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계산유체역학모형 CFD_NIMR_SNU를 이용한 국지적으로 가열된 산악지역의 상세 바람 흐름 모사 - 화왕산 산불 사례 - (Simulation of Detailed Wind Flow over a Locally Heated Mountain Area Using a Computational Fluid Dynamics Model, CFD_NIMR_SNU - a fire case at Mt. Hwawang -)

  • 구해정;최영진;김규랑;변재영
    • 한국농림기상학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.192-205
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    • 2009
  • 2009년 2월 9일 화왕산에서는 대보름 행사인 '억새 태우기'가 많은 사람들이 지켜보는 가운데 시작되었지만 예상하지 못한 강풍으로 산불로 확대되어 많은 인명피해가 발생하였다. 본 연구에서는 3차원 계산 유체역학 모형인 CFD_NIMR_SNU 모형을 이용하여 복잡한 산악지역에서 국지적 가열에 따른 바람장을 모사함으로써 이날 발생한 산악 화재의 특성을 분석하였다. 화재가 발생한 지역의 지표 온도는 가열이 없을 때, $300^{\circ}C$$600^{\circ}C$ 일 때의 3가지 가열 강도조건을 주어 모사하였다. 지표 가열은 화재 발생 지역 중앙에서 수직 바람장을 $0.7m\;s^{-1}(300^{\circ}C)$$1.1m\;s^{-1}(600^{\circ}C)$만큼 증가시켰다. 난류운동에너지는 화재의 열에너지 자체 및 열적 순환에 의해 증가된 운동에너지에 의해 증가하였다. 화재로 인한 열은 복잡한 지형과 강한 경계 바람 조건과 함께 화왕산의 예상하지 못한 난류와 강풍 조건을 유도하였다. CFD_NIMR_SNU 모형은 인명피해를 발생시킨 산불을 이해하는데 도움이 되는 귀중한 분석 자료를 제공하였다. 모사 결과에 따르면 화재 발생 지점은 풍상측의 높은 지형으로 인하여 화재 발생 직전까지는 바람이 거의 억제되었던 것으로 보인다. 이러한 바람의 억제는 화재 발생에 따른 뜨거운 공기의 상승과 강한 경계 바람 조건에 의해 쉽게 되돌려졌다. 즉, 강한 경계 바람과 화재로 인한 가열이 함께 작용하여 강한 난류가 만들어졌고, 여러 명의 사상자가 발생한 산악 화재로 확산되었던 것이다. CFD_NIMR_SNU 모형은 중규모 모형과의 결합을 통하여 좁은 영역의 화재로 인한 난류 예보를 생산하는 등 산불 예방을 위해 활용될 수 있을 것이다.

가열살균처리가 굴 보일드통조림의 품질특성에 미치는 영향 (Effects of High Temperature Sterilization on Qualities Characteristics of the Canned Boiled Oyster)

  • 공청식;윤재웅;오동훈;박준용;강진영;오광수
    • 농업생명과학연구
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    • 제43권6호
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    • pp.85-93
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    • 2009
  • 품질이 우수한 굴 보일드통조림을 제조하기 위한 기초 자료를 제시할 목적으로, 원료 굴을 자숙한 후 301-3관에 충전, 밀봉하여 $115^{\circ}C$에서 Fo값이 5~20분 되도록 가열살균처리를 하였다. 굴 보일드통조림의 수율은 79.2~83.7% 정도로 Fo값이 증가할수록 약간씩 감소하였다. 가열처리 중 시료 굴 보일드통조림의 pH는 별 변화를 보이지 않았고, 휘발성 염기질소 (VBN) 함량은 열처리 정도에 따라 상당량 증가하였다. 구성지방산은 열처리를 많이 받을수록 포화 및 모노엔산의 조성비는 약간씩 증가한 반면 폴리엔산은 약간씩 감소하였다. 유리아미노산류는 자숙시 수분이 유출됨에 따라 원료 굴의 1,533.5 mg%에서 1,140.8 mg%으로 상당량 감소하였으나, 이후 열처리가 진행될수록 약간씩 증가한 반면, Tau의 경우는 Fo값이 증가할수록 계속 감소하였다. Betaine은 생굴에 400.6 mg%으로 다량 함유되어 있었으며, 고온가열처리 중 상당량 감소하였다. 주요 무기이온성분은 고온가열처리 중 Fo값이 증가할수록 상당량 감소하여 Fo 20 시료의 경우 대부분 무기이온성분들이 생굴에 비해 1/3 정도 감소하였다. 조직감에서는 고온에서의 열처리로 인한 가압 및 수분의 유출로 인해 조직이 단단해지는 것으로 나타났다. 가열처리에 따른 관능적 특성의 변화에서 맛과 관능적 조직감은 가열처리 정도에 따른 차이가 없었으며, 종합평가면에서도 Fo 5~15 시료간에 5% 수준에서 유의적 차이가 없었다.

크릴을 원료로 한 식품가공용 중간소재(크릴페이스트) 가공에 관한 연구 (Processing of Intermediate Product(Krill Paste) Derived from Krill)

  • 이응호;차용준;오광수;구재근
    • 한국수산과학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.195-205
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    • 1985
  • 크릴을 보다 유효하게 식량으로 이용하기 위한 방안의 하나로, 크릴을 원료로 하여 식품가공용 중간소재, 즉 크릴페이스트(krill paste)를 제조하기 위한 가공조건, 중간소재로서의 이용법 및 저장안정성을 검토하고 아울러 제품의 화학성분을 분석하였다. 동결크릴을 쵸퍼 (chopper)로 마쇄하고 마쇄크릴양에 대하여 $25\%$에 해당하는 물을 첨가한 다음 교반 해동한 후 원심분리($1,500{\times}g$, 10min.)하여 액즙과 잔사를 분리하는 것이 좋았다. 이 액즙을 간접가열방식으로 $98^{\circ}C$, 20분간 가열한 다음 스폰지상의 열응고단백질을 여포로 여과하여 마쇄함으로써 크릴페스트를 얻을 수 있었고, 동결저장 중 크릴페이스트의 결착성증진, 지질산화 및 변색방지를 목적으로 크릴페이스트에 대해 중합인산염 $0.2\%$와 sodium erythorbate $0.3\%$를 첨가하여 이를 carton box에 충전포장하여 접촉식동결장치로써 급속동결($-35^{\circ}C$)시킨후 동결저장하였다. 이때 부산물로 얻어지는 진한 도색의 새우와 같은 방향을 갖고 있는 엑스분은 그대로 또는 농축하여 조미료나 수우프소재로, 잔사는 양어이료로서 이용할 수 있다는 결론을 얻었다. 이상의 조건하에서 제조된 크릴페이스트제품의 일반성분은 수분 $78\%$, 조단백질 $12.9\%$, 조지방 $5.9\%$였으며, 수은, 카드뮴, 아연, 납 및 구리 등의 유해성중금속함양은 각각 0.001ppm, 1.15ppm, 9.1ppm, 0.63ppm 및 11.38ppm으로 이 는 식품위생적으로 안전한 함량이었다. 크릴페이스트제품의 구성아미노산은 taurine, glutamic acid, aspartic acid, leucine, lysine 및 arginine등의 함량이 많아 전체아미노산의 $55\%$를 차지하였으며, 유리아미노산은 taurine, lysine, glycine, arginine, proline 등의 함량이 많아 전체유리아미노산의 $65\%$를 차지하였다. 또한 크릴케이스트제품의 지방산조성은 포화산이 $32.4\%$, monoene산이 $29.6\%$, polyene산이 $38.0\%$였으며, 주요 구성 지방산으로서는 eicosapentaenoic acid ($17.8\%$), oleic acid($16.9\%$), palmitic acid($15.3\%$), myristic acid ($8.7\%$) 그리고 docosahexaenoic acid($8.4\%$)의 함량이 많았다. 명태냉동고기풀로서 어육소시지를 가공할 때 제품 품질에 손색없이 크릴페이스트로서 명태냉동고기들을 $20{\sim}30\%$ 대체할 수 있었다. 또한 이때 식용색소를 사용하지 않아도 크릴페이스트의 색소만으로 어육소시지의 색깔을 유지시킬 수 있었다. 동결저장 중 크릴페이스트제품의 품질은 $-30^{\circ}C$에서 100일간 저장하여도 화학적, 미생물학적으로 안정하였고, 중합인산염 $0.2\%$와 sodium erythorbate를 $0.3\%$ 첨가함으로써 식품가공용 중간소재로서 제품의 기능성을 향상시킬 수 있었다. 그리고 지질산화 및 변색도 억제시킬 수 있었다. 크릴을 원료로 하여 식품가공용 중간소재로서 이용가치가 있고, 저장성도 좋은 크릴페이스트제품을 가공할 수 있다는 결론을 얻었다.

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Lignosulfonate처리 대두박의 반추위 내 미생물 발효특성에 미치는 영향 (Effects on the Rumen Microbial Fermentation Characteristics of Lignosulfonate Treated Soybean Meal)

  • 이훈정;이승헌;배귀석;박제환;장문백
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제52권5호
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    • pp.413-426
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    • 2010
  • 본 연구는 반추가축에 급여되는 사료원 중 종류별, 수준별 lignosulfonate 처리 대두박의 반추위 내 undegradable protein (UDP) 효율을 알아보기 위하여 실험 I 에서 전체 4종의 lignosulfonate (Desulfonated, Na, Ca, Solution)를 각각 수준별 (2, 4, 8%)로 처리하여 전체 12종의 lignosulfoanted soybeanmeal (LSBM)에 대한 반추위 내 미생물 발효 특성의 미치는 영향을 알아보기 위해 in vitro 시험이 실시되었다. 실험 H에서는 실험 I 에서 대두박의 단백질 보호 효과가 가장 높은 LSBM Na 2% 처리구와 LSBM Solution (LSBM Sol) 2% 처리구 그리고 열처리 LSBM (LSBM Heat) 2%를 이용하여 rumen simulation continuous culture (RSCC) system을 이용한 반추위 내 미생물 발효 특성에 대한 연구가 실시되었다. 시험 I in vitro 시험에서 모든 LSBM 처리구에서 전체 배양시간 평균 pH수준, gas 생성량, $NH_3$-N 농도, 건물소화율, VFA 생성량 그리고 ADF 소화율은 배양시간이 지남에 따라 대조구에 비해 낮은 결과를 나타내었다(p<0.05). 반추위 내 미생물단백질 합성량은 대조구가 LSMB 처리구 보다 통계적으로 높은 결과를 나타내었으며 (p<0.05), LSBM 수준이 증가할수록 반추위 내 미생물 단백질 합성량은 감소하는 경향을 나타내었다. UDP 함량은 대조구보다 LSBM 처리구에서 높은 결과를 나타내었으며(p<0.05), 특히 LSBM Sol 처리구는 대조구에 비해 각각 2%, 4% 그리고 8% 처리군에서 11.18%, 11.54% 그리고 29.11%의 UDP 함량이 증가 하였다. 시험 II는 RSCC system을 이용하여 반추위 내 미생물 발효특성에 대한 시험이 실시되었다. 시험사료는 대조구와 In vitro 시험 중 대조구와 UDP 효과가 높은 LSBM Na 2%, LSBM Sol 2% 그리고 LSBM Heat 2% 처리한 사료 4처리 4반복($4{\times}4$ Latin squire)에 의해 15일간 시험이 실시되었으며, 배양 마지막 3일 동안의 sample을 이용하여 분석을 실시하였다. 전체 배양 기간 중 모든 처리구에서 적응기간 동안 불규칙적인 반추위 미생물 발효 특성을 보였으나 배양 12일 이후 안정된 발효특성을 나타내었다. Sampling 기간 동안의 각 처리간의 평균 pH는 모든 LSBM 처리구에서 대조구보다 높았다(p<0.05). $NH_3$-N 함량, VFA 함량 그리고 반추위 내 미생물 단백질 합성량은 LSBM 처리구가 대조구에 비해 낮은 결과를 나타내었다(p<0.05). UDP 함량은 대조구, LSBM Heat 2%, LSBM Na 2% 그리고 LSBM Sol 2%에서 각 41.55, 43.49, 45.28 그리고 43.52%로 모든 LSBM 처리구가 대조구에 비해 유의하게 높은 경향을 나타내였다(p<0.05). 시험 I과 시험II에서 UDP 함량은 LSBM 처리구에서 lignosulfonate 처리 수준이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었고, 모든 LSBM 처리구는 대조구에 비해 높은 UDP 함량을 나타내었다. 이와 같은 결과는 사료원으로써 대두박에 대한 lignosulfonate 처리가 coating 작용과 열처리에 의한 물리 화학적 효과로 인하여 대두박의 단백질 분해율을 저해 시킨 것으로 사료된다. 그러나 LSBM 처리군 중 건물소화율과 반추위 내 미생물단백질 합성량은 LSBM 2% 처리구에서 가장 높은 결과를 나타내였다. 따라서, 반추가축 사료내 LSBM 첨가가 In vitro와 RSCC system을 이용한 반추위내 미생물발효 특성 시험에서 반추위 내에서 by-pass protein 함량을 증가시키는 결과를 나타내었으며, 추후 착유우를 이용한 LSBM 급여를 시험을 통하여 유단백질 증진효과에 대하여 추가적인 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

시판 소포장 보리쌀의 품위 평가 (Evaluation of External Quality of Polished Barley)

  • 배숙현;김홍식;정승근
    • 한국작물학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.124-133
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    • 2009
  • 시중에서 수집한 소포장 보리쌀의 외관과 품위를 평가하여 일반 소비자들을 위한 브랜드 보리쌀의 품질 등급 기준을 설정하는데 필요한 정보를 제공하고자 전국의 중대형 슈퍼마켓에서 2007년 6월$\sim$7월에 수집한 소포장 보리쌀 61점(쌀보리쌀 28점, 찰보리쌀 23점, 재래시장 보리쌀 10점)을 식물자원학과 유전육종학실험실에서 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 브랜드 보리쌀의 포장단위는 $200{\sim}1,000\;g$이었는데, 1,000 g 포장된 것이 56.8%였으며, 800 g 포장이 25.4%였는데, 찰보리쌀은 800 g 포장이 많았고, 쌀보리쌀은 $200{\sim}300\;g$의 작은 단위로 포장된 것도 있었다. 재래시장 보리쌀의 한 되 평균 중량은 1,159 g이었는데, $762{\sim}1,732\;g$의 범위로 차이가 컸다. 2. 보리쌀의 1,000립중은 평균 $20.1{\pm}2.51\;g$이었는데, 쌀보리쌀은 $18{\sim}28\;g$였고, 찰보리쌀은 $14{\sim}26\;g$이었으며, 쌀보리쌀은 $20{\sim}22\;g$이 39.2%이고, 찰보리쌀은 $18{\sim}20\;g$이 43.47%로 가장 많았다. 3. 보리쌀의 정립율은 쌀보리쌀이 평균 88.0%였고, 찰보리쌀은 평균 94.3%로 찰보리쌀의 정립율이 더 높았는데, 쌀보리쌀의 정립율이 현저히 낮은 것은 싸라기율이 높기 때문이었다. 재래시장 보리쌀의 정립율은 평균 69.7%로 브랜드 보리쌀에 비해 현저히 낮았다. 4. 브랜드 보리쌀의 용적중은 평균 $843\;g{\cdot}L^{-1}$였고, $805{\sim}917g{\cdot}L^{-1}$의 범위였는데, 가장 높은 것은 쌀보리쌀의 $917g{\cdot}L^{-1}$였고, 가장 낮은 것은 쌀보리쌀의 $805g{\cdot}L^{-1}$였으며, 변이계수로 보아 찰보리쌀의 용적중 변이가 더 컸다. 5. 브랜드 보리쌀의 수분함량은 평균 14.75%였는데, 찰보리쌀은 평균 16.2%로 수분함량이 높았고, 쌀보리쌀은 평균 13.75%로 찰보리쌀에 비하여 낮았다. 6. 쌀보리쌀의 길이는 평균 4.61 mm였고, 폭은 평균 3.05 mm였으며, 두께는 평균 2.12 mm였고, 찰보리쌀은 길이가 평균 4.44 mm였고, 폭은 평균 2.89 mm, 두께는 평균 2.06 mm로 쌀보리쌀이 찰보리쌀에 비하여 모두 컸다. 7. 보리쌀의 장폭비는 대부분이 $1.4{\sim}1.9$의 범위였으며, 장폭비는 쌀보리쌀이 $1.51{\pm}0.10$, 찰보리쌀이 $1.74{\pm}0.13$으로 찰보리쌀이 약간 길었으나 최대값과 최소값은 각각 $1.31{\sim}1.70$$1.33{\sim}1.74$로 차이가 없었다. 보리쌀의 입장과 입폭은 유의한 상관이 있었으나 입후와는 상관이 없었다. 8. 백도는 쌀보리쌀이 $34.2{\pm}7.34$였고, 찰보리쌀은 $27.3{\pm}10.21$였으며, 재래시장에서 판매되는 보리쌀은 $40{\pm}6.12$로 찰보리쌀이 가장 낮고 재래시장의 보리쌀이 가장 높았다. 9. 쌀보리쌀의 가열흡수성은 평균 215.41%였으며, 대부분이 $200{\sim}220%$였고, 퍼짐성은 평균 379.68%였으며, 주로 $350{\sim}400%$였다. 찰보리쌀의 가열흡수성 평균은 231%였고, 주로 $240{\sim}260%$였으며, 퍼짐성은 평균 401%였고, 주로 $400{\sim}450%$가 많았다.

내부가열을 이용한 보장성어육(고등어) 연제품의 가공 및 제품개발에 관한 연구 1. 원료${\cdot}$첨가물의 배합 및 가공조건 (Processing of Water Activity Controlled Fish Meat Paste by Dielectric Heating 1. Formulation and Processing Conditions)

  • 이강호;이병호;유병진;서재수;조진호;정인학;제외권
    • 한국수산과학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.353-360
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    • 1984
  • 유전가열을 이용한 내부가열로서 어육연제품을 조리${\codt}$살균함과 동시에 내부수분을 확산${\codt}$이탈시켜 제품의 수분활성을 조절하여 상온보장이 가능한 보장성 어묵을 가공하는 방법과 제품개발을 위한 원료첨가물의 배합 및 가공조건을 검토한 실험결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 고등어 연육의 첨가물 배합조건은 고기풀 100에 대하여 전분(옥수수 전분) $10\%$, 소금 $1.5%$, MSG $0.6\%$, sorbitol $3.0\%$, 설탕 $2.0\%$일 때가 가장 적당하였다. (2) 연제품의 형상과 크기는 두께 0.8cm, 직경 8cm의 원반형이 균일한 가열과 팽화 및 표면경화를 막는데 가장 적당하였고, 이것은 연육을 8cm 직경의 원주형으로 충전하여 이것을 열탕중에서 $2{\sim}3$분간 가열처리하여 gel시킨 후 0.8cm 두께로 절단하여 만들수 있으므로 조작이 매우 편리하였다. 동시에 열탕처리는 유전 가열시간을 단축시키는 효과도 있었다. (3) 유전가열은 $5{\sim}6$분간을 2분, $1{\codt}5$분, $1{\codt}5$분 및 1분씩으로 간헐적으로 행하는 것이 제품의 성상과 수분활성 조절 및 살균효과가 좋았다. 1단계 가열에 의하여 확산${\codt}$이탈된 수분은 $60^{\circ}C$, 3m/sec의 열풍으로 2분간 건조하고 계속적으로 600 W 전열기로 $5{\sim}6$분간 가열 표면배소와 함께 최종적으로 수분활성을 조절할 수 있었다. (4) (3)과 같은 조건으로 가공한 연제품은 수분활성 0.84{\sim}0.86, 생균수 $3{\times}10^2/g$이하, TI함량 27.6mg/g였고 texture 시험성적은 hardness 42, cohesiveness 0.53, toughness 4.6, elasticity 0.8, folding test AA였다. (5) 연제품의 일반성분 조성은 수분 $40.1\%$, 단백질 $20.8\%$, 지방 $17.4\%$, 탄수화물 $16.2\%$ 및 회분$5.5\%$였다.

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