In this paper, the performance characteristics of a cryogenic refrigeration system used in fields such as HMR(Home Meal Replacement) that require ultra-low temperatures of -50℃ using natural refrigerants according to the recent enforcement of the Atmosphere Environment Conservation Act were investigated. For this purpose, a 2-stage compression refrigeration system using R744(CO2) and a cascade refrigeration system using R747/R404A and R747/R717(NH3) were applied. The COP(coefficients of performance) of each refrigeration system were compared according to changes in evaporation and condensation temperature, subcooled and superheated degree. Although the coefficient of performance of the 2-stage compression refrigeration system using R744 was superior to that of the cascade refrigeration system, 2-stage refrigeration system was considered that various problems should be solved in practical terms. In addition, the COP of R744/R717 for various operating conditions showed similar results to R744/R404A, so the possibility of alternativeness could be confirmed in the cascade refrigeration system.

This Study is carried out to stabilize the system according to the change of superheat and subcooling in binary refrigeration system by applying cascade system. When the system on 1 st stage was started and the system on the other side was operated, a temperature reversal phenomenon occurred in which the temperature of the 1 st cascade outlet was temporarily lowered. This means that the condensate heat exchange on the 2 nd is not good, which can cause the compressor to overheated. In order to maintain stable system operation, the opening degree of the expansion valve is controlled to increase the refrigerant circulation amount, thereby facilitating the condensation heat exchange on the 2 nd stage system. We have found that the most suitable refrigerant circulation amount is found by stabilizing the operation of the system while lowerning the super low temperature from -65℃ to -70℃ and increasing again to -60℃.

본 실험은 국화의 바이로이드 제거에 이용되는 초저온처리 시 국화 품종 'White ND'을 적합한 처리조건을 확립하기 위해 초저온처리의 단계별 요인을 실험하였다. 그 결과 생장점의 크기는 1 mm(엽원기 2~3매 포함)에서 높은 생존율과 신초 재생율을 나타내었고, vitirification 처리시 PVS3가 효과적이었으며, 처리 시간은 60분 처리 하였을 때 높은 생존율 및 정 상 신초 재생율을 보였다. 또한 vitrification을 위한 전처리 조건은 sucrose 농도를 88 mM 24시간, sucrose 0.3 M 16시간, sucrose 0.5 M 6시간, sucrose 0.7 M 3시간으로 처리하는 것이 초저온 처리 후 생존율 및 신초 재생율을 높이는데 효과적이었으며, 재생된 정상 식물체는 모본과 비교하여 ploidy level이 동일한 것으로 보아 식물체의 유전적 변이가 일어나지 않았다.

This paper represents the cold energy for liquefied nitrogen gas and cascade refrigerator. In this study, the vaporizer of liquefied nitrogen gas has the fin coil tube type with the dimension of inside diameter of 10mm and outside diameter of 12mm. Also, the total length of vaporizer is 20,000mm. The main experimental parameters are the mean velocity in duct and the supplied flow-rates of liquefied nitrogen gas. For the cascade refrigeration system, the refrigerants are ethane(R-170) in the high pressure stage and R-22 in the low pressure stage.

Background : Ginseng seeds are one of short-lived seeds species which loose their viability easily in the condition of conventional storage. Cryopreservation using liquid nitrogen (LN) has been recommended as a alternative storage for this kind of germplasm short lived or dessiccation-sensitive. This study was performed to find out whether cryopreservation could assure initial viability not only for seeds with high germination rate but also for seeds with low germination rate (in aging process). Methods and Results : In this work, 3 cultivars of dehisced ginseng seeds were artificial aged in the condition of 40℃, 95% RH during 6 hours with 3 hours-interval. The germination rate of ginseng seeds was decreased to the range of 71 - 94% of initial viability by artificial aging treatment. After 24 hours of vapor-LN exposure on both of artificial aged and non treated seeds as a cryopreservation, germination rate for each cultivar was decreased with the range of 76 - 95% of initial viability. While the decreasing patterns of germination rate for each cultivar showed similar curves between before and after vapor-LN exposure, the aging effects could be slightly little by cryopreservation for 3 cultivars of ginseng seeds. Conclusion : From the above results, we may suggest that cryopreservation could be recommened for storage tool of dehisced ginseng seeds even with low viability also and expected to make slower seed aging process during preservation period through further study.

인삼 개갑종자의 초저온보존 효과 및 최적조건을 구명하기 위하여 건조 조건과 수분함량 및 액체질소 보존 전 동결처리와 보존 후 해동처리에 따른 초저온보존 효과를 조사하였다. 건조처리는 25℃ air flow 챔버(RH 10～12%)와 15℃ 건조실(RH 22～25%)을 이용하여 실시하였고 보존 전 동결은 –24℃에서 30일간 처리하였으며 보존 후 해동은 4℃에서 24시간, 40℃에서 2분 처리구를 각각 비교하였다. 그 결과 15℃에서 종자수분 8-12%로 건조된 종자가 보존 전 처리 없이 액체질소에 보존된 후 40℃에서 해동되었을 때 발아율이 가장 높은 것으로 나타났다. 그러나 종자수분이 2.2% 이하일 때 건조가 지속되면 발아율은 감소하는 것으로 나타났으며, 4% 이하에 이르면 보존 전후 처리효과는 나타나지 않는 것으로 조사되었다. 반면 25℃에서 건조된 종자는 상대적으로 높은 발아율을 유지하였다. 건조 및 초저온보존에 의한 인삼 개갑 종자의 유근 및 자엽 생장율을 조사한 결과, GA배지 치상 10일 후 무처리한 대조구에서 첫 유근이 출현하였으며 3주 후에는 자엽발달이 시작되었다. 30일째에는 자엽생장율이 유근발달과 함께 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 치상 30일까지 초저온보존에 의한 생장율은 같은 양상을 보이면서 대조구보다 현저히 낮게 나타났으나 40일째에는 양상은 같았으나 회복율이 대조구보다 증가세를 보였다. 또한 보존 전 동결처리 없었던 종자는 동결처리한 종자보다 모든 처리구에서 높은 유근 및 자엽 생장율을 보였다.

본 실험은 개갑된 인삼종자를 안전하게 장기보존하고, 또한 이를 효율적으로 발아시키기 위하여 인삼종자의 건조 저항성 및 동결보존을 위한 적정 수분함량을 분석하고, 배 발육과 발아에 관여하는 온도와 호르몬의 상호작용 효과에 대하여 조사하였으며, 이에 대한 결과는 다음과 같다. 1. 30일 후의 초기 발아율은 GA3 와 BA 등 생장조절제 처리 후 5℃ 와 10℃ 에서 발아시킬 경우에만 50~% 이상으로 높아졌다. 70일 후의 발아율은 생장조절제의 처리와 상관없이 5℃ 와 10℃ 에서 모두 90~% 이상으로 높게 나타났고, 15℃ 에서도 생장조절제 처리구에서는 일부 발아하였다. 2. 개갑 인삼 종자를 무균상 송풍구와 종자건조실에서 건조시킬 경우 각각 12시간(종실 수분함량 10.6~% ) 및 3일(6.1~% ) 까지는 내과피와 종실간에 수분함량에 차이를 보이면서 급속히 건조되다가 이후 서서히 건조되었다. 3. 무균상에서 0~~l8시간 동안 건조된 종자(수분함량 57.9~~8.7~% )는 95~% 이상이 발아하였으나, 30시간 건조된 종자(7.2~% )는 발아율이 85~% 로 감소하였다. 건조된 인삼종자를 액체질소에 저장 후 발아율을 조사한 바, 12~~30시간 건조(10.6~~7.2~% )된 종자는 90~% 이상이 발아하였다. 4. 건조실에서 건조된 인삼종자는 0~~2일 동안 건조(57.9~~9.0~% )하였을 때 90~% 이상이 발아하였으나, 6일 건조(3.8~% )된 종자는 발아율이 30~% 이하로 대폭 감소하였다. 동결보존 후의 발아율은 2일 건조 종자(9.0~% )만이 90.5~% 의 높은 발아율을 보였다. 5. 최적수분함량에서 두 건조방법간에 동결보존 전후의 발아율에 유의한 차이가 없었으며, 건조 장해를 받지 않으면서도 동시에 동결장해를 회피할 수 있는 적정 수분함량범위는 8~~l0~% 였다.

본 연구는 산림 수목 종자를 대상으로 다양한 초저온 동결 조건을 적용하고, 초저온 저장 후에 나타나는 종자의 발아 특성 및 유묘의 생장 특성 조사하기 위해 수행되었다. 유리화 과정을 기초로 한 초저온 저장은 다릅나무 종자의 발아율을 크게 감소시켰으나, 초저온 저장 전 동결보호제 처리와 초저온 저장 후의 빠른 해빙은 종자의 발아율 감소를 완화시켰다. 초저온 저장 전 동결보호제 노출 시간은 종자의 발아율에 영향을 주었다. 즉 동결보호제 노출시간이 길어짐에 따라 종자의 발아율은 감소하였다. 그러나 초저온 저장 기간은 종자의 발아율에 영향을 주지 않았다. 또한 동결보호제의 노출 시간과 초저온 저장 기간은 유묘의 생장 특성에 영향을 주지 않았다. 따라서 수목 종자의 초저온 저장은 조직의 손상이나 변형이 없이 장기간 저장할 수 있는 현지 외 보존 기술로 적절하다고 판단된다. 그러나 산림 종자의 보다 효율적인 초저온 저장을 위해서는 각 수종의 종자 특성에 맞는 동결보호제 및 처리 기술이 개발되어야 할 것으로 판단된다.

자작나무 식물유전자원의 효과적인 장기보존 방안을 구명하기 위해 동결전처리 된 겨울철 동아를 건조처리에 의해 초저온보존 시험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 자작나무 동아는 내동성이 최고조에 달한 1월 20일경의 함수율이 42.43%로 가장 낮게 나타났다. 1월 20일에 채취한 동아를 10분간의 건조처리 와 5~-20℃까지 1분당 1℃ 하강조건으로 완속동결 전처리하여 -196℃의 액체질소에 초저온 보존한 경우의 세포생존율은 83.33%로 가장 이상적인 처리조건으로 조사되었다. 자작나무 동아의 시료조제는 동아에 약간의 목질부 조직을 붙여 초저온 보존하는 경우에 86.7%로 세포생존율이 높게 나타났다. 24시간 이상 액 체질소에 초저온 보존한 자작나무 동아는 40±5℃의 온수 중에서 급속 해동하는 경우가 86.6%의 세포생존율을 비롯하여 60%의 식물체 재생율을 나타내어 본 실험에서 가장 효과가 좋은 것으로 조사되었다.