축열시스템(Thermal Storage System)이란 열에너지의 공급과 수요 사이에 있을 수 있는 시간적. 공간적 그리고 양적. 질적 부하 격차를 해소함으로써 에너지 이용효율을 향상시키는 시스템이다. 특히 축냉시스템은 심야전력을 이용해서 생산된 냉열을 저장하였다가 주간의 건물 냉방부하에 이용하는 시스템으로 계절간, 일간 전력부하 격차를 해소하는 중요한 매개체로 활용된다. 하지만 국내 축냉식 심야전력기기는 건물 냉방용으로만 적용대상이 한정되어 있어 보급에 한계가 있으며, 활용기간도 짧아 국가적으로도 자원 낭비적인 요소가 있다. 따라서 하절기 주간 전력부하의 평준화 효과를 확대하기 위해서는 활용기간이 길며, 적용범위가 광범위한 산업(상업 또 농수축산업 포함)용 냉장$\cdot$냉동 시스템에 축냉시스템 적용을 확대할 필요가 제기되고 있다. 이에 국내 산업용 축냉시스템 적용의 타당성 및 전력부하 평준화효과 분석기술 개발현황 및 방향을 소개하고자 한다.
본 연구에서는 열음향 냉동기에 적합한 공명기를 열 및 음향학 이론에 근거하여 설계하는 방법론을 제시하고, 실제 제작하여 열음향 효과를 살펴보았다. 특히, 저온부의 열손실을 줄이고, 모세관 스택의 위치 및 길이를 최적화 함으로써 스택양단에서 온도차이를 크게 만드는 것을 목표로 하여 설계하고 제작하였다. 실험 결과, 33W의 입력전력으로 스택 양단에서 열부하가 걸려있지 않은 상태에서 22.7$^{\circ}$ 만큼의 온도차이를 얻어 내었고, 최저 4.3$^{\circ}$C까지 저온부의 온도를 낮추었다.
Computer simulation model for predicting more accurately the heat transfer performance of the evaporator and condenser which have significantly affected on the performance of air-conditioner has been suggested. In this model oil and micro-fin tube used in a actual unit are considered to simulate the more realistic case. The effects of oil and micro-fin tube on the performance of an air-conditioner have been investigated. It is found that the present model requires higher pressure than the existing model due to the characteristics of the tube considered. However, it turns out that the present model is very close to an actual cycle. As the amount of oil inside the tube increases, condensation heat transfer coefficient shows a linear decrease irrespective of a kind of oil, while evaporation heat transfer coefficient increases slightly in the oil with low viscosity and decreases exponentially in the oil with high viscosity. Pressure drop in both evaporator and condenser increases linearly irrespective of a kind of oil. It is also found that the effect of the variation of oil concentration on the magnitude of two-phase region is negligible.
In this study, a room temperature AMRR (Active magnetic regenerative refrigerator) was fabricated, and experimentally investigated. Gadolinium (Gd) was selected as a magnetic refrigerant with Curie temperature of 293 K. Permanent magnet was utilized to magnetize and demagnetize the AMR. To produce large magnetic field above 1 T in the magnetic refrigeration space, a special arrangement of permanent magnets, so called Halbach array, is employed. Sixteen segments of the permanent magnets magnetized different direction, constitute a hollow cylindrical shaped permanent magnet. The AMR is reciprocated along the bore of the magnet array and produces cooling power. Helium is selected as the working fluid and a helium compressor is utilized to supply helium flow to the regenerator. The fabricated AMRR has different structure and compared to a convectional AMRR since it has an additional volume after the regenerator. Therefore, the cooling ability is generated not only by magnetocaloric effect of magnetic refrigerant but also by the pulse tube effect. It is verified that the cooling ability of AMR is increased due to the magnetocalric effect by the fact that the temperature span becomes $16^{\circ}C$ while the temperature span is only $8^{\circ}C$ when the magnetic field is not applied to the regenerator.
This paper presents an experimental study on the main management factors of the condenser contamination such as fouling and corrosion for the R-134a turbo-chiller to save energy, reduce corrosion rates, and reduce maintenance costs through the application of condenser non-cleaning water treatment chemical. The series of experiment is conducted using combining oxidative microbial sterilizers, non-oxidizing microbial sterilizers, and anti-corrosion agents. The leaving temperature difference and corrosion rates for three different combination of chemicals are collected and analyzed. The experimental results show that the cost reduction (4,066,000 Won/year) of the disinfectant (FT-830) can be achieved by adding the oxidative disinfectant (NaOCl) and the non-oxidizing disinfectant (NX-1116). The LTD value is maintained at 1.9℃, and the corrosion rates of copper and carbon steel specimens are 0.07 mpy and 1.61 mpy, respectively.
본 연구에서는 비가열 떡 제조업체 3곳을 대상으로 원재료, 제조설비 및 계절별 제조공정에 대한 미생물 오염도를 분석하였고, 여름철 불림 시간에 따른 미생물 오염도 및 불림 수 온도 조절을 통한 미생물 저감 효과를 확인하고자 하였다. 3업체의 원재료 일반세균수는 2.69-5.08 log CFU/g 범위로 검출되었으나 제조공정 중 불림공정에서 미생물 오염도가 급격히 증가함을 확인하였다. 계절에 따른 제조공정별 미생물 오염도 분석결과, 여름철 불림공정에서 일반세균 및 대장균군이 7.01 및 3.96 log CFU/g로 다른 계절에 비해 유의적으로 높게 나타났고, 이후 공정에서도 높은 오염도를 유지하여 냉동공정에서 일반세균이 6.24 log CFU/g로 법적인 기준을 초과하여 검출되었다. 여름철 불림 초기 수온은 19.1℃에서 불림 12시간 후 26.8℃까지 상승하였고, 불림시간에(3, 6, 9, 12 h) 따른 제조공정별 미생물 오염도 분석결과, 불림시간이 길어질수록 미생물 오염도가 유의적으로 높게 나타났고, 불림 9시간 이후부터 냉동공정의 일반세균 수치가 냉동식품의 법적인 기준을 초과하여 검출되었다. 여름철 불림 수의 온도 상승을 억제하기 위하여 얼음팩을 이용하여 불림 수온을 조절한 결과, 불림 12시간까지 20.1℃로 유지되어 조절 전보다 약 7℃가량 낮게 나타났다. 이에 따른 제조공정별 미생물 오염도 분석결과, 3업체의 불림 12시간 이후 냉동공정 일반세균 평균값이 4.42 log CFU/g로 조절 전보다 1.77 log CFU/g 감소한 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 볼 때, 안전한 비가열 냉동떡 생산을 위해서는 업체에 맞는 불림시간 및 불림 수 온도조절 등의 선행요건 관리기준 설정이 필요하며, 이러한 선행요건 관리기준의 적용으로 비가열 냉동떡 제조 HACCP system의 안전성이 확립될 수 있을 것으로 판단되었다.
코끼리조개를 fast foods의 원료로 이용하기 위한 기초자료를 얻기 위하여 물리적 성상, 유리 및 구성 아미노산의 함량, 핵산관련물질, 월별 성분변화 및 냉동기간중의 선도변화를 측정 하였다. 3년생과 5년생의 경우 내장을 제거한 가식부의 수율은 각각 29.92, $38.04\%$이었다. 7월에 채취한 코끼리조개의 유리아미노산중 taurine함량이 가장 높았으며 Gly, Ala 및 Glu 함량도 비교적 높게 나타났다. 구성아미노산에 있어서는 Glu 함량이 가장 높았고 그 다음으로는 Ala이었다. 필수아미노산으로는 Leu과 Lys의 함량이 비교적 높았다. 월별 성분변화에 있어서 수분, 단백질은 3월, 4월에 가장 높았으며 지방과 글리코겐은 7월에 가장 높았다. 핵산관련물질중 5'-GMP의 량은 4월에 채취된 시료보다 7월에 채취된 것에서 더 높게 나타났다. 냉동저장중 VBN, TMA, $NH_2-N$의 함량변화에 있어서는 $95^{\circ}$에서 2분간 열처리한 시료는 열처리하지 않은 시료에 비하여 증가율이 낮았기 때문에 열처리조작이 선도유지에 효과적이었으며 냉동저장중 총 creatine함량의 변화에 있어서는 열처리 조작의 영향은 나타나지 않았다.
우유단백질과 검류의 혼합 첨가가 빵의 노화를 억제시키는데 사용될 수 있는지를 조사하기 위하여 이들 첨가한 밀가루의 amylogram, farinogram 그리고 extensogram을 측정하였다. 또한 우유단백질과 검류를 첨가한 반죽을 8주 동안 냉동 저장한 후 이 냉동반죽으로 식빵을 제조하고, 만든 당일과 $5^{\circ}C$에서 4일간 저장한 식빵의 수분함량 변화와 경도 변화를 측정하여 노화정도를 비교하였다. Amylogram 특성 중 우유단백질과 검류를 첨가한 밀가루의 호화 개시온도가 증가하였고 CA와 WA 첨가한 밀가루의 최고 점도가 대조구보다 낮았다. Farinogram 특성을 통해 우유단백질과 검류가 밀가루의 수분 흡수율을 증가시키는 것과 CA와 WA를 첨가할 경우 반죽 형성시간이 길어짐을 확인할 수 있었다. Extensogram 특성에서 밀가루의 신장도는 우유단백질과 검류를 첨가함으로써 낮아지는 현상을 보였다. 빵의 수분함량 변화를 살펴보면, 4일 저장기간 동안 모든 빵의 수분이 감소되는 것을 알 수 있었으며, 냉동저장 6주후부터는 대조구 빵의 수분함량이 우유단백질과 검류를 첨가한 빵보다 감소정도가 큰 것을 확인할 수 있었다. 빵의 경도 변화의 경우 또한 저장기간 동안 대조구 빵이 우유단백질과 검류를 첨가한 빵, 특히 CA와 WA를 첨가한 빵보다 높은 경도를 나타냈다. 이를 통해서 우유단백질과 검류를 첨가할 경우 반죽의 제빵 적성을 향상시켜주며 CA와 WA의 첨가는 빵의 노화를 지연시켜주는데 효과가 있는 것으로 생각된다.
국내 벼 건조기간의 기상조건에 적합한 열펌프를 설계, 제작하여 기본 성능을 측정하고, 건조온도 20-50${^{\circ}C}$ 범위에서 벼 건조실험을 통하여 건조특성 및 소요에너지를 분석하였다. 열펌프는 건압축 냉동 사이클에서 냉동효과는 173.8 kJ/kg이었으며, 냉매순환량은 49.6 kg/hr이었다. 따라서, 성능계수는 5.5로 표준냉동사이클에서 냉매 R-22의 성능계수 4.0에 비해 높은 값을 나타내었으며, 목표 건조공기의 온도 30${^{\circ}C}$ 및 상대습도 40%에 도달하는 시간은 6분 및 7분으로 만족할 만한 수준이었다. 건조온도와 곡온과의 온도차이는 건조온도 21.9${^{\circ}C}$에서는 약 1.5${^{\circ}C}$, 건조온도 48.7${^{\circ}C}$에서는 약 8.5${^{\circ}C}$로서, 건조실에서 상승한 곡온은 템퍼링실에서 충분한 냉각이 이루어지는 것으로 판단되었다. 건조온도 21.9, 30.7 38.8 및 48.7${^{\circ}C}$에서 건조속도는 0.29, 0.61, 0.85 및 1.25%/hr로 나타나 상용건조기와 유사한 수준이었다. 건조온도 21.9${^{\circ}C}$에서 소요에너지는 325 kJ/kg, 건조온도 30.7, 38.8 및 48.7${^{\circ}C}$에서는 667, 692 및 776 kJ/kg로 나타나 외기조건에 따라 건조소요에너지의 차이가 발생했지만, 화석연료를 사용하는 상용 화력건조기의 벼 건조소요에너지 4,000-5,000 kJ/kg에 비해 평균 86% 절감되는 것으로 나타났다.
전자레인지를 이용한 조리는 간편 조작 및 조리시간 단축 등의 장점이 있으나, 전자파에 의한 급격한 온도상승으로 식품, 특히 전분성 냉동식품 등의 표면에 급격한 수분증발을 유도하여 식품의 식감저하 및 품질저하 등의 문제점을 발생시킨다. 이를 개선하고자 4종의 도포제를 전분표면에 도포하여 저장 및 전자레인지 가열에 의한 수분을 억제효과를 검토하였다. 조건별로 제조된 시료들을 저장조건 즉 저장온도별$(0,\;20,\;-50^{\circ}C)$, 저장기간(90일)을 달리하여 조사하였다. 실험시료의 물성측정 결과 0, $-20^{\circ}C$에서 저장기간이 길어질수록 hardness, brittleness, cohesiveness 등이 증가되었고, tapioca(TA) 혼합첨가구의 hardness, springiness, gumminess, brittleness, cohesiveness 등이 기본반죽물(Control)보다 낮은 것으로 조사되었다. TA 혼합첨가구 중에서도 $7\%$ M3를 도포한 시료(TM)의 물성이 가장 좋은 것으로 조사되어 TA첨가 및 $7\%$ M3도포가 전자레인지 가열 조리에 의한 품질저하방지에 효과적임을 알 수 있었다. 열전 위 변화는 저 장기간이 길어질수록 호화개시 온도(To)는 낮은 쪽으로 이동하고, 엔탈피는 점차적으로 증가하는 경향을 보였으며, endothermic peak의 면적도 함께 증가하였다. 또한 다른 시료들에 비해 TM의 흡열엔탈피 $({\Delta}H)$가 낮은 것으로 보아 $7\%\;M3$의 도포가 표면의 품질저하방지(경화억제)에 효과적임을 알 수 있었으며 SEM을 이용한 미세구조관찰 시에도 이를 확인할 수 있었다. 저장된 냉동전분들의 물성 및 노화정도를 측정한 결과 control보다는 도포제가 도포가 되지 않은 TN과 TM의 효과가 더 좋았으며, 그 중 $7\%\;M3$가 도포된 TM이 전자레인지 가열조리에 따른 품질개선에 가장 효과적인 것으로 조사되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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