• 한국결정성장학회지
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• 제27권5호
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• pp.229-234
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• 2017

본 연구에서는 자동차 터보차저(turbo charger)용 터빈휠을 제조하기 위하여 고속원심주조법을 이용하여 TiAl 합금을 주조하였다. 여러 가지 조성의 주형을 사용하여 주조결함이 최소화 되는 최적의 몰드 조건을 찾고자 하였으며, 주조된 TiAl 합금의 결정구조와 미세조직을 고찰하였다. TiAl 샘플의 XRD 분석 결과 ${\gamma}$-TiAl 상과 ${\alpha}_2-Ti_3Al$ 상으로 구성되어 있음을 확인하였으며, 광학현미경과 FE-SEM 분석을 통하여 TiAl 샘플은 6-fold 및 4-fold 대칭성으로 이루어진 두 개의 수지상(dendrite) 형태로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다. 또한 샘플의 단면에서 표면과 가까운 지점과 내부에서 측정한 원소함량의 차이를 확인할 수 있었으며, 마이크로비커스 경도계를 이용하여 표면에서 $50{\mu}m$ 미만의 영역에서 경도상승 영역 alpha-case 층이 형성되었음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1B호
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• pp.79-84
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• 2012

질산성질소는 일반적인 지하수 오염물질로서, 본 연구에서는 영가철을 충진한 복극전해조를 이용하여 서로 다른 조건에서 질산성질소 제거실험을 수행하였다. 실험에 사용된 전해조에는 양쪽 끝에 위치한 주 전극 사이에 전도체로서 영가철이, 비전도체로서 규사가 혼합하여 충진되었다. 모의폐수(오염된 지하수를 모사하였으며 초기 질산성질소 농도 약 30 mg/L, 전기전도도 약 300 ${\mu}S/cm$)를 이용한 연속식 실험에서 인가전압 600 V, 유입유량 20 mL/min으로 최대 99% 이상의 질산성질소를 제거하였다. 최적 혼합비 및 최적 유입유량은 각각 1:1~2:1(규사:영가철), 30 mL/min으로 결정하였다. 질산성질소의 주입농도에 따라 유출수의 pH가 비례적으로 거동하였으며, 질산성질소 환원의 최종산물로서 약 60% 정도가 암모니아로 유출되었다. 실험이 끝난 후 영가철 표면에서의 산화철은 대부분 magnetite형태로 존재하였다.

• 공업화학
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• 제10권8호
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• pp.1210-1215
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• 1999

Pd/C촉매가 부유되어 있는 3상 슬러리 반응기에서 원료 p-nitroaniline(PNA)를 수소 첨가시켜 고순도의 p-phenylenediamine(PPD)를 합성하는 최적 반응조건을 구하였다. 수소첨가 반응시 활성점에서 수소부족을 줄이고 불순물의 생성을 감소시킬 수 있도록, 기체-액체, 액체-촉매사이의 물질전달 저항을 최소화하고 표면반응속도가 율속할 수 있게 반응조건을 설정하였다. 이 반응조건은 온도 $60^{\circ}C$, 압력 60~70 psig, 촉매농도 1~2 g-cat/L일 때가 최적이었으며, 반응속도는 PNA 농도에 0차, 수소 반응압력에 1차를 각각 보여주었으며, 총괄반응속도식은 $R_A=6.44{\times}10^6{\cdot}H{\cdot}P{\cdot}m{\cdot}$exp(-4659/T)로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권3호
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• pp.344-357
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• 2020

Streptococcus zooepidemicus 유래의 세포외 고분자물질인 히알루론산(hyaluronic acid) (HA)을 대량 생산하기 위해, 균주 개량, 생산배지 및 배양공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. HA 고생산성 변이주를 선별하기 위해 약 99%의 사멸률을 보이는 ethylmethane sulfonate (EMS) 처리조건을 적용해서, 지속적인 random screening 방법으로 고생산성, 고안정성의 변이주들을 선별할 수 있었다. HA를 고농도로 생산하기 위해서는, 이 균주의 생화학 및 배양생리적 특성에 기반한 최적 배지개발이 필수적이라고 판단하여, one-factor-at-a-time (OFAT), full factorial design (FFD), steepest ascent method (SAM) 및 response surface method (RSM) (반응표면분석법)을 순차적으로 적용하여 통계적 배지 최적화 실험을 수행하였다. 최적 배지조성에서 플라스크 배양에 의한 HA 생산성은 5.38 g/l로서, 이전 배지(3.54 g/l)에 비해 약 52% 향상된 생산량을 얻을 수 있었다. 또한 선별된 우량균주와 최적화된 생산배지를 이용하여 5 L 발효조에서 배양공정 최적화 연구를 수행하였다. 이 균주의 생리학적 특성을 고려할 때, HA 생산성을 높이기 위해서는 (배양 중 HA 축적으로 인해 고점도를 띠는) 배양액으로의 충분한 용존산소 공급이 매우 중요한 요인인 것으로 판단되었다. 따라서 용존산소 공급과 밀접하게 관련있는 발효조의 교반시스템(교반 날개 종류, 크기 및 배치 등) 및 교반속도에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 그 결과, 교반축 하부에는 Rushton turbine-type, 상부에는 marine-type의 확장된 교반날개(기존 대비 직경 1.3배 확장)가 설치된 경우, 450 rpm에서 강화된 혼합력과 충분한 용존산소 공급으로 인해 HA 생산성이 기존 플라스크 배양 대비 약 1.8배(9.79 vs. 5.38 g/l) 더 높은 것으로 확인되었다. 최종적으로 HA 배양공정의 scale-up 가능성을 확인하기 위해, pilot 규모의 50 L 발효조 배양을 최대 300 rpm의 교반속도에서 수행하였다. 처음으로 시도한 50 L 배양임에도 불구하고, HA 최대 생산성 면에서 볼 때, 5 L 발효조 결과와 거의 동일한 수준(98.5%) (9.11 vs 9.25 g/l)의 생산량을 얻을 수 있었다. 반면 지수기 성장단계인 배양 15시간까지의 50 L 배양의 HA 평균생산속도(r_p)는 0.46 g/l/hr로서 0.62 g/l/hr인 5 L 배양 대비 약 74% 정도에 머무는 것으로 나타났다. 따라서 생산 발효조의 scale-up 시, 생산균주의 전단응력 민감성(shear damage)을 함께 고려하면서, 산소전달계수(k_La)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제19권4호
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• pp.492-500
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• 2012

항산화능 등의 기능성이 우수한 단호박과 우리나라의 전통적인 조미료인 된장을 이용하여 생선요리나 야채샐러드에 활용할 수 있는 소스를 개발하는 연구의 일환으로, 소스 제조의 가장 기본적인 구성요소인 스톡, 농후제 및 된장의 첨가량을 독립변수로 하고 소스의 향미, 맛, 색상 및 종합적기호도의 관능적 특성을 종속변수로 하여 중심합성계획에 의한 실험설계 및 반응표면분석에 의한 통계적 분석을 실시함으로써 단호박된장소스 제조의 최적 제조조건을 구명하고, 최적조건에서 제조한 단호박된장소스의 품질 특성을 조사하였다. 그 결과 단호박된장소스의 최적 제조조건은 단호박스톡의 첨가량 448.5 g, 농후제의 첨가량 331.5 g 및 전통된장의 첨가량 20.0 g이었다. 최적 제조조건에서 제조한 단호박된장소스의 일반성분 함량은 수분 89.55%, 조단백질 0.70%, 조지방 0.10%, 조회분 0.71%이었다. 단호박된장소스의 pH는 5.96, 산도는 0.08%, 당도는 6.80 $^{\circ}Brix$이었으며, 색도 특성은 $L^*$값 50.02, $a^*$값 2.58 및 $b^*$값 29.74이었다. 또한 항산화능을 조사한 결과, 단호박된장소스의 총 폴리페놀 함량은 5.70 mg/L, 전자공여능은 14.24%, 환원력은 1.64이었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권12호
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• pp.1647-1653
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• 2008

해송이버섯 분말의 암세포성장억제효과의 증진을 위한 성분의 추출조건을 최적화하기 위하여 반응표면분석법을 사용하였다. 중심합성계획에 따라 추출조건의 독립변수(추출온도, 추출시간, 용매비)와 이에 따라 영향을 받는 수율과 추출물의 단백질 함량을 종속변수로 설정하였다. 수율과 단백질 함량이 높은 조건을 충족시키는 최적조건은 추출온도 $51.3^{\circ}C$, 추출시간 8.2시간, 그리고 추출용매비는 46.7 mL/g 으로 나타났다. 최적조건에서 추출되어진 조추출물을 이용하여 알코올을 이용하여 침전한 후 dialysis tube를 이용하여 저분자물질을 제거하여 조다당체를 얻었으며 조다당체를 이용하여 이온교환수지를 이용하여 산성다당체와 중성다당 체를 얻어 각각의 다당체의 암세포성장억제효과를 알아보았다. 위암세포주 AGS에는 산성다당체가 0.5 mg/mL의 농도에서 73.97%로 가장 높은 세포증식억제효과를 보였으며 간암세포주 HepG2에는 조다당체가 0.5 mg/mL의 농도에서 82.45%로 가장 높은 효과를 보였다. 그러나 결장암세포주 SW480에서는 모든 분획의 시료가 20%미만의 세포성장 억제효과를 보였다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권2호
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• pp.85-91
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• 2004

폐수내의 오염물질 제거를 위해 광촉매 산화반응조의 운영인자로 선택한 대상물질의 초기농도 자외선의 강도 촉매의 표면적에 대해 실험을 수행하여 각 인자 수준에 따른 페놀농도의 제거율을 조사하구 분산분석법을 통해 오차에 의한 영향을 평가하고, 요인분석법을 적용하여 각 인자 및 인자 사이의 상호작용 효과를 계산하여 광촉매 산화반응조의 최적운영 조건을 도출하였다. 광촉매 산화반응조의 실험인자로 선택한 페놀의 초기농도 자외선의 강도 촉매의 표면적이 페놀의 제거 량에 미치는 정도를 조사하기 위하여 각 인자의 수준을 3가지로 변화시키고 반복횟수 3회인 예비실험을 통해, 각 인자의 수준변화가 페놀의 제거에 영향을 미칠 수 있다는 것을 분산분석법으로 검증하였으며, 시간당 페놀 제거농도는 각 인자의 수준을 각각 50 mg/L, $20,000\;{\mu}W/cm^2$, $2,105\;cm^2$일 때 가장 높았다. 광촉매 산화반응조의 실험인자로 선택한 페놀의 초기농도, 자외선의 강도 촉매의 표면적이 각각 페놀의 제거에 미치는 영향과 인자와 인자 사이에 존재하는 상호작용의 영향을 규명하기 위하여 각 인자의 수준이 2가지이고 반복횟수가 3회인 요인분석 실험을 수행하였다. 페놀의 초기농도를 5에서 50 mg/L료 자외선 강도를 5,000에서 $20,000\;{\mu}W/cm^2$로, 촉매의 표면적을 740에서 $2,105\;cm^2$로 증가시킴으로써 얻을 수 있는 페놀농도의 제거율은 각각 1.86 및 1.79와 2.10 mg/L hr 이었으며, 인자와 인자 사이의 상호작용 효과는 페놀의 초기농도와 촉매의 표면적 사이에 존재하는 상호작용의 영향을 제외하고는 각 인자들의 주 효과에 비교하여 페놀의 제거농도에 미치는 영향이 상대적으로 적었다. 따라서 각 인자의 수준을 높은 방향으로 운영하는 것이 가장 많은 대상물질을 제거할 수 있지만, 광촉매 산화반응조로 유입되는 오염물질의 농도를 조절하기 곤란하고, 자외선의 강도 증가 또한 전력비등으로 한계가 예견되므로, 대상물질의 제거에 가장 큰 영향을 미치는 촉매의 표면적을 증가시키는 것이 광촉매 산화 반응조를 효율적으로 운영하는 방안이라고 판단된다.

• 공업화학
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• 제8권3호
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• pp.489-501
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• 1997

일정한 전류하에서 내방사선성이 우수한 2-vinylnaphthalene(2-VN)과 methylmethacrylate(MMA)의 전기중합을 탄소섬유 표면 위에서 실시하였다. 단량체의 용해도 증대를 위해 N,N-dimethylformamide(DMF)를 용매로 사용하고, 질산나트륨을 전해질로 하여 전기중합을 실시하였다. 탄소섬유-2VN/MMA의 프리프레그 제조는 1:1 비율의 공단량체 용액 조성하에서 실시되었다. 본 전기중합 실험에서는 전류 밀도, 공단량체 농도, 전해질 농도와 반응시간에 따라 탄소섬유 표면에서 얻어지는 수율을 열중량분석기(TGA)로 측정하였다. 600~800mA/g 전류밀도에서 50wt%의 최대 수율을 얻을 수 있었으며, 800mA/g 이상에서는 수율이 급격히 감소하였다. 농도에 따라 수율이 증가하였지만 전해질 농도에는 영향이 없었다. 초기반응시간 약 30분 동안에 20wt%의 빠른 수율증가가 관찰되었다. 최대 수율을 얻을 수 있는 최적 조건하에서 제조된 프리프레그를 이용하여 탄소섬유 복합재료를 제조하였으며 $^{60}Co$ $\gamma$-ray 조사 전후의 표면형태학적 변화를 통해 내방사선성을 조사하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권3호
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• pp.55-62
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• 2001

최근 전자 제품에서 사용이 폭발적으로 증가하고 있는 BGA, CSP 등의 면실장형 부품의 폭 넓은 채용에 따라서 베어 보드에서 solderability에 영향을 미치는 평탄한 표면 처리에 대한 요구는 갈수록 증가되고 있다. 무전해 Ni/Au도금 처리는 이러한 요구에 대한 해결책을 가지고 있어서 많은 전자제품에서 평탄한 표면 처리를 요구하는 응용 분야에 폭 넓게 사용되고 있다. 그러나, 무전해 Ni/Au 도금은 평탄한 표면 처리를 가지는 반면에 도금 공정에서 Ni의 산화와 적정한 P성분과 같은 몇 가지 해결요소를 가지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 무전해 Ni/Au 도금 처리를 한 보드에서 BGA의 solderability에 미치는 영향을 사전 조사한 후, NiP 산화 특성과 보드의 휨과 간은 주요 인자를 선정하였다. 이를 위하여 먼저, 다양한 도금 조건을 가지는 테스트 보드를 제작한 후, 도금 공정에서 P성불을 감소시켜 NiP 산화 특성을 개선하였다. 또한 다양한 내층 구조와 휨 분석을 통해 내층 구조를 개선하여 보드의 휨을 최소화하였다. Solderability의 평가를 위해서 최적의 조건으로 제작된 보드에 BGA를 실장하여 보드의 휨과 도금 특성을 분석하였다. BGA의 접합부 조직은 주사 전자현미경(SEM: Scanning Electronic Microscope)과 광학 현미경(Optical Microscope)으로 관찰하였으며, 성분 분석은 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)를 활용하였다. 또한 기계적인 특성은 ball shear tester를 사용해서 파괴 강도와 모드를 분석하였다.

• 산업식품공학
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• 제21권2호
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• pp.132-137
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• 2017

이 연구에서는 표면반응분석법의 기법 중 하나인 박스-벤켄법을 사용하여 밀가루 반죽의 물리적 특성을 예측하고 조절 할 수 있는 방법을 연구하였다. 반죽의 주요한 물리적 특성으로는 경도, 응집성 그리고 탄력성을 선정하였고 주요한 영향인자들로서 물, 이스트 그리고 발효시간을 선정한 후에 영향인자들과 물리적 특성들의 관계를 나타내는 모델링을 수행하였다. 얻어진 모델을 통하여 설계공간을 설정하고 제조를 위한 최적조건과 예상 결과를 계산할 수 있었으며, 예측된 결과와 실제 결과들은 모두 90% 이상의 정확성을 나타내었다. 결론적으로 표면반응분석법에 의한 최적화 기법은 식품산업에서 반죽특성과 최종제품의 품질을 예측하는데 폭넓게 활용될 수 있을 것이다.