본 연구는 장기 냉동저장 오디에 대해 현재 사용하고 있는 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 $60^{\circ}C$로 설정하고, 상온통풍은 상온보다 온도를 낮추어 건조시험 한 결과 연료 3시간, 히터 1시간, 상온통풍 51시간인 조건에서 다른 조건과 비교해서 연료소모 및 전기사용량 면에서 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.
본 연구는 장기 냉동저장 오디에 대해 현재 사용하고 있는 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 $60^{\circ}C$로 설정하고, 상온통풍은 상온보다 온도를 낮추어 건조시험 한 결과 연료 3시간, 히터 1시간, 상온통풍 51시간인 조건에서 다른 조건과 비교해서 연료소모 및 전기사용량 면에서 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.
To extend shelf life of mulberry fruits, usually expensive freeze drying of freezing process is required. In this study an economic to multipurpose agricultural products dryers with mulberry dryer and technique was developed to reduce postharvest processing cost. Fuel and electricity consumption for...
To extend shelf life of mulberry fruits, usually expensive freeze drying of freezing process is required. In this study an economic to multipurpose agricultural products dryers with mulberry dryer and technique was developed to reduce postharvest processing cost. Fuel and electricity consumption for drying were lowest when drying temperature was $60^{\circ}C$. And various drying conditions (fuel 3 hrs, heat 1 hr, room temperature air velocity 51 hrs) of the developed dryer were analyzed to improve drying performance. Dried mulberry fruits had dark brown color and marketable high quality explain the semi-dried characteristics.
To extend shelf life of mulberry fruits, usually expensive freeze drying of freezing process is required. In this study an economic to multipurpose agricultural products dryers with mulberry dryer and technique was developed to reduce postharvest processing cost. Fuel and electricity consumption for drying were lowest when drying temperature was $60^{\circ}C$. And various drying conditions (fuel 3 hrs, heat 1 hr, room temperature air velocity 51 hrs) of the developed dryer were analyzed to improve drying performance. Dried mulberry fruits had dark brown color and marketable high quality explain the semi-dried characteristics.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
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.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
오디의 수요가 점차 증가하게 된 배경은?
최근에 들어 각종 성인병 및 암 발생 등 생활 습관병이 증가하고 있고 오디가 이를 예방할 수 있는 건강기능식품으로써의 가능성이 있다고 알려지면서 그 수요가 점차 증가하고 있다(Seed and Life Industry Division 2011). 오디는 한방에서 상심이라 하며 보약으로 기록되어 있는데 장기간 섭취 시 흰머리가 검어지고 늙지 않는다고 기록되어 있다(Kim et al.
오디가 건강 및 영약학적 측면에서 가치가 높음에도 가지는 문제점과 그 한계점은?
1998). 그러나 이토록 건강 및 영양학적 측면에서 가치가 높음에도 불구하고 5 ~ 6월의 하절기 수확으로 품질열화가 쉬워 짧은 유통기간을 가지는 문제점이 있어 수확 후 일부는 바로 소비자에게 생과로 나머지는 동결 후 냉동과로 판매하기 때문에 유통 및 판로에 매우 제한적인 것이 현실이다(Joung and Yun 2009).
오디가 지닌 안토시아닌 색소의 양은 다른 식품과 비교하면 어떠한가?
1999). 또한 오디는 당과 유기산 뿐만 아니라 안토시아닌 색소를 다량 함유하고 있는데 붉은색 쌀에 비해서는 4배 이상, 검정콩에 비해서는 약 9배, 포도에 비해서는 23배나 많다(Lee et al. 1998).
참고문헌 (15)
Abdullah A, Aydin D (2009) Thin layer solar drying and mathematical modeling of mulberry. International Journal of Energy Research 33, 687-695.
Akpinar EK (2008) Mathematical modeling and experimental investigation on sun and solar drying of white mulberry. Journal of Mechanical Science and Technology 22, 1544-1553.
Evin D (2011) Microwave drying and moisture diffusivity of white mulberry: experimental and mathematical modeling. Journal of Mechanical Science and Technology 25(10), 2711-2718.
Hong YP, Lee JH (2012) Drying method of mulberry fruits, patent 10-2102-0037557, 1-5.
Jeong H, Yun HS (2009) Field test of cold chain container, National Academy of Agricultural Science Research Report, Agricultural Engineering Research I, 236-244.
Kim HB, Bang HS, Lee HW, Seuk YS, Sung GB (1999) Chemical characteristics of mulberry syncarp. Korean J Seric Sci 41, 123-128.
Kim HB, Kim SK, Seok YS, Seo SD (2015) A making the method of semi-dried mulberry fruit by vacuum freezing dryer. J Seric Entomol Sci 53(1), 50-54.
Lee HW, Shin DH, Lee WC (1998) Morphological and chemical characteristics of mulberry (Morus) fruits with varieties. Korean J Seric Sci 40, 1-7.
Mahboubeh F, Zahra ED, Ahmad KA, Mahmoud O (2012) Effect of spray drying conditions and feed composition on the physical properties of black mulberry juice powder. Food and Bioproducts processing 90, 667-675.
Mahboubeh F, shima Y, Zahra ED (2013) Investigation on the effects of microwave and conventional heating methods on the phytochemicals of pomegranate (Punica granatum L.) and black mulberry juices. Food Research International 50, 568-573.
Omer FT, Sefa T, Gazanfer E (2007) Effects of chemical pretreatments on air-drying process of black mulberry (Morus nigra L.). Journal of Scientific & Industrial Research 66, 477-482.
Seed and Life Industry Division (2011) Statistical data of sericultural industry. Ministry for Food, Agriculture, Forestry, and Fisheries, Seoul, Korea.
Teng H, Lee WY (2014) Optimization of drying conditions for quality semi-dried mulberry fruit (Morus alba L.) using response surface Methodology. Current Research on Agriculture and Life Science 32(2), 67-73.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.