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즉석편의 식품용 포장재의 전자레인지 가열에 의한 변형 원인 분석 (Analysis of the Causes of Deformation of Packaging Materials Used for Ready-to-Eat Foods after Microwave Heating)

  • 윤찬석;홍승인;조아름;이화신;박현우;이근택
    • 한국식품과학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.63-69
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    • 2015
  • 전자레인지 가열조리용 편의식품류는 레토르트 처리되어 장기간 저장 안정성이 부여되는 장점이 있는 반면, 높은 가열 조건으로 인하여 식품의 품질 저하뿐 아니라 내용물의 흡착에 의한 포장재의 착색이나 오렌지필과 같은 물리적 변화가 발생되기도 한다. 일부 매운 소스 제품들의 전자레인지 가열 조리 시 특정 부위에서 심한 포장재의 열 변형 현상이 확인되었다. 열화상카메라와 광섬유온도계를 이용하여 전자레인지 가열 중 포장재 내부의 온도 분포 및 변화 패턴을 관찰한 결과 내용물의 충진 경계인 액위선과 양 모서리 sealing 부위의 온도가 가장 높이 상승하여 hot spot이 형성되는 것을 확인하였고, 이때 온도는 순간적으로 최대 $190^{\circ}C$까지 상승하였다. 반면 내용물의 중심부에서는 온도 상승이 매우 느리게 이루어져 cold spot이 생성되었으며, 700W에서 2분 조리 후 도달 온도는 약 $55^{\circ}C$였다. 특히, 전자레인지 가열 시 내용물의 균일한 가열패턴을 보여주는 hot spot과 cold spot 사이의 온도 상승률은 최대 7,000배까지 차이를 보였다. 따라서 전자레인지 조리 시 내용물의 불균일한 가열로 특정 부위에 열이 집중되는 hot spot의 생성이 포장재 열 변형의 주요 원인으로 판단되었다. 이러한 가열 불균일성은 포장된 내용물에 함유된 당, 염, 수분과 같은 성분들이 점도에 영향을 주는 것에 기인하는 것으로 추측된다. 이러한 점도 변화는 궁극적으로 내용물의 물리적 또는 이온적 특성의 변화를 야기하고, 결과적으로 전자파가 내용물 내부로 침투하는 깊이가 감소되고, 이에 따라 내용물의 유전 특성과 대류 현상에 영향을 주는 것으로 판단된다. 그러나 전자레인지 조리 시 포장재 열 변형 문제의 완전한 해결을 위해서는 향후 포장된 내용물의 세부 성분 별 유전 특성에 대한 보다 세밀한 분석이 필요하며, 아울러 hot spot의 원인이 되는 식품 성분들의 적절한 함량 조절과 함께 포장재, 포장 형태 및 가열 조건 등에 대한 보다 포괄적이고 안정적인 포장시스템 설계와 개발이 필요할 것으로 판단된다.

골반교정 및 자세균형능력 증진을 위한 균형의자 개발 (Development of the Balance Chair for Improving Postural Control Ability & Pelvic Correction)

  • 오승용;신선혜;강승록;홍철운;권대규
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.271-277
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    • 2017
  • 본 연구에서는 사용자의 자세에 따라 실시간으로 제공되는 진동모터에 의해서 촉각 피드백이 구현되는 골반교정 및 자세균형능력 증진을 위한 균형의자(balance chair)를 개발하고 그 유효성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 MC Nylon을 이용하여 몸체을 제작하고 사용자 인터페이스를 위한 터치 TFT와 아두이노를 사용한 주 제어모듈, 사용자 자세판별을 위한 9축 가속센서, 촉각피드백을 위한 진동모듈을 내장하고 사용자의 편안한 착석감을 위한 쿠션으로 외부를 둘러싼 균형의자 시제품을 제작하였다. 제작된 시제품을 이용한 자세균형 훈련시스템의 유효성을 확인하기 위해 여성 피험자 10명을 대상으로 척추움직임의 주요근육인 좌우 요장늑근에 대한 근활성도(%MVIC)를 측정하였고 자세균형능력 평가장비인 Spine Balance 3D를 이용하여 훈련 전후의 균형능력을 측정하였다. 균형의자를 통한 운동 및 자세균형 유지 시 진동을 통한 피드백 방법에 의해 사용자의 좌우 요장늑근이 균형적으로 활성화되고 또한 이를 통한 훈련 전후 균형능력이 증진되는 결과를 얻었다. 향후 본 연구는 다양한 자세균형 제품 개발에 기초 연구로 활용 가능하다고 사료된다.

폴리페닐렌에테르계 고분자 기판 소재의 유전특성에 대한 가교제 및 난연제의 영향 (Effects of Crosslinking Agent and Flame Retardant on the Dielectric Properties of Poly(phenylene ether)-based Polymer Substrate Material)

  • 김동국;박성대;유명재;이우성;강남기;임진규;경진범
    • 폴리머
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    • 제33권1호
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    • pp.39-44
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    • 2009
  • 폴리페닐렌에테르[PPE, poly(phenylene ether)]를 기저수지로 사용하고, 가교제로 N,N'-m-phenylene-dimaleimide(PDMI), 난연제로 decabromodiphenylethane을 첨가하여 고분자 기판을 제작하였으며, 가교제와 난연제가 기판소재의 유전특성 등 물리적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 개시제의 유무에 따른 PDMI의 열경화 특성을 DSC를 이용하여 분석하였으며, 이를 바탕으로 PPE-PDMI 테스트 조성을 설계하였다. 복합물 시트를 필름 코터로 성형한 후, 진공가압적층하여 테스트 기판을 제작하고, FDMI와 난연제의 함량에 따른 유전율, 유전손실, peel 강도, 납 내열성 및 난연성을 평가하였다. 유전율과 유전손실은 PDMI와 난연제의 함량에 따라 대체로 증가하는 경향을 나타내었으나, 납 내열성과 난연성은 개선된 결과를 나타내었다. Peel 강도는 PDMI가 10 wt% 이상 첨가되면 1 kN/m 이상의 높은 값을 나타내었지만, 난연제의 첨가량에 따라서는 소폭 감소하는 경향을 보였다. Gel content 측정결과로부터, PPE-PDMI의 반응 메카니즘은 semi-IPN 구조의 형성보다는 PPE와 PDMI의 crosslinking에 의한 망상구조 형성에 더 가까운 것으로 판단되었다. 최종적으로 1 GHz에서 유전율이 2.52$\sim$2.65, 유전손실이 0.002 미만으로 작은 고주파 대역용 고분자 복합체 기판소재를 얻을 수 있었다.

분극저항 측정기법을 이용한 혼합 시멘트 모르타르의 임계 염화물 농도에 대한 연구 (A Study on Chloride Threshold Level of Blended Cement Mortar Using Polarization Resistance Method)

  • 송하원;이창홍;이근주;안기용
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.245-253
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    • 2009
  • 콘크리트 내 철근부식상에 있어 염화물이온의 중요성은 임계염화물농도 (CTL)로서 나타내어진다. CTL은 철근을 둘러싼 부동태피막의 파괴를 유지하게끔 하는데 필요한 염화물량으로 정의되며 염화물량이 CTL에 도달할 경우 철근의 부식은 시작된다. CTL의 중요성에도 불구하고 기존의 콘크리트 구조물의 내구수명 예측을 위한 염화물량은 1 $m^3$의 단위체적당 1.2 kg 혹은 시멘트 중량당 0.4%로서 제시되고 있으며 이는 염해부식환경하의 다양한 환경 인자에 따른 한계치 설정에 대한 불확실성을 고려하지 않은 값이라 할 수 있다. 본 논문에서는 부식개시의 지표로서 결합재의 특성에 따른 부식저항성 및 부식진전에 따른 비율에 대하여 실험연구를 수행하였다. 실험시편으로는 직경 10 mm의 원형 철근을 모르타르 내 몰드에 삽입하여 OPC와 40%OPC+60%GGBS, 70%OPC+30%PFA 및 90%OPC+10%의 SF을 치환한 시편에 대하여 W/C=0.4의 조건으로서 실험을 수행하였다. 각 시편에는 다시 10단계 (0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binder)의 내재염분 농도조건을 부여하여 부식전류를 측정하였다. 시편은 28일 양생을 하였으며 수분손실 및 염분손실을 방지하고자 폴리에틸렌 필름을 이용한 도포양생을 수행하였다. 선형분극저항 측정법에 의한 실험결과로서 각 결합재 치환률에 따른 부식임계치가 결정되었다. 또한 OPC, 60%GGBS, 30%PFA 및 10%SF의 혼입치환률을 적용한 시멘트 모르타르의 CTL 값은 시멘트 중량당 1.6%, 0.45%, 0.8% 및 2.15%의 총염화물 농도로 나타나고 있음을 확인하였다.

이차포장을 통한 유과의 저장성 연장 (Extending the Shelf-life of Yukwa Using Secondary Packaging)

  • 정준재;이근택
    • 한국식품과학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.452-458
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    • 2010
  • 본 연구는 유과의 품질과 저장성 향상을 위한 포장기술개선을 목적으로 이차포장의 효과를 확인하기 위하여 실시되었다. 유과의 포장은 단일필름인 OPP(P1)를 사용하여 일차포장을 하였고, 다층접합필름인 OPP/LLDPE(P2), PET/NY/CPP(P3), PET/AL/NY/CPP(P4)를 각각 사용하여 각각 이차포장을 하였다. 포장된 유과는 $25^{\circ}C$에서 12주 동안 저장하면서 품질 변화와 저장수명을 조사하였다. 모든 포장군들 중 산가는 P1에서 1.26 mg KOH/g으로 가장 높은 값을 기록했지만, 저장말기까지 법적 기준치인 2.0 mg KOH/g보다는 낮게 나타났다. 산가는 저장기간 중 계속 증가하였는데 포장재의 투과도가 낮은 이차포장군일수록 증가추세가 완만하였다. 과산화물가는 P3에서 32.91 meq/kg으로 가장 높은 값을 기록하였다. 색의 변화에서는 전반적으로 Hunter 'L'값이 감소하고 Hunter 'a'와 'b'값은 증가하는 경향을 보였으며 저장기간 중 P1에서의 색차가 가장 두드러졌다. 유과의 물성은 각 항목에서 P1은 경도, 검성, 탄력성과 응집성, P2은 부서짐성 품질의 변화가 가장 컸던 것으로 나타났다. 또한 수분차단성이 가장 높은 P4에서 모든 물성의 변화가 가장 낮게 나타났다. 관능검사 시 P1 등을 제외한 이차포장군에서 10주까지도 외형의 변화가 두드러지지 않았음이 관찰되었다. 유과의 조직감을 결정하는 수분함량은 5%이하로 감소되면 관능검사 시 조직감이 나쁘게 나타난 것으로 관찰되었다. 결론적으로 OPP필름으로 일차포장하는 것보다 산소와 수증기차단성이 높은 필름으로 이차포장할 경우 조사된 모든 품질지표가 개선되고 저장성이 향상되었으며 차단성이 높은 처리구일수록 그 효과가 높았다. 유과의 이차포장에 따라 포장비용이 증가되겠지만 제품의 품질유지기간 연장 및 반품율 저하, 그리고 소비자 만족도 제고에 따른 상품성 및 브랜드가치 향상 등 긍정적 효과를 감안하여 목적하는 저장유통기간에 부합되는 최적의 이차포장방법을 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2013년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2013)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제26권12호
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    • pp.605-619
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    • 2014
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2013. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and relative parts including orifices, dampers and ducts, fuel cells and power plants, cooling and air-conditioning, heat and mass transfer, two phase flow, and the flow around buildings and structures. Research issues dealing with home appliances, flows around buildings, nuclear power plant, and manufacturing processes are newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for general analytical model for desiccant wheels, the effects of water absorption on the thermal conductivity of insulation materials, thermal properties of Octadecane/xGnP shape-stabilized phase change materials and $CO_2$ and $CO_2$-Hydrate mixture, effect of ground source heat pump system, the heat flux meter location for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel, a parallel flow evaporator for a heat pump dryer, the condensation risk assessment of vacuum multi-layer glass and triple glass, optimization of a forced convection type PCM refrigeration module, surface temperature sensor using fluorescent nanoporous thin film. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on ammonia inside horizontal smooth small tube, R1234yf on various enhanced surfaces, HFC32/HFC152a on a plain surface, spray cooling up to critical heat flux on a low-fin enhanced surface were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a fin tube type adsorber, the mass-transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed, fin-and-tube heat exchangers having sine wave fins and oval tubes, louvered fin heat exchanger were performed. (3) In the field of refrigeration, studies are categorized into three groups namely refrigeration cycle, refrigerant and modeling and control. In the category of refrigeration cycle, studies were focused on the enhancement or optimization of experimental or commercial systems including a R410a VRF(Various Refrigerant Flow) heat pump, a R134a 2-stage screw heat pump and a R134a double-heat source automotive air-conditioner system. In the category of refrigerant, studies were carried out for the application of alternative refrigerants or refrigeration technologies including $CO_2$ water heaters, a R1234yf automotive air-conditioner, a R436b water cooler and a thermoelectric refrigerator. In the category of modeling and control, theoretical and experimental studies were carried out to predict the performance of various thermal and control systems including the long-term energy analysis of a geo-thermal heat pump system coupled to cast-in-place energy piles, the dynamic simulation of a water heater-coupled hybrid heat pump and the numerical simulation of an integral optimum regulating controller for a system heat pump. (4) In building mechanical system research fields, twenty one studies were conducted to achieve effective design of the mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, and renewable energies in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment is mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment are related to infiltration, ventilation, leak flow and airtightness performance in residential building. The subjects of building energy are worked on energy saving, operation method and optimum operation of building energy systems. The remained studies are related to the special facility such as cleanroom, internet data center and biosafety laboratory. water supply and drain system, defining standard input variables of BIM (Building Information Modeling) for facility management system, estimating capability and providing operation guidelines of subway station as shelter for refuge and evaluation of pollutant emissions from furniture-like products.

비모란 선인장(Gymnocalycium mihanovichii var. 'Ihong') 시설재배에서 지렁이분변토시용에 따른 생육특성 및 토양 화학성 변화 (Changed in Growth and Chemical Properties of Plastic Film House by Earthworm Cast on Gymnocalycium mihanovichii var. 'Ihong')

  • 최이진;조상태;김영문;김미선;이상권
    • 한국유기농업학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.731-742
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    • 2014
  • 본 연구는 다비 재배를 하고 있는 비모란선인장 재배토양에 친환경 부산물비료인 지렁이분변토를 혼합 재배할 때 구경, 구고, 자구수 및 토양 화학적 특성에 미치는 영향을 조사하여, 재배기간 동안 충분한 영양을 공급할 수 있고 생산량을 확보할 수 있는 적정 혼합비율을 규명하였다. 수출용 접목선인장인 비모란 선인장(대목: 9 cm 접수: $1.5{\times}1.3cm$ 접목묘) '이홍' 품종을 2013년 6월부터 12월까지 서울시 서초구 내곡동 서울특별시 농업기술센터 플라스틱하우스 내에서 수행하였다. 농가에서 재배하고 있는 모래와 비료를 50:50으로 혼합한 것을 대조구로 하고, 모래와 음식물쓰레기를 먹이로 하여 생산한 지렁이분변토의 혼합비율을 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100으로 한 5조합의 pH는 7.1-7.4로 거의 비슷하게 조사되었는데 비모란선인장 재배의 적정 pH가 6.5-7.5로 적합한 범위였다. 유기물함량은 지렁이분변토 혼합비율이 높아짐에 따라 증가하였지만 관행처리구 55 mg/kg보다는 32-43 mg/kg으로 낮게 조사되었다. 치환성양이온함량은 혼합비율이 증가함에 따라 높아졌지만 관행처리구보다 $K^+$, $Na^+$, $Mg^{2+}$ 양이 적었으나 $Ca^{2+}$의 함량은 관행처리구는 $9.1cmol^+/kg$이나 지렁이분변토 혼합시 $11.5-33.7cmol^+/kg$으로 높게 조사되었다. 지렁이분변토 혼합비율에 따른 비모란선인장 이식 3개월 후 구경을 조사한 결과 대조구 31.39 mm 보다 지렁이분변토 혼합처리구가 32.46-37.59 mm로 유의성 있는 차이를 보였다. 이식 5개월 후 비모란선인장 생육특성을 조사한 결과 구경은 32.63 mm 보다 지렁이분변토처리구가 32.49-37.59 mm로 혼합비율이 증가함에 따라 유의성 있게 신장하였다. 구고는 대조구의 경우 2.63 mm이고 지렁이분변토 혼합비율에 따라 2.79-3.16 mm로 유의성 있게 조사되었다. 자구수가 많이 생기는 것은 농가에는 매우 유리한 상황인데 대조구는 2.7개이고 지렁이분변토 혼합비율이 높아짐에 따라 3.2-8.3개로 조사되어 고도로 유의하였다. 특히 지렁이분변토 80%와 100% 처리구에서 6.2개와 8.3개로 조사되어 대조구보다 2.5배 이상 증가하였는데 비모란선인장 재배농가에서 단기간 자구생산에 활용할 수 있을 것으로 사료되었다. 지렁이분변토 40%와 60% 혼합처리의 경우 자구수가 4.5와 4.8개로 대조구보다 많이 조사되었으며, 토양배수에도 문제가 없었고 이끼가 발생하는 현상도 없었다. 비모란선인장 생육특성을 조사해본 결과 지렁이분변토 40% 및 60% 혼합비율이 생육에 효율적이라고 판단되었다.