본 연구에서는 곡물건조기의 사용 연식에 따른 이산화탄소 배출농도 차이를 비교함으로써 농업 분야의 온실가스 배출 현황을 파악하고자 한다. 사용 연식의 기준을 5년 이하, 6-10년, 10년 초과의 3단계로 구분하였고, 간헐 포집 방법을 선택하였다. 포집 방법은 EPA Method 18에 해당하는 방법론을 따라 수행하였으며, 이는 흡입장치가 음압을 이용하여 간헐적으로 포집하는 원리이다. 포집 장치에 연결되는 보관 용기는 모든 기체에 우수한 차단성이 있어 화학적으로 안정한 테드라백을 사용하였다. 포집 된 가스는 미량분석용인 Gas Chromatograph System을 사용하여 분석하였으 며, 이산화탄소 배출농도 분석결과 평균적으로 5년 이하는 847.4423μ㏖/㏖, 6-10년은 919.2811μ㏖/㏖, 10년 초과는 1137.8560μ㏖/㏖으로 분석되었다. 이산화탄소 배출에 차이가 있는지 검증하기 위해 유의수준 0.05로 일원분산분석을 수행하였다. 분산분석의 결과 연식이 비슷한 그룹 간의 배출농도의 차이가 없다고 나타났지만, 이는 연식의 차이가 크지 않을 때 그룹 간의 비교에 대해서는 더 많은 표본이 필요할 것으로 판단되며, 연식의 차이가 큰 그룹 간의 배출농도에 유의한 차이가 있다고 나타났다.

최근 곡물건조기 보급률은 약 95%이며, 이는 작년 우리나라에서 생산된 397만 톤의 벼에서 377만 톤을 건조 처리할 수 있는 규모이나, 보급된 대부분 곡물건조기에서 잔량발생이 나타난다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 잔량이 발생하지 않는 곡물건조기를 개발하고자 수행 중에 있으며, 잔량요인분석 및 요인시험 등을 실시하여 그 결과들을 정리하였다. 시험대상 곡물건조기는 국내에서 가장 많이 사용하는 순환식 방식을 설정하였으며, 잔량을 제거하기 위해 압축공기분사방식을 적용하였다. 건조용량 3.8톤인 시험 곡물건조기의 구조적 특성으로는 오거와 바닥면 사이의 거리 15mm, 오거와 승강기 버킷 사이의 간격 50mm, 그리고 승강기 버킷과 바닥면 사이의 간격 50mm이었다. 압축공기분사노즐(내경 5mm)은 곡물건조기의 주요 잔량발생 구역인 공급부, 공급부와 승강기 사이, 승강기 하단, 그리고 상부 공급부 4곳에 총 16개가 설치되었으며, 곡물의 흐름방향에 따라 순차적으로 작동되도록 하였다. 압축공기의 분사압력은 5kg·f/cm2이었다. 요인시험장치의 작동여부에 따른 잔량제거효율은 건조 후 잔량을 측정하여 분석되었으며, 투입된 곡물량에서 배출된 곡물량을 빼는 방식으로 계산하였다. 도정되지 않은 벼를 시료로, 1톤씩 투입하는 비교시험을 한 결과, 압축공기분사 여부와 상관없이 곡물건조기내 잔량은 일정하였다. 이러한 시험결과는 압축공기의 영향을 받는 범위가 건조기 규모에 비해 매우 협소하였던 것이 원인인 것으로 판단된다. 더 높은 분사압력을 제공하는 장치를 사용할 경우 잔량의 감소가 있을 것으로 보이지만, 부대비용의 증가로 경제적 효율성과 보급성 등에 영향을 주어 결과적으로 실용성이 낮아질 것으로 판단되었다. 따라서 금후연구에서는 케이스 개폐방식, (유)공압식, 오거 축 방향 개폐방식 등을 적용하여 무잔량 곡물건조기 개발을 진행하고, 그 시험결과에 대하여 분석 및 보고할 계획이다.

콤바인을 이용하여 수확하는 곡물은 일반적으로 저장에 용이한 적정함수율보다 높은 경우가 많다. 이것은 곡물의 수확과정에서 손실율을 최소화하기 위한 방법 중에 하나이지만, 수확 후 현장에서 자연건조를 통한 저장 시 필요로 하는 적정함수율까지 낮추는 것은 불가능하다. 따라서 곡물을 수확한 후, 저장 시 필요한 적정함수율을 맞추기 위해서 인위적으로 화석연료 등을 이용하여 건조하는 경우가 많다. 그러나, 곡물건조기 등에 사용되는 화석연료는 곡물건조 시 온실가스의 배출 등의 환경 문제뿐만 아니라, 농가에서는 경제적인 부담이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 곡물 건조를 위해서 수확과정에서 콤바인 배기열의 이용 가능성에 대한 기초자료를 활용하고자 수행하였다. 이를 위해 콤바인의 선별부와 이송부를 실제 제원과 동일하게 제작한 뒤 배기열을 이용하여서 곡물의 함수율변화를 측정하였다. 그 결과, 각각의 실험장치에서 평균 0.166, 0.126%의 곡물 함수율이 감소하였고, 전체적으로 약 0.3%의 함수율이 감소되었다. 이는 배기열을 이용한 곡물 건조방법의 가능성이 있는 것으로 판단되었다.

곡물냉각기를 이용한 벼 건조 및 저장시스템의 최적 운영조건을 구명하기 위하여 Box의 complex algorithm을 기초로 한 최적화 프로그램을 개발하였다. 개발한 최적화 프로그램을 이용하여 반입물량에 따른 시스템의 소요비용이 최소화되는 최적 1차 건조 후 함수율과 건조 및 냉각기의 최적소요 대수를 결정하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같았다. 벼의 건조비용은 최종함수율이 낮을수록 증가하였으며, 톤당 건조비용은 6 톤 건조기에 비해 20 톤