수확한 농산물은 공산품과는 달리 '살아있는 생명체'로서 호흡, 증산, 에틸렌 생성 등의 생리작용을 통해 자체 영양분을 소모시키며 쉽게 변질되기 때문에, 맛과 영양분을 보존하고 저장성과 가공성을 좋게 하기 위해서 '건조(Drying)'라는 공정을 거치게 됩니다. 건조란 수분을 제거하는 과정입니다. 수확 시 수분함량은 농산물에 따라 다르지만 일반적으로 곡류의 경우 30% 내외, 과채류의 경우 70% 이상이기 때문에 건조를 위해서는 상당한 양의 에너지(수분증발잠열)가 소요되며, 이것은 곡류의 경우 전체 생산비용의 50%, 과채류의 경우 20%에 상당하는 막대한 비용입니다. 따라서 농산물의 품질저하를 방지하면서 건조비용을 절감하는 것이 건조기술의 핵심입니다. (주)생명과기술에서는 농산물의 물성을 비롯한 열풍의 유동분석, 원적외선 건조 등에 대한 연구를 통해 최적건조 솔루션을 제공하고 있습니다.

농산물에 함유된 수분을 증발시키는 데 필요한 에너지, 즉 수분증발잠열은 자유수의 증발잠열보다 10~30% 정도 크며 함수율이 낮을수록 증가하는 경향이 있습니다. 이는 함수율이 낮을수록 농산물 내 수분의 결함강도가 강하기 때문입니다.

• 홍고추를 시간당
  1톤(건물 175kg) 건조 할 경우
• 제거 할 수분량 : 824kg/h(초기 함수율 85%, 최종 함수율 15%일 경우)
• 자유수의 수분증발잠열 : 2,360kJ/kg (건조온도 60℃일 경우)
• 홍고추 건조시 소요되는 수분증발잠열 : 824kg/hX2,360kJ/kgX1.2=2,333,568kJ/kg=648KW

건조기의 에너지 수지를 살펴보면 투입된 열에너지의 상당 부분이 배기가스, 원물온도상승, 기체가열 및 기체벽면 등을 통해 손실되기 때문에 실제로 건조에 사용되는 수분증발잠열의 비율이 높지 않습니다. 따라서 건조효율을 향상시키기 위해서는 손실열을 최대한 줄이고 배기가스를 재순환하는 등의 설계가 필요합니다. 그러나 일반적으로 건조효율이 높다고 하여 품질을 보장하는 것은 아니며, 경우에 따라서는 효율을 높일 경우 건조품질이 떨어지는 경향도 있습니다. 가령 열풍재순환을 높이면 열손신은 감소하지만, 건조시간이 길어지면서 품질저하가 발생한다. 따라서 고품질 고효율의 건조를 위해서는 열풍온도, 송풍량, 열풍재순 활용 등의 최적화가 요구됩니다.

건조비용을 절감하기 위해서는 건조기의 설계뿐만 아니라, 석유 대신 비교적 저렴한 LPG나 전기를 열원(연료)으로 사용하거나 열풍건조방식 대신 원적외선 건조방식을 사용할 수 있습니다. 특히 원적외선 건조는 복사를 통한 열전달로 에너지 손실없이 대상체를 가열함으로써 효율이 높다는 장점이 있는 반면, 제한된 침투깊이와 직진성에 의한 건조 편차를 해소해야 하는 어려움도 있습니다.