Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제26권6호
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pp.1295-1303
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2015
혼합물 실험으로부터 실험자는 주효과와 저차의 상호작용 효과의 추정을 원한다. 이를 위해 심플렉스 중심배열법과 같은 적절한 실험을 통해 추정할 수 있다. 그러나, 요인의 수가 늘어나면 부득이 일부실시를 행하게 된다. 이 경우 각 성분의 혼합비율의 합이 일정하다는 제약 조건은 교락으로 인해 추정가능한 상호작용의 선택을 어렵게 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 $Scheff{\acute{e}}$의 정준 모형 대신에 대수기하학을 기초로 한 동차다항식 (homogeneous polynomial)으로 구성된 모형을 도입하여 문제를 풀려고 한다. 이를 활용하여 심플렉스 중심배열법의 일부실시법에 대해 추정가능한 모형을 제시한다. 연산은 CoCoA 대수연산 소프트웨어를 이용하였다.
In this study, the effects and the interactions of water content, SP-binder ratio, and water-binder ratio on the workability performance of concrete were investigated. The experiments were designed based on flatted simplex-centroid experiment design modified from standard simplex-centroid one. The data gotten from the design was used to build the concrete slump model using neural networks. Research reported in this paper shows that a small number of slump experiments can be performed and meaningful data obtained with the experiment design. Such data would be suitable for building slump model using neural networks. The trained network can be satisfactorily used for exploring the effects of the components and their interactions on the workability of concrete. It has found that a high water content and a high SP/b ratio is essential for high workability, but achieving this by increasing these parameters will not in itself guarantee high workability. The w/b played a very important role in producing workability and had rather profound effects; however, the medium value about 0.4 is the best w/b to reach high slump without too much effort on trying to find the appropriate water content and SP/b.
In this paper a class of mixture designs for estimating the slope of second order Scheffe polynomial response surfaces for mixture experiments with q components is presented. The variance of the estimated directional slope at a point is a function of the direction of the slope and the design. If the variance is averaged over all possible directions in the (q-1)-dimensional simplex, the averaged variance is only a function of the point and the design. By choice of design, it is possible to make this variance constant for all points equidistant from the centroid point. This property is called "slope-rotatability over al directions in the simplex", and the necessary and sufficient conditions for mixture design to have this property are given and proved. The class of designs with this property is compared with other mixture designs and discussed.discussed.
본 연구는 루틴, 퀘르세틴, 식이섬유가 전분 소화율에 미치는 영향을 통계적 혼합물 설계방법을 이용하여 확인하고자 하였다. 세 가지 성분들은 모두 농도가 증가함에 따라 전분소화 지연 효과가 나타났으며, 그 중에서도 퀘르세틴과 식이섬유가 함께 섞였을 때 가장 높은 지연 효과를 보였다. 이 혼합물 설계는 simplex-centroid 실험설계법을 이용하였고, 최적 모델은 quadratic 모델에서 나타났다. 이때 얻어진 회귀방정식을 통하여 유의한 상승효과를 확인할 수 있었다. 최적화 통계 방법을 사용하여 혼합비를 분석한 결과 퀘르세틴과 식이섬유가 72: 28 비율에서 전분 소화 지연 효과가 최대로 나타나는 것을 확인하였다. 전분소화에 대한 영향을 3차원 표면 도표로 시각화하여 나타내었으며, 이 결과로 퀘르세틴과 식이섬유의 상호작용으로 인하여 전분 소화를 15% 이상 지연시키는 것을 확인할 수 있었다.
Livestock industry requires alternatives of antibiotics to prevent environmental pollution and to maintain public health. We herein report on an effective method to reduce ammonia from livestock manure, and confirmed environmentally-friendly livestock production by adding three types of yeast probiotics, Pichia farinosa SKM-1, Pichia anomala SKM-T, and Galactomyces geotrichum SJM-59, into the feed stuff, separately and/or mixed, and these three types of yeasts were administered to the Hy-line brown layers for 8 weeks. Compared with control, the laying performance, the egg quality, and the number of intestinal lactic acid producing bacteria of the treated group were improved and/or increased significantly. Pichia anomala SKM-T potently reduced ammonia production from poultry manure, and the other strains were also able to reduce the ammonia from it. The optimum condition for the reduction of ammonia with Pichia farinosa SKM-1, Pichia anomala SKM-T, and Galactomyces geotrichum SJM-59 was obtained by using the augmented centroid-simplex design. The ratio of optimum condition was Pichia farinosa SKM-1:Pichia anomala SKM-T:Galactomyces geotrichum SJM-59=0.295:0.209:0.080, and the estimate was -123.36 (p=0.0l38). An ability to reduce the ammonia production from livestock manure was maintained at $30^{\circ}C$ for 15 weeks.
Anaerobic digestion is a popular sewage sludge (Ss) treatment method as it provides significant pollution control and energy recovery. However, the low C/N ratio and poor biodegradability of Ss necessitate pretreatment methods that improve solubilization under anaerobic conditions in addition to anaerobic co-digestion with other substrates to improve the process efficiency. In this study, three pretreatment methods, namely microwave irradiation, ultrasonication, and heat treatment, were investigated, and the corresponding improvement in methane production was assessed. Additionally, the simplex centroid design method was utilized to determine the optimum mixture ratio of food waste (Fw), livestock manure (Lm), and Ss for maximum methane yield. Microwave irradiation at 700 W for 6 min yielded the highest biodegradability (62.0%), solubilization efficiency (59.7%), and methane production (329 mL/g VS). The optimum mixture ratio following pretreatment was 61.3% pretreated Ss, 28.6% Fw, and 10.1% Lm. The optimum mixture ratio without pretreatment was 33.6% un-pretreated Ss, 46.0% Fw, and 20.4% Lm. These results indicate that the choice of pretreatment method plays an important role in efficient anaerobic digestion and can be applied in operational plants to enhance methane production. Co-digestion of Ss with Fw and Lm was also beneficial.
A mixture experiment is a special type of response surface experiment in which factors are the ingredients or components of a mixture, and the response is a function of the proportions of each ingredient. Evolutionary operation is useful to improve on-line full-scale manufacturing process by systematically changing the levels of the process variables without jeopardizing the product. This paper presents an evolutionary operation procedure with mixture variables for large-scale mixture production process which can be beneficial to practitioners who should improve on-line mixture quality while maintaining the production amount of the mixture product.
최고 품질의 클렌징 제품 개발을 위해서 계면활성제 혼합물 조성의 최적화를 시도하였다. 사전실험을 통해 세정력, 기포형성력, 오염률에서 각각 우수한 특성을 나타내는 계면활성제 3종 sodium cocoyl alaninate (SCoA), cocamidopropyl betaine (CPB), decyl glucoside (DG)을 선정하였다. 계면활성제 혼합물의 심플렉스 중심 설계 배열에 따른 실험을 수행하고, 실험에서 얻어진 데이터를 가지고 회귀분석을 실시하였다. 통계적으로 유의미한 반응 표면 모델식을 구하고, 세 개의 반응변수의 동시 최적화 과정을 통해 계면활성제 혼합물의 최적 조성은 SCoA (0.22), CPB (0.78), DG (0.00)으로 구해졌다.
버섯류는 기호식품으로서의 성격과 기능성식품으로서의 성격을 동시에 갖는 매우 독특한 식품소재로서 본 연구에서는 국내에서 자생하는 8종류의 버섯에서 항충치 활성성분을 조사해 보았으며, 더불어 높은 항충치활성을 가진 추출물을 얻고자 다양한 용매를 이용, 최적의 용매조성을 탐색해 보았다. Chloroform, methanol, acetone, ethyl acetate 및 증류수를 용매로 사용하였으며, 이들 추출물의 S. mutans에 대한 항균 효과와 glucosyltransferase (GTase) 활성 억제효과를 살펴보았다. 표고버섯, 영지버섯 및 만가닥버섯 추출물이 상대적으로 높은 항충치활성을 나타내었으며, 추출용매에 의한 항균효과를 조사해본 결과, chloroform, methanol, ethyl acetate로 추출한 버섯 추출물에서 상대적으로 높은 항균효과를 보여주었다. 8종의 버섯 중 항균효과가 뛰어나고 GTase 활성 억제효과가 높은 만가닥(Lyopyllum ulmarium) 버섯으로부터 chloroform, methanol 및 ethyl acetate 추출물을 얻어 항충치활성을 조사하였다. S. mutans에 대한 만가닥 버섯의 최대 항균효과를 얻기 위해 심플렉스 중심 합성 계획법(simplex centroid design)을 이용하여 최적의 추출용매조성을 살펴본 결과, chloroform, methanol 및 ethyl acetate 3가지 용매를 모두 동일한 비율(1:1:1)로 혼합하여 추출한 추출물에서 가장 높은 항균효과가 나타났다. 만가닥버섯추출물은 항충치 소재로서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대되며, 버섯추출물의 항충치 효과는 추출용매에 의해 영향을 받으므로 버섯에서 항충치활성물질을 얻고자 할 때에는 추출용매선택이 매우 중요할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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