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- 저자 : 조종승 ( J Y Cho ) (검색결과 15 건)
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이석진 ( Seok Jin Lee ),조종승 ( Jong Seung Cho ),김진현 ( Jin Hyun Kim ),홍성하 ( Sung Ha Hong ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
필리핀에서 생산되는 옥수수의 생산량은 2019년 798MT으로 아세아 국가에서 4번째로 높은 편이지만 농업기계의 기술적인 인프라가 약하여 옥수수를 주식량으로 활용하는데 어려움이 있는 실정이다. 뿐만 아니라 필리핀은 많은 섬으로 구성되어 옥수수를 가공하기 위해 이동시키는데도 큰 어려움이 있다. 따라서 생산되는 옥수수 농가의 규모에 따라 소규모의 콘밀이나 중규모의 콘밀(미니플랜트)이 현지에서는 동시에 요구된다. 중규모의 미니플랜트는 단지 옥수수 알갱이만 분쇄하는 것이 아니라 원료투입에서 제품의 생산까지 일관처리 가능토록 설계되어야 한다. 즉, 소형 콘밀과 동일한 기능에 부과하여 정선기와 석발기 및 도정기가 전체로 구성되며 원료투입→투입부→이송부→정선부(풍구 및 진동선별)→석발부→정미부→이송부→분쇄부→선별부→배출부로 처리되어 생산이 이루어진다. 또한 최소한 500 kgf/h의 생산규모를 기준으로 하고 있다. 필리핀 국가표준 시방에서는 주산물 비율을 55%로 요구하므로 선별스크린의 타공망 mesh의 설계가 매우 중요하고 부산물을 최소화 할 수 있는 설계와 제작이 이루어져야 한다. 뿐만 아니라 콘밀의 투입량이 500 kgf/h이므로 기존의 소형 콘밀로는 분쇄의 한계가 있고 정선과 석발 및 선별부로 넘어가는 과정에서 일련의 기계적인 흐름에서 mismatch가 발생할 가능성이 매우 높다. 또한 성능투입 용량을 소화해야 하는 과정에서 옥수수 알갱이의 분쇄 능력과 수율이 떨어지면 원하는 성능을 얻기 어렵다. 따라서 미니플랜트는 투입용량에 따른 콘밀과 이송부 등의 기계적인 성능이 훨씬 고도화 되어야 가능하다. 본 연구에서는 여러 번의 시행착오를 통하여 성능을 개선하고 필리핀 국가 표준에 맞는 중규모의 미니플랜트를 개발하는데 목적이 있다.
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이석진 ( Seok-jin Lee ),조종승 ( Jong-seung Cho ),홍성하 ( Sungha Hong ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
세계적으로 벼(Paddy-rice)는 ‘18년 120개국에서 수확하는데, 한국은 수확면적 25위, 단위면적당 생산량 12위, 생산량 15위로 나타남. 세계적으로 벼의 수확면적은 1.67억ha(한국 73.8만ha(구성비 0.4%)), 생산량은 782억 톤(한국 518만 톤(구성비 0.7%))임. 그리고 한국의 단위면적당 생산량은 704kg/ha로 상위 10개국 평균인 828kg/ha의 85.%(오스트레일리아의 67.8% 수준) 수준임(FAO, ’20). 한국은 재배면적 감축정책과 급격한 식생활 변화에 따라 최근 10년(’10/‘19) 벼 수확면적은 81.8%, 벼 생산량은 86.3%, 1인당 쌀 소비량 81.3%로 낮아지는 추세임(KOSIS, ’20). 국내에서 쌀 도정과 관련하여 207개소 미곡종합처리장(농협 140개소, 민간 67개소)이 중추적 역할을 수행(mafra, ‘19)하고 있음. ’18년 RPC(미곡종합처리장)의 수확기 벼 매입실적은 79.4만 톤(농협RPC 46.4, 비RPC농협 26.4, 민간RPC 6.6)으로 생산량의 15.3% 수준임. 또한, ‘18년 전국 생산량 377만 톤(쌀 기준) 중에서 농협 매입실적이 169만 톤으로 생산량의 44.8%를 담당함(시중유통 현백률90.4%, 12분도 적용)(kostat, ‘19). RPC에서 쌀 생산량은 조곡 생산량과 도정수율의 곱으로 산출하는데, 도정수율은 제현율과 현백률의 곱으로 산출하며, 통상 제현율 80%, 현백율 2.5% 수준임. 최근 쌀 재고의 확대 및 소비자의 식미가 우수한 쌀 선택에 따라 RPC 간의 품질경쟁이 치열한데, 소비자의 쌀 선택은 42.3%가 도정결과에 기초한 제품의 색상(백도), 25.3%가 재배품종에 기초한 원료의 아미로즈·단백질 함량(경도), 20.1% 가 건조·저장에 기초한 제품의 유통함수율(수분) 등 주요 3가지 척도가 87.7%를 차지함(mafra, '11). 전체적으로 소비자의 고품질 쌀에 대한 기호도 증가에 따라 도정과정에서 압력·유량·각속도·접촉각·형상·곡물온도 등으로 제어가 가능한 색상·수분과 더불어 균일한 정백정도·상온 보관성 향상·이물질 제거 등에 대한 기술개발이 필요한 것으로 분석됨.
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이석진 ( Seok Jin Lee ),조종승 ( Jong Seung Cho ),김진현 ( Jin Hyun Kim ),홍성하 ( Sung Ha Hong ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
옥수수(Zea mays)는 밀, 쌀과 함께 세계 3대 곡물로써, 2019년 식량작물 수확면적의 53.7%중 벼가 1억 4600만ha, 밀이 9,696만ha, 옥수수는 6,730만ha를 차지한다. 옥수수의 대륙별 생산량은 아메리카 49.2%, 아시아 32.1%, EU 11.6% 등으로 알려져 있다. 아시아 국가별 수확면적 상위 국가는 중국이 26,078MT, 인도네시아가 3,069MT, 인도가 2,772MT, 필리핀이 798MT에 해당한다. 우리나라는 옥수수를 가공하는 옥수수제분기(Corn mill)의 필요성이 크지 않아 국내에서는 개발된 적은 없다. 그러나 최근 농기계의 해외 수출시장 확대 관점에서 개발이 절실한 품목으로 분류된다. 본 연구의 목적은 필리핀의 현지 요청에 따라 수출형 옥수수제분기를 개발하고자 하였다. 필리핀은 7000개의 섬으로 구성되어 현지 특성상 생산된 옥수수를 이동하는 물류에 근본적인 어려움이 있다. 따라서 현지의 환경에 맞는 적정 규모의 소형 콘밀을 개발하여 현지에 보급함과 동시에 부분적인 기술이전을 통해 한국 농기계의 수출을 촉진하고 또한 콘밀 기술 개발을 고도화하여 타 국가로 수출을 확대할 필요성도 있다. 콘밀 개발의 주요 부분은 옥수수의 투입부, 정미부, 이송부, 분쇄부, 선별부, 배출부 등으로 분류된다. 그리고 처리능력 200 kgf/h이상, 주산물 회수율 65% 이상, 부산물 회수율 31%를 충족하여야 한다. 뿐만 아니라 우리나라에서는 규정이 없지만 옥수수를 주 식량원으로 하는 필리핀의 경우에는 국가표준 시방에 맞는 콘밀의 개발을 요구하므로 이에 본 연구 개발의 목적이 있다.
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이석진 ( Seok Jin Lee ),조종승 ( Jong Seung Cho ),김진현 ( Jin Hyun Kim ),홍성하 ( Sung Ha Hong ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
옥수수(Zea mays)는 밀, 쌀과 함께 세계 3대 곡물로써, 2019년 식량작물 수확면적의 53.7%중 벼가 1억 4600만ha, 밀이 9,696만ha, 옥수수는 6,730만ha를 차지한다. 옥수수의 대륙별 생산량은 아메리카 49.2%, 아시아 32.1%, EU 11.6% 등으로 알려져 있다. 아시아 국가별 수확면적 상위 국가는 중국이 26,078MT, 인도네시아가 3,069MT, 인도가 2,772MT, 필리핀이 798MT에 해당한다. 우리나라는 옥수수를 가공하는 옥수수제분기(Corn mill)의 필요성이 크지 않아 국내에서는 개발된 적은 없다. 그러나 최근 농기계의 해외 수출시장 확대 관점에서 개발이 절실한 품목으로 분류된다. 본 연구의 목적은 필리핀의 현지 요청에 따라 수출형 옥수수제분기를 개발하고자 하였다. 필리핀은 7000개의 섬으로 구성되어 현지 특성상 생산된 옥수수를 이동하는 물류에 근본적인 어려움이 있다. 따라서 현지의 환경에 맞는 적정 규모의 소형 콘밀을 개발하여 현지에 보급함과 동시에 부분적인 기술이전을 통해 한국 농기계의 수출을 촉진하고 또한 콘밀 기술 개발을 고도화하여 타 국가로 수출을 확대할 필요성도 있다. 콘밀 개발의 주요 부분은 옥수수의 투입부, 정미부, 이송부, 분쇄부, 선별부, 배출부 등으로 분류된다. 그리고 처리능력 200 kgf/h이상, 주산물 회수율 65% 이상, 부산물 회수율 31%를 충족하여야 한다. 뿐만 아니라 우리나라에서는 규정이 없지만 옥수수를 주 식량원으로 하는 필리핀의 경우에는 국가표준 시방에 맞는 콘밀의 개발을 요구하므로 이에 본 연구 개발의 목적이 있다.
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이석진 ( Seok-jin Lee ),조종승 ( Jong-seung Cho ),홍성하 ( Sungha Hong ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
동남아시아에서 보편적으로 사용하는 옥수수-제분기(corn-mill)는 건조된 옥수수를 일정규격으로 분쇄하여 취사가 가능한 알갱이를 생산하는 수확 후 단계의 농기계로 마찰식정미기와 해머밀의 조합임. 설계는 전략적으로 동남아시아 핵심국가인 필리핀_농업공학표준(PAES 211:2000, PAES 210:2000)에 준해 설계하였는데, 주산물 64% 이상, 부산물 31% 이하, 손실률 5% 이하, 배아탈부 80% 이상 등을 기술표준으로 규정하고 있음. 설계는 기계적으로 재료의 화학성분 변화 없이 절삭·압축·충격·전단 등으로 용도에 적합한 결과물을 생산하여 사용이 용이하게 함. 이때 분쇄물에 대한 평가는 입도계수(분쇄입자의 평균크기, MF=Σ(잔류물-승수)와 균일계수(입자의 분포상태, M=잔류율/10)를 사용함. 분쇄는 압축력·충격력·전단력이 복합적으로 작용하는데 해머가 회전하는 충격력으로 원료가 분쇄되고, 분쇄물은 체 규격으로 크기를 조절함. 이때, 18개의 해머는 2,000∼3,800 rpm 범위에서 조정하며, 해머의 끝단은 원주방향으로 55 m/sec로 회전하고, 스크린은 타공율 40%로 설계됨. 또한, 해머 끝단과 스크린의 간격은 8 mm로 설계됨. 분쇄물은 3분류(Grit #10∼#12, #14∼#18, #20이상)되는데 거친입자·중간입자·미세입자 및 부산물로 대별하는 것인데 식용과 사료용의 분류 기준으로 이용됨. 설계는 원료투입에서 제품생산까지 일관처리 가능토록 생산효율을 고려하였는데, 최적화된 옥수수-제분기는 처리능력 200 kg/hr, 외형규격 1,317*1,853*794 mm, 자중 280 kg, 소요동력 8 kW로 설계됨.
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이석진 ( Seok Jin Lee ),조종승 ( Jong Seung Cho ),김진현 ( Jin Hyun Kim ),홍성하 ( Sung Ha Hong ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
필리핀에서 생산되는 옥수수의 생산량은 2019년 798MT으로 아세아 국가에서 4번째로 높은 편이지만 농업기계의 기술적인 인프라가 약하여 옥수수를 주식량으로 활용하는데 어려움이 있는 실정이다. 뿐만 아니라 필리핀은 많은 섬으로 구성되어 옥수수를 가공하기 위해 이동시키는데도 큰 어려움이 있다. 따라서 생산되는 옥수수 농가의 규모에 따라 소규모의 콘밀이나 중규모의 콘밀(미니플랜트)이 현지에서는 동시에 요구된다. 중규모의 미니플랜트는 단지 옥수수 알갱이만 분쇄하는 것이 아니라 원료투입에서 제품의 생산까지 일관처리 가능토록 설계되어야 한다. 즉, 소형 콘밀과 동일한 기능에 부과하여 정선기와 석발기 및 도정기가 전체로 구성되며 원료투입→투입부→이송부→정선부(풍구 및 진동선별)→석발부→정미부→이송부→분쇄부→선별부→배출부로 처리되어 생산이 이루어진다. 또한 최소한 500 kgf/h의 생산규모를 기준으로 하고 있다. 필리핀 국가표준 시방에서는 주산물 비율을 55%로 요구하므로 선별스크린의 타공망 mesh의 설계가 매우 중요하고 부산물을 최소화 할 수 있는 설계와 제작이 이루어져야 한다. 뿐만 아니라 콘밀의 투입량이 500 kgf/h이므로 기존의 소형 콘밀로는 분쇄의 한계가 있고 정선과 석발 및 선별부로 넘어가는 과정에서 일련의 기계적인 흐름에서 mismatch가 발생할 가능성이 매우 높다. 또한 성능투입 용량을 소화해야 하는 과정에서 옥수수 알갱이의 분쇄 능력과 수율이 떨어지면 원하는 성능을 얻기 어렵다. 따라서 미니플랜트는 투입용량에 따른 콘밀과 이송부 등의 기계적인 성능이 훨씬 고도화 되어야 가능하다. 본 연구에서는 여러 번의 시행착오를 통하여 성능을 개선하고 필리핀 국가 표준에 맞는 중규모의 미니플랜트를 개발하는데 목적이 있다.
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벼 마찰식 정미기의 롤러 주속도 변화에 따른 정백특성의 변화
이석진 ( Seok-jin Lee ),조종승 ( Jong-seung Cho ),홍성하 ( Sungha Hong ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
벼 정미기는 현미를 백미로 가공하는 장치로 연삭·마찰·절삭 등의 방법을 이용함. 현미는 표면으로부터 과피, 종피, 호분층, 아호분층, 배유로 구분되는데, 일반적으로 벼 두께는 과피 20~30㎛, 종피 1㎛, 외배유층 2㎛, 호분층 25~45㎛ 정도이고, 배유의 90~92%가 전분이고, 6~9%가 단백질임. 정미기는 마찰식으로 마찰력·찰리력을 이용하여 현미강층을 제거하는 것으로 통상 ①현미(도정도 100, 백도 ±20, ②5분도(도정도96, 백도 ±27), ③10분도(도정도 92, 백도 ±38.5), ④15분도(도정도 88, 백도 ±45)의 범위에서 진행함. 적용된 마찰식 정미기는 정백실에서 미립에 가해지는 압력은 4.5∼5.5×104Pa, 회전 롤러의 주속도 180∼250m/min 범위임. 이때, 장치는 중공축 분풍으로 곡물온도를 낮추고 원료공급 스크류, 정백회전롤러, 금망, 압력조절 배출구 분동 및 미강 제거장치로 구성함. 정백실에는 중·장립종 대응 원형금망을 적용하였으며, 분풍휀으로 공급되는 기류는 곡온상승을 방지와 미강분리 작용을 함. 종합적으로 마찰식 정미기는 롤러 주속도 150∼300m/min 범위에서 회전이 빠르면 곡온상승(15∼25℃)·함수율 손실(4∼6%)이 증가하고 느리면 싸라기율(3∼7%)·정백효율(50∼65kg/h·HP)이 증가하는 경향을 보임. 종합적으로 정백특성 변화에 따른 적정 정백롤러의 주속도는 250m/min 이하로 나타남.
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