우리나라는 고도의 경제성장 과정에서 대량생산, 대량소비체제의 사회로 급격하게 변화하였다. 이에 따라 인구가 도시에 집중하게 되는 현상을 보이며 필연적으로 쓰레기 문제에 직면하게 되었고 특히 음식물쓰레기처리가 문제가 되고 있다. 음식물 쓰레기란 식품의 생산, 유통, 가공, 조리과정에서 발생하는 동, 식물성 쓰레기를 일컫는다. 국내에서 하루에 발생되는 음식물 쓰레기의 양은 14000톤으로 1인당 0.28kg의 음식물쓰레기가 발생되고 있으며, 이는 발생되는 생활폐기물 중 23%에 해당되는 양이다. 음식물쓰레기의 처리비용은 점점 증가하여 현재 매 년 8000억 원이 처리비용으로 소모되고 있다. 음식물쓰레기는 오늘 날 여러 가지 측면으로 문제점을 야기시키는 국제적인 문제로 떠오르고 있다. 음식물쓰레기 처리를 위해 제시되어 온 다양한 방안들 중 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 그 실용성, 현실성, 경제성, 환경성 측면에서 우수하다는 평가를 받고 있으며, 특히 폐기물의 자원화에 적합하다. 하지만 기존의 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 실용화에 있어서 걸림돌로 작용하는 문제점들을 해결해야 한다는 어려움이 존재하고 있다. 이에 본 연구에서는 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 문제점들을 파악하고 이를 해결할 수 있는 대안으로 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계를 제시하고 처리 시스템의 ...
우리나라는 고도의 경제성장 과정에서 대량생산, 대량소비체제의 사회로 급격하게 변화하였다. 이에 따라 인구가 도시에 집중하게 되는 현상을 보이며 필연적으로 쓰레기 문제에 직면하게 되었고 특히 음식물쓰레기처리가 문제가 되고 있다. 음식물 쓰레기란 식품의 생산, 유통, 가공, 조리과정에서 발생하는 동, 식물성 쓰레기를 일컫는다. 국내에서 하루에 발생되는 음식물 쓰레기의 양은 14000톤으로 1인당 0.28kg의 음식물쓰레기가 발생되고 있으며, 이는 발생되는 생활폐기물 중 23%에 해당되는 양이다. 음식물쓰레기의 처리비용은 점점 증가하여 현재 매 년 8000억 원이 처리비용으로 소모되고 있다. 음식물쓰레기는 오늘 날 여러 가지 측면으로 문제점을 야기시키는 국제적인 문제로 떠오르고 있다. 음식물쓰레기 처리를 위해 제시되어 온 다양한 방안들 중 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 그 실용성, 현실성, 경제성, 환경성 측면에서 우수하다는 평가를 받고 있으며, 특히 폐기물의 자원화에 적합하다. 하지만 기존의 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 실용화에 있어서 걸림돌로 작용하는 문제점들을 해결해야 한다는 어려움이 존재하고 있다. 이에 본 연구에서는 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 문제점들을 파악하고 이를 해결할 수 있는 대안으로 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계를 제시하고 처리 시스템의 최적화를 연구하였다. 현재까지 개발되어 온 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 교반식 처리 시스템이 주를 이루고 있다. 교반식 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 오랜 기간 처리효율을 유지하지 못하고 시간이 경과할수록 악취발생이 심해지는 등의 이유로 소비자들의 신뢰를 얻지 못하고 있다. 또한 처리기계 가동 시 소음발생 및 기기사용으로 인한 막대한 전기세 때문에 실용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계를 제작하여 효능을 평가하였다. 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 교반식과 달리 교반에 사용되는 전력 소모량이 상대적으로 적고 교반용 모터의 지속적인 작동에 의해 야기되는 소음 발생을 현저하게 감소시킬 수 있다. 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 최적화를 위해 음식물쓰레기의 주 원료인 탄수화물과 단백질, 그리고 분해가 어려운 셀룰로오스의 분해를 원활해 할 수 있는 균주 탐색 및 온도 및 투입공기유량, 미생물제제 공극률, 공극률 조절에 사용한 Bulking agent의 종류에 대해 각각의 독자적인 실험을 진행하였다. 균주는 본 실험실에서 독자적으로 발견한 균주 Bacillus subtilis FK를 이용하였고 탄수화물, 단백질, 셀룰로오스의 분해 능력을 평가하기 위해 각각 Starch, Skim milk, CMC배지에서 균을 배양하여 Clear zone 비교 테스트를 진행하였다. 그 결과 모든 배지에서 분해 능력이 적절하다는 것을 확인할 수 있었고 특히 셀룰로오스의 분해 능력이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. 또한 이 균주는 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 반응조 내의 제제 온도인 40~50℃에서 최적 생장율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 투입공기유량의 경우 1.5L/min에서 처리효율, CO2 발생량 및 제제 내부온도가 가장 높은 것으로 평가되었고, 미생물제제의 적정 공극률 확보를 위해서는 코코피트 (담체)와 참나무 우드칩(Bulking agent)의 비율이 4 : 1 (v/v)일 때 감량율이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 최적화 조건을 설정하여 처리기계를 가동시켰을 경우 총 감량율은 96.87%이고 제제 최종 건조중량 감량율은 80.66%로 평가되었다. 최적 조건에서 운전 시 본 연구에서 개발된 무교반 처리 시스템은 교반식 가정용 음식물쓰레기 처리기계를 사용하였을 때 보다 월 최대 32KWh의 전력소모를 감소시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
우리나라는 고도의 경제성장 과정에서 대량생산, 대량소비체제의 사회로 급격하게 변화하였다. 이에 따라 인구가 도시에 집중하게 되는 현상을 보이며 필연적으로 쓰레기 문제에 직면하게 되었고 특히 음식물쓰레기처리가 문제가 되고 있다. 음식물 쓰레기란 식품의 생산, 유통, 가공, 조리과정에서 발생하는 동, 식물성 쓰레기를 일컫는다. 국내에서 하루에 발생되는 음식물 쓰레기의 양은 14000톤으로 1인당 0.28kg의 음식물쓰레기가 발생되고 있으며, 이는 발생되는 생활폐기물 중 23%에 해당되는 양이다. 음식물쓰레기의 처리비용은 점점 증가하여 현재 매 년 8000억 원이 처리비용으로 소모되고 있다. 음식물쓰레기는 오늘 날 여러 가지 측면으로 문제점을 야기시키는 국제적인 문제로 떠오르고 있다. 음식물쓰레기 처리를 위해 제시되어 온 다양한 방안들 중 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 그 실용성, 현실성, 경제성, 환경성 측면에서 우수하다는 평가를 받고 있으며, 특히 폐기물의 자원화에 적합하다. 하지만 기존의 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 실용화에 있어서 걸림돌로 작용하는 문제점들을 해결해야 한다는 어려움이 존재하고 있다. 이에 본 연구에서는 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 문제점들을 파악하고 이를 해결할 수 있는 대안으로 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계를 제시하고 처리 시스템의 최적화를 연구하였다. 현재까지 개발되어 온 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 교반식 처리 시스템이 주를 이루고 있다. 교반식 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 오랜 기간 처리효율을 유지하지 못하고 시간이 경과할수록 악취발생이 심해지는 등의 이유로 소비자들의 신뢰를 얻지 못하고 있다. 또한 처리기계 가동 시 소음발생 및 기기사용으로 인한 막대한 전기세 때문에 실용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계를 제작하여 효능을 평가하였다. 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계는 교반식과 달리 교반에 사용되는 전력 소모량이 상대적으로 적고 교반용 모터의 지속적인 작동에 의해 야기되는 소음 발생을 현저하게 감소시킬 수 있다. 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 최적화를 위해 음식물쓰레기의 주 원료인 탄수화물과 단백질, 그리고 분해가 어려운 셀룰로오스의 분해를 원활해 할 수 있는 균주 탐색 및 온도 및 투입공기유량, 미생물제제 공극률, 공극률 조절에 사용한 Bulking agent의 종류에 대해 각각의 독자적인 실험을 진행하였다. 균주는 본 실험실에서 독자적으로 발견한 균주 Bacillus subtilis FK를 이용하였고 탄수화물, 단백질, 셀룰로오스의 분해 능력을 평가하기 위해 각각 Starch, Skim milk, CMC배지에서 균을 배양하여 Clear zone 비교 테스트를 진행하였다. 그 결과 모든 배지에서 분해 능력이 적절하다는 것을 확인할 수 있었고 특히 셀룰로오스의 분해 능력이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. 또한 이 균주는 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 반응조 내의 제제 온도인 40~50℃에서 최적 생장율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 투입공기유량의 경우 1.5L/min에서 처리효율, CO2 발생량 및 제제 내부온도가 가장 높은 것으로 평가되었고, 미생물제제의 적정 공극률 확보를 위해서는 코코피트 (담체)와 참나무 우드칩(Bulking agent)의 비율이 4 : 1 (v/v)일 때 감량율이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 무교반 가정용 음식물쓰레기 처리기계의 최적화 조건을 설정하여 처리기계를 가동시켰을 경우 총 감량율은 96.87%이고 제제 최종 건조중량 감량율은 80.66%로 평가되었다. 최적 조건에서 운전 시 본 연구에서 개발된 무교반 처리 시스템은 교반식 가정용 음식물쓰레기 처리기계를 사용하였을 때 보다 월 최대 32KWh의 전력소모를 감소시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
Korea has changed dramatically to a society of mass production and mass consumption through its high economic growth priod. As a result, the population has concentrated in the city area, which inevitably leads to the generation of huge amount of municipal wastes. Among municipal wastes, food waste h...
Korea has changed dramatically to a society of mass production and mass consumption through its high economic growth priod. As a result, the population has concentrated in the city area, which inevitably leads to the generation of huge amount of municipal wastes. Among municipal wastes, food waste has been a serious environmental and economic problem in many countries. Food waste refers to animal-based or vegetable waste generated in food production, distribution, processing, and cooking processes. In Korea, 0.28kg of food waste is produced per day per person and the total amount of nationally generated food waste is 14,000 tons per day, which is equivalent to 23% of municipal waste generated. The cost of treating food waste has been increasing in Korea, and 800 billion won is being consumed every year. Household food waste disposal machines have been evaluated as being excellent in terms of practical, economical and environmental aspects among the various measures proposed for food waste disposal, and are particularly suitable for the recycling of waste. However, there are problems that should be solved for the practical use of the conventional household food waste disposal machine. In this study, we propose a household food waste disposal machine without agitation and investigate the optimization of the treatment system as an alternative to the conventional household food waste disposal machine. The majority of conventional household food waste disposal machine that has been developed to date is an agitation type processing system. The agitated type of household food waste disposal machine lacks reliability due to the inconsistency in treatment efficiency and generation of bad odor. In addition, it is difficult to put into practical use due to the generation of noise during the continuous operation of the stirring motor and a high electricity rate. Therefore, we have developed a food waste disposal machine without a continuous agitation and evaluated the efficacy. Unlike the conventional type with agitation, the electricity consumption of the machine developed in this study is relatively small and the noise generation caused by the stirring motor can be remarkably reduced. In oder to optimize the food waste disposal system, it is necessary to search for the strains that can facilitate the decomposition of carbohydrate, lipid and protein, which are the main raw materials of food waste. In addition to the microbial strains, it is necessary to find the optimal condition of temperature, feeding air flow rate, composition of composting filter bed, porocity and moisture content of the filter bed, and the type of bulking agent. A Bacillus subtilis FK strain was isolated during this study and is used as the inoculum to degrade food waste materials. In order to evaluate the decomposition ability of carbohydrate, protein and cellulose, the strain FK was tested its degradability of starch, skim milk, and CMC. As a result, it was confirmed that the decomposition ability of the strain FK was appropriate in all types of organic compounds with particular excellence on cellulose. Strain FK showed a highest growth rate at temperature range of 40 to 50℃, which is the usual temperature range of the food waste disposal apparatus. The treatment efficiency, CO2 production and internal temperature were the highest at 1.5 L/min of injected air flow rate, and the ratio of cocopeat to oak woodchip of 4 : 1 (v/v). During the operation of food waste disposal system under the optimum conditions suggested in this study, the total weight loss rate was 96.87% and the final dry weight loss rate was 80.66%. It was confirmed that the food waste disposing system developed in this study has a very high efficiency in composting household food waste and reduce the electricity rate as much as 32KWh per month compared with the conventional food waste disposal machine with agitation.
Korea has changed dramatically to a society of mass production and mass consumption through its high economic growth priod. As a result, the population has concentrated in the city area, which inevitably leads to the generation of huge amount of municipal wastes. Among municipal wastes, food waste has been a serious environmental and economic problem in many countries. Food waste refers to animal-based or vegetable waste generated in food production, distribution, processing, and cooking processes. In Korea, 0.28kg of food waste is produced per day per person and the total amount of nationally generated food waste is 14,000 tons per day, which is equivalent to 23% of municipal waste generated. The cost of treating food waste has been increasing in Korea, and 800 billion won is being consumed every year. Household food waste disposal machines have been evaluated as being excellent in terms of practical, economical and environmental aspects among the various measures proposed for food waste disposal, and are particularly suitable for the recycling of waste. However, there are problems that should be solved for the practical use of the conventional household food waste disposal machine. In this study, we propose a household food waste disposal machine without agitation and investigate the optimization of the treatment system as an alternative to the conventional household food waste disposal machine. The majority of conventional household food waste disposal machine that has been developed to date is an agitation type processing system. The agitated type of household food waste disposal machine lacks reliability due to the inconsistency in treatment efficiency and generation of bad odor. In addition, it is difficult to put into practical use due to the generation of noise during the continuous operation of the stirring motor and a high electricity rate. Therefore, we have developed a food waste disposal machine without a continuous agitation and evaluated the efficacy. Unlike the conventional type with agitation, the electricity consumption of the machine developed in this study is relatively small and the noise generation caused by the stirring motor can be remarkably reduced. In oder to optimize the food waste disposal system, it is necessary to search for the strains that can facilitate the decomposition of carbohydrate, lipid and protein, which are the main raw materials of food waste. In addition to the microbial strains, it is necessary to find the optimal condition of temperature, feeding air flow rate, composition of composting filter bed, porocity and moisture content of the filter bed, and the type of bulking agent. A Bacillus subtilis FK strain was isolated during this study and is used as the inoculum to degrade food waste materials. In order to evaluate the decomposition ability of carbohydrate, protein and cellulose, the strain FK was tested its degradability of starch, skim milk, and CMC. As a result, it was confirmed that the decomposition ability of the strain FK was appropriate in all types of organic compounds with particular excellence on cellulose. Strain FK showed a highest growth rate at temperature range of 40 to 50℃, which is the usual temperature range of the food waste disposal apparatus. The treatment efficiency, CO2 production and internal temperature were the highest at 1.5 L/min of injected air flow rate, and the ratio of cocopeat to oak woodchip of 4 : 1 (v/v). During the operation of food waste disposal system under the optimum conditions suggested in this study, the total weight loss rate was 96.87% and the final dry weight loss rate was 80.66%. It was confirmed that the food waste disposing system developed in this study has a very high efficiency in composting household food waste and reduce the electricity rate as much as 32KWh per month compared with the conventional food waste disposal machine with agitation.
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