표제지 1
제출문 4
최종보고서 5
요약문 6
목차 9
제1장 연구개발과제의 개요 14
제1절 연구개발의 목적 14
1. 연구목표 및 내용 14
2. 연구개발 배경 및 필요성 15
제2절 국내·외 기술현황 30
1. 국내 기술현황 30
2. 국외 기술 현황 32
제2장 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 34
제1절 연구개발과제의 수행 과정 34
1. 연구개발과제 수행 일정 34
2. 단계별 관리방법 34
제2절 연구개발과제의 수행내용 35
1. 실대재 규모의 목재 바이오 건조기 제작 35
2. 보급화를 위한 목재 바이오 건조기 최적 모델 선정 36
제3장 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 38
제1절 연구개발과제의 수행 결과 38
1. 소형 pilot. scale 목재 바이오 건조기 제작 38
2. 보급화를 위한 양산형 목재 바이오 건조기 설계 및 제작 58
제2절 연구수행 결과 85
제3절 목표 달성 수준 87
제4장 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 88
제5장 연구개발성과의 관리 및 활용계획 88
별첨 자료 89
뒷표지 90
표 1-1. 단면 및 투습성에 따른 수종 분류 21
표 1-2. 건조기 건조 방식(제재목) 26
표 1-3. 나라장터 "목재건조기" 입찰 공고 내역 27
표 1-4. 목재 바이오 건조기 개발과 관련된 일본 특허 현황 31
표 1-5. 일본의 목재 바이오 건조기 관련 특허 현황 32
표 3-1. pilot, scale 목재 바이오 건조기를 이용한 참나무 건조 스케줄 42
표 3-2. 활엽수 5종의 수종별 건조 후 굽음·할렬 발생 비율 55
표 3-3. 활엽수 5종의 건조 전과 후의 시험편 56
표 3-4. 함수율 20-25% 목재 시험편 건조 스케줄: 아까시나무, 느티나무, 자작나무, 물푸레나무 57
표 3-5. 함수율 20-25%의 벚나무 건조 스케줄 57
표 3-6. 주방 및 생활 소품으로 사용되는 목재제품 규격 61
표 3-7. 활엽수를 이용한 실내·외 인테리어 소품 61
표 3-8. 활엽수를 이용한 교보재 및 D.I.Y 용품 62
표 3-9. 양산형 바이오 건조기 내 적용된 센서 종류 63
표 3-10. 양산형 목재 바이오 건조기 제작에 소요되는 부품 내역 64
표 3-11. 설치된 컨트롤러 및 레코더 기기 및 주요 사양 69
표 3-12. 양산형 목재 바이오 건조기의 컨트롤러 운영 메뉴얼 71
표 3-13. 양산형 목재 바이오 건조기의 레코더 운영 메뉴얼 74
표 3-14. 양산형 중형크기 목재 바이오 건조기의 제품 사양 75
표 3-15. 중형크기의 양산형 목재 바이오 건조기 82
표 3-16. 소형크기의 양산형 목재 바이오 건조기 83
표 3-17. 양산형 목재 바이오 건조기의 개선사항 84
그림 1-1. 미건조 제재목의 용도 15
그림 1-2. 목재 바이오 건조기의 원리 16
그림 1-3. 목재로만 구성된 목재 바이오 건조기 17
그림 1-4. 건조기 종류 18
그림 1-5. 학교용 국산 참나무 마루 19
그림 1-6. 벚나무 도마 19
그림 1-7. 아카시아 도마 19
그림 1-8. 목재 바이오 건조기 선행연구 결과 20
그림 1-9. Wet-cup test(ISO 12572) 21
그림 1-10. 소형벽체의 흡습제 충진에 따른 수종별 Sd 값 변화[이미지참조] 22
그림 1-11. 잣나무 벽체를 이용한 흡·방습 시험 방법 22
그림 1-12. absorbant의 흡·방습 시험 결과 22
그림 1-13. 목재 바이오 건조기 벽체의 건조효율 평가 실험 23
그림 1-14. 35-70℃ 사이의 온도변화에 따른 목재 함수율 변화 23
그림 1-15. 설정 온도 70℃에서 목재의 함수율 변화 24
그림 1-16. Lab. scale 목재 바이오 건조기 25
그림 1-17. Lab. scale 목재 바이오 건조기의 내부 시험편 함수율 변화 25
그림 1-18. Pilot. scale 목재 바이오 건조기를 이용한 참나무류의 건조 스케줄 26
그림 1-19. 국산 목재를 활용한 목재 바이오 건조기의 기술 성숙도(TRL) 28
그림 1-20. 사우나 방식을 이용한 목재 건조기 33
그림 1-21. Solar wood kiln 33
그림 2-1. 국산 활엽수 "숨쉬는 도마" 35
그림 2-2. 목공방용 목재 바이오 건조기 규격 및 설계(예시) 35
그림 2-3. 목재 바이오 건조기 사용 메뉴얼 36
그림 2-4. (예시) 농산물 건조기 용량 및 디자인(소형, 중형, 대형) 37
그림 2-5. (예시) 목재 바이오 건조기 경제성 분석 37
그림 3-1. pilot. scale 목재 바이오 건조기 설계도면 39
그림 3-2. pilot. scale 목재 바이오 건조기 구성 부품 40
그림 3-3. 소형 pilot. scale 목재 바이오 건조기 제조 공정 40
그림 3-4. Pilot. scale의 목재 바이오 건조기 내부의 열원과 습도 공급·배출구 41
그림 3-5. 온·습도·평형함수율의 건조 곡선(pilot. scale 목재 바이오 건조기) 43
그림 3-6. Pilot. scale 목재 바이오 건조기의 함수율 감소 결과(control) 44
그림 3-7. 초기, 건조 후 횡단면 할렬 비교(pilot. scale 목재 바이오 건조기) 45
그림 3-8. 초기, 건조 후 표면 할렬 비교(pilot. scale 목재 바이오 건조기) 45
그림 3-9. 흡습제 삽입 pilot. scale 목재 바이오 건조기의 온도·습도·평형함수율 곡선 46
그림 3-10. 흡습제 삽입 pilot. scale 목재 바이오 건조기를 이용한 건조 목재의 함수율 변화 47
그림 3-11. 흡습제 삽입 pilot. scale 목재 바이오 건조기를 이용한 건조 전·후 시험편의 횡단면 할렬 48
그림 3-12. 흡습제 삽입 pilot. scale 목재 바이오 건조기를 이용한 건조 전·후 시험편의 표면 할렬 48
그림 3-13. 활엽수 5종의 pilot. scale 목재 바이오 건조기 내 설치 결과 49
그림 3-14. 활엽수 5종의 건조시간 경과에 따른 함수율 변화 50
그림 3-15. 활엽수 5종 건조 시 적용된 설정 온·습도 (좌)와 목재 바이오 건조기 내부 평형함수율 변화(우) 51
그림 3-16. 5일 건조기간 동안의 pilot. scale 목재 바이오 건조기 내부 온·습도 결과 51
그림 3-17. 활엽수 5종 건조 후 건조기 내부 결과 (좌)와 건조 시험편의 적재 결과(우) 52
그림 3-18. 아까시나무 시험편의 횡단면 수축률 결과 53
그림 3-19. 느티나무 시험편의 횡단면 수축률 결과 53
그림 3-20. 자작나무 시험편의 횡단면 수축률 결과 54
그림 3-21. 산벚나무 시험편의 횡단면 수축률 결과 54
그림 3-22. 물푸레나무 시험편의 횡단면 수축률 결과 55
그림 3-23. 시중 항온·항습챔버의 규격 58
그림 3-24. 다양한 규격의 항온·항습챔버 유형 59
그림 3-25. 일본의 다양한 규격의 소형 목재 바이오 건조기 59
그림 3-26. 주거 공간 중 주방에서 사용되는 다양한 목재제품 유형 60
그림 3-27. 양산형 목재 바이오 건조기 설계도면 62
그림 3-28. 양산형 목재 바이오 건조기 내부·외부 프레임 제작을 위한 상세도 66
그림 3-29. 활성탄 흡습보드 삽입 66
그림 3-30. 열원 공급·전달을 위한 카본히터 및 맥반석 설치 67
그림 3-31. 양산형 목재 바이오 건조기 내 설치된 센서 67
그림 3-32. 침수율 센서 삽입 68
그림 3-33. 냉동 설치 및 전장 작업 단계 68
그림 3-34. 컨트롤 패널 69
그림 3-35. 양산형 목재 바이오 건조기 완성품 70
그림 3-36. 양산형 목재 바이오 건조기를 이용한 목재 건조 순서 70
그림 3-37. 양산형 목재 바이오 건조기의 레코더 사용 흐름도 73
그림 3-38. 흡습제 삽입형 pilot. scale 목재 바이오 건조기의 온·습도 스케줄 (좌) 및 평형 함수율(우) 75
그림 3-39. 양산형 목재 바이오 건조기의 건조 시험재 설치 76
그림 3-40. 양산형 목재 바이오 건조기를 이용한 건조 후 시험편 76
그림 3-41. 양산형 목재 바이오 건조기를 이용한 건조시간 경과에 따른 함수율 변화(1회차) 77
그림 3-42. 건조효율 향상을 위한 변경 온·습도 스케줄 (좌)과 평형함수율(우) 78
그림 3-43. 온·습도 스케줄에 따른 건조기 내부 온·습도 변화 78
그림 3-44. 온·습도 스케줄 변경에 따른 건조 전·후 시험편(위: 건조 전, 아래: 건조 후) 79
그림 3-45. 온·습도 스케줄 변경에 따라 건조시간 경과에 따른 함수율 변화(2회차) 80
그림 3-46. 1회차, 2회차 건조 시험에 따른 함수율 변화 비교 80
그림 3-47. 양산형 목재 바이오 건조기의 건조 후 도어 벽체 81
그림 3-48. 배출수 이동을 위한 물받이 설치 전 (좌)과 후(우) 81
그림 3-49. 함수율 침봉 (좌)과 프로그램 충돌로 인한 시간 경과에 따른 함수율 오류 결과(우) 82