1. 선과(選果)
○ 선과(grading, sorting)는 과실을 포장하기 이전에 크기와 빛깔에 따라 정해진 규격에 알맞게 고르는 것 - 규격기준 : 중량 및 크기를 토대로 선별하는 계급선별 - 품질기준 : 외관, 손상부, 미각 등을 토대로 선별하는 등급선별
(가) 선과방법
1) 중량 선별기 개체 중량에 따라 분류하는 선과기로서 사과 등의 낙엽과수 그리고 토마토 등의 선별에 이용되고 있다. 계측방법은 개체의 중량, 분동, 용수철의 장력 등에 의해 선별하는 기계식 중량선별기에서 중량센서를 계측중심부로 이용하는 전자식 중량 선별기로 나뉠 수 있다.
○ 중량식선별기 국내에 스프링식이 많이 보급되어 있으며, 최근에 전자식 중량 선별기가 개발되어 일부 대형 선과장에서 이용되고 있다. 스프링식의 선별 단계는 6~10단계이며 선과능률은 시간당 5,000개 정도로 인력에 의한 능률보다 2~3배 높다. 선과 범위는 50~1,000g정도이고 사과 등에 이용되며(사진 12) 이동성 및 보관성이 좋은 장점이 있으나 스프링의 정밀성 및 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 지레식 중량 선별기는 선과 단계가 8단이고 형식이 1조에서 6조까지 있어서 선과 능률은 시간당 9,000개에서 72,000개 정도이며 선과 범위는 10~1,000g, 오차범위는 ±2.5g이다. 지레식 중량 선별기는 스프링식보다 오차의 범위가 적고 내구성이 강하다.
○ 전자식 중량선별기 전자저울을 라인(line)의 한곳에 설치하여 계측부로 하고 전자저울의 계량대 위에 버켓을 활주시켜 중량을 수시로 계측하여 전자식 콤파레이터에 의해 계급을 판별하는 방식이다. 최대선별속도가 시간당 10,000개 정도로서 200g의 과실을 선별할 때 1g정도의 정밀도를 얻을 수 있다. 또한 중량의 설정이 디지털식으로 극히 용이하고 정확하게 할 수 있어 계급마다의 배출구 순서를 자유로이 설정할 수 있게 되어있다. <표 1> 국산 전자식 중량선별기의 특성
구분 |
A사 |
B사 |
C사 |
처리능력 |
5,500개/시간 |
5,500개/시간 |
30,000개/시간 |
선별단계 |
8단 |
10단 |
8단 |
선별범위 |
20~990g |
20~999g |
20~999g |
정 밀 도 |
±5g |
±5g |
±5g |
소요동력 |
0.2㎾ |
0.2㎏ |
0.2㎾ |
설치면적 |
3,600×2,400×1,100m/m |
4,180×2,040×1,100m/m |
14,000×2,250×1,100m/m |
2) 형상 선별기 과실을 크기에 따라 선별하는 것으로서 드럼형, 벨트형 등이 있다. 일직선의 골이 여러개 있어서 그 골의 안쪽에 벨트가 있어 이것이 부드럽게 회전하며 벨트 사이에 과실이 얹어져 운반되고 골의 크기에 따라 작은 과실과 큰 과실이 크기별로 선과 된다. 구조가 간단하고 고장이 적지만 정밀도가 떨어지고 과실이 마찰을 받을 기회가 많아서 과실이 상처를 입을 우려가 있다. 따라서 현재는 형상 및 중량겸용으로 선별기가 나오고있다.
3) 색채선별기 대개 카메라식으로 카메라, 조명장치, 반사거울로 구성되는 계측처리부, 중앙처리장치, 제어처리장치, 모니터 TV로 구성되어있다. 먼저 정렬공급장치에 의해 과실이 계측부로 공급되면 과실의 표면을 할로겐램프로 균일하게 조명하면서 고분해능의 색채센서(Linear image sensor color camera)로 과실 전표면의 화상을 검출한다. 카메라에 의한 과실의 화상은 직선적으로 배열되어 복수의 화상소자에 의해 과실에서 반사되는 빛을 과실의 일정거리마다 scanning을 반복 처리하여 얻어지며, 과실 면적은 화상의 선화 소수로부터 구해진다. 색의 계측은 과실에서 반사된 광을 빛의 3원색으로 분해하여 3원색의 광분해를 수치화 한다. 카메라는 예전에는 ITV(공업용 TV카메라)를 이용하였지만 최근에는 CCD (Charged-Coupled Device)일차원 화상센서가 많이 사용되고 있다. 계측시의 조명에는 ITV가 약 90Lux 필요하지만 CCD카메라에서는 약 20Lux이며 조명에 의한 온도상승으로 과실을 손상시킬 우려가 적다.
4) 비파괴 선별 광학적 방법은 외부 표면평가를 기본으로 하여 내부성분 정량까지 많은 평가 방법으로 이용되어지고 있다. 광의 투과, 반사 및 흡수특성을 이용하여 구성성분과의 칼리브레이션을 통해 정성 및 정량분석에 응용되어진다. 표면평가는 일반적으로 machine vision(영상처리)를 이용하여 과실 등의 색, 결점, 형상 등을 판별하며, camera system이용 투과영상를 이용한 사과내부의 water core판별(그림 3-2-1) 및 NIR system를 이용한 내부성분 검색 등이 많이 연구되어지고 있다. 특히 NIR은 구성성분과의 분자진동에너지에 기인한 배음과 결합 등 흡수 스펙트럼을 이용하여 calibration를 통해 정성, 정량 그리고 판별분석까지 수행되어지고 있다.
그림 1. 사과 Random vibration(좌)과 X-ray 투과영상(우)
(나) 등급 수확한 과실을 일정한 기준에 의하여 선과하는 기준을 등급이라고 한다. 과실에 대한 등급의 설정은 생산자와 소비자간의 상거래 신뢰도를 높이고 나아가 공정거래 및 유통 구조를 개선하는데 대단히 중요하다. 국내 사과 등급은 상자당 사과개수의 다소에 따라서 40~60개들이로 구분되어져 왔는데 1993년 정부에서 농수산물가공산업육성 및 품질관리에 관한 법률을 제정하여 국립농산물검사소를 유통관리 전담기관으로 지정해서 규격화 사업을 총괄하도록 1993년 8월 13일 농산물 표준출하규격을 개정하게 되었다.
2. 포장 포장은 상자 속에 들어있는 과실이 생산지에서 소비자에 이르기까지 물리적인 충격, 병충해, 미생물 등에 의한 오염과 광선, 온도, 습도 등에 의한 변질을 방지하고 나아가서는 소비자의 기호도에 맞는 디자인으로 상품가치를 증대시키는데 목적이 있다.
(가) 겉포장 현재 농산물 표준 출하규격에서 포장단위는 5, 10, 15㎏이며 재료는 양면내지 이중양면 골판지로 한정하고 있다. 그러나 나무상자를 이용하는 농가도 많으며 골판지 상자도 파열강도 및 압축강도가 규격에 미달되는 경우가 많아 상자 적재후 수송시 과실압상 피해가 발생되므로 표준규격품을 사용해야 한다.
(나) 완충재 상자내 과실간의 마찰에 의한 피해를 줄이기 위해 사용되는 완충재는 스티로폴망(P.P Net), 격자형 골판지, 난자형 스티로폴판 등이 있다. 스티로폴망이 과실 손상률이 낮아 가장 좋으나 사용후 폐기처리가 곤란하여 환경보호 면에서 고려되어야 한다.
(다) 포장단위의 등급 과실의 포장단위는 10㎏으로 특히 겉포장재 재질은 Pulp 30% 이상을 함유한 양면골판지박스로 파열강도 35㎏/㎠이상, 압축강도 600㎏이상, 상자크기는 길이×폭×높이가 각각 430×350×220㎜로 방수처리 된 상자를 사용하여야 한다. 따라서 수출중 상자가 쭈그러지지 않는 겉포장재를 사용하고 내포장재는 발포P.E망 등으로 낱개 포장하여야 하며 특히 양쪽측면에 환기공이 설치된 상자에 포장하여야 한다. 포장후 상자를 테이프나 침으로 봉한다.
※출처 : 농업과학기술대전-농촌진흥청
1. 선과(選果)
○ 선과(grading, sorting)는 과실을 포장하기 이전에 크기와 빛깔에 따라 정해진 규격에 알맞게 고르는 것 - 규격기준 : 중량 및 크기를 토대로 선별하는 계급선별 - 품질기준 : 외관, 손상부, 미각 등을 토대로 선별하는 등급선별
(가) 선과방법
1) 중량 선별기 개체 중량에 따라 분류하는 선과기로서 사과 등의 낙엽과수 그리고 토마토 등의 선별에 이용되고 있다. 계측방법은 개체의 중량, 분동, 용수철의 장력 등에 의해 선별하는 기계식 중량선별기에서 중량센서를 계측중심부로 이용하는 전자식 중량 선별기로 나뉠 수 있다.
○ 중량식선별기 국내에 스프링식이 많이 보급되어 있으며, 최근에 전자식 중량 선별기가 개발되어 일부 대형 선과장에서 이용되고 있다. 스프링식의 선별 단계는 6~10단계이며 선과능률은 시간당 5,000개 정도로 인력에 의한 능률보다 2~3배 높다. 선과 범위는 50~1,000g정도이고 사과 등에 이용되며(사진 12) 이동성 및 보관성이 좋은 장점이 있으나 스프링의 정밀성 및 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 지레식 중량 선별기는 선과 단계가 8단이고 형식이 1조에서 6조까지 있어서 선과 능률은 시간당 9,000개에서 72,000개 정도이며 선과 범위는 10~1,000g, 오차범위는 ±2.5g이다. 지레식 중량 선별기는 스프링식보다 오차의 범위가 적고 내구성이 강하다.
○ 전자식 중량선별기 전자저울을 라인(line)의 한곳에 설치하여 계측부로 하고 전자저울의 계량대 위에 버켓을 활주시켜 중량을 수시로 계측하여 전자식 콤파레이터에 의해 계급을 판별하는 방식이다. 최대선별속도가 시간당 10,000개 정도로서 200g의 과실을 선별할 때 1g정도의 정밀도를 얻을 수 있다. 또한 중량의 설정이 디지털식으로 극히 용이하고 정확하게 할 수 있어 계급마다의 배출구 순서를 자유로이 설정할 수 있게 되어있다. <표 1> 국산 전자식 중량선별기의 특성
구분 |
A사 |
B사 |
C사 |
처리능력 |
5,500개/시간 |
5,500개/시간 |
30,000개/시간 |
선별단계 |
8단 |
10단 |
8단 |
선별범위 |
20~990g |
20~999g |
20~999g |
정 밀 도 |
±5g |
±5g |
±5g |
소요동력 |
0.2㎾ |
0.2㎏ |
0.2㎾ |
설치면적 |
3,600×2,400×1,100m/m |
4,180×2,040×1,100m/m |
14,000×2,250×1,100m/m |
2) 형상 선별기 과실을 크기에 따라 선별하는 것으로서 드럼형, 벨트형 등이 있다. 일직선의 골이 여러개 있어서 그 골의 안쪽에 벨트가 있어 이것이 부드럽게 회전하며 벨트 사이에 과실이 얹어져 운반되고 골의 크기에 따라 작은 과실과 큰 과실이 크기별로 선과 된다. 구조가 간단하고 고장이 적지만 정밀도가 떨어지고 과실이 마찰을 받을 기회가 많아서 과실이 상처를 입을 우려가 있다. 따라서 현재는 형상 및 중량겸용으로 선별기가 나오고있다.
3) 색채선별기 대개 카메라식으로 카메라, 조명장치, 반사거울로 구성되는 계측처리부, 중앙처리장치, 제어처리장치, 모니터 TV로 구성되어있다. 먼저 정렬공급장치에 의해 과실이 계측부로 공급되면 과실의 표면을 할로겐램프로 균일하게 조명하면서 고분해능의 색채센서(Linear image sensor color camera)로 과실 전표면의 화상을 검출한다. 카메라에 의한 과실의 화상은 직선적으로 배열되어 복수의 화상소자에 의해 과실에서 반사되는 빛을 과실의 일정거리마다 scanning을 반복 처리하여 얻어지며, 과실 면적은 화상의 선화 소수로부터 구해진다. 색의 계측은 과실에서 반사된 광을 빛의 3원색으로 분해하여 3원색의 광분해를 수치화 한다. 카메라는 예전에는 ITV(공업용 TV카메라)를 이용하였지만 최근에는 CCD (Charged-Coupled Device)일차원 화상센서가 많이 사용되고 있다. 계측시의 조명에는 ITV가 약 90Lux 필요하지만 CCD카메라에서는 약 20Lux이며 조명에 의한 온도상승으로 과실을 손상시킬 우려가 적다.
4) 비파괴 선별 광학적 방법은 외부 표면평가를 기본으로 하여 내부성분 정량까지 많은 평가 방법으로 이용되어지고 있다. 광의 투과, 반사 및 흡수특성을 이용하여 구성성분과의 칼리브레이션을 통해 정성 및 정량분석에 응용되어진다. 표면평가는 일반적으로 machine vision(영상처리)를 이용하여 과실 등의 색, 결점, 형상 등을 판별하며, camera system이용 투과영상를 이용한 사과내부의 water core판별(그림 3-2-1) 및 NIR system를 이용한 내부성분 검색 등이 많이 연구되어지고 있다. 특히 NIR은 구성성분과의 분자진동에너지에 기인한 배음과 결합 등 흡수 스펙트럼을 이용하여 calibration를 통해 정성, 정량 그리고 판별분석까지 수행되어지고 있다.
그림 1. 사과 Random vibration(좌)과 X-ray 투과영상(우)
(나) 등급 수확한 과실을 일정한 기준에 의하여 선과하는 기준을 등급이라고 한다. 과실에 대한 등급의 설정은 생산자와 소비자간의 상거래 신뢰도를 높이고 나아가 공정거래 및 유통 구조를 개선하는데 대단히 중요하다. 국내 사과 등급은 상자당 사과개수의 다소에 따라서 40~60개들이로 구분되어져 왔는데 1993년 정부에서 농수산물가공산업육성 및 품질관리에 관한 법률을 제정하여 국립농산물검사소를 유통관리 전담기관으로 지정해서 규격화 사업을 총괄하도록 1993년 8월 13일 농산물 표준출하규격을 개정하게 되었다.
2. 포장 포장은 상자 속에 들어있는 과실이 생산지에서 소비자에 이르기까지 물리적인 충격, 병충해, 미생물 등에 의한 오염과 광선, 온도, 습도 등에 의한 변질을 방지하고 나아가서는 소비자의 기호도에 맞는 디자인으로 상품가치를 증대시키는데 목적이 있다.
(가) 겉포장 현재 농산물 표준 출하규격에서 포장단위는 5, 10, 15㎏이며 재료는 양면내지 이중양면 골판지로 한정하고 있다. 그러나 나무상자를 이용하는 농가도 많으며 골판지 상자도 파열강도 및 압축강도가 규격에 미달되는 경우가 많아 상자 적재후 수송시 과실압상 피해가 발생되므로 표준규격품을 사용해야 한다.
(나) 완충재 상자내 과실간의 마찰에 의한 피해를 줄이기 위해 사용되는 완충재는 스티로폴망(P.P Net), 격자형 골판지, 난자형 스티로폴판 등이 있다. 스티로폴망이 과실 손상률이 낮아 가장 좋으나 사용후 폐기처리가 곤란하여 환경보호 면에서 고려되어야 한다.
(다) 포장단위의 등급 과실의 포장단위는 10㎏으로 특히 겉포장재 재질은 Pulp 30% 이상을 함유한 양면골판지박스로 파열강도 35㎏/㎠이상, 압축강도 600㎏이상, 상자크기는 길이×폭×높이가 각각 430×350×220㎜로 방수처리 된 상자를 사용하여야 한다. 따라서 수출중 상자가 쭈그러지지 않는 겉포장재를 사용하고 내포장재는 발포P.E망 등으로 낱개 포장하여야 하며 특히 양쪽측면에 환기공이 설치된 상자에 포장하여야 한다. 포장후 상자를 테이프나 침으로 봉한다.
※출처 : 농업과학기술대전-농촌진흥청 |