Characteristics Maintenance Internal Temperature of Apple and Portable Low-Temperature Container by Using Phase Change Materials

By considering the storage temperatures of agricultural products, three types of PCMs $(K_1$, $K_2$, $K_3$) were developed to be used in temperature ranges of $0{\sim}5^{\circ}C$, $5{\sim}10^{\circ}C$ and $10{\sim}15^{\circ}C$, $K_1$ PCM for $0{\sim}5^{\circ}C$ was developed by mixture of $C_{14}H_{30}$ and soduim polyacrylate, and $K_2$ PCM for $5{\sim}10^{\circ}C$ and $K_3$ PCM for $10{\sim}15^{\circ}C$ were mixture of $C_{14}H_{30}$, $C_{18}H_{38}$ and soduim polyacrylate with different composition ratio. 'The target temperatures of cold chain system were set at $7^{\circ}C$, $13^{\circ}C$, and $17^{\circ}C$ with $K_{1-3}$, $K_{2-3}$ and $K_{3-1}$ PCMs, respectively. The times to reach the target temperatures in the storage chamber were 21 hours, 18 hours, and 61 hours with $K_1$, $K_2$, and $K_3$ PCMs, respectively. The performances of natural convection type and forced convection of the temperature controlled portable container were analyzed Apples were stored in the portable container of $5^{\circ}C$, and temperatures at surface and center were measured. The initial temperature of the apple was $25^{\circ}C$. The temperatures of apple at the surface and the center were $15^{\circ}C$ and $16^{\circ}C$, respectively, after 5 hours with natural convection type. However, the temperatures at the surface and the center were already reached to $7^{\circ}C$ within 1 hour with forced convection type. The forced convection type showed the better performance and the temperatures of portable container were maintained more than 15 hours.

잠열재를 이용한 이동식 저온 컨테이너 및 사과의 내부온도 유지특성

본 연구는 저온 유통 시스템을 구축하기 위해 이동식 저온 컨테이너에서 잠열재, 내부온도의 유지특성과 운영조건별 사과의 내부 품온을 살펴보았으며, 그 결과를 요약하면 축냉식 저온유통 체계에서 다목적용 농산물 유통에 적합하도록 $0{\sim}5^{\circ}C$, $5{\sim}10^{\circ}C$, $10{\sim}15^{\circ}C$ 3가지 온도대역별 잠열재를 개발하였다. $0{\sim}5^{\circ}C$ 잠열재$(K_1)$는 $C_{14}H_{30}$과 Sodium polyacrylate, $5{\sim}10^{\circ}C$ 잠열재$(K_2)$는 $C_{14}H_{30}$, $C_{18}H_{38}$, Sodium polyacrylate, $10{\sim}15^{\circ}C$ 잠열재$(K_3)$는 $C_{14}H_{30}$, $C_{18}H_{38}$, Sodium polyacrylate를 혼합하여 제조하여 잠열재로 사용한 결과 이동식 저온 컨테이너의 내부온도 유지특성은 $K_1$ 잠열재는 보냉 온도유지가 21시간 이상으로 유지되는 결과를 얻을 수 있었다. $K_2$의 경우 보냉 온도유지가 18시간 이상으로 유지되는 결과를 얻을 수 있었다. $K_3$의 경우 모든 잠열재에서 61시간 이상으로 $10{\sim}15^{\circ}C$ 내부온도 유지특성을 나타내었다. 사과 내부 품온 변화는 잠열재 온도 $0^{\circ}C$에서 고내온도 $5^{\circ}C$에 도달할 때까지의 이동식 저온 컨테이너에서 잠열재 보냉 유지시간은 $K_1$, $K_2$, $K_3$ 처리구에서 20시간 이상으로 유지되는 것으로 나타났으며, 사과의 내부 품온 변화는 자연대류 방식의 경우 5시간 후에 표면과 중심온도가 각각 $15^{\circ}C$, $16^{\circ}C$로 나타났으나 강제대류방식은 한 시간 후에 모든 측정지점에서 $7^{\circ}C$의 품온을 보였으며, 보냉 온도유지시간을 15시간 이상유지 하는 것으로 나타나 자연대류 방식의 이동식 저온 유통체계보다는 강제 대류식 유통체계가 우수한 깃으로 나타났다.