• 제목/요약/키워드: extruder

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Mg-5Bi-3Al 마그네슘 고속 압출재의 미세조직과 고주기피로 특성 (Microstructure and High-Cycle Fatigue Properties of High-Speed-Extruded Mg-5Bi-3Al Alloy)

  • 차재원;진상철;박성혁
    • 소성∙가공
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    • 제31권5호
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    • pp.253-260
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    • 2022
  • In this study, the microstructural characteristics of a high-speed-extruded Mg-5Bi-3Al (BA53) alloy and its tensile, compressive, and high-cycle fatigue properties are investigated. The BA53 alloy is successfully extruded at a die-exit speed of 16.6 m/min without any hot cracking using a large-scale extruder for mass production. The homogenized BA53 billet has a large grain size of ~900 ㎛ and it contains fine and coarse Mg3Bi2 particles. The extruded BA53 alloy has a fully recrystallized microstructure with an average grain size of 33.8 ㎛ owing to the occurrence of complete dynamic recrystallization during high-speed extrusion. In addition, the extruded BA53 alloy contains numerous fine lath-type Mg3Bi2 particles, which are formed through static precipitation during air cooling after exiting the extrusion die. The extruded BA53 alloy has a high tensile yield strength of 175.1 MPa and ultimate tensile strength of 244.4 MPa, which are mainly attributed to the relative fine grain size and numerous fine particles. The compressive yield strength (93.4 MPa) of the extruded BA53 alloy is lower than its tensile yield strength, resulting in a tension-compression yield asymmetry of 0.53. High-cycle fatigue test results reveal that the extruded BA53 alloy has a fatigue strength of 110 MPa and fatigue cracks initiate at the surface of fatigue test specimens, indicating that the Mg3Bi2 particles do not act as fatigue crack initiation sites. Furthermore, the extruded BA53 alloy exhibits a higher fatigue ratio of 0.45 than other commercial extruded Mg-Al-Zn-based alloys.

편백나무 목분을 첨가한 합성목재 패널의 제조 및 특성 평가 (Preparation and Characterizations of Wood Plastic Composite Panel Fabricated with Chamaecyparis obtusa Wood Flour)

  • 김수종
    • 융합정보논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.126-132
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    • 2022
  • 데크재, 산책로 등 옥외용도로 대부분 사용되고 있는 합성목재(Wood Plastic Compound;WPC)를 실내 용도의 건축용 내장재로 사용하기 위하여, 항균성, 총 휘발성 유기화합물 배출량(TVOC), 난연성 등이 개선된 WPC 패널을 제조하였다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 편백나무 목분(Chamacyparis obtusa wood flour), 항균제 및 난연제 등의 첨가제를 혼합한 후 압출 성형하여 합성목재(Wood Plastic Composite) 컴파운드 펠렛을 제조하였다. 이 WPC 컴파운드 펠렛을 이축압출기를 사용하여 제조한 합성목재 패널(303mm×606mm×10mm)은 우수한 항균 및 항진균 특성을 나타냈다. 또한 패널의 총 휘발성 유기화합물 배출량(TVOC)은 0.062mg/m2·h 였으며, KS F 2271의 난연성 2등급 표준을 달성하였다.

내가수분해성이 향상 된 PBAT의 컴파운드 필름 및 이의 응용 (PBAT Compound Films with Improved Hydrolysis Resistance and its Application)

  • 심재호;심재훈
    • 문화기술의 융합
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    • 제8권5호
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    • pp.553-559
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    • 2022
  • 필름의 멀칭 기술은 토양 표면을 덮어 토양 온도와 수분을 조절하고, 잡초를 억제하는 기능에 사용된다. 본 연구에서는 생분해성 멀칭필름의 내가수분해성 및 기계적 물성을 향상시키기 위하여 PBAT(Poly Butylene Adipate-co-Terephthalate)와 PLA(Poly Lactic Acid)를 이축 압출기를 사용하여 개질한 후, 필름의 물성과 생분해 특성을 조사하였다. 멀칭필름을 토양에 매립 후 기간별 필름의 중량감소를 확인하였고, 건답에서 벼농사용 멀칭 후 식물의 성장을 관찰하였다. 내가수분해성이 향상된 멀칭 필름은 작물의 성장에 우수한 특성을 나타냈으며, 생분해되는 멀칭 필름은 환경 친화적이고 효율적이며, 지속가능한 농업관행을 위한 새로운 대안으로써의 가능성을 제공 할 수 있다.

압출조리를 이용한 쌀 이유식 제조에서 아밀라제 첨가가 물성변화에 미치는 효과 (Studies on the Effects of Amylase Addition to Rice Extrusion on the Rheological Properties of the Extrudate for Weaning Food Base)

  • 이강권;김지용;이철호
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.670-678
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    • 1994
  • 압출조리 공법에 의한 한국형 쌀 이유식 제조에서 아밀라제 첨가가 압출미분의 물성 변화에 미치는 영향을알아보았다. 압출조리기의 스크류 회전수는 200 rpm, 원료의 사입속도는 180 g/min로 고정하여 작동하였다. 원료 쌀가루의 수분함량은 18, 23, 28%로 가수하였고 첨가된 아밀라제는 Bacillus licheniformis 로부터 분리한 Termaamyl 120LS(NOVO사), Bacillus amylolichuefaciens 로부터 분리한 BAN 240L(NOVO사) 및 맥아분말이다. 아밀라제 첨가에 의해 압출미분의 수용성지수는 3배 까지 중가했고, 환원당 생성량은 원료의 수분함량에 크게 영향을 받아 28% 수분함량에서 급격히 증가하여 수용성지수와는 다른 경향을 나타내었다. 겔 루파크로 마토그래피에 의한 분자량적 구조 변화 측정 결과 아밀라제 첨가에 의해 고분자 획분이 싱당히 감소했으며 상대적으로 저분자 획분이 증가함을 알 수 있었다. 아밀라제의 잔존활성은 아밀라제 종류에 따라 다르며 가장 내열성인 Termamyl 120LS의 경우 용융부위 온도 $140^{\circ}C$에서 27%까지 감소하였다. 침전법에 의한 분산특성은아밀라제 작용에 의해 수용성 물질이 중가함에 따라 침전충의 감소를 나타내었으나 처러온도가 $140^{\circ}C$로 중가하면 침전충의 높이는 종가하였다. 겉보기 점도는 아밀라제 첨가에 의해 무처리 압출미분의 $1/4{\sim}1/200$로감소하였다. 시판 이유식외 권장농도에서의 점도와 같은 점도 수준에 도달하기 위해서는 원료의 수분함량(18, 23, 28%), 아밀라제 종류 및 첨가량, 계량부위 온도에 따른 각 작동조건의 압출미분을 최고 1.8배의 양을 사용할 수 있었다. 이상에서 살펴본 바와 같이 원료 쌀가루에 첨가된 아밀라제가 압출조리기내를 통과하떤서 쌀가루의 가수분해를 일으켜 환원당 등 수웅성 물질이 중가하고 분산특성이 좋아지며 점도가 낮아지고 결국 이유식의 열량밀도를 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

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Effects of Sodium Sulfite and Extrusion on the Nutritional Value of Soybean Products for Nursery Pigs

  • Burnham, L.L.;Kim, I.H.;Kang, J.O.;Rhee, H.W.;Hancock, J.D.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권11호
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    • pp.1584-1592
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    • 2000
  • Three hundred nursery pigs were used in two growth assays (avg initial BW of 6.5 and 6.0 kg, respectively) to determine the effects of sodium sulfite ($Na_2SO_3$) as an extrusion aid for soy products used in diets for weanling pigs. In Exp. 1, treatments were arranged as $3{\times}2$ factorial with main effects of soy product [soybean meal (SBM), extruded SBM, and dry-extruded whole soybeans (DEWS)] and concentration of $Na_2SO_3$ (0 and 10 g/kg of soy product). The extruded SBM and DEWS treatments were processed in a dry extruder ($Insta-Pro^{(R)} $, Triple F Nutrition, Des Moines, IA) with barrel temperatures and throughputs of $169^{\circ}C$ and 578 kg/h, and $147^{\circ}C$ and 598 kg/h, respectively. All diets were formulated to 3.5 Mcal/kg DE, with 0.92% lysine for d 0 to 14, and 0.76% lysine for d 14 to 28. For d 0 to 14, there was a tendency for pigs fed diets with $Na_2SO_3$ to have greater ADG (p<0.08), and pigs fed SBM to have greater ADFI (p<0.02), thus pigs fed the extruded soy products has 15% greater gain/feed than those fed SBM (p<0.007). For d 14 to 28, there were no differences in ADG or gain/feed among pigs fed diets with SBM and those fed diets with the extruded soy products (p>0.15). However, pigs fed DEWS had greater ADG than pigs fed extruded SBM, and pigs fed $Na_2SO_3$ had greater ADG and ADFI compared to those not fed $Na_2SO_3$ (p<0.02 and 0.08, respectively). The positive response in ADG and gain/feed to the addition of $Na_2SO_3$ resulted with SBM and extruded SBM treatments, and not with DEWS (interaction effect, p<0.04). Overall (d 0 to 28), pigs fed DEWS had greater ADG (p<0.01) and gain/feed (p<0.08) than pigs fed extruded SBM. Also pigs fed diets with $Na_2SO_3$ had greater ADG, ADFI, and gain/feed compared to those fed diets without $Na_2SO_3$ (p<0.002, 0.04, and 0.04, respectively). Exp. 2 was designed as a $2{\times}3$ factorial with main effects of soy product (SBM and DEWS) and concentration of $Na_2SO_3$ (none, 7.5, and 15.0 g/kg of soy product). As in Exp. 1, all diets were formulated to 3.5 Mcal/kg DE, with 0.92% lysine for d 0 to 13, and 0.76% lysine for d 13 to 53. At a constant processing temperature (148 to $149^{\circ}C$, $Na_2SO_3$ increased throughput of the extruder (578, 595, and 602 kg/h for the 0, 7.5, and 15.0 g/kg additions, respectively). For d 0 to 13, treatment had no effect on ADG or ADFI, but gain/feed decreased for pigs fed SBM with increasing concentrations of $Na_2SO_3$, and increased for pigs fed DEWS with increasing concentrations of $Na_2SO_3$ (SBM vs DEWS sulfite quadratic interaction, p<0.03). For d 13 to 35, pigs fed DEWS had greater ADG (p<0.01) and gain/feed (p<0.001) than pigs fed SBM. Also, ADFI decreased and gain/feed increased with increasing concentrations of $Na_2SO_3$ (linear effects, p<0.04 and 0.01, respectively). Overall, pigs fed the diets with DEWS had greater ADG and gain/feed than pigs fed SBM (p<0.003 and 0.002, respectively), and $Na_2SO_3$ tended to decrease ADFI and increase gain/feed (linear effects, p<0.07 and 0.06, respectively). In conclusion, pigs fed DEWS had greater rate and efficiency of gain than pigs fed SBM. Also, adding $Na_2SO_3$ prior to extrusion increased yield and feed efficiency.

미역을 함유한 압출성형물의 이화학적 특성에 관한 연구 (A Study on the Physicochemical Properties of Extrudate Containing Sea Mustard by Single Extruder)

  • 도정룡;오상룡;김영명;김동수;조진호;문광덕;조길석;구재근
    • 한국수산과학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.13-26
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    • 1994
  • 본 연구에서는 우리나라의 연근해에서 생산되는 해조류를 이용하여 압출 성형물을 제조하기 위하여 단축스쿠류 압출성형기를 이용, corn grits에 미역 분말을 첨가하여 압출성형시켰을 때 일어나는 이화학적 특성변화를 반응표면 실험계획법에 의하여 분석하였다. 미역분말을 첨가한 corn grits압출성형물의 이화학적 측정치인 각 종속변수들간의 단순상관관계를 보면 밀도는 팽화율, 명암도, 파단강도는 수분용해 지수, 명암도, 수분흡수지수는 수분용해도지수에서 유의차를 나타내었다. 독립변수인 수분함량($15{\sim}21\%$), 미역분말함량($10{\sim}30\%$) 및 토출구온도($95{\sim}115^{\circ}C$)의 주어진 범위에서 각 종속변수인 이화학적 특성에 대한 영향을 3차원 반응표면 회귀분석을 하였을 때, 팽화율은 수분함량이 감소하고 토출구 온도가 증가할 때 증가하였으며, 밀도는 수분함량과 미역분말함량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 파단강도는 수분함량과 미역분말함량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 파단강도는 수분함량이 증가함에 따라 증가하는 반면, 미역분말함량에 따라서는 감소하는 경향이었다. 수분용해도지수는 수분함량이 증가할수록 증가하는 경향으로 나타났고, 명암도는 대체로 미역함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여주었다.

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압출쌀가루의 이화학적 특성 및 밀가루 대체 쿠키 특성 (Physicohemical Properties of Extruded Rice Flours and a Wheat Flour Substitute for Cookie Application)

  • 위경진;이인애;강태영;민주홍;강위수;고상훈
    • 산업식품공학
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    • 제15권4호
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    • pp.404-412
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    • 2011
  • 쌀가루를 온도와 수분함량을 조절하여 압출 한 쌀가루의 특성과 밀가루와 7:3의 비율로 혼합된 쿠키의 품질을 경도,색도, 관능평가를 실시하여 쿠키에 적용가능성을 확인하였다. 압출 쌀가루는 호화가 이루어져 $\alpha$ 화 되었으며 압출온도가 100$^{\circ}C$에서 130$^{\circ}C$로 증가할수록 점도가 급격하게 감소되었으며 수분함량이 25%에서 27%로 증가할수록 점도 가 다소 감소되는 것을 확인하였다. 압출쌀가루의 수분흡수력, 수분용해도, 팽윤력은 대체적으로 높게 측정되었으며 30$^{\circ}C$와 80$^{\circ}C$에서 수분용해도와 팽윤력은 생쌀가루에 비해 높게 측정되었으나 80$^{\circ}C$에서는 130$^{\circ}C$ 압출쌀가루는 생쌀가루와 비슷하였다. 압출 공정 온도가 증가할수록 수분용해도는 급격하게 증가하였다. 밀가루와 각 압출쌀가루가 혼합된 쿠키는 밀가루 쿠키와 비교하여 경도가 높았으며 퍼짐성지수는 낮았다. 100$^{\circ}C$ 압출쌀가루가 첨가된 쿠키는 색이 짙었으며 130$^{\circ}C$ 압출쌀가루가 첨가된 쿠키는 밀가루와 비슷하였다. 압출쌀가루가 첨가된 쿠키는 관능 평가에서는 향기, 맛, 전체적인 기호도가 높았으며, 부드러운 정도는 비슷한 평가를 받았다. 압출쌀가루를 사용하여 밀가루 함량을 감소시키기 위한 연구를 실시한 결과, 압출쌀가루는 밀가루 함량을 줄여 사용할 때 가공적성문제점을 보완할 수 있었다. 또한 다양한 분야로 압출쌀가루 연구를 통해 쌀의 활용을 확대될 가능성이 있음을 확인하였다.

충격보강제로 강인화된 PLA와 cellulose ester 블렌드의 상용성 및 모폴로지, 열적, 기계적 특성에 관한 연구 (Study on miscibility, morphology, thermal and mechanical properties of elastomeric impact modifier reinforced Poly(lactide)/Cellulose ester blends)

  • 박준서;남병욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.4081-4086
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    • 2014
  • CAB는 광학적 특성이 우수한 생분해성 수지이나 취약한 가공성으로 인해 필름 어플리케이션에 제한되어 있다. 본 실험에서는 비교적 가공성이 우수한 폴리락틱산을 이용하여 CAB의 가공성을 향상시키고, 충격보강제 도입으로 기계적 물성을 보완하고자 하였다. 이전 실험에서 PLA/CAB binary 블렌드의 PLA75CAB25조성이 상용성을 보이는 것을 확인하였으므로 PLA75CAB25 조성에 한하여 충격보강 연구를 수행하였다. 이축압출기를 이용하여 충격보강제를 도입하고, $140^{\circ}C$(hopper)-$200^{\circ}C$(die)의 온도 범위에서 200rpm의 속도로 제조하였다. 충격보강제 도입에 따른 상용성을 평가하기 위해 DSC와 FE-SEM을 통해 유리전이온도 거동과 모폴로지를 관찰하였다. 또한 충격보강효과를 확인하기 위해 DMA와 Izod 충격강도 시험기를 이용하여 저장탄성률과 충격강도를 측정하였다. 충격보강제가 10wt%가 도입되었을 때 상용성이 가장 좋았으며, Izod 충격강도가 PLA75CAB25 조성에 비해 4배 이상 향상되었음을 확인하였다.

In-situ 중합방법에 따른 폴리카보네이트(PC)/그래핀 옥사이드(GO) 복합체의 GO 분산성 연구 (Study on GO Dispersion of PC/GO Composites according to In-situ Polymerization Method)

  • 이봄이;박주영;김연철
    • 공업화학
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    • 제26권3호
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    • pp.336-340
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    • 2015
  • 단량체로 디페닐카보네이트를 이용한 세 종류의 폴리카보네이트(PC)/그래핀 옥사이드(GO) 복합체, 즉 이축압출기를 이용한 PC/GO 복합체(PC/GO), 촉매를 이용한 in-situ PC/GO 복합체(PC/GO-cat.), 그리고 -COCl로 표면 처리된 GO-COCl을 이용한 in-situ PC/GO 복합체(PC/GO-COCl)를 용융중합을 통해 제조하였다. PC/GO 복합체의 합성은 $3000cm^{-1}$$1750cm^{-1}$ 근처에서 나타나는 C-H 그리고 C=O 신축진동 피크를 통해 확인하였다. DSC와 TGA 분석 결과에 따르면, PC/GO와 PC/GO-cat.과 비교할 때, PC/GO-COCl의 유리전이온도가 상대적으로 낮은 값을 나타내었고, PC/GO 복합체의 열안정성이 가장 우세함을 나타내었다. 저장탄성률(G')-손실탄성률(G") 그래프의 기울기는 고분자 용융체의 비균질성의 증가와 함께 감소하는 경향이 있어, GO 분산성을 확인하는데 사용될 수 있다. G'-G" 기울기 결과로부터 PC/GO와 PC/GO-cat. 복합체의 PC 매트릭스 내 GO 분산성이 양호함을 알 수 있고, 이는 원자력현미경 사진을 통해 재확인하였다. PC/GO-COCl의 경우 분산성이 열세한 이유 중 하나는 중합과정에서 -COCl에 의해 분지구조나 가교구조 등이 발생하여 GO의 분산을 방해하기 때문으로 해석할 수 있고, 이는 복합탄성률과 위상차(${\delta}$) 그래프로부터 확인할 수 있었다.

Effects of Extrusion Condition of Barley on the Growth and Nutrient Utilization in Growing Pigs

  • Piao, X.S.;Chae, B.J.;Kim, J.H.;Jin, J.;Cho, W.T.;Han, In K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제12권5호
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    • pp.783-787
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    • 1999
  • To study the effects of different extrusion conditions of barley on growth performance, nutrient digestibility and nutrient excretion in feces, a total of 150 growing pigs ($Landrace{\times}Duroc{\times}Large$ White; average 24.4 kg body weight) were allotted to five treatments, in a completely randomized block design. The experimental diets were based on corn-soybean and 30% of barley was included in each diet; barley was the only extruded ingredient. The treatments were 1) no extrusion (Control); 2) extrusion at $100^{\circ}C$ without preconditioning (ENLT); 3) extrusion at $150^{\circ}C$ without preconditioning (ENHT); 4) extrusion at $100^{\circ}C$ with preconditioning (ECLT); 5) extrusion at $150^{\circ}C$ with preconditioning (ECHT). Temperature in the barrel was controlled within ${\pm}5^{\circ}C$ by feed rate with the addition of water at the rate of $3{\ell}\;per\;min$. in the extruder for each treatment. For the 6 week experimental period, extrusion of barley improved the average daily gain (ADG) and digestibilities of dry matter, crude protein and gross energy in growing pigs. As compared to control, significant improvements in ADG (p<0.05) were shown in the groups of feeding extruded barley at high temperature (ENHT and ECHT). There were also significant differences in the digestibilities of DM, CP and P between extrusion temperatures. Barley extruded at high temperature gave better digestibilities of DM, CP and GE than barley extruded at low temperature. Extruded barley diet groups showed significantly (p<0.05) lower excretions of DM, nitrogen (N) and P per kg gain as compared to the ground barley group. DM, N and P excretion per kg gain were also significantly lower in pigs fed barley extruded at $150^{\circ}C$ than at $100^{\circ}C$. In conclusion, extrusion considerably improved the nutritive value of barley and it appeared that temperature is the most important variable.