• 한국식품과학회지
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• 제50권3호
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• pp.339-343
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• 2018

과열증기와 열풍(과열증기/열풍건조) 또는 원적외선(과열증기/원적외선건조)으로 복합건조한 방울토마토의 이화학특성을 상응하는 열풍건조 토마토와 비교하여, 복합건조가 건조토마토의 품질특성에 미치는 영향을 조사하였다. 방울토마토의 수분함량 85.10%는 열풍건조, 과열증기/열풍 또는 원적외선의 복합건조에 따라 15.98, 22.94 및 23.08%로 각각 감소하였으며, 열풍건조와 달리 복합건조 토마토는 중간수분식품의 수분함량에 해당하는 반건조상태를 나타내었다. 건조토마토의 수축도와 표면색상은 건조 방법에 관계없이 유사하였으나, 열풍건조 토마토는 복합건조에 비해 단단한 텍스처와 낮은 풍미를 나타내었다. 방울토마토의 아스코브산 함량(260.1 mg/100 g)은 열풍건조에서 77.6 mg/100 g으로 최대 감소를 보인 반면, 복합건조의 경우에는 과열증기/열풍건조 120.8 mg/100 g, 과열증기/원적외선건조 185.2 mg/100 g으로 낮은 손실을 나타내었다. 리코펜 함량은 열풍건조, 과열증기/열풍 또는 원적외선의 복합건조에서 각각 5.55, 5.81 및 8.53 mg/100 g으로서, 대조구 대비 77, 76 및 64%의 높은 손실률을 나타내었는데, 이는 건조공정 이외에 시료의 탈피와 동결건조 과정에서 리코펜이 유실, 손상되었기 때문으로 추정된다. 그러나 건조방법에 따른 리코펜의 손실 양상을 고려할 때, 리코펜 손실은 과열증기/원적외선의 복합건조에서 가장 낮은 것으로 판단된다. 한편 수분흡수력은 모든 수침시간에서 복합건조시료가 열풍건조에 비해 현저하게 높았으며, 특히 과열증기/원적외선건조의 경우 가장 빠른 수화복원력을 나타내었다. 이상의 결과에 따라 방울토마토의 건조는 외관, 유용성분의 손실률과 수화복원력의 관점에서 과열증기처리 후 원적외선으로 건조하는 복합건조가 열풍건조에 비해 효율적인 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.258-273
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• 2008

최근 고유가 시대를 맞이하여 에너지 다소비 공정인 건조 공정의 에너지 효율을 향상시키기 위한 방법으로 과열증기를 이용한 건조방식이 많은 관심의 대상이 되고 있다. 이 기술은 과열증기를 건조매체로 사용하여 피건조물을 건조하는 방식으로써 고온의 증발 증기를 재활용함으로써 에너지를 절약할 수 있고 건조된 제품의 품질이 향상되며 환경오염 물질의 배출을 최소화 할 수 있는 등의 장점이 있다. 본고에서는 과열증기를 이용한 건조기술의 원리와 관련 연구들을 소개한 후 건조기 형태에 따른 과열증기의 이용 사례 및 산업적 응용분야에 대하여 중점적으로 소개하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1148-1150
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• 2004

본 논문에서는 $400^{\circ}C$ 이상의 과열 증기발생을 위하여 6kW급 유도가열장치를 개발하여 식품건조 시스템에 적용한 예를 보인다. 유도가열장치는 과열 증기의 온도를 제어하기 위하여 인버터 입력 전압을 $100\sim200V$로 가변제어가 가능하게 하였고, 인버터 입력 전압은 벅컨버터를 사용하여 기준 전압을 과열증기의 온도에 대한 전압 값을 사용하여 제어하였으며, LC 공진에 의해 발생한 전류로 증기 가열 챔버를 유도 가열하여 과열 증기를 발생하게 하였다. 발생한 과열 증기는 식품 건조를 위하여 건조로에 투입되어 고온 건조에서 식품의 건조시간을 단축시킬 수 있었으며, 식품의 손상을 줄일 수 있었다. 이의 검증을 위하여 유도 가열 장치를 설계/제작하여 실험하였으며, 식품 건조 테스트를 행하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권10호
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• pp.1438-1446
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• 2016

본 연구에서는 과열증기 처리온도에 따른 마늘의 불쾌취 제거 효과를 비롯한 이화학적, 미생물학적, 관능적 특성을 연구하고자 하였다. 과열증기 장치의 장점으로는 에너지 효율적이고 환경오염이 적으며, 식품 고유의 영양성분 변화가 적게 일어난다는 등의 장점을 가지고 있다. 마늘 특유의 불쾌취 및 매운맛 정도를 알아보는 total thiosulfinate, total pyruvate 함량에서는 비처리구보다 과열증기 처리한 모든 조건에서 감소하였고, 관능평가에서는 비처리구보다 과열증기 처리한 모든 조건에서 높은 점수를 획득한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 마늘의 휘발성 향기물질 특성에서도 비처리구보다 과열증기 처리구에서 마늘 특유의 불쾌취를 생성하는 향기성분이 크게 저감화된 것을 확인할 수 있었다. 항산화 활성 및 총 페놀 화합물 함량에서는 비처리구가 과열증기 처리구보다 다소 높은 특성을 나타내었지만 과열증기 처리 시에도 FRAP는 77~93%, ABTS 라디칼 소거능은 89~97%, 총 페놀성 화합물 함량은 76~79%로 잔류하여 모든 항산화 활성에서 비교적 높게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 조직감 항목에서는 과열증기 처리구가 비처리구보다 경도가 다소 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 항균성 특성에서는 비처리구가 과열증기 처리구보다 큰 항균성을 나타내었다. 모든 균주에서 비처리구는 10 mm 이상의 inhibition zone을 형성하였고, 과열증기 처리구에서는 1.0~10.0 mm의 inhibition zone을 형성하였다. 다음으로 일반세균, 대장균군, 효모 및 곰팡이 균수에서는 대장균군과 효모 및 곰팡이는 검출되지 않았지만, 일반세균수는 비처리구에서 8.69 log CFU/g이었으며 과열증기 처리 온도를 $100{\sim}350^{\circ}C$로 처리한 T100~T350 처리구들에서는 각각 5.65, 5.18, 5.15, 4.85, 4.75, 2.92 log CFU/g으로 대조구보다 3~6 log CFU/g의 수준이 감소한 균수를 확인하였다. 결과적으로 과열증기 처리는 마늘 특유의 불쾌취 및 매운맛을 저감화하며 다른 열처리에 비해 마늘의 영양물질 및 생리활성 물질이 높게 유지하고, 또한 미생물 제거 및 저감화에도 효과적이라고 생각한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권2호
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• pp.121-135
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• 2020

본 연구에서는 대단면 목재의 건조를 위해 포화증기와 과열증기를 연속 적용하는 공정의 이용 가능성을 평가해보고자 하였다. 낙엽송 수심 정각재를 건조하는 동안 표면층, 내부층 및 중심층의 슬라이스 시험편을 통해 함수율 변화를 확인한 결과 포화증기 건조 중에는 표면층과 내부층 사이에서, 과열증기 건조 중에는 내부층과 중심층 사이에서 함수율 경사가 크게 발생하였다. 하지만 각 슬라이스 층간의 함수율 경사에도 불구하고, 표면 할렬은 발생하지 않았으며, 내부 할렬은 수나 미성숙재 부근에서만 발생하였다. 슬라이스의 탄성 변형률과 낙엽송의 접선 방향 탄성계수를 통해 건조 중인 낙엽송 정각재의 건조 응력의 최댓값은 1.30 MPa이었고, 건조 응력이 최대인 시점 온도와 함수율 조건에서 낙엽송의 접선 방향 인장강도는 5.21 MPa로 추산된다. 즉, 포화증기 및 과열증기를 연속 건조 공정에서 목재의 건조 응력이 접선 방향 인장강도를 초과하지 않았기 때문에 표면에서 할렬이 발생하지 않았다. 내부 할렬 발생 억제를 위한 과열증기 건조 조건 완화와 같은 추가 연구를 통해 포화-과열증기 연속 건조 공정이 대단면 목재 건조에 이용 가능할 것이라 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.459-466
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• 2006

열성능 평가를 위한 수치해석에서는 온도, 압력, 건도, 체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 열역학적 성질들의 수치값이 필요하다. 그러나 이러한 성질들을 포함하고 있는 증기표를 그대로 사용할 수 없기 때문에, 효과적으로 모델링하여야 한다. 이러한 관점에서 함수근사 특성을 가진 신경회로망을 하나의 대안으로 검토하였다. 신경 회로망은 포화증기 영역과 과열증기 영역에 대해서 따로 구성하였다. 포화증기 영역에 대해서는 하나의 입력으로 7개의 출력을 얻을 수 있도록 하였으며, 각각 10개와 20개의 노드를 가진 은닉층을 구성 하였다. 과열증기 영역에 대해서는 2개의 입력으로 3개의 출력을 얻을 수 있도록 하였으며, 각각 15개와 25개의 노드를 가진 은닉층을 구성하였다. 제안된 모델은 온도, 엔탈피, 엔트로피의 백분율오차가 대부분 ${\pm}0.005%$, 압력이나 비체적의 백분율오차도 대부분 ${\pm}0.025%$ 범위 내로 수렴시킬 수 있었다. 이 성공적인 결과로부터 증기 표를 함수근사하는데 있어서 신경회로망이 아주 강력한 수단이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제16권2호
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• pp.9-13
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• 2012

본 연구에서는 화력발전소의 재열기 내에 과열증기가 이상 고온이 될 때 과열증기를 냉각하는 과열증기 냉각기의 온도 안전성에 대하여 열전달 해석을 통해 진단하였다. 과열증기 냉각기 내부에 냉각을 위해 액체상태의 냉각수가 밀폐 공간 내에 존재한다. 이곳은 고온의 과열증기에 노출되어 있는 부분으로 가열에 의해 비등이 발생하면 내부 압력이 상승하여 냉각기가 견딜 수 있는 허용 압력 이상으로 되게 된다. 이렇게 되면 냉각기가 파손되거나 냉각수가 역류가 일어나서 안전하지 않게 된다. 본 연구에서는 이의 진단을 위해 냉각기의 형상을 합리적으로 단순화 하고 단열재 여부, 내부 냉각수의 자연대류 유동 고려 여부 등으로 구분하여 4 가지 경우의 열전달 해석을 수행 하였다. 냉각기 내부에 있는 액체 상태의 냉각수에 대하여 자연대류 유동을 고려하지 않는 경우는 온도 상승과 이에 따른 압력 상승으로 안전하지 않은 것으로 나타났다. 그러나 실제 현상인 냉각수의 자연대류 유동을 고려하고 단열재를 사용한 경우에는 냉각수의 자연대류 유동에 따른 고온 영역에서 저온 영역으로 활발한 열전달이 발생하여 냉각수가 허용온도와 허용압력 이하에서 운전되고 있음을 알았고 이에 따라 과열증기 냉각기는 안전하다는 것을 판단할 수 있었다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제30권3호
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• pp.317-324
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• 2014

본 연구는 여러 가지 과열증기 처리 조건이 닭 가슴살의 물리화학적 품질 특성과 관능에 미치는 영향을 분석하고, 이를 바탕으로 과열증기를 이용한 닭 가슴살의 최적의 조리 조건을 설정해 보고자 하였다. 일반적으로 많이 사용하는 전기 오븐 구이와 비교했을 때 과열증기 처리군 중 스팀 온도 $330^{\circ}C$에서 8분과 $350^{\circ}C$에서 6분 처리한 군에서 중량 손실률이 적고, 적절한 수분 함량을 나타냈으며, 질감에 있어 경도, 깨짐성은 낮고 탄력성이 높게 나타났고, 관능평가에서도 모든 항목에서 기호도가 높게 평가되었다. 따라서 닭 가슴살 조리에 과열증기 기술을 적용할 경우 일반적인 전기 오븐 구이와 비교했을 때 조리시간을 단축하고 품질과 기호도가 우수한 제품을 생산할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.246-249
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• 2007

상변화 물질을 취급하는 수치해석에서는 온도, 압력, 체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 열역학적 성질들의 수치값이 필요하다. 그러나 열역학적 성질들은 증기표나 선도 등의 형태로 주어지기 때문에 그대로 이용할 수는 없고 모델링하여 사용하여야 한다. 본 연구에서는 2차 스플라인 보간법과 비교함으로써, 과열증기의 모델링에 신경회로망의 적용 가능성을 검토하였다. 신경회로망은 온도와 압력, 2개의 입력에 대하여 비체적, 엔탈피 및 엔트로피, 3개의 출력을 얻을 수 있도록 입력층, 은닉층 및 출력층으로 구성되었다. 스플라인 보간법은 2차 다항식을 사용하였으며, 주어진 압력에 대한 소구간의 온도에 적용하였다. 신경회로망 모델링은 많은 출력 범위에서 2차 스플라인 보간법보다 우수한 백분율 오차를 보였으며, 이 결과로부터 과열증기 모델링에 신경회로망이 아주 강력한 방법임을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.685-690
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• 2008

수치해석적으로 열교환기의 열성능 평가를 하기 위하여는 온도, 압력, 비체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 열역학적 성질들의 수치값을 필요로 한다. 그러나 열역학적 성질들 사이의 관계를 나타내는 증기표나 선도를 수치 해석에 직접적으로 이용할 수는 없기 때문에 모델링하여야 한다. 본 연구에서는 2차 스플라인 보간법과 비교함으로써, 물의 과열증기 모델링에 신경회로망의 적용 가능성을 검토하였다. 신경회로망은 온도와 압력 2개의 노드로 구성된 입력층, 각각 15개와 25개의 노드로 구성된 2개의 은닉층, 비체적, 엔탈피, 엔트로피 등 3개의 노드로 구성된 출력층으로 이루어 진다. 스플라인 보간법에는 2차 다항식을 사용하였다. 소구간으로 구성된 스플라인 보간법과 비교하여 신경회로망은 훨씬 더 많은 데이터에 대하여 작은 백분율 오차를 보여 주었으며, 이 결과로부터 신경회로망이 과열증기의 열역학적 성질들을 모델링하는데 아주 강력한 방법이 될 수 있음을 확인하였다.