• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.378-385
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• 2017

본 연구는 플라스틱 부품의 체결에 널리 활용되고 있는 스냅핏의 설계에 관하여 연구하였다. 이탈방지 기능이 우수한 이탈방지 스냅핏은 형상과 체결 메카니즘이 복잡하여 기존의 이론식에 기반한 체결력과 이탈력을 해석적으로 구할 수가 없다. 따라서 본 연구에서는 이탈방지 스냅핏에 대하여 체결 메커니즘을 분석하고, 실험계획법에 기반하여 체결력 및 이탈력을 측정하고, 분산분석을 통하여 회귀식을 도출하였다. 실험계획은 중심합성계획을 사용하였다. Polybutylene terephthalate를 이용하여 시편을 제작하여 미소인장시험기를 이용하여 체결력과 이탈력을 측정하였다. 설계인자는 Length, Width, Thickness, Interference 등 4개를 선정하였으며, 2차 회귀모형을 이용하여 체결력과 이탈력에 대한 회귀식을 도출하였다. Length와 Width가 증가할수록 체결력은 낮아졌으며, Thickness와 Interference는 증가할수록 체결력이 증가하였다. 이탈력은 체결력과 반대의 결과를 나타내었다. 유한요소법을 이용하여 체결 역학에 대하여 분석하였다. Width는 체결단계에서 단면관성모멘트의 증가를 통한 보의 강성 증가 효과 보다는, 오히려 길이 증가에 따른 연성증대로 인하여 체결력을 감소시키는 것으로 나타났다. 낮은 체결력과 높은 이탈력을 위한 인자들의 영향도는 서로 상반되는 것으로 나타났다. 적정 수준의 이탈력을 유지하면서 체결력을 최소화하는 설계가 필요한 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권1호
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• pp.81-89
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• 2023

A simplified calculation method of natural vibration characteristics of high-speed railway multi-span bridge-longitudinal ballastless track system is proposed. The rail, track slab, base slab, main beam, bearing, pier, cap and pile foundation are taken into account, and the multi-span longitudinal ballastless track-beam-bearing-pier-cap-pile foundation integrated model (MBTIM) is established. The energy equation of each component of the MBTIM based on Timoshenko beam theory is constructed. Using the improved Fourier series, and the Rayleigh-Ritz method and Hamilton principle are combined to obtain the extremum of the total energy function. The simplified calculation formula of the natural vibration frequency of the MBTIM under the influence of vertical and longitudinal vibration is derived and verified by numerical methods. The influence law of the natural vibration frequency of the MBTIM is analyzed considering and not considering the participation of each component of the MBTIM, the damage of the track interlayer component and the stiffness change of each layer component. The results show that the error between the calculation results of the formula and the numerical method in this paper is less than 3%, which verifies the correctness of the method in this paper. The high-order frequency of the MBTIM is significantly affected considering the track, bridge pier, pile soil and pile cap, while considering the influence of pile cap on the low-order and high-order frequency of the MBTIM is large. The influence of component damage such as void beneath slab, mortar debonding and fastener failure on each order frequency of the MBTIM is basically the same, and the influence of component damage less than 10m on the first fourteen order frequency of the MBTIM is small. The bending stiffness of track slab and rail has no obvious influence on the natural frequency of the MBTIM, and the bending stiffness of main beam has influence on the natural frequency of the MBTIM. The bending stiffness of pier and base slab only has obvious influence on the high-order frequency of the MBTIM. The natural vibration characteristics of the MBTIM play an important guiding role in the safety analysis of high-speed train running, the damage detection of track-bridge structure and the seismic design of railway bridge.

• 한국식품조리과학회지
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• 제31권2호
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• pp.175-184
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• 2015

본 연구에서는 아가리쿠스 버섯 가루를 첨가한 쿠키 제조 조건의 최적화를 위해 아가리쿠스 버섯 가루와 버터의 양을 독립변수로 하였고, Design Expert 8(State-easy Co.)을 사용하여 실험을 계획하고 최적화하였다. 아가리쿠스 버섯 가루와 버터의 최대 및 최소범위는 예비실험을 거쳐 아가리쿠스 버섯 가루는 1~5 g, 버터는 40~70 g으로 하여 쿠키를 제조하여 이화학적, 관능적 특성 검사를 실시하였다. 1. 쿠키의 수분함량은 유의적으로 아가리쿠스 버섯과 버터의 첨가량이 증가할수록 수분함량이 증가하였고(p<0.001), 독립변수가 서로 상호작용하는 2FI model이 선정되었으며, 이는 버섯의 식이섬유소의 수분 보유 성질에 의해 수분 보유력이 증가한 것으로 판단된다. 반죽의 수분함량은 유의적인 차이는 아니지만 아가리쿠스 버섯이 증가할수록 감소하고 버터가 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 2. pH와 당도는 아가리쿠스 버섯과 버터의 첨가량이 증가할수록 감소하였으나 유의적인 차이는 아니었다. 색도에서 명도는 아가리쿠스 버섯 가루 1 g과 버터 70 g에서 가장 높았고, 0.1%수준에서 유의적인 차이가 있었다. 적색도는 아가리쿠스 버섯 첨가량이 증가할수록 급격하게 증가하였으며 0.1%수준에서 유의적인 차이를 보였고 이는 버섯 특유의 색상이 영향을 준 것으로 판단된다. 황색도에서는 유의적인 차이는 없었다. 3. 퍼짐성은 아가리쿠스 버섯 가루와 버터의 양이 증가할수록 증가하였고 5% 수준에서 유의한 것으로 나타났으며, 경도는 버터의 첨가량이 증가할수록 급격하게 감소하는 것으로 나타났으나 유의적인 차이는 없었다. 4. 관능적 특성에서 색, 향미, 조직감, 전체적인 기호도 항목은 5% 수준에서 유의한 것으로 나타났으며, 아가리쿠스 버섯 가루와 버터의 양이 많아질수록 기호도는 일정수준까지 증가하다가 급격히 감소한 것으로 나타났다. 관능의 모든 항목에서 아가리쿠스 버섯 가루 3.5 g 버터 55 g에서 기호도가 가장 높은 것으로 나타났다. 5. 이상의 실험 결과를 바탕으로 아가리쿠스 버섯 쿠키의 유의적인 관능항목의 수치 최적화와 모형적 최적화를 통해 관능적 최적 배합비율은 아가리쿠스 버섯 가루 3.63g과 버터 55.37 g으로 산출되었다. 본 연구를 통해 아가리쿠스 버섯 쿠키의 영양, 기능, 품질, 기호도 측면에서 상품화를 위한 충분한 가능성이 있다고 판단되며, 아가리쿠스 버섯을 이용한 식품개발 가능성을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제28권5호
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• pp.577-586
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• 2018

본 연구는 전보의 블루베리로부터 분리하여 프로바이오틱스 특성이 우수한 Lactobacillus brevis SBB07의 기능성에 관한 연구에 이어, 산업적 적용을 위한 배양 시간, 배양용 배지의 성분 및 농도, 초기 pH, 배양 온도의 영향 등을 조사하였다. SBB07의 균체량 증진을 위한 배지 최적화를 수행하였고 이를 위해 통계적 방법인 Plackett-Burman design (PBD)와 central composite design (CCD)를 이용하여 배지의 성분 및 최적 농도를 확인하였다. PBD의 경우 탄소원 7종, 질소원 6종, 기타 미량 원소 6종을 이용 총 19가지 요소를 적용하였으며, 이 중 protease peptone, corn steep powder (CSP), yeast extract가 SBB07의 균성장에 중요 인자로 확인하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자를 CCD에 적용하였으며 이를 통해 균체 성장을 위한 최적 농도로 protease peptone 2.0%, CSP 2.5%, yeast extract 2.0%로 이때 최대 균체량은 2.93963 g/l가 예측되었다. 모델의 검증 실험을 통해 예측 모델과 실제 결과가 동일함을 확인하였으며, 확립된 최적 배지를 사용하여 배양 온도 및 초기 pH에 따른 영향을 조사한 결과 기본배양조건과 비교하였을 때 $37^{\circ}C$, 초기 pH 8.0에서 균체량이 $2.2933{\pm}0.0601g/l$에서 $3.85{\pm}0.0265g/l$로 약 1.68배 증가함을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해 프로바이오틱스 소재로서 우수한 기능성을 갖는 L. brevis SBB07의 배양 조건 확립을 통해 향후 소재의 산업화를 위한 기반을 확립하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.861-870
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• 2019

본 연구에서는 경제성 있는 생물학적 만니톨 고생산을 위해 선별균주의 만니톨 생산 최적화 배지조성을 RSM 방법을 이용하여 확립하고자 하였다. 먼저 김치로부터 분리된 10균주의 만니톨 생산량과 과당으로부터 만니톨 전환율 분석을 통하여 SRCM201425 균주를 선발하였으며, 선발균주는 16S rRNA 유전자 염기서열과 당 발효 분석을 통하여 Leuconostoc mesenteroides로 동정하였다. Plackett-Burman design (PBD)을 이용하여 만니톨 생산에 영향을 주는 배지 인자를 선별하기 위해 총 11개의 탄소원, 질소원, 무기원소의 영향을 조사하였으며, 통계학적 분석을 통하여 최종적으로 fructose와 sucrose, peptone을 선정하였다. 만니톨 생산을 위한 선별된 각 변수의 최적 농도를 결정하기 위한 방법으로 central composite design (CCD)과 반응표면 분석법을 이용하였으며, 최종적으로 CCD를 통해 만니톨 생산을 위한 배지 조성의 최적 농도는 fructose 38.68 g/l, sucrose 30 g/l, peptone 39.67 g/l으로 예측되었으며, 통계학적 분석을 통해 실험모델의 적합성을 확인하였다. 최종적으로 MRS 배지에서의 생산량의 약 20배의 만니톨을 생산할 수 있었으며, 100 g/l의 fructose가 포함된 MRS 배지 대비 97.46%의 만니톨을 생산하면서, 산업화시 기존 배지 대비 생산비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 예상되었다. 본 연구를 통하여 만니톨 생산을 위한 배지 조성의 최적화를 확립하였으며, 만니톨을 생산하기 위한 방법으로 주로 사용되고 있는 고비용의 촉매환원 방법을 대체할 방법을 제시할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국축산식품학회지
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• 제30권1호
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• pp.66-72
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• 2010

Pediococcus pentosaceus SA131 was isolated from jeotgal, is the bacteriocin producer against bovine mastitis pathogens, Streptococcus uberis E290, Enterococcus gallinarum E362, and Staphylococcus epidermidis ATCC 12228. The medium composition for pediocin SA131 production by P. pentosaceus SA131 was optimized using response surface methodology. Component of medium was studied as carbon source (glucose, fructose, lactose, glycerol, sucrose, maltose, and mannitol), nitrogen source (beef extract, yeast extract, peptone, malt extract, and tryptone), mineral and surfactant ($MgSO_4$, $KH_2PO_4$, $(NH_4)_2SO_4$, $MnSO_4$, NaCl, sodium acetate, and Tween 80). Through one factor-at-a-time experiment, glucose, fructose, yeast extract, malt extract, NaCl, $MgSO_4$, and Tween 80 were determined as the good ingredient. The effects of major factors for pediocin SA131 production were investigated by two-level fractional factorial designs (FFD). By a $2^4$ FFD, fructose, yeast extract, and $MnSO_4$ were found to be the important factors for the bacteriocin production. Subsequently, a $2^3$ central composite design (CCD) was adopted to derive a statistical model for optimizing the composition of the fermentation medium. The estimated optimum composition for the production of pediocin SA131 by P. pentosaceus SA131 was as follows; 0.13% fructose, 1% glucose, 1.8% yeast extract, 2.58% $MnSO_4$, 0.2% NaCl, and 0.2% Tween 80. The pediocin production under optimized medium was increased to 1,000 AU/mL, compared to the 400 AU/mL in MRS medium.

• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.162-166
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• 2008

본 연구는 플라스크 배양을 통해 B. indica L3 균주를 가지고 PS-7을 생산할 수 있는 최적 조건을 조사하기 위해서 수행하였다. RSM을 통한 배지의 최적화 실험에서는 whey lactose, glucose, ammonium nitrate 세 가지의 독립변수의 조성에 따라 배양 72시간에 해당하는 DCW, PS-7, 그리고 점도의 변화에 대한 결과를 관찰하였다. 결정 계수(R square)의 값은 PS-7 생산량, DCW, 점성에서 각각 0.72, 0.64, 0.85로 신뢰성 있는 값을 획득하였다. Whey lactose와 glucose의 조합에 따른 PS-7 생산에 미치는 효과를 살펴보면 whey lactose (2%), glucose (1%)에서 최적의 PS-7 생산을 나타내었다. 결론적으로 glucose에 whey lactose를 기반으로 하는 배지 첨가와 C/N 비율이 PS-7의 생산에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국식품영양학회지
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• 제30권2호
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• pp.319-325
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• 2017

본 연구에서는 상업적으로 가장 많이 쓰는 커피 추출기인 2단계 퍼콜레이터를 사용하여 인스턴트커피를 제조하기 위한 커피추출조건을 최적화하였다. 반응표면분석을 위한 수학적 모델식을 구하기 위해 중심합성계획법이 사용되었고, 구해진 모델식에서는 커피추출액의 추출 수율과 추출액의 전반적인 기호도가 3가지 요인(추출기의 급수온도, 추출배수, 추출시간)의 2차식으로 표현되었다. 반응표면분석의 결과를 바탕으로 40% 이상의 수율을 보이는 범위에서, 추출수율과 전반적인 기호도를 최대로 하는 최적 커피 추출 조건은 급수온도 $163^{\circ}C$, 추출배수 4.3 및 추출시간 27분이었다. 이 결과는 산업에서 경쟁력 있는 인스턴트 커피 제조를 위한 커피 추출 조건에 대한 기초 자료를 제공한다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권3호
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• pp.431-437
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• 2005

Overall experiments were planned by central composite design, and results were analyzed by response surface methodology (RSM) to determine effects of three independent variables, temperature ($X_{1}$), extraction time ($X_{3}$), and pressure ($X_{3}$), on yield of sesame oil extract (Y). Regression equation model optimized by response surface analysis was: Y (sesame oil) = $-3.89+0.07X_{1}+0.03X_{2}+0.0006X_{3}-0.0007X_{1}^{2}-0.0002X_{2}X_{1}-0.00008X_{2}^{2}+0.000004X_{3}X_{1}+0.0000009X_{3}X_{2}-0.00000009X_{3}^{2}$. According to RSM analysis, optimum extracting conditions of temperature, time, and pressure were $45.89^{\circ}C$, 131.89 min, and 34228.41 kPa, respectively, and statistical maximum yield of sesame oil was 96.27%. Fatty acid composition of sesame oil showed sesame oil extracted by Supereritical Fluid $CO_{2}$ contained lower levels of palmitic, stcaric, and oleic acids and higher levels or palmitoleic and linoleic acids than commercial sesame oil. Commercial and extracted sesame oils were analyzed by electronic nose composed of 12 different metal oxide sensors. Obtained data were interpreted by statistical method of MANOVA. Sensitivities of sensors from electronic nose were analysed by principal component analysis. Proportion of first principal component was 99.92%. All sesame oils showed different odors (p < 0.05).

• Wind and Structures
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• 제9권2호
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• pp.125-146
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• 2006

Stonecutters Bridge of Hong Kong is a cable-stayed bridge with two single-column pylons each 298 m high and an aerodynamic twin deck. The total length of the bridge is 1596 m with a main span of 1018 m. The top 118 m of the tower will comprise structural steel and concrete composite while the bottom part will be of reinforced concrete. The bridge deck at the central span will be of steel whilst the side spans will be of concrete. Stonecutters Bridge has adopted a twin-girder deck design with a wide clear separation of 14.3 m between the two longitudinal girders. Although a number of studies have been conducted to investigate the aerodynamic performance of twin-girder deck, the actual real life application of this type of deck is extremely limited. This therefore triggered the need for conducting the present studies, the main objective of which is to investigate the performance of Stonecutters Bridge against flutter at its in-service stage as well as during construction. Based on the flutter derivatives obtained from the 1:80 scale rigid section model experiment, flutter analysis was carried out using 3-D finite element based single parameter searching method developed by the second author of this paper. A total of 6 finite element models of the bridge covering the in-service stage as well as 5 construction stages were established. The dynamic characteristics of the bridge associated with these stages were computed and applied in the analyses. Apart from the critical wind speeds for the onset of flutter, the dominant modes of vibration participating in the flutter vibration were also identified. The results indicate that the bridge will be stable against flutter at its in-service stage as well as during construction at wind speeds much higher than the verification wind speed of 95 m/s (1-minute mean).