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낙농가를 위한 스크루 압착식 축분 고액분리기 연구 I - 젖소용 축분 고액분리기 설계요인시험 구명 -
유병기,김혁주,이성현,김중곤,안희권,라창식,Yu, Byeongkee,Kim, Hyuckjoo,Lee, Sunghyoun,Kim, Jungkon,Ahn, Heekwon,Ra, Changsix 한국축산환경학회 2014 한국축산시설환경학회지 Vol.20 No.1
The study on design criteria of solid-liquid separator for dairy farms was done by testing various screens, presses, and RPMs of screw auger with remodeled screw-press type pig-manure separator. The moisture content of separated solid increase from 68.3% to 74.2% as auger rotating speed increased from 9.8 to 29.2 RPM at 34.8 kPa of pressure and 1.0 mm of slit wedge wire screen condition. The moisture contents of separated solid were 72~77%, work efficiencies were 16~18 kg/min at 1.0 mm of slit wedge wire screen. The efficiency was higher than one at 0.5 mm of slit wedge wire screen, which was used to separate for pig manure. The best work efficiency was 18 kg/min at 42.5 kPa, 1.0 mm slit screen. The separated solid moisture content was 75% at this condition.
가축분뇨액비저장조 침전물 퇴적 방지를 위한 2류체 제트노즐식 교반장치 개발에 관한 연구
유병기,홍종태,김혁주,권진경,오권영,박병곤,Yu, B.K.,Hong, J.T.,Kim, H.J.,Kweon, J.K.,Oh, K.Y.,Park, B.K. 한국축산환경학회 2012 축산시설환경학회지 Vol.18 No.3
본 연구에서 고형침전물이 누적되어 쌓이는 것을 효과적으로 부유시키고 혼합하여 미세한 공기방울이 액비에 접촉함으로서 발효촉진을 도모하고자 폭기식 2류체 제트노즐 설계조건 구명시험을 실시하여 1차 노즐과 2차 노즐 구경비 설정 및 1차 노즐에서의 액체의 적정 유속을 설정하고, CFD 이용 유동해석에 의한 노즐 분사구 위치를 설정하였다. 이 결과를 토대로 가축분뇨 액비저장조 침전물 교반장치를 제작하여 농가에 많이 보급되고 있는 200 ton 규모의 액비저장조에 설치하여 침전물 교반 성능을 평가한 결과는 다음과 같다. 1. 침전물 교반기의 설계조건 구명을 위해 2류체 노즐을 공시하여 시험한 결과 1차 노즐과 2차 노즐의 구경비를 1:2로 한 상태에서 1차 노즐의 유속을 12.3 m/s 이상으로 하여야 기체 기포의 미세화가 가능한 것으로 판단되었다. 2. 컴퓨터유동해석을 한 결과 노즐의 설치간격을 같게 하는 것이 노즐당 담당부피를 같게 설치하는 것보다 효율적인 것으로 분석되었다. 3. 설계요인 시험과 유동해석을 토대로 4개의 노즐이 일자형 관에 설치된 침전물교반 장치를 제작 200톤 저장조에 설치 가동시험을 실시하였다. 먼저, 전체 평균 TS와 VS가 각각 23.4 g/L, 15.5 g/L인데 반하여, 교반 전 40 cm 이상 높이의 TS 및 VS가 평균 21.1 g/L, 13.3 g/L으로 교반기를 가동하지 않는 경우는 많은 고형물이 바닥에 가라앉아 있음을 알 수 있다. 또한, 가동 후 45분이 경과한 후에는 TS와 VS 모두 전체 평균과 동일한 값을 나타내고 있어 침전물들이 충분히 부유되어 혼합됨을 확인할 수 있다. 액체제트 분사교반 45 분후에 평균 23.5 g/L, 15.5 g/L로, 액체-기체 2류체 노즐 사용시 23.6 g/L, 14.9 g/L로 증가한 것은 교반 전에 바닥에 침전되어 있던 고형물들을 부유시켜 교반 혼합하는 것이 가능한 것으로 판단되었으며, 호기발효를 고려하지 않은 균일도 측면에서는 액체제트를 사용한 것이 보다 균일한 것으로 나타났다. 4. 침전물 교반기의 가동주기를 알아보기 위해 가축분뇨의 교반을 중지하였을 때 2시간 후에도 0.4 m 높이에서 TS 및 VS가 증가하고 있어 교반정지 간격을 2시간으로 주어도 교반기 운영에는 큰 지장이 없을 것으로 판단된다. There are around 7,500 manure tanks to treat the manures from pigs in Korea. In the tank, there are too much sediments deposited on the base and wall, which causes low efficiency of stock capacity and manure fermentation. In order to minimize sediments and to ferment manure effectively, we developed a 2-fluid jet mixer for mixing sediments in liquid livestock manure tank. For developing the prototype, we tested a factorial experimental system with various nozzles, and simulated CFD models with two kinds of nozzle arrangement. From the results of factorial experiment and CFD simulation, we concluded the dia. ratio of primary : secondary nozzle should be 1:2 and the nozzles should be arranged at the same distances toward to the circumferential direction. With this results, we manufactured a 2-fluid jet mixer which is consists of four 2-phase nozzles, centrifugal slurry pump and root's type air blower. And, we carried out the performance test of the prototype in the round shaped liquid manure tank in the farm. The performance test results showed that the uniformity of TS (Total Solid) and VS (Volatile Solid) was raised from 21.3 g/L, 13.3 g/L In steady state to TS and VS to 23.0 g/L, 14.1 g/L in the mixing operation. Therefore, we could conclude that the prototype of 2-fluid mixer could make the solid material which could be sediments in the tank not to be deposited in the tank and to be contacted to air bubbles which could enhance the efficiency of the fermentation of livestock manure.
유병기,김혁주,오권영,최광재,이성현,박환중,김병관,Yu B. K,Kim H. J.,Oh K. Y.,Choe K. J.,Lee S. H.,Park H. J.,Kim B. K. 한국축산환경학회 2005 축산시설환경학회지 Vol.11 No.1
1. 구획이 작고 논두렁이 많은 논의 볏짚 수집에 적합한 1축롤 구동 래핑암회전식 트랙터 3점히치 장착형 원형베일 래퍼를 개발하였다. 2. 2개의 구동롤을 구동하는 래핑암 회전식원형베일래퍼는 베일 적재시 베일에 변형이 발생하였으며 작업시 무게중심이 높아 기체 흔들림이 있었으나 시작기는 베일적재시 롤이 수평직선운동을 하여 베일의 변형이 적었으며 무게중심이 낮아 작업 안정성이 다소 높은 것으로 평가되었다. 3. 베일적재시에 두 개의 적재롤이 자유회전을 하여 적재시의 베일과 롤의 마찰저항을 구름저항으로 바꿈으로써 베일의 변형이 생기지 않았으며 베일을 회전시키기 위한 구동롤의 토크를 기존의 2축롤 구동식은 12 kgf-m 이었으나 새로 개발한 1축롤 구동식은 6 kgf-m로 낮았다. 4. 구동롤 토크가 낮아 1축롤 구동으로 베일래핑작업이 가능하였으며 기계구조를 단순화 킬 수 있었다. 5. 기존 회전테이블식에 비해 작업능률을 $45\%$ 향상, 작업비용은 $17\%$ 절감할 수 있었다. The round bale wrappers are generally used for rice straw after the harvesting of low land rice by combine harvester. In this situation, the bale wrappers should be well adapted under the travelling over raised borders and temporary ditches in soft soil of narrow rice fields. The study was conducted to improve the performance of bale wrapper through the new design for compact size, lowered gravity center and lowered power consumption. The prototype of round bale wrapper had been designed and assembled to tractor with three point hitch mounted. The machine type is one roll driving system with one roll for rotating and one roll for wrapping. The driving torque and work performance of the machines were measured and analysed. The torque requirement of the prototype and conventional type was 6kgf-m and 12kgf-m, respectively. The prototype shaved less friction resistance between bale driving roll and round bale. and the power requirement can also be reduced from 12kgf-m in the conventional to 6kgf-m in the prototype. The work efficiency of the new bale wrapper was $45\%$ higher than the conventional wrapper, and the working cost of the prototype can be reduced $17\%$ than that of the conventional.
유병기 ( Byeong-kee Yu ),이현동 ( Hyun-dong Lee ),김태헌 ( Te-heon Kim ),허정욱 ( Jeong-wook Heo ),곽강수 ( Kang-su Kwak ),이승철 ( Seung-chul Lee ),서다솜 ( Da-som Seo ),김세리 ( Se-ri Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1
버섯은 해외로 수출 되고 있는 농산품이며 ‘19년 기준 팽이버섯은 전체 버섯류 수출의 41.8%를 차지하고 있다. 국내 농가에서는 백색계 팽이버섯 품종을 주로 재배하고 있으며 수확 면적은 ‘19년 기준 34ha, 생산량은 31,818톤이며 수출량은 13,143톤으로 전체 생산량의 약 41%가 수출되고 있다. 팽이버섯의 주요 수출국은 미국, 호주, 캐나다, 인도네시아, 네덜란드 이며 미국에는 ’19년 기준 5,528톤으로 가장 많은 물량을 소비하고 있다. 국내에서는 팽이버섯을 가열 조리하여 섭취하여 식중독 발생이 없으나, 국외의 경우 샐러드형태의 생식용으로 섭취하고 있어 Listeria균에 의한 식중독 사례가 ‘16년 11월~’19년 12월 17개주에서 보고되었고 ‘20년 CDC 조사 후 국내 3개 업체제품을 리콜 조치하였다. 본 연구에서는 수출용 팽이버섯 재배사의 Listeria 균 억제를 위한 공기 살균 장치를 부착한 파일럿 재배사를 제작하였고, 팽이버섯 재배에 사용되는 소재를 대상으로 살균 실험을 수행 하였다. 파일럿 버섯 재배사는 우레탄단열 압축 패널(열전도율 0.03W/㎡)을 사용하여 1.8×1.8×2.0m 크기로 제작하였다. 내부 온습도 조절은 공기열 히트펌프를 장착하여 냉각과 가온으로 온도 조절 가능한 복열식 시스템을 적용 하였다. 파일럿 재배사 내부의 공기를 살균하기 위하여 이온클러스터 AIO-Ⅰ(제조사: 수도프리미엄엔지니어링, 한국)를 부착하였고, 생육 단계 조건인 6.5℃, 습도 75% 조건에서 권지(병재배 소재), 칼라강판, 아연도금강판(재배사 소재)에 대하여 Listeria innocua를 접종하여 살균 실험을 수행하였다. 시험방법은 각 소재 2cm×5cm에 균을 도포, 2시간 건조 후 증류수, 알코올, 공기살균장치의 3가지로 각각 6시간 처리 후 균을 분리하여 선택성 고체배지에 도말 증식후 코로니를 측정하였다. 각 처리에서 알코올분무처리의 경우는 모든 처리에서 균이 검출되지 않았으며, 균접종 후 2시간 건조 후 시료인 블랭크처리보다 증류수 처리구에서는 2.4~20.0%로 균이 감소되는 것으로 나타났으며 증류수처리대비 이온클러스터 살균장치에서는 0.65~18.6%로 감소되는 것으로 나타나 이온클러스터의 살균효과가 있는 것으로 판단된다.