• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.93-102
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• 2015

지반은 동결이 발생함에 따라 물리적 특성이 변화하며, 동결현상에 따른 기초구조물의 안정성 평가는 설계시 중요한 고려사항 중 하나이다. 본 연구에서는 동결 및 전단과정 중 연직응력 변화에 따른 동결토의 전단강도 및 강성을 평가하고자 하였다. 동결토의 강도평가를 위하여 직접전단실험을 수행하였으며, 직접전단실험 중 강성평가를 위한 전단파 측정을 동시에 수행하였다. 실험수행을 위하여, 동결용 직접전단상자를 제작하였으며, 상·하부 전단상자의 벽면에는 전단파 트랜스듀서인 벤더 엘리먼트를 각각 설치하였다. 시료는 주문진사 및 실트, 그리고 증류수를 이용하여 포화도 10%로 혼합하였으며, 상대밀도가 모든 조건에서 동일하게 유지되도록 조성하였다. 조성된 시료는 -5℃까지 동결을 진행시킨 후, 온도를 유지한 상태로 직접전단실험을 수행하였다. 동결 및 전단과정 중 시료에는 다양한 크기의 연직응력이 가해졌으며, 전단과정 중 수평변위에 따른 전단응력 및 수직변위, 그리고 전단파를 측정하였다. 실험결과, 모든 구속조건의 경우에서 동결 혹은 전단과정의 연직응력이 증가함에 따라 전단강도는 증가하였으며, 전단과정의 연직응력만 증가한 경우보다 동결과정의 연직응력도 함께 증가한 경우 전단강도가 더 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 전단파 속도의 변화는 측정위치에 따라 다른 경향을 보였으며, 전단면을 통과하여 측정한 경우 전단파 속도는 전단변형이 진행됨에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구는 동결 및 전단과정 시 구속조건의 효과를 평가한 연구로써, 포화도가 낮은 상태의 동결토의 강도 및 강성에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.717-724
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• 2013

Urea-SCR은 동절기, 북유럽과 북미지역과 같은 $-20^{\circ}C$ 이하의 환경에서 요소수가 동결되는 문제점을 해결해야 한다. 따라서 이러한 요소수 저장탱크에 해동 시스템을 적용하여 시동 초기, 요소수를 적정 시간 내 분사하기 위한 기술의 확보가 필요하다. 본 연구에서는 저장탱크 내 요소수의 동결현상과 냉각수 순환 가열방식을 적용한 해동현상에 대하여 상용 소프트웨어인 Fluent 6.3을 이용하여 3차원 비정상상태 수치해석을 수행하였다. 이를 통하여 요소수의 동결 및 해동과정 중 나타난 온도분포, 상경계면, 그리고 액상분율을 분석하여 열전달 특성을 고찰하였다. 결론적으로 요소수의 동결은 저장탱크 벽면으로부터 중심부로 이루어졌으며, 해동현상은 순환 파이프와 인접할수록 요소수의 상변화가 빠르게 진행하였다. 또한, 냉각수의 $70^{\circ}C$, $200{\ell}/h$ 조건에서 $1{\ell}$의 액상 요소수를 얻는데 약 190초의 시간이 필요하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권12호
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• pp.1680-1687
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• 2011

마늘을 무처리(control), 자숙(boiling), 굽기(baking), 증자(steaming)의 처리방법과 열풍건조 및 동결건조의 방법으로 분말마늘을 제조하여 품질특성과 생리활성을 비교조사 하였다. 열처리 후 열풍건조한 분말마늘은 동결건조분말마늘보다 수분함량이 높았고, 수분활성도 역시 같은 경향을 보였다. 색차계로 분말마늘의 색도를 조사한 결과, 열풍건조구가 동결건조구에 비하여 모든 처리구에서 밝기를 나타내는 L 값은 낮았고, 적색도를 나타내는 a 값과 황색도를 나타내는 b 값은 높았으며 특히 굽기 처리를 한 경우 갈변현상이 강하게 나타났다. 분말마늘의 항산화능을 평가한 결과, 전자공여능과 총 폴리페놀 함량은 가열처리를 하지 않고 건조시킨 경우 유의적으로 높았고, 자숙, 굽기, 증자 등의 열처리를 한 경우는 열풍건조방법이 동결건조보다 항산화 활성이 높게 나타났으나, 아질산염소거능은 전처리방법에 따른 영향을 받지 않았다. 혈전용해능은 가열처리과정 없이 열풍건조 방법으로 제조된 분말마늘이 가장 우수하였고, 가열처리를 한 경우는 열풍건조로 제조된 분말마늘의 혈전용해능이 동결건조분말마늘보다 2배 정도 더 높은 활성을 나타내었다. 전처리방법 중에서는 굽는 방법은 자숙처리법에 비해 비교적 높은 항산화능과 혈전용해능을 갖는 것으로 나타났다. 식중독균에 대한 항균활성 검사 결과, 모든 열처리구에서 항균활성을 나타내지 않았으나, 무처리구의 경우 동결건조가 열풍건조보다 높은 항균성을 나타냈으며, 균주별로는 Bacillus cereus, Salmonella Typhimurium, Staphylococcus aureus에 대해 유의적으로 높은 항균활성을 나타내었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제26권4호
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• pp.464-470
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• 2006

본 실험은 초고압 동결 처리 방법에 의한 돈육의 특성을 대기압 동결 처리와 비교하기 위하여 시행되었다. 본 실험의 결과에 의하면, PSF은 높은 압력 범위에서는 효과적인 잠열의 제거에 기인하여 조직 내 작고 균일한 얼음 결정을 형성함으로써 식품의 품질을 향상시킬 수 있지만, 100 MPa의 mild pressure 범위 조건에서는 그 효과가 미약하거나 오히려 식품에 악영향을 나타낼 수 있었다. 반면에 높은 압력 범위의 PAF은 돈육의 연도 증가 및 심한 변색에 기인하여 육질을 저하시킬 수 있었지만, 본 실험에서 사용한 압력 범위에서는 잠열의 감소에 의하여 PSF보다 따른 동결이 가능하여 효과적인 동결 처리 방법으로 판단되었고, 결국 초고압 동결처리는 압력의 범위에 따라 응용 방법을 적정하게 사용함으로서 식품의 품질을 향상시킬 수 있으리라 판단된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권5호
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• pp.654-659
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• 2016

칡의 활용성 증대 및 식품 소재로 개발하기 위하여 칡을 열수추출 한 후 추출물을 분무 및 동결건조를 실시하여 칡 추출분말의 품질특성을 조사하였다. 건조방법을 달리한 칡 추출분말의 색도는 분무건조 분말에서 명도와 황색도는 낮고 적색도는 높았다. 수분흡수지수는 동결건조 분말이 1.40~1.41로 분무건조에 비해 높았고, 수분용해지수는 분무건조가 94.10%로 높았으나 안식각을 측정한 결과 분무건조 분말이 동결건조 분말에 비해 응집력 및 흐름성을 가지는 것을 확인하였다. 한편, 칡 추출분말의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 분무건조가 각각 18.09 mg/g, 13.42 mg/g으로 동결건조 보다 높은 함량을 나타내었으며, DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성에서는 전체적으로 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었으며 모든 농도에서 분무건조 분말의 라디칼 소거활성이 높았고 특히 DPPH 라디칼 소거활성 경우 분무건조가 85.38%, 동결건조가 59.38%로 분무건조 분말이 높은 소거활성을 보였다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 칡 추출분말 제조 시 분무건조 분말이 동결건조 분말에 비하여 가공적성 및 항산화 활성이 우수하여 가공 산업의 활용도가 높을 것으로 판단된다.

• 산업식품공학
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• 제14권1호
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• pp.14-20
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• 2010

본 연구에서는 냉동요구르트 제조 시 trehalose와 sorbitol 첨가가 유산균의 동결변성방지 및 향기성분의 변화에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 요구르트를 L. bulgaricus와 S. thermophilus 단독균주 및 혼합균주로 발효시켰을 때 처리구 모두 trehalose와 sorbitol 첨가에 의한 발효과정 중 유산균의 증식효과는 나타나지 않았다. 요구르트를 6주간 냉동저장하는 동안 trehalose와 sorbitol 첨가에 의한 모든 처리구에서 유산균수의 차이가 없었으며, MRS 액상배지에 trehalose와 sorbitol 을 각각 2%, 5% 첨가하여 6주간 냉동저장하였을 때는 5% trehalose 처리구의 동결변성방지 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 냉동저장 기간 동안 고형분 함량이 12%인 처리구와 20%인 처리구의 생균수는 큰 차이가 나타나지 않아 고형분 함량 차이에 의한 trehalose와 sorbitol 효과에는 차이가 없는 결과를 나타내었다. 요구르트의 동결과 해동을 반복하였을 경우 trehalose와 sorbitol 모두 2% 첨가구보다 5% 첨가구가 우수한 동결변성방지 효과를 나타내었다. 전반적으로 Trehalose 첨가구가 sorbitol 첨가구보다 2%, 5% 모두 동결변성방지 효과가 좋은 결과를 나타내었다. Trehalose와 sorbitol을 첨가하여 요구르트를 제조하였을때 향미성분의 함량은 대조구와 유사하였으며 일반적인 요구르트의 향미를 나타내었다. 냉동저장 중 요구르트 향미성분은 손실되거나, 함량비율의 변화가 발생하지 않았다. 이상의 결과로부터 요구르트의 풍미에는 영향을 미치지 않으면서 냉동저장에 의한 유산균의 동결변성방지제로서의 trehalose첨가가 냉동요구르트의 유산균 안정화에 효과가 있다고 하겠다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.13-22
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• 2008

다공성 시스템 내부 동결체의 생성과 성장은 온도경사와 화학적 에너지뿐만 아니라 열 물리학적 영향과 이동 물질에 의해서도 영향을 받는다. 더욱이 융해 화학물질의 확산율은 반복적인 동경융해 환경 하에서 매우 높은 값을 나타낸다. 결과적으로 콘크리트구조물의 열화는 해양환경과, 높은 고도 및 북쪽 지방에서 특히 크게 발생된다. 그러나 균열 성장과 누적된 손상에 의한 열화를 동반한 동결융해의 특성은 실험을 통해서 추정하기가 곤란하다. 이러한 손상을 예측하기 위해서 응답면기법 (RSM)을 이용한 회귀분석법을 사용하였다. 콘크리트구조물에서 반복되는 동결융해로 인한 열화의 주요 변수인 물-시멘트비, 연행공기, 동결융해의 반복 횟수 등은 응답면기법의 한계상태방정식을 구성하는데 중요한 입력 변수로 사용되었다. 누적변형률, 상대동탄성계수, 또는 등가 소성변형과 같은 주요한 열화 변수에 대한 회귀방정식은 열화된 구조물의 성능을 평가할 수 있다. 300번의 동결융해 반복 후의 상대동탄성계수와 잔류변형의 결과는 실험 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 응답면기법의 결과는 설계 시 한계값에 대한 초과 확률을 예측하는데 사용되어질 수 있다. 그러므로 개발된 예측 기법을 활용하여 반복적인 동결융해에 의해서 누적 손상을 받는 콘크리트구조물의 생애주기 관리에 사용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권9호
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• pp.67-76
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• 2011

동토지역 말뚝기초의 지지력은 말뚝과 토사의 접촉면에서 작용하는 동착강도에 지배된다. 말뚝주변 토사 내 간극수의 동결로 인해 발현되는 동착강도는 동토지반 기초설계에 있어 가장 주요한 설계정수로 고려되고 있다. 지난 50년간 동착강도에 대한 연구가 다각도로 수행되어 왔으나, 대부분 동결온도와 지중온도를 고정조건으로 그 영향력을 고려하지 않은 채 토사종류, 말뚝종류, 재하속도 등의 영향인자를 분석하기 위한 목적으로 수행되었다. 본 연구에서는 동결온도와 마찰면에 작용하는 수직구속응력을 주요 변수로 적용하고, 토사종류, 말뚝종류, 재하속도 등은 고정조건으로 적용하여 직접전단방식의 동착강도 측정실험을 수행하였다. 실험재료로는 표면 가공이 용이하여 거칠기를 정밀하게 조절할 수 있는 알루미늄 모형과 주문진표준사를 활용하였다. 실험은 상온(> $0^{\circ}C$), $-1^{\circ}C$, $-2^{\circ}C$, $-5^{\circ}C$, $-10^{\circ}C$의 동결온도및 1atm, 2atm, 3atm의 수직구속응력 조건에서 수행되었으며, 그 결과를 바탕으로 동결온도와 수직구속응력이 동착강도에 미치는 영향을 분석하였다. 전반적으로 동착강도는 동결온도가 낮아질수록, 혹은 수직구속응력이 커질수록 증가하는 경향을 보였으며, 특히 단위온도차에 따른 동착강도의 증가율이 1)급증하는 구간과 2)점진적으로 감소하는 구간을 뚜렷하게 나타내며 변화하는 특성을 보였다. 또한, 동결온도의 저하에 따라 동착강도의 변화를 지배하는 요소가 마찰각에서 부착력으로 변화하며 수렴구간을 형성하는 경향을 나타냈다.

• 생명과학회지
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• 제27권4호
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• pp.471-475
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• 2017

마늘의 동결 전처리는 세포막을 파괴할 수 있으며, 식품 품질을 향상시킬 수 있다. 따라서 전통적인 흑마늘 가공방법과 $-20^{\circ}C$와 $-70^{\circ}C$에서 동결 전처리후 숙성 흑마늘의 효과를 비교하였다. 실험 결과, $-70^{\circ}C$에서의 동결 전처리가 흑마늘의 품질과 항산화 활성에 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 동결 전처리와 숙성과정을 거친 흑마늘의 갈변화 정도와 pH는 각각 3.14와 3.55로 나타났고, DPPH free radical 소거 활성 및 환원력은 동결 전처리 과정을 통해 향상시킬 수 있었다. 또한 동결 전처리 후 흑마늘의 환원당 및 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (5-HMF) 함량은 대조군 흑마늘에 비해 각각 1.69 및 1.14배 증가하였다. 그 결과 동결 전처리는 전반적인 품질(갈변정도, pH, 환원당)과 흑마늘의 기능성을 향상시킴을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제16권3호
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• pp.55-61
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• 1987

산란노계육(産卵老鷄肉)(Arbor Acres, 72주령(週齡))의 가슴근육과 다리근육을 냉장 및 동결저장하면서 pH, 단백질의 추출성, 근원섬유단백질의 ATPase 활성, 소편화, 냉동감량 및 드립량의 변화를 비교하였다. 가슴근육과 다리근육의 pH는 각각 냉장 1일 및 동결저장 1주에 가장 낮았다. 근원섬유단백질의 추출성은 냉장기간이 경과하면서 점차 증가하였으며, 동결저장에서는 1주에 가장 높은 수준을 보였다. 근원섬유단백질의 $Mg^{2+}-ATPase$활성은 냉장 1일 및 동결저장 1주에 각각 높게 나타났다. 근원섬유의 소편화 정도는 냉장 1일 및 동결저장 1주에 크게 변화하였으며 냉동감량과 드립량은 동결저장 기간이 경과하면서 점차 많아졌다. 냉장 및 동결저장 중 가슴근육은 다리근육에 비하여 pH가 낮았고, 근원섬유단백질의 추출성, $Mg^{2+}-ATPase$활성, 드립량 및 소편화 정도가 높았으나 저장기간 중 변화되는 양상은 비슷하였다.