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[식품공학] 수분 활성도

1. Measurement of water activity2. 목적Heat sensitive한 물질을 건조할 경우 제품의 품질을 높이고 저장성을 높이기 위하여 진공 건조 조작을 한다. 이번 실험에서는 일반 bactch식 건조기를 이용하였을 때와 진공 건조기를 이용하였을 때 제품의 수분 활성도를 측정하여 품질의 차이를 고찰한다.3.원리1) 건조건조에 의한 식품의 저장 원리를 식품 내의 수분을 감소시킴으로서 용질의 상대적 농도를 높여 식품의 수분 활성도를 저하시키면 미생물 및 효소에 의한 부패나 변패 및 변질을 방지할 수 있다. 식품은 건조에 의해 저장성 향상되고 수송이 간편해지며 건조과정에서 일어나는 성분 변화에 의해 풍미, 색깔, 조직 등이 향상되는 경우도 있으나 일반적으로 품질을 저하시키므로 저온에서 단시간에 수분을 제거해야한다.자연건조태양열, 환기, 기류 등 자연적인 것을 이용한 방법으로 특별한 기술이나 설비를 필요로 하지 않아 간단하고 비용이 적게 든다. 건조기간에 변질을 일으키며 오염되기도 쉬어 균일한 제품을 얻기가 어렵다. 현재 어패류나 해조류의 건조에 많이 이용되며 과실류 , 채소류 등에도 이용되고 있다.인공건조1 가압 건조건조와 함께 조직은 수분함량이 비교적 적은 15∼40%의 식품을 밀봉 건조 용기에 약 1/3정도 넣고 외부로부터 회전 가열시키거나 직접 가열공기를 주입하여 20∼60lb/ft2의 압력에서 온도 120∼150℃까지 가열한 후 건조 공기를 개방하여 공기 중으로 식품을 분출시켜 과열상태로 된 조직 중의 수분을 순간적으로 증발시켜 건조시키는 방법이다. 팽화되어 다공질제조를 갖게 되므로 복원성이 좋다.2 상압 건조a. 자연 환기 건조 : 가열된 공기의 자연적인 대류를 이용해서 환기시키는 것인데 인공건조 중 가장 간단한 방법이다. 곶감, 말린 사과, 건조가다랭이 등의 제조에 이용된다.b. 열풍건조 : 식품을 건조실에 넣고 가열 된 공기를 강제적으로 송풍기나 선풍기 를 써서 열풍을 불어넣어 건조. 과일이나 채소류의 건조, 맥아와 호프 등에 이용 된다.c. 분무 건조 : 액체 상태의 식품을 건조 실 내에 안개처럼 분무하여 열풍 중에서 순간적으로 건조하여 분말화 시키는 건조 방법. 분무 건조기의 특징은 분무 입 자의 직경이 보통 10∼200μm 정도로 단위 부피 당 열풍에 노출되는 표면적이 대단히 커서 건조 속도가 아주 빠르고 건조 과정 중에 제품의 온도가 열풍의 습 구온도 이상 올라가지 않아 열손상을 받을 염려가 없다. 인스턴트 커피, 분유, 분말 과즙, 분말 향료 등을 만드는데 주로 사용.d. 피막 건조(drum drying) : 가열된 드럼통이나 벨트의 가열판 포면에 액체나 paste 상의 식품을 피막 형태로 직접 접촉시켜 건조하는 방법. 대표적인 것이 드럼건조기로 한 개 또는 두 개의 속이 빈 금속 드럼통으로 되어있으며 내부가 가열되어 수평축을 중심으로 회전하다. 액상의 식품을 가열드럼의 표면에 엷게 일정한 두께의 막을 형성시켜 증발 표면적을 확대한 상태에서 열고환을 하여 신 속하게 건조한다. 이 방법을 점도가 높아 분무 건조가 어려운 paste상의 식품이 나 고형분량이 많아 기계적으로 분무가 어려운 식품을 건조하는데 사용된다. 건 조감자 분말, 스프류, 유아식 등에 이용.e. 포말 건조(form mat drying) : 건조 할 원료에 표면활성제를 가하여 질소와 같은 불활성기체를 채운 후 거품을 일으켜 건조 면적을 확대시켜 수분이 쉽게 확산되 게 하여 건조시키는 방법이다. 이 방법은 건조 속도가 빠르고 원상복구가 잘되 어 제품의 품질이 우수한 것이 특징이며 과즙과 같이 건조하기 어려운 것, 또는 점도가 높아 건조할 때 거품이 나기 쉬운 것을 건조하는데 쓰인다.3 진공건조a. 진공피막건조 : 드럼건조기를 진공실내에서 설치하여 열에 약한 식품의 건조에 사용. 시설비가 많이 들어 열에 약한 식품에만 이용된다.b. 진공교반건조 : 진공실내에 선반이 여러 개 정렬되어 있고 그 선반사이로 가열 용 파이프가 배관되어 열에 약한 식품을 건조. 시설비가 많이 들어 농축 과일주 스 같은 열에 약한 식품의 건조에 이용된다.c. 진공동결건조 : 식품을 일단 얼린 다음 저온의 건조한 공기를 통하여 건조시키 는 방법이다. 따라서 단백질이 응고되거나 유지가 산화되거나 기타 교질 물질의 변화가 일어날 수가 없으므로 식품의 신선도를 가장 완벽하게 유지할 수 있다. 건조하면서 안의 얼음덩어리가 승화되어 모양이 그대로 유지되며 물에 잘 녹고 낮은 압력과 온도에서 건조되므로 향 또한 유지되지만 비용이 많이 들므로 고가 의 의약품이나 기호식품에 쓰인다.2) 수분 활성도1 수분활성도의 정의와 의의한 식품의 수분활성도는 어떤 임의의 온도에 있어서의 그 식품의 수증기압(PS)에 대한 그 온도에 있어서의 순수한 물의 수증기압(PO)의 비율로 정의되며 그 식품 속의 각 구성 성분들과 수분과의 결합 능력을 나타내는 적도이다.AW = PS/PO = NW/(NW+NS)AW =수분활성도PS=식품 속의 수증기압PO=동일온도에서의 순수한 물의 수증기압NW=물의 몰수 , NS= 용질의 몰수2 상대습도와 수분활성도와의 관계상대습도의 수치는 바로 그 상대습도와 평형을 이루고 있는 식품의 수분활성도의 100배와 같다.RH = AW 1003 미생물의 성장과 수분활성도의 관계이용될 수 있는 수분이 비교적 적어도 잘 성장할 수 있는 곰팡이에 있어서는 성장이 가능한 수분활성도는 0.7∼0.95 정도이다. 효모가 성장 번식할 수 있는 수분활성도는 일반적으로 곰팡이들보다는 높으며 한편 세균들보다는 낮다. 대부분의 효모의 경우 0.88∼0.9 정도이다. 대부분의 세균은 습기가 많은 상태를 좋아하며 수분 활성도가 0.95 이상이 되어야만 정상적인 성장을 하고 최저 0.94이다.

공학/기술| 2001.11.19| 4페이지| 1,000원| 조회(1,666)

건조, 수분활성도, 저장

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[구조역학] 처짐 평가A좋아요

1. 개요다른 물체와 마찬가지로 건물 또는 구조물은 하중을 받을 때 변형을 일으킨다. 다른 일반적인 이유로서 온도변화와 지지조건이 구조물의 변형을 일으킨다. 변형이 사라지고 이러한 변형을 일으킨 하중이 사라졌을 때 구조물이 본래의 모습으로 돌아가는 경우의 변형을 탄성변형이라고 하다. 구조물의 영구변형은 비탄성 혹은 소성변형이라고 한다. 구조해석에 있어서는 선형탄성변형거동을 다루게 되는데 선형탄성변형은 적용되는 하중에 따라서 선형으로 변화한다. 예를 들어 구조물에 작용하는 하중이 2배가 된다면 그 변형량 또한 2배가 될 것이다. 이 선형탄성변형이라는 성질 때문에 우리가 주로 사용하는 중첩의 원리가 성립이 되는 것이다.또한 구조물의 처짐은 재료의 휨강성, 단면의 형상 등에 의해 양상이 달라진다. 이번 실험을 통해 스팬의 길이, 재료의 휨강성, 단면의 형상, 하중의 변화등에 의한 처짐의 양상이 어떻게 달라지는지 알아보도록 한다.2. 실험방법 및 측정1) 실험 1. 방법25×5㎜빔을 스팬의 길이를 1000㎜로 하여 knife edge에 설치한다음, 빔 의 중앙에 hanger clamp를 부착하고 여기에 하중을 5N에서 50N까지 5N씩 증가시키면서 다이얼게이지를 읽는다.. 측정값(E=205000N/㎜2,I{}={}{b{h}^{3}}over12=260.4167㎜4)Load(N)Dial guage 읽음(0.01㎜)처짐(mm)5394.51.95110836.23.902151,199.65.854201,620.27.805251,966.09.756302,396.011.707352,770.813.658403,055.715.610453,380.517.561503,729.119.512 하중증가에 따른 처짐양상Δ{}={} INT _{ 0}^{L }{} {mM}over{EI}{}dx{}={}2cdot{{(0.5L)}^{3}cdot w cdot 0.5}over{3EI}{}={}0.020833 CDOT {w{L}^{3}}over{EI}2) 실험 2. 방법25×5㎜빔을 스팬의 길이를 900㎜, 800㎜, 700㎜, 600㎜, 500㎜로 설치한 다음, 빔의 중앙에 hanger clamp를 부착하고 여기에 50N의 추를 매달고 다이얼 게 이지를 읽는다.. 측정값(E=205000N/㎜2,I{}={}{b{h}^{3}}over12=260.4167㎜4)Beam Span L (㎜)L350N 하중재하에 따른Dial guage 읽음(0.01㎜)처짐(mm)9007.29×1083,445.114.22428005.12×1082,055.69.99017003.43×1081,328.36.69266002.16×108884.34.21465001.25×108533.62.4390 스팬길이의 변화에 의한 처짐양상3) 실험 3. 방법25×3㎜빔을 스팬의 길이를 500㎜로 설치한다음, 빔의 중앙에 hanger clamp를 부착하고 여기에 50N의 추를 매달고 다이얼 게이지를 읽는다.. 측정값(E=205,000N/㎜2,I{}={}{b{h}^{3}}over12{}={}56.25{㎜}^{4})Beam Span L (㎜)Load(N)Dial guage 읽음(0.01㎜)처짐(mm)500502,487.0011.292 단면2차 모멘트의 변화에 의한 처짐양상4) 실험 4. 방법25×3㎜빔을 스팬의 길이를 500㎜로 설치한다음, 양 Knife edge로부터 100mm 씩 떨어진 부분에 hanger clamp를 매단다음, 양쪽에 10N, 20N, 30N의 하중을재하하면서 다이얼게이지를 읽는다.. 측정값(단, E=205,000N/㎜2,I{}={}{b{h}^{3}}over12{}={}56.25{㎜}^{4})Bending Load (N)Dial guage 읽음(0.01㎜)윗방향 처짐(㎜)2×10690.82.712×201,353.55.422×30측정불가(결론 및 토의 참고) 곡률반경 측정Δ{}={} INT _{ 0}^{L }{} {mM}over{EI}{}dx{}={}12.5 CDOT {w{L}^{2}}over{EI}[㎜]5) 실험 5. 방법25×3㎜빔을 스팬의 길이를 900㎜로 설치한다음, 클램프 행거는 실험 4에서와 같이 설치하고, 빔의 중앙에 hanger clamp를 하나 더 설치한 다음 세 곳에 하 중합계가 30N이하가 되도록 추를 매달고 다이얼 게이지를 읽는다.. 측정값(단, E=205,000N/㎜2,I{}={}{b{h}^{3}}over12{}={}56.25{㎜}^{4})100mm 지점의 하중 (N)450mm 지점의 하중(N)800mm 지점의 하중(N)다이얼게이지읽음(0.01㎜)빔 중앙의 처짐(㎜)105N10N3472.515.219 겹침의 원리3. 토의 및 결론1) 실험 1이 실험은 하중재하에 따른 처짐의 비례양상을 살펴보는 실험이었다. 보가 실제 로 탄성한계내에서 변형을 한다면 보의 처짐은 선형적으로 늘어나게 되는 것이 정 상이지만, 실제 다이얼게이지를 읽은 값과 이론적인 계산치는 너무나 많은 차이를 보였다. 그러나 을 보면 다이얼게이지와 이론적 처짐이 일정한 비를 보이 고 있음을 알수가 있고, 실제적으로 다이얼게이지의 읽음값도 차이가 다소 나지만 일정하게 증가함을 알수가 있다. 그래서 실험에서 주어진 탄성계수가 어떠한 이유 에서인지 감소하였음을 알수가 있었고, 계산을 통해 재료의 탄성계수를 다시결정하 고 이를 보정하고 처짐의 이론치와 그래프로 나타내보았다. 탄성계수를 계산한 결 과 25×5㎜ 빔의 탄성계수는 평균 101727N/㎟으로 측정되었고, 이 결과치로 처짐 을 다시 보정하여 그래프로 나타내었다. 그래프를 보면 보정후 처짐값이 다이 얼게이지 읽음값과 거의 비슷하게 나타남을 알수 있고 처짐은 재하하중에 비례하 는 것을 알수가 있다.재하하중(N)다이얼게이지읽 음 값(㎜)이론적 처짐(㎜)E보정후 처짐(㎜)E'게이지 읽음값/ 이론적 처짐53.9451.9503.9321013932.02108.3623.8997.864956692.141511.9965.84911.7961000322.052016.2027.79915.728987522.072519.669.74919.6601017282.013023.9611.69823.5921001652.043527.70813.64827.524101052.034030.55715.59831.4561047211.954533.80517.54735.3881064911.925037.29119.49739.3201072631.91 실험 1의 분석 및 보정 하중재하에 따른 처짐양상2) 실험 2이 실험은 스팬의 길이에 따른 처짐의 선형비례양상을 살펴보는 실험이다.의그래프를 보면 다이얼게이지 읽음값과 L3이 거의 선형비례를 이루는 것을 알 수가 있다. 그래프가 완전 선형이지 않은 이유는 다이얼게이지를 읽을 때 의 개인적 차이라고 생각된다.다이얼게이지 읽음값이 이론적 처짐값이 차이가 있 지만, 탄성계수를 보정하지 않은 값이으로 탄성계수를 보정한다면 이론적 처짐값 과 거의 비슷하게 나올것이다.Span L(㎜)L3다이얼게이지읽 음 값(㎜)이론적 처짐값(㎜)9007.29E+0834.45114.2248005.12E+0820.5569.997003.43E+0813.2836.6936002.16E+088.8434.2175001.25E+085.3362.439 스팬의 길이에 따른 처짐양상3) 실험 3의 분석25×3㎜ 보와 25×5㎜보가 탄성계수가 서로 달라서 비교가 쉽지는 않지만 단면 2차모멘트가 증가할수록 스팬길이의 500㎜ 보에서의 처짐이 반비례함을 알수 가 있다.4) 실험 4의 분석실험 4에서도 실험 1과 마찬가지로 이론치와 다이얼게이지의 읽음값이 많은 차 이를 보였으나 다이얼게이지와 이론치의 비가 거의 일정해 탄성계수를 다시 계산 해 보았다. 그 결과 25×3㎜ 빔의 탄성계수는 평균 81257N/㎟이다. Moment diagram은 다음과 같고, moment가 변화하지 않는 곳의 moment는 각각 1000N·㎜, 2000N·㎜이다.하중이 2×10N 일 때 이론적인 곡률반경은R{}={}{EI}over{M}={81257N/㎟cdot56.25{㎜}^{4}}over{1000N cdot㎜}{}={}4570.70㎜

공학/기술| 2001.10.31| 7페이지| 1,000원| 조회(913)

처짐, 탄성변형, 영구변형, 휨강성

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[유체역학] 점도 측정

1. 제목Measurement of viscosity2. 목적유체의 점도를 간단한 형태의 점도계를 사용하여 측정하고 유체의 점도가 온도에 의해서 어떻게 영향을 받는가에 대하여 고찰한다. 유체의 점도를 간단한 형태의 점도계를 사용하여 측정하는 방법을 이해하고 Hagen-Poiseuilletlr이 점도를 측정하는데 어떻게 응용되는냐 하는 것을 이해한다.3. 원리1) 점성(Viscosity)점성이란 물분자가 상대적인 운동을 할 때 분자간, 혹은 물분자와 고체경계면 사이에 마찰력을 유발시키는 물의 성질을 말하며 이는 물분자간의 응집력 및 물분자의 다른 분자간의 점착력 등의 상호작용에 의하여 나타난다.물 내부에 상대운동이 있으면 점성 때문에 경계면에서 운동에 저항하는 내부 마찰이 작용하여 상대운동은 차차 감소한다. 이와 같이 유체의 점성 때문에 받는 힘을 점성력이라 한다.점성법칙위 그림과 같이 두 장의 수평판 사이에 유체가 채워져 있을 때 이 판에 일정한 수평방향의 힘 F를 가하면 판은 가속되다가 곧 일정한 속도 U를 가지게 된다.움직이는 면에 접촉하고 있는 액체는 면과 같은 속도를 가지게 되고, 정지한 면에 접촉하고 있는 액체는 움직이지 않으므로 속도의 분포가 생긴다.기름 등은 점성이 풍부하고 일반적으로 액체가 기체보다 점성이 크다. 물의 점성은 온도에 따라 그 크기가 변하게 된다. 즉 온도가 0℃일 때 점성이 가장 크며, 온도가 높아질수록 점성은 작아진다.점성의 크기를 나타내는 고유의 상수를 점성계수 또는 동점성계수(점성계수를 밀도로 나눈값)로 표시한다.Newton에 의한 점성의 정의F/A = η × (dv/dx)비례상수 η는 주어진 물질에 따라 다른 상수로 이를 점도라 한다.점도 ( η ) = shear stress / shear rate = F / S = (F/A) / (dv/dx)온도(℃)점성계수[μ(P)]동점성계수[ν(St)]00.017890.01789100.013060.01307200.010050.01006250.008940.00897500.006490.005561000.002820.00294물의 점성계수(c.g.s)2) 점도의 종류① 상대점도 : non-newtonian 용액의 점도. 하나의 shear rate에서 측정된 값을 말한 다. (단위 : poise)② 절대점도 : 중력에 관계없이 측정되는 점도. 용액의 절대점도를 말한다.③ 동점도 : 중력의 영향 하에서 측정된 점도. 즉, 움직이는 유체의 점도(단위 : centistoke = poise/density)3) 흐름에 따른 점도의 분류① Newtonian한 물질의 점도값이 shear rate의 변화에 대해서 무관한 용액. 예로서 회전형 점도계에서 서로 다른 rpm에서 점도를 측정했을 때, 그 측정값이 rpm의 변화에 관계없이 일정한 용액. 주로 물, 수은, petroleum 등 단일 조성의 유체들이 이에 해당된다.Newtonian fluid 점도 vs. shear rate의 관계② non-Newtonian일반적으로 Newtonian이 아닌 용액전부를 일컬으며 대개의 용액이 이에 속한다. shear stress 대 shear rate의 관계가 일정하지 않은 것을 말한다. 즉, shear rate가 변화할 때 shear stress의 변화가 같은 비율로 변화하지 않음을 의미한다. 따라서 shear rate의 변화에 따라서 점도의 변화가 다양하게 나타난다. 시간에 대한 영향 여부에 따라서 시간의존성을 가진 type과 시간에 무관한 type으로 나뉜다.

공학/기술| 2001.10.31| 4페이지| 1,000원| 조회(847)

온도, 점성, 점도의 종류

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