[논문]쌀의 청결 가공시스템 개발

최희석; 정성근; 박회만; 홍성기; 금동혁

쌀의 청결 가공시스템 개발
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최희석 (농촌진흥청 농업기계화연구소) , 정성근 (농촌진흥청 농업기계화연구) , 박회만 (농촌진흥청 농업기계화연구) , 홍성기 (농촌진흥청 농업기계화연구) , 금동혁 (성균관대학교 생명공학부)

현재 시중에 유통되고 있는 쌀의 표면에는 육안으로 잘 보이지는 않지만 가공과정에서 발생된 미세 쌀겨나 이물질이 다소간 부착되어 있기 때문에 이들로 인해 저장성 저하를 초래하고, 또 소비자가 밥을 짓기 위해서는 씻어야 하는 번거로움이 있다. 물론 미곡가공시설들이 깨끗한 쌀을 공급한다는 취지에서 연미기를 통과한 것을 청결미라는 브랜드로 보급하고 있지만, 이 쌀들이 과연 어느 정도의 청결도를 갖는지에 대해서는 생각해볼 여지가 많다. (중략)

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문제 정의

하지만 청결한 고품질 쌀을 가공할 수 있는 기계장치의 연구 및 개발은 아직 미흡한 실정으로 앞으로 청결한 고품질의 쌀 생산을 촉진하기 위해서는 새로운 청결 가공기술의 개발이 매우 필요하다. 따라서 본 연구에서는 여러가지 형태의 청결가공기법을 도입하여 가공시스템을 제작하고, 각 가공방법별로 탁도감소 효과를 구명하여 쌀의 청결가공 시스템을 개발하고자 하였다.
본 연구는 청결한 고품질의 쌀을 가공할 수 있는 적정 설계요인을 도출하고, 성능시험을 실시하여 쌀의 청결가공시스템을 개발하는데 목표를 두고 수행하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.

제안 방법

(1) 백도측정 : 광전백도계(Kett-300, 일본)를 사용하여 시료당 10회 측정 평균값을 사용하였으며, 착색립과 분상질립 등을 제거한 완전립을 측정하였다.
(2) 탁도측정 : 용출액을 만들기 위해 완전립 시료 20g과 증류수 200ml를 정확히 비이커에 넣은후 진탕기(S-31, 일본)를 이용 10분동안 교반한 다음 용출액를 채취10배로 희석하여 탁도계(TR-705, 일본)로 측정하였다.
(3) 천립중 : 완전립만을 골라 정밀저울을 이용 측정하였다.
(4) 쌀품위 : 곡물입자측정기(Kett RN-500, 일본)를 이용 3반복 측정하였다.
(5) 정전기 측정 : 정전기 대전전위 측정기(SSD-M2)를 이용하여 측정하였다.
앞에서 구명된 적정 가공조건들을 시작기에 적용한 다음 쌀의 공급량별로 가공 후의 쌀을 품위를 조사하였다. 그결과 표 4에서 살펴보듯이 쌀의 청결도를 나타내는 탁도의 경우 공급량 918kg/hr 이하에서 탁도가 감소되는 효과가 가장 컸으며, 그 이상에서는 탁도가 다소 증가하고, 백도도 감소하는 것으로 나타났다.
연마 및 크리닝부에서 가공된 쌀을 제전하여 1차로 미세쌀겨를 제거한 다음 잔류하는 미세쌀겨의 추가적인 제거를 위하여 홉인공기의 상대습도를 조절하면서 집진을 실시한후 쌀의 탁도를 조사하였다. 그결과 표 3에서 보는 바와 같이 상대습도가 증가할수록 탁도가 유의적으로 감소하는 효과가 있었으며, 로터의 속도도 탁도에 영향을 미치는 것으로 나타났는데 500rpm과 600rpm에서 탁도가 가장 적게 발생되었다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 공시재료는 2001년 농업기계화연구소 답작포장에서 생산된 일품벼이며, 작물시험장 RPC에서 정미공정까지 가공한후 본시험에 사용하였다. 공시재료의 물성은 표 2에서 보는 바와 같다.

성능/효과

일반적으로 정미 및 연미공정은 로터와 금망사이로 쌀이 통과하면서 가공이 이루어지 때문에 최 등(2001)은 마찰에 의해 정전기가 발생 된다고 보고하였다. 그 과정에서 발생된 정전기량을 가공압력별로 조사한 결과, 그림3 에서 보는 바와 같이 압력이 증가할수록 정전기 발생량은 커졌으며 가공시작 10분후 가공압력 1.57kg/cnf에서 최대 T,200V 내외가 발생되었다. 따라서 발생된 정전기가 미세쌀겨의 제거를 억제 시키기 때문에 표 1과 같이 정전기 제전량별로 쌀의 가공품위를 조사한 결과 탁도 가 제전량에 따라 유의성 있게 변화하여 제전량이 클수록 탁도감소 효과가 커졌다.
탁도를 조사하였다. 그결과 표 3에서 보는 바와 같이 상대습도가 증가할수록 탁도가 유의적으로 감소하는 효과가 있었으며, 로터의 속도도 탁도에 영향을 미치는 것으로 나타났는데 500rpm과 600rpm에서 탁도가 가장 적게 발생되었다. 따라서 습공기 크리닝부의 적정 로터 속도는 500rpm, 홉인공기 상대습도는 98%를 적정 가공조건으로 선정하였다.
품위를 조사하였다. 그결과 표 4에서 살펴보듯이 쌀의 청결도를 나타내는 탁도의 경우 공급량 918kg/hr 이하에서 탁도가 감소되는 효과가 가장 컸으며, 그 이상에서는 탁도가 다소 증가하고, 백도도 감소하는 것으로 나타났다.
57kg/cnf에서 최대 T,200V 내외가 발생되었다. 따라서 발생된 정전기가 미세쌀겨의 제거를 억제 시키기 때문에 표 1과 같이 정전기 제전량별로 쌀의 가공품위를 조사한 결과 탁도 가 제전량에 따라 유의성 있게 변화하여 제전량이 클수록 탁도감소 효과가 커졌다. 하지만 백도, 탁도, 완전립 및 쇄립율에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
백도는 연마 및 공기크리닝부와 습공기 크리닝부에서 높아지는 경향을 보였으나 정전기크리닝부에서는 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
다. 연마 및 공기크리닝부, 정전기 크리닝부, 습공기 크리닝부의 3개 공정 모두 탁도를 감소시키는 것으로 나타났으나, 최종제품의 탁도가 55.33ppm 수준으로 다소 미홉하여보완이 요구 되었다.
따라서 각 가공공정 이 쌀의 품위에 어느 정도의 영향을 미 치는지 알아보기 위 해 각 공정별로 샘플을 채취하여 품위를 조사한 결과 표 5와 같다. 탁도의 경우 3개 공정에서 모두 탁도를 크게 감소시키는 것으로 나타났으나, 최종제품의 탁도가 55.33ppm 수준으로 일본산 무세미에 비해서는 다소 높은 것으로 나타났고, 기존의 연미기에 비해서는 훨씬더 청결한 쌀 가공이 이루어 지는 것으로 나타났다. 아울러 씻지 않고도 밥을 지을수 있는 쌀을 가공하기 위해서는 탁도를 보다 낮출수 있는 방안이 검토 되어야 할것으로 여겨진다.

후속연구

따라서 3개 공정 모두가 쌀을 청결도를 나타내는 탁도를 감소시키는데 영향을 미치는 것으로 나타나 앞으로 보다 청결한 쌀을 가공하기 위해서는 가공시스템의 보완이 요구되어 계속 연구를 수행할 계획이다.
라. 따라서 앞으로 탁도를 보다 낮추기 위하여 시작기를 보완제작하고 확대시험을 실시한 후 최종적으로 청결 가공시스템을 구성할 계획이다.

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