• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제20권4호
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• pp.89-95
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• 2021

As the influence of fine dust on society spreads gradually, the public's interest in indoor air is increasingly rising. Air-purifying plants are drawing keen attention due to their natural purifying function enabled by plant physiology. However, as their fine dust reduction mechanism is limited to adsorption only, vegetation bio-filters that optimize purification effects through integration with air-conditioning systems is rising as an alternative. In accordance with the relevant standard test methods, this study looked into the fine dust reduction assessment method by air-conditioning airflow volume that can be used for the industrial spread of vegetation bio-filters. In the case of PM₁₀ at 300 ㎍/m³, it was in the order of EG-B(3,500CMH, 29 min.) < EG-A (2,500CMH, 37 min.) < CG(0CMH, 64 min.) for reaching the maintenance level (100 ㎍/m³) of publicly used facilities. For reaching the WHO Guideline(50 ㎍/m³) requirement, it was in the order of EG-B (51 min.) < EG-A (160 min.) < CG (170 min.). In the case of PM_2.5, it was in the order of EG-B (26 min.) < EG-A (33 min.) < CG (57 min.) for reaching the maintenance level (50 ㎍/m³) of publicly used facilities. It was in the order of EG-B (48 min) < EG-A (140 min) < CG (158 min) for reaching the WHO Guideline (25 ㎍/m³) requirement. The findings from the analysis showed that fine dust can be reduced most efficiently when the system is operated at 3,500CMH level. The limitation of this study is that due to the absence of a way of assessing the stress of plants in vegetation bio-filters, generating optimal air-conditioning air flow of the relevant system and economics analysis against the existing facility-type air purification system have been clarified, which should be explored further though follow-up studies.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.418-425
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• 2015

본 논문에서는 양돈폐수의 전처리 공정으로 부유성 세라믹 담체로 충진한 Anaerobic Filter (AF)을 이용하여 신재생에너지 메탄가스의 생산 가능성과 전처리 후 유출수의 후속 고도처리 적정성을 평가하였다. 유입 COD 농도가 14,000 mg/L인 양돈폐수를 Anaerobic Filter에 점진적으로 유기물부하(OLR)를 증가시키면서 혹은 수리학적 체류시간을 짧게 유지하면서 $35^{\circ}C$에서 운전한 결과는 다음과 같다. Anaerobic Filter는 HRT 0.5일(OLR 28 g TVS/L-d)에서 최대 메탄발생량 1.74 v/v-d를 달성하였으며, Biogas 기준 TVS 제거효율은 HRT 3일(OLR 4.67 g TVS/L-d)로 운전하였을 때 63%를 얻었다. 반면 유출수 분석에 의한 TCOD 제거효율은 75%를 상회하였다. 유출수의 알카리도는 모든 운전 조건에서 2,050~2,980 mg/L as $CaCO_3$로서 후속 질소제거 시 야기될 수 있는 알카리도 파괴를 상쇄할 수 있을 것이다. HRT 2일 이하의 운전조건에서 Anaerobic Filter 유출수의 COD/TKN 비는 10~35 범위로서 고도처리 시 적정비인 8 이상을 만족하였으며 COD/TP 비는 38~56범위로서 적정비 33 이상 유지가 가능하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제47권5호
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• pp.410-424
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• 2021

Background: Subway stations have the characteristics of being located underground and are a representative public-use facility used by an unspecified number of people. As concerns about indoor air quality (IAQ) increase, various management measures are being implemented. However, there are few systematic studies and cases of long-term continuous measurement of underground station air quality. Objectives: The purpose of this study is to analyze changes and factors influencing IAQ in subway stations through real-time continuous long-term measurement using IoT-based IAQ sensing equipment, and to evaluate the IAQ improvement effect of a bio-filter system. Methods: The IAQ of a subway station in Seoul was measured using IoT-based sensing equipment. A bio-filter system was installed after collecting the background concentrations for about five months. Based on the data collected over about 21 months, changes in indoor air quality and influencing factors were analyzed and the reduction effect of the bio-filter system was evaluated. Results: As a result of the analysis, PM₁₀, PM_2.5, and CO₂ increased during rush hour according to the change in the number of passengers, and PM₁₀ and PM_2.5 concentrations were high when a PM warning/watch was issued. There was an effect of improving IAQ with the installation of the bio-filter system. The reduction rate of a new-bio-filter system with improved efficiency was higher than that of the existing bio-filter system. Factors affecting PM_2.5 in the subway station were the outdoor PM_2.5, platform PM_2.5, and the number of passengers. Conclusions: The IAQ in a subway station is affected by passengers, ventilation through the air supply and exhaust, and the spread of particulate matter generated by train operation. Based on these results, it is expected that IAQ can be efficiently improved if a bio-filter system with improved efficiency is developed in consideration of the factors affecting IAQ and proper placement.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.274-282
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• 2019

최근 빅데이터 과학은 사회현상 모델링을 통한 예측은 물론 강화학습과 결합하여 산업분야 자동제어까지 응용범위가 확대되고 있다. 이러한 추세 가운데 이미지 영상 데이터 활용연구는 화학, 제조, 농업, 바이오산업 등 다양한 산업분야에서 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 신경망 기술을 활용하여 영상 데이터의 시맨틱 분할 성능을 개선하고자, U-Net의 계산효율성을 개선한 DeepU-Net 신경망에 AutoML 강화학습 알고리즘을 구현한 NASNet을 결합하였다. BRATS2015 MRI 데이터을 활용해 성능 검증을 수행하였다. 학습을 수행한 결과 DeepU-Net은 U-Net 신경망 구조보다 계산속도 향상 뿐 아니라 예측 정확도도 동등 이상의 성능이 있음을 확인하였다. 또한 이미지 시맨틱 분할 성능을 개선하기 위해서는 일반적으로 적용하는 드롭아웃 층을 빼고, DeepU-Net에 강화학습을 통해 구한 커널과 필터 수를 신경망의 하이퍼 파라미터로 선정했을 때 DeepU-Net보다 학습정확도는 0.5%, 검증정확도는 0.3% 시맨틱 분할 성능을 개선할 수 있었다. 향후 본 논문에서 시도한 자동화된 신경망을 활용해 MRI 뇌 영상진단은 물론, 열화상 카메라를 통한 이상진단, 비파괴 검사 진단, 화학물질 누출감시, CCTV를 통한 산불감시 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제25권1호
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• pp.103-110
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• 2017

우리나라 양돈 농장 내 돈사의 대부분은 고밀도 사육에 적합한 피트형 구조를 가지고 있다. 피트형 돈사는 돼지의 배설물이 바닥의 공간에 장기간 저장되는 구조로서 기존의 돈사에 비해 분뇨 처리를 위한 노동비용이 크게 절감되는 장점이 있다. 그러나 피트에 저장된 분뇨슬러리는 암모니아를 비롯하여 다양한 냄새물질을 지속적으로 배출하여 돼지와 근로자의 건강을 위협하게 된다. 축산업의 역사가 오래된 축산 선진국에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 슬러리 첨가제, 스크러버, 바이오필터 등을 개발하였으며 우리나라 역시, 점차 고밀도 사육 방식이 확산됨에 따라 냄새저감 수단에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있다. 특히 최근에는 돈사 피트에 직접 투여하는 미생물제의 보급이 빠르게 확대되고 있다. 미생물제는 구매 비용이 높다는 단점에도 불구하고 운반, 저장, 사용이 편리하고 상대적으로 유지비가 저렴하여 소규모 양돈 농가에서 많이 선택되고 있다. 이러한 미생물제와 비교하여 유사한 효과를 발휘하면서도 비용이 훨씬 저렴한 냄새저감 수단으로서 수용성 탄수화물이 있다. 수용성탄수화물이란 설탕, 포도당, 당밀과 같이 분자량이 적은 단당류 또는 이당류 등을 포함하며 분뇨슬러리에 용해된 이후 빠르게 미생물에 의해 이용될 수 있는 탄소화합물을 의미한다. 분뇨 내 미생물은 투여된 수용성 탄수화물을 분해하여 이산화탄소 및 각종 유기산을 생산함으로 슬러리를 산화시키는 효과를 발휘한다. 산화된 슬러리 내에서 비이온성인 암모니아는 이온성인 암모늄 이온으로 전환되어 휘발성을 잃게 된다. 본 연구에서 대표적인 수용성 탄수화물인 설탕을 돈분뇨 슬러리(120kg)에 0.1%(w/w) 투여함으로서 슬러리의 pH를 8.2 수준으로 유지하였고 암모니아의 휘발은 10일 평균 33% 저감하는 효과를 얻었다. 결론적으로 본 연구의 결과를 돈사 현장에서 활용한다면 미생물제에 비해 보다 저렴한 비용으로 피트 슬러리의 암모니아 휘발을 저감할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권1호
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• pp.35-42
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• 2005

유류로 오염된 토양의 생물학적 복원에서 휘발성 유기화합물(VOCs)을 제거하기 위한 biofilter의 적용 가능성에 대하여 알아보았다 대표 오염물질로 diesel을 선정한 후 총 86일 동안 ceramic과 polymer,이 두 종류의 담체를 사용하여 SV(공간속도)와 유량, 입구농도 등을 조사하여 최적의 운전조건을 찾고자하였다. 운전초기 30일간 SV를 $153\;h^{-1}$ 고정하여 입구농도를 증가시키며 ceramic 및 polymer biofilter의 제거효율 변화에 대하여 알아보았다. Ceramic 및 polymer 담체에서는 총 VOCs의 입구농도가 10 ppmv 이하일 때 각각 평균 $67\%$ 및 $15\%$의 제거효율을 보였으나, 입구농도를 30 ppmv까지 증가시켰을 때 ceramic 담체는 제거 효율이 $60\%$까지 저하되었고, polymer 담체의 경우 $80\%$의 제거효율을 보였다. 또한, Diesel VOCs의 입구농도와 공간 속도의 증가에 따른 총 VOCs의 제거효율에 미치는 영향을 알아보았다. 공간속도가 $153\;h^{-1}$에서 $204\;h^{-1}$와 $306\;h^{-1}$로 증가함에 따라 총 VOCs의 제거 효율은 점차적으로 감소하여 polymer 담체의 경우 평균 제거효율이 $82\%$에서 $80\%,\;77\%$로 약 $5\%$ 감소함을 관찰하였다. Polymer 담체에서는 공간속도의 증가에도 불구하고 benzene과 toluene모두 약 $81\~86\%$의 영역에서 일정한 제거효율을 보이는 것으로 나타났다. 반면, ceramic 담체에서 benzene의 경우 공간속도 $153\;h^{-1}$에서 평균 $87\%$의 제거효율을 보였고, 공간속도가 $204\;h^{-1}$에서 $306\;h^{-1}$로 증가함에 따라 $79\%$에서 $74\%$로 약 $5\%$가 감소하였다. Toluene의 제거효율은 공간속도의 증가에 따라 $80\%$에서 $76\%$로 $4\%$ 감소하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제55권5호
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• pp.483-488
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• 2013

본 연구에서는 환경친화적 사축퇴비화 기술을 개발할 목적으로 부자재의 종류별 사축퇴비화 특성을 파악하였다. 부자재로는 사축발생 현장에서 쉽게 구할 수 있는 퇴비, 돈분, 톱밥, 왕겨를 대상으로 실험하였으며 다공성관을 이용한 자연통기형 방법을 고안하여 사용하였다. 실험실 규모의 사축퇴비화 시스템은 100 mm 스티로폼을 이용하여 제작 (W36 ${\times}$ L60 ${\times}$ H26 cm) 하였으며 자연송풍은 바닥을 통해 이루어지도록 고안하였다. 모든 실험은 4처리 (퇴비, 돈분+퇴비, 톱밥, 왕겨) 3반복으로 수행하였으며 퇴비화기간은 40일이었다. 사축퇴비화 과정중의 침출수 발생패턴과 양을 보면 퇴비와 톱밥을 부자재로 사용한 경우에는 침출수가 전혀 발생하지 않았던 반면 돈분+퇴비 및 왕겨를 부자재로 이용한 경우에는 침출수가 발생하였다. 침출수 발생은 퇴비화 초기에 집중되었으며 배출된 침출수의 양은 돈분+퇴비의 경우 18ml/kg-mortality, 왕겨의 경우에는 8.2ml/kg-mortality 이었다. 침출수로 배출되는 오염물질의 양은 왕겨를 부자재로 사용 시 사체 kg당 1.91mg의 $NH_4$-N와 2.22 mg의 TOCs가 발생하였고, 퇴비와 분뇨를 혼합하여 부자재로 사용할 때에는 사체 kg 당 38.65 mg의 $NH_4$-N와 0.70mg의 TOCs가 발생하였다. 고안된 퇴비화 시스템에서의 악취발생 정도를 알기 위해 사축퇴비화 과정 중의 DMDS 발생을 조사한 결과 사축분해 정도와 관계없이 평균적으로 매우 낮은 발생을 보였는데 이는 상층에 위치한 완숙퇴비가 바이오필터의 역할을 담당했기 때문으로 판단되었다. 사축분해율은 퇴비, 돈분+퇴비, 톱밥, 왕겨구에서 각각 25.3, 25.8, 13.5, 14.5% 수준으로 퇴비 및 돈분+퇴비구의 사축분해율이 톱밥이나 왕겨구에 비해 유의적으로 높았다 (p<0.05). 또한 퇴비나 돈분을 혼합하여 부자재로 이용한 처리구에서만 $55^{\circ}C$ 이상으로 충분한 열이 발생하여 1주일 정도 유지된 것으로 나타나 부자재를 단독으로 사용하는 것은 생물학적 안정성측면에서 바람직하지 않은 것으로 판단되었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권2호
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• pp.93-102
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• 2003

본 연구에서는 충전 재료의 악취흡착 능력을 구명하기 위하여 흡착능력 실험용 칼럼을 설계하고 제작하였으며, 제작되어진 칼럼으로 단일 충전재와 혼합충전재에 대하여 악취흡착 능력 실험을 수행하였다. 그리고 선발된 충전재의 악취제거 미생물균주의 정착성을 구명하기 위한 정착실험을 수행하였으며, 선발된 혼합충전재에 악취제거 미생물균주를 접종하여 악취제거 성능실험을 수행하였다. 그 연구 결과는 다음과 같다. 1. 악취흡착, 제거실험용 실험실용 Biofilter system을 설계, 제작하였으며 충전 칼럼은 설계시의 설정과 같이 내부압력과 기밀성은 문제점이 없는 것으로 나타났다. 2. 단일충전재는 암모니아 180 ppm과 황화수소 20 ppm의 악취가스에 대하여 단위체적당 악취가스 제거량은 각각 왕겨는 0.054 $\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 볏짚은 0.01$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.04$\ell/\textrm{cm}^3$, 코코넛은 0.158$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.010$\ell/\textrm{cm}^3$, 펄라이트는 0.014 $\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$, 하이로드볼은 0.004$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.003$\ell/\textrm{cm}^3$, 소나무수피는 0.112$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015 $\ell/\textrm{cm}^3$,로 나타났으며, 혼합충전재는 암모니아 200 ppm과 황화수소 20 ppm의 악취가스에 대하여 단위체적당 악취가스 제거량은 각각 혼합재료 1은 0.045$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.014$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 2는 0.079$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 3은 0.123$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.017$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 4는 0.031$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015 $\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 5는 0.055$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 6은 0.111$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$,로 나타났다. 3. 단일충전재의 악취흡착 능력은 실험결과 암모니아는 코코넛, 소나무수피, 왕겨에서 흡착 능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 혼합충전재는 암모니아의 경우 코코넛과 펄라이트의 비율이 7：3인 혼합 재료 3번과 소나무수피와 펄라이트의 비율이 7：3인 혼합 재료 6번에서 다른 혼합 재료에 비하여 우수한 것으로 나타났다. 4. 코코넛과 소나무수피의 경우 암모니아 가스에 대한 흡착 능력은 거의 비슷한 것으로 사료되며, 코코넛의 경우 전량을 수입에 의존하고 있다는 점에서 국내 조달이 용이하며, 구입 비용도 적게 소요되는 소나무수피를 사용하는 것이 경제적이라고 사료된다. 5. 마지막으로 악취제거 미생물균주를 접종한 소나무수피 50%와 펄라이트 30%의 혼합재료를 24시간 동안 장기간 운전 실험을 수행한 결과 암모니아 99.06%, 황화수소 96.61%의 제거 효율을 보였다.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.379-389
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• 2012

우리나라는 소득증가, 도시집중화, 인구증가로 인해 환경적인 문제에 대해 점점 관심이 증대되고 있으며, 이러한 다양한 환경문제 중 악취로 인한 피해는 심각한 환경문제 중 하나이다. 부산시 수영하수처리장 내 음식물처리장은 음식물과 하수를 병합처리하는 시설로 주거지역 인근에 위치해 있어 많은 민원이 제기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 악취물질분석과 기여도를 악취지수(odor quotient, OQ)와 총악취지수(sum of odor quotient, SOQ)를 평가하여 분석하였으며, 또한 후처리시설인 바이오필터의 효율을 평가하였다. 공기희석관능법에 의한 복합악취 측정결과, 7월과 8월에 분쇄기, 투입호퍼, 침출수 순으로 복합악취가 높은 것으로 나타났다. 기기분석법을 이용해 분석한 결과, 황화수소, 암모니아, 메틸메르캅탄, 아세트알데히드에 의한 영향이 가장 큰 것으로 나타났고, 메틸메르캅탄의 경우, 최소감지농도를 3,571배 이상 초과한 것으로 나타났다. 또한 악취기여도평가에서 메틸메르캅탄(49.95~59.08%), 황화수소(20.43~29.27%), 트리메틸아민(8.82~13.42%), 아세트알데히드(9.17~11.35%)순으로 기여도가 높은 것으로 나타났다. 다른 시설과의 기여도를 비교분석한 결과, 황화합물(메틸메르캅탄, 황화수소)의 OQ가 가장 높았으며, 분쇄기에서 SOQ가 7,067로 가장 높은 것으로 분석되었다. 또한 황화합물과 아세트알데히드, 트리메틸아민의 악취기여도가 분쇄공정에서 가장 높은 것으로 나타났다. 본 연구시설의 후처리시설에 대한 처리효율을 평가한 결과, 암모니아, 아민류는 90.00% 이상의 처리효율을 보였으나, 황화합물류의 처리효율은 평균 53.51%로 나타났다. 종합적으로 본 시설은 기타 처리시설에 비해 아세트알데히드와 트리메틸아민의 기여도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 또한 음식물처리장의 후처리시설은 복합적인 악취성분 처리 시 분해효율이 감소할 수 있어 적절한 용량 및 운전조건에 대한 검토가 필요하다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제35권9호
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• pp.1139-1145
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• 2006

본 연구에서는 제주 연안에 서식하는 갈조류 중 감태의 줄기와 잎의 항산화활성을 비교하기 위하여 감태 줄기와 잎으로부터 효소적 가수분해와 메탄올을 이용하여 각각의 추출물을 제조한 후 이들로부터 활성산소종의 소거활성 및 세포의 산화적 손상 억제활성을 포함하는 항산화활성에 대한 차이를 비교 검토하였다. 여기에서 효소적 가수분해를 이용하여 제조된 감태의 효소적 추출물은 메탄올 추출물에 비하여 폴리페놀 함량은 낮았으나, 수율은 약 30% 이상 높게 나타났다. 감태는 줄기와 잎의 모든 부분에서 항산화활성이 우수하게 나타났으며, 두 부위 간의 유의적인 차이는 없었으나, 대체로 잎의 추출물이 줄기의 추출물보다 약간 우수한 항산화효과를 나타내었다. 이러한 결과는 감태의 잎 뿐만 아니라 줄기 또한 마찬가지로 우수한 생리활성 재료임을 확인할 수 있었다. 그리고 메탄올 추출물에 비해 효소적 추출물은 hydroxyl radical 소거활성을 제외한 전반적인 항산화효과 분석에 있어서 더 유용한 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 여러 가지 효소들이 복합되어진 효소가 세포벽에 있는 섬유질이나 당단백질 혹은 알긴산 고분자물질 등을 분해시키는 작용을 하여 활성물질들이 원활히 추출될 수 있도록 유도해 주는 작용을 하였기 때문이라고 사료된다. 그리고 높은 수율을 바탕으로 한 수용성의 추출물이기 때문에 그들이 가지고 있는 생리활성물질을 식품산업에 쉽게 응용시킬 수 있으며, 유기용매와 같은 화학약품을 사용하였을 때에 발생할 수도 있는 안전성에 대한 문제도 해결할 수 있을 것이다. 이상의 결과로 감태는 잎 뿐만 아니라 줄기도 잠재적 의약품 소재 및 기능성식품 소재로서의 가능성이 충분하다고 판단된다.의 서로 반대되는 위치에서 온도차가 13.7도에서 -8.3도까지 차이가 나는 것으로 관찰되었으며, 미디어 높이 위치의 변화에 따라서도 21도에서 2도가지 차이를 나타냈다. 바이오필터 함수비는 실험기간 동안 지속적으로 변화가 발생하였는데, 스팀이 제공되는 동안에는 미디어 함수비가 훨씬 빠른 속도로 증가됨이 관찰되어 졌다.EX>$4.9{\sim}5.1^{\circ}Brix$ 수준이었으며, 소형과와 기형과는 S-3에서 많이 나왔다. 이상 연구결과에서 입도분포가 1.2-5mm인 것이 바람직한 것으로 나타났다.omopolysaccharides로 확인되었다. EPS 생성량이 가장 좋은 Leu. kimchii GJ2의 평균 분자량은 360,606 Da이었으며, 나머지 두 균주에 대해서는 생성 EPS 형태와 점도의 차이로 미루어 보아 생성 EPS의 분자구조와 분자량이 서로 다른 것으로 판단하였다.TEX>개로 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. Heat shock protein-70 (HSP70)과 neuronal nitric oxide synthase (nNOS)에 대한 면역조직화학검사에서 실험군 Cs2군의 신경세포가 대조군 12군에 비해 HSP70과 nNOS의 과발현을 보였으며, 이는 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). nNOS와 HSP70의 발현은 강한 연관성을 보였고(상관계수 0.91, p=0.000), nNOS를 발현하는 세포가 동시에 HSP70도 발현함을 확인할 수 있었다. 결론: 우리는 cyclosporin A가 토끼의 25분간의 척수허혈에 대해 척수보호 효과가 있었으며 이는 HSP70의 과발현과 연관이 있으리라 생각한다.