• 제목/요약/키워드: 고냉각 특성

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0.4 MW급 분절형 아크 토치에 의한 초음속 공기 플라즈마의 특성 진단 (Characteristics Diagnosis of Supersonic Air Plasma by 0.4 MW Class Segmented Type Arc Torch)

  • 김민호;이미연;최채홍;김정수;서준호;홍봉근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.194-195
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    • 2013
  • 초음속 공기 플라즈마 환경을 모사할 수 있는 0.4 MW급 Enhanced Huels형 초음속 공기 플라즈마 발생 장비가 2012년에 전북대학교에 설치 완료되었다. 초음속 공기 플라즈마 시험장비는 대기권으로 reentry 할 수 있는 비행체의 열차폐체 시험평가를 주목적으로 개발되었으며, 핵융합장치용 고온 내열체 소재개발에도 활용될 예정이다. 분절형 아크 플라즈마 토치는 전극부식에 의한 오염도를 적으면서 고출력의 안정적인 플라즈마를 발생시키며, 일반적인 직류 토치로는 얻을 수 없는 초고엔탈피 플라즈마 열유동을 얻을 수 있는 특징이 있다. 구축된 장비는 최대 직류 출력 1,200 kW의 DC 전원공급장치, 0.4 MW급의 분절형 아크 플라즈마 토치, ${\phi}1.5m{\times}2m$ 크기의 진공쳄버, 1 MW의 냉각 능력을 갖춘 디퓨저와 열교환기, 진공 용량 $100m^3$/min의 진공펌프 9대, 88 g/s의 공기유량에서 NOx를 50,000 ppm에서 100 ppm으로 저감할 수 있는 후처리 시스템, 4 bar 15 g/s의 공기를 공급할 수 있는 가스 공급장치, 30 bar 600 lpm의 저전도수와 4 bar 560 lpm의 일반수를 공급할 수 있는 냉각수 공급장치로 구성되어 있다. 초음속 공기 플라즈마의 발생 특성을 시험하기 위해 플라즈마 발생 조건으로 토치공급전력 350 kW와 410 kW, 토치 공기 공급 유량 16.3 g/s, 토치 내부압력 3.9~4.2 bar, 챔버압력 40 mbar으로 시험을 수행하였다. 발생된 플라즈마 상태를 진단하기 위해 속도는 쇄기 탐침기, 열유속은 Gardon 게이지, 엔탈피와 토치 효율은 토치의 공급전력과 냉각수에 의한 손실 전력으로 각각 측정하였다.

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화학제염 시 시험공정이 원전기기용 금속 재료의 부식손상에 미치는 영향 (Effect of experiment process on corrosion damage of metallic material for nuclear energy instrument with chemical decontamination process)

  • 정광후;양예진;박일초;이정형;한민수;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.136-136
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    • 2017
  • 화학제염 기술은 산화제, 환원제, 금속이온, 무기산등이 혼합되어 있는 화학용액을 사용하여 원전기기 계통 내부에 생성된 고방사능 준위의 산화막과 오염물질을 제거하는 기술이다. 원전의 해체 및 유지보수에 있어 방사능 피복저감을 위한 필수적인 기술이다. 현재 원전 해체 산업은 잠재성이 높은 고부가가치 창출 산업으로 주목을 받고 있다. 원전 보유국의 경우, 기존 상용 제염기술과는 차별성 있는 제염기술을 확보하고자 노력하고 있다. 기존의 공정과 비교하여 공정비용 및 시간을 감소시킬 수 있어야 할 뿐만 아니라, 화학용액에 의한 원전 계통 금속 부품의 부식 및 손상을 최소화해야 한다. 금속 부품이 화학약품에 의한 부식손상을 받는다면 금속 부품의 수명 및 재활용 가치가 감소하기 때문에, 화학제염 기술 적용에 있어 용액에 대한 재료의 건전성 평가가 사전에 필히 이루어져야 한다. 본 연구에서는 원전 냉각재 펌프용 재료로 주로 사용되는 Stainless 304강을 시험편으로 선정하여, 화학제염 시험공정 3가지에 대한 부식손상 특성을 규명하였다. 산화공정은 과망간산($HMnO_4$) 용액을 공통으로 사용하였으며, 산화공정 종료 후 환원공정은 각 시험공정에 따라 시험공정 1은 옥살산($H_2C_2O_4$) 2000ppm, 시험공정 2는 옥살산($H_2C_2O_4$)1500ppm + 시트르산($H_8C_6O_7$)500ppm, 그리고 시험공정 3은 옥살산($H_2C_2O_4$) 3000ppm 용액을 각각 투입하여 수행하였다. 산화, 환원공정을 1Cycle로 하여, 각 시험공정 별로 총 5Cycle을 실시하였다. 각 시험공정 Cycle종료 후 시험편을 취외하여 무게감량측정, SEM(Scanning electron microscope) 분석, 3D현미경분석 그리고 타펠분극 실험을 실시하였다. 각 분석결과를 토대로 하여, Stainless 304강에 대한 화학제염 시 모델별 시험공정에 따른 부식특성을 규명하였다.

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코발트계 극박형 비정질합금의 형성과 자기적 성질 (Fabrication and Magnetic Properties of Ultrathin Co-based Amorphous Alloy)

  • 노태환
    • 한국자기학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.255-260
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    • 1998
  • 두께 10$\mu\textrm{m}$ 이하의 코발트계 극박형 비정질합금의 진공중 용탕급냉방법에 의한 제조조건과 자기적 특성에 대해 연구되었다. 구리 냉각롤의 회전 선속도를 55 m/s로 하였을 때, 0.05 kgf/cm2 이하의 용탕분사압 조건에서 극박형 리본이 얻어졌다. 합금 두께는 용탕분사 가스압력의 감소에 비례하여 직선적으로 감소하였으며, 이와 동시에 폭의 감소도 함께 일어났다. 이는 극박형 합금을 만들기 위해 용탕분사압을 극단적으로 감소시키면 노즐구의 양단부에서 용융금속과 노즐 사이의 마찰효과가 크게 나타나 유효분사압이 현저히 감소하는 데에 기인하는 것으로 해석되었다. 저주파(1 kHz) 실효투자율은 대략 2차 함수의 관계로 리본 두께의 감소에 따라 저하되었다. 반면 보자력은 두께의 감소에 반비례하여 증가하였는데, 이들 현상은 거의 전적으로 표면효과의 증대에 의한 자벽이동의 억제에 그 원인이 있는 것으로 판단되었다. 그러나 고주파(1 MHz) 실효투자율은 두께의 감소에 따라 증가하였는바 이는 와전류 발생이 억제되어 자기장 방향으로의 자화회전이 보다 용이해지기 때문으로 생각되었으며, 결과적으로 극박화에 의해 MHz 대역에서 우수한 저손실 성질을 나타내는 자심 특성의 실현이 가능하였다.

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아밀로오스 함량이 산처리 옥수수전분의 특성 및 저항전분수율에 미치는 영향 (Effects of Amylose Content on Properties of Lintnerized Maize Starches and Yield of Resistant Starch)

  • 이신경;신말식
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제40권5호
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    • pp.395-399
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    • 1997
  • 아밀로오스 함량이 다른 옥수수전분을 2.2N HCl로 산처리하여 산가수분해 특성 및 효소저항전분의 수율을 비교하였다. 산 가수분해경향은 아밀로오스 함량이 0%인 Amioca는 7일을 경계로, 그외의 전분은 4일을 경계로 2단계로 진행되었으며, 산가수분해 속도상수는 초기에 $4.01{\sim}9.21{\times}10^{-3}hr^{-1}$, 후기에는 $1.60{\sim}5.01{\times}10^{-3}hr^{-1}$로 아밀로오스 함량이 낮을수록 옥수수전분의 가수분해 속도가 빨랐다. 생전분의 X-선 회절양상은 아밀로오스 함량이 적은 Amioca, PFP, CMS(commercial maize starch)는 A형 , 고아밀로오스 함량인 Amaizo 5, Amylomaize VII은 B형의 전형적인 결정형을 보였으며, 산처리 후에도 모든 시료의 결정형은 그대로 유지하였으나 상대적인 결정화도는 증가하였다. 효소저항전분의 수율은 Amioca, CMS, Amylomaize VII이 각각 1.8%, 20.8%, 37.9%로 아밀로오스 함량이 높을수록 수율도 증가하였으며, 가열-냉각 횟수를 4회 반복한 후 분리한 산처리 한 옥수수전분의 효소저항전분의 수율은 1일 산처리한 CMS, Amylomaize VII이 각각 4.5%, 29.1%였으며 7일 산처리시에는 1.5%와 19.4%로 산처리에 의해 효소저항전분의 수율이 감소하였다.

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$(Ba, Sr)TiO_3$박막의 전기적 성질과 전도기구 해석

  • 정용국;손병근;이창효
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.69-69
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    • 2000
  • (Ba, Sr)TiO3 (BST)[1-3] 박막은 유전상수가 크고 고주파에서도 유전특성 저하가 적기 때문에 ULSI DRAM(Dynamic Random Access Memory)에 응용 가능한 물질로 최근 각광을 받고 있다. 하지만, 아직 BST 박막을 DRSM에 바로 적용하기 위해선 몇 가지 문제점이 있다. 그 중 누설전류 문제는 디바이스 응용시 매우 중요한 요소이다. 특히, DRAM에서 refresh time와 직접적인 관련이 있어 디바이스 내의 신뢰도 및 전력소모를 결정하는 주된 인자가 된다. 지금까지, BST 박막의 인가전업, 온도, 그리고 전극물질에 따른 누설전류 현상들이 고찰되었고, 이에 관한 많은 전도기구 모델들이 제시되었다. Schottky emission, Poole-Frenkel emission, space charge limited conduction 등이 그 대표적인 예이다. 하지만 아쉽게도 BST 박막의 정확한 누설 전류 전도 기구를 완전히 설명하는데는 아직 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 제작된 BST 커패시터 내의 기본적인 전기적 성질을 조사하고, 정확한 누설전류 기구 규명에 초점을 두고자 한다. 이를 위해 기존의 여러 기구들과 비교 분석할 것이다. 하부전극으로 사용하기 위해 스퍼터링 방법으로 p-Si(100) 기판위에 RuO2 박막을 약 120nm 증착하였다. 증착전의 chamberso의 초기압력은 5$\times$10-6 Torr이하의 압력으로 유지시켰다. Ar/O2의 비는 이전 실험에서 최적화된 9/1로 하였다. BST 박막 증착 시 5분간 pre-sputtering을 실시한 후 하부전극 기판위에 BST 박막을 증착하였다. 증착이 끝난 후 시편을 상온까지 냉각시킨 후 꺼내었다. 전기적 특성을 측정하기 상부전극으로 RuO2와 Al 박막을 각각 상온에서 100nm 증착하였다. 이때 hole mask를 이용하여 반경이 140um인 원형의 상부전극을 증착하였다. BST 박막의 증착온도가 증가하고 Ar/O2 비가 감소할수록 제작된 BST-커패시터의 전기적 성질이 우수하였다. 증착온도 $600^{\circ}C$, ASr/O2=5/5에서 증착된 막의 누설전류는 4.56$\times$10-8 A/cm2, 유전상수는 600 정도의 값을 나타내었다. 인가전압에 따른 BST 커패시터의 transition-current는 Curie-von Schweider 모델을 따랐다. BST 박막의 누설전류 전도기구는 기존의 Schottky 모델이 아니라 modified-Schottky 무델로 잘 설명되었다. Modified-Schottky 모델을 통해 BST 박막의 광학적 유전율 $\varepsilon$$\infty$=4.9, 이동도 $\mu$=0.019 cm2/V-s, 장벽 높이 $\psi$b=0.79 eV를 구하였다.

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사용후핵연료 지하 처분장 배치를 위한 처분공 및 처분터널 간격 분석 (Analysis of the Disposal Tunnel and Disposal Pit Spacing for the Spent Fuel Repository Layout)

  • 이종열;이양;최희주;최종원
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.393-400
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    • 2006
  • 고준위폐기물 심지층 처분장 설계시 주요한 고려인자는 완충재의 건전성 유지를 위하여 폐기물로부터 발생되는 열로 인하여 완충재의 온도가 $100^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 것이다. 본 연구에서는 이러한 요건을 만족하는 고준위폐기물 심지층 처분장 배치를 위하여 처분터널 및 처분공 간격에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여, 기준 처분개념을 바탕으로 사용후핵연료의 냉각기간 및 처분터널/처분공 간격을 다양하게 설정하여, 처분시스템에서의 열적 안정성 해석 및 결과를 비교분석하였다. 분석결과, 처분장 열적 요건을 만족하는 배치는 처분터널의 간격 보다는 처분공 간격을 조절하여 배치하는 것이 유리한 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 심지층 처분시설 설계시 활용될 것이다. 향후, 정확한 부지특성 자료를 통한 상세한 분석이 수행되면, 분석결과의 불확실성을 줄일 것이다.

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마이크로볼로미터 IR 소자의 응답도 특성의 진공도 의존성 연구

  • 한명수;한석만;신재철;고항주;김효진
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.361-361
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    • 2013
  • 비냉각 적외선 검출소자는 빛이 전혀 없는 환경에서도 사물을 감지하는 열상장비의 핵심소자이다. 마이크로볼로미터 적외선 검출기는 상온에서 동작하며, 온도안정화를 위해 TEC를 장착하여 진공패키지로 조립된다. 패키지는 진공을 유지할 수 있도록 일반적으로 메탈로 제작되며, 단가 감소 및 생산성 증대를 위해 wafer level packaging 방법을 이용한다. 마이크로볼로미터의 특성은 패키지의 진공 변화에 매우 민감하다. 센서의 감도를 증가시키기 위해서는 진공환경을 유지해야 한다. 볼로미터 소자의 특성은 상압에서 열전도는 기판과 멤브레인 사이의 에어갭을 통해 열손실을 야기하므로 센서의 반응도가 현저히 줄어든다. 에어갭이 1 um 정도 되더라도 그 사이에 존재하는 열전도가 가능하므로 진공을 유지하여 열고립 상태를 증대시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 소자의 동작시 압력, 즉 진공도가 볼로미터 소자의 반응도 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 마이크로볼로미터 소자는 $2{\times}8$ 어레이 형태로 제작하였으며, metal pad를 각 단위셀에 배치하였으며, 공통전극으로 한 개의 metal pad를 넣어 설계하였다. 흡수체로써 VOx를 사용하였으며, 열 고립구조를 위해 2.5 um 공명 흡수층의 floating 구조로 멤브레인을 형성하였다. 진공패키지는 메탈패키지를 제작하여 볼로미터 칩을 TEC 위에 장착하였으며, 신호의 감지를 위해 가변저항을 매칭시켰다. 반응도는 신호 대 잡음 값을 획득하여 소자에 도달하는 적외선 에너지에 대해 반응하는 값을 계산에 의해 얻어내는 것이다. 픽셀 크기는 $50{\times}50$ um이며, 패키지 조립 공정 후 온도변화에 따른 저항 측정을 통해 TCR 값을 얻었다. 이때 TCR은 약 -2.5%/K으로 나타났다. $2{\times}8$의 4개 단위소자에 대해 측정한 값은 균일하게 TCR 값이 나타났다. 광반응 특성은 볼로미터 단위소자에 대해서 먼저 고진공(5e-6 torr) 하에서 측정하였으며, 반응도는 25,000 V/W의 값을 나타내었고, 탐지도는 약 2e+8 $cmHz_{1/2}$/W로 나타났다. 패키지의 압력 조절을 위해 TMP 및 로터리 펌프를 이용하여 100 torr에서 1e-4 torr의 범위에서 압력조절 밸브를 이용하여 질소가스의 압력으로 진공도를 변화시켰다. 적외선 반응신호는 압력이 증가함에 따라 감소하였으며, 2e-1 torr의 압력에서 신호의 크기가 감소하기 시작하여 5 torr에서 반응도의 1/2 값을 나타냄을 알 수 있었다. 30 torr 이상에서는 신호가 잡음값 과거의 동일하여 신호대 잡음비가 1로 나타남을 알 수 있었다. 또한 진공도 변화에 대해, 흑체온도에 따른 반응도 및 탐지도의 특성을 조사한 결과를 발표한다. 반응도의 증가를 위해 진공도는 진공도는 1e-2 torr 이하의 압력을 유지해야 함을 본 실험을 통해 알 수 있었다.

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콩묵 제조시 가수량, 교반시간 및 Ca염의 양이 텍스쳐 특성에 미치는 영향 (Effect of Water Addition Ratio, Stirring Time and Ca Salts on Textural Properties of Soygel)

  • 박혜진;고영수;최희숙;김우정
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.329-335
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    • 1995
  • 전지대두분을 주원료로 하여 콩묵을 제조할 때 가수량, Ca염의 양이 콩묵의 텍스쳐 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 콩묵은 $100^{\circ}C$의 물에 전지대두분(300 mesh)을 첨가해서 분산시킨 뒤 sodium alginate를 혼합하고 Ca gluconate나 $CaSO_4$를 첨가하여 교반한 후 $4^{\circ}C$로 냉각시켜 제조하였다. 교반시간이 5분에서 30분까지 증가함에 따라 콩묵의 견고성, 부착성, 응집성은 증가하는 경향을 보였으며 텍스쳐 특성과 관능적 특성의 결과로부터 교반시간은 20분으로 선정하였다. 대두분의 수분 첨가량이 8배에서 12배로 증가함에 따라서 견고성, 부착성은 감소하는 경향을 보였지만 Ca염 모두 텍스쳐가 우수한 균일성을 나타났기 때문에 전지대두분의 10배 수분 첨가가 선정되었다. 10배의 수분을 첨가할 때 Ca염 중에서 견고성은 $CaSO_4$가 425g으로 가장 높았으며 그 다음이 Ca $gluconate-CaSO_4$(413g), Ca gluconate(227g)순으로 나타났다. Ca염의 양을 $0.075g{\sim}0.175g/g$ WSF 범위로 하여 텍스쳐 특성과 관능적 특성을 종합할 때 전지대두분 1g당 0.125g의 Ca gluconate나 $CaSO_4$ 첨가가 선정되었다. Ca gluconate와 $CaSO_4$의 혼합 Ca염을 사용할 때는 50 : 50, 25 : 75, 0 : 100의 3가지 비율에서 견고성이 적당하였고 균일성이 우수하게 나타났다.

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선박동력용 SOFC/GT 하이브리드시스템의 성능 평가 (터빈 냉각 및 공기극 입구온도 일정 조건을 중심으로) (Performance Analysis of Marine Solid Oxide Fuel Cell and Gas Turbine Hybrid Power System (under Conditions of Turbine Cooling and Constant Temperature in Cathode Inlet))

  • 임태우;길병래;김종수;오세진;박상균;김만응;김명환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권8호
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    • pp.1107-1115
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    • 2009
  • 석유에너지의 고갈과 지구온난화 등의 환경적 문제는 대기오염물질 배출규제 강화와 함께 고효율 및 친환경에 적합한 새로운 선박용 동력장치의 필요성을 제기하고 있다. 최근 이와 같은 문제들을 근본적으로 해결하기 위한 지속가능한 방법으로서 연료전지를 선박의 동력발생장치로 도입하고자 하는 검토가 진행되고 있다. 본 논문은 대형 선박용으로 적합한 고체산화물형 연료전지/가스터빈 하이브리드시스템의 특성을 분석한 것으로 공기극 입구온도를 일정으로 제어하는 경우에 대한 시스템의 성능 및 안전성 등에 관한 문제를 다루고 있다.

데니쉬 페이스트리 냉동생지의 해동온도가 품질특성에 미치는 영향 (Effect of Thawing Temperature on the Properties of the Danish Pastry Made from Frozen Dough)

  • 김지숙
    • 한국식품영양학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.359-364
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    • 2003
  • Danish pastry의 반죽을 직날법으로 제조한 후 급속 냉동시켜 냉동고에 6주간저장하면서 1주단위로 5$^{\circ}C$, 1$0^{\circ}C$, 2$0^{\circ}C$에서 각각 해동하여 2차발효 후 오븐에서 구웠다. 냉동저장기간에 따른 생지의 효모 생균수를 측정하였고 냉동생지를 해동$.$발효$.$굽기$.$냉각과정 후 제품의 부피, 수분함량, 경도 등을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 효모는 냉동생지를 낮은 온도에서 해동할 때 높은 생존률을 나타냈다. 2. 빵의 부피는 냉동생지를 낮은 온도에서 해동할때 크게 나타났다. 3. 빵의 수분함량은 냉동생지를 높은 온도에서 해동할 때 높게 나타났으나 그 차이는 미미하였다. 4. 빵의 조직감은 냉동생지를 낮은 온도에서 해동할 때 부드러운 것으로 나타났다. 이상의 결과로 냉동생지의 해동시 5$^{\circ}C$의 낮은 온도에서 해동할 때 효모의 생존율, 빵의 부피, 조직감 등에서 양호한 결과를 나타냈다.