• 제목/요약/키워드: Pulsed electric fields

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고전압 전기장에 의한 살균실험 (Sterilization Experiment by High-Voltage Pulsed Electric Fields)

  • 강성미;박수지;김우진;장인성;이준호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2211-2213
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    • 2005
  • Recently, the membrane technology has actively been applied to make generating water because the convention; chemical treatment technology for purifying water has caused second environmental pollution. In spite of its ecological advantages, this membrane technology has some drawbacks such as ease of membrane contamination, efficiency and running cost. The purpose of this research is reduction of membrane contamination by applying high voltage pulsed electric field to the water prior to its penetrating membrane.

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고전압 Exponential Decay Pulse를 이용한 당근주스의 비열(非熱) 살균 (Non-thermal Pasteurization of Carrot Juice by High Voltage Pulsed Electric Fields with Exponential Decay Pulse)

  • 하구용;신정규;이석훈;조형용;변유량
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.1577-1582
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    • 1999
  • 자체 제작한 고전압 펄스 전기장 장치를 이용하여 당근주스의 주요 변패 미생물인 대장균(Escherichia coli)의 불활성에 미치는 전기장 세기, 처리시간, 온도 등을 관찰하고 품질변화에 관하여 연구하였다. E. coli의 불활성에 필요한 최소 전기장세기인 임계전기장 세기(Ec)는 11.74 kV/cm, 최소처리시간(tc)는 $3.6{\mu}s$이었다. 사멸효과는 전기장의 세기가 클수록, 처리시간이 길수록 그리고 처리온도가 높을수록 증가하였다. 당근주스의 pH, 가용성 고형분 $(^{\circ}Brix)$, 적정산도는 거의 변화가 없었다. 색도는 50^{\circ}$ 열병합 PEF처리 주스만이 약간 감소하는 경향을 보였지만 다른 처리구들은 변화가 거의 없었다. ${\alpha},\;{\beta}-carotene$의 함량도 거의 변화가 없었다.

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Half sine-wave pulsed electromagnetic fields 내에서 교정력에 의한 치아 이동에 대한 연구 (A STUDY ON THE ORTHODONTIC TOOTH MOVEMENT UNDER HALF SINE-WAVE PULSED ELECTROMAGNETIC FIELDS)

  • 김영준;유영규
    • 대한치과교정학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.897-916
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    • 1994
  • The biologic potential, which is different from the piezoelectric signals, relates tooth movement at least in part to changes in bone metaboliosm in bioelectric theory. The purpose of this experiment was to determine wheather the application of half sine-wave pulsed electromagnetic fields (HSPEMF) could increase both the rate and amount of orthodontic tooth movement. Forty-three male Hartley guinea pigs, weighting approximately 255g, were utilized in this study. The animals were 35 days old at the start of the study. Laterally directed orthodontic force was applied to the maxillary central incisors of 40 Hartley guinea pigs (20 experimental, 20 control). According to the amount of orthodontic force (6g, 12g), they were divided into two sub-groups (10 experimental I, 10 experimental II, 10 control I, 10 control II). During the experimental period, experimental animals were placed in plastic animal holders with their heads positioned in an area of uniform electromagnetic field. Control animals were placed in similar plastic holders that did not carry the electric apparatus. The results were as follows : 1. The application of a HSPEMF to the experimental groups significantly increase the final amount of orthodontic tooth movement observed over a 10-day experimental period. 2. The application of a HSPEMF to the experimental groups significantly increase the velocity of orthodontic tooth movement observed over a 10-day experimental period. 3. There was no significant difference in the final amount of orthodontic tooth movement at the fourth day to the eighth day, but there was significant difference in the final amount of orthodontic tooth movement at the nineth, tenth day during a 10-day experimental period. 4. After 10 days of HSPEMF exposure & orthodontic force, the experimental groups demonstrated more osteodasts in the pressure side than control groups.

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고전압 square wave pulse를 이용한 당근 주스의 살균 및 저장 중 품질 변화 (Pasteurization of Carrot Juice by High Voltage Pulsed Electric Fields with Square Wave Pulse and Quality Change during Storage)

  • 신정규;하구용;변유량;최문실;정명수
    • 한국식품과학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.506-514
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    • 2007
  • 비열 살균 기술인 high voltage PEF를 이용하여 당근 주스를 처리하였을 때 당근주스의 살균력과 저장 중 품질 변화를 관찰하였다. 전기장의 세기를 50, 60, 70kV/cm에서 처리 시간을 달리하여 당근주스를 처리한 결과 전기장의 세기가 증가함에 따라 일반 세균과 효모 및 곰팡이 모두 감소하였다. 효모 및 곰팡이는 65 kV/cm, $200{\mu}s$ 처리시 모든 균이 사멸되었고 일반세균은 멸균에까지 이르지는 못하였으나 70 kV/cm $200{\mu}s$ 처리 후 4 log cycle 정도 감소되었다. 고전압 펄스 전기장 처리에 사용되는 펄스 파형인 square wave pulse와 exponential decay pulse가 살균효과에 미치는 차이를 비교하기 위하여 각각 4.25와 6.25의 pH에서 PEF 처리를 하여 실험하였다. 그 결과 square wave pulse를 이용한 PEF의 살균효과가 exponential decay pulse를 이용하였을 때보다 우수하였으며 처리 시간이 길어질수록, 당근주스의 pH가 낮을수록 두 파형 사이의 살균효과는 더 큰 차이를 나타내었다. 온도 및 pH의 병합처리가 PEF의 살균효과에 미치는 영향을 알아보기 위하여 온도 및 pH를 달리하여 55kV/cm, $132{\mu}s$의 조건에서 PEF 처리한 결과 병합 처리시 살균효과가 눈에 띄게 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. PEF 처리한 당근주스의 저장 시 품질변화를 관찰한 결과 pH 와 열처리를 PEF와 병합하여 처리한 후 $4^{\circ}C$ 저장한 당근 주스에서만 pH, $^{\circ}Brix$, 산도, 색도 그리고 ${\alpha}-,\;{\beta}-carotenes$함량에 눈에 띄는 차이를 나타나지 않았으며, 28일 동안 균의 생육을 관찰할 수 없었다.

Phaffia rhodozyma로부터 Carotenoid 추출에 미치는 고전압 펄스 전기장의 영향 (Effects of High Voltage Pulsed Electric Fields on the Extraction of Carotenoid from Phaffia rhodozyma)

  • 김남훈;신정규;조형용;변유량
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.720-726
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    • 1999
  • 고전압 펄스 전기장(PEF)가 P. rhodozyma 세포의 형태학적 변화와 carotenoid의 추출에 미치는 영향을 연구하였다. 전기장 세기 $10{\sim}50\;kV/cm$와 처리시간 $100{\sim}300\;{\mu}s$의 범위에서 세포를 PEF 처리했을 때 전기장의 세기와 처리시간이 증가함에 따라 세포의 팽창, 손상 정도와 세포내 물질이 유출되는 정도가 증가하였다. $10{\sim}50\;kV/cm$, 100 Hz의 exponential decay파로 세포현탁액을 $100\;{\mu}s$ 또는 $300\;{\mu}s$ 처리하였을 때 최대 전기장(50 kV/cm)에서 생균수가 각각 1.5 및 2.5 log 감소하였다. 50 kV/cm의 전기장에서 세포막에 형성되는 electroporation 정도는 98%에 달하였고, 이 때 세포의 회복률은 5% 미만으로 확인되었다. Phloxine B 색소로 세포를 염색했을 때 생균세포는 염색되지 않았으나, PEF 처리한 세포는 색소가 내부로 침투되어 적색으로 염색되었으므로 세포막이 손상된 것을 알 수 있었다. Carotenoid 색소가 P. rhodozyma 세포막의 지방체와 결합한 상태로 존재하기 때문에 고전압 PEF 처리에 의한 세포막 투과성 증진의 효과만으로는 색소 추출이 어려웠으나, 세포현탁액 조제시에 0.01% NaCl 용액 대신에 0.01% $CaCl_2$ 용액을 사용하는 경우에는 $10{\sim}20\;{\mu}g$의 색소 추출 증진 효과가 있었다.

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UWB 펄스전자파 발생용 원통형 Marx 펄스발생장치개발 (Coaxial Marx Type Pulse Generator for UWB EM Pulse)

  • 장용무;이상욱
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.121-121
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    • 2010
  • As the industrial technology is getting higher, the pulsed power technology is required from various fields such as thermonuclear fusion energy sources, military applications, electric power distribution, and a variety of new specialized needs. This technology deals with the generation of very high power electromagnetic pulses through fast switching. We fabricated a pulsed power generator, named EMD pulse generator, by using Marx circuit with 200 kV high, 50 ns fast rise time. In this paper, we described about an effect of stray capacitance of coaxial Marx generator, EPG-AM200k, and a comparing the results of experiments and circuit analysis.

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Production of Ethanol Directly from Potato Starch by Mixed Culture of Saccharomyces cerevisiae and Aspergillus niger Using Electrochemical Bioreactor

  • Jeon, Bo-Young;Kim, Dae-Hee;Na, Byung-Kwan;Ahn, Dae-Hee;Park, Doo-Hyun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권3호
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    • pp.545-551
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    • 2008
  • When cultivated aerobically, Aspergillus niger hyphae produced extracellular glucoamylase, which catalyzes the saccharification of unliquified potato starch into glucose, but not when grown under anaerobic conditions. The $K_m\;and\;V_{max}$ of the extracellular glucoamylase were 652.3 mg/l of starch and 253.3 mg/l/min of glucose, respectively. In mixed culture of A. niger and Saccharomyces cerevisiae, oxygen had a negative influence on the alcohol fermentation of yeast, but activated fungal growth. Therefore, oxygen is a critical factor for ethanol production in the mixed culture, and its generation through electrolysis of water in an electrochemical bioreactor needs to be optimized for ethanol production from starch by coculture of fungal hyphae and yeast cells. By applying pulsed electric fields (PEF) into the electrochemical bioreactor, ethanol production from starch improved significantly: Ethanol produced from 50 g/l potato starch by a mixed culture of A. niger and S. cerevisiae was about 5 g/l in a conventional bioreactor, but was 9 g/l in 5 volts of PEF and about 19 g/l in 4 volts of PEF for 5 days.

수중 펄스코로나 방전을 중첩한 고효율 강전해수 발생장치 (A High Efficiency Electrolytic Cell by Superposing Pulsed Corona Discharge in Water)

  • 이재용;김진규;정성진;박승록;문재덕
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제50권2호
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    • pp.79-85
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    • 2001
  • A conventional electrolyzing cell has been made by an ion exchange membrane inbetween parallel plate electrodes. A low dc voltage is applied to the electrodes for electrolyzing and the efficiency is remained in low. in this study, a novel electrolyzing cell with a pair of slit-type third electrodes installed inbetween parallel plate electrodes has been proposed and investigated experimentally. And pulse power wa supplied to between each electrodes. This slit type of third electrodes can concentrate the strong electric fields at the every its edges to accelerate the electrolyzing powers, and to generate oxygen bubble discharges for generating oxidants. And moreover the slits eliminate the space charge limiting action and the temperature of the water by leaking out through the slits from electrolyzing region to outside of the main electrode region. As a result, it was found that a strong electorzed water of pH 2.8 and pH 10.5 and oxidants dissolved water of 1 [ppm] in acidic water were obtained with a tap water fed at the electric current of 2 [A], which however were several times higher oxidant and ion concentration quantity compared with the conventional cell.

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알루미늄과 구리 간 통전고상접합 연구 (A Study on Electrically Assisted Solid State Joining of Aluminum and Copper)

  • 박주원;최호욱;이시환;정혜진;홍성태;한흥남
    • 소성∙가공
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    • 제29권1호
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    • pp.49-54
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    • 2020
  • The influence of electric current on the joining properties of aluminum and copper was investigated. Various pulsed electric current conditions were set to the joining specimens followed by pressure. The shear strength of the joint area between aluminum and copper was measured by the lab shear test. In addition, the microstructures of the joint area were observed through a field emission scanning electron microscope, energy dispersive X-ray, and electron backscatter diffraction. The mechanical properties of each phase in the joint region were measured by nano-indentation. As a result, it was confirmed that electrically assisted solid state joining of copper and aluminum could be applied in various industrial fields.

고전압 펄스 전기장 기술을 이용한 차가버섯 추출물의 피부 효능 증대 방법 (New Approaches to Increase Skin Efficacy of Chaga Mushroom Extract using High Voltage P ulsed Electric Fields Technology)

  • 성미경;강정욱;정윤주;김봉준;조항의;조현대
    • 대한화장품학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.231-241
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    • 2020
  • 본 연구에서는 고전압 펄스 전기장 기술을 사용하여 식물 내 유효성분과 피부 효능을 증대시키고자 하였다. 고전압 펄스 전기장을 전처리한 차가 버섯(Inonotus obliquus) 추출물을 제조한 후, 성분 측정과 피부 효능 평가를 수행하였다. 총 당과 폴리페놀 함량은 0.5 kV/cm에서 50 Hz, 25 Hz 전처리 추출물 순으로, 총 단백질 함량은 0.5 kV/cm, 25 Hz 전처리 추출물에서 상온 물 추출물과 에탄올 추출물보다 높게 측정되었다. DPPH 소거능 효과는 폴리페놀 함량 결과와 유사하게 0.5 kV/cm에서 25 Hz, 50 Hz의 전처리 추출물에서 가장 우수하였다. 피부 효능에서는 단백질 함량이 가장 높은 0.5 kV/cm, 25 Hz 전처리 추출물에서 sodium dodecyl sulfate (SDS)와 UVB에 대한 세포 보호효과가 가장 우수하였으며, 0.5k V/cm에서 50 Hz, 100 Hz 전처리 추출물에서 히알루론산 생성 촉진이 가장 우수하였다. 따라서 고전압 펄스 전기장 전처리 차가 추출물의 유효성분, 피부 효능이 증대하는 것을 확인하여 세포 보호 및 보습 효과가 있는 기능성 소재로의 개발이 가능하며, 이러한 green technology가 화장품 분야와 소재개발에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.