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탐구토론대회

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by

양 태영

on 27 August 2013

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Transcript of 탐구토론대회

발효, 숯, 옹기에 대한 탐구
정인호, 양태영, 변은주
탐구 목차
1. 탐구동기
2. 이론적 배경
3. 탐구과정
4. 전체적인 결론
5. 제언
탐구동기
이론적 배경
식품특유의 성분들과 같은 미생물의
작용으로 산소가 없는 상태에서
불완전하게 분해 되어 에너지를
얻는 과정이다.
그 때 새로운 성분이 합성으로 영양가가
향상돼 우리 몸에 더 좋은 음식이
되는 현상을 발효라 한다.

가) 알코올 발효
포도당에 어떤 효소가
관여 하여 피부르산과
이산화탄소, ATP, 그리고
알코올을 발생시킨다.
나) 젖산발효
당을 무산소 상태에서
분해하여 젖산을 생성시킨다.
다) 아세트산 발효
미생물이 에틸알코올을
산화하여 아세트산을 생성시킨다.
가. 발효
나무 따위의 유기물을 불완전
연소시켜서 만든다.
숯은 목탄이라고도 한며 숯가마를
이용하지 않더라도 만들 수 있지만
대체로 공기가 차단된 숯가마에서
구워 낸다.

나) 정화, 탈취 및 여과효과 
실내에서 숯을 천에 싸서 대바구니나 항아리 등에 넣어두면 오염된 공기가 정화가 되며, 화장실이나 신발장, 냉장고, 싱크대나 배수구 등에도 숯을 놓아두면 냄새가 나지 않는다. 또한 바퀴벌레나, 개미, 모기등도 생기지 않는 효과까지 거둘 수 있고 그 효과는 영구적이다.오수에 숯을 넣으면 오수중의 농약이나 세제 등의 성분을 흡수하기 때문에 오염된 하천이라도 바닥에 대숯을 깔고 채우면 고기가 헤엄치는 맑은 개울이 된다. 
라) 제습, 습도조절을 한다.
다공질의 탄소 덩어리인 숯은 습기를 흡착하고 방출하는 성질이 있어 강력한 제습 및 습도조절 작용을 한다. 고온에서 구워진 숯은 수분을 함유하고 있지 않다. 건조한 스펀지가 물을 깨끗이 흡착 하듯이 주위의 습도를 줄여주고, 또 너무 건조하면 수분을 방출하여 습도 조절을 자연스럽게 해준다.
마) 유해성분을 흡착, 또는 제거 한다.
대나무 숯을 과일이나 채소와 함께
물에 담가두면 함유되어 있을지도
모르는 농약성분인 파라치온이나
수돗물속의 납 성분 등 몸에 유해한
성분을 흡착해 준다.

가) 많은 기공
나무를 숯을 만드는 과정에서 숯 안에는 수많은 미세구멍들이 생기는데, 이 구멍들을 다기공 이라고 한다.
나) 탄소성분
나무를 숯으로 만들때 숯마다 양은 다르지만 나무의 성분은 탄소로 바뀌게 된다.
나. 숯
다. 옹기
2) 숯의 종류
2) 옹기의 과학적 원리
1) 숯이란?
4) 숯의 과학적 원리
2) 발효의 종류
3) 발효 식품의 예
1) 발효란?
3) 숯의 효과
제조 과정에
따른 숯 분류
재료에
따른 숯 분류
가. 참나무 숯
일반적으로 재질이 단단한
나무가 사용되며, 우리나라
에서는 참나무류 (갈참나무,
굴참나무, 물참나무, 줄참나무 등)
가 주로 사용된다.

나. 대나무 숯
대나무를 고온탄화법을 이용하여
1000°C 이상의 고온에서 진공상태로
구워낸 숯으로 음이온과 미네랄
함유정도가 매우 높으며 맛과 냄새가 없다.
다. 소나무 숯
소나무를 원료로 하며 부드럽고
냄새 제거에 많이 쓰인다.

가. 검탄
검탄은 흑탄이라고도 하며 약600°C로 가열한 후 황토 흙으로 불구멍을 막아 가마 안의 공기를 차단시켜 약 2주 동안 천천히 식혀 꺼낸 숯으로 탄질이 부드럽고 진한 검정색을 띤다.
나. 백탄
백탄은 약1000°C 이상의 고열로 가열한 후 숯을 굽는 마지막과정에서 가마일부를 열어 완전연소를 시켜 유해가스를 뺀 후 불이 달궈진 상태로 재빨리 꺼내어 모래나 재 등으로 덮어 식히는데 이 과정에서 숯 표면이 흰 물질이 끼게 되어 백탄이라 부른다.

다. 활성탄
활성탄은 숯의 효능을 높이기 위해 1차 구워낸
숯을 수많은 기공들이 생기도록 고온의 열을
가하여 한 번 더 구워낸 숯을 말한다.
1) 옹기의 종류
가) 질그릇
그릇의 아래위가 좁고 배가 불룩 나온
모습의 옹기이다.
나) 오지그릇
붉은 진흙으로 만들어 햇빛에 말리거나
약간 구운 위에 오짓물을 입히어 다시 구운
질그릇이다.
다) 독
물 ·술 ·장 등을 담아 두는 큰 오지그릇이나
질그릇을 말한다.
라) 항아리
물건을 담아 저장하는 데
쓰는 질그릇이다.

옹기에는 많고 작은 구멍들이
있는데 이 구멍으로 수분을
빨아들여 밖으로 기화시키면서
열을 발산해 옹기 안에 담겨
있는 음식을 항상 시원하게
유지 시켜준다.

가) 작은 구멍들.
옹기는 흙으로 만들어져 많은 구멍들이 있다.
앞에서 말했듯이 옹기는 구멍을 통해
공기를 들여보냈다 내보냈다 하면서 안의 음식을
항상 시원하게 유지 시켜준다. 또, 옹기의 작은
구멍들은 온도를 잘 유지해 주기 때문에 음식이
상하는 것도 막아주는 셈이다.
3) 옹기의 장점
나) 옹기는 자연을 훼손시키지 않는다.
옹기는 흙으로 만들어진다. 그 외에 화학약품
등은 들어가지 않기 때문에 자연을 훼손시키지
않는다. 그런데 옹기는 버려지면 다시 흙으로
돌아가기 때문에 옹기는 버려질 때도 자연을
훼손시키지 않는 셈이다.
탐구과정
가. 발효
1) 발효를 이용한
요구르트 제조 실험
나) 실험 준비물
요구르트 제조기, 우유, 요구르트.
다) 실험 목적
물질대사는 36′C에서 가장
활발히 일어난다고 하는데
그것이 사실인지 확인하기 위해.
가) 가설
①물질대사는 약 36′C에서 가장 활발히 일어난다고 하
기 때문에 제조기의 요구르트는 빨리 완성되고 실온
의 요구르트는 늦게 완성될 것 같다.
=>제조기는 온도를 약 36′C로 유지해준다.
②실온의 요구르트는 발효가 늦기 때문에 완성시간을
예측하기 어려운 뿐만이 아니라 너무 늦어 부패 될 것
같다.
라) 실험 방법
①[우유700mL + 요구르트1병]을 7개의 병에 똑같이
나누어 담는다.
②(경우1)모든 병의 뚜껑을 닫고 하나를 제외한 나머지
7개는 제조기에 넣고
(경우2)나머지 하나는 실온에 둔다.
③40분마다 관찰한다.
마) 결과

[요구르트의 변화]
8시 20분:변화 없다.
9시 00분:변화 없다.
9시 40분:변화 없다.
10시 30분:고체가 약간 보인다.
11시 20분:고체가 약간 보인다.
12시 10분:고체가 보인다.
12시 50분:고체가 보인다. 요구르트 냄새가 나기 시작한다.
13시 40분:고체가 보인다. 요구르트 냄새가 많이 난다.
14시 30분:고체가 보인다. 요구르트 냄새가 많이 난다.
15시 10분:고체가 보인다. 요구르트 냄새가 많이 난다.
16시 10분:거의 고체가 다 되었다. 요구르트 냄새가 많이 난다.
[실온]
며칠후에 완성 되었다.
바) 결론
발효는 실온보다
약 36′C에서 더 잘 된다.
나) 준비물
파, 파김치, 집기병 2개, 랩, 고무줄
가) 가설
발효음식은 쉽게 상하지 않기 때문에
파김치가 그냥 파보다 쉽게 상하지 않을 것이다.
바) 결론
파김치는 아무 변화 없었지만,
파에는 곰팡이가 생겼다.
나) 준비물
A4 용지 3장, 숯, 모래, 사탕 3개, 개미
나. 숯
가) 가설
숯이 있는 사탕에는
개미가 오지 않을 것이다.
결과
라) 실험 방법
① 한 사탕에는 숯, 다른 한 사탕에는 모래, 또 다른 한
사탕에는 아무것도 넣지 않는다.
② 각각의 사탕들을 A4 용지에 놓는다.
③ 10분 간격으로 개미를 관찰한다.
다) 실험 목적
숯에는 방충효과가 있다고 하는데
그것이 사실인지 확인하기 위해.
일반 사탕 숯이 있는 사탕 모래가 있는 사탕

5시 30분 변화 없음 변화 없음 변화 없음

5시 40분 5마리 변화 없음 변화 없음

5시 50분 8마리 변화 없음 변화 없음

6시 00분 14마리 변화 없음 변화 없음

6시 10분 13마리 변화 없음 1마리

6시 20분 18마리 변화 없음 1마리

6시 30분 19마리 변화 없음 3마리

6시 40분 25마리 변화 없음 9마리

6시 50분 24마리 변화 없음 5마리

7시 00분 20마리 변화 없음 2마리

7시 10분 31마리 1마리 6마리
라) 실험 결과
2) 공기 정화실험
나) 준비물
숯, 레이저 포인터 2개, 집기병 2개, 유리판 2개
라) 실험 방법
① 1개의 집기병에만 숯을 넣는다.
② 각각의 집기병에 향을 피운다.
③ 5분 뒤 향을 뺀다.
④ 5분 간격으로 관찰한다.
다) 실험 목적
숯은 공기 정화를 할 수 있다고 하는데
그것이 사실인지 확인하기 위해
마) 결과
바) 결론
숯은 공기 정화를 한다.
가) 가설
숯이 있는 집기병은 공기를 정화시켜 레이저
포인터의 빛의 경로가 잘 보이지 않을 것이다.
1) 온도조절능력실험
다. 옹기
나) 준비물
옹기, 양은 냄비, 스테인리스 냄비,
유리 냄비, 온도계, 우유 800ml
라) 실험 방법
① 옹기, 양은 냄비, 스테인리스 냄비, 유리 냄비에 우
유 200ml 씩 넣는다.
② 옹기, 양은 냄비, 스테인리스 냄비, 유리 냄비를 같
은 장소에 놓는다.
③ 온도와 산도를 잰다.
가) 가설
옹기의 온도 변화가
가장 적을 것이다.
마) 결과
다) 실험 목적
옹기는 미세한 구멍들이 있어서 다른 그릇보다 온도 변화가 낮을 것이다. 그것을 확인 하고 싶어서 이 실험을 하였다.
바) 결론
옹기는 온도를 조절한다.
나) 준비물
옹기, 병, 양초, 점화기, 유리판
가) 가설
옹기는 통기성을 가지고 있다고 한다.
그 말은 조금이라도 옹기는 공기가
통한다는 것으로 옹기 안의 양초가
더 오래 탈 것이다.
결과
1차부터 10차까지 옹기가 항상 불이 늦게 꺼졌다.’이며 이것으로 옹기에 있는 미세한 구멍들로 산소가 들어온 다는 것을 알았다.
결론
다) 실험 목적
옹기에는 미세한 구멍들이 있다. 불을 키려면 산소가 필요한데 이 구멍들로 산소가 들어올 수 있을 것이다. 그래서 양초의 불이 늦게 꺼질 것 같아서 이 가설이 맞는지 확인하기 위해 이 실험을 하게 되었다.
라) 실험방법
① 옹기와 병 안에 각각 양초를
넣고 불을 붙인다.
② 뚜껑을 닫은 뒤 양초에 붙은
불이 언제 꺼지는 지 관찰한다.
마) 결과
바) 결론
옹기는 공기가 통하는
통기성을 가지고 있다.
2) 통기성 실험
전체적인 결론
발효는 36'C 정도에서 가장 잘 된다. 발효 음식은 쉽게
상하지 않으므로 오래 보관해도 상하지않는 웰빙 식품
으로 활용할 수 있으며, 숯은 아무런 화학 물질이 들어가지 않은 친환경 방충제로 활용할 수 있다. 또한 옹기는 안의 음식이 상하지 않게 온도를 저절로 조절해 주는
도시락 통으로 활용할 수 있다.
제언
이번 탐구를 통해 발효를 쉽게 상하지 않는 웰빙 식품으로, 숯을 친환경 방충제로, 옹기를 온도 조절 도시락통으로 활용할 수 있는 방안을 생각해 냈다. 이처럼 전통과학에는 많은 원리가 숨어 있고 활용할 수 있는 방안도 많은데 많은 사람들이 발명이나 발명품 하면 외국의 것 들을 먼저 떠올리곤 한다. 물론 외국의 발명품이 좋기 때문일지 모르지만 우리나라의 전통과학을 잘 활용한다면 그처럼 유명한 발명품이 될 가능성은 많다. 그래서 우리는 우리만의 과학을 잘 활용해야 한다고 생각한다.
이것으로

발표를

마치
겠습니다.

전통과학 속 과학 원리를 활용할 수 있는 방안 탐구
다) 실험 목적
발효음식은 쉽게 상하지 않는다고 하는데 그것이 사실인지알아보기 위해.
라) 실험 방법
① 집기병에 파와 파김치를 넣는다.
② 집기병을 랩으로 싸 놓는다.
③ 랩으로 싼 것을 고무줄로 묶는다.
④ 하루 간격으로 관찰을 한다.
발효음식:김치
썩은 배추
전통과학
이란?
우리 조상들이 살아오면서 이룩한 과학
메주
간장
된장

?
가) 된장
된장은 한국의 장류
중 하나이다.
나) 김치
여러 가지 양념을
버무려 담근 채소의
염장 발효식품이다.
다) 요구르트
우유를 유산균을 이용하여
발효시켜 만든 음료이다.
가) 음이온 효과
숯의 음이온 효과는 숲속의 공기처럼
상쾌하고 신선하여 자연히 몸에
안락감이 드는것이다. 음이온은 혈액정화,
정신안정, 자율신경조절, 면역강화,
폐기능강화, 세포활성화 등의 효과가 있다.
다) 원적외선을 방출한다
숯은 원적외선을 방출하여 인체 깊숙이 흡수되어 신체를 따뜻하고 편안하게 해준다. 혈액순환촉진, 신진대사촉진, 세포기능 활성화, 숙성효과가 있다. 베개에 대숯을 넣어 두면 원적외선과 음이온 효과, 숯의 온열효과로 인하여 숙면을 취할 수 있다.
마) 결론
숯은 벌레에게 기피작용을 하는 방충효과를 가지고 있다.
[2012 마드리드 퓨전]
참고 문헌
Science 미생물과 발효
국립중앙과학관(www.sciece.go.kr)
국회 전자 도서관(www.nanet.go.kr)
발효 미생물의 신비
네이버 백과사전

숯이 있는 병 숯이 없는 병
5분 뒤 진하게 보임. 진하게 보임.
10분 뒤약간 흐리게 보임. 진하게 보임.
15분 뒤약간 흐리게 보임. 진하게 보임.
20분 뒤흐리게 보임. 진하게 보임.
25분 뒤흐리게 보임. 진하게 보임.
30분 뒤흐리게 보임. 진하게 보임.
35분 뒤흐리게 보임. 진하게 보임.
40분 뒤아예 보이지 않음. 약간 흐리게 보임.
2) 일반 식품과 발효 식품의 저장성 비교실험
1) 방충효과 실험
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