스트레인 게이지를 이용한 조각과일 이송장치의 낙하 충격량 분석 = #VALUE!
저자
강정균 ( Jeong Gyun Kang ) ; 배광수 ( Kwang Soo Bae ) ; 김동억 ( Dong Eok Kim ) ; 진성득 ( Soung Durk Jin ) ; 홍승기 ( Seung Gi Hong ) 연구자관계분석
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
502-502(1쪽)
제공처
조각과일은 1인 가구의 증가와 바쁜 도시생활에서 편리함을 추구하는 젊은 층의 소비트렌드 변화로 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 현재 조각과일의 가공공정에서 선별, 세척 작업은 자동화 되어 있으나 계량 및 포장작업은 수작업에 의존하고 있어 자동화가 필요하다. 조각과일 중 사과의 경우에는 갈변현상이 빠른 시간 내에 일어나기 때문에 이를 늦추기 위해 비타민 C 처리 등으로 코팅처리를 하고 있다. 계량 및 포장작업의 자동화를 위해서는 포장 과정 중에 조각과일이 충격에 의해 외부가 손상되면 코팅효과가 없어지기 때문에 외부손상으로 인해 코팅 면이 깨지지 않도록 하는 것이 중요하다. 조각과일을 자동으로 계량하고 포장하는 자동화장치를 개발하는 데 있어 조각과일을 용기에 공급할 때 조각과일의 코팅 면이 깨지지 않도록 낙하 충격을 최소화하면서 공급하는 것이 중요하다. 따라서, 본 연구는 조각과일을 용기에 공급시 낙하에 의한 물리적 충격을 최소화하는 기술을 개발하고자 조각과일 이송장치의 낙하 충격량을 분석하여 적합한 낙하높이 및 이송속도를 제시하고자 한다. 실험장소은 이엔푸드 회사의 장비 설계공장에서 실시하였고 실험재료인 사과는 일반 마트에서 구입하였으며 균등하게 18등분으로 조각내어 각 실험마다 사과조각 3개씩을 사용하여 실험하였다. 실험장비는 조각과일 이송장치의 프로토타입을 이용하였다. 본 장치는 컨베이어벨트를 이용하여 조각과일을 이송하고 이송속도를 조절하여 조각과일 투입량을 조절할 수 있으며 조각과일의 이송거리를 조절이 가능하여 설정한 위치에 공급이 가능하다. 실험방법은 조각과일 이송장치의 이송속도 및 낙하높이에 따른 충격량을 분석하고자 이송속도 0.10m/s, 0.18m/s, 0.26m/s으로 나누어 실험하였다. 이송장치의 낙하지점에는 컵실러를 둔 전자저울(AND, HC-6KW, Japan)을 설치하여 조각과일이 컵실러 안으로 낙하할 수 있도록 설치하였으며 낙하거리는 낙하지점에서 컵실러의 바닥까지 14cm, 17cm, 20cm로 실험하였다. 전자저울은 RS232C 통신을 통해 노트북 PC에 연결하여 실시간으로 측정되도록 하였으며 데이터는 초당 10회씩 측정하였다. 또한 조각과일의 낙하를 관찰하고자 카메라(Sony, DSC-RX10 IV, Japan)를 사용하여 슬로우 모션 (960fps)으로 촬영 후 관찰하였다. 실험결과, 조각과일의 평균 무게는 12.7g±1.2g으로 측정되었으며, 전자저울로 측정된 평균 순간 충격량은 낙하높이 14cm에서 이송속도 0.10m/s, 0.18m/s, 0.26m/s 일 때 각각 14.6gf, 14.6gf, 15.0gf, 낙하높이 17cm일 때 16.0gf, 16.7gf, 17.3gf, 낙하높이 20cm일 때 17.3gf, 17.6gf, 18.6gf로 나타났다. 이송속도에 의한 차이는 최대 1.3gf로 나타났으며 높이에 의한 차이는 최대 3.7gf로 나타나 이송속도 변화에 따른 충격량보다 낙하높이에 따른 충격량이 큰 것으로 판단되었다. 또한 슬로우 모션으로 촬영한 영상으로 관찰한 결과 높이가 높을수록 조각과일이 낙하 후 반력에 의해 튀어오르는 높이가 높아 낙하높이 20cm에서는 컵실러 밖으로 나갈 우려가 있어 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 따라서 낙하높이 17cm 이내, 이송속도는 0.26m/s에서 작동하는 것이 적합할 것으로 사료된다. 추후 계량장치에서 계량 후 투입시 충격량을 측정 할 것이며 갈변현상 방지 코팅을 한 조각과일로 실험하여 코팅의 손상에 대한 실험을 실시할 예정이다.
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