• 생물환경조절학회지
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• 제22권2호
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• pp.182-187
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• 2013

밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수($r^2$)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권2호
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• pp.161-170
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• 2020

국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO₂, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO₂의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.276-282
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• 2017

본 연구는 방울토마토 재배 단동온실에 공기순환팬을 설치하고 공기순환팬이 온실 내 온도 및 습도 분포, 에너지소비량에 미치는 영향을 분석하였다. 공기순환팬은 날개 크기 230mm의 Stainless 팬으로, Lee 등(2016)의 연구결과를 참고하여 시험구 온실에 9m 간격으로 총 18대를 설치하였다. 온실 내부 온습도는 온실 길이방향으로 4등분하여 1/4 지점과 3/4 지점의 중앙에 센서를 설치하고 0.8m, 1.8m 높이 2곳의 온습도를 난방을 주로 하는 야간(오후 6시~다음 날 오전 7시)에 5분 간격으로 측정하였다. 에너지소비량은 각 온실에 위치한 온수펌프의 유량, 온수 출수부와 환수부의 온도차를 측정하여 계산하였다. 공기순환팬을 사용하지 않았을 때 측점 간 온도차 및 습도차의 평균값은 $0.75^{\circ}C$, 2.19%였으며 공기순환팬 사용 시 측점 간 온도차 및 습도차의 평균값은 $0.42^{\circ}C$, 1.27%로 감소하였다. 공기순환팬 설치 온실과 미설치 온실의 누적 에너지소비량은 각각 4,673kWh, 4,009kWh로 공기순환팬 설치 온실에서 약 14.2%의 에너지를 적게 소모하였다. 이러한 결과로 보아 온실 내 공기순환팬 사용은 공기를 지속적으로 교반시켜 주어 온실 전체의 온도 및 습도를 균일하게 만들고, 공기의 온도가 빠르게 변하지 않도록 해주어 난방 장치의 가동 시간과 에너지소비량을 줄일 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권2호
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• pp.90-97
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• 2022

본 연구는 블루베리를 재배하는 12-단동-1 규격의 온실에서 자연환기 시 측창 개폐 높이에 따른 온실 내외부 온습도 환경변화를 통계적으로 구명하기 위해 수행되었다. 측창 개폐 높이는 120, 100, 80, 60cm로 설정하였으며, 높이별 온실 내외부 온습도 차이의 변화를 주야간별로 비교·분석하였다. 또한 측창 개폐 높이에 따른 온습도 변화의 유의성을 검증하기 위해 One-way ANOVA을 수행하였다. 주간 실내외 기온차의 경우 측창 개폐 높이가 60cm에서 120cm로 높아질 때 실내외 기온차는 약 14.0℃에서 7.1℃로 감소했으며, 야간 실내외 기온차는 측창 개폐 높이와 상관없이 0.2℃ 미만이었다. 측창 개폐 높이별 주간 기온차의 유의성을 분석한 결과, 모든 높이에서 유의성이 확인되었다. 상대습도의 경우, 측창 개폐 높이가 120cm에서 60cm로 낮아질 때 실내외 상대습도 차이는 약 -13.8%에서 -22.2%로 증가하였으며, 야간 상대습도 차이는 높이와 상관없이 1% 미만으로 측정되었다. 측창 개폐 높이별 주간 상대습도 차이의 유의성을 분석한 결과, 그룹 대부분에서 상대습도 차이의 유의성이 확인되었지만 100cm와 80cm 사이에서는 통계적 유의성이 발견되지 않았다. 이는 측창 개폐 높이가 80cm일 때 외기온이 상대적으로 낮아졌기 때문으로 판단된다.결과적으로 본 실험을 통해 측창 개폐 높이가 높을수록 원활한 환기로 인해 내외부 온습도 차이가 줄어드는 경향을 확인하였으며, 측창 개폐 높이가 온습도 차이에 유의한 영향을 미친다는 사실을 실증적으로 확인하였다. 본 연구는 온실 내외부 온습도 차이에 따른 효과적인 측창 개폐 높이를 결정하는 데 필요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제23권4호
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• pp.345-356
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• 2017

퇴비화 과정은 유기물질을 비료와 같은 유용한 자원으로 전환하는 생물학적 과정이다. 퇴비화는 유기물과 환경조건(탄질율, 온도, 습도, 산소공급, pH 등)의 변화에 적응하는 미생물 군집의 연속적인 천이과정으로 이해될 수 있다. 우리나라에서의 유기성 폐기물을 처리하는 퇴비사의 악취는 도시화 가속화에 따른 신도시개발, 공장이나 주거지역들의 생활지역 근접화에 따라 악취를 발생시키는 원인이 되어 관공서에 민원이 제기되는등 사회적인 문제가 되고 있다. 이의 저감방안으로 퇴비사에서 우점하는 미생물을 규명하고 미생물 군집의 변화를 조사, 연구하여 생장환경에 맞게 적용하는 것은 퇴비공정의 효율적인 개선과 생산된 퇴비의 품질제어, 악취저감 측면에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 퇴비화에 있어 최적의 운용기술과 악취발생을 저감하는 방법들을 중심으로 고찰하였다. 퇴비화 공정에서 부숙활동에 효과적인 올바른 미생물종의 선택과 개체수의 빠른 증가가 부숙을 촉진시킨다. 이에 따른 미생물 분해활동을 통한 부숙 극대화를 위한 공기량(산소), 온도, 습도 등 박테리아의 최적 생장조건을 제시하였다. 악취제거 및 수분조절기능이 있는 다공성광물을 사용했더니 악취가 현저하게 개선되어 졌다. 미생물의 생장조건을 최적화 부숙환경을 개선, 부숙을 촉진시켜 악취를 저감하는 최근기술들도 제시하였다.

• 한국버섯학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-6
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• 2019

버들송이버섯을 봉지재배할 경우 비닐봉지(PE)에 포플러톱밥:미강:밀기울:건비지를 70:10:10:10 (v/v) 비율로 제조하여 1 kg씩 입봉하고 종균을 배지의 2%씩 접종 후 배양실 온도를 $25^{\circ}C$로 하여 배양하고 배양이 완료되면 최초 접종부위의 배지표면 높이까지 상부 비닐을 절개하여 재배를 하였다. 절개된 배지를 생육실에 입상하고 습도 99%, $CO_2$ 1,000 ppm, 1000 lx 조건에서 3일간 발이 유도 후 습도 95%, 온도 생육온도 $21^{\circ}C$ 조건으로 생육환경을 조절하면 봉지의 뚜껑을 제거한 처리구에 비해 대의 휘어짐은 적어지고 봉지 당 유효경수는 140% 증가한 28.8개, 봉지 당 수량은 29.5% 증가한 148.5 g을 수확 할 수 있다.

• 대한화장품학회지
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• 제44권1호
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• pp.73-79
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• 2018

일차 섬모(primary cilia)는 세포에서 안테나처럼 돌출되어 나온 기관인데, 외부 자극에 반응할 수 있는 각종 수용체와 채널, 신호 전달 인자들을 가지고 있다. 피부는 자외선, 온도, 습도, 중력, 장력 등 외부 환경에 반응하여 멜라닌이나 콜라겐을 만들고 피부 장벽을 형성한다. 피부에서는 일차 섬모가 없으면 헤어의 생성이나 각질의 분화가 억제된다는 보고가 있다. 또한 피부 색소 생성과 관련하여서는 일차 섬모가 sonic hedgehog-smoothened-GLI2 신호 전달에 의해 활성화되면 멜라닌 생성이 억제된다는 것이 알려져 있다. 피부가 자외선을 받으면 멜라닌 생성 호르몬의 양이 증가하고 멜라닌 생성 호르몬은 멜라닌 생성 세포 내 cAMP의 양을 증가시켜 멜라닌 생성 효소의 발현을 높인다. 이에 멜라닌 생성 호르몬과 세포 내 cAMP의 양을 증가시키는 물질을 처리하여 멜라닌 생성을 높였을 때 일차 섬모의 변화를 확인한 결과 일차 섬모가 감소하는 것을 확인하였다. 또한 기존 미백 원료인 유용성 감초 추출물(an ethanol extract of Glycyrrhiza glabra (EGG) root)과 Melasolv (3,4,5-trimethoxy cinnamate thymol ester (TCTE))가 일차 섬모의 발현을 증가시키고 멜라닌 생성 효소인 tyrosinase의 발현을 억제함을 확인할 수 있었다. 따라서 일차 섬모를 조절할 수 있다면 피부 색소 침착을 효과적으로 조절할 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.21-21
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• 2018

본 연구는 북방계 식물에 속하는 두메우드풀[Woodsia ilvensis (L.) R.Br.]의 전엽체 증식 및 포자체 형성을 위한 적정방법을 구명하고자 수행되었다. 식물재료는 경상북도 의성군 일대에서 채취한 후 청주의 일반하우스에 이식하여 재배하였다. 포자 성숙기인 8월에 채종하여 발아시켰으며, 포자로부터 획득한 전엽체를 8주간 계대하면서 실험재료로 사용하였다. 전엽체 300mg을 메스로 다진 후 배지농도 및 종류(Knop, 1/4, 1/2, 1 및 2MS)를 달리하여 8주간 배양하였다. 배양실의 온도는 $25{\pm}1.0^{\circ}C$, 광도는 $30{\pm}1.0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$(16/8h)로 조절되었다. 연구의 결과, 배지구성물질의 농도가 높았던 2MS배지에서 전엽체의 생체중이 12.4g으로 41배 증가하여 가장 높은 증식율을 나타냈다. 또한 배지구성물질의 농도가 적을수록 생체중의 증가폭도 함께 감소하는 경향을 보였다. 포자체 형성에 적합한 토양조건을 확인하고자, 원예상토, 피트모스, 펄라이트 및 마사토의 비율을 달리한 5종류의 혼합토양을 조성하여 사각분($7.5{\times}7.5{\times}7.5cm$)에 충진하였다. 다음으로 전엽체 1g을 핸드블랜더로 10초간 분쇄 후 충진된 사각분 위에 고르게 분주하여 14주간 재배하였다. 재배환경은 온도 $25{\pm}1.0^{\circ}C$, 광도 $43{\pm}2.0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$(16/8h) 및 습도 $72{\pm}2.0%$로 조절되었다. 지베렐린 수용액이 포자체 형성에 미치는 영향을 조사하고자, 선행연구에서 선발된 토양조건을 기준으로 침지농도(0, 50, 100, $200mg{\cdot}L^{-1}$)를 조절하여 1시간 침지 후 상기와 동일한 방법으로 재배하였다. 연구의 결과, 원예상토와 펄라이트 또는 마사토를 2:1(v:v)로 혼용한 토양에서 사각분 당 109.5, 128.8개의 포자체가 형성되었다. 한편, 피트모스가 첨가된 처리는 포자체의 형성이 억제되는 경향을 나타냈다. 지베렐린 50과 $100mg{\cdot}L^{-1}$ 수용액에 침지한 처리에서 무처리에 비해 많은 사각분 당 각 177.0, 181.7개의 포자체가 형성되었으며, 생육도 양호하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권4호
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• pp.304-310
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• 2011

본 연구는 기존의 농가 보급형 고구마 저장고에 가열기(본체), 환기팬, 배풍구 팬, 습도 조절을 위한 관으로 구성된 간이 큐어링 설비를 부가시킨 후, 그 효과를 검증하기 위하여 수행되었다. 6일간의 큐어링 처리 기간 동안 저장고 내 기온 및 상대습도는 $32^{\circ}C$, 90%로 설정되었다. 고구마의 저장 기간(6 개월) 동안 1개월에 1회씩 표본을 수집하여 물리화학적 품질을 측정한 결과, 부패율과 부패 정도를 함께 보여주는 McKinney Index는 큐어링 처리구의 경우 0.83%였으며, 큐어링 처리를 하지 않은 대조구의 경우 5.08%였다. 큐어링 처리구의 경도 및 당도, 건물율은 모두 대조구보다 높았으며, 대조구의 표피색이 큐어링 처리구보다 빠르게 변하여 큐어링 처리가 저장기간 동안 고구마의 변색을 지연시켰음을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 간이 큐어링 설비를 이용한 큐어링 처리는 초기 비용이 많이 소모되는 일반 큐어링 설비를 대체하여 고구마의 물리화학적 품질을 증진시킬 수 있으며, 저장 기간을 늘릴 수 있음을 알 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-8
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• 1998

본 연구에서는 다동온실내 작물의 생체정보와 실내외 환경요인의 정보를 얻기 위하여 복합환경제어용 시스템을 개발하였다. 이를 원예연구소에 설치하여 작동이 잘되는 것을 확인하였다. 앞으로 복합환경제어가 될 수 있도록 작물에 대한 온실의 환경 및 생체정보에 관한 연구가 필요할 것이다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 하드웨어는 각 기능별로 완전한 독립구조로 된 모듈형태로 구성이 되며, 각 모듈이 슬롯형태로 제작되어 수리 및 수정이 용이하고, 이동이 편리한 장점을 가지고 있다. 2 PC에서 통신을 통하여 시스템의 규모를 조절할 수 있으며, 각 입출력 단자의 기능 및 범위를 조절할 수 있다. 또한 각 제어 블록 사이에도 통신이 가능하여 유동성과 확장성이 뛰어나다. 3 환경제어 로직은 기존의 시스템에서 사용되었던 타이머를 이용한 작동기기별로의 제어가 아닌 온실전체의 온도와 습도를 위주로 하여 시퀀스 제어를 하도록 구성하였다.