[논문]Single Extruder를 이용한 마른새우첨가 쌀 Collets 제조 시 독립변수의 조건변화에 따른 종속변수의 특성

제해수; 윤문주; 이재동; 강경훈; 박시영; 박진효; 김정균

doi:10.13000/jfmse.2015.27.5.1352

[국내논문] Single Extruder를 이용한 마른새우첨가 쌀 Collets 제조 시 독립변수의 조건변화에 따른 종속변수의 특성
Characteristics of the Dependent Variable due to Changes in the Conditions of the Independent Variable During the Producing of Collets Added with Rice and Dried Shrimp by Single Extruder 원문보기

水産海洋敎育硏究 = Journal of fisheries and marine sciences education, v.27 no.5 = no.77, 2015년, pp.1352 - 1363

제해수 (경상대학교 해양식품생명의학과) , 윤문주 (경상대학교 해양식품생명의학과) , 이재동 (경상대학교 해양식품생명의학과) , 강경훈 (경상대학교 해양식품생명의학과) , 박시영 (경상대학교 해양식품생명의학과) , 박진효 (경상대학교 해양식품생명의학과) , 김정균 (경상대학교 해양식품생명의학과)

초록
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주원료인 쌀과 부원료인 마른새우의 농수산 복합물을 single screw extruder를 이용하고, 다목적 식품소재의 적용을 위하여 원료독립변수 3개(쌀의 함수율, 쌀의 입도, 마른새우 첨가율)와 작동독립변수 4개(barrel 온도, screw 속도, 토출구직경, 원료투입량)의 총 독립변수 7개의 조건변화에 의한 5개의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성은 다음과 같다. 쌀의 함수율을 12, 14, 16, 18%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 증가하다가 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였고, 균질성은 감소하는 경향이었다. 쌀의 입도를 raw, 20, 40, 60 mesh로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 미미하나마 감소하였으나 유의적인 큰 차이가 없었고, 함수율은 raw에 비해 20 mesh 입자의 크기로 작아질 때 함수율이 감소하였으나 20 mesh 이상으로 더 분쇄하여 입자의 크기가 작아지더라도 변화 없이 거의 일정하였으며, 명도는 쌀 입도의 크기에 따른 유의차가 없었고, 균질성은 증가하는 경향이었다. 마른새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 함수율 및 명도는 증가하였고, 팽화도 및 균질성은 감소하는 경향이었다. Barrel 온도를 90, 95, 100, $110^{\circ}C$로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 유의적으로 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하는 경향이었다. Screw 속도를 210, 280, 340 rpm으로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 균질성 및 생산성은 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하였다. 토출구 직경을 4, 6, 8, 10 mm로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였으며, 생산성은 그 값이 증가하다가 일정하였다. 원료투입량을 30, 40, 50, 60 kg/h로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 함수율, 명도 및 생산성은 증가하였고, 균질성은 감소하였다. 이와 같이 쌀을 주원료로 하고 부원료로 마른새우를 첨가하여 collets을 제조할 경우, 독립변수의 변화에 따라 종속변수의 값이 변화하여 최종제품인 collets의 품질에 영향을 미쳤다. 따라서 품질이 좋은 collets을 제조하기 위해서는 독립변수를 잘 설정할 필요가 있다고 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate the characteristics of the dependent variables depending on the condition changes of independent variable of the operation and the material during the production of collets added with rice and dried shrimp by using single extruder to utilize as basic data for the manufacture of extrusion collets. A total of 7 independent variables were set up as a raw, 20, 40 and 60 mesh for the powder particle size of rice; 12, 14, 16 and 18% for the moisture content of rice; 2, 4, 6 and 8% for the addition amount of dried shrimp; 90, 95, 100 and $110^{\circ}C$ for the barrel temperature; 210, 280 and 340 rpm for the screw speed; 4, 6, 8 and 10 mm for the discharge port diameter; 30, 40, 50 and 60 kg/h for the input amount of the mixed material. The characteristics of the dependent variables including puffing ratio, moisture content, lightness, uniformity, productivity of collets was to be studied by changing the conditions of the independent variables. As a results of this study, 20 mesh of powder particle size of rice, 14% of moisture content of rice, 4% of addition amount of dried shrimp, $100^{\circ}C$ of barrel temperature, 280 rpm of screw speed, 6 mm of discharge port diameter and 50 kg/h of input amount of mixed material were found to be the most preferable over other independent variables for the production of extrusion collets. In conclusion, it is necessary to set the independent variable in order to produce the high quality collets added with the rice as the main raw material and dried shrimp as the sub-materials.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

경제성과 직접적으로 관련있는 생산성은 원료 투입량 대비 collets 중량의 비와 팽화도에 의한 부피의 증가의 2가지를 비교 분석할 필요가 있지만 본 연구에서는 중량에 대한 생산성을 조사하였다.
본 연구에서는 주원료인 쌀과 부원료인 마른새우를 사용하여 single extruder로 collets을 제조할때 원료독립변수와 작동독립변수의 조건변화에 따라 달라지는 종속변수의 특성을 조사하여 농수산 복합물 collets type extrudate 제조를 위한 기초 자료로 삼고자 한다.

제안 방법

1]과 같다. 11~13분도로 도정한 쌀은 12, 14, 16, 18%, 마른새우는 약 10%의 함수율이 되도록 열풍건조기(Model DD, Daedong Co., Korea)를 사용하여 50℃에서 건조하였다. 분쇄기(Model DM, Daedong Co.
Barrel 온도 90, 95, 100, 110℃, screw 속도 210, 280, 340 rpm, 토출구 직경 4, 6, 8, 10 mm, 원료투입량 30, 40, 50, 60 kg/h로 조절하여 총 4개의 독립변수를 설정하였다.
Collets을 5분 간격으로 5개의 시료를 채취한후 절단하고, 단면을 카메라(EX-Z1050, Casio computer Co., Japan)로 촬영하여 5배로 확대한 후 버어니어캘리퍼스로 단면기공의 평균직경크기를 측정하였다. 이 때, 기공의 직경이 0.
기계작동조건과 collets의 평균적인 안정성과 적용조건을 확보하기 위하여 extrudate의 토출이 시작되고 나서 1시간이 경과된 이후에 토출되는 시료를 취하여 종속변수를 측정하였다.
독립변수 중 쌀의 입도 20 mesh, 마른새우 첨가율 4%, barrel 온도 100℃, screw 속도 280 rpm, 토출구직경 8 mm, 원료투입량 50 kg으로 각각 고정하고, 쌀의 함수율을 12, 14, 16, 18%의 4단계로 조건 변화하여 제조한 collets의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성)의 특성을 [Fig. 2]에 나타내었다.
독립변수 중 쌀의 함수율 14%, 마른새우 첨가율 4%, barrel 온도 100℃, screw 속도 280 rpm, 토출구직경 8 mm, 원료투입량 50 kg으로 각각 고정하고, 쌀의 입도를 raw, 20, 40, 60 mesh의 4단계로 조건 변화하여 제조한 collets의 종속변수 (팽화도, 함수율, 명도, 균질성)의 특성을 [Fig. 3] 에 나타내었다.
독립변수 중 쌀의 함수율 14%, 쌀의 입도 20 mesh, barrel 온도 100℃, screw 속도 280 rpm, 토출구 직경 8 mm, 원료투입량 50 kg으로 각각 고정하고, 마른새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%의 4단계로 조건 변화하여 제조한 collets의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성) 값의 특성을 [Fig. 4]에 나타내었다.
독립변수 중 쌀의 함수율 14%, 쌀의 입도 20 mesh, 마른새우 첨가율 4%, barrel 온도 100℃, screw 속도 280 rpm, 원료투입량 50 kg으로 각각 고정하고, 토출구 직경을 4, 6, 8, 10 mm의 4단계로 조건 변화하여 제조한 collets의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성을 [Fig. 7]에 나타내었다.
독립변수 중 쌀의 함수율 14%, 쌀의 입도 20 mesh, 마른새우 첨가율 4%, barrel 온도 100℃, screw 속도 280 rpm, 토출구 직경 8 mm로 각각 고정하고, 원료투입량을 30, 40, 50, 60 kg/h의 4단계로 조건 변화하여 제조한 collets의 종속변수 (팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성을 [Fig. 8]에 나타내었다.
독립변수 중 쌀의 함수율 14%, 쌀의 입도 20 mesh, 마른새우 첨가율 4%, barrel 온도 100℃, 토출구직경 8 mm, 원료투입량 50 kg으로 각각 고정하고, screw 속도를 210, 280, 340 rpm의 3단계로 조건 변화하여 제조한 collets의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성을 [Fig. 6]에 나타내었다.
독립변수 중 쌀의 함수율 14%, 쌀의 입도 20 mesh, 마른새우 첨가율 4%, screw 속도 280 rpm, 토출구직경 8 mm, 원료투입량 50 kg으로 각각 고정하고, barrel 온도를 90, 95, 100, 110℃의 4단계로 조건 변화하여 제조한 collets의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성)의 특성을 [Fig. 5]에 나타내었다.
, Korea)를 사용하여 50℃에서 건조하였다. 분쇄기(Model DM, Daedong Co., Korea)를 사용하여 쌀은 raw, 20, 40, 60 mesh, 마른새우는 60 mesh가 되도록 분쇄 하였다. 이후 쌀:마른새우:식염을 97:2:1, 95:4:1, 93:6:1, 91:8:1이 되도록 분체배합기(Model KD, Kumgang Co.
원료독립변수 3개(쌀의 함수율, 쌀의 입도, 마른새우 첨가율)와 작동독립변수 4개(barrel 온도, screw 속도, 토출구 직경, 원료투입량)의 총 독립 변수 7개의 조건변화에 의한 5개의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성을 알아보기 위해 전체 독립변수 중 하나의 독립변수를 조건변화하고 6개 독립변수는 고정하여 extrusion 하였다. 쌀 100%를 사용하여 산업현장 (K사)에서 일반적으로 extrusion 하는 조건, 즉, 쌀의 함수율 14%, 쌀의 입도 20 mesh, 마른새우 첨가율 4%, barrel 온도 100℃, screw 속도 280 rpm, 토출구직경 8 mm, 원료투입량 50 kg을 기본으로 하였다. 하나의 독립변수 변화에 의한 종속변수의 값을 측정할 때 나머지 독립변수는 상기조건으로 고정시켜서 collets을 제조한 후 측정하였다.
원료독립변수 3개(쌀의 함수율, 쌀의 입도, 마른새우 첨가율)와 작동독립변수 4개(barrel 온도, screw 속도, 토출구 직경, 원료투입량)의 총 독립 변수 7개의 조건변화에 의한 5개의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성을 알아보기 위해 전체 독립변수 중 하나의 독립변수를 조건변화하고 6개 독립변수는 고정하여 extrusion 하였다. 쌀 100%를 사용하여 산업현장 (K사)에서 일반적으로 extrusion 하는 조건, 즉, 쌀의 함수율 14%, 쌀의 입도 20 mesh, 마른새우 첨가율 4%, barrel 온도 100℃, screw 속도 280 rpm, 토출구직경 8 mm, 원료투입량 50 kg을 기본으로 하였다.
주원료인 쌀은 입도 raw, 20, 40, 60 mesh, 함수율 12, 14, 16, 18%로 조절하고, 부원료인 마른 새우는 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조절하여 총 3개의 독립변수를 설정하였다. 이 때 부원료인 마른 새우의 입도 및 함수율은 각각 60 mesh 및 10%로 고정하였다.
, Korea)를 사용하여 쌀은 raw, 20, 40, 60 mesh, 마른새우는 60 mesh가 되도록 분쇄 하였다. 이후 쌀:마른새우:식염을 97:2:1, 95:4:1, 93:6:1, 91:8:1이 되도록 분체배합기(Model KD, Kumgang Co., Korea)로 배합한 다음, extruder (Model No KE 1, Kumgang Co., Korea)를 사용하여 extrusion 하였다. 본 실험에서 사용한 extruder 는 층밀림에 의한 내부발열형으로 원료공급, 압축, 분쇄, 용융, 토출의 5단계 시스템으로 이루어져 있으며, screw는 길이 및 직경이 각각 70 cm 및 7 cm인 single screw이다.
주원료인 쌀과 부원료인 마른새우의 농수산 복합물을 single screw extruder를 이용하고, 다목적 식품소재의 적용을 위하여 원료독립변수 3개(쌀의 함수율, 쌀의 입도, 마른새우 첨가율)와 작동독립변수 4개(barrel 온도, screw 속도, 토출구직경, 원료투입량)의 총 독립변수 7개의 조건변화에 의한 5개의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성은 다음과 같다.
주원료인 쌀은 입도 raw, 20, 40, 60 mesh, 함수율 12, 14, 16, 18%로 조절하고, 부원료인 마른 새우는 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조절하여 총 3개의 독립변수를 설정하였다. 이 때 부원료인 마른 새우의 입도 및 함수율은 각각 60 mesh 및 10%로 고정하였다.
토출되어 나오는 collets을 20분간 상온 냉각시키고 분쇄기로 분쇄한 후 L값(lightness, 명도)을 직시색차계(ZE-2000, Nippon Denshoku, Japan)로 측정하였고, 이 때 표준백판(Standard plate)의 L값은 96.82이었다.
토출되어 나오는 collets을 20분간 상온에서 냉각시킨 후 40 mesh로 분쇄하여 적외선수분측정기 (FD-610, Kett Co., Japan)로 5회 반복 측정하여 평균값으로 하였다.
토출되어 나오는 collets을 약 10 cm로 절단한 10개의 시료를 버어니어갤리퍼스(500-181-20 digimatic calipers, Mitutoyo Co., Japan)로 5회 반복 측정하여 평균직경과 토출구직경의 비로 계산하였다.

대상 데이터

, Korea)를 사용하여 extrusion 하였다. 본 실험에서 사용한 extruder 는 층밀림에 의한 내부발열형으로 원료공급, 압축, 분쇄, 용융, 토출의 5단계 시스템으로 이루어져 있으며, screw는 길이 및 직경이 각각 70 cm 및 7 cm인 single screw이다. barrel은 음각의 홈으로 구성되고, barrel과 토출구 중간에는 barrel 내부온도측정을 위해 barrel 내부까지 연결된 열 감지 센서가 부착되어 있으며, 냉각수 순환으로 barrel 온도가 자동제어 되고, 토출구의 형식은 측정을 용이하게 하기 위하여 원형으로 구성되어 있다.
실험에 사용한 쌀은 한국산 자포니카 계열 (Oryza sativa, 단립종)인 주남벼를 경남 고성소재 D식품에서 11~13분도로 도정한 것을 구입하였으며, 마른 새우(Acetes chinensis)는 남해안에서 어획된 체장 2.7~3.3 cm (평균 3.0 cm), 체중 0.18~0.23 g (평균 0.20 g)인 것을 경남 통영소재 건어물상회에서 구입하여 사용하였고, 식염은 대형마트에서 구입하였다.

성능/효과

5. 3.4로 그 값이 미미하나마 감소하였으나 유의적인 큰 차이가 없었고, 함수율은 각각 3.0, 2.0, 2.0, 2.0%로 raw에 비해 20 mesh 입자의 크기로 작아질 때 함수율이 감소하였으나 20 mesh 이상으로 더 분쇄하여 입자가 작아지더라도 변화 없이 거의 일정하였다.
7. 3.4로 그 값이 증가하다가 감소하였고, 함수율은 각각 1.5, 2.0, 4.0, 7.0%로 증가하였으며, 명도는 각각 87.36, 90.15, 92.45, 95.11로 증가하였고, 균질성은 각각 100, 95, 90, 80%로 감소하는 경향이었다. 이와 같이 collets의 팽화율은 쌀의 함수율이 증가할수록 그 값이 증가하다가 쌀의 함수율 18%의 조건에서는 오히려 그 값이 감소한 것으로 보아 함수율 18%부터 pellets 단계로 진입하는 단계라고 판단하였다.
56. 85.82로 감소하였고, 균질성은 각각 80, 95, 97, 100%로 증가하는 경향이었다.
59. 91.47로 증가하였고, 균질성은 각각 100, 95, 85, 80%로 감소하는 경향이었다.
마른새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 함수율 및 명도는 증가하였고, 팽화도 및 균질성은 감소하는 경향이었다. Barrel 온도를 90, 95, 100, 110℃로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 유의적으로 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하는 경향이었다. Screw 속도를 210, 280, 340 rpm으로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 균질성 및 생산성은 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하였다.
Barrel 온도를 90, 95, 100, 110℃로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, 팽화도는 각각 2.8, 3.0, 3.5, 3.5%로 유의적으로 증가하였고, 함수율은 각각 3.0, 2.5, 2.0, 1.5%로 감소하였으며, 명도는 각각 89.73, 89.62, 87.56. 85.
Barrel 온도를 높였을 때 충분한 호화가 일어나 팽화도가 증가하게 되고, extruder 내부에는 층밀림에 의한 screw의 마찰열이 높게 형성되어 탄화로 인하여 명도가 낮아지게 되며, 마찰에 의한 원료 접촉온도가 고온으로 형성되어 토출 시 수분증발이 상대적으로 많이 발생되어 함수율이 낮아지는 것으로 판단되었다.
Barrel 온도를 변화시켜 collets을 제조할 경우, barrel 온도가 높을수록 collets의 종속변수가 향상되었기 때문에 barrel 온도를 높여서 collets을 제조하는 것이 제품의 품질 면에서 바람직하였으나, 100℃로 작업할 경우와 110℃로 작업할 경우, collets의 품질이 차이가 적었고, 110℃로 장시간 작업할 경우에는 screw에 무리가 발생하여 puffing에 문제를 일으켜 연속작업을 하는데 지장을 초래하기 때문에 barrel 온도를 100℃로 적용하여 collets을 제조하는 것이 바람직하다고 판단되었다.
Collets의 균질성은 부원료 첨가량이 증가할수록 그 값이 감소하였는데, 이는 부원료에 포함되는 섬유질, 단백질, 지질의 영향 때문으로 생각되었다. Collets의 함수율과 명도는 부원료 첨가량이 증가하면서 동반 증가현상을 보였는데, 이는 부원료가 용융과 puffing을 방해하므로 주원료의 수분증발이 감소되어 collets 함수율이 증가하게 되고, 또한 갈변현상이 감소되어 명도가 높아지는 것이 원인으로 판단되었다. 또한 부원료 첨가량이 증가할수록 고소한 향미도 감소하였다.
Barrel 온도를 90, 95, 100, 110℃로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 유의적으로 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하는 경향이었다. Screw 속도를 210, 280, 340 rpm으로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 균질성 및 생산성은 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하였다. 토출구 직경을 4, 6, 8, 10 mm로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였으며, 생산성은 그 값이 증가하다가 일정하였다.
Screw 속도를 210, 280, 340 rpm으로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 각각 2.5, 3.5, 4.0으로 증가하였고, 함수율은 각각 3.0, 2.0, 1.5%로 감소하였으며, 명도는 각각 90.24, 87.75, 84.63으로 감소하였고, 균질성은 각각 80, 97, 100%로 증가하였고, 생산성은 40, 45, 47 kg/h로 증가하였다.
Screw 속도를 변화시켜 collets을 제조할 경우 screw 속도가 빠를수록 collets의 종속변수가 향상되었다. 그러나 screw 속도가 280 rpm인 경우에 비해 340 rpm으로 작업할 경우, extruder에 부하가 많이 걸려 motor, screw 등이 과열되고, 소음이 많이 발생하며, extruder의 부품 소모율이 증가하고, 장시간 작업하는데 어려움이 많기 때문에 바람직하지 못하였다.
쌀의 함수율을 변화시켜 collets을 제조할 경우, 쌀의 함수율이 낮을수록 collets의 종속변수가 향상되었다. 그러나 쌀의 함수율을 12%로 낮추기 위해서는 장시간의 건조가 필요하여 연속작업을 하는데 지장을 초래하고, 연료비가 증가하여 경제성 측면에서 바람직하지 못하기 때문에 쌀의 함수율을 14%로 적용하여 collets을 제조하는 것이 가장 바람직하다고 판단되었다.
원료투입량을 변화시켜 collets을 제조할 경우, 원료투입량이 적을수록 collets의 종속변수 중 팽화도, 함수율, 명도, 균질성은 향상되었으나 생산성은 낮아졌다. 따라서 원료투입량을 50 kg/h로 적용하여 collets을 제조하는 것이 가장 바람직하다고 판단하였다.
Screw 속도가 빨라질수록 압축이 강하게 일어나 고압이 형성되어 토출 시 팽화도가 높아지는 것으로 판단되며, screw 속도의 증가에 따라 강한 압축과 층밀림에 의한 마찰열의 발생으로 인하여 명도가 감소하는 것으로 보인다. 또한 screw 속도가 빨라짐에 따라 barrel 내의 수분이 더욱 균일하게 분산되고 용융단계에서도 고루 분포되어 토출 시 기공의 균질성도 확보하게 되는 것으로 판단되었다.
Collets의 함수율과 명도는 부원료 첨가량이 증가하면서 동반 증가현상을 보였는데, 이는 부원료가 용융과 puffing을 방해하므로 주원료의 수분증발이 감소되어 collets 함수율이 증가하게 되고, 또한 갈변현상이 감소되어 명도가 높아지는 것이 원인으로 판단되었다. 또한 부원료 첨가량이 증가할수록 고소한 향미도 감소하였다. 따라서 고유의 향미와 경제성을 고려하여 부원료 첨가량을 설정하는 것이 바람직하다고 생각되었다.
쌀의 입도를 raw, 20, 40, 60 mesh로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 미미하나마 감소하였으나 유의적인 큰 차이가 없었고, 함수율은 raw에 비해 20 mesh 입자의 크기로 작아질 때 함수율이 감소하였으나 20 mesh 이상으로 더 분쇄하여 입자의 크기가 작아지더라도 변화 없이 거의 일정하였으며, 명도는 쌀 입도의 크기에 따른 유의차가 없었고, 균질성은 증가하는 경향이었다. 마른새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 함수율 및 명도는 증가하였고, 팽화도 및 균질성은 감소하는 경향이었다. Barrel 온도를 90, 95, 100, 110℃로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 유의적으로 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하는 경향이었다.
새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, 팽화도는 각각 4.0, 3.5, 3.3, 3.0%로 낮아졌고, 함수율은 각각 1.5, 2.0,3.0, 3.5%로 증가하였으며, 명도는 각각 84.52, 87.38, 89.59. 91.
새우의 첨가율을 변화시켜 collets을 제조할 경우, 새우의 첨가율이 낮을수록 collets의 종속변수는 향상되었기 때문에 부원료의 첨가율을 최소화하는 것이 바람직하였으나, 2%를 첨가할 경우나 4%를 첨가할 경우, collets의 품질이 큰 차이가 없었으므로 새우 첨가량을 증가시킨다는 측면에서 새우 첨가량을 4%로 적용하여 collets을 제조하는 것이 바람직하다고 판단되었다.
실험에 사용한 쌀의 일반성분은 수분 16%, 탄수화물 76%, 조단백질 7% 조지방 1.3%, 회분 0.6%이었으며, 마른새우의 일반성분은 수분 28%, 조단백질 46%, 조지방 10%, 회분 14%이었다.
쌀의 함수율을 12, 14, 16, 18%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 증가하다가 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였고, 균질성은 감소하는 경향이었다. 쌀의 입도를 raw, 20, 40, 60 mesh로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 미미하나마 감소하였으나 유의적인 큰 차이가 없었고, 함수율은 raw에 비해 20 mesh 입자의 크기로 작아질 때 함수율이 감소하였으나 20 mesh 이상으로 더 분쇄하여 입자의 크기가 작아지더라도 변화 없이 거의 일정하였으며, 명도는 쌀 입도의 크기에 따른 유의차가 없었고, 균질성은 증가하는 경향이었다. 마른새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 함수율 및 명도는 증가하였고, 팽화도 및 균질성은 감소하는 경향이었다.
쌀의 입도를 변화시켜 collets을 제조할 경우, collets의 종속변수에 큰 영향을 미치지 않았으나, 균질성이나 함수율을 고려하면 20 mesh 이상으로 쌀을 분쇄하는 것이 바람직하다고 판단되었다.
쌀의 함수율을 12, 14, 16, 18%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 증가하다가 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였고, 균질성은 감소하는 경향이었다. 쌀의 입도를 raw, 20, 40, 60 mesh로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 미미하나마 감소하였으나 유의적인 큰 차이가 없었고, 함수율은 raw에 비해 20 mesh 입자의 크기로 작아질 때 함수율이 감소하였으나 20 mesh 이상으로 더 분쇄하여 입자의 크기가 작아지더라도 변화 없이 거의 일정하였으며, 명도는 쌀 입도의 크기에 따른 유의차가 없었고, 균질성은 증가하는 경향이었다.
쌀의 함수율을 변화시켜 collets을 제조할 경우, 쌀의 함수율이 낮을수록 collets의 종속변수가 향상되었다. 그러나 쌀의 함수율을 12%로 낮추기 위해서는 장시간의 건조가 필요하여 연속작업을 하는데 지장을 초래하고, 연료비가 증가하여 경제성 측면에서 바람직하지 못하기 때문에 쌀의 함수율을 14%로 적용하여 collets을 제조하는 것이 가장 바람직하다고 판단되었다.
쌀의 함수율이 증가함에 따라 collets의 함수율도 증가하여 원재료 함수율과 최종제품의 함수율은 직접적인 연관성이 있는 것으로 판단되었다. 이 collets의 함수율은 2차 제품 적용성을 판단하고 결정하는 인자로서 명도 및 균질성에도 영향을 주며, 함수율이 높으면 collets이 부드럽지 못하고 친수성이 약하며 용해도가 낮아 유탕, 자숙, parching 등 별도의 공정이 필요하며, 함수율이 낮을수록 즉석취식에 유리하였다(Ding et al.
원료투입량(50 kg/h)과 collets 생산량과의 상관관계를 살펴보면 screw 속도 210 rpm의 경우, 50 kg/h→40 kg/h(약 20% 감소), screw 속도 280 rpm 의 경우, 50 kg/h→45 kg/h (약 10% 감소), screw 속도 320 rpm의 경우, 50 kg/h→47 kg/h (약 6%감소)로 원료투입량에 비하여 collets 생산량이 6~20% 감소하였는데, 이는 screw 속도가 증가함에 따라 collets의 함수율이 더 많이 감소하였지만 대신 토출량이 증대되므로 이들 screw 속도 및 토출량의 상호관련성에 의하여 결정되는 것으로 판단되었다.
원료투입량(50 kg/h)과 collets 생산량과의 상관관계를 살펴보면 토출구 직경 4 mm의 조건에서는 약 20%(50 kg→40 kg), 6~10 mm 조건에서는 약 10%(50 kg→45 kg)가 감소하였다.
원료투입량과 collets 생산량과의 상관관계를 살펴보면 30 kg/h→25 kg/h(약 16.7% 감소), 40 kg/h→35 kg/h (약 12.4% 감소), 50 kg/h→45 kg/h (약 10% 감소), 60 kg/h→50 kg/h (약 16.7% 감소)으로 원료투입량에 비하여 collets 생산량이 10%이상 감소하였는데, 이는 고온고압에서 순간적 저압으로 변화되는 토출 과정에서의 수분증발이 그 원인으로 판단되었다.
토출구 직경을 4, 6, 8, 10 mm로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였으며, 생산성은 그 값이 증가하다가 일정하였다. 원료투입량을 30, 40, 50, 60 kg/h로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 함수율, 명도 및 생산성은 증가하였고, 균질성은 감소하였다.
원료투입량을 30, 40, 50, 60 kg/h로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 각각 3.0, 3.2, 3.5, 3.5로 증가하였고, 함수율은 각각 1.0, 1.5, 2.0, 2.5%로 증가하였으며, 명도는 각각 84.67, 86.95, 89.83, 91.33%로 증가하였고, 균질성은 각각 100, 100, 97, 95%로 감소하였고, 생산성은 25, 35, 45, 50 kg으로 증가하였다.
원료투입량을 변화시켜 collets을 제조할 경우, 원료투입량이 적을수록 collets의 종속변수 중 팽화도, 함수율, 명도, 균질성은 향상되었으나 생산성은 낮아졌다. 따라서 원료투입량을 50 kg/h로 적용하여 collets을 제조하는 것이 가장 바람직하다고 판단하였다.
11로 증가하였고, 균질성은 각각 100, 95, 90, 80%로 감소하는 경향이었다. 이와 같이 collets의 팽화율은 쌀의 함수율이 증가할수록 그 값이 증가하다가 쌀의 함수율 18%의 조건에서는 오히려 그 값이 감소한 것으로 보아 함수율 18%부터 pellets 단계로 진입하는 단계라고 판단하였다.
일반적으로 원료투입량이 증가하면 토출량이 증가하여 원료투입량과 collets 생산량의 차이가 줄어들지만 본 실험에서는 원료투입량이 30, 40, 50 kg/h로 변화할 경우, 감소폭이 줄어들었지만 원료투입량이 60 kg/h일 경우에는 오히려 그 감소폭이 증가하였는데, 그 이유는 본 실험에서 사용한 extruder의 screw 체적이 50-55 kg/h가 한계 점이기 때문에 원료투입량이 증가하더라도 일정한 량의 collets이 생산되기 때문으로 판단되었다.
원료투입량(50 kg/h)과 collets 생산량과의 상관관계를 살펴보면 토출구 직경 4 mm의 조건에서는 약 20%(50 kg→40 kg), 6~10 mm 조건에서는 약 10%(50 kg→45 kg)가 감소하였다. 일반적으로 토출구 직경이 커지면 토출량이 증가하여 원료투입량과 collets 생산량의 차이가 줄어들지만 본 실험에서는 토출구 직경이 6, 8, 10 mm로 변화하여도 그 감소폭이 10%로 동일하였는데, 그 이유는 screw의 체적이 한정되어 있기 때문에 토출구 직경이 커지더라도 일정한 양의 collets이 생산되기 때문으로 판단되었다.
Screw 속도를 210, 280, 340 rpm으로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 균질성 및 생산성은 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하였다. 토출구 직경을 4, 6, 8, 10 mm로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였으며, 생산성은 그 값이 증가하다가 일정하였다. 원료투입량을 30, 40, 50, 60 kg/h로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 함수율, 명도 및 생산성은 증가하였고, 균질성은 감소하였다.
토출구 직경을 4, 6, 8, 10 mm로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 각각 4.0, 3.7, 3.5, 3.2로 감소하였고, 함수율은 각각 1.5, 2.0, 2.5, 3.5%로 증가하였으며, 명도는 각각 84.54, 87.35, 89.65, 91.61%로 증가하였고, 균질성은 각각 100, 97, 95, 90%로 감소하였으며, 생산성은 40, 45, 45, 45 kg으로 증가하다가 일정하였다.
토출구 직경을 변화시켜 collets을 제조할 경우, 토출구 직경이 작을수록 collets의 종속변수가 향상되었다. 따라서 토출구 직경을 8 mm 이하로 적용하여 collets을 제조하는 것이 바람직하다고 판단하였다.
한편, collets의 명도는 각각 89.58, 89.73, 87.54, 87.53로 쌀 입도의 크기에 따른 유의차가 없었고, 균질성은 각각 90, 95, 100, 100%로 증가하는 경향이었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Extruder에는 무엇이 있는가?	, 1987). Extruder는 외부가열형, 자체발열형 및 가열물질압출형이 있으며, collets type의 extruder는 자체발열형이 주를 이룬다. Pellets 제조 시에는 원재료 함수율이 18~50% 정도이며, 60 mesh 이상의 분말이 주로 사용된다.
	Collets 제조 시 원재료 선정의 기준은 어떻게 되는가?	토출할 때 pellets의 함수율은 대체적으로 15% 이상이므로 취식을 위하여 건조, 유탕, 자숙, parching 등 별도의 공정이 필요하다. Collets 제조 시에는 일반적으로 함수율 18%이하인 원재료가 사용되며, 10~100 mesh의 분말까지 다양한 원료를 선택할 수 있다. 이 원재료가 extruder 내에서 층밀림과 압력에 의한 자체발열과 용융으로 인한 호정화 등의 이화학적 변화가 일어나고, 토출 시 고압에서 저압으로의 순간적 기압차에 의하여 팽화가 이루어진 것이 collets이다.
	쌀과 마른새우를 이용한 collets 제조에서 원료독립변수 3개(쌀의 함수율, 쌀의 입도, 마른새우 첨가율)에 따라 제조품의 특성은 어떻게 나타났는가?	쌀의 함수율을 12, 14, 16, 18%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 증가하다가 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였고, 균질성은 감소하는 경향이었다. 쌀의 입도를 raw, 20, 40, 60 mesh로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이미미하나마 감소하였으나 유의적인 큰 차이가 없 었고, 함수율은 raw에 비해 20 mesh 입자의 크기로 작아질 때 함수율이 감소하였으나 20 mesh 이상으로 더 분쇄하여 입자의 크기가 작아지더라도 변화 없이 거의 일정하였으며, 명도는 쌀 입도의 크기에 따른 유의차가 없었고, 균질성은 증가하는 경향이었다. 마른새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 함수율 및 명도는 증가하였고, 팽화도 및 균질성은 감소하는 경향이었다. Barrel 온도를 90, 95, 100, 110℃로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 유의적으로 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하는 경향이었다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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