• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.258-258
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• 2013

최근 건조 제품의 양질화, 고급화 및 편의화가 요구되어 이를 충족시키기 위한 새로운 건조방법이 계속 개발 되어 왔다. 이러한 방법들 중에서 저온과 진공하에서 건조가 이루어지는 진공 동결 건조는 가장 완벽한 건조 방법으로 최근 실용화 되고 있다. 진공동결건조란 건조의 한 종류로 수분을 함유한 시료를 동결시킨 후 진공펌프를 이용하여 수증기압을 3중점 이하로 낮추어 얼음을 직접 증기로 만드는 승화의 원리에 의해서 얻어진다. 분무진공동결건조의 특징은 (1) 물리적구조의 보존성, (2) 화학적인 안정성, (3) 생물학적인 활동의 보존성, (4) 제품의 높은 복원성 및 재생성이다. 따라서 분무진공동결건조 기술은 크게 진공, 분무, 동결, 건조, 멸균 등과 같은 요소기술의 복합기술이라 할 수 있다. 분말을 제조하기 위해서 진공동결건조 후 분쇄하는 방법을 사용하나 본 방법에서는 정밀화학품 제조를 위해서 분무진공동결건조 방식을 사용한다. 이를 통하여 적당한 크기인 5~10 um의 입경 제조가 가능하고, 공기동력학적인 입경이 기존 방식에 비해 작아서 허파까지의 운반효율이 1.5~2배 우수하다. 화학, 의학 분야에서의 분무동결 건조는 주로 민감한 제품, 즉 생물학적 고유성의 손상 없이 물을 제거하는데 사용되어 영구적으로 저장 가능한 상태로 보관할 수 있으며 물의 첨가로 원상태로 복구할 수 있어서 매우 각광을 받고 있다. 의약용 냉동건조 제품은 항생물질, 박테리아, 혈청, 백신, 검사 약물, 단백질을 포함하는 생물공학 제품들, 세포, 섬유, 화학제품 등이 있으며 주로 vial 또는 ampule 상태로 건조가 이루어진다.본 연구에서는 원료를 $-194^{\circ}C$의 액체질소에 분무시켜 동결된 미립자를 형성한 후 진공 및 저온상태에서얼음의 승화(sublimation)에 기반한 1차 건조와 수증기 탈착(desorption)에 기초한 2차 건조 과정으로 구성된 분무진공동결건조기를 개발하였다. 분무동결 과정의 해석을 통해 2유체식 노즐을 통해 분무된 미세 입경의 액적이 액체 질소 표면까지 도달하는 회수률, 분무 노즐의 위치, 운전 조건 및 용기의 설계의 최적화를 수행하였다. 초기 액적속도, 분무노즐의 높이, 흡입구 추가에 따른 액적 유동 및 회수의 특성을 제시하였으며 이를 통한 분사시스템 고도화 가능성을 제시하였다. 구형의 미세 입자가 적층된 제품의 동결건조 공정의 해석은 흡착승화 모델(sorption sublimation model)을 기반으로 다음과 같은 열전달, 물질전달, 상변화 모델을 고려하여 유도되었다. 분무노즐 및 냉동/진공 배기계 시작품을 개발하여, 표면의 고다공도를 갖춘 입경 3~20 m 정도의 시료를 얻을 수 있으며, 동역학적 입경 5 m 충족함을 확인하였다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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• pp.180.1-180
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• 2003

양파건조분말 제조에 있어 품질고급화를 목적으로 건조방법을 달리하여 건조과정 중 양파의 이화학적 품질특성 변화를 조사하였다. 수분함량변화는 50'E 열풍건조의 경우 건조 5일에 수분함량 10% 이하로 건조가 되었으며 건조1일에 수분함량 5.30%로 분말화상태가 가능했다. 또한, 4$0^{\circ}C$ 진공건조의 경우는 건조기간 3일째에 수분함량이 6.05%로 거의 건조가 완료된 상태였으며 건조 5일째는 수분함량 5.23%를 나타내어 분말화하였다. -7$0^{\circ}C$ 동결건조의 경우 건조 7일째에 수분함량 5.10%를 유지하여 분말화가 가능하였다. 건조과정 중 양파의 중량감소율 변화는 5$0^{\circ}C$ 열풍건조의 경우 건조 3일째 중량 감소율이 89.6%로 매우 급격한 감소현상을 보였으며, 4$0^{\circ}C$ 진공건조의 경우는 건조 2일째 중량감소율이 84.4%까지 급격한 감소현상을 나타내었고, 또한, -7$0^{\circ}C$ 동결건조의 경우는 건조 최종일인 7일째 중량감소율은 94.9%를 나타내었다. 건조과정 중 갈색도변화는 5$0^{\circ}C$ 열풍건조와 4$0^{\circ}C$ 진공건조의 경우 건조 3일째까지 각각 흡광도(420nm)값을 2.119와 1.941로 급격한 증가현상을 나타낸 후 감소하는 경향을 나타내었고, -7$0^{\circ}C$ 동결건조의 경우는 건조 최종일인 7일째 흡광도가 1.173으로 가장 낮은 갈색도변화를 보였다. 건조과정 중 색도변화에 있어‘L’값의 변화는 5$0^{\circ}C$ 열풍건조의 경우가 양파의 내부와 외부면의 초기 L값이 77.40과 74.82에서 최종 L값이 63.72와 65.07로 4$0^{\circ}C$ 진공건조와 -7$0^{\circ}C$ 동결건조의 L값 변화보다 큰 변화를 보였고, 또한‘a’값과 ‘b’값의 경우도 마찬가지로 5$0^{\circ}C$ 열풍건조의 경우가 양파의 내부와 외부면의 적색도 및 황색도 변화가 크게 일어나는 경향을 나타내었다. 건조과정 중 vitamin C의 함량변화는 건조에 의한 수분함량의 감소로 vitamin C의 함량은 상대적으로 증가하였고, -7$0^{\circ}C$ 동결건조의 경우가 가장 높은 vitamin C의 증가량을 나타내었고, 그와 반대로 5$0^{\circ}C$ 열풍건조의 경우는 열에 의한 vitamin C의 변화로 인한 상대적 증가량은 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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• pp.163.1-163
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• 2003

식품의 건조는 저장성을 향상시키고 수송을 간편하게 하나 특별한 경우는 건조과정에서 일어나는 성분변화에 의해 풍미, 색깔, 조직 등이 향성되게 하는 경우도 있다. 그러나 일반적으로 건조에 의해 풍미의 저하, 색깔의 퇴조, 영양성분의 손실 및 조직과 형태의 손상 등 품질을 저하시키므로 가능한 저온에서 단시간에 수분을 제거해야 한다. 건조식품의 저장성은 수분활성도, 제품의 종류, 저장온도등 다양한 요인들에 영향을 받으며, 특히 수분 활성도에 따라 비효소 갈색화 반응, 지방의 산패, 미생물의 발생정도가 달라진다. 따라서 건조식품 저장시 변질을 방지하기 위해서는 식품의 수분함량을 측정할 수 있는 등온흡습곡선을 작성하는 것이 중요하다. 또한 식품의 단분자층 수분함량을 결정하고, 흡습에 필요한 에너지를 구함으로서 건조식품의 저장조건 및 포장조건의 선택시 유용한 자료가 된다. 특히 식품분말의 흡습특성은 분말입자의 크기, 형태, 화학성분 등과 밀접한 관련이 있다. 위의 사실로 미루어 볼 때 본 연구에서는 시판 유통되고 있는 두부를 진공동결 시킴으로써 위생화와 장기저장 가능성을 연구하면서 진공동결 건조 후 시료의 수분활성, 재수화 및 일반성분 변화를 검토하고자 한다.

• 한국조리학회지
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• 제14권1호
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• pp.144-151
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• 2008

양파를 원형 그대로, 절편으로 하여 그리고 마쇄한 것을 진공 동결 건조 처리하여 각각 건조 과정 중 allicin 및 diallyl disulfide의 함량과 alliinase 활성 변화를 측정하였다. 생양파의 allicin 및 dia-llyl disulfide의 함량은 각각 26.40 ppm, 2.78 ppm이었다. 양파를 원형 그대로, 절편으로 하여 그리고 마쇄한 시료의 allicin 및 diallyl disulfide의 함량은 진공 동결 건조가 진행함에 따라 증가되었으며, 증가 정도는 시료의 형태에 따라 차이를 나타내었다(p<0.05). 생양파의 alliinase 비활성은 7.536 units/mg protein이었으며, 양파를 원형 그대로, 절편으로 하여 그리고 마쇄한 시료의 alliinase 활성은 진공 동결 건조가 진행함에 따라 감소되었다. 양파를 원형 그대로 8시간 동안 진공 동결 건조하였을 때 효소의 비활성은 5.516 units/mg pro-tein로 감소되었으며 73.2%의 잔존율을 나타내었고, 36시간 동안 진공 동결 건조하였을 때 효소의 비활성은 3.304 units/mg protein로 감소되었으며 43.8%의 잔존율을 나타내었다. 양파를 절편으로 하여 36시간 동안 진공 동결 건조하였을 때 효소의 비활성은 2.366 units/mg protein로 감소되었으며 31.4%의 잔존율을 나타내었고, 양파를 마쇄하여 36시간 동안 진공 동결 건조하였을 때 효소의 비활성은 2.232 units/mg protein로 감소되었으며 29.6%의 잔존율을 나타내었다. 양파를 원형 그대로 진공 동결 건조하였을 때 alliinase 활성에 있어서 가장 높은 잔존율을 나타내었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권1호
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• pp.56-62
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• 2015

아로니아의 활용성 제고를 위하여 건조방법에 따른 품질특성을 비교한 결과, 건조과정 중 중량변화율은 진공동결건조가 81.6%로 가장 많은 중량감소를 나타내었고, 수분함량은 진공동결건조에서 가장 많은 수분이 감소하였으며, 건조 후 최종 수분함량은 진공동결건조에서 0.99%로 가장 낮은 함량을 나타내었다. 색도 측정결과, $L^*$값은 건조방법에 따른 큰 차이를 나타내지 않았으며, $a^*$값과 $b^*$값은 진공동결건조와 냉풍건조에서 증가하였고, 열풍건조에서는 감소하였다. 경도는 열풍건조에서는 건조 36시간 이후 급격하게 증가하였고, 냉풍건조는 서서히 증가하다가 132시간 이후 급격하게 증가하는 모습을 보였다. 건조방법에 따른 품질특성으로 건조수율은 냉풍건조가 24.20%로 가장 높았으며, 열풍건조 20.40%, 진공동결건조 19.41% 순으로 나타났다. 일반성분은 생과에서 수분이 61.76%로 가장 높게 나타났으며, 조회분은 열풍건조에서 가장 높게 나타났고, 가용성무질소물, 조단백, 조지방은 진공동결건조에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 건조방법에 따른 아로니아의 pH는 3.84~3.92로 큰 차이가 없었으며, 당도는 동결건조($6.57^{\circ}Brix$) > 열풍건조($5.37^{\circ}Brix$) > 냉풍건조($4.40^{\circ}Brix$) > 생과($1.07^{\circ}Brix$) 순으로 나타났다. 무기질 함량은 진공동결건조에서 가장 높았으며, 주요 무기질은 K, Ca, Mg, Na인 것으로 나타났다. 아로니아에 함유된 당은 fructose, glucose 두 종류인 것으로 나타났으며, 진공동결건조가 20.59 g/100 g으로 가장 높은 함량을 가진 것으로 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권3호
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• pp.342-347
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• 2007

건조방법을 달리하여 양파분말을 제조하고 건조방법에 따른 양파분말의 물리적 특성을 비교하였다. 건조 양파의 수분함량은 열풍건조한 양파가 13.29%, 동결건조 양파는 12.99%, 진공건조 양파는 10.78%로 나타났고, 조회분 조지방 조단백의 함량은 건조방법에 따라 유의적 차이를 보이지 않았다. 총당 함량은 열풍건조>진공건조>동결건조 순으로 나타났다. 양파분말의 색도는 갈변현상의 영향을 받아 밝기와 황색도에 큰 변화가 있었다. 높은 온도에서 건조한 진공건조 분말과 열풍건조 분말의 Hunter-L값은 낮은 온도에서 동결건조시킨 분말에 비해 매우 낮게 나타났다. 갈변도는 고온처리과정이 없는 동결건조 분말의 경우 가장 낮았으며, 같은 고온에서 건조시킨 진공건조 분말과 열풍건조 분말 간에는 유의적인 차이가 없었다. 주사전자현미경 촬영 결과 양파분말의 입자크기가 열풍건조>진공건조>동결건조 순으로 나타났고, 급속 동결한 후 낮은 온도에서 수분을 승화시켜 건조하는 동결건조 양파분말의 공극률이 가장 크게 나타났다. 양파분말의 복원력은 입자크기가 제일 큰 열풍건조 분말이 가장 높았고, 다음으로는 진공건조, 동결건조 분말의 순으로 나타났다. 용해도는 동결건조 분말이 다른 두 방법에 비해 높았으며, 팽윤력은 열풍건조 분말이 가장 높았다. 비타민 C의 함량은 온도의 영향을 적게 받은 동결건조 분말이 가장 높았으며, 총 폴리페놀 함량은 진공건조>열풍건조>동결건조 순으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권1호
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• pp.1-9
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• 2016

굴은 향기가 좋고 영양성분이 풍부하며 질병 예방의 기능성이 높은 우수한 수산식품으로 동서양인 모두가 선호한다. 대량으로 생산된 굴의 보관 및 유통의 편의성을 증가시키는 가장 좋은 방법은 건조하는 것인데, 기존의 열풍건조나 동결건조에 의할 경우에는 굴의 육질이 매우 약하여 향과 영양 성분의 파괴가 많아 완전건조가 불가능하다. 본 논문에서는 $15^{\circ}C$ 저온진공건조기술을 이용하여 한국산 양식 생굴과 자연산 생굴을 완전 건조하는 과정에서 진공상태하의 진공열전달특성에 관한 실험적 결과를 보고하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.51-58
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• 2020

달 탐사에 대한 관심이 늘어나면서 인공월면토를 포함한 달 지상 환경 모사에 대한 연구가 진행되고 있다. 인공월면토를 포함하여 진공환경을 조성할 때 발생하는 문제점 중의 하나는 토양에서 나오는 탈 가스로 인해 고진공에 도달하는 시간이 길어진다는 것이다. 이러한 탈 가스의 대부분은 수분이며, 진공챔버에 넣기 전 인공월면토의 표면에 붙어있는 수분을 제거하는 전처리 과정을 수행한다면 고진공에 도달하는 시간을 상당히 줄일 수 있다. 기존의 토양 건조 방법을 사용하여 각 방법이 인공월면토의 수분제거에 얼마나 효과적인지 확인하였다. 드라이 오븐을 이용한 방법, 마이크로웨이브 오븐을 이용한 방법, 직접가열 건조하는 방법과 진공 오븐을 이용한 방법을 이용하여 인공월면토 시료의 건조 실험을 수행하였으며, 건조 실험의 결과를 제시하였다. 실험결과 드라이 오븐에서 110℃로 건조하는 방법과 마이크로웨이브 오븐을 이용한 건조 방법은 수분제거 효과가 충분하지 않았으며, 200℃ 이상에서 진공오븐을 이용한 방법과 직접 가열하는 방법은 수분제거 효과가 좋았다.

• 자원리싸이클링
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• 제9권4호
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• pp.28-36
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• 2000

본 연구는 입자가 혼합된 용제를 이중판형 열교환기 내에서 가열 및 증발과정을 통해 건조이자와 용제로 분리하여 회수하기 위한 연속식 순간 진공건조 시스템 해석에관한 것이다. 진공건조시스템은 용제 공급펌프, 이중관형 열교환기, 진공 스프레이 챔버 및 응축기로 구성된다. 연속적으로 공급되는 용제는 이중관형 열교환기 내에서 가열, 팽창 및 증발되며 관 출구부에서 팽창된 증기가 진공 스프레이 챔버 내로 분사되고 증기는 응축기로 수송되어 용제로 회수되고 입자는 관성력에 의해 증기로부터 분리되어 건조된다ㅣ. 안료입자가 함유된 벤젠 및 알킬벤젠의 분리 및 회수성능 실험을 수행한 결과, 습분양 1.1%로 건조된 안료입자를 94% 회수하였고, 99.9 wt%의 고순도 벤젠을 88% 회수하였다. 평균직경이 $6.5\mu\textrm{m}$인 안료입자를 진공건조시스템의 이중관형 열교환기에서 관출구부의 고속 분사에 의한 폭발적 분산력에 의해 입경이 14%감소된 $5.6\mu\textrm{m}$ 크기의 건조 안료입자를 회수하였다. 따라서 진공건조시스템은 용제에 함유된 입자를 건조 및 분리하여 미분제 제품으로 히수하는데 효율적이며 폐용제 정제용으로 적용이 가능하다.

• 보존과학회지
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• 제27권1호
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• pp.91-100
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• 2011

본 연구에서는 열화된 소나무류를 대상으로 PEG 처리 후 조습건조시 적정 PEG농도, 습도 및 시간을 조사하고자 하였고, 조습건조과정 중 치수안정화 효과를 진공동결건조 및 자연건조한 것과 비교하였다. 조습건조에서 PEG의 농도가 높을수록 건조시간이 단축되었으며 치수안정성이 우수하였다. 저농도(40%, 50%) PEG 함침 후 조습건조는 치수안정화 효과가 적었고 목재표면 및 내부에 갈라짐이 발생하였으며 PEG의 분포가 불균일하였다. 고농도(60%, 70%) PEG 함침 후 조습건조를 하였을 때 목재의 표면은 흑화현상으로 인해 색은 어두워졌으나, 저농도(40%) PEG 함침 후 진공동결건조한 것과 비교하여 거의 동일한 치수안정화 효과를 나타내었다. 따라서 대형발굴수침고목재의 보존처리시 진공동결건조가 불가능할 경우 고농도 PEG(70%) 함침 후 조습건조하는 방법이 가능하고, 이때 건조습도와 건조시간을 충분히 고려해서 건조해야 함을 알 수 있었다.