• Journal of Biosystems Engineering
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• 제28권6호
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• pp.517-524
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• 2003

생물생산에 요구되는 다양한 작업들을 생력화하기 위한 연구 개발 노력이 전세계적으로 활발히 추진되어 왔다. 이러한 연구 개발은 주로 노동집약적인 작업, 고부가가치 농산물을 생산하기 위한 작업 그리고 작업자에 유해한 또는 가혹한 환경하의 작업 등에 주안점을 두고 추진되고 있다. 하지만, 생물생산 분야의 생력화를 추진하는데 있어서 다양한 작업성과 강건성이라는 작업성능 측면에서의 기술적인 문제와 고가의 시스템 및 설비 비용에 따른 경제성 문제가 항상 걸림돌이 되어 왔다. 본 연구에서는 언급한 문제점들 외에 기계가동률, 유지보수 등 생물생산분야의 생력화에 있어 내재되고 있는 문제점들을 효율적으로 해결하기 위하여 무선 원격로봇 시스템에 의거한 새로운 생력화 개념을 제안하였다. 새로운 개념의 생력화는 주어진 작업을 성공적으로 수행하기 위하여 작업자(농민), 컴퓨터 그리고 로봇을 위시한 자동화 작업설비를 대상으로 상대적으로 수월성을 갖는 기능을 중심으로 역할을 분담하는 것이다. 또한 시설재배에 요구되는 전정, 관수, 방제, 제초, 수확, 운반 등과 같은 다양한 작업들을 노동 투하정도와 기능적 유사성 측면을 고려하여 일관적으로 작업을 생력화하는 방안을 제시하였고 제안한 개념을 구현할 수 있는 시스템을 개발하였다. 대상 작목으로는 중량으로 인하여 비교적 취급이 어려운 수박을 선택하였다. 개발 시스템은 크게 무선원격 모니터링 및 작업제어 모듈, 무선원격 영상 획득 및 데이터 송수신 모듈, 4자유도 직교좌표형 로봇 암을 장착한 갠트리 장치부, 교체가 가능한 모듈형 선단 작업장치, 수박 운반 적재모듈의 5개 하드웨어 모듈로 구성하였다. 개발한 시스템은 그래픽 사용자 인터페이스를 통하여 터치 스크린 모니터를 이용하여 작업자와 컴퓨터간의 인터페이스를 구현하였으며 무선 원격데이타 송수신과 분산 제어기를 이용하여 작업자와 컴퓨터 그리고 로봇 작업기간의 인터페이스와 시스템 제어를 구현하였다. 개발 시스템의 성능을 시험하여 결과를 제시하였으며 본 논문에서 제안한 새로운 개념의 생력화 시스템은 생물생산분야의 생력화 방향을 새롭게 제시하는 실질적이고 실현 가능한 시스템이라는 것을 보여주었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제38권2호
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• pp.138-148
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• 2013

Purpose: Determining an appropriate path is a top priority in order for a robot to maneuver in a dynamically efficient way especially in a pick-and-place task. In a non-standardized work environment, current robot arm executes its motion based on the kinematic displacements of joint variables, though resulting motion is not dynamically optimal. In this research we suggest analyzing and applying motion patterns of the human arm as an alternative to perform near optimum motion trajectory for arbitrary pick-and-place tasks. Methods: Since the motion of a human arm is very complicated and diverse, it was simplified into two links: one from the shoulder to the elbow, and the other from the elbow to the hand. Motion patterns were then divided into horizontal and vertical components and further analyzed using kinematic and dynamic methods. The kinematic analysis was performed based on the D-H parameters and the dynamic analysis was carried out to calculate various parameters such as velocity, acceleration, torque, and energy using the Newton-Euler equation of motion and Lagrange's equation. In an attempt to assess the efficacy of the analyzed human motion pattern it was compared to the virtual motion pattern created by the joint interpolation method. Results: To demonstrate the efficacy of the human arm motion mechanical and dynamical analyses were performed, followed by the comparison with the virtual robot motion path that was created by the joint interpolation method. Consequently, the human arm was observed to be in motion while the elbow was bent. In return this contributed to the increase of the manipulability and decrease of gravity and torque being exerted on the elbow. In addition, the energy required for the motion decreased. Such phenomenon was more apparent under vertical motion than horizontal motion patterns, and in shorter paths than in longer ones. Thus, one can minimize the abrasion of joints by lowering the stress applied to the bones, muscles, and joints. From the perspectives of energy and durability, the robot arm will be able to utilize its motor most effectively by adopting the motion pattern of human arm. Conclusions: By applying the motion pattern of human arm to the robot arm motion, increase in efficiency and durability is expected, which will eventually produce robots capable of moving in an energy-efficient manner.

• 한국환경농학회지
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• 제36권1호
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• pp.22-28
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• 2017

본 연구는 커피찌꺼기의 환경친화적인 재활용 방안을 모색하기 위하여 커피찌꺼기 biochar를 제조하고, 제조된 biochar를 이용하여 구리에 대한 흡착특성을 평가하였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착은 반응 2시간 이내에 급격하게 일어나는 것을 알 수 있었으며, 2시간 이후부터는 천천히 평형상태에 도달하는 것을 알 수 있었다. 등온흡착 실험의 결과 Langmuir 및 Freundlich 등온흡착식 모두에서 CB600이 CB300에 비해 높은 흡착능을 보였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착능 예측을 위한 최적모델로는 동적흡착모델의 경우 유사이차속도반응식, 그리고 등온흡착모델의 경우 Langmuir 등온식이 더 적합하였다. 또한 SEM-EDS 분석결과 구리 흡착 후 biochar 표면에 구리가 매우 높은 농도로 흡착되어 있었으며, 이들의 흡착은 biochar 표면의 양이온 교환과 밀접한 관계가 있을 것으로 판단된다. 이상의 결과를 미루어볼 때, 커피찌꺼기는 biochar 제조를 위한 재료로 충분히 활용이 가능하며, 구리 흡착제로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권4호
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• pp.306-313
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• 2017

본 연구는 농산물의 미생물학적 수준에 관하여 체계적인 연구분석(systemic analysis) 기법을 이용하여 비가열 농산물의 위생안전관리를 목적으로 연구를 수행하였다. 2001년부터 2015년까지 인쇄된 관련 연구논문을 NDSL 검색엔진을 활용하여 자료를 수집, 리뷰, 자료 정리, 분석 및 결과 정리하였다. 농산물 분류체계를 비교 조사하여 미국의 IFSAC (Interagency Food Safety Analytics Collaboration)의 식품분류체계에 따라 국내 농산물을 분류하였다. 선정된 22건의 논문 내 89건의 데이터를 종합한 결과, 분류체계 내에서 국내 농산물에서 총균수 수준이 높고 대장균 오염이 가장 많은 농산물은 엽경채류와 새싹 발아채소(sprouts)로 나타났다. 단체급식에서 생채소로 소비되는 엽경채류에서 단체급식의 다소비 농산물로서 식중독과 연관성이 높은 품목인 상추, 부추, 배추에 관하여 미생물에 관한 자료 검색, 수집, 선정 및 분석 결과 최종 33편의 논문에서 미생물의 정량적 수준은 총균수 4.15~ 7.69 log CFU/g, 대장균군 1~6.99 log CFU/g, B. cereus 0.51~3.9 log CFU/g으로 나타났다. GAP 데이터 기반 농산물의 미생물학적 영향을 미치는 환경인자 문헌조사 결과 퇴비, 토양, 작업자 손, 장갑이 주요 영향인자로 나타났다. 농산물의 미생물학적 관리를 위하여 전문가 의견과 문헌조사를 통하여 GAP도입, 취약 품목의 미생물학적 분석계획, 토양으로부터 작물의 오염을 최소화 할 수 있는 작물생산방식 도입 및 실행규범 준수가 필요하다.

• 생명과학회지
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• 제27권2호
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• pp.172-179
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• 2017

본 연구는 몽골 마유로부터 분리한 유산균 Enterococcus faecium SA5의 이화학 특성을 파악하고 유산균 E. faecium SA5의 ${\beta}$-glucosidase의 활성과 이를 통한 ginsenoside 전환을 확인하는 것을 목표로 진행되었다. E. faecium SA5는 내산성, 내담즙성을 나타내었으며 4종의 병원성 미생물(Salmonella typhimurium KCTC 3216, Listeria monocytogenes KCTC 3710, Bacillus cereus KCTC 1012, Staphylococcus aureus KCTC 1621)에 항균 활성을 가질 뿐만 아니라 항생물질 colistin, gentamycin, neomycin에 내성을 나타내었다. 또한, E. faecium SA5는 bile salt hydrolase 활성을 나타내어 혈액 내 콜레스테롤 수준 감소 효과가 있다고 사료되며 10% skim milk에서 배양하였을 때, pH가 감소하고 산도 및 생균수가 증가하는 것으로 보아 발효유 스타터로써의 활성을 갖는 것으로 판단되었다. 또한 E. faecium SA5의 ${\beta}$-glucosidase에 의해 ginsenoside $Rb_1$이 ginsenoside $Rg_3-s$와 $Rg_3-r$으로 전환되었음을 TLC 분석을 통해 확인하였다. 따라서 E. faecium SA5는 잠재적인 probiotics로 이를 이용하여 발효유 제조 및 ginsenoside 전환 관련 건강기능식품 개발에 응용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.119-131
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• 2007

본 연구는 춘천 지역에 소재한 고등학교 1학년 540명(남학생 264명, 여학생 276명)을 대상으로 식품 안전성에 대한 기본 인식을 알아본 것이다. 식품안전 상태에 대해서 49.4%의 학생들이 우려하고 있었으나 40.0%는 식품안전성에 대해 관심이 없는 것으로 나타났다. 식품안전에 대한 정보는 대부분이 대중매체를 통해서 접했고, 식품안전 사고의 발생이유는 식품을 생산하거나 유통시키고 판매하는 관련자들의 책임의식이 부족하기 때문이라고 인식했다. 또한 식품의 안전을 위협하는 가장 큰 요인으로는 중금속(24.8%)이 가장 높았고, 다음으로는 환경호르몬(24.4%), 식품첨가물(17.0%)이라고 하였다. 잔류농약이 가장 우려되는 식품은 채소 및 과일류이고, 농산물은 잔류농약 때문에 안전하지 못하며 92.4%의 학생들은 잔류농약이 인체에 해롭다고 인식하였다. 중금속에 의한 식품의 오염 인식도에서는 87.4%가 안전하지 못하다고 했으며 중금속에 의해 가장 우려되는 식품은 생선류로 나타났다. 또한 가공식품에 대해 가장 불안하게 여기는 요인은 식품첨가물이었고 대부분의 학생들이 식품의 포장재료나 용기에 대해 유독하다고 생각했다. 식품구입시 식품안전성을 확인하는 학생은 25.0%뿐이고, 식품을 구입할 때 식품안전성 여부를 확인한다는 학생이 식품의 안전성을 중요시하는 비율이 높았으며 식품안전성 여부를 확인하지 않는 학생은 비교적 맛을 중요시하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.45-51
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• 2014

본 연구는 농업 부산물인 옥수수대(corn stover)를 이용하여 묽은 황산법(DSA; dilute sulfuric acid)과 암모니아 침지법(SAA; soaking in aqueous ammonia) 그리고 암모니아 재순환 침출법(ARP; ammonia recycle percolation)을 비교하여 각 전처리법의 특징과 장단점을 분석하였고, 동시당화공동발효를 통한 에탄올 생산을 비교하였다. ARP, DSA, SAA를 이용하여 전처리된 고형물(3% 글루칸 투입)을 15 FPU/g-glucan, 30 CBU/g-glucan의 상업용 효소(Spezyme CP와 Novozyme 188;)와 E. coli KO11 균주(ATCC$^{(R)}$ 55124)를 이용하여 동시당화공동발효를 수행하였다. 전처리 후에 남은 고형물에 있는 당의 최대이론적 에탄올 수율은 각각 87, 90 그리고 78%였다. 이것은 전처리되지 않은 원래 옥수수대의 총 당량(글루칸 +자일란) 대비 각각 69, 58, 및 74%에 해당하는 것으로 SAA의 수율이 가장 높게 관찰되었다. 또한 전처리 당화액을 이용한 동시당화공동발효 실험결과는 DSA의 당화액이 발효균주에 대하여 가장 높은 독성을 나타내었고 ARP 전처리 당화액이 그 다음으로 저해효과가 큰 것으로 나타났다. 결국 SAA를 이용하여 전처리한 후 리그닌이 풍부한 당화액은 이용하지 않고 전처리된 고형물과 동시당화공동발효 공정을 이용한 에탄올 생산이 가장 간단하면서 경제적인 공정으로 제안되었다.

• 생명과학회지
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• 제27권4호
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• pp.430-434
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• 2017

에센셜 오일은 자연에서 성장하거나 유기농법으로 재배된 방향성 식물의 잎, 줄기, 껍질, 꽃잎, 뿌리 등에서 추출한 방향유를 말하며, 천연 물질로써 항균, 항진균 등의 효과를 가진다. 본 연구에서는 리시안셔스(Eustoma grandiflorum (Raf.) Shinn.)를 이용하여 에센셜 오일을 추출하여 생활 속에 흔하게 존재하는 3종의 진균 Penicillium pinophilum, Chaetomium globosum, Aspergillus niger에 대한 항진균 활성을 측정하였다. 리시안셔스에서 추출한 에센셜 오일은 항진균 활성을 나타냈으며 특히, A. niger에 대해 높은 항진균 활성을 보였으며, 최소 억제 농도(MIC)의 결과는 A. niger에서 0.005 mg/ml로 나타났다. 추출된 에센셜 오일은 대표적인 10종의 병원균(Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Klebsiella pneumonia, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Enterococcus faecalis, Vibrio paragaemolyticus)에 대한 항세균 효과를 측정하였으며, 디스크 확산법을 이용하여 측정하였다. 리시안셔스에서 추출한 에센셜 오일은 병원균 B. subtilis, L. monocytogenes, V. paragaemolyticus에서 강력한 항균 작용을 나타내었다. 이러한 결과는 리시안셔스에서 추출한 에센셜 오일이 장내 병원균에 대한 항생제로 사용 가능함을 나타내고 있다. 본 연구를 통해 리시안셔스 추출물이 의약품 및 화장품을 개발하는데 있어 잠재적인 항진균제 및 항세균제로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제9권4호
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• pp.357-361
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• 2002

보리의 수확후 건조, 저장, 가공, 포장, 출하 등 유통단계별 문제점을 도출하고 해결방안을 모색하고자 찰쌀보리 집단재배 지역인 충남논산(부적)과 전남영암(군서)에서 처리실태를 조사한 결과 수확단계에서 보리의 수확기간이 16~20일로 짧아 노동력이 집중되는 것과 범용콤바인으로 수확할 경우 쓰러진 보리를 수확하기 곤란한 점 및 크라스콤바인을 임대하여 수확할 때 무리한 작업일정에 따른 2~3%의 수확손실 발생 등이 문제점으로 지적되었다. 건조단계에서는 수분함량 변이가 큰(논산：11.8~40%, 군서 : 14.0~34.6%)시료를 같은 열풍건조기 내에서 건조하는데 따른 건조효율 저하와 건조온도를 적정온도인 5$0^{\circ}C$이하보다 다소 높은 55~7$0^{\circ}C$로 조절하는데 따른 품질저하가 우려되었다. 저장 및 유통단계에서는 건조기 또는 저장빈의 추.하곡겸용에 따른 이종곡립 혼입, 그리고 보리소비의 시기가 연중 일정치 않고 특정시기(9~10월)에 편중되는 것 등이 문제점으로 지적되었다. 보리 저장기간중 지방산도는 입고시 찰쌀보리가 7.6~8.0 KOHmg/100g, 새쌀보리 4.5 KOHmg/100g이던 것이 10 개월 저장 후에는 각각 10.1~12.0 KOHmg/100g 및 7.3 KOHmg/100g까지 증가되었으며 발아율은 품종 및 저장방법별로 입고시 51.5~61.5%이던 것이 10개월저장 후에는 47.7~59%로 낮아졌고 백도와 흡수율은 저장기간의 경과에 따라 낮아져 약간의 물성 변화가 인정되었으나, 10개월 후의 식미는 대체로 양호한 편이였다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2002년도 창립 10주년 기념 국제학술심포지움
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• pp.54-63
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• 2002

Post-harvest technology for rice was focused on in-bin drying system, which consists of about 100, 000 facilities in 1980s. The modernized Rice Processing Complex (RPC) and Drying Storage Center (DSC) became popular for rice dry, storage, process and distribution from 1990s. However, the percentage of artificial drying for rice is 48% (2001) and the ability of bulk storage is about 15%. Therefore it is necessary to build enough drying and bulk storage facilities. The definition of high quality rice is to satisfy both good appearance and good taste. The index for good taste in rice is a below 7% of protein, 17-20% of amylose, 15.5-16.5% of moisture contents and high concentration of Mg and K. To obtain a high quality rice, it is absolutely needed to integrate high technologies including breeding program, cropping methods, harvesting time, drying, storing and processing methodologies. Generally, consumers prefer to rice retaining below b value of 5 in colorimetry, and the whiteness, the hardness and the moisture contents of rice are in order of consumer preference in rice quality. By selection of rice cultivars according to acceptable quality, the periods between harvesting time and drying reduced up to about 20 days. Therefore it is necessary to develop a low temperature grain drying system in order to (1) increase the rate of artificial rice drying up to 85%, (2) keep the drying temperature of below 45C, (3) maintain high quality in rice and (4) save energy consumption. Bulk storage facilities with low temperature storage system (7-15C) for rice using grain cooler should be built to reduce labor for handling and transportation and to keep a quality of rice. In the cooled rice, there is no loss of grain quality due to respiration, insect and microorganism, which results in high quality rice containing 16% of moisture contents all year round. In addition, introducing a low temperature milling system reduced the percentage of broken rice to 2% and increased the percentage of head rice to 3% because of proper hardness of grain. It has been noted that the broken rice and cracking reduced significantly by using low pressure milling and wet milling. Our mission for improving rice market competitiveness goes to (1) produce environment friendly, functional rice cultivars, (2) establish a grade standard of rice quality, (3) breed a new cultivar for consumer oriented and (4) extend the period of storage and shelf life of rice during postharvest.