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문제 정의
- 본 연구는 저온저장시설의 활용도를 증진시키기 위해 냉난방이 가능한 공기 대 공기 히트펌프를 이용하여 장기 저장 품목인 사과를 직접 저장해 봄으로써 본 시스템이 저온저장시설로서 현실적인 적용가능성을 재고하고, 기초 자료를 제공할 목적으로 수행하였다.
- 분석항목은 당도, 부패율, 감모율, 시각적 품질을 좌우하는 색도를 위주로 하여 본 시스템이 저장시설로서 현실적인 적용이 가능한지 확인하고, 설계 응용에서의 기초 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 부패율은 저온저장 및 상온저장에서 각각 2상자를 선정한 후, 총과수에 대한 총부패과수의 백분율로 계산하였다. 감모율은 전자저울(DB-1S, Cas, Korea)을 이용하여 초기중량에 대한 감소 중량의 백분율로 계산하였다 또한 당도 부패율 및 감모율은 5, 000(15 kg기준 상자를 기존 저온저장방법으로0°C 에 저장한 같은 품종의 사과와 비교하였다.
- 그러므로 본 연구에서는 농가 단위 혹은 부락 단위가 연중 사용할 수 있는 건조와 저온저장을 겸할 수 있는 히트펌프 시스템을 설계 제작하여 장기 저장 품목인 사과를 직접 저장 실험하였다. 분석항목은 당도, 부패율, 감모율, 시각적 품질을 좌우하는 색도를 위주로 하여 본 시스템이 저장시설로서 현실적인 적용이 가능한지 확인하고, 설계 응용에서의 기초 자료를 제공하고자 하였다.
- 2 m 지점에 열전대를 설치하여 기록계(8H12, NEC San-ei, Japan)에 기록되도록 하였다. 또한 저온저장고의 내의 온도분포는 저온저장고를 증발기기로부터 저온저장고 끝까지 길이 방향으로 전(1.2 m, A-A), 중(2.6 tn, B-B), 후(4.0 m, C-C)의 3개 단면으로 나누고, 한 단면당 25개소(측점과 측점 사이의 거리 0.35 m)의 즉점에서 즉정하였으며, 이를 Winsurf 프로그램을 이용하여 도시하였다.
- 0〜32%, N type, USA)로 측정하여 평균값을 사용하였다. 부패율은 저온저장 및 상온저장에서 각각 2상자를 선정한 후, 총과수에 대한 총부패과수의 백분율로 계산하였다. 감모율은 전자저울(DB-1S, Cas, Korea)을 이용하여 초기중량에 대한 감소 중량의 백분율로 계산하였다 또한 당도 부패율 및 감모율은 5, 000(15 kg기준 상자를 기존 저온저장방법으로0°C 에 저장한 같은 품종의 사과와 비교하였다.
- 사과의 저온저장 중 저온저장고의 온도는 저온저장고의 높이 1.2 m 지점에 열전대를 설치하여 기록계(8H12, NEC San-ei, Japan)에 기록되도록 하였다. 또한 저온저장고의 내의 온도분포는 저온저장고를 증발기기로부터 저온저장고 끝까지 길이 방향으로 전(1.
- 05에서 t-test를 실시하여 유의성을 분석하였다. 사과의 품질변화는 15〜20일 간격으로 측정하였다
- MA(modified atmosphere) 포장에서 얻을 수 있는 환경조절 효과를 고려하여 과일 저온저장에 많이 이용되고 있는 박스 film 포장방법을 선택하였다. 임의로 선별한 사과 60박스(15 kg/box)를 0.5 mm PE film으로포장하여, 이중 40박스는 히트펌프 저온저장 시스템에서 나머지 20박스는 상온에서 저장하여 각 품질변화를 비교하였다.
- 저온 및 상온 저장된 사과 각각 10개를 임의 추출하고, 1개의 사과당 4부분의 과육을 고르게 채취하여 과즙의 당도를 휴대용 당도계(Brix. 0〜32%, N type, USA)로 측정하여 평균값을 사용하였다. 부패율은 저온저장 및 상온저장에서 각각 2상자를 선정한 후, 총과수에 대한 총부패과수의 백분율로 계산하였다.
- 저온저장온도는 일반적으로 보고되어 있는 사과의 저온 저장온도와 냉각공기와 저장물은 직접 접촉으로 인한 동해(渙击) 방지를 고려하여 1.5°C 로 설정하였으며 저온저장고의 온도 편차는 1.0°C로 하여 외기변화에 관계없이 일정한 온도 수준을 유지하도록 제어하였다. MA(modified atmosphere) 포장에서 얻을 수 있는 환경조절 효과를 고려하여 과일 저온저장에 많이 이용되고 있는 박스 film 포장방법을 선택하였다.
- 냉방 성능계수는 증발기 입 . 출구에 K-type 열전대를 설치하여 공기온도를, 열선풍속계(velociplus, TA instrument, USA) 를 사용하여 풍량을, 전력량계(VIP system, Elcontrol, Italy) 를 이용하여 순간 전력을 측정하여 식 (1)에 의해 구하였다.
대상 데이터
- 공시재료는 충북 충주지역의 과수농장에서 수확된 후지 사과로 하였으며 시료 개체 당 평균 중량은 약 345 g이었으며 히트펌프를 이용한 농산물 저온저장 시스템의 주요 제원은 표 1과 같다.
데이터처리
- 색도는 저장 전 및 히트펌프에 의해 저온 저장된 사과 각각 10개를 임의 추출하여 양극부분과 중간부분을 각각 4곳을 선정하고 색도색차계(CR-200, Minolta Co., Japan)를 이용하여 L, a, b값을 측정하여 평균값을 사용하였으며, 측정값들을 windows용 SAS 통계 프로그램에 의해 유의 수준 0.05에서 t-test를 실시하여 유의성을 분석하였다. 사과의 품질변화는 15〜20일 간격으로 측정하였다
이론/모형
- 0°C로 하여 외기변화에 관계없이 일정한 온도 수준을 유지하도록 제어하였다. MA(modified atmosphere) 포장에서 얻을 수 있는 환경조절 효과를 고려하여 과일 저온저장에 많이 이용되고 있는 박스 film 포장방법을 선택하였다. 임의로 선별한 사과 60박스(15 kg/box)를 0.
성능/효과
- 즉, 4월 12일에서 5월 3일까지 22일 동안 약 71%정도의 사과가 부패하여 상온저장의 한계점을 예측할 수 있었다. 따라서 상온저장에서 부패가 일어나는 시기를 기준할 때, 부패과발생이 저온저장에 비해 약 42일 정도 빨랐다. 또한, 일반 저온 저장 사과의 경우 20주 동안 4.
- 또한 그림 8에서 보는바와 같이 히트펌프를 이용하여 저장한 사과의 외형과 내부상태는 양호하여 저장전의 그것과 큰 차이를 보이지 않았으며 표피의 상태도 양호한 것으로 나타났다.
- 이것은 일반 저온저장의 경우 3%~7% (권, 2003)정도의 감모율을 보이는 것에 비해 다소 높은 편이었지만, 저온저장실의 습도조절이 미비하였기 때문인 것 2로 저온 저장실의 습도를 잘 조절해준다면 감모율은 충분히 낮출 수 있을 것으로 판단된다. 또한 상온저장은 최종 감모율이 19.8%로 나타났다.
- 13% 감소하였다. 또한 히트펌프 저온저장 사과의 감모율은 9.7%로 일반 저온저장 사과의 감모율 5%보다 다소 높은 것으로 나타났으며, 저장 전후 사과의 명도(L), 적색도(a), Lxa는 각각 약 12.8%, 약 3.1%, 약 14.4% 감소한 것으로 나타났으며, 색도에 대한 t 검정결과, 저장전 . 후의 L 값과 b 값은 유의한 것으a 값은 유의하지 않은 것으로 나타났다.
- 상온저장의 감모율은 전체적으로 완만한 증가 곡선을 보이는 반면 히트펌프 저온저장의 감모율은 5월 3일부터 6월 5일까지 5.86%에서 9.72%까지 상승하여 160일간의 저장기간중약 40일 동안의 감모율변화가 전체 저장기간의 약 40%를 차지하는 것으로 나타났다. 이는 저온저장실이 소규모이기 때문에 저온저장실 내의 온도가 외기온도의 영향을 다소 받아 겨울철이나 봄철에 비해 감모율이 상승한 것으로 생각된다.
- 사과의 색도를 나타낸 것이다. 저장 전 사과의 명도는 54.69였으며 히트펌프 저온저장시스템에서 저장한 사과의 명도는 47.기로 약 12.8% 감소하였으며, 적색도를 나타내는 a 값의 경우는 저장전에는 25.21 이였으나 저장 종료 시점에는 24.44로 약 3.1% 감소하였다. 또한 Lxa 값은 저장전은 1378.
- 0 m 떨어진 위치를 나타낸다. 증발기에서 1.2 m위치의 A-A단면에서는 하층부의 온도가 상층부 온도보다 낮았으며, 증발기로부터 멀수록 단면의 상, 하층부 온도는 균일해지는 것으로 나타났다. 그러나 모든 단면에서 중앙 부분의 온도가 약간 높게 나타났으며, 하층부의 좌측모서리 온도가 중앙 부분의 온도보다 낮게 나타났다.
- 위에서 언급한 바와 같이 저장기간이 길어질수록 과실의 호흡작용에 의해 당도가 감소하였다. 히트펌프 저온저장 사과의 당도는 저장 초기 15.4%에서 저장말기 14.3%로 초기에 대해 약 7.1% 감소하였다. 상온저장 사과는 저장 초기 15.
- 히트펌프 저온저장 사과의 당도는 저장초기 15.4에서 저장 말기 14.3으로 초기값에 대해 약 7.1% 감소하였고, 상온저장 사과의 당도는 저장 초기 15.4에서 저장말기 12.2까지 감소하여 20.13% 감소하였다. 또한 히트펌프 저온저장 사과의 감모율은 9.
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