• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.255-268
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• 2018

해저터널은 시공중 예측치 못한 고수압으로 인한 해수 침투가 발생할 가능성이 매우 크다. 이에 고수압조건에서 차수 및 보강효과가 탁월한 인공 동결 공법의 적용이 대두되고 있다. 본 연구에서는 인공 동결 공법에 필요한 냉매량을 산정하기 위해 열흐름 에너지 이론 모델에 의한 이론적인 값을 계산하고, 동결 챔버 실험결과 및 수치해석결과와의 비교를 통해 적정성을 검증하였다. 염분과 수압에 따른 열적 역학적 특성 변화를 규명하기 위해 동결용 챔버를 제작하여 염분과 수압 조건에 따라 사질토의 동결 시간을 파악하였다. 또한, 이론값과 수치해석 결과의 동결 시간은 유사한 경향을 확인하였다. 동결공법의 냉매량은 수치해석의 결과를 기반으로, 동결 챔버 실험을 통해 동결 효율의 결과와 이론식을 통한 동결 유지를 위한 에너지 비율을 적용하여 산정하였다. 동결유지를 위한 에너지 비율은 해저터널의 토피고와 해저면의 수온에 따라 좌우될 것으로 판단된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제36권4호
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• pp.219-228
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• 2003

배경: 액체질소에 의한 냉동방법은 생물학과 의학에서 세포와 조직의 장기보존으로는 성공적인 방법이다. 잘 조절된 냉동속도와 해동의 방법과 함께 글라이세롤이나 디메칠설폭사이드 같은 냉동보존제의 사용으로 얼음결정이 생기는 것을 방지하여 구조의 유지와 생존율을 모두 향상시킬 수 있으며 반영구적으로 보존할 수 있다. 여러 조직의 초저온냉동에는 조직에 맞는 냉동속도가 있다. 대상 및 방법: 가장 적합한 냉동곡선과 이를 위한 냉동챔버온도를 찾기 위해서 우리들은 조직의 열역학적 계산을 두 가지 방법으로 하였다. 하나는 직접계산방법으로 모든 냉동 대상물의 열물리학적 특성, 잠재용융열, 면적, 농도와 체적을 알아야 계산할 수 있다. 이러한 방법은 매우 복잡하고 어떠한 경우에는 실제 값을 알 수 없다. 다른 방법은 간접계산방법으로 우선 기존의 냉동곡선으로 조직을 냉동시켜 조직의 실제 냉동곡선을 얻은 다음 시간상수로 냉동곡선을 분석한 다음 온도반응을 계산하고 적합한 x차방정식을 대입시켜 냉동 시 온도상승을 막고 이것을 거꾸로 냉동챔버온도를 산출하는 방식이다. 결과: 이 냉동 프로그램을 중배엽줄기세포, 연골세포와 골아세포에 적용시켜 검사하였다. 조직의 온도는 온도상승과정 없이 이상적인 냉동곡선을 따라 감소하였다. 그러나 세포의 양과 수용액의 양이 적어 냉동곡선간의 생존력이 통계학적으로 차이가 있지는 않았다. 만약 더욱 부피가 큰 조직을 냉동시키거나 프로그램을 순차적으로 계속한다면 이상곡선에 더욱 근접하게 되어 차이가 있을 것으로 판단된다. 결론： 이 프로그램은 이상적인 냉동곡선으로 조직을 냉동시키기 위한 냉동챔버온도를 쉽게 찾을 수 있도록 도움이 될 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제32권2호
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• pp.341-348
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• 2000

기존 냉장고의 특선실과 새로운 냉각방식의 냉장고에 돼지고기, 쇠고기, 냉동참치를 저장하면서 그들의 품질을 비교하여 각 냉각방식의 차이가 부분 냉동식품의 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 일반 냉장고 특선실$(-1^{\circ}C)$, 강제순환식 저장방법$(-5^{\circ}C)$, 그리고 자연대류식 저장방법$(-5^{\circ}C)$으로 저장하면서, 돼지고기와 쇠고기는 VBN, TBA, 및 수분함량을, 냉동참치는 K-value와 VBN값의 변화를 측정하였다. 저장 기간 중 모든 시료에 대해서 강제순환식 저장방법에서 수분함량이 급격히 감소하였으며 VBN의 경우도 수분함량에 영향을 받아서 강제순환방식이 다른 저장방법들보다 높은 수치를 보였다. 돼지고기의 경우 TBA값에 대한 유의적인 차이는 없었으며 쇠고기의 경우는 VBN에 대하여 유의적 차이는 나타나지 않았으나 TBA값은 일반 특선실과 자연대류식 저장방법에 대하여 유의적 차이를 보였다. 반면 포장을 한 경우는 일반 특선실과 강제순환 및 자연대류 저장방법에서 돼지고기의 품질의 차이가 발생하였다. 냉동참치는 VBN과 K-value에 대하여 일반 특선실과 자연대류식에 유의적인 차이가 있었다. 따라서 cold chamber의 온도를 $-5^{\circ}C$ 정도인 subfreezing온도로 유지하고, 자연대류 냉각방식을 적용하면 가정용 냉장고를 사용하여 육류 및 어류의 신선도를 현저히 연장시킬 수 있을 것으로 보인다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제58권1호
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• pp.55-60
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• 2015

수출용 냉동딸기 제조 시 미생물학적 안전성 확보를 위한 수단으로 이산화염소수와 acetic acid 병합처리를 최적 비가열 전처리 기술로써 적용하여 -20, -70, $-196^{\circ}C$로 냉동한 후 미생물 수, 품질변화 및 관능평가를 조사하였다. 냉동방법 및 세척 처리에 따른 색도 차이는 나타나지 않았고, 비타민 C 함량은 $-70^{\circ}C$ 냉동에서 35.33 mg/100 g FW로 가장 대조구와 유사하였으며, drip loss도 $-70^{\circ}C$ 냉동이 14.39%로 가장 낮게 나타났다. 관능평가 역시 $-70^{\circ}C$ 냉동이 -20, $-196^{\circ}C$ 냉동보다 높은 점수를 받았으며, 세척처리는 비타민 C 함량, drip loss 및 관능평가에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 또한, 냉동딸기에 50 ppm 이산화염소수와 1% acetic acid를 병합 처리하여 냉동 후 미생물 수 변화를 측정한 결과, 냉동 전과 같이 병합처리 된 딸기 시료에서 미생물이 검출되지 않았다. 따라서 저장성이 높은 수출용 냉동딸기 생산을 위해서는 gas nitrogen convection chamber를 이용한 $-70^{\circ}C$에서의 급속냉동 처리가 보다 효과적인 냉동방법이며, 냉동 처리만으로는 미생물 제어가 어렵기 때문에 냉동 전 비가열 전처리를 통해서 냉동딸기의 미생물학적 안전성을 확보해야 한다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.401-412
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• 2016

고수압 조건의 해저터널 공사에 기존의 그라우팅 공법은 제한을 받게 되어 굴착작업이 어려울 수 있으나, 인공동결공법을 적용할 경우 신속한 차수 및 지반보강 효과를 얻을 수 있다. 인공동결공법을 적용할 경우, 동결 조건에 따라 동결토의 거동이 크게 변화하므로 기존의 연구 사례를 바탕으로 해저지반 등 특수한 조건에서 동결토의 역학적 거동을 예측하는 것에는 한계가 있다. 또한, 인공동결공법의 설계를 위해서는 동결체 형성에 필요한 소요시간 및 동결범위를 산정해야 하며, 해저지반의 경우 간극수 내 염분의 영향을 반영해야 한다. 본 논문에서는 동결토의 열적 특성을 파악하기 위해 인조규사 시료에 대한 실내 열전도도 측정시험과 동결챔버시험을 수행하였다. 동결토와 비동결 포화토 간극수의 염도를 조절하여 동결 과정과 염분에 따른 유효 열전도도를 비정상 열선법을 적용하여 측정하였다. 인조규사 간극수의 염도에 의한 동결특성 변화를 파악하기 위해 동결챔버를 설계 및 제작하였고 이를 통하여 동결 조건을 변화시키며 동결챔버시험을 수행하였다. 동결 조건에 따른 시료내 온도 변화를 분석하고 이를 통해 동결 조건이 사질토의 열전달 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 비동결 포화토의 경우는 간극수가 담수(염도 0%)인 조건과 염수(염도 3.5%)인 조건 모두 유효 열전도도가 유사하게 평가되었으나, 동결토의 경우는 간극수가 염수인 조건이 보다 큰 유효 열전도도를 보였다. 이는 동결챔버시험에서 간극수가 염수인 조건이 담수인 조건보다 동결속도가 더 빠른 결과와 일치한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권1호
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• pp.44-50
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• 2015

본 연구는 냉동연근의 최적 제조 공정을 위하여 수행하였다. 냉동 전처리로 blanching 하고, -20, -70, $-196^{\circ}C$ 각각 다른 냉동온도에서 동결한 냉동연근의 품질을 측정하였다. 최적 blanching 조건은 미생물 수, 물성, 총 페놀 함량, 관능평가 등의 결과를 바탕으로, $100^{\circ}C$에서 5분간 처리로 설정하였다. 여러 냉동조건에서 동결한 연근의 SEM 사진을 비교한 결과, $-20^{\circ}C$에서 동결한 연근의 조직이 가장 많이 파괴되었고 $-70^{\circ}C$에서 동결한 연근의 조직 단면 구조가 대조구와 가장 유사하였다. 항산화능은 동결 시 감소하는 경향을 나타냈고, 처리구간에 유의적인(p<0.05) 차이는 없었다. 총 페놀 함량은 모든 냉동연근에서 감소하는 경향을 보였는데 $-20^{\circ}C$에서 가장 낮았고, drip loss 또한 $-20^{\circ}C$에서 3.73%로 가장 높았다. 따라서 본 연구 결과, $-20^{\circ}C$에서의 일반적인 냉동보다는 gas nitrogen convection chamber에서 의 $-70^{\circ}C$로 동결하는 것이 고품질의 냉동연근을 생산할 수 있는 최적 냉동방법이라고 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권6호
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• pp. 583-597
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• 2022

Frost heave can cause uneven ground uplift that may damage geo-infrastructure. To assist damage-prevention strategies, standard frost heave testing methods and frost susceptibility criteria have been established and used in various countries. ASTM International standard testing method is potentially the most useful standard, as abundant experimental data have been acquired through its use. ASTM International provides detailed recommendations, but the method is expensive and laborious because of the complex testing procedure requiring a freezing chamber. A simple frost heave testing method using a temperature-controllable cell has been proposed to overcome these difficulties, but it has not yet been established whether a temperature-controllable cell can adequately replace the ASTM International recommended apparatus. This paper reviews the applicability of the ASTM International testing method using the temperature-controllable cell. Freezing tests are compared using various soil mixtures with and without delivering blow to depress the freezing point (as recommended by ASTM International), and it is established that delivering blow does not affect heave rate, which is the key parameter in successful characterization of frost susceptibility. As the freezing temperature decreases, the duration of supercooling of pore water shortens or is eliminated; i.e., thermal shock with a sufficiently low freezing temperature can minimize or possibly eliminate supercooling.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.101-106
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• 2014

Although anti-freezing heating cable has been widely installed in most residential boiler pipe, there were excessive energy consumption and fire risk due to inadequate temperature control. In this paper, a new energy saving fire risk-free controller was developed by using microprocessing operation which include detection of not only boiler room temperature but also pipe surface one. Its actual effect has been verified to save more than a half of the energy consumption comparing to conventional controller through temperature and humidity chamber experiment.

• 한국축산식품학회지
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• 제18권2호
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• pp.164-175
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• 1998

The objective of this study was to investigate the effects of freezing rate on ice crystal size and freeze-drying rate. Our experiments were carried out with self-manufactured freeze-dryer. Gelatin gels (2% w / w, 80$\times$20mm) were frozen unidirectionally (Neumann's model) from the bottom at -45, -30, -20, and -15$^{\circ}C$ and followed with freeze-drying. Under the upper conditions we measured freezing rate and the change of temperature and pressure during freeze drying. Freeze-dried gelatins were cut horizontally into 5 mm thickness from the bottom and measured their pore sizes. Also freeze-drying rate(primary drying) is estimated by measuring the temperature of sample and pressure of vacuum chamber. During freeze-drying, profiles of pressure and temperature were shown constant tendency regardless of freezing temperature and we could expect the end-point of freeze drying by considering pressure and temperature together. In temperature profiles, the point which temperature increased significantly was observed during freeze-drying. There is no relationship between freeze temperature and drying rate of primary drying in our model system. As freezing temperature increased, ice crystal size(X*) which correspond to 63.2% of cumulative frequency was increased and at the same freezing temperature ice crystal size(X*) was decreased with distance from the bottom of the sample. Freezing conditions have a strong influence on the quality of the final freeze-dried products in freeze-drying system.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제47권2호
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• pp.126-133
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• 2023

Genetic resources of mulberry trees are commonly preserved as trophosomes, which are vulnerable to environmental factors, such as natural disasters, diseases, and pests. This study establishes a basic protocol for ultra-low temperature cryopreservation of mulberry trees using a two-step freezing process. The procedure was established using the "Daeshim" variety and then tested on genetic resources from 24 other mulberry varieties. Samples were first dried to a moisture content of 33-43% in a low-temperature forced-air chamber at -5 ℃, then slowly frozen from -5 ℃ to -20 ℃, and preserved in liquid nitrogen (-196 ℃). To determine the regeneration rate, isolated dormant buds were inoculated into MS basal medium, and grown shoots were grafted onto 1-year-old rootstock via chip budding and then cultured. After freezing in liquid nitrogen, the "Daeshim" variety exhibited a survival and regeneration rate of more than 70% and 50%, respectively. Applying the two-step freezing process to genetic resources from 24 mulberry species yielded average survival and regeneration rates of 85.3% and 75.5%, respectively. Morus alba showed survival and regeneration rates of 100%, confirming the efficacy of the two-step freezing method. These results indicate the high feasibility of ultra-low-temperature cryopreservation through two-step freezing of dormant buds from mulberry genetic resources. Additional research is required into the variations in regeneration rates with freezing period in liquid nitrogen.