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- 저자 : 변정선 ( J. S. Byun ) (검색결과 3 건)
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이승기 ( S. K. Lee ),김훈 ( H. Kim ),김웅 ( W. Kim ),전명진 ( M. J. Jeon ),변정선 ( J. S. Byun ),조민지 ( M. J. Cho ),한재웅 ( J. W. Han ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
잡곡은 쌀 이외의 모든 곡물을 포함하며, 국내 소비자들의 건강한 먹거리에 관한 관심의 증대로 인하여 잡곡류의 소비량이 계속적으로 증가하고 있으나, 수확 후 공정에 대한 연구는 매우 열악하다. 잡곡 중조는 무기물과 비타민이 쌀보다 많아 환자들의 건강회복 식품으로 애용하고 있다. 그러나 수확 후 조 건조는 일반적으로 전통적인 방법인 천일건조를 이용함으로 인하여 적기 건조의 문제와 불균일로 인하여 저온저장고를 이용하여 장기 저장하고 있다. 또한 기계건조 조건은 주요 곡종에만 국한되어 있어 조의 기계건조가 어려운 실정이며, 적절한 건조조건은 전무한 실정이다. 건조조건 중 가장 중요한 요소는 평형함수율과 박층건조방정식이며, 박층(thin layer)건조 방정식을 이용하여 후층의 미소 곡물층으로 온도구배와 함수율 구배가 존재하지 않는 얇은 층으로 정의하여 건조층 예측의 기초 자료로 사용하므로 필요하다. 모든 곡물에는 건조 조건에 따라서 품질이 크게 변화하며, 건조 과정을 해석하여 해당 곡물의 적정건조 조건을 구명하여 품질을 유지하는 위해서는 중요하다(Keum, 등 1977). 조의 박층건조델을 구명하기 위하여 건조온도는 40, 50 및 60°C 및 상대습도 30, 40 및 50%로 총 9수준에 대하여 3회 반복 실험하였으며, 1회 및 2회 실험은 평균으로 산출하여 건조모델 구명에 사용하였으며, 3회는 개발된 모델 검증용으로 사용하였다. 곡물 건조 함수율 예측에 이용되는 박층건조모델 중 4개(Lewis, Page, Thompson 및 축소수분확산 모델)을 이용하여 적합성을 검증하였으며, 실험상수는 건조온도와 상대습도의 함수로 나타냈다. 공시재료는 2016년 강원도에서 생산된 조를 실험에 사용하였으며, 초기 함수율은 19.8%,w.b. 였다. 건조공기는 항온·항습이 가능한 공기조화장치(MTH4100, SANYO, UK)를 사용하였고 시료를 박층으로 퇴적 후 설정된 건조공기를 송풍하여 건조를 하였으며, 평형함수율에 도달하여 무게 변화가 없을 때 실험을 종료하였다. 시료의 초기중량 및 경시적 변화는 전자저울(GF-4000, AND, Japan)을 이용하여 측정하였다. 건조온도 및 상대습도 9조건의 함수율비를 비교한 결과 건조속도는 지수함수 형태로 변화하는 것으로 나타났다. 건조속도의 지표가 되는 반건조시간은 건조 초기 2시간 까지는 급격히 감소하다가 이후에는 완만하면서 건조속도가 둔화되는 것으로 나타났다. 조 4개의 건조방정식의 예측값과 실험값의 R<sup>2</sup>와 RMSE로 건조방정식의 적합성을 검정하였으며, 모델 중 결정계수(R<sup>2</sup>)는 0.99 이상, RMSE는 0.0428 이하로 Page 모델이 가장 적합한 것으로 판단되었다. 다음으로는 Thompson 모델이 적합한 것으로 나타났다.
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이승기 ( S. K. Lee ),김훈 ( H. Kim ),김웅 ( W. Kim ),전명진 ( M. J. Jeon ),변정선 ( J. S. Byun ),한재웅 ( J. W. Han ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
콩은 농가 수입원 중에서 미곡 다음으로 많이 생산되는 작물이며, 식량 자급도가 10%미만인 작물 중 하나이다. 우리나라의 콩 소비는 계속적으로 증가하고 있으나 콩에 대한 수확 후 관련 연구는 부족한 실정이다. 박층건조모델은 후층건조과정을 해석하는 기본 요소이며, 적정 건조조건을 구명하기 요소로서 국내 · 외적으로 많은 대상에 대하여 연구가 진행되었다(Kim et al. 2004; Wang and Singh, 1978). 국내 생산되는 콩은 종류가 많고 해외에서 생산되는 콩과 물성이 상이하여 건조조건이 다르게 설정되어야 한다. 따라서, 본 연구목적은 건조온도 2수준, 상대습도 3수준에 대하여 국산 콩의 건조속도 측정하고, 곡물건조방정식으로 많이 이용되고 있는 4개의 건조방정식에 대하여 모델 적합성을 검정하여 콩건조에 적합한 박층건조모델 결정하는데 있다. 공시재료는 2015년 강원도지역에서 생산된 콩을 실험에 사용하였으며, 초기 함수율은 14.6%,w.b.였다. 건조공기 조성은 공기조화장치(MTH4100, SANYO, UK)를 사용하였으며, 조성된 공기는 송풍기에 의해 공기충만실을 통과하여 건조 층을 통과하게 된다. 건조 층을 통과한 공기는 공기조화장치에 의해 설정온도 및 상대습도로 재조성되도록 구성되며, 목표 평형함수율까지 계속적으로 반복된다. 시료는 직경 280㎜, 높이 40㎜의 원통형으로 건조실 내의 풍속은 풍속계(VELCICALC-PLUS , TSI,USA)로 측정하였으며, 0.56m/s로 나타났다. 건조 층의 초기중량 측정 후 전자저울(GF-4000,AND, Japan)을 이용하여 10분 간격으로 중량의 변화를 측정하여 저장하였다. 평형함수율에 도달할 때까지 건조를 수행하였으며, 건조온도는 40 및 50℃의 2수준, 상대습도 30, 40 및 50% 3수준에 대하여 3회 반복 실험으로 결정하였다. 적정 박층건조모델을 결정하기 위하여 기존의 곡물건조방정식 중 널리 사용되고 있는 4개(Lewis, 1921; Page, 1949; Thompson, 1967; Moisturediffusion, 1975)의 건조모델을 이용하여 비교 검증하였다. 건조 초기 2시간 까지는 급격히 감소하다가 건조속도에 영향을 미치는 반건조시간(MR=0.5) 이후에는 완만하게 건조되는 것으로 나타났고 건조조건으로 건조오도 및 상대습도 모두의 영향이 미치는 것으로 나타났다. 4가지 건조 모델과 비교한 결과 Page 모델이 전체 건조 영역에서 비교적 잘 일치하였고, 다른 모델은 건조 초기부터 많은 차이를 나타내 건조 모델로 사용에는 어려움이 있는 것으로 나타났다.
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이승기 ( S. K. Lee ),김훈 ( H. Kim ),김웅 ( W. Kim ),전명진 ( M. J. Jeon ),변정선 ( J. S. Byun ),한재웅 ( J. W. Han ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
국내 콩의 소비량은 계속적으로 증가하고 있다. 재배 면적은 1995년 10,000ha에서 2013년 8,000ha까지 계속적으로 감소하였으며, 수입은 2009년 644.9백만 달러에서 2013년 883.3백만 달러까지 계속적인 증가추세에 있다. 건조는 품질 손상을 최소화 및 수분을 제거하는 공정이다. 모든 곡물에는 건조 조건에 따라서 품질이 크게 변화하며, 건조 과정을 해석하여 해당 곡물의 적정 건조 조건을 구명하여 품질을 유지하는 위해서는 중요하다(Keum, 등 1977). 얇은 두께의 곡물층을 단층으로 하여 건조속도 및 건조공기의 조건을 나타내는 것을 박층(Thin layer)건조모델이라 한다. 박층건조모델을 계속적으로 쌓은 모델을 후층(Deep layer)모델이라 하며, 건조기 개발 및 건조조건 구명에 가장 기본이 된다(Basunia and Abe, 1998). 그러나 해외에서 만들어진 콩 박층건조 모델은 국내의 검은콩과 물성이 상이하여 건조조건이 다르게 설정되어야 한다. 따라서, 본 연구목적은 건조온도 2수준, 상대습도 3수준에 대하여 검은 콩의 건조속도 측정하고, 곡물건조방정식으로 많이 이용되고 있는 4개의 건조방정식에 대하여 모델 적합성을 검정하여 검은콩 건조에 적합한 박층건조모델 결정하는데 있다. 공시재료는 2015년 강원도지역에서 생산된 검은콩을 실험에 사용하였으며, 초기 함수율은 14.7%,w.b.였다. 박층 건조공기 조성은 공기조화장치(MTH4100, SANYO, UK)를 사용하여 조성하였으며, 송풍기에 의해 공기충만실을 통과하여 건조 층을 통과하도록 구성하였다. 목표 평형함수율에 도달하면 실험을 종료하였다. 건조 층의 초기중량 및 경시적 변화는 전자저울(GF-4000, AND, Japan)을 이용하여 10분 간격 측정하여 저장하였다. 적정 박층건조모델을 결정하기 위하여 기존의 곡물건조방정식 중 널리 사용되고 있는 4개(Lewis, 1921; Page, 1949; Thompson, 1967;Moisture diffusion, 1975)의 건조모델을 이용하여 비교 검증하였다. 건조 초기 2시간 까지는 급격히 감소하다가 건조속도에 영향을 미치는 반건조시간(MR=0.5) 이후에는 완만하게 건조되는 것으로 나타났고 건조조건으로 건조온도 및 상대습도 모두의 영향이 미치는 것으로 나타났다. 4가지 건조 모델과 비교한 결과 Thompson 모델이 전체 건조 영역에서 비교적 잘 일치하였다.
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