• 제목/요약/키워드: D-optimal experimental design

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가축 사체 매몰지 침출수 처리를 위한 Fenton 산화공정의 최적조건 (Optimal Condition of Operation Parameter for Livestock Carcass Leachate using Fenton Oxidation Process)

  • 안상우;정영철;유지영;민지은;이시진;박재우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제18권1호
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    • pp.26-35
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    • 2013
  • Outbreak of animal infectious diseases such as foot-and-mouth disease, avian influenza are becoming prevalent worldwide. For prevent the further infection, tremendous numbers of the infected or culled stocks are buried around farm. This burial method can generate a wide range of detrimental components such as leachate, nutrient, salt, and pathogenic bacteria, consequently. In this study, for the stabilization of livestock carcasses leachate, advanced oxidation processes utilizing the Fenton reaction was investigated in lab-scale experiments for the treatment for $COD_{Cr}$ of livestock carcass leachate. $COD_{Cr}$ reduction by the Fenton oxidation was investigated response surface methodology using the Box-Begnken methods were applied to the experimental results. A central composite design was used to investigate the effects of the independent variables of pH ($x_1$), dosage of $FeCl_2{\cdot}4H_2O$ ($x_2$) and dosage of $H_2O_2$ ($x_3$) on the dependent variables $COD_{Cr}$ concentration ($y_1$). A 1 M NaOH and $H_2SO_4$ was using for pH control, $FeCl_2{\cdot}4H_2O$ was used as iron catalyst and NaOH was used for Fenton reaction. The optimal conditions for Fenton oxidation process were determined: pH, dosage of $FeCl_2{\cdot}4H_2O$ and dosage of $H_2O_2$ were 3, 0.6 g (0.0151 M) and 7 mL(0.259 M), respectively. Statistical results showed the order of significance of the independent variables to be pH > initial concentration of ferrous ion > initial concentration of hydrogen peroxide.

Effect of Roughage Sources on Cellulolytic Bacteria and Rumen Ecology of Beef Cattle

  • Wora-anu, S.;Wanapat, Metha;Wachirapakorn, C.;Nontaso, N.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제20권11호
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    • pp.1705-1712
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    • 2007
  • The effect of different tropical feed sources on rumen ecology, cellulolytic bacteria, feed intake and digestibility of beef cattle was investigated. Four fistulated, castrated male crossbred cattle were randomly allocated to a $4{\times}4$ Latin square design. The treatments were: T1) urea-treated (5%) rice straw (UTS); T2) cassava hay (CH); T3) fresh cassava foliage (FCF); T4) UTS:FCF (1:1 dry matter basis). Animals were fed concentrates at 0.3% of body weight on a DM basis and their respective diets on an ad libitum basis. The experimental period was 21 days. The results revealed that the use of UTS, CH, FCF and UTS:FCF as roughage sources could provide effective fiber and maintain an optimal range of ruminal pH and $NH_3-N$. Total viable and cellulolytic bacterial populations were enhanced (p<0.05) with UTS as the roughage source. Animals fed FCF had a higher rumen propionate production (p<0.05) with a lower cellulolytic bacteria count. Moreover, three predominant cellulolytic bacteria species, namely Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus and Ruminococcus flavefaciens, were found in all treatment groups. Roughage intake and total DM intake were highest with UTS (2.2 and 2.5% BW, respectively) as the roughage source (p<0.05). Nutrient intake in terms of organic matter intake (OMI) was similar in UTS, CH and UTS:FCF treatments (8.0, 6.8 and 8.7 kg/d, respectively), while crude protein intake (CPI) was enhanced in CH, FCF and UTS:FCF as compared to the UTS treatment (p<0.05). Digestion coefficients of DM and organic matter (OM) were similar among treatments, while the CP digestion coefficients were similar in CH, FCF and UTS:FCF treatments, but were higher (p<0.05) in CH than in UTS. CP and ADF digestible intakes (kg/d) were highest (p<0.05) on the CH and UTS treatments, respectively. It was also observed that feeding FCF as a full-feed resulted in ataxia as well as frequent urination; therefore, FCF should only be fed fresh as part of the feed or be fed wilted. Hence, combined use of FCF and UTS as well as CH and FCF were recommended.

반도체 공정용 칠러의 채널별 제어특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Control Characteristics of Each Channel in a Semiconductor Chiller)

  • 김현중;권오경;차동안;김용찬
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권12호
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    • pp.1285-1292
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    • 2011
  • 본 연구에서는 전자식 팽창밸브를 적용한 반도체 공정용 칠러에 관한 실험적 연구를 통해 시스템 특성을 파악하였다. 또한 온도 변화에 따른 신속한 대응을 할 수 있도록 온도상승 및 하강실험, 부하변화에 따른 온도영역별 제어정밀도 실험을 함으로써 각 제어 방식에 따른 운전 특성을 파악하였다. 온도상승 시 소비전력은 8.9 kW로 측정되었으며 CH1이 37.5분, CH2가 39.5분이 소요되었으며, 온도하강에는 총 26.5분이 소요되었다. 부분부하가 적용되는 경우 전부하가 적용되는 경우에 비해 제어정밀도의 변화폭이 큰 것으로 나타났으며 스텝모터 구동방식을 적용한 CH2의 제어정밀도가 상대적으로 우수한 것으로 나타났다. 냉각수를 이용한 냉각사이클 영역에서 소비전력은 1.8 kW로 냉동사이클을 적용한 방식에 비해 절반가량으로 감소된 것으로 나타났다. 본 연구는 실험결과를 바탕으로 반도체 공정용 칠러의 최적제어방안을 제시하였다.

고정층 Fischer-Tropsch 반응기의 액상 왁스 정체 현상 모델링 (Modeling of Liquid Hold-up in Fixed-bed Reactor for Fischer-Tropsch Synthesis)

  • 박찬샘;정익환;박성호;나종걸;;한종훈;이종열;정종태
    • 한국가스학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.63-67
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    • 2014
  • Fischer-Tropsch 합성은 주로 긴 carbon 사슬을 가지고 있는 높은 점도의 왁스를 product로 생산한다. 촉매 고정층 반응기를 이용하여 Fischer-Tropsch 합성을 수행할 경우, 왁스는 촉매입자의 표면에서 생산되어 촉매입자 표면에 흡착되어 있다. 이런 왁스의 hold-up 현상이 반응기 전체의 압력강하는 증가시키고 내부 흐름을 막는 문제를 일으킨다. 따라서 반응기 내부에 왁스가 hold-up되는 현상에 대한 모델링을 통해 왁스 hold-up 현상을 최소화 할 수 있는 반응기 및 촉매 입자의 크기를 결정하는 설계 과정이 필요하다. 본 연구에서는 왁스가 hold-up된 촉매 입자와 기체 흐름 사이의 대류 물질 전달 실험 모델을 이용하여 반응기 구조 및 운전 조건을 고려할 수 있는 반응기 내부 왁스 hold-up 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 실험 데이터를 제공한 Knochen의 연구 결과와 비교하여 모델의 우수성을 검증하였다. 이 모델을 이용하여 반응기의 길이와 단면이 반응기 내부 왁스 hold-up 현상에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 분석해 보았다.

True Digestibility of Phosphorus in Different Resources of Feed Ingredients in Growing Pigs

  • Wu, X.;Ruan, Z.;Zhang, Y.G.;Hou, Y.Q.;Yin, Y.L.;Li, T.J.;Huang, R.L.;Chu, W.Y.;Kong, X.F.;Gao, B.;Chen, L.X.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제21권1호
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    • pp.107-119
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    • 2008
  • To determine the true digestible phosphorus (TDP) requirement of growing pigs, two experiments were designed with the experimental diets containing five true digestible P levels (0.16%, 0.20%, 0.23%, 0.26% and 0.39%) and the ratio of total calcium to true digestible P (TDP) kept at 2:1. In Experiment 1, five barrows (Duroc${\times}$Landrace${\times}$Yorkshire) with an average initial body weight of 27.9 kg were used in a $5{\times}5$ Latin-square design to evaluate the effect of different dietary P levels on the digestibility and output of P and nitrogen. In Experiment 2, sixty healthy growing pigs (Duroc${\times}$Landrace${\times}$Yorkshire) with an average body weight (BW) of 21.4 kg were assigned randomly to one of the five dietary treatments (12 pigs/diet), and were used to determine the true digestible phosphorus (TDP) requirement of growing pigs on the basis of growth performance and serum biochemical indices. The results indicated that the true digestibility of P increased (p<0.05) linearly with increasing dietary TDP level below 0.26%. The true P digestibility was highest (56.6%) when dietary TDP was 0.34%. Expressed as g/kg dry matter intake (DMI), fecal P output increased (p<0.05) linearly with increasing P input. On the basis of g/kg fecal dry matter (DM), fecal P output was lowest for Diet 4 and highest (p<0.05) for Diet 5. The apparent digestibility of crude protein (CP) did not differ (p>0.05) among the five diets, with the average nitrogen output of 12.14 g/d and nitrogen retention of 66% to 74% (p>0.05), which suggested that there was no interaction between dietary P and CP protein levels. During the 28-d experimental period of Experiment 2, the average daily gain (ADG) of pigs was affected by dietary TDP levels as described by Eq. (1): $y=-809,532x^4+788,079x^3-276,250x^2+42,114x-1,759$; ($R^2=0.99$; p<0.01; y = ADG, g/d; x = dietary TDP, %), F/G for pigs by Eq. (2): $y=3,651.1x^4-3,480.4x^3+1,183.8x^2-172.5x+10.9$ ($R^2=0.99$; p<0.01; y = F/G; x = dietary TDP, %), and Total P concentrations in serum by Eq. (3): $y=-3,311.7x^4+3,342.7x^3-1,224.6x^2+195.6x-8.7$ (R2 = 0.99; p<0.01; y = total serum P concentration and x = dietary TDP, %). The highest ADG (782 g/d), the lowest F/G (1.07) and the highest total serum P concentration (3.1 mmol/L) were obtained when dietary TDP level was 0.34%. Collectively, these results indicate that the optimal TDP requirement of growing pigs is 0.34% of the diet at a total Ca to TDP ratio of 2:1.

비육후기 사료의 에너지 수준이 '고체중' 출하돈의 성장효율 및 도체특성에 미치는 영향 (Effects of the Energy Level of the Finisher Diet on Growth Efficiency and Carcass Traits of 'High'-Market Weight Pigs)

  • 이철영;김민호;하덕민;박재완;오관용;이제룡;하영주;박병철
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권4호
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    • pp.471-480
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 저에너지 비육돈사료가 ‘고체중’ 출하돈의 사료효율, 성장효율 및 도체특성에 미치는 영향을 구명하여 고체중 출하돈용 사료의 적정 에너지 수준을 유추하고자 함이었다. 생체중 약 90kg의(Yorkshire × Land- race) × Duroc 교잡종 암퇘지와 거세돼지 총 160두를 16돈방에 임의로 배치하여 저에너지사료(3,200kcal DE/kg) 혹은 대조사료(3,400kcal)를 무제한으로 급여하고 성별로 각각 135 & 125kg에 도살하여 도체를 분석하였다[2(성) × 2(사료) ‘factorial’ 실험설계]. 일당증체량, 일당사료섭취량 및 사료효율은 두 성 혹은 사료 구간 차이가 없었다. 등지방두께는 암퇘지에서는 저에너지사료 구(22.4mm)가 대조사료 구(24.3mm)보다 낮았으나(P<0.05), 거세돼지(24.4±0.4mm)에서는 두 사료 구간 차이가 없었다. 암퇘지는 ‘과체중’ 문제로 인하여 90% 이상 C & D 도체등급 판정을 받은 반면 거세돼지는 A + B 등급과 C + D 등급을 각각 79% 및 21% 받았다. 총부분육 중량 대비 개별 부분육 비율은 두 성 혹은 사료 구간 차이가 없었다. 배최장근의 색깔(명도 및 적색도), pH, 육즙삼출율 및 화학적 조성을 포함한 이화학적 특성은 총괄적으로 정상도체의 범주에 속하였고 두 성 혹은 사료 구간 차이가 없었다. 이상을 종합하면 본 실험에 쓰인 저에너지사료와 대조사료는 모두 고체중 비육후기 돼지 사료로 적합할 것으로 판단된다. 만일 주어진 축군에서 사료를 통하여 지방침적을 억제할 필요가 있을 경우는 사료의 에너지 수준을 3,200kcal DE/kg 수준 이하로 낮춰야 할 것이다.

반응표면분석법을 이용한 쌀귀리 단백질의 알칼리 추출 공정 최적화 (Optimization of Alkali Extraction for Preparing Oat Protein Concentrates from Oat Groat by Response Surface Methodology)

  • 정용선;김정원;이의석;길나영;김산성;홍순택
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권9호
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    • pp.1462-1466
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    • 2014
  • 알칼리 추출법을 이용하여 쌀귀리로부터 단백질을 추출하고 추출수율을 최적화하기 위한 알칼리 농도 조건 및 침전 pH 조건을 반응표면분석을 통해 검토하였다. 추출수율은 추출용매인 알칼리 농도가 증가할수록 그리고 침전 pH 4.9 부근에서 높은 경향을 보였으며, 알칼리 농도가 침전 pH에 비하여 보다 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 알칼리 추출 공정으로 얻어진 귀리 단백질 농축물의 질소용해지수는 등전점 부근인 pH 5에서 최소값을 나타내었고, pH 3 이하, pH 7 이상에서는 급격히 증가하였다. 알칼리 추출 공정의 최적화를 위한 회귀분석 결과, 알칼리 농도 0.06 N, 침전 pH 4.7에서 최대 수율 85.89%로 예측되었으며 예측모델식과 실제 측정값을 비교하였을 때 유의적인 차이가 크게 나타나지 않아 설계된 실험모델식은 적합한 것으로 나타났다. 따라서 기존의 연구들은 알칼리 추출법을 이용한 귀리 단백질 추출 시 알칼리 농도와 침전 pH가 각기 다름을 보였지만, 본 연구를 통하여 귀리 단백질 농축물 제조를 위한 알칼리 추출 공정의 최적 조건은 알칼리 농도 0.06 N, 침전 pH 4.7인 것으로 확인되었다.

증강현실 내비게이션의 인지적.행동적 영향에 관한 연구 (Cognitive and Behavioral Effects of Augmented Reality Navigation System)

  • 김경호;조성익;이재식;원광연
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.9-20
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    • 2009
  • 자동차 내비게이션 시스템은 경로탐색 및 길안내 등의 기능을 제공하는 대표적인 운전자 지원 시스템의 하나로서 그 사용성이 크게 증가하고 있다. 대부분의 자동차 내비게이션 시스템은 2차원 지도에 기반하고 있는데 이는 기본적으로 지도가 지니는 함축화된 정보 표현 패러다임에 기반하고 있음으로 인해 실세계 정보로의 변환에 인지적 부담이 작용하게 된다. 최근에 개념적으로 대두되고 있는 새로운 내비게이션의 형태는 자동차에 장착된 카메라로부터 실시간으로 취득되거나 자동차 전면 유리창에 투영되는 실제 영상위에 내비게이션 정보를 그래픽으로 표현하는 증강현실의 모습을 취하고 있다. 차량 내에서의 정보 제공 장치로서 내비게이션 시스템은 그것이 함축화된 그래픽이든 아니면 실사 영상이든 궁극적으로 운전자의 운전부하를 줄이고 빠른 직관력을 제공함으로써 주의분산을 최소화 시킴이 중요하다 할 수 있다. 본 논문에서는 증강현실 내비게이션 시스템인 RACE(Reality-Augmented Car-navigation Environment)를 설계 및 구현하고 그것이 실제적으로 운전자의 운전 수행과 인지 및 주의 분산에 어떠한 영향을 미치는지, 그리고 증강현실 내비게이션이 기존의 2차원 지도 기반 내비게이션에 비해 갖는 효용성이 무엇인지에 대하여 운전자 행동에 기반한 인지심리학적 실험을 통하여 분석한다. 이러한 작업들을 바탕으로 정보처리 관점에서 운전자의 운전 수행과 인지적 수행을 위한 최적의 내비게이션 정보 제공 방법은 무엇인지 고찰해본다.

밀폐형 식물생산시스템에서 광질과 광주기에 따른 씀바귀의 생육 (Light Quality and Photoperiod Affect Growth of Sowthistle (Ixeris dentata Nakai) in a Closed-type Plant Production System)

  • 김혜민;강정화;정병룡;황승재
    • 원예과학기술지
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    • 제34권1호
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    • pp.67-76
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    • 2016
  • 본 연구는 밀폐형 식물생산시스템 내에서 광질과 광주기에 따른 씀바귀(Ixeris dentata Nakai)의 생육 증진을 위한 적정 생육환경 조건을 구명하고자 수행되었다. 씀바귀 종자는 240구 플러그 트레이에 파종하였고, 밀폐형 식물생산시스템에서 LED(R:B:W = 8:1:1)하에서 24시간 광주기로 3일간 발아 하였다. 묘는 $230{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광도의 3종류의 광질(R:B:W = 8:1:1, R:W = 3:7, R:B = 8:2)과 4종류의 광주기[24/0, 16/8, 8/16, 4/20 (명기/암기)]하에서 $20cm{\times}20 cm$의 재식밀도로 난괴법으로 배치 하였다. 씀바귀는 정식 후 온도 $21{\pm}2^{\circ}C$, 상대습도 $70{\pm}10%$ 조건에서 40일 동안 재배 되었다. 관수는 담액식 양액 재순환 방식을 이용하였다(pH 7.0, EC $2.0dS{\cdot}m^{-1}$). 24/0(명기/암기)의 광주기 처리와 RW 광질 처리에서 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 엽장, 엽면적은 가장 우수했다. 16/8(명기/암기)의 광주기 처리와 RB 광질에서 엽수는 가장 많았으며, 잎끝마름 발생률은 24/0(명기/암기)의 광주기 처리에서 다른 처리보다 높게 나타났다. 엽록소 값은 16/8(명기/암기) 광주기 처리에서 가장 높았으며 광질에 따른 차이는 없었다. 엽록소형광은 24/0(명기/암기) 광주기 처리에서 다른 처리구에 비해 현저히 낮은 값을 보였다. 결과적으로, 밀폐형 식물공장 시스템 안에서 씀바귀 재배의 경제적인 실현가능성과 생산적인 측면에서 16/8(명기/암기) 광주기 처리, RW의 광질에서 씀바귀를 재배하는 것이 가장 효과적인 것으로 판단된다.

어피 펩타이드 리포좀 대량생산 최적 조건 및 저장 안정성 (Optimization and Scale-up of Fish Skin Peptide Loaded Liposome Preparation and Its Storage Stability)

  • 이중규;이윤정;백정정;김수진;조영재;최미정
    • 산업식품공학
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    • 제21권4호
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    • pp.360-366
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    • 2017
  • 본 연구에서는 lab scale 용량으로 100 mL, 1 L 단위로 리포좀을 제조하였으며, prototype scale로서 10 L 단위로 blank 리포좀의 제조한 뒤 입자 크기 및 포집 효율을 측정하여 최적 제조 조건 선정하였다. 선정한 최적조건으로 어피 펩타이드를 리포좀으로 포집하여 그에 따른 저장 안정성을 평가하였다. 1차 균질 조건은 초고속균질기를 사용하여 3분간 각각 4,000 rpm, 8,000 rpm, 12,000 rpm으로 균질하였으며, 2차 균질 조건은 초음파균질기를 이용하여 각각 40 W, 60 W, 80 W로 3분간 균질하여 최적 균질 조건을 확립한 뒤 어피 펩타이드 리포좀을 농도에 따라 제조하여 $4^{\circ}C$에서 냉장 저장하였다. 최적 제조 조건 실험 결과를 two-way ANOVA로 분석한 결과 1, 2차 균질에서는 제조 용량이 입자크기와 제타 전위에 유의적으로 가장 큰 영향을 미쳤으며(p<0.001), pdI는 2차 균질 조건에서 제조용량을 제외하고는 어떤 요인도 유의적으로 영향을 미치지 못하였다(p>0.05). 1차 균질 실험 결과 lab scale에서 prototype scale로 제조 용량이 증가하였을 때, 유의적으로 입자크기가 증가하였으며(p<0.05), 가장 입자크기가 작고 제타전위의 절대값이 높은 4,000 rpm을 최적조건으로 선정하였다. 2차 균질 실험결과 40 W에서 제조 용량이 증가하였을 때 유의적으로 제타전위가 감소하였으며, 60 W 이상에서는 안정적인 결과가 나타났다. 리포좀의 산업적 적용을 고려할 때 공정비용 감소 측면에서 80 W보다 60 W가 적절하다고 사료된다. 선정된 리포좀 최적 조건으로 농도(3, 6, 12, 24%)별로 어피 펩타이드를 포집하였을 때, 24%에서 입자크기가 1 mm 이상으로 크게 나타났다. 이후 저장실험에서는 24%를 제외한 3가지 조건으로 진행하였다. 1달간 어피 펩타이드 리포좀을 냉장 저장한 결과를 two-way ANOVA로 분석한 결과, 펩타이드 농도에 따라 제조하였을 때는 입자크기와 제타 전위가 제조용량보다 펩타이드 농도에 더 큰 영향을 받았다. 또한 저장기간은 pdI에 유의적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다(p<0.001). 입자크기는 제조용량과 펩타이드 농도가 증가함에 따라서 유의적으로 증가하였으며, 저장기간에 따라서 감소하였다. 제타전위는 10 L 용량에서 저장기간에 따라 증가하는 경향을 보였다. 이는 리포좀이 풀리면서 비표면적이 증가하여 제타전위가 증가한 것으로 사료된다. 또한 12%에서 3주차부터 침전물층이 형성되는 것이 관찰되어 6%가 가장 산업적용으로 적합한 농도로 사료된다.