• Title/Summary/Keyword: 2단계 열처리

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Electrical Properties of Piezoelectric Generator Fabricated with PNN-PZT Ceramic (PNN-PZT 압전 세라믹을 이용하여 제작한 발전소자의 전기적 특성 평가)

  • Lee, Myung-Woo;Kim, Sung-Jin;Yoon, Man-Soon;Ryu, Sung-Lim;Kweon, Soon-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.190-190
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    • 2008
  • 자연적으로 발생되는 파도, 비, 우박 등과 철도, 차량 및 엘리베이터 등과 같은 인위적인 설치, 이동에 의해 발생되는 진동에너지는 우리 일상생활에서 가장 흔하게 발생할 수 있는 에너지원인데, 이러한 진동에너지는 압전 소재를 이용하여 재생 가능하여 최근에는 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 예를 들면, 미국의 MIT에서는 인간이 걸을 때 신발에 가해지는 압력을 이용하여 전력을 발생시키는 연구를 진행하여 2.9 mW의 전력을 얻었다. 특히 이러한 기술은 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 소형 전자기기 등에 서 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 기술로 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 이러한 압전발전 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있다. 하지만 에너지 효율을 높이기 위하여 적층 구조의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, $1000^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 소재 원가가 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스 소재를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소결온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소랑 첨가하여 액상 소걸 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 소결체의 전체적인 제조 공정은 일반적인 벌크 세라믹의 소걸 공정을 따랐다. 최종 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고 SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$ 에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. Impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였고, 압전전하상수는 $d_{33}$-meter로 측정하였다. 본 연구에서는 압전체에 가해지는 하중의 크기, 시편의 크기, 하중을 가하는 방법, 에너지 저장회로의 최적화 등을 다양하게 시도하면서 에너지 변환 및 저장 효율을 평가하였다.

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Functionality of Extracted Proteins by Additives and Ionic Strength (첨가제의 종류와 이온강도에 따라 추출되는 육단백질의 기능적 특성)

  • Rhee, Min-Suk;Lee, Jun-Sup;Koh, Kyung-Chul;Kim, Young-Kyo;Kim, Byoung-Chul
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.30 no.1
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    • pp.69-76
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    • 1998
  • This study was investigated to determine the effect of additives and ionic strength on the functionality of extracted proteins in preblends in order to use less additive in restructured meat products. Preblends contained the combinations of sodium chloride (NaCl; 0, 4.5, 9.0%), sodium tripolyphosphate (STPP; 0, 2.5, 5.0%), and tetrasodium pyrophosphate (PP; 0, 2.44, 4.88%). The pH values increased linearly with increasing STPP and PP concentrations (p<0.01). In the equivalent ionic strengths, PP was more effective than STPP in increasing pH. Phosphate ions were more effective on total extractable protein (used 1 M NaCl buffer) than chloride ion at equivalent ionic strengths. Solubility was decreased by adding NaCl and increasing total extractable proteins. Meat sulfhydryl contents were high with increasing total extractable proteins. When protein extracts were heated at $65^{\circ}C$, 7 min, meat sulfhydryl contents decreased and surface hydrophobicity increased (p<0.01). However, all protein extracts showed no differences in SDS-PAGE pattern. In conclusion, PP is more effective than STPP in order to use less additive but there was no linear relationship between functionnal improvement and ionic strength.

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Low Temperature Sintering of PNN-PZT Ceramic for Piezoelectric Generator and Its Piezoelectric Properties (압전 발전시스템 개발을 위한 PNN-PZT 세라믹스의 저온소결 및 압전특성 평가)

  • Lee, Myung-Woo;Kim, Sung-Jin;Yoon, Man-Soon;Ryu, Sung-Lim;Kweon, Soon-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.306-306
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    • 2008
  • 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.

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A Study on the Resistve Switching Characteristic of Parallel Memristive Circuit of Lithium Ion Based Memristor and Capacitor (리튬 이온 기반 멤리스터 커패시터 병렬 구조의 저항변화 특성 연구)

  • Kang, Seung Hyun;Lee, Hong-Sub
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.28 no.4
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    • pp.41-45
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    • 2021
  • In this study, in order to secure the high reliability of the memristor, we adopted a patterned lithium filament seed layer as the main agent for resistive switching (RS) characteristic on the 30 nm thick ZrO2 thin film at the device manufacturing stage. Lithium filament seed layer with a thickness of 5 nm and an area of 5 ㎛ × 5 ㎛ were formed on the ZrO2 thin film, and various electrode areas were applied to investigate the effect of capacitance on filament type memristive behavior in the parallel memristive circuit of memristor and capacitor. The RS characteristics were measured in the samples before and after 250℃ post-annealing for lithium metal diffusion. In the case of conductive filaments formed by thermal diffusion (post-annealed sample), it was not available to control the filament by applying voltage, and the other hand, the as-deposited sample showed the reversible RS characteristics by the formation and rupture of filaments. Finally, via the comparison of the RS characteristics according to the electrode area, it was confirmed that capacitance is an important factor for the formation and rupture of filaments.

Fabrication of Porous Cu Layers on Cu Pillars through Formation of Brass Layers and Selective Zn Etching, and Cu-to-Cu Flip-chip Bonding (황동층의 형성과 선택적 아연 에칭을 통한 구리 필라 상 다공성 구리층의 제조와 구리-구리 플립칩 접합)

  • Wan-Geun Lee;Kwang-Seong Choi;Yong-Sung Eom;Jong-Hyun Lee
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.30 no.4
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    • pp.98-104
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    • 2023
  • The feasibility of an efficient process proposed for Cu-Cu flip-chip bonding was evaluated by forming a porous Cu layer on Cu pillar and conducting thermo-compression sinter-bonding after the infiltration of a reducing agent. The porous Cu layers on Cu pillars were manufactured through a three-step process of Zn plating-heat treatment-Zn selective etching. The average thickness of the formed porous Cu layer was approximately 2.3 ㎛. The flip-chip bonding was accomplished after infiltrating reducing solvent into porous Cu layer and pre-heating, and the layers were finally conducted into sintered joints through thermo-compression. With reduction behavior of Cu oxides and suppression of additional oxidation by the solvent, the porous Cu layer densified to thickness of approximately 1.1 ㎛ during the thermo-compression, and the Cu-Cu flip-chip bonding was eventually completed. As a result, a shear strength of approximately 11.2 MPa could be achieved after the bonding for 5 min under a pressure of 10 MPa at 300 ℃ in air. Because that was a result of partial bonding by only about 50% of the pillars, it was anticipated that a shear strength of 20 MPa or more could easily be obtained if all the pillars were induced to bond through process optimization.

다층 PNN-PZT/Ag 복합체의 동시 소성을 위한 압전세라믹스의 저온소결 및 압전특성 평가

  • Lee, Myeong-U;Son, Yong-Ho;Kim, Seong-Jin;Yun, Man-Sun;Ryu, Seong-Rim;Gwon, Sun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.295-295
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    • 2007
  • 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변화하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액츄에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근 이러한 에너지 변화 소자는 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, 항공우주, 자동차, 의료, 건축, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 동작 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 기존 이차전지, 연료전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시되고 있다. 또한, 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부 전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제적인 문제가 발생하게 된다. 따라서 순수 Ag 전극을 사용하거나, Ag의 비율이 높은 내부 전극을 사용하기 위해서는 $950^{\circ}C$ 이하에서 소결되는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)\;[(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}Zr_{0.35}Ti_{0.4}]O_3$계의 조성을 설계하여, 소결온도를 낮추기 위해서 2단계 하소법을 이용하였다. 분말을 ball milling을 통해 24시간 동안 혼합하였다. 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 72시간 동안 ball milling 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 ${\Phi}21$ disk 형태로 성형한 후, $800{\sim}950^{\circ}C$ 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰하였다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 두께 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 열처리한 후, 분극 처리하였다. 압전특성은 $d_{33}$ 미터로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 주파수 및 impedance 특성을 측정하였다. 그 결과 $900^{\circ}C$에서 우수한 압전 특성 및 전기적 특성을 확보 할 수 있었다.

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Physicochemical quality characteristics of hot water extracts of processed ginseng based on different heat treatments (열처리 방법에 따른 가공 인삼 열수추출물의 이화학적 품질 특성)

  • Kang, Yoon-Han;Zhou, Rui;Kim, Hyo Jin;Kim, Ji Eun;Shin, Il Shik
    • Food Science and Preservation
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    • v.25 no.1
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    • pp.155-163
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    • 2018
  • The present study was carried out to investigate the physicochemical properties of hot water extracts of red ginseng powder prepared by two-stage hot air drying method using steamed ginseng and steaming liquid for 2.5 h under high-temperature and high-pressure autoclave condition. The total polyphenols, total flavonoids, total sugar, acid polysaccharides and crude saponin in hot water extracts from red ginseng powder were analyzed and determined, and the flavor components of ginseng were measured using color difference meter and an electronic tongue. The total polyphenol, total flavonoid, total polysaccharide, and acid polysaccharide of the red ginseng hot water extract obtained by autoclaving (ARG) were 9.06 mg GAE/g, 3.38 mg NE/g, 35.22 g/100 g, and 10.90 g/100 g, respectively. The final contents of the total polyphenols, total flavonoids, crude saponin were higher than those determined using other red ginseng methods; the time required for steamed red ginseng production reduced. The total ginsenoside content of ginseng including Rb1 was 10.69 mg/g, which is the lowest ARG. The processing conditions affected the conversion to ginsenosides unique to red ginseng. Red ginseng and steaming liquid obtained from the autoclave are expected to be in need for non-food materials and products as well as foods by improving the flavor components through conversion of red ginseng components into low molecular weight.

A Study of material analysis and its experimentation of metamorphosis and its utilities in Copper Alloy plates for contemporary metal craft (현대금속공예용 동합금판의 재료분석과 형질변환 실험 및 응용에 관한 연구)

  • Lim, Ock-Soo
    • Archives of design research
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    • v.17 no.4
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    • pp.241-250
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    • 2004
  • In this research, the copper alloy plates C2200, C5210, C7701, C8113 were selected to make datum and to identify further usage of metal craft experimentation. For its experimentation, the general welding and TIG welding methods were researched; for 2nd experimentation, the Reticulation and Electroforming skill's differences in color and temperature were researched. With these methods 3 different kinds of works are introduced for sample studies. For this research, Dr. Lee, Dong-Woo who works in Poongsan Metal Co, supported 4 kinds of copper alloy metals. Which are Commercial bronze (Cu-Zn), Deoxidiged Copper(Cu-Sn-P), Nickel Silver (Cu-Ni-Zn), and White Bronze (Cu-Ni); they were applied partly and wholly by the method of Laminatin, Reticulation, Fusing, and Electroforming skills. In case of C2200, the brass, the A. C. TIG welding method is better under 2mm slight plate; the D.C. TIG welding is better upper 2mm plate; and 250~300$^{\circ}C$ is recommended for remain heat treatment. In case of C5210, not having Hydrogen in high temperature return period, doesn't need Oxygen in high temperature and hardening in comparative high temperature neither, it is good for welding. It contains Sn 2-9% ad P 0.03-0.4% generally; and in accordance with the growth rate of Sn contain amount, the harden temperature boundary become broad. In case of cold moment after welding, they are recommended that higher speed TIG welding, smaller melting site and less than 200$^{\circ}C$ for pre-heating temperature. In case of C7701, the 10-20% Ni, 15-30% Zn are widely used.. If it is upper 30% Zn, it become (${\alpha}+{\beta}$) system and adhesive power rate become lower, and the productivity become lower in low temperature but the productivity become higher in high temperature. Nickel Silver's resistance of electricity is well; and the heatproof and incorrodibility is good, too. Lastly, in case of C8113, good at persistence in salty and grind; high in strength of high temperature. In case of white brass, contain 10-30% Nickel and hardened in high temperature and become single phrase. For these reason, the crystallization particles easily become large, if the resistance become higher small amount of Pb, P, S separation rate become higher.

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Thermal Stability and Cure Behavior of Waterborne Phenol-Formaldehyde Resin (수용성 페놀-포름알데히드 수지의 열안정성 및 경화거동)

  • Yoon, Sung Bong;Kim, Jin Woo;Cho, Donghwan
    • Journal of Adhesion and Interface
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    • v.7 no.1
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    • pp.16-22
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    • 2006
  • In this work, the effect of cure temperature and time on the thermal stability and the exothermic cure reaction peak of a waterborne resol-type phenol-formaldehyde resin, which may be used for preparing phenolic sheet molding compounds (SMC), has been investigated using a thermogravimetric analyzer and a differential scanning calorimeter. The weight loss of waterborne phenol-formaldehyde resin was mainly occurred at three temperature stages: near $200^{\circ}C,\;400^{\circ}C$, and $500^{\circ}C$. The carbon yield at $750^{\circ}C$ for the cured resin was about 62%~65%. Their thermal stability increased with increasing cure temperature and time. Upon cure, the exothermic reaction was taken placed in the range of $120^{\circ}C{\sim}190^{\circ}C$ and the maximum peak was found in between $165^{\circ}C$ and $170^{\circ}C$. The shape and the maximum of the exothermic curves depended on the given cure temperature and time. To remove $H_2O$ and volatile components, the uncured resin needed a heat-treatment at $100^{\circ}C$ for 60 min at least prior to cure or molding. Curing at $130^{\circ}C$ for 120 min made the exothermic peak of waterborne phenol-formaldehyde resin completely disappeared. And, post-curing at $180^{\circ}C$ for 60 min further improved the thermal stability of the cured resin.

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Changes of Contamination Level of Listeria spp. during the Processing Environments in Kimbab Restaurants (김밥 전문음식점 내 작업 환경에서의 Listeria spp. 오염의 변화)

  • Kim Ji-Yeon;Kwon Ill-Kyong;Ha Seung-Yeul;Hong Chong-Hae
    • Journal of Food Hygiene and Safety
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    • v.20 no.4
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    • pp.232-236
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    • 2005
  • This study was performed to find out the patterns of Listeria spp. contamination during Kimbab preparation at the specialized restaurants. Samples were collected from ingredients, containers, equipments, and environments from two Kimbab restaurants from July through September, 2004. Isolation rate of Listeria spp. was $43.2\%$ among 264 samples. Strains isolated were Listeria innocua $35.9\%$, L. murrayi $6.8\%$, and L. grayii $0.3\%$. No L. monocytogenes was detected. Contamination level of ingredients, containers, equipments, and Kimbab sampled during afternoon was all significantly higher than the samples collected during morning(P < 0.05). The most influencing factor of contamination was improper handling or no disinfection procedures during Kimbab preparation. Safety controls are recommended as follows; prevention of cross-contamination during ingredients Preparation, temperature control for ingredients and Kimbab during holding, cleaning and disinfection of chopping boards and knives during preparation processing, and frequent changes of disposable gloves. Kimbab restaurants should recognize the importance of safety control using the Good Hygienic Practices.