KR100892340B1 - 농산물 저장 설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저장실에 설치한 소정의 기체기밀통 내부를 저장실 내부와 동일한 기체 조성이 되게 하여 기체상 에탄올 발생 속도를 얻고, 그 저장실 내 산소농도, 이산화탄소농도를 그 기체상 에탄올 발생 속도에 대응되는 적정 산소농도, 이산화탄소농도로 유지하여, 저장실 내의 농산물의 품질을 향상시킨다.
농산물, 기체상 에탄올, 속도, 산소, 이산화탄소

Description

농산물 저장 설비{Storage facility of Agricultural products}
도 1은 본 발명의 농산물 저장 설비가 도시된 사시도
도 2는 본 발명의 제1기밀수단이 도시된 단면도
도 3은 본 발명의 제2기밀수단이 도시된 단면도
도 4는 본 발명의 제3기밀수단이 도시된 단면도
도 5는 본 발명의 피팅이 도시된 단면도
도 6은 본 발명의 기체기밀통이 도시된 단면도
도 7은 본 발명의 농산물 저장 설비의 사용 상태도
도 8은 본 발명의 기체농도 제어장치가 도시된 도면
도 9a, 9b는 본 발명의 기체농도 제어방법이 도시된 도면
도 10은 본 발명의 에탄올 발생 속도의 하한값, 상한값, 기준 산소농도, 기준 이산화탄소 농도의 예가 도시된 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 저장실 102 : 공기공급펌프
103 : 질소 발생기 104 : 이산화탄소 제거기
105 : 공기공급펌프 전자변 106 : 질소발생기 전자변
107-1,107-2 : 이산화탄소제거기 전자변
201-1 : 제1 파이프 201-2 : 제2 파이프
201-3 : 제3 파이프 201-4 : 제4 파이프
202 : 기체기밀통 203 : 유입관
204 : 유출관 205 : 순환설비
205-1 : 제1순환관 205-2 : 펌프
205-3 : 제2순환관 205-4, 205-5 : 밸브
GT1 : 제1기밀수단 GT2 : 제2기밀수단
GT3 : 제3기밀수단 301, 401, 501 : 리벳
302, 402, 503,504 : 기밀판 303, 403, 501-1, 501-2 : 가스킷
404 : 기밀부재 502 : 볼트
601 : 피팅 202-1 : 유입구
202-2 : 유출구 202-3 : 기체기밀통몸체
202-4 : 뚜껑 202-5 : 볼트
202-6 : 너트 202-7 : 순환팬
h : 구멍 700 : 밸브
701 : 에탄올 분석기 702 : 기체분석기
800 : 기체농도 제어장치
본 발명은 농산물을 저장하는 농산물 저장 설비에 관한 것이다.
일반적으로, 농산물 저장 설비는 그 저장실 내에 저장된 농산물의 품질을 높이기 위해 이산화탄소농도는 일반대기에 비하여 높게 산소농도는 낮게 유지되도록 한다. 그런데, 저장실 내의 산소농도가 적정 산소농도 이하가 되어 버리면 농산물은 품질이 오히려 저하되고, 혐기호흡을 하여 기체상 에탄올을 발생시킨다.
이러한 기체상 에탄올의 발생 속도를 측정하게 되면, 저장실 내의 산소농도를 적정 산소농도로 유지할 수 있게 되나, 발생되는 기체상 에탄올의 양이 매우 적고 저장실의 자유용적에 대한 계산도 쉽지 않아, 저장실 내에서 기체상 에탄올이 어느 정도로 발생되는지를 측정하기가 어렵다. 참고로, 저장고의 자유용적은 저장고 부피에서 저장고 내 저장물, 적재상자, 장치의 부피를 빼서 나온 것으로, 저장물, 적재상자가 출/입고 등으로 인해 유동적이어서 그 계산이 쉽지 않은 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로,
첫 번째는 저장실 내부에서 발생하는 기체상 에탄올의 발생 속도를 용이하게 측정할 수 있도록 하는, 농산물 저장 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.
두 번째는 저장실 내의 산소농도와 이산화탄소농도를 그 기체상 에탄올 발생 속도에 대응되는 적정 산소농도와 이산화탄소농도로 유지될 수 있도록 하는, 농산물 저장 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 첫 번째 목적에 따른 본 발명의 농산물 저장 설비는
저장실과, 그 내부의 기체 농도를 조절하는 CA(Controlled Atmosphere)장치를 포함하여 이루어진 농산물 저장 설비에 있어서, 상기 저장실 벽에 형성된 구멍들에 각기 삽입된 제1,2,3,4파이프, 상기 저장실 내 설치되고 측부에 유입구 유출구가 형성된 밀폐가능한 기체기밀통, 상기 기체기밀통의 유입구와 저장실 내로 나온 제1파이프의 관구를 연결하는 유입관, 상기 기체기밀통의 유출구와 저장실 내로 나온 제2파이프의 관구를 연결하는 유출관, 상기 저장실 바깥으로 나온 제1, 3파이프의 각 관구를 연결하는 제1순환관, 그 제1순환관 일단에 설치된 펌프, 상기 저장실 바깥으로 나온 제2, 4파이프의 각 관구를 연결하는 제2순환관으로 된 순환설비를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
저장실 바깥의 기밀(氣密, Gas Tight)을 위해 제1기밀수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1기밀수단은 파이프마다 설치되며, 저장실 바깥으로 나온 파이프의 일부가 삽입 접합되고 저장실 벽 외면에 고정된 기밀판과, 그 기밀판과 저장실 벽 외면 사이의 파이프 각 일부에 설치된 가스킷을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
저장실 내의 기밀을 위해 제2기밀수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
제2기밀수단은 파이프마다 설치되며, 저장실 내로 나온 파이프의 일부가 삽입 접합되고 저장실 벽 내면에 고정된 기밀판과, 그 기밀판과 저장실 벽 내면 사이의 파이프 각 일부에 설치된 가스킷과, 그 기밀판을 실리콘으로 덮어서 된 기밀부재를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
저장실 내와 바깥의 연동적인 기밀을 위해 제3기밀수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
제3기밀수단은 파이프마다 설치되며, 하나는 저장실 바깥으로 나온 파이프의 일부가 삽입되고, 다른 하나는 저장실 내로 나온 파이프의 일부가 삽입된 한 쌍의 가스킷과, 그 한 쌍의 가스킷을 저장실 벽을 관통하여 체결시키는 볼트로 된 것이다.
아울러, 파이프마다 설치되며, 저장실 내로 나온 파이프의 일부가 삽입 접합되고 저장실 내 가스킷에 밀착되어 저장실 벽 내면에 고정된 기밀판과, 저장실 바깥로 나온 파이프의 일부가 삽입 접합되고 저장실 바깥의 가스킷에 밀착되어 저장실 벽 외면에 고정된 기밀판을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
추가로, 저장실 벽 내면에 고정된 기밀판을 실리콘으로 덮어서 된 기밀부재을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
관 상호 간의 연결을 위해, 제1파이프와 유입관 사이, 제2파이프와 유출관 사이, 제1파이프와 제1순환관 사이, 제3파이프와 제1순환관 사이, 제2파이프와 제2순환관 사이, 제4파이프와 제2순환관 사이 각각에 설치된 피팅을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
관 내 기체의 흐름을 조절하기 위해, 각 순환관(205-1, 205-3)의 일단에 밸브(205-4, 205-5)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
기체기밀통은 하부 일단에 유입구 상부 일단에 유출구가 형성되며, 상면은 일부가 개구되고 개구된 부분을 제외한 부분이 바깥으로 바닥면과 마주보게 소정 길이만큼 연장된 기체기밀통몸체와, 그 기체기밀통몸체의 상부를 덮어 밀폐시키는 뚜껑을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
기체기밀통몸체는 유입구, 유출구가 폭 방향으로 서로 어긋나 마주 보는 위치의 각 단부에 형성된 것을 특징으로 한다.
기체기밀통몸체와 뚜껑은 결합시 접촉하는 일단에 구멍이 형성되고, 상기 구멍에 삽입되어 기체기밀통몸체와 뚜껑을 체결하는 볼트, 그 볼트를 고정시키는 너트를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
뚜껑은 기체기밀통몸체와의 결합시 기체기밀통몸체의 바닥면과 마주보는 일면에 설치된 순환팬을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 두 번째 목적에 따른 본 발명의 기체농도 제어방법은
저장실과 동일한 기체조성으로 된 기체기밀통에서 나온 기체상 에탄올 농도를 에탄올 분석기로부터 입력받는 단계, 상기 입력받은 기체상 에탄올 농도와 하기의 수학식으로 기체상 에탄올 발생 속도를 산출하는 단계, 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도, 이산화탄소농도가 상기 산출한 기체상 에탄올 발생 속도가 속하는 범위에 대응되는 기준산소농도, 기준이산화탄소농도가 되게 저장실에 연결 된 공기공급펌프와, 이산화탄소제거기, 질소발생기 및 각 전자변의 온, 오프 동작을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
[수학식]
기체상 에탄올 발생 속도 = (t2에탄올농도 - t1에탄올농도)×자유용적 / 시료중량×방치시간.
(여기서, t1농도는 t1시점에서의 에탄올 농도, t2농도는 t1시점부터 소정 시간 경과된 t2시점에서의 에탄올 농도, 자유용적은 기체기밀통 부피에서 기체기밀통 내 모든 물건의 부피를 빼서 나온 것, 시료중량은 기체기밀통 내 시료의 중량, 방치시간은 적정 농도의 에탄올 발생시까지 걸리는 시간)
상기 제어하는 단계는 상기 산출한 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 속하고, 그 범위에 대응되는 기준 산소농도보다 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 적은 경우 공기공급펌프와 그 전자변이 온 되도록 하는 산소농도 조절단계, 상기 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 상기 범위에 대응되는 기준산소농도가 된 경우 공기공급펌프와 그 전자변이 오프 되도록 하는 산소농도 조절정지단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 산소농도 조절단계 후, 기체상 에탄올 발생 속도를 재산출하고, 재산출한 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 계속 속하는 경우, 기준산소농도를 현재 기준산소농도에 설정 농도를 가산하여 나온 산소농도로 변경하고, 그 변경된 기준산소농도보다 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 적은 경우 공기공급펌프와 그 전자변이 온 되도록 하는 동작을 기준산소농도가 설정 최대값이 될 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어하는 단계는 상기 산출한 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 속하고, 그 범위에 대응되는 기준이산화탄소농도보다 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 이산화탄소농도가 높은 경우 이산화탄소제거기와 그 전자변이 온 되도록 하는 이산화탄소농도 조절단계, 상기 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 이산화탄소농도가 기준이산화탄소농도가 된 경우 이산화탄소제거기와 그 전자변이 오프 되도록 하는 이산화탄소농도 조절정지단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 이산화탄소농도 조절단계 후, 기체상 에탄올 발생 속도를 재산출하고, 재산출한 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 계속 속하는 경우, 기준이산화탄소농도를 현재 기준이산화탄소농도에 설정 농도를 감산하여 나온 이산화탄소농도로 변경하고, 그 변경된 기준이산화탄소농도보다 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 이산화탄소농도가 높은 경우 이산화탄소제거기와 그 전자변이 온 되도록 하는 동작을 기준이산화탄소농도가 설정 최소값이 될 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어하는 단계는 상기 산출한 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 하한값보다 작은 범위에 속하는 경우, 그 범위에 대응되는 기준산소농도, 기준이산화탄소농도보다 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도, 이산화탄소농도가 높은 경우 질소발생기와 그 전자변이 온 되도록 하는 기체농도 조절단계, 상기 기체분석기 로부터 입력된 저장실 내 산소농도, 이산화탄소농도가 기준 산소농도 또는 기준이산화탄소농도가 된 경우 질소발생기와 그 전자변이 오프되도록 하는 기체농도 조절정지단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 기체농도 조절단계 후, 기체상 에탄올 발생 속도를 재산출하고, 재산출한 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 하한값보다 적은 범위에 계속 속하는 경우 기준산소농도를 현재 기준산소농도에서 설정 농도를 감산하여 나온 산소농도로 기준이산화탄소농도를 현재 기준이산화탄소농도에 설정 농도를 가산하여 나온 이산화탄소농도로 각기 변경하고, 그 변경된 기준산소농도, 기준이산화탄소농도보다 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도, 이산화탄소농도가 높은 경우 질소발생기와 그 전자변이 온 되도록 하고, 기준산소농도에 상기 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 도달하고, 기준이산화탄소 농도보다 상기 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 이산화탄소농도가 높은 경우, 이산화탄소 제거기와 그 전자변이 온 되도록 하는 동작을 기준산소농도가 설정 최소값 또는 기준이산화탄소농도가 설정 최대값이 될 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1의 농산물 저장설비는 저장실(101), CA(Controlled Atmosphere)장치, 제1,2,3,4파이프(201-1~201-4), 기체기밀통(202), 유입관(203) 및 유출관(204), 순환설비(205)로 된 구조이다.
저장실(101)은 여러 개의 판이 빈 공간을 둘러싸서 된 직육면체 구조로, 파 이프(201-1~201-4)와 결합시 접촉하는 벽의 각 단부에 파이프를 삽입할 수 있을 정도의 구멍이 형성된다. 판은 샌드위치 판넬이나 철판이 사용될 수 있다.
CA장치는 공기공급펌프(102), 질소발생기(103), 이산화탄소 제거기(104), 다수의 전자변과 파이프로 된 것으로, 저장실(101) 내의 산소, 이산화탄소 농도를 적정 기준 산소농도, 이산화탄소 농도로 조절한다.
제1,2,3,4파이프(201-1~201-4)는 짧은 길이로 가공된 스테인레스 파이프로, 저장실(101) 벽에 형성된 다수의 구멍에 각기 삽입되며, 일끝단은 저장실(101) 벽을 관통하여 저장실(101) 내로 돌출되고, 타끝단은 저장실(101) 바깥으로 돌출된다.
기체기밀통(202)은 밀폐가능한 것으로 측부에 기체 유입구, 유출구가 형성되며 저장실(101) 내 설치된다. 기체상 에탄올 발생 속도 측정을 위한 농산물(예: 사과)이 저장된다.
유입관(203) 및 유출관(204)은 우레탄 튜브로, 유입관(203)은 저장실(101) 내로 돌출된 제1파이프(201-1)의 관구와 기체기밀통(202)의 유입구를 연결하고, 유출관(204)은 기체기밀통(202)의 유출구와 저장실(101) 내로 돌출된 제2파이프(201-2)의 관구를 연결한다.
순환설비(205)는 소정 길이의 우레탄 튜브로 된 제1, 2순환관(205-1, 205-3)과, 제1순환관(205-1) 일단에 설치된 펌프(205-2)로 된 것으로, 저장실(101) 밖에 설치된다. 제1순환관(205-1)은 저장실(101) 바깥으로 돌출된 제1, 3파이프(201-1, 201-3)의 각 관구를 연결하고, 제2순환관(205-3)은 저장실(101) 바깥으로 돌출된 제2, 4파이프(201-2, 201-4)의 각 관구를 연결한다. 추가로, 밸브(205-4, 205-5)가 관 내 기체의 흐름을 조절하기 위해 각 순환관(205-1, 205-3)의 일단에 더 구성된다. 그래서, 펌프(205-2)의 펌핑 동작으로 저장실(101) 내 기체를 제1순환관(205-1)을 거쳐 기체기밀통(202)으로 유입시키고, 기체기밀통(202)과 제2순환관(205-3)을 거쳐 저장실(101)로 순환시키는 동작을 반복하여 저장실(101)의 기체 조성과 기체기밀통(202)의 기체 조성을 동일하게 한다.
사용가능한 재원은 저장실(101)은 크기가 2(D) × 3(W) 2(H)m , 내부 용적은 12, 000(L), CA장치의 질소발생기(103)는 "N LCMS, Ciaind Italy", 이산화탄소 제거기(104)는 "Delta Gem T, Fruit control equipment, Italy", 제1,2,3,4파이프(201-1~201-4)는 25(cm) 정도의 짧은 길이로 가공된 스테인레스 파이프이고, 유입관(203), 유출관(204)은 직경이 6(mm)나, 8(mm)로 된 우레탄 튜브가 될 수 있다.
도 2의 제1기밀수단(GT1)은 저장실(101) 바깥으로 돌출된 파이프의 일부가 삽입 접합되고 저장실(101) 벽 외면에 리벳(301)으로 고정된 기밀판(302)으로 구성된 것으로 파이프마다 설치된다. 기밀(氣密, Gas Tight)을 높이기 위해, 그 기밀판(302)과 저장실(101) 벽 사이의 파이프가 삽입된 가스킷(303)이 더 구성된다.
도 3의 제2기밀수단(GT2)은 저장실(101) 내로 돌출된 파이프의 일부가 삽입 접합되고 저장실(101) 벽 내면에 리벳(401)으로 고정된 기밀판(402)으로 구성된 것으로 파이프마다 설치된다. 추가로 기밀을 높이기 위해, 그 기밀판(402)과 저장 실(101) 벽 사이의 파이프가 삽입된 가스킷(403)과, 그 기밀판(402)을 실리콘으로 덮어서 된 기밀부재(404)가 더 구성된다.
도 4의 제3기밀수단(GT3)은 하나는 저장실(101) 바깥으로 나온 파이프의 일부가 삽입되고, 다른 하나는 저장실(101) 내로 나온 파이프의 일부가 삽입된 한 쌍의 가스킷(501-1, 501-2)과, 그 한 쌍의 가스킷(501-1, 501-2)을 저장실(101) 벽을 관통하여 체결시키는 볼트(502)로 구성된 것으로 파이프마다 설치된다. 추가로, 기밀을 높이기 위해, 기밀판(503, 504)과 실리콘으로 된 기밀부재(505)가 더 구성된다.
도 5의 피팅(601)은 관 상호 간의 연결을 위해 구성된 것으로, 제1파이프(201-1)와 유입관(203) 사이, 제2파이프(201-2)와 유출관(204) 사이, 제1파이프(201-1)와 제1순환관(205-1) 사이, 제3파이프(201-3)와 제1순환관(205-1) 사이, 제2파이프(201-2)와 제2순환관(205-3) 사이, 제4파이프(201-4)와 제2순환관(205-3) 사이 각각에 구성된다.
도 6의 기체기밀통(202)은 하부 일단에 유입구(202-1) 상부 일단에 유출구(202-2)가 형성되며 상면 일부는 개구되고 개구된 부분을 제외한 나머지 부분이 바깥 방향으로 바닥면과 대향하게 소정 길이만큼 연장된 기체기밀통몸체(202-3)와, 그 기체기밀통몸체(202-3) 상부를 덮는 뚜껑(202-4)으로 된 것이다. 유입구(202-1) 유출구(202-2)는 기체기밀통 내로 유입된 공기가 바깥으로 원활히 나가게 폭 방향으로 서로 어긋나 마주 보는 위치의 기체기밀통몸체(202-3) 각 단부에 형성된다. 뚜껑(202-4)은 내부의 기체 조성을 균일하도록 기체기밀통몸체(202-3)와 결합시 바닥면과 마주보는 면의 중앙부에 순환팬(202-7)이 더 구성된다. 그리고, 기밀을 위해, 기체기밀통몸체(202-3)와 뚜껑(202-4)은 결합시 접촉하는 일단에 구멍(h)이 형성되고, 그 구멍(h)에 삽입되어 기체기밀통몸체(202-3)와 뚜껑(202-4)을 체결하는 볼트(202-5)와, 그 볼트(202-5)를 고정시키는 너트(202-6)가 더 구성된다.
도 7의 농산물 저장설비는 저장실(101) 내 기체가 밸브(205-4)는 열리고 밸브(205-5, 700)는 닫혀진 경우 기체기밀통(202) 내로 유입되고 기체기밀통(202)을 거친 후, 밸브(205-4, 700)는 닫히고 밸브(205-5)는 열린 경우 저장실(101) 내로 유입되어 순환된다. 이 순환이 반복되어, 기체 조성이 기체기밀통(202)과 저장실(101)이 동일하게 된다.
이 상태에서 밸브(205-4, 205-5, 700)를 닫은 후, 기체기밀통(202)에서 나오는 기체상 에탄올 발생 속도를 측정한다. 이렇게 측정된 기체상 에탄올 발생 속도는 저장실(101) 내 기체상 에탄올 발생 속도와 동일한 것으로, 결국 저장실(101) 내 기체상 에탄올 발생 속도를 측정할 수 있게 되는 것이다.
도 8의 농산물 저장설비의 기체농도 제어장치(800)는 키입력부(801), 마이크로컴퓨터(802), 다수의 통전부(803, 804, 805), 표시부(806)로 된 것으로, 저장실 내의 산소농도와 이산화탄소농도가 기체상 에탄올 발생속도에 대응되는 적정 산소농도와 이산화탄소농도가 되게 제어한다.
키입력부(801)는 사용자 조작에 의해, 다수의 에탄올 발생속도 범위에 각기 대응되는 기준 산소농도와 이산화탄소 농도를 입력한다. 에탄올 발생속도 범위는 하한값 미만의 범위, 하한값 이상 상한값 이하의 범위, 상한값을 초과하는 범위로 구성된다.
마이크로컴퓨터(802)는 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도와 이산화탄소 농도를, 에탄올분석기로부터 입력된 기체상 에탄올 농도와 하기의 [수학식]으로 산출한 기체상 에탄올 발생 속도에 대응되는 적정 산소농도와 이산화탄소 농도가 되게, 상이한 레벨의 펄스 신호를 출력하여 공기공급펌프, 질소발생기, 이산화탄소제거기와, 해당 전자변의 온, 오프 동작을 제어한다.
[수학식]
기체상 에탄올 발생속도 = (t2농도 - t1농도)×자유용적 / 시료중량×방치시간
여기서, t1농도는 t1시점에서의 에탄올 농도, t2농도는 t1시점부터 소정 시간 경과된 t2시점에서의 에탄올 농도, 자유용적은 기체기밀통 부피에서 기체기밀통 내 모든 물건의 부피를 빼서 나온 것, 물건은 시료(예: 농산물), 장치 등일 수 있다. 시료중량은 기체기밀통 내 시료의 중량, 방치시간은 적정 농도의 에탄올 발생시까지 걸리는 시간이다.
다수의 통전부(803, 804, 805)는 마이크로컴퓨터(802)로부터 하이 펄스 신호가 입력된 경우 전원전압(예:AC100V)을 연결된 공기공급펌프, 질소발생기, 이산화탄소제거기에 각기 인가하고, 전자변구동전압(예:DC100V)을 해당 전자변에 인가하며, 로우 펄스 신호가 입력된 경우 차단한다.
표시부(806)는 마이크로컴퓨터(802)의 제어하에 기체상 에탄올 발생 속도, 저장실 내 산소농도와 이산화탄소농도, 기준 산소농도와 이산화탄소농도, 산소농도와 이산화탄소농도의 최대값과 최소값을 표시한다.
이러한 장치의 기체농도 제어동작은 다음과 같다.
먼저, 마이크로컴퓨터(802)는 저장실 내 기체조성과 동일한 기체조성으로 된 기체기밀통에서 나오는 기체상 에탄올 농도를 에탄올분석기로부터 입력받고, 기체분석기로부터 저장실 내 산소농도와 이산화탄소농도를 입력받는다.
다음, 에탄올분석기로부터 입력된 기체상 에탄올 농도와, 상기 [수학식]으로 기체상 에탄올 발생 속도를 산출한다.
그런 후, 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도와 이산화탄소농도를 상기 산출한 기체상 에탄올 발생 속도에 대응되는 기준 산소농도와 이산화탄소 농도가 되게, 상이한 레벨의 펄스 신호를 각 통전부(803~805)로 출력하여 공기공급펌프, 질소발생기, 이산화탄소제거기와, 각 전자변의 온, 오프 동작을 제어한다.
예를 들어, 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 속하고, 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 그 범위에 대응되는 기준 산소 농도보다 적은 경우, 제1통전부(803)로 하이 펄스 신호를 출력하여 공기공급펌프와 그 전자변이 온이 되도록 하여 저장실 내로 공기를 공급시키고, 기준 산소농도가 된 경우 로우 펄스 신호를 출력하여 오프가 되도록 하여 공기공급동작을 종료시킨다.
그리고, 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 속하고, 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 이산화탄소농도가 그 범위에 대응되는 기준 이산화탄소농도보다 높은 경우, 제2통전부(804)로 하이 펄스 신호를 출력하여 이산화탄소제거기와 그 전자변이 온이 되도록 하여 저장실 내 이산화탄소를 제거하고, 기준 이산화탄소농도가 된 경우 로우 펄스 신호를 출력하여 오프가 되도록 하여 이산화탄소제거동작을 종료시킨다.
또한, 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 하한값보다 작은 범위에 속하고, 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 그 범위에 대응되는 산소농도, 이산화탄소농도보다 높은 경우, 제3 통전부(805)로 하이 펄스 신호를 출력하여 질소발생기와 그 전자변이 온이 되도록 하여 저장실 내로 질소를 공급시키고, 기준 산소농도 이산화탄소농도가 된 경우 로우 펄스 신호를 출력하여 오프가 되도록 하여 질소공급동작을 종료시킨다.
그렇게 하여, 저장실 내 산소농도와 이산화탄소 농도가 기체상 에탄올 발생 속도에 대응되는 적정 기준 산소농도와 이산화탄소 농도로 조절되어져, 저장실에 저장된 농산물(예: 사과)의 호흡대사가 원활히 된다.
도 9a의 기체농도 제어방법은 저장실 내에서 기체상 에탄올이 발생되는 속도가 정상 속도 범위보다 빠른 범위에 속하는 경우 저장실 내의 산소농도와 이산화탄소농도를 그 속도 범위에 대응되는 기준산소농도 기준이산화탄소농도가 되게 제어하는 것이다.
먼저, 사용자 조작에 따라 입력된 다수의 에탄올 발생속도 범위에 각기 대응되는 기준 산소농도와 이산화탄소 농도를 저장한다. 에탄올 발생속도 범위는 하한값 미만의 범위, 하한값 이상 상한값 이하의 범위, 상한값을 초과하는 범위로 구성된다.
다음, 기체분석기로부터 저장실 내 산소농도와 이산화탄소농도를 입력받고(S901), 에탄올분석기로부터 저장실 내 기체조성과 동일한 기체조성으로 된 기체기밀통 내에서 나오는 기체상 에탄올 농도를 입력받는다(S900).
그런 후, 기체상 에탄올 농도와 상기 [수학식]으로 기체상 에탄올 발생 속도를 산출한다(S902).
이어, 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도와 이산화탄소농도를 상기 산출한 기체상 에탄올 발생 속도에 대응되는 기준 산소농도와 이산화탄소 농도가 되게, 공기공급펌프와, 이산화탄소제거기 및 각 전자변의 온, 오프 동작을 제어한다.
예를 들어, 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 속하고(S903), 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 그 범위에 대응되는 기준 산소농도보다 낮을 때와 높을 때를 판단하는 단계(S904)에서 낮은 경우엔, 공기공급펌프와 그 전자변이 온 되도록 하여(S905) 저장실 내로 공기를 공급시키고, 기준 산소농도가 된 경우 오프 되도록 하여(S906) 공기공급동작을 종료시킨다.
반면, 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 속하고(S903), 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 그 범위에 대응되는 기준 산소농도보다 낮을 때와 높을 때를 판단하는 단계(S904)에서 높은 경우엔, 기체상 에탄올 발생 속도에 따른 농도 조절 모드를 종료한다. 그리고, 하나의 기준 산소농도와 이산화탄소농도로 저장실 내 산소농도와 이산화탄소농도를 조절하는 정상모드가 수행되도록 한다.
다른 예론, 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 속하고(S903), 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 이산화탄소농도가 그 범위에 대응되는 기준 이산화탄소농도보다 낮을 때와 높을 때를 판단하는 단계(S907)에서, 높은 경우엔 이산화탄소제거기와 그 전자변이 온이 되도록 하여(S908) 저장실 내 이산화탄소를 제거시키고, 기준 이산화탄소농도가 된 경우 오프 되도록 하여 이산화탄소 제거동작을 종료시킨다.
반면, 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 범위에 속하고(S903), 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 이산화탄소농도가 그 범위에 대응되는 기준 이산화탄소농도보다 낮을 때와 높을 때를 판단하는 단계(S907)에서 낮은 경우엔 에탄올 발생 속도에 따른 농도 조절 모드를 종료한다. 그리고, 하나의 기준 산소농도와 이산화탄소농도로 저장실 내 산소농도와 이산화탄소농도를 조절하는 정상모드가 수행되도록 한다.
한편, 공기공급펌프와 그 전자변이 온 되도록 한 후(S905), 또는 이산화탄소제거기와 그 전자변이 온 되도록 한 후(S908), 기체상 에탄올 발생 속도가 계속 설정 상한값(예:0.9)을 초과하는 경우, 기준산소농도를 현재 기준산소농도(예: 2.1%) 에 설정 농도(n%)가 가산되어 나온 산소농도로, 기준이산화탄소농도를 현재 기준이산화탄소농도(예: 0.9%)에서 설정 농도(m%)가 감산되어 나온 이산화탄소농도로 각기 변경하고, 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도, 이산화탄소농도가 그 변경된 기준산소농도, 기준이산화탄소농도가 되게 공기공급펌프와 이산화탄소제거기 및 각 전자변의 온, 오프 동작을 제어하는 동작을 기준산소농도가 설정 최대값이 될 때까지 또는 기준이산화탄소농도가 설정 최소값이 될 때까지 반복적으로 수행한다.
도 9b의 기체농도 제어방법은 저장실 내에서 기체상 에탄올이 발생되는 속도가 정상 속도 범위보다 느린 범위에 속하는 경우, 저장실 내의 산소농도와 이산화탄소농도를 그 범위에 대응되는 산소농도와 이산화탄소농도가 되게 제어하는 것이다.
구체적으론, 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 하한값보다 작은 범위에 속하고(S910), 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 그 범위에 대응되는 산소농도, 이산화탄소농도보다 낮을 때와 높을 때를 판단하는 단계(S911, S914)에서 높은 경우엔, 질소발생기와 그 전자변이 온 되도록 하여(S912, S915) 저장실 내로 질소를 공급시키고, 기준 산소농도 이산화탄소농도가 된 경우 오프되도록 하여(S913, S916) 질소공급동작을 종료시킨다.
한편, 질소발생기와 그 전자변이 온 되도록 한 후(S912, S915), 기체상 에탄올 발생 속도가 계속 하한값(예:0.8) 미만일 경우, 기준산소농도를 현재 기준산소농도(예: 1.9%)에서 설정 농도(n%)가 감산되어 나온 산소농도로 변경하고, 기준이 산화탄소농도를 현재 기준이산화탄소농도(예: 1.1%)에 설정 농도(m%)가 가산되어 나온 이산화탄소농도로 변경하고, 그 변경된 기준산소농도, 기준이산화탄소농도보다 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도, 이산화탄소농도가 높은 경우 질소발생기와 그 전자변이 온 되도록 하고, 기준산소농도에 상기 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 산소농도가 도달하고, 기준이산화탄소 농도보다 상기 기체분석기로부터 입력된 저장실 내 이산화탄소농도가 높은 경우, 이산화탄소 제거기와 그 전자변이 온 되도록 하는 동작을 기준산소농도가 설정 최소값 또는 기준이산화탄소농도가 설정 최대값이 될 때까지 반복적으로 수행한다.
도 10의 기체상 에탄올 발생 속도 하한값 상한값, 기준 산소농도 이산화탄소농도는 본 발명에 따른 기체상 에탄올 발생 속도 하한값 상한값, 기준 산소농도 이산화탄소농도의 예이다. 기체상 에탄올 발생 속도 하한값은 0.8(㎕/㎏·hr), 상한값은 0.9(㎕/㎏·hr)가 될 수 있다. 기체상 에탄올 발생 속도가 설정 상한값을 초과하는 경우(기체상 에탄올이 많이 발생되는 경우)의 기준 산소농도와 이산화탄소농도는 2.1(%), 0,9(%) 설정 하한값 이상 설정 상한값 이하인 경우의 산소농도와 이산화탄소농도(기체상 에탄올이 정상적으로 발생되는 경우)는 2.0(%), 1.0(%) 설정 하한값 보다 적은 경우(기체상 에탄올이 적게 발생되 경우)의 기준 산소농도와 이산화탄소농도는 1.9(%), 1.1(%)가 될 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 저장실 내 기체상 에탄올 발생 속도를 용이하게 측정할 수 있고, 저장실 내의 산소농도와 이산화탄소농도를 기체상 에탄올 발생 속도에 대응되는 적정 산소농도와 이산화탄소농도로 유지시켜 그 저장실 내의 농산물의 호흡대사가 원활히 되게 하여, 농산물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 저장실(101)과, 그 내의 기체 농도를 조절하는 CA(Controlled Atmosphere)장치(102, 103, 104, 105, 106, 107-1, 107-2)를 포함하여 이루어진 농산물 저장 설비에 있어서,
    상기 저장실(101) 벽에 형성된 구멍들에 각기 삽입된 제1,2,3,4파이프(201-1, 201-2, 201-3, 201-4);
    상기 저장실(101) 내 설치되고 측부에 유입구 유출구가 형성된 밀폐가능한 기체기밀통(202);
    상기 기체기밀통(202)의 유입구와 저장실(101) 내로 나온 제1파이프(201-1)의 관구를 연결하는 유입관(203);
    상기 기체기밀통(202)의 유출구와 저장실(101) 내로 나온 제2파이프(201-2)의 관구를 연결하는 유출관(204);
    상기 저장실(101) 바깥으로 나온 제1, 3파이프(201-1, 201-3)의 각 관구를 연결하는 제1순환관(205-1), 그 제1순환관(205-1) 일단에 설치된 펌프(205-2), 상기 저장실(101) 바깥으로 나온 제2, 4파이프(201-2, 201-4)의 각 관구를 연결하는 제2순환관(205-3)으로 된 순환설비(205)를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프(201-1, 201-2, 201-3, 201-4)마다 설치되며, 저장실(101) 바깥으로 나온 파이프의 일부가 삽입 접합되고 저장실(101) 벽 외면에 고정된 기밀판(302);
    상기 기밀판(302)과 저장실(101) 벽 외면 사이의 파이프 각 일부에 설치된 가스킷(303)을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프(201-1, 201-2, 201-3, 201-4)마다 설치되며, 저장실(101) 내로 나온 파이프의 일부가 삽입 접합되고 저장실(101) 벽 내면에 고정된 기밀판(402);
    상기 기밀판(402)과 저장실(101) 벽 내면 사이의 파이프 각 일부에 설치된 가스킷(403)을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기밀판(402)을 실리콘으로 덮어서 된 기밀부재(404)를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프(201-1, 201-2, 201-3, 201-4)마다 설치되며, 하나는 저장실(101) 바깥으로 나온 파이프의 일부가 삽입되고, 다른 하나는 저장실(101) 내로 나온 파이프의 일부가 삽입된 한 쌍의 가스킷(501-1, 501-2)과, 그 한 쌍의 가스킷(501-1, 501-2)을 저장실(101) 벽을 관통하여 체결시키는 볼트(502);
    상기 파이프(201-1, 201-2, 201-3, 201-4)마다 설치되며, 저장실(101) 내로 나온 파이프의 일부가 삽입 접합되고, 저장실(101) 내 가스킷(501-1)에 밀착되어 저장실(101) 벽 내면에 고정된 기밀판(503);
    상기 파이프(201-1, 201-2, 201-3, 201-4)마다 설치되며, 저장실(101) 바깥로 나온 파이프의 일부가 삽입 접합되고, 저장실(101) 바깥의 가스킷(501-2)에 밀착되어 저장실(101) 벽 외면에 고정된 기밀판(504)을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저장실(101) 벽 내면에 고정된 기밀판(503)을 실리콘으로 덮어서 된 기밀부재(505)를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1파이프(201-1)와 유입관(203) 사이, 제2파이프(201-2)와 유출관(204) 사이, 제1파이프(201-1)와 제1순환관(205-1) 사이, 제3파이프(201-3)와 제1순환관(205-1) 사이, 제2파이프(201-2)와 제2순환관(205-3) 사이, 제4파이프(201-4)와 제2순환관(205-3) 사이 각각에 설치된 피팅(601)을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 순환관(205-1, 205-3)의 일단에 밸브(205-4, 205-5)를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체기밀통(202)은
    하부 일단에 유입구(202-1) 상부 일단에 유출구(202-2)가 형성되며, 상면은 일부가 개구되고 개구된 부분을 제외한 부분이 바깥으로 바닥면과 마주보게 소정 길이만큼 연장된 기체기밀통몸체(202-3);
    상기 기체기밀통몸체(202-3)의 상부를 덮어 밀폐시키는 뚜껑(202-4)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유입구(202-1), 유출구(202-2)는
    폭 방향으로 서로 어긋나 마주 보는 위치의 기체기밀통몸체(202-3)의 각 단부에 형성됨을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 기체기밀통몸체(202-3)와 뚜껑(202-4)은
    결합시 접촉하는 일단에 구멍(h)이 형성되고,
    상기 구멍(h)에 삽입되어 기체기밀통몸체(202-3)와 뚜껑(202-4)을 체결하는 볼트(202-5);
    상기 볼트(202-5)를 고정시키는 너트(202-6)를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 뚜껑(202-4)은
    상기 기체기밀통몸체(202-3)와의 결합시 기체기밀통몸체(202-3)의 바닥면과 마주보는 일면에 설치된 순환팬(202-7)을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 농산물 저장 설비.
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US4303009A (en) 1978-04-06 1981-12-01 Samifi Babcock, S.P.A Apparatus capable of operating both as nitrogen generator and carbon dioxide absorber, particularly for the preservation under controlled atmosphere of products, such as fruit and vegetable products
JPH0937644A (ja) * 1995-08-02 1997-02-10 Kyushu Electric Power Co Inc 果菜類の環境制御貯蔵方法
KR100606592B1 (ko) 2004-04-13 2006-07-31 대한민국 농산물 호흡속도 자동 측정장치

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