• 제목/요약/키워드: twin screw extrusion

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압출성형 공정에 의한 인삼의 수용성 성분 증대 (Increase of Solubility of Ginseng Radix by Extrusion Cooking)

  • 지호균;조용진;김종태;장영상;김철진
    • 한국식품과학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.361-368
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    • 2006
  • 압출조건 즉, screw speed, screw configuration, 압출온도 및 원료투입량 등을 고정하고, 가수량을 조절하여 압출미삼을 제조하여 냉수 및 열수에서의 추출율, 총당, 우론산 및 비전분 탄수화물의 함량과 당 조성을 분석하였다. 가수량이 감소될수록 압출온도와 SME는 증가하고, 고형분, 총당 및 우론산의 추출율도 증가하였다. 추출율 증가는 열수추출에서 보다 상온추출에서 크게 증가하였다. 최적조건인 압출온도 $155^{\circ}C$에서 처리한 미삼 분말의 비전분 탄수화물의 추출율이 증가하였고, 추출된 NSP의 분자량은 냉수추출에서는 압출처리 미삼이 열수추출에서는 대조구에서 큰 분자량이 추출되었다. NSP의 당 조성은 미삼의 비전분 다당체의 주된 구성당은 arabinose와 galactose였고, 상온에서 추출된 압출 미삼의 경우 높은 함량의 glucose가 측정되었으며, 열수에서 추출된 미삼의 비전분 다당체는 대조구와 압출미삼 모두에서 glucose 및 xylose가 측정되었다. 이상의 결과로 구연산이 첨가된 미삼과 첨가되지 않은 미삼을 이용하여 $155^{\circ}C$에서 압출성형 하는 것이 최적조건임을 확인하였다. 최적조건에서 압출성형 된 압출미삼의 냉수추출의 경우 사포닌 추추율은 대조구에 비해 약 2배가량 높게 나타났다. 또한 압출처리에 의해 사포닌의 구성 성분 중 Rg3가 생성되었다.

나일론66/유리섬유 복합체의 압출횟수에 따른 특성 연구 (Study on the physical properties of nylon66/glass fiber composites as a function of extrusion number)

  • 이봄이;김연철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.3990-3996
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    • 2014
  • 나일론66/유리섬유 복합체의 경우 $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 사출가공 될 때 물성 저하가 일어날 수 있어, 재이용시 열이력에 대한 체계적인 연구가 필요하다. $305/290/273/268/265/260^{\circ}C$ 온도조건의 이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 나일론66/유리섬유 복합체의 압출시료를 압출횟수에 따라 제조하였다. 압출횟수에 따른 화학구조, 열적특성, 용융지수, 결정구조, 아이조드 충격강도 및 유변학적 특성을 FT-IR, 용융지수 측정기, DSC, TGA, XRD, Izod 시험기, 그리고 유변물성 측정기를 이용하여 분석하였다. 적외선분광 스펙트럼을 이용하여 확인한 결과 압출횟수에 따른 압출시편에서의 화학구조 변화는 확인되지 않았다. 압출횟수에 따라 분자량이 감소하는 것을 용융지수와 복소점도를 이용하여 확인하였다. 나일론66/유리섬유 복합체의 용융온도는 큰 변화가 없으나, 압출횟수 증가에 따라 분해온도가 $20^{\circ}C$ 정도까지 감소하는 것을 DSC와 TGA를 이용하여 확인하였다. 압출시편의 아이조드 충격강도는 압출횟수가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 나일론66/유리섬유 복합체 압출시편의 G'-G" 곡선의 기울기나 형태가 변하지 않는 것으로부터 압출시편에 가교와 같은 구조변화가 크게 나타나지 않음을 알 수 있었다.

Effects of Peroxides on the Properties of Reclaimed Polypropylene/Waste Ground Rubber Tire Composites Prepared by a Twin Screw Extrusion

  • Kim, Seonggil;Lee, Minji;Lee, Hyeongsu;Jeong, Hobin;Park, Yuri;Jhee, Kwang-Hwan;Bang, Daesuk
    • Elastomers and Composites
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    • 제51권1호
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    • pp.17-23
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    • 2016
  • In this study, the reclaimed polypropylene (RPP) and waste ground rubber tire (WGRT) were used to simulate the thermoplastic vulcanizate (TPV) for cost reduction and resources recycling. Also, we examined the effects of dicumyl peroxide (DCP) and 2,5-dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexane (DTBPH) as peroxide type cross-linking agents to enhance the properties of TPV's. The components of RPP and WGRT were fixed at 30 and 70 wt%, and DCP and DTBPH were added in the concentrations from 0.5 to 1.5 phr, respectively. RPP/WGRT composites with different contents of DCP and DTBPH were prepared by a modular intermeshing co-rotating twin screw extruder. The Young's modulus of composites were decreased with increasing peroxides contents. On the other hand, tensile strength, elongation at break, and impact strength of the composites were increased with peroxide contents. We also confirmed that interfacial adhesion between RPP and WGRT was considerably improved by adding the peroxides. Taken together, DTBPH added RPP/WGRT composites exhibited better mechanical properties rather than those of DCP added composites.

A Study on the Mechanical and Thermal Properties of Polyketone/Chopped Carbon Fiber Composites

  • Kim, Seonggil;Jeong, Ho-Bin;Lee, Hyeong-Su;Park, Yu-ri;Lee, Rami;Kye, Hyoungsan;Jhee, Kwang-Hwan;Bang, Daesuk
    • Elastomers and Composites
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    • 제54권4호
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    • pp.345-350
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    • 2019
  • In this study, aliphatic polyketone (PK)/chopped carbon fiber (CCF) composites with various CCF contents were prepared using a modular intermeshing co-rotating twin screw extruder, and their mechanical and thermal properties such as tensile, flexural, and impact strength and thermal conductivity were investigated. The amount of CCF was increased from 0 to 50 wt%. The tensile and flexural strength of the PK/CCF composites increased as the CCF content increased, but the elongation at break and impact strength was lower than that of pure PK. Thermal properties such as heat distortion temperature and thermal conductivity increased as the CCF content increased. Morphological observations revealed that fiber orientation and interface adhesion between the PK and the CCF in the PK/CCF composites were formed due to the twin screw extrusion, which contributed to improving the mechanical and thermal properties of the composites.

고분자 나노복합재료의 가공조건 및 물성 최적화 (Optimization of Processing Conditions and Mechanical Properties in Polymer Nanocomposite)

  • 남병욱;홍채환;황태원
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.73-80
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    • 2007
  • Nanocomposites are used as a new class of polymer system and many researchers have been interested in the clay nanocomposite because of its good mechanical properties, heat resistance, flame retardancy, and barrier property. Modified layered silicates as fillers are dispersed at a nanometer-level within a polymer matrix and then new extraordinary properties are observed. In this study, polypropylene/clay nanocomposites were prepared in a twin screw extruder by the melt compounding method. In order to increase the compatibility of PP with the clay, the MAPP was used as a compatibilizer. And organic modified clays were used as a nanometric filler during the melt extrusion. Through the analysis of SAXS, WAXS, the dispersion of clay was investigated. These nanocomposites compared with a neat polypropylene/talc composite have high modulus, low toughness, and reduced shrinkage at the stable dispersion.

페놀산 첨가 밀가루 압출성형물의 물리적 특성 (The Physical Properties of Wheat Flour Extrudates with Added Phenolic Acids)

  • 고봉경
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.379-383
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    • 2007
  • The effects of phenolic acids on the physical properties of wheat flour extrudate were investigated. Ferulic acid, fumaric acid, and p-coumaric acid were mixed with hard wheat flour, respectively, and extruded under a twin screw extruder. We found that by adding the phenolic acids, longitudinal expansion at the die increased, textural hardness decreased, and the water absorption capacity of the extrudate decreased. The results showed that the addition of phenolic acids produced a softer textured, more longitudinally puffed and hydrophobic extrudate compared to the control extrudate. Moreover, the addition of phenolic acids did not significantly affect the color of the extrudate: oxidative browning of the phenolic acids was not observed, due to inactivation of the browning enzymes under the hot temperature and reduced oxygen conditions of the extrusion process.

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이축 압출공정을 이용한 Wood Polymer Composite의 제조 및 특성 분석 (Preparation and Characterization of Wood Polymer Composite by a Twin Screw Extrusion)

  • 이종혁;이병갑;박기훈;방대석;지광환;신민철
    • Elastomers and Composites
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    • 제46권3호
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    • pp.211-217
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    • 2011
  • Wood Polymer Composite(WPC)는 우수한 물성 및 가공성과 더불어 자원재활용 및 벌목규제 대응 등의 환경적인 측면에서 각광을 받고 있는 재료이다. 본 연구에서는 이축스크류식 치합형 압출기를 이용하여 상용화 WPC를 제조하였다. WPC의 물성에 영향을 미치는 세 가지 주요 실험 변수 즉 목분의 함량, coupling agent의 함량 그리고 목분의 전처리 영향을 자세히 관찰하였다. 목분의 함량에 따른 WPC의 물성변화는 목분함량이 증가함에 따라 인장강도 와 열안정성이 감소하고, 수분흡수성이 증가하는 것이 관찰되었다. PP-g-MA 첨가 시 기계적 물성은 향상되고, 수분흡수성이 감소하는 것이 관찰되었다. 목분을 전처리하여 제조한 시편에서는 가장 높은 인장강도의 향상을 나타냈지만, 셀룰로스의 결정구조 변화로 수분흡수성이 증가하는 것이 확인되었다.

The Effects of CO2 Injection and Barrel Temperatures on the Physiochemical and Antioxidant Properties of Extruded Cereals

  • Thin, Thazin;Myat, Lin;Ryu, Gi-Hyung
    • Preventive Nutrition and Food Science
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    • 제21권3호
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    • pp.271-280
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    • 2016
  • The effects of $CO_2$ injection and barrel temperatures on the physiochemical and antioxidant properties of extruded cereals (sorghum, barley, oats, and millet) were studied. Extrusion was carried out using a twin-screw extruder at different barrel temperatures (80, 110, and $140^{\circ}C$), $CO_2$ injection (0 and 500 mL/min), screw speed of 200 rpm, and moisture content of 25%. Extrusion significantly increased the total flavonoid content (TFC) of extruded oats, and ${\beta}$-glucan and protein digestibility (PD) of extruded barley and oats. In contrast, there were significant reductions in 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, PD of extruded sorghum and millet, as well as resistant starch (RS) of extruded sorghum and barley, and total phenolic content (TPC) of all extrudates, except extruded millet. At a barrel temperature of $140^{\circ}C$, TPC in extruded barley was significantly increased, and there was also an increase in DPPH and PD in extruded millet with or without $CO_2$ injection. In contrast, at a barrel temperature of $140^{\circ}C$, the TPC of extruded sorghum decreased, TFC of extruded oats decreased, and at a barrel temperature of $110^{\circ}C$, PD of extruded sorghum without $CO_2$ decreased. Some physical properties [expansion ratio (ER), specific length, piece density, color, and water absorption index] of the extrudates were significantly affected by the increase in barrel temperature. The $CO_2$ injection significantly affected some physical properties (ER, specific length, piece density, water solubility index, and water absorption index), TPC, DPPH, ${\beta}$-glucan, and PD. In conclusion, extruded barley and millet had higher potential for making value added cereal-based foods than the other cereals.

고아밀로즈 옥수수전분의 압출성형에 의한 난소화성화 (Formation of Enzyme Resistant Starch by Extrusion Cooking of High Amylose Corn Starch)

  • 김지용;이철호
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.1128-1133
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    • 1998
  • 압출성형에 의한 난소화성 전분형성효과를 알아보고자 식품산업에 널리 이용되는 쌍축형(twin-screw) 압출성형기(extruder)를 사용하여 일반적으로 난소화성 전분 형성에 많이 사용되는 고아밀로즈 옥수수 전분의 압출성형 실험을 행하였다. 압출성형시 압출조건에 따른 난소화성 전분수율을 회분식 고압가열과 냉각에 의한 난소화성 제조방법과 비교, 실험하였다. 압출성형 조건은 스크류 회전 속도를 100 rpm으로 고정하여 바렐온도(100, 120, $140^{\circ}C$) 3가지 조건과 투입원료 수분함량(25, 35, 45%) 3가지 조건으로 총 9가지 조건에서 압출성형하였다. 또한 압출성형 전분의 $4^{\circ}C$ 저장시의 난소화성 수율 변화를 측정하였다. 난소화성 전분 측정법으로는 생체내 소화효소 반응과 유사한 pancreatin을 이용한 방법과 내열성 아밀라제 (Termamyl)에 의한 방법 2가지를 비교 실험하였다. Pancreatin을 이용한 난소화성 전분 수율 비교시 바렐온도가 낮을 때$(100^{\circ}C)$와 원료수분함량이 높을 때(45%)의 압출성형 전분이 가장 높은 수율(38.4%)을 나타내어 회분식 가열 냉각 5회 반복 처리한 시료의 난소화성 수율(25%) 보다 높았다. 같은 압출성형조건에서는 일반 전분의 압출성형전분이 고아밀로즈 압출성형 전분보다 낮은 난소화성 전분수율을 나타냈다. 내열성 아밀라제(Termamyl)에 의한 전분 수율 비교시, 회분식 가열냉각 5회 처리 시료는 27.5%의 수율을 보였으며 이는 압출 성형 전분의 난소화성 수율$(11.6{\sim}15.4%)$보다 다소 높은 값을 보였으며 같은 압출성형 조건에서 일반전분의 압출성형전분이 고아밀로즈 압출성형 전분보다 낮은 난소화성 전분수율을 나타냈다. 압출성형 고아밀로즈전분의 $4^{\circ}C$ 저장실험에서 4주 저장후 난소화성 수율은 pancreatin을 이용한 경우에는 바렐온도가 낮은 경우$(100^{\circ}C)$ 3가지 투입원료 조건(25, 35, 45%) 모두에서 60% 수준의 높은 난소화성 수율을 보였으나 내열성 아밀라제를 사용한 난소화성 수율은 상대적으로 낮은 값을 나타내었다. 이는 압출성형 전분의 $4^{\circ}C$ 저장시 호화된 전분의 일부 재결정화로 형성된 난소화성 전분이 $95^{\circ}C$ 30분간의 열처리 및 내열성 아밀라제의 처리에 의해 분해가능한 전분으로, 완전한 결정성구조를 가진 전분이 아닌 것으로 사료된다.

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압출성형 공정변수에 따른 건조수삼과 백삼 압출성형물의 침출속도 및 침출물 특성 (Properties of Extracts from Extruded Root and White Ginseng at Different Conditions)

  • 김봉수;류기형
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.306-310
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    • 2005
  • 압출성형공정을 적용하여 건조수삼내부 유효성분의 침출속도를 향상시키기 위하여 수분함량(20, 25, 30%)과 스크루 회전속도(200, 300 rpm)를 달리하여 제조한 인삼유효 성분의 침출속도, 침출액의 조사포닌, 수용성지수, 갈색도와 적색도를 비교하였다. 인삼과 홍삼의 중요한 유효성분인 사포닌과 진세노사이드(ginsenoside) 함량의 지표가 되는 압출성형 수삼과 백삼 침출액의 갈색도와 적색도는 수분함량의 감소와 스크루 회전속도의 증가에 따라 유의적으로 증가하였다. 또한 수용성지수 및 조사포닌 함량은 수분함량이 감소 및 스크루 회전속도의 증가에 따라 증가하였다. 건조수삼과 압출성형수삼의 입자크기가 감소할수록 침출된 인삼유효성분의 지표가 되는 흡광도는 증가하는 경향을 보였다. 건조수삼 압출성형물의 침출액과 실험한 입자크기에서 수분함량이 28%에서 20%로 감소할수록 260∼520 nm 파장에서 흡광도는 증가하는 경향을 보였다, 수용성지수도 흡광도와 마찬가지로 입지크기가 갑소할수록 증가하는 경향을 보였다. 압출성형 수삼의 경우 팽화에 의한 기공의 형성과 전단력에 의한 세포벽의 파괴와 함께 압출성형물 내부의 유효성분의 침출율의 향상에 기여한 것으로 판단되었으며 결론적으로 다른 열처리 방법과 비교하여 압출성형공정을 인삼 침출차 제조에 적용할 수 있는 효율적인 공정으로 판단되었다.