• 청정기술
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• 제29권2호
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• pp.126-134
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• 2023

직접촉매분해기술은 반도체 및 디스플레이 산업에서 아산화질소(N₂O)의 배출을 완화할 수 있는 유망한 기술이다. 본 연구는 7대 온실가스 중에 하나인 N₂O 직접촉매분해를 위한 γ-Al₂O₃ 촉매에 관한 것이다. 실험에 사용한 γ-Al₂O₃ 촉매는 뵘석 분말을 사용하여 압출 성형하여 제조하였으며, 반응은 직경 약 5 mm 크기로 분쇄한 촉매를 직경 25.4 mm (1인치) 반응기를 사용하여 수행하였다. N₂O 농도는 약 1%가 되도록 공급하였으며, 온도는 550-750 ℃, 압력은 상압, GHSV는 1800-2000 h-1에서 촉매반응 특성을 확인하였다. 분위기 가스로는 질소, 공기 그리고 공기+수분을 공급하여 N₂O 분해 특성과 산소의 영향 및 스팀의 영향을 확인하였다. 촉매 내구성은 N₂ 분위기에서 수행하였는데, 700 ℃에서 350 시간 동안 연속 운전을 통해 확인하였다. 실험결과 불활성 분위기(N₂)일 경우 700 ℃에서 N₂O 분해율이 100%에 가까운 수준까지 도달함을 확인하였고, 공기와 수분을 공급할 경우 분해율이 낮아짐을 확인하였다. 내구성 실험 결과 350 시간동안 촉매성능저하는 없었다. 따라서 뵘석 분말로 제조한 γ-Al₂O₃ 촉매는 N₂O 분해 특성에 우수할 뿐만 아니라 내구성 또한 우수하여 전자 산업을 비롯하여 질산제조공정 등 산소와 수분이 존재하는 경우에도 적용 가능할 것으로 기대한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제12권3호
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• pp.241-246
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• 2005

다시마 분말을 첨가한 쌀 압출팽화물의 최적제조조건을 설정하기 위하여 원료의 수분함량, 압출성형기의 barrel 온도, 다시마 첨가량의 변화에 따른 압출팽화물의 특성을 조사하였다. 수분함량 $18\%$에서 높은 수분흡수지수, 낮은 텍스쳐 값을 나타내었고, barrel 온도는 $100^{\circ}C$에서 낮은 텍스쳐와 높은 팽화율을 보여 이화학적 특성이 좋았다. 쌀가루에 다시마를 첨가한 압출팽화물은 첨가량이 증가할수록 수분흡수지수는 감소하고 텍스쳐는 부드러워졌으며, 팽화율은 높아졌다. 관능평가에서도 수분함량 $18\%$와 barrel 온도가 $100^{\circ}C$일때 가장 선호도가 좋았다. 다시마를 첨가하지 않은 control과 다시마 $10\%$ 첨가구는 유의적인 차이가 없었으나 다시마 $20\%$ 이상 부터는 다시마 특유의 냄새 때문에 전체적으로 낮은 평가를 받았다. 이러한 결과로 부터 다시마 분말 $10\%$를 첨가하여도 제품의 품질에 영향을 미치지 않고 영양적 기능을 강화시킬 수 있는 제품을 제조할 수 있을 것으로 판단 되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권11호
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• pp.1716-1723
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• 2014

예비호화 현미분 함량과 $CO_2$ 가스 주입량에 따른 현미-야채류 압출성형물의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 비기계적에너지, 팽화 특성, 기계적 특성, 수분용해지수와 수분흡착지수, 미세구조, 페이스트 점도, 호화도를 분석하였다. 수분 함량 30%, 사출구 온도 $60^{\circ}C$, 스크루 회전속도 100 rpm, 원료 사입량 100 g/min, 사출구 3 mm 원형으로 고정하였고, $CO_2$ 가스 주입량(0, 300, 600, 800 mL/min)으로 조절하였다. 원료는 예비호화 현미분/현미분/채소분을 0/95/5, 30/65/5, 50/45/5%로 배합하여 사용하였다. 비기계적에너지 투입량은 예비호화 현미분 함량이 증가할수록 감소하였다. 예비호화 현미분 함량에 따른 압출성형물은 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 직경팽화율이 증가하다가 내부 기공이 붕괴되면 직경팽화율은 감소하였다. $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 체적밀도는 감소하였다. 예비호화 현미분 함량이 감소할수록 $CO_2$ 가스 주입량에 따른 기공의 변화가 크게 나타났다. 페이스트 점도 측정 결과는 저온최고 점도가 나타나지 않았으며 원료와 유사한 peak time을 가지고 고온최고점도를 나타내었다. 또한 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 호화도도 증가하였다. 결론적으로 $CO_2$ 가스를 주입한 $60^{\circ}C$의 저온 압출성형공정은 재래식 압출성형공정과 동일한 팽화율과 낮은 밀도는 아니지만 생식팽화스낵 제조에 적용될 수 있는 공정으로 판단되었다.

• 공업화학
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• 제26권5호
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• pp.615-620
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• 2015

폴리프로필렌(polypropylene, PP)과 대나무 섬유(bamboo fiber, BF) 복합체의 물성에 미치는 상용화제의 영향을 고찰하기 위해 이축압출기를 이용하여 PP/BF 복합체를 제조하였다. BF의 함량은 10에서 25 wt%로 변량하였고, 상용화제는 3 wt%로 고정하였으며, 폴리프로필렌과 대나무 섬유와의 혼화성 증대를 위한 상용화제는 무수말레인산(maleic anhydride, MAH)이 그라프트된 PP-g-MAH를 사용하였다. 상용화제를 적용한 복합체의 화학구조는 적외선 분광 스펙트럼의 $1700cm^{-1}$ 근처에서 나타나는 카르보닐기(C=O) 신축진동 피크의 존재 여부를 통해 확인하였으며, 압출온도와 스크류 회전속도는 기계적 물성과 탄화 정도를 고려하여 210, 100 rpm으로 선정하였다. PP/BF 복합체의 용융거동은 큰 차이를 보이지 않았지만 결정화 온도는 $10-20^{\circ}C$ 정도 증가를 나타내었고, 이는 BF가 불균일 핵제로 작용하기 때문으로 해석할 수 있다. 인장시험, 굴곡시험을 통해 BF의 함량이 15-20 wt%일 때 상용화제의 효과가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였고, 이는 PP와 BF의 계면 접착특성으로 설명할 수 있다. 계면 접착특성 향상은 파단면의 SEM 사진과 접촉각을 통해 확인하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.394-408
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• 2002

Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.

• 한국수산과학회지
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• 제29권5호
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• pp.681-688
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• 1996

생리적 기능을 가지며 식품뿐만 아니라 광범위한 분야에서 이용되고 있는 한천을 시료로, 용융점을 인위적으로 낮추어 상변화에 필요한 열전이를 감소시킴으로서 이용을 간편화하기 위하여, 분무 건조 (spray dry) 및 압출 성형 (extrusion)과 같은 건조 방법이 한천의 물리 화학적 변화에 미치는 영향에 대하여 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 압출성형 건조한천이 다른 건조 방법의 한천보다 겔 강도가 낮았고, 점도는 열풍건조 한천이 $45^{\circ}C$에서 400.000ps로 가장 높았으며 다른 건조방법의 한천은 변화가 거의 없었다. 용융점과 응고점 그리고 흡열최대 온도 및 엔탈값은 압출성형 건조 한천이 다른 건조방법의 한천보다 낮았으며, 그 값은 각각 $80.01^{\circ}C,\;36.05^{\circ}C,\;61.72^{\circ}C$ 그리고 0.73cal/g이었다. 그러나, 겔화후에 재가열한 경우는 건조방법에 따른 이들 값의 차이는 없었다. 주사 전자현미경 (SEM)으로 한천의 표면 구조를 관찰한 결과는 압출 성형 건조 한천이 수분침투가 용이한, 가장 불안정한 구조를 하고 있었다. 이상의 결과로 부터, 한천을 완전히 용해한 졸 상태에서 분무 건조나 압출 성형 건조로 수분을 급속히 제거하여 건조시키면, 한천 본래의 물리 화학적 및 물성적 특성이 변화하여 용해되기 쉬운 상태로 전환되며, 이 특성을 이용하면 식품의 특성에 적합한 물성을 갖는 한천의 제조가 가능하리라고 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제27권2호
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• pp.251-256
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• 1995

팽화제품의 맛과 조직감을 향상시키기 위해 sucrose를 첨가한다. 또한 유화제를 첨가하면 압출성형동안 아밀로스와 복합체를 형성하여 반죽의 물성을 변화시켜 팽화제품의 성질에 영향을 미친다. 이들 첨가제는 $CO_{2}$ 주입에 의한 압출성형공법에서도 조직감과 기공형성을 향상시킬 수 있다. 이 실험에서는 sucrose(5%, 10%)와 GMS(0.75%, 1%)를 옥수수 가루와 혼합하여 $CO_{2}$ 개스 주입압력을 1.04에서 2.07 MPa를 변화시킬 때의 시스템 변수와 제품의 특성을 검토하였다. $CO_2$ 개스를 주입시킴에 따라 반죽온도는 증가하였고, 사출구 압력은 감소하는 경향을 보였다. Sucrose의 첨가에 의해 반죽온도, SME투입과 사출구 압력은 감소하는 경향을 보였다. GMS첨가에 의해 SME 투입량의 변화는 없었지만, 0.75% GMS첨가에 의해 팽화제품의 밀도는 대조구와 비교하여 감소하였다. GMS 첨가에 의한 수용성지수와 paste 점도도 감소하는 경향을 보였다. $CO_{2}$ 주입압력에 따라서 paste 점도는 크게 차이를 보이지는 않았다. GMS를 첨가할 경우 $CO_{2}$ 주입에 의한 기공형성력이 증가하여 제품의 조직감이 향상되었다. 밀도는 $CO_{2}$ 주입압력 1.38 MPa, 0.5% GMS 첨가시 최소치인 $0.22g/cm^{3}$를 보였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권2호
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• pp.247-254
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• 2005

본 실험은 홍삼, 백삼, 압출성형 공정변수인 수분함량을 25%와 30%로 달리하여 제조한 압출성형수삼의 화학적 성분을 비교하였다. 조회분, 조지방, 총당의 경우 홍삼, 백삼, 압출성형수삼 간의 차이가 거의 나타나지 않았고, 환원당의 경우 백삼시료에서 다른 처리구보다 낮은 함량을 나타내었다. 아미노산은 수삼을 파쇄하여 7$0^{\circ}C$에서 건조한 수삼(A처리구)에서 낮은 함량을 나타내었고, 수분함량 25%, 배럴 11$0^{\circ}C$, 스크루 회전속도 200 rpm에서 압출성형한 수삼(B처리구)보다 수분함량 30%, 배럴 11$0^{\circ}C$, 스크루 회전속도 200 rpm에서 압출성형한 수삼(C처리구)이 높은 함량을 나타내었다. 조사포닌의 경우에는 A처리구가 4.02%, B와 C처리구가 4.77%, 4.12%이고, 수삼 표피를 제거하지 않은 피부백삼(D처리구)은 3.56%, 수삼 표피를 제거한 피부백삼(E처리구)의 경우는 3.25%, 홍삼(F처리구)은 4.02%로 조사되었다. 총 진세노사이드는 조사포닌의 경우와 유사한 결과를 나타내었다. 즉 A처리구가 6.031 mg/g, B와 C처리구가 8.108 mg/g, 6.876 mg/g으로 조사되었고, D처리구는 7.978 mg/g, E처리구의 경우는 5.591 mg/g, F처리구는 9.834 mg/g로 측정되었다. F처리구에서 홍삼특유 사포닌이라고 알려진 $R_{g3}$가 측정되었다. 말톨의 경우에는 홍삼과 압출성형수삼 처리구에서만 관찰되었다. 산성다당체는 압출성형에 의해 2∼3% 증가하였다. 결론적으로 압출성 형수삼은 홍삼의 성분과 유사한 결과를 나타내었으며, 압출성형공정변수의 변화를 통해 홍삼에 포함된 홍삼특유 사포닌인 $R_{g3}$도 전환될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제34권3호
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• pp.437-443
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• 2002

생체내에서 각종 생리활성이 있는 양파유의 기능성 및 저장성 향상을 위하여 agar와 gelatin이 혼합되어 있는 물질을 피복물질로 사용하여 양파유(중심물질)를 미세하게 캡슐화하는 작업을 수행하였으며, 먼저 양파유 미세캡슐화 수율을 예민하게 측정할 수 있는 방법을 ethyl acetate 추출 및 gas chromatography 기술을 사용하여 확립하였다. 확립된 미세캡슐화 수율 측정법을 사용하여 양파유 미세캡슐화를 위한 제반 공정조건들, 즉 [중심물질, Cm] : [피복물질, Wm]의 비율($X_1$), 분산액의 온도($X_2,\;^{\circ}C$), 분산액내의 detergent 농도($X_3$, %(w/v)), 유화체의 농도($X_4$, %(w/w)) 등의 최적화를 수행하였으며, 공정 최적화를 위해서는 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용하였다. RSREG 처리 결과, 4가지 독립변수가 각각 변화함에 따른 미세캡슐화 수율(Y, %)에 대한 회귀식은 $Y=97.028571-0.775000(X_1)-0.746726(X_1){\cdot}(X_1)-1.100000(X_3){\cdot}(X_2)$으로 표현되었으며, 반응표면분석 결과 양파유 미세캡슐화를 위한 최적화 조건으로서 [중심물질, Cm] : [피복물질, Wm]의 비율은 4.5 : 5.5(w/w), 분산액의 온도는 $17.1^{\circ}C$, 분산액내 detergent농도는 0.037%(w/w), 유화제(sorbitan monolaurate, HLB 16.7)의 농도는 0.42%(w/w)인 것으로 판명되었으며(미세캡슐화 수율의 최대 예측값은 95.7%), 이상의 최적조건하에서 양파유 미세캡슐화를 실제 수행한 결과 96.2%의 미세캡슐화수율 실측값을 얻을 수 있었다. 따라서, RSM에 의하여 결정된 미세캡슐화 최적 조건은 ${\pm}5%$ 오차범위내에서의 높은 신뢰성을 갖는 것으로 판명되었으며, 실제 미세캡슐화 공정에 적용가능한 것으로 판단되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권9호
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• pp.1211-1218
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• 2007

본 연구는 압출성형온도가 인삼의 발효에 미치는 영향을 알아보기 위하여 압출성형온도를 달리한 백삼 압출물의 미세구조, 당화특성 및 발효액의 특성을 비교하였다. 압출성형백삼의 미세구조는 $110^{\circ}C$ 백삼압출성형물은 불균일한 기공구조를 보였으며, $120^{\circ}C$, $130^{\circ}C$ 백삼압출성형물은 균일한 기공구조를 보였다. 인삼의 당화율과 당화속도상수는 $130^{\circ}C$ 백삼압출성형물이 가장 높았다. 발효액의 최종 pH는 홍삼발효액이 3.79로 가장 높았다. 발효액의 최종 산도는 $120^{\circ}C$ 압출성형백삼이 4.45%로 가장 높았다. 인삼 현탁액의 환원당 함량은 $110^{\circ}C$ 압출성형백삼이 32.36 mg/mL로 가장 높았으며, 발효시간 5일까지 인삼 발효액의 환원당 함량이 급격히 감소하였고, 이후에는 큰 변화가 없었다. 발효액의 알코올 함량은 발효기간 5일까지 급격히 증가했으며, 이후에는 변화가 없었다. 압출성형백삼이 백삼보다 알코올 함량이 높았고, 압출성형온도가 증가했을 때 알코올 생성율이 증가하였다. 본 연구에서 백삼을 압출성형하였을 때 알코올 발효적성이 높아졌고, 압출성형온도가 증가하였을 때 백삼의 알코올 발효적성도 증가하는 결과를 확인할 수 있었다.