• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.1002-1007
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• 2008

이 논문의 목적은 PEMFC 작동을 위한 플라즈마 개질 시스템의 최적 조건을 연구한 것이다. 플라즈마 개질 반응기는 니켈 촉매 반응기와 동시에 사용하여 수소 생성을 증대하였다. 또한 수성가스 전환 반응기 및 선택적 산화 반응기는 연료전지의 촉매 피독에 영향을 주는 일산화탄소의 농도를 10 ppm 이하로 줄이기 위하여 제작되었다. 플라즈마 개질기에서 최대 수소생산 조건은 S/C 비 3.2, 메탄 2.0 L/min, 촉매반응기 온도는 $700{\pm}5^{\circ}C$ 그리고 입력전력 900 W이다. 이때의 합성가스의 농도는 $H_2$ 70.2%, CO 7.5%, $CO_2$ 16.2%, $CH_4$ 1.8% 이다. 수소 수율, 수소 선택도 그리고 메탄 전환율는 각각 56.8%, 38.1%, 92.2%이다. 에너지 효율과 에너지 요구량은 37.0%, 183.6 kJ/mol 이다. 추가적으로 $CO_2/CH_4$ 비 실험을 진행하였다. 또한 수성가스 전환 반응기는 플라즈마 개질 반응기의 최적조건으로 실험을 진행하였으며, 출구 농도는 $H_2$ 68.0%, CO 337 ppm, $CO_2$ 24.0%, $CH_4$ 2.2%, $C_2H_4$ 0.4%, $C_2H_6$ 4.1% 이다. 이때의 선택적 산화 반응기의 실험결과는 $H_2$ 51.9%, CO 0%, $CO_2$ 17.3%를 나타냈다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.260-260
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• 2016

Soil erosion is a very serious problem from agricultural as well as environmental point of view. Various computer models have been used to estimate soil erosion and assess erosion control practice. Universal Soil loss equation (USLE) is a popular model which has been used in many countries around the world. Erosivity (USLE R-factor) is one of the USLE input parameters to reflect impacts of rainfall in computing soil loss. Value of R factor depends upon Energy (E) and maximum rainfall intensity of specific period ($I30_{max}$) of that rainfall event and thus can be calculated using higher temporal resolution rainfall data such as 10 minute interval. But 10 minute interval rainfall data may not be available in every part of the world. In that case we can use hourly rainfall data to compute this R factor. Maximum 60 minute rainfall ($I60_{max}$) can be used instead of maximum 30 minute rainfall ($I30_{max}$) as suggested by USLE manual. But the value of Average annual R factor computed using hourly rainfall data needs some correction factor so that it can be used in USLE model. The objective of our study are to derive relation between averages annual R factor values using 10 minute interval and hourly rainfall data and to determine correction coefficient for R factor using hourly Rainfall data.75 weather stations of Korea were selected for our study. Ten minute interval rainfall data for these stations were obtained from Korea Meteorological Administration (KMA) and these data were changed to hourly rainfall data. R factor and $I60_{max}$ obtained from hourly rainfall data were compared with R factor and $I30_{max}$ obtained from 10 minute interval data. Linear relation between Average annual R factor obtained from 10 minute interval rainfall and from hourly data was derived with $R^2=0.69$. Correction coefficient was developed for the R factor calculated using hourly rainfall data.. Similarly, the relation was obtained between event wise $I30_{max}$ and $I60_{max}$ with higher $R^2$ value of 0.91. Thus $I30_{max}$ can be estimated from I60max with higher accuracy and thus the hourly rainfall data can be used to determine R factor more precisely by multiplying Energy of each rainfall event with this corrected $I60_{max}$.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권11호
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• pp.1848-1856
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• 2013

녹차, 토마토, 호박가루 첨가와 사출구 온도, $CO_2$ 가스 주입에 따라 압출성형물의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 비기계적에너지, 팽화특성, 기계적 특성, 색도, 수분용해지수와 수분흡착지수, 미세구조를 분석하였다. 수분함량 27%, 스크루 회전속도 100 rpm, 원료 사입량 100 g/min, 사출구 3 mm 원형으로 고정하였고, 사출구 온도(60, 80, $100^{\circ}C$), $CO_2$ 가스 주입량(0, 150 mL/min)으로 조절하였다. 원료는 알파현미 25%, 현미가루 50%와 당류 16%에 녹차, 토마토, 호박을 각각 9%씩 혼합하여 사용하였다. 비기계적 에너지 투입량은 사출구 온도 $100^{\circ}C$, $CO_2$ 가스 주입량 150 mL/min, 호박가루를 첨가했을 때 52.67 kJ/kg으로 가장 낮은 비기계적 에너지 투입량을 나타내었다. $CO_2$ 가스를 주입하지 않은 경우 사출구 온도는 직경팽화율에 큰 영향을 주지 않았으나 직경팽화율은 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스를 주입함에 따라 증가하였다. $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 비길이는 증가하는 경향을 나타냈으며, 녹차 첨가 시 사출구 온도와 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 밀도는 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 사출구 온도 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스 주입 시 $100^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스를 주입하지 않을 때와 비슷한 기공의 크기와 수를 보여주었다. 모든 사출구 온도에서 $CO_2$ 가스 주입시 파괴력은 감소하였다. 수분용해지수는 사출구 온도증가 시 감소하고 $CO_2$ 가스 주입 시에는 증가하는 경향을 나타내었으며, 수분흡착지수는 사출구 온도와 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 증가하였다. 사출구 온도 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스 주입을 통한 저온 압출성형은 생식 제조에 적용할 수 있는 가능성을 나타내고 있다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권6호
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• pp.751-758
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• 2017

본 연구는 수분함량과 스크루 회전속도가 식물성 단백질의 조직화 및 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 스크루 회전속도 250 rpm, 배럴 온도 $140^{\circ}C$로 고정하고, 수분함량을 40, 50, 60%로 조절하였다. 또 다른 압출성형공정은 수분함량 55%, 용융물의 온도 $140^{\circ}C$로 고정하고 스크루 회전속도를 150, 250, 330 rpm으로 조절하였다. 분리대두단백 압출성형물의 팽화율은 수분함량과 스크루 회전속도가 감소할수록 증가하였으나, 비길이는 수분함량과 스크루 회전속도가 증가할수록 증가하였다. 조각밀도는 수분함량과 스크루 회전속도가 감소할수록 증가하였다. 색도는 수분함량이 40%일 때 가장 낮은 명도($46.68{\pm}0.42$)와 황색도($19.37{\pm}0.52$)를 나타내었다. 수분함량이 50%에서 60%로 증가할수록 명도는 $52.25{\pm}0.27$, $52.70{\pm}0.42$로 증가하였다. 색도 차는 수분함량이 60%, 스크루 회전속도 250 rpm 일 때 $30.88{\pm}0.38$로 기존 원료의 색도와 차이가 가장 작았다. 수분흡착지수는 수분함량이 40%일 때 가장 큰 값인 482.24%였으며, 스크루 회전속도가 150 rpm에서 330 rpm으로 증가할수록 $258.90{\pm}8.26$, $294.71{\pm}4.30$, $347.84{\pm}10.30%$로 증가하였다. 탄성력과 응집력은 양의 상관관계를 보였으며, 수분함량이 40%일 때 탄력성과 응집성이 각각 $80.15{\pm}0.93$, $51.71{\pm}5.50%$였다. 50%에서 60%로 증가할수록 탄력성과 응집성은 감소하였으나 스크루 회전속도가 증가할수록 값은 증가하는 경향을 보였다. 절단강도는 수분함량이 40%에서 60%로 증가할수록, 스크루 회전속도가 낮을수록 높은 값을 나타냈다. 수용성 질소지수는 수분함량 55%, 스크루 회전속도 330 rpm일 때 가장 높은 값인 $80.57{\pm}3.06%$였다. 또한, 수분함량이 40%에서 50%로 증가할수록 $75.25{\pm}0.59$에서 $66.06{\pm}2.63%$로 감소하였다. 조직잔사지수는 수분함량이 증가할수록, 스크루 회전속도가 낮을수록 증가하였고, 스크루 회전속도가 150 rpm일 때 가장 높은 값(30.92%)을 나타내었다. 결론적으로 고수분함량(60%)과 낮은 스크루 회전속도(150 rpm)일 때 조직감과 조직잔사지수가 높고 수용성 질소지수가 낮았으므로 조직결착력이 향상된 것으로 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제23권1호
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• pp.88-92
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• 1991

스크류조합을 달리한 실험실용 twin-screw extruder를 사용하여 corn grit를 원료 투입량($30{\sim}60\;kg/hr$), 스크류 회전속도($200{\sim}400\;rpm$) 및 die hole 수($2{\sim}6$개) 범위에서 압출하면서 측정된 system parameters(압출온도, 기계적 에너지 소모율, 평균 체류시간)가 압출물의 특성을 나타내는 target parameters(수분 증발량, 수분 용해도지수 및 수분 흡착지수)에 미치는 영향을 스크류 조합별과 전체 실험결과를 다중회귀분석을 통하여 회귀식으로 나타내면, 스크류조합별 관계식에서는 상관계수가 0.90 이상 이었으며, 구획하지 않은 전체 회귀식에서는 0.80 정도의 상관계수를 보였다. 이상의 결과는 system analysis approach을 이용하면, 상이한 extruder사이의 조업자료 중 system parameters의 분석을 통하여 목적 제품의 특성을 예측할 수 있는 가능성을 보여준다고 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제23권1호
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• pp.81-87
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• 1991

15% 비율로 가수한 corn grit 원료를 reverse element 수를 달리한 스크류 조합을 사용한 실험실용 동방향 회전 이축 압출성형기로 extrusion cooking할 때, 각 스크류 조합에서 원료 투입량($30{\sim}60\;kg/hr$), 스크류 회전속도($200{\sim}400\;rpm$) 및 die hole 수($2{\sim}4$개) 등의 process parameters 변화에 대한 system parameters(압출온도 및 압력, 기계적 에너지 소모율 및 평균체류시간)의 변화 양상을 다중회기분산 분석을 통하여 분석하였다. 원료 투입량이 증가할 수록, 압출온도, 기계적 에너지 소모율 및 평균체류시간이 감소하는 경향을 보인 반면에 알출압력은 증가하였다. 그리고, 스크류 회전속도가 증가할 수록, 압출온도, 기계적 에너지 소모율 및 압출압력이 증가하는 경향을 보였으나, 평균체류시간은 감소하였다. 그러나 die hole 수가 증가할 수록, 측정한 4가지 system parameters는 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 경향은 reverse element의 수를 증가시킨 스크류 조합을 사용한 경우에 더욱 뚜렸이 나타나는 결과를 보여 주었다. 이상의 결과를 각 스크류 조합에서 각각의 system parameters와 process parameters를 독립변수로 하는 함수식으로 나타낼 수 있었고, 이 때 각 함수식의 상관관계는 0.90 이상 이었다.

• 한국음향학회지
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• 제19권1호
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• pp.97-102
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• 2000

부대역 코딩은 데이터의 압축을 위해 신호의 주파수를 부대역 필터로 통과시켜 서로 상관이 없는 주파수대역으로 분할하여 각 대역의 신호의 에너지에 적합한 비트 할당을 사용하여 인코딩한다. 실제로 부대역 신호의 코딩은 PCM, DPCM이 사용되는 데 고압축의 전송속도를 얻기 위해서 벡터양자기를 사용하였다. 대부분의 연구자들은 부호화기의 오차에만 주안점을 두고 전체 필터대역의 회복오차와 이 오차가 필터대역에 의존되는 것에는 연구가 진행되지 않았다. 본 논문은 벡터양자기를 사용한 부대역 코덱의 분석과 최적구현의 새로운 접근방법을 제공하여 준다. 본 논문에서는 부대역 코덱에서 벡터양자기의 코드 북의 크기와 벡터크기 그리고 대역필터계수에 의존되는 전체 시스템의 회복오차인 Mean Squared reconstruction Error(MSE)를 계산하였다. 본 논문에서는 각 대역의 구조에서 이 MSE로 양자화를 모델링하고 주어진 전송속도, 필터길이, 입력신호 상관모델의 함수인 이 MSE를 최소화하는 최적의 Finite Impulse Response(FIR) 필터를 구현하였다. 최적구현의 예로 2-채널의 paraunitary 필터뱅크의 4-tap 필터계수를 구하였다. 이 paraunitary 최적의 필터 계수들을 Monte Carlo 모의시험을 사용하여 구하였다. 이 논문은 벡터양자기를 사용한 부대역 코덱의 분석방법을 제공하여 주어서 그 활용도가 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권4호
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• pp.473-480
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• 2017

글루텐 함량과 수분 함량이 분리대두단백의 조직화 및 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 압출성형 공정변수는 수분 함량에 따른 물리적 특성을 알아보기 위해 사출구 온도 $140^{\circ}C$, 스크루 회전속도 250 rpm으로 고정시키고 분리대두단백에 첨가된 글루텐의 배합비는 각각 20, 40, 60%로, 수분 함량은 45, 50, 55%로 조절하였다. 글루텐 함량이 20에서 60%로 증가함에 따라 비기계적 에너지 투입량은 감소하였다. 압출성형물의 수분 흡수율은 글루텐 함량이 20에서 60%로 증가함에 따라, 수분 함량이 55에서 45%로 감소함에 따라 감소하였다. 글루텐 함량이 증가할 때 명도(L)와 황색도(b)는 증가하는 경향을 보였으며 적색도(a)는 감소하는 경향을 보였다. 총색도차는 글루텐 함량과 수분 함량이 낮을 때 가장 높은 수치를 나타냈다. 조직잔사지수는 글루텐 함량이 60%, 수분 함량 45%에서 $71.15{\pm}0.93%$로 가장 높은 값을 보였다. 압출성형물의 수분 함량에 따라 NSI 값은 유의적 차이가 없었으며, 수용성 질소지수는 글루텐 함량 60%, 수분 함량 55%에서 $22.46{\pm}1.11%$로 가장 낮은 값을 나타내었다. 이러한 결과로 수분 함량을 줄이고 글루텐의 함량을 늘리는 방법이 인조육 제조 시 조직화를 촉진하는 방법으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제35권4호
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• pp.244-248
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• 2017

본 연구는 유가공 슬러지의 경우 하수 슬러지, 기타 산업폐수 슬러지에 비해 중금속 등 유해한 성분을 함유하지 않고, 높은 유기물 함량으로 슬러지 가용화를 통한 재활용의 가능성을 충분히 가지고 있으나 활발히 연구가 되지 않고 있어 초음파 전처리를 이용하여 재활용 가능성을 실험하였다. 1. 유가공 슬러지와 축산 슬러지를 20 kHz의 주파수와 700 W, 500 W의 조사강도, 조사시간 90분간 초음파 처리하여 고형물 변화를 비교한 결과, 유가공 슬러지의 TS와 VS 제거율이 28%, 14% 감소하였으며, 축산 슬러지는 13%, 7% 감소하였다. 2. SCOD 변화는 동일한 조건의 초음파 처리 시 유가공 슬러지의 경우 7.1배, 5.9배의 증가율을 보였으며, 축산 슬러지의 경우 4.9배, 4.0배로 나타났다. 슬러지 가용화 효율은 유가공 슬러지의 14.5%, 12.1%의 가용화 효율을 보였으며, 축산 슬러지의 경우 10.6%, 8.6%로 나타났다. SCOD 증가속도 또한 유가공 슬러지의 경우 $0.022m^{-1}$, $0.020m^{-1}$, 축산슬러지의 경우 $0.021m^{-1}$, $0.018m^{-1}$의 증가속도를 나타내었다. 3. Soluble N 농도의 변화는 유가공 슬러지의 경우 90분간 초음파 처리 후 3.4배, 2.2배 증가한 것으로 측정되었으며, 축산 슬러지의 90분간 초음파 처리 후 3배, 2배 증가한 것으로 나타났다. C/N 비의 경우 유가공 슬러지가 7.5, 8.7을 나타냈고, 축산 슬러지는 5.7, 6.4로 나타났다. 유가공 슬러지의 경우 TS, VS 감량을 통한 슬러지 발생량을 감소시킬 수 있으며 SCOD의 증가량이 많아 C/N비가 더 높게 나타난 것을 알 수 있다. 따라서 유가공 슬러지의 가용화를 통한 외부탄소원으로의 활용 가능성을 확인하였고, 향후 전처리방법의 조합 및 최적 처리조건 도출 등 후속 연구의 필요성이 높다고 사료된다.

• 접착 및 계면
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• 제25권1호
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• pp.169-274
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• 2024

최근 외부 자극에 따라 팽창과 수축을 가역적으로 반복하며 형태가 변하는 소재가 주목받고 있다. 이러한 소재는 소프트 로봇, 센서, 인공근육 등 다양한 분야로의 응용가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 고온 물질에 감응하여 이를 보호하거나 감쌀 수 있는 새로운 소재를 제안하였다. 이를 위해, 네마틱-등방성 전이 성질을 지닌 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer, LCE)와 높은 기계적 강도와 고온 수치 안정성을 지닌 폴리이미드(polyimide, PI)를 이용하였다. 용액공정으로 합성된 도프 용액을 마이크로 프린팅 기법에 도입하여 mm 미만의 마이크론 선폭을 지닌 LCE/PI 이중층 구조 2차원 패턴을 개발하였다. 벌집구조로 패턴된 LCE/PI 이중층 메쉬는 PI의 기계적 강도와 LCE 고온 수축 거동의 장점을 동시에 가지고 있었고, LCE 선택적 프린팅을 통해 고온에서 원하는 방향으로의 변형을 유도할 수 있었다. 그 결과, 특정 고온 물질을 가역 반복적으로 감쌀 수 있는 기능을 구현하였다. 본 연구는 LCE 분자 변화에 따라 다양한 온도 구간에서 전기에너지 인가없이 기능을 구현할 수 있는 다양한 액추에이터 분야의 응용 가능성을 시사한다.