Journal of Korean Society of Environmental Engineers
/
v.30
no.6
/
pp.642-652
/
2008
The aim of our research was to apply experimental design methodology in the optimization condition of Photo-Fenton oxidation of the residual livestock wastewater after the coagulation process. The reactions of Photo-Fenton oxidation were mathematically described as a function of parameters amount of Fe(II)($x_1$), $H_2O_2(x_2)$ and pH($x_3$) being modeled by the use of the Box-Behnken method, which was used for fitting 2nd order response surface models and was alternative to central composite designs. The application of RSM using the Box-Behnken method yielded the following regression equation, which is an empirical relationship between the removal(%) of livestock wastewater and test variables in coded unit: Y = 79.3 + 15.61x$_1$ - 7.31x$_2$ - 4.26x$_3$ - 18x$_1{^2}$ - 10x$_2{^2}$ - 11.9x$_3{^2}$ + 2.49x$_1$x$_2$ - 4.4x$_2$x$_3$ - 1.65x$_1$x$_3$. The model predicted also agreed with the experimentally observed result(R$^2$ = 0.96) The results show that the response of treatment removal(%) in Photo-Fenton oxidation of livestock wastewater were significantly affected by the synergistic effect of linear terms(Fe(II)($x_1$), $H_2O_2(x_2)$, pH(x$_3$)), whereas Fe(II) $\times$ Fe(II)(x$_1{^2}$), $H_2O_2$$\times$$H_2O_2$(x$_2{^2}$) and pH $\times$ pH(x$_3{^2}$) on the quadratic terms were significantly affected by the antagonistic effect. $H_2O_2$$\times$ pH(x$_2$x$_3$) had also a antagonistic effect in the cross-product term. The estimated ridge of the expected maximum response and optimal conditions for Y using canonical analysis were 84 $\pm$ 0.95% and (Fe(II)(X$_1$) = 0.0146 mM, $H_2O_2$(X$_2$) = 0.0867 mM and pH(X$_3$) = 4.704, respectively. The optimal ratio of Fe/H$_2O_2$ was also 0.17 at the pH 4.7.
Lee Eun-Jin;Kwon Young-Ju;Noh Jung-Eun;Lee Jeong-Eun;Lee Sung-Ho;Kim Jae-Keun;Kim Kwang-Soo;Choi Yong-Hee;Kwon Joong-Ho
Food Science and Preservation
/
v.12
no.6
/
pp.617-623
/
2005
Response surface methodology (RSM) was applied to microwave-assisted process (MAP) extraction for effective components from Mosla dianthera M. Microwave power (2,450 MHz, 0-160 W) and extraction time (1-5 min) were used as independent variables ($X_i$) for central composite design to yield 10 different extraction conditions. Optimum conditions were predicted for dependent variables of $75\%$ ethanol extracts, such as total yield($Y_1$), total phenolics($Y_2$), total flavonoids($Y_3$), and electron donation ability($Y_4$, EDA). Determination coefficients ($R^2$) of regression equations for dependent variables ranged from 0.8397 to 0.9801, and microwave power was observed to be more influential than extraction time in MAP. The maximal values of each dependent variable predicted at different extraction conditions of microwave power (W) and extraction time (min) were as follows; $6.76\%$ of total yield at 142.00 W and 4.36 min, 78.68 mg/g of total phenolics at 136.78 W and 4.40 min, 6.75 mg/g of total flavonoids at 159,69 W and 3.17 min, and $49.81\%$ of EDA at 133.87 W and 4.47 min, respectively. The superimposed contour maps for maximizing dependent variables illustrated the MAP conditions of 79 to 113 W in power and of 2.73 to 3.84 min in extraction time.
The developments of various processed foods and the high quality dried fruits, in particular, are urgently needed for the enhancement of fruit consumption and their competitive values. Therefore, in this study, three variables by three level factorial design and response surface methodology were used to determine optimum conditions for osmotic dehydration of kiwifruit. The relationships of moisture losses, solid gains, weight reductions, sugar contents, titratable acidities and vitamin C contents depending on changes with temperature, sugar concentration and immersion time were investigated. The moisture loss, solid gain, weight reduction and reduction of moisture content after osmotic dehydration were increased as temperature, sugar concentration and immersion time increased. The effect of concentration was more significant than those of temperature and time on mass transfer. Sugar content was increased by increasing sugar concentration, temperature, immersion time during osmotic dehydration. Titratable acidity and vitamin C content were increased by decreasing temperature, immersion time and increasing concentration during osmotic dehydration. The regression models showed a significant lack of fit (P>0.05) and were highly significant with satisfying values of $R^2$. At the given conditions such as $66{\sim}69%$ moisture content, above $24^{\circ}Brix$ sugar content and more than 23 mg% vitamin C, the optimum condition for osmotic dehydration was $37^{\circ}C,\;55^{\circ}Brix$ and 1.5 hour.
Response surface methodology was used to investigate clarification characteristics (turbidity, brown color, soluble solid, total sugar and reducing sugar) of enzyme in pomegranate extract. Enzyme was treated at 16 conditions including independent variables of temperature ($35{\sim}55^{\circ}C$), time ($30{\sim}70\;min$) and concentration ($0.02{\sim}0.10%$) based on central composition design. Turbidity was decreased with increase of enzyme concentration, and the minimum value of turbidity was 0.04 (OD) when 0.08% enzyme was treated at $37.99^{\circ}C$ for 60.90 min. Total sugar was affected by all treatment conditions and the maximum value was 8.37% when 0.03% enzyme was treated at $39.28^{\circ}C$ for 42.04 min. Reducing sugar and soluble solid were largely affected by enzyme concentration, and the maximum value of reducing sugar was 7.22% when 0.02% enzyme was treated at $42.96^{\circ}C$ for 46.21 min. The maximum value of soluble solid was 8.13% when 0.02% enzyme was treated at $46.91^{\circ}C$ for 42.13 min.
Strain improvement and bioprocess development were undertaken to enhance hyaluronic acid(HA) production by Streptococcus zooepidemicus cells. Using a high-yielding mutant strain, statistical medium optimization was carried out in shake flask cultures, resulting in 52% increase in HA production (5.38 g/l) at the optimal medium composition relative to the parallel control cultures. For sufficient supply of dissolved oxygen (DO), which turned out to be crucial for enhanced production of HA, agitation system and speed were intensively investigated in 5 L bioreactor cultures. Increase in oxygen mass transfer coefficient (kLa) through increment of agitation speed (rpm) and 35% expansion of diameter of the newly-designed impellers showed significantly positive effects on HA production. By installing an expanded Rushton-turbine impeller for efficient break-down of sparged air, and an extended marine impeller above the Rushton-turbine impeller for efficient mixing of the air-born viscous fermentation broth, maximum amount of HA (9.79 g/l) was obtained at 450 rpm, 1.8 times higher level than that of the corresponding flask culture. Subsequently, the possibility of bioprocess scale-up to a 50 L bioreactor was investigated. Despite almost identical maximum HA production (9.11 vs 9.25 g/l), the average HA volumetric productivity (rp) of the 50 L culture turned out only 74% compared to the corresponding 5 L culture during the exponential phase, possibly caused by shear damages imposed on the producing cells at the high stirring in the 50 L culture. The scale-up process could be successfully achieved if a scale-up criterion of constant oxygen mass transfer coefficient (kLa) is applied to the 50 L pilot-scale bioreactor system.
We determined the optimum ethanolic conditions for extraction of $\gamma$-oryzanol and other functional components from rice bran, using response surface methodology (RSM). A central composite design was used to investigate the effects of the independent variables of solvent ratio ($X_1$), extraction temperature ($X_2$), and extraction time ($X_3$), on dependent variables including yield ($Y_1$), total phenolic content ($Y_2$), electron-donating activity ($Y_3$), ferulic acid level ($Y_4$), and $\gamma$-oryzanol concentration ($Y_5$). Solvent ratio and extraction temperature were the most important factors in extraction. The maximum yield was at 22.56 mL/g ($X_1$), 78.19C ($X_2$), and 522.15 min ($X_3$), at the saddle point. Total phenolic levels were little affected by solvent ratio or extraction temperature. The maximum concentration of extracted total phenolics was 90.78mg GAE/100 g at 21.26 mL/g, $94.65^{\circ}C$, and 567.97 min. A maximum electron-donating ability of 54.72% was obtained with the parameters 20.20 mL/g,$81.89^{\circ}C$, and 701.87 min, at the highest point. The maximum level of ferulic acid components was 210.47 mg/100g at 5.22 mL/g, $79.66^{\circ}C$, and 575.24 min. In addition, the maximum $\gamma$-oryzanol concentration was 660.39 mg/100g at 5.10 mL/g, $81.83^{\circ}C$, and 587.39 min. The optimum extraction conditions were a solvent ratio of 10.45 mL/g, $80^{\circ}C$ extraction temperature, and 535 min extraction time. Predicted extraction levels under optimized conditions were in line with experimental values.
Kim, You-Jin;Kim, Min-Ju;Kim, Hyun-Bok;Lim, Jung-Dae;Kim, Ae-Jung
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
/
v.46
no.9
/
pp.1081-1090
/
2017
The purpose of this study was to develop a functional porridge prepared with mulberry leaf and mulberry fruit powder, which can ameliorate hypertension. The experiment was designed according to the central composite design. For optimization of the mixture ratio of mulberry leaf powder (MLP) and mulberry fruit powder (MFP), the independent variables were defined as MLP (X1) and MFP (X2) and the dependent variables were defined as K (Y1), Na (Y2), ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) (Y3), cyanidin-3-glycoside (C3G) (Y4), rutin (Y5), and flavonoid (Y6). The optimal MLP to MFP mixture ratio according to the response surface method were 5.41 g of MLP and 2.65 g of MFP. The amounts of K, Na, GABA, C3G, rutin, and flavonoid in the optimal MLP and MFP mixture were 1,844.22 mg/100 g, 52.74 mg/100 g, 139.98 mg/100 g, 1,134.89 mg/100 g, 101.56 mg/100 g, and 201.28 mg/100 g, respectively. The amounts of Ca, K, Mg, and Na in the functional porridge at this optimal point were 27.66 mg/100 g, 131.32 mg/100 g, 19.57 mg/100 g, and 3.59 mg/100 g, respectively. Overall, this functional porridge can help reduce hypertension.
The purpose of this study was to determine the optimum ethanol extraction conditions for maximum extraction of functional components such as ferulic acid, oryzanol, and toopherol from black rice bran using Response Surface Methodology (RSM). A central composite design was applied to investigate the effects of the independent variables of solvent ratio ($X_{1}$), extraction temperature ($X_{2}$) and extraction time ($X_{3}$) on the dependent variables such as total phenol components ($Y_{1}$), total flavonoids compounds ($Y_{2}$), electron donating ability ($Y_{3}$), $\gamma$-oryzanol ($Y_{4}$), ferulic acid ($Y_{5}$) and $\alpha$-toopherol components ($Y_{6}$). ANOVA results showed that coefficients of determination (R-square) of estimated models for dependent variables ranged from 0.8939 to 0.9470. It was found that solvent ratio and extraction temperature were the main effective factors in this extraction proess. Particularly, the extraction efficiency of ferulic acid, $\gamma$-oryzanol and $\alpha$-toopherol components were significantly affected by extraction temperature. As a result, optimum extraction conditions were 20.35 mL/g of solvent ratio, 79.4$^{\circ}C$ of extraction temperature and 2.88 hr of extraction time. Predicted values at the optimized conditions were acceptable when compared with experimental values.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.