KR102504360B1 - Production method for functional bio-pulp product - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기능성 바이오 펄프 제조방법에 관한 것으로서 특히 백수 무방류 기능성 바이오 펄프 제조방법으로서 투입된 백수를 전량 회수하여 재사용할 수 있는 기능성 바이오 펄프 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing functional bio-pulp, and more particularly, to a method for producing functional bio-pulp that can recover and reuse all of the white water introduced as a non-discharge functional bio-pulp method.
현대 생활은 발달한 과학기술, 생활수준과 문화의 질적 향상 및 편리함 추구 등에 의하여 일회용품의 사용이 급격히 증가하면서 음료용으로 자동판매기의 컵, 음료수를 포장하는 용기, 컵라면 용기, 테이크아웃용 용기, 아이스크림용 용기, 햄버거 포장지, 치킨 포장지 등과 같이 다양한 일회용 용기 포장재가 개발되어 사용되고 있다. 일회용 용기 포장재는 종이를 사용하는 경우가 많으며, 종이의 경우 흡습성의 문제를 해결하기 위하여 방수성 재질로 내부를 코팅한다. 종이 포장재의 코팅에 많이 사용되는 것이 폴리에틸렌(Polyethylene: PE)이다. In modern life, with the rapid increase in the use of disposable items due to advanced science and technology, quality improvement of living standards and culture, and pursuit of convenience, vending machine cups for beverages, beverage packaging containers, cup ramen containers, take-out containers, Various disposable container packaging materials such as ice cream containers, hamburger wrappers, and chicken wrappers have been developed and used. Disposable container packaging materials often use paper, and in the case of paper, the inside is coated with a waterproof material to solve the problem of hygroscopicity. Polyethylene (PE) is widely used for coating paper packaging materials.
일반적으로 폴리에틸렌은 플라스틱의 일종으로 가볍고, 녹슬지 않으며 썩지 않을 뿐만 아니라 화학적 안전성, 내수성, 유연성, 절연성, 성형성 등의 장점에 의하여 주변 생활용품에 많이 사용되는 화학물질이다. In general, polyethylene is a kind of plastic that is light, non-rust and non-rotten, and is a chemical substance that is widely used in peripheral household products due to its advantages such as chemical safety, water resistance, flexibility, insulation, and moldability.
폴리에틸렌은 일반적으로 식품 위생성이 우수하고, 유통가격이 비교적 저렴한 등의 이유에 의하여 다양한 식품 용기의 내부에 방수 등의 목적으로 사용되고 있으나 이를 사용한 용기 포장재는 사용 및 폐기과정에서 환경호르몬 방출 가능성이 있다. 또한 폴리에틸렌 코팅 용기 포장재는 사용후 재활용을 위해 해리하는 과정에서 물에 해리되지 않는 폴리에틸렌은 선별 과정을 거쳐야 하기 때문에 재활용 비용이 증가되는 단점이 있다. Polyethylene is generally used for purposes such as waterproofing inside various food containers due to its excellent food hygiene and relatively low distribution price, but container packaging materials using it may release endocrine disruptors during use and disposal. In addition, polyethylene-coated containers and packaging materials have a disadvantage in that recycling costs increase because polyethylene that is not dissociated in water must undergo a sorting process in the process of dissociation for recycling after use.
이에 따라 종이 용기 포장재 제조에 계속적인 펄프의 수입이 이루어지며, 이에 대한 자원의 재활용 관점 및 환경파괴에서 그 한계점이 있을 뿐만 아니라, 소각 시 발생하는 매연은 대기오염을 유발하고, 매립을 하여도 자연 분해가 되기까지 수백 년이 걸리기 때문에 토양 오염의 주범이 된다. 더욱이, 폴리에틸렌 코팅공정은 원천적으로 요구되는 200℃ 정도의 폴리에틸렌 칩의 용해 공정 및 이에 대한 휘발성 유기용제(VOCs)로 인하여 고비용 및 작업환경 저하/대기오염으로 인한 환경문제를 유발한다. As a result, pulp is continuously imported for the manufacture of paper containers and packaging materials, and there are limitations in terms of recycling resources and environmental destruction. Since it takes hundreds of years to decompose, it is a major cause of soil pollution. Moreover, the polyethylene coating process causes environmental problems due to high cost and deterioration of the working environment/air pollution due to the inherently required melting process of polyethylene chips at about 200 ° C and volatile organic solvents (VOCs) therefor.
환경문제가 대두되면서 이미 선진국의 포장재 공급업체들은 소비자의 관심과 재활용 규제가 친환경 포장재 수요를 불러일으킬 것으로 전망하였다. 이러한 수요에 대응하기 위해 옥수수와 같은 식물을 활용해 만든 여러 형태의 바이오 플라스틱을 출시해 왔으며, 국내 업체들에서도 점차 이에 대한 관심을 높여가고 있다.As environmental issues emerge, packaging material suppliers in developed countries have already predicted that consumer interest and recycling regulations will spur demand for eco-friendly packaging materials. In order to respond to this demand, various types of bioplastics made using plants such as corn have been released, and domestic companies are gradually increasing their interest in them.
한편, 파지나 펄프를 백수에 풀어 해리시킨 펄프 성형용 혼합 용액을 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 성형 및 건조하여 제조하는 펄프 몰드 방식에서 사용된 백수와 진공수 등이 방출되어 백수와 진공수 등의 용수를 재공급해야 하고 방출되는 폐수에 따른 환경 오염의 문제가 있었다.On the other hand, white water and vacuum water used in the pulp mold method, which is produced by molding and drying a mixed solution for pulp molding in which waste paper or pulp is dissolved in white water and dissociated in a pulp molding machine, are released, and white water and vacuum water are released. There was a problem of environmental pollution due to the resupply of water, such as water, and discharged wastewater.
따라서, 용수 절감 및 폐수 방출에 따른 환경 오염 문제를 해결해야하는 문제가 있다. Therefore, there is a problem to solve the problem of environmental pollution caused by water reduction and wastewater discharge.
본 발명은 기능성 바이오 펄프 제조방법에 관한 것으로서 특히 백수 무방류 기능성 바이오 펄프 제조방법으로서 투입된 백수를 전량 회수하여 재사용할 수 있는 기능성 바이오 펄프 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing functional bio-pulp, and more particularly, to a method for producing functional bio-pulp that can recover and reuse all of the white water introduced as a non-discharge functional bio-pulp method.
상기한 기술적 과제를 해결하고자, 본 발명은 파지나 펄프를 백수에 풀어 해리시킨 펄프 성형용 혼합 용액을 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)로 도입하는 단계; 진공 펌프가 진공으로 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내 상기 백수와 증기를 흡입하여 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내부 몰드의 메쉬 상에 펄프를 성형하는 단계; 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수는 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되고 상기 증기와 진공 펌프 내의 진공수는 제1 세퍼레이터로 이동하는 단계; 상기 제1 세퍼레이터로 이동한 진공수는 진공수 탱크로 회수되고, 상기 증기는 제2 세퍼레이터로 이동하는 제1 분리 단계; 상기 제2 세퍼레이터로 이동한 상기 증기의 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수되어 백수로 재사용되고, 잔여 증기는 제3 세퍼레이터로 이동하는 제2 분리 단계; 및 상기 제3 세퍼레이터로 이동한 잔여 증기 중 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수 되어 백수로 재사용되고, 나머지 증기는 대기 중으로 방출되는 제3 분리 단계;를 포함하며, 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수가 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되는 단계 및 제1 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 50 내지 70 중량%이고, 제2 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 20 내지 40 중량%이며, 제3 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는, 기능성 바이오 펄프 제조방법을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention comprises the steps of introducing a mixed solution for pulp molding in which phage or pulp is dissolved in white water and dissociated into a pulp molding machine; forming pulp on a mesh of a mold inside the pulp molding machine by using a vacuum pump to suck the white water and steam in the pulp molding machine; The white water sucked in the pulp molding machine is recovered to a white water tank through a white water recovery pump, and the steam and vacuum water in the vacuum pump move to a first separator; a first separation step of returning the vacuum water that has moved to the first separator to a vacuum water tank and moving the vapor to a second separator; a second separation step in which a part of the steam that has moved to the second separator is naturally cooled and reduced to water, the reduced water is returned to a white water tank and reused as white water, and the remaining steam is moved to a third separator; And a third separation step of naturally cooling some of the remaining vapor that has moved to the third separator and reducing it to water, recovering the reduced water to a white water tank and reusing it as white water, and discharging the remaining vapor into the atmosphere. , The white water sucked in the pulp molding machine is recovered to the white water tank through the white water recovery pump and the white water recovered in the first separation step is 50 to 70% by weight based on 100% by weight of the total white water input, , The white water recovered in the second separation step is 20 to 40% by weight relative to the total 100% by weight of the white water introduced, and the white water recovered in the third separation step is 5 to 20% by weight relative to the total 100% by weight of the white water introduced , It provides a functional bio-pulp manufacturing method.
상기 제1 내지 제3 세퍼레이터 내부에는 상기 증기가 자연 냉각되도록 와류를 형성하는 가림판이 설치된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a shielding plate forming a vortex is installed inside the first to third separators so that the steam is naturally cooled.
상기 제1 세퍼레이터에서 제2 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관 지름은 상기 제2 세퍼레이터에서 제3 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관 지름보다 큰 것을 특징으로 한다.A diameter of a pipe through which steam flows from the first separator to the second separator may be larger than a diameter of a pipe through which steam flows from the second separator to the third separator.
상기 제1 세퍼레이터에서 제2 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관은 상기 제2 세퍼레이터 내부로 돌출된 형태로 배치된 것을 특징으로 한다.A pipe through which steam moves from the first separator to the second separator is disposed in a protruding shape into the second separator.
상기 제2 세퍼레이터 내부로 돌출된 배관을 통해 제2 세퍼레이터 내부로 이동한 증기가 자연 냉각되어 환원된 물은 상기 제2 세퍼레이터 하부로 이동하여 백수 탱크로 회수되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the steam moved into the second separator through the pipe protruding into the second separator is naturally cooled, and the reduced water moves to the lower part of the second separator and is recovered to the white water tank.
상기 제2 세퍼레이터에서 제3 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관 내부에는 이동하는 증기와 충돌하도록 금속 뭉치가 배치된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a metal bundle is disposed inside the pipe through which vapor moves from the second separator to the third separator so as to collide with the moving vapor.
상기 진공 펌프는 수봉식 진공 펌프인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the vacuum pump is a water ring vacuum pump.
상기 진공 펌프에는 보조 탱크가 연결되어 있으며, 상기 보조 탱크에는 상기 진공 펌프 내 수압을 낮추기 위한 수위 조절 밸브가 부착된 것을 특징으로 한다.An auxiliary tank is connected to the vacuum pump, and a water level control valve for lowering the water pressure in the vacuum pump is attached to the auxiliary tank.
본 발명의 다른 실시형태는 상기 기능성 바이오 펄프 제조방법에 의해 제조된 기능성 바이오 펄프를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a functional bio-pulp produced by the above functional bio-pulp manufacturing method.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 따르면, 투입된 백수를 전량 회수하여 재사용할 수 있기 때문에, 용수 절감 및 환경 오염 예방의 효과가 있다.According to the functional bio-pulp manufacturing method according to an embodiment of the present invention, since the entire amount of the input white water can be recovered and reused, there is an effect of saving water and preventing environmental pollution.
본 발명에서 상기 투입된 백수를 전량 회수한다는 의미는 반드시 투입된 백수 100 중량% 전부가 회수된다는 의미는 아니며, 미량의 증기 배출 등을 통해 100 중량%보다 적은 양일 수 있으며, 예를 들어 상기 투입된 백수의 양에 대하여 95 중량% 이상의 양이 회수될 수 있다.In the present invention, the meaning of recovering the entire amount of the injected white water does not necessarily mean that all 100% by weight of the injected white water is recovered, and the amount may be less than 100% by weight through discharge of a small amount of steam. An amount of more than 95% by weight can be recovered.
구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 따르면, 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수가 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되는 단계 및 제1 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 50 내지 70 중량%이고, 제2 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 20 내지 40 중량%이며, 제3 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하며, 제3 분리 단계까지 완료할 경우 투입된 백수를 전량 회수하여 재사용할 수 있기 때문에, 용수 절감 및 환경 오염 예방의 효과가 있다.Specifically, according to the functional bio-pulp manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the step of recovering the white water sucked from the pulp molding machine to the white water tank through the white water recovery pump and the first separation step The white water recovered in is 50 to 70% by weight relative to the total 100% by weight of the white water introduced, the white water recovered in the second separation step is 20 to 40% by weight relative to the total 100% by weight of the white water introduced, and the white water recovered in the third separation step is characterized in that it is 5 to 20% by weight relative to 100% by weight of the total white water introduced, and when the third separation step is completed, the entire amount of white water introduced can be recovered and reused, thereby reducing water use and preventing environmental pollution.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 사용되는 수봉식 진공펌프는 물을 이용하여 진공을 만드는데, 펌프에 수압이 높게 걸리면 펌프의 스타트시 임펠러에 무리한 힘이 가해져서 임펠러가 잘 깨지는 현상이 발생하며, 통상 진공수 탱크는 크고 수량을 많이 담아 두고 사용하기에 펌프에 걸리는 수압은 크게 될 수 밖에 없다. 그러나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 펌프에 걸리는 수압을 낮추어 펌프의 임펠러를 보호하기 위하여 펌프 높이와 평행하게 수위조절 밸브를 부착한 보조탱크를 상기 수봉식 진공펌프와 연결하여 활용함으로써, 수봉식 진공펌프의 임펠러를 보호할 수 있다는 장점이 있다. In addition, the water ring vacuum pump used in one embodiment of the present invention creates a vacuum using water. If the water pressure is high in the pump, excessive force is applied to the impeller when the pump is started, causing the impeller to break easily. Since the vacuum water tank is large and contains a lot of water, the water pressure applied to the pump is inevitably high. However, according to one embodiment of the present invention, in order to protect the impeller of the pump by lowering the water pressure applied to the pump, an auxiliary tank attached with a water level control valve parallel to the height of the pump is connected to the water ring vacuum pump and utilized, thereby utilizing the water ring vacuum pump. It has the advantage of being able to protect the impeller of the pump.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수봉식 고용량 저진공 타입의 진공펌프를 사용하여 성형에 함유된 백수와 발생되는 증기를 연속적으로 흡입할 수 있기 때문에 펄프 제품의 건조 시간을 단축할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the drying time of the pulp product can be shortened because the white water contained in molding and the steam generated can be continuously sucked using a water-sealed, high-capacity, low-vacuum type vacuum pump.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 펄프 제품의 중량, 디자인, 원재료의 종류 및 배합 조건 등에 따라 성형 설비의 온도와 시간을 다르게 조절함으로써, 건조 시간을 단축하고 생산성과 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by adjusting the temperature and time of the molding equipment differently according to the weight, design, type of raw material and mixing conditions of the pulp product, the drying time can be shortened and productivity and quality can be improved. .
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 펄프 제품의 중량, 디자인, 원재료의 종류 및 배합 조건 등에 따라 건조 조건을 다르게 제어함으로써, 백수 및 증기의 발생량과 회수량이 위치에 따라 다르게 되며, 투입된 백수 전량을 회수 및 재사용할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by controlling the drying conditions differently according to the weight, design, type of raw material and blending conditions of the pulp product, the amount and recovery of white water and steam are different depending on the location, and the amount of white water introduced The entire amount can be recovered and reused.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법의 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 사용되는 제1 내지 제3 세퍼레이터의 내부 구조를 도시한 단면도이다. 1 is a process flow diagram of a method for producing functional bio-pulp according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing internal structures of first to third separators used in a method for manufacturing functional bio-pulp according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. However, these examples are only for helping the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법의 공정 흐름도이다. 1 is a process flow diagram of a method for producing functional bio-pulp according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조 방법은 파지나 펄프를 백수에 풀어 해리시킨 펄프 성형용 혼합 용액을 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)로 도입하는 단계; 진공 펌프가 진공으로 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내 상기 백수와 증기를 흡입하여 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내부 몰드의 메쉬 상에 펄프를 성형하는 단계; 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수는 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되고 상기 증기와 진공 펌프 내의 진공수는 제1 세퍼레이터로 이동하는 단계; 상기 제1 세퍼레이터로 이동한 진공수는 진공수 탱크로 회수되고, 상기 증기는 제2 세퍼레이터로 이동하는 제1 분리 단계; 상기 제2 세퍼레이터로 이동한 상기 증기의 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수되어 백수로 재사용되고, 잔여 증기는 제3 세퍼레이터로 이동하는 제2 분리 단계; 및 상기 제3 세퍼레이터로 이동한 잔여 증기 중 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수 되어 백수로 재사용되고, 나머지 증기는 대기 중으로 방출되는 제3 분리 단계;를 포함하며, 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수가 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되는 단계 및 제1 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 50 내지 70 중량%이고, 제2 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 20 내지 40 중량%이며, 제3 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1 , a method for producing functional bio-pulp according to an embodiment of the present invention includes introducing a mixed solution for pulp molding in which phage or pulp is dissolved in white water and dissociated, into a pulp molding machine; forming pulp on a mesh of a mold inside the pulp molding machine by using a vacuum pump to suck the white water and steam in the pulp molding machine; The white water sucked in the pulp molding machine is recovered to a white water tank through a white water recovery pump, and the steam and vacuum water in the vacuum pump move to a first separator; a first separation step of returning the vacuum water that has moved to the first separator to a vacuum water tank and moving the vapor to a second separator; a second separation step in which a part of the steam that has moved to the second separator is naturally cooled and reduced to water, the reduced water is returned to a white water tank and reused as white water, and the remaining steam is moved to a third separator; And a third separation step of naturally cooling some of the remaining vapor that has moved to the third separator and reducing it to water, recovering the reduced water to a white water tank and reusing it as white water, and discharging the remaining vapor into the atmosphere. , The white water sucked in the pulp molding machine is recovered to the white water tank through the white water recovery pump and the white water recovered in the first separation step is 50 to 70% by weight based on 100% by weight of the total white water input, , The white water recovered in the second separation step is 20 to 40% by weight relative to the total 100% by weight of the white water introduced, and the white water recovered in the third separation step is 5 to 20% by weight relative to the total 100% by weight of the added white water. .
우선 파지나 펄프를 백수에 풀어 해리시킨 펄프 성형용 혼합 용액을 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)로 도입하는 단계가 수행된다. First, a step of introducing a mixed solution for pulp molding, in which phage or pulp is dissolved in white water and dissociated, into a pulp molding machine is performed.
구체적으로, 파쇄기에서 1차로 파지나 펄프를 물(백수)에 풀어 원료를 해리시키는 파쇄 공정이 수행되고, 기타 첨가제를 첨가한다. 상기 파쇄된 파지나 펄프를 교반 탱크에 저장하면서 펄프가 양호하게 혼합되도록 계속 교반한다. 상기 파쇄 공정에서 펄프 원료와 물(백수)의 혼합 비율은 계략적으로 약 3:97 부피비이다.Specifically, a crushing process in which the raw material is dissociated by first dissolving the phage or pulp in water (white water) is performed in a crusher, and other additives are added. While storing the shredded phage or pulp in a stirring tank, stirring is continued so that the pulp is well mixed. In the crushing process, the mixing ratio of the pulp raw material and water (white water) is approximately 3:97 by volume ratio.
상기 저장된 원료를 희석 탱크로 보내고 사용하기 용이한 농도로 물을 첨가하여 농도를 조절한다. 이 때 상기 원료를 백수를 이용하여 계략적으로 약 99:1의 부피 비율로 희석한다.The stored raw material is sent to a dilution tank and the concentration is adjusted by adding water to a usable concentration. At this time, the raw material is diluted in a volume ratio of about 99:1 using white water.
성형에 적합한 농도로 희석되면 상기 용해된 펄프는 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)로 보내지고, 초기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에 넣어 제품에 맞추어 설계된 금형으로 흡착 성형하면서 압착 탈수 및 1차 건조시킨 후 2차, 3차 압착 건조시켜 완제품이 제조된다. 이후 완성된 제품이 자동으로 취출되면 검사자가 검사를 하여 포장, 출하된다. When diluted to a concentration suitable for molding, the dissolved pulp is sent to a Pulp Molding Machine, put into the initial Pulp Molding Machine, and adsorbed and molded into a mold designed for the product while compressing and dewatering and 1 After primary drying, secondary and tertiary compression drying is performed to produce finished products. Then, when the finished product is automatically taken out, an inspector inspects it, packs it, and ships it.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 진공 펌프가 진공으로 상기 백수와 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내 증기를 흡입하여 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내부 몰드의 메쉬 상에 펄프를 성형하는 단계가 수행된다.According to one embodiment of the present invention, a vacuum pump vacuums the white water and steam in the pulp molding machine to form pulp on the mesh of the mold inside the pulp molding machine. A molding step is performed.
상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내부 몰드의 메쉬 상에 펄프를 성형하는 단계는 초기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에 넣어 제품에 맞추어 설계된 금형으로 흡착 성형하면서 압착 탈수 및 1차 건조시킨 후 2차, 3차 압착 건조시켜 수행된다. 이후 완제품이 제조되고, 이후 완성된 제품이 자동으로 취출되면 검사자가 검사를 하여 포장, 출하된다. The step of molding the pulp on the mesh of the mold inside the Pulp Molding Machine is to put it in the initial Pulp Molding Machine and adsorb and mold it into a mold designed for the product, while pressing, dewatering and primary drying After that, the second and third pressing and drying is carried out. After that, the finished product is manufactured, and when the finished product is automatically taken out, the inspector inspects it, packs it, and ships it.
본 발명의 일 실시형태에서는 진공 펌프가 진공으로 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내 상기 백수와 증기를 흡입하여 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내부 몰드의 메쉬 상에 펄프를 성형한다.In one embodiment of the present invention, a vacuum pump vacuums the white water and steam in the pulp molding machine to mold pulp on the mesh of the mold inside the pulp molding machine. .
다음으로, 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수는 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되고 상기 증기와 진공 펌프 내의 진공수는 1차 세퍼레이터로 이동하는 단계가 수행된다.Next, the white water sucked in the pulp molding machine is recovered to the white water tank through the white water recovery pump, and the steam and vacuum water in the vacuum pump are moved to the primary separator.
상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입(Suction)을 하면 진공 펌프가 진공으로 금형의 Mesh 위에 제품을 성형시키며 Mesh 위에 펄프만 남기고 백수와 증기를 빨아내어 백수는 백수회수펌프를 통하여 백수탱크로 회수되고 증기와 수봉식 진공펌프의 진공수는 진공펌프를 통하여 1차 세퍼레이터(Separator)로 나가게 된다.When suction is performed in the Pulp Molding Machine, the vacuum pump molds the product on the mesh of the mold with vacuum and sucks out the white water and steam leaving only the pulp on the mesh, and the white water is passed through the white water recovery pump to the white water tank. and the steam and vacuum water of the water ring vacuum pump go out to the primary separator through the vacuum pump.
상기 진공 펌프는 수봉식 진공 펌프인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the vacuum pump is a water ring vacuum pump.
상기 진공 펌프에는 보조 탱크가 연결되어 있으며, 상기 보조 탱크에는 상기 진공 펌프 내 수압을 낮추기 위한 수위 조절 밸브가 부착된 것을 특징으로 한다.An auxiliary tank is connected to the vacuum pump, and a water level control valve for lowering the water pressure in the vacuum pump is attached to the auxiliary tank.
본 발명의 일 실시형태에 사용되는 수봉식 진공펌프는 물을 이용하여 진공을 만드는데, 펌프에 수압이 높게 걸리면 펌프의 스타트시 임펠러에 무리한 힘이 가해져서 임펠러가 잘 깨지는 현상이 발생하며, 통상 진공수 탱크는 크고 수량을 많이 담아 두고 사용하기에 펌프에 걸리는 수압은 크게 될 수 밖에 없다. 그러나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 펌프에 걸리는 수압을 낮추어 펌프의 임펠러를 보호하기 위하여 펌프 높이와 평행하게 수위조절 밸브를 부착한 보조탱크를 상기 수봉식 진공펌프와 연결하여 활용함으로써, 수봉식 진공펌프의 임펠러를 보호할 수 있다는 장점이 있다. The water ring vacuum pump used in one embodiment of the present invention creates a vacuum using water. If the water pressure is high in the pump, excessive force is applied to the impeller when the pump is started, causing the impeller to break easily. The tank is large and contains a lot of water, so the water pressure applied to the pump is inevitably high. However, according to one embodiment of the present invention, in order to protect the impeller of the pump by lowering the water pressure applied to the pump, an auxiliary tank attached with a water level control valve parallel to the height of the pump is connected to the water ring vacuum pump and utilized, thereby utilizing the water ring vacuum pump. It has the advantage of being able to protect the impeller of the pump.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수봉식 고용량 저진공 타입의 진공펌프를 사용하여 성형에 함유된 백수와 발생되는 증기를 연속적으로 흡입할 수 있기 때문에 펄프 제품의 건조 시간을 단축할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the drying time of the pulp product can be shortened because the white water contained in molding and the steam generated can be continuously sucked using a water-sealed, high-capacity, low-vacuum type vacuum pump.
구체적으로, 수봉식 고용량 저진공 타입의 진공펌프의 진공도는 200~700mmHg일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the degree of vacuum of the water ring type high capacity low vacuum type vacuum pump may be 200 to 700 mmHg, but is not necessarily limited thereto.
상기 제1 세퍼레이터로 이동한 진공수는 진공수 탱크로 회수되고, 상기 증기는 제2 세퍼레이터로 이동하는 제1 분리 단계가 수행된다.A first separation step is performed in which the vacuum water that has moved to the first separator is recovered to a vacuum water tank and the vapor is moved to the second separator.
상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수가 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되는 단계와 제1 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 50 내지 70 중량%인 것을 특징으로 한다.The white water sucked in the pulp molding machine is recovered to the white water tank through the white water recovery pump and the white water recovered in the first separation step is 50 to 70% by weight based on 100% by weight of the total white water input. to be characterized
상기 제2 세퍼레이터로 이동한 상기 증기의 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수되어 백수로 재사용되고, 잔여 증기는 제3 세퍼레이터로 이동하는 제2 분리 단계가 수행된다. A second separation step is performed in which a part of the steam that has moved to the second separator is naturally cooled and reduced to water, the reduced water is returned to the white water tank and reused as white water, and the remaining steam moves to the third separator. .
상기 제2 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 20 내지 40 중량%인 것을 특징으로 한다.The white water recovered in the second separation step is characterized in that 20 to 40% by weight relative to 100% by weight of the total white water introduced.
끝으로, 상기 제3 세퍼레이터로 이동한 잔여 증기 중 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수되어 백수로 재사용되고, 나머지 증기는 대기 중으로 방출되는 제3 분리 단계가 수행된다. Finally, a third separation step is performed in which some of the residual vapor that has moved to the third separator is naturally cooled and reduced to water, the reduced water is returned to the white water tank and reused as white water, and the remaining vapor is released into the atmosphere. do.
상기 제3 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 한다.The white water recovered in the third separation step is characterized in that 5 to 20% by weight relative to 100% by weight of the total white water introduced.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 따르면, 투입된 백수를 전량 회수하여 재사용할 수 있기 때문에, 용수 절감 및 환경 오염 예방의 효과가 있다.According to the functional bio-pulp manufacturing method according to an embodiment of the present invention, since the entire amount of the input white water can be recovered and reused, there is an effect of saving water and preventing environmental pollution.
본 발명에서 상기 투입된 백수를 전량 회수한다는 의미는 반드시 투입된 백수 100 중량% 전부가 회수된다는 의미는 아니며, 미량의 증기 배출 등을 통해 100 중량%보다 적은 양일 수 있으며, 예를 들어 상기 투입된 백수의 양에 대하여 95 중량% 이상의 양이 회수될 수 있다.In the present invention, the meaning of recovering the entire amount of the injected white water does not necessarily mean that all 100% by weight of the injected white water is recovered, and the amount may be less than 100% by weight through discharge of a small amount of steam. An amount of more than 95% by weight can be recovered.
구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 따르면, 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수가 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되는 단계 및 제1 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 50 내지 70 중량%이고, 제2 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 20 내지 40 중량%이며, 제3 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하며, 제3 분리 단계까지 완료할 경우 투입된 백수를 전량 회수하여 재사용할 수 있기 때문에, 용수 절감 및 환경 오염 예방의 효과가 있다.Specifically, according to the functional bio-pulp manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the step of recovering the white water sucked from the pulp molding machine to the white water tank through the white water recovery pump and the first separation step The white water recovered in is 50 to 70% by weight relative to the total 100% by weight of the white water introduced, the white water recovered in the second separation step is 20 to 40% by weight relative to the total 100% by weight of the white water introduced, and the white water recovered in the third separation step is characterized in that it is 5 to 20% by weight relative to 100% by weight of the total white water introduced, and when the third separation step is completed, the entire amount of white water introduced can be recovered and reused, thereby reducing water use and preventing environmental pollution.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 사용되는 제1 내지 제3 세퍼레이터의 내부 구조를 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing internal structures of first to third separators used in a method for manufacturing functional bio-pulp according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 사용되는 제1 내지 제3 세퍼레이터의 내부 구조 및 투입된 백수를 회수하는 제1 내지 제3 분리 단계에 대하여 보다 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2 , the internal structure of the first to third separators used in the method for manufacturing functional bio-pulp according to an embodiment of the present invention and the first to third separation steps for recovering the introduced white water are described in more detail. let me explain
상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 진공 Tank로 흡입된 백수는 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되고 상기 증기와 진공 펌프 내의 진공수는 제1 세퍼레이터(100)로 이동하고, 상기 제1 세퍼레이터(100)로 이동한 진공수는 진공수 탱크로 회수되고, 상기 증기는 제2 세퍼레이터(200)로 이동하는 제1 분리 단계가 수행된다.The white water sucked into the vacuum tank from the pulp molding machine is recovered to the white water tank through the white water recovery pump, and the steam and vacuum water in the vacuum pump move to the
상기 제1 내지 제3 세퍼레이터(100, 200, 300) 내부에는 상기 증기가 자연 냉각되도록 와류를 형성하는 가림판(11)이 설치된 것을 특징으로 한다.The first to
상기 제1 세퍼레이터(100) 내부에는 상기 증기가 자연 냉각되도록 와류를 형성하는 가림판(11)이 설치되어 있기 때문에, 상기 제1 세퍼레이터(100) 내부의 증기는 와류 구조에 따라 회전하며 자연 냉각되어 일부는 물로 환원되어 회수되고 나머지 증기는 제2 세퍼레이터(200)로 이동할 수 있다.Since the shielding
상기 제1 세퍼레이터(100)에서 제2 세퍼레이터(200)로 증기가 이동하는 배관(12) 지름은 상기 제2 세퍼레이터(200)에서 제3 세퍼레이터(300)로 증기가 이동하는 배관(22) 지름보다 큰 것을 특징으로 한다.The diameter of the
상기 제1 세퍼레이터(100)에서 제2 세퍼레이터(200)로 증기가 이동하는 배관(12)은 상기 제2 세퍼레이터(200) 내부로 돌출된 형태로 배치된 것을 특징으로 한다.The
이로 인하여, 상기 제1 세퍼레이터(100)에서 상기 제2 세퍼레이터(200)로 이동하는 상기 증기의 흐름을 느리게 하고 상기 제1 세퍼레이터(100)에서 제2 세퍼레이터(200)로 증기가 이동하는 배관(12)을 내부로 돌출시켜 환원된 물을 모아 백수로 회수 및 재사용할 수 있다.Due to this, the flow of the steam moving from the
상기 제2 세퍼레이터(200) 내부에는 상기 증기가 자연 냉각되도록 와류를 형성하는 가림판(11)이 설치되어 있기 때문에, 상기 제2 세퍼레이터(200) 내부의 증기는 와류 구조에 따라 회전하며 자연 냉각되어 일부는 물로 환원되어 회수되고 나머지 증기는 제3 세퍼레이터(300)로 이동할 수 있다.Since the shielding
상기 제2 세퍼레이터(200) 내부로 돌출된 배관(12)을 통해 제2 세퍼레이터(200) 내부로 이동한 증기가 자연 냉각되어 환원된 물은 상기 제2 세퍼레이터(200) 하부로 이동하여 백수 탱크로 회수되는 것을 특징으로 한다.The steam that has moved into the
상기 제2 세퍼레이터(200)에서 제3 세퍼레이터(300)로 증기가 이동하는 배관(22) 내부에는 이동하는 증기와 충돌하도록 금속 뭉치(23)가 배치된 것을 특징으로 한다.A
또한, 상기 제2 세퍼레이터(200)에서 제3 세퍼레이터(300)로 증기가 이동하는 배관(22)은 상기 제2 세퍼레이터(200) 내부로 길게 연장 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the
상기 제2 세퍼레이터(200)에서 제3 세퍼레이터(300)로 증기가 이동하는 배관(22) 내부에서 상기 증기는 금속 뭉치(23)와 충돌하게 되고, 상기 제2 세퍼레이터(200)에서 제3 세퍼레이터(300)로 증기가 이동하는 배관(22)이 상기 제2 세퍼레이터(200) 내부로 길게 연장 배치됨으로써, 증기의 이동 및 배출을 느리게 할 수 있다.Inside the
이로 인하여, 자연 냉각되어 환원되는 물의 양이 증가하여 회수되는 백수의 양이 증가하고 백수의 회수율을 증가시킬 수 있다.As a result, the amount of white water recovered by natural cooling increases and the recovery rate of white water can be increased.
상기 제3 세퍼레이터(300)로 이동한 잔여 증기 중 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수되어 백수로 재사용되고, 나머지 증기는 대기 중으로 방출되는 제3 분리 단계가 수행된다. A third separation step is performed in which some of the remaining vapor that has moved to the
상기 제3 세퍼레이터(300) 내부에도 상기 증기가 자연 냉각되도록 와류를 형성하는 가림판(11)이 설치되어 있기 때문에, 상기 제3 세퍼레이터(300) 내부의 증기는 와류 구조에 따라 회전하며 자연 냉각되어 일부는 물로 환원되어 회수되고 나머지 증기는 대기 중으로 방출될 수 있다.Since the shielding
제2 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 20 내지 40 중량%이며, 제3 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하며, 제3 분리 단계까지 완료할 경우 투입된 백수를 전량 회수하여 재사용할 수 있기 때문에, 용수 절감 및 환경 오염 예방의 효과가 있다.The white water recovered in the second separation step is 20 to 40% by weight relative to the total 100% by weight of the white water introduced, and the white water recovered in the third separation step is 5 to 20% by weight relative to the total 100% by weight of the added white water Characterized in that, When the third separation step is completed, the entire amount of the introduced white water can be recovered and reused, so there is an effect of saving water and preventing environmental pollution.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 펄프 제품의 중량, 디자인, 원재료의 종류 및 배합 조건 등에 따라 성형설비의 온도 및 시간을 조절함으로써, 건조 시간을 단축하고 생산성과 품질을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by adjusting the temperature and time of the molding equipment according to the weight, design, type of raw material and mixing conditions of the pulp product, the drying time can be shortened and productivity and quality can be improved.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 펄프 제품의 중량, 디자인, 원재료의 종류 및 배합 조건 등에 따라 건조 조건을 다르게 제어함으로써, 백수 및 증기의 발생량과 회수량이 위치에 따라 다르게 되며, 투입된 백수 전량을 회수 및 재사용할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by controlling the drying conditions differently according to the weight, design, type of raw material and blending conditions of the pulp product, the amount and recovery of white water and steam are different depending on the location, and the amount of white water introduced The entire amount can be recovered and reused.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 따르면, 유압부가 추가로 더 포함될 수 있다.According to the functional bio-pulp manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a hydraulic unit may be further included.
상기 유압부는 70~140 Kg/㎠의 유압 펌프를 이용하여 설비의 금형이 장착된 조방을 상하좌우로 이동도 하고 성형제품을 압착하여 백수를 제거하고 제품의 면을 매끈하고 탄탄하게 만들어 줄 수 있다.The hydraulic unit uses a hydraulic pump of 70 ~ 140 Kg / ㎠ to move the roving chamber equipped with the mold of the facility up, down, left and right, and compresses the molded product to remove white water and make the surface of the product smooth and firm. .
본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 사용되는 구체적인 금형에서의 제품 이송경로는 다음과 같다. A product transfer path in a specific mold used in the method for manufacturing functional bio-pulp according to an embodiment of the present invention is as follows.
금형은 1차 상하, 2차 상하, 3차 상하 6개로 구성되어 있으며 1차 하 금형에서 Suction하여 1차 상 금형이 진공으로 빨고 올라가 2차 하 금형에 올려주고 다시 2차 상 금형, 3차 하 금형, 3차 상 금형을 거치게 된다. 1차 하 금형은 히터가 없고 물에 해리된 원료를 셕션하고 1차 상, 2차 상하, 3차 상하는 히터가 있어 압착 건조를 한다.The mold is composed of 1st upper and lower, 2nd upper and lower, and 3rd upper and lower 6 pieces. Suction is performed in the 1st lower mold, and the 1st upper mold is sucked up by vacuum and placed on the 2nd lower mold, and then the 2nd upper mold and 3rd lower mold It goes through a mold and a 3rd phase mold. The first lower mold does not have a heater, and the raw materials dissociated in water are washed, and the first upper, second upper and lower, and third upper and lower molds have heaters to perform compression drying.
상기 1차 상 금형의 온도는 250 ~ 400℃, 2차 상하 금형의 온도는 200 ~ 400℃, 3차 상하 금형의 온도는 100 ~ 300℃이며, 이는 제조하고자 하는 제품에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 적절한 사이클 시간(C/T)은 20 ~ 180초이다. The temperature of the 1st phase mold is 250 ~ 400 ℃, the temperature of the 2nd upper and lower molds is 200 ~ 400 ℃, and the temperature of the 3rd upper and lower molds is 100 ~ 300 ℃, which can be appropriately selected according to the product to be manufactured, , a suitable cycle time (C/T) is 20 to 180 seconds.
본 발명의 다른 실시형태는 상기 기능성 바이오 펄프 제조방법에 의해 제조된 기능성 바이오 펄프를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a functional bio-pulp produced by the above functional bio-pulp manufacturing method.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 따르면, 투입된 백수를 전량 회수하여 재사용할 수 있기 때문에, 용수 절감 및 환경 오염 예방의 효과가 있다.According to the functional bio-pulp manufacturing method according to an embodiment of the present invention, since the entire amount of the input white water can be recovered and reused, there is an effect of saving water and preventing environmental pollution.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법은 종래의 열풍건조방식(습식)인 Soft Mold 방식과 달리 가압 열건조방식인 건식방식(Hard Mold)을 채택하고 있기 때문에 종래의 열풍건조방식(습식)과 달리 열금형을 이용 바로 건조되는 방식으로 제품의 변형이 없고 표면이 매끄러워 제품의 고급화가 가능하다는 장점이 있다.In addition, the functional biopulp manufacturing method according to an embodiment of the present invention adopts a dry method (Hard Mold), which is a pressurized heat drying method, unlike the Soft Mold method, which is a conventional hot air drying method (wet method), so that the conventional hot air drying method is used. Unlike the wet method, it is a method that dries directly using a thermal mold, so there is no product deformation and the surface is smooth, so it is possible to upgrade the product.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기능성 바이오 펄프 제조방법에 의해 제조된 기능성 바이오 펄프는 기존의 플라스틱의 대체품으로 일반 공산품의 완제품 포장완충용 및 공정에서 사용하는 산업용 반제품 이송, 보관 또는 포장용 트레이로 다양하게 활용될 수 있으며, 플라스틱 폐기와 관련한 환경문제도 감소시킬 수 있다.In addition, the functional bio-pulp produced by the functional bio-pulp manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a substitute for conventional plastics and can be used as a tray for transportation, storage or packaging of industrial semi-finished products used in the packaging buffer of general industrial products and in the process. It can be used in various ways, and it can also reduce environmental problems related to plastic disposal.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예 및 비교예에 대해서 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific examples and comparative examples according to the present invention will be described. The following examples are merely provided as examples to aid understanding of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited thereby.
<실시예><Example>
1) 원료 제조1) Raw material manufacturing
추출
부산물seabird
extraction
by-product
파지 또는 종이 스크랩과 물(백수)를 3:97의 부피비로 혼합하고 파쇄한 후, 1~5mm의 PLA 섬유나 분말 또는 PVC 분말 등을 혼합하고 상기 혼합물에 발수제, 증착제, 소포제를 첨가하였다. After mixing and crushing waste paper or paper scraps and water (white water) at a volume ratio of 3:97, 1 to 5 mm PLA fibers or powders or PVC powders were mixed and a water repellent agent, a deposition agent, and a defoaming agent were added to the mixture.
구체적인 함량은 [표 1]에 나타나 있다. 상기 [표 1]에 기재된 발수제, 정착제, 소포제의 함량은 펄프, PLA, PVC, 해조추출부산물 및 전분으로 이루어진 펄프 기본 원료의 100 중량 대비 함량을 기재한 것이다. The specific content is shown in [Table 1]. The contents of the water repellent, fixative, and antifoaming agent described in [Table 1] are based on 100 weight of the pulp base material consisting of pulp, PLA, PVC, seaweed extract by-products, and starch.
상기 발수제는 알킬 케텐 이량체(alkyl ketene dimer, CAS No. 84989-41-3)(AKD), 정착제는 폴리아민-폴리아미드-에피클로로히드린(CAS No. 82056-50-6; Adipic acid polymer with N-(2-aminoethyl)-1,2-ethanediamine reaction-products with epichlorohydrin), 소포제는 옥타데칸올(Octadecanol)을 사용하였다. 해조 추출 부산물은 해조류에서 식품의 첨가제, 건강보조식품, 한천 재료 등으로 이용되는 해조류의 내부 젤을 추출하고 남은 해조류 섬유를 의미한다. The water repellent is alkyl ketene dimer (CAS No. 84989-41-3) (AKD), and the fixative is polyamine-polyamide-epichlorohydrin (CAS No. 82056-50-6; Adipic acid polymer with N-(2-aminoethyl)-1,2-ethanediamine reaction-products with epichlorohydrin), and octadecanol was used as the antifoaming agent. Seaweed extraction by-product refers to seaweed fiber remaining after extracting the inner gel of seaweed used as food additives, health supplements, and agar materials from seaweed.
상기 원료 혼합용액이 잘 혼합되고 안정화되도록 교반하였다. The mixture of raw materials was mixed well and stirred to stabilize.
다음 초지성형작업이 원활하도록 상기 혼합 원료에 물(백수)를 첨가하여 1:99의 부피 비율로 희석하였다. Water (white water) was added to the mixed raw material to facilitate the next papermaking operation and diluted at a volume ratio of 1:99.
이후, 성형작업이 용이하도록 잘 희석된 용해된 펄프를 Pulp Molding Machine의 Suction Tank로 보내어 제품에 맞추어 설계된 금형으로 흡착 성형하면서 압착탈수 및 1차 건조시킨 후 2차 또는 3차 압착 건조시켜 트레이를 생산하였다. 이 때 1차 상 금형의 온도는 330℃, 2차 상하 금형의 온도는 310℃, 3차 상하 금형의 온도는 200℃였으며, 싸이클 타임은 아래 [표 2]와 같다. Afterwards, the well-diluted and dissolved pulp is sent to the Suction Tank of the Pulp Molding Machine to facilitate molding work, and is adsorbed and molded with a mold designed for the product. did At this time, the temperature of the first upper mold was 330 ° C, the temperature of the second upper and lower mold was 310 ° C, and the temperature of the third upper and lower mold was 200 ° C, and the cycle time is shown in [Table 2] below.
상기의 방법에 의하여 제조된 실시예 1 내지 5의 제품(트레이)의 강도를 측정하기 위하여 각 트레이에 동일한 힘을 가하여 쪼개지는지 여부를 측정하였다. 이와 같은 강도 측정 결과는 [표 1]의 평가란에 기재하였다(◎: 매우우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 기존수준). In order to measure the strength of the products (trays) of Examples 1 to 5 manufactured by the above method, the same force was applied to each tray to measure whether they were split. The strength measurement results were described in the evaluation column of [Table 1] (◎: very good, ○: excellent, △: normal, ×: existing level).
측정결과 실시예 3 및 4의 경우 강도가 가장 우수한 것으로 측정되었으며, 이 중에서도 실시예 4의 조성비율로 제조된 트레이가 가장 강도가 우수한 것으로 측정되었다. 즉 원료는 펄프와 PLA를 85:15 중량비로 혼합한 경우에 가장 높은 강도를 갖는다는 것을 확인하였다. As a result of the measurement, in the case of Examples 3 and 4, the strength was measured to be the best, and among them, the tray prepared with the composition ratio of Example 4 was measured to have the best strength. That is, it was confirmed that the raw material had the highest strength when pulp and PLA were mixed in a weight ratio of 85:15.
<실험예><Experimental example>
따라서 본 발명자는 실시예 4의 트레이를 이용하여 표면저항, 압축강도, 내열성 및 유해물질 존재 여부를 검사하였다. Therefore, the present inventors tested the surface resistance, compressive strength, heat resistance, and presence of harmful substances using the tray of Example 4.
1) 표면 저항1) surface resistance
상기 트레이의 표면고유저항은 ASTM D257-14에 의하여 측정하였으며 시험 결과 상기 트레이의 포면 저항은 2 x 106 Ω임을 확인하였다. The surface resistivity of the tray was measured according to ASTM D257-14, and as a result of the test, it was confirmed that the surface resistance of the tray was 2 x 10 6 Ω.
2) 압축강도2) Compressive strength
상기 트레이의 압축강도는 10mm/min의 속도로 압축시켜 파손될 때까지의 최대 하중을 측정하였다. 측정 결과 상기 실시예 4의 방법으로 제조된 트레이의 압축 하중은 1940N이었으며, 일반 시중의 제품을 이와 동일한 방법으로 압축 강도를 측정하였을 때 압축 하중은 771N으로 측정되었다. 따라서 상기 실시예 4의 방법으로 제조된 트레이는 일반 시중의 제품에 비하여 2배 이상의 압축 하중을 갖는다. The compressive strength of the tray was compressed at a speed of 10 mm/min and the maximum load until it was broken was measured. As a result of the measurement, the compression load of the tray prepared by the method of Example 4 was 1940 N, and when the compressive strength of a commercially available product was measured in the same way, the compression load was measured to be 771 N. Therefore, the tray manufactured by the method of Example 4 has a compression load more than twice as high as that of general commercially available products.
3) 내열성3) heat resistance
내열성은 KS G 5602:2016의 방법에 의하여 측정하였다. 시험 결과 250 ± 3℃의 온도에서 5분간 동안 처리한 경우 어떠한 변형 및 변색도 일어나지 않았다. 이에 따라, 본 발명의 트레이는 내열성을 가짐을 알 수 있다.Heat resistance was measured by the method of KS G 5602: 2016. As a result of the test, no deformation or discoloration occurred when treated at a temperature of 250 ± 3 ° C for 5 minutes. Accordingly, it can be seen that the tray of the present invention has heat resistance.
4) 유해물질 검출 측정4) Hazardous substance detection and measurement
상기 실시예 4에서 제조된 종이 포장재에 대한 유해물질 검출 여부를 확인하였다.It was confirmed whether harmful substances were detected in the paper packaging material prepared in Example 4.
상기 [표 3]을 참조하면, 본 발명의 트레이에서 인체에 유해한 잔류 PCBs, 용출 납(Pb), 용출 비소(As2O3), 용출 포름알데히드 및 용출 형광증백제 모두 전혀 검출되지 않았으며, 이는 본 발명의 기능성 바이오 펄프 조성물로 제조된 최종 제품은 음식의 용기로 사용이 가능하다는 것을 알 수 있다. Referring to [Table 3], residual PCBs, eluted lead (Pb), eluted arsenic (As 2 O 3 ), eluted formaldehyde, and eluted fluorescent whitening agent harmful to the human body were not detected at all in the tray of the present invention, It can be seen that the final product made of the functional biopulp composition of the present invention can be used as a food container.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments, since various substitutions and changes can be made to those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. .
11: 가림판 12, 22: 배관
23: 금속 뭉치
100, 200, 300: 제1 내지 제3 세퍼레이터11:
23: Bunch of Metal
100, 200, 300: first to third separators
Claims (9)
진공 펌프가 진공으로 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내 상기 백수와 증기를 흡입하여 상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine) 내부 몰드의 메쉬 상에 펄프를 성형하는 단계;
상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수는 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되고 상기 증기와 진공 펌프 내의 진공수는 제1 세퍼레이터로 이동하는 단계;
상기 제1 세퍼레이터로 이동한 진공수는 진공수 탱크로 회수되고, 상기 증기는 제2 세퍼레이터로 이동하는 제1 분리 단계;
상기 제2 세퍼레이터로 이동한 상기 증기의 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수되어 백수로 재사용되고, 잔여 증기는 제3 세퍼레이터로 이동하는 제2 분리 단계; 및
상기 제3 세퍼레이터로 이동한 잔여 증기 중 일부는 자연 냉각되어 물로 환원되고, 상기 환원된 물은 백수 탱크로 회수 되어 백수로 재사용되고, 나머지 증기는 대기 중으로 방출되는 제3 분리 단계;를 포함하며,
상기 펄프 몰드 성형장치(Pulp Molding Machine)에서 흡입된 백수가 백수회수펌프를 통하여 백수 탱크로 회수되는 단계 및 제1 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 50 내지 70 중량%이고, 제2 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 20 내지 40 중량%이며, 제3 분리 단계에서 회수된 백수는 투입된 백수 전체 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%이고,
상기 제1 세퍼레이터에서 제2 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관 지름은 상기 제2 세퍼레이터에서 제3 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관 지름보다 크며,
상기 제1 세퍼레이터에서 제2 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관은 상기 제2 세퍼레이터 내부로 돌출된 형태로 배치되고, 상기 제2 세퍼레이터 내부로 돌출된 배관을 통해 제2 세퍼레이터 내부로 이동한 증기가 자연 냉각되어 환원된 물은 상기 제2 세퍼레이터 하부로 이동하여 백수 탱크로 회수되며,
상기 제2 세퍼레이터에서 제3 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관 내부에는 이동하는 증기와 충돌하도록 금속 뭉치가 배치되고, 상기 제2 세퍼레이터에서 제3 세퍼레이터로 증기가 이동하는 배관은 상기 제2 세퍼레이터 내부로 길게 연장 배치된 것을 특징으로 하는, 기능성 바이오 펄프 제조방법.
Introducing a mixed solution for pulp molding, in which phage or pulp is dissolved in white water and dissociated, into a pulp molding machine;
forming pulp on a mesh of a mold inside the pulp molding machine by using a vacuum pump to suck the white water and steam in the pulp molding machine;
The white water sucked in the pulp molding machine is recovered to a white water tank through a white water recovery pump, and the steam and vacuum water in the vacuum pump move to a first separator;
a first separation step of returning the vacuum water that has moved to the first separator to a vacuum water tank and moving the vapor to a second separator;
a second separation step in which a part of the steam that has moved to the second separator is naturally cooled and reduced to water, the reduced water is returned to a white water tank and reused as white water, and the remaining steam is moved to a third separator; and
A third separation step of naturally cooling some of the residual vapor that has moved to the third separator and reducing it to water, recovering the reduced water to a white water tank and reusing it as white water, and discharging the remaining vapor into the atmosphere;
The white water sucked in the pulp molding machine is recovered to the white water tank through the white water recovery pump and the white water recovered in the first separation step is 50 to 70% by weight relative to 100% by weight of the total white water input, The white water recovered in the second separation step is 20 to 40% by weight based on the total 100% by weight of the white water introduced, and the white water recovered in the third separation step is 5 to 20% by weight based on the total 100% by weight of the added white water,
A pipe diameter through which steam moves from the first separator to the second separator is greater than a pipe diameter through which steam moves from the second separator to the third separator,
A pipe through which steam moves from the first separator to the second separator is disposed in a protruding shape into the second separator, and the steam moving into the second separator through the pipe protruding into the second separator is naturally cooled. The reduced water moves to the lower part of the second separator and is recovered to the white water tank,
A metal bundle is disposed inside the pipe through which steam moves from the second separator to the third separator so as to collide with the moving steam, and the pipe through which steam moves from the second separator to the third separator is long inside the second separator. Characterized in that the extended arrangement, functional bio-pulp manufacturing method.
상기 제1 내지 제3 세퍼레이터 내부에는 상기 증기가 자연 냉각되도록 와류를 형성하는 가림판이 설치된 것을 특징으로 하는, 기능성 바이오 펄프 제조방법.
According to claim 1,
A method for producing functional bio-pulp, characterized in that a shielding plate for forming a vortex is installed inside the first to third separators so that the steam is naturally cooled.
상기 진공 펌프는 수봉식 진공 펌프인 것을 특징으로 하는, 기능성 바이오 펄프 제조방법.
According to claim 1,
Characterized in that the vacuum pump is a water ring vacuum pump, functional bio-pulp manufacturing method.
상기 진공 펌프에는 보조 탱크가 연결되어 있으며, 상기 보조 탱크에는 상기 진공 펌프 내 수압을 낮추기 위한 수위 조절 밸브가 부착된 것을 특징으로 하는, 기능성 바이오 펄프 제조방법.
According to claim 1,
An auxiliary tank is connected to the vacuum pump, and a water level control valve for lowering the water pressure in the vacuum pump is attached to the auxiliary tank.
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