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문제 정의
- 특히 농가의 기계 구입 비용을 줄이기 위해서는 현재 시판되고 있는 고가의 건조기를 대체할 수 있는 저렴한 건조기 개발이 반드시 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 위와 같은 연구를 토대로 하여 다목적농산물건조기를 활용하여 오디에 맞게 개량함으로써 농가부담을 최소화하고 나아가 유통시장을 활성화할 수 있는 농가보급형 오디 반 건조기 및 반 건조 기술을 개발하였고 이와 관련한 오디 반 건조 특성을 제시하고자 하였다.
- 본 연구는 장기 냉동저장 오디에 대해 현재 사용하고있는 방법이 보관 및 유통비용 등이 커 농가에 부담이 되므로, 이에 고가 건조기를 대체할 수 있는 값이 저렴한 상용화된 다목적농산물건조기를 통한 건조기 개량 및 반건조기술을 개발하였다. 연료와 히터의 건조온도를 60℃로 설정하고, 상온통풍은 상온보다 온도를 낮추어 건조시험 한 결과 연료 3시간, 히터 1시간, 상온통풍 51시간인 조건에서 다른 조건과 비교해서 연료소모 및 전기사용량면에서 가장 양호하였고, 품질에 있어서도 다른 조건에 비해 현저히 끈기가 있는 반 건조 특성을 나타내었으며, 완료된 건조시료의 상태도 상품성이 뚜렷한 암갈색을 나타냈다.
- 상기에 제시한 이러한 연구들은 건조시간이 오래 걸리고 건조비용이 비싸다는 단점이 있다. 이를 개선하기 위한 기술로 열풍건조를 적게 하고 상온통풍 건조를 많게 하여 반 건조 오디를 생산할 수 있는 기술을 개발하고 그 특성을 제시하였다.
제안 방법
- 오디 건조에 적정한 건조온도, 풍량, 건조시간 등을 구명하기 위해 개량한 건조요인시험장치의 구조는 그림 1과 같다. 건조면적 1.65 m2인 일반다목적농산물건조기를 대상으로 하여 1/4면적(0.4 m2)에 국한하여 건조요인시험을 하였다. 건조상자(채반)의 재질은 플라스틱으로 하였고 크기는 기존 상자 폭 690 mm에서 590 mm로 개량 제작하였으며, 건조 시 오디가 달라붙지 않도록 부착방지용망을 설치하였다.
- 4 m2)에 국한하여 건조요인시험을 하였다. 건조상자(채반)의 재질은 플라스틱으로 하였고 크기는 기존 상자 폭 690 mm에서 590 mm로 개량 제작하였으며, 건조 시 오디가 달라붙지 않도록 부착방지용망을 설치하였다. 재순환구는 연료소모 및 오디의 빠른수분 증발을 고려하여 건조실에서 가온된 열이 재순환되도록 50% 정도만 개폐할 수 있도록 개량 설계하였다.
- 건조온도 및 풍량을 구명하기 위한 처리요인은 온도 2수준(항온, 변온), 시간변화 3수준, 풍량 2수준으로 하였고 건조량은 1개의 건조상자에 각 2 kg씩 상, 중, 하 총 6 kg을 건조하였다. 주요조사항목은 건조소요시간, 오디의 표면 상태, 건조 후 오디와 부착 방지 망과의 분리여부, 건조 후 시료상태 등을 조사하였다(표 1).
- 예비건조시험에서 얻어진 건조온도 및 풍량 조건을 가지고 표 2와 같은 시험조건으로 하여 완전건조시험을 하였다. 건조온도는 항온, 변온으로 하여 시험하였으며, 건조상자에 적용하는 시료 위치는 연속 또는 분리 상태로 시험하였다. 꿀과 물을 1 : 2, 1 : 3, 1 : 5비율로 희석하여 꿀코팅 건조시험도 병행하였다.
- 건조온도는 항온, 변온으로 하여 시험하였으며, 건조상자에 적용하는 시료 위치는 연속 또는 분리 상태로 시험하였다. 꿀과 물을 1 : 2, 1 : 3, 1 : 5비율로 희석하여 꿀코팅 건조시험도 병행하였다. 주요 측정항목은 건조소요시간, 연료소모량, 전력소모량, 부피감모율, 경도 등을 보았다.
- 또한 건조진행시 건조실내의 온, 습도 분포를 알아보기 위해 온, 습도계(Thermo recorder TR-72Ui, T&D corp, JAPAN)를 사용하였고, 건조 전, 후의 경도(압축력)을 측정하기 위해 경도시험기(Texture analyzer, TA-XT2i, ENGLAND)를 사용하였으며 측정방법은 물성프로브 받침대에 일정한 크기의 용기를 배치하여 다수의 오디를 담아 프로브의 면적만큼 압축력이 작용하도록 하였다.
- 또한 건조진행시 건조실내의 온, 습도 분포를 알아보기 위해 온, 습도계(Thermo recorder TR-72Ui, T&D corp, JAPAN)를 사용하였고, 건조 전, 후의 경도(압축력)을 측정하기 위해 경도시험기(Texture analyzer, TA-XT2i, ENGLAND)를 사용하였으며 측정방법은 물성프로브 받침대에 일정한 크기의 용기를 배치하여 다수의 오디를 담아 프로브의 면적만큼 압축력이 작용하도록 하였다. 부피감모는 일정사각용기에 시료를 담은 후 실린더에 물을 채워서 부은 다음 건조 전, 후의 물의 양만큼 부피를 측정하였다(그림 3).
- 예비건조시험에서 얻어진 건조온도 및 풍량 조건을 가지고 표 2와 같은 시험조건으로 하여 완전건조시험을 하였다. 건조온도는 항온, 변온으로 하여 시험하였으며, 건조상자에 적용하는 시료 위치는 연속 또는 분리 상태로 시험하였다.
- 완전건조시험에서 구명된 오디 안정화 조건인 온도 및 시간, 함수율 범위 등을 토대로 하여 등유(연료) 가열시간, 히터(전기) 가열시간, 상온통풍시간을 시험조건으로 하여 반 건조 시험을 하였다. 오디가 수분을 머금고 안정화되는 함수율범위 70 ~ 73%, 건조소요시간 2 ~ 3시간을 감안하여 연료 2수준(2, 3시간), 전기히터 4수준(1, 2, 3, 4시간), 나머지는 상온통풍으로 시험하였다(표 3). 이 때 건조시료량은 시험마다 40 kg을 사용하였다.
- 완전건조시험에서 구명된 오디 안정화 조건인 온도 및 시간, 함수율 범위 등을 토대로 하여 등유(연료) 가열시간, 히터(전기) 가열시간, 상온통풍시간을 시험조건으로 하여 반 건조 시험을 하였다. 오디가 수분을 머금고 안정화되는 함수율범위 70 ~ 73%, 건조소요시간 2 ~ 3시간을 감안하여 연료 2수준(2, 3시간), 전기히터 4수준(1, 2, 3, 4시간), 나머지는 상온통풍으로 시험하였다(표 3).
- 건조상자(채반)의 재질은 플라스틱으로 하였고 크기는 기존 상자 폭 690 mm에서 590 mm로 개량 제작하였으며, 건조 시 오디가 달라붙지 않도록 부착방지용망을 설치하였다. 재순환구는 연료소모 및 오디의 빠른수분 증발을 고려하여 건조실에서 가온된 열이 재순환되도록 50% 정도만 개폐할 수 있도록 개량 설계하였다. 풍량 즉, 배풍량의 속도를 조절하기 위해서 가변 인버터도 설치하였다.
- 꿀과 물을 1 : 2, 1 : 3, 1 : 5비율로 희석하여 꿀코팅 건조시험도 병행하였다. 주요 측정항목은 건조소요시간, 연료소모량, 전력소모량, 부피감모율, 경도 등을 보았다. 또한 건조진행시 건조실내의 온, 습도 분포를 알아보기 위해 온, 습도계(Thermo recorder TR-72Ui, T&D corp, JAPAN)를 사용하였고, 건조 전, 후의 경도(압축력)을 측정하기 위해 경도시험기(Texture analyzer, TA-XT2i, ENGLAND)를 사용하였으며 측정방법은 물성프로브 받침대에 일정한 크기의 용기를 배치하여 다수의 오디를 담아 프로브의 면적만큼 압축력이 작용하도록 하였다.
- 건조온도 및 풍량을 구명하기 위한 처리요인은 온도 2수준(항온, 변온), 시간변화 3수준, 풍량 2수준으로 하였고 건조량은 1개의 건조상자에 각 2 kg씩 상, 중, 하 총 6 kg을 건조하였다. 주요조사항목은 건조소요시간, 오디의 표면 상태, 건조 후 오디와 부착 방지 망과의 분리여부, 건조 후 시료상태 등을 조사하였다(표 1).
- 공기유입구는 완전 개방하였고, 송풍량은 최대로 하였다. 주요측정항목은 함수율, 건조소요시간, 건조소요에너지, 건조 후 외관등을 조사하였다.
- 재순환구는 연료소모 및 오디의 빠른수분 증발을 고려하여 건조실에서 가온된 열이 재순환되도록 50% 정도만 개폐할 수 있도록 개량 설계하였다. 풍량 즉, 배풍량의 속도를 조절하기 위해서 가변 인버터도 설치하였다.
대상 데이터
- 3. Test equipment.
- 반 건조 오디를 생산하기 위한 개량 건조기의 구조를 그림 2에 나타냈다. 건조면적 0.825 m2인 일반 다목적농산물건조기중 연료와 히터를 겸용할 수 있는 건조기를 구입하여 개량하였으며, 건조상자의 재질 및 크기는 건조기에 맞는 것으로 사용하였고 재순환구, 가변인버터 및 오디 부착 방지용 망은 건조요인시험장치와 같은 조건으로개량 제작하였다.
- 본 실험에서 사용한 오디는 예비 건조 시험에서는 2013년산 냉동오디를, 건조 시험에선 경상북도 문경시에 위치한 농가에서 수확한 2014년산 품종 ‘수원뽕’ 생오디 및 냉동오디를 사용하였다.
성능/효과
- 건조실 내 온, 습도는 설정온도를 유지하였고 습도도 일정수치를 유지시키는 것으로 나타났다(그림 4). 건조 전, 후의 경도(압축력)은 건조 후가 건조 전에 비해 높았으며 항온보다는 변온이 높게 나타났다(그림 5, 6).
- S1은 전기사용량은 낮았지만 연료소모량이 높았다. 결론적으로 시험조건 S2에서 건조시간 대비 연료소모 및 전기사용량 면에서 가장 양호하였으며 외관상 품질에 있어서도 다른 시험조건에 비해 반 건조 특성(끈기가 있음)이 가장 좋았다(표 6). 건조상태도 상품성이 뚜렷한 암갈색을 띠었다(그림 10).
- (2015)은 영하 40℃에서 냉동보관한 오디를 진공동결건조기를 통해 건조온도 30 ~ 35℃로 하여 23 ~ 24시간 건조하였을 때 오디 열매가 뭉치지 않고 한알씩 분리되었다고 보고하였다. 따라서 오디를 반 건조하려면 위의 열풍건조와 저온건조를 병행하여 처리하는 것이 바람직하다고 판단되었다.
- 4시간이라고 보고하였다. 따라서 이런 이전 연구결과와 본 연구를 통하여 오디를 열풍건조시 가열온도 및 시간은 60 ~ 80℃, 6시간으로 본 연구의 시험조건과 같은 경향인 것을 입증하였으며, 반 건조를 위해서는 60℃의 건조온도가 적절한 것으로 판단되었다.
- 연료소모량 및 전력소모량은 P3에서 가장 높았으며 꿀코팅에서는 연료소모량이 높은 것으로 나타났다. 생오디 및 냉동오디 모두 60℃ 항온인 시험조건에서 건조소요시간, 연료소모량, 전력소모량 측면에서 가장 양호하였으며, 이때 부피 감모율은 50%로 나타났다(표 5).
- 시험조건 D4(온도 60℃ 항온, 풍량 1.87 m3/s)에서 건조상태가 가장 양호하였고 건조시간도 9시간 소요되어 비교적 안정적이었으며 건조상자에 설치한 방지망에 달라붙는 현상이 발생하지 않아 오디를 건조하는 데 가장 적정조건으로 판단되었다. 이 때 최종함수율은 22%이었다.
- 완전건조시험 및 완전건조 + 꿀코팅시험의 건조특성곡선을 그림 7, 8에 나타내었다. 시험조건 P3을 제외하곤 모두 12시간 이내에 건조되었으며 이 중 항온 60℃에서 건조소요시간이 가장 짧았다. 꿀코팅 건조시험에선 비율별로 건조시간이 공히 8시간 소요되었으며 이 때 최종함수율은 22%로 나타났고 식감도 좋았으나 완전건조의 시료상태가 본 연구의 목적인 반 건조상태를 유지시키지 못하므로 완벽한 반건조 오디를 확보하기 위한 시험이 필요했다.
- 꿀코팅 건조시험에선 비율별로 건조시간이 공히 8시간 소요되었으며 이 때 최종함수율은 22%로 나타났고 식감도 좋았으나 완전건조의 시료상태가 본 연구의 목적인 반 건조상태를 유지시키지 못하므로 완벽한 반건조 오디를 확보하기 위한 시험이 필요했다. 연료소모량 및 전력소모량은 P3에서 가장 높았으며 꿀코팅에서는 연료소모량이 높은 것으로 나타났다. 생오디 및 냉동오디 모두 60℃ 항온인 시험조건에서 건조소요시간, 연료소모량, 전력소모량 측면에서 가장 양호하였으며, 이때 부피 감모율은 50%로 나타났다(표 5).
- 본 연구는 장기 냉동저장 오디에 대해 현재 사용하고있는 방법이 보관 및 유통비용 등이 커 농가에 부담이 되므로, 이에 고가 건조기를 대체할 수 있는 값이 저렴한 상용화된 다목적농산물건조기를 통한 건조기 개량 및 반건조기술을 개발하였다. 연료와 히터의 건조온도를 60℃로 설정하고, 상온통풍은 상온보다 온도를 낮추어 건조시험 한 결과 연료 3시간, 히터 1시간, 상온통풍 51시간인 조건에서 다른 조건과 비교해서 연료소모 및 전기사용량면에서 가장 양호하였고, 품질에 있어서도 다른 조건에 비해 현저히 끈기가 있는 반 건조 특성을 나타내었으며, 완료된 건조시료의 상태도 상품성이 뚜렷한 암갈색을 나타냈다. 경도(압축력)은 건조 전보다 건조 후에, 항온보다는 변온에서 높게 나타났다.
후속연구
- 건조상태도 상품성이 뚜렷한 암갈색을 띠었다(그림 10). 따라서 본 연구에서 개발한 반 건조 기술은 기존 고가의 건조기에 의한 건조보다 경제적이며 상용화된 다목적농산물건조기를 활용할 수 있어 농가에서 쉽게 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 반 건조 오디 생산으로 기존에 어려움을 겪었던 판로 및 유통형태를 다양화할 수 있고 새로운 부가가치를 창출할 수 있으며 반 건조 오디를 저온 저장함으로써 기존 냉동저장 방법보다 비용이 절감될 것으로 기대한다.
- 따라서 본 연구에서 개발한 반 건조 기술은 기존 고가의 건조기에 의한 건조보다 경제적이며 상용화된 다목적농산물건조기를 활용할 수 있어 농가에서 쉽게 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 반 건조 오디 생산으로 기존에 어려움을 겪었던 판로 및 유통형태를 다양화할 수 있고 새로운 부가가치를 창출할 수 있으며 반 건조 오디를 저온 저장함으로써 기존 냉동저장 방법보다 비용이 절감될 것으로 기대한다.
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