• 제목/요약/키워드: 환경적 지속가능성

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시계열 국가산림자원조사 자료를 이용한 전국 산림의 임상 변화 특성 분석과 미래 전망 (Future Prospects of Forest Type Change Determined from National Forest Inventory Time-series Data)

  • 김은숙;정병헌;배재수;임종환
    • 한국산림과학회지
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    • 제111권4호
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    • pp.461-472
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    • 2022
  • 우리나라 산림의 임상은 자연적·인위적 요인에 의해 지속적으로 변화하고 있다. 임상(침엽수림, 활엽수림, 혼효림)면적의 비율은 국가 산림자원 특성 파악에 중요하게 활용되는 정보이기 때문에 임상 변화에 대한 정확한 이해와 전망이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국가산림자원조사 시계열 자료를 이용하여 임상 변화 발생 특성을 이해하고 이를 기반으로 미래 임상 변화 예측치를 도출하는 것을 목표로 하였다. 제5차, 제7차 국가산림자원조사 자료의 10년 기간 임상 변화정보와 임상 변화에 영향을 미칠 수 있는 변수(기후, 지형, 임분, 교란 등)를 이용하여 임상 변화 특성을 분석한 결과, 우리나라 산림은 침엽수림이 감소하고 혼효림과 활엽수림이 증가하는 방향으로 변화하고 있는 것으로 확인되었다. 침엽수림에서 혼효림으로, 혼효림에서 활엽수림으로 변화되는 지역은 주로 지형적으로 습윤하고 강수량이 많아서 수분관련 생육환경이 양호하며 주변에 활엽수림이 많은 지역이었다. 또한 기온이 높은 지역, 임분의 임령과 밀도가 낮은 지역, 주변 지역에 비산림이 많은 지역 등 교란 가능성이 높은 지역에서 변화가 많이 발생했다. 이러한 임상의 변화 특성을 반영하여 기계학습 모형(SVM)을 구축하고 기후변화시나리오(RCP 8.5)를 이용하여 미래의 임상 변화를 전망한 결과, 2015년에서 2055년까지 40년 동안 침엽수림은 38.1%에서 28.5%로 감소, 활엽수림은 34.2%에서 38.8%로 증가, 혼효림은 27.7%에서 32.7%로 증가할 것으로 예측되었다. 본 미래 임상분포 변화 정보는 향후 산림관리 전략 수립의 기초자료로 활용될 수 있다.

기계학습(machine learning) 기반 터널 영상유고 자동 감지 시스템 개발을 위한 사전검토 연구 (A preliminary study for development of an automatic incident detection system on CCTV in tunnels based on a machine learning algorithm)

  • 신휴성;김동규;임민진;이규범;오영섭
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.95-107
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    • 2017
  • 본 논문에서는 제도적으로 운영 중인 터널내 CCTV들로부터 실시간으로 들어오는 영상들을 최신 딥러닝 알고리즘을 이용, 학습시켜 다양한 조건의 터널환경에서 돌발 상황을 감지하고 그 돌발 상황의 종류들을 분류해 내는 시스템 개발을 위한 사전검토 연구를 수행하였다. 사전검토 연구를 위해, 2개의 도로현장의 교통류 CCTV영상 일부를 이용하여 가용한 전통적인 영상처리기법으로 영상내부로 집입하는 차량을 감지하고, 이동경로를 추적하여 일정 시간간격의 이동 차량의 좌표와 시간정보를 추출하고 학습자료를 구성하였다. 각 차량의 이동정보는 차선변경, 정차 등 6가지의 이벤트 정보와 연계된다. 차량 이동정보와 이벤트로 구성된 학습자료는 레질리언스(resilience) 기계학습 알고리즘을 이용하여 학습하였다. 2개의 은닉층을 설정하고, 각 은닉층의 노드수에 대한 9개의 은닉구조 모델을 설정하여 매개변수 연구를 수행하였다. 본 사전검토의 경우에는 첫 번째, 두 번째 은닉층 노드수가 각각 300개와 150개로 설정된 모델이 합리적으로 가장 추론정확도가 높은 것으로 평가되었다. 이로부터 일반화되기 매우 힘든 복잡한 교통류 상황을 기계학습을 이용하여 어떠한 사전 규칙설정 없이도 교통류의 특징들을 정확히 자동으로 감지할 수 있는 가능성을 보였다. 본 시스템은 시스템의 운용을 통해 지속적으로 교통류 영상과 이벤트 정보가 늘어난다면, 자동으로 그 시스템의 인지능력과 정확도가 자동으로 향상되는 효과도 기대할 수 있다.

근무지속시간에 따른 경계근무와 CCTV모니터링근무의 생체리듬변화 차이 연구 (A Study on Changes in the Biorhythm in Guard Duties and CCTV Monitoring Works for Work Duration)

  • 최동재;한승훈;권창기;박영진;김병태;김병찬
    • 시큐리티연구
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    • 제35호
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    • pp.125-149
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    • 2013
  • 본 연구에서는 경호경비현장에서 이루어지고 있는 실제적인 경호경비원들의 경계근무와 CCTV 모니터링 요원들의 스트레스를 확인하고, 비교 평가하기 위해 심박동변이(heart rate variability)를 통하여 생체리듬의 변화를 관찰하였다. K대학교 경호학과 학생 9명을 대상으로 실제 근무와 유사한 환경에서 경계근무와 CCTV 모니터링근무를 150분간 실시하였다. 30분 간격으로 자율신경검사를 관찰한 결과 HRT는 모니터링 근무가 경계근무 보다 더 낮게 나타났으며, 안정시, 근무 30분과 60분보다 90분, 120분, 150분은 낮게 나타났다. SDNN은 모니터링 근무가 더 높게 나타났으며, 근무 30분과 60분 보다 근무 150분에서 더 낮게 나타났다. 자율신경검사에서는 TP는 근무형태에 따른 집단 간 차이는 나타나지 않았으며, 근무 30분 보다 근무 150분에 더 높은 시기적 차이를 보였다. 근무형태와 근무시간의 상호작용은 나타났다. LF는 근무 60분 보다 근무 150분에 높은 시기간의 차이를 보였다. HF는 모니터링 근무 집단에 높게 나타났으며, 근무 30분 보다 근무 120분과 150분에서 더 높게 나타났다. 근무형태와 근무시간의 상호작용도 나타났다. LF/HF ratio는 경계근무 집단이 더 높게 나타났으며, 시기 간에 차이와 함께 근무형태와 근무시간의 상호작용도 나타났다. 모니터링 근무가 경계근무보다 부교감신경활동이 더 활발함에 따라 더 낮은 심기능 활동을 보였다. 매일 반복되는 장기간의 모니터링 근무는 VDT증후군이나 신경피로에 노출될 가능성이 더 높은 것으로 나타났다.

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북한강 수계의 남조 Anabaena 대발생과 강우의 관계 (Relationship between a Dense Bloom of Cyanobacterium Anabaena spp. and Rainfalls in the North Han River System of South Korea)

  • 변정환;조인환;황순진;박명환;변명섭;김백호
    • 생태와환경
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    • 제47권2호
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    • pp.116-126
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    • 2014
  • 2012년 5월부터 2013년 4월까지 북한강 수계 3개의 연속댐(의암호, 청평호, 팔당호)의 수리-수문, 수질 및 식물플랑크톤 현존량 등을 월 1회씩 총 12회에 걸쳐 조사하였다. 3개 저수지의 식물플랑크톤 군집은 몬순전기에는 돌말류, 몬순기에는 남조류, 몬순후기에는 다시 돌말류가 우점하는 계절성을 보였으며, 팔당호에서는 몬순후기 저온기에 녹조류가 높은 밀도를 나타냈다. 조사기간동안 가장 높은 현존량을 보였던 남조 Anabaena spp.는 의암호에서 2012년 6월에 출현하여 7월에 최고치(43,850 cells $mL^{-1}$)를 보이고 높은 수준을 유지하다가 11월에 소멸되었다. 이에 비해 청평호 (31,648 cells $mL^{-1}$)와 팔당호 (7,136 cells $mL^{-1}$)에서는 공히 7월에 처음 출현하여 8월에 최고치를 보이다가 9월에 완전히 사라졌다. 수환경과 남조 Anabaena spp. 현존량과의 관계를 보면, 3개 저수지 모두 강우 (r=0.72, r=0.83, r=0.88, P<0.01 for all)를 비롯한 유입량, 유출량 및 영양염에 대하여 높은 상관성을 나타냈다. 따라서 2012년 봄철 갈수기 동안 북한강 수계 3개 저수지에서 일어난 Anabaena 대발생 및 소멸은 강우의 직, 간접적인 영향을 받았으며, 의암호는 강우 이후에도 상당기간 동안 다른 남조류가 비교적 높은 현존량을 유지하고 있어 상수원 저수지의 이취미 및 독소발생 가능성은 지속될 것으로 판단되었다.

한라산 남사면 계곡 모새나무 자생지 일대의 식생구조 (Vegetation Structure of Vaccinium bracteatum Thunb. Habitat Area at A Valley of Southern Slope in Mt. Halla, Jeju Island)

  • 송정민;김윤정;선병윤;김철환;도선길;송관필
    • 한국자원식물학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.589-596
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    • 2013
  • 모새나무는 국내 분포 정금나무속(Genus Vaccinium)식물 중 상록성이며 민간에서 열매를 식용으로 사용했던 종으로 산업화 가능성이 매우 높다. 따라서 제주도내 모새나무의 자생지 환경 및 개체특성 등을 조사하여 산업화 및 보호의 기초자료로 삼고자 실시하였다. 조사한 결과, 모새나무는 한라산 남사면에 많이 분포하였고, 해발 100~500 m에 주로 분포하였다. 조사방형구내 출현한 모새나무는 총 30개체로 평균수고 6.0 m, 평균흉고직경 7.8 cm로, 평균분지수 4.3개였다. 자생지의 군락 구조는 교목층의 평균식피율이 36%로 낮은 반면 아교목층이 평균식피율은 78%로 높게 나타나 아교목층이 중요한 위치를 차지하였다. 조사구내 총 출현한 종수는 76종으로 교목층에 상록침엽수 2종, 상록활엽수 3종, 낙엽활엽수 5종 등 총 10종이 출현하였고, 아교목층은 상록침엽수 1종, 상록활엽수 11종, 낙엽활엽수 10종 등 총 24종이 출현하였다. 이 중 상대기여도가 높은 종은 사스레피나무로서 모새나무를 위협하는 종이였다. 관목층은 생달나무 등 27종이 출현하였고, 초본층은 백량금 등 64종이 출현하였다. 모새나무 자생지간 유사성은 매우 낮아 특징적인 군락을 선호하지 않았고, 신례천의 모새나무 군락은 하천 사면이 아니라 사면과 연결된 주변에 분포하였으며, 분지가 많이 이루어졌으나 햇볕을 받지 못하는 가지들이 고사된 상태였고, 숲의 형성이 지속적으로 이루어질 경우 모새나무는 쇠퇴할 것으로 판단되었다.

UNIX 운영체제에서의 스케줄링 법칙과 큐잉응답 시간 분석 (Scheduling Algorithms and Queueing Response Time Analysis of the UNIX Operating System)

  • 임종설
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제1권3호
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    • pp.367-379
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    • 1994
  • 본 논문은 UNIX 운영체제에서의 스케줄링 법칙에 대한 설명과 그에 따른 큐잉응 답 시간을 분석한다. 큐잉응답시간은 UNIS내의 한 프로세서에 대한 조건부 응답시간의 평균값을 추정 분석함으로써 주어진다. 조건부 응답시간의 평균값은 일정한 CPU 시간 을 필요로하는 프로세서간 컴퓨터에 보내지는 시점에서 그 프로세서가 CPU 시간을 완 료하고 되돌아오는 시점까지의 평균값이다. UNIX내의 스케줄링 법칙은 우선순위 서비 스에 기초한다. 즉, 다음과 같은 단계의 스케줄링 법칙에 의하여 통제를 받는다. (ⅰ)시분할 사용량은 각요청에 대하여 필요한 CPU 시간을 완료할 때 까지 한개씩의 퀀텀(Quantum)을 할당함으로써 구제한다; (ⅱ)퀀텀 할당을 받기 위하여 시스템 모드 에서의 비선점(Nonpreemptive)교환, 사용자 모드에서는 선점(Preemptive)교환을 사용 한다; (ⅲ) 동일 우선순위내에서는 FCFS법칙을 사용한다; (ⅳ)할당된 퀀텀을 완료한 프로세서는 우순순위에 맞는 실행 대기행열의 맨 뒤에 위치되어 CPU 서비스를 기다리 거나, 디스크 대기행열에 위치되어 슬립(Sleep)상태로 들어간다. 이와 같은 프로세서 스케줄링법칙은 사용자 모드에서 라운드로빈(Round-robin)효과를 창조한다. 본 논문 에서는 라운드로빈 효과와 선점 교환을 사용하여 사용자 모드에서의 프로세서 지연을 추정한다. 비선점 교환을 사용하여 시스템모드에서의 프로세서 지연을 추정한다. 또한 디스크 입출력에 의한 프로세서 지연도 고려한다. 조건부 응답시간의 평균은 지연시간 의 합을 추정하여 구하여진다. 본 논문의 결과는 시스템시간을 필요로 하는 프로세서 가 우수한 응답시간을 가지며, 사용자 시간을 필요로하는 프로세서의 지연만큼 시스 템시간을 필요로하는 프로세서가 응답시간에서 혜택을 받는다는 것을 보여준다.성 괴사를 동반하는 간내 작은 종양의 발견에 MRI가 가장 유용할 것으로 판단된다.보였는데 그 종류와 빈도를 보면 중비갑개봉소 8명, 비중격 만곡 6명, Haller cells 3명, 역으로 굽은 중비갑개 3명, 사골포 비대 2명, 비제봉소 2명, 혼합형이 2명에서 있었고 변이가 보이지 않았던 경우가 62명이었다. 결 론: 해부학적 변이는 사골 누두나 OMU 영역을 좁히거나 막음으로 인하여 공기 흐름에 와류를 일으키거나 점막의 섬모 운동에 의한 정화 작용을 방해하여 증상을 유발할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 부비점막 이상 없이 증상이 있는 환자에서 부비동의 해부학적 변이는 증상과 연관성이 많을 것으로 사료된다.때에는 악성일 가능성이 높으므로 밀접한 추적 검사와 다른 진단기기를 이용한 검사를 더 해야 할 것으로 사료된다.의 2006년도 가정용 전력수요의 전망치 33,118 GWh가 기존방식에 의한 한전의 전망치 61,155 GWh의 54%수준밖에 되지 않는데 서도 잘 나타나고 있다. 한편 본 고는 경제성장과 환경보존을 동시에 달성할 수 있는 지속적 개발의 실천방안으로서 에너지 수요관리를 논하고자 한다. 고효율 기기의 개발과 조기도입을 촉진시키는 에너지 수요관리 통하여 우리는 에너지효율을 대폭 개선시키며 대기오염 배출량도 대폭 줄일 수 있다. 본 고는 에너지 공급관리(공급확충)위주에서 에너지 수요관리위주로서의 에너지정책 전환은 불가피하다고 판단한다. 에너지 공급시스템보다 에너지 수요시스템위주로 전체 에너지시스템을 획기적으로 개선시키기 위해서는 최저 에너지효율제의 광범위한 실시와 함께 고효율 기기의 개발과 보급에 필요한 유인책의 도입, 고효율 기기와 에너지의 효율적 이용에 대한 정보 등이 필요시 되고 있다. 우리 나라의 경우 현재의 산업구조와 기술수준을 고려하여 에너지 효율의 기준을 미국보다

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방임 및 보호 아동·청소년 원가정 회복지원 시범사업의 현황과 과제 (Recovery Support Service for Neglected Children and Their Families of Origin: Status and Suggestions)

  • 정지영;안진경;김은혜
    • 가족자원경영과 정책
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    • 제25권3호
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    • pp.87-102
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    • 2021
  • 정부의 아동학대 대응체계가 전면 개편되고 있으나 최근에도 아동·청소년 대상의 학대와 방임은 계속 증가하고 있다. 학대 행위자의 75%가 부모라는 점은 재발 위험이 높을 가능성을 나타내며, 따라서 가해 부모에 대한 교육과 치료를 통한 가족 관계 및 양육환경의 개선 및 가족기능회복이 시급하다. 본 연구의 목적은 방임 및 보호 아동·청소년과 부모의 지속적인 관계 개선을 통해 원가정의 건강성 회복을 도모하는 시범사업의 현황 및 실태 분석을 통해 지역사회 기반의 원가정 기능회복지원 사업의 확대 및 개선 방안을 제시하고자 이루어졌다. 시범사업은 2020년 6월부터 11월까지 진행되었으며, 지역에 따라 코로나-19의 확산 및 사업운영 인력의 개인역량, 타 가족사업과의 협력, 지역 자원 활용 정도 등에 따라 서비스 제공 정도에 차이가 있었다. 그럼에도 원가정 회복지원 서비스 제공과정이 보다 체계화 되었고, 학대 재발 방지를 위한 지역사회 네트워크 기반이 형성되었다. 이에 원가정 회복지원 사업이 보다 확대되기 위해서 첫째, 기존 아동 학대 보호 기관과의 서비스 제공을 위한 범정부적 협업 시스템이 마련되어야 하며, 둘째, 원가정 대상자 발굴을 위한 지역별 사례 발굴 경로가 다양하게 구축되어야 한다. 셋째, 시범사업 운영기관의 노하우를 타 지역 센터와 공유함으로써 동반성장 체계를 마련하여 안정적인 사업운영 체제가 조성되어야 한다. 마지막으로 지역 내 기존 보호 아동 기관과의 서비스 중복을 피하기 위해 예방이나 재발 방지 차원에서 '원가정 보호' 및 모니터링에 집중할 필요가 있다. 이를 토대로 지역별 특색을 살리며 서비스 표준화를 모색할 수 있는 운영지침과 성과평가 방안이 마련되어야 할 것이다.

중소기업적합업종선정이 프랜차이즈산업에 미치는 영향에 관한 연구 (Study on the effect of small and medium-sized businesses being selected as suitable business types, on the franchise industry)

  • 강창동;신건철;장재남
    • 한국유통학회지:유통연구
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    • 제17권5호
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    • pp.1-23
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    • 2012
  • 대기업과 중소기업의 갈등이 심화되고 있고 낙수효과 또한 제대로 작동하지 않고 있으며 사업조정제도의 실효성에 대한 논란이 이어지고 있는 가운데 중소기업의 사업영역을 보호하고 중소 대기업간 양극화를 해소하며 더불어 골목상권도 보호하기 위한 방안으로 도입된 것이 중소기업 적합업종 지정제도이다. 중소기업 적합업종의 추진현황은 제조업분야로 중소기업 적합업종 품목 중 234개 품목을 신청 접수 받아 실태조사 및 분석하여 조정협의체의 품목을 선정하였다. 서비스업분야에서의 적합업종 지정은 사회적 갈등이 있는 업종부터 지정할 계획인데, 중소기업 및 소상공인의 생업과 관련된 3개 대분류 서비스업종을 대상으로 우선 지정하고 추후 순차적으로 확대할 예정이다. 하지만 중소기업 적합업종 품목으로 선정될 경우에는 중소기업의 성장 동기가 저해될 우려가 있으며, 중소기업 적합업종 품목 지정은 소비자 후생 감소가 나타날 수 있다. 또한 사전적 규제로 작용할 소지가 높을 뿐만 아니라 경쟁을 제도적으로 제한함으로써 부작용이 나타날 우려가 있으며 FTA 체제의 주요 규정에 대한 위배 가능성도 있다. 뿐만아니라 대기업에 대한 역차별 요인이 충분히 반영되지 않고 있다는 점도 문제점으로 지적된다. 특히 중소기업 적합업종제도가 대기업의 주력분야와 관계없는 서비스업에 대한 진출 확대로 인해 중소기업 및 소상공인과의 갈등을 초래하고 있는 실정이므로 중소기업이나 중소상인의 보호를 위해서는 프랜차이즈시스템을 통해서 지역 중소기업을 발전시키고 마스터 프랜차이즈나 지역 프랜차이즈 시스템과 같은 선진 계약 방식을 도입하는 것이 필요하다. 하지만 이러한 방식은 기업들의 경쟁력과 운영방식을 한층 더 진일보 시켜 중소 프랜차이즈기업의 경쟁력 강화에 기여하는 효과도 있지만 부정적 측면이 더 많다고 볼 수 있다. 첫째, 지식경제부가 밝히고 있듯이, 프랜차이즈산업은 자영업자의 창업 성공률을 높여주고, 기존 자영업자를 조직화하여 규모의 경제를 통한 경쟁력 강화에 기여할 뿐만 아니라 다양한 서비스를 소비자에게 제공함으로써 내수시장을 확대하고, 일자리 창출에 기여하는 등 자영업자 경쟁력 제고와 서비스 산업 활성화를 위한 '유용한 수단'임을 강조하고 정부 서민안정 대책으로 밝힌바 있다. 이러한 관점에서 본다면, 프랜차이즈는 적합업종 제도의 취지에 부합하는 것이며 이에 반하는 것이 아님을 알 수 있다. 둘째, 적합업종으로 지정될 경우 국제적 경쟁력을 갖고 있는 국내 프랜차이즈 대기업들의 위축과 사기저하로 인하여 해외진출과 R&D, 식품안전에 대한 투자 감소와 더불어 국내 진출한 해외 기업들의 사업 확장에 부정적 영향을 끼칠 수 있다. 또한 국내 진출한 다국적 해외 프랜차이즈기업들과의 경쟁력을 확보하는 것이 무엇보다도 시급한 국내 프랜차이즈산업 현실에서 국제적 경쟁력 확보의 어려움뿐만 아니라 국내에 진출한 해외 프랜차이즈기업들과의 역차별이 발생할 수도 있다. 셋째, 중소기업 적합업종 품목 지정은 지금까지 제품을 사용해 왔던 소비자들의 선택의 기회를 제한함과 동시에 소비자의 후생을 감소시키는 부정적인 효과를 초래한다. 또한 중소기업 간의 역차별 문제를 발생시켜 소수 중소기업이 시장을 독점함으로써 소비자 선택의 폭이 줄어들 가능성이 있으므로 제품의 효용을 판단하는 역할은 국가가 아닌 소비자의 몫으로 남겨두어야 한다. 마지막으로는 프랜차이즈와 관련하여 이미 가맹사업법과 그리고 공정거래위원회의 모범거래기준 등의 시행으로 공정거래는 확보하고 있으므로 앞으로도 부족한 부분은 이들을 보완하여 진행하는 것이 바람직하다고 본다. 중소기업 적합업종 지정으로 이중삼중으로 규제하는 것은 오히려 프랜차이즈 분야에 과도한 제한이 될 것이다. 이제 국내 프랜차이즈산업에서도 한국의 문화를 전파하는 세계적 프랜차이즈기업이 성장할 수 있는 환경조성과 정부의 적극적인 지원이 필요하다. 따라서 프랜차이즈 기업의 성장 과정이나 배경을 고려하지 않고 현재 대기업이라는 이유만으로 이들에게 불이익을 주는 일은 없어야 한다. 프랜차이즈기업의 성장억제로 인하여 결국 가맹점의 매출감소는 물론이고 심지어는 폐업하는 가맹점의 숫자를 증가시키는 또 다른 문제를 발생시킬 수 있다는 것이다. 따라서 중소기업 적합업종제도가 대기업의 발목을 잡는 것이 아니라 소상공인과 중소기업의 경쟁력 제고와 동반성장을 목표로 하고 있는 만큼 대기업과 소상공인 및 중소기업이 상생과 협력을 바탕으로 거래관계를 지속하는 프랜차이즈 기업들이 포함되지 않도록 하는 것이 타당할 것이다.

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양(+) 이온성 및 음(-) 이온성 계면활성제 첨가가 반추위 혼합 미생물에 의한 In vitro 건물소화율 및 미생물 성장에 미치는 영향 (The Effects of Negative- and Positive- Charged Surfactants on In vitro DM Digestibility and the Growth of Ruminal Mixed Microorganisms)

  • 이신자;신년학;김완영;문여황;김현섭;하종규;이성실
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권5호
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    • pp.647-656
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    • 2007
  • 반추동물의 생산효율을 향상시킬 목적으로 반추위 환경을 조절하려는 노력들이 수십년간 지속되어 오면서 그동안 주로 사료급여 및 사양관리 시스템 개발(NRC, 2001)이 근간을 이루어 왔으나, 최근에는 유전공학, 효소공학, 생물공학, 미생물공학, 천연물화학 등의 발전으로 식물추출물, 항생제, 미생물제제, 계면활성제 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다 (Yang과 Russell, 1993; 이 등, 1997; Lee 등, 2003; Lee와 Ha, 2003; Busquet 등, 2006). 그 중, 계면활성제인 surfactant는 미생물 세포막 표면에 부착하여 미생물에 대한 산소공급을 차단함으로써 호기성 미생물 성장을 감소시키며 (Hulme와 Stranks, 1970), 세포내, 외의 효소를 유리시켜 효소기능 및 분비를 촉진 하는 것 (Reese와 Maguire, 1969; Munn 등, 1983; Yazdi 등, 1990)으로 알려져 있다. 이러한 surfactant의 작용원리를 이용하여 반추위내 혐기성 발효를 촉진시키기 위한 제제로서 그 가능성이 높이 평가되어 왔는데, 지금까지 반추위 발효 조절 기능이 밝혀진 계면활성제는 비이온성으로서 반추동물의 소화율과 생산성에 기여할 수 있는 제제로서 인정받고 있다. 계면활성제를 이용한 일련의 시험 중, 앞서 수행한 비이온성 계면활성제와 양쪽 이온성(+/-) 계면활성제를 이용한 시험에서 비이온성 계면활성제는 in vitro 반추위 발효양상에 매우 긍정적인 결과를 얻었으나 양쪽 이온성(+/-) 계면활성제는 반추위 미생물에 오히려 독성으로서 작용하는 결과를 얻었다(De Oude, 1992). 또한 양(+)이온성과 음(-)이온성 계면활성제에 대한 국내의 연구가 전무한 사항이라 참고 자료를 찾을 수가 없었다. 따라서 본 시험은 일반적으로 많이 사용하는 양(+)이온 또는 음(-)이온성을 띄는 계면활성제를 선발하여 반추위 발효 성상 및 미생물 합성에 어떠한 영향을 미치는지를 규명해 보고자 실시하였다.

고체 산 촉매를 이용한 고산가 음폐유의 에스테르화 반응 동역학 연구 및 반응 최적화 (Kinetics of esterification of food waste oil by solid acid catalyst and reaction optimization)

  • 이화성;이준표;이진석;김덕근
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.683-693
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    • 2017
  • 지구 온난화, 석유 고갈, 환경 오염에 대한 방안으로 수송부문에서 국제적으로 바이오연료에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그 중 바이오디젤은 이산화탄소 감소 효과와 인체에 무해하며 세탄가가 높아 석유디젤을 대체할 수 있는 장점을 가지고 있다. 현재 국내 바이오디젤 수요는 지속적으로 증가하고 있으나 원료부족으로 인해 수입의존도가 커지고 있는 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구는 현재 사용되지 않는 음폐유(약 33 % 유리지방산 함유)를 Amberlyst-15촉매를 이용한 에스테르화 반응을 통해 바이오디젤 원료로서 활용가능성을 확인 하였다. 다양한 반응 조건의 영향을 조사하기 위한 실험을 수행한 결과 반응온도 383 K에서 97.62 %의 전환율을 얻었으며, 반응속도는 353 K에서 373 K로 증가 할 때 최대 1.99 배까지 상승하였다. 또한 동역학적 결과를 이용하여 29.75 kJ/mol의 활성화 에너지를 확인하여 선행연구에서 연구된 타 고체촉매에 비해 에스테르화반응에 Amberlyst-15 더 적합함을 확인하였다. 그리고 메탄올 몰 비가 증가함에 따라 최대 91.43 %의 반응 전환율을 확인하였고, 촉매량 영향의 경우 0 wt%에서 20 wt%까지 증가시킨 결과 반응 전환율이 43.78 %에서 94.62 %까지, 초기 반응 속도는 1.1~1.4 배로 상승하는 것을 확인하였다. 교반속도의 경우 100~900 rpm의 조건에 따라 실험을 수행하였으나 반응 전환율에는 큰 영향을 주지 않음을 확인하였고 반응 시간에 따른 영향의 경우 240 분 까지 산가 감소를 보이다가 300 분이 지나면서부터 산가가 상승하는 결과를 가져왔다. 그리고 위 실험들을 통해 도출된 최적 조건을 적용하여 음폐유 에스테르화 반응에 적용하였고 그 결과 반응시간 60 분에서 음폐유와 모사 폐유지간의 13 %의 반응 전환율 차이를 보였으나 최종 240 분 반응 전환율은 모사 폐유지 98.12 %, 음폐유는 97.62 %로 거의 유사한 결과를 얻었다.