• 제목/요약/키워드: scale-up technology

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효소적 반응을 이용한 비대칭형 1,2-Distearoyl-3-Oleoyl-rac-Glycerol 혼합물의 생성 및 융점 특성 (Enzymatic Interesterification and Melting Characteristic for Asymmetric 1,2-Distearoyl-3-Oleoyl-rac-Glycerol Triacylglycerol Enriched Product)

  • 김진영;이기택
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.93-101
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    • 2014
  • 본 연구는 대두극도경화유(fully hydrogenated soybean oil, FHSBO)와 oleic ethyl ester를 사용하여 코코아버터 대체유지(CBR)로서 사용가능한 비대칭 유지를 개발하고자 하였다. 생산된 비대칭 유지는 위치별 지방산 및 TAG 조성분석, 흡열 및 발열곡선 분석을 수행하여 특성연구를 진행하였으며, TAG 이성질체 분석과 solid fat index(SFI), slip melting point 측정 결과는 코코아버터와 비교 분석하였다. 위치별 지방산 및 TAG 조성 분석 결과, 최종적으로 생산된 비대칭 유지의 주요 TAG 조성은 SSO/SOS, PSO/POS로 분석되었으며 sn-2 위치의 지방산은 62.5~68.4 area%의 범위로 주로 stearic acid로 구성되어 있음을 확인하였다. 이는 최종 생성물의 TAG 조성이 SOS, POS보다 주로 SSO, PSO와 같은 비대칭형 TAG로 구성되어 있음을 나타내는 결과인 것으로 생각된다. 또한 RP-HPLC/APCI-MS를 이용하여 SSO와 SOS의 TAG 이성질체 분석한 결과, $[SS]^+$ : $[SO]^+$의 비율이 0.54로 분석된 최종 생성물은 0.37로 분석된 코코아버터에 비하여 비대칭형 TAG인 SSO의 함량이 높으나, 대칭형 TAG인 SOS와 함께 공존하여 존재하는 것으로 나타났다. 코코아버터와 최종 생성물 모두 $30{\sim}35^{\circ}C$의 온도 구간에서 급격한 흡열곡선을 나타내어 코코아버터 대체유지로서의 특성을 가지고 있었으나, 최종 생성물은 코코아버터보다 조금 높은 SFI와 slip melting point를 가지는 것으로 분석되었다. 이는 최종 생성물의 stearic acid 함량이 코코아버터보다 높은 것에 기인된 것으로 판단된다.

전신 뼈검사에서의 영상 평가 연구 (Study on Image Quality Assessment in Whole Body Bone Scan)

  • 권오준;허재;이한울;김주연;박민수;노동욱;강천구;김재삼
    • 핵의학기술
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    • 제19권1호
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    • pp.30-36
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    • 2015
  • 전신 뼈검사는 골수염과 골절 및 원발성 암의 조기 발견 등골 병변에 대해 높은 민감도와 해상도를 가진 검사이며, 핵의학 검사 중 가장 많은 비중을 차지하고 있다. 그러나 최저 계수치를 제외한 평가 기준이 마련되어 있지 않다. 따라서, 본 연구에서 전신 뼈검사에서 정량적인 평가 지표를 나타낼 수 있는 방법을 분석해보고자 하였다. 본 연구는 2014년 4월부터 2014년 9월까지 본원을 내원한 특이 골병변소견이 없는 환자 30명을 대상으로 GE INFINIA 장비에서 진행하였다. 환자의 전신계수와 허리뼈를 관심영역으로 하여, 계수치를 측정하였으며, 허리뼈 각각의 신호평균 값과 표준편차를 구하여, 대조도 대 잡음비(Contrast to Noise Ratio, CNR), 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 산출하였고, 팬텀 실험을 통해 검사 속도 변화에 따른 각각의 수치와 조직등가물질을 이용하여 복부 두께에 따른 수치를 비교 하였다. 그리고, 판독의 2명과 5년 이상의 경력을 가진 숙련된 방사선사 5명이 각각 10점 척도로 하여, Blind test로 육안적인 분석치와 정량적인 산출치 간의 상관관계를 분석하였다. 환자의 전신 계수치와 관심영역의 계수치는 Blind test를 통한 육안적인 분석치와 유의한 상관관계를 보이지 않았다(P>0.05). 대조도 대 잡음비와 신호 대 잡음비는 육안적인 분석치와 유의한 상관관계를 보였다(P<0.05). 팬텀 실험에서는 검사 속도가 느릴수록, 조직등가물질의 두께가 얇을수록 각 수치는 향상되는 것을 보였으며, 지연검사에서 영상의 질이 향상됨을 확인하였다. 현재 전신 뼈검사에서 최저 계수치를 제외한 평가 기준이 마련되어있지 않다. 이에 본 연구에서는 대조도 대 잡음비 및 신호 대 잡음비를 이용하여 Blind test와의 유의한 상관관계를 확인 할 수 있었으며, 검사 속도가 영상의 질을 좌우하는 인자라는 것을 수치를 통해 확인하였다. 본 연구에서는 동일한 주입량, 동일한 검사 속도 등 동등한 조건에서의 평가를 진행하였지만, 환자의 생리적 기능과 수분 섭취량 등에 따라 모든 특성을 고려하는 것에 한계가 존재한다. 그러나 객관적으로 정량적 수치를 제시하여, 유의한 평가 지표를 입증하였다는 데에 학술적 의미가 있을 것으로 사료된다.

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Glomerular Filtration Rate 검사방법 및 가이드라인 (Glomerular Filtration Rate Test Methods and Guidelines)

  • 박민호;이하영;류화진;유태민;노경운
    • 핵의학기술
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    • 제22권2호
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    • pp.97-100
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    • 2018
  • Glomerular filtration rate (GFR)검사는 사구체의 여과기능을 나타내는 중요한 지표로서 신장기능과 그 기능의 정도를 검사하기 위하여 시행되고 있다. 사구체의 혈액 여과 작용은 신장의 중요한 기능 중 하나로 여과 장벽을 구성하여 체내에 필요한 혈구와 단백질은 빠져나가지 못하게 하고 크기가 작은 물질이나 수분, 노폐물은 자유롭게 통과시킨다. 하지만 사구체의 여과기능이 제대로 이루어 지지 않을 경우 혈뇨 및 단백뇨가 검출된다. 이와 같이 사구체의 기능에 문제가 있을 경우 급성 사구체 신염, 만성 사구체 신염 등 신장질환이 발생하게 되고 GFR검사를 통해 사구체 기능의 정도를 판단하고 있다. GFR검사는 $^{51}Cr$-EDTA으로 방사선의약품을 만들어 정맥주사를 하고 경과시간에 따라 EDTA Tube에 채혈하여 Plasma 내 방사능을 측정하여 결과 값을 도출해 낸다. 따라서 진료과 및 병동에 통보하여 동위원소를 사용하는 PET-CT, Bone Scan과 혈액에 영향을 주는 투석 및 수혈은 GFR검사와 병행하지 않도록 사전에 통보하고 있다. 검사방법으로는 먼저 $^{51}Cr$-EDTA 2 mL와 생리식염수 5 mL를 잘 혼합하고 혼합된 용액 중 5 mL로 환자에게 주입 할 방사성 의약품을 만든다. 먼저 주사 전 주사무게를 측정하고 환자의 정맥에 주사를 시행하고 난 뒤 주사 후 주사무게를 측정한다. 채혈은 총 2번 시행되고 성인의 경우에는 주입 후 3시간, 5시간 뒤, 소아의 경우 주입 후 2시간, 5시간 뒤 EDTA Tube에 5 mL채혈한다. 채혈 된 검체는 3300rpm에 5분간 원심분리 시키고 Plasma $500{\mu}L$를 Test tube에 분주하여 Sample rack에 준비해 둔다. Standard용액 제조방법은 200 mL Volumetric flask에 표시된 눈금까지 Diluent water를 채워주고 난 후 $500{\mu}L$을 버리고 $^{51}Cr$-EDTA $500{\mu}L$를 주입한 후 잘 혼합해준다. 제조 된 Standard 용액은 2개의 Test tube에 각각 $500{\mu}L$씩 분주하고 측정대상인 환자의 Plasma와 함께 Gamma Counter로 계측한다. 계측으로 얻은 CPM과 환자의 신장, 체중, 주사 전 후 무게 등을 GFR함수식에 입력하여 결과 값을 도출해 낸다. Reference range는 남성은 $119.5{\pm}30.3ml/min/1.73m^2$ 이고 여성은 $125.2{\pm}28.2ml/min/1.73m^2$ 설정되어 있지만 본원에서는 성별에 관계없이 $97.0ml/min/1.73m^2$ 이상일 경우 신장이식이 가능하다고 판단하고 있다. GFR검사 결과 값에 따라 신장기능의 정도가 반영 되기 때문에 병행하지 않아야 할 검사들과 주의사항을 준수한다면 보다 더 신뢰할 수 있는 결과 값을 얻을 수 있을 것이라 생각한다.

심층신경망을 이용한 레이더 영상 학습 기반 초단시간 강우예측 (Very short-term rainfall prediction based on radar image learning using deep neural network)

  • 윤성심;박희성;신홍준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권12호
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    • pp.1159-1172
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    • 2020
  • 본 연구에서는 강우예측을 위해 U-Net과 SegNet에 기반한 합성곱 신경망 네트워크 구조에 장기간의 국내 기상레이더 자료를 활용하여 심층학습기반의 강우예측을 수행하였다. 또한, 기존 외삽기반의 강우예측 기법인 이류모델의 결과와 비교 평가하였다. 심층신경망의 학습 및 검정을 위해 2010부터 2016년 동안의 기상청 관악산과 광덕산 레이더의 원자료를 수집, 1 km 공간해상도를 갖는 480 × 480의 픽셀의 회색조 영상으로 변환하여 HDF5 형태의 데이터를 구축하였다. 구축된 데이터로 30분 전부터 현재까지 10분 간격의 연속된 레이더 영상 4개를 이용하여 10분 후의 강수량을 예측하도록 심층신경망 모델을 학습하였으며, 학습된 심층신경망 모델로 60분의 선행예측을 수행하기 위해 예측값을 반복 사용하는 재귀적 방식을 적용하였다. 심층신경망 예측모델의 성능 평가를 위해 2017년에 발생한 24개의 호우사례에 대해 선행 60분까지 강우예측을 수행하였다. 임계강우강도 0.1, 1, 5 mm/hr에서 평균절대오차와 임계성공지수를 산정하여 예측성능을 평가한 결과, 강우강도 임계 값 0.1, 1 mm/hr의 경우 MAE는 60분 선행예측까지, CSI는 선행예측 50분까지 참조 예측모델인 이류모델이 보다 우수한 성능을 보였다. 특히, 5 mm/hr 이하의 약한 강우에 대해서는 심층신경망 예측모델이 이류모델보다 대체적으로 좋은 성능을 보였지만, 5 mm/hr의 임계 값에 대한 평가결과 심층신경망 예측모델은 고강도의 뚜렷한 강수 특징을 예측하는 데 한계가 있었다. 심층신경망 예측모델은 예측시간이 길어질수록 공간 평활화되는 경향이 뚜렷해지며, 이로 인해 강우 예측의 정확도가 저하되었다. 이류모델은 뚜렷한 강수 특성을 보존하기 때문에 강한 강도 (>5 mm/hr)에 대해 심층신경망 예측모델을 능가하지만, 강우 위치가 잘못 이동하는 경향이 있다. 본 연구결과는 이후 심층신경망을 이용한 레이더 강우 예측기술의 개발과 개선에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 구축한 대용량 기상레이더 자료는 향후 후속연구에 활용될 수 있도록 개방형 저장소를 통해 제공될 예정이다.

일본의 중견기업에 관한 연구 : 현황과 특징, 정책을 중심으로 (A Study on Medium-Sized Enterprises of Japan)

  • 강철구;김현성;김현철
    • 중소기업연구
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    • 제32권2호
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    • pp.209-223
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    • 2010
  • 본고에서는 일본 중견기업의 위상, 특징, 관련 정책을 검토함으로써 우리나라에서의 중견기업 정책의 방향을 모색하고자 한다. 일본의 경쟁우위업종인 기계, 전자부품업의 출하와 고용비중은 여타 업종보다 높아, 그 저변에 두터운 중견기업이 존재하고 있음을 알 수 있다. 일본의 중견기업 육성정책은 연구개발과 환경대책을 위한 기업간 제휴 유도라는 측면에서 간접적으로 지원하고 있다. 우리나라도 특정 정책사업에 있어서 기업간 협력 유도를 통하여 중견기업을 육성할 수 있을 것이다.

국가원수 경호적 측면에서의 EMP(Electro Magnetic Pulse) 방호 시스템에 대한 고찰 (Aspect of the chief of state guard EMP (Electro Magnetic Pulse) protection system for the consideration)

  • 정주섭
    • 시큐리티연구
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    • 제41호
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    • pp.37-66
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    • 2014
  • 최근 전자공학의 급격한 발달로 컴퓨터와 전자 통신 기술에 의존도가 높아지고 있으며 각 부분이 상호 연계되어 모든 전자 장비를 무용지물로 만드는 EMP에 의한 직접적 또는 간접적인 피해가 발생하고 있다. 대한민국과 긴박한 대치 상황에 놓여 있는 북한은 상당한 수준의 EMP 관련 기술을 가지고 있으며, EMP 무기를 이미 보유했거나 수년 내 EMP 무기의 개발을 완료할 것으로 전망하고 있다. 북한은 장거리 미사일발사 직후에 여러 차례 핵실험을 실시하였으며 노골적인 핵 협박 공세가 강화되었음을 보았을 때, 고고도 핵실험을 언제라도 할 수 있는 능력을 보유하였다고 보아야 하며, 이는 EMP 무기의 실전적인 공격능력이 갖추어 졌다는 것을 의미한다고 할 것이다. 이러한 시점에서 피해상황을 예측하여 대한민국의 안보현실에 부합되는 EMP 방호시스템의 구축은 무엇보다도 필요한 과제이다. 그 피해의 규모는 예측 불가하지만 크게 군사적 피해와 사회 경제적 피해 그리고 인명피해상황으로 구분해 보았을 때 통신 시스템 및 위성장비의 마비를 시작으로 군사안보시스템과 수송, 금융, 국가비상체계 등 여러 부문으로 피해가 나타난다. 일반적으로 EMP는 직접적인 인명피해는 없다고 보고되지만 의료기기에 의존하는 사람들에게는 치명적인 피해가 나타날 수 있다. 또한, 국가전력체계 마비로 인한 전력공급중단이 가져다주는 피해만 생각 할 것이 아니라 주 전력발전 중 원자력발전소 의존도가 높은 국내는 블랙아웃현상발생 시 심각한 원전사고로 이어질 수 있는 발전소 내부의 문제점도 예측해 보아야 한다. 우선 특별 전문 위원회를 구성하여 EMP 방호시설 및 장비에 대한 수요조사를 실시하고, 그에 맞는 소요예산을 구성하여 엄격한 기준 아래 시공업체를 선별하여야 한다. 그 후 EMP 방호성능검증을 위한 기관을 만들어 성능을 검증 한 후 유지 보수 안전 및 설계 시공회사 보안 관리를 하는 조직적이고 체계적인 과정을 거쳐 경호시설물이나 경호통신장비 기동장비 등에 대한 완벽한 EMP 방호시스템을 갖추어 놓아야 할 것이다.

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한국의 e-Grocery 배송서비스 대안에 관한 연구 (An Approach for Enhancing Current Korean e-Grocery Business Focusing on Delivery Service Alternatives)

  • 구종순;이정선;전동화
    • 통상정보연구
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    • 제13권3호
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    • pp.169-201
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    • 2011
  • 정보과학기술의 발달은 식료품산업에서도 큰 변화를 가져왔는데, 그것은 바로 기존의 전통적인 슈퍼마켓 형태의 배송체계에서 온라인 방식의 배송시스템을 접목한 것이다. 현재 한국의 전통적인 슈퍼마켓들은 소비자를 만족시키기 위한 하나의 방편으로 오프라인과 온라인 서비스를 동시에 제공하고 있다. 본 연구는 과거 1990년대 후반부터 2000년대 초반까지 선진국에서 주로 이루어진 선행연구들을 기초로 하여, 온라인 식료품 산업의 개념과 운영(operation)모델을 설명하고, 전 세계 온라인 식료품 회사와 한국 대형 슈퍼마켓의 온라인 식료품 서비스 현황 분석을 통해, 한국 대형 슈퍼마켓의 성공적인 온라인 식료품 서비스 제공을 위한 배송방법들과 기타 대안들을 제안하고자 한다. 연구에 따르면 한국 대형 슈퍼마켓들은 현재 집 배송(home delivery) 서비스를 제공하고 있으나 선진국들에 비하면 아직 초기단계에 머물러 있다. 배송 서비스의 대안으로서, 가장 기본이 되는 것은 저렴한 비용의 점포픽업서비스이다. 점포 픽업서비스는 인터넷을 통해 가까운 대형마트에 원하는 상품을 주문하고 매장을 방문하여 주문한 상품을 인도받는 형태이다. 또 다른 대안으로 배송서비스의 질을 향상시키기 위해 리셉션박스라는 특수한 박스를 이용하는 방법이 있다. 이 박스는 신선식품과 같은 신선도가 생명인 상품의 질을 유지하기 위해 박스의 온도 조절과 자물쇠처리를 통해 안전하게 고객에게 상품을 전달하는 방법이다. 마지막 대안으로는 배송서비스의 질적 향상을 위한 DC(distribution center)를 구축하는 것이다. 그러나 DC구축은 높은 투자자본이 요구되므로 구축에 어려움이 있다. 그러나 미국 온라인 식료품 기업인 Peapod이 기존 전통기업과 온라인 식료품 기업의 합병이나 파트너십을 통해 DC를 구축한 것처럼 한국 대형 슈퍼마켓들도 DC구축이 가능할 것으로 보인다. 위에서 제시한 배송서비스를 실현하기 위해서는 기본적으로 대규모 주문량을 확보하여야 하며, 이를 위해서 홍보를 통한 온라인 잠재고객의 유인이 반드시 필요하다. 아울러 온라인 식료품 배송 서비스에서 고객들이 기대하는 식품 위생과 안전성의 보장 그리고 편의성을 제공하여 충성스런 고객(loyal customers)을 계속 유지하는 것 또한 대형 슈퍼마켓들이 온라인 식료품 산업에서 성공을 위해 고려해야하는 중요한 요소라 하겠다.

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원예전문생산단지 운영에 대한 중요도-만족도 분석 (Importance-Performance Analysis of Operation of Specialized Complexes for Horticultural Production)

  • 홍나경;리재웅;김태균
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제33권1호
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    • pp.25-31
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    • 2015
  • 본 연구는 시설원예 작물 재배 농가들을 대상으로 응답자들의 항목별 선호도를 분석하고, 농업현장에서 농민들이 체감하는 원예단지에 대한 만족도와 문제점을 파악하고 평가하고자 하였다. 분석 대상은 크게 생산관련 소모품 공동구입, 온실시설 기자재 공동구입, 공동 육묘 생산, 공동 냉난방시설 사용, 공동출하, 토양 검사 및 인증제도를 포함하는 공동 활동부분과 생산기술정보, 온실시설관리정보, 유통관련정보, 생산기술교육, 온실시설관리교육, 유통관련교육을 포함하는 정보교류 및 교육부분으로 나누었다. 공동활동 부분의 IPA분석결과 소모품 공동구입, 기자재 공동구입, 공동출하 항목이 중요도와 만족도가 모두 높아 지속적인 유지가 필요하며, 공동육묘 생산, 공동냉난방 시설 등 2개 항목은 중요도와 만족도가 모두 낮아 우선순위를 낮추어도 될 것으로 판단된다. 소모품 및 기자재 공동구입에 대한 단지별 생산자 니즈를 파악하고, 원예전문생산단지가 수출집중형인 경우에는 공동출하 체계를 적극 활용해 수출대상국별 경쟁력 있는 교섭권을 더욱 강화해 나가야 할 것이다. 한편, 육묘장과 냉난방시설의 경우, 정부지원을 받아 시설을 소유하고 있는 비율이 높기 때문에 중요도-만족도가 낮은 것으로 판단된다. 그러나 $CO_2$ 저감을 위한 환경친화적 신재생 에너지의 활용 및 지속가능한 농업의 관점에서 고찰해보면, 에너지 이용 효율성 제고 및 환경 친화적 원예단지 조성이 중요한 부분이라는 것을 인지해야 할 것이다. 또한, 토양 검증 및 인증 항목은 중요도에 비해 만족도가 높아 과잉관리가 개선될 필요성이 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 원예전문생산단지 평가 지표에서 가점을 주는 평가항목들이기 때문에 이미 잘 관리가 되고 있는 것으로 설명할 수 있다. 정보교류 및 교육부문의 IPA분석결과 가장 집중적으로 관리되어야 할 요인으로 생산기술 교육이었으며, 원예전문단지 교육을 실시하기 위해서는 생산기술 교육을 타 교육(온실관리 및 유통관련 교육) 보다 집중적으로 실시해야할 부분으로 평가할 수 있다. 생산기술 정보, 온실시설 관리정보, 유통관련 정보는 중요도와 만족도가 모두 높아 지속적으로 잘 유지해야 할 필요가 있는 요인들이다. 다양한 정보에 대한 응답자들의 중요도와 만족도가 높기 때문에, 농가들의 적극적인 정보 교류를 활성화 시키는 방안을 제시할 수 있을 것이다. 예를 들면, 구성원들의 정보교류 어플리케이션, SNS 활동 혹은 홈페이지 활용, 공식적인 정기모임 및 정보교류 회의를 위한 협의체를 구성 등을 들 수 있겠다. 온실관리 교육, 유통관련 교육의 2개 요인에 대해서는 우선순위를 낮추어도 좋은 것으로 판단된다. 마지막으로 생산성 향상 및 시설원예의 경쟁력 강화를 위해 정부 주도의 시설원예단지 규모는 더욱 확대될 것이므로, 본 연구의 결과가 원예전문생산단지의 운영에 효율적으로 적용되기를 기대한다.

일본 Nagaoka의 육상 대수층에 주입된 $CO_2$의 관찰을 위한 시간차 시추공간 탄성파 토모그래피 (Time-lapse crosswell seismic tomography for monitoring injected $CO_2$ in an onshore aquifer, Nagaoka, Japan)

  • ;신강 대;동 굉행;설 자구
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제9권1호
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    • pp.30-36
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    • 2006
  • 일본의 첫 번째 파일럿 규모의 $CO_2$격리실험이 Nagaoka 에서 약 1,100m 깊이의 육상 대수층에 10,400 톤의 $CO_2$를 주입하면서 행해졌다. 주입된 $CO_2$ 의 모니터링을 위해서 그 지역에서 행해진 다양한 측정들 중, P 파 속도의 변화를 이용하여 2 개의 관측정 사이에서 대수층 내의 $CO_2$ 분포를 알기 위해 시간차 시추공간 탄성파 토모그래피가 실시되었다. 이 논문은 탄성파 토모그래피에 대한 예비적인 결과들이다. 시추공간 탄성파 토모그래피 측정이 3 회에 걸쳐 실시되었는데, 한 번은 기준 조사로서 주입 전에, 나머지 두 번은 모니터링 조사를 위해 주입 중에 이루어졌다. 모니터링 조사로부터의 속도 분포도를 기준 조사 속도 분포도와 비교하여 속도 차 분포도가 만들어졌다. 속도 차 분포도는 주입된 $CO_2$가 퍼져있다고 예상되는 주입정 주변 대수층 부분에서 소도 감소 지역을 보여준다. 비록 탄성파 토모그래피가 $CO_2$주입에 따른 속도 감소 지역을 제공할 수 있었지만 속도 차 분포도에서 다소 이상한 속도 분포 지역이 관측되었다. 그러한 현상의 발생을 조사하기 위해서 조사 지역을 모사하는 수치모형 실험을 수행하였다. 그 결과 우리는 속도 차 분포도에서 발생한 이상한 속도 분포는 인위적인 오차이거나 이 지역에서 행해진 시추공간 탐사의 송수신기 배열에 의한 고스트라고 확신할 수 있었다. 토모그래피에 의해서 얻어진 최대 속도 감소 비율은 음파검층에 의해 관측된 것보다 아주 작았다. 비록 탄성파 토모그래피에 대한 수치모형 실험에 의해서도 불일치가 확인되었으나 음파검층에 의해 획득한 속도 값에 비교될 수 있는 좀 더 정확한 속도 값을 얻기 위해 앞으로 더 많은 연구가 필요하다.

Inonotus obliquus 의 균사체 액상배양에서 원형질체 형성과 돌연변이를 통한 단백다당체 고생산성 균주 개발 (Strain Improvement through Protoplast Formation and Mutation of Inonotus obliquus Mycelia for Enhanced Production of Innerpolysaccharides (IPS) in Suspended Mycelial Cultures)

  • 홍형표;정용섭;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제25권2호
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    • pp.155-166
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    • 2010
  • Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통해 항당뇨 및 면역증강 효능의 세포벽다당체 (IPS) 생산 공정을 개발하기 위한 첫 시도로서, 고생산성 균주를 개발하는 연구를 수행하였다. Inonotus obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포주를 얻기가 힘든 것으로 관찰되었다. 따라서 Inonotus obliquus 균사체로부터 대량의 원형질체 형성 및 재생에 의한 단일 콜로니 획득 방법을 개발함으로써 생산균주를 신속하게 개량하고자 하였다. 개량된 filtration 방법을 적용해서 원형질체를 회수한 결과, 기존의 trapping 방법에 의해 회수한 수보다 약 5배 증가한 $2.3{\times}10^6$ protoplasts/mL의 원형질체를 회수할 수 있었으며, 원형질체 재생률 또한 $10^{-2}{\sim}10^{-3}$로서 비교적 높게 나타났다. 한편 Inonotus obliquus 균사체의 경우 IPS의 함량이 세포 무게 당 거의 일정한 양을 함유하고 있는 것으로 확인되었으므로, IPS의 생산성을 증가시키기 위해서는 최종 액상 생산배양에서의 균체량 증가가 가장 중요한 것으로 판단되었다. IPS 고생산성의 균주를 개발하기 위해, 이미 선별된 고생산성 균주들의 균사체를 다양한 조건으로 UV 처리한 후, 생존한 원형질체로부터 고생산성의 변이주들을 지속적으로 선별한 결과, 16~18 g DCW/L 범의의 높은 균체 생산성을 보이는 우량균주들을 다수 선별할 수 있었다. 특히 고체 성장배지에서 빠른 성장속도를 보여주는 대부분의 균주들이 최종 액상 생산배양에서도 고생산성 및 고안정성을 보여주는 것으로 나타났다. 이 결과로부터 일련의 균주 개발 공정의 초기 단계에 속하는 고체 성장배양에서 성장속도가 낮은 균주들을 미리 제외시킬 경우, 균주선별의 효율성이 매우 높아짐을 확인할 수 있었다. 최종적으로 97%의 치사율을 보이는 UV 변이처리 조건에서 균사체 생산성이 약 22 g/L에 이르며, 생산 안정성도 높은 우량 균주 (OBLQ756-15-5)를 획득할 수 있었는데, 이 균주를 이용하여 현재 IPS 대량 생산을 위한 pilot-scale 발효조 배양공정을 개발 중이다.