두유박 시리얼을 제조하는데 최적 배합비를 산출하기 위하여 혼합물 실험 계획법을 사용하였다. 두유박 $30{\sim}80%$과 옥분 $20{\sim}70%$의 제약조건으로 실험디자인을 하여 압출성형을 한 결과, 두유박 함량이 증가할수록 시리얼의 팽화율은 작아지고 용적 밀도는 높아진 반면에 옥분의 함량이 증가할수록 팽화율과 절단강도, 수분용해지수, 수분흡수지수를 증가시켰다. 시리얼의 색도에서는 두유박을 첨가할수록 어두워지고, 옥분은 $L^*$값과 $b^*$값에 큰 영향을 주었다. 모델화 및 분석을 통한 반응 결과는 팽화율, 절단강도, 수분흡착지수는 quadratic 모델이 설정되고, 용적밀도, 수분용해지수, 색도는 linear 모델이 설정되었다. 색도의 $a^*$을 제외한 모든 반응결과에서 5% 이내의 유의차를 보여주어 모델에 대한 적합성을 입증하였고, 예측된 반응식을 통하여 혼합물내의 성분들이 시리얼에 미치는 영향을 살펴볼 수 있었다. 결과적으로 각 반응의 모델에서 나타난 계수를 이용한 수치 최적화를 하였을 때, 두유박 46.19%, 옥분 53.81%의 최적 배합비가 산출되었다.
Purpose: This article focuses on the reviewing the papers published in the Journal of the Korean Society for Quality Control (JKSQC) and the Journal of the Korean Society for Quality Management (JKSQM) since 1965, in the area of design of experiments. In this paper, moreover, some other contents of another statistical quality control areas is included. Methods: The reviewed articles are classified into the three main categories: theory and application of experimental designs, response surface methodology and mixture experiments, and roust designs. Some omitted papers in the other areas of reviewing works are also included in this paper, and the contents and relationships of the published articles are examined and summarized in each sub-field. Results: We summarize the reviewed papers in the chronological road-maps for each sub-field, and outline the relations of the connected papers. We provide comments on the contents and the contributions of the reviewed papers. The future direction of the research in the theory and application areas of experimental designs can be provided by the contents of this research. Conclusion: The diverse topics on the improving the quality in the various industry fields are studied and published on the theory, methodology and the empirical application in the fields of designs of experiments. We can see that the Korean Society for Quality Management (KSQM) has tremendously contributed on the improvement of quality in the manufacturing and service industries by publishing the reviewed articles in this paper.
본 연구에서는 불포화 폴리에스터수지를 이용하여 적절한 투수성과 압축강도 및 내구성을 갖는 투수 콘크리트를 개발하고자 하였다. 투수 콘크리트 개발을 위해 사용된 재료로는 단입도 굵은골재와 결합재로서 불포화 폴리에스터수지 그리고 채움재로서 탄산칼슘을 이용하였다. 배합 방법은 굵은골재 최대치수, 결합재 비율, F/B 비율 등을 변화시키며 KS 규격에 준하여 각각의 배합에 따른 투수계수, 압축강도를 평가하였다. 그 결과, 투수계수는 약 $3.5{\times}10^{-1}cm/sec$, 공극률은 약 34%, 압축강도는 11 MPa로 나타나, 우수유출저감시설의 기준을 만족하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 각종 산업부산물(플라이애시 2종, 페트로 코크스 연소 유동층 보일러 애시 및 고로 슬래그 미분말)을 활용한 싱크홀 복구용 경량 충전재 제조에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 혼합물 실험계획법을 적용하여 산업부산물의 배합비에 따른 혼합 원료 물성(압축강도) 거동을 검토하였고, 상용프로그램인 MINITAB을 사용하여 통계적 분석을 하였다. 산업부산물의 배합조건별 압축강도는 고로 슬래그 미분말에 강한 의존성을 나타냈으며, 압축강도(3일 재령)는 고로 슬래그 미분말 사용량에 3~11MPa 수준이며, 유동층 보일러 플라이애시의 사용은 압축강도 발현에 미치는 영향이 가장 적은 것으로 평가되었다. 그리고 혼합물 실험계획에 따른 원료 배치 1조건에 대해서 기포 콘크리트를 제조하여 압축강도와 투수계수를 측정하였으며, 이때 부피비중 0.9~1.0, 겉보기 기공률은 30~50% 수준, 압축강도(3일 재령)는 1~2MPa 수준, 투수계수는 $10^{-2}{\sim}10^{-3}cm/sec$ 수준이다.
현재 제안되고 있는 고준위폐기물 심지층처분장의 설계에 따르면, 완충재와 뒷채움재의 재료로 벤토나이트 및 벤토나이트-모래 혼합물이 고려되고 있다. 후보물질인 경주벤토나이트를 대상으로, 압축 벤토나이트와 벤토나이트-모래 혼합물의 열전도도를 측정하였다. 경주벤토나이트와 벤토나이트-모래 혼합물의 열전도도를 건 조밀도, 함수비 및 모래 함량의 함수로서 예측할 수 있는 관계식을 제안하였다. 제안된 관계식은 실험 조건 하에서 열전도도를 10% 이내의 오차로 예측할 수 있다.
PARK J. S.;YEOM J. K.;LEE T. W.;HN J. Y.;CHUNG S. S.
International Journal of Automotive Technology
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제7권1호
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pp.17-23
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2006
An experimental study was carried out to obtain the fundamental data about the effect of sub-chamber on pre-mixture combustion. A eve (constant volume combustor) divided into a sub-chamber and a main chamber was used in this experiment. The volume of the sub-chamber was varid trom $0.45\%$ to $1.4\%$ about the whole combustion chamber. The sub-chamber has twelve narrow radial passage holes and a spark plug to ignite the pre-mixture. As the ignition occurs in the sub-chamber by a spark discharge, burned and unburned gas including a great number of radicals is injected into the main chamber, then the multi-point ignition occurs in the main chamber. The combustion pressure is measured to calculate the burning velocity mainly as a function of the sub-chamber volume, the diameter of the passage holes, and the equivalence ratio. In the case of RI (radical ignition) methods, the overall burning time became very short and the maximum burning pressure was slightly increased as compared with that of SI (spark ignition) method. The optimum design value of the sub-chamber is near 0.11 $cm^{-l}$ in the ratio of total area of holes to the sub-chamber volume.
The ionic conductivity of $Li_2O-ZrO_2-SiO_2$ glasses has been designed and analyzed on the basis of a mixture design experiment with constraints. Fitted models for the activation energy and the ionic conductivity are as follows: $Q(kJ/moi)=54.8565x_1+144.825x_2+133.846x_3-170.908x_1x_3-334.338x_2x_3$$log{\sigma}(300K)=-5.00245x_1-1.17876x_2-15.5173x_3+17.4522x_1x_3$. The electrical properties are very sensitive to the ratio of $Li_2O/SiO_2$. The effect of $ZrO_2$ is less than that of this ratio but $ZrO_2$ component attributes to the reduction of the activation energy. The optimal composition for best ionic conduction based on these fitted models is $55Li_2O{\cdot}10ZrO_2{\cdot}35SiO_2$. Its activation energy and ionic conductivity at 300 K are 46.98 kJ/mol and $1.08{\times}10^{-5}{\Omega}^{-1}{\cdot}cm^{-1}$, respectively.
실험 계획법을 활용하여 세라마이드가 고함량으로 함유된 수화 액정형 베시클의 입자 사이즈에 영향을 미치는 인자를 분석하고 혼합물 조성의 최적화를 시도하였다. 베시클 입자 사이즈에 영향을 주는 주요 변수로 제조 온도, 에탄올 양, 초음파 시간을 각각 정하고, 다구찌 방법의 S/N비 산출과 ANOVA 분석을 통해, 이들 변수들이 입자 사이즈에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 혼합물 실험 계획법의 심플렉스 중심 설계에 따라, 베시클 막을 구성하는 세 지질 성분, 인지질(HPC), 콜레스테롤(Chol), 세라마이드(Cer)의 혼합 조성 실험을 수행하였다. 실험에서 얻어진 데이터로부터 회귀분석을 실시하여 모델식을 구하고, 베시클 입자 사이즈를 최소로 만들기 위한 세 지질 성분의 최적 혼합 조성은 HPC(0.6), Chol(0.1), Cer(0.3)으로 구해졌다.
혼합물 성분비와 공정변수들에 관한 실험 자료가 주어진 경우에, 주어진 실험 자료를 잘 설명하는 적절한 결합모형을 찾는 것은 중요한 과제이다. 우선 모형 선택 기준에 부합하는 시작모형의 후보들을 교적모형의 범주에서 찾고, 다음으로 선택된 시작모형을 완전모형으로 간주하여, 모형의 간결성의 원칙에 따라서 완전모형의 부분모형으로 구성된 적절한 결합모형들을 찾는데, 일반적으로 여러 개의 결합모형들이 추천된다. 주어진 실험 자료에 대한 적절한 모형으로 여러 개의 모형이 추천된 경우에, 엔지니어들의 실용적인 관심사는 각각의 결합모형에 대한 반응변수의 기대값의 예측치와 예측치의 표준편차의 추정치를 동시에 최적으로 하는 최적조건의 찾기이다. 이를 위한 실용적인 방법으로 반응변수가 여러 개인 다중 반응표면 분석에서 동시 최적화 기법을 활용한 최적조건을 찾는 방법을 제안하고, 잘 알려진 혼합물성분-공정변수 실험 자료에 대해서 Design Expert 8.0을 활용하여 적절한 결합모형들을 찾고, 이 모형들을 동시에 최적화하는 최적조건 찾기가 예시된다.
RHEEM, SUNGSUE;SEJONG OH;KYOUNG SIK HAN;JEE YOUNG IMM;SAEHUN KIM
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제12권3호
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pp.449-456
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2002
The objective of this study was to optimize medium composition of initial pH, tryptone, glucose, yeast extract, and mineral mixture for production of bacteriocin by Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, using response surface methodology. A response surface approach including new statistical and plotting methods was employed for design and analysis of the experiment. An interiorly augmented central composite design was used as an experimental design. A normal-distribution log-link generalized linear model based on a subset fourth-order polynomial ($R^2$=0.94, Mean Error Deviance=0.0065) was used as an analysis model. This model was statistically superior to the full second-order polynomial-based generalized linear model ($R^2$=0.80, Mean Error Deviance=0.0140). Nonlinear programming determined the optimum composition of the medium as initial pH 6.35, typtone $1.21\%$, glucose $0.9\%$, yeast extract $0.65\%$, and mineral mixture $1.17\%$. A validation experiment confirmed that the optimized medium was comparable to the MRS medium in bacteriocin production, having the advantage of economy and practicality.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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