• 제목/요약/키워드: Constant rate model

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혐기성 회분반응기에서 수소생산 시 최적 pH 산정에 관한 연구 (A Study for the Optimum pH of Hydrogen Production in Anaerobic Batch Reactor)

  • 전윤선;박종일;유승호;이태진
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.54-61
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    • 2007
  • pH가 혐기성 수소 발효에 미치는 영향을 고찰하기 위해 배양기간 동안 pH를 $3\sim10$까지 일정하게 유지시킨 상태에서 수소생산 효율을 살펴보았다. 유입기질을 sucrose로 하여 생성된 가스는 이산화탄소와 수소였으며 메탄가스는 검출되지 않았다. 수정 Gompartz 방정식을 이용하여 수소가스 발생량$(P_h)$과 최대수소 생성율$(R_h)$을 회귀분석하였을 때 pH 5에서 수소가스 발생량$(P_h)$은 약 1182 mL이고 최대수소 생성율$(R_h)$은 112.46 mL/g dry wt biomass/hr이였다. 수소 전환율은 22.56%이였으며 butyrate/acetate 비가 pH 5에서는 1.63, pH 6에서는 0.38로 ratio값이 높은 pH 5에서 효율이 더 좋다는 것을 확인할 수 있었다. Haldane equation을 이용하여 비수소생산율을 산정해 본 결과 최대 비수소생산율은 119.61 mL/g VSS/hr이였고, 최대 비수소생산율을 나타내는 pH는 5.5로 판명되었다.

Sodium Dependent Taurine Transport into the Choroid Plexus, the Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier

  • Chung, Suk-Jae;Ramanathan, Vikram;Brett, Claire M.;Giacomini, Kathleen M.
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제25권3호spc1호
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    • pp.7-20
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    • 1995
  • Taurine, a ${\beta}-amino$ acid, plays an important role as a neuromodulator and is necessary for the normal development of the brain. Since de novo synthesis of taurine in the brain is minimal and in vivo studies suggest that taurine dose not cross the blood-brain barrier, we examined whether the choroid plexus, the blood-cerebrospinal fluid (CSF) barrier, plays a role in taurine transport in the central nervous system. The uptake of $[^3H]-taurine$ into ATP depleted choroid plexus from rabbit was substantially greater in the presence of an inwardly directed $Na^+$ gradient taurine accumulation was negligible. A transient in side-negative potential gradient enhanced the $Na^+-driven$ uptake of taurine into the tissue slices, suggesting that the transport process is electrogenic, $Na^+-driven$ taurine uptake was saturable with an estimated $V_{max}$ of $111\;{\pm}\;20.2\;nmole/g/15\;min$ and a $K_M\;of\;99.8{\pm}29.9\;{\mu}M$. The estimated coupling ratio of $Na^+$ and taurine was $1.80\;{\pm}\;0.122.$ $Na^+-dependent$ taurine uptake was significantly inhibited by ${\beta}-amino$ acids, but not by ${\alpha}-amino$ acids, indicating that the transporter is selective for ${\beta}-amino$ acids. Since it is known that the physiological concentration of taurine in the CSF is lower than that in the plasma, the active transport system we characterized may face the brush border (i.e., CSF facing) side of the choroid plexus and actively transport taurine out of the CSF. Therefore, we examined in vivo elimination of taurine from the CSF in the rat to determine whether elimination kinetics of taurine from the CSF is consistent with the in vitro study. Using a stereotaxic device, cannulaes were placed into the lateral ventricle and the cisterna magna of the rat. Radio-labelled taurine and inulin (a marker of CSF flow) were injected into the lateral ventricle, and the concentrations of the labelled compounds in the CSF were monitored for upto 3 hrs in the cisterna magna. The apparent clearance of taurine from CSF was greater than the estimated CSF flow (p<0.005) indicating that there is a clearance process in addition to the CSF flow. Taurine distribution into the choroid plexus was at least 10 fold higher than that found in other brain areas (e. g., cerebellum, olfactory bulb and cortex). When unlabelled taurine was co-administered with radio-labelled taurine, the apparent clearance of taurine was reduced (p<0.0l), suggesting a saturable disposition of taurine from CSF. Distribution of taurine into the choroid plexus, cerebellum, olfactory bulb and cortex was similarly diminished, indicating that the saturable uptake of taurine into these tissues is responsible for the non-linear disposition. A pharmacokinetic model involving first order elimination and saturable distribution described these data adequately. The Michaelis-Menten rate constant estimated from in vivo elimination study is similar to that obtained in the in vitro uptake experiment. Collectively, our results demonstrate that taurine is transported in the choroid plexus via a $Na^+-dependent,saturable$ and apparently ${\beta}-amino$ acid selective mechanism. This process may be functionally relevant to taurine homeostasis in the brain.

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하이패스 운용가용도를 이용한 부품의 교체 추정 모델 (An Estimation Model for the Replacement Parts based on the Operational Availability of Hi-Pass System)

  • 황의덕;허서정;김창석;손동철
    • 한국융합학회논문지
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    • 제6권6호
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    • pp.285-291
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    • 2015
  • 현재 FTMS(Freeway Traffic Management System: 고속도로 교통관리 시스템), TCS(Toll Collection System: 요금 징수 시스템), 하이패스(Hi-Pass: 통행료 전자 지불 시스템)등의 고속도로 ITS(Intelligent Transportation System) 설비들은 단순한 이력관리 및 수동적인 사후관리가 이루어져 고장관련 DB가 부족하여 시설물의 통합운영관리 활용을 최대화 하지 못하고 있다. 또한, 부품의 교체시기가 없어 고장 발생 시마다 부품을 교체하다 보니 고장건수 증가 및 수리시간이 증가하며, 매번 교체 할 때마다 서비스가 중단되는 문제 점이 발생한다. 본 연구에서는 고속도로 ITS 시설물의 고장이력을 사전에 관리하여 예방적 유지관리를 하려한다. 따라서 하이패스 시설물의 고장이력을 신뢰성 이론에 기반을 두고 체계적인 통계분석을 통해 시스템의 신뢰도인 운용가용도를 산출한다. 교체시기 산정을 통해 고장건수 및 시간이 감소하며 예비품 수량을 확보하여 예산 비용을 줄일 수 있고, 부품의 관리계획을 수립하여 지속적인 예방적 유지관리를 통해 시스템의 품질을 향상시키고, 서비스 품질을 항시 가용한 상태인 무 중단 운용상태를 지향 할 수 있도록 하는 것이 본 연구의 목적이다.

강우에 따른 화강암질 풍화토 사면의 전단강도 특성에 관한 연구 (Study on the Characteristics of Shear Strength on the Weathered Granite Soil Slope in Accordance with the Rainfall)

  • 심태섭;김선학;기완서;주승완
    • 지질공학
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    • 제14권4호
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    • pp.349-360
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    • 2004
  • 화강암질풍화토(SP, SM)로 축조된 사면에 사면경사강우강도에 따른 사면 내 간극수압, 침투깊이, 강도정수를 산정하였다. 그리고 불포화토의 전단강도 식을 적용하여 강우에 따른 전단강도의 변화를 비교${\cdot}$분석하였다. 그 결과 강우에 따른 침투속도는 강우강도가 클수록, 사면의 완만할수록 침투가 빨리 진행되었다. Lumb의 이론치와 모형실험의 실측치를 비교분석한 결과 실측치가 더 빠른 것을 알 수 있었다. 그리고 SM은 SP에 비해 전단강도가 크게 나타나는데 세립분이 증가할수록 투수계수가 작아지고 침투율이 작아짐에 따라 침투속도에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 또한, 사면내 전단강도는 1:1.5의 경사에서 가장 작은 전단강도를 보이는데 간극수압의 상승으로 인하여 저하되는 것으로 나타났다.

KOH 농도 및 탄화온도가 왕겨 활성 바이오차의 NH4-N 흡착능 향상에 미치는 영향 (Effect of KOH Concentrations and Pyrolysis Temperatures for Enhancing NH4-N Adsorption Capacity of Rice Hull Activated Biochar)

  • 김희선;윤석인;안난희;신중두
    • 한국환경농학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.171-177
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    • 2020
  • BACKGROUND: Recently, biomass conversion from agricultural wastes to carbon-rich materials such as biochar has been recognized as a promising option to maintain or increase soil productivity, reduce nutrient losses, and mitigate greenhouse gas emissions from the agro-ecosystem. This experiment was conducted to select an optimum conditions for enhancing the NH4-N adsorption capacity of rice hull activated biochar. METHODS AND RESULTS: For deciding the proper molarity of KOH for enhancing its porosity, biochars treated with different molarity of KOH (0, 1, 2, 4, 6, 8) were carbonized at 600℃ in the reactor. The maximum adsorption capacity was 1.464 mg g-1, and an optimum molarity was selected to be 6 M KOH. For the effect of adsorption capacity to different carbonized temperatures, 6 M KOH-treated biochar was carbonized at 600℃ and 800℃ under the pyrolysis system. The result has shown that the maximum adsorption capacity was 1.76 mg g-1 in the rice hull activated biochar treated with 6 M KOH at 600℃ of pyrolysis temperature, while its non-treated biochar was 1.17 mg g-1. The adsorption rate in the rice hull activated biochar treated with 6 M KOH at 600℃ was increased at 62.18% compared to that of the control. Adsorption of NH4-N in the rice hull activated biochar was well suited for the Langmuir model because it was observed that dimensionless constant (RL) was 0.97 and 0.66 at 600℃ and 800℃ of pyrolysis temperatures, respectively. The maximum adsorption amount (qm) and the bond strength constants (b) were 0.092 mg g-1 and 0.001 mg L-1, respectively, for the rice hull activated biochar treated with 6 M KOH at 600℃ of pyrolysis. CONCLUSION: Optimum condition of rice hull activated biochar was 6M KOH at 600℃ of pyrolysis temperature.

활성탄을 이용한 플루오레세인 염료 흡착에 대한 평형, 동력학 및 열역학 파라미터의 연구 (Study of Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameters about Fluorescein Dye Adsorbed onto Activated Carbon)

  • 이종집;엄명헌
    • 공업화학
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    • 제23권5호
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    • pp.450-455
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    • 2012
  • 수용액으로부터 유독한 플루오레세인 염료 성분을 제거하는데 있어서 활성탄의 활용가능성을 살펴보았다. 회분식 실험을 통해 입상 활성탄에 대한 플루오레세인 염료의 흡착특성을 초기농도, 접촉시간 및 흡착온도를 변수로 하여 조사하였다. 실험결과는 활성탄이 수용액으로부터 플루오레세인 염료를 고효율로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 흡착 평형관계는 298~318 K의 온도범위에서 Freundlich 등온식이 잘 적용되었다. 흡착동력학적 연구로 부터 플루오레세인 염료의 흡착공정은 유사이차속도식에 잘 맞았으며 유사이차속도상수($k_2$)는 플루오레세인 염료 초기농도가 높을수록 감소하였다. 흡착자유에너지변화${\Delta}G^0$), 엔탈피변화${\Delta}H^0$), 엔트로피변화${\Delta}S^0$)를 계산하여 본 결과, 표준자유에너지 변화량이 -17.11~-20.50 kJ/mol로 자발적인 공정임을 알았다. 엔탈피변화량은 33.2 kJ/mol로 양의 값을 나타내어 활성탄에 대한 플루오레세인 염료의 흡착이 흡열반응임을 알 수 있었다.

입상 활성탄에 대한 New Fuchsin 염료흡착의 등온선, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Isotherms, Kinetics and Thermodynamic Parameters Studies of New Fuchsin Dye Adsorption on Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제25권6호
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    • pp.632-638
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    • 2014
  • 입상활성탄을 사용하여 new fuchsin 염료를 흡착하는데 필요한 흡착등온선과 흡착동역학 및 열역학 파라미터들에 대하여 조사하였다. 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이 가장 잘 맞았으며, 등온흡착평형관계로부터 Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수를 평가한 결과, 분리계수값이 각각 $R_L$ = 0.023, 1/n=0.198로 입상활성탄에 의한 new fuchsin 염료의 흡착조작이 유효한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. Dubinin-Radushkevich 식으로 구한 흡착에너지값(E = 0.002 kJ/mol)과 Temkin 식으로부터 구한 흡착열상수값(B = 1.920 J/mol)으로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 흡착반응은 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식과 비교하여 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자 내 확산이 흡착공정의 지배단계이었다. 열역학적 해석을 통해 평가된 엔탈피 변화값(92.49 kJ/mol)과 활성화에너지값(11.79 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 흡열반응으로 진행되었다. 또한, 엔트로피 변화값이 313.7 J/mol K로 흡착공정의 무질서도가 증가하였다. 온도가 올라갈수록 자유에너지값이 감소하는 것은 활성탄에 대한 new fuchsin 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아지는 것으로 판단되었다.

2 단계 신용거래 공급망에서 운송비용이 포함된 주문 비용을 고려한 퇴화성제품의 재고정책 및 판매가격 결정 모형 (Joint Price and Lot-size Determination for Decaying Items with Ordering Cost Inclusive of a Freight Cost under Trade Credit in a Two-stage Supply Chain)

  • 신성환
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권2호
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    • pp.191-197
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    • 2020
  • 본 연구에서 우리는 공급자(supplier), 중간유통자(distributor) 그리고 최종 고객(customer)으로 구성되는 2 단계 공급망에서 중간유통자 입장의 재고 모형을 분석하였다. 공급자는 고객의 수요 증대를 목적으로 판매 제품에 대한 대금을 일정한 기간 동안 신용 거래를 허용하고, 중간유통자의 주문비용은 고정비 성격의 주문 비용과 운송량(주문량)에 따라 종속적으로 운송비용이 발생하는 상황을 고려하였다. 일반적으로 중간유통자 입장에서 볼 때 신용 거래를 통하여 공급자로부터 제품 대금에 대한 지불이 유예되면, 재고에 대한 투자 비용이 절감되는 효과가 발생하게 된다. 최종 고객의 수요는 중간유통자의 판매 가격에 따라 영향을 받게 되므로 중간유통자는 최종 고객의 수요를 증대 시킬 목적으로 판매 가격의 조정이 가능하게 된다. 본 연구에서는 공급자가 중간유통자에게 제품 판매 대금에 대하여 일정한 기간 동안 신용 거래를 허용하는 상황 하에서 중간유통자의 주문 비용이 고정 주문 비용과 함께 주문량에 따라 종속적으로 발생하는 운송비용을 포함한다는 가정 하에 중간유통자 측면의 경제적 주문량과 판매 가격 결정 문제를 분석하였다. 또한 문제 분석을 위하여 중간유통자의 재고는 시간이 지나감에 따라 일정한 비율로 퇴화한다는 가정 하에 중간유통자의 연간 총 이익에 대한 수리 모형을 수립하였고, 총이익을 최대화하는 경제적 주문량과 판매 가격 결정을 위한 해법을 개발하였다.

경쟁적 저해를 갖는 고정화 β-galactosidase 반응기의 해석 (Analysis of an Immobilized β-Galactosidase Reactor with Competitive Product Inhibition Kinetics)

  • 강병철
    • 생명과학회지
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    • 제23권12호
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    • pp.1471-1476
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    • 2013
  • Duolite A568 담체에 흡착으로 ${\beta}$-galactosidase를 고정화시켰다. 효소의 흡착되는 현상은 Freundlich 흡착 등온식을 잘 따랐다. 흡착에 관여된 파라미터인 k와 n은 각각 14.62와 1.744를 얻었다. 자유 효소와 고정화 효소의 속도식에 관여된 매개변수를 구하기 위해 초기 속도법을 실시하였다. Michaelis-Menten 상수($K_m$)는 고정화 효소가 120 mM이고 자유 효소가 79 mM 이었다. 재순환 충진층 반응기에서 갈락토스의 농도를 변화시키면서 경쟁적 저해식에 대한 영향을 조사하였다. 갈락토스에 의한 경쟁적 저해식에 대한 모델이 실험 결과와 잘 일치하였으며 $V_m$, $K_m$ 그리고 $K_I$ 값은 각각 46.3 $mmolmin^{-1}mg^{-1}$, 120 mM and 24.4 mM 이었다. 연속 충진층 반응기에서 락토스 용액의 유량을 증가시킬 때 서로 다른 락토스 농도에서 락토스의 전환율이 감소하였다. 장기 연속 조업을 통해 고정화 효소의 안정성을 평가하기 위해 11일 동안 연속적으로 반응기 운전을 실시하였다. 고정화 효소의 잔류하는 활성은 63%로 유지되었고 효소의 반감기는 15일로 밝혀졌다.

고농도의 불소를 포함하는 과포화용액이 apatitic crystal growth에 미치는 영향 (THE EFFECT OF THE SUPERSATURATED SOLUTIONS CONTAINING HIGH CONCENTRATIONS OF FLUORIDE ON SEEDED CRYSTAL GROWTH)

  • 권중원;금기연;이승종;정일영;이찬영
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제24권2호
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    • pp.330-336
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    • 1999
  • In biological systems, the mineral that forms hard tissue is of an apatitic nature, and hydroxyapatite($Ca_5OH(PO_4)_3$: HA) is generally considered as the prototype for such a mineral. Thus, the precipitation of HA, having biological implications, has been the subject of several investigations. Crystal growth studies using HA seeds in supersaturated solutions have enhanced our understanding of the process and mechanism involved in seeded crystal growth. From these studies, it has become apparent that the precipitation rate of HA onto the seed crystals depends on the various conditions, especially on the additives. The relation between the supersaturated solution containing fluoride and the process of HA crystal growth enhances the understanding of mechanism of HA crystal growth. Until recently, the studies have been on the crystal growth of enamel minerals and synthetic HA seeds in the supersaturated solution containing 1~2 ppm fluoride. The purpose of the present investigation is to study the effect that fluoride of high concentration has on the crystal growth kinetics of HA. In order to produce the composition found in the secretory enamel fluid, experimental solutions of 1mM Ca, 3mM P, and 100mM Tris as background electrolyte were used. Then this experimental solutions were added to 0, 2, 4, 6, 8, 10 ppm fluoride. The effect of fluoride at high concentrations on the precipitation was examined in a bench-top crystal growth model adopting a miniaturized reaction column. Chemical analysis was employed for characterization of working solutions before and after the experimentation. Remarkable findings were : 1) the amount of crystal growth was gradually accelerated as the fluoride concentration increased until 6 ppm, but decreased in 8 and 10 ppm fluoride; 2) the amount of fluoride ion consumed in crystal formation was constant despite the increase in fluoride concentration.

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