• 제목/요약/키워드: optimization of production

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Nannochloris eucaryotum growth: Kinetic analysis and use of 100% CO2

  • Concas, Alessandro;Lutzu, Giovanni Antonio;Locci, Antonio Mario;Cao, Giacomo
    • Advances in environmental research
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    • 제2권1호
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    • pp.19-33
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    • 2013
  • Microalgae are receiving an increasing attention because of their potential use as $CO_2$ capture method and/or as feedstock for biofuels production. On the other hand the current microalgae-based technology is still not widespread since it is characterized by technical and economic constraints that hinder its full scale-up. In such contest the growth kinetics of Nannochloris eucaryotum (a relatively unknown marine strain) in batch and semi-batch photobioreactors is quantitatively investigated with the aim of obtaining the corresponding kinetic parameters suitable for process engineering and its optimization. In particular the maximum growth rate was evaluated to be 1.99 $10^{-3}\;h^{-1}$. Half saturation concentrations for nitrates ($K_N$) and phosphates uptake ($K_P$) were evaluated as 5.4 $10^{-4}\;g_N\;L^{-1}$ and 2.5 $10^{-5}\;g_P\;L^{-1}$, respectively. Yield factors for nitrogen ($Y_N$) and phosphorus ($Y_P$) resulted to be 5.9 $10^{-2}\;g_N\;g^{-1}$ biomass and 6.0 $10^{-3}\;g_P\;g^{-1}{_{biomass}}$, respectively. The possibility of using 100% (v/v) $CO_2$ gas as carbon source is also evaluated for the first time in the literature as far as N. eucaryotum is concerned. The strain showed a good adaptability to high concentrations of dissolved $CO_2$ as well as to low pH. The lipid content under 100% $CO_2$ is about 16.16 %wt $wt^{-1}$ and the fatty acid methyl esters composition of the extracted oil is in compliance with the European regulation for quality biodiesel.

비용기반 스케쥴링 : Part I, 작업내 비용 전파알고리즘 (Cost-Based Directed Scheduling : Part I, An Intra-Job Cost Propagation Algorithm)

  • 김재경;서민수
    • 지능정보연구
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    • 제13권4호
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    • pp.121-135
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    • 2007
  • 문제의 제약조건을 명확히 표현하고 휴리스틱 탐색에 의하여 스케쥴링을 형성하는 제약조건 중심의 스케쥴링 기법은 실세계의 스케쥴링 문제에 성공적으로 적용되어 왔다. 하지만, 기존의 제약조건 중심의 스케쥴링 연구에서 스케쥴링의 목적을 표현하고 최적화하는데 관련된 연구는 부족한 상황이다. 특히 비용 목적함수는 다양한 비즈니스 계획의 효과를 분석하는 기업의사결정에서 매우 중요 하다고 평가된다. 이 연구의 목적은 자원 용량이나 일시적인 제약조건을 만족하면서 지연비용 및 재고비용을 포함한 스케쥴링의 전체 비용을 명확하게 표현하고 최적화하는 것이다. 비용기반 스케쥴링 프레임워크에서, 동일한 작업 내에 일시적인 제약조건을 만들어 가면서 비용함수를 개선해 나가는 비용 전파 알고리즘을 제시하였다.

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고온수성가스전이반응 적용을 위한 Cu-CeO2-MgO 촉매의 제조방법 최적화 (An Optimization of Synthesis Method for High-temperature Water-gas Shift Reaction over Cu-CeO2-MgO Catalyst)

  • 전이정;김창현;심재오
    • 청정기술
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    • 제29권4호
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    • pp.321-326
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    • 2023
  • 최근 탄소중립과 관련하여 연소 시 이산화탄소 배출이 없어 청정한 수소에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 수소 생산에 관련된 연구가 계속되고 있으며 본 연구에서는 폐기물을 처리함과 동시에 고순도 수소를 생산하기 위해 폐기물 유래 합성가스를 수성가스전이반응에 적용하였다. 마그네슘을 세륨과 함께 지지체로 사용하여 고온수성가스전이(HT-WGS)반응에서 촉매의 활성을 향상시키고자 하였다. HT-WGS 반응의 활성물질로 구리를 사용해 Cu-CeO2-MgO 촉매를 제조하였으며, 제조방법에 따른 촉매활성 연구를 진행하였다. HT-WGS 반응 결과 함침법으로 제조된 Cu-CeO2-MgO 촉매가 가장 높은 활성을 보였으며, 이는 가장 높은 산소 저장능과 많은 활성 Cu 종을 가지는 특성에 기인한 결과이다.

스마트 팩토리 반도체 공정 데이터 최적화를 위한 향상된 머신러닝 전처리 방법 연구 (Enhanced Machine Learning Preprocessing Techniques for Optimization of Semiconductor Process Data in Smart Factories)

  • 최승규;이승재;남춘성
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.57-64
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    • 2024
  • 스마트 팩토리의 도입은 제조업 분야에서 객관적이고 효율적인 라인 관리로의 전환을 가져왔다. 그러나 대부분의 회사가 매초 수집되는 수많은 센서 데이터를 효과적으로 사용하지 못하고 있다. 본 연구에서는 이러한 데이터를 활용해 제품 품질을 예측하고 효율적인 생산 공정의 관리를 목표로 한다. 보안 문제로 구체적인 센서 데이터 확인이 불가하여, "SAMSUNG SDS Brightics AI" 사이트의 반도체 공정 관련 학습용 데이터를 확보하여 연구를 진행한다. 머신러닝 모델에서 데이터의 전처리 과정은 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 따라서, 결측값 제거, 이상치 제거, 스케일링, 특성 제거의 전처리 과정을 통해 최적의 센서 데이터를 확보하였다. 또한, 학습 데이터셋이 불균형 데이터를 이루고 있어 오버샘플링 기법을 통해 동일한 비율을 맞추어 모델 평가 전 데이터를 준비하였다. 머신러닝에서 제공되는 다양한 모델 평가로 구한 SVM(rbf) 모델로 높은 성능(Accuracy : 97.07%, GM : 96.61%)을 확인했다. 또한, 동일한 데이터로 학습 시 "SAMSUNG SDS Brightics AI"에서 구현하였던 MLP 모델보다 더 높은 성능을 보인다. 본 연구는 센서 데이터를 활용한 양품/불량품 예측 외에도 부품 주기, 공정 조건 예측 등 다양한 주제에 적용 가능하다.

수지의 하전 입자빔 전처리 공정의 최적화 (Optimization for Electro Deposition Process of PC/ABS Resin Surface Treatment)

  • 박영식;심하몽;나명환;송호천;윤상후;장근삼
    • 응용통계연구
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    • 제27권4호
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    • pp.543-552
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    • 2014
  • 최근 휴대단말기 시장에서는 블루투스, GPRS, EDGE, 3GSM, HSDPA 등과 같은 높은 대역폭의 RF를 사용하고 있다. 높은 대역폭의 RF 영역에서는 높은 면저항(Sheet resistance)을 갖는 무전도 금속박막 코팅 방법이 사용되고 있는데, 기존의 무전도 금속증착은 사출물 세정, UV 하도 코팅, 금속증착, UV 중도 코팅, 상도 코팅 등 다수의 복합 공정으로 이루어져 있다. 특히 하도공정은 금속 증착(Sputtering)과 일괄 처리가 어려워 생산성이 낮고 생산원가 상승의 원인이기도 하다. 따라서 이를 극복하기 위하여 최근 Na 등 (2014)은 무전도 금속코팅에서 Primer 대체를 위한 전자빔의 표면처리의 가능성을 가능함을 보였다. In this paper, 플라즈마 생성 전자빔 소스(Plasma generated electron beam source)를 활용하여 PC/ABS 수지 사출물의 공정을 실험계획법에 의한 전자빔 조사 조건을 탐색하여, 즉, 수지 표면처리공정 조건을 탐색하여, 그 실험 결과를 분석하여, 진공전처리공정 개발 및 양산공정라인의 처리의 최적 조건을 찾고자 한다.

석탄 합성가스로부터 효율적인 생물학적 수소 생산에 관한 연구

  • 강환구;전희진
    • KSBB Journal
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    • 제15권3호
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    • pp.268-273
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    • 2000
  • 본 연구에서는 R rubrum을 이용한 석탄합성 가스로부터 수소 생산공정에 있어서의 세포성장 및 일산화탄소 전환을 최적화하 는 여러 조건들을 조사하였다. 그 중 pH의 영향을 살펴보면 R. rubrum 세포성장에는 pH 6~7이 최적이었고 수소생산에는 pH 7 7-7.5이 최적이었으며 pH가 5.5에서는 세포성장이거의 이루어 지지 않았다. 또한 온도가 34 'C 이상 증가되었을 때 세포성장이 둔화되어 멈추고 안정적인 co 전환속도를 얻을 수 없으므로 $30^{\circ}C$가 R. rubrum 균주 성장과 co 전환에 최적온도라 생각된다. 또한 R. rubrum은 photosynthetic bacteria인데 이 세포의 성장에 는 벚의 세기가 1,700-2,400 Lux가 최적임을 알 수 있었고 co 전환에는 계속적인 빛의 공급이 꼭 필요하지는 않고 간헐적인 빛의 노출만으로도 충분하다고 생각된다. 또한 연속반응기를 이 용하여 600 rpm, $30^{\circ}C$, pH 7에서 합성가스 체류시간 110분시 co 전환율 약 53%정도를 얻을 수 있었다. 이 연구가 계속 진 행되어져서 photobioreactor의 개발, high pressure bioreactor의 이 용, 균주의 mutatIOn 및 전환능력 우수 균주 등의 selection을 수 행한다면 매우 높은 합성가스 전환율을 갖는 생물반응기 공정개 발도 가능하리라 생각된다.

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도축 폐혈액 단백질을 이용한 Probiotics생산에서의 동결건조 조건 (Optimization of Freeze-drying Conditions for Probiotics Production with Animal Blood Proteins Added Medium.)

  • 현창기;신현길
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.200-205
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    • 1998
  • 본 연구는 도축 폐기물인 가축혈액의 이용을 위해 사료첨가제로서 혈분 성분이 함유된 유산균 probiotics의 생산을 목적으로 하여 수행되었다. 혈액으로부터 얻은 혈장을 질소원으로 이용한 BBPB 배지에, 시판 중인 미생물 사료첨가제로부터 분리된 probiotics용 Lactobacillus sp.를 배양하여 대조구인 MRS배지의 74%에 이르는 높은 생균수를 얻을 수 있었다. 얻어진 배양액의 동결 건조는 배양시간, 배양액의 pH보정, 배양액의 농축, 급속동결 등의 조건에 의해 균체의 생존율이 영향을 받았으며, 24시간 배양한 배양액을 pH 6.4로 보정한 뒤 10배로 농축하여 -5$0^{\circ}C$에서 3시간 동안 동결한 후 건조하는 조건으로 최적화되었다. BBPB 배지에 잔여하는 혈장 단백질 성분은 유산균의 동결건조 안정화 효과도 가지고 있는 것으로 나타났고 그 수준은 MRS와 유사하였다. 제제화를 위한 동결건조 안정제로는 Sucrose가 높은 효과를 나타내었고 10%첨가시 48.3%의 생존율로 $3.0{\times}^{10}$ CFU/g의 유산균 제제를 얻을 수 있었다. 본 연구에서의 동결건조조건을 이용하면 도축 폐혈액을 이용한 problotics의 산업적 생산이 가능할 것으로 사료된다.

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L-leucine 발효의 최적화 (Optimization of L-leucine Fermentation)

  • 신현철;하구선;조영제;전영중;김성준;이재홍
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.677-680
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    • 1992
  • Corynebacterium glutamicum CH 1516(L-leucine 생산주)를 사용하여 7l 발효조에서 배양온도 및 pH, 산소전달속도 등을 최적화한 결과 각각 $30^{\circ}C$, 7.0, 0.21 kmole $O_2$/$m^3{\cdot}hr$이었다. 산소전달속도가 0.19 kmole $O_2$/$m^3{\cdot}hr$ 보다 낮은 조건에서는 상당량의 lactic acid가 축적되었고 0.23 kmole $O_2$/$m^3{\cdot}hr$보다 높은조건에서는 glutamic acid가 생성되고 PCV가 크게 증가하였다. 한편 1200l 실험공장에서의 L-leucine 생산을 위해 7l 발효조에서 최적화된 배양조건을 적용하여 산소전달속도를 지표로 공정확대를 실시한 결과 7l 발효조와 거의 대등한 결과를 얻을 수 있었으며,산화한 원전위 -15-170 mV에서 L-leucine이 왕성하게 생산되었다.

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대장균에서 isorhamnetin 3-O-glucoside의 생합성 최적화 (Optimization of bioactive isorhamnetin 3-O-glucoside production in Escherichia coli)

  • 김봉규
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제62권4호
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    • pp.361-366
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    • 2019
  • Isorhamnetin 3-O-glucoside는 플라보놀 그룹에 속하는 물질로서 염증이나 궤양에 효과가 있을 뿐만 아니라 신경장해, 신장병증, 망막증과 같은 당뇨합병증을 완화하는 것으로 보고되었다. Isorhamnetin 3-O-glucoside는 Tetraena aegyptia, Salsola oppositifolia, Salicornia herbacea, Sambucus ebulus와 같은 몇몇 식물에서 발견된다. 생물전환은 저렴한 화합물로부터 고부가가치 물질을 생산할 수 있는 유용한 방법이다. 본 연구에서 생물전환을 통해 quercetin으부터 isorhamnetin 3-O-glucoside를 생합성 하기 위해 두 개의 유전자(PGT E82L과, ROMT-9)를 각각의 대장균에 도입하였다. 대장균의 공조배양시스템을 이용하여 isorhamnetin 3-O-glucoside 생산 배양법의 최적화를 위해 생물전환배지, 배양온도, 세포의 혼합비율, 재조합 단백질 유도시간, 기질 공급 농도 등을 테스트하였다. 최적화된 생물전환 조건하에서 생물전환을 실시하였으며, 배양의 12시간 후 181.2 mg/L의 isorhamnetin 3-O-glucoside가 생합성 되었다. 이는 이전의 연구에서 보고된 isorhamnetin 3-O-glucosie (39.6 mg/L)의 생합성보다 4.7배 높았다.

폴리머 마이크로렌즈 제작 (Polymer Microlens Fabrication)

  • 류근걸;김영근;전광석
    • 청정기술
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    • 제11권4호
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    • pp.205-211
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    • 2005
  • 마이크로렌즈 어레이의 제작은 매우 다양한 재료와 방법이 제안되어 지고 있으나, 폴리머를 이용한 사출법은 광학적 특성, 내충격성, 가공성, 경량화 및 환경친화성 등의 장점으로 주목 받고 있다. 사출법 템플레이트를 제작하기 위한 PR(Photo-Resist) reflow법은 형상제어가 용이하고 대량생산과 정밀가공의 측면에서 효율적이어서, 집적화가 용이하고 공정을 줄일 수 있는 장점을 갖게 되어 매우 환경친화적이다. 그러나 마이크로렌즈 어레이의 사출성형은 사용되는 폴리머재료의 성질에 따라 성형에 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이와 같은 성형의 어려움을 극복하기 위한 방법으로 급가열/급냉각 사출을 통하여 마이크로렌즈 어레이를 제작하고 특성을 이해하였다. 템플레이트의 급격한 온도상승과 고온에서의 모양이 냉각으로 인한 변형이 없도록 급속히 냉각시켜 줌으로서 마이크로렌즈 어레이의 사출성형을 구현 하였다. PC(Poly-Cabon ate)와 PMMA(Poly-Methyl-Meth-Acrylate)를 비교하여, PMMA가 낮은 용융점에 의해 성형성이 우수함을 확인하였다. 사출시 압력과 속도를 변수로 마이크로렌즈 어레이의 제작을 위한 사출조건을 도출하였다.

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