• 제목/요약/키워드: milling experiment

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정미기의 능률에 미치는 기계적 요인및 작동조건에 관한 연구 (Mechanical and Operational Factors Affecting the Efficiency of Rice Polishing Machines)

  • 노상하;최재갑
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제1권1호
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    • pp.17-48
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    • 1976
  • In analyzing the operational characteristics of a rice whitening machine, the internal radial pressure of the machine was measured using strain gage equipment. Changes in cylinder and feed screw configurations, screen type, cylinder speed and counter-pressure levels were examined to determine their impact on the quality and quantity of milled rice and the performance of the machine. The results are summarized as follows: 1. The internal radial pressure in the whitening chamber varied with the surface condition of the grain being processed. During the first or second pass through the machine, pressure was relatively low, reached a maximum after two to three passes with combinations I and II, three to six with combination III and then began to fall. 2. The pitch of the feed screw and the size of the feed gate opening which determine the rate of entry of grain into the whitening chamber, appeared to be the most important factor aff-::cting the degree of radial pressure, quality and quantity of milled rice and the efficiency of the machine. Using a feed screw with a wide pitch (4.8cm), radial pressure was relatively high and head rice recovery ratio \vere quite low. In this case capacity and machine effic\ulcorneriency were much higher than obtained when using a feed screw with a narrow pitch (2.3cm). Very significant responses in radial pressure, head rice recovery rates and machine capacity were observed with changes in cylinder speed and counter-pressure levels when using the wide pitch feed screw. 3. The characteristics of the screen which surrounds the whitening chamber had an important effect on whitening efficiency. The existence of small protuberances on the original screen resulted in significant increases in both machine capacity and efficiency but without a significant decrease in head rice recovery or development of excessive radial pressure. Further work is required to determine the effects of screen surface conditions and the shape of the cylinderical steel roller on the rate of bran removal, machine efficiency and recovery rates. The size of the slotted perforations 0:1 the screen affects total milled rice recovery. The opening size on the original screen was fabricated to accommodate the round shape of Japonica rice varieties but was not suitable for the more slender Indica type. Milling Indica varieties with this screen resulted in a reduction in total milled rice recovery. 4. An increase in cylinder speed from 380 to 820 rpm produced a positive effect on head rice recovery for all machine combinations at every level of counter-pressure used in the tests. Head rice recovery was considerably lower at 380rpm using a wide screw pitch when compared to the results obtained at speeds from 600 to 820 r.p.m. The effects of cylinder speed On radial pressure, capacity and machine efficiency showed contrasting results, depending on the width of the feed screw pitch. With a narrow feed screw pitch (2.3cm), a direct proportional relationship was observed bet\ulcornerween cylinder speed and both radial pressure and machine efficiency. In contrast, using a 4.8 centimeter pitch feed roller produced a series of inverse relationships between the above variables. Based on the results of this study it is recommended when milling Indica type long grain rice varieties that the cylinder speed of the original machine be increased from 500-600 rmp up to a minimum of 800 rpm to obtain a greater abrasive effect between the grain and the screen. The pitch of the feed screw should be also reduced to decr\ulcornerease the level of internal radial pressure and to obtain higher machine efficiency and increased quality of milled rice with increased cylinder speeds. Further study on the interaction between cylinder speed and feed screw pitch is recommended. 5. An increase in the counter pressure level produced a negative effect On the head rice recovery with an increase in radial pressure, capacity, and machine efficiency over all combinations and at every level of cylinder speed. 6. Head rice recovery rates were conditioned primarily by the pressure inside the whitening chamber. According to the empirical cha racteristics curve developed in this study, the relationships of head rice recovery ($Y_h$) and machine capacity ($Y_c$/TEX>) to internal radial pressure ($X_p$) followed an inverse quadratic function and a linear function respectively: $$Y_h^\Delta=\frac{1}{{1.4383-0.2951X_p^\ast+0.1425X_p^{\ast\ast}}^2} , (R^2=0.98)$$ $$Y_c^\Delta=-305.83+374.37X_p^{\ast\ast}, (R^2=0.88)$$ The correlation between capacity and power consumption per unit of brown rice expressed in the following exponential function: $$Y_c^\Delta=1.63Y_c^{-0.7786^\{\ast\ast}, (R^2=0.94)$$ These relationships indicate that when radial pressure increases above a certain range (1. 6 to 2.0 kg/$cm^2$ based On the results of the experiment) head ricerecovery decrea\ulcornerses in a quadratic relation with a inear increase in capacity but without any decrease in power consump tion per unit of brown rice. On the other hand, if radial pressure is below the range shown above, power consumption increases dramatically with a lin\ulcornerear decrease in capacity but without significant increases in head rice recovery. During the operation of a given whitening machine, the optimum radial pressure range or the correct capacity range should be selected by controlling the feed rate and/or counter-pressure keeping in mind the condition of the grain, particulary the hardness. It was observed that the total number of passes is related to radial pessure level, feed rate and counter-pressure level. The higher theradial pressure the fewer num\ulcornerber of pass required but with decreased head rice recovery. In particular, when using high feed rates, the total number of passes should be increased to more than three by reducing the counter-pressure level to avoid decreaseases in head rice recovery (less than 65 percent head rice recovery on the basis of brown rice) at every cylinder speed. 7. A rapid rise in grain temperature seemed to have a close relationship with the pressure generated inside the whitening chamber and, subsequently with head rice reco\ulcornervery rates. The higher the rate of increase, the lower were the resulting head rice recoveries.

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분질배유를 지니는 흑미, '아로마티'의 주요 농업형질 및 가공적성 평가 (Agronomic and End-use Quality Analysis of 'AromaT', a Black Rice (Oryza Sativa L.) Variety with Floury Endosperm)

  • 하수경;모영준;정종민;이현숙;김진희;서우덕;정지웅
    • 한국작물학회지
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    • 제67권1호
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    • pp.9-16
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    • 2022
  • 흑미에서 생합성되는 안토시아닌에 대한 관심이 높아지고 있고, 환경 및 제분비용이 낮은 건식제분 쌀가루의 장점이 부각되고 있다. 이에 따라 국립식량과학원에서는 분질배유를 지녀 건식제분에 적합한 벼 '수원542호'에 흑미인 '흑진주'를 교배한 '아로마티'를 개발하였고, 2019년 특허 출원하였다(Ha et al., 2019). 2019년 국립식량과학원 작물육종과 포장에서 재배된 '아로마티'의 재배시기별 주요 농업형질, 분질배유 및 건식제분 적합성을 연구한 주요 결과는 다음과 같다. 1. '아로마티'는 남부지방에서 이모작 또는 만기재배에 적합하다. 이모작 및 만기재배에서 '아로마티'의 출수기는 각 8월 14일 및 8월 26일으로써 부본인 '흑진주'보다 늦었다. '아로마티'와 '흑진주' 현미수량성은 보통기 재배보다 이모작 재배와 만기재배에서 격차가 더 컸다. '아로마티'의 안토시아닌 성분과 향기성분인 2AP 함량은 만기재배에서 유리하다. 따라서 '아로마티'는 '흑진주'에 비해 남부지방에서의 이모작 및 만기재배 환경에 더 적합할 것으로 판단된다. 2. '아로마티'의 분질배유는 모본인 '수원542호'에서 유래되었다고 유전적으로 규명하였다. '수원542호'의 분질배유는 5번염색체에 존재하는 열성 단인자 'flo7'에 의해 결정되고, 분질배유 유전자인 cyOsPPDK 유전자의 ORF 내 8번 Exon에 존재하는 SNP의 서열이 G에서 A로 치환되었다고 보고되었다. 해당 영역의 '아로마티'의 SNP 서열은 '수원542호'와 동일하게 G에서 A로 치환되었다. 또한, '아로마티'에서는 '수원542호'와 동일한 'Adenine' 염기가 확인되었고, '흑진주'에서는 'Guanine' 염기가 확인됨을 알 수 있었다. 따라서 '아로마티'의 분질배유는 '수원542호'에서 유래되었음을 유전적으로 확인할 수 있었다. 3. '아로마티'가 '흑진주'보다 등숙기간의 저온 및 고온 적응력이 더 우수하다. '아로마티'의 안토시아닌 함량은 모든 재배조건에서 '흑진주'보다 높게 생합성되기 때문이다. 특히, 만기재배에 생산된 '아로마티'는 부본인 '흑진주'보다 열수처리를 통해 용출되는 안토시아닌 함량도 높았고, 구수한 향을 발산하는 2AP의 함량이 높으므로 음용이 간단한 흑미차 소재로 활용가치를 확인하였다. 4. '아로마티'는 건식 흑미가루 생산에 적합하다. '아로마티'는 분질배유를 지니었기에, 가루로 제조할 경우 입도가 곱고, 손상전분이 낮다. 따라서 '아로마티'는 다양한 쌀 가공품 소재로 활용가능성이 높은 건식 흑미가루 생산에 적합할 것으로 판단된다. 5. 이상의 결과로 '아로마티'는 분질배유를 지니는 흑미이자 향이 존재하는 점을 고려할 때, 고품질 흑미가루 및 현미차 등으로 활용하여 쌀가공산업에 신소재로써 가치가 높다고 판단된다.

수도 등숙의 품종간차이와 그 향상에 관한 연구 (Studies on the Varietal Difference in the Physiology of Ripening in Rice with Special Reference to Raising the Percentage of Ripened Grains)

  • 안수봉
    • 한국작물학회지
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    • 제14권
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    • pp.1-40
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    • 1973
  • 수도의 다수확을 위하여 근래 다비재배의 경향이 높아가고 있는 반면에 등숙률의 저하가 증수저해요인으로 크게 문제되고 있다. 특히 최근 육성된 통일품종은 이점이 더 심각한 바 있어 등숙의 향상책을 모색하고저 1970년부터 1972년까지 3개년간에 걸쳐 수원 작물시험장포장과 인공기상실에서 주로 진흥과 통일을 공시하여 증숙에 관한 일련의 실험을 시행한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 통일의 곡립은 발아등 종래품종에 비하여 세장하고 곡립의 폭 및 두께가 작으며 비중과의 상관관계는 진흥에 있어서는 곡립의 무게, 두께, 폭 및 길이의 순으로 낮으나 통일은 무게, 폭, 두께 및 길이의 순으로 낮았다. 2. 비중별 립수분포에 있어서 종래의 Japonica도는 비중 1.18을 정점으로 대부분 1.12이상에 분포하고 있으나 통일계통에서는 1.12이하의 곡립도 상당수 분포하였고 진흥이 비중 1.06이하에서 정현비율이 급감하고 있으나 통일에 있어서는 비중 1.20에서 0.96까지의 곡립의 정현비율이 별로 차이가 없으므로 1.06을 등숙립의 선별기준으로 삼는 것은 불합리한 것으로 인정된다. 3. 출수후의 등숙속도는 품종간차이가 현저하며 대체로 한랭지 재배품종일수록 느렸으며 통일은 원래 등숙이 빠른 편이나 등숙후기에는 기온의 저하로 인하여 그 속도가 떨어졌다. 4. 지발분얼 또는 약세분얼은 수당영화수도 적을 뿐 아니라 등숙률도 낮은데 통일은 지발분얼이 많고 이들은 저온하에서 출수하여 수전일수가 연장되고 등숙률이 떨어졌다. 5. 통일의 엽신은 짧고 넓으며 엽신전개력은 다비조건에서는 진흥만큼 크고 또 엽의 경사각도는 적어 수광태세가 양호하였다. 통일 엽신의 단위동화능력은 고온하에서는 비교적 크나 저온하에서는 떨어졌다. 6. 통일은 단간이며 하위절간이 짧고 굵어서 도복저항성이 크고 출수전 저장탄수화물이 많았으며 인산, 규산, 석회, 망간 및 마그네슘 등의 체내함유율이 높았다. 7. 통일은 비교적 많은 영화수를 가지고 있고 진흥이 영화수와 등숙률간에 유의적인 역상관이 있음에 비하여 통일은 고온다조하에서는 영화수가 많아도 등숙률은 떨어지지 않고 영화수증가에 비례하여 수량이 많아졌다. 8. 진흥에 비하여 통일의 뿌리는 천근성이며 고온하에서는 그 활력이 컸으나 저온시에는 엽신이 황갈색으로 변하고 그 변색정도에 비례해서 뿌리의 활력도 떨어졌다. 9. 통일은 수광태세가 좋고 동화일호흡균형상 유리한 생산구조를 갖어 진흥보다 이상적인 모형이었다. 10. 수원지방의 수도보통기재배에 있어서 수량생산기간의 일사량은 비교적 풍부한 편이나 8월25일이후에 출수할 때에는 평균기온이 22$^{\circ}C$이하로 빠르게 하강하므로서 기온이 보다 등숙의 제한요인으로 인정된다. 11. 진흥이 저온하에서도 등숙율이 비교적 높은데 통일의 등숙적온은 $25^{\circ}C$이상이며 21$^{\circ}C$이하에서는 완전등숙이 거의 불가능하였다. 12. 진흥은 감광성이 비교적 크고 감온성은 중정도인데 비하여 통일은 감광성은 작으나 기본영양생장성과 저온하의 출수지연도가 컸었다. 13. 진흥은 질소의 후기중점시비에 의하여 등숙율이 향상되고 증수되었으나 통일에 있어서는 기비중점으로 질소를 시용하여 영화를 많이 확보하여도 등숙율저하가 적고 오히려 증수되였다. 14. 진흥은 만식적응성이 비교적 크나 통일은 조식효과가 크고 만식하면 출수가 지연되고 등숙온도가 낮아져서 등숙율과 수량이 떨어졌다. 15. 통일은 내비성과 밀식적응성이 커서 다비밀식조건에서 그 다수성을 발휘하는 특성을 가졌으며 주수 및 묘수증가에 의하여 수전일수가 단축되고 등숙률이 향상되었다. 16. 재식거리를 좁히고 어느 정도 주당묘수를 늘리면 강세분얼비율이 높아졌다. 17. 인산은 저온시에는 등숙율을 상당히 향상시켰다. 이상을 요약해보면 종래품종들의 등숙향상을 꾀하자면 8월20일이전에 출수시켜야 하며 10a당 질소 7.5kg 이상의 과다한 기비를 억제하고 후기중점으로 시비하여 동화효율을 높여야할 것이다. 한편 통일은 곡립이 세장하고 식물체가 작고 뭉툭한 등 종래품종과 판이한 외부형태와 더불어 그 생리생태적 특성도 상이한 점이 많으므로 등숙립선별, 도정 및 재배법상에도 종전품종과 다른 고려가 있어야 할 것이다. 즉 등숙립 선별기준에 대하여는 통일의 비중별 입수분포 및 정현비율로 보아 종래의 등숙립 선별기준인 비중 1.06 보다는 0.96을 적용하는 것이 합리적이고 도정상으로는 통일의 곡립이 세장하고 폭 및 두께가 작다는 것을 고려하여야 한다. 재배법에 있어서 통일의 등숙률이 낮은 원인이 주로 약세분얼이 많고 저온하에서는 출수가 지연되고 뿌리와 엽신의 기능이 저하되며 불임이 증가되는 것으로 판명되었고 그 외에 통일은 다비밀식적응성이 크므로 등숙향상과 수량 증대를 위해서는 적극적인 방법으로서 우선 견실하고 큰 묘를 가능한 한 조식하고 다비밀식상태로 재배하되 충분한 기비를 시용하고 묘수를 3본 내외로 심고 인산 및 규산등을 충분히 시용하여야 할 것이다.

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간척지(干拓地)에서 수도(水稻) 및 기타작물(其他作物)의 내염성(耐鹽性)에 관(關)한 연구(硏究) -6. 염분간척지(鹽分干拓地)에서 수도(水稻)에 대한 N, P, K,의 증비효과에 관(關)하여 (Study on the Salt Tolerance of Rice and Other Crops in Reclaimed Soil Areas. -6. On the Effects of Increased N. P. K. Applications for Rice Plant in Reclaimed Salty Areas)

  • 임경빈
    • 한국토양비료학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.35-41
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    • 1970
  • 10a 당(當) N 10, 15, 20kg, 인산(燐酸) 8, 12, 16kg 및 가리(加里) 8, 12, 16kg의 각각(各各) 3수준(水準)의 조합(組合)인 삼요소증비(三要素增肥) 요인실험(要因實驗)을 농광(農光)을 공시(供試)하여 숙답구(熟畓區), 저(低) 및 고염분구(高鹽分區)(4월말(月末) 각염분농도(各鹽分濃度) 0.5%와 1%)에서 적기재배(適期栽培)로 실시(實施)하여 아래와 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 인산(燐酸)과 가리시비(加里施肥)를 10a 당(當) 8kg으로 고정(固定)하고 N시비(施肥)를 1.5배(倍)와 2배(倍)로 증가(增加)시켰을 때 숙답구(熟畓區)와 염분구(鹽分區)들에서는 다 같이 시비량(施肥量)에 비례(比例)하여 N 흡수(吸收)가 증가(增加)되었다. 그리고 이때의 N 흡수(吸收)는 대체(大體)로 염분구(鹽分區)에서 더 많았다. N 증비처리(增肥處理)를 하거나 삼요소(三要素) 증비처리(增肥處理)를 하면 염분구(鹽分區)에서는 Ca와 Si의 흡수조해(吸收阻害)가 보였다. 2. 숙답구(熟畓區)에서는 N, P, K의 증비(增肥)는 증수(增收)를 가져오지 못하였고 가리(加里) 2배비(倍肥)는 유의(有意)하게 감수(減收)를 가져왔다. 3. 저염분구(低鹽分區)에서 N 증비(增肥)는 고도(高度)의 유의차(有意差)로 증수(增收)에 효과가 있었으며 N 1.5 배비(倍肥)는 12%, N 2배비(倍肥)는 21% 증수(增收)되었다. 인산(燐酸)과 가리(加里)의 증비(增肥)로는 증수(增收)되지 않았다. 4. 고염분구(高鹽分區)에서도 N 증비(增肥)는 유의(有意)하게 증수효과가 있었으며 인산(燐酸)과 가리(加里)의 증비(增肥)로 증수(增收)되는 것 같으나 유의성(有意性)은 없었다. 5. N 증비(增肥)는 숙답구(熟畓區)에서 1.5배(倍)까지는 수수(穗數)가 증가(增加)되었으나 2배비(倍肥)에서는 더 증가(增加)를 보이지 않았으며 저(低) 및 고염분구(高鹽分區)에서는 시비량(施肥量)에 비례(比例)하여 늘었다. 인산증비(燐酸增肥)는 각(各) 실험구(實驗區)에서 수수증가(穗數增加)의 경향(傾向)이 보였으나 가리증비(加里增肥)는 증가(增加)에 효과가 없었다. 6. 수중(穗重)에 대(對)한 N 증비(增肥)의 효과는 숙답구(熟畓區)에서는 감소(減少)로 나타났으며 양염분구(兩鹽分區)에서는 1.5배비(倍肥)까지는 증가(增加)되나 2배비(倍肥)는 1.5배비(倍肥)와 거의 같았다. 인산(燐酸), 가리(加里)의 증비(增肥)는 어느 실험구(實驗區)에서도 수중(穗重)에 영향(影響)을 미치지 못하였다. 천립중(千粒重)에 대(對)한 N, P, K의 증비효과는 숙답구(熟畓區)와 염분구(鹽分區)에서 모두 뚜렷하지 않았다. 수당립수(穗當粒數)에 대(對)한 N 증비효과는 숙답구(熟畓區)에서 감소(減少)의 경향(傾向)이었으나 양염분구(兩鹽分區)에 있어서는 증가(增加)되었다. 수당립수(穗當粒數)에 대(對)한 인산(燐酸), 가리(加里)의 증비효과는 없는것 같았다. 7. 임실율(稔實率)에 대(對)한 N 증비(增肥)의 효과는 숙답구(熟畓區)에서 감소(減少)되었으며 저(低) 및 고염분구(高鹽分區)에서는 N 증비효과가 없었고 인산(燐酸) 및 가리(加里)의 증비(增肥)는 어느 실험구(實驗區)에서도 효과가 없었다. 8. 정현비율(精玄比率)에 대(對)한 N, P, K의 증시효과는 각각(各各) 어느 실험구(實驗區)에서도 없었으나 설미(屑米)는 N 증비(增肥)에 의하여 숙답구(熟畓區) 및 염분구(鹽分區)들에서 다 같이 증가(增加)되었으며 숙답구(熟畓區)에서는 더 현저(顯著)하였다. 9. 고중(藁重)에 대한 N 증비(增肥)의 효과는 숙답구(熟畓區)와 고(高) 및 저염분구(低鹽分區)에서 다같이 증가(增加)되었으며 인산(燐酸), 가리(加里)의 증비(增肥)는 효과가 없었다. 정조중(精租重)/고중(藁重)에 대(對)한 N 증비(增肥)의 효과는 숙답구(熟畓區)에서는 감소(減少)되었으나 저(低) 및 고염분구(高鹽分區)에서는 증가(增加)되었고 인산(燐酸) 및 가리(加里)의 증비효과는 없었다.

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