• 제목/요약/키워드: controlled rheology

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Dynamic Rheological Properties of Honeys at Low Temperatures as Affected by Moisture Content and Temperature

  • Kang, Kyoung-Mo;Yoo, Byoung-Seung
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제17권1호
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    • pp.90-94
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    • 2008
  • Dynamic rheological properties of honey samples with 3 different moisture contents (17.2, 19.0, and 21.0%) were evaluated at various low temperatures (-15, -10, -5, and $0^{\circ}C$) using a controlled stress rheometer. The honey samples displayed a liquid-like behavior, with loss modulus (G") predominating over storage modulus (G') (G">>G'), showing the high dependence on frequency ($\omega$). The magnitudes of G' and G" decreased with an increase in temperature and water content while a predominant increase of G' was noticed at $-15^{\circ}C$. The time-temperature superposition (TTS) principle was applied to bring G" values for honeys at various temperatures together into a master curve. The G" over the temperature range of -15 to $0^{\circ}C$ obeyed the Arrhenius relationship with a high determination coefficient ($R^2=0.98-0.99$). Activation energy value (Ea=112.4 kJ/mol) of honey with a moisture content of 17.2% was higher than those (Ea=98.8-101.1 kJ/mol) of other honey samples with higher moisture contents.

Dynamic Rheological Properties of Honey with Invert Sugar by Small-Amplitude Oscillatory Measurements

  • Choi, Hye-Mi;Kang, Kyoung-Mo;Yoo, Byoung-Seung
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제16권4호
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    • pp.610-614
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    • 2007
  • Dynamic rheological properties of honeys with invert sugar at different mixing ratios of honey and invert sugar (10/0, 812, and 6/4 ratios) were evaluated at various low temperatures (-15, -10, -5, and $0^{\circ}C$) using a controlled stress rheometer for small-deformation oscillatory measurements. Honey-invert sugar mixtures displayed a liquid-like behavior, with loss modulus (G") predominating over storage modulus (G') (G">>G'), showing the high dependence on frequency (${\omega}$). The magnitudes of G' and G" increased with a decrease in temperature while their predominant increases were noticed at -10 and $-15^{\circ}C$. The greater tan ${\delta}$ values were found at higher temperature and ratio of honey to invert sugar, indicating that the honey samples at subzero temperatures become more viscous with increased ratio of honey to invert sugar and temperature. The time-temperature superposition (TTS) principle was used to bring G" values at various temperatures together into a single master curve. The TTS principle was suitable for the honey samples in the liquid-like state. The progress of viscous property (G") was also described well by the Arrhenius equation with high determination coefficients ($R^2=0.99$). Dynamic rheological properties of honey samples seem to be greatly influenced by the addition of invert sugar.

전기유변 유체의 압착유동에 대한 동적 수치모사 (A Dynamic Simulation on the Squeezing Flow of ER Fluids)

  • 김도훈;주상현;안경현;이승종
    • 유변학
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    • 제11권2호
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    • pp.82-90
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    • 1999
  • 전기유변 유체(electorheological fluid)는 전기장이 가해지면 아주 짧은 시간에 유변 물성이 급격히 변하며 그 응답이 반복적으로 수행될 수 있는 유체이다. 전기유변 유체는 전기장의 세기에 따라 면찰 응력(shear stress)과 점도의 크기를 조절할 수 있고, 짧은 응답시간은 빠른 제어를 요하는 분야에 효과적으로 이용될 수 있지만, 낮은 항복 응력, 조업 온도 범위의 제한성, 전력 소비에 의한 열적 불안정성, 그 외에도 응집, 침전 등의 단점이 있다. 특히, 이 유체가 갖는 항복 응력의 크기와 그 성질은 실제 장치에 응용하는데 중요한 특성이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 면찰 유동(shear flow)이 아닌 압착 유동(squeezing flow)을 고려하게 되었고, 이 유동 하에서의 전기유변 유체의 거동을 이해하기 위해 본 연구에서는 전기유변 유체의 압착 유동에 대한 동적 수치모사를 수행하였다. 고립된 사슬 구조에 대한 수치모사를 통하여 사슬의 위치와 압착 속도를 변화 시키면서 이에 따른 수력학적 힘과 정전기적 힘의 효과를 예측하였으며, 이를 토대로 많은 사슬을 포함한 현탁액 모델에 대한 수치모사를 수행하였다. 그 결과 실험에서 관찰할 수 있는 수직 응력의 증가와 초기 항복 응력의 존재를 확인하였고, 수직 응력의 효과적인 제어는 수력학적 힘과 정전기적 힘 간의 최적화된 조건에서 얻어질 수 있음을 예측하였다. 이러한 수치모사의 개발을 통해 압착 유동을 이용한 전기유변 유체의 응용에 대한 이론적인 토대를 마련하였고, 향후 보다 깊은 이해를 위한 기반을 구축할 수 있었다.

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Foams for Aquifer Remediation: Two Flow Regimes and Its Implication to Diversion Process

  • Kam, Seung-Ihl;Jonggeun Choe
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권1호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • 다공성 매질내의 거품(foam)은 가스상의 이동성을 감소시키는 특성을 가진다. 이러한 성질은 석유산업에서 중력으로 인한 유체유동을 방지하거나 산(acid)을 이용하여 유정(wellbore) 근처 유체투과율이 낮은 지층을 처리하는데도 사용될 뿐만 아니라, 지하 대수층의 오염물 회수율을 높이는 데도 사용된다. 최근의 연구결과를 통하여 다공성 매질 내 거품의 유동은 유동영역(flow regime)에 의하여 크게 영향을 받는다는 사실을 규명하였다. 이 논문은 실험자료와 수치해석기법을 이용하여, 지하 오염물질 정화를 위한 거품 유동분할 작업의 타당성에 관한 연구이다. 두 종류의 유체 투과율(k=9.1과 30.4 darcy)을 가지고 실험한 결과, 대수층 조건과 비슷한 실험환경에서도 정상상태의 거품은 유동영역에 따라 다른 성질을 보인다는 사실을 알 수 있었다. 거품의 질이 낮은 영역(low-quality regime)에 있는 거품은 shear thinning 거동을 보이며 고질영역(high-quality regime)에 있는 거품은 Newtonian 거동과 유사하였다. 이상의 실험 결과를 유체투과율이 서로 다른 두 지층에 대하여 거품의 유동분할을 예측하기 위하여 간단한 수치해석 모델을 개발하였다. 수치해석의 결과로부터 고질영역에 있는 거품은 유동분할 양상을 보였지만 저질영역에 있는 거품은 그렇지 않았다. 민감도 분석의 결과 고질영역에서의 유동분할은 각 지층들의 한계 모세관압, 즉 거품이 생성되고 유지되기 위한 최소 모세관압에 의해 좌우된다는 사실을 확인하였다.

한국형 찐빵 제조에 적합한 시판 밀가루 품질 밑 적정 제빵 조건 (Commercial Wheat Flour Quality and Bread Making Conditions for Korean-style Steamed Bread)

  • 김창순;황철명;송양순;김혁일;정동진;한재홍
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.1120-1128
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    • 2001
  • 한국형 찐빵 품질에 적합한 시중 밀가루 품질과 발효 시간 (0~60분) 및 첨가 재료(베이킹파우더, 쇼트닝)가 찐빵 품질에 미치는 효과를 조사하고자 박력분(LF), 중력분(MF), 강력 분(HF)과. 박력분과 강력분(HLF) 혹은 박력분과 중력분 (HMF)을 각각 동량 혼합한 것을 포함한 5종의 밀가루를 사용하여 밀가루 반죽 물성과 빵 품질을 비교하였다. 사용된 밀가루의 단백질 함량은 8.17.~12.52%, 회분은 0.38 ~ 0.41% 범위에 있으며 찐빵은 오븐에서 굽는 roll bread와는 다르게 1차 발효 과정을 생략한 제조 조건에서 찐빵 품질이 가장 우수하였고, 찐빵 제조에 요구되는 밀가루는 반죽 강도가 강한 강력분에 가까운 밀가루보다 단백질 함량이 9.5 ~ 10.9%, 범위의 반죽 강도가 중간 정도인 시중 밀가루가 찐빵 제조에 적합하였다. 찐빵 제조에 베이킹파우더 1.0~1.5%, 쇼트닝 5 ~ 7% 첨가로 빵 부피, 빵 모양, bread score, 조직감 등이 향상되었다. 전반적인 기호도가 가장 높았던 찐빵은 강력분과 박력분을 동량 혼합한 혼합분(단백질 10.53%)으로 만든 것으로 빵 껍질이 매끄럽고, 광택이 있고 희었으며, 촉감은 촉촉하고 부드러웠다. 시중 밀가루 품질과 빵 품질과의 상관성은 ro11 bread와 찐빵에서 다르게 나타났는데 roll bread의 빵 부피나 total bread score는 단백질 함량과 farinograph 반죽 물성이 모두 관련이 있었으나 찐빵의 경우 단백질 함량은 빵 부피에 영향을 미치지 않았고 새심 bread score는 단백질 보다 반죽 안정도와 상관성이 더 높았으며 빵 표면 특성은 반죽 형성 시간과 호화 점도에 의해 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

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플라이애시 품질이 시멘트 페이스트 레올로지 특성에 미치는 영향 (Influence of Fly Ash Quality on Rheological Properties of Cement Paste)

  • 백병훈;한동엽
    • 한국건축시공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.183-189
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    • 2017
  • 플라이애시는 시멘트 계열 재료의 혼화재료로서 널리 사용되고 있는 재료이다. 다만, 플라이애시는 화력발전소의 석탄재를 포집하여 정제과정을 거친 재료로서 정제과정의 에너지 소모 및 유통과정에서의 품질 확보가 중요하다. 이에 본 연구에서는 플라이애시 생산과정 중 발생하는 세 가지 종류의 다른 품질의 석탄재를 대상으로 각각의 입자조건과 시멘트 페이스트 상태에서 레올로지 거동을 평가하였다. 실험결과 리젝트 애시는 작은 석탄재 입자가 응집되어 굳어진 다공질의 큰 입자로 구성되어 있었고, 그러한 이유로 시멘트 페이스트에 포함될 경우 공기량이 높게 측정되는 경향이 나타났다. 유동성 측면에서는 석탄재가 치환되는 경우 유동성이 증진되는 양상을 보였으며 특히 점도 측면에서는 입자조건에 따라 점도를 조정할 수도 있었다.

Relationship Between Morphology and Itaconic Acid Production by Aspergillus terreus

  • Gao, Qian;Liu, Jie;Liu, Liming
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제24권2호
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    • pp.168-176
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    • 2014
  • The morphology of filamentous fungi closely correlates with the productivity in submerged culture. Using itaconic acid (IA) production by Aspergillus terreus as a research model, the quantitative relationship between the growth form of A. terreus and IA production was investigated. IA fermentation was scaled up from shake flasks to a 7 L stirred tank bioreactor based on the quantitative relationship. Our results demonstrated the following: (1) Three morphologies of A. terreus were formed by changing the inoculum level and shape of the flask. (2) Investigation of the effects of the three morphologies on broth rheology and IA production revealed the higher yield of IA on dry cell weight (DCW, IA/DCW) and yield of glucose on DCW (consumed glucose/DCW) were achieved during clump growth of A. terreus. (3) By varying the $KH_2PO_4$ concentration and culture temperature, the relationships between clump diameter and IA production were established, demonstrating that the yield of IA on DCW ($R^2$ = 0.9809) and yield of glucose on DCW ($R^2$ = 0.9421) were closely correlated with clump diameter. The optimum clump diameter range for higher IA production was 0.40-0.50 mm. (4) When the clump diameter was controlled at 0.45 mm by manipulating the mechanical stress in a 7 L fermentor, the yield of IA on DCW and yield of glucose on DCW were increased by 25.1% and 16.3%, respectively. The results presented in this study provide a potential approach for further enhancement of metabolite production by filamentous fungi.

라텍스의 혼합비율이 도공지 품질에 미치는 영향 (Effect of Mixing Ratio of Amphoteric and Anionic Latices on Print Quality of Coated Papers)

  • 강태근;박규재;이용규
    • 펄프종이기술
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    • 제31권1호
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    • pp.72-79
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    • 1999
  • The binder plays important roles in determining the quality of pigment coating. In addition to its primary role of binding the pigment to the base paper, the binder performs several other important functions. The binder, also referred to as the adhesive, is the dominant in the aqueous phase of the formulation. Thus it plays a major role in determining viscosity, rheology, water release, and setting time for the coating. Latices based on styrene-butadiene dominate the market for synthetic paper coating binders. Consumption is high and is expected to increase further due to the present tendeyncy toward high-solids coating. The purpose of this study is understanding the impact of various parameters of latex(i.e. Tg, Particle size) affecting prontabilities and optical properties of the coated papers, as well as providing basic information on the use of amphoteric latex for improving print qualities of coated papers. Recently, amphoteric latices, Which are cationic at low pH's but turn anionic at high pH's have attracted interests of paper scientists and engineers. Therefore we investigated the effect of the Tg(glass transition temperature) and particle size of amphoteric latex on the coating qualities. We also studied the effect of mixing ratios (Amphoteric / Anionic)of latex on the coating qualities. Our results showed that Tg and particle size of amphoteric latex have to be controlled for optimizing coated paper qualities. The formulation consisting of 10 parts of amphoteric latex and 5 parts of anionic latex gave best results in ink receptivity, smoothness, air permeability, opacity and sheet gloss. If the results hold for the industrial paper coatings, the amount of expensive amphoteric latex can be reduced while achieving best available printing quality.

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Rheological Evaluation of Petroleum Jelly as a Base Material in Ointment and Cream Formulations : Linear Viscoelastic Behavior

  • Park, Eun-Kyoung;Song, Ki-Won
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제41권3호
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    • pp.161-171
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    • 2011
  • The objective of the present study is to systematically characterize a linear viscoelastic behavior of petroleum jelly in small amplitude oscillatory shear flow fields correspondent to the rheological ground state. With this aim, using a strain-controlled rheometer, the dynamic viscoelastic properties of commercially available petroleum jelly have been measured at $37^{\circ}C$ (body temperature) over a wide range of angular frequencies at an extremely small strain amplitude of 0.1 %. In this article, the linear viscoelastic behavior was reported in detail and then explained from a structural view-point of petroleum jelly and discussed in depth with respect to the consumer's requirements. Main findings obtained from this study can be summarized as follows : (1) The storage modulus is always greater than the loss modulus over an entire range of angular frequencies studied, meaning that the linear viscoelastic behavior of petroleum jelly is dominated by an elastic nature rather than a viscous nature. (2) Petroleum jelly shows a desirable linear viscoelastic behavior with respect to the consumer's requirements because it is undesirable for the product to flow down from the skin at an initial stage upon contact with the human skin. (3) A fractional derivative model shows an excellent applicability to describe a linear viscoelastic behavior of petroleum jelly. However, this model should be used with a special caution because there exists no physical meaning for the model parameters. (4) A modified form of the Cox-Merz rule gives a good ability to predict the relationship between steady shear flow properties (nonlinear behavior) and dynamic viscoelastic properties (linear behavior) for petroleum jelly.

나프탈렌술폰산축합물과 폴리카르본산계 혼화제가 첨가된 시멘트 페이스트의 유동성 유지에 관한 연구 (A Study on the Fluidity Retention of Cement Paste Added by Naphthalene Sulfonated Condensate and Polycarboxylic Acid Admixture)

  • 노재성;홍성수;김도수
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권5호
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    • pp.189-199
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    • 1995
  • 나프탈렌술폰산 축합물( NSF) 은 시멘트 콘크리트용 고유동화제로 널리 사용되어 왔으나 경시에 따른 슬럼프 손실이 크다는 단점을 가지고 있다. NSF의 단독사용에 따른 이러한 단점을 보완하고자 유동성 유지의 서방성 기능을 지닌 무수말레인산-아크릴산의 폴리카르본산계 공중합체( MA)를 합성하였다. 합성한 MA를 NSF와 일정비율로 혼합하고 시멘트 페이스트에 적용하여 유동성 및 경시에 다른 유동성 유지성능과 유변학적 거동, 재령별 몰탈의 압축강도를 측정하여 물성에 미치는 영향을 살펴보았다. NSF에 MA를 각각 10,20 wt%씩 첨가한 NM-2가 우수한 유동성 및 유지성능을 보였으며, 유변학적 특성에서도 경과시간에 따른 전단응력 및 점도의 증가현상이 NSF단독 첨가에 비하여 지연됨으로써 시멘트 페이스트의 급격한 슬럼프 손실이 억제됨을 보여주었다. 또한 이러한 특성들은 혼화제의 투입량 및 물-시멘트비( W/C) 의 증감에 의해서도 영향을 받고 있다.