• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.123-141
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• 2023

인공신경망을 이용한 모델 개발에서 데이터의 품질은 모델 성능에 큰 영향을 주고, 양질의 충분한 데이터가 인공신경망 훈련을 위해 필요하다. 하지만, 공학 분야에서는 적은 양의 데이터로 모델을 개발해야 하는 경우가 자주 발생한다. 본 논문은 토양에 살포된 축산 분뇨로부터 암모니아 방출량에 대한 적은 수의 데이터(83 개)를 사용하여 인공신경망 모델의 예측 성능을 향상할 수 있는 방안을 제시하였다. Michaelis-Menten 식으로 표현되는 암모니아 방출량 문제는 11개 입력변수에 대하여 2개 출력변수로 구성되었다. 출력변수는 최대 질소 발생량(N_max, kg/ha)과 N_max의 절반에 도달하는 시간(K_m, h) 이다. 범주형 입력변수에 대해 다차원 등간격 기법인 one-hot encoding 을 이용하여 데이터 전처리를 수행하였고, 훈련데이터 66개에 대하여 generative adversarial network (GAN)을 이용하여 13개 데이터를 추가로 보강하였다. 또한, 인공신경망의 초매개변수인 은닉층 수, 각 은닉층 내 뉴런 수, 활성화 함수의 최적 조합을 찾기 위하여 Gaussian process (GP)를 사용하였다. 기존의 인공신경망 구조(Lim et al., 2007) 는 17개 평가데이터에 대하여 mean absolute error (MAE)는 K_m에서 0.0668, N_max에서 0.1860이었다. 본 연구에서 제시된 인공신경망 모델은 K_m에서 0.0414, N_max에서 0.0818로 MAE 가 기존 모델 대비 각각 38%, 56% 감소하였다. 본 연구에서 제시된 방법은 적은 양의 데이터를 갖는 문제에서 인공신경망 성능을 향상하기 위하여 활용할 수 있을 것이다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제59권6호
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• pp.14.1-14.9
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• 2017

Background: Garlic and its constituents are reported to have been effective in reducing methane emission and also influence glucose metabolism in body; however, studies in ruminants using garlic leaves are scarce. Garlic leaves contain similar compounds as garlic bulbs, but are discarded in field after garlic bulb harvest. We speculate that feeding garlic leaves might show similar effect as garlic constituents in sheep and could be potential animal feed supplement. Thus, we examined the effect of freeze dried garlic leaves (FDGL) on rumen fermentation, methane emission, plasma glucose kinetics and nitrogen utilization in sheep. Methods: Six sheep were fed Control diet (mixed hay and concentrate (60:40)) or FDGL diet (Control diet supplemented with FDGL at 2.5 g/kg $BW^{0.75}$ of sheep) using a crossover design. Methane gas emission was measured using open-circuit respiratory chamber. Plasma glucose turnover rate was measured using isotope dilution technique of [$U-^{13}C$]glucose. Rumen fluid, feces and urine were collected to measure rumen fermentation characteristics and nitrogen utilization. Result: No significant difference in rumen fermentation parameters was noticed except for rumen ammonia tended to be higher (0.05 < P < 0.1) in FDGL diet. Methane emission per kg dry matter ingested and methane emission per kg dry matter digested were lower (P < 0.05) in FDGL diet. Plasma glucose concentration was similar between diets and plasma glucose turnover rate tended to be higher in FDGL diet (0.05 < P < 0.1). Nitrogen retention was higher (P < 0.05) and microbial nitrogen supply tended to be higher (0.05 < P < 0.1) in FDGL diet. Conclusion: FDGL diet did not impair rumen fermentation, improved nitrogen retention; while absence of significant results in reduction of methane emission, glucose turnover rate and microbial nitrogen supply, further studies at higher dose would be necessary to conclude the merit of FDGL as supplement in ruminant feedstuff.

• 플랜트 저널
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• 제14권4호
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• pp.48-54
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• 2018

발전설비에서의 질소산화물 배출 규제치가 강화됨에 따라 1990년대에 설치된 HRSG도 탈질설비를 추가로 설치해야 하는 상황이 되었다. 그러나 HRSG 내부에 촉매와 암모니아 분사장치 모두를 설치할 수 있는 공간이 없기 때문에 그 대안으로써 HRSG 내부에는 촉매만 설치하고 암모니아 분사장치는 가스터빈 배기덕트로 변동하여 설치하는 것을 검토하였다. 본 연구에서는 인천복합발전소를 대상으로, 암모니아 분사장치를 HRSG 중압 과열기 후단과 가스터빈 배기덕트에 설치하여 암모니아를 분사였을 때 대기 배출기준 8.5 ppm을 만족하는 암모니아 소비량을 각각 측정하였다. 연구결과 가스터빈 배기덕트 암모니아 분사방식이 HRSG 중압 과열기 후단 분사방식에 비해 소비량이 1.2배 정도 증가한 것으로 나타났다. 따라서 HRSG 수명 30년 운영을 고려한다면 HRSG 내부에 암모니아 분사장치를 설치할 수 없는 경우 가스터빈 배기덕트에 암모니아 분사장치를 설치하는 것이 추천된다.

• 농업과학연구
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• 제35권2호
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• pp.137-145
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• 2008

본 시험은 옥수수 주정박(corn distiller's dried grains with solubles; DDGS)의 산란계용 배합사료에 첨가시 산란계의 생산성 및 영양소 대사율, 계분의 암모니아 발생에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시하였다. 23주령의 Hy-line Brown 계통의 산란계 216수에 DDGS를 0% 함유한 사료를 대조구(T1)로 하고, 대조구와 동에너지(TMEn 2,780 kcal/kg)-동단백질(17.0%)이 되게끔 DDGS를 각각 10%(T2), 20%(T3) 첨가한 3가지 사료를 10주간 급이하였다. 시험설계는 3처리 6반복 반복당 12수씩 완전임의 배치법을 사용하였다. 조사항목으로 사료섭취량, 산란율, 난중 및 난생산 사료요구율, 영양소대사율 및 계분의 암모니아 발생을 측정하였다. 본 시험에서 사료섭취량, 산란율, 난중 및 난생산 사료요구율 등의 산란 생산성은 모든 처리구 간에 유의적인 차이가 없었다(P>0.05). 영양소 대사율에 있어 건물의 대사율의 경우 DDGS를 첨가한 처리구들에서 유의적으로 낮게 나타났다(P<0.05). 조지방과 NDF의 대사율은 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 가용무질소물의 대사율은 DDGS 첨가 수준이 높아질수록 유의적으로 낮게 나타났다(P<0.05). Ca과 P의 대사율은 DDGS 첨가구들과 대조구 사이에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 계분의 암모니아 발생은 DDGS 첨가수준이 높을수록 암모니아 발생이 낮게 나타났으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 결론적으로 산란계사료에서 DDGS를 10~20%까지 옥수수-대두박을 대체하여 사용할 경우, 건물과 NFE 대사율을 감소시키는 효과가 있지만, 산란성적에 아무런 영향이 없이 사용할 수 있다고 판단된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제15권3호
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• pp.199-208
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• 2009

산란계에 대한 비금속광물의 급여가 계사내 암모니아 발생 및 생산성에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 49주령의 갈색 Lohman 종 산란계 1,020수에 대하여 사료용 공시광물로 소디움벤토나이트, 장석 및 세사를 사료섭취량의 2% 수준으로 첨가 급여하면서 분에서 발생하는 암모니아 농도 및 산란율, 난각강도 등을 조사하였다. 소디움벤토나이트 및 장석 급여구는 세사 급여구에 비해 계분에서 발생하는 암모니아 농도를 유의적으로 감소시키고(P<0.05) 계분 내 질소 함량은 증가시킴으로써 이들 규산염광물질의 급여가 암모니아 발생을 억제함을 보여줌과 동시에 친환경 유기질 비료로서의 가능성을 시사하였다. 또한 산란수에 있어서 처리구 간에 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으며(p>0.05), 난각강도의 경우 장석 급여군이 유의적으로 낮게 나타났으나(p<0.05) 기존에 보고된 연구결과와 비교해볼 때 우려할 만한 수준은 아닌 것으로 판단된다. 결론적으로 산란계에 대한 규산염계 광물 소디움벤토나이트와 장석의 급여는 생산성에 영향을 미치지 않으면서 계분의 암모니아 발생을 최소화시키는 효과를 발휘하는 것으로 사료된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권6호
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• pp.55-63
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• 2022

Odors emitted from pig houses have been a constant root of legal issues in pig farming. These gases are among the main causes of health and mental stresses to nearby communities, so policymakers and researchers continuously study to reduce the concentration of odorous gases from pig facilities. A continuous field experiment proved that the concentration of odor emissions inside the pig houses is highly dependent on ventilation rate, breeding details, and animal activities. However, the standard odor emission rate worldwide widely varies due to differences in pig house designs and ventilation requirements. Thus, this study aimed to measure the odor emission rates, considering the actual condition of selected Korean pig houses, through field measurement. The odor measurements were performed at three different pig production facilities without odor abatement technologies. The target experimental pig houses were buildings for weaning, growing, and fattening pigs. Results showed that the actual ventilation rate in target pig houses falls below the standard ventilation requirement of pigs, resulting in high odor concentrations inside the pig houses.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.183-194
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• 2013

Liquid urea based SCR has been used in the market to reduce NOx in the exhaust emission of the diesel engine vehicle. This system has several problems at low temperature, which are freezing below $-12^{\circ}C$, solid deposit formation in the exhaust, and difficulties in dosing system at exhaust temperature below $200^{\circ}C$. Also, it is required complicated exhaust packaging equipment and mixer due to supply uniform ammonia concentration. In order to solve these issues, solid urea, ammonium carbonate, and ammonium carbamate are selected as ammonia sources for the application of solid SCR. In this paper, basic research on reaction rate of three ammonia-transporting materials was performed. TGA (Thermogravimetric Analysis) and DTA (Differential Thermal Analysis) tests for these materials are carried out for various heating conditions. From the results, chemical kinetic parameters such as activation energy and frequency factor are obtained from the Arrhenius plot. Additionally, from test results of DSC (Differential Scanning Calorimeter) for these materials, chemical kinetic parameters using the Kissinger method are calculated. Activation energies of solid SCR from this experiment are compared with proper data of literature study, then obtained data of this experiment are used for the design of reactor and dosing system for candidate vehicle.

• 한국환경농학회지
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• 제28권3호
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• pp.233-237
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• 2009

It has widely been observed that the effect of elevating atmospheric $CO_2$ concentrations on rice productivity depends largely on soil N availabilities. However, the responses of ammonia volatilization from flooded paddy soil that is an important pathway of N loss and thus affecting fertilizer N availability to concomitant increases in atmospheric $CO_2$ and temperature has rarely been studied. In this paper, we first report the interactive effect of elevated $CO_2$ and temperature on ammonia volatilization from rice paddy soils applied with urea. Urea labeled with $^{15}N$ was used to quantitatively estimate the contribution of applied urea-N to total ammonia volatilization. This study was conducted using Temperature Gradient Chambers (TGCs) with two $CO_2$ levels [ambient $CO_2$ (AC), 383 ppmv and elevated $CO_2$ (EC), 645 ppmv] as whole-plot treatment (main treatment) and two temperature levels [ambient temperature (AT), $25.7^{\circ}C$ and elevated temperature (ET), $27.8^{\circ}C$] as split-plot treatments (sub-treatment) with triplicates. Elevated temperature increased ammonia volatilization probably due to a shift of chemical equilibrium toward $NH_3$ production via enhanced hydrolysis of urea to $NH_3$ of which rate is dependent on temperature. Meanwhile, elevated $CO_2$ decreased ammonia volatilization and that could be attributed to increased rhizosphere biomass that assimilates $NH_4^+$ otherwise being lost via volatilization. Such opposite effects of elevated temperature and $CO_2$ resulted in the accumulated amount of ammonia volatilization in the order of ACET>ACAT>ECET>ECAT. The pattern of ammonia volatilization from applied urea-$^{15}N$ as affected by treatments was very similar to that of total ammonia volatilization. Our results suggest that elevated $CO_2$ has the potential to decrease ammonia volatilization from paddy soils applied with urea, but the effect could partially be offset when air temperature rises concomitantly.

• 웰빙융합연구
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• 제4권2호
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• pp.19-25
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• 2021

Purpose: The purpose of this study is to reduce odor complaints by identifying problems with odor management at the site of the water regeneration center and researching odor management methods. Due to the high population density of Korea, sewage treatment facilities are adjacent to residential and industrial areas. According to previous studies, the main malodor-emitting facilities of sewage treatment facilities were preliminary treatment facilities (2,220 times), sedimentation basins (4,628 times), and sludge treatment facilities (9,616 times). Research design, data and methodology: Compound malodors and designated malodor-producing substances were collected from five site boundaries of the water regeneration center and analyzed according to the official methods to test malodor, and a total of two times (August and September 2020) were conducted. Results: As a result of the measurement, in the green area in front of the center office, compound malodors were detected at a maximum of 8 times and at least 3 times during the dawn time. As for the designated malodor-producing substances, 0.1ppm of ammonia was detected in the green area in front of the center office and the park golf course. This is within 15 times the maximum allowable emission level of compound malodors and within 1ppm of the maximum allowable emission level of ammonia. Conclusions: Even if the dilution rate of the compound malodors did not exceed the maximum allowable emission level, the odor could be recognized, and more research is needed in the future to establish effective reduction measures according to the subjective and individual and seasonal odor characteristics.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권2호
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• pp.73-79
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• 2006

돈분뇨 중의 악취 성분을 제거하는 동시에 퇴비의 C/N 비를 적정 수준으로 유지하기 위한 방안으로서 축산농가에 보급을 목적으로 pilot 장치를 제작하여 돈분뇨를 호기성 액비화 처리하기 이전에 암모니아 탈기공정 실험을 수행하였다. 암모니아 탈기를 위한 pH 조정을 $Ca(OH)_2$를 이용하였으며, NaOH에 비해 훨씬 현장 적용성이 용이한 것으로 파악되었다. 암모니아 탈기공정의 적정 pH를 도출하기 위해 각각 pH를 9.3, 10.9, 12.3 으로 조절하여 탈기실험을 수행한 결과 pH가 가장 높은 12.3에서 가장 우수한 것으로 나타났고, 이때 반응온도는 $35^{\circ}C$이었다. 암모니아 탈기공정이 진행되는 동안 유리암모니아 질소의 가스상 암모니아로의 전환을 통해 발생되는 방출속도는 탈기공정 초기에는 $0.5355mole\;s^{-1}$ 이었고 탈기공정 후기에는 $0.0253mole\;s^{-1}$ 로 나타나, 주로 탈기공정 초기에 많은 양의 암모니아 가스가 방출되는 것을 알 수 있었다. 탈기공정중 C/N비 변화는 초기 돈분뇨 원수가 4.5이었고 탈기공정 초기에 6.3으로 증가한 이후에 점진적으로 증가하였다. 적정한 탈기를 위한 최적의 탈기시간은 TN과 TC의 회귀 곡선을 통해 C/N비가 6.5 부근인 약 48시간이 적합한 것으로 결론지었다. 탈기를 통해 돈분뇨 중의 암모니아성 질소성분은 79.6% 저감되었으며, 흡수액을 통해 배출된 암모니아가스의 81.3%를 제거하였다.