• 산업식품공학
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• 제15권4호
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• pp.297-304
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• 2011

혼합물실험계획법(mixture experimental design)을 적용하여 라면 밀가루 혼합비를 최적화하였다. 밀가루 혼합비를 최적화하기 위하여 전체 기호도(overall palatability)의 최대화, 반죽 레올로지 특성의 특정 범위 유지를 최적화의 목적으로 설정하였다. 라면은 가장 보편적인 미국산 밀가루 중 강력분인 DNS, 중력분인 HRW, 박력분인 SW를 simplex-lattice 방식에 의해 혼합비를 달리하여 제조하였다. 각 시료는 Rapid Visco Analyser(RVA), 파리노그래프, 익스텐소그래프를 이용하여 반죽의 레올로지 특성치를 측정하였으며, 조리된 라면의 전체 기호도를 관능 검사 하였다. 정준상관분석(canonical correlation analysis)를 통하여 RVA의 최고점도(PV), 파리노그래프의 반죽형성시간(DT), 익스텐소그래프의 R/E 45 min을 주요 반죽 레올로지 특성치로 선발하였다. 최적화 목적으로 전체 기호도의 최대화와 최고점도(PV)(최대화), 반죽형성시간(DT)(최소화) 및 R/E45 min(최대화)를 지정하였다. 그 결과 최적화된 밀가루 혼합비는 DNS 33.3%, HRW 33.3% 및 SW 33.3% 이였으며, 이때 전체 기호도는 5.825, 최고점도(PV)는 587.9 cP, 반죽형성시간(DT)은 3.1 min, R/E 45 min는 2.339 BU/mm로 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.74-85
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• 2010

In order to formulate the compounded polypropylene(C-PP) which is suitable to an automotive door trim panel, 9 sorts of properties were measured after manufacturing the C-PP using an extruder and an injection machine with polypropylene(PP), ethylene-octene rubber(EOR) and talc. Mixture design, especially extreme vertices design, in DOE with MINITAB - commercial software was used to analyze the data. The relations between each property and each component, for example, $y=0.00907222x_1+0.00870556x_2+0.0155722x_3$ for specific gravity, were found out by the regression analysis and the variance analysis. The optimized formulation of the C-PP for an automotive door trim panel was acquired at PP(77.6962), EOR(11.0238) and talc(10.2800) by use of the response optimizer(mixture) in MINITAB.

• 공업화학
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• 제33권4호
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• pp.402-407
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• 2022

실험계획법을 이용하여 MOF-5 합성공정의 최적화에 대한 연구를 수행하였다. 먼저 전구체의 농도를 최적화 하기 위하여 혼합물 설계법을 이용하였다. 합성에 사용되는 세 가지 전구체인 terephthalic acid, zinc acetate dihydrate, N,N-dimethylformamide의 농도비를 extreme vertices design methods로 최적화 하였다. MOF-5 합성을 위한 최적의 농도는 1 mol : 2.7 mol : 40 mol로 예측되었다. 이후, 온도, 시간 및 교반 속도와 같은 합성 반응 조건이 합성에 미치는 영향을 분석하기 위해 다단계 요인 설계법을 사용하였다. 수행된 통계 분석에 따라 교반 속도는 후속 연구에서 제외되었다. 합성시간과 온도를 고려한 합성 공정 최적화는 중앙 조성 설계법을 이용하였다. 13번의 합성 실험을 통해 도출된 2차 모델 방정식을 이용하여 결과를 추정하였다. 설계에 사용된 모델에 의하면 119 ℃ 및 10.4 h 조건에서 합성된 MOF-5가 최대의 결정화도를 가지는 것으로 예측되었다.

• 폴리머
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• 제32권1호
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• pp.19-25
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• 2008

본 논문은 실리카복합재료인 치약제의 결합제 역할을 하는 수용성 폴리머인 carboxymethylcellulose (CMC)와 carbomer, Mg/Al silicate의 최적의 조성 비율을 구하여 치약제의 레올로지 속성을 개선하는 데에 목적이 있다. 실험계획법 중 혼합물 반응표면분석법을 적용하여 응력, 겔 강도, 늘어짐, 탄성에 대해 oscillatory 레오미터로 측정하였다. 실험 결과 CMC와 carbomer는 치약제의 겔 강도와 응력에 많은 영향을 미치고, CMC는 치약제의 늘어짐을 초래하며, CMC와 Mg/Al silicate가 탄성에 도움이 된다는 사실을 규명하였다. 반응치 최적화를 통해 최적의 폴리머 및 silicate 조성비를 구하여 실험한 결과 개선된 레올로지 속성의 치약제를 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.615-619
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• 2019

통계학적 실험계획법을 이용하여 다공성 구조체인 MOF-235 합성 공정 최적화를 수행하였다. 합성에 사용되는 주성분인 terephthalic acid (TPA), Iron (III) chloride hexahydrate, N,N-dimethylformamide (DMF) 및 ethanol의 농도가 MOF-235의 결정구조를 형성하는데 중요한 요소가 되었다. 다양한 농도의 4가지 성분을 이용하여 MOF-235를 합성한 후 XRD를 이용하여 결정도를 측정하였다. 16가지 실험조건을 통해 합성한 MOF-235의 결정도 결과를 통계학적 해석을 통해 주성분의 조성이 입자의 합성에 미치는 영향을 분석하였다. F 검정법을 이용한 분산분석에서 에탄올의 농도가 입자의 결정도에 가장 큰 영향을 미치고 TPA가 가장 영향력이 작은 것으로 분석되었다. 결정도를 예측할 수 있는 회귀모델을 도출하였고 2가지 합성변수에 대한 예측결과를 등고선도를 이용하여 제시하였다. 마지막으로 혼합물법을 이용하여 3가지 합성인자가 미치는 결정도를 예측하여 제시하였다.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 한국경영과학회/대한산업공학회 2005년도 춘계공동학술대회 발표논문
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• pp.983-989
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• 2005

Secondary batteries with high performance are essential in widespread use of modern portable devices such as cellular phones and laptop computers. High energy density, long cycle life, and safety are some of important requirements for secondary battery. To achieve such characteristics, a mixing proportion of electrolyte solution ingredients in the battery should be carefully chosen. In this paper, using statistical design of mixture experiments (DOME), we attempt to find an optimum condition of designing the secondary battery. DOME has a distinct feature in that the experimental region is represented by simplex, rather than hypercube, because the sum of blend proportions should be unity. Several designs based upon this point have been proposed for mixture experiments. Among them, an extreme vertices design is employed in this paper because there are a couple of blend constraints to be considered. In order to investigate how the mixing proportion interacts with other manufacturing factors, a fractional factorial design is also included across the extreme vertices design. As a result, we find that the blend proportion of solution ingredients has a significant effect on battery performances. By simultaneously optimizing two battery capacities, this paper proposes an optimum blend proportion according to process factor settings.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.351-354
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• 2017

역미셀법을 이용하여 열적 안정성이 우수한 감마-알루미나의 합성 공정을 최적화하기 위하여 실험계획법을 사용하였다. 먼저 합성공정에 주 요소인 계면활성제, 물 및 오일의 비에 대한 최적의 실험조건을 설계하기 위하여 혼합물 실험법을 이용하여 12가지 실험조건을 도출하였다. 설계된 조건에서 역미셀법을 이용하여 합성한 입자를 $900^{\circ}C$에서 소성한 결과 입자의 크기에 차이는 있었지만 모두 감마-알루미나 결정구조를 가졌다. 도출된 실험결과를 이용하여 계산된 2차 회귀모델의 결정계수는 93.68%이었으며, P- 값이 0.002로서 유의하다고 할 수 있다. 다양한 입자크기를 가지는 감마-알루미나의 합성조건을 모든 범위에서 대하여 표면도와 등고선도를 이용하여 제시하였다. 그 결과 Surfactant/Water/Oil의 질량비가 0.3450/0.0729/0.5821인 조건에서 합성할 때 약 2.8 nm의 가장 작은 입자가 합성되는 것으로 계산되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권7호
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• pp.935-945
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• 2009

본 연구에서는 다양한 약리적 효능에도 불구하고 현재 한정된 범위의 가공식품의 재료로 쓰이는 모과의 이용성을 증진시키고자하는 방안으로 모과잼을 제조해 보고자 혼합물 실험계획법으로(mixture design) 중 D-optimal design을 이용하였다. 실험에 사용한 모과의 수용성 펙틴 함량을 측정한 결과 4.32 mg/g이었다. 이는 잼을 만들기에는 적당하지 않은 수용성 펙틴 함량이므로 모과잼을 만들기 위해서는 펙틴을 첨가할 필요가 있음을 알 수 있었다. 잼 품질에 가장 영향을 미치는 모과, 펙틴과 설탕 첨가량을 독립변수로 설정하였고, 예비실험을 거쳐 모과 페이스트 $45{\sim}60%$, 펙틴 $1.5{\sim}4.5%$, 설탕 $45.5{\sim}63.5%$의 범위로 결정하였다. 14개의 실험 결과를 모델링화 하여 F-test를 통해 유의성을 검증한 결과 당도($^{\circ}Brix$), pH, 명도, 황색도, 총색차, 견고성은 각각의 인자들이 독립적으로 작용을 하는 linear 모델이, 퍼짐성, 적색도, 관능검사의 모든 항목에서는 각각의 인자들이 서로 교호작용을 하는 quadratic 모델이 결정되었다. 모델의 적합성을 분석한 결과 모든 항목에서 유의성을 보여주어 모델로서 적합함이 인정되었다. 반응표면과 trace plot의 결과 모과 페이스트 첨가량이 적고 설탕 첨가량이 많을수록 당도($^{\circ}Brix$)와 총색차는 증가하였고, 모과 페이스트와 펙틴의 첨가량이 많고 설탕 첨가량이 적을수록 원재료의 pH에 영향을 받아 pH는 낮아졌다. 퍼짐성과 견고성의 경우 모과 페이스트와 펙틴의 영향을 많이 받은 것으로 나타났다. 색도 중 명도와 적색도의 경우 모과 페이스트 첨가량이 많고 설탕 첨가량이 적을 수록 모과잼의 색이 밝고 붉은 것으로, 모과 페이스트와 설탕의 첨가량이 많을수록 황색도가 증가해 잼의 색이 노란 것으로 나타났다. 관능검사 결과에서는 모과 페이스트, 펙틴, 설탕을 적거나 많이 첨가할 경우에는 오히려 낮은 점수를 받았고, 모과 페이스트와 펙틴의 상호작용이 가장 크게 작용한 것으로 나타났다. 모과잼의 재료 혼합비의 최적화는 수치적 최적화와 모형적 최적화 결과를 통해 모과 페이스트 54.48%, 펙틴 2.45%, 설탕 53.07%로 결정되었고, 이 재료 배합비로 모과잼을 제조할 경우 모과의 이용성 향상과 모과잼의 산업화가 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 다양한 약리적효능에도 불구하고 현재 한정된 범위의 가공식품의 재료로 쓰이는 모과의 이용성을 증진시키고자하는 방안으로 모과잼을 제조하기 위하여 혼합물 실험계획법으로 최적의 재료 혼합비율을 찾아 고품질의 모과잼을 개발하고자 하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권8호
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• pp.79-86
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• 2022

With the recent increase in the demand for electric vehicles, it is necessary to identify the high current safety of automobile parts. Among the automobile parts, the EPDM parts required colored parts from the existing black; therefore, it was necessary to change the basic filler from carbon black to silica. The rubber used in automobile parts is flexible and exhibits basic characteristics of high strength and elongation. However, as the filler is changed to silica, its physical properties, such as tensile strength and elongation, are lower than those of the existing carbon black base. Therefore, it is necessary to evaluate the mechanical properties with the addition of the EPDM compound using silica as a base without degrading the physical properties of EPDM. In this study, an experiment based on the additive content was performed using the mixture experimental planning method to analyze the mechanical properties according to the additive type and mixing ratio of silica-based EPDM. The mixing ratio of the four additives was set using a simplex lattice design, and the tensile strength, elongation, modulus 300%, and permanent compression reduction rate were analyzed for mechanical characteristics, and rheometer experiments were performed for vulcanization characteristics. Through statistical analysis of the measured data, the main effects and interactions of the EPDM-blended rubber additives were analyzed. These results can be used to derive a mixing ratio of additives that satisfies the required characteristics of the EPDM compound.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.677-684
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• 2013

혼합냉매를 사용하여 천연가스를 액화하는 혼합냉매공정(Mixed refrigerant cycle, MRC)은 공정이 간단하고 장치비가 적게 들며 운전 또한 용이하여 널리 채택되고 있는 공정이다. MRC에서 중요한 기술 중 하나는 혼합냉매를 선택하고 최적의 혼합비를 결정하는 것이다. 본 연구에서는 일반적인 MRC에서 혼합냉매와 혼합냉매의 혼합비가 공정의 성능에 미치는 효과를 살펴보았다. 이를 위해 통계적 기법 중 실험계획법의 하나인 혼합물 설계와 반응 표면법을 이용하여 전체 공정의 에너지 소비가 최소가 되게 하는 최적의 냉매를 선택하고 그 혼합비를 결정하였다. 여러 냉매와 혼합비에 따른 MRC 공정의 모사는 Aspen HYSYS를 사용하였으며 혼합물설계와 반응 표면법은 Minitab을 사용하였다. 연구결과 냉매로는 methane ($C_1$), ethane ($C_2$), propane ($C_3$)과 nitrogen ($N_2$)가 선택되었으며 에너지 소비를 최소화하는 혼합비(몰 비) 또한 구할 수 있었다.