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습식 마늘박피 시스템 개발 (I) - 고압 플런저 펌프와 부채꼴 분사노즐을 이용한 박피 실험 -
양규원,배영환,백성기 한국농업기계학회 2004 바이오시스템공학 Vol.29 No.3
This research was conducted to test the feasibility of utilizing high-pressure water jets of over 1.0㎫ as a means of breaking and peeling garlic bulbs. High-pressure plunger pumps and flat-spray nozzles of varying orifice diameters and spray angles were utilized to supply water jets into a prototype peeling chamber made of transparent acrylic plates. Water jets were discharged from a total of six nozzles installed in such a way that three parallel nozzles face the other three. The cross-sectional area of the peeling chamber and the installation angle of the nozzles had critical effects on peeling performance. Small cross-sectional area was required so that total impact force of water jets on garlic could be increased. The optimum installation angles were around 4, 8, and 16$^{\circ}$ for the nozzles having 15, 40, and 65$^{\circ}$ spray angles, respectively. Best performance with 61.4% of completely-peeled garlics was obtained at a pressure of 1.94㎫ and a flow rate of 9.07 $\ell$/min for each nozzle. The peeling efficiency of the system was generally unsatisfactory due to the limited flow rate of the plunger pumps utilized. For better performance, it is recommended to increase flow rate while reducing operating pressure by utilizing other type of pumps.
양규원,박성진,박우준,김명신,문병은,김혁주 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2022 농업생명과학연구 Vol.56 No.4
본 연구에서는 비닐멀칭된 외두둑에서의 배추 수확을 위한 시작기(A, B-1, B-2)를 설계 및 제작하였고, 시험을 통해 배추 수확을 위한 인발장치부, 절단 장치부, 이송 장치부 등의 작업공정별 성능과 전체 작업성능을 분석하였다. 이론 분석을 통해 작업속도 0.2 m/s, 이송 벨트 각도20∼35°, 이론적 이송 벨트의 적정 이송 속도를 작업속도보다 1.5배 빠르게 설정하여 청풍 및 춘광 품종을 대상으로 현장시험을 실시하였다. A형 시험 결과, 인발⋅이송성능은 성공률이 50% 수준으로 낮았으며, 절단성능의 경우 배추의 상품성이 양호한 경우가 35%, 과절단된 경우가10% 및 미절단된 경우가 55%로 전반적으로 배추의 절단상태가 불량하였다. B형 시험 결과, 스핀들 인발장치는 비닐멀칭된 두둑에서는 감김현상으로작업이 불가하였으며, 비닐멀칭없는 두둑에서의 인발⋅이송성능은 성공률이 78% 수준으로 A형보다 높아졌으나, 절단성능의 경우 배추의 상품성이양호한 경우가 7.7%, 과절단된 경우가 15.4% 및 미절단된 경우가 76.9% 로 오히려 배추 절단상태는 더욱 불량해진 것으로 나타났다. 본 시작기의비닐멀칭된 두둑에서의 현장시험 결과, 배추 인발, 절단 및 이송성능이 불량하게 나타나 인발, 절단, 이송작업에서의 전반적인 구조개선이 필요한것으로 판단되었다.
습식 마늘박피 시스템 개발 (IV) - 상업용 시스템의 구조와 성능 -
배영환,양규원,백성기,김정호,장영창,이수희,Bae Y. H.,Yang K. W.,Baik S. K.,Kim J.,Chang Y. C.,Lee S. H. 한국농업기계학회 2005 바이오시스템공학 Vol.30 No.1
There are more than three hundred garlic peeling facilities in Korea and most of them use pressurized air for skin peeling operation. One of the major problems of using air for the peeling operation is the occurrence of excessive bruises on the flesh of peeled garlic which causes easy microbial contamination and shortening of the shelf lift. To reduce the occurrence of bruises during the peeling operation, a new type of garlic peeling system was developed which use pressurized water. In this system, high pressure water jets were used to separate garlic bulbs and to peel the skin of garlic cloves. Six commercial systems of this type had been developed and installed at several locations in Korea. The design and performance of the latest system according to three pressure levels were described in this paper. Peeling efficiency of the system was as high as $64.7\%$ in one cycle of peeling operation by three chambers installed in series. Incorporation of a sorting system based on machine vision and re-circulation of unpeeled and partially-peeled garlic enhanced peeling efficiency by additional $30\%$, resulting in total peeling efficiency of the final products of approximately $95\%$. Peeling capacity of the system was over 400 kg per hour.
박우준(Woo-Jun Park),양규원(Kyu-won Yang),김혁주(Hyuck-Joo Kim),이상윤(Sang-Yoon Lee),정보라(Bo-RA Jung),김정실(Jung-Sil Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.2
매실 장아찌를 만들기 위해서는 매실 세척, 소금물 침지, 씨 및 과육 분리, 불순물 제거, 설탕 절임의 과정을 필요로 한다. 대부분의 농가에서 매실 씨 및 과육 분리 작업이 수작업으로 진행되어 이에 많은 노동력을 필요로 하며 이로 인해 매실 장아찌의 가격이 비싸다. 이를 해결하기 위해서 자동식, 반자동식 매실 씨 및 과육 분리기를 설계 및 제작하였다. 설계 과정에서 일반 매실과 소금물 침지 매실 간의 물성 비교, 매실의 자세와 칼날 종류, 형태에 따른 최대 압축력 및 회수율을 비교하였고 제작 후 현장 시험을 통해 작업성능을 파악하였다. 그 결과, 매실에 드는 힘을 최소로 하기 위해서 자동식 기계의 경우 매실을 180도로 정렬하고 6개의 역방향 칼날을 사용하였다. 그리고 반자동식 기계의 경우 매실을 180도로 정렬하고 6개의 칼날을 사용하였다. 앞선 조건에서 과육 회수율은 각각 68%, 57%의 과육 회수율이 나타났으며 작업성능은 각각 80kg/h, 62kg/h로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 매실 장아찌 작업공정의 기계화를 통해 기존에 비해 노동력 절감이 이루어지고 이를 통해 매실 장아찌의 시장가치를 높일 수 있을 것으로 판단된다. The production of plum jangachi requires the cleaning of plums, immersion in saltwater, separation of seed and pulp, removal of impurities, and addition of sugar. In most farms, the separation of plum seed and pulp is carried out manually, requiring considerable labor, which is why plum jangachi is expensive. To solve this problem, this study designed and manufactured automatic, semi- automatic plum seed and pulp separators. During the design process, the characteristics were compared, and the machine power was determined through on-site test after manufacture. As a result, automatic machines used plums 180° arrayed and six reverse-edged blades, semi-automated plums 180° arrayed, and six blades, each with a 68% and 57% pulp recovery rate and a machine power of 80 kg/h and 62 kg/h respectively. Overall, the mechanization of plum processed food will reduce labor and increase the market value of plums compared to the previous method.
박성진 ( Seong-jin Park ),양규원 ( Kyu-won Yang ),모하마드알리 ( Mohammod Ali ),김혁주 ( Hyuck-joo Kim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
기존의 연구(2018 ISMAB 발표, 2018. 5. 29)에서 제작된 배추수확기의 현장 실험 결과, 배추의 인발과 절단 상태가 양호하지 못하였다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 스핀들을 이용하여 배추를 뽑아 올린 후, 이동하는 배추의 뿌리를 스핀들 위에서 곧바로 절단하는 요인시험을 진행하였다. 요인시험 장치는 이전 배추수확기의 수확부 프레임을 베이스로 활용하여 스핀들을 장착하고 벨트의 위치를 수동으로 조정할 수 있도록 하였다. 원형 절단 날은 스핀들 위의 다양한 위치에서 높이와 각도를 조절할 수 있도록 하였다. 시험 시료는 3D 프린트로 제작한 모형 배추(대, 중, 소)와 뿌리가 온전한 실제 배추를 이용하였고, 실제 수확상황과 유사하게 시험을 진행하였다. 요인시험 결과 원활한 인발작업을 위한 인발용 상단벨트의 적정위치를 찾았다. 상단벨트는 스핀들과 많이 겹칠수록 인발작업에 유리한 결과를 나타내었다. 또한, 인발된 배추의 원활한 이송을 위해서는 스핀들의 수평각도가 작을수록 유리하였다. 한편, 칼날의 위치는 스핀들의 윗면과 평행을 이루고 또한 가까울수록 유리하였다. 그러나, 인발용 상단벨트의 위치가 스핀들에서 멀어질수록 인발작업이 어려웠다. 이는 배추는 뿌리가 짧은 천근성으로 절단전 배추의 파지가 불확실한 경우 인발이 되지 않고 뒤로 또는 앞으로 넘어지는 현상이 많기 때문이다. 또한, 스핀들의 빗면 위에서 배추의 뿌리가 절단되는 동안 원형 절단 날이 휘는 현상이 나타나고, 스핀들의 끝단에서 배추뿌리 인발이 완료됨과 동시에 배추가 튀어올라 절단시의 자세가 나빠지는 등의 문제가 발생하였다. 따라서 스핀들의 빗면을 이동하는 배추의 뿌리를 적절히 절단하기 위해서는, 배추의 몸통을 조기에 파지할 수 있는 별도의 인발 보조장치가 필요하며, 배추뿌리의 절단시 배추의 자세를 칼날과 직각되게 유지할 수 있도록 스핀들 각도, 칼날의 위치와 각도, 상단벨트의 위치와 속도 등을 조정할 필요가 있는 것으로 판단되었다.
김복석 ( Bok Seok Kim ),양규원 ( Kyu-won Yang ),조은비 ( Eun Bee Cho ),유현아 ( Hyeon A Ryu ),유명선 ( Myung Seon Yu ),김혁주 ( Hyuck Joo Kim ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
매실의 낙과 피해를 일으키는 복숭아씨살이좀벌은 땅에 떨어진 핵과류 속에서 유충상태로 월동하고, 노숙유충은 이듬해 봄에 번데기를 거쳐 성충으로 우화하며, 이 성충은 매실나무의 매실핵이 경화되기 전에 산란관을 통해 산란을 함으로서 매실이 낙과하여 그 피해가 상당하다. 이 피해를 줄이고자 낙과된 매실을 수집하여 파괴하는 기계를 개발하여 사용하게 함으로서 씨살이좀벌의 성충을 줄이고, 그 피해를 저감하고자 낙과매실수집파쇄기를 개발하였다. 연구 개발된 낙과매실수집파쇄기의 결론을 요약하면 다음과 같다. 1. 충 구제약제를 살포하지 않은 유기농 매실을 생산하는 농가는 가장 큰 피해를 주는 씨살이좀벌에 의한 낙과 손실을 줄일 수 있을 것으로 사료된다. 2. 매실 과수원에서 어린잡초 위에 낙과 매실을 수집한 결과 평균 수집률이 1차 69.2%와 2차 10.5% 내외를 수집할 수 있어서 개발된 수집파쇄기를 활용하면 씨살이좀벌의 기주를 퇴치하는 기계로 그 효과가 클 것으로 사료된다. 3. 수집파쇄기의 동력원으로 소형 2행정기관을 탑재하고, 일정한 기어 감속비에 의해 축출한 동력을 V 벨트풀리를 통해 감속하여 롤 파쇄기를 회전시켜 수집된 매실 핵을 파괴하는 실험은 비교적 우수한 것으로 나타났다.