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이족 로봇의 보행 모델링 및 롤/피치/요 운동 특성 분석 (Modeling and RPY Motion Analysis of Bipedal Walking Robots)

  • 김병호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.353-358
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    • 2011
  • 본 논문에서는 이족 로봇을 위한 가상의 다리에 기반한 보행 모델을 제시한 후, 시뮬레이션을 통하여 제시한 보행 모델의 근본적인 롤/피치/요(roll/pitch/yaw) 운동 특성을 분석한다. 이를 위하여 로봇의 무게 중심과 압력 중심에서의 운동 경로를 사람의 발걸음 운동 패턴과 유사한 임의의 패턴으로 설정하고, 이러한 경로를 따라 보행할 경우에 나타나는 주요 관성 성분 특성을 확인한다. 결과적으로, 이족 보행에서 롤, 피치 및 요 방향으로의 운동은 보행과정에서 생성될 수 있는 자연스러운 현상이며, 이것은 발걸음의 간격, 무게 중심의 위치 및 로봇 몸체의 이동가속도와 밀접한 관계가 있음을 보인다. 또한, 이족보행의 밸런스 관점에서 발의 위치 설정을 위한 경로계획의 중요성을 고찰한다.

노드담수조건 설정에 따른 SWMM 적용성 평가 (Evaluation of SWMM Flood Model Application by Node Conditions)

  • 박종표;원창연;주성식;황수덕
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.433-437
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    • 2015
  • XP-SWMM은 유한차분방법에 의한 천수방정식을 기반으로 하는 TUFLOW 엔진을 탑재하여 1차원 솔루션 엔진과 동적으로 연결하여 범람원에서의 흐름거동을 2차원으로 해석할 수 있다. 유역에서 발생한 모든 유출량은 해당 소유역의 노드(맨홀)로 유입되며 2차원 침수양상은 관로상태에 따라 노드를 통해 역류한 유출수에 의해서 폰딩(Ponding)되는 조건으로 모의한다. XP-SWMM의 침수범람 모의는 침수범람 상황을 가시적으로 보여주는데 상당한 강점을 가지고 있으나 실제 지형여건에 따른 자연현상을 엄밀하게 모델링하는데 일정부분 한계가 있다. 모형의 한계는 담수된 노드의 수위로 인한 에너지 영향(오리피스 흐름)으로 인접관로의 침수가 부가적으로 유발할 수 있다는 점이며 실제 대부분의 경사지에서의 침수상황은 노드에 유출수가 담수되지 않고 하류로 지면을 따라서 확산(Diffusion)되어 담수영향으로 인한 인접관로 침수가 추가적으로 유발되지 않을 가능성이 매우 높다. 즉, XP-SWMM의 담수허용조건, 지반고 2D연결 옵션은 유역에서의 침수발생량을 과대평가 할수 있으며 특정 유역에서는 실제 침수발생 상황과 차이가 발생 할 수 있는 것이다. 본 연구에서는 서울시 광화문 일대의 효자배수분구 우수관로를 SWMM으로 구성하고 강우조건 95mm/hr에서 노드조건을 담수허용, 2D연결, 담수없음 조건으로 모형을 수행하여 침수모의 결과를 비교, 검토하였다. 전체관로 노드조건을 담수허용, 2D연결로 설정하게 되면 담수없음 조건과 비교하여 1.2-2.8배의 침수발생량이 추가로 발생하는 것으로 검토되었다. 즉, 담수없음 조건의 경우 침수발생시 노면 수위상승 인한 동수경사 영향이 반영된 압력관로 영향이 반영되지 않아 노드간 침수발생량이 중복되지 않는다. 반면, 담수허용이나 2D연결로 모형을 수행할 경우 지면의 경사가 충분히 있는 지역에 침수가 발생하더라도 일정 수심이상의 수두(동수경사선)가 형성되어 침수를 추가로 유발하는 것으로 보인다.

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부력식 수문의 형상에 따른 동적 하향력 분석 (Analysis of dynamic downpull force on the underflow type floating gate with its shape)

  • 이지행;최종근;최흥식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.42-42
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    • 2019
  • 유량조절을 위한 자동수문은 설정된 관리수위 이하에서는 수문이 개방되지 않으며, 유량이 증가하여 관리수위 이상이 되면 수문이 개방되어 방류를 시작하여 일정 수위를 유지하는 것을 의미한다. 자동수문의 운영 중 수문의 거동과 자동 개폐 시점을 예측하는 것은 정밀한 수문 설계를 위해 매우 중요하다. 수문 하단으로 흐름이 발생하면 수문 선단을 포함한 주변에서의 압력 차이로 인한 동수압 하중이 발생하고 진동을 유발, 수문 개방을 억제하는 하향력 등의 효과로 수문 운영에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 부력식 수문의 모형실험을 통하여 정수압 상태의 부력 이론에 의한 수문 개방률과 측정에 의한 수문 개방률을 비교하였으며, 이론과 측정 수문 개방고의 차이를 하향력에 의한 효과임을 확인하였다. 부력식 수문의 하향력을 검토하기 위해 기존 이론식을 이용한 결과, 이론식은 부력식 수문에 적용하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서, 기존 이론식을 이용하여 부력식 수문의 하향계수 산정을 위한 매개변수 관계식을 개방률을 이용하여 제시하였다. 제시된 매개변수 관계식의 결정계수는 0.721, 수정된 결졍계수는 0.690으로 나타났다. 부력식 수문의 형상비에 따른 하향력을 검토하기 위해서 수치모의를 수행하였다. 모형실험에서 측정된 자료와 수치모형 ANSYS-Fluent의 사용성을 검증하였고, 부력식 수문의 형상비를 0.24, 0.49, 0.69, 0.89, 1.09로 총 5가지로 설정하여 하향계수와 하향력을 분석하였다. 부력식 수문의 하향계수와 하향력 검토는 부력체, 스커트로 구분하여 분석을 수행하였다. 하향계수 분석결과, 하향계수는 개방률이 증가함에 따라 감소하였으며 하향계수가 부력체 부분에서는 0.465~1.542, 스커트 부분에서는 0.058~1.148의 범위로 나타났다. 하향력 분석결과, 하향력은 개방률 0.300 이하에서는 개방률이 증가함에 따라 하향력은 증가하였나 개방율 0.300 초과하면서부터 개방률이 증가함에 따라 하향력이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 부력체 부분에서는 형상비가 증가함에 따라 하향력이 감소하였으나, 스커트 부분에서는 형상비가 증가함에 따라 하향력이 증가하였다. 이는 형상비가 증가함에 따라 스커트 부분의 면적이 증가하기 때문이다. 부력식 수문의 전체적인 하향력을 계산한 결과, 부력식 수문의 하향력은 0.002~0.015 kN의 범위를 가지며 형상비가 증가함에 따라 부력식 수문에 발생하는 하향력은 증가하는 것으로 나타났다.

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FDS를 이용한 실규모 공연장 무대 내 화재 시 연기 거동 분석: 방화막 및 자연배출구 면적의 영향 (Analysis of Smoke Behavior in Fire within Real-scale Theater Using FDS: Influences of Fire Curtain and Natural Smoke Vent Area)

  • 김재한;이치영;정이규;김동균
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제32권6호
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    • pp.7-14
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    • 2018
  • 본 연구에서는 방화막 및 자연배출구 면적이 공연장 무대 화재 시 연기 거동에 미치는 영향에 대해 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용하여 전산시뮬레이션(Numerical simulation)을 수행하였다. 공연장의 무대 크기는 폭 31 m, 깊이 34 m, 높이 32 m로 설정하였고, 자연배출구 면적은 무대 바닥면적의 약 10%, 약 8%, 약 5%, 약 1%로 하였다. 방화막은 프로시니엄(Proscenium) 벽과 0.5 m 이격하여 설정하였다. 방화막과 자연배출구 면적은 객석으로의 연기유출, 자연배출구 및 프로시니엄 개구부를 통한 유입 및 유출 질량 유량에 지대한 영향을 미치는 것으로 관찰되었고, 동일한 자연배출구 면적 조건에서 방화막이 설치된 경우가 미설치된 경우에 비해 무대 내 압력이 더 낮은 것으로 나타났다.

WEMOS와 아두이노 MEGA를 이용한 외출 케어 시스템 (Outdoor Care System using WEMOS and Arduino MEGA)

  • 최정근;김창현;이찬규;최건호;이붕주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.677-686
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    • 2023
  • 본 논문에서는 사용자의 외출 목적을 인지하고 외출 시 도움을 줄 수 있는 유용한 정보를 전달하는 스마트 홈 외출 케어 시스템의 설계 및 구현에 대해 연구한다. ESP8266을 이용하여 기상청의 RSS 서비스 데이터를 실시간으로 전송할 수 있고, Arduino MEGA를 이용하여 데이터를 분석 후 사용자에게 기상정보를 제공할 수 있는 시스템을 구현한다. 앱인벤터를 활용하여 필요한 물품을 잊지 않고 챙길 수 있으며 원하는 날씨와 목적에 맞게 설정을 변경 가능하다. 마이크 위치는 외부에 배치하여 인지도를 12% 높였으며, 압력센서의 감도는 최대 210 kΩ으로 설정했다. 문 사이에 장애물이 있을 경우 자동으로 문이 열린다. 서랍 천장에 초음파 센서를 배치해 0.5cm~10cm 범위 내 물체를 인식해 물체 유무를 확인하고 카메라를 설치해 보안 강화 시스템을 연구헸다.

농업벤처기업의 빅데이터 사용의도에 미치는 영향요인과 기대편익에 대한 연구: 농업벤처 사업분야별 차이에 대한 비교를 중심으로

  • 안문형;허철무
    • 한국벤처창업학회:학술대회논문집
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    • 한국벤처창업학회 2020년도 추계학술대회
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    • pp.47-53
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    • 2020
  • 빅데이터 기술은 기업의 경쟁력을 높일 수 있는 혁신 기술 중 하나로 급성장하고 있는 가운데 농업 분야 또한 빅데이터를 활용한 경쟁력 제고와 미래 산업으로의 발전이 중요 당면과제로 부상하고 있다. 해외의 경우 농업 빅데이터를 활용한 스타트업이 빠른 속도로 증가하며 성장하는 반면 국내의 경우 생산 분야 일부 농업 벤처 외에는 빅데이터 활용이 미흡한 실정이다. 또한 기업의 빅데이터 활용수준이나 활용의도에 영향을 미치는 요인에 대한 연구가 대기업이나 특정 산업에 국한되어 이루어지고 있으며, 연구마다 영향요인 변수의 검증결과가 상이하게 나타나 산업/기업특성에 따라 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 농업벤처기업에서 새로운 ICT인 빅데이터를 도입하고 사용하는 데 영향을 미치는 요인을 파악하고, 이를 통해 기대하는 편익에 대해 파악함으로써 활용을 촉진할 수 있는 방안을 제시하는 데 있다. 본 연구는 빅데이터가 조직의 프로세스를 변화시키고, 최고경영층의 지원이 필수적이며, 기업이 처한 환경적 압박에 대응할 수 있는 수단으로 보고 기술·조직·환경(TOE: Technology-Organization-Environment) 프레임워크를 기반으로 혁신확산이론(Diffusion of Innovation Theory) 모형을 결합하여 본 연구에 적합한 변수들을 도출한 후 이들 변수간의 인과관계를 설정하여 연구모형을 구성하였다. 이에 따라 TOE모형의 기술적 요인에 관한 변수로는 혁신확산이론 변수인 상대적이점, 호환성, 복잡성을 채택하였고, 조직적 요인에 관한 변수로 최고경영층 지원, 비용부담능력을, 환경적 요인에 관한 변수로는 법적·정책적 지원, 경쟁자 압력을 채택하였다. 이들 3가지 요인에 속한 7가지 변수들과 빅데이터 사용의도와 기대편익 간의 관련성, 그리고 농업벤처 사업분야의 조절효과에 대한 8개의 가설을 설정하였다. 본 연구는 실제 농업벤처기업 종사자 대상 설문을 통한 실증연구를 통해 벤처 현장에서의 빅데이터 활용수준을 높이기 위한 기술적, 조직적, 환경적 관점의 정책 개선방안을 제시하고, 생산/가공/유통 등 사업분야별 비교를 통해 영향요인의 중요도 차이를 규명해 영역별로 차별적이고 효과적인 정책 방향성을 도출하는 데 시사점을 제시하고자 한다.

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풍속과 초기 토양수분에 따른 평면형 바이오필터 내 토양수분 안정화 및 식물 생육반응 평가 (Evaluation for Soil Moisture Stabilization and Plant Growth Response in Horizontal Biofiltration System Depending on Wind Speed and Initial Soil Moisture)

  • 최봄;천만영;이창희
    • 한국자원식물학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.546-555
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    • 2014
  • 연구의 최종 목표는 실내의 공간과 특성에 따라 효율적으로 실내공기질을 향상시킬 수 있는 식물 녹화와 바이오필터를 통합한 시스템의 개발이다. 그러나 이러한 목표를 달성하기 위해서는 바이오필터 시스템의 적절한 공기정화량에 대한 용량 설계에 중요한 영향을 주는 일정한 압력손실량과 토양수분 함량과 같은 여러 가지 요구사항들이 충족되어야 한다. 따라서 본 기초 연구는 바이오필터의 토양 내 균일한 분포를 갖는 토양수분 함량과 압력손실량을 유지하고 정상적인 식물 생장 특히 바람에 의한 근권부 스트레스를 받지 않도록 풍속을 적절히 조절하고, 바이오필터 내 초기 토양수분 함량이 일정하게 유지되어 안정성을 확보하기 위해 수행되었다. 본 실험에서는 평면형 바이오필터 모델을 설계하여 제작하고 세 가지 풍속(1, 2, $3cm{\cdot}sec^{-1}$)에 따른 바이오필터의 공기정화량, 공기체류시간, 기액비를 산출하였다. 또한 세가지 풍속에 따라 바이오필터 내 토양층을 통과하여 배출된 가습공기의 상대습도, 압력손실량, 토양수분 함량을 측정하고, 이 바이오필터 내에서 자란 상추와 더 피고사리의 생육을 평가하였다. 풍속 실험의 결과, 풍속 $3cm{\cdot}sec^{-1}$가 상대습도, 토양수분 함량, 식물생육을 유지하기에 가장 적절하였다. 따라서 다음 실험에서는 풍속을 $3cm{\cdot}sec^{-1}$로 고정하고 두 가지 수준의 초기 토양수분 함량(저수준 18.5%, 고수준 28.7%) 조건에서 바이오필터를 가동한 처리구와 바이오필터를 가동하지 않은 대조구(초기 토양수분 함량 29.7%)를 설정하고, 바이오필터 내 토양층을 통과하여 배출된 가습공기의 상대습도, 압력손실량, 토양수분 함량과 바이오필터 내에서 자란 상록넉줄고사리의 생육을 평가하였다. 이 실험 결과는 첫 번째 실험 결과와 유사하였으며 상대습도, 토양수분 함량, 압력손실량이 일정한 수준을 유지하였다. 또한 세 가지 초기 토양수분 함량에 따른 상록넉줄고사리의 생육도 유의성 있는 차이를 나타내지 않았다. 그러나 두 가지의 바이오필터 처리구는 대조구에 비해 건물중이 다소 증가된 것을 알 수 있었다. 따라서 주요 물리적 요소인 토양수분 함량과 압력손실량을 유지할 수 있는 본 바이오필터 시스템의 안정성은 가까운 미래에 보다 발전된 일체형 바이오필터 모델 설계에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

디젤엔진에서 바이오디젤의 배기가스 특성 평가 (Estimation of the Exhaust Characteristics of Biodiesel Used in Diesel Engine)

  • 백석흠;윤정환;정우성;하형수;정성식;염정국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권2호
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    • pp.129-137
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    • 2014
  • 본 연구에서는 바이오디젤연료 혼합비변화에 대한 디젤엔진의 배기특성에 대해 조사하였다. 실험에 사용된 연료는 경유와 바이오디젤(폐식용유) 혼합연료 BD3, BD5, BD20, BD50 및 BD100을 사용하였으며, 실험변수로서 분사압력(${\Delta}p_{inj}$)을 400bar, 600bar, 800bar, 1000bar 및 1200bar로 설정하였다. 분사압력과 바이오디젤 혼합연료 혼합비에 따른 정량적인 NOx와 Soot의 배기특성 해석을 위하여 통계학에 기초한 피어슨 상관계수와 스피어만 상관계수의 개념을 도입하였다. 본 연구의 결과로서 실험 조건 전체에 대한 피어슨 상관계수는 -0.732, 스피어만 상관계수는 -0.724로 NOx와 Soot 발생의 상관관계가 선형적이다. 특히 분사압력 800bar 조건에서 피어슨 상관계수가 -0.089으로 NOx와 Soot 배출량 상관관계가 0에 가깝기 때문에, 바이오디젤 연료 혼합비 제어를 통한 NOx와 Soot의 동시저감이 가능하다고 판단된다.

버섯의 감압건조기 개발 (Development of Decompressed Dryer for Mushroom)

  • 김영민;김유호;조영길;최희석;조광환
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2003년도 하계 학술대회 논문집
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    • pp.267-272
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    • 2003
  • 본 연구에서는 버섯의 건조시간을 줄여 건조 후 버섯의 품질을 향상시키기 위하여 버섯의 감압건조기를 개발하였으며 연구 결과는 다음과 같다. 가. 버섯의 감압건조기의 시작기를 제작하였고, 시작기의 구조는 건조실, 감압블로워, 흡ㆍ배기구 솔레노이드 밸브, 제습장치, 송풍기, 전기히터로 구성되어 있으며, 건조실의 내부 압력이 표준대기압-900hPa, 열풍온도는 상온에서 5$0^{\circ}C$까지 조절할 수 있도록 제작하였다. 나. 시작기를 이용하여 표고버섯을 대상으로 건조특성시험을 실시한 결과, 열풍온도 5$0^{\circ}C$, 건조실 내부압력 900-940hPa에서 건조시간은 11.5h으로 대기압과 비교하여 6.5h 단축되는 것으로 나타났다. 또한, 건조 전ㆍ후의 색차, 수축률, 복원률의 품위가 우수한 것으로 나타났으며 F-test 유의성 검증 결과, 5%의 유의수준에서 갓주름의 색차, 갓직경의 수축률, 복원률에서 유의차가 있는 것으로 나타났다. 다. 열풍온도 5$0^{\circ}C$, 건조실 내부압력 900-940hPa로 표고버섯과 아가리쿠스에 대하여 건조성능시험을 실시한 결과, 표고버섯의 경우 건조시간은 13h으로 열풍식 농산물 건조기와 비교하여 건조시간이 4.5h 단축되는 것으로 나타났으며, 아가리쿠스의 경우 건조시간이 17.5h로 나타났다. 라. 성능시험 결과, 시작기가 열풍식 농산물건조기와 비교하여 건감률, 색택, 수축률, 복원률 등의 품위가 전반적으로 우수한 것으로 나타났다. 마. 시작기의 건조비용을 분석한 결과, 건조시간은 단축되었지만 시설투자비가 높아 건조비용이 표고버섯의 경우 2,461원/kg으로 열풍식 농산물건조기 보다 13% 높은 것으로 나타났지만, 추후 고품질 건조버섯 생산을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.라갈수록 낮은 온도분포를 나타내고 있는 것은 상부에는 외부공기가 유입되면서 온도가 떨어지는 반면 하부에는 외부공기 유입이 적기 때문으로 사료된다. 또한 열풍실의 길이방향 위치별 온도 분포에서도 같은 현상으로 나타났고, 버너쪽과 송풍기쪽의 온도편차는 나타나지 않아 균일 건조를 기대할 수 있다. 마. 열풍온도를 45$^{\circ}C$로 설정하고 조사거리와 방사체 길이를 각각 119, 1,470mm로 하여 벼의 건조성능시험을 열풍건조기(대비구)와 비교시험 결과 시험구에서 건감률, 건조소요에너지가 각각 0.58%(w.b.), 470kcal/kg - water로 대비구보다 각각 건감율은 23% 높았고, 건조소요에너지는 2%의 절감되었다. 바. 건조기에서 발생되는 소음은 버너쪽 근처에서는 대비구 94.12㏈의 87%에 불과하였으나, 거리가 멀어질수록 차이는 크지 않았다. 이것은 버너에서 멀어질수록 외부적인 요인이 소음에 영향을 미쳤기 때문인 것으로 생각된다. 사. 시작기와 대비구간의 경제성에서 시작기의 구입가격이 20% 비싸기 때문에 시간당 고정비가 높았으나, 건조성능이 우수하여 건조비용이 69,350원/톤으로 대비구보다 14% 절감되는 것으로 나타났다.작용하는 것으로 사료된다.된다.정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.se that were all

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숙성 및 가압 방식에 의한 훈제 계란의 제조 공정 최적화 (Optimizatio of Processing Conditions for Smoked Eggs Aging and Pressurizing Techniques)

  • 김진곤;황용일;권상철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.375-380
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    • 2017
  • 본 연구는 훈제 계란의 제조시간 단축과 진의 생성으로 발생하는 불량 훈제 계란을 감소시키기 위한 공정 조건 설정을 위한 목적으로 실시하였다. 진은 공정과정 중에 염지액의 과열 등으로 발생하는 난각의 얼룩으로 훈제 계란의 난각에 진이 발생할 경우 상품으로 사용할 수 없어 불량 처리하고 있다. 본 실험에 사용된 재료인 계란은 부산 오경농장에서 구입하여 대란만을 사용하였다. 제조 공정은 일반적인 훈제 계란 가공업체의 제조 공정을 참고로 작성하였다. 예비 실험을 통하여 훈제 계란의 최적 염도는 1.67~2.00%이었고, 훈제 계란의 진 발생으로 생성되는 불량 계란은 5%로 최적 염도의 조건과 3% 미만의 불량률을 목표로 하였다. 숙성 공정의 $50^{\circ}C$에서 96시간 숙성한 후, 훈제 계란을 가공하였을 때 진 발생은 0%였다. 순환식 침지방식은 8시간 처리하였을 때 제조한 훈제 계란의 염도는 1.67%였으며, 가압 방식은 $2.07kg/cm^2$의 압력으로 4시간 처리하였을 때 제조한 훈제 계란의 염도는 2.00%였다. 최적 효율의 압력을 찾기 위하여 0.52, 1.55, 1.86, 2.07, 2.38, 2.58, $3.62kg/cm^2$으로 처리하였을 때 $2.07kg/cm^2$의 압력 처리가 최적의 훈제 계란 염도와 2.2%의 진 발생률을 보였다. 숙성 및 가압 방식은 훈제 계란 가공 시 제조시간의 단축과 불량률을 감소시켜 줄 수 있는 기초가 될 것으로 사료된다.