• 제목/요약/키워드: 농산물 선별시스템

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Development of Agricultural Products Screening System through X-ray Density Analysis

  • Eunhyeok Baek;Young-Tae Kwak
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제28권4호
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    • pp.105-112
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    • 2023
  • 농산물 선별 시스템은 작물의 형태를 보전하기 위하여 비파괴적인 선별이 주로 사용된다. 이러한 비파괴 선별 기술로는 가시광선, 근적외선, 엑스선, 감마선 등의 광학적 특성을 이용하고 있으며 본 논문에서는 엑스선을 이용한 선별을 이용한다. 엑스선 영상은 엑스선의 밀도에 따라 그레이 영상으로 생성되어 육안으로 시료의 결함을 감지하기가 어렵다. 미세한 결함을 발견하기 위해서는 영상을 확대하거나 픽셀의 범위를 수정하여 적정한 픽셀의 영역만을 표시하여 결함을 탐지해야 한다. 이런 작업은 비효율적이다. 따라서 본 논문은 엑스선의 광역적인 밀도와 지역적인 밀도에 대한 상대적인 밀도를 측정하여 색상화된 결함을 표시하는 새로운 방법을 제안한다. 하나의 픽셀에 대한 상대적인 밀도는 주위 픽셀과의 상대적인 차이를 나타내며, 이런 픽셀을 정상과 결함으로 나타내는 엑스선 영상의 색상화 방법도 제안한다. 실험에서는 육안으로 볼 수 없는 농작물의 병해충 또는 새싹 부분을 특정 색으로 색상화 하여 농산물 선별 시스템에 활용할 수 있게 하였다. 제안된 방법은 엑스선을 이용한 선별 시스템에 적용되어 농산물 선별 시스템뿐만 아니라 가공식품, 부품 제조와 같은 제조 공정에서 사용되어 불량품을 선별하는 방법에 적극적으로 이용될 수 있을 것이다.

가시광 및 근적외선 투과분광법을 이용한 감염 씨감자 온라인 선별시스템 개발 (Development of On-line Sorting System for Detection of Infected Seed Potatoes Using Visible Near-Infrared Transmittance Spectral Technique)

  • 김대용;모창연;강점순;조병관
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.1-11
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    • 2015
  • 본 연구에서는 온라인 감염 씨감자 비파괴선별 시스템을 구축하고 감염 씨감자 선별을 위한 통계적 모델을 개발하여 적용함으로써 선별시스템의 성능을 평가하였다. 선별모델 개발을 위해 토양병 및 잠복 감염의 대표적인 병원성 세균인 pectobacteruim atrosepticum을 인위적으로 씨감자에 감염시켜 씨감자 내부에 병징이 발현되도록 하여 실험하였다. 구축된 선별시스템을 통해 감염 및 정상 씨감자의 투과스펙트럼을 획득한 후 최소자승판별법(partial least square-discriminant analysis)을 이용하여 감염 씨감자 검출모델을 개발하였다. 개발된 모델의 검정결정계수는($R^2$) 0.943이었고 분류의 정확도는 99%(n=80) 이상으로 우수한 선별성능을 보였다. 개발된 온라인 감염 씨감자 선별시스템은 씨감자 선별뿐만 아니라 다양한 농산물의 감염을 검출하는 기반기술로 응용이 가능할 것으로 판단된다.

X-선에 의한 가공용 감자 내부 결함 특성 분석

  • 강석원;손재룡;이강진
    • 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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    • 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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    • pp.144-145
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    • 2003
  • 감자는 전세계 대부분의 국가에서 재배되고 있는 세계 4대 주곡 작물인 동시에 스낵류 시장에서도 중요한 부분을 차지하고 있다. 우리나라의 감자 가공산업은 1990년대 초부터 활기를 띠기 시작여하 현재 2,000억불의 매출을 달성하고 있다. 이중 우리나라 농민이 직접 생산한 감자를 원료로 사용하는 천연칩 감자 가공산업은 매출액을 기준으로 144억 (1997년)에서 700억 (2001년)으로 과거 10년 동안 괄목할 만한 성장을 하였다. 우리나라의 연간 감자 칩 원료용 가공용 감자 소요량은 총 51,600톤 (2002 년)으로 그중 40,600톤은 국내생산량으로 충당하고 나머지는 냉동감자를 수입하여 처리하고 있다. 가공원료용 감자는 괴경의 크기나 모양과 같은 외부품질과 환원당이나 고형분 함량과 같은 내부품질이 좋아야 한다. 하지만 가공용 감자의 내·외부품질이 좋게 판정되어도 내부갈색반점이나 중심공동과 같은 괴경 생리장해가 발생하면 원료용 감자로서의 상품 가치가 상실된다. 국내 칩 가공원료용 감자는 봄재배에서는 약 5 ∼ 7 %, 여름재배에서는 10 ∼ 15 %의 괴경 생리장해가 발생되고 있다. 현재 위와 같은 생리장해는 가공공장에서 감자를 잘라서 골라내거나 감자 칩을 만든 후 제거하는 방법을 쓰고 있다. 이에 감자를 수확 후 감자칩으로 가공하기 전에 생리장해가 발생한 감자를 제거하여 생산 공정에서의 불필요한 가공을 줄일 수 있는 방법이 개발되어야 할 필요성이 증대되고 있다. 최근, 농산물의 비파괴적 품질 평가와 선별에 있어서 가장 실용적이고 성공적인 기술 중의 하나는 농산물의 광학적 성질을 이용한 전기-광학 기술이다. 그중 X-선과 같이 파장이 짧은 방사 에너지는 대부분의 농산물을 투과하여 내부의 질량 밀도의 변화와 상관관계를 갖는 품질 인자를 비파괴적으로 평가하는데 적합하나 아직 국내에선 X-선을 이용한 가공용 감자의 내부 결함특성에 대한 연구는 이뤄지지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 가공용 감자의 내부결함 특성중 하나인 내부동공의 X-선에 의한 특성을 본 연구소에 있는 X-선 발생장비로 측정해 보고 비파괴적인 방법으로 실시간 가능성을 시험하였다. 감자는 수원 농산물 도매시장에서 2003년산 가공용 감자 (품종:선농)를 구매하여 사용하였다. 감자내 내부동공은 35 ∼ 40 kV와 5.25 mA값으로 발생된 X-선에 의해 잘 검출되는 것으로 나타나, 현장에서 충분히 활용가능 할 것으로 판단되었다. 금후, 실시간으로 내부동공을 검출할 수 있는 시스템을 개발할 계획이다.

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농산물산지유통센터 작업장의 냉방 설계를 위한 CFD 시뮬레이션 적용 (Application of CFD Simulation to Cooling System Design of Agricultural Products Processing Center Workplace)

  • 권진경;이성현;문종필;이수장;김경원
    • 생물환경조절학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.195-202
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    • 2010
  • 수집 농산물의 세척, 선별, 포장 작업 등이 이루어지는 APC 작업장은 하절기에 작업자들이 고온의 환경에 노출되므로 작업환경 개선을 위한 냉방공조가 요구되고 있다. 기존의 전체 냉방 공조방식은 과도한 유지비로 인한 운용상의 어려움이 발생하고 있으므로 설비비 및 운용비가 상대적으로 저렴한 시스템을 적용할 필요가 있다. 본 연구에서는 하절기 APC 작업공간의 효율적 냉방을 위한 냉방시스템 설계의 기초 연구로써 CFD를 기반으로 하여 양압식 및 음압식 팬 앤 패드 시스템과 국소냉방 시스템에 대해 열유동 수치해석을 수행하여 각각의 냉방효과를 예측하였다. 그 결과, 음압식 팬 앤 패드 시스템은 고온 외기의 과도한 유업으로 인해 패드 하류의 일부 영역을 제외한 대부분의 작업영역에서 상대적으로 고온의 온도 분포를 보였으며 기류의 유속분포 역시 낮게 나타나 APC 냉방시스템으로 부적합한 것으로 판단되었다. 양압식 팬 앤 패드 시스템은 직업장의 중심부 및 각 작업영역에 비교적 균일한 저온환경을 조성하나 작업자 위치별로 기류의 유속편차가 크게 나타났다. 국소냉방 시스템의 경우 각 작업자 위치의 상부에서 냉기류가 공급되는 방식이므로 팬 앤 패드 시스템에 비해 작업자 위치에서의 온도분포와 기류 유속분포가 상대적으로 균일하게 나타났다. 양압식 팬 앤 패드 시스템은 냉방기를 사용하는 기존의 공조방식에 비해 설비비 및 유지비가 저렴하나, 실제 APC 작업장의 냉방공조에 적용시에는 팬 소음, 고습환경이 선별기 등 장비에 미치는 영향, 용수공급 및 패드교체 등을 고려하여 보다 신중한 검토가 요구된다.

근적외선 비파괴 과일 선별 시스템을 활용한 내부 갈변 사과의 판별 (Discrimination of Internally Browned Apples Utilizing Near-Infrared Non-Destructive Fruit Sorting System)

  • 김밝금;임종국
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.208-213
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    • 2021
  • 본 논문에서는 농산물 산지 유통 센터에서 설치되어 사용하고 있는 비파괴 과일 선별 시스템을 이용하여 정상 사과와 내부에 결함이 있는 사과를 판별하기 위한 최적 파장과 해당 스펙트럼의 특성을 구명하고자 하였다. 총 54개 사과에 대해 470 - 1150 nm의 파장 범위에서 정상 사과와 갈변 사과의 투과 스펙트럼을 획득하였다. 주성분 분석(PCA)을 활용하여 정상 사과와 내부 갈변 사과의 군집을 확인하였으며, 판별 모델의 개발과 평가를 위해 부분최소제곱회귀(PLSR) 분석을 수행하였다. PCA 분석에서는 정상 사과와 내부 갈변 사과 군집의 확연한 구분이 보여 높은 판별율의 결과를 보여주었다. PLSR 분석 결과, 전처리를 하지 않은 예측 모델의 상관계수(R)는 0.902, RMSE 값은 0.157이었으며, 전처리를 적용했을 때 예측 모델의 상관계수는 0.906, RMSE 값은 0.154이었다. 따라서, 이 PLSR 모델은 이 시스템을 활용해 내부 갈변이 있는 사과도 우수하게 판별할 수 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 방식을 이용할 경우, 외부 결함과 더불어 내부 결함에 대한 농산물 선별과 평가에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

칼라 영상의 경계추적에 의한 윤곽선 인식이 적용된 귤 선별시스템 (Citrus sorting system with a color image boundary tracking)

  • 최연호;권우현
    • 센서학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.93-101
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    • 2002
  • 농산물의 품질은 여러 가지 인자에 의해 결정되는데, 이 인자들은 파괴 또는 비파괴 측정방법을 이용하여 측정되고 검사된다. NIR분광분석법은 당도, 산도와 같은 내부품질을 측정하는데 이용되고 있다. 과일의 색, 크기와 같은-외부 품질 측정에는 CCD 카메라가 사용되고 있다. 오늘날 이러한 비파괴 검사법이 널리 연구되고 있다. 컵 위에 자동으로 탑재되어 카메라와 NIR장비로 실시간으로 측정된 과일의 품질과 등급은 내부 외부인자에 의해 결정된다. 본 논문은 과일 선별기를 제작함에 있어서 과일의 칼라영상의 경계를 검출하는 수정된 윤곽선 추적법과 일반적인 방법보다 빠른 속도로 연결점 데이타를 구성하는 방법을 제안한다. 연결점 데이타는 과일 영상의 크기 계산과 하나의 컵에 중복탑재 과일과 컵 사이에 불량 탑재된 과일을 검사하는데 사용된다. 설계된 과일 선별기는 귤의 경우 과인의 당도 산도 및 크기를 검사하면서 초당 8개의 과일을 선별할 수 있다.

컴퓨터시각과 신경회로망에 의한 표고등급의 자동판정 (Computer Vision and Neuro- Net Based Automatic Grading of a Mushroom(Lentinus Edodes L.))

  • Hwang, Heon;Lee, Choongho;Han, Joonhyun
    • 생물환경조절학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.42-51
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    • 1994
  • 대다수 농산물과 마찬가지로 건조표고의 등급판정은 외관특징에 주로 의존한다. 표고 갓의 전후면에 걸친 복잡하고 다양한 외관특징들로 인하여 표고의 등급판정은 임의로 추출한 표고샘플에 대하여 전문가가 수작업으로 판정하고 있으며, 선별작업 역시 전적으로 수작업에 의존하고 있다. 단순한 반복작업으로 보이는 농산물의 등급판정은 사실 시각과 촉각을 위시한 고도의 감각신경계를 통하여 상호 복잡하게 얽혀 들어오는 정보를 지능적으로 처리하는 고기능의 작업이다. 농산물의 경우, 외관특성을 비롯한 물성은 종류별로 그 경계치를 일괄적으로 명확하게 규정할 수 없기 때문에 대개는 오차를 포함한 통계적 접근에 의하여 규정하고 있다. 따라서 농산작업에 있어서는 농산물 물성이 갖는 모호성을 효율적으로 처리할 수 있는 가변적인 작업구조 및 정보처리가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 인간 뇌의 정보처리 기능을 부분적으로 구현할 수 있는 인공신경회로망을 컴퓨터 시각 시스템에 적용하여 단순 기하도형의 분류 및 표고의 등급판정을 성공적으로 수행하였다. 회로망 입력으로는 컴퓨터시각 시스템을 이용하여 건조표고의 정성적 외관특징을 자동으로 추출한 후 정량화한 특징점 값들을 이용하였다. 신경회로망의 학습은 표본 추출한 등급표고와 이들의 정량적 특징점 값들을 입출력 쌍으로 하여 수행하였다. 학습한 회로망의 등급판정 성능시험은 표본추출한 미지의 표고에 대한 컴퓨터 영상 특징점 값들을 입력하여 수행하였다.

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미얀마 우수농산물 재배기술 전수사업 (Project of Improving Good Agriculture Practice and Income by Intergrated Agricultural Farming)

  • 이영철;최동용
    • 현장농수산연구지
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    • 제16권1호
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    • pp.193-206
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    • 2014
  • ○ 미얀마 우수농산물 재배기술 전수사업은 농림축산식품부의 국제협력과제로 2011년 12월~2013년 12월에 걸쳐 수행되었다. ○ 사업의 주 내용은 미얀마의 신 수도인 네이피도 시의 핀마나 타운쉽에 소재한 국립농업연구소의 구내에 실시되었다. - GAP 훈련센터 건물과 지원되는 차량 농기계를 위한 차고 및 정비고를 건설하고 훈련센터 건물내에 O.J.T. 교육을 위한 기계 설비를 지원 설치하여 GAP 제도의 이해와 교육에 활용이 되도록 함 ○ 생산 농산물의 저온 저장을 위한 저온 저장고의 설치 <훈련센터 건물+시범 농장>하여 수확한 농산물이 변질·부패되지 않고 손실이 없이 저장하여 출하 할 수 있도록 하였다. - 훈련센터 내에 교육장을 설치하여 20명의 교육생이 교육받을 수 있도록 에어컨, Beam Project와 스크린, 오디오, 책상, 의자, 캐비넷(탈의장) 설비를 갖춤 - 사무실 장비로 컴퓨터, 프린터 복사기, 냉장고, 파일박스 등을 갖추어 공무원 학생, 교사 등이 교육할 수 있게 함 - 여기에 실습용(농산물의 세척, 탈수 포장) 라인과 관정개발, 전기, 양수설비 등을 갖추어 실습에 이용할 수 있게 함 - 영농기계로 트랙터(50마력), 컴바인(4조식), 틸러(10Hp 3대)와 부속 작업기(트레일러, 쟁기, 로터베이터)를 지원하여 영농에 활용하도록 함 - 시범농장 5ha를 조성하고 여기에 필요한 지하수 개발, 물탱크 설치(20톤 및 50톤) pipe 라인, 용수로 스프링클러 관수, 점적관수 시설을 설치함 - 채소 육묘에 필요한 비닐하우스(300m2)와 이동식 벤치, 미니 스프링클러 관수시설을 하였고 시범농장에 전기가 인입되지 않아 3상4선의 동력선을 500m 이상 가설 함 - 영농에 필요한 양수기, 방제용 고압분무기 등을 설치하여 건기와 우기가 뚜렷한 미얀마에서 필요한 때 언제든지 영농에 이용할 수 있게 함 - 미얀마의 선진 농민과 농업부 공무원을 대상으로 2주간 한국 초청연수를 실시하여 한국의 발전된 농업시설, 영농방식, GAP제도, 마케팅시스템, 농산물 가공 GAP처리 시설(쌀 도정, 과일 선별 포장, 딸기 수확 포장, 엽채류 재배 수확 포장 등)과 벼 기계화 재배-육묘 이식 시스템 및 육종기술 등을 견학시켜 대한민국의 선진 기술을 직접 보고 배움 - 지원하는 농기계의 운전, 유지관리, 보수를 위한 교육은 농기계 회사와 협조하여 기술자 1명을 한국에 초청하여 2주간에 걸친 농기계 담당자 교육 연수 ○ GAP제도와 실무에 관한 교육은 1차 P.M.C. 요원을 대상으로 강의, 토론 등을 통하여 소개 제시하고 한국의 관련법, 제도, 인증 실무요령 등을 제공하여 미얀마 GAP 인증제도 도입에 참고하도록 하였다. - 한국의 농산물품질관리법 GAP 인증 실무에 관한 고시 등을 번역하여 제공 ○ 미얀마 농업관개부 발행(2013 Myanmar Agriculture in brief) 5쪽에서 미얀마 농업생산 발전의 중요 요소로 GAP 제도의 도입을 강조하고 8쪽에서 그 활동내용을 소개하고 있다. 57쪽에서 GAP Project가 대한민국의 K.R.C.에 의해 이루어지고 있음을 소개하고 있다. ○ 교육장을 활용한 미얀마 농업관계 공무원과 학생에 대한 교육이 이루어지고 있고 인계인수가 끝난 2013. 12월에도 교육이 실시되고 있다. ○ 조성된 시범농장에서 GAP 기준에 맞는 영농이 계속되고 있으며 채소류의 생산 및 처분을 3회에 걸쳐 실시하였다. ○ 아직 미얀마 일반 소비자나 생산 농민에게 생소한 새로운 제도이지만 미얀마 농업관개부의 적극적인 의지로, 빠른 시일 내에 정착된 것으로 예상된다. ○ 본 프로젝트가 시기적으로 미얀마 정부의 농업정책 방향과 잘 맞아 프로젝트 규모에 비하여 미얀마의 농업정책 수립과 세부시행 방침에 크게 기여하게 되었음을 매우 기쁘게 생각한다.

떡류의 HACCP 시스템 적용을 위한 미생물학적 위해 분석 (The Application of the HACCP System to Korea Rice-cake)

  • 이웅수;권상철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.5792-5799
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    • 2013
  • 본 연구는 떡류의 HACCP(Hazard Analysis Critical Control Point)시스템 적용을 위한 목적으로 하였다. 떡의 주원료, 작업장 시설과 작업자 등에 대하여, 2012년 9월 12일~2013년 2월 13일까지 서울시 용산구 서계동 소재에 있는 KB 업체에서 제공받았다. 제조공정도는 일반적인 떡류 제조업체의 제조공정을 참고로 작성하였다. 제조공정도는 원료 농산물(맵쌀, 찹쌀, 팥 등), 부재료, 용수와 포장재료의 입고, 보관, 계량, 세척, 불림, 분쇄, 체선별, 혼합, 시루작업, 증자, 내포장, 금속검출, 외포장, 보관 및 출하공정으로 Fig. 1과 같이 작성하였다. 원료농산물의 미생물학적 위해요소 분석결과는 Table 1과 같다. 본 연구결과 떡의 원재료와 제품의 위해미생물검사 결과는 안전하나 제조환경과 작업자의 미생물검사 결과 체계적인 세척 및 소독을 실시하여 미생물학적 위해를 감소시키고 작업자 위생교육 등을 통하여 개인위생개념 향상과 작업장 내 공기중의 미생물 관리가 함께 이루어져야 할 것으로 여겨진다.