농업폐기물 열풍 건조장치 개발 (Development of Heated-Air Drying Unit of Agricultural Wastes)

서지정보

· 발행기관 : 경상국립대학교 농업생명과학연구원
· 수록지 정보 : 농업생명과학연구 / 52권 / 4호 / 121 ~ 128페이지
· 저자명 : 송대빈, 임기현, 정대홍

초록

2013년 국내 시설(비닐, 유리 온실)에서 재배되는 토마토, 풋고추, 파프리카의 생산량은 총 632,315톤으로 잎, 줄기 등 발생되는 폐기물은 수확량의 약 30%에 해당되는 189,695 톤으로 추정되며 대부분노지에 방치 유실되거나 소각 처리된다. 본 연구에서는 이 처럼 단순 폐기되는 농업폐기물을 재활용한고형연료 제조에 필요한 건조 장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해건조용량 100kg/hr인 실험실용 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농업기술원 온실에서 재배되는파프리카, 토마토, 딸기, 가지, 고추 등의 부산물을 실험원료로 사용하였다. 원료성상, 원료이송방식,송풍량, 건조온도, 건조시간에 따른 부산물 건조특성을 파악하였다. 원료를 비교적 짧게 절단하고 열풍이 배출되는 다공판위를 견인형 컨베이어로 이송시키는 형태의 경우 건조실험 결과 세절된 원료에서 추출된 내부 수분이 외부로 유출되어 원료들 사이의 공극을 채워 건조공기가 원료 층을 통과하지 못하게하고, 특히 100℃ 이상 고온에 노출되는 경우 원료표면에 잔류하는 유출 수분이 건조되면서 막을 형성하여 내부 원료들은 전혀 건조가 되지 못하는 현상이 관측되었다. 이러한 원료내부의 공극형성 불량으로 국부적으로 공기가 통과되는 부분만 집중적으로 급격한 건조가 진행되고 공급된 건조공기 대부분이이 부분으로 유출되어 효과적인 건조가 전혀 진행되지 못하였다. 피건조물 사이의 공극형성을 위해 원료를 절단하지 않고 수행한 건조실험 결과 송풍량 및 온도에 따라 건조속도 및 처리용량이 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 특히 송풍량과 압력을 증가시킨 건조 실험결과 건조 상하층 간 불균일 건조해소 및 건조속도, 건조능력에서 연구목표치인 100kg/hr, 60%/hr를 상회하는 결과를 보였다. 특히 건조공기온도 150℃ 이하에서도 송풍량을 증가시켜서 원하는 건조작업 수행이 가능함을 확인할 수 있었다. 결론적으로 시설농업폐기물 같은 산물밀도가 작은 초본계 원료도 컨베이어형 원료이송 형태로 연속식 열풍건조가 가능함을 확인하였다.

영어초록

In 2015, the production of tomato, green pepper and paprika grown in facilities is 705,506tons. The amount of wastes derived from the whole production is estimated 189,695 ton andmost of the wastes is abandoned or burned. To manufacturing of solid fuel by reuse of thewastes, the drying unit which have 100 kg/hr of drying capacity was developed andexperimented. The paprika, tomato, strawberry, eggplant and green pepper grown in facilities ofGyeongsangnam-do Agricultural Research & Extension Services were used for the experimentsand investigated of the heated-air drying characteristics as the formation of raw materials, conveying type, flow rate, drying air temperature and drying time. As the drying result of thecut materials which was conveyed by drag type, the materials were not dried at all because thedrying air could not pass through the inside of the materials which had no void. Especially,over 100℃ of drying air condition, the dried wall made of outflow water from the cutmaterials have prohibited from drying. By the poor formation of the void inside of the cutmaterials, drying process could not be carried out effectively. To improve the void formation ofthe materials, the uncut raw materials were used for experiments. Drying speed and dryingcapacity of the uncut materials were varied with flow rates and drying air temperatures. In caseof increasing the flow rate and static pressure, ununiform drying between upper and bottomdrying layer was solved and it showed over 100 kg/hr of drying capacity and 60%/hr of dryingspeed. Below 150℃ of drying air temperature, the drying capacity and speed can beaccomplished by increasing the flow rate. The wastes grown in facilities with low bulk densitycan be dried continuously by conveyor type of material conveying in conclusion.

참고자료

· 없음