KR100380553B1 - 농산물의 고품질 장기저장을 위한 수확후 예건, 예냉,큐어링 및 초고습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농산물의 고품질 장기저장을 위한 수확후 예건, 예냉, 큐어링 및 초고습장치에 관한 것이다.

본 발명은 크게 저장고 외부장치로서 압축기(10), 제1유분리기(20), 제1코일(30), 수액기(40) 및 제2유분리기(60)와, 저장고 내부장치로서 제2코일(50) 및 냉습기(70)로 구성하되, 상기 압축기(10), 제1유분리기(20), 제1코일(30), 수액기(40)는 직렬로 연결되고, 이에 제2코일(50) 및 냉습기(70)의 냉각기(74)가 병렬로 연결된 후 이들이 제2유분리기(60)를 거쳐 다시 압축기(10)에 연결되며, 상기 냉습기(70)의 급수관(71)은 탱크(75)에 연결되고, 상기 탱크(75)에는 노즐파이프(72)가 연결되어 필터(73)의 상측에서 하방을 향해 분사하도록 구성되며, 상기 노즐파이프(72)의 하부에 위치하는 필터(73)는 수분을 통과시켜 냉각기(74)에 전달하도록 냉각기(74) 상부에 위치되고, 상기 냉각기(74)에 의해 냉각된 수분은 다시 탱크(75)에 저장되는 구조로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 냉장 뿐만 아니라 장기 고품질 저장을 위해 반드시 필요한 예냉, 예건, 큐어링 기능과 초고습 기능을 동시에 갖춘 매우 우수하고 실용적인 다목적 저장장치가 제공되며, 농산물의 장기저장시 부패 및 열화를 방지하여 우수한 품질을 유지할 수 있다.

Description

농산물의 고품질 장기저장을 위한 수확후 예건, 예냉, 큐어링 및 초고습장치 {Pre-drying, cooling, curing and ultra high humidity device to storage Post-harvest agicultural products with high quality for a long time}

본 발명은 농산물의 고품질 장기저장을 위한 수확후 예건, 예냉, 큐어링 및 초고습장치에 관한 것이다.

일반적으로 농산물을 저장하는 경우에 오랜 기간동안 부패 또는 변질됨이 없이 양호한 상태를 유지하는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서 부패나 변질의 원인을 분석한 결과 농산물의 종류와 상태에 따라 다양한 조건에 의해 장기저장의 여부가 결정됨을 알게 되었다. 상기 조건으로 들 수 있는 대표적인 것은 온도와 습도 및 풍속이라 할 수 있다.

이하 농산물의 종류에 따라 이를 살펴본다.

청과물의 품질을 신선한 상태로 유지하기 위해서는 수확 후 가능한 한 신속히 청과물의 온도를 낮추어 호흡작용을 억제할 필요가 있다. 이를 위한 냉각작용을 예냉이라 한다.

채소, 과일 등의 청과물은 수확되어 영양보급이 끊긴 후에도 상기 호흡작용을 계속하므로 수확 후의 청과물에 있어서는 부패 또는 건조 등에 의한 변질을 제외하면 영양성분의 감모, 시듦 등 품질저하의 대부분은 상기 호흡작용에 그 원인이 있는 것이다. 따라서 청과물의 품질을 양호한 상태로 장기간 유지하기 위해서는 호흡작용을 억제하는 것이 중요하다. 이때 상기 호흡작용은 온도, 습도, 공기조성, 미생물, 빛, 바람과 같은 주변환경요인에 의해 좌우되지만, 그 중에서도 가장 중요한 영향은 바로 온도의 영향이다.

한편 상기 청과물은 초고습(88~95%RH) 저장품목으로 분류되므로 저온이면서도 저장고 내의 상대습도가 매우 높을 것을 요한다.

한편, 마늘, 양파 등과 같이 저온저습(0℃, 70~75%RH) 저장대상인 농산물은 저장실 내의 적정 상대습도가 70~75%RH인데, 수확 직후에는 표피 등에 수분함량이 매우 높은 상태이기 때문에 수확 후에 예건을 하지 않고 저온저장고에 입고하여 실온을 0℃ 내외로 하강시키면 상대습도는 90%RH 이상으로 급상승하게 된다. 따라서 마늘의 경우에 3개월 저장하면 36.2% 정도의 저장손실이 발생한다. 따라서 저온저습 농산물에 대해서는 저온저장을 하기 전에 반드시 습도를 낮추어 저장해야 하는데, 이 과정을 예건이라 한다.

그리고 고구마, 감자 등과 같은 농산물은 수확 후 고온 다습한 상태에서 고온, 강풍으로 가능한 한 신속하게 상처부위 표면에 콜크층을 형성하게 함으로써 변질, 부패로의 진행을 차단할 수 있고, 인접한 다른 저장물에 변질의 전이를 억제해야 하는데, 이러한 저장 전처리과정을 큐어링이라 하며, 주로 흑반병균 등의 침입 방지를 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 고품질 장기저장을 위한 종래의 장치를 살펴보면, 예냉장치로서는 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 냉장고 또는 에어컨과 동일한 원리로 작동하는 냉장장치가 예냉에도 사용되고 있었는데, 그 구성을 보면 상기 압축기(10), 제1유분리기(20), 제1코일(30), 수액기(40)는 직렬로 연결되고, 이에 제2코일(50)이 다시 압축기(10)에 연결된 구조를 갖는다. 따라서 상기 제2코일(50)은 냉각작용만 할 수 있을 뿐이며 기타의 습도 등의 조건에는 영향을 주지 못하는 구조로 되어 있다. 한편 상기 제2코일(50)에는 내부의 냉매의 신속한 증발을 방해하는 서리를 제거하기 위하여 미도시된 히터가 설치되어 있다.

한편 종래에는 기타의 예건, 큐어링장치는 찾아볼 수 없다. 다만 예건을 위해서는 천일건조에 의존하는 것이 일반적이었으나, 마늘, 양파 등의 수확기인 6월말~7월중순은 우리나라의 경우 우기에 해당되어 천일건조의 경우 10~15%나 되는 막대한 건조손실이 발생되어 전체적으로는 40~45%(30 + 1.5%)의 감량이 발생된다는 문제점이 있었다.

그리고, 저온초고습 저장장치 대신에 일반적인 냉장장치에 저장하는 경우에는 저장기간이 장기화되면 냉장장치의 냉각기에 수분이 부착되어 눈(雪)이 되어 고착되며, 이로 인해 전열효과가 저하되므로 이를 제상작업함으로써 저장장치 내의 습도는 저하되어 품질의 저하 등 상품성의 열화가 문제점이었다. 다만 이러한 저온용 가습기로서 공기조화용 가습기(원심식, 초음파식)를 설치하는 경우도 극히 일부 있었으나, 실제로는 0℃ 내외의 저온 저장고에 적용할 경우에 모두 성능이 예상에 훨씬 못미치는 현상이 발생하고 있고, 그 가습기의 제조업체에서도 저온용 가습에 대해서는 효과를 책임질 수 없다는 입장이어서 결국은 실질적으로 사용하지 못하고 있는 형편이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하나의 장치 내에 냉장 및 예냉, 예건, 큐어링 뿐만 아니라 초고습저장을 할 수 있는 복합장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 냉장장치의 구성 개략도,

도 2는 본 발명의 예냉, 예건, 큐어링 및 초고습 장치의 구성 개략도,

도 3은 본 발명의 온도 및 습도 실험 그래프,

도 4는 본 발명의 습도 실험 그래프이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 압축기 20 : 제1유분리기

30 : 제1코일 40 : 수액기

50 : 제2코일 60 : 제2유분리기

70 : 냉습기 71 : 급수관

72 : 노즐파이프 73 : 필터

74 : 냉각기 75 : 탱크

상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 농산물의 고품질 장기저장을위한 수확후 예건, 예냉, 큐어링 및 초고습장치는 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가지며, 크게 보면 저장고 외부장치로서 압축기(10), 제1유분리기(20), 제1코일(30), 수액기(40) 및 제2유분리기(60)와, 저장고 내부장치로서 제2코일(50) 및 냉습기(70)로 구성되는데, 상기 압축기(10), 제1유분리기(20), 제1코일(30), 수액기(40)는 직렬로 연결되고, 이에 제2코일(50) 및 냉습기(70)의 냉각기(74)가 병렬로 연결된 후 이들이 제2유분리기(60)를 거쳐 다시 압축기(10)에 연결된 구조를 갖는다.

한편 상기 냉습기(70)는 세분하여 급수관(71), 노즐파이프(72), 필터(73), 냉각기(74) 및 탱크(75)로 구성되는데, 상기 급수관(71)은 탱크(75)에 연결되고, 상기 탱크(75)에는 노즐파이프(72)가 연결되어 필터(73)의 상측에서 하방을 향해 분사하도록 구성되며, 상기 노즐파이프(72)의 하부에 위치하는 필터(73)는 수분을 통과시켜 냉각기(74)에 전달하도록 냉각기(74) 상부에 위치되고, 상기 냉각기(74)에 의해 냉각된 수분은 다시 탱크(75)에 저장되는 구조를 갖는다.

상기의 구성에서 상기 제2코일(50)에는 미도시된 팬이 설치되어 있어서 저장고 내의 풍속을 조절할 수 있으며, 냉매파이프의 절환을 위한 절환밸브의 도시는 생략하였으나, 이들은 기존에 알려진 방법에 의하여 작동되는 것으로 한다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저 예냉을 위해서는 종래와 동일한 방법으로 동작시킨다. 즉, 압축기(10)에서 고온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 만들어 제1유분리기(20)에 전달하면 상기 제1유분리기(20)에서는 윤활유 등을 분리하여 순수 냉매만을 제1코일(30)에 전달한다. 상기 제1코일(30)은 응축기로 작용하여 열을 외부로 발산하면서 냉매를 냉각시켜 저온고압의 액체상태의 냉매로 만들어 수액기(40)에 전달한다. 상기 수액기(40)에서는 이를 저장하다가 미도시된 절환밸브에 의하여 냉각기(74)로 가는 파이프를 폐쇄한 채 제2코일(50)로 상기 냉매를 전달하면 상기 제2코일(50)은 냉각기로 작용하여 파이프 내를 흐르는 냉매는 저장고 내의 열을 흡수하여 팽창하면서 고온저압의 기체상태의 냉매가 되고, 이는 다시 압축기(10)에 전달된다. 따라서 저장고 내의 온도는 하강한다.

한편 예건 및 큐어링을 위해서는 저장고 내의 온도를 상승(30~45℃)시켜야 하는데, 이때는 상기의 순서를 반대로 역운전을 시켜 진행시킨다. 즉, 미도시된 절환밸브에 의하여 압축기(10)에서 고온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 만들어 제2유분리기(60)에 전달하면 상기 제2유분리기(60)에서는 윤활유 등을 분리하여 미도시된 절환밸브에 의하여 냉각기(74)로 가는 파이프를 폐쇄한 채 순수 냉매만을 제2코일(50)에 전달한다. 상기 제2코일(50)은 응축기로 작용하여 열을 저장고 내로 발산하면서 냉매를 냉각시켜 저온고압의 액체상태의 냉매로 만들어 수액기(40)에 전달한다. 상기 수액기(40)에서는 이를 저장하다가 제1코일(30)로 상기 냉매를 전달하면 상기 제1코일(30)은 냉각기로 작용하여 파이프 내를 흐르는 냉매는 외부의 열을 흡수하여 팽창하면서 고온저압의 기체상태의 냉매가 되고, 이는 다시 압축기(10)에 전달된다. 따라서 저장고 내의 온도는 상승한다. 한편 이렇게 해도 적정한 온도를 얻을 수 없는 경우에는 상기 제2코일(50)에 종래부터 설치되어 있는 히터를 가동하여 승온을 보조할 수 있다. 또한 고온으로 인하여 수분증산량이 많아지면 예건 및 큐어링 시간이 길어지므로 제2코일(50)과 미도시된 히터의 온도차에 의하여 발생하는 응축수를 외부로 드레인시켜줌으로써 시간을 단축할 수 있다.

한편 초고습저장을 위해서는 종래의 상온가습방법(공조용)인 원심식과 초음파식을 채택하지 않고 간접냉각방식을 채택하였다. 즉, 먼저 저장고 내의 온도를 하강(0~2℃)시켜야 하기 때문에 장치의 작동은 압축기(10), 제1유분리기(20), 제1코일(30), 수액기(40)를 거치는 순방향으로 작동시켜서 제2코일(50) 및 냉각기(74)에 의해 저장고의 냉각을 가능하도록 한다. 이런 상태에서 급수관(71)에 의해 공급된 물을 탱크(75)에 저장함과 동시에 노즐파이프(72)에 의해 상부로 공급하여 그 선단에 다수개 설치되어 있는 산수(散水)노즐에 의해 하방으로 분사한다. 이때 일부는 그 상부에 설치된 팬에 의해 저장고 내로 공급되고, 일부는 하측에 설치된 이물질이나 세균 등을 제거하기 위한 필터(73)에 공급된다. 상기 필터(73)를 통과한 물은 냉각기(74)에 공급되어 냉각된 후 바로 탱크(75)로 낙하하여 저장된다. 여기서 상기 탱크(75)에는 하부에 침하물을 배출하기 위한 드레인밸브, 측부에 과다 저장 방지를 위한 오버플로우 처리구조가 설치되어 있다. 따라서 다시 노즐파이프(72)에 의해 분사되어 팬에 의해 저장고 내로 공급되는 수분은 냉각된 상태인 것이다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명을 적용하여 실험한 결과를 도 3 및 도 4에 그래프로 표시하였다.

도 3은 온도 및 습도에 대한 실험결과인데, 예건 및 큐어링에 있어서 Defensor(novasina MS)를 사용하여 저장고 내 10 개 포인트를 측저한 풍속은 2.0m/s부터 4.8m/s까지 조절이 가능하였다. 이는 예건 적정조건인 3.0~3.5m/s, 큐어링 적정조건인 2.5~3.0m/s의 조건을 충족하는 수치이다.

한편 온도는 외기온도 22.1℃, 저장고 내부온도 21.4℃에서 가동 4분 후에 50.9℃가 되었다. 이는 예건 적정조건인 40~45℃, 큐어링 적정조건인 30~32℃의 조건을 충족하는 수치이다.

한편 습도는 외기 68%RH에서 가동 4분 후 71%RH가 되었다. 이는 예건 및 큐어링 적정조건인 75%RH의 조건을 충족하는 수치이다.

한편 도 4는 초고습 저온장치의 성능에 관한 습도 실험의 그래프이다.

초고습장치의 적정 조건은 풍속 0.7~0.8m/s, 온도 0~2℃, 상대습도 88~95%RH인데, Defensor(novb MSI)로 측정한 결과 1시간 52분 가동 후에 풍속 0.7~0.9m/s, 온도 0~3℃(외기온도가 28.2℃임), 상대습도 96%RH가 되어 상기 조건을 충족하는 수치가 되었다.

따라서 본 발명에 의하면 냉장 뿐만 아니라 장기 고품질 저장을 위해 반드시 필요한 예냉, 예건, 큐어링 기능과 초고습 기능을 동시에 갖춘 매우 우수하고 실용적인 다목적 저장장치가 제공되며, 농산물의 장기저장시 부패 및 열화를 방지하여 우수한 품질을 유지할 수 있다.

Claims (1)

1. 농산물을 저장하는 장치에 있어서,

   크게 저장고 외부장치로서 압축기(10), 제1유분리기(20), 제1코일(30), 수액기(40) 및 제2유분리기(60)와, 저장고 내부장치로서 제2코일(50) 및 냉습기(70)로 구성하되,

   상기 압축기(10), 제1유분리기(20), 제1코일(30), 수액기(40)는 직렬로 연결되고, 이에 제2코일(50) 및 냉습기(70)의 냉각기(74)가 병렬로 연결된 후 이들이 제2유분리기(60)를 거쳐 다시 압축기(10)에 연결되며,

   상기 냉습기(70)의 급수관(71)은 탱크(75)에 연결되고, 상기 탱크(75)에는 노즐파이프(72)가 연결되어 필터(73)의 상측에서 하방을 향해 분사하도록 구성되며, 상기 노즐파이프(72)의 하부에 위치하는 필터(73)는 수분을 통과시켜 냉각기(74)에 전달하도록 냉각기(74) 상부에 위치되고, 상기 냉각기(74)에 의해 냉각된 수분은 다시 탱크(75)에 저장되는 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 농산물의 고품질 장기저장을 위한 수확후 예건, 예냉, 큐어링 및 초고습장치.