Optimum Drying Conditions of On-Farm Red Pepper Dryer

고추건조기의 최적운전조건

Optimal operating conditions of on-farm red pepper dryer were searched by using the simulation-optimization algorithm combining the drying and quality deterioration models of red pepper with Box's complex method. Determination of control variables such as air temperature, air recycle ratio and air flow rate was based on a criterion of minimizing energy consumption under the constrainst conditions that satisfied the specified color retention of carotenoids. As quality constraint was stricter, energy consumption increased and total drying time decreased with lower recycle ratio and higher air flow rate Product mixing during drying was found to be able to improve the energy efficiency and product quality. Currently used air flow rate was assessed to be increased for the optimal operation. Two stage drying at the fixed optimal air flow rate was proven to be useful means for further saying of energy consumption. In the optimal bistaged drying, the second stage began at about one third of the total drying time and low air temperature in the first stage Increased to a high value and air recycle ratio increased slightly in the second stage. Optimal control variable scheme could be explained by the dryer performance and the carotenoids destruction kinetics in red pepper drying.

농가에서 현재 사용되고 있는 고추건조기의 운전조건을 고추의 건조 모델과 품질변화 모델을 수치해석적 최적화방법인 Box의 complex 방법과 연결하여 최적화를 시도하였다. 주어진 carotenoids. 보존을 만족시키는 제한조건 하에서 에너지소비를 최소화하기 위한 열풍온도, 열풍재순환율, 풍량이 결정되었다. 품질제한 조건이 엄격할수록 낮은 열풍재순환율과 높은 풍량이 사용되어 에너지소비는 증가하고 전체 건조시간은 짧아졌다. 건조 중 건조기내에서 고추의 혼합이 에너지 사용효율과 제품품질을 향상시킬 수 있었다. 현재 사용되고 있는 풍량은 최적운전을 위해서는 증가되어야 하는 것으로 판단되었다. 풍량을 일정하게 적정조건으로 고정하고 열풍의 온도와 재순환율을 2단계로 변화시키는 건조방식이 에너지소비를 더욱 감소시킬 수 있었다. 이러한 2단계 최적건조에서는 단계이동은 전체 건조시간의 약 1/3 부근에서 이루어지고 열풍온도는 첫 단계에서 낮다가 두 번째 단계에서 증가하고 열풍재순환율은 단계변화에 따라 약간 증가하였다. 얻어진 최적제어변수는 건조기내에서의 건조과정과 carotenoids 파괴 kinetics에 의하여 해석될 수 있었다. 얻어진 결과의 실험적 확인이 요청된다.