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토양의 종류와 답압이 켄터키블루그래스 토양층에서 질소용탈에 미치는 영향 (The Effect of Rootzone Mix and Compaction on Nitrogen Leaching in Kentucky bluegrass)

  • 이상국;케빈 프랭크;제임스 크럼
    • 아시안잔디학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.45-49
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    • 2010
  • 환경문제를 야기 시킬수 있는 질소의 용탈에 관한 문제는 수많은 연구를 통해 그 결과를 문헌에서 찾아볼 수 있다. 그러나 대부분의 연구가 질소의 토양내 용탈에 관해서 이루어진 반면에 토양의 답압과 토양의 종류에 따라 질소의 용탈 정도에 관한 연구는 그 결과를 문헌에서 찾아 보기가 어렵다. 본 연구는 토양의 종류와 답압의 정도가 질소의 용탈에 미치는 영향 그리고 토양에 잔류된 질소가 켄터키블루그래스의 성장에 주는 영향에 대해서 알아보기 위하여 수행 되었다. 질소는 총 147 kg $ha^{-1}$이 12주 동안 3회에 걸쳐 나누어 시비되었다. 토양의 종류는 성분비율에 따라 76.0:24.0, 80.8:19.2, 87.0:13.0 그리고 93.7:6.3% (sand:soil)의 4가지로 구성이 되었다. 토양은 PVC 파이프에 30 cm 깊이로 조성이 되었으며 토양층 밑에 5 cm의 자갈층으로 구성되었다. PVC 파이프 밑부분의 구멍을 통해 질소용탈수의 수집을 용이하게 하였으며 질소외 영양성분을 위해 Hoagland solution에서 질소만 제외하여 사용되었다. 켄터키블루그래스의 질과 예초량이 매주 측정이 되었으며 예초물은 건물량 측정을 위해 예초후 67도에서 24시간 동안 건조되었다. 질소용탈수는 매주 PVC 파이프의 밑부분을 통해 매주 수집이 되었다. 6.1 J $cm^{-2}$ 이상의 답압에너지는 더 많은 표면배수의 가능성을 야기 시킬 수 있다. 3.0과 6.1 J $cm^{-2}$ 사이의 답압에너지는 다른 처리구에 비해 더 많은 건물량이 측정이 되었고 적은 질소가 용탈이 되었다.

유도배수공법에서 동결융해의 영향 (Effect of freezing and thawing on the drainage system for leakage treatment)

  • 김동규;임민진
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.1059-1075
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 한랭지역에서 운용중인 지하 콘크리트 구조물에서 발생한 누수를 처리하기 위하여 기존 유도배수시스템의 동결융해 저항성을 평가하는 것이다. 유도배수시스템의 동결융해 저항성을 평가하기 위하여 4가지 종류의 유도배수시스템 시험체를 제작하여 실내 동결융해 실험을 수행하였다. 유도배수판의 모서리 부분과 유도배수판 연결부분에 적용할 방수재료인 Hotty-gel의 4가지 연결 방법에 대한 동결융해 저항성을 평가하였다. 또한 Hotty-gel이 부착된 유도배수판을 콘크리트 시편 표면에 고정시키 위한 2가지 방법에 대하여서도 동결융해 저항성을 평가하였다. 실내 동결융해 실험에서 1 cycle은 48시간(동결 24시간과 융해 24시간)을 적용하였고 동결과 융해 온도는 각각 $-18^{\circ}C$$10^{\circ}C$를 적용하였다. 4가지 종류의 Hotty-gel 연결 방법 중 유도배수판 모서리 부분에 적용된 'V'자형 홈을 가진 Hotty-gel 연결 방법에서만 동결융해 28 cycles (8 weeks)후 누수가 발생하였다. 나머지 3가지 종류의 Hotty-gel 연결 방법들에서는 누수가 발생하지 않았다. 2가지 고정방법 중 와셔, 나사못 및 칼브럭을 이용하여 유도배수판을 콘크리트 시편에 고정시키는 방법에서 누수가 발생하였다. 동결융해 10 cycles (3 weeks) 후 1개 지점에서 누수가 발생하였고 동결융해 28 cycles (8 weeks) 후에는 총 5개 지점에서 누수가 발생하였다. 시간이 경과함에 따라 누수 지점은 증가되지 않았지만 각각의 누수지점에서 누수량이 증가되었다. 공압타카, 타카핀 및 와셔를 사용한 고정방법에서는 누수가 발생하지 않았다. Hotty-gel연결 형상의 제작 시간 및 제작 방법을 고려한 제작 효율성에서 Hotty-gel 가로면 대각선 형상이 가장 높게 평가되었다. 고정방법에서 시공 시간 및 시공 방법을 고려한 시공 효율은 공압타카, 타카핀 및 와셔를 사용한 방법이 우수하였다.

임시 시멘트 제거방법이 시멘트 유지형 임플란트 보철물의 유지력에 미치는 영향 (The Effect of Temporary Cement Cleaning Methods on the Retentive Strength of Cementation Type Implant Prostheses)

  • 신황규;송영균;신수연
    • 구강회복응용과학지
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    • 제27권2호
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    • pp.125-140
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    • 2011
  • 보철물을 기능적으로 평가하기 위해 임시 시멘트로 임시 합착을 한 경우 보철물 내면의 잔여 임시 시멘트는 레진 시멘트를 이용한 최종 합착에 있어서 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구는 다양한 임시 시멘트 제거 방법과 임시 시멘트의 잔여 성분이 임플란트 전용 레진 시멘트와 보철물의 유지력에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 임플란트 지대주는 일반적인 시멘트 유지형 보철물 제작에 사용되는 높이 5.5 mm, 직경 4.5mm, 6도의 축면 경사도와 chamfer 변연을 갖는 기성품(Solid abutment, GSRAS4621, Osstem Implant Co., Busan, Korea)을 사용하였다. 40개의 주조시편을 제작하여 합착 전 70 psi하에 공기입자 분사법을 시행하였고, 10개의 시편을 임시 시멘트의 합착과정 없이 바로 최종 시멘트로 합착하여 대조군으로 설정하였으며 나머지 시편을 각 10개씩 임시 시멘트 제거를 위하여 오렌지 솔벤트를 이용한 군, 초음파 세척을 이용한 군, 공기입자 분사법을 이용한 군으로 나누었다. 임시 시멘트의 합착과 분리 후 제거과정을 거쳐 최종 시멘트로 임플란트 전용 시멘트($Premier^{(R)}$ Implant $Cement^{TM}$, Premier Co., PA, U.S.A.)를 사용하여 최종 합착을 실시하였다. 각 시편은 10분간 5 kg의 하중 하에 합착하였으며 열순환을 거쳐 만능시험기에서 분당 0.5 mm의 속도로 인장접착강도를 측정하였다. 측정이 끝난 뒤 모든 시편을 초음파 세척과 공기입자 분사법, 증기 세척의 과정을 통해 내면의 잔여 성분을 제거하였다. 완전 건조 후 비유지놀계 임시 시멘트를 사용하여 다시 임시 합착, 분리를 거친 후 동일한 실험 과정을 반복하였고 인장접착강도를 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 오렌지 솔벤트를 사용한 군이 가장 작은 유지력을 나타냈으며 초음파 세척법을 사용한 군과 공기 입자 분사법을 사용한 군과 비교시 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 초음파 세척법을 사용한 군과 공기 입자 분사법을 사용한 군 간의 비교시 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 오렌지 솔벤트를 사용한 군은 대조군과 비교시 통계적으로 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), 초음파 세척법을 사용한 군과 공기 입자 분사법을 사용한 군은 대조군과 비교시 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 임시 시멘트의 유지놀 성분의 유무에 따른 비교시 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 이상의 결과로부터 임시 시멘트 제거를 위해 오렌지 솔벤트만을 사용하는 것은 임플란트 전용 시멘트를 사용한 최종 합착시 유지력 감소의 원인이 될 수 있음을 알 수 있었으며, 임플란트 보철물 내면의 임시 시멘트를 효과적으로 제거하기 위한 방법으로 초음파 세척법, 공기 입자 분사법, 또는 이들의 복합적인 사용이 필요함을 알 수 있었다.

회전삽입로 국소의치를 이용한 심미적 상악 전치부 수복 증례 (An Esthetic Restoration of the Missing Maxillary Anterior Teeth with the Rotational Path RPD: A Case Report)

  • 이지혜;임소민;정혜은;박찬진;조리라;김대곤
    • 구강회복응용과학지
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    • 제27권2호
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    • pp.209-222
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    • 2011
  • 상실된 상악 전치부는 고정성 보철물이나 가철성 보철물 또는 임플란트 보철 등 다양한 방법을 통하여 수복할 수 있다. 이 중 적절하게 제작된 회전삽입로 국소의치는 경제적, 해부학적 한계를 가진 환자에서 기능적, 심미적으로 우수한 결과를 보일 수 있다. 회전삽입로 국소의치는 일반적 국소의치의 일직선 삽입로와는 달리 국소의치의 한 쪽 유지장치부가 먼저 장착된 뒤 회전하면서 반대쪽의 유지부가 삽입되어 의치가 안착된다. 이 때 언더컷 속에 위치하는 견고한 부연결장치에서 유지력을 획득하고 회전삽입로와 평행하게 긴 수로형 혹은 구미형(dovetail) 레스트 시트에서 지지 및 파지를 얻으므로 일반적인 가요성 유지암 및 파지암을 생략할 수 있어 심미적으로 우수하고 위생 관리에도 유리하다. 그러나 회전삽입로 국소의치에서 한번 제작된 견고한 유지부는 정교한 조절이 불가능해 상대적으로 기공작업이 어렵고 정밀한 보철물 디자인이 필요하므로 임상적인 성공을 위해서는 회전삽입로 국소의치의 원리에 대한 깊은 이해가 필요하다. 이번 증례보고는 회전삽입로 국소의치를 장착한 후 장기적인 유지관리의 어려움을 겪은 증례를 소개하고 이를 예방할 수 있는 이론적, 기공적 주의사항을 보고하고자 한다.

하중을 가한 두 가지 표면의 임플란트에 관한 조직형태학적 분석 및 안정성 분석 (비글견을 이용한 연구) (Histomorphometry and Stability Analysis of Loaded Implants with two Different Surface Conditions in Beagle Dogs)

  • 김상미;김대곤;조리라;박찬진
    • 구강회복응용과학지
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    • 제24권4호
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    • pp.337-349
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    • 2008
  • 최적의 골유착을 얻기 위하여 임플란트 디자인의 개선과 다양한 표면처리 방법이 개발되어 왔는데, 특히 최근 알칼리 에칭과 이온 주입법, 양극산화법 등 생화학적인 골유착을 유도할 수 있는 표면개질 방법이 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 방법 중 마그네슘 이온을 함유한 전해액속에서 양극산화피막처리한 임플란트(마그네슘 임플란트)를 이용하여 조기 하중의 가능성이 제시된 바 있다. 그러나 마그네슘 임플란트의 경우 장기간의 기능적 하중을 가한 경우에 대한 연구가 부족한 상태이므로, 이에 본 연구에서는 비글견을 이용한 동물실험을 통해 지연하중을 가한 마그네슘 임플란트의 방사선적, 임상 안정성 검사 및 조직형태학적 분석을 시행하여 화학적 표면개질 임플란트의 골조직 반응을 기계가공 임플란트와 비교 평가하고자 하였다. 발치 후 3개월의 치유과정을 가진 비글 성견 6마리의 하악에 좌우 3개씩 실험용으로 제작된 직경 3.75 mm, 길이 10.0 mm의 나사 형태 임플란트 36개를 보편적인 임플란트 시술시 이용하는 식립법을 이용하여 식립하였다. 18개의 대조군은 기계가공만 한 상태였고, 실험군은 마그네슘을 함유한 전해액에서 양극산화 피막처리하였다. 식립 후 3개월 동안의 치유기간 후 이차수술을 실시하였으며, 연결고정하지 않고 단일치 금관수복으로 보철물을 장착하여 하중을 가하였다. 3개월 동안 하중을 가한 후에 희생시켜 비탈회 연마 표본을 제작하여 조직형태 계측학적 분석을 시행하였다. 임플란트 식립시, 이차 수술시, 하중을 가한 1개월, 3개월 후에 변연골 흡수를 평가하기 위해 방사선학적 검사를 실시하였고, 골계면 사이에서의 안정성을 평가하기 위해 공진주파수 수치를 측정하였다. Mann-Whitney U test와 repeated measured ANOVA를 이용하여 95 퍼센트 유의수준으로 통계적 유의성을 확인하였다. 총 36개의 임플란트 중 8개에서 일차 수술 후 골유착의 실패가 나타났으며, 1개는 3개월의 부하 후에 실패 양상이 나타났다. 공진주파수분석결과, 마그네슘 임플란트군은 대조군과는 달리 공진주파수 수치가 증가하다가 다소 감소하는 양상을 보였으며, 하중을 가한 3개월 후에는 두 군의 수치가 비슷하였다. 방사선 사진 분석 결과 두 군 모두 시간에 따른 변연골 흡수량이 증가하였으며, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 조직형태학적인 분석 결과 마그네슘-임플란트가 대조군에 비해 더 높은 수치의 골임플란트 계면접촉율을 보여 주었으나, 나사산내 골면적은 더 낮았다. 그러나 두 군 모두에서 통계적 유의성은 없었다. 이상의 결과에서 지연 하중을 가하는 경우에 있어서 골유착에 대한 마그네슘-임플란트의 효과는 기계가공된 임플란트와 유사하였다. 조기 하중시 더 빠르고 강한 골반응을 보여주던 이전 연구와 종합하여 볼 때, 마그네슘 임플란트는 즉시 또는 조기 하중 가능성을 증진시켜 주며, 지연 하중에서는 생체 적합성이 우수한 타이타늄과 유사한 골유착 정도를 보이는 것으로 사료된다. 그러나 임상적으로 화학적 표면개질 방법의 유용성을 판단하기 위해 다양하고 장기적인 임상 연구가 필요하리라 사료된다.

울릉도산 산채류 추출물의 총 폴리페놀 함량 및 항산화 활성 (Total Polyphenol Contents and Antioxidant Activities of Methanol Extracts from Vegetables produced in Ullung Island)

  • 이승욱;이효정;유미희;임효권;이인선
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.233-240
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    • 2005
  • 본 연구에서는 산채식물들을 이용한 새로운 기능성 소재의 개발에 우선하여 생산량과 소비량이 비교적 양호한 산채류 7종 즉, 물엉겅퀴, 쇠무릅, 울릉미역취, 섬고사리, 서덜취, 눈개승마 및 쇠비름을 선정하여 각 부위별 메탄올추출물을 제조한 후 이들의 항산화 활성을 검색하였다. 총 폴리페놀성 화합물의 함량은 $16.74-130.20{\mu}g/mg$으로 다양하게 나타났다. 섬고사리 잎과 울릉미역취 뿌리는 DPPH 와 ABTS+ 소거활성에서 각각 13.20과 $14.91{\mu}g/mL$. 43.93과 $29.08{\mu}g/mL$$RC_{50}$ 값을 보여 가장 높은 소거활성을 나타냈으며 또한 폴리페놀의 함량에 비례하여 소거활성이 증가하여 폴리페놀 함량과 free radical 소거활성은 깊은 연관성이 있음을 알 수 있었다. $H_{2}O_{2}$에 대한 소거활성은 섬고사리 잎과 뿌리 및 울릉미역취 뿌리에서 각각 72.83, 89, 99.62%로 높은 활성을 나타냈고 이러한 결과 역시 폴리페놀 함량과의 연관성을 나타냈다. 산채나물 추출물을 이용하여 linoleic acid에 대한 과산화 억제 효과를 ferric thiocyanate법으로 살펴본 결과, $100{\mu}g/mL$의 처리농도에서 모두 90% 이상의 산화억제 효과를 보였고, $10{\mu}g/mL$ 처리 농도에서는 울릉미역취 뿌리와 씨 그리고 서덜취 잎에서 각각 83.4, 87.4, 79.8%의 산학억제 효과를 보였다. Hydroxy radical에 의한 2-deoxy-D-ribose의 산화억제 효과는 $100{\mu}g/mL$의 처리농도에서 쇠무릎 잎과 씨, 물엉겅퀴 씨, 울릉미역취 씨는 116.9, 84.8, 94.3, 93.9%로 높은 저해율을 보였다. 것으로 나타났다. 그러므로 감마선 조사 및 저온저장($10^{\circ}C$)은 김밥재료 뿐만 아니라 김밥의 미생물 제어에 효과적인 것으로 확인되었다.와 비례하는 경향을 나타내었다. 또한 FA-swelling mica의 중금속 이온의 선택성은 Pb>Cu>Cd$\geq$Zn 순으로 나타났다.지 않았다.l years and a new type of transfer crane has been developed. Design concepts and control methods of a new crane will be introduced in this paper.and momentum balance was applied to the fluid field of bundle. while the movement of′ individual material was taken into account. The constitutive model relating the surface force and the deformation of bundle was introduced by considering a representative prodedure that stands for the bundle movement. Then a fundamental equations system could be simplified considering a steady state of the process. On the basis of the simplified model, the simulation was performed and the results could be confirmed by the experiments under various conditions.뢰, 결속 등 다차원의 개념에 대한 심도 깊은 연구와 최근 제기되고 있는 이론의 확대도 필요하다. 마지막으로 신뢰와 결속에 영향을

초임계유체 $CO_2$ 및 Co-solvent 첨가에 따른 금은화(Lonicera fles)의 Flavonoid류 추출특성 (Extraction Characteristics of Flavonoids from Lonicera flos by Supercritical Fluid Carbon Dioxide ($SF-CO_2$) with Co-solvent)

  • 서상철;조성길;홍주헌;최용희
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.183-188
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    • 2005
  • 순수 methanol을 cd-solvent로 첨가하였을 때 소량의 수율을 얻을 수 있었던 반면 methanol에 물을 첨가하여 수용액을 조제한 후 각각 첨가하였을 때 co-solvent의 극성도 증가에 비례하여 수율이 현저하게 증가하였다. 60% methanol을 첨가하였을 때 수율이 가장 높았으며 순수 methanol 첨가구와 비교하여 luteolin이 5.9배, quercetin이 4.1배, apigenin이 7.8배 가량 증가하였다. Co-solvent에 citric acid를 농도별로 첨가한 결과 첨가량 1%까지는 추출수율이 농도 비례적으로 증가하는 경향을 나타내어 대조구에 비해 대략 luteolin이 14.64mg/100g, quercetin이 10.17mg/100g, apigenin이 2.4mg/100g의 유의적인 증가율을 보였으나 그 이상의 농도에서는 소량 감소하는 경향을 보였다. 한편 산을 첨가한 모든 조건에서 대조구보다 높은 수율을 얻을 수 있었다. 추출수율이 가장 우수하였던 citric acid가 1% 첨가된 60% aqueous methanol을 co-solvent로 초임계상태에 첨가하였을 때 공정압력이 100bar에서 200ber로 증가함에 따라 추출수율이 비례적으로 증가하였으나 250bar 이상에서는 감소하는 경향을 나타내었다. 온도에 따라서는 $40^{\circ}C$에서 $50^{\circ}C$까지는 증가하는 경향을 보이다 이상의 온도에서는 오히려 감소하였다. 추출 시간의 증가와 더불어 추출 수율은 유의적으로 증가하다가 60분일 때 최대값을 보였으며 90분 이상의 추출시간에서는 추출수율이 거의 일정해졌다. $CO_{2}$ 대비 cosolvent를 15(0.3mL/min)% 첨가하였을 때 최대 추출수율을 보였으며 25% 이상의 첨가구에서는 첨가량은 증가하였으나 수율은 감소하는 경향을 보였다. 것으로 나타났다. 그러므로 감마선 조사 및 저온저장($10^{\circ}C$)은 김밥재료 뿐만 아니라 김밥의 미생물 제어에 효과적인 것으로 확인되었다.와 비례하는 경향을 나타내었다. 또한 FA-swelling mica의 중금속 이온의 선택성은 Pb>Cu>Cd$\geq$Zn 순으로 나타났다.지 않았다.l years and a new type of transfer crane has been developed. Design concepts and control methods of a new crane will be introduced in this paper.and momentum balance was applied to the fluid field of bundle. while the movement of′ individual material was taken into account. The constitutive model relating the surface force and the deformation of bundle was introduced by considering a representative prodedure that stands for the bundle movement. Then a fundamental equations system could be simplified considering a steady state of the process. On the basis of the simplified model, the simulation was performed and the results could be confirmed by the experiments under various conditions.뢰, 결속 등 다차원의 개념에 대한 심도 깊은 연구와 최근 제기되고 있는 이론의 확대도 필요하다. 마지막으로 신뢰와 결속에 영향을

신선편의 식품화된 신고배의 저장 중 이화학적 품질변화 (Quality Evaluation of Minimally Processed Asian Pears)

  • 김건희;조순덕;김동만
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.1523-1528
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    • 1999
  • 신선편의 가공 기술을 이용하여 과실 및 채소류의 신선함과 이용자에게 편리함을 줄 수 있는 새로운 형태의 가공제품 개발에 대한 연구의 일환으로 신고배를 이용하여 본 연구를 수행하였다. 그 결과 포장한 절단배의 저장 후 $O_2$$CO_2$$0^{\circ}C$에서 6일 후 $O_2$$8.35{\sim}10.56%,\;CO_2$$2.76{\sim}3.81%$로 유지되었고, $20^{\circ}C$에서는 2일 후 $O_2$$4.76{\sim}7.78%,\;CO_2$$3.92{\sim}4.55%$를 나타내었다. 또한 처리군별로는 무처리한 것의 $O_2$농도가 다른 처리구에 비해 가장 높게 나타났다. 색도는 저장기간이 증가할수록 전반적으로 L값은 감소하였고 b값은 증가하였으며, 처리구 중에서는 1% NaCl과 0.2% L-cysteine용액에 1분간 처리한 절단배의 색도가 가장 적게 변화하였다. 경도는 처리방법에 따라 그 변화의 폭이 다양하게 나타났으며 이중 1% $CaCl_2$ 용액처리한 것이 가장 높은 경도를 나타내었다. 가용성 고형물의 함량은 저장기간이 경과함에 따라 전반적으로 약간씩 증가하였는데, 다만 1% NaCl과 0.2% L-cysteine 용액 처리된 경우에만 저장기간이 경과함에 따라 약간씩 감소하여 저장말기에는 각각 $11.4^{\circ}Brix,\;11.6^{circ}Brix$를 보이고 있다. 저장기간이 증가함에 따라 pH는 약간씩 증가하는 경향을 보이고 있으며 저장온도나 처리에 관계없이 저장말기에는 pH $5.02{\sim}5.19$의 값을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 적정산도에 있어서도 pH와 마찬가지로 처리구별 큰 차이를 보이지 않았다. Vitamin C의 함량은 초기 3.72 mg%에서 저장 후에는 무처리군이 1.35 mg%로 가장 많이 감소하였으며, 나머지는 처리군간 큰 차이가 없이 모두 $2.25{\sim}2.65\;mg%$의 범위를 유지하였다. 미생물 오염은 진공포장 후 저온저장한 것과 0.2% L-cysteine용액 침지 후 저온저장한 것이 미생물 생육억제에 효과 있음을 알 수 있다. 관능검사 결과 사각거림이나 다즙성, 풍미에 있어서는 큰 차이가 없었으나 외관에 있어서는 0.2% L-cysteine, 전체적 기호도에서는 1% NaCl이 각각 높은 선호도를 나타내었다.

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기능성 원료를 기질로 이용하는 Monacolin-K 고함유 모나스커스 균주의 생산배지 최적화 (Production Medium Optimization for Monascus Biomass Containing High Content of Monacolin-K by Using Soybean Flour Substrates)

  • 이선규;전계택;정용섭
    • KSBB Journal
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    • 제23권6호
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    • pp.463-469
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    • 2008
  • 본 연구에서는 홍국균 (Monascus pilosus)을 이용하여 이차대사 산물인 monacolin-K를 대량생산하기 위하여 탄소원 또는 질소원으로 콩 분말을 기질로 하여 배지를 최적화하고자 하였다. 생산 배지에서 탄소원으로 콩 분말을 적용한 실험에서는 soluble starch 대신에 콩 분말을 전량 또는 50% 대체하였을 경우 전 실험구간에서 monacolin-K 생산량이 대조구의 50% 미만으로 생산되거나 전혀 생산되지 않았다. Soluble starch 대신에 sucrose를 사용한 실험의 경우 monacolin-K와 건조균체량은 각각 262 mg/L, 31.6 g/L로 대조구의 218 mg/L, 30.2 g/L보다 생산량이 증가하였다. 따라서 생산배지의 탄소원으로 sucrose를 변경하였다. 생산배지의 질소원으로 사용하는 yeast extract (15 g/L), malt extract (40 g/L), beef extract (30 g/L) 대신에 3종류의 콩 분말로 대체 실험을 한 결과, 대조구에서 monacolin-K는 262 mg/L를 생산되었고, yeast extract 50% 대신에 DSM 콩 분말을 사용한 실험구에서는 monacolin-K를 215 mg/L을 생산되어 가장 좋은 결과를 냈다. 따라서 생산배지에 yeast extract 50% 대신에 DSM 콩 분말을 적용하기로 하였다. Plackett-Burman Design 실험계획법에 의한 실험결과 monacolin-K의 생산에 영향을 미치는 인자는 yeast extract, beef extract, (NH4)2SO4 순으로 영향을 주는 것으로 나타났다. Monacolin-K 생산에 영향을 미치는 주요인자 3가지로 중심합성계획에 의한 반응표면분석을 수행한 결과 최적배지 조성은 sucrose 96 g/L, DSM 7.5 g/L, yeast extract 8.4 g/L, $(NH_4)_2SO_4$ 12.0 g/L, malt extract 40 g/L, beef extract 26.7 g/L, $Na_2HPO_4$ 0.5 g/L, L-Histidine 3.0 g/L, $KHSO_4$ 1.25 g/L 이고, monacolin-K 생산 예상량은 369.9 mg/L 이었다. 최적배지를 이용하여 홍국균을 $27^{\circ}C$, 200 rpm 조건에서 플라스크 배양 한 결과 monacolin-K 생산량과 건조균체량은 각각 418 mg/L, 27.1 g/L이었다. 결과적으로 monacolin-K 생산과 균체량의 감소 없이 콩 분말을 이용한 배지성분의 변화는 어느 정도 가능함을 알 수 있었다. 현재 알려진 고가의 질소원을 대체하기 위해서는 초기부터 균의 형태구조에 영향을 미치는 배지와 발효환경을 고려하여야 할 것으로 판단되었다.

Nitromethane 분해를 위한 초임계수 산화(SCWO) 공정 최적화 (Optimization of Supercritical Water Oxidation(SCWO) Process for Decomposing Nitromethane)

  • 한주희;정창모;도승회;한기도;신영호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권6호
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    • pp.659-668
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    • 2006
  • 실험계획법을 이용하여 nitromethane을 초임계수산화(SCWO)로 분해시키는 공정의 최적화 연구를 진행하였다. Lab scale 반응설비를 이용하여 처리수의 COD와 T-N을 최소화하는 SCWO 공정의 최적 운전조건을 도출하였으며, scale-up 문제점을 파악하기 위해 SCWO pilot plant 실험 결과와 lab scale 최적화 실험 결과를 비교하였다. 처리수의 COD와 T-N을 최적화 목적 변수(KPOV)로 설정하였으며, 예비실험을 통해 반응 온도(temp)와 nitromethane과 암모니아수의 몰 비(NAR)를 주요 운전 변수(KPIV)로 설정하였다. 최적화 실험은 통계적 실험계획법인 중심합성설계법을 사용하였으며, 실험결과의 해석은 반응표면법을 활용하였다. 주 효과 분석결과 처리수의 COD는 Temp 증가에 따라 급격하게 감소하며, NAR 증가에 따라 약간 감소하는 것으로 나타났으며, T-N은 Temp 와 NAR 증가에 따라 감소하였다. Temp가 $420{\sim}430^{\circ}C$로 낮을 때에는 NAR 증가에 따라 T-N이 급격히 감소하였으나, $450^{\circ}C$ 이상으로 높을 때에는 큰 변화가 없었다. 최적화 실험 결과를 회귀분석 하여 처리수의 COD와 T-N 을 예측할 수 있도록 Temp와 NAR이 변수인 2차식으로 회귀식을 도출하였으며, 결정계수($r^2$)와 표준화잔차의 정규성을 분석하여 회귀식이 실험결과를 잘 모사하는 것을 확인하였다. 회귀식을 이용하여 COD < 2 mg/L, T-N<40 mg/L를 동시에 만족시키며 부식 위험이 적은 nitromethane 분해 최적 운전 조건은 Temp $450-460^{\circ}C$, NAR 1.03-1.08로 설정하였다. SCWO pilot plant를 이용하여 nitromethane 분해 최적 조건을 검증하고, SCWO 공정의 scale-up 문제점을 파악하는 연구를 실시하였다. SCWO pilot plant 실험 결과를 lab scale 반응설비에서 도출한 COD와 T-N의 회귀식과 비교한 결과 오차가 증가하지만 회귀식이 pilot plant 실험결과도 잘 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Pilot plant 실험결과에 대한 회귀식의 적합성은 실험값과 예측값의 비교도와 표준화잔차의 정규성으로 검증하였다.