수집형 감자 수확기 개발을 위한 굴취·이송 요인실험 = Digging and Transferring Factorial Design of Experiments for Developing Gathering type Potato Harvester

국문 초록 (Abstract)

감자는 국내에서 재배되는 주요 밭작물로 감자의 소비량은 증가하고 있지만, 재배면적은 2000년 29,400ha에서 2014년 22,000ha로 감소하고 있는 추세이며 생산량 또한 2000년 704,6000톤에서 2014년 590,000톤으로 감소하고 있다. 현재 감자의 수확작업은 굴취기를 이용하여 굴취한 후 인력으로 수집하는 형태로 감자 생산 총 노동시간 58.0hr/10a 중 수집 작업에 소요되는 시간이 17.1hr/10a에 달하며 농촌 노동력 감소와 고령화로 인해 수집형 감자 수확기 개발 요구가 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 감자의 생력재배(Labor saving cultivation)를 높이기 위해 수집형 감자수확기개발을 위한 굴취날 각도 및 이송속도에 따른 요인실험을 수행 하였다. 수집형 감자 수확기는 트랙터 부착형으로 굴취날 각도 3수준(20, 23, 26°), 이송속도 3수준(0.3, 0.4, 0.5m/s)으로 조절할 수 있도록 제작하였다. 굴취날은 각도 별로 3개를 제작하여 날을 교체하는 방식으로 제작하였고, 시험은 평창 감자밭에서 이루어졌으며 시험포장의 토성은 양토였다. 굴취율은 3m구간 굴취 후 굴취된 개수와 미굴취 감자의 개수를 비교하였으며 3반복 측정 하였다. 이송속도는 모터 회전수를 제어할 수 있는 모터 컨트롤러를 따로 제작하여 기체는 정지시키고 이송부만 작동하며 실험하였다. 이송속도 별로 1회에 시료 50개를 투입하여 총 3반복 실험하였으며 표피손상과 형태가 파손된 것을 손상으로 간주하였다. 실험에 사용된 감자의 물성은 크기와 무게를 조사하였으며 평균 가로 75.4±6.26mm, 세로 62.5±5.3mm, 높이 81.7±7.67mm, 무게는 230.7±45.6g이었다. 수집형 감자 수확기의 굴취 및 이송 요인별로 시험하여 감자 굴취율, 이송손상 및 수집손상을 조사한 결과 굴취날 각도에 따른 굴취율은 감자수집에 미치는 영향이 적은 것으로 나타났다. 굴취날 각도 20, 23°에서는 약 99%로 수집되었으며, 26°의 굴취각에서는 모두 수집되었다. 또한 이송속도에 따른 이송부 및 수집부의 감자손상 및 손상률 시험결과 이송부손상률은 0.3m/s에서 2.67%, 0.4m/s에서 3.33%, 0.5m/s에서 6.67%로 0.5m/s의 이송속도에서 손상율 증가폭이 크게 상승하였다. 수집부 손상율 또한 0.3m/s에서 2%, 0.4m/s에서 2.67%, 0.5m/s에서 약 6.67%로 0.5m/s의 이송속도에서 증가폭이 크게 상승하였다. 따라서 본 연구의 수집형 감자 수확기는 작업속도, 감자손상 및 손상율을 고려할 때 0.4m/s의 이송속도에서 수확 시 가장 적절할것으로 판단하였다.