${\omega}3$계 고도불포화 지방산의 한 종류인 DHA(docosahexaenoic acid, $C_{22:6},\;{\omega}3$)를 함유하는 정제어유를 중심물질로 하고 agar와 waxy corn starch를 피복물질로하여 미세캡슐화 공정을 수행할 때 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용하여 최적 조건을 확립하고자 하였다. 이때 정제어유 미세캡슐화의 수율을 정량화하기 위하여 5% cupric acetatepyridine 용액에 발색정도가 뛰어난 oleic acid를 정제 어유내에 20%(w/w) 농도로 첨가하여 중심물질로 사용하였다. 반응표면분석결과 최적화된 미세캡슐화 조건은 [중심물질, Cm]:[피복물질, Wm]의 비율 =4.9 : 5.1(w/w), 유화제(sorbitan monolaurate, H.L.B. 16.7)의 농도 = 0.48%(w/w), 분산매의 온도 = $19.4^{\circ}C$이었고, 실제 이 조건에서 99.9%의 수율을 보였다. 또한 최적 조건하에서 제조된 미세캡슐물질 저장을 위한 최적 온도 및 pH는 각각 $25{\circ}C$와 pH 7.0인 것으로 나타났으며, $25^{\circ}C$, pH 7.0의 분산매내에서 7일간 저장한 후에도 99%이상의 미세캡슐이 안정한 상태로 존재함을 확인하였다.
전곡립을 이용한 기능성 식품개발을 위하여 현미, 현미찹쌀, 보리, 현미율무를 온도 $110{\sim}130^{\circ}C$, 수분함량 $15{\sim}25%$, 스크류속도 $200{\sim}300rpm$의 조건에서 압출성형하고, 반응표면분석법(RSM)을 이용하여 최적조건을 분석하였다. 압출공정에 의한 전곡립의 수용화 효과는 수분용해지수(WSI), 농도(수율), 고유점도를 측정하였으며, 수율과 고유점도를 동시에 고려하여 새로운 무차원군의 최적인자인 $([\eta])$를 적용하여 최적조건을 찾고자 하였다. 각 조건별 실험결과를 반응표면분석을 실시하여 본 결과, 종속변수들에 대한 결정계수$(R^2)$는 $0.936{\sim}0.984$ 범위로 나타났다. 현미의 경우에는 수용화 수율, 현미찹쌀은 고유점도, 보리와 현미율무는 수용화 수율과 고유점도에 대해서 모델식이 유의성을 나타내었다. 특히 독립변수 중에서는 수분함량이 가장 큰 영향을 보였다. 최적인자인 $([\eta])$에는 고유점도가 더 큰 영향을 미치므로, 현미의 경우에서는 유의성을 보이지 않았다. 현미의 경우를 제외하고 최적화 인자로 설정한 $([\eta])$의 최적값을 찾기 위하여 회귀분석을 한 결과 임계점은 스크류 속도는 약 300rpm, 수분함량은 20%, 온도는 $120^{\circ}C$인 지점에서 나타났다.
The AWJM(Abrasive Water-jet Machining) technology is one of the cutting technologies, which can cut various materials with 2 or 3 times of the speed of sound. In this study, processing conditions such as jet-pressure, cutting speed, orifice diameter and stand-off distance, are used by following the design of experiments with 3 levels. Al6061 material which is normally applied on the field, is applied. Through the S/N ratio analysis with measured values, the optimization value of processing conditions to minimize the surface roughness and taper value is obtained. The order of significance is as follows; jet pressure, cutting speed, abrasive mixing ratio, orifice diameter and stand-off distance. RSM(Response Surface Method) is applied to find the optimal processing conditions to minimize both the surface roughness and the taper value by using jet pressure, cutting speed and abrasive mixing ratio.
가스 절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear : GIS)의 고체 스페이서에 경사기능성 재료(Functionally Graded Material : FGM)를 적용할 때, 전계의 완화를 예상할 수 있다. 특히, 균일 유전율 분포를 가지는 스페이서에서 양극 근처에 집중된 높은 전계가 FGM 스페이서를 사용할 때, 스페이서와 $SF_6$ 가스의 접촉부로 옮겨지며, 그 크기가 완화됨을 확인할 수 있었다[1]. 본 연구에서는 상용 고체 스페이서의 양극 부근에서의 전계 집중을 감소시키기 위해 전극 형상의 최적화를 수행하였다. 최적화 기법으로는 완전계승계획법(Full Factorial Design : FFD)과 결합된 반응표면법(Response Surface Method : RSM)을 이용하였으며, 균일 유전율 스페이서에서 양극 형상을 최적화하였다. 또한 타원형 유전율 분포를 가지는 FGM 스페이서를 이용함으로써, 상용 GIS 모델에 비해 최대 전계가 크게 완화될 수 있음을 확인하였으며, 상용 GIS의 외함부의 크기를 줄여 실제 소형화 가능 여부를 확인하였다.
Recent issue of optical actuator is applying to mobile device. It leads actuator to become smaller than conventional type. This paper proposes the design of micro actuator plate spring and analysis of its vibration characteristic. Considering natural frequency of spindle motor, 1st and 2nd eigenfrequency of micro actuator must avoid its natural frequency. First, magnetic circuit is designed by using fine pattern coil and magnetic force is acquired by simulation program. Then, concept design is achieved by topology optimization. From concept design, micro actuator plate spring is embodied through DOE(design of experiment). Finally, considering vibration characteristic simultaneously, optimal plate spring design is determined by RSM(response surface method).
This research studied robust design of composite hand for LTR (LCD glass Transfer Robot). $1^{st}$ DOE (Design of Experiment) was conducted to find out vital few Xs. 108 experiments were performed and their results were statistically analyzed. Pareto chart analysis shows that the geometric parameters (height and width of composite beam) are more important than material parameters $(E_{1},\;E_{2})$ or stacking sequence angle. Also, the stacking sequence of mid-layer is more important than that of outer-layer. The main effect plots shows that the maximum deflection of LTR hand is minimized with increasing height, width of beam and layer thickness. $2^{nd}$ DOE was conducted to obtain RSM (Response Surface Method) equation. 25 experiments were conducted. The CCD (Central Composite Design) technique with four factors was used. The coefficient of determination $(R^{2})$ for the calculated RSM equation was 0.989. Optimum design was conducted using the RSM equation. Multi-island genetic algorithm was used to optimum design. Optimum values for beam height, beam width, layer thickness and beam length were 24.9mm, 186.6mnL 0.15mm and 2402.4mm respectively. An approximate value of 0.77mm in deflection was expected to be a maximum under the optimum conditions. Six sigma robust design was conducted to find out guideline for control range of design parameter. To acquire six sigma level reliability, the standard deviation of design parameter should be con trolled within $2{\%}$ of average design value
본 연구에서는 원심압축기 임펠러와 디퓨져 블레이드 형상을 반응표면법과 다목적 유전알고리즘 기법을 사용하여 최적설계 연구를 수행하였다. 임펠러와 디퓨져의 블레이드 선단과 후단의 각도와 두께를 3 구간으로 나누어 설계변수로 적용하였으며 수치해석은 상용코드인 ANSYS CFX 를 사용하였다. 실험계획법 중 많이 사용되는 중심합성계획을 이용하여 총 45 개의 설계점에 대한 값을 계산하였다. 계산된 결과를 바탕으로 반응표면을 생성하였으며 반응표면은 최적형상의 임펠러와 디퓨져를 선정하는데 이용하였다. 최적설계의 전 과정은 ANSYS DX 를 사용하였으며, 최적화의 결과로 원심압축기의 주요 성능변수인 등엔트로피 효율과 압력회복계수가 각각 0.3%, 5% 향상된 임펠러와 디퓨져 블레이드 형상을 제시하였다.
본 연구에서는 한인진으로부터 항염 및 항산화 활성이 뛰어난 추출물을 추출하기 위한 용매 및 추출법을 개발하여 최적의 추출 조건을 확인하였다. 증류수, 에탄올, 메탄올, 헥산 및 EA를 추출 용매로 한 초음파, 초고압 추출법과 초임계 추출법으로 추출을 한 후 NO 생성 저해 활성과 DPPH free radical 소거 활성을 비교 확인하였다. 그 결과 항염, 항산화 활성, 수율 및 안전성을 모두 고려하여 볼 때 에탄올 용매의 초음파 추출법이 가장 좋은 결과를 보였다. 이를 바탕으로 초음파 최적 추출 조건을 설정하기 위해 반응표면분석법(RSM)을 사용하여 연구한 결과, 수율의 최적 추출 조건은 에탄올 함량(45.71%), 추출 시간(63.33 min), 초음파 출력량(308.84 W)일 때, 15.85%의 가장 높은 수율을 보이는 것으로 예측되었고 실제 수율은 $16.40{\pm}0.28%$였다. 항염과 항산화 복합 활성의 최적 추출 조건은 에탄올 함량(94.54%), 추출 시간(90.00 min), 초음파 출력량(400.00 W)일 때, 각각 94.54%, 58.03%로 가장 높은 값을 보이는 것으로 예측되었고 실측검증에서 각각 $89.77{\pm}1.37%$, $60.12{\pm}0.39%$으로 예측 값과 유사한 결과를 보였다.
Response surface methodology (RSM) based on a Box-Behnken Design (BBD) was applied to optimize the thermal-alkaline pre-treatment operating conditions for anaerobic digestion of flotation scum in food waste leachate. Three independent variables such as thermal temperature, NaOH concentration and reaction time were evaluated. The maximum methane production of 369.2 mL $CH_4/g$ VS was estimated under the optimum conditions at $62.0^{\circ}C$, 10.1% NaOH and 35.4 min reaction time. A confirmation test of the predicted optimum conditions verified the validity of the BBD with RSM. The analysis of variance indicated that methane production was more sensitive to both NaOH concentration and thermal temperature than reaction time. Thermal-alkaline pretreatment enhanced the improvement of 40% in methane production compared to the control experiment due to the effective hydrolysis and/or solubilization of organic matters. The fractions with molecular weight cut-off of scum in food waste leachate were conducted before and after pre-treatment to estimate the behaviors of organic matters. The experiment results found that thermal-alkaline pre-treatment could reduce the organic matters more than 10kD with increase the organic matters less than 1kD.
최적의 추출조건을 찾는데 매우 유용한 방법인 반응 표면 분석법(RSM, response surface methodology)을 사용하여 새우껍질로부터 astaxanthin 추출조건을 최적화하였다. 추출조건은 용매 에탄올과 추출물질의 비율, 추출온도($^{\circ}C$), 추출시간(min)의 세가지 독립변수를 설정하여 BBD (Box-Behnken design) 방법을 이용하였다. 이 BBD 모델링은 0.9218의 $R^2{_{adj}}$값과 0.0003의 확률 값 p 값으로 회귀 모델에 대한 신뢰도를 입증하였다. RSM 분석을 통해 찾아낸 새우껍질로부터 astaxanthin의 최적 추출조건은 에탄올 용매비 1:29.7, 추출온도 $49.5^{\circ}C$, 추출시간 59.9 분이고, 이 때 astaxanthin 추출량은 $17.80{\mu}g/g$으로 예측하였다. 최적 수율로 예측된 결과는 각각의 조건에 따른 실험을 통해 그 예측의 정확도를 확인하였으며 $17.77{\mu}g/g$으로 예측조건과 비슷한 결과를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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