• Food Science and Biotechnology
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• 제14권1호
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• pp.28-31
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• 2005

To extract apple pectins, apple pomace (AP) was extruded under 14 different conditions of screw speed (250-350 rpm), feed rate of 30-40 kg/hr, and 20-30% moisture content using twin-screw extrusion. Response surface methodology (RSM), based on three variables by three-level factorial design, was employed to investigate effects of screw speed, feed rate, and moisture on dependent variables of extrudates, soluble dietary fiber (SDF), yield of anhydrogalacturonic acid ($Y_{AGA}$) representing pectin, and intrinsic viscosity ([${\eta}$]). Second order models were used to generate three-dimensional response surface for dependent variables, and their coefficients of determination ($R^2$) ranged from 0.96 to 0.99. Moisture content showed highest effect on solubilization of AP.

• Agricultural and Biosystems Engineering
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• 제6권1호
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• pp.27-33
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• 2005

Soy protein meat analog was produced using a twin-screw extruder attached with a cooling die. Heat transfer analysis was performed for cooling dies with various die sizes at the four different moisture contents of feed during extrusion process. The experimental design consisted of two cooling die widths (30 and 60 mm), three cooling die lengths (100, 200, and 300 mm), four product moisture contents (71.2, 67.0, 61.6 and 55.8%), and water and water plus ethylene glycol as cooling material. When water was used as cooling medium, the values of equivalent overall heat transfer coefficient $(U_e)$ for each die width of 30 and 60 mm were in the range of 187.0 - 341.4 and $358.5-191.6W/m^2^{\circ}C$ depending on the size of die length. Convective heat transfer coefficients between cooling water and inside die wall of cooling channel $(h_c)$ for both die widths of 30 and 60 mm were 588.5, 416.1, and $339.8W/m^2^{\circ}C$ for each die length of 100, 200, and 300 mm. Convective heat transfer coefficients between product and inside die wall of product channel $(h_p)$ for each die width of 30 and 60 mm were in the range of $434.6-888.1W/m^2^{\circ}C$ and $460.7-1014.5W/m^2^{\circ}C$ depending on the size of die length. When water plus ethylene glycol was used as cooling medium, the values of $U_e$ were in the range of $143.9-319.6W/m^2^{\circ}C$ and $177.8-332.7W/m^2^{\circ}C$ for each die width of 30 and 60 mm depending on the size of die length.

• 한국식품과학회지
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• 제23권1호
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• pp.88-92
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• 1991

스크류조합을 달리한 실험실용 twin-screw extruder를 사용하여 corn grit를 원료 투입량($30{\sim}60\;kg/hr$), 스크류 회전속도($200{\sim}400\;rpm$) 및 die hole 수($2{\sim}6$개) 범위에서 압출하면서 측정된 system parameters(압출온도, 기계적 에너지 소모율, 평균 체류시간)가 압출물의 특성을 나타내는 target parameters(수분 증발량, 수분 용해도지수 및 수분 흡착지수)에 미치는 영향을 스크류 조합별과 전체 실험결과를 다중회귀분석을 통하여 회귀식으로 나타내면, 스크류조합별 관계식에서는 상관계수가 0.90 이상 이었으며, 구획하지 않은 전체 회귀식에서는 0.80 정도의 상관계수를 보였다. 이상의 결과는 system analysis approach을 이용하면, 상이한 extruder사이의 조업자료 중 system parameters의 분석을 통하여 목적 제품의 특성을 예측할 수 있는 가능성을 보여준다고 생각된다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제17권2호
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• pp.87-95
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• 2005

In this study, we performed RTD measurement at the die exit of co-rotating twin-screw extruder using a non-destructive ultrasonic device. The ultrasonic device was attached at slit die and was composed of a steel buffer rod and 10 MHz longitudinal piezoelectric ultrasonic transducer. This in-line ultrasonic monitoring method is based on the ultrasonic response of $CaCO_3$ filled in polymer. The RTD is evaluated by variation of ultrasonic attenuation with time caused by change of the tracer concentration during extrusion. The ultrasonic tracer, pellet type of compounded $CaCO_3$ in polymer was used in this study. The effects of tracer concentration on RTD and flow patterns were studied. Evaluation for the residence functions at different screw speeds, feeding rates and screw configurations were also carried out.

• 한국식품과학회지
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• 제28권1호
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• pp.169-178
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• 1996

밀기울의 압출가공시 스크류의 조합과 공정변수 조절에 따른 압출물의 특성을 나타내는 target parameters(수분용해지수, 압출물의 고유점도, 보수력과 보유력, 식이섬유, 압출물의 미세구조)의 변화를 연구하였다. 수분용해지수(WSI)는 원료의 수분함량에 가장 큰 영향을 받았고, 역방향 스크류(RSE)를 5개 사용한 경우 밀기울이 13.7%인 것에 비하여 압출물은 $16.3{\sim}23.2%$의 범위로 높은 WSI를 보였다. 밀기울 압출물의 고유점도는 RSE가 $3{\sim}5$개로 증가할수록 높아져 원료 밀기울이 10.6 ml/g인 것에 비하여 $37.86{\sim}45.44\;ml/g$의 수준으로 증가하였으며, 원료의 수분함량과 압출압력에도 큰 영향을 받았다. 고유점도(IV) X 수용성 고형분(SS)의 무차원 변수와 기계적 에너지 소모율(SME)과의 관계는 높은 상관관계$(R^2=0.85)$를 보여 밀기울 세포벽 수용화 반응에 SS와 분자량 크기의 상관관계가 SME에 의하여 지배받는 인자임이 확인되었다. 압출물의 보수력은 원료의 공급량과 수분함량이 높을수록 원료 밀기울보다 높은 값을 보였고, 보유력은 원료 밀기울에 비하여 낮았다. 압출물의 수용성 식이섬유는 원료의 수분함량이 적은 조건에서 $4.32{\sim}6.48%$의 분포를 보여 원료 밀기울 2.68%보다 크게 증가하였다. 이는 압출공정이 밀기울 세포벽의 수용화에 효과적으로 작용하였음을 의미한다. 압출물의 미세구조는 원료의 수분함량에 따라서 붕괴와 용융정도의 차이를 보여 주었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권9호
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• pp.1407-1414
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• 2014

쌀가루, 고아밀로오스 전분, 분리대두단백, 설탕 및 소금을 첨가하여 feed 수분함량 19~23%, screw speed 200~400 rpm, feed rate 43.6 kg/hr 조건에서 제조한 쌀 스낵의 이화학적 특성을 분석한 결과는 다음과 같다. 쌀 스낵의 bulk density는 0.06~0.21, apparent density는 0.55~0.65 정도로 나타났고, feed 수분함량이 많을수록, screw 속도가 감소할수록 증가하는 경향을 보였다. 쌀 스낵의 팽화율은 density와는 반대로 feed 수분함량이 낮을수록, screw 속도가 증가할수록 증가하였다. 쌀 스낵의 WAI는 feed 수분함량이 많을수록, screw 속도가 감소할수록 증가한 반면, WSI는 WAI와는 반대의 경향을 나타냈다. 쌀 스낵의 breaking strength는 feed 수분함량이 증가할수록, screw 속도가 감소할수록 증가하였다. 쌀 스낵의 색도 중 L값은 feed 수분함량 19%, 21%에서는 screw 속도가 증가할수록 L값은 낮았으나, feed 수분함량 23%에서는 screw 속도에 따른 유의적인 차이는 없었다. a, b값은 feed 수분함량 19%에서는 screw 속도가 증가함에 따라 높아졌다. 쌀 스낵의 x-ray 회절도는 feed 수분함량이 낮을수록, screw 속도가 높을수록 회절강도가 낮게 나타났고, feed 수분함량 19%, 21%, screw 속도 300 및 400 rpm에서는 V 도형의 특징을 나타냈다. 쌀 스낵의 내부 단면구조는 feed 수분함량이 많을수록, screw 속도가 낮을수록 기공의 생성이 잘 되지 않았고 세포벽이 두껍게 나타났다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제16권4호
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• pp.543-548
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• 2007

Low-energy processing technology, which enhances the utility of defatted soybean flour (DSF), was developed using extrusion processing. DSF was extruded at different conditions using a twin screw extruder and then, dried at $40^{\circ}C$ for 20 hr. The nitrogen solubility index (NSI), viscosity, water solubility index (WSI), and water absorption index (WAI) of DSF increased after extrusion processing. The density of DSF extrudates decreased with the decrease in water content from 53 to 33% and the increase in extrusion temperature from 110 to $160^{\circ}C$. The addition of NaOH from 1.2 to 1.8% and citric acid from 1 to 5% increased the total solubility (TS) of DSF due to the decrease of protein coiling and hydrophobic bonds formation during extrusion processing. When viscozyme was reacted first, TS, NSI, and soluble carbohydrate content of DSF hydrolysates increased about 12, 6, and 7%, respectively, compared to them reacted with protease first. The TS and NSI of DSF hydrolysates were increased about 15 and 10%, respectively, by extrusion processing at alkaline and acidic pH. Extrusion processing at alkaline and acidic pH contributed the increase of efficiency to hydrolyze DSF samples using enzyme.

• Elastomers and Composites
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• 제39권2호
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• pp.131-141
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• 2004

본 연구에서는 폐기되는 고전압용 전선으로부터 얻어질 수 있는 XLPE(crosslinked polyethylene)의 재활용에 관하여 고찰하였다. XLPE 스크랩 및 폐기물의 분쇄를 위해 약 $100{\mu}m$ 이하부터 약 $1000{\mu}m$까지 입자크기의 조절이 가능한 두 종류의 분쇄기를 사용하였다. 모듈라 치합형 동방향회전 이축 스크류식 압출기(modular intermeshing co-rotating twin screw extruder)를 이용하여 폐 XLPE의 조성, 폐 XLPE의 입자크기 및 종류, 스크류 조합, 매트릭스 수지의 종류(LDPE, HDPE, PP, PS) 조건을 변화시키면서 배합물을 제조하고 그들의 기계적 및 유변학적 특성과 파단면을 조사하였다. 일반적으로 내외 전도층을 포함한 폐 XLPE 배합물의 충격강도는 내외 전도층을 제외한 배합물보다 충격강도가 작은 것으로 나타났다. 또한, XLPE의 함량이 증가하고 입자크기가 작아 질수록 배합물의 충격강도가 증가하였다. 특히, LDPF의 경우 XLPE를 약 80 wt%까지 충전하여도 정상조건의 압출공정이 가능하였다. 스크류조합에 따른 배합물의 충격강도는 니딩디스크 블록(kneading disc block)의 수가 많을수록 높은 값을 나타내었다. 전체적으로 XLPE의 양이 증가할수록 배합물의 용융점도가 증가하였으나, 압출 전단속도 범위에서 shear thinning 경향을 나타내었다. 폐 XLPE를 범용 고분자수지와 혼합할 경우, LDPE, HDPE, PP 및 PS 모든 배합물에서 충격강도가 증가하였다. 특히, PS/XLPE 배합물의 경우에는 충격강도가 2 배정도 향상되는 효과를 보여주었다.

• Elastomers and Composites
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• 제33권4호
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• pp.255-266
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• 1998

본 연구는 한대의 modular 치합형 동방향회전 이축 압출기에서 음이온 중합 mechanism을 이용하여 Lauryl lactam 단량체의 고분자합성 도중 EPDM을 투입하여 연속적 중합을 수행한 연구이다. PA 12의 반응 도중 EPDM과 반응블렌드(reactive blend)를 하고 기계적블렌드와 그 물성을 비교 측정하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제52권4호
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• pp.357-362
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• 2020

본 연구는 조직감 및 기능성 면에서 우수한 식물성 대체육의 제조를 위하여 부원료로 버섯을 첨가한 압출성형 대체육의 품질특성에 대하여 살펴보았다. 대체육의 원료는 분리대두단백 50%, 글루텐 40%, 옥수수 전분 10%를 섞은 것을 기본배합(base)으로 하였다. 버섯 첨가함량을 기본배합 대비 0, 4, 8, 12%로 한 총 네개의 시료를 수분함량 55%, 스크루 속도 150 rpm, 바렐 온도를 170℃로 하여 냉각 사출구를 통해 20℃로 사출하였다. 압출성형 후 물리적 특성으로 경도, 탄성, 응집성, 씹힘성과 절단 강도, 조직잔사지수, 보수력을 측정하였고, 화학적 특성으로 수용성 질소지수, 단백질 소화율과 DPPH 라디칼 소거활성을 측정하였다. 버섯 첨가함량이 증가함에 따라 경도, 탄성, 응집성, 씹힘성과 절단강도가 모두 증가하였으며, 조직잔사지수 역시 증가하였다. 반면에, 버섯 첨가함량이 증가할수록 보수력과 수용성 질소지수는 감소하였으며, 단백질 소화율도 다소 감소하였다. DPPH 라디칼 소거활성은 버섯 첨가함량의 증가에 따라 유의적인 증가를 나타내었다. 압출성형 대체육에 버섯의 첨가는 대체육의 조직감을 개선하고 항산화 기능성을 부여하는 유효한 공정임을 확인하였다.