KR20030086119A - 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법및 그 장치 - Google Patents

겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법및 그 장치 Download PDF

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Abstract

별도의 고가 냉각기 등을 구비하지 않고도 곡물을 고품질로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 저비용으로 장기간 저장할 수 있는 자연 냉기를 이용한 곡물의 저장방법 및 그 장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 저장방법은 가을철 수확한 곡물을 이듬해 추수 전 까지 보관하기 위해서 외기를 투입할 수 있는 송풍장치, 내기를 배출시킬 수 있는 환풍장치 및 저장된 곡물을 교반시킬 수 있는 교반장치가 마련된 곡물저장시설의 벽체 및 지붕구조물을 완전하게 단열재를 이용하여 밀폐, 단열시킨 후 수분함유량이 17.0%이하로 유지된 곡물을 곡물저장시설 내에 적재하고, 환풍장치를 정지한 상태에서 송풍장치를 이용하여 냉기를 곡물저장시설의 내부로 송풍한다. 이렇게 곡물저장시설 내부로 냉기가 투입되면, 곡물온도가 빙점 이하로 하강하여 15℃이하가 되는 시점부터는 휴면상태가 되어 호흡이 정지되어 고품질의 상태로 장기간 저장할 수 있게된다. 한편, 외기가 15℃이상으로 상승하면 곡물저장시설의 상부공간이 온도가 열전달에 의해서 상승하기 시작함에 따라 상층부 곡물의 온도도 동반상승하게된다. 이때 급기송풍기와 급기송풍기에서 연장되는 덕트르르 지붕과 연결하여 내부로 차가운 외기를 급기하여 온도상승을 방지할 수 있으며, 또한, 곡물냉각완료 후 왕겨를 30㎝이상 곡물의 상층부에 적재하여 곡물의 온도 상승을 방지할 수 있다. 이때, 왕겨는 왕겨이송장치와 이송덕트에 의해서 투입된다.

Description

겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법 및 그 장치{A method for high-quality containing, refrigeration of grains using winter cooling air and device for performing the same}
본 발명은 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벽체 및 지붕을 단열재로 마감하고 겨울철 자연 냉기를 송풍할 수 있는 송풍장치를 장착함으로써, 별도의 고가 냉각기 등을 구비하지 않고도 곡물을 고품질, 저비용으로 장기간 저장할 수 있을 뿐만 아니라 농가에 수익증대를 꾀하고 경쟁력을 유지시킬 수 있는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 산지에서 수확한 벼, 보리등의 곡물류는 소비자에게 도달하기까지의 보관 및 운송을 위해서 건조가 필수적이다. 왜냐하면, 산지에서 수확한 벼, 보리 등의 곡물류는 손상없이 보관 및 운송을 하기에는 지나치게 많은 수분 함량을 갖고 있기 때문이다. 즉, 산지에서 수확한 벼, 보리 등의 곡물류는 약 20~30%의 수분 함량을 갖는데, 이러한 수분 함량을 갖는 곡물류는 저장을 위한 보관시에 쉽게 변질되기 때문에 일정한 수분 함량을 갖도록 건조된 상태에서 저장하게된다. 전술한 바와 같이 일정한 수분을 함유하도록 건조된 곡물은 주로 일반창고, 야적 및 사이로 등에 그대로 저장된다.
이와 같이 저장된 곡물은 겨울철에는 자연 냉기로 인하여 문제가 없으나, 이듬해 사월부터는 외가기가 상승함에 따라서 곡물저장시설 내부 곡온도 동반 상승하게 된다. 이러한 상태에서 곡물을 계속 저장하게 되면 지방산도가 증가하고, 수분 감소, 해충발생, 발아율 저하, 동활증가 등 품질이 급격하게 저하되거나 변질사고가 발생하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 감안하여 별도의 곡물 냉각기를 설치하기도 한다. 그러나 냉각기가 고가일 뿐만 아니라 운용하는데 따른 전기료가 과다하게 소요되어 생산단가를 증가시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 벽체 및 지붕을 단열재로 마감하고 겨울철 자연 냉기를 송풍할 수 있는 송풍장치를 장착함으로써, 별도의 고가 냉각기 등을 구비하지 않고도 곡물을 고품질, 저비용으로 장기간 저장할 수 있을 뿐만 아니라 농가에 수익증대를 꾀하고 경쟁력을 유지시킬 수 있는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법 및 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 도시된 결로방지수단은 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 각각의 곡물저장시설에서 저장된 곡물의 온도변화를 나타낸 그래프,
도 5 내지 6은 곡물저장시설에서 저장된 곡물의 발아율 및 지방산도를 나타낸 그래프,
도 7은 곡물저장시설에서 저장된 곡물의 경도/점도비를 나타낸 그래프,
도 8은 식미시험을 나타낸 그래프이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
10, 100 : 송풍장치20, 200 : 환풍장치
30, 300 : 교반장치40, 400 : 곡물저장시설
50, 500 : 단열재70 : 왕겨이송수단
700 : 결로방지수단
상기와 같은 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
가을철 수확한 곡물을 이듬해 추수 전 까지 보관하기 위해서 외기를 투입할 수 있는 송풍장치, 내부공기를 배출시킬 수 있는 환풍장치 및 저장된 곡물을 교반시킬 수 있는 교반장치가 마련된 곡물저장시설의 벽체 및 지붕구조물을 완전하게 단열재를 이용하여 밀폐시키는 단계(S10);
상기 벽체의 내부, 지붕구조물의 내부 및 곡물저장시설의 외부에 제 1 온도센서 및 제 2 온도센서를 배치하는 단계(S20);
상기 단계(S20)가 완료되면, 수분함유량이 17.0%이하로 곡물을 건조하여 상기 곡물저장시설 내에 저장하는 단계(S30);
상기 곡물저장시설에 상기 곡물이 저장된 상태에서(S30) 상기 곡물저장시설의 외기 온도가 빙점이하로 내려가면 상기 환풍장치가 정지된 상태에서 상기 송풍장치를 이용하여 상기 곡물 1톤당 4시간 내외로 외기를 상기 곡물저장시설의 내부로 송풍하여 저장된 상기 곡물을 휴면상태로 냉각하는 단계(S40)를 포함하는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법을 제공한다.
더욱 바람직하게는, 가을철 수확한 곡물을 이듬해 수확기까지 보관하면서 출하시마다 출하, 판매하기 위해서 외기를 송풍할 수 있는 송풍장치, 내부공기를 배출시킬 수 있는 환풍장치 및 저장된 곡물을 교반시킬 수 있는 교반장치가 장착된 곡물저장시설의 벽체 및 지붕구조물을 완전하게 단열재를 이용하여 밀폐시키는 단계(S1);
상기 단계(S1)가 완료되면, 상기 곡물저장시설이 내부에 수분함유량이 17.0%이하로 건조된 곡물을 적재하는 단계(S2);
상기 곡물저장시설에 상기 곡물이 저장된 상태에서(S2) 상기 곡물저장시설의 외기 온도가 빙점이하로 내려가면 상기 환풍장치가 정지된 상태에서 상기 송풍장치를 이용하여 상기 곡물 1톤당 4시간 내외로 외기를 상기 곡물저장시설의 내부로 송풍하여 저장된 상기 곡물을 휴면상태로 냉각하는 단계(S3);
상기 곡물의 냉각이 완료된 후 이듬해 외기가 상승함에 따라 상기 곡물저장시설 내의 곡온의 상승을 방지하기 위해서 상기 단계(S3)가 완료된 후 바로 냉각된 상기 곡물의 상부면 상에 단열과 보온성이 우수한 왕겨를 두께 30㎝ 이상 적재하는 단계(S4)를 포함하는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 벽체 및 지붕을 단열재로 마감하고 겨울철 자연 냉기를 송풍할 수 있는 송풍장치를 장착함으로써, 별도의 고가 냉각기 등을 구비하지 않고도 곡물을 고품질, 저비용으로 장기간 저장할 수 있을 뿐만 아니라 농가에 수익증대를 꾀하고 경쟁력을 유지시킬 수 있다.
하기에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법 및 그 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 가을철 수확한 곡물을 이듬해 추수 전 까지 보관하기 위해서는 먼저, 외기를 투입할 수 있는 송풍장치(100), 내부공기를 배출시킬 수 있는 환풍장치(200) 및 저장된 곡물을 교반시킬 수 있는 교반장치(300)가 마련된 곡물저장시설(400)의 벽체 및 지붕구조물을 완전하게 단열재(500)를 이용하여 밀폐시킨다(단계 S10). 도 1 및 2에서의 곡물저장시설(400)은 통상의 곡물저장사이로를 도시하였다.
단계(S1)가 완료되면, 벽체의 내부, 지붕구조물의 내부 및 곡물저장시설(400)의 외부에 제 1 온도센서(600a) 및 제 2 온도센서(600b)를 배치한다(단계 S20). 이와 같이 곡물저장시설(400)의 단열이 완료되면, 수분함유량이 17.0%이하로 곡물을 건조하여 곡물저장시설(400) 내에 저장한다(단계 S30).
전술한 바와 같이 곡물저장시설(400)에 곡물이 저장되면, 환풍장치(200)가 정지된 상태에서 송풍장치(100)를 이용하여 냉기를 곡물저장시설(400)의 내부로 송풍한다(단계 S40). 이때, 송풍장치(100)는 곡물저장시설(400)의 외기 온도가 빙점이하로 내려간 상태에서만 작동하게 되며, 곡물 1톤당 4시간 내외로 외기를 송풍한다. 바람직하게는, 외기온도가 빙점 이하일 경우에만 송풍장치(100)를 작동시킨다. 단, 남부지방은 5℃이하일 경우에 송풍장치(100)를 작동시킨다. 이렇게 곡물저장시설(400) 내로 냉기를 투입하게 되면 곡물은 빙점이하로 냉각, 휴면상태가 되어 호흡이 정지된 상태로 장기간에 걸쳐서 고품질로 저장된다.
전술한 바와 같이 곡물저장시설(400) 내의 곡물이 냉각된 후 이듬해 곡물저장시설(400)의 주변 외기가 상승하게 되면 곡물저장시설(400) 내부의 상부공간도 단열, 밀폐를 하였지만 온도가 서서히 동반 상승하여 곡온이 15℃이상으로 상승하게 되면 곡물품질이 급격하게 저하되는데, 이를 방지하기 위해서 곡물저장시설(400)에는 결로방지수단(700)이 장착된다.
결로방지수단(700)은 곡물저장시설(400)의 지붕구조물을 관통하는 덕트(710) 및 덕트(710)에 연결되는 소형곡물냉각기(720)를 구비한다. 즉, 결로방지수단(700)의 소형곡물냉각기(720)는 제 1 온도센서(600a)와 제 2 온도센서(600b)의 온도차이에 의해서 작동하여 곡물저장시설(400) 내의 온도상승을 방지한다.
바람직하게는, 결로방지수단(700)(도 2참조)은 곡물저장시설(400)의 외부에배치되는 급기용송풍장치(730)와, 급기용송풍장치(730)에 일단이 연결되고 타단은 곡물저장시설(400)의 지붕구조물과 연결되는 급기덕트(740)를 구비한다. 이때, 급기덕트(740) 내부에는 절환셔터(750)가 내장된다.
하기에는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장장치에 대해 설명한다.
도 3을 참조하면, 가을철 수확한 곡물을 이듬해 수확기까지 보관하면서 출하시마다 출하, 판매하기 위해서는 먼저, 외기를 송풍할 수 있는 송풍장치(10), 내부공기를 배출시킬 수 있는 환풍장치(20) 및 저장된 곡물을 교반시킬 수 있는 교반장치(30)가 장착된 곡물저장시설(40)의 벽체 및 지붕구조물을 완전하게 단열재(50)를 이용하여 밀폐시킨다(단계 S1). 도 3의 곡물저장시설(40)은 통상의 곡물저장사이로를 도시하였다.
이와 같이 곡물저장시설(40)의 단열이 완료되면, 수분함유량이 17.0%이하로 건조된 곡물을 곡물저장시설(40) 내에 적재한다(단계 S2). 전술한 바와 같이 곡물저장시설(40)에 곡물이 적재되면, 환풍장치(20)를 정지한 상태에서 송풍장치(10)를 이용하여 냉기를 곡물저장시설(40)의 내부로 송풍한다(단계 S3). 이때, 송풍장치(10)는 곡물저장시설(40)의 외기온도가 빙점이하 온도로 내려간 상태에서만 작동하게되며, 곡물 1톤당 4시간 내외의 외기를 송풍한다. 다만, 그 지역의 겨울철 평균 기온에 따라 영상 5℃이하인 경우에도 작동하게 된다. 이렇게 곡물저장시설(40) 내로 냉기를 투입하게 되면 곡물은 냉각, 휴면상태가 되어 호흡이 정지되어 장기간 고품질 상태로 저장할 수 있게 된다.
이와 같이 곡물저장시설(40) 내의 곡물이 저장, 냉각된 후 이듬해 사월부터는 외기가 상승함에 따라 곡물저장시설(40) 내의 상부공간 온도도 열전달에 의하여 서서히 상승하여 상부 곡온도 서서히 상승하는데, 이때 곡온이 상승하게 되면 성장활동이 재개됨에 따라 호흡열 발생등에 따른 수분감소, 부패, 해충발생, 지방산도 증가, 동할증가로 품질이 급격하게 저하되는데, 곡물저장시설(40) 상부 내부의 온도상승을 막기 위해서는 냉각후 바로 저장된 곡물의 상부면 상에 단열과 보온성이 우수한 왕겨(60)를 두께 30㎝ 이상 되도록 적재시킨다(단계 S4). 이때, 왕겨(60)를 적재하기 위해서 곡물저장시설(40)에는 왕겨이송수단(70)이 장착된다.
왕겨이송수단(70)은 곡물저장시설(40)의 지붕구조물에 일단이 관통되게 연결되고 타단은 곡물저장시설(40)의 외부로 연장되는 덕트(72) 및 덕트(72)의 타단과 연결되는 왕겨이송투입장치(74)를 구비한다. 이때, 왕겨(60)는 건조된 왕겨를 이용한다.
결과 및 고찰
전술한 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따라서 곡물저장시설(40, 400)(이하"사이로"라 함)에 저장된 곡물은 의 곡물변화를 살펴보면, 곡물을 추수하여 건조가 끝단 11월 이후에는 10℃이하로 저장 유지되면서 외가가 낮아지는 겨울철 1월부터 7월 초까지는 0℃ 전후로 유지된다(도 3참조). 한편, 사이로(40, 400) 내에서 저장된 곡물의 발아율은 영하 5℃로 냉동저장된 곡물보다 다소 낮으나 15℃이하로 저온저장된 곡물과 유사한 높은 발아율을 나타내고 있으며(도 4참조), 지방산도는 냉동저장된 곡물에 비하여 높으나 저온저장된 곡물에 비하여 낮은 것을 확인할 수 있다, 또한, 사일로(40, 400) 내에서 저장된 곡물의 경도와 점도비를 살펴보면 마찬가지로 냉동저장된 곡물보다는 다소 높으나 저온저장된 곡물에 비하여는 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다(도 5참조).
한편, 각각의 저장된 곡물로 밥을 하여 식미시험을 한 결과 사일로(40, 400)의 곡물은 저온저장된 곡물에 비하여 현저하게 그 맛이 좋은 결과를 나타낸 뿐만 아니라 냉동저장된 곡물과 거의 유사한 맛을 유지하였다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따르면 겨울철 자연 냉기를 곡물저장시설(40, 400) 내부로 송풍 및 저장하여 저장된 곡물의 품질을 산물시와 동일수준으로 장기간 유지시키면서 필요시마다 출하 판매함으로써 기준 가격보다 25~50% 높게 받을 수 있어 소득증대를 꾀할 수 있고, 고품질 쌀로 경쟁력을 확보할 수 있는 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 가을철 수확한 곡물을 이듬해 추수 전 까지 보관하기 위해서 외기를 투입할 수 있는 송풍장치, 내부공기를 배출시킬 수 있는 환풍장치 및 저장된 곡물을 교반시킬 수 있는 교반장치가 마련된 곡물저장시설의 벽체 및 지붕구조물을 완전하게 단열재를 이용하여 밀폐시키는 단계(S10);
    상기 벽체의 내부, 지붕구조물의 내부 및 곡물저장시설의 외부에 제 1 온도센서 및 제 2 온도센서를 배치하는 단계(S20);
    상기 단계(S20)가 완료되면, 수분함유량이 17.0%이하로 곡물을 건조하여 상기 곡물저장시설 내에 저장하는 단계(S30);
    상기 곡물저장시설에 상기 곡물이 저장된 상태에서(S30) 상기 곡물저장시설의 외기 온도가 빙점이하로 내려가면 상기 환풍장치가 정지된 상태에서 상기 송풍장치를 이용하여 상기 곡물 1톤당 4시간 내외로 외기를 상기 곡물저장시설의 내부로 송풍하여 저장된 상기 곡물을 휴면상태로 냉각하는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(S40)에 의해서 냉각된 상기 곡물이 이듬해 곡물저장시설의 주변 외기가 상승함에 따라 상기 곡물저장시설의 내부 곡온이 15℃ 이상 상승하는 것을 방지하기 위해서 결로방지수단이 장착되며, 상기 결로방지수단(700)은 상기 지붕구조물을 관통하는 덕트 및 상기 덕트에 연결됨과아울러 상기 제 1 온도센서와 상기 제 2 온도센서와 전기적으로 연결되어 상기 제 1 온도센서 및 상기 제 2 온도센서의 온도차이에 의해서 작동하는 소형곡물냉각기를 구비하는 것을 특징으로 하는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 결로방지수단은 상기 곡물저장시설의 외부에 배치되는 급기용송풍장치와, 상기 급기용송풍장치에 일단이 연결되고 타단은 상기 곡물저장시설의 상기 지붕구조물과 연결되는 급기덕트를 구비하며, 상기 급기덕트의 내부에는 절환셔터가 내장된 것을 특징으로 하는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장장치.
  4. 가을철 수확한 곡물을 이듬해 수확기까지 보관하면서 출하시마다 출하, 판매하기 위해서 외기를 송풍할 수 있는 송풍장치, 내부공기를 배출시킬 수 있는 환풍장치 및 저장된 곡물을 교반시킬 수 있는 교반장치가 장착된 곡물저장시설의 벽체 및 지붕구조물을 완전하게 단열재를 이용하여 밀폐시키는 단계(S1);
    상기 단계(S1)가 완료되면, 상기 곡물저장시설이 내부에 수분함유량이 17.0%이하로 건조된 곡물을 적재하는 단계(S2);
    상기 곡물저장시설에 상기 곡물이 저장된 상태에서(S2) 상기 곡물저장시설의 외기 온도가 빙점이하로 내려가면 상기 환풍장치가 정지된 상태에서 상기 송풍장치를 이용하여 상기 곡물 1톤당 4시간 내외로 외기를 상기 곡물저장시설의 내부로 송풍하여 저장된 상기 곡물을 휴면상태로 냉각하는 단계(S3);
    상기 곡물의 냉각이 완료된 후 이듬해 외기가 상승함에 따라 상기 곡물저장시설 내의 곡온의 상승을 방지하기 위해서 상기 단계(S3)가 완료된 후 바로 냉각된 상기 곡물의 상부면 상에 단열과 보온성이 우수한 왕겨를 두께 30㎝ 이상 적재하는 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단계(S4)에서 상기 냉각된 상기 곡물의 상부에 상기왕겨를 투입하기 위해서 왕겨이송수단이 장착되며, 상기 왕겨이송수단은 상기 곡물저장시설의 상기 지붕구조물에 일단이 연결되는 덕트 및 상기 덕트의 타단과 연결되는 왕겨이송투입장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 겨울철 자연 냉기를 이용한 곡물 냉각, 고품질 저장장치.
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