검은콩의 박층건조모델

Thin Layer Drying Model of Black Soybean

국내 콩의 소비량은 계속적으로 증가하고 있다. 재배 면적은 1995년 10,000ha에서 2013년 8,000ha까지 계속적으로 감소하였으며, 수입은 2009년 644.9백만 달러에서 2013년 883.3백만 달러까지 계속적인 증가 추세에 있다. 건조는 품질 손상을 최소화 및 수분을 제거하는 공정이다. 모든 곡물에는 건조 조건에 따라서 품질이 크게 변화하며, 건조 과정을 해석하여 해당 곡물의 적정 건조 조건을 구명하여 품질을 유지하는 위해서는 중요하다(Keum, 등 1977). 얇은 두께의 곡물층을 단층으로 하여 건조속도 및 건조공기의 조건을 나타내는 것을 박층(Thin layer)건조모델이라 한다. 박층건조모델을 계속적으로 쌓은 모델을 후층(Deep layer)모델이라 하며, 건조기 개발 및 건조조건 구명에 가장 기본이 된다(Basunia and Abe, 1998). 그러나 해외에서 만들어진 콩 박층건조 모델은 국내의 검은콩과 물성이 상이하여 건조조건이 다르게 설정 되어야 한다. 따라서, 본 연구목적은 건조온도 2수준, 상대습도 3수준에 대하여 검은 콩의 건조속도 측정하고, 곡물건조방정식으로 많이 이용되고 있는 4개의 건조방정식에 대하여 모델 적합성을 검정하여 검은콩 건조에 적합한 박층건조모델 결정하는데 있다. 공시재료는 2015년 강원도지역에서 생산된 검은콩을 실험에 사용하였으며, 초기 함수율은 14.7%,w.b.였다. 박층 건조공기 조성은 공기조화장치(MTH4100, SANYO, UK)를 사용하여 조성하였으며, 송풍기에 의해 공기충만실을 통과하여 건조 층을 통과하도록 구성하였다. 목표 평형함수율에 도달하면 실험을 종료하였다. 건조 층의 초기중량 및 경시적 변화는 전자저울(GF-4000, AND, Japan)을 이용하여 10분 간격 측정하여 저장하였다. 적정 박층건조모델을 결정하기 위하여 기존의 곡물건조방정식 중 널리 사용되고 있는 4개(Lewis, 1921; Page, 1949; Thompson, 1967; Moisture diffusion, 1975)의 건조모델을 이용하여 비교 검증하였다. 건조 초기 2시간 까지는 급격히 감소하다가 건조속도에 영향을 미치는 반건조시간(MR=0.5) 이후에는 완만하게 건조되는 것으로 나타났고 건조조건으로 건조온도 및 상대습도 모두의 영향이 미치는 것으로 나타났다. 4가지 건조 모델과 비교한 결과 Thompson 모델이 전체 건조 영역에서 비교적 잘 일치하였다.