2013년 국내 시설(비닐, 유리 온실)에서 재배되는 토마토, 풋고추, 파프리카의 생산량은 총 632,315톤으로 잎, 줄기 등 발생되는 폐기물은 수확량의 약 30%에 해당되는 189,695 톤으로 추정되며 대부분 노지에 방치 유실되거나 소각 처리된다. 본 연구에서는 이 처럼 단순 폐기되는 농업폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조 장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 100kg/hr인 실험실용 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농업기술원 온실에서 재배되는 파프리카, 토마토, 딸기, 가지, 고추 등의 부산물을 실험원료로 사용하였다. 원료성상, 원료이송방식, 송풍량, 건조온도, 건조시간에 따른 부산물 건조특성을 파악하였다. 원료를 비교적 짧게 절단하고 열풍이 배출되는 다공판위를 견인형 컨베이어로 이송시키는 형태의 경우 건조실험 결과 세절된 원료에서 추출된 내부 수분이 외부로 유출되어 원료들 사이의 공극을 채워 건조공기가 원료 층을 통과하지 못하게 하고, 특히 100℃ 이상 고온에 노출되는 경우 원료표면에 잔류하는 유출 수분이 건조되면서 막을 형성하여 내부 원료들은 전혀 건조가 되지 못하는 현상이 관측되었다. 이러한 원료내부의 공극형성 불량으로 국부적으로 공기가 통과되는 부분만 집중적으로 급격한 건조가 진행되고 공급된 건조공기 대부분이 이 부분으로 유출되어 효과적인 건조가 전혀 진행되지 못하였다. 피건조물 사이의 공극형성을 위해 원료를 절단하지 않고 수행한 건조실험 결과 송풍량 및 온도에 따라 건조속도 및 처리용량이 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 특히 송풍량과 압력을 증가시킨 건조 실험결과 건조 상하층 간 불균일 건조해소 및 건조속도, 건조능력에서 연구목표치인 100kg/hr, 60%/hr를 상회하는 결과를 보였다. 특히 건조공기온도 150℃ 이하에서도 송풍량을 증가시켜서 원하는 건조작업 수행이 가능함을 확인할 수 있었다. 결론적으로 시설농업폐기물 같은 산물밀도가 작은 초본계 원료도 컨베이어형 원료이송 형태로 연속식 열풍건조가 가능함을 확인하였다.

In Korea, the daily waste production in 2015(excluding specified waste) was 404,812 tons, of which household waste accounted for 12.7%(51,247 tons/day). Total household food and vegetable waste amounted to 1,120 tons/day; of this, 70% of was ultimately used as feed or fertilizer and 30% was buried. In this study, a drying unit was developed to enable the production of solid refuse fuel using high-moisture food waste, and its performance was examined through an experiment. Thus, a laboratory pyrolysis system with a drying capacity of 500 kg/hr was manufactured. Food wastes were collected from a company cafeteria and from Changwon City and used for experiment. The drying characteristics of the food waste were examined depending on the input temperature of the drying air. The results of the food waste drying experiment showed that the total required drying time was approximately 20 hours, and the drying speed was approximately 2.90 %/hr. The drying time was five hours longer than the research target value(15 hours per batch). However, the time was approximately 16 hours when the preheating and cooling times required for the input and output were excluded, which was close to the research target value. The drying time did not show a large difference depending on the temperature of the input drying air. Drying time was 21 hours at 155℃, and thus drying operation would be possible without the use of high-temperature air(more than 200℃) when waste heat is utilized in the future. It is thought that rather than the temperature of the input air, it is the contact area between the input air and the food waste that has a significant effect on reducing the drying time.

대량생산이 가능하여 바이오매스로서 활용가능이 큰 부레옥잠의 수확 후 건조 장치를 개발하기 위한 열풍건조 특성을 분석하였다. 수확 후 절단된 원료의 경우 수분과 원료 고형분이 혼합된 죽처럼 형상화되어 공극이 불량하여 통풍건조가 불가능하였다. 절단하지 않은 원료는 공극이 비교적 잘 형성되어 통풍건조가 가능하였으며, 풍량 2 수준(33.53 m3/min, 42.58 m3/min) 건조공기 온도 3 수준(26 ∼ 28℃, 30 ∼ 32℃, 34 ∼ 37℃)으로 건조실험을 수행한 결과 건조속도는 건조공기 온도에 많은 영향을 받았으며, 부레옥잠 열분해 처리를 위한 함수율을 약 20%로 가정할 경우, 가장 적합한 건조방식은 풍량 42.58 m3/min, 건조공기온도 37℃, 풍량비 1.05 m3/min-kg인 열풍 Ⅱ 건조 방식임을 알 수 있다. 따라서 향 후 개발되는 부레옥잠 건조용 건조 장치를 설계하는 경우 건조공기온도 약 40℃ 이상, 풍량비 약 1.05 m3/min-kg 이상을 기준으로 송풍량과 공기가열 히터 용량을 결정하면 건조속도 5%/hr 이상, 최종건조함수율 20% 이하로 부레옥잠을 건조하는 것이 가능할 것으로 판단되었다.