초록 ▼

○ 연구결과
1. 마이크로파 예열장치 이용한 고추․표고버섯의 건조특성
(1)홍고추 함수율은 마이크로파 가열 전․후 거의 변화가 없었고, 표고버섯의 함수율은 마이크로파 출력이 크고, 가열 시간이 길수록 크게 감소하였다.
(2)홍고추는 마이크로파 가열용량이 1kW인 경우 6분 이상, 가열용량이 2, 3kW인 경우 2분 이상인 경우 고추의 터짐 현상이 발생하여 바람직하지 않은 것으로 나타났다. 표고버섯의 경우는 마이크로파 가열 시간이 길어지면 부분적으로 검게 변하는 현상이 발생하기 때문에 출력 1kW인 경우 5분 이하,

○ 연구결과
1. 마이크로파 예열장치 이용한 고추․표고버섯의 건조특성
(1)홍고추 함수율은 마이크로파 가열 전․후 거의 변화가 없었고, 표고버섯의 함수율은 마이크로파 출력이 크고, 가열 시간이 길수록 크게 감소하였다.
(2)홍고추는 마이크로파 가열용량이 1kW인 경우 6분 이상, 가열용량이 2, 3kW인 경우 2분 이상인 경우 고추의 터짐 현상이 발생하여 바람직하지 않은 것으로 나타났다. 표고버섯의 경우는 마이크로파 가열 시간이 길어지면 부분적으로 검게 변하는 현상이 발생하기 때문에 출력 1kW인 경우 5분 이하, 2kW인 경우 1분이하로 가열하는 것이 바람직하고, 3kW 이상은 부적합한 것으로 나타났다.
(3)홍고추 색도 a값은 마이크로파 가열 후 가열 전 보다 2.90～0.84 정도 낮게 나타났다.
(4)마이크로파 가열 장치의 작동 중에 마이크로파 누설이 너무 심하여 연속식으로 사용하는 데는 문제가 있는 것으로 나타났다.
2. 하향통풍방식 원적외선 건조기를 이용한 고추․표고버섯의 건조특성
1)고추와 표고버섯의 건조속도는 원적외선 건조가 열풍건조보다 모두 빨랐고, 건조 시간은 고추의 경우 5～8시간, 표고버섯은 1～4시간 단축되었다.
2)원적외선 건조의 경우에는 방사체 온도가 높고, 풍속이 느린 조건이 건조속도가 빠른 것으로 나타났다.
3)원적외선 건조의 소비전력량은 풍속이 빠를수록 높게 나타났다.
4)표고버섯의 수축율은 열풍 건조가 원적외선 건조에 비해 약간 낮게 나타났으며, 원적외선 건조조건별로는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
5)표고버섯의 b(황색도)값과 △E(적색도)값은 하향송풍방식 원적외선 건조에 비해 열풍건조가 크게 감소하는 것으로 나타났다.
6)표고버섯의 유리아미노산 함량은 초기 시료에 비해 대부분 감소하였고, 원적외선건조가 열풍건조 보다는 대체로 유리아미노산 잔류량이 높은 것으로 나타났다.
3. 상향통풍방식 원적외선 건조기를 이용한 건조실험
가. 홍고추
1)상향송풍방식 원적외선 건조는 건조실 내부온도가 높고 풍속이 빠를수록 건조속도가 빠른 경향을 나타내었고, 열풍건조보다 건조속도 약 6～13시간 정도 빠른 것으로 나타났다.
2)a(적색도)의 감소 값은 상향송풍방식 원적외선 건조의 경우 건조온도가 높고, 송풍속도가 빠른 것이 작게 감소하는 경향을 보였고, 열풍건조보다 건조 후 a의 감소 값이 4.37～7.06 정도 작은 것으로 나타났다.
3)에너지소비량은 상향송풍방식 원적외선 건조가 열풍건조보다 약 47.7～58.3%정도 에너지소비량이 감소하여 에너지 절감효과가 큰 것으로 나타났다.
4)Capsaicinoid 함량은 상향송풍방식 원적외선 건조의 경우 건조실 내부온도가 높고, 송풍속도가 빠를수록 감소하는 경향을 나타내었고, 열풍건조보다는 55.77～120.09㎎/100g정도 Capsaicinoid 함량이 높은 것으로 나타났다.
나. 표고버섯
1)건조속도는 상향송풍방식 원적외선 건조의 경우 건조실 내부온도가 높고 풍속이 빠를수록 건조속도가 빠른 경향을 나타내었고, 열풍건조보다 2～5.5시간, 하향송풍방식보다 1시간정도 건조속도가 빠른 것으로 나타났다.
2)건조 전후의 ΔL(명도), Δb(황색도) 값은 상향송풍방식 원적외선 건조가 열풍건조보다 적게 감소하는 것으로 나타났고, 하향송풍방식보다도 Δb 값이 적게 감소하여 색상이 양호한 것으로 나타났다.
3)수축율은 원적외선 건조온도가 높을수록 증가하는 경향을 보였고, 열풍건조보다는 낮은 것으로 나타났다. 또한 하향송풍방식보다 약 3% 정도 수축이 덜되는 것으로 나타났다.
4)소비전력량은 상향송풍방식 원적외선 건조가 열풍건조보다 36.7～44.9% 정도 에너지 절감효과를 나타내었다.
5)유리아미노산 함량은 상향송풍방식 원적외선 건조의 경우 건조실 내부온도가 높고 송풍속도가 빠를수록 감소하는 경향을 나타내었고, 열풍건조의 경우 원적외선 건조보다 유리아미노산 잔류량이 비교적 낮은 값을 나타내었다.

Abstract ▼

4. Result
This research suggested that implementing a pre-heater and a far infrared drying system increase quality of dried red pepper and oak mushroom(Lentinus edodes), drying efficiency, and reduce drying time. Additionally, the research recommended a guideline to design a high efficient far in

4. Result
This research suggested that implementing a pre-heater and a far infrared drying system increase quality of dried red pepper and oak mushroom(Lentinus edodes), drying efficiency, and reduce drying time. Additionally, the research recommended a guideline to design a high efficient far infrared drying system by analyzing red pepper and oak mushroom(Lentinus edodes) drying characteristics, drying rate, chromaticity, shrinkage ratio, energy consumption, changing of amino acid and capsaicinoid contents.
The summaries of research are as following.
1) Drying characteristics of oak mushroom and red pepper using a microwave pre-heater
(1) Red pepper
a. Applying microwave heat had insignificant effects on reducing moisture contents of red peppers.
b. Applying excessive amount of microwave heating time could defect red pepper; guideline for the expose time is less than 6 and 2 minutes for microwave heater capacity of 1kW, and 2 and 3kW, respectively.
c. 'a' range in chromaticity was reduced from 2.90 to 0.84 after applying microwave heat.
(2) Oak mushroom(Lentinus edodes)
a. Moisture contents of oak mushroom(Lentinus edodes) reduced relatively with capacities of microwave heaters, and exposing duration.
b. Depending on microwave heating time, top pertion of mushroom color changed to black so that exposing duration suggested less than 5 and 1 minutes for capacity of 1kW and 2kW, respectively. Bigger than capacity of 2kW microwave pre-heater may not use as a pre-heater.
2) drying characteristics of oak mushroom and red pepper using a far infrared dryer : down draft airflow type
(1) Oak-mushroom
a. Far infrared drying was relatively faster than heated air drying, and drying time was reduced from 1 to 4 hours by using a far infrared dryer within testing conditions. Higher temperature on far infrared heater and low blast velocity can help increasing drying rate.
b. Energy consumption of the far infrared dryer of down draft airflow saved from 5.54% to 32.36% of energy to compare with heated air drying except drying condition that the temperature of far infrared heater was 90℃ and the blast velocity was 0.6m/s.
c. Mushroom shrinkage ratio of heated air drying was lower than far infrared drying. Far infrared drying conditions were not significant in the shrinkage ratio.
d. Heated air drying lost higher value on 'b' and 'E' to compare with far infrared drying.
e. Free amino acid contents were reduced after drying, and free amino acid contents by using infrared drying was almost higher than using heated air drying.
(2) Red pepper
a. Drying rate of a far infrared dryer was relatively faster than heated air drying rate. Depending on drying conditions, drying time decreased from 5 to 8 hours to compare with heated air drying time.
b. Energy consumption of the far infrared dryer increased along increasing of blast velocity.
3) Drying characteristics of oak mushroom and red pepper using a far infrared dryer: up draft airflow type
(1) Oak mushroom(Lentinus edodes)
a. Drying rate for an far infrared dryer of up draft airflow type increased by rising drying chamber temperature, and blast velocity. Overall drying time of the dryer reduced from 2 to 5.5 hours from convection oven dry and about 1 hour from the down draft airflow far infrared dryer.
b. In terms of decreasing 'L' and 'b' values after drying, the far infrared of up draft airflow dried materials had more 'b' values ranged from 14.2 to 16.24 to compared with the down draft airflow far infrared dried ones.
c. Shrinkage ratio rose with increasing dryer temperature, however, the ratio was lower than heated air drying ones and about 3% less than the far infrared of down draft airflow dried ones.
d. Energy consumption of the far infrared dryer of up draft airflow saved from 36.7% to 44.9% of energy to compare with heated air drying. Moreover, up draft airflow far infrared dryer saved from 18.53% to 44.97% of energy to compare with the far infrared dryer of down draft airflow.
e. Increasing drying chamber temperature and blast velocity caused of decreasing contents of free amino acid of oak mushroom(Lentinus edodes), and heated air drying lost more amount of free amino acid.
(2) Red pepper
a. Drying rate of an up draft airflow far infrared dryer was increased by higher drying chambertemperature, and blast velocity. drying time was reduced from 6 to 13 hours to compare with heated air drying.
b. Higher drying temperature and faster ventilation decrease least amount of 'a' values, and they were higher than 'a' values from heated air drying.
c. Energy consumption of the up draft airflow far infrared dryer saved from 47.7% to 58.3% of energy to compare with heated air drying. Moreover, Energy consumption of up draft airflow far infrared dryer was lower than down draft airflow far infrared dryer.
d. Increasing drying chambertemperature and ventilation speed of the up draft airflow far infrared dryer reduced capsaicinoid contents of red peppers. Capsaicinoid contents of far infrared dried red peppers were higher from 55.77 to 120.09mg/100g than heated air drying.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 12
• LIST OF TITLES ... 13
• LIST OF FIGURES ... 16
• LIST OF TABLES ... 20
• LIST OF PHOTOGRAPHES ... 21
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 26
• 1. 연구개발의 목적 및 내용 ... 27
• 2. 연구개발의 필요성 ... 29
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 32
• 1. 국내의 경우 ... 33
• 2. 국외의 경우 ... 33
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 34
• 1 절 마이크로파 예열장치 및 하향 송풍방식 원적외선 건조기를 이용한 홍고추·표고버섯의 건조특성 ... 35
• 1. 마이크로파 예열장치에 의한 피건조물의 건조특성 ... 35
• 가. 마이크로파 예열장치 설계·제작 ... 35
• 나. 공시재료 ... 37
• 다. 실험방법 및 측정항목 ... 37
• 라. 마이크로파 예열장치에 의한 홍고추의 건조특성 ... 38
• 1) 홍고추의 함수율 변화 ... 38
• 2) 홍고추의 색도 변화 ... 39
• 마. 마이크로파 예열장치에 의한 표고버섯의 건조특성 ... 45
• 1) 마이크로파 출력 1㎾에 따른 가열특성 ... 45
• 2) 마이크로파 출력 2㎾에 따른 가열특성 ... 48
• 3) 마이크로파 출력 3㎾에 따른 가열특성 ... 51
• 4) 마이크로파 출력 4㎾에 따른 가열특성 ... 54
• 2. 하향송풍방식 원적외선 건조기에 의한 피건조물의 건조특성 ... 57
• 가. 하향송풍방식 원적외선 건조기의 구성 ... 57
• 나. 하향송풍방식 원적외선 건조기의 기초실험 ... 63
• 1) 건조실 내부 풍속 및 온도측정 ... 63
• 2) 송풍량 및 배풍량 측정 ... 63
• 3) 건조실 내부온도 측정 ... 65
• 4) 건조실 내부 풍속 측정 ... 67
• 3. 하향송풍방식 원적외선 건조기를 이용한 건조 실험 ... 68
• 가. 공시재료 ... 68
• 나. 실험방법 및 측정항목 ... 68
• 다. 결과 및 고찰 ... 70
• 1) 원적외선 방사체온도 90℃, 풍속 0.3m/s인 경우 표고버섯의 건조특성 ... 70
• 2) 원적외선 방사체온도 90℃, 풍속 0.5m/s인 경우 표고버섯의 건조특성 ... 74
• 2 절. 하향통풍방식 원적외선 건조기를 이용한 표고버섯·홍고추의 건조특성 ... 78
• 1. 하향통풍방식 원적외선 건조기 PILOT PLANT 설계제작 ... 78
• 가. 원적외선 건조기 제작 ... 78
• 나. 피건조물 투입장치 ... 83
• 다. 배기에너지 활용장치 ... 86
• 2. 원적외선 건조기 PILOT PLANT 기초실험 ... 87
• 가. 송풍속도 측정 ... 87
• 나. 원적외선 방사판 표면온도 측정 ... 89
• 3. 하향송풍방식 원적외선 건조기를 이용한 건조실험 ... 90
• 가. 공시재료 ... 90
• 나. 실험방법 및 측정항목 ... 90
• 다. 결과 및 고찰 ... 93
• 1) 표고버섯의 건조특성 ... 93
• 2) 고추의 건조특성 ... 110
• 3 절. 개발된 상향송풍방식 원적외선 건조기를 이용한 홍고추·표고버섯의 건조특성 ... 116
• 1. 상향통풍방식 원적외선 건조기 PILOT PLANT 설계 제작 ... 116
• 가. 원적외선 건조기 제작 ... 116
• 2. 상향통풍방식 원적외선 건조기를 이용한 표고버섯·홍고추의 건조특성 ... 119
• 가. 표고버섯의 건조특성 ... 119
• 1) 공시재료 ... 119
• 2) 실험방법 및 측정항목 ... 119
• 3) 결과 및 고찰 ... 121
• 나. 홍고추의 건조특성 ... 133
• 1) 공시재료 ... 133
• 2) 실험 방법 및 측정항목 ... 133
• 3) 결과 및 고찰 ... 135
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 145
• 1. 목표달성도 ... 145
• 2. 관련분야 기여도 ... 147
• 가. 에너지 및 생산 단가 절감과 경쟁력 확보 ... 147
• 나. 고품질 건조제품 생산 ... 147
• 다. 건조제품의 다양성 및 노동력 절감 ... 147
• 라. 환경문제 ... 147
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 149
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 151
• 제 7 장 참고문헌 ... 154
• 끝페이지 ... 156