본 발명은 농업, 환경 및 에너지를 위한 음료가공 시설물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음료를 가공할 때 배출되는 배출물과 폐수를 소화시켜 바이오가스와 폐슬러지를 생산하는 음료가공 시설물에 관한 기술이다.The present invention relates to a beverage processing facility for agriculture, environment and energy, and more particularly, to a technology for a beverage processing facility that digests wastewater and effluent discharged during beverage processing to produce biogas and waste sludge.
종래에는 선행기술로 기재된 특허문헌과 같이 혐기성 소화장치를 이용하여 바이오가스를 생산하였다. 그러나 종래에는 소화재료로 소화되어 생산된 바이오가스와 폐슬러지, 상기 폐슬러지를 가공하여 생산된 퇴비, 상기 퇴비를 공급받아 생산된 농작물, 상기 농작물을 사용하여 생산된 부산물 및 상기 부산물 기반의 소화재료 등 농업, 축산, 음료, 환경 및 에너지를 위해 각각으로 생산된 생산물을 순환하여 사용하는 기술이 미비한 문제점이 있다.Conventionally, biogas has been produced using anaerobic digestion equipment, as described in prior art patent documents. However, conventional methods have been limited to technologies for recycling and utilizing products produced for agriculture, livestock, beverages, the environment, and energy, including biogas produced through digestion as a digester, waste sludge, compost produced by processing said waste sludge, crops produced using said compost, byproducts produced using said crops, and digester materials based on said byproducts.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 음료를 가공할 때 배출되는 배출물과 폐수를 소화시켜 바이오가스와 폐슬러지를 생산하고, 바이오가스를 음료가공이나 퇴비생산으로 사용하며, 폐슬러지로 퇴비를 생산하는 음료가공 시설물을 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention provides a beverage processing facility that digests wastewater and effluent discharged during beverage processing to produce biogas and waste sludge, uses the biogas for beverage processing or compost production, and produces compost from the waste sludge.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명의 실시예에 따른 농업, 환경 및 에너지를 위한 음료가공 시설물은, 상류의 유휴부지에 형성된 농작 시설물에서 생산되는 농작물을 이용하여 음료를 가공하는 음료가공수단(910); 상기 음료를 가공할 때 배출되는 배출물과 폐수를 소화시켜 바이오가스와 폐슬러지를 생산하는 소화수단(920); 상기 바이오가스의 사용을 제어하는 제어수단(990) 및 상기 폐슬러지를 가공하여 퇴비를 생산하는 퇴비생산수단(930)을 포함하여, 상기 바이오가스는 음료가공이나 퇴비생산으로 사용되고, 상기 퇴비는 농작물의 생장으로 사용되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem, a beverage processing facility for agriculture, environment, and energy comprises a beverage processing means (910) for processing a beverage using crops produced in an agricultural facility formed on an idle land upstream; a digestion means (920) for digesting wastewater and effluent discharged during beverage processing to produce biogas and waste sludge; a control means (990) for controlling the use of the biogas, and a compost production means (930) for processing the waste sludge to produce compost, characterized in that the biogas is used for beverage processing or compost production, and the compost is used for the growth of crops.
상기 제어수단은, 경부하시 바이오가스를 모아두고 계통으로부터 잉여전력을 공급받는 공급모드(991); 첨두 부하시 보유된 바이오가스를 사용하는 사용모드(992); 상기 음료가공이나 퇴비생산의 과정에서 바이오가스를 열에너지로 변환시켜 히트펌프를 구동시키는 구동모드(993) 및 상기 열에너지를 회수하여 전기를 생성하는 회수모드(994)로 동작하는 것을 특징으로 할 수 있다.The above control means may be characterized in that it operates in a supply mode (991) in which biogas is stored during light load and surplus power is supplied from the system; a use mode (992) in which the stored biogas is used during peak load; a drive mode (993) in which biogas is converted into heat energy during the beverage processing or compost production process to drive a heat pump; and a recovery mode (994) in which the heat energy is recovered to generate electricity.
상기 음료가공수단은 상류의 용수를 공급받고, 상기 소화수단은 음료가공수단으로부터 음료를 가공할 때 배출되는 폐수를 공급받으며, 상기 제어수단은 바이오가스를 전기로 변환시켜 용수나 폐수를 공급하기 위한 양수펌프를 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.The above beverage processing means may be supplied with upstream water, the above digestion means may be supplied with wastewater discharged when processing a beverage from the beverage processing means, and the above control means may be characterized in that it converts biogas into electricity to drive a pump for supplying water or wastewater.
본 발명의 실시예에 따른 농업, 환경 및 에너지를 위한 음료가공 시설물은, 상기 농작물의 이송, 퇴비의 이송, 가축분뇨의 수거 및 녹조의 수거 중 적어도 하나의 기능을 제공하는 순환이송수단을 더 포함하고, 상기 소화수단은 배출물, 가축분뇨, 녹조 및 폐수 중 적어도 하나를 포함하여 통합 소화를 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.A beverage processing facility for agriculture, environment and energy according to an embodiment of the present invention may further include a circulation transport means that provides at least one function among the transport of agricultural crops, the transport of compost, the collection of livestock manure and the collection of green algae, and the digestion means may be characterized in that it provides integrated digestion including at least one of discharge, livestock manure, green algae and wastewater.
본 발명은 음료를 가공할 때 배출되는 배출물과 폐수를 소화시켜 바이오가스와 폐슬러지를 생산하고, 바이오가스를 음료가공이나 퇴비생산으로 사용하며, 폐슬러지로 퇴비를 생산함으로써, 음료가공 시설물을 운영하는 기업의 사회적 기여를 향상시킬 수 있다.The present invention can improve the social contribution of companies operating beverage processing facilities by producing biogas and waste sludge by digesting wastewater and effluent discharged during beverage processing, using the biogas for beverage processing or compost production, and producing compost from the waste sludge.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 생산물 순환사용 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2와 도 3은 생산물 순환사용 방법을 도시한 예이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 생산물 순환사용 시스템을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 생산물 순환사용 시스템을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 생산물 순환사용 시스템을 도시한 블록도이다.
도 7은 도 6의 음료가공 시설물을 상세하게 도시한 블록도이다.
도 8은 도 7의 제어수단을 상세하게 도시한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a product circulation system according to a first embodiment of the present invention.
Figures 2 and 3 are examples illustrating a method of recycling products.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a product circulation system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a product circulation system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a product circulation system according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 7 is a block diagram illustrating in detail the beverage processing facility of Figure 6.
Figure 8 is a block diagram illustrating in detail the control means of Figure 7.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings and the contents described in the attached drawings, but the present invention is not limited or restricted by the embodiments.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 생산물 순환사용 시스템을 도시한 블록도로서, 생산물 순환사용 시스템(10)은 농작 시설물(100), 가축사육 시설물(200), 소화 시설물(300) 및 순환처리 시설물(400)을 포함한다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a product circulation system according to a first embodiment of the present invention, wherein the product circulation system (10) includes an agricultural facility (100), a livestock breeding facility (200), a digestion facility (300), and a circulation treatment facility (400).
본 발명은 댐 상류의 유휴부지를 활용하여 농경지를 확보할 수 있다. 농작 시설물(100)은 상류의 유휴부지에 퇴비를 공급하는 기능이 구비된다. 농작 시설물(100)은 상류의 유휴부지에 퇴비를 분사시켜 공급하는 분사수단(미도시)이 구비될 수 있다.The present invention can secure farmland by utilizing idle land upstream of a dam. The agricultural facility (100) is equipped with a function to supply compost to the idle land upstream. The agricultural facility (100) may be equipped with a spraying means (not shown) that sprays compost to the idle land upstream.
농작 시설물(100)은 농작물의 생장이나 생산을 위한 다양한 설비를 포함할 수 있고, 이에 한정하지 않는다. 농작물은 가축사육이나 음료생산을 위한 작물일 수 있고, 대표적으로 옥수수나 유채이다.Agricultural facilities (100) may include, but are not limited to, various facilities for the growth or production of agricultural crops. The agricultural crops may be crops for livestock breeding or beverage production, and representative examples include corn and rapeseed.
가축사육 시설물(200)은 농작 시설물(100)에서 생장된 농작물을 사용하여 가축사료를 공급하는 기능이 구비된다. 가축사육 시설물(200)은 농작물의 자체를 공급하거나, 분해하여 분사하는 공급수단(미도시)이 구비될 수 있다.The livestock breeding facility (200) is equipped with a function of supplying livestock feed using crops grown in the agricultural facility (100). The livestock breeding facility (200) may be equipped with a supply means (not shown) that supplies the crops themselves or disassembles and sprays them.
가축사육 시설물(200)은 가축의 사육이나 가축분뇨를 처리하기 위한 다양한 설비를 포함할 수 있고, 이에 한정하지 않는다. 가축은 대표적으로 소나 돼지이다.Livestock breeding facilities (200) may include, but are not limited to, various facilities for breeding livestock or treating livestock waste. Livestock are typically cattle or pigs.
소화 시설물(300)은 가축사육 시설물(200)의 가축에 의해 생산된 가축분뇨를 사용하여 바이오가스와 폐슬러지를 생산한다. 소화 시설물(300)은 가축분뇨를 통하여 바이오가스와 폐슬러지(또는 소화 슬러지)를 생산하기 위한 혐기성 소화조(미도시)가 구비될 수 있다.The digestion facility (300) produces biogas and waste sludge using livestock manure produced by livestock in the livestock raising facility (200). The digestion facility (300) may be equipped with an anaerobic digestion tank (not shown) for producing biogas and waste sludge (or digested sludge) using livestock manure.
혐기성 소화(anaerobic digestion)는 혐기 상태에서 미생물을 이용하여 가축분뇨나 폐수를 처리하는 것이다. 더욱 상세하게는 혐기성 소화는 생분해성 유기물질들이 무산소 상태에서 미생물에 의해 분해되는 과정을 의미하고, 분해과정에서 주로 메탄성분을 포함하는 바이오가스와 이산화탄소로 이루어진 가스 혼합물이 생성될 수 있으며, 나머지는 주로 질소(N)와 인(P)으로 구성된 폐슬러지를 생성할 수 있다.Anaerobic digestion is the process of treating livestock waste or wastewater using microorganisms under anaerobic conditions. More specifically, anaerobic digestion refers to the process by which biodegradable organic matter is decomposed by microorganisms in an oxygen-free environment. During the decomposition process, a gas mixture consisting primarily of methane-containing biogas and carbon dioxide can be produced, while the remainder can produce waste sludge composed primarily of nitrogen (N) and phosphorus (P).
순환처리 시설물(400)은 폐슬러지를 사용하여 농작 시설물(100)에게 제공될 퇴비를 생산한다. 순환처리 시설물(400)은 폐슬러지를 퇴비로 쓸 수 있도록 탈수 건조시키는 시설이 구비될 수 있다.The circulation treatment facility (400) uses waste sludge to produce compost to be provided to the agricultural facility (100). The circulation treatment facility (400) may be equipped with a facility to dehydrate and dry the waste sludge so that it can be used as compost.
소화 시설물(300)과 순환처리 시설물(400)은 서로 인접된 위치에 설치되거나 일체형의 시설물로 제작될 수 있다. 생산물 순환사용 시스템(10)은 각각의 시설물에서 생산된 생산물을 순환하여 사용한다.The digestion facility (300) and the circulation treatment facility (400) may be installed adjacent to each other or manufactured as an integrated facility. The product circulation system (10) circulates and uses the products produced in each facility.
소화 시설물(300)은 가축사육 시설물(200)의 가축에 의해 생산된 가축분뇨를 공급받고, 하류에서 생산된 녹조를 공급받으며, 가축분뇨와 녹조를 통합 소화시켜 바이오가스와 폐슬러지를 생산할 수 있다.The digestion facility (300) receives livestock manure produced by livestock in the livestock raising facility (200), receives green algae produced downstream, and can produce biogas and waste sludge by comprehensively digesting the livestock manure and green algae.
소화 시설물(300)은 가축분뇨와 녹조를 통합 소화시켜 두 기질의 상호보완적 반응을 유도함으로써, 바이오가스의 발생량을 향상시킬 수 있다. 통합 소화 이후에 배출되는 폐슬러지는 다량의 질소와 인을 함유하여 탈수 건조의 과정을 거쳐 양질의 퇴비로 활용될 수 있다.The digestion facility (300) can enhance biogas production by inducing a complementary reaction between the two substrates through the integrated digestion of livestock manure and green algae. The waste sludge discharged after the integrated digestion contains a large amount of nitrogen and phosphorus, and can be utilized as high-quality compost after a dehydration and drying process.
생산물 순환사용 시스템(10)은 바이오가스를 이용하여 생산된 전기를 농작 시설물(100), 가축사육 시설물(200) 및 소화 시설물(300)에게 제공하기 위한 자가전력 공급망이 형성될 수 있다.The product circulation system (10) can form a self-power supply network to provide electricity produced using biogas to agricultural facilities (100), livestock facilities (200), and digestion facilities (300).
본 발명은 혐기성 소화과정에서 획득된 바이오가스를 전기로 발전시키고, 발전된 전기를 각각의 시설물에 환원시킴으로써, 친환경적으로 생산물을 순환적으로 사용할 수 있고, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention generates electricity from biogas obtained through an anaerobic digestion process and returns the generated electricity to each facility, thereby enabling environmentally friendly recycling of products and improving energy efficiency.
생산물 순환사용 시스템(10)은 퇴비, 농작물 및 가축분뇨의 순환이송을 제공하고, 바이오가스를 사용하여 생산된 전기로 구동되는 순환이송장치(500)를 더 포함할 수 있다. 순환이송장치(500)는 대표적을 전기자동차이다.The product circulation system (10) provides circulation of compost, crops, and livestock manure, and may further include a circulation transport device (500) driven by electricity produced using biogas. A representative example of the circulation transport device (500) is an electric vehicle.
생산물 순환사용 시스템(10)은 농작물의 생산으로 발생하는 이산화탄소 감축량과 농작물의 판매수익을 계상하는 수익배분장치(450)를 더 포함할 수 있다. 수익배분장치(450)에서 계상된 금액은 하류의 녹조를 수집하기 위한 인건비로 활용할 수 있다.The product recycling system (10) may further include a revenue distribution device (450) that calculates the amount of carbon dioxide reduction generated by crop production and the revenue from the sale of crops. The amount calculated by the revenue distribution device (450) may be used as labor costs for collecting downstream green algae.
수익배분장치(450)는 스마트폰, PC 또는 서버일 수 있고, 금액계상과 통신기능이 구비된 다양한 단말기일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.The profit distribution device (450) may be a smartphone, a PC, or a server, and may be various terminals equipped with amount calculation and communication functions, but is not limited thereto.
본 발명은 계상된 금액은 녹조를 수집하는 주민에게 인건비의 명목으로 제공됨으로써, 일자리 창출이나 마을기업유치 등 주민지원사업을 활성화할 수 있다.The present invention can activate resident support projects such as job creation and attraction of village enterprises by providing the calculated amount as labor costs to residents who collect green algae.
도 2와 도 3은 생산물 순환사용 방법을 도시한 예로서, 본 발명은 댐 상류의 유휴부지를 활용하여 농경지를 확보할 수 있고, 농경지에서 지방이나 단백질이 풍부하고 탄소흡수율이 매우 높은 농작물을 생장시킬 수 있으며, 농작물의 생장을 통하여 대기 중의 이산화탄소를 감소시켜 탄소배출권의 수익을 발생할 수 있다.Figures 2 and 3 are examples illustrating a method of recycling products. The present invention can secure farmland by utilizing idle land upstream of a dam, grow crops rich in fat or protein and having a very high carbon absorption rate in the farmland, and generate revenue from carbon emission rights by reducing carbon dioxide in the atmosphere through the growth of crops.
본 발명은 농작물을 이용한 사료공급이나 판매수익을 통하여 주민의 인건비 등 주민지원사업을 제공할 수 있다.The present invention can provide resident support projects, such as providing feed using crops or selling profits, to residents to cover their labor costs.
본 발명은 비관리대상의 농장을 관리할 수 있고, 댐 상류의 유휴부지를 통하여 생산된 자체 사료를 사용시 가축분뇨의 처리단가를 할인할 수 있고, 하류 중점관리대상구역 내 녹조(회수조류)를 수집하여 가축분뇨와 녹조를 통합 혐기성 소화할 수 있다.The present invention can manage unmanaged farms, discount the unit price of livestock manure treatment when using self-produced feed through idle land upstream of a dam, and collect green algae (recovered algae) in a downstream key management target area to perform integrated anaerobic digestion of livestock manure and green algae.
본 발명은 혐기소화과정에서 발생하는 바이오가스를 열에너지나 전기에너지로 활용할 수 있고, 도시가스의 형태로 외부로 판매하여 수익을 발생할 수 있다.The present invention can utilize biogas generated in the anaerobic digestion process as heat energy or electrical energy, and generate profits by selling it externally in the form of city gas.
본 발명은 혐기소화과정 후 배출된 폐슬러지를 퇴비화하여 댐 상류 유휴부지의 농경지에 공급할 수 있다.The present invention can compost waste sludge discharged after an anaerobic digestion process and supply it to farmland in idle land upstream of a dam.
본 발명은 농작 시설물(100), 가축사육 시설물(200), 소화 시설물(300) 및 순환처리 시설물(400)에서 각각으로 생산된 생산물을 순환하여 사용함으로써, 농작물과 가축의 생장에 기여할 수 있고, 동시에 탄소 중립과 물환경 관리에 기여할 수 있다.The present invention can contribute to the growth of crops and livestock by circulating and using products produced in each of agricultural facilities (100), livestock breeding facilities (200), digestion facilities (300), and circulation treatment facilities (400), and at the same time, can contribute to carbon neutrality and water environment management.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 생산물 순환사용 시스템을 도시한 블록도로서, 생산물 순환사용 시스템(10)은 수력발전으로 생산된 전기를 송변전 계통(700)에게 제공하는 수력발전 시설물(600)을 더 포함한다.FIG. 4 is a block diagram illustrating a product circulation system according to a second embodiment of the present invention, wherein the product circulation system (10) further includes a hydroelectric power generation facility (600) that provides electricity produced by hydroelectric power generation to a transmission and substation system (700).
수력발전 시설물(600)은 상류에 위치하고, 순환처리 시설물(400)은 중류나 하류에 위치함으로써, 순환처리 시설물(400)은 수력발전 시설물(600)보다 지형적으로 낮을 수 있다.The hydroelectric power plant (600) is located upstream, and the circulation treatment facility (400) is located midstream or downstream, so that the circulation treatment facility (400) may be geographically lower than the hydroelectric power plant (600).
순환처리 시설물(400)은 수력발전 시설물(600)과 송변전 계통(700) 사이에 형성되어 송변전 계통(700)으로 전기를 중계한다.A circulation treatment facility (400) is formed between a hydroelectric power generation facility (600) and a transmission and substation system (700) and relays electricity to the transmission and substation system (700).
본 발명은 각각의 시설물에서 생성된 생산물을 순환하여 사용하고, 순환처리 시설물을 이용하여 생산된 전기를 중계함으로써, 농업, 환경 및 에너지를 종합적으로 고려한 생산물 순환 서비스를 제공할 수 있고, 별도로 전기를 중계하기 위한 시설물의 설치비용을 절약시킬 수 있다.The present invention can provide a product circulation service that comprehensively considers agriculture, the environment, and energy by circulating and using products generated from each facility and relaying electricity produced using a circulation treatment facility, and can save on the cost of installing facilities for relaying electricity separately.
순환처리 시설물은 수력발전 시설물(600)과 바이오가스를 통해 생산된 전기를 합성하여 송변전 계통(700)으로 공급할 수 있다. 전기를 합성하는 설비는 ADC, DAC, 배터리 또는 주파수변환기를 포함할 수 있다.The circulation treatment facility can synthesize electricity produced through a hydroelectric power plant (600) and biogas and supply it to a transmission and distribution system (700). The facility that synthesizes electricity may include an ADC, DAC, battery, or frequency converter.
순환처리 시설물(400)은 설정된 반경의 인구밀집도의 충족여부 및 도시가스 이송라인(800)의 존재여부 중 적어도 하나에 대응하여 바이오가스를 전기로 변환하거나 바이오가스를 도시가스 이송라인(800)으로 공급하는 설비가 구비될 수 있다.The circulation treatment facility (400) may be equipped with equipment to convert biogas into electricity or supply biogas to the city gas transport line (800) in response to at least one of the satisfaction of the population density within a set radius and the presence of a city gas transport line (800).
본 발명은 주변의 여건에 따라 순환처리 시설물(400)의 설비를 구성함으로써, 신재생에너지의 활용도를 향상시킬 수 있다.The present invention can improve the utilization of renewable energy by configuring the equipment of a circulation treatment facility (400) according to the surrounding conditions.
수력발전 시설물(600)과 순환처리 시설물(400)은 경부하시 유량과 바이오가스를 모아두고 첨두 부하시 발전하여, 발전 스케줄링을 서로 맞출 수 있다.The hydroelectric power generation facility (600) and the circulation treatment facility (400) can store the flow rate and biogas during light load and generate power during peak load, thereby aligning the power generation schedule with each other.
본 발명은 발전 스케줄링을 통하여 수력발전 시설물(600)과 순환처리 시설물(400)을 발전을 제공함으로써, 발전효율을 향상시킬 수 있다.The present invention can improve power generation efficiency by providing power generation to a hydroelectric power generation facility (600) and a circulation treatment facility (400) through power generation scheduling.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 생산물 순환사용 시스템을 도시한 블록도로서, 본 발명은 곡류와 같은 농작물로 음료를 생산할 수 있고, 음료 가공 후에 배출된 배출물로 혐기성 소화를 제공할 수 있으므로, 생산물 순환사용 시스템(10)은 가축사육 시설물(200)의 대체로 가능한 음료가공 시설물(900)을 더 포함한다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a product recycling system according to a third embodiment of the present invention. Since the present invention can produce beverages from crops such as grains and can provide anaerobic digestion with the waste discharged after beverage processing, the product recycling system (10) further includes a beverage processing facility (900) that can replace a livestock breeding facility (200).
본 발명에서 가축사육 시설물이나 음료가공 시설물(900)을 부산물(가축분뇨나 배출물)을 생산하는 부산물생산 시설물로 정의한다.In the present invention, a livestock breeding facility or a beverage processing facility (900) is defined as a by-product production facility that produces by-products (livestock manure or emissions).
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 생산물 순환사용 시스템을 도시한 블록도로서, 음료가공 시설물(900)은 도 5에 도시된 바와 같이 소화 시설물(300)과 순환처리 시설물(400)과 분리될 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 소화 시설물(300)과 순환처리 시설물(400)을 포함할 수 있으며, 주변 여건의 환경에 따라 다양하게 구성할 수 있다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a product circulation system according to a fourth embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 5, a beverage processing facility (900) may be separated from a digestion facility (300) and a circulation treatment facility (400), and as illustrated in FIG. 6, may include a digestion facility (300) and a circulation treatment facility (400), and may be configured in various ways depending on the surrounding environment.
도 7은 도 6의 음료가공 시설물을 상세하게 도시한 블록도로서, 음료가공 시설물(900)은 음료가공수단(910), 소화수단(920), 퇴비생산수단(930) 및 제어수단(990)을 포함한다.FIG. 7 is a block diagram illustrating in detail the beverage processing facility of FIG. 6, wherein the beverage processing facility (900) includes a beverage processing means (910), a digestion means (920), a compost production means (930), and a control means (990).
음료가공수단(910)은 상류의 유휴부지에 형성된 농작 시설물(100)에서 생산되는 농작물을 이용하여 음료를 가공한다. 소화수단(920)은 음료를 가공할 때 배출되는 배출물과 폐수를 소화시켜 바이오가스와 폐슬러지를 생산한다. 음료는 곡류를 이용한 맥주나 식혜일 수 있고, 다양할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.The beverage processing unit (910) processes beverages using crops produced in agricultural facilities (100) built on idle land upstream. The digestion unit (920) digests the wastewater and effluent discharged during beverage processing to produce biogas and waste sludge. The beverages may be various, including beer or sikhye made from grains, and are not limited thereto.
제어수단(990)은 바이오가스의 사용을 제어한다. 퇴비생산수단(930)은 폐슬러지를 가공하여 퇴비를 생산한다. 바이오가스는 음료가공이나 퇴비생산으로 사용되고, 퇴비는 농작물의 생장으로 사용된다.The control means (990) controls the use of biogas. The compost production means (930) processes waste sludge to produce compost. Biogas is used for beverage processing and compost production, and the compost is used for crop growth.
음료가공수단이나 소화수단은 열을 발생시키는 히트펌프(미도시)나 물을 공급시키는 양수펌프(미도시)를 포함할 수 있다.The beverage processing means or digestion means may include a heat pump (not shown) that generates heat or a water pump (not shown) that supplies water.
도 8은 도 7의 제어수단을 상세하게 도시한 블록도로서, 제어수단은 공급모드(991), 사용모드(992), 구동모드(993) 및 회수모드(994)로 동작할 수 있다. 공급모드(991)는 경부하시 바이오가스를 모아두고 계통으로부터 잉여전력을 공급받아 전력소비효율을 향상시킬 수 있다.Fig. 8 is a block diagram illustrating in detail the control means of Fig. 7, wherein the control means can operate in supply mode (991), use mode (992), driving mode (993), and recovery mode (994). The supply mode (991) can improve power consumption efficiency by collecting biogas during light load and supplying surplus power from the system.
사용모드(992)는 첨두 부하시 보유된 바이오가스를 사용하여 전력소비효율을 향상시킬 수 있다. 구동모드(993)는 음료가공이나 퇴비생산의 과정에서 바이오가스를 열에너지로 변환시켜 히트펌프를 구동시킨다.Usage mode (992) can improve power consumption efficiency by using biogas stored during peak load. Driving mode (993) converts biogas into thermal energy during beverage processing or compost production to drive a heat pump.
회수모드(994)는 열에너지를 회수하여 전기를 생성할 수 있다. 회수된 전기는 용수나 폐수를 공급하기 위한 양수펌프를 구동시키는데 사용될 수 있다.The recovery mode (994) can recover heat energy to generate electricity. The recovered electricity can be used to drive a water pump to supply water or wastewater.
제어수단(990)은 히트펌프 구동시 바이오가스를 열에너지로 변환시키고, 에너지를 회수하여 전기를 생성하며, 생성된 전기를 배터리에 저장하고, 양수펌프 구동시 배터리에 저장된 전기를 사용할 수 있다.The control means (990) converts biogas into thermal energy when the heat pump is driven, recovers the energy to generate electricity, stores the generated electricity in a battery, and can use the electricity stored in the battery when the pump is driven.
제어수단(990)은 각각의 모드에 대한 동작시기를 스케줄링하는 스케줄링부(999)를 포함함으로써, 전력소비효율을 향상시킬 수 있다.The control means (990) can improve power consumption efficiency by including a scheduling unit (999) that schedules the operation time for each mode.
음료가공수단(910)은 상류의 용수를 공급받을 수 있고, 소화수단(920)은 음료가공수단(910)으로부터 음료를 가공할 때 배출되는 폐수를 공급받을 수 있으며, 제어수단(990)은 바이오가스를 전기로 변환시켜 용수나 폐수를 공급하기 위한 양수펌프를 구동시킬 수 있다.The beverage processing means (910) can be supplied with upstream water, the digestion means (920) can be supplied with wastewater discharged when processing a beverage from the beverage processing means (910), and the control means (990) can drive a water pump to supply water or wastewater by converting biogas into electricity.
본 발명은 용수에서 폐수로 물을 순환시켜 사용함으로써, 물의 순환 활용도를 향상시킬 수 있고, 환경보호에 도움이 될 수 있다.The present invention can improve the water circulation utilization by circulating water from water to wastewater and can help protect the environment.
음료가공 시설물(900)은 농작물의 이송, 퇴비의 이송, 가축분뇨의 수거 및 녹조의 수거 중 적어도 하나의 기능을 제공하는 순환이송수단(950)을 더 포함할 수 있다. 순환이송수단(950)은 전술한 순환이송장치(500)의 기능과 유사할 수 있다.The beverage processing facility (900) may further include a circulation transport means (950) that provides at least one of the functions of transporting agricultural crops, transporting compost, collecting livestock waste, and collecting green algae. The circulation transport means (950) may have a function similar to that of the aforementioned circulation transport device (500).
소화수단(920)은 배출물, 가축분뇨, 녹조 및 폐수 중 적어도 하나를 포함하여 통합 소화를 제공함으로써, 복수의 기질의 상호보완적 반응을 유도하여 바이오가스의 발생량을 향상시킬 수 있다.The digestion means (920) can provide integrated digestion by including at least one of effluent, livestock manure, green algae, and wastewater, thereby inducing complementary reactions of multiple substrates and improving the amount of biogas produced.
음료가공 시설물(900)은 바이오가스를 열로 사용하거나 전기로 사용하는 에너지사용수단(940)을 더 포함할 수 있다.The beverage processing facility (900) may further include an energy use means (940) that uses biogas as heat or electricity.
10: 생산물 순환사용 시스템100: 농작 시설물
200: 가축사육 시설물300: 소화 시설물
400: 순환처리 시설물450: 수익배분장치
500: 순환이송장치600: 수력발전 시설물
700: 송변전 계통800: 도시가스 이송라인
900: 음료가공 시설물910: 음료가공수단
920: 소화수단930: 퇴비생산수단
940: 에너지사용수단950: 순환이송수단
990: 제어수단991: 공급모드
992: 사용모드993: 구동모드
994: 회수모드999: 스케줄링부10: Product recycling system 100: Farming facilities
200: Livestock facilities 300: Digestion facilities
400: Circulation treatment facility 450: Profit distribution device
500: Circulation conveyor 600: Hydroelectric power plant
700: Transmission and substation system 800: City gas transmission line
900: Beverage processing facilities 910: Beverage processing means
920: Digestion means 930: Compost production means
940: Energy use means 950: Circular transport means
990: Control means 991: Supply mode
992: Usage mode 993: Drive mode
994: Recovery mode 999: Scheduling section
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220058394AKR102848561B1 (en) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | Beverage processing facilities for agriculture, environment and energy |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220058394AKR102848561B1 (en) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | Beverage processing facilities for agriculture, environment and energy |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230158815A KR20230158815A (en) | 2023-11-21 |
| KR102848561B1true KR102848561B1 (en) | 2025-08-21 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220058394AActiveKR102848561B1 (en) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | Beverage processing facilities for agriculture, environment and energy |
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102848561B1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100826474B1 (en)* | 2006-12-20 | 2008-04-30 | (주)성도 | Combined Farming Plant |
| US20080176303A1 (en)* | 2007-01-19 | 2008-07-24 | 6Solutions, Llc | Farm Scale Ethanol Plant |
| US20090249685A1 (en) | 2008-03-28 | 2009-10-08 | Flowers Troy D | Closed loop biomass energy system |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101149029B1 (en) | 2010-10-22 | 2012-05-24 | 서윤 | Anaerobic digesting apparatus |
| KR101591443B1 (en)* | 2013-10-31 | 2016-02-04 | 한경대학교 산학협력단 | Anaerobic digestion system of agricultural byproduct for the alleviation of ammonia inhibition |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100826474B1 (en)* | 2006-12-20 | 2008-04-30 | (주)성도 | Combined Farming Plant |
| US20080176303A1 (en)* | 2007-01-19 | 2008-07-24 | 6Solutions, Llc | Farm Scale Ethanol Plant |
| US20090249685A1 (en) | 2008-03-28 | 2009-10-08 | Flowers Troy D | Closed loop biomass energy system |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230158815A (en) | 2023-11-21 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumaran et al. | A review on industrial scale anaerobic digestion systems deployment in Malaysia: Opportunities and challenges | |
| Honcharuk et al. | Production and use of biogas and biomethane from waste for climate neutrality and development of green economy | |
| US20150088583A1 (en) | Sustainability campus of co-located facilities | |
| Kozłowski et al. | Current state, challenges and perspectives of biological production of hydrogen in dark fermentation process in Poland | |
| CN117952363A (en) | Farming-grazing park zero-carbon-region production time sequence planning method based on multi-energy complementation | |
| Gebrezgabher et al. | Costs of producing biogas at dairy farms in the Netherlands | |
| Álvaro et al. | Hybridization of anaerobic digestion with solar energy: A solution for isolated livestock farms | |
| CN108935110A (en) | A kind of livestock and poultry cultivation and pollution ecology governing system of combination photovoltaic | |
| KR102848561B1 (en) | Beverage processing facilities for agriculture, environment and energy | |
| KR102848565B1 (en) | Product circulation usage system for agriculture, livestock and environment | |
| Nahian et al. | Prospects and potential of biogas technology in Bangladesh | |
| Amer et al. | Case study for optimum techno-economic integration of PV and anaerobic digestion for sustainable agri-business | |
| DK2486169T3 (en) | System for clean energy | |
| CN112177767A (en) | Power generation system for producing biogas environment-friendly power generation by using livestock and poultry manure | |
| Bolyssov et al. | Possibilities of using biogas in agriculture | |
| JP2008055303A (en) | Distributed energy supply system using methane fermentation | |
| Skamyin et al. | Application of biogas technologies using railway transport | |
| Sims et al. | Anaerobic digestion of crops and farm wastes in the United Kingdom | |
| Geletukha et al. | The prospects of biogas production and use in Ukraine | |
| Gowd et al. | A case study on integrated systems analysis for biomethane use | |
| Borzenko et al. | The Problem of Utilization of Agricultural Enterprises’ Biowaste: The LLC “Leader” Case Study (Zaporizhzhya Region, Ukraine) | |
| Biernat et al. | Analysis of the bio-methane potential in the selected countries of the Baltic Sea Region | |
| JPH07204697A (en) | Apparatus for supplying both electric power and heat utilizing waste material | |
| IS | ESTABLISHING A BIO-METHANIZATION FACILITY TO PRODUCE MANURE AND BIOGAS FROM SOLID WASTE THAT IS ORGANIC IN NATURE IN RURAL AREAS | |
| Orazberdiyeva | Potential of using biogas technology in Turkmenistan |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application | St.27 status event code:A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 | |
| PA0201 | Request for examination | St.27 status event code:A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| PG1501 | Laying open of application | St.27 status event code:A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded | St.27 status event code:A-3-3-R10-R18-oth-X000 | |
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection | St.27 status event code:A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 | |
| E13-X000 | Pre-grant limitation requested | St.27 status event code:A-2-3-E10-E13-lim-X000 | |
| P11-X000 | Amendment of application requested | St.27 status event code:A-2-2-P10-P11-nap-X000 | |
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration | St.27 status event code:A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 | |
| PR0701 | Registration of establishment | St.27 status event code:A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 | |
| PR1002 | Payment of registration fee | St.27 status event code:A-2-2-U10-U11-oth-PR1002 Fee payment year number:1 | |
| PG1601 | Publication of registration | St.27 status event code:A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |