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문제 정의
- 본 연구에서는 저온유통용 배추의 골판지 포장상자를 개발하기 위하여 골판지상자의 수직압축강도를 측정 분석하였으며 포장된 배추의 예냉시험과 저장 전후의 배추 품질 변화를 비교 분석하였다.
제안 방법
- 비교시험을 실시하였다. 개발된 상자의 크기는 KS 표준팔레트에의 적재율이 96%이상 되도록 하였고, 통기공 형태는 장원형으로 하고 개공율은 포장상자의 압축강도를 고려하여 5% 전후로 하였고, 포장상자의 구조는 Figi 과 같다.
- 이 그림에서는 외피부분을 자를 때보다도 배추의 유관속을 자를 때 더 큰 절단력이 요구되는 것으로 보여지고있다. 배추 줄기의 절단시험에는 인장압축강도시험기(TA-HD2 Texture Analyzer, England)를 사용하였다. 배추시료는 배추잎줄기의 밑에서 1/4 높이가 되는 부위의 중앙부분을 2X 3cm가 되도록 면도칼로 잘라내어 사용하였으며 잎의 안쪽표면이 탐침(probe)과 접촉하도록 하였다.
- 배추 줄기의 절단시험에는 인장압축강도시험기(TA-HD2 Texture Analyzer, England)를 사용하였다. 배추시료는 배추잎줄기의 밑에서 1/4 높이가 되는 부위의 중앙부분을 2X 3cm가 되도록 면도칼로 잘라내어 사용하였으며 잎의 안쪽표면이 탐침(probe)과 접촉하도록 하였다. 인장압축강도시험기의 작동조건은 최대하중 8kg, probe speed 0.
- 수직 압축강도의 측정을 위해 골판지 상자를 상대습도 45%, 95% 조건에서 24시간 전처리하여(9) Fig 2와 같은 인장압축시험기 (DYM-101, 대영, 한국)를 사용하여 측정하였으며 각 시험 구마다 30개의 상자를 측정하여 처리하여 평균 수직 압축강도를 구하였다.
- 배추시료는 배추잎줄기의 밑에서 1/4 높이가 되는 부위의 중앙부분을 2X 3cm가 되도록 면도칼로 잘라내어 사용하였으며 잎의 안쪽표면이 탐침(probe)과 접촉하도록 하였다. 인장압축강도시험기의 작동조건은 최대하중 8kg, probe speed 0.8mm/se3이었으며, 칼날형 탐침으로 3회 반복 시험하여 그 평균치를 사용하였다.
- 예냉 . 저온유통에 적합한 배추포장상자를 개발하기 위하여 3~4포기를 담을 수 있는 골판지 포장상자를 TH형 KS 표준 팔레트에 적재율이 96%이상이 되도록 제작하여 상자구조별로 수직압축강도, 배추의 냉각속도 및 냉각균일도, 배추의 품질변화를 측정하고 비교하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 차압예냉기를 사용하여 예냉 할 때의 냉각속도 및 냉각균일도를 조사하기 위하여 각 포장상자별로 냉기 유입층, 산물 중앙층, 냉기 유출층에 위치한 배주의 표면과 중심부에 T형 열전대를 설치하고 품온을 측정하였다. 시험에 사용된 배추는 가락동시장에서 일괄 구입하여 시험용 상자에 재포장하여 사용하였다.
- 포장상자별로 배추의 저장품질 변화를 비교하기 위하여 예냉이 완료된 배추를 저장하면서 포장상자 별로 배추줄기의 절단력을 측정하였다. 배추줄기의 절단력은 Fig 3에서 보는 봐와 같이 배추의 잎줄기 부분의 절단력을 측정한 전형적인 힘-변형곡선(10)으로 나타 내어진다.
대상 데이터
- 열전대를 설치하고 품온을 측정하였다. 시험에 사용된 배추는 가락동시장에서 일괄 구입하여 시험용 상자에 재포장하여 사용하였다.
- 시험에 사용한 포장상자는 Table 1과 같은 규격으로 배추 3~4포기(8~ 12kg)용으로 제작하여 현재 유통용되고 있는 상자와 비교시험을 실시하였다. 개발된 상자의 크기는 KS 표준팔레트에의 적재율이 96%이상 되도록 하였고, 통기공 형태는 장원형으로 하고 개공율은 포장상자의 압축강도를 고려하여 5% 전후로 하였고, 포장상자의 구조는 Figi 과 같다.
이론/모형
- 장기저장을 위한 골판지상자의 안전압축강도는 식(1) 및식(2)와 같이 계산하였으며, 본 연구에서 제작한 골판지상자가 저온 고습조건에서도 안전압죽강도를 유지하는지 알아보기 위하여 KS A1012에 규정된 골판지상자의 수직 압축 강도 시험법(8)에 따라 수직압축강도를 측정하였다. 수직 압축강도의 측정을 위해 골판지 상자를 상대습도 45%, 95% 조건에서 24시간 전처리하여(9) Fig 2와 같은 인장압축시험기 (DYM-101, 대영, 한국)를 사용하여 측정하였으며 각 시험 구마다 30개의 상자를 측정하여 처리하여 평균 수직 압축강도를 구하였다.
성능/효과
- 나타났다. 또한 상대습도가 45%에서 95%로 변함에 따라 수직 압축강도 저하율은 홈판형과 접음식 상자의 35%, 32%에 비하여 브리스 상자에서는 25%로 낮게 나타났다. 이것은 브리스 상자의 원지에는 수입펄프지 함유되어 있어 수분 흡습이 적어서 수직압축강도가 높은 것으로 판단되었다.
- 배추의 줄기절단력은 Fig 7, 8, 9에서 보는 바와 같이 무예냉 상온저장에서는 시간이 경과함에 따라 바깥외피의 절단강도가 급격히 증가되었고, 예냉하여 저장했을때에는 접음형 상자나 브리스 상자에 비하여 홈판형 상자에 저장된 배추의 바깥외피의 절단강도가 높게 나타났다. 배추 저장시외피의 절단강도가 증가하는 것은 저장기간이 경과함에 따라 추위온도의 상승과 수분증발로 인하여 세포벽이의 포개짐에 의한 기하학적 변형이 커지는데 원인(U)이 있으므로 외피의 절단력 증가가 적을수록 신선도가 오래 유지되는 것이다.
- 예냉후 저장중의 배추 줄기의 절단력을 측정한 결과 기존 상자에 비해 개선된 포장상자에서 유통기한을 2~3일 정도 연장시킬 수 있는 것으로 나타났다.
- 차압통풍예냉시의 포장상자별 냉각속도를 측정한 결과 Table 3에서와 같이 기존 홈판형 상자의 3.7℃/hr에 비하여 개발된 상자의 냉각속도는 4.6℃/m 로서 냉각소요시간을 20%정도 단축할 수 있었고, 신문지 포장유무가 냉각속도에 미치는 영향은 미미하였다. 또한 Fig 6에 나타낸 것과 같이 개발된 포장상자에서는 냉기 유입측과 유출측에서의 배추의 품 온 편차가 기존상자에서 보다 적게 나타나 균일한 냉각이 가능하였다.
- 포장상자 형태별 수직압축강도는 Fig 4에서와 같이 저장 전(상대습도 45%)에는 홈판형상자가 453kgf으로 안전 압축강도 480kgf에 못미치는 반면 접음식과 브리스 상자에서는 732kgf, 682kgf으로 안전압축강도 이상을 나타냈으며, 상대습도 95%에 저장한 후에도 접음식과 브리스 상자에서는 각각 495kgf, 512kgf으로 안전압축강도 480kgf보다 높게 나타났다. 또한 상대습도가 45%에서 95%로 변함에 따라 수직 압축강도 저하율은 홈판형과 접음식 상자의 35%, 32%에 비하여 브리스 상자에서는 25%로 낮게 나타났다.
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