제 목 : 사과품질 자동선과기

  사과, 이 과일은 우리 국민에게 가장 사랑 받는 과일중의 하나일 것입니다. 그런데, 사과를 고를 때 크기와 색깔은 구별이 가능하지만 얼마나 달고 맛이 좋은지는 늘 궁금증을 가지고 사게 됩니다. 그러나 이제 사과를 깨끗하게 세척하여 바로 먹을 수 있고 크기와 색깔은 물론 당도까지 구분 선별하는 고성능 선별기가 실용화 되어 소비자의 신뢰를 더욱 높이고 있습니다.

1. 선별 준비과정

가. 세척

  수확한 사과는 품질향상을 위하여 세척이 이루어집니다. 이 시스템은 사과를 투입하여 세척과 살균을 동시에 할 수 있는 세척부, 이송컨베이어와 헹굼부, 표면수분 제거부, 건조부, 배출부로 구성되어 있습니다.

  세척부는 세척조에 사과를 투입하면 바닥에서 올라오는 공기방울과, 옆에서 살수하는 세척수류의 힘에 의해 사과 표면이 세척됩니다. 이와 동시에 세척수를 오존수를 사용함으로써 오존수의 살균작용에 의해 사과 표면의 미생물이 제거됩니다.

  또한 세척수를 재사용하기 위하여 백 필터를 부착하여 세척수의 이물질 등을 제거하고 순환시켜 반복사용 할 수 있습니다. 세척과 살균이 동시에 이루어진 사과는 컨베이어에 의해 세척조에서 걷어 올려져 이송하면서 깨끗한 물에 의해 헹굼 공정을 거치면서 완벽하게 세척이 이루어집니다.

나. 건조

  세척이 완료된 사과는 표면에 물기가 묻어 있는 것을 제거하기 위하여 탈수부로 이동합니다. 탈수부는 물을 빨아들이는 스폰지로 롤러로 제작되어 있습니다. 이 스폰지는 특수한 스폰지로서 물의 흡수력이 뛰어나 사과 표면에 물을 빨아들여 제거합니다.

  그리고 회전하면서 다시 물을 밖으로 배출하여 사과 표면의 물기를 제거하도록 되어 있습니다. 탈수부를 거치면서 사과표면의 물이 어느 정도 제거되지만 사과의 꼭지부 수분은 건조를 거치면서 물은 완전히 제거됩니다.

  건조부는 공기의 습기를 제거하고 차가운 공기를 만들기 위한 냉동기와 상부에서 차가운 공기를 불어주는 송풍팬으로 구성되어 있습니다. 컨베이어에 의해 이송되는 사과를 완전히 건조시킵니다. 이렇게 하면 씻지 않고도 바로 먹을 수 있는 깨끗한 사과가 됩니다.

2. 비파괴 품질판정 시스템

가. 선별기의 구조

   과일의 품질은 맛과 관련된 당도 등의 내부 품질과 색깔, 크기, 중량 등 외부 품질로 나눌 수 있습니다. 이 시스템은 과일을 파괴하지 않고 내부의 당도, 색깔, 크기, 무게를 동시에 판정하여 선별할 수 있습니다. 당도의 판정은 근적외선 분광분석법을 이용하고 색깔과 크기는 컬러 CCD 카메라를 이용한 영상처리법을, 무게는 로드셀을 이용한 신호처리법을 이용하여 측정합니다. 이 시스템은 과일을 투입하는 투입부와 무게 측정부, 당도 판정부, 색깔 측정부, 배출부 및 사과 이송 컨베이어로 구성됩니다.

나. 사과 투입부

  투입부는 과일을 선별하기 위하여 과일 이송컨베이어에 하나씩 올려놓은 부분입니다. 우리나라의 과일은 외국의 과일과 달리 경도가 약하기 때문에 자동으로 이송컨베이어에 공급할 경우 과일에 손상을 줄 우려가 있습니다. 이로 인해 일반적으로 투입은 수작업에 의해 이루어집니다.

다. 무게 측정부

  투입된 과일은 이송장치에 의해 로드셀의 위로 이동합니다. 로드셀에서는 과일이 놓여진 접시의 무게가 전기신호로 계측되어 이를 컴퓨터로 보냅니다. 컴퓨터에서는 전기신호의 크기에 따라 해당되는 무게를 계산합니다.

라. 당도 측정부

  무게가 계측된 후, 당도 판정부를 지나는 과일은 약 0.1초 동안 근적외선에 노출됩니다.  조사된 근적외선은 과일에 흡수되거나 투과하기도 하고, 일부는 정반사되어 나오기도 합니다. 이 당도 판정부에서는 과일 내부의 과육을 투과하고 반사되어 나오는 근적외선 스펙트럼을 측정합니다. 측정된 근적외선 스펙트럼을 미리 입력된 당도 측정용 수식에 입력하면, 과일의 당도가 환산됩니다.

마. 색깔 측정부

  당 측정을 마치고 컬러 CCD 카메라와 돔 형태의 광원장치의 아래로 과일이 진행할 때 컬러 CCD 카메라는 순간적으로 과일의 영상을 획득합니다. 획득된 영상의 각 화소마다의 값을 과일의 크기, 색깔을 계산하는데 이용합니다.

바. 배출부

  과일의 배출은 해당 등급의 과일이 배출부로 오면 컴퓨터에서는 배출부 솔레노이드를 작동시키기 위한 전기신호를 보냅니다. 이 전기 신호에 의해 동작된 솔레노이드는 컵을 기울이는 역할을 하여 배출부로 과일을 보냅니다.

  이상과 같이 시스템을 설정하고 운용하면 작업자가 원하는 위치에 원하는 등급의 과일을 보낼 수 있습니다. 다만, 이러한 선별 기준의 설정은 절대적인 값은 아닙니다. 해마다 작황이 틀리고, 품종별로 기준이 틀리며 소비자의 기호도도 천차만별이기 때문에 부가가치를 올릴 수 있는 등급 설정이 이루어져야 합니다.