• 제목/요약/키워드: response surface design

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홍삼 첨가 액상청국장의 기능성에 대한 마이크로웨이브 최적 추출조건 예측 (Prediction of Optimal Microwave-assisted Extraction Conditions Preserving Valuable Functional Properties of Fluid Cheonggukjang Obtained from Red Ginseng)

  • 이보미;도정룡;김현구
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.474-480
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    • 2007
  • 홍삼 첨가 액상청국장의 추출공정별 청국장 추출물의 특성 비교 및 청국장의 최적 추출 조건을 설정하고자 하였다. 용매로 물을 사용하여 추출한 홍삼 첨가 액상청국장을 각각 마이크로웨이브 파워별(30, 60, 90, 120 및 150 W), 시간별(1, 5, 9, 13 및 17분)로 추출한 후 생리활성 실험을 수행하였을 때, 수율, 전자공여능, 아질산염 소거능, tyrosinase 저해작용, SOD 유사 활성 등의 생리활성 측정을 통해 추출 최적점을 찾아내었다. 홍삼을 첨가한 액상 청국장의 경우 마이크로웨이브 파워 $0{\sim}85\;W$, 시료에 대한 용매비 $1.4{\sim}2.8\;g/mL$, 추출시간 $6.5{\sim}11$분에서 최적의 조건이 나타났다. 예측결과에 의한 최적조건을 확인하기 위하여 예측된 최적조건 범위 내에서 임의의 조건을 대입하여 이화학적 특성을 예측해본 결과 홍삼을 첨가한 액상 청국장에 대한 임의의 조건으로 시료에 대한 파워 90W, 용매비 2.5 g/mL, 추출 시간 9분을 설정한 후 홍삼을 첨가한 액상 청국장에 대한 각각의 회귀식에 대입하여 얻은 예측된 최적값은 수율 23.04%, 전자공여능 56.33%, 아질산염 소거능 65.62%, tyrosinase 저해작용 4.96%, SOD 유사활성 41.97%로 실험값과 예측값 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

Modeling the Effect of Water, Excavation Sequence and Reinforcement on the Response of Tunnels

  • Kim, Yong-Il
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.161-176
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    • 1999
  • 본 논문에서는 기존의 불연속 변형 해석(DDA) 방법에 대한 세가지 방향의 새로운 개선 방법들이 제시되었다. 이 개선 방법들은 암반 균열에서 암석 블록과 지하수 흐름의 수리-역학적 커플링, 연속적인 하중 재하 또는 제하, 그리고 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 라이닝에 의한 보강으로 구성되었다. Shi (1988)와 Lin (1995)에 의한 기존 DDA 프로.그램은 이 방법들에 의하여 추가로 개선되었으며, 이 새로운 DDA프로그램에 대한 몇 가지 적용예들이 제시되었다. 또한, 경부고속철도 공사의 일부인 운주 터널의 지하굴착에 대한 시뮬레이션을 통하여 절리를 통한 지하수의 흐름, 굴착순서, 그리고 록볼트와 숏크리트에 의한 보강이 터널안정에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 절리를 통한 지하수의 흐름과 부적절한 굴착순서는 터널의 안정성에 악영향을 미치나, 한편 록볼트와 숏크리트에 의한 보강은 터널을 안정화 시킨다는 사실을 밝혀냈었다. 그 결과 세가지 개선방법이 추가된 DDA프로그램은 지하구조물 설계에 있어서 유용한 해석방법으로 사용될 수 있다는 사실을 보여주었다.

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귀리 수용성 $\beta$-glucan의 생물활성 (Biological Activities or oat soluble $\beta$-glucans)

  • 강태수;정헌상;박희정;이명렬;공영준;정익수
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.547-553
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    • 2003
  • 귀리를 건강 및 기능성 식품소재로서 개발하기 위하여 귀리 겉겨(OBC)로부터 수용성 $\beta$-glucan을 중심합성실험계획에 의해 분리하고, 생물활성(항균, 항산화, 암세포 생육저해능)을 검토하였다 귀리 수용성 $\beta$-glucan 시료는 250, 500$\mu\textrm{g}$/disc농도에서 항균활성을 paper disc method로 검토한 결과 항균력이 없었으며, 5%농도에서 전자공여능(electron donating ability, EDA)으로 측정한 항산화활성도 없었다. 귀리 수용성 $\beta$-glucan의 암세포에 대한 생육저해능은 제 7번 시료(추출온도 45$^{\circ}C$, 에탄올농도 15%, pH 6)가 다른 시료에 비해 유의적으로 높았는데, 1mg/$m\ell$의 시료농도에서 위암(AGS), 간암(Hep3B) 및 폐암세포주(A549)에 대하여 각각 59%, 58% 및 54%의 생육저해능을 보였다 또 제 1번 시료(추출온도 55$^{\circ}C$, 에탄올농도 5%, pH 6)의 경우도 3종의 암세포에 대하여 비교적 높은 생육저해활성을 나타내었다. 반응표면분석 결과, 독립변수들의 값의 변화에 따라 암세포의 생육저해능은 영향을 받았다.

포도씨의 총페놀 성분, 항산화능 및 아질산염소거능에 대한 마이크로웨이브 추출조건 예측 (Prediction of the Optimum Conditions for Microwave-Assisted Extraction of the Total Phenolic Content and Antioxidative and Nitrite-scavenging Abilities of Grape Seed)

  • 이은진;김정숙;김현구;권중호
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.546-551
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    • 2011
  • 포도씨에 함유된 항산화 및 아질산염소거성분에 대한 마이크로웨이브 최적 추출조건을 예측하고자, 추출조건(microwave power 0~120 W, 에탄올 농도 0~100%, 추출시간 1~5 min)을 독립변수로 하고 조건별 추출물의 총페놀 함량, 항산화능 및 아질산염소거능을 종속변수로 하여 회귀 분석함으로써 최적 추출조건을 예측하였다. 도출된 회귀식의 $R^2$는 0.8024-0.9498 범위로 나타났다. 추출물 기능성분들의 최대 예측값과 최적 추출조건은 총페놀 함량의 경우 3.19%(microwave power 142.32W, 에탄올농도 44.30%, 추출시간 4.23 min)와 항산화능의 경우 1.22(84.44W, 56.60%, 3.28 min)로 나타났다. 그리고 pH 1.2~3.0에서 99.5% 이상의 높은 아질산염 소거능을 보인 추출물의 최적 추출조건 범위는 microwave power 30.80~106.58W, 에탄올 농도 49.32~55.18%, 추출시간 3.72-4.58 min으로 예측되었다. 이상의 결과에서 총페놀 함량과 항산화능은 높은 상관성을 보이면서 microwave power에, 아질산염소거능은 에탄올 농도에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

손바닥 선인장을 이용한 음료 제조조건의 최적화 (Optimization on preparation conditions of beverage using Opuntia ficus-indica stem)

  • 이기동
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.502-509
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    • 2013
  • 본 연구는 손바닥 선인장의 줄기를 이용한 겔상의 음료를 개발하고자 선인장 줄기의 추출특성을 모니터링 하였으며, 그 줄기 추출물을 이용하여 음료를 제조하고 그 음료의 관능적 품질을 반응표면분석에 의해 비교 조사하였다. 손바닥 선인장 추출조건을 설정하기 위한 실험에서 수율에 대한 회귀식의 $R^2$(결정계수)는 0.95로서 유의수준 1%이내에서 유의성이 인정되었으며, 추출온도 $93.02^{\circ}C$, 추출시간 123 min 및 시료에 대한 물의 비율 22.57 mL/g에서 최대의 수율을 타내었다. 최적 조건으로 추출한 선인장 추출물과 xanthan gum, 당 및 감식초를 혼합하여 중심합성 실험계획에 따라 음료를 제조해 본 결과, 관능적 색상은 xanthan gum 함량이 0.38%, 당 함량이 7.91% 및 감식초 함량이 0.76%일 때, 관능적 향은 xanthan gum 함량이 0.30%, 당 함량이 7.06% 및 감식초 함량이 1.26%일 때, 관능적 맛은 xanthan gum 함량이 0.22%, 당 함량이 10.36% 및 감식초 함량이 0.90%일 때 각각 가장 높은 관능평점을 나타내었다. 그리고 전반적인 기호도는 xanthan gum 함량이 0.35%, 당함량이 10.83% 및 감식초 함량이 1.21%일 때 가장 높은 관능평점 3.92를 나타내었다. 손바닥 선인장 음료는 당산미가 조화를 이루는 겔상이 선호되었다.

지반과 말뚝의 상호작용 및 세굴현상을 고려한 해상풍력터빈의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis of Offshore Wind Turbines Considering Soil-Pile Interaction and Scouring Effect)

  • 이진학;김선빈;윤길림
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.222-231
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    • 2016
  • 최근 해상풍력터빈에 대한 하부구조물로 재킷 또는 트라이포드 형태의 고정식 하부구조물이 기존의 모노파일을 대체하는 좋은 대안으로 제시되고 있다. 이러한 재킷 또는 트라이포트 하부구조물은 이미 기술성숙도가 높고 25-50 m 사이의 중수심에서 경제성 확보가 가능하다. 본 논문에서는 모노파일을 포함하여 트라이포드, 재킷 하부구조물을 채택한 고정식 해상풍력터빈에 대하여 지반물성치 및 하중의 불확실성, 그리고 세굴 깊이를 고려하여 신뢰성 해석을 수행하였다. NREL 5 MW 풍력터빈 제원을 이용한 수치해석을 통하여, 지반물성치의 불확실성을 고려한 신뢰도 지수 분석 결과 모노파일 기초를 채택한 해상풍력터빈의 신뢰도 지수가 세굴깊이가 증가함에 따라 크게 감소하는 것을 알 수 있었으며, 재킷 또는 트라이포드 기초를 채택한 경우 세굴깊이가 신뢰도 지수에 미치는 영향이 크지 않음을 알 수 있었다. 결론적으로 재킷 또는 트라이포드 기초를 채택한 해상풍력터빈의 경우 지반-말뚝 상호작용을 고려하지 않아도 구조 신뢰성 해석을 수행할 수 있으나, 모노파일을 채택한 경우, 신뢰성 해석 시 지반물성치 및 이에 포함되어 있는 불확실성의 정보가 상대적으로 중요함을 알 수 있다.

홍화씨로부터 Phytosterol 추출의 최적화 및 재구성지질의 합성 (Optimization for the Phytosterol Extraction and Production of Structured Lipids from Safflower seed)

  • 박래균;이기택
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.219-223
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    • 2003
  • 반응표면분석에 의하여 홍화유 추출조건에 따른 campesterol, stigmasterol, $\beta$ -sitosterol 및 total sterol의 추출 최적화를 모니터링 하였으며, 추출온도(35∼75$^{\circ}C$, X$_1$), 추출시간(1∼11시간 X$_2$), 중심합성계획으로 추출조건을 최적화하였다. campesterol 최적 추출범위는 추출온도, 추출시간 및 시료의 전처리 가공온도가 각각 59.01$^{\circ}C$, 2.88시간, 75.04$^{\circ}C$ 이었다. 그러나 $\beta$-sitosterol, stigmasterol 및 total sterol 추출율 반응표면분석은 유의차가 없었다. 한편 홍화의 35$^{\circ}C$ 유지 추출수율은 평균 23.44% 이었으며 8$0^{\circ}C$ 추출조건에서는 평균 20.05% 이었다. 추출온도가 35$^{\circ}C$에서 8$0^{\circ}C$높아짐에 따라 홍화유의 추출온도에 따른 평균 총 tocopherol 함량이 0.172% 에서 0.207%으로 증가하였다. 지방산 분석 결과 linoleic acid의 함량은 70.24%이었다. 홍화유와 CLA를 이용한 재구성 지질 합성결과 24시간 반응 재구성 지질에 함유된 CLA 함량은 31.79mol% 이었다.

다시마추출액을 이용한 발효음료개발 및 품질특성 (Development of Fermented Beverage Using the Sea Tangle Extract, and Quality Characteristics Thereof)

  • 김미림;최미애;정지숙
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.21-29
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    • 2008
  • 중심합성계획법을 이용한 반응표면분석에 따라 다시마 추출액으로 tea fungus 발효 특성을 모니터링 하였으며, 그 발효액의 관능적 검사를 하였다. 그 결과, 다시마 추출액을 이용한 산형 발효 음료 제조시 산도는 $0.0318{\sim}0.8904$, pH는 $0.64{\sim}2.18$, 당도는 $0.6{\sim}8.0$ 및 겔 두께는 $0{\sim}17.5$ mm 등으로 처리구에 따라 큰 변화가 있었으며, 산의 함량이 가장 높은 처리구는 알코올 함량 2.00%, 당 함량 10.17% 및 감귤과즙 함량 1.99%이었고, 그때 예측된 산도는 0.94였다. 부수적으로 배양액 표면에 생성되는 겔은 알코올 함량 1.98%,당 함량 10.94% 및 감귤과즙 함량이 1.62%일때 최대치 20.13 mm를 나타내었다. 겔이 생성될 때 다량의 유기산이 소모되므로 적정량의 유기산을 함유한 발효액을 수거하기 위해서는 겔의 생성을 저해하면서 발효액의 유기산을 확보할 수 있는 방법이 고안되어야 할 것으로 사료된다. 관능검사 결과, 전체적인 기호도에서는 알코올 함량 1.0%, 당 함량 10.0%, 감귤과즙 4.0% 첨가구가 $3.67{\pm}0.58$로 가장 높게 평가되었다. 감귤과즙 첨가 유무는 기호도에 크게 영향을 주지 않는 것으로 보이며 다시마 추출액만 이용하여 발효하여도 다시마 특유의 비린내는 사라지고 발효가 진행되면서 생성되는 유기산에 의해 마시기에 적절한 발효액이 될 것으로 판단된다.

탈지미세조류의 무효소 당화를 위한 마이크로파 전처리 조건 최적화 (Optimization of Microwave-Assisted Pretreatment Conditions for Enzyme-free Hydrolysis of Lipid Extracted Microalgae)

  • 정현진;민보라;김승기;조재민;김진우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권2호
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    • pp.229-239
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 탈지미세조류(LEA) 세포벽 분해를 통한 바이오당 생산에 있어 당화효소 사용없이 마이크로파 전처리만을 이용하여 글루코오스와 자일로오스를 생산하는 것이다. LEA의 주성분인 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의 무효소 당화를 위해 산 가수분해 기반의 마이크로파 전처리 조건을 반응표면분석법을 이용하여 최적화하였다. 마이크로파를 이용한 무효소 당화 공정의 주요 변수는 마이크로파 출력(198~702 W), 전처리 시간(39~241 sec)와 황산 농도(0~0.1 mol)로 최적 조건 예측을 위해 중심합성계획법을 이용하여 2차 회귀함수를 도출하였다. 마이크로파 출력과 전처리 시간이 LEA로부터 육탄당(C6)과 오탄당(C5) 생산에 유의한 영향을 주는 변수이며 증가에 따라 육탄당과 오탄당 당화율이 증가하는 경향을 확인하였다. 육탄당과 오탄당 당화율 최대화를 위한 산 가수분해를 적용한 마이크로파 전처리 최적 조건은 마이크로파 출력 700 W, 전처리 시간 185.7 sec와 황산 0.48 mol으로 육탄당 당화율 92.7%와 오탄당 당화율 74.5%가 예측되었으며 확인 실험을 통해 육탄당 당화율 94.2%와 오탄당 당화율 70.8%가 확인되어 예측의 유효성을 확인할 수 있었다. 이는 LEA의 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 당화를 위해 산 가수분해 적용 마이크로파 전처리만을 이용한 무효소 당화 공정 적용과 $100^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도와 짧은 전처리 시간 적용을 가능하여 기존 전처리 대비 효과적인 공정 임을 입증했다.

부산 신항만에서 수로 및 박지 준설에 따른 항만정온도의 변화 분석 (Analysis of Harbor Responses due to the Dredging Work at Waterway and Mooring Basin in Busan New Port)

  • 이중우;이학승;이훈;양상용
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.117-124
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    • 2005
  • 최근 부산 신항만의 1단계 개발이 북 컨테이너 터미널쪽으로 가시적으로 나타나고, 12,000TEU 대형 컨테이너선을 서비스할 수 있도록 접근 수로 및 박지의 수심을 기존 15m 에서 18m로 준설작업을 통해 증심시킴과 아울러, 신항만의 웅동만 내 일부 수역을 매립하는 것으로 항만배후지 부분의 매립계획에 대한 수정이 논의되고 있다. 더구나 2003년 태풍 매미의 내습 이후 이곳 해역에서 항만구조물 설계의 기준이 되는 입사 파랑의 변화로 인해 각 부두에서의 극한파랑조건 및 항만 내 정온도에도 다소의 변화가 발생할 것으로 예상되어 각 부두에서의 정온도 분석이 뒤따라야 한다. 따라서 본 연구에서는 이들 변화에 대한 수치모델을 구성하고 실험을 수행한 후 현장 계측 자료와 함께 실험결과를 비교 하였으며, 아울러 유동장에 대해서도 검토하였다. 결과, 전반적으로 항만의 반응이 증가되는 편이나 우려할 수준에 이르지는 않았지만 일부 구간에서는 태풍내습 시 대비하여야 하는 경우도 발생하였다.

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