Meat contains high-value protein compounds that might degrade as a result of oxidation and microbial contamination. Additionally, various pathogenic and spoilage microorganisms can grow in meat. Moreover, contamination with pathogenic microorganisms above the infectious dose has caused foodborne illness outbreaks. To decrease the microbial population, traditional meat preservation methods such as thermal treatment and chemical disinfectants are used, but it may have limitations for the maintenance of meat quality or the consumers acceptance. Thus, non-thermal technologies (e.g., high-pressure processing, pulsed electric field, non-thermal plasma, pulsed light, supercritical carbon dioxide technology, ozone, irradiation, ultraviolet light, and ultrasound) have emerged to improve the shelf life and meat safety. Non-thermal technologies are becoming increasingly important because of their advantages in maintaining low temperature, meat nutrition, and short processing time. Especially, pulsed light and pulsed electric field treatment induce few sensory and physiological changes in high fat and protein meat products, making them suitable for the application. Many research results showed that these non-thermal technologies may keep meat fresh and maintain heat-sensitive elements in meat products.
가변부피 투시셀이 장착된 고압 상평형 장치를 사용하여 이산화탄소 + 계면활성제 이성분계와 이산화탄소 + 계면활성제 + 물 삼성분계의 상평형 거동을 318 K부터 348 K의 온도범위에서 관찰하였다. 계면활성제로는 소르비탄 모노팔미테이트를 사용하였다. 이산화탄소 + 소르비탄 모노팔미테이트 이성분계에서 관측된 운점압력은 온도가 상승함에 따라 증가하며, 소르비탄 모노팔미테이트의 조성이 0.226 wt%에서 최대 운점압력이 측정되었다. 반면에 계면활성제의 농도를 0.1 wt%로 고정한 삼성분계에서 관측된 운점압력은 온도와 물의 조성이 증가함에 따라 커지는 것을 확인할 수 있었다. 물의 농도를 0.2 wt%로 고정한 삼성분계에서의 압력-조성의 곡선은 상대적으로 수평의 형태를 나타냈다. 이 때, 운점압력은 온도와 계면활성제의 조성이 증가함에 따라 상승함을 확인할 수 있다.
대용량의 $CO_2$를 지중에 저장하기 위한 CCS(Carbon Capture and Storage)는 고압의 파이프라인 수송공정을 수반한다. 또한, 사고 및 유지보수와 같은 비정상상태가 발생할 경우 고압의 $CO_2$를 대기 중으로 방출시키는 감압공정이 필요하다. 본 연구에서는 고압 $CO_2$ 파이프라인에서의 감압현상을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 수치계산 결과를 실험데이터와 비교분석함으로써 수치해석의 예측 능력을 검증하였다. 수치모델이 기체-액체 혼합 구간에서의 2상 감압현상을 잘 예측하였다. 그러나 초임계 액체 단상 감압과 기체 단상 감압현상에 대해서는 온도변화 등을 예측하는데 한계가 있음을 밝혔다.
본 연구에서는 500 MW급 초임계압 석탄 화력발전소의 발전보일러용 고압 급수가열기에서 발생한 내부 튜브의 파손 사례 분석을 통해 운전 기록 모니터링에 의한 발전보일러용 고압 급수가열기 내부 튜브의 파손 예측 방안을 모색하고자 하였다. 이 연구를 통해 고압 급수가열기 내부 튜브 파손 시 쉘 측 수위 조절 밸브 개도와 보일러 급수펌프 흡입 유량의 변화로 내부 튜브 파손을 진단할 수 있는 예측 모형을 제안하였고, 제안된 예측 모형은 급수 계통의 불균형이 일어난 추가 사례를 통해 실증하였다. 이에 따라 본 연구와 유사한 특성의 발전보일러용 고압 급수가열기의 경우에도 쉘 측 수위 조절 밸브 개도와 보일러 급수펌프의 흡입 유량의 정상 운전 상태 값 대비 현재 운전 값 비교는 고압 급수가열기 내부 튜브의 파손에 대한 유력한 예측 진단 방안이 될 수 있다고 판단된다.
본 연구에서는 방향족 화합물인 벤젠과 톨루엔을 모래와 제울라이트에 오염시킨 후 초임계 이산화탄소로 오염 물질을 제거하는 실험을 수행하였다. 온도는$50^{\circ}C$, 압력은 27.7 MPa에서 추출을 수행하였으며 오염 정도를 달리하여 결과를 분석 비교하였다. 실험 장치로는 지름 1.27cm, 길이 25 cm의 고압 추출기를 장착하여 흐름법으로 실험하였으며 10분 간격으로 추출된 시료를 취하여 추출된 방향족 화합물의 농도를 CG로 분석하였다. 실험 결과 고농도로 오염시켰을 때에는 용해도 모델을, 저농도로 오염시켰을 때에는 탈착 모델을 따라감을 알 수 있었고 동일조건하에서는 벤젠이 톨루엔보다 추출 효율이 높았다. 제올라이트를 모체로 한 경우가 모래를 사용한 경우보다 추출시간이 오래 소요되었고 이는 흡착력차이에 의한 결과로 해석된다. 간단한 Brady의 고정산 추출기 모렐링을 이용하면 용해도 모델을 따르는 경우에는 비교적 실험 결과를 잘 모사할 수 있었으나 탈착 모델의 지배를 받는 영역에서는 많은 오차를 수반하는 결과를 얻었다.
시멘트(KS-1 보통 포틀랜드와, Class G)을 이용하여, 시멘트-초임계CO2 반응실험과 반응 전/후 시료의 절대투수율 및 강도를 측정하였다. 시멘트 시료는 W/S (Water/Solid)와 fly ash 첨가량을 조절하여 제작하였다. 반응 전 시료의 투수율은 0.009~0.025 mD, 초임계CO2와 100일간 반응 한 시료의 투수율은 0.11~0.29 mD의 범위로 각각 측정되었다. 반응 후 시료의 투수율이 높게 측정된 이유는, 반응 시료들이 겪은 응력해방으로 인해 균열이 발생하였기 때문이다. 그러나 측정된 투수율은 대부분의 시료에서 API가 추천하는 최대허용 투수율(=0.2 mD)보다 낮다. 초임CO2에 의한 시멘트 변질은 시료 전체가 아닌 시료의 가장자리에서 일정 두께로 시료의 내부로 발생하였다. 반응영역의 비커스 경도 값이 비반응영역의 것보다 훨씬 높게 측정되었다. 또한 대부분의 시료에서 반응영역 내에서 경도값이 증가한 후 감소하는 현상이 관찰 되었다. 경도값의 증가는 탄산화로 인한 밀도증가, 공극률 감소, 그리고 경도값 감소는 낮은 강도를 갖는 비정질 규산염수화물의 생성이 원인이다.
본 연구에서는 초임계 이산화탄소를 사용하여 $50{\sim}90^{\circ}C$의 온도와 15~30 MPa의 압력범위에서 두 종류의 분산염료(C.I. Disperse Yellow 54, C.I. Disperse Red 60)를 사용하여 폴리에스테르 섬유의 염색에 대한 연구를 수행하였다. 동일압력(30 MPa)과 밀도(700 kg/$m^3$) 조건에서 Red 60을 이용한 초임계유체 염색을 수행한 결과, 온도 증가에 따라 폴리에스테르 섬유 내에 염착되는 염료의 양이 증가하였으며, Red 60의 경우 $90^{\circ}C$, 30 MPa의 염색 조건에서 240분내에 염착평형상태에 도달하였으나, Yellow 54의 경우는 360분 이상의 염색시간이 요구되었다. 다양한 혼합비율(Red 60/Yellow 54, 0.01~9.0 wt./wt.)로 두 종류의 염료를 배합하여 초임계유체 염색 실험을 수행한 결과 Red 60/Yellow 54의 혼합비에 대한 Red 60/Yellow 54 염착량비는 로그스케일 그래프에서 비례하는 것을 확인하였다. 색상은 두 염료의 중간색인 오렌지색을 얻을 수 있었으며, 색의 짙은 정도는 염료의 혼합비율에 의존하는 것을 확인하였다.
Oleanolic acid (OA) as template molecule, polyamide-6 (PA6) as basement membrane and poly(styrene-comaleic acid) (PSMA) were used to prepare PA6/PSMA-OA molecularly imprinted composite membranes by phase inversion method in supercritical $CO_2$ ($ScCO_2$). The template molecule (OA), [poly(styrene-co-maleic anhydride) (PSMAH), PSMA, molecularly imprinted membranes (MIMs) imprinting OA and MIMs after elution were all characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The conditions that were the mass ratio between PSMA and OA from 3:1 to 8:1, temperature of $ScCO_2$ from $35^{\circ}C$ to $50^{\circ}C$ and pressure of $ScCO_2$ 12 MPa to 17 MPa were studied. It was obtained the largest adsorption rate and purity of OA after adsorption of the resultant MIMs, 50.41% and 96.15% respectively. After using PA6 film and non-woven fabrics as basement membrane respectively, it was found that smaller aperture of PA6 was used as basement membrane, a higher adsorption rate and a higher purity of OA after adsorption of the MIMs were obtained, and so were the stability and reproducibility of the resultant MIMs. After template molecules being removed, the MIMs had effective selectivity hydrogen bonding to separately bind in the binary components to the template molecules-oleanolic acid.
종래의 가열처리 방법에서 발생하는 감귤쥬스의 향기 및 성분 파괴 등 품질저하를 방지할 목적으로 감귤쥬스를 고온에서 가열하는 대신 초임계 이산화탄소로 처리하여 감귤쥬스의 품질에 해당하는 pH, $^{\circ}Brix$(가용성고형분), 총산도, 아스코르빈산, 색도, PE 활성도, 관능적 성질 등을 측정하였다. 초임계 이산화탄소로 138bar에서 감귤쥬스를 처리하면 $93^{\circ}C$보다 훨씬 낮은 온도인 $50^{\circ}C$에서도 거의 동일하게 PE가 불활성화되었다. 감귤쥬스의 pH, $^{\circ}Brix$, 총산도는 초임계 이산화탄소 처리온도와 압력에 관계없이 처리 전과 후에 거의 유사하였다. 아스코르빈산 함량은 초임계 이산화탄소 처리 전과 후에 거의 변화가 없었으나 $93^{\circ}C$/40초 처리한 경우는 12%가 감소되었다. 감귤쥬스의 색도는 초임계 이산화탄소로 처리하였을 때가 온도만으로 처리했을 때보다 L과 b값이 증가하였고 a값은 감소하였다. $4^{\circ}C$에서 저장 중 $93^{\circ}C$/40초 처리한 감귤쥬스의 PE활성도는 서서히 감소한 반면 초임계 이산화탄소로 처리한 감귤쥬스의 PE 활성도는 가역적이었다. 순위기호검사법으로 색, 향, 맛, 종합적 선호도에 대하여 관능검사를 실시한 결과 초임계 이산화탄소 처리가 감귤쥬스의 관능적 성질에 나쁜 영향을 미치지 않았다.
본 연구에서는 초임계 이산화탄소/n-butyl acetate ($scCO_2$/n-BA) 공용매를 사용하여 네거티브형 포토레지스트(PR)를 제거하는 실험을 진행하였다. $scCO_2$와 n-BA의 용해도 평가를 통해 n-BA가 $scCO_2$와 균일하게 섞이는 조건을 실험적으로 측정하였다. 다양한 실험 변수를 조정하여 포토레지스트 제거 실험을 진행하였고, 미노광 포토레지스트 제거에 대한 최적의 조건을 확립하였다. 또한, 노광된 PR과 미노광 PR의 제거율을 비교하여 $scCO_2$/n-BA 공용매의 선택적 제거 성능을 확인하였다. 노광된 PR은 $scCO_2$/n-BA 공용매 환경에서 매우 안정적으로 존재함을 관찰하였고, 미노광 PR은 160 bar, $40^{\circ}C$, 75 wt% n-BA 이상의 농도에서 완전히 제거됨을 확인하였다. $scCO_2$/n-BA 공용매 시스템은 노광 PR과 미노광 PR 사이의 높은 선택성을 제공할 수 있으며, 네거티브 PR의 리소그래피 공정에서 높은 신뢰성을 부여할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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