사용후핵연료의 중간저장시설인 콘크리트 캐스크(cask)는 해안부근에 입지할 가능성이 크기 때문에 염해에 대한 문제가 크게 우려된다. 그리고 염해에 의한 철근의 부식 및 균열발생은 철근콘크리트구조물의 방사선 차폐기능뿐 아니라 구조성능 저하의 주요 원인이기 때문에 염해에 대한 평가는 매우 중요한 사항이다. 특히 염해환경과 함께 콘크리트 캐스크 내부에서는 사용후핵연료의 발열에 의해 $60^{\circ}C$정도의 고온 환경이 예상되기 때문에 고온에서의 염해에 대한 검토가 요구되지만, 기존 콘크리트 구조물의 염해평가에서는 온도에 대한 영향이 전혀 고려되어 있지 않아 고온에서 염해에 노출된 철근콘크리트구조물들의 내구설계 및 수명예측을 위해 참고할 만한 자료가 거의 없다. 이 연구에서는 다양한 온도환경에서의 염수(NaCl)침지시험을 통해 콘크리트의 염화물이온 확산계수를 측정하고 염화물이온 확산계수와 온도의 관계를 규명하고자 하였다. 실험 결과, 콘크리트의 염화물이온 확산계수는 온도의 증가에 따라 현저히 증대하여 고온환경에서의 염해 발생가능성이 매우 큰 것으로 조사되었다. 또한 크리트의 염화물이온 확산계수는 물시멘트(W/C)비가 낮아질수록 감소하였고, 이 경향은 온도가 증가(고온환경)하여도 동일하게 나타났다. 염화물이온 확산계수의 온도의존성은 아레니우스식(Arrhenius equation)으로 나타내어졌고 회귀분석 결과, 확산계수의 대수 값은 절대온도의 역수와 선형관계를 나타내었다. 또한 온도의존성을 나타내는 활성화에너지(activation energy)는 물시멘트(W/C)비가 낮을수록 높게 나타났다.
저장온도별 축육소시지의 이화학적, 미생물학적 특성 변화를 토대로 유통기간 산출을 시도하였고, 그중 품질지표 성분을 구명하여 이에 대한 품질변화를 반응속도론적으로 고찰한 결과는 다음과 같다. 사용된 포장재료중 외포장은 cellulose #23이었고, 내포장은 CN/PE 고밀도 적층 필름을 사용하여 저장기간에 따라 품질변화를 측정하였다. 축육소시지의 품질지표성분을 VBN이었으며, 그 함량의 상한선은 20 mg%이었다. 회귀방정식과 $Q_{10}$에 의한 축육소시지의 유통기간 예측은 $10^{\circ}C$에서는 $58{\sim}63$일, $20^{\circ}C$에서는 $47{\sim}51$일, $40^{\circ}C$에서는 26일로 산출할 수 있었는데 이 두 방법의 오차는 약 $4{\sim}5$일 정도 차이를 나타내었다. 각 온도별 축육소시지의 VBN 함량변화에 대한 $Q_{10}$치는 가속저장온도인 $40^{\circ}C$의 $Q_{10}$치=1.35를 구하여 30, 20, $10^{\circ}C$에 적용하여 유통기간을 산출하였다. 축육소시지의 VBN 함량 변화속도는 1차 반응에 따라 진행되었으며, 서로 다른 반응속도의 두 구간으로 구분되었다. 반응시간 20일을 전후한 활성화에너지는 각각 2.959Kcal/mole, 3.632Kcal/mole 이었다.
본 연구는 홍삼 유화 음료의 유통기한 예측을 위하여 수행하였다. 저장기간 동안 이화학적 특성(산도, pH, 지방구크기, 색도) 및 관능적 특성의 변화를 주기적으로 조사하였다. 저장 초기에 홍삼 유화 음료의 산도, pH 및 지방구 크기는 거의 변화하지 않았으나 저장 후반기(70일 이후)에는 유의적으로 변화하였으며 이는 주로 Maillard reaction 의한 것으로 추정하였다. 관능특성과 이화학적 특성들과의 상관분석을 통하여 색도 a 값(적색도)을 홍삼 유화 음료의 이화학적 품질지표로 설정하였다. Arrhenius 식에 의한 a값 변화에 대한 활성화 에너지 및 $Q_{10}-value$는 각각 13.37 kcal/mol, 1.56-2.14로 조사되었으며, 홍삼 유화 음료의 유통기한은 상온($20^{\circ}C$) 보관의 경우 730일(약 2년)로 예측되었다.
Ik Jin Kim;Oh Seong Kweon;Young Shin Ko;Constantin Zografou
한국결정성장학회지
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제7권2호
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pp.259-270
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1997
$\alpha-Al_2O_3$와 비정질 $TiO_2$부터 $Al_2TiO_5$를 합성하기 위한 고체상태반응의 반응속도를 $1200~1300^{\circ}C$ 온도 범위에서 연구하였다. 반응속도는 $Al_2O_3$분말을 코팅한 50 mol%의. $TiO_2$와 일정한 온도에서 여러 시간동안 가열하여 생성된 혼합물에 의하여 결정되었다. MgO안의 반응물과 미반응물의 양은 X-선 회절분석에 의하여 결정되었다. $Al_2TiO_5$의 부피율과 peak intensity비의 자료로부터 $Al_2O_3$와 $TiO_2$의 pseudobrookite(Tialite)형태로의 반응은 $1280^{\circ}C$와 $1300^{\circ}C$ 사이에서 시작되었다. 고체상태반응 활성화 에너지는 Arrhenius식에 의하여 결정되었다. 활성화 에너지는 622.4 kJ/mol이다.
반찬이나 간식으로 이용되는 소비성이 높은 튀김어묵에 대해서 진공, 60% $N_2/40%$$CO_2$, 100% $N_2$ 및 100% $CO_2$의 변형기체포장조건을 사용하여 저장성 향상과 유통기한 연장을 얻을 수 있는 가능성을 검토하였다. $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$의 온도 조건에서 저장하면서 품질변화를 측정한 결과 주요 품질열화요소로서 호기성 세균 증식임이 인지되었다. 호기성 세균수 성장을 Huang의 수학적 모델을 통하여 표현하고, 포장 및 저장온도조건에 따른 모델 parameter를 구하였고, 이를 사용하여 한계 미생물 수준에 도달하는 기간으로서 포장 및 온도 조건에 따른 저장유통기한을 설정하여 제시하였다. Arrhenius 방정식으로 표현된 미생물 성장의 온도의존성에서는 유도기의 역수에 대해서 활성화 에너지 139.4 kJ/mol, 성장속도에 대한 활성화 에너지는 41.8 kJ/mol로 얻어졌다. 변형기체포장의 효과에서, $10^{\circ}C$에서 100% 이산화탄소 포장이 호기성 세균 증식을 효과적으로 억제하여 함기포장에 비하여 약 2배의 유통기한을 확보하여 저장성을 향상시킬 수 있었다. 고이산화탄소 상태에서 저온의 온도 조건을 활용하여 저장유통기한을 연장할 수 있을 것으로 확인되었다.
온도변화에 따라 상태가 변하는 가역적 교질특성과 강한 gel화능으로 식품첨가물 뿐만 아니라 공업적으로 널리 쓰이는 한천을 식품산업에서 신소재로서 기능성물질로 개발하기 위하여 제주 우도산 우뭇가사리로 부터 한천을 열수 추출하여 유동학적 특성을 검토하였다. 한천용액은 비뉴우톤 유체로서 농도가 높아짐에 따라 pseudoplastic특성을 강하게 나타내었으며, 한천용액의 유동특성값으로 유동성지수는 $0.5\~5\%$의 범위에서 $80^{\circ}C,\;60^{\circ}C$ 및 $50^{\circ}C$에서 각각 $0.62\~0.69,\;0.46\~0.67$ 및 $0.34\~0.64$이였으며, 농도의 증가에 따라 감소 하였다. 그리고 점조도지수는 $0.12\~1.26\;Pa{\cdot}s^n,\;0.12\~7.28\;Pa{\cdot}s^n$ 및 $3.9\~19952.6\;Pa{\cdot}s^n$이였고, 농도가 증가할수록 그 값이 증가하였다. 점조도지수의 농도의존성은 한천농도 $2\%$를 경계로 기울기가 서로 다른 두개의 직선관계를 보였으며, 온도의존성은 Arrhenius식에 잘 따랐으며, 한천용액의 농도 $0.5\~5\%$ 범위에서 활성화에너지는 $0.09\~13.51\;Kcal/g{\cdot}mol$이였다.
본 연구에서는 국내 상용 순환유동층 보일러에서 아역청탄과 혼소용 연료로 사용예정인 폐플라스틱 고형연료(RPF)의 열분해 반응특성을 규명하기 위해 열천칭 반응기를 이용하여 등온(350, 375, 400, 425, 450, 500, $850^{\circ}C$) 열분해 실험을 수행하였다. 등온 열분해 결과, 반응온도 구간 $375{\sim}450^{\circ}C$에서의 반응모델 변화는 관찰되지 않았으며, 12개 반응모델 중 1차 화학반응(F1)이 가장 적합한 반응모델로 판명되었다. 이때 Arrhenius 식을 사용하여 계산한 활성화에너지는 39.44 kcal/mol이었으며, Iso-conversional 방법을 적용할 경우 활성화에너지 평균값($0.5{\leq}X{\leq}0.9$ 구간)은 36.96 kcal/mol로 반응모델 결정 여부와 관계없이 유사한 값을 보였다. 한편 순환유동층보일러의 운전온도인 $850^{\circ}C$에서 RPF 입도(d) 변화에 따른 탈휘발 시간은 $t_{dev}=10.38d^{2.88}$으로 표현할 수 있었으며, 보일러 내부에서 RPF가 균일하게 연소되기 위해서는 연료 입도와 평균 분산 거리(x)가 $x{\leq}1.58d^{1.44}$의 상관관계를 만족하여야 함을 확인할 수 있었다.
동결속도를 달리하여 제조한 2종의 동결건조 분말고추장 재수화 현탁액의 리올리지 특성을 원료고추장을 대조구로 온도 $25{\sim}60^{\circ}C$, 고형물 함량 $47{\sim}56^{\circ}C$, 전단속도 $0.1965{\sim}1.9650\;sec^{-1}$의 범위에서 Brookfield 단 원통 회전점도계로 측정하였다. 급속동결 분말고추장 및 완만동결 분말고추장의 재수화 현탁액과 원료고추장은 모두 항복치를 지닌 의가소성을 나타내고. 전단초기 20분까지 Tiu의 모델에 따라 2차 반응속도식으로 붕괴되는 thixotropic거동을 보여주였으며. 분말고추장 현탁액의 구조붕괴 속도가 원료고추장 보다 빨랐다. 평형구조변수는 전단속도에 크게 영향받지 않았으며 그 값은 세가지 시료 모두 비슷하였다. 급속동결분말고추장 및 완만동결 분말고추장의 재수화 현탁액과 원료고추장의 곁보기점도의 온도 의존성은 Arrhenius식과 일치하였으며. 활성화 에너지의 값은 가각 2.21, 2.18, $2.32\;Kcal/g{\cdot}mole $이었다. 세가지 시료의 점조도지수는 온도의 증가에 따라 감소하었으며, 고형물 함량의 증가에 따라 증가하였으나, 유동거동지수는 온두 및 고형물 함량에 거의 영향을 받지 않았다. 급속동결 분말고추장과 완만동결 분말고추장의 러올로지 성질은 큰 차이가 없었다.
본 연구에서는 종합비타민 액제중의 비타민 A, $B_1,\;B_2,\;B_6$, C의 안정성을 규명하기 위하여 경시함량 변화 및 분해속도를 동력학적으로 검토하였다 종합 비타민 액제의 제조에 있어서 지용성 비타민의 가용화를 위하여 계면활성제인 polysorbate 80과 용해보조제인 프로필렌글리콜을 병용하므로써 첨가제의 양을 최소화시킬 수 있었다. 종합 비타민 액제의 안정성 평가를 위한 가속시험에서 heterogenous solution system에서의 반응 기작이 그대로 나타나는 것은 아니겠지만 비타민 A는 zero-order, 비타민 $B_1$과 C는 first-order kinetics에 따르는 분해 양상을 나타내었으며 Arrhenius식을 이용하여 구한 비타민 A, $B_1$, 및 C의 활성화 에너지는 각각 26.27, 21.67 및 23.50 kcal/mol이고 상온$(25^{\circ}C)$에서의 유효기간은 각각 1493, 449 및 639일 이었다. 그리고 비타민 $B_2$ 광퇴색 속도식은 first-order kinetics의 분해양상을 나타내었으나 광희색 반응에 미치는 비타민 $B_2$ 초기농도$(C_0)$$0.544{\times}10^2{\sim}1.632{\times}10^{-2}M$의 영향을 고려하여 비타민 $B_2$의 광퇴색 반응은 다음과 같은 속도식으로 진행되는 것으로 판명되었다. $-{\frac {dc}{dt}}=K_{c}\;{\frac C{C_0}}$$K_c\;:\;C_0$에 따르는 상수 비타민 $B_6$의 안정성은 인공광원보다 태양광선에 의한 비타민 $B_6$의 광분해가 촉진되었고 그리고 태양광선에 의한 계절에 따른 분해는 모두 비슷하였다. 한편 용기에 의한 비타민 $B_6$의 광분해는 폴리에틸렌용기>갈색유리병>투명유리병 순으로 안정함을 나타내었다 이상의 실험결과로 종합비타민 액제 설계의 안정성의 기초적 실험에 기여되리라고 사료된다.
나물용 콩인 해품의 저장 온도(5, 15 ℃ 그리고 실온)및 저장기간(0, 6, 12개월), 저장 습도(20, 40, 60, 80%) 에 따라 변화하는 해품 콩나물의 가공적성을 분석하였다. 콩나물의 발아세는 콩을 실온에서 저장 시 저장 기간이 증가함에 따라 발아세가 감소하였으며 저장 12개월이 되었을 때 0%이었다. 30 ℃, 80% 저장조건에서 4개월 저장된 콩을 이용 시 콩나물의 발아세는 4.94%로 가장 낮았다. 콩나물의 수율은 콩의 저장 온도와 저장기간이 증가함에 따라 유의미하게 감소하였으며(p <0.05), 콩의 저장 온도와 저장 습도에 따른 콩나물의 수율은 발아세의 경향과 동일하였다. 콩나물 자엽의 황색도와 조직감, 배축의 명도와 조직감 모두 저장 기간이 증가함에 따라 감소하였다. 콩의 고온(30 ℃), 고습(80%)의 저장조건에 의한 영향으로 콩나물 자엽의 조직감은 44.39±9.38 g/㎟으로 감소하였다. 콩나물의 유리아미노산 함량은 콩의 저장조건에 따라 뚜렷한 경향을 나타내지 않았으며 발아세의 결과와 유사하였다. 이는 콩의 저장 조건과 저장 기간이 콩나물의 품질인자에 영향을 미치기 때문에 저장 조건이 중요한 변수가 되는 것을 의미한다. 1차 반응속도 식과 Arrhenius식에 의해 계산된 콩나물 수율의 활성화 에너지(Ea)는 29.56 kJ/mol이었으며, 이를 이용하여 저장온도에 따른 수율의 예측이 가능하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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