• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.47-54
• /
• 2024

현재, 전세계적으로 에너지 자원은 점차적으로 감소하고 있음에도 불구하고 에너지 수요 및 소비는 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따른 에너지 자원을 대체하기 위한 범국가적인 노력 및 연구가 수행되고 있다. 에너지 수요에 따른 공급의 증가 뿐만 아니라 에너지를 효율적으로 소비하는 것은 현 에너지 부족 현상을 해결하기 위한 적절한 수단이 될 수 있다. 본 연구는 에너지를 가장 많이 소비하는 제조 공장의 에너지를 효율적으로 소비할 수 있는 방법을 시뮬레이션하고 분석하였다. 제조 공장에서 가장 많은 에너지를 소비하는 HVAC (Heating, Ventilating, and Air Conditioning) 시스템의 효율적인 운전을 위해 온도기반의 제어를 통한 공장의 에너지 최적화 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 기반으로 실제 공장의 온도와 전력 데이터를 이용하여 머신러닝 알고리즘을 적용하고 공장 온도를 예측하였다. 또한 예측 온도를 이용한 제어 시스템 시뮬레이션으로 공장 에너지의 소비패턴을 분석하고 에너지(전력량) 소비량을 감소할 수 있는 운전 모델을 제안하였다. 공장 에너지 패턴에 있어 HVAC 시스템의 예측 기반 프리 쿨링을 통한 온도제어 알고리즘은 기존 대비 10% 이상의 에너지 절감 효과를 보여 준다. 이 결과는 HVAC 시스템의 최적 제어가 공장 에너지 소비를 절감할 수 있음을 나타낸다. 향후 본 제어 시스템의 알고리즘은 실제 공장의 최적 제어에 적용되어 에너지 소비 절감 운전을 수행할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.2702-2706
• /
• 2012

식물공장에서는 대부분의 시스템이 자동화되어 있지만 식물의 성장 상태는 인력에 의해 수동적으로 확인해야 하는 실정이다. 이에 본 논문에서는 두 대의 카메라를 이용하여 식물의 발육상태를 측정하는 방법에 대해 연구하였다. 식물측정 알고리즘을 이용하면 카메라와 간단한 시스템만으로 저렴하면서 신뢰할 만한 데이터를 얻을 수 있는 시스템을 구축할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 식물 공장 내에서 생장하는 식물의 크기을 효율적으로 측정할 수 있는 모니터링 시스템을 개발하였다. 이 시스템을 활용함으로써 식물의 크기 측정 데이터를 유지 및 관리하는데 소요되는 시간을 절약하고 그에 따른 경비를 절감할 수 있으며, 식물공장 관리자의 작업효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있었고, 실제 시스템을 구축하여 제안한 시스템의 성능을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권9호
• /
• pp.2313-2321
• /
• 2014

정수장, 하수처리장, 폐수처리장의 배출수 처리공정에서 고 농도의 슬러지 선별, 이송 및 약품 투입량 조절을 위한 기준으로 슬러지 농도계가 사용되고 있다. 본 논문은 슬러지 농도계의 정도 향상과 문제점 개선을 통해 배출수 처리공정의 운영 효율화와 자동화 기반을 마련하고자 한다. 센서를 다중빔으로 설계 및 최소편차 선형평균 필터링을 적용하여 농도계의 정도 향상과 안정성을 실현하였으며, 부단수 방식의 센서 착탈 설계로 배출수 시설 운영중에도 유지관리가 가능토록 하였다. 이렇게 구현된 다중빔 방식 슬러지 농도계의 성능을 Pilot Plant를 통하여 다양하게 검증하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.361-365
• /
• 2011

To evaluate the indoor air quality of food manufacturing plants, the presence of viable bacteria and fungi was assessed in the indoor air of the facilities at which 9 food items were manufactured. Air samples were collected from the general zone, low clean zone and clean zone of each factory with an air sampler, in combination with plate counts agar using for bacteria, and dichloran-glycerol agar for fungi. The samples were incubated at $25^{\circ}C$ for 4 to 7 days. After culture, the colony forming units (CFU) on each plate were counted and corrected with a positive hole conversion table. The average concentration of bacteria was $2.2{\times}10^3\;CFU/m^3$ in the general zone, $1.2{\times}10^3\;CFU/m^3$ in the low clean zone and $7.3{\times}10^2\;CFU/m^3$ in the clean zone. The average concentration of fungal microbes was $2.5{\times}10^3\;CFU/m^3$ in the general zone, $2.6{\times}10^3\;CFU/m^3$ in the low clean zone, and $2.0{\times}10^2\;CFU/m^3$ in the clean zone. No meaningful differences were detected between the general zone and the low clean zone, but the clean zone had significantly lower concentrations than the other zones. Additionally, the identification of the fungi was performed according to morphological method using a giant culture and slide culture. The fungi were identified as belonging to 18 genera, and the genera Cladosporium(33%), Penicillium(29%) and Aspergillus(26%), predominated. Aspergillus isolates were identified to species level, and A. ochraceus, a mycotoxigenic species, was identified. As part of the effort to control the quality of the indoor air of food manufacturing plants, our results show that continued studies are clearly warranted.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.182-187
• /
• 2013

밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수($r^2$)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제55권6호
• /
• pp.328-333
• /
• 2006

All the plants on earth live under an electric and magnetic field because the earth is a magnet and there is an electric field between the charged cloud and the ground. It has been reported that electromagnetic fields influence both the activation of ions and polarization of dipoles in living cells of seeds and plants, though the mechanism of these actions is still poorly understood. In this paper, the effects of the electric and magnetic fields and exposure times to the germination of several vegetable seeds and its early growth have been investigated experimentally to find out the feasibility of a plant factory for mass production of clean and unpolluted vegetables. The germination rate and the growth rate of some seeds under the fields exposed were analysed and compared with those of unexposed ones. It is found that the germination rate and its early growth rate of exposed seeds under the fields were accelerated about 1.1-1.4 and 1.7-2.2 times in maximum compared with those of unexposed ones. But, however, an inhibitory effect on germination and plant early growth were shown in the case of the higher electric and magnetic fields.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제26권3호
• /
• pp.441-451
• /
• 2016

Squalene is a linear triterpene formed via the MVA or MEP biosynthetic pathway and is widely distributed in bacteria, fungi, algae, plants, and animals. Metabolically, squalene is used not only as a precursor in the synthesis of complex secondary metabolites such as sterols, hormones, and vitamins, but also as a carbon source in aerobic and anaerobic fermentation in microorganisms. Owing to the increasing roles of squalene as an antioxidant, anticancer, and anti-inflammatory agent, the demand for this chemical is highly urgent. As a result, with the exception of traditional methods of the isolation of squalene from animals (shark liver oil) and plants, biotechnological methods using microorganisms as producers have afforded increased yield and productivity, but a reduction in progress. In this paper, we first review the biosynthetic routes of squalene and its typical derivatives, particularly the squalene synthase route. Second, typical biotechnological methods for the enhanced production of squalene using microbial cell factories are summarized and classified. Finally, the outline and discussion of the novel trend in the production of squalene with several updated events to 2015 are presented.

• 원예과학기술지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.84-93
• /
• 2016

인공광 식물공장은 조명에 많은 전력이 소요되므로 광이용효율의 향상은 필수적이다. 본 연구에서는 식물공장의 LED 광원에 산란 유리를 사용함으로써 광이용효율을 향상하고자 하였다. 실험에는 Haze factor 40%와 80%의 산란 유리가 적용된 두 가지 처리구와 산란 유리를 사용하지 않은 대조구를 두었다. 3-D 광선추적기법을 이용하여 상추 작물의 군락 광분포를 분석하였으며 군락 광합성률은 밀폐 아크릴 챔버를 이용하여 측정하였다. 각 처리구 별로 16주의 상추를 수경재배 방식으로 28일간 재배하여 생장량을 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 모든 처리구에서 작물의 상단부에 광량이 집중되었고 대조구에서 작물 상부에 광량 핫스팟이 발생하며 처리구에 비하여 광이용효율이 감소하였다. 총 광 흡수량은 대조구에서 가장 높았으나 유효 광 흡수량은 처리구에서 더 높았고 산란광의 비율이 높은 처리에서 더 높게 나타났다. 작물의 군락 광합성률과 생장량은 산란 유리를 사용한 처리구에서 대조구에 비해 높게 나타났다. 결과적으로 산란 유리의 이용을 통해 상추의 군락 내 광분포가 개선되었고 군락 광합성률 및 생장량이 증가하여 식물공장의 광이용효율이 향상되는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.271-274
• /
• 2015

식물공장에서 양액 종류가 다채, 로메인, 비트, 적무 어린잎채소의 생육 및 품질에 미치는 영향을 알아보기 위해서 본 연구를 수행하였다. 우레탄스펀지에 파종한 후 14일간 광원을 형광등으로 하는 폐쇄형 재배 시스템에서 재배하였다. 재배 시스템 내 광도는 $110{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 명암주기는 16/8h, 명/암기 기온은 $25/20^{\circ}C$로 유지하였다. 파종 후 7일은 수돗물을, 이후 7일은 수돗물, 한국 원시, 일본 엔시, 상추용 야마자키 양액을 각각 관수하였다. 파종 14일 후 다채의 생체중은 야마자키 양액을 공급한 처리구에서 가장 높았으나, 비트와 적무의 생체중은 양액 종류 간 유의차가 없었다. 소비자들의 구매 결정 주요 요인 중 하나인 엽색을 비교하기 위하여 양액 종류에 따른 4작물의 Hunter's L과 a값을 측정하였다. 어린잎채소의 녹색과 적색을 Hunter's a값으로 비교하였을 때, 한국 원시와 일본 엔시 양액을 공급한 처리구에서는 녹색을, 야마자키 양액을 공급한 처리구에서는 적색을 더 띄었다. 다채, 비트, 적무의 총페놀함량은 양액 종류에 따른 차이가 없었으나, 로메인은 한국 원시 양액을 공급한 처리구에서 총페놀함량이 가장 높았다. 이상의 결과에서 어린잎채소의 생육과 품질을 고려해 볼 때, 식물공장 재배 시 로메인은 한국 원시 양액이, 비트와 적무는 야마자키 양액이 적합한 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.7-14
• /
• 2005

본 연구는 식물공장용 체인컨베이어식 조간조절장치를 개발하기 위해 수행하였다. 개발 시스템을 재배작물에 실제로 적용하기 위해 평가 시험하였다. 실험결과, 식물공장에서 수경재배되는 채소의 주간을 조절하는 기술을 제공하였다 작물조간조절단계는 매주 수확하는 것으로 하여 4단으로 설정하였고, 단계별 이송속도는 각각 6.4, 9.6, 12.3, 15.8$cm{\cdot}s^{-1}$이었고, 조간조절량은 각각 101.6, 152.4, 203.2, 254.0mm로 나타났다. 1단계에서 4단계로 작물이 이송되는 동안 작물과 재배 홈통의 무게가 17N에서 935N으로 증가함에 따라 구동축토오크도 $11.7\~33.3N{\cdot}m$범위에서 증가하여 이론토크 값보다 $5.9\~9.8N{\cdot}m$ 더 소요되었으며, 이때의 진행 저하율은 $1.6\~2.1\%$이었다. 재배홈통의 이동소요 시간의 설계 값이 2.26초이고 실측값이 2.24초로 잘 일치한 것으로 나타났다. 조간조절장치는 조간조절량이 설계된 값의 $5%$이내 범주에서 잘 조절되고, 시스템으로도 안정적으로 나타나 식물공장용 조간조절장치로 체인컨베이어식 조간조절장치가 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.