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문제 정의
- 본 연구는 농산물 수집용으로 사용되는 팔레트빈의 활용도를 높일 수 있도록 팔레트 빈의 구조를 차압통풍 냉각에 적용할 수 있도록 개선하기 위하여 수행하였으며, 이를 위해 팔레트 빈의 통기구 개공율과 농산물 적재 높이에 따른 송풍저항을 조사하였고, 차압통풍 냉각시 농산물의 냉각속도 및 온도분포를 조사하였다.
- 본 연구에서는 농산물 수집용으로 사용되는 팔레트 빈의 활용도를 높일 수 있도록 팔레트 빈의 구조를 차압통풍 예냉과 저온저장에 적용할 수 있도록 개선하였다. 감자, 양파, 감귤에 대한 팔레트 빈 밑면의 통기공 개공율에 따른 팔레트 빈(pallet bin)을 이용한 농산물의 차압통풍 냉각 연구 851 송풍저항을 측정하였으며, 팔레트 빈과 차압통풍식 냉각장치를 제작하였다.
제안 방법
- 품온측정을 위한 각 팔레트 빈 내부의 온도센서 측정위치는 하부 2지점, 중부 3지점 및 상부 2지점으로 하였다. 각 팔레트 빈 내부의 목표 예냉품온은 감자 10℃, 양파 2℃, 감귤 1℃로 하였다. 냉각속도의 비교를 위해 냉각물의 무차원 온도비를 식(2)와 같이 계산하였다.
- 감자(수미), 양파(만생종), 감귤(조생온주) 각 3톤씩을 Fig. 2와 같이 팔레트 빈 6개에 적재하여 저온저장고 내에서 예냉속도 및 냉각균일성 조사를 위한 품온변화 속도와 품온 분포를 조사하였다. 차압통풍 냉각장치의 입구측 통로를 적재된 팔레트 빈의 지게발 통로에 맞추고 전체 적재 팔레트 빈의 공기틈새를 비닐테이프로 밀봉하여 실험하였다.
- 본 연구에서는 농산물 수집용으로 사용되는 팔레트 빈의 활용도를 높일 수 있도록 팔레트 빈의 구조를 차압통풍 예냉과 저온저장에 적용할 수 있도록 개선하였다. 감자, 양파, 감귤에 대한 팔레트 빈 밑면의 통기공 개공율에 따른 팔레트 빈(pallet bin)을 이용한 농산물의 차압통풍 냉각 연구 851 송풍저항을 측정하였으며, 팔레트 빈과 차압통풍식 냉각장치를 제작하였다. 감자, 양파, 감귤의 개공율, 퇴적높이, 송풍량 변화의 실험자료를 회귀식으로 나타내었으며, 비교적 높은 결정계수를 얻을 수 있었다.
- 감자, 양파, 감귤의 예냉속도 및 냉각균일성을 조사하기 위해 공시재료를 Fig 2.와 같이 3톤 용량을 팔레트 빈에 적재하여 차압통풍 조건으로 저온저장고내에서 예냉 목표 품온까지 냉각한 결과를 분석하였다. 감자의 경우 21.
- 04 cmm/kg이 적당하다고 하였다(3). 또한 상자포장 농산물의 송풍 저항은 퇴적높이에 비례하고, 풍속에 지수비례하며, 상자 개공율에 지수반비례 한다고 하였으며, 상자포장 농산물의 송풍저항 예측 회귀방정식을 제시하였다(4,5).
- 냉각의 원리는 송풍팬이 팔레트 빈의 바닥 통기공 및 지게발용 공기통로를 통하여 바람을 빨아내어 팔레트 빈 내부에 차압이 생기도록 하는 원리이다. 또한 예냉을 위한 온도조절기를 부착하여 목표 품온이 되면 송풍팬이 정지되도록 제작하였다.
- 4, 5, 6과 같이 나타났다. 송풍량별로 통기공별 압력강하를측정하였으며, 그래프의 X축은 겉보기 풍속이며, Y축은 압력강하를 나타내었다. 식 (3), (4), (5)에는 감자, 양파, 감귤의 0.
- 송풍팬의 규격은 전원 3상 220 V 900 W, 풍량 140 cmm, 정압 18 mmAq 이며, 풍량을 일정하게 하기 위해 3상 인버터를 사용하여 조절하였다. 송풍량은 디지털 풍량 측정장치로 측정하였으며, 송풍저항은 디지털 마노미터로 측정장치 밑면의 통기공 중앙부와 퇴적 산물의 최상층부의 정압차이를 측정하였다. 송풍저항 측정장치의 크기는 가로 1.
- 팔레트 빈에 적재된 농산물의 송풍저항을 측정하기 위하여 통기공의 개공율, 산물퇴적높이, 송풍량별로 송풍저항을 측정하였다. 송풍저항 측정장치는 Fig. 3과 같이 구성하였으며 송풍은 차압통풍식으로 덕트를 통해 인버터조절로송풍하였다. 송풍팬의 규격은 전원 3상 220 V 900 W, 풍량 140 cmm, 정압 18 mmAq 이며, 풍량을 일정하게 하기 위해 3상 인버터를 사용하여 조절하였다.
- 송풍량은 디지털 풍량 측정장치로 측정하였으며, 송풍저항은 디지털 마노미터로 측정장치 밑면의 통기공 중앙부와 퇴적 산물의 최상층부의 정압차이를 측정하였다. 송풍저항 측정장치의 크기는 가로 1.1 m, 세로 1.1 m, 높이 0.6 m로 제작하였으며, 산물퇴적높이를 0.3 m, 0.6 m로하고, 통기공 개공율 2.8, 5.3, 7.5, 10.9, 13.8%에서 송풍량을 0～70 m3/min의 범위로 변화시켜 공시작물의 송풍저항을 측정하였다. 송풍저항 실험에 사용된 공시작물은 감자(수미), 양파(만생종), 감귤(조생온주)을 사용하였다.
- 3과 같이 구성하였으며 송풍은 차압통풍식으로 덕트를 통해 인버터조절로송풍하였다. 송풍팬의 규격은 전원 3상 220 V 900 W, 풍량 140 cmm, 정압 18 mmAq 이며, 풍량을 일정하게 하기 위해 3상 인버터를 사용하여 조절하였다. 송풍량은 디지털 풍량 측정장치로 측정하였으며, 송풍저항은 디지털 마노미터로 측정장치 밑면의 통기공 중앙부와 퇴적 산물의 최상층부의 정압차이를 측정하였다.
- 2와 같이 팔레트 빈 6개에 적재하여 저온저장고 내에서 예냉속도 및 냉각균일성 조사를 위한 품온변화 속도와 품온 분포를 조사하였다. 차압통풍 냉각장치의 입구측 통로를 적재된 팔레트 빈의 지게발 통로에 맞추고 전체 적재 팔레트 빈의 공기틈새를 비닐테이프로 밀봉하여 실험하였다. 품온측정 센서는 열전쌍 이 사용되었으며, 디지털 온도기록장치 (DR230, YOKOGAWA, JAPAN)로 측정되었다.
- 팔레트 빈에 적재된 농산물의 송풍저항을 측정하기 위하여 통기공의 개공율, 산물퇴적높이, 송풍량별로 송풍저항을 측정하였다. 송풍저항 측정장치는 Fig.
- 품온측정 센서는 열전쌍 이 사용되었으며, 디지털 온도기록장치 (DR230, YOKOGAWA, JAPAN)로 측정되었다. 품온측정을 위한 각 팔레트 빈 내부의 온도센서 측정위치는 하부 2지점, 중부 3지점 및 상부 2지점으로 하였다. 각 팔레트 빈 내부의 목표 예냉품온은 감자 10℃, 양파 2℃, 감귤 1℃로 하였다.
대상 데이터
- 8%에서 송풍량을 0～70 m3/min의 범위로 변화시켜 공시작물의 송풍저항을 측정하였다. 송풍저항 실험에 사용된 공시작물은 감자(수미), 양파(만생종), 감귤(조생온주)을 사용하였다.
- 팔레트 빈은 Fig. 1과 같이 제작하였으며, 크기는 1,100×1,100×750 mm(L×W×H)이고, 두께 50 mm의 플라스틱 재질로 제작하였다.
성능/효과
- 감자, 양파, 감귤에 대한 팔레트 빈 밑면의 통기공 개공율에 따른 팔레트 빈(pallet bin)을 이용한 농산물의 차압통풍 냉각 연구 851 송풍저항을 측정하였으며, 팔레트 빈과 차압통풍식 냉각장치를 제작하였다. 감자, 양파, 감귤의 개공율, 퇴적높이, 송풍량 변화의 실험자료를 회귀식으로 나타내었으며, 비교적 높은 결정계수를 얻을 수 있었다. 감자, 양파, 감귤의 팔레트 빈을 이용한 차압통풍 예냉시 냉각속도 및 저온저장시 냉각 균일도(표준편차)를 시험한 결과, 냉각속도는 각각 0.
- 이러한 결과는 윤 등의 결과와 유사한 것으로 나타났다(3). 감자, 양파, 감귤의 저온 저장시각 팔레트 빈의 표준편차는 각각 0.12℃(72시간 저장 후), 0.12℃(103시간 저장 후), 0.17℃(48시간 저장 후)로 양호한 것으로 나타났다.
- 감자, 양파, 감귤의 팔레트 빈을 이용한 차압통풍 예냉시 냉각속도 및 저온저장시 냉각 균일도(표준편차)를 시험한 결과, 냉각속도는 각각 0.8℃/hr (21.7→10℃, 14.5시간), 0.4℃/hr(15.4→2.0℃, 32.2시간), 0.7℃/hr(13.7→1℃, 18.8시간)로 나타났으며, 저온저장시 각 빈별 표준편차는 각각 0.12℃, 0.12℃, 0.17℃로 나타났다.
- 회귀방정식에서 밑면의 개공율과 송풍저항 사이에는 지수반비례 관계가 있고, 풍속 및 퇴적높이와 송풍저항 사이에는 지수비례 관계가 있는 것으로 나타났는데 이러한 결과는 윤 등의 실험결과와도 유사하였다(4,5). 또한 Fig 4～5에서 나타난 바와 같이 감자, 양파 및 감귤 모두 2.8%보다 5.3%이상의 밑면 개공율에서 겉보기 풍속 증가에 따라 정압강하가 완만하게 증가하는 것으로 나타났으므로 적정 개공율은 5.3% 이상이 적당한 것으로 판단된다.
- 각각의 작물별 모두 송풍팬에 가까운 쪽이 먼 쪽보다 냉각속도가 빠른 것으로 나타났다. 예냉 중의 빈별 품온은 차이가 컸으나 예냉 종료시점에서의 품온 균일도는 비교적 양호한 것으로 나타났다. Fig.
후속연구
- 94로 나타났다. 감자, 양파, 감귤 모두 회귀방정식의 결정 계수가 양호한 것으로 나타나 송풍저항 회귀방정식을 송풍팬 용량 설계 등에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 회귀방정식에서 밑면의 개공율과 송풍저항 사이에는 지수반비례 관계가 있고, 풍속 및 퇴적높이와 송풍저항 사이에는 지수비례 관계가 있는 것으로 나타났는데 이러한 결과는 윤 등의 실험결과와도 유사하였다(4,5).
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