KR20220109801A - 곡물 저장 장치 및 곡물 저장 방법 - Google Patents

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이경준
이길수
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건설기계부품연구원
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Abstract

개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 장치는 곡물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 몸체 부재, 상기 수용 공간의 습도 및 산소 농도, 곡물의 수분 중 선택된 하나 이상의 수치를 측정하는 감지 부재, 곡물의 신선도를 유지하는데 사용될 수 있는 곡물 보호 기체를 상기 몸체 부재로 공급하는 기체 공급 유닛, 상기 감지 부재에서 측정한 수치가 목포 수치를 초과하는 경우, 상기 기체 공급 유닛이 상기 몸체 부재로 곡물 보호 기체를 공급하도록 상기 기체 공급 유닛을 제어하는 제어부 및 상기 기체 공급 유닛이 곡물 보호 기체를 공급하는 경우, 상기 몸체 부재의 수용 공간에 잔류하고 있는 기체를 외부로 배출시키는 기체 배출 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

곡물 저장 장치 및 곡물 저장 방법{Grain storage apparatus and grain storage method}
개시된 내용은 곡물을 저장하는데 사용될 수 있는 곡물 저장 장치 및 곡물 저장 방법에 관한 것이다.
곡물을 수확한 이후에 일정 기간 보관하거나, 수확 즉시 다른 지역으로 이송되는 것이 일반적이다. 세계적으로 인구가 증가함에 따라 곡물의 저장 및 운송 시장은 크게 성장할 전망이다.
그리고, 인간의 평균 수명 상승에 따라 건강 및 신선 식품에 대한 수요가 증가되면서, 곡물의 소비량을 더욱 늘어날 전망이다. 특히나 우리나라의 식량자급률은 47퍼센트 정도이고, 곡물자급률은 23퍼센트 정도로써, 많은 곡물을 해외로부터 수입하고 있다.
곡물을 저장하고 다른 장소로 이동하기 위하여 컨테이너나 곡물 저장고가 사용될 수 있다. 종래의 곡물 저장고는 자연 통풍방식에 의존하는 것이 대부분이다. 그리고 강제 송풍 방식에 의한 저장고는 곡물이 정체된 상태에서 바람을 곡물의 외측부로부터 내측부로 향하여 일방향으로 송풍되도록 이루어져 있다.
따라서, 벽면이나 구석 부분에 위치한 곡물은 항상 송풍 통로에 노출되지 못하고, 이로 인하여 장기간 보관 중에는 곡물이 수분에 의하여 부분적으로 부패하게 되면서 장기간 운송되는 과정에서 많은 양의 곡물이 버려지는 문제점이 있다.
또는, 곡물이 세균에 의해 손상되지 않도록 항곰팡이제와 같은 화학약품을 처리해야 하나, 약품이 곡물에 스며드는 문제점이 있다.
1. 대한민국 등록실용 제20-0215525호(2000.12.21)
곡물을 안전하게 저장할 수 있는 곡물 저장 장치 및 곡물 저장 방법을 제공하고자 한다.
개시된 내용은 곡물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 몸체 부재, 상기 수용 공간의 습도 및 산소 농도, 곡물의 수분 중 선택된 하나 이상의 수치를 측정하는 감지 부재, 곡물의 신선도를 유지하는데 사용될 수 있는 곡물 보호 기체를 상기 몸체 부재로 공급하는 기체 공급 유닛, 상기 감지 부재에서 측정한 수치가 목포 수치를 초과하는 경우, 상기 기체 공급 유닛이 상기 몸체 부재로 곡물 보호 기체를 공급하도록 상기 기체 공급 유닛을 제어하는 제어부 및 상기 기체 공급 유닛이 곡물 보호 기체를 공급하는 경우, 상기 몸체 부재의 수용 공간에 잔류하고 있는 기체를 외부로 배출시키는 기체 배출 유닛이 포함되는 것을 특징으로 하는 곡물 저장 장치에 대해 기술하고 있다.
개시된 내용의 일 실시예에 따른 곡물 저장 장치는 감지 부재, 기체 공급 유닛, 제어부 및 기체 배출 유닛을 포함한다. 따라서, 감지 부재가 몸체 부재의 수용 공간의 다양한 수치를 실시간으로 모니터링하고, 제어부는 기체 공급 유닛을 제어하여 산소 농도와 습도를 관리함으로써, 곡물의 신선도를 유지할 수 있다. 그러므로, 곡물이 장시간 이송되더라도, 아플라톡신이나 그 외의 곰팡이 균이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 장치에 포함되는 몸체 부재는 일례로 컨테이너일 수 있다. 이에 따라, 별도의 추가적인 장비를 사용하여 하역 및 선적을 하지 않더라도, 일반적으로 마련된 컨테이너 취급 장비를 사용하여 몸체 부재를 취급할 수 있다. 뿐만 아니라, 몸체 부재가 컨테이너로 이루어짐으로써, 대형 곡물저장소를 마련할 필요가 없고, 이송에 필요한 전용 차량을 마련할 필요도 없다. 그리고, 정기적으로 운항되는 컨테이너선을 이용하여 곡물을 신속하게 수송할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 장치의 사시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 장치의 구성도.
도 3은, 도 2의 곡물 저장 장치에서 기체 공급 유닛이 몸체 부재의 수용 공간으로 곡물 보호 기체를 공급하는 상태를 도시한 도면.
도 4는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 방법을 도시한 순서도.
개시된 내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 개시된 내용의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시된 내용의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
개시된 내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 개시된 내용의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 개시된 내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 장치의 사시도이고, 도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 장치의 구성도이며, 도 3은, 도 2의 곡물 저장 장치에서 기체 공급 유닛이 몸체 부재의 수용 공간으로 곡물 보호 기체를 공급하는 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 개시된 내용의 일 실시예에 따른 곡물 저장 장치(100)는 몸체 부재(110), 감지 부재(120), 기체 공급 유닛(130), 제어부(140) 및 기체 배출 유닛(150)을 포함한다.
몸체 부재(110)는 곡물을 수용하는 수용 공간을 포함한다. 그리고, 도면에 도시하지는 않았으나, 곡물 투입구가 몸체 부재(110)의 일측에 형성될 수 있다. 곡물이 곡물 투입구를 통하여 수용 공간으로 투입될 수 있다.
곡물 투입구는 별도의 개폐 도어(111)에 의하여 개폐될 수 있다. 개폐 도어(111)는 곡물이 몸체 부재(110)로 투입되는 경우를 제외하고는, 곡물 투입구를 폐쇄하는 상태를 유지할 수 있다.
이에 따라 몸체 부재(110)는 외부에 대해 밀폐될 수 있다. 따라서, 외부의 수분이 몸체 부재(110)의 수용 공간으로 유입되는 것이 차단될 수 있다. 뿐만 아니라, 곡물이 외부로부터 밀폐되는 경우, 이산화탄소 농도가 증가하여 호흡작용이 억제되고, 이산화탄소는 곰팡이 및 유해 미생물의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 곡물 배출구가 몸체 부재(110)의 하측에 형성될 수 있다. 밸브(112)가 곡물 배출구에 설치되어 곡물을 배출하는데 사용될 수 있다. 여기서, 곡물이 곡물 배출구로 용이하게 모아지도록, 상기 몸체 부재(110)의 수용 공간의 바닥면(110a)의 형상은 아래로 갈수록 폭이 점차 감소되는 형상일 수 있다.
이와 같은 몸체 부재(110)는 일례로 컨테이너와 대응되는 크기일 수 있다. 예를 들어, 몸체 부재(110)의 외형의 크기는 컨테이너와 동일한 크기일 수 있다. 그리고, 몸체 부재(110)는 육면체 형상일 수 있다. 이러한 몸체 부재(110)는 일반적인 컨테이너 취급 장비로 이송이 가능할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 별도의 추가적인 장비를 사용하여 몸체 부재(110)를 하역 및 선적할 필요가 없이, 작업 공간에 마련된 일반적인 컨테이너 취급 장비를 사용하여 몸체 부재(110)를 취급할 수 있다. 뿐만 아니라, 몸체 부재(110)가 컨테이너와 대응되는 크기로 이루어짐으로써, 대형 곡물저장소를 마련할 필요가 없고, 이송에 필요한 전용 차량을 마련할 필요도 없이 기존의 컨테이너 저장고를 사용할 수 있다.
몸체 부재(110)의 크기가 컨테이너와 다른 형상인 경우, 몸체 부재(110)가 적재될 수 있는 선박을 사용해야지만 수송이 가능할 수 있다. 그러나, 몸체 부재(110)의 크기가 컨테이너와 대응되도록 이루어짐에 따라, 정기적으로 운항되는 컨테이너선을 이용하여 곡물을 신속하게 수송할 수 있다.
감지 부재(120)는 상기 수용 공간의 습도 및 산소 농도, 곡물의 수분 중 선택된 하나 이상의 수치를 측정한다. 상기 감지 부재(120)는 일례로 산소 센서(121), 수분함량 센서(123) 및 온습도 센서(122) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 산소 센서(121)는 몸체 부재(110)의 내측면에 설치되어 수용 공간의 산소 농도를 측정할 수 있다. 온습도 센서(122)도 몸체 부재(110)의 내측면에 설치되어 수용 공간의 온도 및 습도를 측정할 수 있다.
그리고, 수분함량 센서(123)는 곡물에 포함되는 수분을 측정할 수 있다. 수분함량 센서(123)는 몸체 부재(110)에서 곡물이 저장되는 부분에 설치되어 곡물과 인접하게 위치될 수 있다.
기체 공급 유닛(130)은 곡물의 신선도를 유지하는데 사용될 수 있는 곡물 보호 기체를 상기 몸체 부재(110)로 공급한다. 여기서, 상기 곡물 보호 기체는 곡물의 호흡작용을 억제할 수 있는 단일 기체 또는 이러한 기체들의 2종이상의 혼합일 수 있다.
예를 들어, 상기 곡물 보호 기체는 일례로 질소일 수 있다. 이와 다르게, 곡물 보호 기체는 다른 일례로 질소와 이산화탄소가 혼합된 것일 수도 있다.
이러한 기체 공급 유닛(130)은 일례로 기체 저장 탱크(131), 공급관(132) 및 공급 밸브(133)를 포함할 수 있다. 기체 저장 탱크(131)는 질소를 저장하는 것일 수 있다. 공급관(132)은 기체 저장 탱크(131)와 몸체 부재(110)를 연결할 수 있다.
공급 밸브(133)는 공급관(132) 상에 설치되어 공급관(132)으로 이송되는 질소의 흐름을 제어할 수 있다. 이와 같은 기체 공급 유닛(130)은 후술할 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다.
한편, 기체 공급 유닛(130)이 도면에서 몸체 부재(110)의 외부에 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지는 않으며, 몸체 부재(110) 내부에 설치되는 것도 가능할 수 있다. 예를 들어, 기체 공급 유닛(130)에 포함되는 기체 저장 탱크(131)는 몸체 부재(110)의 일부분에 수용될 수 있다. 이때, 기체 저장 탱크(131)는 몸체 부재(110)의 일부분에 형성된 브라켓(110b)에 결합될 수 있다.
이와 다르게, 기체 공급 유닛(130)은 몸체 부재(110)와 일체형이면서 일반적인 컨테이너와 동일한 크기로 이루어질 수 있다.
제어부(140)는 몸체 부재(110)의 수용 공간 내부의 산소 농도 또는 습도를 제어할 수 있다. 이를 위한 제어부(140)는 상기 감지 부재(120)에서 측정한 수치가 목포 수치를 초과하는 경우, 상기 기체 공급 유닛(130)이 상기 몸체 부재(110)로 곡물 보호 기체를 공급하도록 상기 기체 공급 유닛(130)을 제어한다. 여기서, 감지 부재(120)에서 측정할 수 있는 수치는 산소 농도, 습도 및 곡물의 수분일 수 있다.
이와 다르게, 제어부(140)는 상기 감지 부재(120)에서 측정한 수치가 목포 수치에 포함되는 경우, 상기 기체 공급 유닛(130)의 동작을 정지시킬 수 있다. 이때, 제어부(140)는 감지 부재(120)가 수용 공간을 지속적으로 감지하도록 할 수 있다.
한편, 상기 목포 수치에서 수용 공간의 산소 농도는 21퍼센트일 수 있다. 상기 곡물 보호 기체는 산소 농도를 낮춰서 곡물을 보호하고, 보관되는 곡물의 수분 함량대비 공기중의 높아지는 수분량을 낮춰 곡물을 보호할 수 있다.
기체 배출 유닛(150)은 상기 기체 공급 유닛(130)이 곡물 보호 기체를 공급하는 경우, 상기 몸체 부재(110)의 수용 공간에 잔류하고 있는 기체를 외부로 배출시킨다. 예를 들어, 곡물이 장시간 보관되면서 발생할 수 있는 산소가 기체 배출 유닛(150)에 의해 배출될 수 있고, 산소와 함께 수분도 배출될 수 있다.
이를 위한 기체 배출 유닛(150)은 일례로 배출관(151)과 배출 펌프(152)를 포함할 수 있다. 배출관(151)은 몸체 부재(110)의 수용 공간과 외부를 연결할 수 있다. 배출 펌프(152)는 배출관(151) 상에 설치되어 전술할 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다. 배출 펌프(152)는 일례로 진공 펌프일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
상기와 같은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 장치(100)는 감지 부재(120), 기체 공급 유닛(130), 제어부(140) 및 기체 배출 유닛(150)을 포함한다. 따라서, 감지 부재(120)가 몸체 부재(110)의 수용 공간의 다양한 수치를 실시간으로 모니터링하고, 제어부(140)는 기체 공급 유닛(130)을 제어하여 산소 농도와 습도를 관리함으로써, 곡물의 신선도를 유지할 수 있다.
그러므로, 곡물이 장시간 이송되더라도, 아플라톡신(Aflatoxin)이나 그 외의 곰팡이 균이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 아플라톡신은 토양, 썩어가는 식물, 건초 및 곡물에서 자라는 특정 곰팡이(Aspergillus flavus 및 Aspergillus parasiticus)에 의해 생산되는 독성 및 암을 유발하는 화학물질이다.
그리고 전술한 바와 같이, 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 장치(100)에 포함되는 몸체 부재(110)는 일례로 컨테이너일 수 있다. 이에 따라, 별도의 추가적인 장비를 사용하여 하역 및 선적을 하지 않더라도, 일반적으로 마련된 컨테이너 취급 장비를 사용하여 몸체 부재(110)를 취급할 수 있다.
뿐만 아니라, 몸체 부재(110)가 컨테이너로 이루어짐으로써, 대형 곡물저장소를 마련할 필요가 없고, 이송에 필요한 전용 차량을 마련할 필요도 없다. 그리고, 정기적으로 운항되는 컨테이너선을 이용하여 곡물을 신속하게 수송할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 상기와 같은 곡물 저장 장치(100)로 곡물을 저장하는 곡물 저장 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 방법을 도시한 순서도이다.
도 4을 참조하면, 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 방법(S100)은 감지 단계(S110), 판단 단계(S120) 및 기체 공급 단계(S130)를 포함한다.
감지 단계(S110)는 상기 수용 공간의 습도 및 산소 농도, 곡물의 수분 중 선택된 하나 이상의 수치를 측정한다. 감지 단계(S110)는 전술한 감지 부재(120)에 의해 실시될 수 있다.
판단 단계(S120)는 상기 측정된 수치가 목표 수치에 포함되는지를 판단하는 판단한다. 판단 단계(S120)는 전술한 제어부(140)에 의해 실시될 수 있다.
판단 단계(S120)에서는 상기 감지 부재(120)에서 측정한 수치가 목포 수치에 포함되는 경우, 상기 기체 공급 유닛(130)의 동작을 정지시키거나 현 상태를 유지시키고, 감지 단계(S110)로 되돌아갈 수 있다.
기체 공급 단계(S130)는 상기 수용 공간으로 곡물 보호 기체를 공급한다. 판단 단계(S120)에서 측정된 수치가 목포 수치를 초과하는 경우, 후술할 기체 공급 단계(S130)가 실시될 수 있다.
기체 공급 단계(S130)는 기체 공급 유닛(130)에 의해 실시될 수 잇다. 전술한 바와 같이 기체 공급 유닛(130)은 몸체 부재(110)의 수용 공간으로 질소를 공급할 수 있다. 이에 따라, 수용 공간의 산소 농도는 낮아지고 질소 농도는 높아질 수 있다. 그러므로, 수용 공간의 수분 평형이 이루어지면서 곡물의 수분함량이 감소될 수 있다.
한편, 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 방법(S100)은 기체 배출 단계(S140)를 포함할 수 있다.
기체 배출 단계(S140)는 상기 수용 공간에 잔류하는 기체를 외부로 배출시킨다. 기체 배출 단계(S140)는 기체 배출 유닛(150)에 의해 실시될 수 있다. 기체 배출 단계(S140)는 전술한 바와 같이 산소와 수분이 수용 공간으로부터 외부로 배출될 수 있다.
이와 같은 기체 배출 단계(S140)는 기체 공급 단계(S130)와 동시에 실시되거나, 기체 공급 단계(S130) 이전에 실시되어 수용 공간의 산소를 일부 제거한 뒤에 질소가 공급되도록 하는 것도 가능할 수 있다.
상기와 같은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 곡물 저장 방법(S100)은 몸체 부재(110)의 수용 공간의 다양한 수치를 실시간으로 모니터링하여 곡물의 신선도가 유지되도록 할 수 있다. 따라서, 곡물이 이송되면서 장시간 보관되더라도, 아플라톡신이나 그 외의 곰팡이 균이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 곡물 저장 장치
110: 몸체 부재
120: 감지 부재
130: 기체 공급 유닛
140: 제어부
150: 기체 배출 유닛

Claims (9)

  1. 곡물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 몸체 부재;
    상기 수용 공간의 습도 및 산소 농도, 곡물의 수분 중 선택된 하나 이상의 수치를 측정하는 감지 부재;
    곡물의 신선도를 유지하는데 사용될 수 있는 곡물 보호 기체를 상기 몸체 부재로 공급하는 기체 공급 유닛;
    상기 감지 부재에서 측정한 수치가 목포 수치를 초과하는 경우, 상기 기체 공급 유닛이 상기 몸체 부재로 곡물 보호 기체를 공급하도록 상기 기체 공급 유닛을 제어하는 제어부; 및
    상기 기체 공급 유닛이 곡물 보호 기체를 공급하는 경우, 상기 몸체 부재의 수용 공간에 잔류하고 있는 기체를 외부로 배출시키는 기체 배출 유닛;을 포함하는 곡물 저장 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지 부재에서 측정한 수치가 목포 수치에 포함되는 경우, 상기 기체 공급 유닛의 동작을 정지시키는 곡물 저장 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지 부재는 산소 센서, 수분함량 센서 및 온습도 센서 중 하나 이상을 포함하는 곡물 저장 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 목포 수치에서 상기 수용 공간의 산소 농도는 21퍼센트이고,
    상기 곡물 보호 기체는 산소 농도를 낮춰서 곡물을 보호하고, 보관되는 곡물의 수분 함량대비 공기중의 높아지는 수분량을 낮춰 곡물을 보호하는 곡물 저장 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 곡물 보호 기체는 곡물의 호흡작용을 억제할 수 있는 단일 기체 또는 이러한 기체들의 2종이상의 혼합인 곡물 저장 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체 부재는 컨테이너와 대응되는 크기인 곡물 저장 장치.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 곡물 저장 장치로 곡물을 저장하는 곡물 저장 방법에 있어서,
    상기 수용 공간의 습도 및 산소 농도, 곡물의 수분 중 선택된 하나 이상의 수치를 측정하는 감지 단계;
    상기 측정된 수치가 목표 수치에 포함되는지를 판단하는 판단 단계; 및
    상기 측정된 수치가 목포 수치를 초과하는 경우, 상기 수용 공간으로 곡물 보호 기체를 공급하는 기체 공급 단계;를 포함하는 곡물 저장 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 수용 공간에 잔류하는 기체를 외부로 배출시키는 기체 배출 단계;를 포함하는 곡물 저장 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 곡물 보호 기체는 곡물의 호흡작용을 억제할 수 있는 단일 기체 또는 이러한 기체들의 2종이상의 혼합인 곡물 저장 방법.
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