• 한국식품과학회지
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• 제35권3호
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• pp.417-422
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• 2003

양파가공기술의 일환으로 양파에 포함된 풍부한 포도당을 포도당산화효소(glucose oxidase)를 이용하여 글루콘산(gluconic acid)이 함유된 건강기능성 양파음료를 개발하기 위한 기초연구를 수행하였다. $Novozym^{\circledR}$ 771의 포도당 소모속도에 대한 kinetic parameter를 알아본 결과 Mechaelis Menten equation의 특성치들은 $V_{max}=26.1{\times}10^{-2}\;g/L{\cdot}min$이고 $K_m=5.84\;g/L$이었다. 양파즙에서의 포도당 산화효소의 반응특성을 알아보기 위해 2.5L jar fermentor에서 조업부피 1L로 각 조건에서 실험 하였다. 온도의 영향을 검토한 결과 $25^{\circ}C$일 경우 초기반응속도가 $3.18{\times}10^{-2}\;g/L{\cdot}min$이며 $30^{\circ}C$일 때보다 1.1배 증가된 값을 보임으로서 온도가 $30^{\circ}C$로 증가시 반응속도는 다소 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 통기속도의 영향을 살펴본 결과 반응속도는 통기량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 0 vvm일 때는 반응이 거의 진행되지 않았으며 4 vvm일 때 초기반응속도 $9.18{\times}10^{-2}\;g/L{\cdot}min$, 91.5%로 만족할 만한 높은 값을 보였으며 용존산소농도의 값을 측정함으로서 4 vvm일 때 산소가 포함됨을 확인할 수 있었다. 교반속도는 측정되었던 반응 조건 중 반응속도에 큰 영향을 주는 중요한 조건이었다. 450rpm일 때 $16.2{\times}10^{-2}\;g/L{\cdot}min$, 99.2%으로서 최대값을 보였다. 교반속도의 증가는 산소전달과 물질전달을 용이하게 해줘 결국 반응속도가 증가되는 것으로 판단된다. 2.5 L jar fermentor에서의 결과를 바탕으로 20L bench 규모의 효소 반응기를 제작, 20L 효소 반응기에서 조업부피 10L로 $25^{\circ}C$, 2 vvm, 350rpm에서 양파즙의 포도당 산화반응을 살펴본 결과 전체적인 반응속도가 크게 변하지 않는 것으로 판단되어 본 효소 반응은 매우 용이하게 scale-up 될 수 있는 것으로 판단되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권6호
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• pp.1095-1103
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• 1996

사과의 건조시 발생하게 되는 품질저하 현상을 개선하고자 sucrose를 삼투용매로 하여 침지온도와 농도 그리고 시간을 변수로 삼투건조하여 유리당, 유기산, ascorbic acid 함량변화에 대해 분석하였다. 유리당은 sucrose, glucose, fructose, sorbitol 등이 분석되었으며 농도가 증가함에 따라, 침지시간이 길어질수록 총당량이 증가하였으며 온도보다는 농도의 영향이 더 큰 것으로 나타났다. sucrose함량이 가장 많이 증가하였으며, fructose는 거의 없었고 glucose는 약간 증가하는 경향으로 각각의 유리당의 함량은 온도, 농도, 침지시간이 증가할수록 양이 증가하였다. 유기산은 malic acid와 fumaric acid가 주로 분석되었으며, 그외 oxalic acid, citric acid, maleic acid, succinic acid가 소량 분석되었다. 낮은 온도에서의 처리가 높은 함량을 보였으며 농도가 증가할수록 유기산의 함량이 많았고 침지시간이 길어질수록 유기산 함량이 줄어 들었다. Ascorbic acid도 저온$(20^{\circ}C)$과 농도$(60^{\circ}brix)$에서의 처리가 손실이 적었으며 온도가 낮을수록, 농도가 높을수록 더 큰 값을 보였으며 시간의 변화에는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 품질변화 kinetics를 model화하기 위하여 반응속도론에 상사시켜 본 결과 유리당의 변화는 1차반응 속도식이, 유기산의 변화와 ascorbic acid의 변화는 2차반응 속도식이 가장 적합한 것으로 나타났다. 품질변화 속도상수에 대한 온도의 영향은 Arrhenius 식에 비교적 따른다고 볼 수 있다. 삼투건조 동안 유리당과 유기산, ascorbic acid 함량의 변화를 예측하고자 수립한 예측모델은 비교적 높은 $r^2$를 보여 각 조건에 따른 함량변화를 예측할 수 있을 것으로 생각된다.

• 청정기술
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• 제18권1호
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• pp.76-82
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• 2012

폐수로 부터 유독한 말라카이트 그린 성분을 제거하는데 있어서 제올라이트의 활용가능성을 살펴보았다. 흡착실험은 298, 308 및 318 K에서 수행하였으며, 흡착에 대한 온도, 접촉시간과 초기농도의 영향을 조사하였다. 흡착자료를 기초로 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착공정은 Freundlich 흡착등온식이 잘 맞았으므로 제올라이트 표면의 불균일한 에너지에 의해 선택적인 흡착이 이루어짐을 알았다. 계산된 흡착등온선의 상수 값으로부터 제올라이트에 의해서 말라카이트 그린의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k_2$) 값은 말라카이트 그린의 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 조사하였다. 활성화에너지의 계산값은 제올라이트에 대한 말라카이트 그린의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. 자유에너지변화값(${\Delta}G^{\circ}$ = -6.47~-9.07 kJ/mol)과 엔탈피변화값(${\Delta}H^{\circ}$ = +32.414 kJ/mol)은 흡착공정이 298~318 K 범위에서 자발적이고 흡열과정이라는 것을 나타냈다.

• 대한화학회지
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• 제32권4호
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• pp.342-350
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• 1988

$Hg^{2+}$수용액내에서 $[Co(en)_2Cl_2]^+$의 Cl이 $H_2O$로 치환되는 속도를 UV/vis 분광광도계로 측정하여$Hg^{2+}$를 고려했을때의 속도식을 결정하고, 촉매가 관여한 타당한 반응메카니즘을 제안하였다. 그리고 생성물에서 분리 할 수 없는 cis-형과 trans-형이 생성될 때 이들 이성질체의 비율계산식을 만들고 이식에 의하여 이들 이성질체의 비율을 결정하였다. 본 연구에서 $Hg^{2+}$에 대한 반응차수는 cis-$[Co(en)_2Cl_2]^+$경우 1차이고 trans-$[Co(en)_2Cl_2]^+$경우 2차이다. 그리고 cis형 보다는 trans-형의 경우 더 빠른 반응으로 나타났고 생성물은 cis-형이 약 97%이고 trans-형이 약 3%정도 생성되었다. 이러한 속도자료와 활성화파라메타로 부터 본 반응계가 Id 메카니즘으로 반응이 진행되는 타당한 반응메카니즘을 제안하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제10권1호
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• pp.52-56
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• 1978

쌀의 취반에 대한 기작을 아끼바레(도정도,50%,70% 및 90%)를 이용하여 연구하였다. 취반(취반온도 $90^{\circ}-120^{\circ}C$)후 밥알의 hardness는 Texturometer로 측정하였다. 취반속도는 1차 반응의 식으로 표시될 수 있었으며, 취반온도 $90^{\circ}-120^{\circ}C$사이의 온도 계수는 2 이었다. 취반의 활성화 에너지는 $100^{\circ}C$이하에서는 약 17,000cal/mole, $100^{\circ}C$ 이상에서는 약 9,000cal/mole이었다. 쌀의 도정도 및 쌀의 취반전 침지시간은 활성화 에너지에 영향을 주지 않았으나, 반응속도 상수는 도정도가 높아질수록 증가하였고 취반시간은 반대로 감소하였다. 쌀의 취반과정은 다음의 두 기작으로 설명할 수 있었다. 즉 취반온도는 $100^{\circ}C$이하에서는 쌀의 성분 및 물에 의한 화학반응이, 취반온도 $100^{\circ}C$이상에서는 취반된 부분으로부터 취반되지 않은 부분(즉 반응이 진행되고 있는 부분)으로의 물의 확산속도가 취반속도를 제한하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권1호
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• pp.20-28
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• 1990

처분 안전성 평가를 위해서는 지하매질을 통한 방사성핵종의 이동특성 규명과 신뢰성 있는 지하 핵종이동 모델의 확보가 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 지하핵종이동 모델 개발을 위한 기초연구로서 충전층 실험을 수행하고, 실험결과를 제안된 핵종이동모델과 비교ㆍ검토하였다. 실험에서는 분쇄응회암으로 충전된 칼럼에서의 핵종이동 현상을 규명하고, 모델 시뮬레이션을 통해서는 세공확산을 모델에 고려하여 핵종이동에서 세공확산의 역할을 검토하였다. 충전층 실험에서 수력학적 분산계수는 비흡착성의 iodine을 사용하여 측정하였으며, 이 때 측정한 분산계수는 공극율 $\varepsilon$=0.483, 평균유속 (equation omitted)=0.915$\times$$10^{-2}$ cm/min에서 D$_{L}$=0.11$\times$$10^{-2}$ $\textrm{cm}^2$/min이었다. 그리고 중ㆍ저준위 방사성폐기물의 대표 핵종으로 사용한 Cs-137은 응회암에 대해 높은 지연특성을 보였으며, 파과곡선은 비대칭 형태로서 단말현상이 길게 나타났다. 모델 시뮬레이션 결과, 매질 세공내 확산과정은 다공성의 지하매질을 통한 핵종이동에서 중요한 율속단계 역할을 하였다.다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.103-108
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• 2019

본 논문에서는 비평형 분자동역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 알루미늄 박막과 실리콘 웨이퍼 간 열경계저항을 예측하였다. 실리콘의 끝 단 고온부에 열을 공급하고, 같은 양의 열을 알루미늄 끝 단 저온부에서 제거하여 경계면을 통한 열전달이 일어나도록 하였으며, 실리콘 내부와 알루미늄 내부의 선형 온도 변화를 계산함으로써 경계면에서의 온도 차이에 따른 열저항 값을 구하였다. 300K 온도에서 $5.13{\pm}0.17m^2{\cdot}K/GW$의 결과를 얻었으며, 이는 열유속 조건의 변화와 무관함을 확인하였다. 아울러, 펨토초 레이저 기반의 시간영역 열반사율 기법을 사용하여 열경계저항 값을 실험적으로 구하였으며, 시뮬레이션 결과와 비교 검증하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 90nm 두께의 알루미늄 박막을 실리콘(100) 웨이퍼 표면에 증착하였으며, 유한차분법을 이용한 수치해석을 통해 열전도 방정식의 해를 구해 실험결과와 곡선맞춤 함으로써 열경계저항을 정량적으로 평가하고 나노스케일에서의 열전달 현상에 관한 특징을 살펴보았다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권2호
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• pp.167-173
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• 2011

Nickel cobalt ferrite($Ni_{0.5}Co_{0.5}Fe_2O_4$) powder was prepared through the ceramic route by the calcination of a stoichiometric mixture of NiO, CoO and $Fe_2O_3$ at $1100^{\circ}C$. The pressed pellets of $Ni_{0.5}Co_{0.5}Fe_2O_4$ were isothermally reduced in pure hydrogen at $800{\sim}1100^{\circ}C$. Based on the thermogravimetric analysis, the reduction behavior and the kinetic reaction mechanisms of the synthesized ferrite were studied. The initial ferrite powder and the various reduction products were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, reflected light microscope and vibrating sample magnetometer to reveal the effect of hydrogen reduction on the composition, microstructure and magnetic properties of the produced Fe-Ni-Co alloy. The arrhenius equation with the approved mathematical formulations for the gas solid reaction was applied to calculate the activation energy($E_a$) and detect the controlling reaction mechanisms. In the initial stage of hydrogen reduction, the reduction rate was controlled by the gas diffusion and the interfacial chemical reaction. However, in later stages, the rate was controlled by the interfacial chemical reaction. The nature of the hydrogen reduction and the magnetic property changes for nickel cobalt ferrite were compared with the previous result for nickel ferrite. The microstructural development of the synthesized Fe-Ni-Co alloy with an increase in the reduction temperature improved its soft magnetic properties by increasing the saturation magnetization($M_s$) and by decreasing the coercivity($H_c$). The Fe-Ni-Co alloy showed higher saturation magnetization compared to Fe-Ni alloy.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권12호
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• pp.829-838
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• 2022

본 연구에서는 다양한 형상의 우주 물체와 우주 구조물 사이의 충돌 각도를 고려한 초고속 충돌(Hypervelocity impact) 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 비선형 구조 동역학 전산 해석 프로그램인 LS-DYNA의 완화 입자 유동법(Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH)을 사용하여 초고속 충돌 현상을 묘사하였으며, 금속 재료의 비선형 거동을 구현하기 위하여 Mie-Grüneisen의 상태 방정식과 Johnson-Cook의 재료 모델을 사용하였다. 구, 정육면체, 원기둥 및 원뿔 형상의 다양한 형상의 우주 물체를 이용하였으며, 우주 구조물은 알루미늄 평판(200 mm×200 mm×2 mm)으로 모델링되었다. 우주 물체가 우주 구조물 대비 4.119 km/s의 상대 속도로 충돌하는 시뮬레이션을 수행하여 동일 질량을 갖는 다양한 형상의 우주 물체와 우주 구조물 사이의 0°, 30° 및 45°의 충돌 각도를 고려하였을 시 초고속 충돌에 의하여 발생되는 파편운(debris cloud) 형상을 분석하였다. 동일한 운동 에너지를 갖는 우주 물체는 형상의 차이로 인해 모두 다른 파편운이 형성되었다. 더불어 충돌 각도의 증가에 따라 파편운의 크기가 줄어드는 경향을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제16권2호
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• pp.117-123
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• 2010

본 연구에서는 Au(I) 이온을 함유한 시안 용액으로부터 다른 형태의 금을 회수하기 위하여 생체흡착 후 탈착하는 방법과 생체흡착 후 회화하는 방법을 제안하였다. 생체흡착제로는 아미노산 발효 공정에서 발생하는 균체 폐기물(Corynebacterium glutamicum)을 사용하였다. 바이오매스의 흡착 특성을 알아 보기 위하여 pH edge 실험을 수행하였으며, 그 결과 흡착성능은 pH 2-3 부근에서 우수한 결과를 보였다. 또한, 등온흡착 실험 결과를 Langmuir 모델에 적용한 결과 Au(I)의 최대 흡착량은 pH 2.5에서 35.15 mg/g이었다. 흡착 속도론 실험을 통해 흡착 평형은 60분 이내의 짧은 시간 내에 이루어지는 것을 확인하였다. Au(I)을 회수하기 위하여 바이오매스에 흡착된 Au(I)을 탈이온수를 이용하여 탈착을 시켰으며, 탈착효율은 91%로 평가되었다. 이 결과는 바이오매스를 이용하여 흡착과 탈착을 통해 1가 금을 효과적으로 회수할 수 있음을 보여준다. 영가 형태로 회수하기 위하여, 금을 흡착하고 있는 생체흡착제를 회화하여 환원된 형태의 금을 성공적으로 회수하였으며, 회분 중 금의 순도는 85% 이상이었다. 따라서 본 연구에서 제시한 생체흡착 후 탈착(1가 형태) 공정과 생체흡착 후 회화(영가 형태) 공정은 회수하고자 하는 금의 산화수에 따라 선택하여 사용될 수 있을 것으로 기대된다.