• 제목/요약/키워드: Eco-friendly Technology

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유연 종이 식품 포장재의 개질 아크릴 에멀젼 코팅 특성 및 재활용성 평가 (The Evaluation of the Packaging Properties and Recyclability with Modified Acrylic Emulsion for Flexible Food Paper Coating)

  • 이명호;조인석;이동철;이윤석
    • 한국포장학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.153-161
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    • 2023
  • 최근 소비자들의 소비 형태가 온라인 쇼핑 및 간편식, 배달 음식 등 비대면 소비를 위한 서비스 시장이 크게 확대됨에 따라 플라스틱 일회용 제품의 소비가 급증하게 되면서, 사용한 플라스틱 폐기물에 의한 여러 환경오염 문제들이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국제적으로 플라스틱 사용을 줄이고, 환경친화성 및 재활용성이 높은 지속 가능 물질로 대체하려는 움직임을 보이고 있다. 본 연구에서는 재활용성이 높은 종이에 다양한 종류의 배리어 코팅을 적용한 종이 시료의 물성과 배리어 특성 및 재활용성 등을 평가하여 실제로 식품용으로 사용되는 종이의 코팅층 종류와 이에 따른 물성 및 배리어성 개선 효과 및 재활용성에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 배리어 코팅종류는 PE와 PP, 개질 아크릴 코팅이 된 종이 시료를 사용하였으며, 코팅 처리하지 않은 종이를 대조군으로 하여 평가를 진행하였다. 형태학적 분석을 통해 PE의 코팅층은 약 30 ㎛, PP는 약 20 , 개질 아크릴은 10 ㎛의 코팅층 두께를 보여주었으며, 섬유조직 형태를 보여주던 대조군의 표면과 달리 배리어 코팅 종이는 코팅층으로 인하여 매끈한 표면 형태를 보여주었다. 기계적 물성 평가에서는 PE 코팅 종이와 개질 아크릴 코팅 종이에서 대조군이 비해 인장강도와 파열강도에서 개선되는 결과를 보여주었으며, PP 코팅 종이에서는 파열강도 외에 대조군과 유의적 차이를 보여주지 않았다. 공기 투기도 평가로 배리어 코팅층이 없는 대조군에서 약 2.24 ㎛/Pa·s로 가장 높은 투기도 값을 보여주었으며, 배리어 코팅 종이의 경우 모두 0.003 ㎛/Pa·s 이하의 상대적으로 낮은 투기도 값을 보여주었다. 또한 Cobb 사이즈도 대조군에서 약 43.77 g/m2로 가장 높은 흡수 특성을 보였으며, 배리어 코팅 종이 시료에서는 2.80 g/m2 이하의 흡수 특성을 보여주었다. 이는 이미 내수성 및 기체 차단 특성을 가진 고분자의 특성으로 종이의 차단 특성도 개선된 것으로 판단된다. 내유성 평가에서도 PE 코팅 종이와 PP 코팅 종이에서 최고 측정값인 12 등급으로 내유성이 높은 특징을 보여주었으며, 개질 아크릴 코팅 종이는 5 등급으로 PE, PP 코팅 종이 보다 상대적으로 낮은 내유성을 보여주긴 하였으며, 대조군은 0 등급으로 내유성이 없는 모습을 보여주었다. 코팅 처리별 종이의 재활용성 평가에서 대조군의 리젝트율은 5.25%로 모든 시료 중 미해리분이 가장 낮은 모습을 보여주었으며, PE 코팅 종이와 PP 코팅종이는 각각 19.04%, 16.57%로 리젝트율이 증가함을 나타냈다. 상대적으로 높은 리젝트율 값은 PE 코팅 종이와 PP 코팅 종이는 해리 시 코팅 층이 작은 크기로 조각나 미분화되어 슬릿에 걸러지는 것으로 확인하였으며, 이는 미해리분으로 인해 재활용에 어려움이 발생할 것으로 판단된다. 개질 아크릴 코팅 종이의 리젝트율은 6.25%로 대조군과 유사하게 미해리분 없이 스크린을 거의 통과되는 현상을 보여주었다. 이 결과는 개질 아크릴 수지의 수해리성이 높아 발생한 것으로 판단된다. PE 및 PP 코팅 종이에 비교하여 개질 아크릴 코팅 종이가 재활용성 평가에서 더 효율적인 결과를 가짐을 나타내며, 추가 해리되어 스크린 업셉트된 펄프 슬러리를 사용하여 제조한 재활용지에 대한 종이의 품질 변화는 향후 보강 연구가 필요할 것으로 판단된다.

국내산 소나무, 잣나무, 낙엽송, 분비나무 정유의 제초활성 (Herbicidal Activities of Essential Oils from Pine, Nut Pine, Larch and Khingan Fir in Korea)

  • 윤미선;조해미;연보람;최정섭;김성문
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제2권1호
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    • pp.30-37
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 국내의 대표적인 침엽수인 소나무, 잣나무, 낙엽송, 분비나무로부터 추출된 정유의 제초활성을 이해하는데 있었다. 소나무, 잣나무, 낙엽송, 분비나무 정유의 기내 종자발아 제초활성 검정 결과, 유채에 대한 $GR_{50}$ 값은 각각 0, 4,766, 1,865, $5,934{\mu}g\;ml^{-1}$으로 소나무를 제외하고는 제초활성을 나타내었다. 온실조건에서 소나무, 잣나무, 낙엽송, 분비나무 정유 10%를 5종의 화본과 잡초와 5종의 광엽잡초에 처리한 결과 도꼬마리를 제외하고는 24시간 내에 완전 고사되었으며, 처리 식물의 부위는 타는 듯한 화염상 증상을 나타내었고, 처리 3일 이후에는 신초가 재생하여 4종 식물 정유는 속효성, 비선택성, 비이행성 특성을 나타내었다. 소나무, 잣나무, 낙엽송, 분비나무의 정유를 GC-MS로 분석한 결과 각각 16종, 25종, 25종, 16종의 유기화합물이 검출되었으며, 이들 정유에는 탄화수소, 알코올, 케톤, 에스테르가 공통적으로 함유되어 있었다. 그리고 정유 4종의 주 화합물은 3-carene, bornyl acetate, camphene, limonene, ${\alpha}$-pinene, ${\beta}$-pinene, ${\beta}$-phellandrene 이었다.

황기 줄기 바이오차를 활용한 카드뮴과 망간 이온의 제거 (Removal of Cadmium and Manganese Ions Utilizing Astragalus uliginosus L.-Stem Biochar)

  • 최석순;하정협;김승수
    • 공업화학
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    • 제31권1호
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    • pp.7-12
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    • 2020
  • 충북의 북부지역에서 한약재 부산물로서 황기 줄기가 대량 생산되고 있으나, 이러한 부산물들은 특별한 수요처가 없이 밭에 폐기물로 버려지고 있다. 본 연구에서는 이 폐기물을 재활용하고자, 황기 줄기를 사용하여 바이오차를 제조하였다. 이 바이오차를 사용하여 물속에 용해된 카드뮴과 망간 이온의 제거특성을 고찰하였다. 50과 100 mg/L 카드뮴 이온을 처리하기 위하여 흡착 평형 실험이 이루어졌을 때, 카드뮴의 제거효율은 각각 100과 95%를 나타내었다. 또한, 50과 100 mg/L 망간 이온을 제거하기 위하여 5 h의 반응이 이루어졌을 때, 각각 36.1과 37.9 mg/g 최대 흡착량을 얻을 수 있었다. 위의 실험 결과, 카드뮴과 망간 이온의 제거공정에서 황기 줄기 바이오차는 활성탄보다 4배 이상의 흡착량을 나타내었다. 그리고 황기 줄기 바이오차와 활성탄 표면의 화학 구조를 관찰하기 위하여 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 분석한 결과, 황기 줄기 바이오차는 활성탄과 비교하여 산소 함량과 O/C의 비율이 각각 2.1과 2.4배 증가함을 알 수 있었다. 또한, 망간 이온의 제거능력을 향상시키기 위하여 온도 변화에 의한 운전이 이루어졌으며, 45 ℃로 4 h에서 흡착 평형에 도달하였으며 50과 100 mg/L 망간 이온은 각각 92, 53%의 제거효율을 나타내었다. 결과적으로 이러한 실험 결과들은 물속에 용해된 카드뮴과 망간 이온을 친환경적이며 경제적으로 처리하는 새로운 제거 기술에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

미세조류 및 해조류 유주자의 피막화를 통한 생장 및 생존율 연구 (Study on the Growth and Survival Rate of Capsulated Microalgae and Macroalgae Zoospores)

  • 정상목;이한성;강슬기;손지수;전재혁;이한주;신현웅
    • 한국환경생태학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.92-97
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    • 2016
  • 본 연구는 미세조류 및 해조류 유주자의 피막화가 이들의 생장 및 생존에 미치는 영향을 파악할 목적으로 수행되었다. 갈조류의 세포벽을 구성하는 녹말과 알긴산을 다양한 비율로 혼합하여 친환경 피막소재로 이용하였으며, 염화칼슘수용액에 적하(form a drop)한 후 피막의 형성 여부를 확인하였고, 미세조류 Nannochloropsis salina와 해조류 Ulva australis의 유주자를 피막화하여 생존율 및 성장률을 측정하였다. 미세조류와 해조류 피막은 녹말과 알긴산의 배합비(무게비)가 5:5, 2:8, 0:10일 때에만 형성되었으며, 10:0과 8:2에서는 형성되지 않았다. 형성된 피막 중 녹말과 알긴산의 5:5 배합비에서 미세조류 개체수가 $8.74{\times}10^5cells\;mL^{-1}$로 최대 증가를 보였으나, 알긴산만을 이용한 피막에서는 $4.92{\times}10^5cells\;mL^{-1}$로 가장 낮았다. 따라서, 녹말과 알긴산의 혼합으로 구성된 피막에서 녹말의 함량이 증가할수록 미세조류 및 해조류 유주자의 생존 및 생장율은 증가되지만 알긴산이 50% 이하인 배합비에서는 물성이 약한 것으로 나타났다. 또한, 인공어초 표면에 응용한 결과, 99 개체 $cm^{-2}$가 발아하는 것으로 나타났다. 본 연구는 해양생태계 복원을 위한 해조류 유주자의 생존율 및 생장률을 향상 시킬 수 있는 다양한 기초자료가 될 것으로 사료되어진다.

The Variation of Indoor Air Quality in Nursing Home

  • Ji, Dong-Ha;Choi, Mi-Suk
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.117-124
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    • 2020
  • 본 연구는 실내공기질의 실시간 농도변화 분석을 통하여 일시적으로 기준값을 초과하는 항목에 대하여 원인 분석을 통하여 요양원의 쾌적한 실내공기질을 유지하기 위한 방안을 제안하고자 실시하였다. 요양원에서 미세먼지(PM10), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 휘발성유기화합물(VOC), 라돈(Radon) 등 5개 항목에 대하여 다목적 홀에서 봄(4월), 가을(9월)에 각1회 측정을 실시한 결과 측정 항목 모두 실내공기질 관리법에서 정한 기준을 만족하는 것으로 분석되었다. 실시간 농도 변화에 대한 분석 결과 병실의 경우 이산화탄소의 농도가 재실자 수에 의하여 기준치에 근접하는 수준을 보였으며 다목적 홀의 경우 이산화탄소 및 미세먼지는 주간보호 대상 어르신 및 근무자의 프로그램 활동과 휘발성유기화합물의 경우 식탁을 소독하기 위하여 사용하는 소독제(알코올) 및 만들기, 색칠하기 등의 프로그램 운용시 사용되는 보조도구(접착제)로 인하여 일시적으로 기준치를 초과하는 것으로 분석되었다. 결국 측정 대상 요양원에서는 온열환경을 고려하여 주기적인 환기, 천연소독제 사용 및 친환경 접착제 사용 등을 실시한다면 쾌적한 실내공기질 제공이 가능하고 요양원의 경쟁력 확보에도 기여할 것으로 판단된다.

푸르푸랄의 화학적 촉매전환을 통한 테트라히드로푸르푸릴 알코올 생산 공정 개발 및 경제성 평가 (Process Development and Economic Evaluation for Catalytic Conversion of Furfural to Tetrahydrofurfuryl Alcohol)

  • 변재원;한지훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권5호
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    • pp.609-617
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    • 2017
  • 목질계 바이오매스는 바이오 연료 및 바이오 화학제품 생산을 위한 재생 가능 자원이다. 푸르푸랄(furfural, FF)은 목질계 바이오매스의 헤미셀룰로스로부터 화학적 촉매전환으로 유도되는 주요한 플랫폼 케미칼이다. 테트라히드로푸르푸릴 알코올(Tetrahydrofurfuryl alcohol, THFA)은 FF의 유도체로 열적 화학적 안정성을 지닌 친환경 용매로 이용 가능하다. FF를 THFA로 전환하는 실험적 연구가 다수 존재함에도 불구하고, FF로부터 THFA의 대량생산에 관한 경제적 실현가능성에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 개발된 전환기술의 상용화 단계에서 기술적 병목점 확인과 스케일업 문제의 해결을 위한 정보를 얻기 위해 실증플랜트 규모의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 FF의 THFA로의 화학적 촉매전환에 대해 공정 시뮬레이션 및 기술경제성 평가가 수행되며, 3가지 단계(통합 공정 디자인, 열 통합, 경제성 평가)를 거친다. 실험연구 결과를 기반으로 전환공정과 분리공정을 포함하는 실증플랜트 규모의 통합공정이 설계된다. FF 처리량은 일일 255톤이며, FF로부터 THFA로의 수율은 63.2~67.9 mol%이다. 통합공정에 대해 열 통합을 수행하여 가열요구량을 최초 대비 14.4~16.4% 감소시킬 수 있었다. 최종적으로 경제성 평가를 통해 전체 공정의 주요 비용원을 분석하고 THFA의 최소판매가격을 결정하였다. 개발된 공정에서 생산되는 THFA의 최소판매가격은 1톤당 2,120~2,340 달러로, 현재 THFA의 시장 가격에 근접한다.

다양한 하수를 대상으로 아질산화 반응 적용성 평가 (Applicability Evaluation of Nitritation with Various Wastewater)

  • 임지열;길경익
    • 한국습지학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.11-18
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    • 2015
  • 질소에 의한 수질 오염의 심각성이 부각되면서 하 폐수 내 질소제거를 위한 연구가 수행되고 있다. 특히 아질산화 반응을 기반으로 하는 경제적이며 친환경적인 장점을 지닌 혁신적인 질소 제거 공법에 관한 연구가 주목받고 있다. 하지만 아질산화 반응을 기반으로 하는 공법의 현장 적용성 및 효율화 방안에 관한 연구는 완전히 이루어지고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 하수처리장 유입 하수, 최초 침전지 상등액, 반류수 그리고 가축분뇨의 특성분석 및 실험실 규모 반응조를 운전하였다. 반류수 및 가축분뇨의 경우 다른 하수에 비해 고농도의 질소를 함유한 것으로 나타나 수처리 계통 질소 부하를 증가시키는 것으로 나타났다. 반응조 운전 결과 낮은 암모니아성 질소의 농도로 인해 유입 하수와 최초 침전지 상등액의 경우에는 아질산화 반응이 유도되지 않음을 확인하였다. 또한 하수 종류 별로 아질산화 반응이 유도되는 체류시간 조건이 차이를 보였는데 이는 유기물 및 암모니아성 질소 농도에 의한 것으로 판단된다. 아질산화 반응이 유도된 하수 중 혐기 소화 상등액이 가장 높은 효율을 보이는 것으로 나타났다.

석탄회 및 용융폐기물 슬래그에 소량의 알칼리 활성화제를 첨가한 무시멘트 모르타르의 특성 (Properties of non-cement mortars with small addition of alkali activator using fly ash and fused waste slag)

  • 김유택;이경우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.257-262
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    • 2015
  • 현재 전 세계적으로 지구온난화의 주범인 $CO_2$ 저감을 위한 노력을 하고 있으며, 산업발전에 필요한 화력발전 등에서 발생한 부산물을 재활용하는 방안이 시급하다. 따라서 본 연구는 산업부산물인 비산재와 폐기물 슬래그를 이용하여 모르타르 경화체를 제작하였으며 알칼리 활성화제 첨가에 따른 물성을 비교하기 위해 비교적 낮은 농도인 3 M의 NaOH solution을 사용하였고, 이 경화체에 초임계 이산화탄소 조건($40^{\circ}C$, $80kgf/cm^2$ pressure, 60 min)에서 탄산화를 통하여 $CO_2$를 경화 체내에 안정적으로 고정화 시켜 이에 따른 물성을 평가하였다. 탄산화 인자인 CaO의 함량이 많을수록 탄산화율은 높게 나타났으며, 탄산화 후 무게변화율이 최대 약 12 % 증가하였다. 탄산화 후 압축강도는 전과 비슷한 수준이었으며, 이를 통해 탄산화를 통해 $CO_2$를 안정하게 고정화시킨 친환경 소재에 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 탄산화 반응 후에 생성되는 $H_2O$로 인해 추가적인 양생을 통해 장기적인 관점에서 탄산화를 통해 물성향상 또한 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다.

중온 아스팔트 혼합물의 성능 평가를 위한 아스팔트 바인더와 골재 사이의 접착물성분석 방법에 관한 연구 (A Study on the Performance Evaluation Method of Warm-mix Asphalt Mixture by the Analysis of Bonding Properties between Asphalt Binder and Aggregate)

  • 유인상;조동우;황성도;이석근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6D호
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    • pp.803-810
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    • 2011
  • 국내외적으로 지구 온난화와 에너지 절약에 관한 관심이 커지고 있는 가운데 아스팔트관련 산업에서도 이러한 친환경 소재 및 기술 개발에 관심을 가지고 있다. 기존 가열 아스팔트에 비해 낮은 온도에서 생산할 수 있는 기술인 중온 아스팔트는 이러한 친환경 소재관련 기술 개발의 결과로서 지속적인 개발연구의 대상이 된다. 이러한 연구대상중의 하나는 중온 아스팔트 바인더의 접착능력을 측정하는 것이다. 그리고 또한 이러한 접착능력 평가와 아스팔트 혼합물 성능을 직접 연결하는 노력도 필요하다. 본 논문은 중온 아스팔트 바인더와 골재의 접착능력에 관한 내용을 다루고 있고, 그 접착능력을 평가하기 위한 시험방법을 제시하고 있다. 본 연구에서는 기존 DSR 수분손상시험을 사용해 가열 및 중온 아스팔트 바인더와 골재사이 접착부분의 물성을 비교 평가했고, 또한 아스팔트 혼합물 성능과의 관계성을 구하기 위해 인장강도 비를 측정해서 확인해 보았다. 본 연구를 통해서 나온 결론은 다음과 같다. 기존의 수퍼페이브 표준 아스팔트 바인더 시험법에서 사용하는 선형점탄성 $G^*$ 값보다는 85% 선형점탄성 $G^*$에서의 전단응력 값이 가열 아스팔트 바인더 또는 중온 아스팔트 바인더와 골재의 접착성을 좀 더 적확하게 평가하기 위한 물성 값이 될 수 있다. 그리고 얇은 아스팔트 피막두께의 접착능력을 평가하는 것이 실재 아스팔트 바인더와 골재의 접착능력을 좀 더 잘 반영할 수 있는 방법이 될 것이다.

직파재배시 파종량이 총체 벼의 수량 및 사료가치에 미치는 영향 (Effect of Seeding Rates on the Forage Quality and Productivity of Direct-Seeded Whole Crop Rice)

  • 김종근;박형수;김지혜;고한종
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.234-239
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    • 2014
  • 본 시험은 사료용 총체 벼 직파 재배시 파종량이 수량 및 사료가치에 미치는 영향을 구명하기 위해 2007년부터 2008년까지 국립축산과학원에서 수행되었다. 총체 벼는 국립식량과학원에서 육종한 녹양벼를 이용하여 4개의 파종량을 두고(30, 60, 90 및 120 kg/ha) 수행하였다. 출현일, 출수기, 녹색도 및 내병성은 파종량에 따른 차이는 나타나지 않았다. 초장은 파종량이 늘어남에 따라 커졌으며(p<0.05) 분얼수는 줄어들었다. 건물함량은 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 생초 및 건물수량은 파종량이 증가함에 따라 유의적으로 증가되었다(p<0.05). 조단백질 함량은 파종량이 늘어남에 따라 감소되었으며 ADF 함량은 파종량이 늘어남에 따라 높아졌고 NDF 함량은 일정한 경향이 없었다. TDN 함량은 120 kg/ha 처리구에서 가장 낮았고, 잎-줄기-정조 비율은 파종량이 늘어남에 따라 정조비율은 줄어들었으며 잎의 비율은 약간 높아졌고 줄기는 큰 차이가 없었다. 경제성 분석결과 60 kg/ha 파종구에서 가장 높은 소득 증가가 있는 것으로 나타났다. 따라서 이상의 결과를 종합하여 볼 때 총체 벼 직파재배를 위한 적정 파종량은 60kg/ha 내외가 적당한 것으로 추천된다.