 환기시키며 세균 및 기타 미생물의 분해 과정을 촉진한다.

대표적으로 대규모 지렁이 양식에 있어서는 비교적 정지된 방식으로 다량의 유기물을 처리하는 후층(thick bed)을 이용한다. 대표적으로 후층은 움직이는 지렁이 영역과 조밀한 물질의 영역으로 층화된다. 흔히 이러한 조밀한 영역들은 지렁이의 활동에 바람직하지 못한 상태를 초래하는 혐기성 분해로 인하여 산성화(sour)된다. 따라서 예를 들어 깔개 물질을 넣는 것과 같은 방법에 의해 상기 층들을 신선하게 하거나 또는 변화시키는 것이 필요하다. 또한 대표적으로 후층 조작은 새로운 생물자원을 수동으로 적재하는 것을 필요로 하는 회분식 공정이다. 유기 물질이 실제적으로 분해된 후, 지렁이 및 분해된 물질이 분리 및 수거된다.

더욱 적은 노동력이 요구되면서 퇴비화가 균일하고, 환경 조건이 더욱 용이하게 조절되고, 지렁이의 활동이 균일하고 그 활동 속도가 더욱 증가되면서 퇴비화 속도가 더욱 증가되고, 분해된 물질로 부터 지렁이의 분리가 더욱 용이하고, 폐기물의 안정된 흐름을 위해 지렁이 생산 및 지렁이 퇴비화 방식이 전체적으로 더욱 예상 가능하게 되는, 지렁이 퇴비화 방법이 필요하다.

본 발명은 고효율 지렁이 양식 및 지렁이 퇴비화를 위한 독특한 방법을 제공하고자 한 것으로, 그 목적은 지렁이 퇴비화 속도를 증가시키고 퇴비화 균일성을 향상시키기 위하여 박층을 이용하는 고효율 지렁이 양식 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공간 요건이 최소화되고 분해 속도가 최대화되고, 혼합의 필요성을 제거함으로써 종래 방법에 비해 필요한 노동력이 감소되는 고효율 지렁이 양식 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 조립 및 조작 비용이 적게 들며, 공간 효율의 증가를 위해 적층된 다수층 형태를 갖는 고효율 지렁이 양식 장치를 제공하는 데에있다.

본 발명의 또 다른 목적은 지렁이 생식력을 촉진하고 생산물로서 과다한 지렁이를 제공하는 지렁이 양식 방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 박층 생물자원을 사용하는 지렁이를 이용한 퇴비화 방법의 개략도.

도 2는 단일 수평층을 사용하는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 도면.

도 3은 수직으로 적층된 형태의 다수 층들을 갖는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 도면.

도 4는 적재를 촉진하기 위해 적층 구조의 두 개의 조립체들이 연속적으로 배열되는 변형 형태를 나타낸 도면.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

1 : 활동부분 4, 16 : 층 표면 5 : 적재지점

6 : 미분해 생물자원 8 : 분해된 생물자원 10 : 자유 표면

9 : 광원 14 : 지지 구조체 15 : 환형 밸트

20 : 로울러 25 : 구동 기구 30 : 배드 팬

35 : 통과부 55 : 제 2 밸트 60 : 지렁이

100 : 컨베이어 벨트 114 : 로울러 107 : 측면부

108 : 바닥부 112 : 환형 컨베이어 밸트 116 : 지지 구조체

106 : 후방부(broad back) 105 : 단일 박스형 공급 장치

109 : 공급 박스 입구 110 : 감속 구동 장치 101 : 컨베이어 조립체

115 : 속도 및 시간 제어 장치 120 : 스크린 텀블러

본 발명은 고밀도 지렁이 집단이 미분해 물질내로 활동적으로 이동하여 상기 물질을 고속으로 침식시키는 것을 촉진하는 얇은 물질층들을 설치함으로써 퇴비화 및 지렁이 양식을 개선하는 방법에 관한 것이다. 상기 물질층들의 두께가 얇기 때문에 지렁이가 다른 영역으로 이동하는 것이 촉진됨으로써 지렁이의 층화가 감소되고 퇴비 균일성이 증가된다. 이러한 방식으로 다량의 물질의 처리를 촉진하기 위하여 이동 표면상에 얇은 물질층이 형성된다. 상기 물질층을 통해 지렁이가 움직이는 속도와 상기 이동 표면 속도가 대등하도록 조절함으로써, 적재 장소로부터 적하 장소까지 연속적 공정이 유지될 수 있다. 지렁이들은 상기 물질의 일부분의 표면에 항상 머무르면서 소화된 물질이 제거된다. 이러한 방법 및 장치에 의해 처리될 수 있는 유기물-함유 폐기물로는 돼지 사육장 폐기물, 낙농장 폐기물, 구분된 일반 쓰레기, 음식물 쓰레기, 공업용 슬러지 및 공업용 공정 폐기물과 같은 여러가지 유형의 쓰레기가 있다.

본 발명의 박층 지렁이 양식 방법은 퇴비화 시스템에서 필요로 하는 것보다 더욱 많은 수의 지렁이를 생산한다. 지렁이 알 및 지렁이가 회수됨으로써 퇴비화 시스템의 생산물이 얻어질 수 있다. 또는 그렇지 않으면, 지렁이 및 지렁이 알이 도입됨으로써 지렁이의 수 및 효율이 증가될 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 일례에 있어서, 편평한 밸트 표면을 갖는 연속적 밸트가 구비된다. 이러한 밸트의 상부에는 유기 물질의 초기 박층이 도입되어, 상기 박층에 지렁이가 정착할 수 있게 된다. 상기 밸트가 움직이면서 새로운 유기 물질이 적재 장소(loading station)에 부가됨으로써 박층이 연속적으로 유지된다. 적하 장소(unloading station)에서, 퇴비화된 물질이 회수된다. 제어 장치에 의해 상기 밸트의 이동이 유지된다. 퇴비화되는 물질은 처리되는 폐기물의 성질에 따라 2 내지 8 인치의 두께를 갖는 층들을 형성한다. 이러한 박층은 회분 공정으로 조작될 수 있지만, 바람직한 방법은 상기 밸트를 연속적 또는 반연속적으로 조작하는 것이다. 공간을 가장 효율적으로 사용하기 위하여, 다중 층들이 하나의 수직 적층구조(stack)로 유지된다. 또한 이러한 층들이 경사지게 되는 경우, 적재된 밸트를 적하 장소로 끌어내리는 중력 때문에 동력을 감소시키는 것이 가능하게 된다. 새로운 물질을 밸트로 이동시키고 분해된 물질을 밸트로부터 제거하기 위하여 적재 및 적하 장치가 구비된다. 또는 그렇지 않으면, 분해된 물질은 중력에 의해 밸트로 부터 낙하한다. 적층된 층들은 창고 또는 그린하우스와 같은 영역안에 설치됨으로써 환경 제어가 가능하게 된다. 이러한 장치 또는 유사한 장치가 사용됨으로써 바람직한 온도 및 습도가 유지하고 지렁이의 활동 및 그것에 의한 분해가 촉진된다.

분해되지 않은 새로운 물질을 향해 지렁이가 이동하는 것을 유지하기 위한 유인 수단(incentive)을 제공함으로써 더욱 높은 효율이 얻어질 수 있다. 효과적인 유인수단은 층표면 말단부의 적하 지점에 강한 빛을 쪼이거나 또는 이동 공기를 불어주어서 층 표면의 적재 지점을 향한 지렁이의 이동을 촉진하는 것이다. 층 표면의 적재 지점에 새로운 물질이 존재하는 것도 지렁이의 이동을 촉진한다. 다른 유인수단으로는 전기적 장벽 및 방사 가열 장치가 있다.

한 형태로서, 플라스틱 직물 시이트(woven plastic sheet)의 연속적 밸트가 사용된다. 이러한 플라스틱 시이트는 동일한 재료의 층 팬(bed pan)에 의해 밑에서 지지된다. 이러한 구조의 한 가지 이점은 코스트가 낮다는 것인데, 이러한 구조는 농장과 같은 장소에서 특히 적절하다. 이러한 밸트는 플라스틱 또는 평평한 목재의 로울러들의 둘레에서 지지됨으로써 코스트를 더욱 더 감소시킬 수 있다. 상기 층들을 경사지게 함으로써, 각각의 지렁이 층의 로울러들중 하나의 로울러에 연결된 단일 구동 장치에 의해 전체의 조립체를 구동시킬 수 있다. 또는 그렇지 않으면, 독립된 구동 장치가 이용될 수 있다.

이러한 장치 및 방법들은 폐기물의 처리를 위한 목적으로 사용되며 또 생산물로서 지렁이를 생산하는 수단으로서 사용된다. 균일한 퇴비화 방식 때문에, 박층 지렁이 퇴비화는 폐기물 처리에 요구되는 노동력을 감소시킨다. 이러한 시스템은 작은 공간을 필요로 하므로, 지렁이 활동 수준을 더욱 높이기 위한 환경 조절이 가능함으로써 평균 퇴비화 속도가 상승된다. 이것은 지렁이가 연중 대부분을 주위 조건에서 잠복하고 있는 북쪽 지방에서 특히 이점이 있다.

하기의 실시예들은 이러한 새로운 지렁이 퇴비화 발명의 예시에 지나지 않는다. 본 발명의 다른 변형예들이 지렁이 퇴비화 및 지렁이 양식 기술 분야의 당업자에게 명백해 질 것이다.

본 발명은 유기 폐기물을 아주 효율적인 방식으로 퇴비화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 큰 용량의 퇴비화를 이용한다. 본원에서 사용되는 용어 ″지렁이 퇴비화″는 지렁이가 유기 물질을 섭취 및 소화함으로써 유기 물질이 분해되는 것을 의미한다. 또한, 지렁이 퇴비화는 이러한 시스템의 고유한 세균 작용으로부터 상기 유기 물질이 부수적으로 생물변환 되는 것을 포함한다. 본 발명은 퇴비화에 필요한 것을 초과하는 것으로 많은 수의 지렁이를 양식할 수 있다. 따라서 본 발명은 지렁이 생산 방법 및 장치에 관한 것이기도 하다. 지렁이 퇴비화 기술에서 붉은(red) 지렁이로 일반적으로 알려져 있는 최소한 수백 종의 지렁이가 존재하는 것으로 판단된다. 한 가지 예는 룸브리커스 루벨러스(Lumbricus rubellus) 이다. 일반적으로, 붉은 지렁이 종들은 지렁이 퇴비화에서 서로 동등하게 여겨진다. 상기 붉은 지렁이가 본 발명을 입증하기 위해 사용된 유형이지만, 유기 물질 및 환경의 유형에 어느정도 의존하여 다른 유형의 지렁이도 균등하게 작용할 수 있다.

본 발명의 지렁이 퇴비화는 지렁이 집단이 임무를 수행하는 비교적 얇은 유기 물질층을 이용한다. 이러한 방법은 식당 음식물 쓰레기, 닭, 돼지, 또는 소의 똥과 같은 농장 폐기물, 식물 및 농작물 쓰레기, 하수 오물 및 기타 유기물 함유 쓰레기와 같은 폐기물들을 변환하거나 또는 퇴비화 하는데 효율적으로 사용될 수 있다. 상기 유기물 함유 물질은 수거 및 임의로 전처리된 후 박층 생물자원(biomass)을 형성한다. 상기 전처리는 분쇄하여 크기를 감소시켜서 균일도를 증가시키고, 유익한 세균으로 접종하는 것으로 구성될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 ″생물자원″은 지렁이와 처음으로 접촉하는 유기물-함유 물질의 일반적 흐름, 지렁이가 침투해 있는 부분적으로 분해된 유기물-함유 물질, 지렁이 똥 및 지렁이 집단으로부터 나오는 분해되지 않은 유기물-함유 물질을 의미한다.

고효율 지렁이 퇴비화 시스템을 만들기 위하여, 지렁이 집단 층화가 최소화 되고 미분해 물질로의 지렁이의 이동이 촉진되는 생물자원을 만드는 것이 필요하다. 이것을 달성하는데 있어서 중요한 단계는 충분히 얇은 생물자원층을 형성하는 것이다. 대표적으로, 예를들어 2 내지 5 피트 두께와 같이 두꺼운 층이 지렁이 퇴비화에 사용되는 경우, 지렁이 집단의 층화로 인해 치밀한 물질 영역과 함께 지렁이 고밀도 영역이 형성된다. 충분히 얇은 생물자원 층이 마련되어 지렁이 집단에게 안내되는 경우, 지렁이는 상기 생물자원을 통해 더욱 균일하게 움직여서 균일하게 분해된 퇴비를 만들어 낼 것이다. 이것이 효율적이고 효과적인 방식으로 어떻게 수행될 수 있는지에 대하여 아래에 설명한다.

도 1은 박층 생물자원의 지렁이 퇴비화 시스템의 작용도이다. 생물자원의 활동 부분(1)에는 그 전체 두께에 지렁이(3)가 효과적으로 침투해 있다. 상기 생물자원의 수직 두께는 2 내지 8 인치이다. 상기 생물자원이 소의 똥인 경우, 바람직한 두께는 약 4 인치이다. 두께가 더 큰 경우, 지렁이 집단의 층화가 발생될 수 있거나 또는 지렁이 집단을 우회하는 생물자원 영역이 발생할 수 있다. 용어 ″지렁이 집단″은 상기 생물자원의 안에서 움직이는 집단적인 지렁이들을 나타내도록 사용된다. 박층 지렁이 퇴비화에서 정지층이 사용될 수 있지만, 이런 경우에는 생물자원의 적재 및 적하 문제 및 분해된 생물 자원으로부터 지렁이 분리의 문제가 존재한다. 새로이 도입되는 미분해 생물자원(6)으로 이루어지는 박층이 형성되는 적재 지점(5)으로부터, 분해된 생물자원(8)이 회수되는 적하 지점(8)로, 상기 박층을 서서히 이동시키는 이동층 표면(4)을 갖는 운반 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 지렁이들이 상기 박층의 한정된 음식물을 먹어치우므로 상기 지렁이들은 상기 미분해 생물자원을 향해 강제로 움직인다. 도면에서, 지렁이는 오른쪽에서 왼쪽으로 움직인다. 층 표면(4)의 이동 속도가, 반대 방향으로 움직이는 지렁이의 속도와 대등한 경우, 지렁이들은 각각 정지 상태로 유지되면서 실제적으로 지렁이가 없는 분해된 생물자원 부분이 회수된다. 분해된 생물 자원(8)은 층 표면 말단부의 적하 지점에 도달하여 더 이상 밑에서 지지되지 않음에 따라 부서지면서 중력에 의해 낙하하는 것으로 도시되어 있다. 지렁이가 자유 표면(10)을 자연적으로 피하게 되므로, 노출되는 생물자원의 부분에는 일반적으로 지렁이가 없다. 또한, 형광과 같은 광원(9)이 지렁이 유인 장치로서 사용될 수 있다. 상기 유인 장치의 기능은 상기 분해된 생물 자원으로부터 지렁이를 끌어내서 상기 미분해 생물자원 안으로 깊숙하게 파묻히도록 하는 것이다. 광원(9)의 존재에 의해 지렁이들이 생물자원 안으로 깊숙하게 유도될 수 있으므로 지렁이가 없는 분해된 부분을 얻는 것이 더욱 용이해 진다. 다른 유인물로는 노출 표면(10)을 향하는 이동 공기, 전류, 방사열, 및 진동이 있다. 또한 상기 노출 표면(10)을 향한 팬 송풍 공기도 상기 지렁이가 상기 생물자원 안으로 깊숙이 파묻히는 것을 촉진할 수 있다. 상기 생물 자원의 작은 부분들을 동시에 제거할 수 있는 기계 장치와 같은 다른 수단에 의해서 상기 분해된 생물자원의 회수를 실시할 수 있다. 물론, 상기 생물자원 안에서 지렁이의 속도는 생물자원의 성질 및 환경 조건을 포함한 많은 인자들에 좌우된다. 지렁이의 활동은 온도에 특히 의존한다. 지렁이가 상기 생물 자원의 모든 부분을 통해 움직일 수 있도록 하기 위하여, 생물자원은 실제적으로 연속적인 층이 형성되도록 하는 속도로 적재되어야 한다. 끊김, 중절 또는 섬모양 부분이 발생되는 경우, 지렁이들은 멈추거나 또는 아주 느려질 수 있다. 상기 운반 장치 및 층 표면의 기능은 많은 상이한 구조에 의해 충족될 수 있다. 하기의 예에서 도시된 것 외에도, 지렁이 이동 속도를 제어할 수 있는 방식으로 특정한 생물자원의 박층을 이동 및 유지하는 동일한 기능을 제공하는 다른 구조가 이용될 수 있다. 도 1에서는 표면층이 수평이고 편평한 것으로 도시되어 있지만, 다른 형태도 이용될 수 있다.

도 2에는 박층 생물자원을 만들기 위한 장치의 일례가 도시되어 있다. 이러한 수평 이송 장치는 지지 구조체(14)를 구비하고 있는데, 상기 지지 구조체(14)의 상부에는 연속적 환형 밸트(15)가 지지되어 있다. 상기 밸트는 상기 지지 구조체의 양단에 있는 로울러(20)에 걸쳐짐으로써 회전이 가능하게 된다. 상기 밸트를 회전시키기 위한 로울러 또는 기타 구동 장치에는 전기 모터와 같은 구동 기구(25)가 연결된다. 이러한 이송 장치에서 요구되는 낮은 선형 밸트 속도를 제공하기 위하여 아주 저속의 구동 기구가 필요하다. 이와 같은 저속을 얻기 위하여, 당업계에 잘 알려져 있는 감속 기구 또는 유사한 기구를 갖는 단계적 모터가 사용될 수 있다. 일부의 대표적인 이송 속도가 아래의 실시예에서 제시된다. 상기 지지 구조체에 단단히 고정되어있는 배드 팬(bed pan; 30)이 마련됨으로써 밸트를 지지하는 기초가 형성된다. 이러한 형태에 있어서, 상기 배드 팬(30)은 상기 구조체(14)의 개개의 부재들의 사이에 펼쳐져 있는 직물이다. 상기 전체 조립체의 폭은 임의적인 것으로서, 장소의 특색에 따라 결정된다. 작동에 있어서, 분해되지 않은 생물자원이 공급 호퍼 또는 통과부(35)에 채워진 다음, 밸트(15)상에 도입된다. 상기 밸트(15)는 층표면(16)을 제공하며, 상기 층 표면에 상기 생물 자원이 머무르면서 퇴비화된다. 필요하다면 평평한 표면 및 두께를 제공하기 위하여 수평화 장치(leveler)가 마련된다. 또는 그렇지 않으면, 상기 밸트의 상기 적재 장소의 상부로부터 적절한 거리를 두고 게이트(gate) 또는 둑(weir)이 마련된다. 다음에 상기 생물자원은 층의 두께를 조절하는 게이트와 밸트의 사이로 통과됨으로써, 상기 밸트상에 효과적으로 압출된다. 상기 밸트(15)는 상기 생물자원을 통해 지렁이가 진행하는 속도와 거의 대등한 속도로 움직인다. 분해된 생물자원(50)은 상기 밸트로부터 낙하하고 제 2 밸트(55)에 의해 회수된다. 확대도에서, 상기 박층 생물자원에는 지렁이(60)가 침투해 있는 것이 도시되어 있다. 공급 호퍼 및 컨베이어와 같은 여러가지의 부재들이 구조적으로 연결될 수 있지만, 이들은 서로 효과적으로 작용하도록 적당한 방향으로 충분히 근접하게 위치함으로써 단지 기능적으로만 연결될 수도 있다.

본 발명을 수행하기 위한 것으로 공간 및 코스트의 측면에서 효과가 있는 한 구현예가 도 3에서 도시되어 있다. 다수의 경사진 컨베이어(100)들이 수직으로 적층된 형태로 지지됨으로써 컨베이어 조립체(100)를 형성한다. 각각의 컨베이어는 전술한 바와같이 양단의 로울러(114)에 걸쳐지는 환형 컨베이어 밸트(112)를 구비한다. 적재된 밸트의 중량을 지지하기 위해 지지 구조체(116)가 제공된다. 각각의 뱉트(112)의 상부 표면은 층 표면을 형성하며, 상기 층 표면에는 분해되지 않은 생물 자원이 단일 박스형 공급 장치(105)를 통해 적재된다. 상기 공급 박스는 컨베어어 밸트(100)의 전폭에 걸쳐있는 넓은 후방부(broad back; 106)를 구비한다. 측면부(107) 및 바닥부(108)는 상기 컨베이어 밸트의 방향으로 상기 밸트를 따라 연장되어 있으며, 도입되는 생물자원을 수용한다. 상기 공급 박스의 전방부의 개방면에는 상기 컨베이어의 적재 단부가 들어있다. 상기 측면부(107)는 컨베이어의 측면부에 다가붙음으로써 누출이 방지된다. 적재될 생물 자원이 공급 박스 입구(109)에 도입되어 상기 박스내에 축적된다. 상기 생물 자원은 그 중량으로 인하여 개개의 컨베이어 밸트(112)의 위로 안내된다. 상기 컨베이어들의 적재 단부에 있는 로울러들의 사이의 간격에 따라, 형성되는 생물자원층의 두께가 결정된다. 이러한 간격은 명료를 위하여 도 3에서는 과대하게 도시되어 있다. 이러한 물질 흐름을 컨베이어의 표면상에 적재하기 위한 다른 방법 및 장치가 재료 운반 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 각각의 컨베이어 (100)는 도시된 바와같이 그 적재 단부로부터 그 적하 단부까지 하향하게 경사져 있다. 상기 층 표면에서 생물자원의 중량이 극도에 달할 수 있으므로, 밸트 이동에 대한 마찰 저항이 커질 수 있다. 그러나, 상기의 경사로 인해 상기 생물 자원의 중량이 상기 마찰력에 반대 작용하도록 상기 밸트를 아래로 끌어 내림으로써, 상기 밸트를 작동시키는데 필요한 모터 동력을 감소시킨다. 정확한 각은 상기 생물자원의 구성 물질 및 밀도에 따라 좌우된다. 상기 밸트 재료 및 상기 배드 팬 재료는 그 접촉 면적이 커짐에 따라 상기 마찰력에 크게 영향을 미친다. 도 2의 것과 유사한 감속 구동 장치(110)가 제공되어, 각각의 밸트(112)에 직접 또는 간접적으로 연결된다. 속도 및 시간 제어 장치(115)가 상기 감속 구동 장치(110)에 제공된다. 이러한 부품들은 상기 밸트 작동을 제어하기 위한 한 가지 방법에 불과하다. 각각의 밸트를 독립적으로 구동시키는 것과 같은 다른 대안의 방법들이 이용될 수도 있다. 상기 컨베이어 뱉트 및 층 표면의 작동이 연속적인 것으로 설명되었지만, 불연속적인 작동이 더 좋을 수도 있다. 긴 정지 기간을 두면서 짧은 시간동안 작동시키면 동일한 결과가 얻어질 수 있는데, 단 이렇게 하는데 있어서는 대부분의 분해된 생물 자원이 지렁이와 함께 한꺼번에 회수되지 않도록 그 작동이 충분히 짧아야 한다.

편의상, 스크린 텀블러(120)는 컨베이어 조립체(101)의 적하 단부에 위치함으로써, 분해된 생물자원이 텀블러의 개방 단부내로 낙하하는 것으로 도시되어 있다. 상기 스크린 텀블러의 기능은 더욱 큰 크기의 분해되지않은 생물자원 덩어리(125) 및 부수되는 지렁이를 더욱 작은 크기의 분해된 지렁이 똥 물질(130)로부터 분리하는 것이다. 상기 스크린 사이즈는 상기 생물 자원의 특색에 따라 좌우된다. 소똥을 지렁이 퇴비화하는 경우, 1/8 인치 내지 1/4인치 스크린이 적합한 것으로 확인되었다. 1/8인치 스크린에 통과되는 모든 물질들은 상기 분해되지 않은 생물자원으로 귀환됨으로써, 다시 적재되어 박층을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 다량의 지렁이 알이 지렁이 집단안에서 부화하도록 귀환됨으로써, 지렁이를 지원할 수 있다. 또는 그렇지 않으면, 지렁이 알을 함유하는 부분이 지렁이 알의 부화 및 지렁이 생산이 가능하도록 제거될 수 있다.

실시예

7 개의 각각 경사진 생물자원 박층을 갖는 수직으로 적층된 지렁이 퇴비화 조립체를 조립했다. 상기 각각의 층들은 적하 단부가 더 낮아지도록 수평으로부터 24도의 사잇각(included angle)으로 경사졌다. 상기 조립체의 측면에는 승온으로 유지하는 것을 돕도록 폴리에틸렌 시이트가 씌워졌다. 공급되는 소 똥을 액화하고, 호퍼내로 펌핑한 다음, 24시간동안 중력 배수한 후, 중력 공급 홈통에 수동으로 적재하여 모든 층들에 동시에 적재했다. 상기 홈통에는 상기 층들의 적재 단부가 넣어져 있고, 상기 층들의 상부의 생물자원의 중량으로 인해 상기 생물자원의 일부분이 상기 홈통으로부터 슬로트(slot)를 통해 각각의 층의 표면상에 공급되었다. 수직으로 이웃해 있는 층들의 사이에서, 상기의 슬로트는 상기 층들의 개개의 로울러들의 사이의 공간으로 정의된다. 이러한 장치는 도 3에서 도시된 것과 유사하다. 공급하기 위한 붉은 지렁이를 입수하여, 상기 층들의 상부에 분포시키고 일시적으로 정착시켰다. 상기 층들을 움직이고 추가의 생물자원을 적재하여 상기 층에서 연속 박층을 유지했다. 유인 수단으로서 간단한 전기 송풍기 및 두 개의 40와트 형광 전구를 상기 조립체의 적하 단부로 향하게 했다. 상기 층의 적하 단부에서 불쑥 내밀어지는 층 부분을 중력에 의해 트레이내로 낙하시켜서 분해된 생물자원을 회수했다. 다음에 상기 분해된 생물자원을 1/8인치 와이어 매시를 통해 스크리닝하고 그 잔류물을 상기 홈통에 귀환시켰다. 상기 잔류물은 주로 분해되지 않은 소똥의 작은 덩어리, 지렁이, 및 상기 소똥에 달라붙어 있는 지렁이 알로 이루어졌다. 상기 층으로부터 회수한 물질 체적의 약 1/3이 생물자원에 귀환되어 다시 적재되었다. 상기 조립체는 약 40℉(개시) 내지 78℉(7주후) 범위의 주위 조건에 노출되면서 작동되었다. 따라서, 지렁이 활동 속도가 증가함으로써 상기 층 표면의 이동이 촉진되었다. 본 실시예의 공정 매개변수 및 결과가 하기의 표에서 제시된다.

본 실시예의 장치는 도 3의 장치와 유사하게 구성되었다. 지지 구조체는 목재로 이루어졌고 또한 목재 로울러들이 이용되었다. 플라스틱 직물 밸트가 마찰력만으로 상기 로울러들에 연결되었다. 이러한 값싼 장치의 효과로 인해 이러한 설계 및 방법의 코스트가 낮아질 수 있음이 입증된다. 이러한 모범 장치의 작동동안에, 지렁이의 밀도는 크게 증가하는 것으로 확인되었다. 연속적 이동의 결과로서 지렁이들은 연속적으로 보충되는 생물자원에서 활동한다. 이러한 연속 과정의 결과로서 폐기물의 분해 속도가 증가한다.

도 4는 두 개의 적층 구조(90) 및(92)를 갖는 변형 형태를 보여준다. 이러한 적층 구조는 각각의 적재 단부가, 적재 장치로 작용하는 공동 공급 홈통을 향하도록 배열된다. 상기 층들은 도 3에서 기술된 것과 유사하게 작동한다. 분해되지 않은 생물자원이 상기 공급 홈통의 상부에 도입된다. 상기 생물자원은 중력에 의해 상기 층 표면상에 안내된다. 도 4에서 상기 홈통의 왼쪽이 제거되어 개개의 컨베이어 적재 단부를 노출시킨다. 상기의 실시예에서 설명된 바와같이, 상기 생물자원은 이웃한 층들의 로울러들의 사이의 간격을 통해 최상층을 제외한 전부의 층으로 안내된다. 상기 층들 사이의 수직 간격뿐 아니라 상기 로울러의 직경에 따라 상기 생물 자원층의 두께가 결정된다. 또는 그렇지 않으면, 상기 홈통 구조는 상기 층 표면과 소통되는 점차로 가늘어지거나 또는 깔대기 모양인 슬로트를 포함함으로써 흐름을 용이하게 할 수도 있다. 이러한 배열은 적재 방법을 단순하게 하면서 공간 효율을 개선한다.

청구된 본 발명을 예시하기 위해 상기의 실시예들이 제공되지만, 본 발명의 범위가 상기 실시예들로 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 구현예에 현재 또는 미래의 물질 및 장치를 결합하는 것이 당업자에게 명백해 질 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 지렁이 퇴비화 속도를 증가시키고 퇴비화 균일성을 향상시키기 위하여 박층을 이용하는 것으로, 공간 요건이 최소화되고 분해 속도가 최대화되고, 혼합의 필요성을 제거함으로써 종래 방법에 비해 필요한 노동력이 감소된다. 또한 조립 및 조작 비용이 적게 들며, 다수의 적층 형태로 공간 효율의 증대되는 등의 효과를 갖는다.