"5조- 모럭모럭자라조"의 두 판 사이의 차이

2021년 12월 12일 (일) 23:12 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 폐 모발 재활용을 통한 친환경 비료 제조 설비

영문 : Facilities for manufacturing eco-friendly fertilizers through recycling waste hair

과제 팀명

모(毛)럭모(毛)럭 자라조

지도교수

장서일 교수님

지도멘토

김태훈 멘토님, 김성준 멘토님

개발기간

2021년 9월 ~ 2021년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부 20168900** 김**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부 20168900** 박**

서울시립대학교 환경공학부 20168900** 백**

서울시립대학교 환경공학부 20178900** 권**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 점진적으로 증가하는 폐 모발의 재활용은 무궁무진한 부가가치 창출의 가능성을 보유하고 있으며, 이를 통해 폐기물 처리비용 저감 및 환경보전에 기여가 가능하다.

◇ 현재 대한민국 내 운영되고 있는 수많은 미용실은 폐 모발의 배출점으로서 제품의 설치 시 해당 배출점에서의 배출량 감소 및 관리의 용이함을 꾀할 수 있다.

◇ 폐 모발의 알칼리성 환경에서의 열처리를 통한 생물학적 유용물질을 회수 및 전환하여 비료를 생산한다. 이러한 과정을 통한 재활용은 기존 폐 모발의 매립으로 발생하는 매립 비용 저감과, 소각 과정에서 발생하는 질소와 황산화물의 발생을 차단함으로써 광화학반응에 의해 유래하는 대기오염원인 저감 효과 또한 기대할 수 있다.

◇ 비료 제조공정의 간소화 및 소형 비료제조설비와 양질의 비료를 통해 미용실에서는 폐 모발 처리비용의 감축과 비료 판매를 통한 부가가치의 창출을 가능케함을 목표로 한다.

◇ 자영업자의 참여 독려를 위해 세금 혜택 및 여러 방안을 마련하여 폐기물 처리비용 절감 및 자영업자의 납세 부담을 경감할 수 있는 재활용의 선순환 구조를 확립.

개발 과제의 배경 및 효과

◇ 인간은 평균 10만개의 머리카락을 지니고 있으며, 현대사회에서 단정한 두발 상태는 사회생활에서 당연시되는 요소이다. 따라서 대한민국의 국민이라면 영유아기부터 미용실을 이용하며, 미용실을 이용하며 발생하는 폐 모발의 자원화가 가능하다면 무궁무진한 부가가치 창출 및 환경보전을 꾀할 수 있을 것이다.

◇ 행정안전부의 자료에 따르면 2020년 11월 기준 대한민국에서 영업 중인 미용실 수는 약 11만개로, 10년 사이 28%의 증가율을 보이며 폐 모발의 배출량이 전체 인구수와 비례하는 특성을 지님에도 그 배출점은 지속적으로 증가해왔음을 알 수 있다.

◇ 폐 모발은 연간 약 4436.48t 가량이 발생되는데, 그 중 대부분이 미용실에서 발생하는 폐모 발로, 배출량이 1일 평균 300㎏ 미만인 소규모 사업장의 생활계 폐기물의 일반 생활폐기물에 해당되어 일반 폐기물 봉투에 다른 일반쓰레기와 혼재되어 담기거나, 폐기물 봉투에 분류되어 처리되는 실정이다.

◇ 이러한 폐 모발은 음식물 또는 분변과 같이 생물학적 유기물의 범주에 속하지만, 미생물의 생장이 불가능하기에 생화학적 물질 구성이 보존될 수 있는 특성을 지녀 장기간 저장 시 플라스틱과 같은 속도로 분해되어 토양오염의 원인이 될 수 있는 동시에 일정한 품질의 목적성 재활용이 용이하다는 장점을 지닌다. 폐 모발의 열화학적 분해 시 대략 21가지의 아미노산을 회수할 수 있는데, 이 중 일부는 음식의 맛을 내는 조미료의 성분으로 사용될 수 있어 폐 모발을 활용한 간장을 만들었다는 기록이 있을 정도이다.

◇ 프랑스와 일본의 경우, 폐 모발의 재활용 사업의 일환으로 해양오염 흡착물질로써 사용되고 있으나, 국내의 경우 폐 모발 폐기물에 대한 재활용 사례 및 연구가 미비한 실정이다.

◇ 따라서 우리는 상용화를 목표로 한 폐 모발의 재활용 설비 및 시스템을 구상하여 궁극적으로 자원의 재활용과 폐기물 발생의 감소를 목표한다.

기대 효과

◇ 폐 모발의 재활용을 통해 지자체 및 소규모 사업자의 폐기물 처리 비용을 감축한다.

◇ 증가하는 인구 수에 따라 증가하는 폐기물에서의 부가가치 창출을 가능케 한다.

◇ 폐 모발 매립 및 소각으로 인해 발생하는 악취 및 대기오염 저감에 기여한다.

◇ 자영업자의 납세 부담을 완화하는 제도 마련을 통해 자원 선순환 구조 수립.

개발 과제의 목표 및 내용

◇ 기능적인 측면

1. 폐기물로 버려지는 사람의 모발은 티클 세포층, 모피질의 케라틴 단백질, 멜라닌 색소분자, 모수질 세포질등으로 이루어져 있는데, 이를 알칼리성 환경에서 열처리를 통해 가수분해하여 화학적 구조물을 생물학적인 유용물질로 전환시켜 유기질 비료로 제조한다.

2. 기존 폐 모발의 매립으로 발생하는 토양오염과 생태계의 교란을 예방할 수 있으며, 소각과정에서 발생하는 질소와 황산화물의 발생을 차단함으로써 광화학반응에 의해 유래하는 대기오염원인을 저감할 수 있는 녹색기술로써 개발한다.

3. 비료화가 진행되고 있고 가능성이 높은 음식물 쓰레기와 하수처리장 슬러지 보다 생산 공정이 간단하고 부가적으로 분리하여 폐기해야 할 잔류 물질이 적다.

4. 화학적으로 유해성이 없으면서 고농도의 탄소, 질소와 황을 함유하고 있어 유기질 비료로서의 우수한 기능을 한다.

5. 각 동마다 위치하는 주민 센터에 비료화기기를 비치하며, 미용실 관계자들이 모아둔 폐 모발을 주민 센터에 제출하면 기기 관리자는 이를 기기에 투입하여 비료를 제조한다.

◇ 적용성 측면

1. 모발비료 제조에 협업한 미용실에 바로 비료화 가능한 수거장치를 설치하여 별도의 비료제작 공장을 건설할 필요가 없다.

2. 2021년부터 미용실의 경우 10만원 이상의 결제 시 현금영수증 의무화 등 국세청의 미용실에 대한 세무조사가 더욱 강경해진 가운데, 자발적 참여를 유도하기 위해 폐 모발 제출량에 따른 부가가치세 부담 절감형식의 인센티브나 친환경 미용실로 지정하여 혜택을 준다.

3. 비료가 얼마나 찼는지 시스템으로 확인할 수 있게 하여 비료가 가득 찬 기기는 방문하여 제조된 비료 수거 및 제조에 필요한 재료들을 다시 채워 넣는다.

◇ 디자인 측면

1. 직사각형으로 제작하며 주변 환경을 헤치지 않게끔 적절한 크기로 설계한다.

2. 본체는 모발 투입구, 비료 배출구 2개로 나뉘며 투입된 모발에 의해 제조된 비료는 배출구를 통해 자판기 형식으로 다른 사용자에게 제공된다.

3. 모발 투입구에는 모발 외에 다른 물질들을 투입하는 것을 방지하기 위해 본인을 인증해야 투입구를 개방할 수 있게 시스템을 구축한다.

◇ 경제적 측면

1. 미용실 개인사업자는 처리해야 하는 일반쓰레기 양이 줄어드니 처리비용을 감소시킬 수 있다.

2. 개인사업자의 재활용 참여 독려를 위한 제도 마련을 통해 사업자에게는 감세의 혜택을, 지자체에서는 폐기물의 처리비용을 감소의 효과를 얻을 수 있다.

3. 비료화기기 유지비용, 수거비용 등을 최소화하고 제조된 비료를 판매하여 수익을 창출한다.

4. 기존의 비료 생산 공정에 비해 저가의 고품질 비료의 간단한 생산을 통해 수요자에게 경제적인 비료 공급을 가능케 한다.

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

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이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

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포스터

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완료작품의 평가

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향후계획

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특허 출원 내용

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 *특허조사
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 *특허전략