왕겨

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1. 개요
2. 생산
3. 활용
4. 참고 문헌
참조

1. 개요

왕겨는 쌀의 껍질로, 쌀 씨앗을 보호하는 역할을 한다. 오팔린 규소와 리그닌을 포함한 단단한 물질로 구성되어 있으며, 섬유질이 풍부하여 사람에게 소화되지 않는다. 왕겨는 쌀에서 분리하기 위해 키질, 절구와 공이, 쌀 찧는 기계 등을 사용했으며, 현대에는 쌀 껍질 제거 기계가 사용된다. 왕겨는 태워서 왕겨 재(RHA)를 만들거나, 치약, 쌀겨유, 양조, 비료 및 배지, 불꽃놀이, 연료, 주스 추출, 애완동물 사료, 베개 충전재, 단열재, 파티클 보드 및 판지, 지오폴리머, 쌀 콘크리트 등 다양한 용도로 활용된다.

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왕겨
기본 정보
왕겨
종류	곡물 부산물
원천	벼
용도	연료 단열재 비료 사료 건축 자재
물리적 특성
밀도	96 - 160 kg/m³
열전도율	0.055 - 0.191 W/m·K
화학적 구성
주성분	셀룰로스 (32%) 리그닌 (21%) 이산화 규소 (15-20%) 수분 (8-15%)

2. 생산

쌀 껍질은 쌀 씨앗의 일부로, 생장기 동안 해충으로부터 곡물을 보호한다. 껍질은 오팔린 규소와 리그닌을 포함한 단단한 물질로 구성되어 있다. 껍질은 (잘게 갈지 않는 한) 먹거나 삼키기 어렵고, 주로 풍부한 섬유 성분 때문에 사람에게 소화가 되지 않는다.

쌀에서 껍질을 분리하는 데에는 키질이 사용되는데, 쌀 전체를 쟁반에 넣고 바람이 부는 동안 공중에 던지는 방식이다. 가벼운 껍질은 날아가고 무거운 쌀은 쟁반으로 다시 떨어진다. 나중에는 껍질을 제거하기 위해 절구와 공이와 쌀 찧는 기계라는 간단한 기계가 개발되었다. 1885년에는 브라질에서 현대적인 쌀 껍질 제거 기계가 발명되었다. 제분 과정에서 껍질은 생쌀에서 제거되어 통 현미가 나타나고, 이어서 겨 층을 제거하기 위해 일반적으로 더 제분하여 백미를 얻는다.

3. 활용

왕겨는 벼의 겉껍질로, 다양한 용도로 활용된다.

인도네시아 바투자야 고고 유적지의 사원(5세기)은 왕겨를 섞은 벽돌로 지어졌다.

남부 인도에서는 숯으로 만든 왕겨를 치약 대용으로 사용했다.^[7]
쌀겨유는 인도, 네팔, 방글라데시, 인도네시아, 일본, 중국 남부, 말레이시아 등에서 식용유로 쓰인다.
맥주 양조 시 매시의 여과 능력을 높이기 위해 사용된다.
퇴비로 사용될 수 있지만, 리그닌 함량이 높아 분해가 느리다. 지렁이를 이용해 퇴비화 과정을 가속화할 수 있다.
파보일드 왕겨는 수경 재배용 배지로 사용되며, 배수를 돕고 식물 호르몬 조절에 영향을 주지 않는다.^[9]
고운 입자의 화약과 함께 공중 불꽃놀이 쉘의 주요 폭발 장약으로 사용된다.

적절한 기술을 이용하면 증기 기관의 동력원으로 사용할 수 있다.
메콩 삼각주의 전통 벽돌 제조 가마에서는 왕겨를 연료로 사용한다.
사과 압착 시 추출 효율을 높이는 "압착 보조제"로 사용된다.^[11]
애완동물 사료의 식이 섬유 공급원이자 충전제로 쓰인다.^[12]
베개 충전재로 사용하면 머리 모양을 유지하는 데 도움이 된다.
쉽게 타지 않고 습기로 인한 곰팡이 번식을 억제하여 1급 단열재로 사용된다.^[13] 흙과 섞어 지붕 재료로 쓰이기도 한다.
파티클 보드와 판지를 만드는 데 사용되며, 쌀겨의 실리카 성분은 흰개미를 쫓는 효과가 있다.^[14]
왕겨 재(RHA)는 지오폴리머 콘크리트의 전구 물질로 사용될 수 있다.^[15]

3. 1. 재 (Ash)

쌀겨를 태우면 '''왕겨 재'''(RHA)가 만들어진다. 이 재는 여러 재료 과학 분야에서 쓰이는 비정질 반응성 실리카의 원료로 사용될 수 있다. 왕겨 재의 대부분은 포틀랜드 시멘트를 만드는 데 쓰인다.^[1] 완전히 연소된 재는 블레인 수가 최대 3,600에 달하는데, 이는 시멘트(블레인 수 2,800~3,000)보다 더 미세하다는 뜻이다. 실리카는 회반죽이나 콘크리트를 만들 때 시멘트와 함께 섞는 모래의 주성분이다. 이 미세한 실리카 덕분에 매우 촘촘한 콘크리트를 만들 수 있다. 또한 왕겨 재는 단열 성능도 매우 뛰어나다. 재가 미세하기 때문에 일반적인 시멘트 모래 혼합물보다 더 깊이 침투하여, 토목 구조물의 미세한 균열을 메우는 데도 매우 유용하다.

왕겨 재는 중국, 일본 등 쌀을 재배하는 극동 지역에서 오랫동안 도자기 유약의 재료로 사용되었다.^[2] 왕겨 재는 약 95%의 실리카를 포함하고 있어 유약에 필요한 실리카를 쉽게 공급하며, 입자가 작아 유약이 빨리 녹도록 돕는다.

왕겨 재는 기름이나 화학 물질 흡착제, 토양 개량제, 실리콘 원료, 제철소의 단열 분말, 세라믹 산업에서 "식초-타르" 이형제 형태의 방충제, 단열재 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. 더 전문적으로는 촉매 지지체로 사용되기도 한다.^[3]

굿이어(Goodyear)는 타이어 첨가제의 원료로 왕겨 재를 사용할 계획이라고 발표했다.^[4]^[5]

왕겨는 탄화 규소 "단결정 위스커"를 만드는 저렴한 재료이다. 탄화 규소 위스커는 세라믹 절삭 공구의 강도를 10배까지 높이는 데 사용된다.^[6]

3. 2. 치약

남부 인도에서는 숯으로 만든 쌀겨를 사용했는데, 이는 말라얄람어와 타밀어로 ഉമിക്കരി|Umikkari^ml라고 불리며 치약이 등장하기 전에 전통적으로 치아를 세척하는 데 사용되었다.^[7]

3. 3. 쌀겨유

쌀겨유는 쌀 껍질인 왕겨에서 추출한 기름이다. 인도, 네팔, 방글라데시, 인도네시아, 일본, 중국 남부, 말레이시아 등 인도 아대륙과 동아시아 국가에서 식용유로 인기가 높다.

3. 4. 양조

왕겨는 매시의 여과 능력을 향상시키기 위해 맥주 양조에 사용될 수 있다. 왕겨는 또한 카오량(수수) 액체의 전통적인 제조 과정의 한 단계에도 사용된다. 발효 후, 왕겨는 와인 탱크에 추가되어 공간을 늘릴 수 있는데, 이는 증류에 유리하다.

3. 5. 비료 및 배지

쌀겨는 퇴비화될 수 있지만, 높은 리그닌 함량 때문에 이 과정이 느릴 수 있다. 때때로 과정을 가속화하기 위해 지렁이를 사용한다. 버미컴포스트 기술을 사용하면 쌀겨를 약 4개월 만에 비료로 전환할 수 있다.

파보일드 쌀겨는 특정 수경 재배를 포함하여 원예용 배지 또는 매체로 사용된다. 쌀겨는 시간이 지남에 따라 썩는다. 쌀겨는 배수를 가능하게 하고,^[9] growstones보다 물을 덜 보유한다.^[8] 쌀겨는 식물 호르몬의 식물 생장 조절에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.^[9]

3. 6. 불꽃놀이

왕겨는 고운 입자의 화약으로 코팅되어 공중 불꽃놀이 쉘의 주요 폭발 장약으로 사용된다.

3. 7. 연료

왕겨의 연소는 '''왕겨 재'''(RHA)를 생성한다. 이 재는 다양한 재료 과학 분야에서 활용되는 비정질 반응성 실리카의 잠재적 공급원이다. 이 재의 대부분은 포틀랜드 시멘트 생산에 사용된다.^[1] 완전히 연소되면 재는 시멘트보다 더 미세하다. 실리카는 플라스터 및 콘크리트에 시멘트와 함께 사용되는 모래의 기본 구성 요소이다. 이 미세한 실리카는 매우 조밀한 콘크리트를 제공한다. 또한 재는 매우 우수한 단열재이기도 하다.

왕겨 재는 중국, 일본과 같이 쌀 재배 지역인 극동 지역에서 오랫동안 도자기 유약에 사용되어 왔다.^[2] 약 95%의 실리카를 함유하고 있어 유약에 필요한 실리카를 쉽게 도입할 수 있으며, 작은 입자 크기는 유약의 초기 용융을 돕는다.

RHA의 가능한 용도에는 오일 및 화학 물질 흡착제, 토양 개량제, 실리콘 공급원, 제철소의 단열 분말, 세라믹 산업의 "식초-타르" 이형제 형태의 방충제, 단열재 등이 있다. 더 전문적인 응용 분야로는 이 재료를 촉매 지지체로 사용하는 것이 있다.^[3]

굿이어(Goodyear)는 타이어 첨가제의 원료로 왕겨 재를 사용할 계획이라고 발표했다.^[4]^[5]

왕겨는 탄화 규소 "단결정 위스커"를 제조할 수 있는 저렴한 재료이다. SiC 위스커는 세라믹 절삭 공구를 강화하여 강도를 10배 증가시키는 데 사용된다.^[6]

적절한 기술을 사용하면 왕겨를 태워 증기 기관의 동력으로 사용할 수 있다.

왕겨를 직접 연소시키면 많은 양의 연기가 발생한다. 대안은 가스화이다. 왕겨는 상향식 가스화기에서 쉽게 가스화된다. 이 왕겨 가스의 연소는 푸른 불꽃을 생성하며, 왕겨 바이오 숯은 좋은 토양 개량제이다.^[10]

메콩 삼각주의 전통적인 벽돌 제조 가마는 왕겨를 연료로 사용하고 있다.

3. 8. 주스 추출

쌀겨는 사과 압착의 추출 효율을 향상하기 위한 "압착 보조제"로 사용된다.^[11]

3. 9. 애완동물 사료

왕겨는 인간의 식품 가공 과정에서 나오는 저렴한 부산물로, 식이 섬유의 공급원 역할을 하며 애완동물 사료의 충전제(filler) 성분으로 여겨진다.^[12]

3. 10. 베개 충전재

왕겨는 베개 충전재로 사용된다. 베개는 헐겁게 채워져 머리 모양을 유지하므로 치료 효과가 있는 것으로 간주된다.

3. 11. 단열재

왕겨는 쉽게 타지 않고 습기가 곰팡이나 균류로 번지는 것을 억제하기 때문에 1급 단열재이다.^[13] 흙과 물을 섞어 지붕재로 사용하기도 한다.

3. 12. 파티클 보드 및 판지

쌀겨는 파티클 보드와 판지를 만드는 데 사용된다. 쌀겨에 함유된 실리카 성분은 흰개미가 파티클 보드를 갉아먹는 것을 방지한다.^[14]

3. 13. 지오폴리머

왕겨의 연소는 왕겨 재(RHA)를 생성한다. 이 재는 다양한 재료 과학 분야에서 활용되는 비정질 반응성 실리카의 잠재적 공급원이다. 이 재의 대부분은 포틀랜드 시멘트 생산에 사용된다.^[1] 완전히 연소되면 재는 시멘트의 블레인 수(2,800~3,000 사이)에 비해 최대 3,600에 달하는 블레인 수를 가질 수 있으며, 이는 시멘트보다 더 미세하다는 것을 의미한다. 실리카는 플라스터 및 콘크리트에 시멘트와 함께 사용되는 모래의 기본 구성 요소이다. 이 미세한 실리카는 매우 조밀한 콘크리트를 제공한다. 또한 재는 매우 우수한 단열재이기도 하다. 재의 미세함은 또한 일반적인 시멘트 모래 혼합물보다 더 깊이 침투할 수 있어 토목 구조물의 미세한 균열을 밀봉하는 데 매우 적합하다.

왕겨 재는 중국과 일본과 같이 쌀 재배 지역인 극동 지역에서 오랫동안 도자기 유약에 사용되어 왔다.^[2] 약 95%의 실리카를 함유하고 있어 유약에 필요한 실리카를 쉽게 도입할 수 있으며, 작은 입자 크기는 유약의 초기 용융을 돕는다.

RHA의 가능한 용도는 다음과 같다.

오일 및 화학 물질 흡착제
토양 개량제
실리콘 공급원
제철소의 단열 분말
세라믹 산업의 "식초-타르" 이형제 형태의 방충제
단열재

더 전문적인 응용 분야로는 이 재료를 촉매 지지체로 사용하는 것이 있다.^[3]

굿이어는 타이어 첨가제의 원료로 왕겨 재를 사용할 계획이라고 발표했다.^[4]^[5]

왕겨는 탄화 규소 "단결정 위스커"를 제조할 수 있는 저렴한 재료이다. SiC 위스커는 세라믹 절삭 공구를 강화하여 강도를 10배 증가시키는 데 사용된다.^[6]

고농도의 비정질 실리카 함량으로 인해, 왕겨 재(RHA)는 지오폴리머 콘크리트의 전구 물질로 사용될 수 있다.^[15]

3. 14. 쌀 콘크리트

왕겨를 태우면 왕겨 재(RHA)가 생성된다. 이 재는 다양한 재료 과학 분야에서 활용되는 비정질 반응성 실리카의 잠재적 공급원이다. 이 재의 대부분은 포틀랜드 시멘트 생산에 사용된다.^[1] 완전히 연소되면 재는 시멘트의 블레인 수(2,800~3,000 사이)에 비해 최대 3,600에 달하는 블레인 수를 가질 수 있는데, 이는 시멘트보다 더 미세하다는 것을 의미한다. 실리카는 플라스터 및 콘크리트에 시멘트와 함께 사용되는 모래의 기본 구성 요소이다. 이 미세한 실리카는 매우 조밀한 콘크리트를 제공한다. 또한 재는 매우 우수한 단열재이기도 하다. 재의 미세함은 일반적인 시멘트 모래 혼합물보다 더 깊이 침투할 수 있어 토목 구조물의 미세한 균열을 밀봉하는 데 매우 적합하다.

특정 물-시멘트비에서 소량의 왕겨 재(시멘트 질량의 2~3%)를 첨가하면 시멘트 유출 및 분리를 줄이고 콘크리트의 강도와 내구성을 높여 콘크리트 혼합물의 작업성을 향상시키는 데 유용할 수 있다.^[18] 그러나 이러한 첨가제를 대량으로 투입하면 강력한 감수제를 사용하지 않을 경우 콘크리트 혼합물의 작업성이 떨어질 수 있다.^[19]

4. 참고 문헌

Ma^영어, Jian Feng; Tamai, Kazunori; Yamaji, Naoki; Mitani, Namiki; Konishi, Saeko; Katsuhara, Maki; Ishiguro, Masaji; Murata, Yoshiko; Yano, Masahiro (2006). “벼의 실리콘 수송체”. 《Nature^영어》 (영어) 440 (7084): 688–691. doi:10.1038/nature04590. PMID 16572174.

Mitani^영어, Namiki; Ma^영어, Jian Feng; Iwashita^영어, Takashi (2005). “벼(Oryza sativa^la L.)의 물관부 수액 내 실리콘 형태 확인”. 《Plant Cell Physiol.^영어》 (영어) 46 (2): 279–283. doi:10.1093/pcp/pci018. PMID 15695469.

Mitani^영어, Namiki; Ma^영어, Jian Feng (2005). “다양한 식물 종의 실리콘 흡수 시스템”. 《J. Exp. Bot.^영어》 (영어) 56 (414): 1255–1261. doi:10.1093/jxb/eri121. PMID 15753109.

참조

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_[2] 서적 Ash Glazes https://books.google[...] Krause Publications 1998
_[3] 논문 Characterization of platinum–iron catalysts supported on MCM-41 synthesized with rice husk silica and their performance for phenol hydroxylation https://dx.doi.org/1[...] Sci. Technol. Adv. Mater. 2008
_[4] 웹사이트 Goodyear Converts Waste from Rice Harvest to Fuel-Efficient Tire Treads http://www.goodyear.[...] 2015-02-09
_[5] AV media Goodyear Reaches Supply Agreements for Rice Husk Ash Silica https://www.youtube.[...] Goodyear Tire and Rubber Company 2015-06-09
_[6] 웹사이트 SiC Whisker-Reinforced Ceramic Composites http://www.ms.ornl.g[...] Oak Ridge National Laboratory 2013-06-06
_[7] 웹사이트 ഉമിക്കരി ഉപയോഗിച്ച് പല്ല് തേക്കുന്നത് നല്ലതാണോ? https://malayalam.sa[...] 2024-06-05
_[8] 웹사이트 Growstones ideal alternative to perlite, parboiled rice hulls http://esciencenews.[...] 2011-12-04
_[9] 웹사이트 Rice hulls a sustainable drainage option for greenhouse growers http://www.purdue.ed[...] Purdue University 2010-10-25
_[10] 웹사이트 Biomass Gasification and the Benefits of Biochar http://esrla.com/pdf[...] Engineering, Separation and Recycling LLC 2012-03-27
_[11] 웹사이트 Press aids http://www.vincentco[...] Vincent Corp
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_[14] 웹사이트 Rice husks may find use in cheaper, greener, longer-lasting particleboard https://newatlas.com[...] GIZMAG PTY LTD 2017 2015-05-28
_[15] 간행물 Characterization and utilization of rice husk ash (RHA) in fly ash – Blast furnace slag based geopolymer concrete for sustainable future 2020-03-29
_[16] 웹사이트 Effects of exposure to elevated temperatures on properties of concrete containing rice husk ash https://www.research[...] 2022-10-10
_[17] 간행물 Fire resistance evaluation of rice husk ash concrete
_[18] 웹사이트 Rice concrete: characteristics and composition https://www.concrete[...] 2022-03-05
_[19] 간행물 Investigation of the effect of mineral additives on concrete strength using ANN
_[20] 웹인용 왕겨 https://stdict.korea[...] 국립국어원 2017-07-30

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