[보고서]초고압 전이 동결기술에 의한 기공크기제어 및 나노기공소재 개발

초고압 전이 동결기술에 의한 기공크기제어 및 나노기공소재 개발
Development of pore size control system through high pressure shift freezing process for the nano-porous material materials 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	건국대학교 KonKuk University
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2012-11
과제시작연도	2011
주관부처	농림축산식품부 Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs(MAFRA)
등록번호	TRKO201400026598
과제고유번호	1545002778
사업명	생명산업기술개발
DB 구축일자	2014-11-14
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201400026598

초록 ▼

○ 연구결과
gelatin보다는 k-carrageenan이 첨가된 시료에서 기공의 크기가 마이크로 단위로 작게 형성되는 것을 알 수 있었고,공정별로 분석해본 결과,대기압에서는 동결온도가 낮을수록,초고압 하에서는 동결온도가 높을수록,이온 첨가에서는 Na,Ca이온 첨가에서 기공 형성이 작게 되는 것을 관찰하였다.시료별gel강도를 측정해 보면 Na,Ca이온 첨가에서 gel강도가 강하게 나타나는 것을 알 수 있었으며,동결건조 후 건조물의 hardness를 관찰한 결과 동일한 농도의 시료에서 기공의 크기가 작을수록 hardness가 강

Abstract ▼

The purpose of this research project was to carry out the establishment of the optimal operating condition of high pressure shift freezing process in order to manufacture the nano-porous matrix with various hydrocolloid by controlling the pore size. The physico-chemical properties of nano-porous matrix was analyzed to measure the hardness, water adsorption at the different relative humidity, and the pore size to predict the specific area. The pore-size became smaller as increasing concentration of gelatin solute and as decreasing the freezing temperature at atmospheric pressure freezing process. However, when the pressure was applied into freezing process, the pore size was relatively larger as compared to the control one. The size of gelatin mixed with k-carrageenan became smaller as compared to high concentration of gelatin matrix. For the study on effect of salt addition in this matrix on the pore size, Na and Ca ion influence on the formation of small ice crystal size as compared to K or Mg ions. For the comparison of G' or G", the samples with Na or Ca ion presented the higher value. The hardness was increased as increasing concentration of gelatin after freeze-drying, entirely. Regarding pore size on the hardness, when the pore size was smaller, the hardness became harder. However, there is no significant difference the water absorption depending on the different pore sized matrix. From our results, the gelatin mixed with k-carrageenan matrix can form 5 mm diameter of mean size under high pressure shift freezing process.

목차 Contents

표지 ... 1
제출문 ... 2
요약문 ... 3
SUMMARY ... 4
CONTENTS ... 5
목차 ... 6
제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 7
제 1절 연구 목적 ... 7
제 2절 연구 개발 내용 및 범위 ... 10
제 3절 연구 개발 최종 목표 및 주요 내용 ... 11
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
제 1절 국내외 기술개발 현황 ... 12
제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
제 1절 이론적·실험적 배경 및 접근방법 ... 15
제 2절 실험적 접근방법 ... 16
제 3절 연구내용 ... 18
제 4절 연구결과 ... 20
제 5절 결론 및 고찰 ... 51
제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 52
제 1절 연도별 연구목표 ... 52
제 2절 평가착안점 ... 52
제 3절 연구개발목표의 달성도 ... 52
제 4절 관련분야에의 기술발전 기여도 ... 53
제 5 장 연구개발 성과 및 성과할용 계획 ... 54
제 1절 연구개발 성과 ... 54
제 2절 성과활용 계획 ... 54
제 6 장 참고문헌 ... 56
끝페이지 ... 58

표/그림 (24)

표 2002년도 연구 분야별 지원규모(left)와 세부기술별 연구개발 추진 현황
표 Schematic phase diagram for water-ice (left) and freezing point and latent heat asa function of pressure (right).
표 Schematic diagram of high pressure equipment.
표 Relative humidity of binary saturated aqueous solution
표 Visible appearance before freeze-drying (first image) and after high pressure shift freezing and drying
표 Temperature profile of various concentration of gelatins during freezing process at atmospheric pressure at (a)-20, (b)-30, (c)-40, and (d)-50℃ of setting temperature.
표 Temperature profile of various type freezing process at high pressure at 10% gelatin, APFI: Atmospheric pressure freezing, PAFI: Pressure assisted freezing, PSFI: Pressure shift freezing.
표 Schematic time-temperature profie at gelatin matrix.
표 Phase transition temperature and time at various freezing process
표 Pore size of gelatin matrix depending on the freezing temperature at A: -20, B: -30, C: -40 and D: -50℃ under atmospheric pressure.
표 Pore size of gelatin matrix depending on the freezing temperature at A: -20, B: -30, C: -40 and D: -50℃ and at 500 bar.
표 Pore size of gelatin matrix depending on the freezing temperature at A: -20, B: -30, C: -40 and D: -50℃ and at 1000 bar.
표 Pore size of 4% gelatin + 0.1% k-carrageenan matrix depending on type of salts at A, B:-20℃, C, D: -30℃, E, F: -40℃ and G, H: -50℃
표 Morphology of gelatin matrix depending on the freezing temperature and gelatin and k-carrageenan with different type of salts at different pressure during freezing process.
표 Rheological properties of gelatin matrix at angular frequency from 0.1 rad/s to 100 rad/s: a: 10%, b: 20%, c: 30%, and d: 40% gelatin.
표 Rheological properties of gelatin matrix at amplitude condition of 0.01%-100% at 10 rad/s, a: 10%, b: 20%, c: 30%, and d: 40% gelatin.
표 Rheological properties of gelatin/k-carrageenan matrix at angular frequency from 0.1 rad/s to 100 rad/s (left) and at amplitude condition of 0.01%-100% at 10 rad/s (right).
표 Rheological properties of gelatin/k-carrageenan matrix at amplitude condition of 0.01%-100% at 10 rad/s (right), A, B, C: Na addition, D, E, F: Ca addition, A, D: 0.1%, D, E: 0.2%, C, F: 0.3%.
표 Rheological properties of gelatin/k-carrageenan matrix at amplitude condition of 0.01%-100% at 10 rad/s (right), A, B, C: K addition, D, E, F: Mg addition, A, D: 0.1%, D, E: 0.2%, C, F: 0.3%.
표 Effect of salt type with mixture of gelatin/k-carrageenan on the storage (G') and loss modulus (G"), a-c means with different letter in the same salt types, A-D means with different letter in the same concentration.
표 Gelling and melting temperature of gelatin matrix
표 Gelling and melting temperature of gelatin/k-carrageenan matrix by addition of type of salt
표 C , X coeffecient depending on BET-modelm
표 Equilibrium moisture content depending on gelatin matrix.

과제명(ProjectTitle) :	-
연구책임자(Manager) :	-
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