• 제목/요약/키워드: high voltage pulsed electric fields

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고전압.대전류 pulsed power의 이용기술 (Application Technologies of Pulsed Power with the High Voltage and Current)

  • 이형호;김영배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 E
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    • pp.1678-1680
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    • 1997
  • The pulsed power with the high voltage and current can be used to the fields of high speed pulses of energy in different forms such as electric current and voltage, electron beam, ion beam, x-rays, gamma rays, heat, magnetics fields, sound and shock waves. This paper is directed mainly at electrical engineers working on production and practical application of high speed pulsed power with high voltage and current.

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고전압 전기장을 이용한 하수처리장 방류수 중의 대장균군 소독에 관한 연구 (A Study on the Disinfection of Coliform Group in the Effluent of Sewage Plant by High Voltage Electric Field Treatment)

  • 이민규;정근식;감상규
    • 한국환경과학회지
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    • 제17권7호
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    • pp.817-826
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    • 2008
  • Using high voltage electric fields induced by high voltage AC (10-12 kV/cm, 20 kHz) and pulsed (20-30 kV/cm, 40 Hz) electric field generator as a semipermanent and environment-friendly disinfecting apparatus, the disinfection effect of coliform group in the effluent of sewage plant was investigated. The effects of electric field strength, treatment time, discharge area of a discharge tube, water quality factors (electric conductivity, pH and SS) on its death rate were examined. The death rate of coliform group was increased with increasing electric field strength and treatment time. For AC and pulsed electric field generator, the critical electric field strength was 6 kV/cm and 2 kV/cm, respectively, and the critical treatment time was 5 min and 2 min, respectively, regardless of electric field strength. Comparing the death rate of coliform group by AC and pulsed electric fields used in this study, its death rate was higher for the latter than the former, but did not increase linearly with increasing electric field strength. The results obtained for the effects of discharge area, electric conductivity, pH and SS on the death rate of coliform group using AC electric field (12 kV/cm, 20 kHz) were as follows: its death rate showed the trend to increase linearly with increasing discharge area; for the effect of electric conductivity, its death rate was increased with increasing electric conductivity, regardless of ionic species, increased with increasing cationic valency, but was similar between the same cationic valency; the pH $5{\sim}9$ used in this study did not affect its death rate; its death rate was decreased with increasing SS concentration.

고전압 펄스 전기장에 의한 Saccharomyces cerevisiae의 세포내·외적 사멸 기작 연구 (Intra- and Extra-cellular Mechanisms of Saccharomyces cerevisiae Inactivation by High Voltage Pulsed Electric Fields Treatment)

  • 이상재;신정규
    • 한국식품과학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.87-94
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    • 2015
  • 비가열 살균 기술 중 본격적인 상업적 실용화를 눈앞에 두고 있는 고전압 펄스 전기장에 의한 미생물의 사멸 기작에 대해 살펴보았다. 세포 현탁액을 고전압 펄스 전기장 처리하였을 경우 처리 시간이나 전기장의 세기가 증가할수록 세포 외액으로 세포내 물질의 유출이 증가하였으며, 세포막 투과성의 변화로 인하여 $K^+$, $Na^+$등이 이온 성분의 유출도 나타났다. 염색시약에 의한 세포의 염색에서 처리시간이 증가함에 따라 염색되는 세포의 수가 증가하였으며, 전자현미경에 의한 세포의 관찰 결과 고전압 펄스 전기장 처리를 받은 세포의 경우 처리 받지 않은 것에 비해 표면이 거칠고 굴곡이 있었으며, 세포막이 터져 세포내 물질이 외부로 유출되고 형태가 일그러진 것이 관찰되었다. 항생물질 첨가에 따른 회복 실험에서 고전압 펄스 전기장 처리에 의해 세포의 단백질 합성 체계에 손상을 입었으며, chromosomal DNA의 분리를 통한 DNA의 손상여부 관찰 결과 약 27.3%의 DNA의 손상이 발생했음을 알 수 있었다. 따라서 고전압 펄스 전기장 처리가 세포벽이나 세포막의 손상뿐만 아니라 대사 체계와 DNA에도 손상을 주는 것을 확인할 수 있었다.

분리형 펄스 레이져 증착법을 이용한 ZnO 박막의 특성에 관한 연구 (Preparation of High Quality ZnO Thin Films by Separated Pulsed Laser Deposition)

  • 박상무;이붕주
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.818-824
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    • 2008
  • The Separated Pulsed Laser Deposition (SPLD) technique uses two chambers that are separated by a conic metallic wall with a central orifice. The pressures of ablation chamber and deposition chamber were controlled by the differential vacuum system. We deposited zinc oxide (ZnO) thin films by SPLD method to obtain high quality thin films. When the bias voltage of +500 V was applied between a substrate and an orifice, the ZnO thin film was deposited efficiently. The deposited ZnO thin film at ablation chamber gas pressure of Ar 5 mTorr showed the sharpest ultraviolet absorption edge indicatory the band gap of about 3.1 eV. ZnO thin films were deposited using effect of electric and magnetic fields in the SPLD method. E${\times}$B drift happened by an electric fields and a magnetic fields, activated plasma plume, as a result the film surface became very smooth. When the bias voltage of +500 V and magnet of 0,1 T were applied the ZnO thin films surface state showed high quality. Grain size was 41.99 nm and RMS was 0.84 nm.

고전압 펄스 전기장 처리에 의한 Lactobacillus plantarum의 불활성화 (Inactivation of Lactobacillus plantarum by High Voltage Pulsed Electric Fields Treatment)

  • 신해헌;변유량
    • 한국식품과학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.1175-1183
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    • 1997
  • 발효식품의 산패 주원인인 Lactobacillus plantarum을 비열 살균 기술인 고전압 펄스전기장(High Voltage Pulsed Electric Fields, PEF) 처리에 의하여 불활성 시키고자 연속재순환 처리가 가능한 장치를 이용하여 L. plantarum의 불활성에 미치는 전기장 세기, 주파수, 처리시간, 온도 등에 관하여 연구하였다. L. plantarum의 불활성화에 필요한 최소 전기장세기인 임계전기장 세기$(E_c)$는 13.6 kV/cm, 최소처리시간$(T_c)$$16.1\;{\mu}s$이었다. 전기장 세기 80 kV/cm에서 생균수의 불활성화율은 주파수 작을수록, 즉 펄스수가 작을수록 증가하여 300 Hz, $2000\;{\mu}s$처리하여 2.5 log의 생균수 감소를 가져왔다. 또한 총처리시간인 재순환 사이클수가 증가할수록 생존율은 감소하였으며, 동일한 사이클수에서는 주파수가 증가할수록 불활성화율이 증가하였다. 즉 동일한 살균시간에서도 펄스전기장에 매우 짧은시간 연속적으로 노출되는 것보다 적절한 시간간격이 필요한 것으로 판단되었다. 처리온도의 경우에는 온도가 증가할수록 L. plantarum의 사멸속도가 증가하여 $50^{\circ}C$에서 80 kV/cm, $1000\;{\mu}s$처리하여 5.6 log의 균체량 감소를 가져왔다.

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자색 고구마 색소의 추출에 미치는 고전압 펄스 전기장의 영향 (Effect of High Voltage Pulsed Electric Fields on Extraction of Purple Sweet Potato Pigment)

  • 신정규;신해헌
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.165-169
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    • 2007
  • 천연 식용 색소원으로서 최근 주목받고 있는 자색 고구마로부터의 색소 추출에 대한고전압펄스전기장의 영향을 조사하였다. 자색 고구마 색소는 일정한 주파수와 처리시간 하에서 전기장의 세기를 변화시켜 추출하였을 경우 전기장의 크기가 증가함에 따라 색소의 추출량도 점차 많아지고 있음을 나타내었으며 최적 전압은 35kV/cm임을 알 수 있었다. 동일한 전기장의 세기와 처리시간을 주고 주파수만을 변화시키면서 추출을 했을 경우 낮은 주파수에서 500Hz까지는 추출량이 큰 폭의 증가를 보였으나, 500 Hz 이상에서는 spark발생에 의한 색소의 파괴로 약간씩의 감소를 나타내었다. 전기장의 세기나 주파수가 추출에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났지만 일정한 전기장과 주파수 하에서 처리 시간은 색소의 추출양에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다.

고전압 펄스 전기장 처리에 의한 Saccharomyces cerevisiae의 생리적 변화 (Physiological Changes of Saccharomyces cerevisiae by High Voltage Pulsed Electric Field Treatments)

  • 박희란;윤소정;박한설;신정규
    • 한국식품과학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.590-597
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    • 2013
  • 고전압 펄스 전기장 기술은 가열 공정을 대체할 수 있는 비가열 살균기술로서 꾸준한 연구가 이루어지고 있는 기술이다. 본 실험에서는 미생물의 생리적 측면에서 고전압 펄스 전기장 처리에 의한 효모의 생리적 변화를 살펴보았다. 내염성의 변화를 측정한 결과 사멸하지 않은 세포의 90-99% 이상이 세포 손상에 의해 내염성을 소실하였으며, 내염성을 회복하는데 약 4-6시간의 시간이 걸렸다. 고전압 펄스 전기장 처리 초기에는 세포 내외의 pH 구배(${\Delta}pH$)가 차이가 컸으나 처리시간이 증가함에 따라 그 차이가 감소하였다. 이는 세포의 pH 항상성을 유지시키는 $H^+$-traslocation 기능을 담당하고 있는 $H^+$-ATPase 활성이 소실되었거나 세포막 자체가 손상되어 pH 항상성을 잃어버렸기 때문으로, 이는 고전압 펄스 전기장 처리한 세포의 $H^+$-ATPase의 활성이 초기부터 크게 감소하는 것으로 확인할 수 있었다. 또한 세포의 해당활성이 고전압 펄스 전기장 처리에 의해 크게 감소하여 세포의 대사 기능이 손상되는 것을 확인하였다.

고전압 펄스 전기장을 이용한 식품의 상업적 살균 (Commercial pasteurization of foods using high voltage pulsed electric fields treatment)

  • 신정규
    • 식품과학과 산업
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    • 제53권3호
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    • pp.284-294
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    • 2020
  • 고전압 펄스 전기장 기술은 전기 에너지를 활용한 친환경적 비가열 공정 기술로서 꾸준히 업계의 관심을 받고 있다. 장치에 대한 이해의 부족과 장비가격에 대한 부담으로 실제 상업적 적용이 크게 증가하지 않고 있으나 가열 공정을 대체할 수 있는 기술로서의 가능성은 지속적으로 제기되고 있다. PEF 공정을 이용한 식품의 살균은 지금까지는 대부분 과일 및 야채 주스 등 저점도의 액체 식품의 살균에 대해 적용되어 왔으나 최근에는 고점도의 스무디, 고농도 단백질 음료, 혼합 주스, 알코올 음료 등으로 적용 범위가 확대되었으며, 분말, 생육 등 고체 식품의 살균에 대한 연구도 진행되고 있다. 살균 이외에도 색소, 유용성분의 추출 및 회수, 생리활성물질의 활성화, 건조의 전처리 등의 식품 공정뿐만 아니라 씨앗의 발아율 증가, 육제품의 육질 변화, 전분의 물성 변화 등에 대한 적용이 연구되면서 기존의 식품 공정을 보완 또는 대체할 수 있는 기술로서 기대되고 있다.

저온 살균용 펄스형 고압 대전류 전원장치 개발 (Development of a HVHC-PEF Power Supply for Low Temperature Pasteurization)

  • 유동욱;김학성;백주원;류홍제;임근희;;박선순
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1997년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.266-268
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    • 1997
  • High Voltage High Current Pulsed Electric Fields (HVHC-PEF) is a promising technology for the non-thermal pasteurization of foods and a sound complement or replacement to traditional thermal pasteurization, which inactivates bacteria and other microorganisms harmful to humans, but also degrades color, flavor, texture and nutrients. Foods can be pasteurized with pulsed electric fields at ambient or refrigerated temperatures for a short treatment time of seconds or less and the fresh-like quality of food is preserved. Although successful is laboratory tests, applying HVHC-PEF to food pasteurization on a large scale presents many unresolved engineering problems. In this paper the design considerations for 25kV 1kA class HVHC-PEF pasteurization equipment are anlyzed and experimental results are discussed.

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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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