• 신재생에너지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.3-9
• /
• 2011

Optimization of initial total sugar concentration of sweet sorghum juice, aeration time and aeration rate on ethanol production was performed by response surface methodology (RSM). The optimum conditions for ethanol production from concentrated sweet sorghum juice were determined as follows: initial total sugar concentration, 21.2 Brix; aeration time, 7.66h; aeration rate, 1.22 vvm. At the optimum conditions, the maximum ethanol yield was predicted to be 91.65% by model prediction. Similarly, 92.98% of ethanol yield was obtained by verification experiment using optimum conditions after 48 h of fermentation. This result was in agreement with the model prediction.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.627-633
• /
• 2016

단수수[Sorghum bicolor (L)]는 당류가 풍부한 사탕수수, 사탕무와 같은 주요 바이오연료 작물 중의 하나이다. 단수수 착즙액은 단수수 줄기를 압착하여 추출하며 주요 성분는 glucose와 fructose 그리고 sucrose로 구성되어 있다. 에탄올은 효모발효공정을 통하여 단수수 착즙액으로부터 쉽게 생산할 수 있다. 단수수 착즙액은 당류 뿐만 아니라 질소나 인산과 같은 다양한 무기영양원도 함유하고 있어 종균 배지로 활용성이 높다. 상업적인 에탄올 생산 공정에서 종균배양은 중요한 발효공정 중의 하나이며 공정비용 절감을 위해 최적화된 배지가 필수적이다. 본 연구에서는 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균의 배지로서 단수수 착즙액의 특성을 평가하였다. 단수수착즙액의 발효기질 적합성을 평가하기 위해 YPD 및 억새 당화액을 비교하여 실험하였으며, YPD배지 중 yeast extract 와 peptone은 각각 5 g/L의 농도로 사용하였다. 각각의 기질들은 당 농도가 2%, 5%, 10%가 함유되도록 제조하여 발효를 통한 균체농도를 측정하였다. 그 결과 YPD와 단수수착즙액을 배지로 사용하였을 때 발효 24시간 후에 최대 $2.5{\times}10^8CFU/mL$ 이상의 균체농도를 나타내었다. 결과적으로 단수수착즙액은 12시간 발효 후에 $1.0{\times}10^8CFU/mL$ 균체를 생산하여 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균 배지로서 YPD를 대체하여 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국작물학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.300-304
• /
• 1991

외국으로부터 수집한 당과작물의 생육특성을 조사하여 생물에너지 자원으로 이용 가능성을 검토하고자 1986～1988년에 걸쳐 경남 진주에서 실시한 시험결과는 다음과 같다. 1. 단수수는 1988년 5월 20일 파종에서 공시품종들의 파종으로부터 출수까지의 일수는 70～l18일 이었다. 경의 당도는 6.0～l4.0%이었고, 생체중은 10a당 4～15t이었다. s-1은 재배기간 2회까지 예취가 가능하였다. 2. 사탕무는 수확까지 생엽을 유지하였고, 근중은 3.542～6,397kg/10a이었으며, 근의 당도는 9.2 ～ 19.8%이었다 3. 사방수수는 10월하순까지 생장을 계속하였고, 그 후는 생장이 정지되었다. 경의 당도는 13.2 ～ 16.1%이었다 4. 단수수의 파종기별 생육량은 조파할수록 많았고, 경의 당도도 높았다 5. 단수수의 착즙액으로 부터 alcohol 수득량은 10a당 186$\ell$까지 얻을 수 있었다.

• 한국작물학회지
• /
• 제64권2호
• /
• pp.127-136
• /
• 2019

단수수(Sorghum bicolor L. Moench)는 전통적인 식량작물보다 높은 환경적응성과 다양한 용도로 유용한 작물로 평가받아 왔지만, 국내에서는 관련 연구 및 정보의 부족으로 재배가 확대되지 못하고 있다. 본 연구는 단수수 '초롱'의 전라북도 6개 지역(전주, 부안, 정읍, 임실, 남원, 장수)의 최근 30년(1989-2018년)간 기상자료에 근거한 출수기를 추정하고, 파종시기(4월 10일, 4월 25일, 5월 10일, 5월 25일, 6월 10일, 6월 25일)에 따른 생육 및 품질요인 등을 비교하고자 수행하였다. 파종부터 출수까지의 소요일수는 파종시기가 빠를수록 107, 96, 83, 70, 59, 64, 65일로 길어지는 경향을 보였으며, 평균출수소요일수는 77.7일이었다. 유효적산온도는 평균 $1,120.3^{\circ}C$이었다. 지역별 연평균온도는 전주, 정읍, 부안, 남원, 임실, 장수 순으로 높았으며, 평균온도는 지역별 출수소요일수와도 비슷한 경향이었다. 특히 유효적산온도로 산출한 최근 30년 동안 6개 지역의 출수소요일수는 모든 파종처리구에서 점차 감소하는 경향이었다. 또한 6개 지역에서 출수소요일수는 평균온도(파종~출수까지)와 부의 상관관계가 있는 것으로 나타났고, 2017, 2018년 평균온도를 이용하여 산출한 출수소요일수의 예측값은 관측값($R^2=0.9987**$)을 89%로 확률로 설명되었다. 수확기, 4월과 7월 파종은 각각 생경수량과 가용성 고형물 함량이 높았으나, 최종적인 당수량은 5월 10, 25일 파종이 각각 3.4, $3.1Mg{\cdot}ha^{-1}$로 가장 높았다. 4, 7월에 파종한 경우 각각 품질과 수량이 낮고 서리피해의 위험성이 있으므로 5월 파종하는 것이 효과적일 것으로 판단된다. 최종적인 파종시기의 결정은 적정 수확기, 작부체계, 수확대상(착즙액 또는 이삭), 재배지대, 미기상 등을 고려해야 할 것이다.

• 한국작물학회지
• /
• 제64권1호
• /
• pp.40-47
• /
• 2019

본 연구는 단수수 '초롱'(Sorghum bicolor (L.) Moench)의 재식밀도(16.7, 11.1, 8.3, 6.7, 5.6주${\cdot}m^{-2}$)에 따른 생육, 착즙액의 수량 및 품질을 비교하고 적정 재식밀도와 다변량 분석을 통해 수량에 관계된 요인을 분석하고자 수행하였다. 재식밀도에 따라 파종 후 일수별 주경장은 처리간 차이가 없었으나 재식밀도가 높아짐에 따라 경태는 얇아지고 분지의 퇴화가 빨라지는 경향을 보였다. 수확기 추정한 착즙액과 당수량은 재식밀도가 높은 16.7 (각각 42.9, $4.16Mg{\cdot}ha^{-1}$), 11.1 (37.1, $3.73Mg{\cdot}ha^{-1}$)주${\cdot}m^{-2}$ 처리구가 8.3(30.5, $2.96Mg{\cdot}ha^{-1}$), 6.7 (26.6, $2.41Mg{\cdot}ha^{-1}$), 5.6 (24.7, $2.22Mg{\cdot}ha^{-1}$)주${\cdot}m^{-2}$ 처리구보다 많았다. 가용성 고형물 및 유리당 함량은 통계적인 차이는 없었으나 11.1, 8.3주${\cdot}m^{-2}$ 처리구에서 높은 편이었다. 반면 재식밀도가 5.6~11.1주${\cdot}m^{-2}$까지 증가했을 때 도복지수(9에 가까울수록 도복피해가 커짐)가 2.00~6.33까지 급격히 증가하여 최종 재식밀도의 결정시 태풍의 도래 횟수나 지형적인 특성 등을 고려해야 할 것이다. 추가적으로 조사항목간 상관분석과 주성분 분석에서 재식밀도는 생경수량($r=0.62^{**}$), 건물수량($r=0.58^{**}$), 착즙액($r=0.63^{**}$) 및 당수량($r=0.66^{**}$)과는 정의관계를, 주경의 굵기($r=-0.65^{**}$)와는 부의관계를 나타내었다. 또한 수량 관련 요인들은 초장, 경태, 마디수와 통계적 관계가 없었다.

• 한국작물학회지
• /
• 제65권1호
• /
• pp.72-78
• /
• 2020

본 연구는 탄질비(C/N)가 224인 억새 절삭물을 토양에 시용하여 토양을 개선하고 작물 생육을 촉진하고자 ha 당 무시용, 10톤, 20톤을 처리하였다. 그 결과, 토양 유기물 함량이 시험 전 11.0 g·kg^-1에서 3년 후 최대 16.3까지 증가하였다. 토양 양이온치환용량의 경우 3년 후 최대 15.3 cmol_c·kg^-1까지 증가하였다. 앞그루작물인 단수수는 20톤 시용구가 줄기가 굵었고 주당 착즙량이 60 ml로 가장 많았다. 착즙액량과 착즙액의 가용성고형물 함량을 곱한 수량지수는 억새 10톤 시용구가 1,913으로 가장 높고 20톤 시용구와 대조구가 각각 1,851, 1,839 순이었다. 억새 바이오매스 시용량이 늘어나고 시험 연차가 길어짐에 따라 일시적 비절과 가뭄 피해가 발생하였다. 고구마 지상부 생육은 억새 시용의 영향을 받지 않았다. 상품(marcketable) 괴근 수는 억새 20톤 시용구가 대조구와 같은 2,9개였고, 10톤 시용구가 3.6개로 가장 많았다. 억새 20톤 시용구와 대조구의 2년간 평균수량이 각각 2,579 kg/10a, 2,708으로 낮았고 10톤 시용구가 3,289로 가장 많았다. 뒷그루작물인 양파의 경우 억새 시용에 따른 수량 차이는 인정되지 않았으나 억새 20톤 시용구가 무시용구나 10톤 시용구에 비해 양파 초장과 엽장이 길었다. 마늘의 수량은 2,630~2,901 kg/10a으로서 억새 시용의 영향이 없었고, 억새 10톤 시용구가 초장과 엽장이 가장 길었고, 인편 수는 억새 시용구가 인경구당 8.2~8.3개였고 대조구가 8.9개로 가장 많았다. 본 시험 결과, ha 당 10톤 내외의 억새 바이오매스를 시용할 경우 토양 개량과 더불어 작물 생육과 수량을 촉진시켜 향후 부존자원인 억새의 가치를 재발견하는 실마리가 될 것으로 보인다.