KR102542192B1 - 자연 건조 효과를 가지는 농산물 건조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비접촉식 태양빛 건조를 모사하는 농산물 건조기에 관한 것으로, 하우징; 상기 하우징 상단을 개폐하는 덮개; 및 상기 덮개 하면에 위치하고, 파장이 상이한 2종 이상의 원적외선 램프;를 포함하는 농산물 건조기를 제공한다.

Description

자연 건조 효과를 가지는 농산물 건조기{A DRYING DEVICE FOR AGRICULTURAL PRODUCTS HAVING NATURAL DRYING EFFECT}
본 발명은 태양빛에서 건조하는 것과 같은 효과를 나타내는 농산물 건조기에 관한 것이다.
농가에서는 고추나 대추 등 농작물을 수확하게 되면, 햇볕에서 충분히 건조시켜 부패를 방지하고 오래도록 안전하게 보관할 수 있도록 한다.
일반적으로, 농작물에 태양광을 조사시켜 자연 건조시키는 방법이 널리 사용되어 왔으나 자연 건조의 경우 시간이 과도하고 소요되고, 넓은 건조 공간과 다수의 인력이 필요하여 관리가 어려우므로, 기계적 구성을 통해 자연 건조보다 효율적으로 건조 작업을 수행할 수 있는 건조기가 개발되어 왔다.
예를 들어, 종래 열풍을 이용한 건조기의 경우, 건조실이 구비된 건조로와, 온열을 발생시키는 열발생 장치와, 농작물을 수납하는 채반 등으로 구성되어 있고, 열풍기로부터 발생한 열풍을 건조로에 투입시켜서 채반에 수납된 농작물을 건조하였다.
그러나 이와 같은 방식의 경우 농작물에 강제적으로 온열을 공급하므로, 수분의 증발과 함께 인체에 이로운 영양소도 함께 소실되거나 파괴되는 문제가 있었다.
고추의 경우 건조 온도가 섭씨 60도를 넘으면 고추가 익어 비타민 등의 영양소가 파괴되며 맛과 질감이 손상될 수 있다.
또한, 종래의 다양한 농작물 건조기의 경우 구조가 복잡하고 제작 비용이 높으며, 에너지 효율도 낮아 경제성이 낮은 문제도 있었다.
따라서 본 발명자는 경제성이 우수할 뿐만 아니라 건조 대상물의 품질 저하를 최소화할 수 있는 건조기를 개발하고자 예의 노력한 결과 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 건조에 따른 변형이나 영양분의 손실을 최소화할 수 있는 농산물 건조기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하우징; 상기 하우징 상단을 개폐하는 덮개; 및 상기 덮개 하면에 위치하고, 방출하는 빛의 파장이 상이한 2종 이상의 원적외선 램프;를 포함하는, 농산물 건조기가 제공된다.
일 실시예에 있어서, 상기 원적외선 램프는 파장이 25 내지 100μm인 빛을 방출하는 제1램프; 및 파장이 300 내지 600μm인 빛을 방출하는 제1램프;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 농산물 건조기는 투입된 농산물의 위치를 지속적으로 변동시키는 회전형 임펠러; 및 상기 임펠러에 회전력을 제공하는 모터;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 임펠러는 1 내지 4 rpm으로 회전할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 농산물 건조기는 상기 하우징 하단에 위치하고, 30 내지 35℃의 공기를 상기 하우징 내부로 방출하는 제1열풍 주입부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 농산물 건조기는 상기 하우징 측면 상부에 위치하고, 40 내지 45℃의 공기를 상기 하우징 내부로 방출하는 제2열풍 주입부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 농산물 건조기는 상기 제2열풍 주입부가 위치하는 하우징 측면과 대향하는 측면의 상부에 위치하는 제1공기 배출구; 및 상기 제2열풍 주입부가 위치하는 하우징 측면과 대향하는 측면의 하부에 위치하는 제2공기 배출구;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 농산물 건조기는 태양빛 건조를 모사할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 건조 대상물인 농산물의 손상이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 영양분의 손실이 최소화되고 태양빛을 이용해 건조한 것과 같은 품질의 농산물을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 건조기의 형태를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 건조기의 측면을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 건조기의 구현 형태를 측면에서 도시한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.
또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다.
본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.
또한, 명세서에 기재된 “~유닛”, “~수단”, “~부”, 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미하며, 예컨대 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.
본 발명의 일 측면은 하우징(110); 상기 하우징(110) 상단을 개폐하는 덮개(120); 및 상기 덮개(120) 하면에 위치하고, 파장이 상이한 2종 이상의 원적외선 램프(121, 122);를 포함하는, 농산물 건조기(100)를 제공한다.
상기 농산물 건조기(100)는 소정의 내부 공간을 포함하며, 상기 건조기 내부에 건조 대상물을 투입한 후 내부에 빛과 열을 공급하여 대상물을 건조시키는 장치로서, 건조 대상물은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 고추를 포함하는 농산물일 수 있다.
상기 고추는 햇볕을 이용한 자연 건조와 기계식 건조기를 사용하는 경우 품질의 차이가 현저한 농산물로, 상기 농산물 건조기(100)는 태양빛 건조를 모사하여 최상의 품질을 가지는 건고추를 제공할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 농산물 건조기(100)는 전체 프레임을 구성하는 하우징(110); 및 상기 하우징(110) 상부를 개폐하는 덮개(120)를 포함할 수 있다.
상기 덮개(120) 하면에는 하나 이상의 원적외선 램프(121, 122)가 설치될 수 있고, 상기 덮개(120)로 상기 하우징(110) 상단을 덮었을 때 상기 하우징(110) 내부로 원적외선을 방출할 수 있다.
상기 하우징(110)의 형태는 특별히 제한되지 않으나, 가장 단순한 구조로서 정육면체 또는 직육면체 형태일 수 있고, 상기 덮개(120)는 상기 하우징(110)의 상부를 폐쇄할 수 있다.
상기 하우징(110)의 크기나 소재는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술분야에서 널리 쓰이는 철판 등 금속 소재를 통해 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 덮개(120)의 일 모서리가 경첩 등의 기계적 수단으로 하단의 하우징(110)과 연결될 수 있고, 상기 덮개(120)는 상기 모서리를 축으로 회전 운동을 하는 형태로 개폐될 수 있다.
따라서, 상기 덮개(120)의 하면은 개방되었을 때, 상기 하우징(110)의 측면과 수평할 수 있고, 폐쇄되었을 때, 상기 하우징(110)의 바닥면과 수평할 수 있다.
상기 원적외선 램프(121, 122)는 파장이 가장 긴 영역의 적외선을 방출하는 램프로, 원적외선(far-infrared radiation)은 파장이 25μm 이상인 적외선을 지칭할 수 있다.
통상적으로 상기 원적외선은 열작용이 크고 침투력이 강하므로, 농산물 내부까지 도달해 효과적으로 건조 효과를 구현할 수 있다.
상기 원적외선 램프(121, 122)는 방출하는 빛의 파장이 상이한 2종 이상으로 구성될 수 있다.
상기 원적외선은 파장에 따른 특성이 상이할 수 있으며, 본 발명자는 특성이 상이한 2 이상의 원적외선 램프(121, 122)를 도입하여 자연 건조 효과를 구현하고자 하였다.
도 2를 참조하면, 상기 원적외선 램프(121, 122)는 파장이 25 내지 100μm인 빛을 방출하는 제1램프(121); 및 파장이 300 내지 600μm인 빛을 방출하는 제2램프(122);를 포함할 수 있다.
상기 제1램프(121) 및 제2램프(122)는 상기 덮개(120) 하면에 교차되어 배치될 수 있으며, 배치 방식은 특별히 제한되지 않으나 내부로 균일하게 원적외선이 방출될 수 있도록 적절하게 배열될 수 있다.
상기 농산물 건조기(100)는 2종 이상의 램프를 포함하며, 상이한 특성의 원적외선을 동시에 방출하므로 이를 통해 최적의 건조 효과를 구현할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 농산물 건조기(100)는 투입된 농산물의 위치를 지속적으로 변동시키는 회전형 임펠러(113); 및 상기 임펠러(113)에 회전력을 제공하는 모터(116);를 더 포함할 수 있다.
상기 임펠러(113)는 회전축(117) 및 상기 회전축(117)에 결합된 날개 바퀴 구조를 통해 유체 또는 기타 물체를 뒤섞는 역할을 하는 것으로, 상기 회전형 임펠러(113)는 연속적인 회전을 통해 내부로 투입된 농산물의 위치를 지속적으로 변동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 임펠러(113)는 상기 하우징(110)의 바닥면과 수평하는 회전축(117)을 포함할 수 있고, 상기 회전축(117)은 상기 바닥면으로부터 소정의 높이에 배치될 수 있다.
상기 모터(116)는 전기 에너지를 역학적 에너지로 전환하는 장치로, 상기 회전축(117)에 운동에너지를 제공할 수 있다.
상기 회전축(117)은 상기 모터(116)와 직접 연결되어 회전할 수 있고, 또는 회전축(117) 말단의 기어 및 이와 맞물리는 타이밍 벨트 등 기계적인 수단에 의해 회전할 수도 있다.
이 때, 상기 임펠러(113)는 1 내지 4 rpm으로 회전할 수 있다.
상기 임펠러(113)는 지속적으로 회전하여 투입된 건조 대상물의 위치를 변동시키면 족하나, 빠른 속도로 회전하는 경우 건조 대상물이 손상될 수 있다.
상기 임펠러(113)의 회전 속도가 1 rpm 미만이면 건조 대상물의 건조 효율이 저하될 수 있고, 4 rpm 초과이면 건조 대상물의 표면에 손상이 발생할 수 있다.
상기 농산물 건조기(100)는 상기 하우징(110) 하단에 위치하고, 30 내지 35℃의 공기를 상기 하우징(110) 내부로 방출하는 제1열풍 주입부(111);를 더 포함할 수 있다.
상기 농산물 건조기(100)는 건조 대상물이 열풍에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 주입되는 공기의 온도와 주입 위치를 정교하게 설정하였다.
상기 제1열풍 주입부(111)는 상기 하우징(110) 하단에 위치할 수 있고, 바닥면에서 하우징(110) 내부로 공기를 방출하므로 바닥면에 위치하는 건조 대상물에 직접 공기를 제공할 수 있다.
상기 제1열풍 주입부(111)는 건조 대상물에 직접 공기를 방출하므로, 상대적으로 낮은 온도의 공기를 주입하여 건조 대상물의 손상을 최소화할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1열풍 주입부(111)는 30 내지 35℃의 공기를 상기 하우징(110) 내부로 방출할 수 있다.
상기 공기의 온도가 30℃ 미만이면 건조 효율이 감소할 수 있고, 35℃ 초과이면 건조 대상물이 열에 의해 손상될 수 있다.
상기 농산물 건조기(100)는 상기 하우징(110) 측면 상부에 위치하고, 40 내지 45℃의 공기를 상기 하우징(110) 내부로 방출하는 제2열풍 주입부(112);를 더 포함할 수 있다.
상기 제2열풍 주입부(112)는 상기 하우징(110) 측면 상부에 위치할 수 있고, 건조 대상물과 이격된 상부에서 하우징(110) 내부로 공기를 방출하므로 상대적으로 높은 온도의 공기를 공급할 수 있다.
상기 측면은 하우징(110)의 바닥면과 수직 방향으로 세워져 있어 상기 하우징(110)의 내부 공간을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 측면 상부(上部)는 상대적인 위치를 지칭하는 것으로, 소정의 위치로 명확하게 특정되는 것은 아니며, 예컨대, 중심부를 기준으로 위를 상부로, 아래를 하부로 구분할 수 있다.
상기 제2열풍 주입부(112)는 40 내지 45℃의 공기를 상기 하우징(110) 내부로 방출할 수 있다.
상기 공기의 온도가 40℃ 미만이면 건조 효율이 감소할 수 있고, 45℃ 초과이면 건조 대상물이 열에 의해 손상될 수 있다.
상기 제1열풍 주입부(111) 및 제2열풍 주입부(112)는 당해 기술분야에 널리 알려진 수단으로 구현될 수 있고, 예컨대, 공기 흐름을 발생시키는 팬(fan)이나 히트 펌프 등의 냉난방 장치를 통해 열과 습도를 조절할 수 있으며, 공기 주입 및 방출을 위한 다양한 수단이 적용될 수 있다.
상기 농산물 건조기(100)는 하우징(110) 내의 수분과 열을 외부로 이동시키는 배출구를 포함할 수 있고, 배출 효율을 증대시키기 위해 하나 이상의 배출구를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 농산물 건조기(100)는 상기 제2열풍 주입부(112)가 위치하는 하우징(110) 측면과 대향하는 측면의 상부에 위치하는 제1공기 배출구(114); 및 상기 제2열풍 주입부(112)가 위치하는 하우징(110) 측면과 대향하는 측면의 하부에 위치하는 제2공기 배출구(115);를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 제1공기 배출구(114) 및 제2공기 배출구(115)는 측면의 제2열풍 주입부(112)와 대향하는 면에 구비될 수 있고, 이를 통해 내부의 수분 및 열의 배출 효율이 개선될 수 있다.
상기 제1공기 배출구(114) 및 제2공기 배출구(115)는 상부 및 하부에 위치하므로 온도에 따라 상하로 분포되어 있는 내부 공기가 효과적으로 외부로 배출될 수 있다.
또한, 상기 농산물 건조기(100)는 건조가 끝난 건조 대상물을 배출시킬 수 있는 건조물 배출구(118)를 포함할 수 있다.
상기 건조물 배출구(118)는 내부의 건조 대상물을 외부로 꺼낼 수 있는 구조면 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 개폐할 수 있는 커버를 포함할 수 있다.
이하 실시예를 통해, 본 발명을 더욱 상술하나 하기 실시예에 의해 본 발명이 제한되지 아니함은 자명하다.
실시예 및 비교예
하기 표 1과 같이 건조기의 구성을 달리하여 수확한 고추를 건조시켰다.
정확한 실험 데이터를 확보하기 위해 표시한 구성의 차이 외에는 모든 조건을 동일하게 일치시켜 건조 절차를 수행하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
원적외선
램프
제1램프(50μm) O O O O O O O X O X O O
제2램프(450μm) O O O O O O X O X O O O
열풍
주입부
제1 열풍 주입부 X O X O X O X X O X X O
제2 열풍 주입부 X X O O X O X X X O X O
임펠러 2 rpm X X X X O O X X X X X X
10 rpm X X X X X X X X X X O O
실험예 : 품질 평가
실시예 및 비교예에 따라 제작된 건조기를 이용하여 건조시킨 고추의 품질 평가를 수행하였다.
대조군으로 열풍(60℃) 건조기를 이용하고, 실험군의 품질을 대조군과 대비하였다.
대조군의 품질을 100으로 설정하고, 실시예 및 비교예의 품질을 정량화하였다.
평가 기준은 색상, 상품성, 건조시간이며, 색상은 맑고 투명한 빨간색일수록 품질이 좋은 것이고, 백태현상이나 물러짐, 표면 손상이 적을수록 상품성이 우수하다.
색상 및 상품성의 평가값은 높을수록 우수한 품질을 의미하고, 건조 시간은 단축될수록 평가값이 낮다
구분 색상 상품성 건조시간
실시예 1 172 166 95
실시예 2 175 175 79
실시예 3 172 172 83
실시예 4 192 197 61
실시예 5 178 169 80
실시예 6 194 201 42
비교예 1 123 105 112
비교예 2 117 102 105
비교예 3 121 110 97
비교예 4 127 116 98
비교예 5 164 135 82
비교예 6 172 147 46
대조군 100 100 100
표 2를 참조하면, 파장이 상이한 2종의 원적외선 램프를 적용한 실시예 1 내지 6은 단일 원적외선 램프를 적용한 비교에 1내지 4와 비교하여 색상 및 상품성이 현저하게 우수한 것으로 평가되었다.
2종의 열풍 주입구를 적용한 실시예 4는 실시예 2 및 3 대비 색상 및 상품성이 개선되고 건조시간도 현저히 단축되었다.
또한, 저속의 임펠러를 적용한 실시예 6의 경우 품질은 유지되면서 건조시간은 현저히 단축되었다.
상기 결과는 본 발명의 각 구성은 농산물 건조시 품질의 개선과 함께 건조시간도 함께 단축시켜 경제성도 매우 우수한 것으로 평가할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 농산물 건조기
110: 하우징
111: 제1열풍 주입부
112: 제2열풍 주입부
113: 임펠러
114: 제1공기 배출구
115: 제2공기 배출구
116: 모터
117: 회전축
118: 건조물 배출구
120: 덮개
121: 제1램프
122: 제2램프

Claims (8)

  1. 하우징;
    상기 하우징 상단을 개폐하는 덮개; 및
    상기 덮개 하면에 위치하고, 방출하는 빛의 파장이 상이한 2종 이상의 원적외선 램프;를 포함하고,
    상기 원적외선 램프는
    파장이 25 내지 100μm인 빛을 방출하는 제1램프; 및
    파장이 300 내지 600μm인 빛을 방출하는 제2램프;를 포함하는, 농산물 건조기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    투입된 농산물의 위치를 지속적으로 변동시키는 회전형 임펠러; 및
    상기 임펠러에 회전력을 제공하는 모터;를 더 포함하는, 농산물 건조기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임펠러는 1 내지 4 rpm으로 회전하는, 농산물 건조기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 하단에 위치하고, 30 내지 35℃의 공기를 상기 하우징 내부로 방출하는 제1열풍 주입부;를 더 포함하는, 농산물 건조기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징 측면 상부에 위치하고, 40 내지 45℃의 공기를 상기 하우징 내부로 방출하는 제2열풍 주입부;를 더 포함하는, 농산물 건조기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2열풍 주입부가 위치하는 하우징 측면과 대향하는 측면의 상부에 위치하는 제1공기 배출구; 및
    상기 제2열풍 주입부가 위치하는 하우징 측면과 대향하는 측면의 하부에 위치하는 제2공기 배출구;를 더 포함하는, 농산물 건조기.
  8. 제1항, 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    태양빛 건조를 모사하는, 농산물 건조기.
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