• 태양에너지
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• 제17권3호
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• pp.23-33
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• 1997

본 연구에서는 잠열온도 조절에 관한 이론과 상변화 잠열재의 결정핵형성이론 그리고 PCM 결정화 모델을 정립하고, 농산물 저온 저장에 이용할 수 있는 냉축열 잠열재로 $H_2O$를 선정하여 NaCl을 온도 조절제로 잠열온도를 조절하였으며, 상변화 사이클에 의한 열특성 변화 추이와 물성의 안정성을 실험적으로 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.173-178
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• 2010

빙축열시스템은 저온잠열저장을 위해 물을 사용한다. 그러나 물은 액체에서 고체로 상변화를 하는 과정에서 물의 과냉각 현상에 의하여 냉동기의 냉동용량 증가와 COP감소의 원인이 되고 있다. 본 연구는 저온잠열축열물질로 적용 가능한 TMA(Tri-methyl-amine, $(CH_3)_3N$) 20~25 wt%를 포함하고 있는 TMA-물계 포접화합물(TMA-water clathrate compound)의 냉각특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험적 연구 결과, TMA 질량농도가 높을수록 상변화온도는 증가하였고, 과냉각도와 비열은 감소하였다. 특히, TMA 25wt%를 포함하고 있는 포접화합물은 냉각과정동안 평균 상변화온도 $5.8^{\circ}C$와 과냉각도 $8.0^{\circ}C$, 액상유지시간 651sec 및 비열 3.499 kJ/kgK로서 다른 TMA 농도보다 양호한 냉각특성을 나타내었다. 이와 같이 저온잠열축열물질로서 TMA 25wt%-물계 포접화합물을 적용하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-20
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• 2008

본 연구는 저온 유통 시스템을 구축하기 위해 이동식 저온 컨테이너에서 잠열재, 내부온도의 유지특성과 운영조건별 사과의 내부 품온을 살펴보았으며, 그 결과를 요약하면 축냉식 저온유통 체계에서 다목적용 농산물 유통에 적합하도록 $0{\sim}5^{\circ}C$, $5{\sim}10^{\circ}C$, $10{\sim}15^{\circ}C$ 3가지 온도대역별 잠열재를 개발하였다. $0{\sim}5^{\circ}C$ 잠열재$(K_1)$는 $C_{14}H_{30}$과 Sodium polyacrylate, $5{\sim}10^{\circ}C$ 잠열재$(K_2)$는 $C_{14}H_{30}$, $C_{18}H_{38}$, Sodium polyacrylate, $10{\sim}15^{\circ}C$ 잠열재$(K_3)$는 $C_{14}H_{30}$, $C_{18}H_{38}$, Sodium polyacrylate를 혼합하여 제조하여 잠열재로 사용한 결과 이동식 저온 컨테이너의 내부온도 유지특성은 $K_1$ 잠열재는 보냉 온도유지가 21시간 이상으로 유지되는 결과를 얻을 수 있었다. $K_2$의 경우 보냉 온도유지가 18시간 이상으로 유지되는 결과를 얻을 수 있었다. $K_3$의 경우 모든 잠열재에서 61시간 이상으로 $10{\sim}15^{\circ}C$ 내부온도 유지특성을 나타내었다. 사과 내부 품온 변화는 잠열재 온도 $0^{\circ}C$에서 고내온도 $5^{\circ}C$에 도달할 때까지의 이동식 저온 컨테이너에서 잠열재 보냉 유지시간은 $K_1$, $K_2$, $K_3$ 처리구에서 20시간 이상으로 유지되는 것으로 나타났으며, 사과의 내부 품온 변화는 자연대류 방식의 경우 5시간 후에 표면과 중심온도가 각각 $15^{\circ}C$, $16^{\circ}C$로 나타났으나 강제대류방식은 한 시간 후에 모든 측정지점에서 $7^{\circ}C$의 품온을 보였으며, 보냉 온도유지시간을 15시간 이상유지 하는 것으로 나타나 자연대류 방식의 이동식 저온 유통체계보다는 강제 대류식 유통체계가 우수한 깃으로 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2471-2475
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• 2007

Clathrate compound is the material that host in hydrogen bond forms cage and guest is included into it and combined. Crystallization of hydrate is generated at higher temperature than that of ice from pure water. And physical properties according to temperature are stable and congruent melting phenomenon is occurred without phase separation. But clathrate compound still had supercooling problem occurred in the course of phase change and supercooling should be minimized because it affects efficiency of equipment very much. Therefore, various studies on additives to restrain this or heat storage methods are needed. In this study was investigated the cooling characteristics of the TMA-water clathrate compound including TMA (Tri-methyl-amine, $(CH_3)_3N)$ of 20${\sim}$25 wt% as a low temperature latent heat storage material. And ethanol$(CH_3CH_2OH)$ was added and its cooling characteristics were studied experimentally to restrain supercooling of TMA-water clathrate compound.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제2권1호
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• pp.1-6
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• 2012

The cold chain system in South-East Asia is requiring to maintain freshness of refrigerated or frozen food. In this study, Thermal storage system using Phase change material (PCM) was developed and evaluated its performance about temperature and cold keeping time. For various application of cold chain system, we developed portable cold box, cold roll container and freezing station. Keeping time on laboratory tests of portable cold box in case of refrigeration and freezing were 6 hours and 4 hours, respectively. Cold container was developed to 2.5 ton scale. Evaluation in Indonesia, it was showed to keep the setting temperature of $-10^{\circ}C$ over 40 hours at $30^{\circ}C$ of ambient air. Freezing station using PCM was kept over 24 hours under $-20^{\circ}C$.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권4호
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• pp.471-478
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• 2016

본 연구에서는 신선식품의 품질유통 시스템 구축을 위하여 Peltier 효과를 기반으로 한 열전소자 배송시스템에 잠열재를 탑재한 이동식 저온 컨테이너를 농산물의 유통에 적용하고자 하였다. 실험 방법은 개발된 열전소자 배송시스템 및 개발잠열재를 이용한 이동식 저온 컨테이너에 저장 중 피망의 품질을 평가하여 대조구인 EPS 박스의 피망과 비교 평가하였다. 피망의 저장 중 품질측정 결과, 중량 감소량은 증가하였으나 수분함량은 저장기간동안 90.96~94.43% 수준을 유지하였다. 비타민 C 함량은 감소하는 경향을 나타내었으며 처리구(BPT-5, 10)의 경우 대조구(BPC)에 비해 감소율이 낮게 나타났다. 색도 측정 결과 ${\Delta}E$ 값은 저장기간동안 증가하였으며 21일 때 BPT-5의 ${\Delta}E$ 값은 5.05인데 반해 BPC의 값은 41.8로 크게 증가함을 알 수 있었다. 총균수 또한 저장 21일째 대조구에 비해 BPT-5 처리구가 약 1 log scale 낮은 수준을 나타내어 연구에서 개발한 수배송 용기가 품질 유지에 효과적인 것으로 판단된다. 전체적인 결과를 종합하였을 때, 본 연구를 위하여 개발된 이동식 저온 컨테이너가 피망의 저장성 증가에 효과가 있는 것으로 판단되었다. 하지만 이동식 저온 컨테이너의 개발은 초기단계이며 잠열재의 무게로 인해 하중부담이 크다는 단점을 보완하기 위해 더 많은 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제9권3호
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• pp.261-266
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• 2002

CA저장 중 저장기체 조성에 따른 사과 Fuji의 증산속도를 측정하고, 같은 조건에서 증산속도를 예측하기 위한 수학적 모델을 설정하여 증산속도를 예측하였다. 온도 $0^{\circ}C$, 상대습도 98%, 공기 유속 0.25m/s의 저장조건에서 6주 동안 CA저장하였을 때 사과 Fuji의 호흡속도는 일반저온저장에 비하여 50%이하로 낮출 수 있었다. 같은 저장조건에서 일반저온저장에서의 사과의 증산속도가 CA저장에 비하여 50~70 % 높았으며, 일정한 산소농도의 CA저장에서는 저장기체 중 이산화탄소농도가 높을수록 증산속도는 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 채택한 모델로 예측한 증산속도는 실측치와 유사한 값을 나타내어 본 연구에서 채택한 모델로 CA 저장 중 저장기체 조성에 따른 사과 Fuji의 증산속도를 잘 예측할 수 있었다. 사과의 증산속도는 호흡열량에 비례하여 증가하는 경향을 나타내었으나 증산속도의 증가폭은 호흡열량의 증가폭에 미치지 못하였다. 이는 호흡열량이 증가하면 사과의 증발표면의 온도가 높아져서 증산속도가 커질 수 있게 되지만, 증산속도의 증가에 따른 증발잠열의 증가가 증발표면의 온도를 미세하게 낮추어 주므로 일어나는 현상으로 볼 수 있다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.7-12
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• 2004

Mixtures type PCM, $H_2O$-NaOH that has relatively large capacity of the latent heat and long duration of phase change temperature was developed and experimentally analyzed for the low temperature storage of the food and medical products. The results could be summarized as follows; 1. Borax as nucleating agent and acrylic polymer as thickening agent were added to $H_2O$ to prevent the supercooling and phase separation. 2. Phase change (solid$\leftrightarrows$liquid) duration of $H_2O$ added with NaOH was prolonged longer 50% than that of pure $H_2O$. 3. Phase change temperature of the latent heat material, $H_2O$-NaOH was $1.5\sim2^{\circ}C$ the maximum latent Heat was 279 kJ/kg at the NaOH addition of 1.3 wt.%. 4. The specific heat of $H_2O$-NaOH at the solid and liquid state was increased in proportion to the wt.% of NaOH, when NaOH of $1.15\sim1.60$ wt.% was added to $H_2O$, the specific heat of the solid state was increased from 3.19 kJ/kg to 5.84 kJ/kg and that of liquid state from 7.8 kJ/kg to 10.28 kJ/kg. 5. When NaOH of $1.15\sim1.60$ wt.% was added to $H_2O$, the total heat storage capacity composed of sensible and latent heat was $313\sim331.3$ kJ/kg and the maximum heat storage capacity was occurred at NaOH addition of 1.30 wt. %.

• 생물환경조절학회지
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• 제6권3호
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• pp.216-224
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• 1997

냉축열 잠열재로 $Na_2$SO$_4$.10$H_2O$를 선정하여 냉축열을 위한 잠열축열 온도 수준을 NH$_4$Cl과 KCI을 잠열온도 조절제로 활용하여 16$^{\circ}C$에서 -0.3$^{\circ}C$까지 조절하였으며, 상변화 사이클에 의한 열특성 변화 추이와 물성의 안정성을 실험 분석하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 냉축열재로 선택한 $Na_2$SO$_4$.10$H_2O$는 물성이 불안정한 상변화 잠열 재였으나, 조핵제로 BRX를, 증점제로 CBP를 첨가하여 물성을 안정시켰으며, NH$_4$Cl과 KCl을 상변화 온도조절제로 선택하여 상변화 온도를 조절할 수 있다. 2. SSD＋NH$_4$Cl서 NH$_4$Cl을 g~21wt%로 증가시킴에 따라 상변화 온도는 16~-0.3$^{\circ}C$로 조절할 수 있었으며, 잠열축열량은 30kca1/kg에서 23.4kca1/kg으로 감소하였고, 상변화 온도조절제, KCl을 l7wt%에서 25wt%로 증가시킴에 따라 상변화 온도를 14$^{\circ}C$에서 4$^{\circ}C$까지 조절할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제20권6호
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• pp.820-826
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• 1988

고탄수화물 식품 및 곡물류의 저온저장의 지표가 되는 냉각속도와 동결점의 상호관계와 저온저장 장치의 설계를 위한 열물성치인 동결잠열 및 활성화에너지와 수분함량과의 관계, 냉각속도와 활성화에너지의 관계를 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 냉각속도가 증가함에 따라 각종 전분의 동결시작온도(To’), 발열반응 최대온도(Tm) 및 동결완료온도(Tc)는 강하하는 경향을 보였고, 특히 동결완료온도의 강하도가 크게 나타났으며, 생전분의 동결점은 탈지전분에 비하여 $0.7{\sim}0.8^{\circ}C$ 낮은 값을 나타내었다. 또한 동결점은 각각 탈지전분$-2.4{\sim}-2.8^{\circ}C$, 생전분 $-3.2{\sim}-3.6^{\circ}C$의 값을 나타내었다. 전분의 동결잠열은 설각속도의 변화에 따라 거의 일정한 값을 나타내었으며 수분함량(w)과 동결잠열(${\bigtriangleup}\;H_f$)은 다음의 관계식을 얻었다. $\triangle=0.700w-13.048(35%{\leqq}w{\leqq}70%)\;\triangle=1.569w-73.861(w{\geqq}70%)$ 또한 전분을 $-40^{\circ}C$까지 동결하여도 동결이 되지 않는 한제 수분함량은 18.6%(Wt%)였다. 전분의 활성화에너지는 수분함량 $53{\sim}58%$에서 냉각속도 $-10.0^{\circ}C/min{\sim}-2.5^{\circ}C/min$의 범 위 에 서 $83.6{\sim}186.2Kcal/mol$의 값을 나타내었으며 냉각속도가 감소함에 따라 활성화에너지는 선형적으로 증가하였다. 냉각속도 $-0.5^{\circ}C/min$에서 수분함량이 90%에서 35%로 감소함에 따라 전분의 활성화에너지는 $213{\sim}126Kcal/mol$로 감소하였으며, 동결속도 $-0.5^{\circ}C/min$하에서 동결에 필요한 최소 활성화에너지는 126Kcal/mol, 최대 활성화에너지는 270Kca1/mo1 이었다.