• 제목/요약/키워드: Oxygen and water vapor permeabilities

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ABS 복합 필름의 공기 및 수증기 투과 특성 (Permeation Characteristics of Air and Water Vapor through ABS/filler Hybrid Films)

  • 홍성욱;고영덕
    • 멤브레인
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    • 제18권3호
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    • pp.256-259
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    • 2008
  • 본 연구에서는 poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) (ABS)에 carbon graphite와 zeolite 4A를 첨가하여 복합 필름을 제조하고 공기와 수증기 투과 특성을 살펴보았다. 복합 필름의 경우 모든 경우에서 순수한 ABS에 비해서 산소와 질소의 투과도가 감소하였으며, 산소의 투과도 감소가 질소의 투과도 감소보다 약간 큰 관계로 산소/질소 선택도도 조금 감소하였다. 또한, 수증기 투과도도 순수한 ABS에 비해서 약 1/2로 감소하였다. 이러한 투과도의 감소는 ABS에 filler를 첨가함으로 인하여 물질 확산 경로의 tortuosity가 증가했기 때문인 것으로 생각된다.

조미김 포장을 위한 PET/PVA-BA/OPP 다층필름 제조 및 특성분석 (Preparation and Characterization of PET/PVA-BA/OPP Multi-layer Films for Seasoned-laver Packaging)

  • 임미진;김도완;서종철
    • 한국포장학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.9-15
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    • 2017
  • 수증기 및 산소에 대한 차단성이 개선된 PVA-BA 코팅 조성액의 포장소재로의 적용가능성을 확인하기 위하여 콤마 코팅과 라미네이션 공정을 이용하여 PET/PVA-BA/OPP 다층필름을 제조하였다. PCT 전 후의 PET/PVA-BA/OPP 다층필름의 기체, 수증기 차단특성 및 인장강도를 확인하였고 이를 PA/PA/EVOH/PP 다층필름의 물성과 비교하였다. PVA내 BA 함량이 증가함에 따라 물성이 증가하는 것을 확인할 수 있었지만, PCT 후 PET/PVA-BA/OPP 다층필름의 산소, 수증기 차단특성 및 인장강도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 PVA-BA층 내 증가한 가교밀도와 관련이 있는 것으로 판단된다. 또한, 조미김을 이용한 저장특성분석에서, PET/PVA-BA/OPP다층필름은 PP/Al-metallized PP 다층필름에 비해 조미김의 지방산화를 야기시키는 요인을 효과적으로 억제하는 것으로 판단된다. 하지만, PP/Al-metallized PP 다층필름에 비해 PET/PVA-BA/OPP 다층필름의 상대적으로 높은 수분투과특성 때문에 Aw에 큰 장점을 확인하지 못하였다. 따라서, 물성 극대화 및 포장소재로 적용을 위해서는 PET/PVA-BA/OPP 다층필름 내 수분 차단성 향상에 대한 추가적인 연구가 필요하다는 것을 확인하였다.

Poly(3-Hydroxybutyric Acid)와 Chitosan 블렌드 필름의 기체 투과도, 유지 투과도 및 생분해도 (Gas and Lipid Permeabilities and Biodegradability of Poly(3-Hydroxybutyric Acid)/Chitosan Blend Film)

  • 김미라
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.1224-1229
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    • 2004
  • PHB/chitosan 필름의 수분 투과도는 PHB 필름께서 280.25 g/m$^2$ㆍ24 hr로 가장 높았고 chitosan의 함량이 증파할수록 수분 투과도는 낮아지는 경향을 보였다. PEG가 첨가된 PHB/chitosan 필름에서도 PHB-P 필름의 수분 투과도가 294.5 g/m$^2$ㆍ24 hr로 가장 높았고, chitosan의 함량이 증가할수록 수분 투과도는 낮아졌다. 산소 투과도의 경우 PHB 필름이 0.026${\times}$$10^{-10}$$cm^3$(STP) cm/$cm^2$ㆍsecㆍcmHg로 가장 높았으며 chitosan의 첨가 비율이 증가할수록 산소 투과도는 낮아졌다. 또한 가소제인 PEG가 첨가되지 않은 필름이 PEG가 첨가된 필름보다 산소 투과도가 더 낮았다. 유지 투과도에서는 PHB와 PHB-P를 제외한 필름들이 24시간동안 유지론 통과시키지 않아 유지 차단성이 우수한 것으로 나타났다. 필름의 생분해도 측정시 필름을 첨가하지 않은 대조군에 비해 필름이 첨가된 실험군의 산소 소모량이 높아 필름이 생분해되고 있음을 확인할 수 있었으며 필름의 PHB의 비율이 높을수록 분해도가 높은 것으로 나타났다.

Novel Polypyrrole composite membrane with high gas selectivity and permeability

  • Son, Won-Il;Kim, Byoung-Sik;Hong, Jae-Min
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2004년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.147-152
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    • 2004
  • Gas separation membrane technology is useful for a variety of applications [1, 2]. such as hydrogen recovery from reactor purge gas, nitrogen and oxygen enrichment, water vapor removal from air, stripping of carbon dioxide from natural gas. etc. Although membrane separations are attractive because of low energy costs and simple operation, low permeabilities and/or selectivity often limit membrane applications [3, 4].(omitted)

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차세대 Barrier 물질 개발 동향 (A Practical Engineering for Advanced Barrier Materials: A Brief Review)

  • 안희성;이종석
    • 멤브레인
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    • 제25권2호
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    • pp.85-98
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    • 2015
  • 고분자의 용이한 가공성과 우수한 투명성, 그리고 합리적인 비용 효율로 인해 식품 포장 산업에서 금속이나 유리용기들을 고분자 기반의 포장 소재들로 대체하려는 경향이 전 세계적으로 널리 퍼지고 있다. Barrier 고분자들은 산소, 이산화탄소, 수증기 등 대기 가스에 대한 낮은 투과성을 나타내고 있어 식품 포장 산업 이용에 유용하다. 이러한 식품 포장 산업의 전반적인 추세와 함께, 산소에 민감한 주스, 착향 음료, 그리고 에너지 음료 등 새로운 식품 산업의 성장으로 인해 고성능의 barrier 특성, 특히 $O_2$$CO_2$에 대해 낮은 투과성을 지닌 고분자 포장 소재의 개발이 시급한 상황이다. 기존의 고분자에 기반한 barrier의 성능 향상은 새로운 식품 포장 산업에 급격한 변화를 줄 것이다. 본 총설에서는 (1) antiplasticization을 유도한 barrier 소재들, (2) antiplasticization과 crystallization을 사용한 barrier 성능 상승 효과, (3) 새로운 barrier 고분자들, (4) 나노합성 소재, (5) 혼합 고분자 등과 더불어, 차세대 포장 소재들의 특성 분석을 소개하고자 한다.

Film-Forming Properties of Proteinaceous Fibrous Material Produced from Soybean Fermented by Bacillus natto

  • Park Sang-Kyu;Bae Dong-Ho
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제16권7호
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    • pp.1053-1059
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    • 2006
  • The effectiveness of a proteinaceous fibrous material formed during commercial fermentation of soy protein (PFSP) and cysteine addition were evaluated in order to improve on the properties of soy protein-based films. Nine types of films were prepared at pH 7, 9, and 11, with heat treatments at $70^{\circ}C\;and\;90^{\circ}C$ for 30 min, by casting 5% (w/w) PFSP aqueous solution, containing 2.25% (w/w) glycerol, on to polystyrene plates. The tensile strength (TS) of films ranged from 3.88 to 6.87 MPa. The highest puncture strength (PS) was observed with pH 7.0 films prepared from PFSP solution heated at $70^{\circ}C$ (P<0.05). Alkaline pH and temperature caused a decrease in both the TS and PS of the films. The thickness of films ranged from $58\;to\;74{\mu}m$. Water vapor permeabilities of the films decreased with increasing pH and temperature. To produce films from PFSP, pH value of 7.0 to 9.0 and heat treatment of $70^{\circ}C\;to\;90^{\circ}C$ were needed. A soluble nature of PFSP films in water might be useful for preparation of hot water-soluble pouches. Cysteine addition could be necessary to produce films with increased TS and enhanced barrier properties. The combination treatment that provided the best combination of barrier and mechanical properties was the PFSP film prepared at pH 7.0 with addition of 1% cysteine. The films were good oxygen barriers.

칼슘을 첨가한 셀롤로우스 식용필름의 이화학적 특성 (Effect of Calcium Addition on Physicochemical Properties of Cellulose-Based Edible Films)

  • 송태희;김철재
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.99-105
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    • 1999
  • Methylcellulose (MC), hydroxypropylmethylcellulose-15 (HPMC-15)와 hydroxypropyl-methylcellulose-50 (HPMC-50)필름과 이에 칼슘을 첨가한 식용필름을 제조하여 이화학적 특성을 비교 연구하였다. 제조된 필름은 모두 $2.38{\sim}3.55$의 운도를 나타내며, 백색의 투명한 필름을 형성하였다. 인장강도는 MC필름이 HPMC필름보다 높았으며, 칼슘의 첨가에 의하여 증가하였고, 신장율은 HPMC-15와 이에 칼슘을 첨가한 필름군만 유의적으로 낮았다. 용해도는 HPMC의 점도의 증가에 따라 감소하였으며, MC필름과 HPMC-15필름 사이에는 유의적인 차이를 나타내지 않았고 칼슘의 첨가에 의하여 영향을 나타내지 않았다. 칼슘첨가에 의하여 투습도는 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, MC필름이 HPMC-50 필름보다 낮았고, HPMC필름은 점도의 증가에 따라 증가하였다. 가스투과도는 MC필름이 HPMC필름보다 적었으며, 칼슘 첨가로 이산화탄소와 산소의 투과계수의 비가 낮게 측정되었다. 주사현미경으로 표면형상을 관찰한 결과 칼슘을 첨가한 MC필름이 더욱 균일한 표면형상을 나타냄을 알 수 있었다. 이상의 결과로서 HPMC와 MC필름은 Ca을 첨가함으로서 제조방법의 차이는 없었으나 인장강도가 증가하고 균일한 표면형상을 나타내어 HPMC와 MC필름 보다 내구성이 있는 필름을 제조할 수 있었다.

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비지 단백질로 제조한 가식성필름의 기계적 및 물질투과특성 (Mechanical and Barrier Properties of Soybean Curd Residue Protein Films)

  • 조승용;박장우;이철
    • 한국포장학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.9-16
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    • 1999
  • 두부생산시 부산물로 다량 생산되는 두부비지를 효과적으로 이용하기 위해 이로부터 가식성 필름을 제조하였으며, 가소제로서 glycerol과 sorbitol을 사용하였을때 필름형성용액의 pH와 가소제의 농도가 가식성필름의 기계적특성(인장강도와 신장률), 수분투과도, 산소투과도 및 유지투과도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 건조하지 않은 두부비지에 10배의 물을 가하여 pH 11에서 1시간동안 교반하면서 단백질을 추출한 후, 등전점(pH 4.3) 처리하고 동결건조하여 농축단백질 시료를 만들고, 이로부터 solution casting 법으로 가식성필름을 제조하였다. 필름용액의 pH를 10으로 조절하여 제조한 가식성필름의 인장강도와 신장률이 우수한 것으로 나타났으며, 제조된 가식성필름의 인장강도는 가소제의 농도가 증가함에 따라 15.0 MPa에서 2.9 MPa로 감소하였으며 특히 sorbitol을 첨가하였을 때 가장 높은 인장강도와 신장률을 보였으며. 수분투과도는 첨가된 가소제의 양과 종류에 따라 $0.48{\sim}0.83nm{\cdot}m/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$의 범위를 보였으며 많은 양의 가소제가 사용될수록 수분투과도가 높았다. 또한 가소제로서 sorbitol을 사용하였을 때가 glycerol을 사용하였을 때보다 수분투과에 대한 차단효과가 전 가소제 농도 범위 ($0.4{\sim}0.8g$ plasticizer/g protein)에 걸쳐 우수하였다. 또한 이들 필름들은 낮은 산소투과도($29.5{\sim}61.1aL{\cdot}m/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$)와 유지투과도를 보여 산소와 유지의 투과에 대한 차단성이 높은 것으로 나타났다.

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유청단백질로 만들어진 식품포장재에 관한 연구

  • 김성주
    • 한국유가공학회:학술대회논문집
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    • 한국유가공기술과학회 2002년도 제54회 춘계심포지움 - 우유와 국민건강
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    • pp.59-60
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    • 2002
  • Edible films such as wax coatings, sugar and chocolate covers, and sausage casings, have been used in food applications for years$^{(1)}$ However, interest in edible films and biodegradable polymers has been renewed due to concerns about the environment, a need to reduce the quantity of disposable packaging, and demand by the consumer for higher quality food products. Edible films can function as secondary packaging materials to enhance food quality and reduce the amount of traditional packaging needed. For example, edible films can serve to enhance food quality by acting as moisture and gas barriers, thus, providing protection to a food product after the primary packaging is opened. Edible films are not meant to replace synthetic packaging materials; instead, they provide the potential as food packagings where traditional synthetic or biodegradable plastics cannot function. For instance, edible films can be used as convenient soluble pouches containing single-servings for products such as instant noodles and soup/seasoning combination. In the food industry, they can be used as ingredient delivery systems for delivering pre-measured ingredients during processing. Edible films also can provide the food processors with a variety of new opportunities for product development and processing. Depends on materials of edible films, they also can be sources of nutritional supplements. Especially, whey proteins have excellent amino acid balance while some edible films resources lack adequate amount of certain amino acids, for example, soy protein is low in methionine and wheat flour is low in lysine$^{(2)}$. Whey proteins have a surplus of the essential amino acid lysine, threonine, methionine and isoleucine. Thus, the idea of using whey protein-based films to individually pack cereal products, which often deficient in these amino acids, become very attractive$^{(3)}$. Whey is a by-product of cheese manufacturing and much of annual production is not utilized$^{(4)}$. Development of edible films from whey protein is one of the ways to recover whey from dairy industry waste. Whey proteins as raw materials of film production can be obtained at inexpensive cost. I hypothesize that it is possible to make whey protein-based edible films with improved moisture barrier properties without significantly altering other properties by producing whey protein/lipid emulsion films and these films will be suitable far food applications. The fellowing are the specific otjectives of this research: 1. Develop whey protein/lipid emulsion edible films and determine their microstructures, barrier (moisture and oxygen) and mechanical (tensile strength and elongation) properties. 2. Study the nature of interactions involved in the formation and stability of the films. 3. Investigate thermal properties, heat sealability, and sealing properties of the films. 4. Demonstrate suitability of their application in foods as packaging materials. Methodologies were developed to produce edible films from whey protein isolate (WPI) and concentrate (WPC), and film-forming procedure was optimized. Lipids, butter fat (BF) and candelilla wax (CW), were added into film-forming solutions to produce whey protein/lipid emulsion edible films. Significant reduction in water vapor and oxygen permeabilities of the films could be achieved upon addition of BF and CW. Mechanical properties were also influenced by the lipid type. Microstructures of the films accounted for the differences in their barrier and mechanical properties. Studies with bond-dissociating agents indicated that disulfide and hydrogen bonds, cooperatively, were the primary forces involved in the formation and stability of whey protein/lipid emulsion films. Contribution of hydrophobic interactions was secondary. Thermal properties of the films were studied using differential scanning calorimetry, and the results were used to optimize heat-sealing conditions for the films. Electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA) was used to study the nature of the interfacial interaction of sealed films. All films were heat sealable and showed good seal strengths while the plasticizer type influenced optimum heat-sealing temperatures of the films, 130$^{\circ}$C for sorbitol-plasticized WPI films and 110$^{\circ}$C for glycerol-plasticized WPI films. ESCA spectra showed that the main interactions responsible for the heat-sealed joint of whey protein-based edible films were hydrogen bonds and covalent bonds involving C-0-H and N-C components. Finally, solubility in water, moisture contents, moisture sorption isotherms and sensory attributes (using a trained sensory panel) of the films were determined. Solubility was influenced primarily by the plasticizer in the films, and the higher the plasticizer content, the greater was the solubility of the films in water. Moisture contents of the films showed a strong relationship with moisture sorption isotherm properties of the films. Lower moisture content of the films resulted in lower equilibrium moisture contents at all aw levels. Sensory evaluation of the films revealed that no distinctive odor existed in WPI films. All films tested showed slight sweetness and adhesiveness. Films with lipids were scored as being opaque while films without lipids were scored to be clear. Whey protein/lipid emulsion edible films may be suitable for packaging of powder mix and should be suitable for packaging of non-hygroscopic foods$^{(5,6,7,8,)}$.

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옥수수단백/카라기난 적층필름의 다진 고등어육의 포장특성 (Corn-zein Laminated Carrageenan Film for Packaging Minced Mackerels)

  • 박정욱;박현진;정순택;임종환;박양균;황금택
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.1381-1387
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    • 1998
  • 다층필름의 투습도는 일반적으로 지방산의 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며 lauric acid를 30%첨가하여 제조만 적층필름은 $0.497\;ng\;m/m^2\;s\;Pa$로 가장 낮은 투습도를 나타내었다. 적층필름의 인장강도는 일반적으로 지방산의 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, oleic acid를 10% 첨가한 필름에서 36.21 MPa로 가장 높은 값을 나타내었다. 옥수수 단백/카라기난 적층필름의 연신도의 경우 lauric acid가 첨가된 경우 지방산의 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으나 oleic acid가 첨가된 경우 일정한 경향을 나타내지 않았다. 고등어 patty를 냉장$(5^{\circ}C)$과 냉동$(-20^{\circ}C)$ 온도에서 포장하지 않은 채 저장하거나, 지방산을 달리하여 제조한 3종류의 옥수수 단백/카라기난 적층필름으로 진공포장하여 저장하였다. $5^{\circ}C$에서 냉장 저장한 시료는 포장 방법과 필름의 종류에 상관없이 $7{\sim}42.7%$의 무게 감소를 나타냈다. $-20^{\circ}C$에서 냉동저장시 지방산을 첨가하지 않고 제조한 적층필름으로 포장한 시료는 30일 경과시 무게가 11.7% 감소되었고, oleic acid 및 lauric acid를 첨가하여 만든 필름으로 포장한 시료는 무게감소가 각각 6.97%와 0.81%로 나타났다. 과산화물가 및 TBA가는 $5^{\circ}C$에 저장한 무포장 시료에서 가장 높았으며, $-20^{\circ}C$에서 냉동 저장한 시료는 대체적으로 낮았으나, 같은 온도에 저장한 다른 시료에 비하여 무포장 시료에서 약간 높게 나타냈다. 또한 지방산을 첨가하여 제조한 필름으로 포장한 시료에서 무첨가 필름으로 포장한 시료에서보다 과산화물가 및 TBA가가 약간 높게 나타났다.

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