압출조리 공법에 의한 한국형 쌀 이유식 제조에서 아밀라제 첨가가 압출미분의 물성 변화에 미치는 영향을알아보았다. 압출조리기의 스크류 회전수는 200 rpm, 원료의 사입속도는 180 g/min로 고정하여 작동하였다. 원료 쌀가루의 수분함량은 18, 23, 28%로 가수하였고 첨가된 아밀라제는 Bacillus licheniformis 로부터 분리한 Termaamyl 120LS(NOVO사), Bacillus amylolichuefaciens 로부터 분리한 BAN 240L(NOVO사) 및 맥아분말이다. 아밀라제 첨가에 의해 압출미분의 수용성지수는 3배 까지 중가했고, 환원당 생성량은 원료의 수분함량에 크게 영향을 받아 28% 수분함량에서 급격히 증가하여 수용성지수와는 다른 경향을 나타내었다. 겔 루파크로 마토그래피에 의한 분자량적 구조 변화 측정 결과 아밀라제 첨가에 의해 고분자 획분이 싱당히 감소했으며 상대적으로 저분자 획분이 증가함을 알 수 있었다. 아밀라제의 잔존활성은 아밀라제 종류에 따라 다르며 가장 내열성인 Termamyl 120LS의 경우 용융부위 온도 $140^{\circ}C$에서 27%까지 감소하였다. 침전법에 의한 분산특성은아밀라제 작용에 의해 수용성 물질이 중가함에 따라 침전충의 감소를 나타내었으나 처러온도가 $140^{\circ}C$로 중가하면 침전충의 높이는 종가하였다. 겉보기 점도는 아밀라제 첨가에 의해 무처리 압출미분의 $1/4{\sim}1/200$로감소하였다. 시판 이유식외 권장농도에서의 점도와 같은 점도 수준에 도달하기 위해서는 원료의 수분함량(18, 23, 28%), 아밀라제 종류 및 첨가량, 계량부위 온도에 따른 각 작동조건의 압출미분을 최고 1.8배의 양을 사용할 수 있었다. 이상에서 살펴본 바와 같이 원료 쌀가루에 첨가된 아밀라제가 압출조리기내를 통과하떤서 쌀가루의 가수분해를 일으켜 환원당 등 수웅성 물질이 중가하고 분산특성이 좋아지며 점도가 낮아지고 결국 이유식의 열량밀도를 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
The endeavors enhancing the grain quality of high-yielding japonica rice were steadily continued during 1980s∼1990s along with the self-sufficiency of rice production and the increasing demands of high-quality rices. During this time, considerably great, progress and success was obtained in development of high-quality japonica cultivars and qualify evaluation techniques including the elucidation of interrelationship between the physicochemical properties of rice grain and the physical or palatability components of cooked rice. In 1990s, some high-quality japonica rice caltivars and special rices adaptable for food processing such as large kernel, chalky endosperm aromatic and colored rices were developed and its objective preference and utility was also examined by a palatability meter, rapid-visco analyzer and texture analyzer. The water uptake rate and the maximum water absorption ratio showed significantly negative correlations with the K/Mg ratio and alkali digestion value(ADV) of milled rice. The rice materials showing the higher amount of hot water absorption exhibited the larger volume expansion of cooked rice. The harder rices with lower moisture content revealed the higher rate of water uptake at twenty minutes after soaking and the higher ratio of maximum water uptake under the room temperature condition. These water uptake characteristics were not associated with the protein and amylose contents of milled rice and the palatability of cooked rice. The water/rice ratio (in w/w basis) for optimum cooking was averaged to 1.52 in dry milled rices (12% wet basis) with varietal range from 1.45 to 1.61 and the expansion ratio of milled rice after proper boiling was average to 2.63(in v/v basis). The major physicochemical components of rice grain associated with the palatability of cooked rice were examined using japonica rice materials showing narrow varietal variation in grain size and shape, alkali digestibility, gel consistency, amylose and protein contents, but considerable difference in appearance and torture of cooked rice. The glossiness or gross palatability score of cooked rice were closely associated with the peak. hot paste and consistency viscosities of viscogram with year difference. The high-quality rice variety “Ilpumbyeo” showed less portion of amylose on the outer layer of milled rice grain and less and slower change in iodine blue value of extracted paste during twenty minutes of boiling. This highly palatable rice also exhibited very fine net structure in outer layer and fine-spongy and well-swollen shape of gelatinized starch granules in inner layer and core of cooked rice kernel compared with the poor palatable rice through image of scanning electronic mcroscope. Gross sensory score of cooked rice could be estimated by multiple linear regression formula, deduced from relationship between rice quality components mentioned above and eating quality of cooked rice, with high Probability of determination. The ${\alpha}$ -amylose-iodine method was adopted for checking the varietal difference in retrogradation of cooked rice. The rice cultivars revealing the relatively slow retrogradation in aged cooked rice were Ilpumbyeo, Chucheongbyeo, Sasanishiki, Jinbubyeo and Koshihikari. A Tongil-type rice, Taebaegbyeo, and a japonica cultivar, Seomjinbyeo, shelved the relatively fast deterioration of cooked rice. Generally, the better rice cultivars in eating quality of cooked rice showed less retrogiadation and much sponginess in cooled cooked rice. Also, the rice varieties exhibiting less retrogradation in cooled cooked rice revealed higher hot viscosity and lower cool viscosity of rice flour in amylogram. The sponginess of cooled cooked rice was closely associated with magnesium content and volume expansion of cooked rice. The hardness-changed ratio of cooked rice by cooling was negatively correlated with solids amount extracted during boiling and volume expansion of cooked rice. The major physicochemical properties of rice grain closely related to the palatability of cooked rice may be directly or indirectly associated with the retrogradation characteristics of cooked rice. The softer gel consistency and lower amylose content in milled rice revealed the higher ratio of popped rice and larger bulk density of popping. The stronger hardness of rice grain showed relatively higher ratio of popping and the more chalky or less translucent rice exhibited the lower ratio of intact popped brown rice. The potassium and magnesium contents of milled rice were negatively associated with gross score of noodle making mixed with wheat flour in half and the better rice for noodle making revealed relatively less amount of solid extraction during boiling. The more volume expansion of batters for making brown rice bread resulted the better loaf formation and more springiness in rice bread. The higher protein rices produced relatively the more moist white rice bread. The springiness of rice bread was also significantly correlated with high amylose content and hard gel consistency. The completely chalky and large gram rices showed better suitability for fermentation and brewing. Our breeding efforts on rice quality improvement for the future should focus on enhancement of palatability of cooked rice and marketing qualify as well as the diversification in morphological and physicochemical characteristics of rice grain for various value-added rice food processings.
바이오매스 원료로부터 급속열분해 반응을 통하여 생산되는 바이오 오일은 화석연료를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 하지만, 바이오 오일은 에너지 밀도와 세탄가가 낮고 점성도가 높은 연료의 한계성이 있으므로 디젤엔진에 적용하기에는 제한적이다. 따라서, 안정적인 연소를 얻기 위해서는 바이오 오일을 세탄가가 높은 연료와 유화하거나 혼합하여 사용하여야 한다. 하지만 바이오 오일과 화석연료는 극성이 달라서 서로 혼합되지 않으며 가장 손쉽게 혼합되는 연료는 알코올계 연료이다. 본 연구에서는 바이오 오일의 연료특성을 향상시키기 위하여 에탄올 연료와 혼합하였으며, 연료의 자발화 특성을 향상시키기 위하여 세탄가 향상제인 PEG 400, 2-EHN 도 첨가하였다. 또한 최대 15%의 바이오 오일이 혼합된 혼합연료를 디젤엔진에서 안정적으로 연소시키기 위하여 고압축비 피스톤도 적용하였다.
해양 유정의 시추를 위한 드릴링이 진행되는 동안 원활한 드릴링 작업을 진행하기 위하여 드릴링 시스템을 순환하는 머드에 벌크가 Shear mixer을 통하여 첨가된다. 이러한 벌크 투입으로 조절된 머드의 물성치는 드릴링시스템 전반의 안정성에 영향을 주며, 머드와의 혼합이 이루어지는 Shear mixer의 성능개선은 전체 드릴링 시스템의 성능향상과 관계된다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 Shear mixer내 혼상유동의 특징을 알아보기 위해 파이프형상의 관내 고체-액체 혼상유동 실험에서 측정된 고체 침전도결과(Gilles et al., 2004)를 시뮬레이션 결과와 비교검증을 수행한 후, 이를 통해 얻어진 관내 액체-고체 혼상유동 시뮬레이션 조건을 바탕으로 Shear mixer의 혼합효율을 개선시킬 수 있는 최적형상에 관한 시뮬레이션 기반 설계를 수행하였다.
황-요오드(Sulfur-Iodine, SI) 공정은 물을 분해시켜 수소를 생산하는 열화학 공정으로 공정에 사용되는 황과 요오드는 재순환된다. SI 공정 중 요오드가 분리 순환되는 Section III에서는 공정 효율 개선을 위해 다양한 방법이 개발되고 있다. EED(electro-electrodialysis)를 이용한 방법은 추가적인 화합물이 필요하지 않는 공정으로 Section III의 효율을 높일 수 있으나 공정 흐름에 포함된 요오드에 의해 상당한 부하가 걸리게 된다. 이를 해결하기 설계를 위한 기초 자료 제거 공정으로 결정화 방법이 고려되고 있다. 본 연구에서는 요오드 결정화 반응기 설계를 위한 기초 자료 확보를 위해 $I_2$ 포화 $HI_x$ 용액에서 요오드 결정의 침강 속도를 모델링 하였다. $HI_x$ 용액 조성은 열역학 모델인 UVa를 이용하여 결정하였으며 용액 물성은 순수한 물성들과 상관관계식을 활용하여 추산하였다. Multiphysics 전산툴을 이용하여 침강에 따른 속도 변화를 계산하였으며 요오드 직경과 온도에 따른 변화를 추산하였다. 직경(1.0~2.5 mm)과 온도($10{\sim}50^{\circ}C$) 범위에서 요오드는 0.5 m/s 내외의 종말 속도를 보이며 이 속도는 용액의 점도 보다 밀도에 더 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.
오이, 무우, 마늘 생강 및 감자의 가식부위를 일정크기$({\Phi}\;5\;mm{\times}H\;5\;mm)$로 만든 후, 힘을 가할 때와 제거할 때 발생하는 힘-변형 곡선의 관계로부터 압축 및 비압축 특성을 살펴보고 성분함량 및 세포특성과의 관계를 살펴보았다. 힘을 가하는 초기에 변형의 증가속도가 컸지만 그 이후에는 감소하였으며, 힘을 제거할 때는 압축시와 반대의 결과를 보였다. 9 N에 도달하는 시간과 변형은 감자가 컸으며 마늘이 작았다. 압축 및 비압축시 모든 시료가 분명한 이력현상을 보였으며, 힘(y)과 변형(x)은 y=exp(a+b log(x))의 관계가 있었다. 힘을 가할 때에는 감자가 $3.888{\sim}5.099{\times}10^{-3}\;J$의 많은 일을 하였으며, 그 다음으로는 오이, 무우 순이었으나 힘을 제거할 때에는 마늘이 $2.09{\times}10^{-3}\;J$로 많은 일을 하였다. 비회복성 일은 오이, 무우, 감자가 $76{\sim}96%$이었으며, 마늘이 $36{\sim}42%$로 작았다. 힘을 가할 때 변형은 감자가 컸으며, 마늘이 작았다. 탄성도는 마늘이 압축속도 별로 각각 0.777 및 0.756로 컸으며, 감자와 무우는 $0.301{\sim}0.465$로 작았다. 압축 및 비압축 특성치는 수분함량, 즙액의 점도, 세포의 크기, 조밀도 및 규칙성과 높은 상관이 있었다.
The purpose of this study is to make a functional Hanji treated with an oriental lacquer which has various functionalities. The raw oriental lacquer produced in China was used in this study This lacquer was diluted with ethanol and terpene in different solvent ratios. The diluted lacquer in the solvents had two layers. The upper layer was solvent soluble and the lower contained precipitates. Hanji was treated with the solvent solubles and the mixture containing precipitates, and then properties of the Hanji were evaluated. The oriental lacquer consisted of 25.04% of water, 60% of urushiol, 3.13% of nitrogen-containing compounds, and 5.66% of gum. The pH of oriental lacquer was 5.3 and the viscosity was 1680 cP. The average weight, thickness, and density of Hanji treated with oriental lacquer tended to gradually decreased as the lower concentration of lacquer was used and as the solvent soluble was treated. Tensile strength of the treated Hanji decreased when the diluted lacquer was used and Hanji treated with terpene dilutes at the ratio of lacquer to solvent of 1:5 (v/v) showed higher tensile strength than ones treated with ethanol dilutes. The folding endurance decreased as the less concentrated lacquer was used and the highest value was obtained when 1:40 (v/v) of lacquer to solvent ratio in both ethanol and terpene mixture. Absorption ratio was higher in the Hanji treated with ethanol mixture, treated with the lacquer in higher concentration, and treated with ethanol mixture. Hanji treated with ethanol dilutes at 1:20 (v/v) and the lower ratio of lacquer to solvent showed a hydrophobic property. Amount of the bound dye materials tended to be decreasing as the concentration of lacquer becomes lower and it was higher in Hanji treated with ethanol mixture than with terpene mixture. Color of Hanji treated with the solvent diluted mixture was Y to YR-type, whereas that of Hanji treated with raw oriental lacquer was Y-type, terpene
제강슬래그는 제강 공정에서 발생되는 부산물로서, 제강슬래그 내에 포함된 free-CaO와 물과의 반응으로 체적 팽창을 일으킬 위험성이 있어 콘크리트용 골재로 사용되지 못하고 에이징 한 후 도로용 노반재 등으로 주로 사용되고 있다. 한편, 수중 콘크리트 구조물의 보수에는 주로 에폭시 모르타르가 이용되는데, 이때 사용하는 에폭시 모르타르는 에폭시, 분체계 및 충전재로 나누어지고, 충전재는 규사 1호사를 사용하고 있다. 이러한 규사 1호사는 고품질의 천연골재로 고가이며, 수급이 점점 어려워지고 있어 에폭시 모르타르의 원가 상승의 원인이 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 free-CaO의 함유량이 적은 급냉 제강슬래그를 수중 콘크리트 구조물의 보수용에 이용되는 수중 경화형 에폭시 모르타르에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 급냉 제강슬래그를 기존에 사용되던 규사에 대하여 중량비로 25, 50, 75, 100% 대체한 결과 급냉 제강슬래그를 사용량의 증가에 따라 플로우치의 약간의 증진, O-lot 시험에 의한 노즐 통과 시간의 대폭적인 개선, 상대점도의 증가, 압축강도 및 휨강도의 증진 등의 영향이 있는 것으로 나타났다.
가압으로 운전되는 삼상슬러리 기포탑에서 기포 체류량과 압력강하를 목적함수로하여 기포탑의 설계 및 scale-up을 위한 수력학적 similarity를 고찰하였다. 또한, 본 연구에서 선택한 각 실험변수가 기포탑의 직경변화에 따라 기포탑 내 기포 체류량에 미치는 영향을 분석하였다. 슬러리 기포탑에서 기체체류량 및 압력강하의 결정에 영향을 미치는 주요 인자로써 기체유속($U_G$), 연속 슬러리 상의 점도(${\mu}_{SL,eff}$) 및 표면장력(${\rho}_{SL}$), 운전압력의 변화에 따라 변화하는 기체상의 밀도(${\rho}_G$)와 슬러리 밀도(${\rho}_{SL}$)의 차($\rho_{SL}$-${\rho}_G$), 기포탑 내부에서 단위길이 당 압력강하(${\Delta}P/L$), 기포탑의 직경(D) 그리고 기포탑에서 다상흐름에 작용하는 중력의 영향을 고려하기 위해 중력가속도(g) 등을 선정하였다. 선정된 7개의 슬러리 기포탑의 수력학적 특성에 영향을 미치는 파라메타들과 3개의 기본차원들로부터 차원해석에 의해 수력학적 특성을 지배하는 4개의 무차원 군을 도출하였다. 도출된 무차원 군인 레이놀즈 수, 프라우드 수 그리고 웨버 수 등이 기포탑에서 기포체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 기포탑 내부에서의 압력강하와 기체 체류량 등을 무차원 군의 상관식으로부터 효과적으로 예측할 수 있었다. 본 연구의 결과는 가압슬러리 기포탑의 설계 및 scale-up 등에 매우 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
최근 화석연료의 고갈, 지구온난화 그리고 환경오염이 세계적인 공공의 문제로 대두됨으로써 신재생에너지에 관한 연구들이 많이 진행되고 있다. 이러한 신재생에너지들 중 바이오연료는 다루기 쉬울 뿐만 아니라, 낮은 가격과 풍부한 자원성이 미래에 화석연료를 대체할 수 있는 잠재성을 가지고 있다. 바이오연료 중 본 연구에서 사용한 급속 열분해유는 폐목재나 억새, 갈대와 같은 비식용작물에서부터 추출되었고, 이는 무한한 자원성 때문에 디젤엔진에서 디젤유를 대체할 신재생에너지로 주목받고 있다. 하지만 열분해유는 낮은 세탄가, 높은 점도, 높은 산도 그리고 낮은 발열량으로 인해 디젤엔진에 직접적으로 적용하기가 어렵다. 따라서 이러한 낮은 물질적 특성을 개선하기 위해서 본 연구에서는 에탄올과 같은 알코올계 연료와 혼합하여 투입하였다. 알코올계 연료인 에탄올이 열분해유의 저장 및 보관성에도 도움을 줄뿐 아니라 점도를 낮춰주어 엔진에 적용하기 수월하게 만들기 때문이다. 열분해유-에탄올 혼합연료를 파일럿 분사한 디젤유 이후 분사하여 연소시켜 이때의 연소 및 배기특성에 대해 고찰해 보았고, 그 결과로 미연탄화수소와 일산화탄소는 증가하는 경향을 띄지만 NOx와 PM이 현저히 줄어든 결과를 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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