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박천완(Chun Wan Park),박석호(Seok Ho Park),최동수(Dong Soo Choi),김용훈(Yong Hun Kim),김진세(Jin Se Kim),이수장(Su Jang Lee) 대한설비공학회 2017 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.6
최근 국내 농가규모, 생산량, 유통현황을 고려하여 배출식 소형 CA저장고(15㎥)를 중심으로 보급이 진행되고 있다. 하지만 대형 CA저장고 운전을 위한 순환식 CA저장고의 최적운전 및 제어를 위한 기초데이터가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 CA저장고를 최적으로 운영하기 위한 다양한 조건중 질소발생기 및 이산화탄소제거기를 통한 기체조절과정의 특성을 분석하였다. 13㎥크기의 기밀저장고를 이용하여 기체조성을 조절한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 질소발생기의 경우 공급유량은 냉각에 의한 기밀저장고 내부공기의 부피축소량보다 많은 유량을 유지해야 하며, OS2 21→2%까지 최소 6시간 30분 소비되었으며, CO2 8→5%까지 감소하는데 70분이 소비되었다. 이때 CO2 제거기의 흡착타워는 농도가 낮아질수록 성능은 감소하였다.
박천완(Chun Wan Park),이동규(Dong Kyu Lee),강채동(Chaedong Kang) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.5
PEMFC의 가스 확산층(GDL)은 생성된 수분을 제거하는 역할을 가지고 있다. PEMFC가 빙점 이하의 환경에 노출되었을 때 액적이나 액망의 동결은 스택의 초기 구동의 큰 저해요인 중 하나이다. 본 연구의 목적은 다양한 저온환경 아래서 미세 다공층 표면에 접촉한 액적 및 액망의 빙결현상을 관찰하는 것이다. GDL은 각각 0 및 40%의 발수코팅이 되어있는 2 가지 타입을 가지고 관찰하였다. 또한 열전대를 이용하여 액적의 온도를 측정하였고, 액적의 빙결현상은 현미경을 통해 관찰 하였다. GDL 표면에서 액적 및 액막이 빙점 이하의 온도에서 과냉각 및 동결, 빙결정의 성장을 관찰하였다. Gas diffusion layer(GDL) in PEMFC has the role of the discharge of water vapor smoothly. When the PEMFC is left alone under cold region without the operation, the freezing of the droplet and water net in GDL is one of the issues to be suppressed. To understand the freezing behavior of the water droplet and net in GDL is prior to the warming process. The purpose of this work is to observe the cooling and freezing phenomenon of the droplet which contacts to the micro porous surface under the various low temperature conditions. GDL was coated with waterproof material, which has two types of coating rage, 0 and 40%. The temperature of water droplet on GDL was measured by using T-type thermocouples. Also, the behavior of the freezing on the droplet was pictured by microscope. In order to observe the phenomenon, the water droplet and net on GDL were supercooled, frozen and crystalized using by low temperature thermostat under sub zero surrounding.
박천완 ( Chun Wan Park ),최동수 ( Dong Soo Choi ),김용훈 ( Yong Hoon Kim ),김진세 ( Jin Se Kim ),손재용 ( Jae Yong Son ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
기체제어(CA, Controlled atmosphere)저장기술은 기밀이 보장되는 저장고의 기체환경을 인위적으로 조절하여 농산물의 생리작용을 억제함으로써 저장 기간을 연장시키는 저장기술이다. 기체환경제어는 질소발생기를 이용하여 저장고를 퍼지(Purge)하는 방식이 주로 이용된다. 이때, 공급되는 질소의 농도, 저장고 내부 온도변화 및 기류, 압력변화 등이 기체제어 시간에 영향을 준다. 본 연구에서는 CA저장고 내부의 온도제어에 따른 산소농도 조절과정 특성을 파악하고자 하였다. 이를위해 온도조절이 가능한 저온저장고(2.3×2.6×3.8)에 98% 질소를 시간당 6N㎥ 공급할 수 있는 질소발생기를 연결하여 퍼지 하였으며 초기 20.9%의 산소를 2%까지 감소시키는데 걸린 시간을 실험과 이론식을 통해 비교하였다. 이때 이론식은 탱크 불활성화에 이용되는 방법 중 하나인 Sweep through purge 방식을 적용하여 계산하였다. 그 결과 저장고 내부 산소 20.9%를 2%로 제어하는데 걸린 시간은 저장고의 온도조절이 없을 경우 13.35 시간으로 이론 식으로 계산한 결과와 동일하게 나타났다. 반면에 저장고 온도를 0℃±1로 제어했을 경우 제어시간은 26시간으로 약 2배 늘어났으며, 계산결과는 15.2시간 걸렸다. 실험결과의 차이는 저장고 냉각에 따른 공기의 부피 축소가 저장고 내부 음압을 형성하여 외기가 저장고 내부로 유입되었기 때문으로 판단된다. 특히, 외기의 유입은 저장고 내부산소가 낮아질수록 산소농도 제어구간(20.9-15, 15-10, 10-5, 5-2%)의 제어시간은 이론식과 각각 1, 4, 35, 614분의 오차를 발생시켜 저농도 산소에서 외기의 유입은 산소농도 제어시간 지연에 큰 영향을 미침을 알 수 있다. 또한, 온도조절 유무에 따른 계산 결과의 차이는 저장고 내부로 질소발생기가 공급하는 질소의 순간 농도를 계산에 적용한 결과로 온도조절 시 질소의 평균농도가 약 0.2% 낮게 공급되었기 때문이다. 따라서 효율적인 기체조절을 위해서는 저장고의 압력, 질소발생기의 공급유량 및 농도, 저장고의 온도제어 상관관계에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료 된다.
박천완 ( Chun Wan Park ),박석호 ( Seok Ho Park ),김진세 ( Jin Se Kim ),최동수 ( Dong Soo Choi ),김용훈 ( Yong Hun Kim ),이수장 ( Su Jang Lee ) 한국산업식품공학회 2017 산업 식품공학 Vol.21 No.4
감모율에 영향을 주는 인자를 파악하고 온습도 변화, 제상수, VPD방법을 이용해 감모율을 예측하였으며 실제 감모율과 비교분석을 진행하였다. 저장고 내부의 습도변화를 이용하여 예측한 결과 질소주입과정보다 유닛쿨러의 운전 과정에서 발생하는 응축·결상·수분배출 과정이 지배적인 영향을준다. 또한 온습도를 이용한 감모율 예측방법이 실제 감모율과 가장 근사값을 나타냈다. 제상수를 이용해 예측한 결과 감모량은 유닛쿨러의 운전율이 높아질수록 많아졌으며 온습도를 이용한 예측방법보다 운전특성에 따른 감모율 변화가 더 뚜렷하게 나타났다. 이때 유닛쿨러의 운전율은 외기온도와 비례하였으며, 저장고 내부에서 응축된 수분량의 계측이 어렵기 때문에 실제 감모율과 오차가 발생한 것으로 보인다. VPD를 이용한 감모율 예측은 증산계수(K-value)의 영향이 지배적이며, 보고되어진 본 연구에서 이용한 후지사과의 증산계수값(42)에 대한 검증이 필요하다. 본 연구에서 후지사과의 K-value를 30으로 수정하였을 때 가장 근사한 예측값을 계산할 수 있었다. Weight loss that influences quality and farmer incomes is affected by the storage environment of agricultural prod-ucts. The interior of storage should be maintained at high humidity to prevent the weight loss of products which contain a lot of moisture. The research had constantly proceeded with change in the heat exchanger surface areas, humidity systems, and weight loss forecast to maintain high humidity within storage. Relative humidity that exerts an effect weight loss of crop is influenced by storage temperature, leak state, and volume of product. When weight loss is predicted, different conditions of these factors are derived. In case of CA storage, ways of forecasting the weight loss become easier compared to cold storage due to sealed storage with external environment during storage period. In this study, apples were stored in purge-type CA storage and weight loss has been predicted by using oper-ating characteristics and environmental conditions. As a result, humidity variation in the storage fluctuates with the operation of the unit-cooler. Furthermore, unit-cooler operation factor is influenced by outside temperature and respiration heat. Prediction value of weight loss according to temperature and humidity has been most accurately predicted. Prediction value through defrosting water measured shows unit-cooler work quality. K-value needs verification to calculate the VPD method.
박천완(Chun Wan Park),손재용(Jae Yong Son),최동수(Dong Soo Choi),김용훈(Yong Hun Kim),김진세(Jin Se Kim),이수장(Su Jang Lee) 대한설비공학회 2020 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2020 No.6
Due to the nature of CA storage, it is difficult to store fresh vegetables and small fruits for long-term storage and always shipping. Therefore, it is necessary to study a new CA storage system capable of storing small quantities of multi-items, always shipping, and using a low-temperature storage system. In this study, it was intended to independently control the gas environment inside the pallet to confirm the possibility of the pallet unit CA storage system (PUCA) by producing the pallet unit airtight packaging device. As the result, It was spent 1.67-2 hours and 4-4.33 hours to control the oxygen and carbon dioxide concentration.concentration respectively. The CO₂ concentration was controlled after the oxygen concentration control according to the order of the control algorithm, and further research such as gas diffusion speed improvement and air flow auxiliary device is needed to shorten the control time.
CA저장고의 기밀정도에 따른 저장고 내부의 산소농도 변화
박천완(Chun Wan Park),박석호(Seok Ho Park),최동수(Dong Soo Choi),김용훈(Yong Hun Kim),김진세(Jin Se Kim),이수장(Su Jang Lee) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.6
농산물 장기저장기술은 농산물의 호흡 및 숙성에 영향을 주는 기체를 인위적으로 조절하여 저장기간을 연장시키는 기술이다. 기체농도를 조절하기 위해 기밀이 유지되는 저장고가 필요하며 저장고의 기밀도는 25mmAq에서 12.5mmAq까지 감소하는데 걸린 시간을 이용하여 0, 10, 20, 30분방으로 나누고 있다. 각각의 기밀도에 따른 CA챔버 내부의 산소농도 이력을 관찰하기 위해 0, 10, 20, 30분방에 해당하는 기밀도를 설정하고 2%에서 3%까지 산소농도 증가 이력을 관찰하였다. 그 결과 산소농도가 2%에서 3%까지 증가하는데 걸린 시간은 기밀도에 따라 각각 33.2, 156.2, 157.2, 171.5시간 소비되었다. 또한 추세선을 이용하여 기울기 변화를 확인한 결과 기밀도 20분방 이후에 산소농도 변화율은 거의 일정하였다. 실험과정에서 CA챔버는 간접냉각상태로 항온상태를 유지하였으며, 저장고 내부의 직접냉각에 의한 영향을 파악할 수 있는 추가 연구가 필요하다.
팰릿(Pallet)단위 기체제어저장 시스템을 위한 구조 및 기체공급 특성
박천완(Chun Wan Park),손재용(Jae yong Son),최동수(Dong Soo Choi),김용훈(Yong Hun Kim),김진세(Jin Se Kim),이수장(Su Jang Lee) 대한설비공학회 2019 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.-
팰릿단위의 기체제어저장시스템(Pallet unit controlled atmosphere, PUCA)은 다품목 소량저장, 고소득 농산물, 출하조절이 필요한 경우 유용하게 활용되는 장기저장 시스템이다. PUCA저장시스템에서 적절한 기체제어를 위해 배관길이에 따른 PUCA 내부의 압력변화를 관찰하였다. 그 결과 PUCA 12개의 기체조절을 24시간 이내에 완료하기 위해서는 99%의 질소를 100LPM으로 공급해야 했으며, 기체 출구배관의 길이가 5m씩 늘어날수록 유량과 압력분포의 추세선 기울기는 선형적으로 증가하였다. 이를 통해 24시간 이내에 기체조절을 완료하기 위해서는 PUCA내부의 압력제어 또는 기체배출을 위한 추가장치가 필요함을 알 수 있다.
박천완(Chun Wan Park),손재용(Jae Yong Son),최동수(Dong Soo Choi),김용훈(Yong Hun Kim),김진세(Jin Se Kim),이수장(Su Jang Lee) 대한설비공학회 2020 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2020 No.6
Controlled atmosphere storage system is a technique that extends the shelf-life of agricultural products by controlling oxygen, carbon dioxide, and ethylene to inhibit the respiration and physiological action of agricultural products. At this time, the gas concentration maintenance characteristic is changed according to the airtightness of the storage. In this study, the effect of airtightness on the change of Oxygen concentration in storage was confirmed for precise gas environment control. During the airtightness test, the leakage amount per unit volume was calculated as 1.673551×10³. Calculation results of oxygen leakage according to air tightness are 9.24, 1.47, 0.74, 0.37, and 0.25 (atm·㏄/sec), respectively. Oxygen inflow according to confidentiality is an important data for precise calculation of respiratory quotient. Considering the pressure change due to the temperature difference, more precise prediction will be possible.