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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 국내산 천일염의 함수율에 따른 입자크기, 산물밀도, 정지마찰계수 및 정안식각 등 물리적특성을 분석하여 천일염 기계화ㆍ자동화 모델 설계에 필요한 설계인자를 제공하는데 목적이 있다.
제안 방법
- 0.84∼3.36mm 범위의 표준체(Testing sieve, Chunggye Ind. MFG. Co., Korea)를 이용하여 천일염 시료 100 g을 상단 체에 투입한 후 로탑체진동기(RX-29, Tyler,Taiwan)를 이용하여 5분간 진동 후 각각의 체위에 남은 중량을 측정하였으며, 3회 반복 측정하였다.
- 따라서, 0∼70°범위에서 1°단위로 조절이 가능한 측정장치에서 스테인레스, 아크릴 및 ABS수지 등 3종 재질에서의 정지마찰계수를 측정하였다.
- 본 연구는 천일염의 기계화ㆍ자동화 생산모델 설계에 필요한 입자크기, 산물밀도, 정지마찰계수 및 안식각 등의 설계인자를 제공하기 위하여 천일염의 함수율별 5수준(3.7, 4.9, 8.2, 13.2, 16.5%)에서 실험을 수행하였다. 천일염의 평균직경은 함수율 3.
- 산물밀도는 미국농무성(USDA) 방법으로 그림 1의 산물밀도측정장치(Weight per bushel test apparatus, Seedburo Equipment Co., USA)를 이용하여 상부직경 240mm, 하부직경 32mm, 높이 140mm의 스테인레스재질의 호퍼에 천일염을 채우고 하부에 있는 체적 1,000ml의 시료용기에 50mm로 자유 낙하시키고 균평 후 중량을 측정하였으며, 3회 반복 측정하였다. 시료용기의 체적을 시료용기에 담긴 천일염의 중량비로 계산하였다[10.
- , USA)를 이용하여 상부직경 240mm, 하부직경 32mm, 높이 140mm의 스테인레스재질의 호퍼에 천일염을 채우고 하부에 있는 체적 1,000ml의 시료용기에 50mm로 자유 낙하시키고 균평 후 중량을 측정하였으며, 3회 반복 측정하였다. 시료용기의 체적을 시료용기에 담긴 천일염의 중량비로 계산하였다[10.11].
- 전남 신안지역에서 생산된 천일염을 1년간 상온상태의 음지에서 보관하여 간수를 제거하였다. 시료의 초기함수율은 16.5%,w.b.(이하 %)이였으며, 55℃이하에서 열풍건조기(INBD-1505, Hansung, Korea)를 이용하여 함수율을 16.5, 13.2, 8.2, 4.9 및 3.7% 등 5수준으로 조제하여 공시하였다.
- 전남 신안지역에서 생산된 천일염을 1년간 상온상태의 음지에서 보관하여 간수를 제거하였다. 시료의 초기함수율은 16.
- 천일염 시료를 경사각 0°를 유지하는 3종 재질의 시료대(220×220mm)에 각각 올려놓고 경사각을 높이면서 1/2정도 미끄러지는 순간의 마찰각을 측정하였으며, 3회 반복 측정하였다.
성능/효과
- 2% 이상에서는 시료표면의 점착력이 크게 증가하여 측정이 불가능하였다. 따라서, 정지마찰계수는 함수율이 증가할수록 3종의 재질에서 모두 증가하는 경향이었고, 아크릴이 다른 2종에 비해 낮게 나타났다. 재료에 따라 천일염을 배출하거나 이송하는 공정에서는 최소 47° 이상의 기울기가 필요하였으며, 함수율 8.
- 배출 안식각은 함수율 3.7%에서 45.7°, 함수율 4.9%에서 48.0°, 함수율 8.2%에서 70.5°, 함수율13.2%에서 84.3°로서 함수율이 증가할수록 증가하는 경향이었다.
- 재료에 따라 천일염을 배출하거나 이송하는 공정에서는 최소 47° 이상의 기울기가 필요하였다. 배출 안식각은 함수율이 증가할수록 높아지는 경향이었고, 퇴적 안식각은 이와는 반대로 낮아지는 경향이었다. 또한, 배출에 비해 퇴적시 안식각이 낮게 나타났다.
- 이후로는 함수율이 증가하여도 완만하게 증가하는 경향이었다. 산물밀도는 입자간의 공극률에 따른 영향은 크지 않았으며, 함수율에 따른 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 함수율 8.
- 재료에 따라 천일염을 배출하거나 이송하는 공정에서는 최소 47° 이상의 기울기가 필요하였으며, 함수율 8.2% 이상의 천일염을 이송할 경우 자유낙하에 의한 이동보다는 스크류컨베이어나 진동을 이용한 기계적 이송이 필요하였다.
- 정지마찰계수는 스테인레스는 0.76∼1.04로 가장 높게 나타났고 ABS수지는 0.74∼0.89, 아크릴은 0.65∼0.77 순으로 나타났다.
- 그림 3은 함수율 및 재질에 따른 정지마찰계수를 나타낸 것이다. 정지마찰계수는 함수율 3.7%에서 스테인레스는0.76, 아크릴은 0.65, ABS수지는 0.74이었으며, 함수율 4.9%에서는 스테인레스는 0.85, 아크릴은 0.72, ABS수지는 0.77이었다. 또한, 함수율 8.
- 5%)에서 실험을 수행하였다. 천일염의 평균직경은 함수율 3.7%에서 1.98mm이였으며, 함수율이 증가할수록 감소하여 함수율 8.2%에서1.60mm로 나타났다. 이후 함수율이 증가하면서 입자직경은 증가하는 경향이었다.
- 퇴적 안식각은 함수율 3.7%에서 31.3°, 함수율 4.9%에서 30.0°, 함수율 8.2%에서 28.0°, 함수율 13.2%에서 25.0°로서 배출 안식각과는 다르게 함수율이 증가할수록 낮아지는 경향이었다.
- 90mm로 나타났다. 함수율 3.7%에서 평균직경은 1.98mm이였으며, 함수율이 증가할수록 감소하여 함수율 8.2%에서 1.60mm로 나타났다. 이후 함수율이 증가하면서 입자직경은 증가하는 경향이었다.
- 산물밀도는 입자간의 공극률에 따른 영향은 크지 않았으며, 함수율에 따른 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 함수율 8.2%까지는 재결정으로 인한 공극률의 증가로 인하여 산물밀도가 급격히 증가하는 것으로 나타났다.
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