• Food Science and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.330-335
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• 2009

The principal objective of this study was to investigate changes in ice dendrite size during the freezing of tuna, in order to formulate a mathematical model of ice dendrite size. The tuna was frozen via a uni-directional heat transfer. Thermogram analysis allowed us to determine the position of the freezing front versus time, which is referred to as the freezing front rate. The morphology of the ice dendrites was assessed via scanning electron microscopy after freeze-drying, and the retained pore size was measured as ice dendrites. We noted that the mean size of ice dendrites increased with the distance to the cooling plate; however, it decreased with reductions in the cooling rate and the cooling temperature. In addition, shorter durations of the freeze-drying process decreased the freezing front rate, resulting in a larger size of the ice dendrite pores that operate as water vapor sublimation channels. According to our results, we could derive a linear regression as an empirical mathematical model equation between the ice dendrite size and the inverse of the freezing front rate.

• 한국축산식품학회지
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• 제28권3호
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• pp.312-318
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• 2008

The objective of this study was to investigate the changes in ice dendrite size during freezing process in gelatin matrix as a model food system in order to provide mathematical relation between freezing condition and ice dendrite size. Gelatin gel as a model matrix was frozen in unidirectional Neumann's type of heat transfer. The thermograms' analysis allowed to determine the freezing temperature of the sample, the position of the freezing front versus time, and thus, freezing front rate. The morphology of ice dendrites was observed by scanning electron microscopy after freeze-drying. We observed that the means size of ice dendrite increased with the distance to the cooling plate; however, it decreased with the cooling rate and the cooling temperature. In addition, the shorter durations of the freeze-drying process was shorter decreeing the decreased the freezing front rate, resulted in their resulting in a larger pore size of the ice dendrite pores for the sublimation channel of that operate as water vapor sublimation channels. From these results, we could derive a linear regression as an empirical mathematical model equation between the ice dendrite size and the inverse of freezing front rate.

• 한국식품영양과학회지
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• 제21권2호
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• pp.213-218
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• 1992

식품의 동결중에 생성되는 빙결정의 크기에 미치는 동결조건의 영향을 조사하고 그 관계를 정량적으로 평가함과 아울러 동결조건과 빙결정 분산구조와의 관계를 이론해석에 의해 조사한 결과, 1. 동결이동속도 u는 생성빙결정의 평균경 d$_{p}$와 u .d$_{p}$/D~constant의 관계에 있음을 간단한 차원해석에 의해 예측이 가능하였다. 2. 2% 한천 겔, 5%한천 겔, 20% 젤라틴 겔, 돈육의 순서로 동결점에 도달하는 시간이 빨라지며 동결시간 및 최대빙결품 생성대의 통과시간은 냉매온도와 선형적인 관계를 나타내었다. 3. 대두 단백질 겔중에 생성되는 빙결정의 평균경 d$_{p}$와 동결계면 이동속도 u 는 반비례 관계를 나타내었으며, 이로부터 구해진 u .d$_{p}$의 값은 3.4$\times$$10^{-6}$ $\textrm{cm}^2$/sec로 예측 이론식이 유효한 것으로 사료되었다. 4. 동결보존중의 대두 단백질 겔 내부에 생성된 빙결정의 성장에 미치는 보존온도의 영향을 조사한 결과, 양자가 빙결정의 성장에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 5. 동결조건과 동결계면구조와의 사이에 Moving velocity of freezing front= (Mass transfer rate of water at freezing front)$\times$ (Surface area of freezing front) 의 관계를 나타내었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권1호
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• pp.114-120
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• 2020

In this study, the process of freezing around two consecutively arranged channel tubes used for evaporator heat exchange was numerically investigated. Numerical results confirmed that the vortex occurred between the front channel and the rear channel and also that the vortex occurred due to the rapid change of the channel at the rear of the rear channel. These vortices were found to play a role in reducing the ice layer to some extent by the growth of the ice layer at the front and rear of the channel tube. The freezing layer showed a tendency to gradually increase as it passed through the channel pipe. As the wall temperature in the channel pipe decreased, the thickness of the freezing layer increased. As the flow rate of water slowed, the thickness of the freezing layer became thicker. In particular, in the case of a slow flow rate of 0.03 m/s, the freezing layers of the front channel pipe and the rear channel pipe were connected to each other. The narrower the channel, the thinner the freezing layer was in both the front and rear channel tubes. It is found that these thin freezing layers are caused by the low thickness of the temperature boundary layer formed around the channel tube.

• 설비공학논문집
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• 제3권5호
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• pp.386-394
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• 1991

Freezing of saturated porous media contained in a rectangular cavity has been studied experimentally. Water and different diameter glass beads consitituted the liquid and porous media. Solidification front shape, the effects of bead diameter and initial liquid temperature was investigated. When the hot wall temperature was below $4^{\circ}C$, the freezing rate was higher at the top than at the bottom due to the density inversion, but with increasing the hot wall temperature the freezing rate at the top was effected by the liquid temperature and was lower than at the bottom. With increasing the bead diameter, the difference of freezing rate between top and bottom was increased and depends on thermal conductivity. When the liquid temperature was low in the beginning, the freezing rate was high, but with increasing the time almost the same with those of high temperature liquid.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.297-306
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• 1999

본 연구에서는 우란바톨(Ulanbator)에서 북경(Beijing)사이의 지역에서 샘플링한 응회암 풍화토의 동상 특성을 규명하기 위해 상재하중 변화에 따른 동결점 저하를 중심으로 양단면 온도 일정$(상단 5^{\circ}C,\; 하단 5^{\circ}C)$의 동상실험 실시하였다. 본 실험을 통해, 빙편 성장에 따른 체적 팽창과 동결면으로의 수분이동을 확인하였다. 그리고 상재하중과 온도와의 관계식을 제안하였다. 상재하중이 증가함에 따라 동상속도는 비례적으로 감소하였고 빙편발생온도의 절대치는 증가하였다. 또한 동결부분의 함수비가 미동결 부분보다 크게, 특히 동결부분에서도 빙정에 가까울수록 함수비는 증가하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권7호
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• pp.827-836
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• 2017

Freezing rain is a phenomenon when precipitation falls as a liquid rain drop, but freezes when it comes into contact with surfaces or objects. In this study, we investigated the predictability of freezing rain and its characteristics, which are strongly related with the occurrence of black ice using synoptic scale meteorological observation data. Two different cases occurred at 2012 were analyzed and in the presented cases, freezing rain often occurs in the low-level low pressure with the warm front. The warm front due to the lower cyclone make suitable environment in which snow falling from the upper layer can change into supercooled water. The $0^{\circ}C$ temperature line to generate supercooling water is located at an altitude of 850 hPa in the vertical temperature distribution. And the ground temperature remained below zero, as is commonly known as a condition for black ice formation. It is confirmed that the formation rate of freezing rain is higher when the thickness after 1000-850 hPa is 1290-1310 m and the thickness of 850-700 hPa layer is larger than 1540 m in both cases. It can also be used to predict and estimate the generation of freezing rain by detecting and analyzing bright bands in radar observation.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권2호
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• pp.129-135
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• 2013

동결농축폐수처리의 기술은 열역학적 효율이 높고 에너지 소비량이 작아 중소규모로 적합하며, 용수 재활용과 융해열의 냉열 재이용이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 폐수 처리효율이 높은 동결농축폐수처리장치의 개발을 위해 수직원관 형태의 제빙관을 대상으로 염화나트륨수용액을 이용한 기초 실험을 통해 냉각면 온도, 기포 분사 방법에 따른 분리 성능을 확인 후 대표적 중금속인 Pb, Cr 수용액을 대상으로 냉각면 온도, 기포 직접 분사, 과냉각을 방지하기 위한 용질을 포함하지 않은 초기 빙층 두께의 영향에 따른 중금속 분리 성능을 실험 통해 확인하였다. 실험결과 두 수용액에서 모두 냉각면의 온도가 낮을수록 동결층의 성장속도가 빨라지고 용질의 분리효율이 저하되었다. 기포를 분사하는 방법 중에는 환모양의 노즐을 통해 동결계면에 직접 분사하는 방법이 원통벽면을 통해 간접 분사하는 것 보다 분리효율이 높게 나타났으며, 초기 빙층의 두께에 따른 실험에서는 1mm 보다는 5mm의 두께에서 분리효율이 더 우수한 것으로 나타났다.

• 벤처혁신연구
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• 제5권2호
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• pp.85-99
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• 2022

시판되고 있는 실험용 및 산업용 건조기는 일반 드라이오븐, 열풍 순환 건조기, 진공건조기, 동결건조기 등으로 구분되고 기능, 크기 및 용량 등에 따라 그 종류도 다양하다. 그러나 제품의 품질 제어 및 성능 개선을 위해 중요한 요소인 수분측정이 적용되지 않아 현재는 건조 종료 후 임의로 중량을 칭량하기 때문에 매우 수동적이다. 일반적으로 수분을 측정하기 위한 방법은 직접적인 측정법과 간접적인 측정법으로 구분되고 수분 분리 전.후의 질량 또는 부피 변화와 같은 직접적인 측정법이 주로 이용된다. 상대적으로 열전도도, 마이크로파 등과 같은 간접적인 측정법은 측정 장비를 활용하기 때문에 적용이 제한적이다. 본 연구에서는 오픈소스 기반의 아두이노를 이용하여 비교적 손쉽게 수분측정 시스템을 설계하여 외부 환경요인에 영향 받지 않고 수분 변화량 및 무게 변화를 실시간으로 모니터링 하였다. 구체적으로 수분 민감도 물질 및 식품 건조에 적합한 60℃와 80℃에서 작동할 수 있는 온.습도 및 로드셀 측정 센서를 건조기 내부에 패키징하여 각종 변화량을 측정하였다. 또한 바나나, 배, 톱밥의 유기 시료를 이용한 반복적인 실험을 통해서도 건조시간 및 온도에 따른 증발율 변화와 로드셀 측정값에 있어 안정적인 응답특성을 나타냄으로써 성능 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 온.습도 범위의 확대와 CFD(Computational Fluid Dynamics) 프로그램과의 비교 분석을 통해 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.