본 연구는 국내원맥 중 백중밀 및 조경밀의 성상별 분류를 한 후 정립, 피해립, 이물 중 밀막대 및 밀껍질에서의 함수율 약 9~30%(w.b.) 범위내에서의 천립중, 기하학적 특성 및 기류적인 특징 중 종말속도를 분석하여 함수율간의 상관관계를 구명함으로써 국내밀의 체계적인 수확 후 관리 중 정선, 선별, 운반, 저장 및 도정가공 공정에서의 설계공정 및 기초자료로 활용하고자 연구하였다. 백중밀 및 조경밀의 성상별로 측정된 기하학적 특성 중 장축길이, 단축길이의 값은 백중(정립: 6.57, 3.24 mm, 피해립: 6.16, 2.93 mm), 조경(정립: 6.74, 3.30 mm, 피해립: 6.36, 3.10 mm), 밀막대(21.18, 2.23 mm) 및 밀껍질(19.34, 5.95 mm)로 각각 측정되었다. 함수율에 따른(9.7~29.6%, w.b.) 천립중 및 성상별 종말속도의 값은 함수율이 증가할수록 서서히 증가하였으며, 측정된 천립중은 백중(32.26~41.51 g) 및 조경(45.30~ 63.07 g)로 조경밀이 현저하게 크게 측정되었다. 성상별로 본 종말속도의 범위값은 백중밀 및 조경밀 정립(5.46~7.13, 7.48~8.60 m/sec), 피해립(5.91~7.00, 6.48~7.75 m/sec), 밀막대(2.92~4.07, 3.74~5.22 m/sec), 밀껍질(1.07~1.85, 2.02~2.33 m/sec)로 각각 측정되었다. 백중 및 조경밀의 이물 (밀막대 및 밀껍질)의 종말속도 범위는 밀막대(2.92~5.22 m/sec), 밀껍질(1.07~2.33 m/sec)로 측정되어 이물의 최대값인 5.22 m/sec이하에서는 밀막대 및 밀껍질 선별 및 분리될 것으로 사료된다. 이로써 함수율에 따른 우리밀의 공기역학적 특징 중 종말속도를 측정함으로써 우리밀에 적합한 건조저장시설 및 수확후 관리모델 개발에 도움이 될 것으로 판단된다.
본 연구는 국내원맥 중 백중밀 및 조경밀의 성상별 분류를 한 후 정립, 피해립, 이물 중 밀막대 및 밀껍질에서의 함수율 약 9~30%(w.b.) 범위내에서의 천립중, 기하학적 특성 및 기류적인 특징 중 종말속도를 분석하여 함수율간의 상관관계를 구명함으로써 국내밀의 체계적인 수확 후 관리 중 정선, 선별, 운반, 저장 및 도정가공 공정에서의 설계공정 및 기초자료로 활용하고자 연구하였다. 백중밀 및 조경밀의 성상별로 측정된 기하학적 특성 중 장축길이, 단축길이의 값은 백중(정립: 6.57, 3.24 mm, 피해립: 6.16, 2.93 mm), 조경(정립: 6.74, 3.30 mm, 피해립: 6.36, 3.10 mm), 밀막대(21.18, 2.23 mm) 및 밀껍질(19.34, 5.95 mm)로 각각 측정되었다. 함수율에 따른(9.7~29.6%, w.b.) 천립중 및 성상별 종말속도의 값은 함수율이 증가할수록 서서히 증가하였으며, 측정된 천립중은 백중(32.26~41.51 g) 및 조경(45.30~ 63.07 g)로 조경밀이 현저하게 크게 측정되었다. 성상별로 본 종말속도의 범위값은 백중밀 및 조경밀 정립(5.46~7.13, 7.48~8.60 m/sec), 피해립(5.91~7.00, 6.48~7.75 m/sec), 밀막대(2.92~4.07, 3.74~5.22 m/sec), 밀껍질(1.07~1.85, 2.02~2.33 m/sec)로 각각 측정되었다. 백중 및 조경밀의 이물 (밀막대 및 밀껍질)의 종말속도 범위는 밀막대(2.92~5.22 m/sec), 밀껍질(1.07~2.33 m/sec)로 측정되어 이물의 최대값인 5.22 m/sec이하에서는 밀막대 및 밀껍질 선별 및 분리될 것으로 사료된다. 이로써 함수율에 따른 우리밀의 공기역학적 특징 중 종말속도를 측정함으로써 우리밀에 적합한 건조저장시설 및 수확후 관리모델 개발에 도움이 될 것으로 판단된다.
This research was carried out to identify aerodynamic property as a function of moisture content for designing equipment such as for post-harvest management. Terminal velocity of two wheat varieties {Backjjung (B) and Jogyeong (J)} with selected sound, damaged kernel and foreign materials (Wheat sti...
This research was carried out to identify aerodynamic property as a function of moisture content for designing equipment such as for post-harvest management. Terminal velocity of two wheat varieties {Backjjung (B) and Jogyeong (J)} with selected sound, damaged kernel and foreign materials (Wheat stick, Wheat husks) were measured with a designed vertical wind column at different moisture contents from about 9 to 30% wet basis. The results showed that terminal velocity of wheat and foreign materials except of Jogyeong's husks (p<0.05) had a significant difference at p<0.001. With increasing moisture content, the aerodynamic property values of the kernels and foreign materials of the two wheat varieties increased linearly. In detail, terminal velocity of sound and damaged kernel increased from 5.46 to 7.13 m/sec (B) and 7.48 to 8.60 m/sec (J), damaged kernel from 5.91 to 7.00 m/sec (B) and 6.48 to 7.75 m/sec (J). For foreign materials the terminal velocity of wheat stick increased from 2.92 to 4.07 m/sec (B) and 3.74 to 5.22 m/sec (J) whereas that of husks from 1.07 to 1.85 m/sec (B) and 2.02 to 2.33 m/sec (J) each. For air separation of wheat and foreign materials, the air flow should be less than 5.22 m/sec due to the range (1.07~5.22 m/sec) of foreign materials in wheat.
This research was carried out to identify aerodynamic property as a function of moisture content for designing equipment such as for post-harvest management. Terminal velocity of two wheat varieties {Backjjung (B) and Jogyeong (J)} with selected sound, damaged kernel and foreign materials (Wheat stick, Wheat husks) were measured with a designed vertical wind column at different moisture contents from about 9 to 30% wet basis. The results showed that terminal velocity of wheat and foreign materials except of Jogyeong's husks (p<0.05) had a significant difference at p<0.001. With increasing moisture content, the aerodynamic property values of the kernels and foreign materials of the two wheat varieties increased linearly. In detail, terminal velocity of sound and damaged kernel increased from 5.46 to 7.13 m/sec (B) and 7.48 to 8.60 m/sec (J), damaged kernel from 5.91 to 7.00 m/sec (B) and 6.48 to 7.75 m/sec (J). For foreign materials the terminal velocity of wheat stick increased from 2.92 to 4.07 m/sec (B) and 3.74 to 5.22 m/sec (J) whereas that of husks from 1.07 to 1.85 m/sec (B) and 2.02 to 2.33 m/sec (J) each. For air separation of wheat and foreign materials, the air flow should be less than 5.22 m/sec due to the range (1.07~5.22 m/sec) of foreign materials in wheat.
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문제 정의
따라서, 본 연구의 목적은 국내에서 생산된 원맥의 성상별 및 함수율에 따른 공기역학적 특성인 종말속도 등을 분석하여 함수율간의 상관관계를 구명하여, 현재 국내밀의 수확 후 관리 중 정선, 선별공정에서의 설계공정 및 기계화 기술에 필요한 정보를 제공함으로써 국내 밀 산업의 기초자료로 활용 및 건조저장시설 및 수확 후 관리모델개발을 위하여 연구하였다.
본 연구는 국내원맥 중 백중밀 및 조경밀의 성상별 분류를 한 후 정립, 피해립, 이물 중 밀막대 및 밀껍질에서의 함수율 약 9~30%(w.b.) 범위내에서의 천립중, 기하학적 특성 및 기류적인 특징 중 종말속도를 분석하여 함수율간의 상관관계를 구명함으로써 국내밀의 체계적인 수확 후 관리 중 정선, 선별, 운반, 저장 및 도정가공 공정에서의 설계공정 및 기초자료로 활용하고자 연구하였다. 백중밀 및 조경 밀의 성상별로 측정된 기하학적 특성 중 장축길이, 단축길이의 값은 백중(정립: 6.
제안 방법
초기함수율 28~29%(w.b.)로 수확한 백중밀 및 조경밀은 검은망천을 덮은 2개의 트레이에 3 kg씩 충전한 다음, 벌크건조기(HK-DO1000F, Machinery works, Hwaseong, Korea)에서 건조온도 50℃로 건조하였으며, 단립수분계(CTR-800E, Shizuoka Seiki Co., Ltd., Shizuoka-ken, Japan)로 함수율을 측정하면서 밀의 함수율을 약 3%간격으로 8단계{기준함수율 28%, 25%, 22%, 19%, 16%, 13%, 11%, 9%(w.b.)}로 건조한 후 ASABE standards 2011(18)에 의해 시료 10g을 130℃의 온도에서 19시간 건조하는 방법을 이용하여 최종함수율을 측정하였다. 아래 표는 실제 측정된 함수율 및 건조에 소요되는 시간을 나타낸 것이며, 28~29%(w.
대상 데이터
본 실험에 사용된 국내산 품종은 제빵용인 백중밀과 생면용인 조경밀로서, 백중밀은 2012년 10월 말에 파종한 후 2013년 6월 11일에 수확한 초기함수율 29.6%(w.b.)원맥을 광주광역시 소재 한국우리밀농업협동조합에서 210 kg 정도 구입하여 실험에 사용하였다. 조경밀은 2012년 10월 말에 파종 후 2013년 6월13일에 수확한 초기함수율 28.
)원맥을 광주광역시 소재 한국우리밀농업협동조합에서 210 kg 정도 구입하여 실험에 사용하였다. 조경밀은 2012년 10월 말에 파종 후 2013년 6월13일에 수확한 초기함수율 28.7%(w.b.) 원맥을 경남 합천우리밀영농조합에서 210 kg 정도 구입하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
유의성검증을 위하여 통계분석은 Statistical Analysis System(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)로 이용하였으며 모든 자료는 3회 이상 반복 실시하였다.
이론/모형
종말속도는 밀알 100립을 Kim 등(22) 및 Hong 등(17)의 방법으로 측정하였으며, Fig. 2는 wind column형태의 풍동 장치이며, 한국공업규격(KS A 0612-1992 : 초임기구에 의한 유량 측정방법, KS B 6311 : 송풍기 실험방법)에 근거하여 풍동을 설계하였다. VS motor와 흡입 댐퍼로 송풍량 조절 및 수직 풍동 높이를 다르게 하였으며, 일정한 풍속을 유지하기 위해 정류격자를 제작하였다.
외관품위는 국립농산물품질관리원의 농산물검사규칙(19)에 준하여 실험하였으며, 성상별 분류는 밀 정립, 피해립, 이물 중 밀막대 및 밀껍질을 수작업으로 분류하여 각 실험항목에 따라 분석하였다.
종말속도는 밀알 100립을 Kim 등(22) 및 Hong 등(17)의 방법으로 측정하였으며, Fig. 2는 wind column형태의 풍동 장치이며, 한국공업규격(KS A 0612-1992 : 초임기구에 의한 유량 측정방법, KS B 6311 : 송풍기 실험방법)에 근거하여 풍동을 설계하였다.
성능/효과
46 g)으로 측정되었다. 따라서, 종말속도의 측정법이 수직바람을 이용하여 일정높이까지 뜨게 하는 힘이므로 천립중 즉 무게의 값과 상관관계가 있을 것으로 판단된다.
백중 및 조경밀의 정립, 및 피해립과 이물의 밀막대 및 밀껍질의 장축길이는 6.57 mm(백중, 정립), 6.74 mm(조경, 정립), 6.16 mm(백중, 피해립), 6.36 mm(조경, 피해립), 21.16 mm(밀대), 19.34 mm(밀껍질)로 각각 측정되었으며, 단축길이는 3.24 mm(백중, 정립), 3.30 mm(조경, 정립), 2.93 mm(백중, 피해립), 3.10 mm(조경, 피해립), 2.23 mm(밀대), 5.95 mm(밀껍질)로 각 각 측정되었다. p<0.
밀의 성상별 분류에 따른 백중밀 및 조경밀의 정립, 피해립, 이물(밀대) 및 이물(밀껍질)의 기하학적 특성을 살펴본 결과는 Table 2와 같다. 백중 및 조경밀의 함수율은 11.0%(백중) 및 11.7%(조경)로 각각 측정되었으며, 천립중의 크기는 백중(32.59 g), 조경(45.52 g)으로 p<0.001수준에서 유의적인 차이를 나타내 조경밀이 백중밀보다 현저하게 큼을 나타냈다. 타 곡물의 연구자료 중 녹두(30.
백중 및 조경의 종말속도는 함수율이 낮을수록 점차 감소하였으며, p<0.001수준(조경 이물(밀껍질)은 p<0.05수준)으로 함수율의 증가에 따라 종말속도는 유의적인 차이를 나타내었으며, 1차식으로 표현이 가능하였다. 이 때 결정계수는 백중 r2=0.
3과 같다. 백중 및 조경의 천립중의 값은 함수율이 감소할수록 천립중은 점차 감소하였으며, 함수율(9.7~29.6%)에서 백중 및 조경밀의 천립중은 32.26~41.51 g 및 45.30~63.07 g으로 각각 측정되어 조경밀이 백중밀보다 현저하게 큼을 나타냈다.
95 mm)로 각각 측정되었다. 함수율에 따른(9.7~29.6%, w.b.) 천립중 및 성상별 종말속도의 값은 함수율이 증가할수록 서서히 증가하 였으며, 측정된 천립중은 백중(32.26~41.51 g) 및 조경(45.30~ 63.07 g)로 조경밀이 현저하게 크게 측정되었다. 성상별로 본 종말속도의 범위값은 백중밀 및 조경밀 정립(5.
후속연구
22 m/sec이하에서는 밀막대 및 밀껍질 선 별 및 분리될 것으로 사료된다. 이로써 함수율에 따른 우리밀의 공기역학적 특징 중 종말속도를 측정함으로써 우리밀에 적합한 건조저장시설 및 수확후 관리모델 개발에 도움이 될 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
종말속도란 무엇인가?
종말속도(Terminal velocity)는 부유속도(Suspension velocity)라고도 불리며, 어떤 물체가 자유낙하할 때 물체의 항력(drag)와 물체의 순수한 중력 즉 물체의 무게에서 부력을 뺀 값이 같아지는 순간의 물체의 낙하속도로 정의한다. 종말속도 측정법으로는 두 가지로 구분하며, 물체가 정지된 공기 중에서 낙하할 때 낙하하는 거리 및 시간을 측정하는 방법과, 수직풍동 즉 wind tunnel에 망을 설치하여 그 위에 곡물의 낟알을 올려놓고 송풍기를 이용하여 일정높이까지 뜨게 한 후 풍속 종말속도를 측정하는 방법이 있다(3,5).
농업관련 수확 후 관리에서 곡물선별 시, 무엇의 물성 특성 분석이 중요한가?
Ha 등(4)에 의하면, 곡물선별관련 기술로는 크기, 형상, 비중 등의 인자로 선별하는 방법이 대부분이며, 완전립보다는 불량립 및 이물에 대한 물성 특성 분석이 중요하다고 하였으며, Gursoy와 Guzel(2)도 종말속도를 이용하여 완전하지 않은 불량 및 깨진콩 등 80%정도 선별하였다고 보고하였다. Rajabipour 등(5), Tabatabaeefar(6)의 보고에 따르면, 농업관련 수확 후 관리에서의 공기역학적 특징은 공기 수송, 정선 및 선별공정에서의 중요한 요소이며, 특히 종말속도는 이 공정에서 중요한 부분을 차지한다.
종말속도 측정법에는 무엇이 있는가?
종말속도(Terminal velocity)는 부유속도(Suspension velocity)라고도 불리며, 어떤 물체가 자유낙하할 때 물체의 항력(drag)와 물체의 순수한 중력 즉 물체의 무게에서 부력을 뺀 값이 같아지는 순간의 물체의 낙하속도로 정의한다. 종말속도 측정법으로는 두 가지로 구분하며, 물체가 정지된 공기 중에서 낙하할 때 낙하하는 거리 및 시간을 측정하는 방법과, 수직풍동 즉 wind tunnel에 망을 설치하여 그 위에 곡물의 낟알을 올려놓고 송풍기를 이용하여 일정높이까지 뜨게 한 후 풍속 종말속도를 측정하는 방법이 있다(3,5).
참고문헌 (28)
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Rajabipour A, Tabatabaeefar A, Farahani M (2006) Effect of moisture on terminal velocity of wheat varieties. Int J Agri Biol, 8, 10-13
Tabatabaeefar A (2003) Moisture-dependent physical properties of wheat. Int Agrophysics, 17, 207-211
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