• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.79-89
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• 2011

강원도에서 확보한 폐옥수수대는 글루칸 44.6 %, 자일란 23.8 %, 리그닌 23.8 %, 회분 4.5 %, 기타 8.1 %로 이루어져 있다. 묽은 황산을 이용한 전처리 공정을 통계적 방법인 완전요인배치으로 분석한 결과 온도가 가장 중요한 변수로 나타났으며 자일로스 수율 기준으로 처리 시간과 농도에 비해 각각 3.5배와 3.2배 큰 영향력을 보여주었다. 포도당 수율에 대해서도 온도의 영향력이 가장 큰 것으로 나타났지만 포도당 수율은 전체적으로 5 % 이내의 낮은 값을 나타내었다. 마이크로웨이브와 초음파 각각을 이용한 전처리 공정은 그 효과가 크지 않거나 미미하였으나 묽은 황산처리와 복합적으로 적용했을 때는 그 효과는 상당히 큰 것으로 나타났다. 특히 마이크로웨이브와 묽은 황산처리를 순차적으로 적용했을 때 자일로스 수율은 2배 넘게 향상되었다. 향후에는, 다양한 복합 전처리 공정에 대한 심도있는 연구와 더불어 전처리와 효소당화 공정의 최적화에 대한 연구를 수행할 계획이다.

• 융합정보논문지
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• 제12권3호
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• pp.132-140
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• 2022

본 연구에서는 데커신 및 데커시놀 안젤레이트를 이용한 최적의 로션 제조 공정을 확인하기 위하여 연구를 진행하였다. 초기 로션 제형은 3개월 동안 점도(5,208±112 cPs), 함량(99.71±1.01%) 및 pH(5.62)을 유지하는 것을 확인하였다. 제조 공정D 혼합 4의 최적 제조 공정 확인은 22+3 완전 배치 요인법을 이용하였으며, 독립변수로 혼합 온도(40-80℃)와 혼합 시간(10-30 min)으로 종속변수로써 중요품질특성인 함량, pH, 질량편차를 확인하였다. 함량 및 질량편차는 도출된 회귀방적식의 결정계수는 약 0.9였고 p-value값은 0.05보다 작아 모델적합성을 확인하였다. 로션 제조를 위한 최적의 온도조건과 혼합 시간은 61.93℃와 15.85분으로 확인되었다. 혼합4 공정에 있어 혼합 온도(60℃)와 혼합 시간(15 min)에서의 함량은 100.69%, pH는 5.57, 질량편차는 98.07%으로 예측되었고, 실제 검증에서는 각각 100.29±0.98%, 5.57±0.02, 98.27±0.89%으로 예측된 값에 대하여 유사한 결과까지 확인 할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1123-1129
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• 2015

자동차부품 세척장비는 엔진과 변속기 블록 등의 가공과정에서 잔류하는 기름때를 제거하며, 잦은 수류방향 전환과 고압수의 분사를 위해 한 쌍의 2 방향 밸브를 사용한다. 그러나 정교한 밸브제어장치 없이 2 방향 밸브를 사용하는 경우 급격한 수류방향 전환에 따른 맥동현상이 발생하여 사용에 어려움이 따른다. 대안으로 하나의 3 방향 절환밸브를 사용하는 방법은 정교한 제어장치 없이도 정확한 수류방향 절환이 원활히 이루어져 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 복잡한 유로 및 바텀플러그 형상으로 인해 유속변화가 심하게 발생하여 공동현상이 나타날 수 있다. 본 연구에서는 3 방향 절환밸브 내의 유동특성을 해석적으로 평가하였으며, 바텀플러그 하부에서 나타나는 공동현상을 공동화지표와 POC(Percent of cavitation)를 도입하여 정량화하였다. 공동현상의 저감을 위해 바텀플러그 형상을 매개변수화하고, 해석의 수렴성 개선과 해석시간을 단축시킬 수 있는 단순 유한요소모델을 이용하여 유동해석을 통한 형상최적설계를 실시하였다. 완전요인배치법을 통한 실험계획법과 인공신경망 기반 반응표면모델을 적용하여 공동현상이 발생하지 않는 POC 가 30% 미만인 바텀플러그의 형상을 제시하였다. 얻어진 최적해는 POC 27%에 대하여 바텀플러그의 허리길이와 꼬리길이가 각각 6.42mm 및 6.96mm 이다.

• Animal Bioscience
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• 제35권12호
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• pp.1911-1920
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• 2022

Objective: This study was performed to determine the apparent metabolizable energy (AME_n) content of tannin-free red/bronze, white/tan and U.S. No. 2 varieties of grain sorghum for feeding Japanese quail and validate their nutrient profile by evaluating effects on performance and carcass traits with full-substitution of corn. Methods: Experiment 1 determined the AME_n content of red/bronze, white/tan, and U.S. No. 2 grain sorghum varieties fed to mixed-sex Japanese quail (Coturnix japonica) (n = 314) at 3 and 6-weeks of age. Analyses were based on a 2×4 factorial treatment design with age and grain types defining the treatments, and a randomized complete block experiment design with cage and trials defining the block. AME_n values were validated by evaluating the performance and carcass traits of Japanese quail (n = 644) from 1 to 40 days of age in Experiment 2 with birds were fed 1 of 4 complete diets. Statistical analyses were conducted on performance data and select individual carcass trait measurements. Results: Determined AME_n values at 3-weeks of age were 3,524±122.03 (red/bronze), 3,252±122.03 (white/tan), and 3,039±123.44 (U.S. No. 2) kcal/kg. At 6-weeks of age, determined AME_n were 3,373±297.35 (red/bronze), 3,279±297.35 (white/tan), and 2,966±298.64 (U.S. No. 2) kcal/kg. Carcass traits showed live body weight (p = 0.0409) and hot carcass weight (p = 0.0234) were greatest in U.S. No. 2; however, carcass yield (p<0.0001) was lowest. No significant differences were observed among treatments for feed intake, feed conversion ratio, breast weight and breast yield (p>0.05). Conclusion: These studies demonstrated that tannin-free grain sorghum varieties may be a potential alternative to corn in quail diets while maintaining growth performance and carcass parameters.

• 생명과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1729-1737
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• 2010

본 연구는 양파즙을 이용하여 가축 사료첨가제용 Lactobacillus plantarum의 배양 최적화를 위하여 수행되었다. 양파즙의 첨가수준이 균체성장과 항산화 활성에 미치는 영향을 평가하였을 때, 그 첨가수준이 증가할수록 모두 높아졌다. 양파즙, 설탕 그리고 yeast extract를 배지성분요인으로 선택하였고, 배지 내 성분요인들의 혼합비율에 의한 효과를 평가하였다. 24 개의 실험들로 구성된 완전 요인 배치법을 이용하여 요인들의 주효과와 상호작용을 조사하였다. 균체성장과 항산화 활성에 대한 유의성 있는 긍정적 주효과는 각각 yeast extract와 양파즙에서 나타났다. 유의적인 상호작용으로는 항산화 활성에 대하여 설탕와 yeast extract 사이에서 나타났다. 최종적으로 양파 600 g/l, 설탕 15 g/l 및 효모추출물 5 g/l의 최적 배지조성을 선발하였다. 얻어진 최적배지의 효율을 분석하기 위하여 5 l 발효기를 이용하여 평가한 결과 최대 균체 성장량은 배양 12시간째에 $9.7\;{\log}_{10}$ (CFU/ml)로 나타났다. 배양 마지막인 20시간 때에는 $8.9\;{\log}_{10}$ (CFU/ml)의 균체 성장량을 보였으며 이는 예측된 $9.01\;{\log}_{10}$ (CFU/ml)과 매우 유사한 결과였다. 배양액의 항산화 활성은 모든 배양 시간대에서 약 60~65%로 유지되었으며, 이것은 예측된 값(47.1%)보다 훨씬 우수하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제29권4호
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• pp.613-623
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• 2021

This study was conducted to investigate the effect of addition levels of coffee and green tea by products extract including polyphenols through hot water extraction on rumen fermentation. The treatment groups consisted of coffee extract (CO), green tea extract (GR) and mixed extract (MIX), and the addition level was 10 µL, 20 µL and 30 µL of three levels. The experiment consisted of a total of 10 experimental groups including the control group, and a full factorial design was used. The effect of polyphenol addition in coffee and green tea by-products was analyzed through main and interaction effect of statistical analysis. The total polyphenol content of the extracts was 106.15, 79.10 and 185.25 ㎍ GAE/g DM for coffee by-product, green tea by-product and mixture, respectively. Total gas production was significantly lower in the treatment groups than in the control (114.00 mL/gDM) (p<0.05). Methane emission tended to decrease as the polyphenol addition level increased. Moreover, the MIX showed the lowest methane emission when 30 µL was added (p<0.05). Volatile fatty acids showed a significant difference compared to the treatment group as a control (98.06 mM) (p<0.05), but there was no change according to the level of polyphenols. As a result of the main effect and interaction, it is thought that the effect on methane reduction and improvement of rumen fermentation in MIX20 can be expected. In a series of studies, the addition of 20 µL of a blended extract of coffee and green tea by-products is thought to reduce methane to levels that do not inhibit rumen fermentation.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권3호
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• pp.344-357
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• 2020

Streptococcus zooepidemicus 유래의 세포외 고분자물질인 히알루론산(hyaluronic acid) (HA)을 대량 생산하기 위해, 균주 개량, 생산배지 및 배양공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. HA 고생산성 변이주를 선별하기 위해 약 99%의 사멸률을 보이는 ethylmethane sulfonate (EMS) 처리조건을 적용해서, 지속적인 random screening 방법으로 고생산성, 고안정성의 변이주들을 선별할 수 있었다. HA를 고농도로 생산하기 위해서는, 이 균주의 생화학 및 배양생리적 특성에 기반한 최적 배지개발이 필수적이라고 판단하여, one-factor-at-a-time (OFAT), full factorial design (FFD), steepest ascent method (SAM) 및 response surface method (RSM) (반응표면분석법)을 순차적으로 적용하여 통계적 배지 최적화 실험을 수행하였다. 최적 배지조성에서 플라스크 배양에 의한 HA 생산성은 5.38 g/l로서, 이전 배지(3.54 g/l)에 비해 약 52% 향상된 생산량을 얻을 수 있었다. 또한 선별된 우량균주와 최적화된 생산배지를 이용하여 5 L 발효조에서 배양공정 최적화 연구를 수행하였다. 이 균주의 생리학적 특성을 고려할 때, HA 생산성을 높이기 위해서는 (배양 중 HA 축적으로 인해 고점도를 띠는) 배양액으로의 충분한 용존산소 공급이 매우 중요한 요인인 것으로 판단되었다. 따라서 용존산소 공급과 밀접하게 관련있는 발효조의 교반시스템(교반 날개 종류, 크기 및 배치 등) 및 교반속도에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 그 결과, 교반축 하부에는 Rushton turbine-type, 상부에는 marine-type의 확장된 교반날개(기존 대비 직경 1.3배 확장)가 설치된 경우, 450 rpm에서 강화된 혼합력과 충분한 용존산소 공급으로 인해 HA 생산성이 기존 플라스크 배양 대비 약 1.8배(9.79 vs. 5.38 g/l) 더 높은 것으로 확인되었다. 최종적으로 HA 배양공정의 scale-up 가능성을 확인하기 위해, pilot 규모의 50 L 발효조 배양을 최대 300 rpm의 교반속도에서 수행하였다. 처음으로 시도한 50 L 배양임에도 불구하고, HA 최대 생산성 면에서 볼 때, 5 L 발효조 결과와 거의 동일한 수준(98.5%) (9.11 vs 9.25 g/l)의 생산량을 얻을 수 있었다. 반면 지수기 성장단계인 배양 15시간까지의 50 L 배양의 HA 평균생산속도(r_p)는 0.46 g/l/hr로서 0.62 g/l/hr인 5 L 배양 대비 약 74% 정도에 머무는 것으로 나타났다. 따라서 생산 발효조의 scale-up 시, 생산균주의 전단응력 민감성(shear damage)을 함께 고려하면서, 산소전달계수(k_La)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.