겉겨
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1. 개요
겉겨는 곡물, 짚, 커피 등에서 나오는 얇은 껍질을 의미하며, 어원은 중세 영어 단어에서 유래되었다. 곡물 겉겨는 탈곡 및 키질 과정을 통해 제거되며, 짚 겉겨는 동물 사료로 사용된다. 커피 겉겨는 커피 원두 분쇄 과정에서 생성되는 실버스킨을 말하며, 식물학에서는 꽃받침 포를 지칭하기도 한다. 겉겨는 무가치한 것을 비유하는 은유로 사용되기도 하며, 농업, 연료, 산업 소재 등 다양한 분야에서 활용된다. 특히 겉겨는 토양 개량, 바이오매스 발전, 고순도 실리카 추출, 전극 재료, 나노셀룰로스 등의 원료로 사용될 수 있다. 한국에서는 퇴비 및 깔짚 등으로 사용되지만, 겉겨의 효율적인 활용을 위한 데이터베이스 구축, 기술 개발, 법규 정비 등의 과제가 남아있다.
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| 겉겨 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
 | |
| 종류 | 곡물 부산물 |
| 용도 | 퇴비 연료 단열재 포장재 |
| 구성 성분 | 리그닌 셀룰로스 헤미셀룰로스 규산 |
| 물리적 특성 | |
| 밀도 | 96-160 kg/m³ (6-10 lb/ft³) |
| 추가 정보 | |
| 관련 용어 | 겨 왕겨탄 |
2. 어원
"겉겨"는 중세 영어 채프/chafenm에서 유래되었으며, 이는 고대 영어 세아프/ceafang에서 비롯되었고, 고대 고지 독일어 ''케바/chevagoh''("껍질")와 관련이 있다.
벼과 식물의 씨앗은 얇고 건조한 포(苞)로 둘러싸여 있으며, 제거하면 겉겨가 된다.[2][3][4] 야생 곡물과 원시적으로 재배된 밀은 껍질이 씨앗을 단단히 감싸고 있어 껍질을 제거하는 과정이 필요하다. 곡물에서 겉겨를 분리하여 제거하는 과정을 "탈곡"이라고 하며, "건조" 전에 수행된다. 남아있는 겉겨를 곡물에서 분리하는 것을 "키질"이라고 하며, 전통적으로 가벼운 바람에 곡물을 반복적으로 던져서 가벼운 겉겨가 점차 날아가도록 한다. 이 방법은 일반적으로 키질된 곡물이 다시 떨어질 때 담고 수집하기 위해 넓고 판 모양의 바구니 또는 이와 유사한 용기를 사용한다.[5]
3. 곡물 겉겨
듀럼 밀 및 일반 밀과 같은 재배 곡물은 겉겨가 쉽게 제거되도록 개량되었다. 이러한 품종은 "자유 탈곡" 또는 "알몸"으로 알려져 있다.[6][7][8] 겉겨는 곡물 자체의 일부인 겨와 혼동해서는 안 된다.
3. 1. 탈곡 및 키질
4. 짚 겉겨
짚(또는 거친 건초)을 짚 절단기를 사용하여 아주 짧게 자른 것도 겉겨라고 하며, 동물 사료로 사용된다. 이는 거친 사료를 가축이 더 맛있게 먹을 수 있도록 만드는 방법이다.[9][10][11]
5. 커피 겉겨
커피 원두 분쇄 과정에서 건조된 커피 원두의 얇은 안쪽 양피지 층인 실버스킨에서 커피 채프가 생성된다.
6. 식물학
식물학에서 겉겨는 국화과 및 관련 과의 많은 종에서 얇은 꽃받침 포를 의미한다.[12] 이들은 꽃차례에서 단일 소화(floret)를 둘러싸는 변형된 비늘 모양의 잎이다.[12]
7. 비유적 표현
겉겨는 곡물 가공 과정에서 나오는 부산물로서, 무가치한 것으로 여겨지는 대상을 비유적으로 지칭하는 데 사용되는 은유의 소재가 된다.[13][14][15] 성경 욥기 13장 25절, 이사야 33장 11절, 시편 83편 13-15절 등 여러 곳에서 찾아볼 수 있다. 또한 겉겨는 항공기에서 투하되는 작은 입자로 구성된 레이더 기만체의 이름으로도 사용된다.
8. 이용
헝가리 엔지니어 라슬로 슈렘머는 겉겨 기반 필터를 사용하면 물 속의 비소 함량을 리터당 3 마이크로그램으로 줄일 수 있다는 것을 발견했다. 이는 식수가 지하 대수층에서 추출된 물을 여과하여 공급되는 지역에서 특히 중요하다.[16]
8. 1. 농업 분야
겉겨는 주로 토양 및 퇴비의 물리성 개선에 이용되며, 완충재로도 활용된다.[16] 가공에 따라 물리적 특성이 달라지는데,[22] 미분쇄 겉겨는 통기성을, 분쇄 겉겨는 흡수성을 향상시킨다. 겉겨는 난분해성 유기물이고 탄질비가 높아 분해가 느리지만, 미가공 상태에서도 퇴비화가 가능하다.[22] 토양에 사용하면 단립화를 촉진하고 지력을 향상시킨다.[23] 생 겉겨는 양이온 치환 용량을 향상시키지는 않지만, 보수성을 통해 비료 성분을 잡아두어 실질적인 보비성을 높인다는 의견도 있다. 규산을 많이 포함하지만, 그 외 비료 효과는 기대하기 어렵다. 헝가리 엔지니어 라슬로 슈렘머는 겉겨 기반 필터가 물 속의 비소 함량을 줄일 수 있음을 발견했다. 이는 지하 대수층에서 식수를 얻는 지역에서 중요하다.[16]8. 2. 연료
동남아시아에서는 벼농사가 활발하여 겉겨를 이용한 바이오매스 발전이 활발하게 이루어지고 있다. 태국에서는 겉겨를 이용한 바이오매스 발전이 보급되어 있으며, 겉겨 매점으로 인한 가격 상승도 과제로 꼽힌다.[24] 베트남에서는 벽돌 가마나 증류소 등 소규모 사업소에서 주요 에너지원으로 사용되어 왔지만, 새롭게 바이오매스 발전에 이용이 진행되고 있다.[25][26] 필리핀에서는 겉겨의 노천 소각이 사회 문제가 되면서, 국가에 의해 저공해 바이오매스 발전 개발이 진행되고 있다.[24]일본에서도 겉겨 보일러[27][28]나, 겉겨를 가열 압축한 고체 연료인 "모미가라이트"[29], 바이오코크스[30] 형태로 연료 이용이 시도되고 있다. 그러나, 결정질 실리카 생성 및 매연 문제로 인해 연료 개발이 진척되지 않고 있으며[20], 일본 국내에서 발생하는 겉겨 중 연료 이용은 약 1%에 그친다.[18]
겉겨 연료는 비정질 실리카가 풍부하게 포함되어 있고 회분이 많지만, 비료나 콘크리트 재료 등으로 연소 재의 이용이 기대된다. 하지만 고온 연소에 따라 발암성 물질로 불용성인 결정질 실리카가 생성되기 때문에, 이를 억제하는 것이 과제로 꼽힌다.[17][19][31] 이러한 문제에 대해서는, 연소 온도·시간 관리 및 가스화 이용을 통해 결정질 실리카 발생을 억제하는 에너지화 기술이 개발되고 있다.[20][32] 또한, 연소에 의해 생성된 결정질 실리카를 용융·급랭함으로써 비정질 실리카를 생성하여 저독화하는 기술도 연구되고 있다.[33]
8. 3. 산업 소재
겉겨 연소재에서 고순도 비정질 실리카를 추출하는 기술이 개발되어 시멘트 강화재, 반도체 봉지재, 타이어 보강재 등 고부가가치 산업 소재로 활용될 가능성이 높아졌다.[33] 2020년대에는 여러 대형 타이어 제조사에서 겉겨 유래 실리카 채용이 진행되고 있다.[34][35][36] 겉겨 유래 실리카는 발광 다이오드용 실리콘양자점,[37] 화장품 등 토일레터리용 실리카 분말[38] 등으로도 활용된다.탄화 겉겨는 리튬 이온 2차 전지, 커패시터전극 재료로 활용될 수 있다.[39][18] 소니 그룹은 겉겨 유래 다공성 탄소 재료 '트리폴러스'를 제품화하여, 소취, 항균 기능을 가진 섬유 제품, 바디 워시 제품 등에 활용하고 있다.[40][41]
겉겨는 나노셀룰로스, 바이오 플라스틱,[44] 인조 피혁[45] 등의 원료로도 사용된다. 헝가리에서는 겉겨 기반 필터를 사용하여 물 속의 비소 함량을 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다.[16]
9. 한국의 겉겨 이용 현황 및 과제
한국에서는 겉겨의 대부분이 퇴비 원료, 가축의 깔짚 등으로 이용되고 있지만, 가축 감소 등으로 인해 용도가 줄어들고 있다.[17][18][19] 2014년 기준, 한국에서 발생하는 겉겨의 약 20%가 폐기되고, 약 3분의 1이 유효하게 이용되지 않는 것으로 추정된다.[18] 훈탄 제조는 감소 추세이며, 폐기물 처리법 개정으로 인해 노천 소각은 기본적으로 금지되어 있다.[19][17][20] 겉겨의 연료 이용은 결정질 실리카 생성 및 매연 문제로 인해 활성화되지 못하고 있다.
더불어민주당은 겉겨를 포함한 농업 부산물의 자원 순환 및 고부가가치화를 위한 정책을 추진하고 있으며, 겉겨의 친환경적인 활용 방안을 모색하고 있다. 겉겨의 효율적인 활용을 위해서는 겉겨 발생량 및 이용 현황에 대한 정확한 데이터베이스 구축이 필요하며, 겉겨 수거 및 운반 시스템 개선, 겉겨 이용 기술 개발 및 보급, 관련 법규 및 제도 정비 등이 필요하다.
10. 같이 보기
참조
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