KR100425945B1 - 환원 가스를 이용한 감의 건조공정 및 그 설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 환원 가스를 이용한 감의 건조공정 및 그 설비에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 감이 달린 건조대를 건조설비에 투입하는 단계; 상기 건조설비의 상부에서 환원 가스를 공급하면서 감을 4∼5일 동안 숙성(탈삽)시키는 단계; 및 상기 숙성된 감을 5∼7일 동안 주간에는 온풍기를 가동하여 25∼35℃의 온도로 유지하고, 야간에는 상기 온풍기를 가동하지 않고 제습기만 가동하여 5∼10℃의 온도 및 20∼40%의 습도로 유지시키는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 온풍발생시 생성되는 연소 배기가스를 건조실 내부로 투입시켜 저렴한 환원 가스를 이용하므로써 생산비용이 절감되며, 곶감의 생산기간이 1/4로 단축될 뿐만 아니라 떫은감 및 단감을 포함하는 감으로부터 균일한 품질 및 위생적인 상태의 곶감을 대량으로 생산할 수 있다.
Description
본 발명은 환원 가스를 이용한 감의 건조공정 및 그 설비에 관한 것으로서, 저렴한 환원 가스를 생산 공급하는 연소과정과 온도 및 습도를 최적의 상태로 유지시키는 온풍기와 제습기를 통해 감 숙성건조기간이 1/4로 단축되고, 생산효율의 극대화 및 균일화를 실현한 감의 건조공정 및 그 설비에 관한 것이다.
종래의 농산물 건조방법은 열풍기를 이용하여 건조하므로써 농·수산물이 갈변현상, 영양물질의 파괴 및 맛의 저하 등 품질의 저하를 초래하며, 화학변화(탈삽과정 등)를 수반하는 농·수산물에서는 적용할 수 없는 단점이 있다. 또한, 종래의 일반적인 농·수산물 건조 장치는 제습기가 설치되지 않아 습도조절 기능이 없으며 동시에 건조 공기가 순환되지 않는 비순환식 공정으로서, 직화식 또는 열풍식으로 되어 있어 화학적 변화를 수반하는 건조에서는 사용이 불가능하며 연료비가 높은 단점을 가지고 있다.
따라서, 감의 경우 인공적인 방법으로 온도를 올리면 감의 수용성 탄닌이 불용성으로 변하지 않고 갈변현상이 생겨 상품으로서의 가치가 떨어지므로 지금까지의 곶감의 숙성건조공정은 상품가치를 고려할 때 자연상태에서의 건조방법인 자연건조법이 일반적으로 이용되었다. 또한, 단감은 당도가 높아 자연 건조시에 알콜발생 현상이 있어 자연건조 방식으로 생산할 경우 건조 중 부폐하거나 또는 곰팡이가 발생되어 식용으로 적합하지 않다. 따라서 지금까지 곶감은 떪은 감으로만 생산이 가능하였다.
한편, 상기 자연건조 방법은 비 또는 눈이 오는 경우 감의 생리적 흡습현상에 의해서 수분을 흡수하므로 낙과나 곰팡이가 발생하는 문제가 유발되어, 그 생산 효율이 자연기후에 많은 영향을 받고 품질이 균일하지 않다. 또한 상기 방법에 따른 건조 기간은 35일에서 45일이 소요되며, 자연상태에서 건조시키므로 비위생적이며, 많은 균과 먼지 등을 함유하게 된다. 따라서, 상기와 같은 문제점으로 인해 곶감의 FDA승인이 어려웠으며 수출이 아직까지 불가능했다.
최근에 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 감의 건조를 위한 연료로서 석유 또는 전기를 사용하는 방법이 시도되었으나, 석유를 사용하는 경우에는 석유 고유 냄새와 검뎅이(soot) 등에 의해 건조물의 품질이 저하되며, 전기를 사용하는 경우에는 이러한 문제점은 없으나, 감의 탄닌 성분의 불용화를 위해서 추가적으로 CO2가스를 공급해야하는 문제점을 안고 있다.
또한, 현재까지 연구된 곶감건조의 경우 70% 이상의 고농도 CO2를 연속적으로 공급하는 방법 및 각각의 감에 알코올 등을 주사하는 방법이 시도되었으나, 상기 CO2공급을 통한 건조방법은 곶감의 탈삽을 위하여 CO2의 농도를 70% 이상 유지시키기 위해 CO2를 따로 구입해야 하므로 비용이 들며, 또한 상기 알코올 투입법은 많은 노동력이 요구되는 단점이 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명자들이 연구를 거듭한 결과, 열풍발생시 생성되는 연소 배기가스를 건조실 내부로 투입시켜, 저렴한 환원 가스와 고온의 연소과정을 통해 멸균된 건조가스를 먼지가 제거된 위생적인 상태로 전환시키면서, 온풍기와 제습기를 통해 온도 및 습도를 최적의 상태로 유지시켜 생산기간이 1/4로 단축되고, 생산효율의 극대화 및 균일화를 실현한 감의 숙성건조공정 및 그 설비를 발견하였으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 가스연료를 이용하여 매우 제한적인 공연비제어를 통해 발생된 연소배기 가스로부터 생산비용 및 생산기간이 단축되고, 균일한 품질 및 위생적인 상태의 곶감을 대량으로 얻을 수 있는 감의 건조공정을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단감의 식물생리학적 특성상 곶감의 원료로 사용할 수 없었던 단감을 이용하여 곶감을 생산할 수 있는 단감의 숙성 건조공정을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 단감의 건조에 사용되는 건조설비를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적 및 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 감이 달린 건조대를 건조설비에 투입하는 단계; 상기 건조설비의 상부에서 환원 가스를 공급하면서 상기 감을 4∼5일 동안 숙성(탈삽)시키는 단계; 및 상기 숙성된 감을 5∼7일 동안 주간에는 건조실에 온풍기를 가동하여 25∼35℃의 온도로 유지하고, 야간에는 상기 온풍기를 가동하지 않고 제습기만 가동하여 5∼10℃의 온도 및 20∼40%의 습도로 유지시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건조설비는 상부에서 건조용 환원 가스가 2중망을 통해 고르게 분사되어 감의 수분을 흡수한 후 하부로 배출되는 건조실; 상기 환원 가스를 순환시키기 위해 상기 건조실의 하부로부터 상기 가스를 흡입하여 건조실 내부를 미저압으로 유지시키는 동시에 이를 제습기로 유입시키는 송풍기; 상기 송풍기로부터 공급되는 상기 환원 가스내의 절대습도를 낮추기 위한 제습기; 상기 제습기로부터 공급된 환원 가스를 상대습도 저감 및 살균, 소독시키기 위한 온풍기; 및 상기 온풍기의 연소 과정에서 생성되는 고온의 연소배기 가스를 열교환 후 제습기에 직접 유입시켜 건조시킨 후, 건조실내로 유입시키는 환원 가스 발생기(온풍기와 동일)로 구성된다.
도 1은 본 발명에 따른 건조설비의 장치배열을 대략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 따른 건조설비의 건조실 내부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 감의 건조곡선을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 감의 건조곡선을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 감의 건조곡선을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 감의 건조곡선을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 감의 건조곡선을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 환원 가스를 이용한 감의 건조공정 및 그 설비에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 열풍발생시 생성되는 연소배기 가스를 건조실 내부로 투입시켜, 저렴한 환원 가스를 생성하는 연소과정과 온도 및 습도를 최적의 상태로 유지시키는 온풍기와 제습기를 통해 생산기간이 1/4로 단축되고, 생산효율의 극대화 및 균일화를 실현한 감의 건조공정 및 그 설비에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공정은 감이 달린 건조대를 건조실에 투입하는 단계; 상기 건조실의 상부에서 환원 가스를 공급하면서 상기 감을 4∼5일 동안 숙성(탈삽)시키는 단계; 및 상기 숙성된 감을 5∼7일 동안 주간에는 온풍기를 가동하여 25∼35℃의 온도로 유지하고, 야간에는 상기 온풍기를 가동하지 않고 제습기만 가동하여 5∼10℃의 온도 및 20∼40%의 습도로 유지시키는 단계를 포함한다.
상기 감의 투입단계에 있어서, 감 사이의 간격은 5∼10㎝로 유지되며, 대상 감곶이 건조대는 레일을 통해 이동된다.
그 다음, 환원 가스 발생기(온풍기와 동일)에서 발생된 환원 가스의 공급하에서 상기 감을 4∼5일 동안 숙성(탈삽)시켜 상기 감을 곶감화 시킨다. 이 때, 상기 환원 가스는 18부피% 이하의 O2, 5000ppm정도의 CO, 및 N2와 CO2의평형(balance)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 범위를 벗어나는 경우 숙성, 탈삽 공정상에 문제점이 있다.
상기 숙성(탈삽)단계 후, 5∼7일 동안 건조실내의 습도를 20∼40%로 유지시키면서, 주간에는 25∼35℃의 온도를 유지한다. 이 때 상기 공급열의 온도가 25℃ 미만이면 감 표면부위가 연화하고 35℃를 초과하면 감 표면부위가 경화된다. 또한, 야간에는 건조실내에 열을 공급하지 않고 제습기만 가동하면서 설정온도를 5∼10℃로 유지시킨다. 이 때 상기 설정온도가 5℃ 미만이면 감의 수분활성도가 낮고, 10℃를 초과하면 수분활성도가 높다.
본 발명에 따른 감의 건조공정은 상온건조 방식으로서 온도와 습도를 조절하여 물리적 건조가 이루어지며, 환원 가스를 이용한 화학적 숙성과 탈삽이 동시에 이루어질 뿐만 아니라 상온 숙성건조를 시키기 때문에 갈변현상이 제어되어, 영양물질 및 맛을 파괴하지 않고 감의 건조가 가능하다. 따라서 종래의 곶감 생산공정에서 이용될 수 없었던 단감도 본 발명에 따른 방법에 따라 곶감화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료는 석유계 연료가 아닌 가스가 사용되기 때문에 연소시 발생하는 검정이나 검댕 등이 발생하지 않아 위생적이다. 또한 본 발명에 따른 공정은 환원 가스 발생기에서 발생하는 환원 가스를 재활용하기 위하여 건조가스를 순환시키며, 상기 환원 가스는 연소제어에 의하여 발생하는 부산물이므로 다량의 고순도 CO2를 따로 구입하지 않아도 되는 장점이 있다.
본 발명에 따른 건조 장치는 상부에서 건조용 환원 가스가 2중망을 통해 고르게 분사되어 감의 수분을 흡수한 후 하부로 배출되는 건조실; 상기 환원 가스를 순환시키기 위해 건조실의 하부로부터 상기 가스를 흡입하여 건조실 내부를 미저압으로 유지시키는 동시에 이를 제습기로 유입시키는 송풍기; 상기 송풍기로부터 공급되는 상기 환원 가스내의 절대습도를 낮추기 위한 제습기; 상기 제습기로부터 공급된 환원 가스를 상대습도 저감 및 살균, 소독시키기 위한 온풍기; 및 상기 온풍기의 열발생 과정에서 생성되는 고온의 연소배기 가스를 열교환 후 제습기에 직접 유입시켜 건조시킨 후, 건조실내로 유입시키는 환원 가스 발생기(온풍기와 동일)로 구성된다.
상기 건조실은 상부에 건조용 환원 가스를 분사하기 위해 2중망으로 구성된 분사구와 하부에 감의 수분을 흡수한 환원 가스를 배출하기 위한 배출구로 구성되어 있다. 건조공기는 건조실 유입시 분산되어 들어가며 다시 건조실 내의 확산 2중망을 통해 고르게 분산되며, 건조실내의 건조대는 이동식으로 레일이 장착되어 있다. 상기 건조실의 압력은 대기압보다 약간 낮은 기압이 바람직하며, 상기 압력이 저압일수록 탈수현상이 촉진된다.
상기 송풍기는 건조실에서 나오는 공기와 환원가스 발생기에서 나오는 연소가스를 순환시키기 위해 건조실의 하부로부터 상기 가스를 흡입하여 건조실 내부를 미저압으로 유지시켜 감의 수분증발을 촉진시킨다. 또한, 건조실 내부에 대기압보다 약간 높은 압력이 걸리면 감의 수분증발이 저하되므로 송풍기를 환원가스 발생기 다음이 아니고 건조실 다음에 설치한다. 한편, 상기 연소가스가 송풍기 입구에서 합쳐지는 이유는 송풍기 입구가 저압이므로 연소가스가 자연스럽게 흡입될 수있기 때문이며, 상기 연소가스가 송풍기 다음에 위치하는 경우에는 송풍기에서 나오는 고압에 의해 연소가스의 역류가 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.
상기 제습기는 감의 수분을 함유한 상기 환원 가스내의 절대습도를 낮추기 위해 건조실과 환원 가스 발생기에서 나오는 습한 공기의 수분을 제거하여 습도를 유지시키며, 상기 온풍기는 상기 환원 가스의 상대습도를 저감시키고 살균 및 소독하기 위하여 장착된다. 상기 제습기와 온풍기는 직렬로 연결되어, 건조실의 탈습 및 상대습도 유지를 위해서 각각 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다.
상기 온풍기의 열발생과정에서 생성되는 고온의 연소배기 가스는 열교환 후 제습기에 직접 유입되어 건조된 후, 건조실내로 유입된다. 상기 환원 가스 발생기는 온풍기와 동일한 설비로서 제습기에서 나오는 차가운 공기를 열전달에 의해 가열하여 건조실의 열을 공급하며, 가스를 연소제어하여 O2의 농도를 줄이고 CO2와 CO의 농도를 높인다.
도 1은 본 발명에 따른 건조설비의 대략적인 장치배열을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 따른 건조설비의 건조실 내부를 나타낸 도면이다. 본 발명에 따른 건조설비의 각각의 구성장치의 용량은 크기에 따라 변동될 수 있다.
본 발명에 따른 건조설비의 운전 시스템은 환원 가스가 공급되는 감의 숙성(탈삽)단계; 25∼35℃의 온도로 설정된 가열단계; 및 5∼10℃의 온도 및 20∼40%의 습도로 설정된 휴건(냉각)단계로 구분되어 운영됨으로써 곶감화 하고자 하는 감의 상태에 따라 선택 건조할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
둥시 1000개를 본 발명에 따른 건조 장치의 건조대에 5∼10㎝의 간격으로 놓고 레일을 통해 이동시켜 건조실에 투입하였다. 상기 투입된 감은 환원 가스의 공급하에 10일동안 숙성(탈삽)시켰다. 상기 환원가스 발생장치로부터 발생되는 환원가스는 4.5부피%의 O2, 9.00부피%의 CO2, 및 5000ppm의 CO로 구성되었다. 상기 숙성(탈삽) 공정 후, 10일 동안 건조실내의 습도를 20∼40%로 유지하면서 주간(오전 8시∼오후 8시)에는 건조실내의 온도가 25∼35℃가 되도록 열을 공급하고, 야간(오후 9시∼오전 7시)에는 열을 공급하지 않고 제습기만 가동하여 설정온도를 5∼10℃로 유지하여 곶감을 생산하였다. 상기와 같은 방법으로 건조된 감의 시간에 따른 무게의 변화를 측정하여 도 3에 나타내었다.
실시예 2
둥시 대신 부유를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시한 후, 시간에 따른 감의 무게의 변화를 측정하여 도 4에 나타내었다.
실시예 3
둥시 대신 고종시를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시한 후, 시간에 따른 감의 무게의 변화를 측정하여 도 5에 나타내었다.
실시예 4
둥시 대신 중간크기(250g급)의 봉옥을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시한 후, 시간에 따른 감의 무게의 변화를 측정하여 도 6에 나타내었다.
실시예 5
둥시 대신 대크기(350g급)의 봉옥을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시한 후, 시간에 따른 감의 무게의 변화를 측정하여 도 7에 나타내었다.
도 3∼7에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 건조된 감은 감으로부터의 숙성건조 기간이 12일 이내로 단축되었으며, 건조실내에서 숙성(탈삽) 공정을 거치므로써 위생상으로도 우수한 곶감을 얻을 수 있었다.
본 발명에 따른 감의 건조공정 및 이에 사용되는 건조설비는 곶감의 생산 기간을 12일 이내로 단축시켜 종래의 건조공정에 비해 감의 건조속도가 4배 이상 빠르며, 지역적 기후에 영향을 받지 않기 때문에 낙과나 곰팡이 발생 등 등외품이 발생하지 않는 장점이 있다. 또한, 밀페된 건조실에서 건조가 되며, 흡입되는 모든 공기는 연소와 제습과정을 거치므로 이 과정에서 멸균과 먼지제거가 이루어져 위생적인 건조공정으로 곶감을 대량으로 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 감의 건조공정 및 그 설비는 위생적이고 품질이 균일한 곶감의 수출을 가능하게 할 것이며, 또한 어떠한 식품 관련 규제에도 통과할 수 있는 곶감을 제공하는 동시에 외국기호에 적합한 후식으로 개발 할 수 있는 우수한 품질의 원료 곶감을 제공한다. 아울러, 현재 국내에서 과잉으로 생산되고 있는 단감의 소비처로서 단감을 건조하여 곶감화함으로써 새로운 소비처를 찾을 수 있게 된다.
Claims (7)
- 감이 달린 건조대를 건조 장치에 투입하는 단계;상기 건조 장치의 상부에서 환원 가스를 공급하면서 상기 감을 4∼5일 동안 숙성(탈삽)시키는 단계; 및상기 숙성된 감을 5∼7일 동안 주간에는 건조실내에 온풍기를 가동하여 25∼35℃의 온도로 유지하고, 야간에는 상기 온풍기를 가동하지 않고 제습기만 가동하여 5∼10℃의 온도 및 20∼40%의 습도로 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환원 가스를 이용한 감의 건조공정.
- 제1항에 있어서, 상기 환원 가스는 상기 건조실 하부로 배출된 후 순환공정을 통해 재 공급되는 것을 특징으로 하는 환원 가스를 이용한 감의 건조공정.
- 제1항에 있어서, 상기 환원 가스는 18부피% 이하의 O2, 5000ppm이상의 CO, 및 N2와 CO2의 평형(balance)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 환원 가스를 이용한 감의 건조공정.
- 제1항에 있어서, 상기 감은 단감과 떫은 감인 것을 특징으로 하는 환원 가스를 이용한 감의 건조공정.
- 상부에서 건조용 환원 가스가 2중망을 통해 고르게 분사되어 감의 수분을 흡수한 후 하부로 배출되는 건조실;상기 환원 가스를 순환시키기 위해 상기 건조실의 하부로부터 상기 가스를 흡입하여 건조실 내부를 미저압으로 유지시키는 동시에 이를 제습기로 유입시키는 송풍기;상기 송풍기로부터 공급되는 상기 환원 가스내의 절대습도를 낮추기 위한 제습기;상기 제습기로부터 공급된 환원 가스를 상대습도 저감 및 살균, 소독시키기 위한 온풍기; 및상기 온풍기의 열발생 과정에서 생성되는 고온의 연소배기 가스를 열교환 후 제습기에 직접 유입시켜 건조시킨 후, 건조실내로 유입시키는 환원 가스 발생기로 구성된 것을 특징으로 하는 환원 가스를 이용한 감 건조설비.
- 제5항에 있어서, 상기 제습기와 온풍기는 직렬로 연결되어, 건조실의 탈습 및 상대습도 유지를 위해서 각각 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 환원 가스를 이용한 감 건조설비.
- 제5항에 있어서, 상기 설비의 운전 시스템은 환원 가스가 공급되는 감의 숙성(탈삽)단계; 25∼35℃의 온도로 설정된 가열단계; 및 5∼10℃의 온도 및 20∼40%의 습도로 설정된 휴건(냉각)단계로 구분되어 작동되는 것을 특징으로 하는 환원 가스를 이용한 감 건조설비
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100503971B1 (ko) * | 2002-12-14 | 2005-07-26 | 전병화 | 곶감의 제습 건조방법 및 건조장치 |
| KR100862007B1 (ko) * | 2008-04-21 | 2008-10-07 | 이양석 | 반건시 제조방법 |
Citations (3)
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| JPH05308844A (ja) * | 1992-05-14 | 1993-11-22 | Satoshi Murata | 農水産物乾燥設備 |
| KR200215525Y1 (ko) * | 2000-07-28 | 2001-03-15 | 임채숙 | 기체를 이용한 곡물의 장기 저장장치 |
| KR20010094813A (ko) * | 2000-04-07 | 2001-11-03 | 케이이치 토치하라 | 고압 가스를 이용한 건조 장치 |
-
2002
- 2002-02-07 KR KR10-2002-0007042A patent/KR100425945B1/ko not_active IP Right Cessation
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