KR20220167956A - 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치는, 이탈리안라이그라스 종자를 이송하는 종자 이송부; 이탈리안라이그라스 종자를 상기 종자 이송부의 일 단으로 투입하는 투입부; 상기 종자 이송부에 의해 이송되는 이탈리안라이그라스 종자를 열풍에 의해 건조하는 건조부; 상기 건조부의 내부로 열풍을 공급하는 열풍 공급부; 상기 종자 이송부에 의해 이송되는 이탈리안라이그라스 종자를 교반시키는 교반부; 상기 건조부를 통과하면서 건조된 이탈리안라이그라스 종자를 배출하는 배출부; 및 상기 종자 이송부에 의한 이탈리안라이그라스 종자의 이송 및 이송 속도를 제어하고, 상기 열풍 공급부에 의한 열풍 공급 및 열풍의 온도를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치 및 방법 {Apparatus and Method of Drying Italian Ryegrass}
본 출원은 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치 및 방법에 관한 것이다.
이탈리안라이그라스(IRG)는 조단백질과 총가소화영양분의 함량이 높아 사료 가치가 우수하고 기호성이 좋아 농가들이 선호하는 초종이나, 이탈리안라이그라스 종자는 자체 함수율 및 품온이 높아 채종 후에 부패가 빨리 진행되어 유통·저장에 어려움을 겪고 있다.
이탈리안라이그라스 종자는 현재 노지 건조에 의존하고 있으나, 이탈리안라이그라스 종자의 수확시기는 우리나라 장마철과 겹쳐 비가 자주 오는 시기에 수확이 되어야 하므로 노지 건조로는 한계가 있다. 또한, 이탈리안라이그라스 종자의 노지 건조를 위해서는 넓은 공간이 필요하고, 종자의 뭉침 방지를 위해 2~3회/일 사람에 의한 교반 작업이 필요하다는 점에서 비효율적이다.
더 나아가, 이탈리안라이그라스 종자는 건조 시에 일정 온도 이상의 온도에서는 품온이 급격하게 상승하여 종자의 변형 우려가 있고, 건조 후에 발아가 되지 않는다.
(한국등록특허 제10-2057682호, 2019년 12월 13일)
따라서, 당해 기술분야에서는 이탈리안라이그라스 종자의 특성을 고려하여 이탈리안라이그라스 종자를 보다 효율적으로 건조하기 위한 방안이 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치를 제공한다.
상기 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치는, 이탈리안라이그라스 종자를 이송하는 종자 이송부; 이탈리안라이그라스 종자를 상기 종자 이송부의 일 단으로 투입하는 투입부; 상기 종자 이송부에 의해 이송되는 이탈리안라이그라스 종자를 열풍에 의해 건조하는 건조부; 상기 건조부의 내부로 열풍을 공급하는 열풍 공급부; 상기 종자 이송부에 의해 이송되는 이탈리안라이그라스 종자를 교반시키는 교반부; 상기 건조부를 통과하면서 건조된 이탈리안라이그라스 종자를 배출하는 배출부; 및 상기 종자 이송부에 의한 이탈리안라이그라스 종자의 이송 및 이송 속도를 제어하고, 상기 열풍 공급부에 의한 열풍 공급 및 열풍의 온도를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 방법을 제공한다.
상기 이탈리안라이그라스 종자용 건조 방법은, 이탈리안라이그라스 종자를 종자 이송부의 일단 측에 투입하고 상기 종자 이송부를 동작시켜 종자의 이송을 개시하는 단계; 이탈리안라이그라스 종자가 이송됨에 따라 건조부 내부로 들어가면 열풍 공급부를 동작시켜 상기 건조부 내로 기 설정된 온도의 열풍을 공급하는 단계; 목표 함수율에 따라 상기 종자 이송부에 의한 종자 이송 속도를 제어하는 단계; 및 종자 건조가 완료되면, 배기부를 통해 상기 건조부 내의 열풍을 외부로 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열풍 및 컨베이어 벨트를 이용하여 이탈리안라이그라스 종자가 균일하게 건조되게 함으로써 건조 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 이탈리안라이그라스 종자의 노지 건조에 소요되는 노동력을 절감할 수 있고 노지 건조를 위해 필요한 공간적인 소요 역시 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치의 일 구현예를 상측에서 바라본 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치의 일 구현예를 측면에서 바라본 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치의 일 구현예를 상측에서 바라본 예를 도시하는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치의 일 구현예를 측면에서 바라본 예를 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치(100)는 종자 이송부(110), 투입부(120), 배출부(130), 건조부(140), 열풍 공급부(150), 교반부(160), 제어부(170) 및 배기부(180)를 포함하여 구성될 수 있다.
종자 이송부(110)는 건조를 위해 투입된 이탈리안라이그라스 종자를 이송하기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 종자 이송부(110)는 벨트 컨베이어(111)와, 이를 일 방향으로 회전시켜 벨트 컨베이어(111) 상으로 투입된 이탈리안라이그라스 종자를 이동시키는 구동부(112)와, 구동부(112)에 결합되어 후술하는 제어부(170)의 제어에 따라 벨트 컨베이어(111)의 이동 속도를 제어하는 감속기(113)를 포함하여 구성될 수 있다.
투입부(120)는 건조할 이탈리안라이그라스 종자를 종자 이송부(110)의 일 단으로 투입하기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 투입부(120)는 벨트 컨베이어(111) 상에 이탈리안라이그라스 종자를 기 정해진 양만큼 공급할 수 있도록 통상의 기술자에게 알려진 바에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 특정 장치 또는 구조로 제한되는 것은 아니다.
또한, 투입부(120)에 의해 이탈리안라이그라스 종자가 투입되는 벨트 컨베이어(111)의 일단측 상부에는 스크래바(121)가 부착될 수 있다. 스크래바(121)는 벨트 컨베이어(111) 상으로 공급되어 쌓인 이탈리안라이그라스 종자를 기 설정된 두께로 조절할 수 있다. 즉, 스크래바(121)를 이용하여 이탈리안라이그라스 종자를 가능한 얇게 펴서 후술하는 건조부(140)로 투입되도록 함으로써 이탈리안라이그라스 종자의 건조 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
배출부(130)는 후술하는 건조부(140)를 통과하면서 건조된 이탈리안라이그라스 종자를 배출하기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 배출부(130)에는 후술하는 건조부(140) 내부에서 열풍에 의해 흩어졌던 이탈리안라이그라스 종자들을 모아서 균일하게 배출 가능하도록 하는 균일 배출 수단(미도시)이 추가로 구비될 수 있다. 예를 들어, 균일 배출 수단은 이탈리안라이그라스 종자들을 균일하게 각반하는 각반장치일 수 있으며, 각반장치는 통상의 기술자에게 알려진 바에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
건조부(140)는 종자 이송부(110)에 의해 이송되는 이탈리안라이그라스 종자를 열풍에 의해 건조하기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 건조부(140)는 이탈리안라이그라스 종자를 이송하는 종자 이송부(110)의 상부면과 양측면을 덮는 케이스(141)로 구현될 수 있다. 종자 이송부(110)의 상부에는 케이스(141)에 의해 열풍 건조를 위한 내부 공간이 형성될 수 있으며, 이에 따라 열풍이 가능한 케이스(141)의 내부 공간에 머무르게 되어 보다 효율적인 건조가 가능해지고, 열풍에 의해 이탈리안라이그라스 종자가 흩어져서 장치 외부로 흩날리는 것을 방지할 수 있다.
열풍 공급부(150)는 건조부(140) 내부로 열풍을 공급하기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 열풍 공급부(150)는 열풍을 발생하는 열풍 공급팬(151)과, 발생된 열풍을 건조부(140) 내부로 공급하기 위한 통로인 열풍 공급로(152)와, 열풍 공급로(152) 내의 일 지점에 구비되어 공급되는 열풍을 원하는 온도로 가열하는 가열부(153)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 열풍 공급부(150)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 건조부(140)의 상측에 탑재될 수 있다. 이 경우, 건조부(140)의 상측에서 발생된 열풍이 건조부(140)의 상부를 통해 건조부(140) 내부로 바로 공급되는 것이 아니라, 열풍 공급로(152)를 통해 이동하여 건조부(140)의 하부에서 건조부(140) 내부로 공급되도록 구현할 수 있다. 이탈리안라이그라스 종자는 채종 후에 까락 및 이물질 등이 존재하는데, 상술한 바와 같이 건조부(140)의 하부에서 열풍을 공급함으로써 까락이나 이물질 등이 건조부(140)의 내부에 끼이거나 종자가 뭉치는 현상을 방지할 수 있다.
교반부(160)는 종자 이송부(110)에 의해 이송되는 이탈리안라이그라스 종자를 교반시키기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 교반부(160)는 종자 이송부(110)의 일 측에 결합되어 종자 이송부(110)에 진동을 인가하는 진동기(161) 및/또는 종자 이송부(110)의 상부에서 이송되는 종자를 교반하는 임펠러(162) 등으로 구현될 수 있다. 이를 통해, 이탈리안라이그라스 종자의 물성 특성상 고함수율 및 품온과 얇고 긴 까락으로 인해 서로 뭉침이 심한 이탈리안라이그라스 종자가 건조부(140) 내에서 건조되는 동안에 뭉치거나 엉키는 것을 최소화할 수 있고, 이에 따라 이송되는 종자가 한쪽 방향으로 쏠리거나 배출구를 막는 현상을 방지할 수 있다.
제어부(170)는 상술한 각 구성요소들을 동작을 제어하기 위한 것이다.
구체적으로, 제어부(170)는 종자 이송부(110)에 의한 이탈리안라이그라스 종자의 이송 및 이송 속도를 제어하고, 열풍 공급부(150)에 의한 열풍 공급 및 열풍의 온도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 교반부(160)에 의한 이탈리안라이그라스 종자의 교반을 제어하고, 배기부(180)에 의한 열풍의 배기를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(170)는 비례제어(Proportional-Integral -Differential control; PID control)를 통해 이탈리안라이그라스 종자를 기 설정된 온도의 열풍으로 기 설정된 시간 동안 건조하도록 종자 이송부(110) 및 열풍 공급부(150)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 건조부(140) 내부로 공급되는 열풍의 온도가 기 설정된 온도인 60 ℃(기 설정된 오차범위 허용)를 유지하도록 열풍 공급부(150)를 제어하고, 인버터 제어를 통해 종자 이송부(110)의 이송 속도를 가속 또는 감속 제어함으로써 이탈리안라이그라스 종자가 건조부(140) 내부를 통과하는 시간을 목표 함수율에 따라 기 설정된 시간 범위인 10~40분 내에서 제어할 수 있다. 이에 따라, 초기함수율이 40~50%의 이탈리안라이그라스 종자를 평균 20분 이내에 20% 대의 함수율로 낮출 수 있으며, 40분 이내에 목표 함수율인 15% 이하까지 건조할 수 있다.
배기부(180)는 건조부(140) 내에서 건조에 사용된 열풍을 외부로 배출하기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 배기부(180)는 건조부(140) 내부의 열풍을 외부로 배출하기 위한 통로인 배기로(181)와, 건조부(140) 내부의 열풍을 배기로(181)를 통해 외부로 배출하기 위한 공기 흐름을 형성하는 배기팬(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이탈리안라이그라스 종자용 건조 방법의 흐름도로, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치를 이용하여 이탈리안라이그라스 종자를 건조하는 과정을 도시한다.
도 4를 참조하면, 우선 건조할 이탈리안라이그라스 종자를 종자 이송부의 일단 측에 투입하고 종자 이송부를 동작시켜 종자의 이송을 개시할 수 있다(S410).
이후, 이탈리안라이그라스 종자가 이송됨에 따라 건조부 내부로 들어가면 열풍 공급부(150)를 동작시켜 건조부 내로 기 설정된 온도의 열풍을 공급할 수 있다(S420). 이 경우, 열풍은 건조부의 상부를 통해 공급되는 것이 아니라, 건조부의 하부에서 건조부 내부로 공급될 수 있다.
이후, 목표 함수율에 따라 종자 이송부에 의한 종자 이송 속도를 제어할 수 있다(S430).
도 4에 되지는 않았으나, 상술한 건조 과정에서 교반부를 동작시켜 건조되는 동안 종자의 뭉침이나 엉킴을 최소화할 수 있다.
건조가 완료되면, 배기부를 통해 건조부 내의 열풍을 외부로 배출할 수 있다(S440).
각 단계의 수행에 있어서 구체적인 사항은 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 바와 동일하며, 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 수확 후에 50~60%에 달하는 고함수율의 이탈리안라이그라스 종자를 20분 내에 함수율을 50% 감소시킬 수 있으며, 이탈리안라이그라스 종자의 유통을 위해 요구되는 수치인 14% 대의 함수율까지는 50%/h의 성능으로 건조할 수 있다.
또한, 건조 전 이탈리안라이그라스 종자의 발아율이 92% 정도인 것에 비해 본 발명의 실시예를 이용하여 건조한 이탈리안라이그라스 종자의 발아율이 평균 86%로 종자 발아에 영향을 크게 미치지 않음을 확인하였다. 이에 따라, 종래에 노지 건조에만 의존하여 이탈리안라이그라스 종자의 건조에 어려움을 겪는 축산 조사료 농가에 큰 도움이 될 수 있다.
뿐만 아니라, 기존의 곡물 건조기를 이용하여 이탈리안라이그라스 종자를 건조하는 경우 이탈리안라이그라스 종자의 물성 특성상 건조기 내부의 구멍 등에 끼일 가능성이 높아 건조 효율이 감소되고 화재 발생 가능성이 크다는 문제점이 있었으나, 상술한 본 발명의 실시예에 따르면 이와 같은 문제점을 최소화하고 효율적인 건조가 가능해질 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
100: 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치
110: 종자 이송부
111: 벨트 컨베이어
112: 구동부
113: 감속기
120: 투입부
121: 스크래바
130: 배출부
140: 건조부
141: 케이스
150: 열풍 공급부
151: 열풍 공급팬
152: 열풍 공급로
153: 가열부
160: 교반부
161: 진동기
162: 임펠러
170: 제어부
180: 배기부
181: 배기로
182: 배기팬

Claims (12)

  1. 이탈리안라이그라스 종자를 이송하는 종자 이송부;
    이탈리안라이그라스 종자를 상기 종자 이송부의 일 단으로 투입하는 투입부;
    상기 종자 이송부에 의해 이송되는 이탈리안라이그라스 종자를 열풍에 의해 건조하는 건조부;
    상기 건조부의 내부로 열풍을 공급하는 열풍 공급부;
    상기 종자 이송부에 의해 이송되는 이탈리안라이그라스 종자를 교반시키는 교반부;
    상기 건조부를 통과하면서 건조된 이탈리안라이그라스 종자를 배출하는 배출부; 및
    상기 종자 이송부에 의한 이탈리안라이그라스 종자의 이송 및 이송 속도를 제어하고, 상기 열풍 공급부에 의한 열풍 공급 및 열풍의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 종자 이송부는,
    벨트 컨베이어;
    상기 벨트 컨베이어를 일 방향으로 회전시켜 상기 벨트 컨베이어 상으로 투입된 이탈리안라이그라스 종자를 이동시키는 구동부; 및
    상기 구동부에 결합되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 벨트 컨베이어의 이동 속도를 제어하는 감속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투입부에 의해 이탈리안라이그라스 종자가 투입되는 상기 벨트 컨베이어의 일단측 상부에는 스크래바가 부착되며,
    상기 스크래바는 상기 벨트 컨베이어 상으로 공급되어 쌓인 이탈리안라이그라스 종자를 기 설정된 두께로 조절하는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출부에는 상기 건조부 내부에서 열풍에 의해 흩어졌던 이탈리안라이그라스 종자들을 모아서 균일하게 배출하는 균일 배출 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조부는 이탈리안라이그라스 종자를 이송하는 상기 종자 이송부의 상부면과 양측면을 덮는 케이스로 구현되며, 상기 케이스에 의해 상기 종자 이송부의 상부에는 열풍 건조를 위한 내부 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 열풍 공급부는,
    열풍을 발생하는 열풍 공급팬;
    발생된 열풍을 상기 건조부의 내부로 공급하기 위한 통로인 열풍 공급로; 및
    상기 열풍 공급로 내의 일 지점에 구비되어 공급되는 열풍을 원하는 온도로 가열하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열풍 공급부는 상기 건조부의 상측에 탑재되며,
    상기 열풍 공급팬에 의해 발생한 열풍이 상기 열풍 공급로를 통해 이동하여 상기 건조부의 하부에서 상기 건조부의 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 교반부는,
    상기 종자 이송부의 일 측에 결합되어 상기 종자 이송부에 진동을 인가하는 진동기; 및
    상기 종자 이송부의 상부에서 이송되는 종자를 교반하는 임펠러 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 비례제어(Proportional-Integral-Differential control)를 통해 이탈리안라이그라스 종자를 기 설정된 온도의 열풍으로 기 설정된 시간 동안 건조하도록 상기 종자 이송부 및 상기 열풍 공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건조부 내부로 공급되는 열풍의 온도가 기 설정된 온도를 유지하도록 상기 열풍 공급부를 제어하고, 인버터 제어를 통해 상기 종자 이송부의 이송 속도를 가속 또는 감속 제어함으로써 이탈리안라이그라스 종자가 상기 건조부 내부를 통과하는 시간을 목표 함수율에 따라 기 설정된 시간 범위 내에서 제어하는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조부 내에서 건조에 사용된 열풍을 외부로 배출하는 배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 장치.
  12. 이탈리안라이그라스 종자를 종자 이송부의 일단 측에 투입하고 상기 종자 이송부를 동작시켜 종자의 이송을 개시하는 단계;
    이탈리안라이그라스 종자가 이송됨에 따라 건조부 내부로 들어가면 열풍 공급부를 동작시켜 상기 건조부 내로 기 설정된 온도의 열풍을 공급하는 단계;
    목표 함수율에 따라 상기 종자 이송부에 의한 종자 이송 속도를 제어하는 단계; 및
    종자 건조가 완료되면, 배기부를 통해 상기 건조부 내의 열풍을 외부로 배출하는 단계를 포함하는 이탈리안라이그라스 종자용 건조 방법.
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