MDF(Medium Density Fiberboard) 제조공정에 필요한 열매유(SHTF, Synthetic Heat Transfer Fluid)를 가열하는 보일러에서 화재가 발생하였다. 열매유 보일러는 1차 패스, 2차 패스, 3차 패스로 구성되어 있으며, 화재가 발생된 1차 패스 연소대 위쪽 14단 부근에서 열매유가 방출되었다. 화재확산으로 인한 조사내용 및 데이터를 토대로 화재 시뮬레이션용 전산유체역학인 ANSYS-CFX를 이용하여 재현하고 화재 모델링 해석 및 분석을 통해 화재 온도를 산정하고 피해의 범위를 규정하였다. 본 화재 사고로 설비의 운전 및 소재에 대한 피해를 규정하고, 이론에 의한 과학적인 정밀 조사를 실시하여 향후의 안전 운전을 위한 제안을 하고자 한다.
쉘-튜브 열교환기가 나로우주센터 추진기관종합시험장(PSTC)에 설치되었으며, 이 열교환기는 극저온의 헬륨을 고온의 열매유와 열교환하여 약 500 K 까지 가열시키는 역할을 한다. 열교환기에서 토출되는 헬륨의 온도가 설계보다 100 K 낮게 나옴에 따라, 성능저하의 원인으로 열매유의 격막효과가 지목되었다. CFD 해석을 통해 격막효과의 유무를 확인하였으며, 격막효과에 의한 열교환기 성능저하는 미미한 것으로 판단되었다. 추가적으로 열교환기의 성능을 증가시키기 위하여 열매유 교체에 따른 열교환기 성능 변화를 알아보았다. 열매유를 사용하는 열교환기의 성능향상을 위해서는 500 K 부근에서 점성이 낮아야 하고, 열전도도가 높아야 한다는 것을 확인할 수 있었다. 추진기관종합시험장에서 운용된 극저온 헬륨과 고온 열매유의 열교환 시스템의 시험 결과를 본 논문에서 확인할 수 있다.
산수유(Cornus officinalis)는 층층나무과(Cornaceae)에 속하는 약용식물로, 그 열매(Corni Fructus)는 길이 1.5cm 내외인 중추원형의 모양으로 생김새가 촉나라 대추 같고 신맛이 두드러지기 때문에 촉산초라고도 불린다. 그 효능으로 이뇨작용, 혈압강하작용, 항균작용이 있고, 햇볕에 말린 과육은 간과 콩팥의 기능에 효과가 있는 것으로 알러져 있다. 따라서 산수유의 이용 확대 및 제품화 가능성을 검토하기 위한 기초연구의 일환으로 산수유 열매의 화학성분을 분석하였다. 산수유 열매의 일반성분을 건량 기준으로 측정해 본 결과, 탄수화물 88.6%, 조단백질 2.3%, 조지방 4.5%, 회분 4.6%이었다. 산수유 열매의 지방산 중 포화지방산 함량은 30.8%, 총 불포화지방산 함량은 69.2%이었다. 불포화지방산중 다가불포화지방산은 54.9%, 일가불포화지방산은 14.3%로 다가불포화지방산의 함량이 높게 나타났다. 지방산 조성을 살펴보면 linoleic acid가 33.3%로 가장 높았고, palmitic acid(25.1%), linolenic acid(21.6%) 순으로 높게 나타났다. 아미노산 조성으로는 산성아미노산인 aspartic acid가 523 mg%, glutamic acid가 347 mg%로 높게 나타났다. 무기질 함량은 칼륨함량이 건물기준으로 2067.5 mg%로 가장 높았고 그 다음으로는 Ca 372.9 mg%이었다. 유기산 함량은 건물량 기준으로 formic acid가 19,478 mg/100 g으로 가장 그 함량이 높았으며, 그 다음으로는 succinic acid (18,167 mg/100 g), malonic acid (14,487 mg/100 g), malic acid (13,018 mg/100 g) 순이었다.
봄이면 상춘객의 발길이 전국에 머문다. 관광객들이 꽃의 아름다움에만 매몰돼 그 풍경만을 감상하고 지나치는 경우가 많지만 그 아름다움 속에는 사람들의 삶이 녹아 있다. 봄의 전령사인 노란 산수유는 꽃으로 명성을 얻고 있지만 열매는 예부터 귀한 약재로 쓰였다. 섣불리 지나칠 수 없는 산수유의 매력과 그속에 숨은 이야기를 찾아보자.
오미자차액은 여름철의 음료나 화채의 기액으로서 많이 사용하고 있는데, 그 열매는 산을 많이 함유하고 있어 pH가 낮아(2.8-3.0) 미생물의 성장을 효과적으로 저해할 수 있는 pH를 가지나 $25^{\circ}C$에 저장했을 때 부패가 일어나는 것이 확인되었고 부패균은 곰팡이와 효모이었으며 세균은 관찰되지 않았다. 저장 중 부패되고 있는 오미자차액의 적정산도나 pH에는 그다지 큰 변화가 없었고 열매를 걸러낸 오미자차액에서의 적정산도는 열매가 들어있는 오미자차액보다 낮았는데, 그 이유는 열매가 들어 있는 오미자차액의 열매에서 산이 계속 용출되어 나왔기 때문으로 판단된다. 열매를 거른 오미자차액의 부패가 열매가 들어 있는 오미자차액보다 조금 빠르며 그 저장성도 열매를 거른 오미자차액이 낮은 것으로 나타났다. 그러나 오미자차액의 색상과 맛의 효과로서는 걸러서 보관하되 장기적인 저장은 바람직하지 못하다.
열매유(Synthetic Heat Transfer Fluid)의 가열현상으로 인하여 보일러에서 화재가 발생한 경우에 대하여 컴퓨터 수치해석을 통한 1, 2, 3차 패스 및 연소대의 온도 및 속도분포를 파악하였다. 보일러의 인버터의 고장으로 인하여 보일러 내부의 유동이 다소 불안전한 상태에서 운전이 지속되면서 화염의 유동과 속도가 불안정하게 작동된 것으로 판단된다. 열매유의 누유현상은 화재초기에 약 120 kg/min로 분출하면서 기화되었고, 또한 화염은 2차 패스와 3차 패스까지 열전달 현상이 확대되었다. 2차 패스에서의 최고온도는 $1,059^{\circ}C$, 3차 패스의 최고온도는 $1,007^{\circ}C$이고, 3차 패스 아래쪽에서는 온도가 $767^{\circ}C$인 것으로 컴퓨터 시뮬레이션 결과에서 알 수 있었다. 특히, 연소대는 1차 패스 균열부위에서 열매유가 분출되면서 턴테이블 위로 쌓였으며, 연소대 하부에서 온도는 플래시오버 현상에 의하여 $183^{\circ}C$까지 올라갔다. 따라서 연소대 내부의 온도는 $1,200^{\circ}C$ 이상으로 예측되었으며, 연소대의 온도는 순간적으로 여러 차례 최고점의 온도까지 도달되어 연소대에서 여러 차례 폭발현상이 발생한 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 산수유 열매 분말을 추출비율과 추출용매를 각각 달리하여 추출물의 생리활성을 측정 비교하였다. DPPH radical 소거능 측정 결과, 90% 에탄올 추출물이 97.20%로 가장 높았으며, 이는 표준물질인 L-ascorbate의 활성보다 높은 수치였다. 총 폴리페놀 함량은 25 mL/g>50 mL/g>100 mL/g의 순으로 추출물의 농도에 따라 페놀 함량이 유의적으로 높았으며, 추출용매에 따라 30% 에탄올>60% 에탄올>물>90% 에탄올의 순으로 함량이 측정되었다. Superoxide anion radical 소거능의 경우 추출비율에 따른 차이가 다소 있었으나, 모든 추출물들이 27.70~57.44%로 다소 낮은 경향을 보였다. Tyrosinase 저해 효과 측정에서는 추출물의 농도가 높을수록 효과가 우수하였다. 대부분의 추출물들이 63.44%~88.71%로 특정 추출조건에서 그 효과가 높게 나타남에 따라 산수유 열매가 미백효과에 탁월할 것으로 짐작할 수 있다. ACE 활성 저해 측정결과 모든 추출물이 20% 미만의 수치로 활성 저해력이 낮게 나타났다. 아질산염 소거에서는 pH가 낮을수록 소거력이 우수하였다(p<0.05). 산수유 열매의 생리활성이 우수한 것으로 나타남에 따라 산수유의 최적의 추출조건을 탐색하고 이를 바탕으로 하여 산수유가 천연식품으로서 기능적으로 우수한 다양한 제품의 개발 가능성을 기대할 수 있을 것이다.
Alloxan 및 streptozotocin 유도 당뇨모델 동물에서 손바닥 선인장 (Opuntia ficus-indica fructus)의 혈당강하효과를 조사하였다. 손바닥 선인장의 열매와 잎은 in vitro에서 흰쥐의 소장 ${\alpha}-glucosidase$를 농도의존적으로 저해하였다. 손바닥 선인장의 열매와 잎으로 정상 생쥐와 streptozotocin으로 유도한 당뇨 모델 생쥐에서 Opuntia ficus-indica의 혈당강하 효과를 조사한 결과 maltose, sucrose 부하에 의한 혈당 상승을 농도 의존적으로 유의하게 억제하였다. 그러나 alloxan 유도 당뇨모델 동물에서는 혈당강하효과가 약하였다. 아울러 이 손바닥 선인장 잎과 열매는 정상 생쥐에서도 혈당강하효과를 나타냈다. 이러한 결과로 볼 때 손바닥 선인장은 인슐린 의존형인 제 1형 당뇨에 효과가 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 대한민국 매실나무 (207점)와 살구나무 (7점) 열매의 특성평가를 위하여 개체별 과피 및 과육의 착색정도를 조사하였다. 매실나무 열매의 착색상태는 아주 약함이 65점 (31.4%)으로 가장 많았으며, 다음으로 약함 (57점, 27.5%), 아주 짙음 (56점, 27.1%), 중간 (19점, 9.2%), 짙음 (10점, 4.8%)이었다. 살구나무 열매의 착색상태는 아주 짙음이 3점(42.8%)으로 가장 많았고, 다음으로 아주 약함 (2점, 28.6%), 약함과 짙음 (각각 1점, 14.3%)이었다. 매실나무 열매의 착색부위는 적음이 105점 (50.7%)으로 가장 많았으며, 다음으로 중간 (65점, 31.4%), 아주 적음(32점, 15.5%), 많음 (5점, 2.4%)이었다. 살구나무 열매의 착색부위는 아주 많음이 5점 (71.4%)으로 가장 많았고, 다음으로 중간 및 많음 (각각 1점, 14.3%)이었다. 매실나무 과육의 빛깔은 백록색이 103점 (49.8%)으로 가장 많았으며, 다음으로 연등색 (77점, 37.2%), 등색 (25점, 12.0%), 유백색 및 암등색 (각각 1점, 0.5%)이었다. 살구나무 과육의 빛깔은 등색이 4점 (57.1%)으로 가장 많았고, 다음으로 연등색 (2점, 28.6%), 백록색 (1점, 14.3%)이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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