• 청정기술
• /
• 제28권1호
• /
• pp.79-93
• /
• 2022

본 연구에서는 Part I에서 제안한 첨단 전자산업 폐수처리시설 특화 Water Digital Twin모델인 e-ASM을 이용하여 랩-파일럿 처리장 데이터를 바탕으로 모델 보정(Calibration), 유입 성상에 따른 제거 효율, 유출수 예측 및 최적 공법 선정을 수행하였다. 첨단 전자산업 폐수처리시설의 특화 모델링을 위하여, 민감도 분석을 통해 e-ASM 모델의 정합성과 상관성이 높은 동역학적 파라미터를 선정하였고, 다중반응표면분석법 (Multiple response surface methodology, MRS)을 이용하여 동역학적 파라미터를 보정하였다. e-ASM 모델의 보정 결과, Lab-scale, Pilot-scale 단위의 실험데이터와 90% 이상의 높은 정합성을 보였다. 그리고 4가지 유기폐수 처리처리공법인 MLE, A2/O, 4-stage MLE-MBR, Bardenpho-MBR을 제안한 Water Digital Twin으로 구현하여 유입 폐수의 성상별 운전조건에 따라 제거효율을 분석하였으며, Bardenpho-MBR이 C/N ratio 변화에서도 안정적으로 COD (Chemical oxygen demand)를 90% 이상 제거하며 높은 총 질소 제거 효율을 보였다. 그리고 유입 폐수의 조건별 Bardenpho-MBR공정의 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT)이 3일 이상일 때 1,800 mg L-1의 고농도 TMAH 폐수를 98% 이상 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 연구에서 개발한 e-ASM은 전자산업 제조시설별, 유입 폐수의 성상별 특화 모델링을 통해 높은 정합성을 가진 전자산업 폐수처리공정의 Water Digital Twin를 구현할 수 있고, 최적운전, Water AI, 최적가용기법 선정 등의 응용 가능성을 바탕으로 지속 가능한 첨단전자 산업을 위해 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.33-46
• /
• 2010

본 연구는 광분해 산화공정으로 난분해성 물질인 N-Nitrosodimethylamine (NDMA)인 제거 및 부산물 생성 특성을 파악하기 위한 3개의 독립변수 (자외선 강도($X_1:\;1.5{\sim}4.5\;mW/cm^2$, 초기 NDMA 농도($X_2:\;100{\sim}300\;uM$), pH(X3:3~9))와 4개의 종속변수(NDMA 제거율($Y_1$), dimethylamine (DMA) 생성농도($Y_2$), dimethylformamide (DMF) 생성농도($Y_3$) 및 $NO_2$-N 생성농도($Y_4$))로 구성된 박스-벤켄 설계를 이용한 실험계획을 적용시켜 예측 모델과 광분해 산화 최적조건을 수립하였다. 실험결과 2시간 광분해 후 NDMA는 거의 완전히 제거되었으며 DMA, DMF와 $NO_2$-N은 NDMA 광분해와 동시에 부산물로 생성되었다. 광분해 최적의 조건을 얻기 위해 정준분석을 수행하여 최적 점 (반응값, 독립변수 조건)과 예측반응모델을 수립한 결과, 다음과 같은 결과를 얻었다 ($Y_1=117+21X_1-0.3X_2-17.2X_3+{2.43X_1}^2+{0.001X_2}^2+{3.2X_3}^2-0.08X_1X_2-1.6X_1X_3-0.05X_2X_3$ ($R^2$ = 96%, Adjusted $R^2$ = 88%)와 99.3% ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;190\;uM$, $X_3:\;3.2$), $Y_2=-101+18.5X_1+0.4X_2+21X_3-{3.3X_1}^2-{0.01X_2}^2-{1.5X_3}^2-0.01X_1X_2-0.07X_1X_3-0.01X_2X_3$ ($R^2$= 99.4%, 수정 $R^2$ = 95.7%)와 35.2 uM ($X_1:\;3\;mW/cm^2$, $X_2:\;220\;uM$, $X_3:\;6.3$), $Y_3=-6.2+0.2X_1+0.02X_2+2X_3-{0.26X_1}^2-{0.01X_2}^2-{0.2X_3}^2-0.004X_1X_2+0.1X_1X_3-0.02X_2X_3$ ($R^2$= 98%, 수정 $R^2$ = 94.4%)와 3.7 uM ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;290\;uM$, $X_3:\;6.2$), $Y_4=-25+12.2X_1+0.15X_2+7.8X_3+{1.1X_1}^2+{0.001X_2}^2-{0.34X_3}^2+0.01X_1X_2+0.08X_1X_3-3.4X_2X_3$ ($R^2$= 98.5%, 수정 $R^2$ = 95.7%)와 74.5 uM ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;220\;uM$, $X_3:\;3.1$). 반응표면분석법 중 하나인 박스-벤켄법은 UV 광분해에 의한 NDMA 분해 및 부산물 생성에 대한 통계학적 및 수학적인 결과 및 최적의 운전조건을 제시하였다. 예측모델의 검정을 통하여 박스-벤켄법은 매우 높은 신뢰성을 보였다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.317-333
• /
• 2000

급속 구개확장은 정중구개봉합을 이개하기 위하여 강한 힘을 치아에 가하게 된다. 확장후 정중구개봉합부에 존재하는 골모세포와 섬유모세포의 증식 활성도를 측정하여 정중구개확장이 생리적으로 진행되는지를 확인하고, 이때 개개 치아의 치주조직에서 나타나는 변화를 조사하기 위하여 약 10개월된 유성견 10마리를 대상으로 상악 제2소구치와 제1대구치에 Hyrak screw를 장착하였다. 실험동물은 대조군 1마리, 1주 확장한 군 3마리, 2주 확장한 군 3마리, 2주 확장후 2주 보정한 군 3마리로 구분하여, Screw를 1일 1/4회전시켜 확장하였고, 제2소구치, 제3소구치, 그리고 제 1대구치 부위의 정중구개봉합부와 치주조직을 절취하여 Soft X-ray로 관찰하고, 형태학적 및 면역조직화학적 변화를 광학현미경으로, 그리고 골개조를 편광현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 편광현미경 소견에서는 대조군에 비하여 1주 확장군의 봉합부에서 골 형성과 흡수가 크게 증가되었으며, 2주 확장군에서 약간 감소를 보이다가, 보정군에서는 석회화가 크게 진행되었다. 2. 면역조직화학적 연구에서는 대조군에 비하여 1주 확장군의 봉합부에서 골모세포가 PCNA(Proliferating Cell Nuclear Antigen)에, 미분화 섬유모세포가 EGF(Epidermal Growth Factor)에 약간 증가된 양성 반응을 보였으며 EGF에 대한 골모세포의 반응은 낮았다. 2주 확장군에서는 섬유아세포와 골모세포에서 PCNA와 EGF에 대한 양성반응이 증가되었다. 보정군에서는 이들 PCNA와 EGF에 양성반응을 나타내는 세포들이 구개돌기 골단 주변에 집중되었다. 3. 확장기간 중 봉합부 주변에서 광범위한 골 흡수와 골형성을 동반한 골개조가 일어났으며, 보정군에서는 다소 감소하였다. 2주 확장군과 보정군의 제3소구치 와 제1대구치의 치근단에서 백악질 형성과 흡수가 나타났으며, 제1대구치의 협측 치경부에서 광범위한 초자양 변성대가 나타났다. 4. Soft X-ray소견에서 1주 확장군은 대조군에 비교하여 봉합부위의 여러부분에서 미세 파절과 저석회화된 결손부위를 보였다. 대조군과 보정군 사이 에는 정중구개봉합부의 석회화 정도에 별 차이 가 없었다. 2주 확장군과 보정군에서 제3소구치와 제1대구치는 협측으로 경사되는 경향을 보였다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.19-27
• /
• 1996

연구의 목적 및 중요성 안구에 발생하는 악성종양의 치료에 일반적으로 사용되는 적출술이나 외부 방사선치료법은 시력상실 및 충분한 종양선량을 얻을 수 없는 단점이 있다. 최근 들어 기존치료법의 단점들을 줄이면서 치료 효과를 높이기 위한 치료법으로서 방사성동위원소가 삽입된 기구를 이용한 근접 방사선요법이 외국에서 개발되어 시행되고 있다. 본 연구에서는 안구내 악성종양의 새로운 치료법인 근접 방사성요법을 시행하기 위하여 접합한 형태의 기구를 개발하고, 기구에서 방출되는 방사선의 선량 및 선량분포측정을 통하여 종양 및 주변조직에 분포되는 선량을 보다 정확하게 계산해 보고자 하였다. 연구의 내용 및 범위 안구내 악성종양의 치료를 위한 근접 방사선요법의 연구를 위하여, 1. 안구의 모델을 결정하고, 적당한 방사성동위원소를 선택하였으며, 2. 적합한 형태의 기구를 설계 및 제작하고, 3. 제작된 기구의 방사선 투과계수 및 기구에서 방출되는 방사선의 선량분포를 측정하였으며, 4. 이들 측정 결과와 기존의 컴퓨터 선량계산모델들의 계산 결과와 비교하였다. 연구 결과 및 활용에 대한 건의 본 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 안구의 모델은 지름 25mm인 구형으로 결정하였으며, 근접 치료에 사용될 방사성동위원소는 크기, 반감기, 발생 방사선의 에너지 및 구입의 용이성 등을 고려하여 Ir-192가 가장 적합한 것으로 판단되었다. 2. 기구는 인체 조직과의 생물학적 반응 및 피폭 선량 차폐를 고려하여 순금으로 제작하였으며, 기구의 크기는 지름이 15mm, 17mm 및 20mm인 3종류로 하였고, 두께는 모두 1.5mm로 하였다. 3. 기구의 방사선 투과계수를 TLD 및 Film으로 측정한 결과 표면에서 모두 0.71, 표면의 1.5mm거리에서 각각 0.45, 0.49이었다. 4. Ir-192가 삽입된 기구의 선량분포 측정 결과를 Gary Luxton 등의 컴퓨터 선량계산모델 및 원자력병원에서 보유하고 있는 방사선 치료계획장치인 CAP-PLAN의 선량계산모델의 계산 결과와 비교하여, 흡수선량은 ${\pm}10\%$ 이내에서 거리로는 0.4mm 이내에서 대부분 일치하였다. 최대 오차는 각각 $11.3\%$ 및 0.8mm로 나타났다. 이상의 결과들로부터 새로 개발한 금으로 된 기구와 Ir-192 seed를 이용한 근접 방사선 치료법으로 안구의 악성종양에 대한 치료를 보다 효과적으로 시행할 수 있을 것으로 기대된다.

• KSBB Journal
• /
• 제23권6호
• /
• pp.463-469
• /
• 2008

본 연구에서는 홍국균 (Monascus pilosus)을 이용하여 이차대사 산물인 monacolin-K를 대량생산하기 위하여 탄소원 또는 질소원으로 콩 분말을 기질로 하여 배지를 최적화하고자 하였다. 생산 배지에서 탄소원으로 콩 분말을 적용한 실험에서는 soluble starch 대신에 콩 분말을 전량 또는 50% 대체하였을 경우 전 실험구간에서 monacolin-K 생산량이 대조구의 50% 미만으로 생산되거나 전혀 생산되지 않았다. Soluble starch 대신에 sucrose를 사용한 실험의 경우 monacolin-K와 건조균체량은 각각 262 mg/L, 31.6 g/L로 대조구의 218 mg/L, 30.2 g/L보다 생산량이 증가하였다. 따라서 생산배지의 탄소원으로 sucrose를 변경하였다. 생산배지의 질소원으로 사용하는 yeast extract (15 g/L), malt extract (40 g/L), beef extract (30 g/L) 대신에 3종류의 콩 분말로 대체 실험을 한 결과, 대조구에서 monacolin-K는 262 mg/L를 생산되었고, yeast extract 50% 대신에 DSM 콩 분말을 사용한 실험구에서는 monacolin-K를 215 mg/L을 생산되어 가장 좋은 결과를 냈다. 따라서 생산배지에 yeast extract 50% 대신에 DSM 콩 분말을 적용하기로 하였다. Plackett-Burman Design 실험계획법에 의한 실험결과 monacolin-K의 생산에 영향을 미치는 인자는 yeast extract, beef extract, (NH4)2SO4 순으로 영향을 주는 것으로 나타났다. Monacolin-K 생산에 영향을 미치는 주요인자 3가지로 중심합성계획에 의한 반응표면분석을 수행한 결과 최적배지 조성은 sucrose 96 g/L, DSM 7.5 g/L, yeast extract 8.4 g/L, $(NH_4)_2SO_4$ 12.0 g/L, malt extract 40 g/L, beef extract 26.7 g/L, $Na_2HPO_4$ 0.5 g/L, L-Histidine 3.0 g/L, $KHSO_4$ 1.25 g/L 이고, monacolin-K 생산 예상량은 369.9 mg/L 이었다. 최적배지를 이용하여 홍국균을 $27^{\circ}C$, 200 rpm 조건에서 플라스크 배양 한 결과 monacolin-K 생산량과 건조균체량은 각각 418 mg/L, 27.1 g/L이었다. 결과적으로 monacolin-K 생산과 균체량의 감소 없이 콩 분말을 이용한 배지성분의 변화는 어느 정도 가능함을 알 수 있었다. 현재 알려진 고가의 질소원을 대체하기 위해서는 초기부터 균의 형태구조에 영향을 미치는 배지와 발효환경을 고려하여야 할 것으로 판단되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제12권5호
• /
• pp.766-771
• /
• 1999

The first paper of this series compared the effects of rates and frequencies of application of dairy slurry on herbage yields and stand persistence of orchardgrass (Dactylis glomerata L.), reed canarygrass (Phalaris arundinacea L.), and alfalfa (Medicago sativa L.)-grass mixtures managed as a 4-cutting system. This paper compares the effects of rates and frequencies of application of dairy slurry on herbage yield and stand persistence of alfalfa, orchardgrass, tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.), and alfalfa-orchardgrass mixture managed as a 5-cutting system. The results presented here are part of a larger study having a primary objective of comparing alfalfa, various grasses, and alfalfa-grass mixtures for utilizing nutrients from dairy slurry applied to established stands. A randomized complete block design with treatments in a split plot arrangement with four replicates was used. The main plots consisted of 9 fertility treatments: 7 slurry rate and frequency of application treatments, one inorganic fertilizer treatment, and an unfertilized control. The sub-plots were the forage species. Manure used for the study was composed from stored solids scraped from the alleyways of a free-stall dairy barn. Water was added to from a slurry having about 8 % solids. Slurry was pumped from the liquid spreader tank into 10.4 L garden watering cans for manual application to the plots. Herbage yields of alfalfa, tall fescue, and alfalfa-orchardgrass were generally not affected by slurry application rates and were not significantly different from the inorganic fertilizer treatment. Tall fescue significantly outyielded all other forage species at all manure and the inorganic fertilizer treatments in the second year when rainfall during the growing season was unusually high. Grasses generally had a greater response to manure applications than alfalfa and alfalfa-orchardgrass. Increasing rates of manure did not increase herbage yields of alfalfa and alfalfa-orchardgrass. Herbage yields within each species were not affected by frequency of application of the same total rate. Stand ratings of alfalfa, orcahrdgrass and alfalfa-orchardgrass were significantly lower for the very high manure application rate compared to the control treatment. Based upon the results of this study, multiple annual applications of slurry manure can be made onto these species at rates up to $1,700kg\;total\;N\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ without detrimental effects on herbage yield and stand persistence.

• 동아시아식생활학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.789-798
• /
• 2013

In the present study, optimization on ${\beta}$-glucanase-assisted extraction was made in order to isolate waxy barley starch from domestic cultivar using the D-optimal design suitable for response surface methodology (RSM). The results demonstrated that the amount of enzyme was found to be a major influencing factor on the extraction yield, which was substantially increased by increasing the amount of enzyme. It was also influenced by the reaction time and amount of water addition; however, the two factors were less influential than the amount of enzyme. The optimized condition by RSM for the reaction time was found to be 2.63 hours and amount of enzyme 1.7%, and amount of water addition 4.38 times the weight of raw material. With the enzyme treatment, the starch content in residues (R), particularly in R1 and R5, was reduced considerably, resulting in an increase in the extraction yield and therefore primarily and effectively releasing B-type starch small granule confirmed by scanning electronic microscopy. In addition, the study determined the physicochemical properties of isolated waxy starch (i.e., purity, water adsorption capacity, thermal properties, rheology and starch morphology) and compared them with those from the enzyme-not treated sample. It was found that they were almost similar to each other, except for the purity of starch, which was lower in the enzyme-treated sample than in the enzyme-not treated one.

• 한국식품저장유통학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.810-817
• /
• 2013

본 연구는 백진주 쌀가루를 이용한 비유탕 쌀과자 제조조건의 최적화를 목적으로 두 가지 독립변수인 쌀 수침시간과 콩물 첨가량에 따라 9가지 조건의 비유탕 쌀과자 품질특성을 분석하였다. 무게는 쌀 수침시간이 길어짐에 따라 증가하다가 11.26일 이후에는 다시 감소하였으나 콩물 첨가량은 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 부피와 부피팽창율은 쌀 수침시간이 길어지고, 콩물 첨가량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 밀도는 쌀 수침시간이 1.94일 이전이고, 콩물 첨가량이 32.23% 이상일 때 밀도가 가장 낮은 구간으로 나타났다. 색도에서 쌀 수침시간이 3.52일 이상이고 콩물 첨가량이 35.47%일 때 L값은 높은 구간으로 나타났고, a값은 유의성이 없는 것으로 나타났으며, b값은 쌀 수침시간이 길어지고 콩물 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. 경도는 쌀 수침시간이 5.28~8.53일이고, 콩물첨가량이 5.34~20.26%일 때 가장 높은 구간으로 나타났다. 색, 향미, 외형 및 전체적인 선호도는 쌀 수침시간이 짧고, 콩물 첨가량이 적을수록 선호도가 높은 것으로 나타났다. 최적 조건을 설정하기 위하여 독립변수인 쌀 수침시간과 콩물 첨가량을 범위 내에서 최소로 설정하고, 종속변수에서 밀도는 최소로 설정하고 다른 항목은 최대로 설정하였을 때 백진주 쌀가루를 이용한 비유탕 쌀과자의 최적 조건은 쌀 수침시간 0.69일이고 콩물 첨가량은 26.67%로 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.173-182
• /
• 2017

본 연구는 참취의 데치기 최적 공정 조건을 확립하고 조건마다 생산된 추출물의 총 페놀 화합물, 플라보노이드의 함량, DPPH를 분석을 수행하여 항산화 활성의 변화를 연구하였다. 데치기 최적공정은 시간 과 온도를 요인으로 하여 표면반응분석법으로 수행을 하였다. 데치기 공정 후에 추출물을 제조하여 데치기가 총 페놀함량, 플라보노이드, DPPH radical 소거능에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 시행한 데치기 시간 및 온도 범위에서 총 페놀 함량의 범위는 13.00 - 35.48 mg/g 이고 최대 예측 총 페놀함량은 35.48 mg/g, 플라보노이드는 함량의 범위는 2.35 - 8.38 mg/g 이고 최대 예측 플라보노이드 함량 은 8.38 mg/g, DPPH 라디칼 소거능의 범위는 42.10 - 67.14%이고 최대 예측 DPPH 라디칼 소거능은 67.14%로 측정 되었다. 전체적으로 보면 총 페놀 함량, 플라보노이드, DPPH radical 소거의 변화는 데치기 시간 보다 온도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 총 페놀 함량의 경향을 보면 데치기 시간에 따라 급격히 증가하는 것으로 보였지만 플라보노이드 함량의 경우 데치기 온도가 증가함에 따라 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 총 항산화능은 데치기 온도 및 시간에 따라 증가하다가 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국식품저장유통학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.209-215
• /
• 2005

둥굴레 근경의 증자 및 열처리 중 수용성 고형분 및 Pb, Cd 제거율의 변화를 확인하기 위하여 반응표면분석(RSM)을 활용하였다. 중심합성계획법에 따라 증자시간($60{\sim}180$ min), 볶음온도($110{\sim}150^{\circ}C$) 및 볶음시간($10{\sim}50$ min)을 달리하여 16구간으로 제조된 시료의 수용성 고형분 함량, Pb 및 Cd 제거율을 측정하고 회귀분석을 실시하였다. 예측된 가용성 고형분의 최대값은 $71.47\%$ 이었으며, 이때의 증자 및 볶음조건은 증자시간 65.24분, 볶음온도 $126.93^{\circ}C$ 및 볶음시간 37.58분 이었다. 둥굴레 시료의 Pb 제거율은 증자시간 71.23분, 볶음온도 $119.81^{\circ}C$ 및 볶음시간 24.35분일 때 최대값 $18.87\%$이었으며, Cd 제거율은 증자시간 160.89분, 볶음온도 $126.43^{\circ}C$ 및 볶음시간 15.81분일 때 최대값 $50.85\%$로 예측되었다. 중금속 제거율을 고려한 둥굴레차의 품질특성을 극대화시킬 수 있는 증자 및 볶음조건은 증자시간 $165{\sim}180$분, 볶음온도 $120{\sim}135^{\circ}C$ 및 볶음시간 $30{\sim}45$분 범위로 예측되었다. 이상의 예측범위 내의 임의의 점에서 실제 실험한 실험치는 반응표면분석법에 의해 예측된 값과 유사한 경향을 보여 도출된 회귀식의 신뢰성을 검증할 수 있었다.