습식연미 도정조건 및 습식연미 도정쌀의 특성을 구명하기 위하여 일반도정시 강층 제거량별 및 가습량별로 습식연미 도정시험을 실시하였던 바 도정 적정 습식연미 도정조건은 일반도정으로 강층을 95% 제거한 후 5% 가습 연미하는 것이 가장 좋았다. 그리고 습식연미 도정쌀이 일반도정쌀 보다 현백률은 0.75% 낮았으며, 수분함량은 같았으나 백도는 3.5%나 높았고, 윤기가 매우 좋았다. 그리고 쌀을 수세하여 용출된 고형물 및 취반용액 중 용출고형물은 각각 0.30 및 2%, 정도 낮았다. 또한 습식연미 도정쌀의 저장성도 일반도정쌀 보다 좋았다.
아밀로오스 함량에 차이가 있는 일반 멥쌀 현미(아밀로오스 20.1%)와 저아밀로오스 현미(아밀로오스 7.3%)를 제분 방법을 달리하여 현미가루로 제조한 후 제분방법별 현미가루의 이화학적 특성을 비교 조사하였다. Pin mill로 건식제분 한 현미가루의 입자크기가 수침후 roll mill에 의해 습식제분 한 현미가루에 비해 작았고 입자크기는 습식제분 하여 건조한 현미가루를 2차 건식 재분쇄하는(습식/건식) 제분방식에 의해 더 감소하였다. 현미가루의 전분손상도는 건식제분 현미가루가 14.6~15.6%로 습식제분 4.2~4.8%에 비해 현저하게 높았으나 습식/건식제분이 그대로 건식제분 하는 방법에 비해 입자크기가 미세해지면서 현미가루의 전분손상도는 줄여줄 수 있는 것으로 나타났다. 현미가루의 수분흡수지수는 습식/건식 현미가루에서 가장 낮았으며 수분용해도지수는 건식>습식/건식>습식제분 순이었다. 습식제분 한 현미가루가 건식제분보다 최고점도가 낮은 반면에 paste의 최종점도는 증가하여 setback은 증가하는 경향을 보였다. 제분방법별 일반 현미가루의 평균 최고점도, trough, breakdown, 최종점도, setback이 저아밀로오스 현미가루에 비해 훨씬 높게 나타났으며 전분의 노화 정도에 서로 차이가 있을 것으로 예측되었다.
퀴놀린은 생물학적으로 거의 산화 분해되지 않았으나, 250$^{\circ}C$ 습식산화에서 니코틴산과 초산 등으로 산화 분해되었다. 퀴놀린 습식산화는 균일촉매 $CuSO_4$ 또는 쉽게 습식산화 분해되는 페놀에 의해 반응조건이 완화되었다. 퀴놀린 습식산화 반응의 주 생성물 중 하나인 니코틴산은 호기성 Bacillus 종균에 의해 산화 분해되었다. 촉매를 사용하지 않은 고온에서의 퀴놀린 습식산화 생성물의 생물학적 산화는 저온에서 진행된 균일 촉매 ($CuSO_4$) 습식산화와 퀴놀린-페놀 혼합용액 습식산화 반응 생성물의 생물학적 산화에 비하여 늦게 진행되었다. 반면에, 호기성 균주의 습식산화 생성물에의 적응은 생물학적 처리에서의 니코틴산 산화 분해 반응의 지체기를 크게 단축시켰다.
초다수성 가공용 품종인 보람찬 및 한마음 품종의 수분 함량, 수분결합도, 아밀로오즈 함량, 손상전분, 입도 분포 및 호화특성을 분석하였다. 국내 초다수성 품종의 습식 및 건식분쇄에 의한 쌀가루의 수분 함량은 보람찬 및 한마음의 경우, 각각 14.79, 13.56 및 7.98, 7.14%를 나타냈다. 수분결합도의 경우, 보람찬 및 한마음 시료는 습식과 건식분쇄에 의해서 각각 236.67, 231.35% 및 275.83, 279.73%를 나타내어 건식분쇄에 의해 수분결합도가 증가하는 것으로 확인되었다. 습식분쇄된 초다수성 쌀가루의 수분결합력은 대조구로 사용된 일반미의 수분결합력과 비교 시 낮게 나타나는 것으로 확인되었다. 건식분쇄에 의한 호품, 보람찬 및 한마음 품종의 아밀로오즈 함량은 각각 19.12, 19.55 및 19.59%를 나타내었다. 손상전분의 경우, 보람찬 및 한마음 시료의 경우 습식과 건식분쇄에 의해 12.51, 10.69 및 14.98, 15.22%를 나타내어 습식분쇄에 비해 건식분쇄했을 경우 전분손상도가 증가하는 것으로 확인되었다. 또한 습식분쇄된 초다수성 쌀가루의 손상전분은 대조구에 비해 낮게 나타났으나, 건식분쇄 시에는 손상전분 함량이 대조구에 비해 증가하는 것으로 확인되었다. 국내 초다수성 품종의 분쇄방법에 따른 입도 분포의 경우, 최빈값은 습식에 비해 건식으로 분쇄할 경우 입도가 높은 것으로 나타났다. 초다수성 품종인 보람찬, 한마음을 습식 및 건식분쇄한 쌀가루의 최고 점도는 각각 2,300, 2,319 및 3,352, 3,022 cP를 나타내었다. 최고점도 및 최종점도의 경우 습식분쇄한 초다수성 쌀가루 시료는 대조구에 비해 높은 값을 나타내었다. Setback의 경우, 초다수성 품종 중 건식분쇄한 보람찬 쌀가루의 경우 가장 낮은 값을 나타내었으나, 대조구와 비교했을 경우 초다수성 쌀가루의 setback 값은 대조구에 비해 높은 값을 나타내었다.
본 연구에서는 활용도가 낮은 메밀껍질을 활용하고자 효소처리 및 습식분쇄에 따른 통메밀 분말의 품질특성을 조사하였다. 습식 분쇄 통메밀 분말의 입도 분석 결과 메밀쌀의 평균 입자크기는 74.84 ${\mu}m$로 통메밀 분말에 비하여 약 4~5배가량 큰 것으로 나타났으며 습식분쇄 90분 이후에 큰 차이가 없었다. 총 페놀성 화합물 및 총 플라보노이드 함량의 경우 메밀쌀에 비하여 통메밀 분말에서 모두 증가하였으며 분쇄가 진행될수록 조금씩 상승하였다. Rutin 함량 조사결과 메밀쌀 44.10 ppm에 습식분쇄가 진행될수록 함량이 상승하여 습식분쇄 90분에서 152.90 ppm까지 증가한 뒤 이후로는 큰 변화가 없었다. Quercetin의 경우 습식분쇄 시간에 따른 큰 함량변화는 없는 것으로 나타났다. 무기질 함량 조사결과 메밀쌀에 비하여 통메밀 분말에서 Ca, K 및 Mg의 함량이 높게 증가하였으며 Zn 및 Mn이 통메밀 분말에서 검출되었다. 유리아미노산은 통메밀 분말에서 총 유리아미노산 함량이 22.27 mg%로 증가하는 것으로 나타났으며 특히 glutamic acid는 14.58 mg%에서 30.45 mg%로 두 배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 결과 통메밀 분말 제조를 위한 습식분쇄 시간은 90분이 적절하였으며 통메밀 분말의 경우 메밀껍질의 유효성분의 활용이 가능하였으며 습식분쇄과정을 통한 식감개선이 가능하여 차후 다양한 가공제품으로 활용이 기대된다.
본 연구에서는 생산방식에 따라 생산된 고품질 순환모래의 기초물성평가를 통한 품질특성을 실험 실증적으로 평가함으로서, 최종 생산된 순환모래에 대한 성능을 평가하고, 목표 품질의 달성과 향후 성능 보완 및 활용의 확대, 고부가가치 창출을 위한 기초자료를 제시하고자 하였으며, 본 연구의 기초물성 실험결과, 직렬식 건식생산시스템과 병렬식, 소용량 습식생산시스템과 대용량을 거쳐 최종 생산된 순환모래인 RS-IV의 경우 절대건조밀도, 0.08mm체 통과량, 점토덩어리량, 유기이물질함유량에서 KS F 2573(순환잔골재) 기준에 만족하였으나, 흡수율에서는 대 소용량 습식생산시스템을 거쳐 최종 생산된 RS-IV만이 KS F 2573 기준치 5% 이하에 만족하였다. 흡수율의 품질 개선율 경우, 직렬식 건식생산시스템(7.13%), 병렬식(19.89%), 소용량 습식생산시스템(27.41%), 대용량(54.56%), 0.08mm체 통과량 경우, 직렬식 건식생산시스템(22.22%), 병렬식(39.92%), 소용량 습식생산시스템(91.89%), 대용량(98.16%), 점토덩어리량 경우, 직렬식 건식생산시스템(50.34%), 병렬식(76.77%), 소용량 습식생산시스템(98.60%), 대용량(99.32%)등으로 직렬식 건식생산시스템에 비하여 병렬식, 소용량 습식생산시스템에 비하여 대용량, 건식생산시스템에 비하여 습식생산시스템의 품질 개선율이 우수한 것으로 나타났다.
실리카흄과 이산화티타늄을 건식 및 습식방식에 의해 나노화하여 시멘트 모르타르의 강도특성실험을 수행하였다. 실험변수는 건식 및 습식 방식으로 제조된 혼화재를 각각 5,10,15,20%의 첨가율로 하였다. 그 결과 실리카흄과 이산화티타늄을 사용했을 때의 시멘트 모르타르 강도 특성이 유사하게 나타났으며 건식과 습식 혼화재의 비교에서는 습식 혼화재를 사용했을 때가 더 큰 강도 특성을 보였다.
습식압축으로 압축소요동력을 줄이고 재생기로 배기가스 에너지를 회수함으로써 열효율을 향상시킬 수 있는 습식압축 재생 브레이튼 사이클에 대하여 엑서지 해석을 수행하였다. 해석모델을 통하여 시스템의 엑서지 효율과 요소별 엑서지 파괴비 및 배기가스로 인한 엑서지 손실비에 미치는 압력비와 물분사율의 영향을 조사하였다. 전형적인 운전조건에 대한 계산 결과 습식압축 재생 가스터빈 사이클에 의하여 엑서지 효율을 상당히 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 물 분사 효과는 배기가스의 엑서지 손실의 감소와 출력 동력의 증가로 나타난다.
이 보고서에서는 무기 공정에서의 무기 인공 재생 모래의 특성을 중심으로 다음과 같이 정리할 수 있다. 1) ICP 발광 분광 분석을 통한 재생 모래의 Na+ 용출량, TP 휨강도 및 충전 밀동에는 높은 상관 관계가 확인되었다. 2) 현행 재생 방법 대비, 습식 연마 처리를 첨가함으로써 잔류 점결재가 제거되고 Na+ 용출량이 저감된 결과, 재생 모래의 TP 휨강도를 보다 개선 가능한 것이 확인되었다. 3) 재생 처리 공정 순서를 건식 연마 → 습식 연마 → 배소 처리로 함으로써, 가장 Na+ 용출량이 낮고, 높은 휨강도를 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 4) 습식 연마 단계를 거치지 않고 배소 처리 온도와 처리 시간을 궁리함으로써 충분한 품질의 재생 모래를 얻을 수 있는 가능성이 시사되었다. 마지막으로, 무기 공정은 유기 공정에 비해 압도적으로 냄새가 적고 생산성이 높으며 인공 모래와의 병용을 통한 재생 처리시의 폐기물량 저감, 주조품의 고품질화 등 이점이 기대되는 공정이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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