KR200267612Y1 - 원적외선 잎담배 건조기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원적외선 잎담배 건조기에 관한 것으로, 더욱더 상세하게는 스테인레스 튜브에 세라믹도료를 코팅하여 파장 4∼20㎛의 원적외선이 방사율 0.93이상 방사되어 복사에너지를 방출하도록 세라믹을 미분화시켜 도장 후 소성건조한 원적외선 방사관과, 상기 원적외선 방사관의 좌우에 배치되며 내부 전체를 세라믹 도료로 도장 후 소부처리하여 원적외선 그늘을 최소화한 건조실과, 상기 원적외선 방사관하부에 설치되는 송풍기와, 각 건조실의 후면 상부에 배습을 위하여 설치되는 배습닥트와, 건조실의 전면 중앙상부에 설치되는 급기용 팬과, 상기 원적외선 방사관하부의 건조실 후면 외부에 설치되는 버너와, 건조실 상부에 설치되는 연도를 포함하며, 좌우 건조실 측면에 고정된 앵글에 행가 또는 렉크를 걸 수 있도록 되어 있고, 건조실 하부의 타공판을 통하여 건조실로 분사되어 잎담배를 통과한 후, 순환풍이 원적외선 방사관쪽으로 진입후 송풍기를 통과하여 연속적으로 순환할 수 있도록 구성된 원적외선 잎담배 건조기임을 특징으로 한다. 본 고안의 원적외선 잎담배 건조기는 기존의 열풍건조기에 비하여 연료 및 전력사용량을 절감할 수 있고, 고품질의 잎담배를 얻을 수 있다.

Description

원적외선 잎담배 건조기{Leaf Tobacco Dryer by Far Infrared Ray}

본 고안은 원적외선 잎담배 건조기에 관한 것으로, 상세하게는 방사관 및 건조실 전체를 세라믹 도료로 코팅시켜 방사관에 의해서는 고효율의 원적외선을 방사하게 하고, 방사된 원적외선은 세라믹 코팅된 건조실 내에서 에너지밀도 및 온도분포를 균일하게 하여 원적외선 그늘을 최소화함으로써 고품질의 건조된 잎담배를 생산하도록 한 원적외선 잎담배 건조기에 관한 것이다.

일반적으로 경작지의 담배 줄기로부터 채취된 잎담배는 농가에 비치된 건조기에 장입시키고 고온의 열을 가하여 건조시킨 다음에 출하된다. 이러한 건조기술로는 열풍에 의한 건조방식이 100% 채택되고 있다. 열풍에 의한 건조방식은 잎담배를 위한 건조기술 뿐만 아니라 미역, 멸치 등의 수산물의 건조 시에도 채용되는 기술로서 송풍기에 의해 뜨거운 공기가 강제순환되는 대류방식의 기술로서 가열물에 따라 건조계의 높이가 다르기 때문에 매우 효율이 낮고 건조제품의 품질보존이 되지 않음이 문제점으로 지적되고 있다. 또한, 열풍건조기는 연료소모량과 전력소모량이 과다하므로 비경제적이며, 잎담배를 열풍건조하게 되면 품질이 떨어지게 되어 고품질의 제품생산에 어려움이 많다.

따라서, 본 고안은 상기의 종래 열풍방식에 의한 잎담배 건조기가 지니고 있는 문제를 해결하기 위하여, 원적외선을 방사하는 세라믹 도료를 방사관 및 건조실내부에 코팅하여 복사에너지의 형태로 피가열체인 잎담배에 가해지게 함으로써 효율적인 건조와 탈취효과에 의하여 고품질의 잎담배를 얻을 수 있게 할 뿐만 아니라 연료소모 및 전력사용량을 절감할 수 있도록 한 원적외선 잎담배 건조기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 본 고안에 의한 원적외선 건조기의 사시도,

도 1b는 본 고안에 의한 원적외선 건조기의 측면도,

도 1c는 본 고안에 의한 원적외선 건조기의 배면도,

도 2a는 도 1a의 A - A선 개략단면도,

도 2b는 도 1a의 B - B선 개략단면도,

도 3은 본 고안에 의한 원적외선 건조기의 콘트롤 박스 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 급기용 팬 2 : 콘트롤 박스

3 : 연도 4 : 배습닥트

5 : 버너 6 : 앵글

7 : 타공판 8 : 송풍기

9 : 원적외선 방사관 10 : 건조실

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 스테인레스 튜브에 세라믹도료를 코팅하여 파장 4∼20㎛의 원적외선이 방사율 0.93이상 방사되어 복사에너지를 방출하도록 세라믹을 미분화시켜 도장 후 소성건조한 원적외선 방사관(9)과, 상기 원적외선 방사관(9)의 좌우에 배치되며 내부 전체를 세라믹 도료로 도장 후 소부처리하여 원적외선 그늘을 최소화한 건조실(10)과, 상기 원적외선 방사관(9)하부에 설치되는 송풍기(8)와, 각 건조실(10)의 후면 상부에 배습을 위하여 설치되는 배습닥트(4)와, 건조실(10)의 전면 중앙상부에 설치되는 급기용 팬(1)과, 상기 원적외선 방사관(9)하부의 건조실(10)후면 외부에 설치되는 버너(5)와, 건조실(10)상부에 설치되는 연도(3)를 포함하며, 좌우 건조실(10)측면에 고정된 앵글(6)에 행가 또는 렉크를 걸 수 있도록 되어 있고, 건조실 하부의 타공판(7)을 통하여 건조실로 분사되어 잎담배를 통과한 후, 순환풍이 원적외선 방사관(9)쪽으로 진입후 송풍기(8)를 통과하여 연속적으로 순환할 수 있도록 구성된 원적외선 잎담배 건조기임을 그 특징으로 한다.

이하 본 고안의 원적외선 잎담배 건조기에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 본 고안에 의한 건조기의 사시도이고, 도 1b는 본 고안에 의한 건조기의 측면도이며, 도 1c는 본 고안에 의한 건조기의 배면도이다.

도 2a는 도 1a의 A - A선 단면도이고, 도 2b는 도 1a의 B - B선 단면도이며, 도 3은 본 고안에 의한 건조기의 콘트롤 박스 구성도이다.

본 고안의 원적외선 잎담배 건조기는 세라믹 도료를 방사관 및 건조실 내부전체에 코팅함으로써 석유 또는 경유를 연소시켜 고효율 원적외선 방사관을 50∼500℃로 가열시켜 연소에너지를 복사에너지의 형태로 피가열체에 직접 전달하도록 하는 건조방식의 건조기이다.

본 고안의 각 구성요소에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

1. 고효율 원적외선 방사관(9) : 스테인레스 튜브를 사용하여 내구성을 극대화 하였으며, 내열성과 밀착성이 우수한 ZrO₂, Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, Al₂TiO₅, 2MgO, 2Al₂O₃, 5SiO₂등이 포함된 325메쉬의 세라믹 재료를 미분화시켜 소지재로 만들어 방사관에 도장함으로써 석유나 경유를 연소시켜 발생하는 50∼500℃의 연소에너지 에 의해 4∼20㎛ 파장역에서 원적외선 방사율이 0.93이상이 되도록 개발·제작하였다.

2. 건조실(10) 내부 전체의 세라믹 도료 도장: 건조실(10) 내부 전체를 세라믹 도료를 도장 후 소부처리함으로써 반사판이 필요없으며 에너지 밀도를 높여주고, 온도분포가 균일하여 원적외선 그늘을 최소화하였다.

3. 배습장치: 건조실(10)의 전면 중앙상부에 설치되는 소형의 급기용 팬(1)을 부착하여 습구온도의 설정치에 따라 배습이 필요시 급기팬이 작동하여 외부의 공기를 급기시키며 동시에 건조실 내부의 습한 공기가 뒷면의 배습닥트(4)를 통하여 방출된다.

4. 송풍기(8): 건조실(10) 내부의 온도조화와 피건조물의 수분 탈각시 단시간에 증발될 수 있도록 순환풍을 가열시켜서 건조실 하부의 타공판(7)을 통하여 건조실로 분사시킨다.

5. 콘트롤 박스(2): 온도, 습도제어 및 건조예정 종료시간 설정 이상발생시 비상정지와 경보기능이 있다.

6. 버너(5): 석유, 경유를 연소시켜서 고효율 원적외선 방사관(9)을 가열하는 자동버너이다.

7. 건조기의 형식: 밀폐형으로 상자형으로 하고 있으며 건조실 내부 양측면에 고정된 앵글(6)에 행가 또는 렉크를 걸수 있게 하였다. 또한 건조실 하부에는 타공판(7)에 타공이 다수 형성되어 있어 순환풍이 타공판(7)으로부터 올라와서 건조실의 잎담배를 원적외선에 의한 복사에너지에 의해서 건조시키게 된다. 그리고 나서, 원적외선 방사관(9)쪽으로 진입후 송풍기(8)를 통과하여 밀폐된 공간 내부에서 연속적으로 순환할 수 있도록 되어 있다.

본 고안의 원적외선 잎담배 건조기의 열효율 및 건조효율에 대한 평가에 대하여 설명하면 다음과 같다.

열정산은 입·출력을 열전달 기본식을 사용하여 계산하였으며 입열은 전동기 자동에 의한 전력을 환산한 입열과 연소시켜 공급된 연소열이 있으며, 출열은 건조물 가열에 사용된 열량, 대기에 방출된 배기가스 열량, 건조기내에서 방산된 열량, 입·출구 부분에서 대기중에 방출된 손실열량과 기타 열량으로 구분하여 열효율을 계산하였으며, 실제 건조물의 가열에 사용된 열량은 건조물을 건조시키기 전과 후의 무게를 측정하여 증발된 수분을 열량으로 환산·계산하였다. 또한 건조물의 흡열량과 측열량은 다음과 같이 열정산하였다.

가. 에너지 절약효과

① 농산물 건조시의 열정산

농산물의 건조실험은 곶감과 대추를 택하여 세라믹 코팅관(표면온도 100℃에서 표면 열복사 방사율이 0.93)과 코팅되지 않은 나관을 같은 조건으로 3회씩 건조실험을 수행하여 평균하여 계산하였으며 환산한 결과는 다음 표와 같다.

농산물 건조시의 입, 출열 열정산

나. 기타의 효과 및 열정산

ⓐ 건조대상물이 표면적이 많은 다공질 재료일수록 두께가 두꺼울수록, 에너지의 투과율이 높을수록 복사에 의한 건조 의존도가 높았다.

ⓑ 원적외선을 이용하여 건조시키면 건조대상물의 재질이 변하거나 변색되지 않는다.

ⓒ 고온하에서 다량의 건조물을 빠른 속도로 건조가 적당하며, 연소가스에 의하여 발생된 에너지는 건조기 주위벽을 가열하는데 소요되는 열량, 배기가스 손실열량 및 건조제품의 가열에 이용하는 열량이 있으며, 개발된 건조기의 열효율은 건조 대상물에 따라 다르나 10∼30％의 에너지절감 효과가 있다.

또한, 본 건조기는 처리제품의 품질향상과 건조대상물의 균일 건조 등으로 생산성 향상을 기하고 설비의 조작단순화, 건조실내의 습도와 가스배출을 연동제어하여 배기열량을 1/3수준으로 절감, 건조시간 단축으로 사용 에저지절약, 설비를 컴팩트화하여 설치면적을 최소화하였다.

본 고안의 원적외선 잎담배 건조기는 한국 인삼연초연구원 음성시험장에서 1998년부터 2001년까지 4년차에 걸친 시험결과 아래와 같은 효과가 있음을 입증하게 되었다. ① 잎담배의 건조과정에서 열풍건조기 대비 연비 70%, 전력소비량비 80%의 에너지 절감효과가 있다.② 황변기에 균일하게 황변이 되었다. ③ 색택고정이 잘되고 갈변잎이 적었다. ④ 향물질의 함유량이 높아져 향이 좋아졌다. ⑤ 건조중 발생되는 유해물질의 검출량이 현저하게 감소되었다. ⑥ 수분 탈각된 부분에 기공이 잘 형성되어 부풀성이 좋아지고 연소가 잘 되었다. ⑦ 수축율이 현저하게 감소되었다. ⑧ 신장율이 좋아져서 담배제조공정을 단축할 수 있다. ⑨ 건조종료 후 흡습시간이 열풍건조에선 30시간 이상이나 원적외선 건조에선 6시간으로 짧아져서 생산성이 향상되고, 흡습이 적당히 된 상태에선 상대습도의 변화에 관계없이 고정상태로 보관성이 좋아졌다.

Claims (1)

1. 스테인레스 튜브에 세라믹도료를 코팅하여 파장 4∼20㎛의 원적외선이 방사율 0.93이상 방사되어 복사에너지를 방출하도록 세라믹을 미분화시켜 도장 후 소성건조한 원적외선 방사관(9)과, 상기 원적외선 방사관(9)의 좌우에 배치되며 내부 전체를 세라믹 도료로 도장 후 소부처리하여 원적외선 그늘을 최소화한 건조실(10)과, 상기 원적외선 방사관(9)하부에 설치되는 송풍기(8)와, 각 건조실(10)의 후면 상부에 배습을 위하여 설치되는 배습닥트(4)와, 건조실(10)의 전면 중앙상부에 설치되는 급기용 팬(1)과, 상기 원적외선 방사관(9)하부의 건조실(10)후면 외부에 설치되는 버너(5)와, 건조실(10)상부에 설치되는 연도(3)를 포함하며, 좌우 건조실(10)측면에 고정된 앵글(6)에 행가 또는 렉크를 걸 수 있도록 되어 있고, 건조실 하부의 타공판(7)을 통하여 건조실로 분사되어 잎담배를 통과한 후, 순환풍이 원적외선 방사관(9)쪽으로 진입후 송풍기(8)를 통과하여 연속적으로 순환할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 원적외선 잎담배 건조기.