과수 농가에서는 과일의 크기가 각 기 다르므로 상품화 분류를 한다. 물론 상품화 가치가 없는 과일은 목안으로 선별 가능하지만 크기별로 등급화 하기는 쉽지 않다. 눈대중으로 크기를 분류하기가 쉽지 않기 때문이다. 그러나 근래에는 과일선별기가 있어서 어렵지 않게 여러 단계의 크기별로 분류가 가능하다.
과일이 구형(球形)이라고 가정하면 크기는 투사된 원(圓)의 직경을 의미한다. 따라서 과일이 완전한 구라고하면 크기별로 뚫은 구멍으로 분류가 가능할 수 있다. 그러나 과일의 모양이 완전한 구인 경우는 없기 때문에 구멍을 통과하는 방식으로 분류하기가 매우 어렵고 통과식 분류가 가능할지라도 과일의 일부에 상처가 날 수도 있고, 원하는 크기별 분류가 제대로 되지 않기 때문에 쉽지 않다. 또, 대추방울토마토와 같이 타원형은 홈의 깊이와 크기를 활용해서 분류할 수 있으나 이 또한 굵기만 기준으로 분류될 뿐 길이에 대한 분류는 제대로 될 수가 없다. 그러므로 과일의 분류는 크기를 무게로 대체하여 분류할 수 있다면 무게로 분류하는 것이 가장 좋은 방법일 수 있다. 원래 물체의 무게는 지구와의 인력에 지구자전에 의한 원심력을 더한 값으로 주어지는 중력으로써 질량(관성의 크기)에 중력가속도를 곱한 값으로 주어진다.
지구상의 중력가속도는 평균하여 9.8
으로 주어진다. 그러므로 질량 100g=0.1kg인 물체가 있다면 이 물체의 무게는 0.1x9.8
=0.98 N(Newton)≒1N 이 된다. 대략 1N의 힘의 크기는 100gram의 무게와 같다. 아무튼 과일을 반지름 r인 구형으로 보고, 단위 부피당 질량인 밀도를 ρ라고 하면 과일의 질량은
이 되기 때문에 크기를 무게로 대체가 가능하다. 그러나 무게가 크기에 선형 비례하지 않는다는 사실에 주의해야 한다. 크기가 두 배라면 무게는 8배가 되기 때문이다. [그림1]에서 보는 바와같이 참외를 만원에 6개, 7개, 8개로 판매하고자 한다면 생산된 참외를 3등급으로 분류하되 상품 6개의 무게와 중품 7개의 무게, 하품 8개의 무게가 같도록 분류해야 한다는 의미이다. 이 분류 방식을 제대로 산정하지 못하면 특정 선별치로 상품이 편중되어 선별될 수 있다. 일단은 참외 무게에 대한 통계처리가 제대로 되어야 한다는 의미이다. 다른 과일도 마찬가지이다.
[그림 1] 과일 선별기
아무튼 과일선별기는 과일의 무게로 과일을 분류한다. 그렇다면 무게를 측정할 수 있어야 한다. 무게는 힘이고 힘을 측정하는 도구는 용수철(龍鬚銕)이다. 그러므로 과일선별기의 핵심은 용의 수염같이 생긴 철사라는 용수철 즉, 스프링(spring)이다. 스프링으로 지지되는 바구니를 위에 달아서 무거운 과일을 올리면 바구니가 아래로 많이 내려가고, 가벼운 과일을 올리면 바구니가 덜 내려가는 원리를 이용하여 선별기를 만든다는 의미가 된다.
[그림 2] 과일 선별기 무게 다이얼
만일 참외를 200g~250g, 250g~300g, 300g 이상으로 3단계 분류한다고 보자. [그림2]에서 왼쪽 바구니에 참외를 올리면 체인으로 동력을 받아 반시계 방향으로 바구니가 회전하게 된다. 이 때, 첫 번째 무게 다이얼을 300g에 맞추면 기준치 설정봉이 300g 기준치로 설정된다. 그러므로 300g 이상되는 참외가 바구니에 담겨 있으면 방아쇠가 300g 기준치 설정봉의 끝단보다 아래로 내려가므로 300g 기준치 설정봉을 지나며 방아쇠가 설정봉에 걸리면서 레버(lever)를 당겨 바구니가 기울어지면서 참외가 굴러 떨어지게 된다. [그림 2]에서는 오른쪽으로 참외가 굴러 떨어지게 되어 있다. 다음 무게 다이얼을 250g에 맞추므로써 기준치 설정봉의 끝단이 250g에 맞추어지도록 설정한다. 그러면 250g~300g의 참외가 같은 과정으로 선별될 수 있다. 다음 무게 다이얼은 가장 가벼운 참외의 무게 200g에 맞추면 된다. 그러면 200g 무게 이상부터 250g 미만의 참외가 선별되게 된다. 과일이 굴러 떨어진 바구니는 레버용 스프링의 복원력으로 다시 원래의 모습으로 세워진다.
여기서 알 수 있는 사실은 과일의 종류에 따라 적절한 과일 선별기를 설계, 제작, 사용해야 한다는 것이며 과일의 선별은 무거운 것에서 가벼운 순서로 선별해야 한다는 것이다. 가벼운 과일부터 선별하고자 하면 그 기준치보다 무거운 과일이 담긴 바구니의 방아쇠가 모두 설정봉에 걸려서 바구니 레버를 당기게 되어 있기 때문이다.
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