채소의 고정된 절단 형태를 가공할 수 있는 절단기는 실용화되어 국내외에 시판돼 있다. 하지만, 기존 개발된 절단기는 특정 채소류의 절단 작업 시 단일 절단 형태에 국한되어 있고 채소의 절단 형태에 따라 칼날을 교체하여야 하며 사용자의 수동제어에 의존하고 있다. 따라서 본 연구에서는 채소의 종류에 상관없이 절단의 다양한 형태가 가능한 모터 자동제어시스템을 개발한다. 채소 투입 시 흐트러짐 방지를 위한 가압장치와 메인 블레이드 장치를 PWM(Pulse Width Modulation)제어로 펄스의 폭을 조정하여 부하 전력의 크기를 조절한다. 그러하여 기어드 모터의 토크를 유지하면서 속도를 제어한다. 1~25mm 절단 두께를 조절하기 위해서 구동 컨트롤러(펄스 발생기)가 일체형으로 스텝모터 드라이버가 내장되어 있는 리니어 스텝 모터로 선정하였다. 스텝 모터는 프로그래밍을 통한 시그널로 정밀한 각도 및 정밀 위치제어가 가능하고 정지 상태에서 큰 자기 유지력(Holding torque)을 갖는다. 또한, 채소 배출시 이송용 컨베이어 벨트 구동과 속도 제어를 하는데 기존 컨베이어 모터 방식은 모터가 외부에 노출되어 있어 설치나 분해 및 관리에서 애로사항이 발생하는데 드럼 모터는 기어 박스, 체인, 모터 등의 모든 부품들이 일체화되어 있어 기계 배치에 효율적이다. 또한, 물 세척이 가능하고 청소가 용이하여 유지관리에 장점이 있다. PLC로 위치결정 및 이송을 제어하여 전처리 작업의 자동 제어 시스템을 구현하였다. 10인치 터치스크린 패널에서 절단 두께, 속도 조절 및 세척 기능 등을 제어하여 작업자의 편의성 증대 및 작업과정을 모니터링할 수 있다.

This study was intended to investigate microwave drying characteristics of sweet potato. Two different shaped sweet potato samples (slice and shred with 6 and 9 mm in thickness, respectively) were dried under different microwave power ranging from 90 W to 900 W. Moisture ratio, drying rate, effective moisture diffusivity, dielectric properties and change in color during drying of the samples were determined. The domestic microwave oven was modified for drying of the samples. For ventilating water vapor during microwave drying, the small centrifugal fan was installed on the left upper side of microwave oven. Six well-known drying models were applied to figure out the best model for describing microwave drying curve of sweet potato. A non-linear regression analysis was used to calculate model constants. The applied models were compared based on the coefficient of correlation and root mean square error. Dielectric properties of fresh and dried samples at different drying time were measured using performance probe connected to vector network analyzer. The results showed that drying time of both samples was significantly decreased with an increase in microwave power, however, as compared with the sample shape, drying time of shredded samples was shorter than slice sample. The dried sample by 900 W was scorching and indicated the worst quality in terms of color. The Page model was most suitable for describing experimental drying data. The effective moisture diffusivity changes obtained from Fick’s diffusion method was between 0.057 ×10-8 and 2.353 × 10-8 The moisture diffusivity was increased with an increase in microwave power. The measured dielectric properties of sample at different drying time varied depending upon moisture contents of dried samples.