Korean farmers have purchased agricultural dryer and low temperature storage system apart. In this study, the system was designed and constructed to investigate the practical application possibility of the air to air heat pump as drying and low temperature storage system for agricultural products with providing basic data. The performance and drying characteristics of the system evaluated by drying red pepper. The value of coefficient of performance of the system for heating was from 1.8 to 2.2 when ambient air temperature varied from 13$^{\circ}C$ to 23$^{\circ}C$. For operating the heat pump as dryer for drying red pepper by setting three drying air temperature of 50, 55 and 60$^{\circ}C$, specific moisture extraction rates meaning amount of energy consumption for removing moisture of 1kg from red pepper were 1.095, 1.017 and 1.094 kg$_{water}$/kWh, respectively. The drying period up to moisture ratio of 0.02 were 31, 26 and 21 hour, respectively. The lightness, redness, yellowness and chroma differences of red pepper dried by the heat pump dryer were lowered than those of red pepper dried by conventional heated air dryer except for yellowness difference at drying air temperature of 60$^{\circ}C$.
본 연구에서는 단순 폐기 되는 농업폐기물(토마토, 고추, 파프리카)을 고형연료로 재활용하기 위한 열풍건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기소각장 폐열을 열원으로 사용하는 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(수동 교반, 수동 비교반), 건조방식(건조물 정치, 건조물 이송), 건조시간(0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 108 내지 144℃로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 정도의 높은 건조속도를 보였다. 각 실험에서 건조용량은 약 500 kg/hr으로 나타났다. 국내 농산물 건조기 157개의 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율을 비교한 결과 국내 농산물 건조기 57.76%, 개발된 농업폐기물 건조기 33.46%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 개발된 농업폐기물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 건조시간이 짧으며, 건조 중 많은 풍량이 손실되어 건조효율이 저하된 것으로 판단되었다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160℃ 이상으로 예상 되는 바 건조용량이 크게 향상될 것으로 예측된다.
Increasing energy costs have caused profitability problems for paper suppliers. Therefore unprofitable lines are being closed down. The actions aiming for improved profits are focused either on cost savings or on increasing the capacity of the remaining machines. The runnability of a paper machine and its total efficiency have a significant effect on energy consumption. Producing one ton of waste paper consumes at least as much energy as producing the same amount of sellable end product. New automation solutions enable significant cost-effective improvements to the total efficiency of a line without large investment projects. The measures focus on minimizing changes, interruptions, interruption recovery times and grade change times. Newest actuators, online quality measurements and wet end analysators create an improvement potential, which can be optimally implemented with the latest machine direction control solutions, based on model predictive control concepts. Equally, drying management is significant to the energy consumption. The newest control strategies optimize the use of various drying actuators for different situations; either by responding to changes as efficiently as possible or by using only the cheapest energy sources in stable situations. An even steam supply, which is vital for paper machines, is achieved with control for the power plant steam network. This makes possible to avoid the delays upon starting the paper machine and assure an even steam supply for the drying section and the actuators. This document describes means which have brought significant energy and raw material savings for paper machines. Metso Automation has provided efficiency improvement packages, which are usually based on optimized control of dry weight and drying in all running conditions. The solutions are based on performance analysis, on which the estimations for improvement potential and the necessary actions are based on. Typically benefits on an annual level have been from hundreds of thousands of euros to over one million euro. For example, variations in dry weight have been decreased more than 50%. The results are presented with a few examples. Additionally, the analysis models, adjustment solutions and the changes in running methods with which the results were achieved, are presented.
에너지 분권 및 신재생에너지 정책에 따라 연료용 목재칩 보급도 증가하고 있는 추세이다. 본 연구는 연료용 목재칩(Wood chip)을 이용하여 농촌지역에 난방에너지를 공급하는데 필요한 기술적 방법을 제시하는데 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 10톤의 목재칩을 적재할 수 있는 간이 자연환기건조장을 설치하여 8개월 동안 자연건조의 효과를 파악하고 이를 바탕으로 연료용 목재칩 품질기준을 충족하기 위한 자연건조 방법을 도출하고자 하였다. 연구결과 농촌지역에서 쉽게 조달할 수 있는 재료로 자연환기건조장을 갖춘다면 약 90일간의 건조 기간을 거쳐 함수율 20% 이하의 고품질 연료용 목재칩을 생산할 수 있음을 확인하였다. 또한 규격에 부합하는 흡기 및 배기 시스템을 갖출 경우 목재칩 품질에 영향을 주는 곰팡이의 번식과 발효의 효과적인 차단이 가능하였다. 이와 같은 연구결과는 고비용 강제건조 설비를 도입하지 않더라도 농촌지역의 여건에 부합하는 저비용의 자연건조시스템을 통해서도 품질기준을 충족하는 양질의 목재칩 생산이 가능함을 증명한다. 따라서 미이용 산림바이오매스를 활용한 연료용 목재칩 자연건조기술 개발사업, 농촌보급용 소규모 자연건조장의 성능 및 설계기준 등과 관련한 정책수립이 요구된다.
본 연구에서는 용매추출 공정 중 최종 건조 과정에서 회수방식을 달리하여 무회분석탄을 제조한 후 물리적 특성과 화학적 구조를 비교하였다. 무회분석탄 제조에는 아역청탄 등급의 Kideco coal과 극성용매인 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)를 사용하였으며, 회수방식으로는 감압건조, 희석침전, 분무건조 방식을 사용하였다. 제조된 무회분석탄의 물성변화를 확인하기 위해 공업분석, 원소분석, 발열량분석을 실시하였고, 화학적 구조를 알아보고자 FT-IR, NMR 분석을 하였다. 공업분석을 통해 무회분석탄의 회분함량이 원탄에 비해 줄어든 것을 확인하였다. FT-IR 분석 결과 감압건조로 회수한 샘플은 추출용매의 피크가 나타나는 반면 희석침전방식으로 제조한 무회분석탄에는 추출용매 피크가 사라지는 것을 확인하였다. 희석침전방식을 사용할 경우 다른 회수방식에 비해 저온공정이 가능하였고, 추출용매로부터 무회분석탄을 보다 확실하게 분리할 수 있었다.
상온통풍에 의한 벼의 in-bin 건조에 있어서 건조시간, 에너지 소요량, 품질에 미치는 몇가지 건조조건(기후, 초기 수분함량, 벼의 수량 및 풍량)의 영향을 검토하였다. 철제 grain bin(지름 : 3.0m, 높이 : 5.0m) 네 개를 이용하여, 1981년 및 1982년에 각각 수확한 물벼를 그해 수확기에 건조하였을 때, 벼의 수분함유량$(19.2{\sim}25.5%\;W.b.)$, bin내에서의 벼의 높이$(1.1{\sim}3.5m)$ 그리고 풍량$(3.0{\sim}6.9m^3\;air/m^3\;paddy/min)$에 따라 건조에 소요되는 시일은 $5{\sim}17$일이었다. 이와같은 조건의 범위에서는 우리나타 벼수확기의 가을 기후는 벼의 in-bin 상온통풍 건조에 알맞았으며, 최종수분 함량, 도정수율, 쇄미율, 발아율, 지방산가 등의 품질에서도 아무런 문제도 없었으며, 종래의 고온건조방법과 비교했을 때 에너지 소요량과 에너지 비용도 대단히 낮았다.
건조방법을 달리한 께묵(Hololeion maximowiczii) 뿌리의 색도변화에 대해서 조사하였다. Hunter value에서 분말의 경우에는 HADB가 더 진한 편이었으나 용액의 경우에는 HADB가 제일 연한 색깔을 띄었다. 수용액 색소의 420nm에서의 흡광도는 FD group이, 자외부에서 흡광도는 HADB group이 가장 강하였다. 께묵의 색소는 분말상태에서보다 용액상태에서 더 불안정하였으며, 색소분해에 대한 활성화에너지는$(90{\sim}100^{\circ}C)$ 약 20.9kcal/mole이었다.
Hot air drying is a method that let moistures evaporate by heat exchange between heating air and dry target. This way is dominating more than about 70% of dryers that the use extent is wide fairly, and is established in domestic than dryer that use conduction or radiation etc. Most of research about drying had been emphasized in size of device through analysis for these dry phenomenon plain, heating topology, and aspect of form and so on by dry target's special quality, and research about device development or waste heat withdrawal technology in energy utilization efficiency side is slight real condition. Therefore, in this study, Investigated numerically about thermal efficiency elevation that is leaned against as that change the temperature of inlet and outlet in heat exchanger of the hot air drying tower.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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