직파용 벼 펠렛종자 제조장치 성능 개선 연구

Improvement of A Rice Seed Pelleting Machine for Direct Seeding in Rice Cultivation

본 연구는 기존 벼 펠렛종자 제조장치의 제조성능 및 제조 벼 펠렛종자 품질향상을 위하여 펠렛재료 공급부, 성형부, 펠렛종자 배출부를 개선 설계 제작하여 그 성능과 제조 벼 펠렛종자 특성을 구명함으로써 직파용 벼 펠렛종자 대량생산을 위한 제조장치 개발의 기초 자료를 얻고자 수행하였으며 그 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 펠렛재료의 일정한 공급과 펠렛재료가 성형 홈으로부터의 이탈하는 것을 줄이고, 펠렛종자의 완전한 배출이 가능하도록 한 벼 펠렛종자 제조장치를 설계·제작하였으며, 벼 펠렛종자 제조장치를 상토 종자혼합비, 성형롤의 회전속도에 따라 실험한 결과 벼 펠렛종자 제조 능력은 성능 개선 전의 펠렛종자 제조장치에 비하언 약 1.7배 향상된 제조능력을 보였으며, 성형률은 최대 약 89 %로 나타나 개선 전의 71%에 비해 18 %정도 성형률이 향상되었다. 그러나, 벼 종자손실률은 약 24% ∼ 49%로 거의 비슷한 수준인 것으로 나타났다. 제조된 벼 펠렛종자의 특성을 분석한 결과 펠렛종자의 구형률은 99.1%로 거의 구형으로 제조됨을 알 수 있었으며, 무게는 제조 직후에는 약 1.70 g, 완전 건조 후에는 1.31 g으로 나타났고, 직경은 약 12.03 mm에서 건조 후 11.53 mm로 축소되었다. 개선 전에 비해 직경과 무게가 약간씩 증가한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 재선된 제조장치에서 펠렛재료가 성형롤의 성형 홈에 압축 공급되고, 펠렛재료의 손실도 적었기 때문으로 판단된다. 제조된 한 개의 벼 펠렛종자 내에 포함된 완전 벼 종자의 개수는 상토 종자혼합비가 커질수록 성형롤의 회전속도가 낮을수록 많아지는 것으로 분석되었으며, 모두 펠렛종자 당 평균 약 3 개 이상의 완전 벼 종자를 포함하고 있는 것으로 나타났다. 개선 전에 비하여 펠렛종자 내에 포함된 평균 완전 종자수도 증가하였으며, 3개 이상 완전 종자를 포함한 펠렛종자의 비율도 증가하여 유압에 의한 펠렛재료 공급과 성형롤의 개선효과가 있었던 것으로 보인다. 음지 건조 후 벼 펠렛종자의 압축강도는 약 132 N ∼ 152 N으로 조사되었으며, 개선전에 비하면, 약 30 %가 증가한 것으로 나타났다. 출아율 실험 결과 상토 종자혼합비 6 : 1, 성형롤 회전속도 7 rpm에서 건답직파는 100%, 답수직파는 97 %의 출아율을 보여 만족할 만한 결과를 얻었으나, 그 외의 경우는 거의 90 % 이하의 출아율을 보여 출아율을 높이기 위한 방안이 필요한 것으로 보인다. 본 연구의 벼 펠렛종자 제조장치의 적정운전 조건은 제조된 벼 펠렛종자의 특성과 출아율을 고려해 볼 때 상토 종자혼합비 6 : 1, 성형롤 회전속도 약 7 rpm으로 판단되며, 이 때 제조능력은 시간당 약 65 Kg(펠렛종자 약 39,000 개), 성형률 약 87 %, 종자손실률은 약 30 %, 펠렛종자 내 평균 종자수는 약 5.5 개, 완전 벼 종자 3개 이상 포함 펠렛종자 비율은 약 100 %가 될 것으로 보인다.