Abstract
Indirected heating dryer is used as one of the food waste treatment technologies for the production of the drier material supplied to the recycling facilities or end user. This study investigated the effect on drying efficiency for the operation of rotating screw with the circulating and falling movements on indirected drying process of food waste. The screw operating condition showed higher drying efficiency despite of the shorter drying time compared to the screw non-operating condition. The moisture content decreased to 14.4% from the initial moisture content of 77.1% after drying 5 hours in the screw operating condition. On the other hand, in the screw non-operating condition, the moisture content decreased slightly to 35.6% after drying 16 hours. During the drying process, variations of the water evaporation rate and particle size showed different tendencies depending on the moisture content regions. In the higher moisture content region above the glue zone(moisture content of about 50%-60%), the particle size increased and the water evaporation rate reached the highest peak. In the range of glue zone, the particle size maximized while the water evaporation rate decreased sharply. In the lower moisture content region below the glue zone, the water evaporation rate and particle size both decreased at the same time. The particle size distribution was widely ranged from 25.0mm to 0.25mm in the screw operating condition while it was narrowly distributed in the screw non-operating condition from 25.0mm to 3.56mm, especially highly concentrated to 25.0mm. It was regarded that the hygroscopic, capillary and gravitational water evaporated more easily from the intra-particle during the circulating and falling movement caused by the rotating of the screw and the difference of the cohesional force of water within intra-particle depending on the moisture content regions. Comparing the effect of the circulating and falling movement on drying efficiency, the water evaporation rates per time and per weight of dry solid in the screw operating condition were higher about 364% and 356%, respectively, than those of the screw non-operating condition.
건조과정에서 시료의 순환과 낙하이동에 따른 건조효과를 평가하기 위하여 음식물류폐기물 8,000kg을 간접건조방식의 건조기에 투입하고 회전스크류 가동시와 미가동시에 대하여 수분함량, 건조율, 평균입자크기 및 입도분포, 증발수분량 및 건조효율을 비교하였다. 음식물류폐기물의 초기 수분함량은 77.1%로서, 회전스크류 가동시에는 가동 후 5시간 만에 수분함량이 14.4%로 낮아진 반면에 미가동시에는 16시간을 가동시켜도 수분함량 35.6%에 머물고 있어 시료의 순환과 낙하이동이 건조효과 상승에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 건조시작 후 점성구간 도달 이전에는 입자크기가 증가하면서 수분증발률은 최대치를 보인다. 점성구간에서는 입자크기가 최대치를 나타내나 수분증발률은 급감하기 시작하며, 점성구간 이후에는 입자크기와 수분증발률이 동시에 감소하는 것으로 나타났다. 이는 자유수 증발량과 각 구간에서의 점성차이에 기인한 것으로 여겨진다. 평균 입자크기는 가동 후 지속적으로 증가하여 점성구간인 수분함량 70%-60% 범위에서 최대치를 보인 후 감소하는 경향을 나타내었으나 평균 입자크기의 변화정도는 회전스크류 가동방식에 따라 다르게 나타났다. 또한 회전스크류 가동시 입도분포는 25.0mm에서 0.25mm까지 폭넓게 분포하는 반면에 미가동시에는 25.0mm에서 3.56mm까지 의 좁은 입도분포와 25.0mm이상의 입자크기에 집중되고 있다. 회전스크류 가동으로 건조효율에 미치는 효과를 회전스크류 미가동시와 비교하면 시간당 증발수분량은 364%, DS(Dry Solid)당 증발수분량은 356%나 증가한 것으로 평가되었다.