• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.100-100
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• 2020

Wheat is mainly composed of carbohydrate but it contains a moderate amount of protein, which gives a very useful characteristics to flour food such as the unique elasticity and stickiness of the dough. We developed a calibration equation for analyzing crude protein content using Near Infrared Spectroscopy to quick analyze the crude protein content of wheat germplasm stored in the National Agrobiodiversity Center, RDA, Korea. The 1,798 wheat germplasms were used to draw up the calibration formula. The crude protein's interval distribution of 1,798 wheat germplasms used for the calibration was 7.04-20.84%, the average content was 13.2%, and standard deviation was 2.6%. The germplasms distribution was composed of a suitable group for the preparation of the calibration formula because the content distribution was a normal, excluding the 13.0-15.5% content section. In order to verify the applicability of the NIRS prediction model, we measured the crude protein content of the 300 wheat germplasms that were not used for the calibration using both Kjeldahl analysis and NIR spectrum. The analysis value calculated using each method were statistically processed, and the test results and statistical indicators of the predictive model were compared. As a result, The R² value of the optimized NIRS prediction model was 0.997, and the Standard error of Calibration value(SEC) was 0.132, and slope value was 1.000. With prediction model selection, compared to Kjeldahl method, R² values were 0.994(Kjeldahl), 0.998(NIRS), and the SEC value were 0.191 and 0.132, respectively, comparing the statistical indices of the forecast model. And slope value were 1.013, 1.000, respectively. The analysis of crude protein content by the NIRS predictive model developed by each statistical index showing similar figures is judged to show a high degree of correlation with the Kjeldahl analysis. The proven calibration equation will be used to measure the crude protein content of wheat germplasms held by the National Agrobiodiversity Center, and by dividing the wheat germplasms by their use according to the crude protein content, it will provide useful information to relevant researchers.

• 한국표면공학회지
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• 제51권2호
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• pp.126-132
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• 2018

SnS thin films with different substrate temperatures ($150 {\sim}300^{\circ}C$) as process parameters were grown on soda-lime glass substrates by RF magnetron sputtering. The effects of substrate temperature on the structural and optical properties of SnS thin films were investigated by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (Raman), field-emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and Ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer (UV-Vis-NIR). All of the SnS thin films prepared at various substrate temperatures were polycrystalline orthorhombic structures with (111) planes preferentially oriented. The diffraction intensity of the (111) plane and the crystallite size were improved with increasing substrate temperature. The three major peaks (189, 222, $289cm^{-1}$) identified in Raman were exactly the same as the Raman spectra of monocrystalline SnS. From the XRD and Raman results, it was confirmed that all of the SnS thin films were formed into a single SnS phase without impurity phases such as $SnS_2$ and $Sn_2S_3$. In the optical transmittance spectrum, the critical wavelength of the absorption edge shifted to the long wavelength region as the substrate temperature increased. The optical bandgap was 1.67 eV at the substrate temperature of $150^{\circ}C$, 1.57 eV at $200^{\circ}C$, 1.50 eV at $250^{\circ}C$, and 1.44 eV at $300^{\circ}C$.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제37권3호
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• pp.177-183
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• 2012

Purpose: In near infrared spectroscopy, interactance configuration of a light source and a spectrometer probe can provide more information regarding fruit internal attributes, compared to reflectance and transmittance configuration. However, there is no through study on the parameters of interactance measurement setup. The objective of this study was to investigate the effect of the parameters on the estimation of soluble solids content (SSC) and firmness of muskmelons. Methods: Melon samples were taken from greenhouses at three different harvesting seasons. The prediction models were developed at three distances of 2, 5, and 8 cm between the light source and the spectrometer probe, three measurement points of 2, 3, and 6 evenly distributed on each sample, and different number of fruit samples for calibration models. The performance of the models was compared. Results: In the test at the three distances, the best results were found at a 5 cm distance. The coefficient of determination ($R_{cv}{^2}$) values of the cross-validation were 0.717 (standard error of prediction, SEP=$1.16^{\circ}Brix$) and 0.504 (SEP=4.31 N) for the estimation of SSC and firmness, respectively. The minimum measurement point required to fully represent the spectral characteristics of each fruit sample was 3. The highest $R_{cv}{^2}$ values were 0.736 (SEP=$0.87^{\circ}Brix$) and 0.644 (SEP=4.16 N) for the estimation of SSC and firmness, respectively. The performance of the models began to be saturated when 60 fruit samples were used for developing calibration models. The highest $R_{cv}{^2}$ of 0.713 (SEP=$0.88^{\circ}Brix$) and 0.750 (SEP=3.30 N) for the estimation of SSC and firmness, respectively, were achieved. Conclusions: The performance of the prediction models was quite different according to the condition of interactance measurement setup. In designing a fruit grading machine with interactance configuration, the parameters for interactance measurement setup should be chosen carefully.

• 한국작물학회지
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• 제53권1호
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• pp.15-20
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• 2008

검정콩 종피에 함유된 안토시아닌의 색소별 함량을 비파괴적으로 신속하게 분석하기 위하여 NIRS(근적외선 분광분석기)를 이용한 모델을 개발하였다. 재료는 검정콩 유전자원 300 계통을 사용하였으며, HPLC에서 분석된 종피의 안토시아닌 함량치를 NIRS 스펙트럼에 적용시킨 후 검량식을 작성하였다. NIRS의 검량식을 몇 가지 방법에 의하여 비교 분석한 결과 1차미분된 스펙트럼을 MPLS(Modified Partial Least Squares)를 이용한 회귀식에 이용하는 것이 가장 적합하였다. HPLC를 이용한 유전자원들의 성분 함량과 NIRS에서 도출된 검량식과의 상관계수는 C3G, D3G 및 Pt3G가 각각 0.952, 0.936과 0.833을 나타내었다. 이들 검량식은 validation file에서도 C3G와 D3G는 0.897, 0.849의 높은 상관을 보였으며, 이는 NIRS를 이용하여 검정콩의 안토시아닌 함량을 신속하게 분석할 수 있음을 나타내는 것으로 판단되었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제39권4호
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• pp.258-263
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• 2019

본 연구는 근적외선분광법을 이용한 수입 건초의 신속한 품질 평가를 위하여 2016년부터 2019년까지 전국 건초 수입상, TMR 회사와 축산 농가에서 화본과와 두과 수입 목건초 392점을 수집하여 수입 건초의 품질평가 NIR-DB를 구축하고 구축된 DB를 바탕으로 최적의 품질평가 검량식을 개발하고 검증하였다. 수집된 건초 시료는 근적외선 분광기를 이용하여 스펙트라를 측정한 후 측정된 스펙트라와 실험실 분석값간에 상관관계를 이용한 다변량회귀분석법을 통하여 검량식을 작성한 다음 각 성분별로 예측 정확성을 평가하였다. 수입건초의 수분함량 평가에 대한 예측 능력은 각각 SEC 0.50%(R²=0.92)와 SECV 0.61%(R²=0.87)로 나타났으며 ADF와 NDF 함량의 예측능력은 각각 SEC 0.56% (R²=0.98), SECV 0.65%(R²=0.97) 및 SEC 0.36%(R²=0.97), SECV 0.40%(R²=0.95)로 나타났다. 조단백질 함량은 각각 SEC 0.04%(R²=0.99)와 SECV 0.06%(R²=0.98)로 조사료의 사료가치 평가 성분 중 가장 우수한 예측능력을 나타내었으며 총가소화양분 (TDN)과 건초의 품질 등급인 상대사료가치 (RFV)의 예측 능력은 각각 SEC 0.44%(R²=0.98), SECV 0.51%(R²=0.96) 및 SEC 2.63% (R²=0.97), SECV 3.04%(R²=0.96)로 나타났다. 이상의 결과를 종합해보면 근적외선분광법을 이용하여 국내에 수입된 외국 건초의 수분함량과 각종 영양성분을 적은 오차범위에서 분석·평가가 가능하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권4호
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• pp.370-380
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• 2011

본 연구는 녹차 생잎 채취지의 토양의 성질과 채취시기별(우전-세작-중작) 녹차 생잎에 대한 화학성분 및 무기물 성분을 분석하였다. 먼저 조사지역의 토양의 성질을 살펴보면 대부분이 배수가 양호하고 인산이 풍부한 사양토와 양토로 구성되어 있었다. 녹차 생잎에 대한 성분 분석에 있어서는 섬유질, 탄닌, 비타민 C와 총카테킨 함량은 채취시기가 늦어질수록 증가한 반면 총질소, 총아미노산, 데아닌, 카페인 등은 대체로 감소하는 경향을 보였다. 무기물 함량에 있어서는 채취시기가 늦어질수록 Mg, Ca, Mn은 증가하였으나 Na, K, B는 감소하였다. 그리고 화학성분 중 총질소, 엽록소, 총유리아미노산, 데아닌, 카페인, 총카테킨과 무기물 중 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 붕소, 세레늄에 있어서는 우전과 세작 간에 거의 함량 차이를 보이지 않았다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제8권1호
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• pp.33-38
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• 2020

Single-phased SnS thin films have been prepared by RF magnetron sputtering at various deposition pressures. The effect of deposition pressure on the structural and optical properties of polycrystalline SnS thin films was studied using X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and ultraviolet-visible-near infrared (UV-Vis-NIR) spectrophotometer. The XRD analysis revealed the orthorhombic structure of the SnS thin films oriented along the (111) plane direction. As the deposition pressure was increased from 5 mTorr to 15 mTorr, the intensity of the peak on the (111) plane increased, and the intensity decreased under the condition of 20 mTorr. The binding energy difference at the Sn 3d_5/2 and S 2p_3/2 core levels was about 324.5 eV, indicating that the SnS thin film was prepared as a pure Sn-S phase. The optical properties of the SnS thin films indicate the presence of direct allowed transitions with corresponding energy band gap in the rang 1.47-1.57 eV.

• 한국재료학회지
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• 제29권5호
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• pp.282-287
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• 2019

The photovoltaic properties of $TiO_2$ used for the electron transport layer in perovskite solar cells(PSCs) are compared according to the particle size. The PSCs are fabricated and prepared by employing 20 nm and 30 nm $TiO_2$ as well as a 1:1 mixture of these particles. To analyze the microstructure and pores of each $TiO_2$ layer, a field emission scanning electron microscope and the Brunauer-Emmett-Teller(BET) method are used. The absorbance and photovoltaic characteristic of the PSC device are examined over time using ultraviolet-visible-near-infrared spectroscopy and a solar simulator. The microstructural analysis shows that the $TiO_2$ shape and layer thicknesses are all similar, and the BET analysis results demonstrate that the size of $TiO_2$ and in surface pore size is very small. The results of the photovoltaic characterization show that the mean absorbance is similar, in a range of about 400-800 nm. However, the device employing 30 nm $TiO_2$ demonstrates the highest energy conversion efficiency(ECE) of 15.07 %. Furthermore, it is determined that all the ECEs decrease over time for the devices employing the respective types of $TiO_2$. Such differences in ECE based on particle size are due to differences in fill factor, which changes because of changes in interfacial resistance during electron movement owing to differences in the $TiO_2$ particle size, which is explained by a one-dimensional model of the electron path through various $TiO_2$ particles.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제19권1호
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• pp.95-103
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• 2012

본 연구는 원유의 실시간 휴대용품질측정 시스템 개발을 위한 기초 연구로서 원유 시료의 온도에 따른 가시광선-근적외선 스펙트럼을 측정하였으며, 다양한 수학적 전처리방법을 적용하여 유성분 예측모델을 개발하였다. 스펙트럼 측정은 원유 시료 180개에 대해 스펙트럼의 수학적 전처리 방법으로 평활화, 정규화, MSC, 1차 및 2차 미분을 사용하였고 예측모델은 부분최소자승법을 이용하였다. 유성분을 분석한 결과 함량 범위와 평균은 지방이 각각 2.44~6.42%, 4.05%, 단백질은 각각 2.44~4.28%, 3.35%, 무지고형분은 각각 7.85~9.57%, 8.76%로 나타났다. 또한 유당의 함량 범위와 평균은 각각 3.93~5.24%, 4.74%였으며 요소태질소의 경우에는 각각 4.6~15.1 mg/dl, 10.27 mg/dl로 대부분 권장 기준을 만족하였다. 원유 시료의 온도에 따른 스펙트럼은 1,400~2,500 nm에서 큰 차이를 보였으며 온도가 상승함에 따라 흡광도가 높아지는 것을 알 수 있었다. 원유 시료의 온도에 따른 유성분 예측모델을 400~2,500 nm의 영역에서 개발하였으며 예측성능은 지방과 무지고형분의 경우 온도변화와 무관하였다. 단백질과 유당, 요소태질소의 예측성능은 온도가 낮을수록 급격히 감소하여 스펙트럼 측정 시 원유 시료의 온도를 $40^{\circ}C$로 유지하는 것이 필요함을 알 수 있다. $40^{\circ}C$의 원유 스펙트럼에 대해 수학적 전처리를 수행한 결과 평활화를 수행하여 측정 장치 자체의 노이즈를 감소시킬 수 있었고 정규화를 수행하여 기준선을 일치시킬 수 있었다. 또한 MSC를 수행하여 빛의 산란에 의한 영향을 제거하여 스펙트럼간의 차이를 감소시킬 수 있었고 1차 및 2차 미분을 수행한 결과 기준선 일치와 기존 스펙트럼에서 나타나지 않았던 파장영역에 대한 분석이 가능함을 알수 있다. 다중회귀분석의 stepwise 방법을 이용하여 최적 파장영역을 선정하고 유성분 예측모델을 개발한 결과 요소태질소를 제외하고 대부분 근적외선 영역에서 우수한 상관관계를 보여주었다. 지방과 단백질은 원시 스펙트럼의 검증부 결정계수가 각각 0.93, 0.92에서 정규화를 수행한 결과 각각 0.98, 0.92로 원시 스펙트럼의 결과가 우수하여 큰 개선이 없었으나 RPD는 각각 4.10, 3.41에서 5.47, 3.73으로 높아져 정밀도가 향상됨을 알 수 있다. 무지고형분과 유당의 예측모델은 원시 스펙트럼의 경우 각각 0.82, 0.75로 예측모델로 사용하기에는 어려웠으나 각각 평활화와 MSC를 수행하였을 때 검증부 결정계수가 0.90, 0.80으로 크게 개선되어 유성분 예측모델의 신뢰성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 요소태질소의 경우 가시광선 영역에서 가장 우수한 상관관계를 보여주었으나 검증부 결정계수, 오차, RPD가 각각 0.61, 1.56%, 1.58로 다른 성분에 비해 매우 낮게 나타났다. 이를 개선하기 위해 수학적 전처리를 수행하였으나 크게 개선되지 않았으므로 요소태질소의 신뢰성 있는 모델을 개발하기 위해서는 부분최소자승법 외에 다양한 알고리즘의 적용이 필요할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권6호
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• pp.73-83
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• 2017

소형가전 제품은 종류가 다양할 뿐만 아니라 구성부품의 재질도 복잡하여 폐기시 재활용이 매우 어려운 실정이다. 특히, 폐소형가전의 경우 흑색 플라스틱의 함유량이 높을 뿐만 아니라 재질이 다양하여 재활용 공정에서 발생하는 플라스틱의 재질을 인식하여 효율적으로 선별 회수하는 것이 매우 어렵다. 본 연구에서는 기존 선별기술이 가지고 있는 흑색 플라스틱의 재질별 선별에 대한 기술적 한계 및 단점을 보완하기 위하여 레이저유도붕괴분광법(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)을 기반으로 하는 흑색 플라스틱의 재질별 자동선별 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 정량 공급장치, 위치 자동인식 장치, 레이저유도기반분광분석(LIBS) 장치, 선별분리장치 및 Control unit 등으로 구성되어 있다. 레이저유도붕괴분광법(LIBS)을 이용하여 흑색 플라스틱의 재질별 특성 스펙트럼 데이터를 획득하고, 인공지능형 알고리즘을 적용한 분류기를 설계하여 적용함으로써 흑색 플라스틱의 재질을 효율적으로 인식하고 분류할 수 있다. 본 연구에서 개발한 방사형기저함수신경회로망(RBFNNs) 분류기의 분류율은 약 97% 이상으로 나타났으며, 자동선별 시스템의 흑색 플라스틱의 재질별 인식률은 약 94.0% 이상, 선별효율은 80.0% 이상으로 조사되었다. 본 연구에서는 실험실 규모의 자동선별장치를 개발하였으며, 본 장치에 대한 실험결과를 바탕으로 흑색 플라스틱 재질인식 및 선별효율 등을 분석하므로써 향후 폐소형가전의 재활용 현장에 적용할 예정이다.