• 제목/요약/키워드: Bio-reaction System

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생물 반응 시스템을 활용한 세균 포자 제독 시험 (Decontamination of Bacterial Spores Using a Bio-reaction System)

  • 서영환;박한울;이홍석;김성주
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.649-656
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    • 2024
  • This report describes the test results of decontamination of Bacillus atrophaeus spores. The spore solution at 109 cfu/mL concentration was treated with chemical decontaminants, hydrogen peroxide, DF-200, sodium dichloroisocyanurate(NaDCC), and perasasfe. DF-200 was not suitable for decontamination of the spore solution. Among them, the optimal decontamination reaction conditions of perasafe and NaDCC were established from test tube experiments in a mL-scale, and they were validated in a bio-reaction system in a L-scale. The optimal conditions of perasafe and NaDCC were 1.0 % of concentration with 5 minutes of reaction time and 0.3 % of concentration with 10 minutes of reaction time, respectively. Also, both decontaminants required adequate agitation for decontamination. The results in the bio-reaction system were similar with the results from the smaller scale using test tubes, showing that the optimal conditions from the smaller scale experiments can be applied to the larger scale.

Clean and Efficient Synthesis of Furfural From Xylose by Microwave-Assisted Biphasic System using Bio-Based Heterogeneous Acid Catalysts

  • Vo, Anh Thi Hoang;Lee, Hong-shik;Kim, Sangyong;Cho, Jin Ku
    • 청정기술
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    • 제22권4호
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    • pp.250-257
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    • 2016
  • As an attempt to replacing petroleum-based chemicals with bio-based ones, synthesis of furfural from biomass-derived xylose attracts much attention in recent days. Conventionally, furfural from xylose has been produced via the utilization of highly corrosive, toxic, and environmentally unfriendly mineral acids such as sulfuric acid or hydrochloric acid. In this study, microwave-assisted biphasic reaction process in the presence of novel bio-based heterogeneous acid catalysts was developed for the eco-benign and effective synthesis of furfural from xylose. The microwave was irradiated for reaction acceleration and a biphasic system consisting of $H_2O$ : MIBK (1 : 2) was designed for continuous extraction of furfural into the organic phase in order to reduce the undesired side products formed by decomposition/condensation/oligomerization in the acidic aqueous phase. Moreover, sulfonated amorphous carbonaceous materials were prepared from wood powder, the most abundant lignocellulosic biomass. The prepared catalysts were characterized by FT-IR, XPS, BET, elemental analysis and they were used as bio-based heterogeneous acid catalysts for the dehydration of xylose into furfural more effectively. For further optimization, the effect of temperature, reaction time, water/organic solvent ratio, and substrate/catalyst ratio on the xylose conversion and furfural yield were investigated and 100% conversion of xylose and 74% yield of furfural was achieved within 5 h at $180^{\circ}C$. The bio-based heterogeneous acid catalysts could be used three times without any significant loss of activity. This greener protocol provides highly selective conversion of xylose to furfural as well as facile isolation of product and bio-based heterogeneous acid catalysts can alternate the environmentally-burdened mineral acids.

볏짚의 급속 열분해 생성물에 대한 반응온도의 영향 (Influence of Reaction Temperature on the Pyrolytic Product of Rice Straw by Fast Pyrolysis using a Fluidized Bed)

  • 강보성;박영권;김주식
    • 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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    • 한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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    • pp.47-58
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    • 2005
  • 온도변화에 따른 볏짚의 열분해 생성물의 분포와 생성물의 화학적 구성을 알아보기 위하여 볏짚의 열분해 실험을 진행하였다. 열분해 온도는 약 466, 504, $579^{\circ}C$사이에서 진행하였다. 유동화 가스로는 생성가스를 사용하였으며 유량은 30L/min을 사용하였다. 볏짚의 열분해 결과 기체, 액체, 고체 물질을 얻을 수 있었다. 기체물질은 GC(TCD, FID)를 이용하여 성분 조성을 분석하였다. 액체물질은 상등액과 tar로 분리하여 발열량, 원소분석, 수분, GC/MS를 통해 화학구성성분을 분석하였다. 고체물질은 원소분석, 발열량을 측정하였다. 액체물질의 화학특성 분석결과 연료뿐만 아니라 화학 원료물질로서의 사용가능성을 볼 수 있었다.

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소형 무인헬기를 이용한 항공방제기술(V) -테일 로터부의 구성- (Aerial Application using a Small RF Controlled Helicopter (V) - Tail Rotor System -)

  • 구영모;석태수
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제32권4호
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    • pp.230-236
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    • 2007
  • In this study, a tail rotor system for an agricultural RF controlled helicopter was developed and tested. This study concluded the mechanical development of the 'Agro-heli' by completing the tail rotor system and its radio console. The RF control system was closely related with the tail system for the control of flying attitude. The thrust of the tail system balance off the reaction torque, created by the main rotor. Lifting tests with and without the tail system were compared for estimating the consumption of power. The tail system would use $4{\sim}5%$ of the total power which was in an acceptable range. Flying performance and attitude was visually inspected. It showed reliable and safe control during the distance flying trials and could be adapted for utilization in aerial applications. Aerial application using an RF controlled agricultural helicopter may make precise and timely spraying possible.

색채 환경 기반의 인체 반응 정보 측정 시스템 (A Measurement System for Color Environment-based Human Body Reaction)

  • 김지언;정창원;주수종
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.59-65
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    • 2016
  • 색채 환경에 따라 인지반응의 상관관계를 분석한 결과가 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 특히, 의학 분야에서 색채 환경기반 생체신호를 수집하여 환자 상태의 파악과 치료 그리고 뇌활동의 규명에 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 기존 연구들은 색채조명 또는 LED를 이용한 색채 환경을 구축하여 다양한 실험을 진행하고 있으나 다른 광원에 노출 되어 심리적인 영향을 주는 문제점을 갖고 있다. 따라서, 본 논문에서 제안하는 시스템은 HMD(Head-Mounted-Display)를 이용하여 피험자에게 완벽한 색채 환경조건을 제공하고자 한다. 그리고 인체반응정도 측정을 위해 기억력-주의력 테스트하는 동안 BMS(Bio-Medical-System)으로 생체정보를 수집하여 색채별 인체반응정도 측정뿐만 아니라 심리적인 변화에 대한 상관관계를 확인할 수 있는 시스템을 제안한다. 제안한 시스템을 통하여 수집하는 생체정보는 심전도(ECG), 호흡(Respiration), 산소포화도(SpO2), 임피던스(Bio-Impedance), 혈압(Blood-Pressure) 이며 데이터베이스에 저장한다. 이와함께, 인체의 인지반응을 측정하기위해 기억력-주의력 테스트는 앱으로 구현하여 색채 조건별 인지반응 정보를 측정하고 결과를 확인 할 수 있다. 제안한 시스템을 통하여 수집된 인체반응정보를 활용하여 생리학적 정보의 정량화하는 연구를 진행할 수 있으며, 색채 환경과 생리학적 정보의 상관관계를 분석하여 의학적 진단 및 치료에 응용이 될 것으로 기대한다. 향후 연구로 구축한 시스템을 통해 수집된 데이터를 분석 및 시각화 기능을 추가하고, 치매 질환의 예측 및 치료를 위한 시스템으로 확장하여 재활프로그램으로서의 유효성을 평가하고자 한다.

Development a glucose-FIA system with a fiber optic oxygen sensor

  • Sohn, Ok-Jae;Lam, Tuan-Hung;Rhee, Jong-Il
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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    • pp.730-734
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    • 2005
  • 본 연구에서는 광섬유 산소센서를 기반으로 글루코오스 모니터링용 FIA 시스템을 개발하였다. 운반용액의 낮은 유속에서도 검출가능 하였으며, 산소전극을 이용한 글루코오스-FIA 시스템보다 넓은 범위의 글루코오스 농도를 검출할 수 있었다. 향후, 광섬유 센서를 이용하여 생물반응기에서 기질로 사용되는 글루코오스뿐만 아니라 용존산소, pH, $CO_2$와 같이 다양한 인자들의 모니터링 시스템을 개발하고자 한다.

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볏짚으로부터 바이오오일 생산에 대한 열분해 반응온도의 영향 (Influence of Reaction Temperature on Bio-oil Production from Rice Straw by the Pyrolysis)

  • 강보성;박영권;김주식
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권1호
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    • pp.12-19
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    • 2006
  • 볏짚은 국내에서 유용한 재생 가능한 바이오매스이다. 유동층과 char 분리 장치가 구비된 급속 열분해 장치를 이용하여 볏짚으로부터 바이오오일의 생산에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구는 온도변화에 따른 볏짚의 열분해 생성물의 분포와 생성물의 화학적 구성을 알아보고 바이오오일의 활용 가능성을 고찰하고자 했다. 급속 열분해 반응은 $466^{\circ}C,\;504^{\circ}C,\;579^{\circ}C$에서 각각 수행되었다. 유동화 매체로는 생성가스를 사용하였으며 유량은 약 30NL/min 였다. 볏짚의 열분해 결과 기체, 액체, 고체 물질을 얻을 수 있었으며, 기체물질은 GC(TCD, FID)를 이용하여 정성적, 정량적 분석을 하였다. 액체물질은 상등액과 tar가 풍부한 하등액으로 분리하여 발열량, 원소분석, 수분, GC/MS를 통해 화학구성성분을 분석하였다. 고체물질인 char는 원소분석을 하고 그 발열량을 측정하였다. 액체물질인 바이오오일은 화학특성 분석결과 대체 연료유뿐만 아니라 화학 원료물질로서의 사용가능성을 볼 수 있었다.

생물테러리즘 대응을 위한 기술적 측면의 발전방향 (Direction of Development of Reaction to Bio-terrorism)

  • 이광렬;김창호
    • 시큐리티연구
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    • 제14호
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    • pp.311-336
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    • 2007
  • 본 연구는 생물테러리즘의 발생시 이에 대응하는 개념과 선진국들의 생물테러리즘의 대응태세를 알아본 후 한국의 대응태세를 알아보는 연구이다. 생물테러리즘의 발생에 대응하는 태세는 사건의 발생 흐름에 따라 탐지단계, 보호단계, 진단단계, 제독 및 해독단계로 구분해 볼 수 있다. 탐지단계는 한국은 접촉식으로 개발하고 있으나, 선진국에서는 원거리에서 탐지할 수 있는 장비를 개발하고 있다. 한국도 원거리에서 탐지할 수 있는 체계를 개발해야 할 것이다. 접촉식 장비도 민삼하게 작동할 수 있는 장비로 발전 되어야 한다. 보호장비중 한국의 방독면은 세계적으로 그 품질이 우수하나, 기타 피복류 등에 대해서는 첨단 과학기술을 적용할 수 있도록 개선되어야 한다. 진단 장비도 초동조치팀이 현장에 출동해서 즉시 판단할 수 있도록 하는 장비로 개발되어야 한다. 제독을 위한 물자는 인체에 무해하고, 장비에도 무리를 주지 않는 새로운 물질로 개선되는 추세로서 한국에도 이러한 물자가 확보되어야 한다. 해독을 위한 기술은 백신 및 항생제를 개발하는 것으로서 전 세계적으로 노력을 공유하여 개발할 필요가 있으며, 이를 위해 한국의 의료기술을 더욱 발전시킬 필요가 있다. 이외에도 대응매뉴얼, 훈련 모델, 공보 노력, 트라우마 증후군 대비 등의 노력을 기울여야 할 것이다.

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약물방출시스템 적용을 위한 락타이드/히아루론산 고분자 막의 제조 (Synthesis of Lactide/Hyaluronic Acid Polymer Membrane for the Application of Drug Delivery System)

  • 김민수;권지영;정성일
    • 멤브레인
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    • 제15권4호
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    • pp.281-288
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    • 2005
  • 생체 적합성이 우수한 히아루론산과 생분해성이 우수한 폴리 락타이드의 이량체를 결합하여 약물 방출 시스템에 적용할 수 있는 생체 재료를 제조하고자 하였다. 냉동 건조법을 이용하여 히아루론산과 락타이드를 가교제 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl) carbodiimide (EDC)로 가교시켰다. 생성된 막을 핵자기 공명 분광법으로 분석하여 락타이드 반응도와 EDC 반응도를 결정하였다. 히아루론산에 대한 락타이드 몰비, 가교제 농도가 증가할수록 혹은 가교 온도가 감소할수록, 락타이드 반응도가 증가하였으며 팽윤도는 감소하였다. 서로 다른 락타이드 반응도를 가진 막으로 약물 방출 실험을 수행한 결과 락타이드 반응도가 증가하면 약물 방출 속도가 감소하는 경향을 보였다. 또 친수성이 다른 여러 가지 약물로 약물 방출 실험을 수행한 결과 친수성이 우수한 약물일수록 서서히 방출되었다.

광원 경화형 소재의 수축률평가를 통한 광경화 거동 평가 (Curing behavior of Photo-Curable Materials by Photo-Shrinkage Test)

  • 박지원;배경열;김판석;임동혁;김현중;조진구;김백진;이상협
    • 접착 및 계면
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    • 제11권2호
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    • pp.57-62
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    • 2010
  • 광원경화형 소재는 UV, 가시광선 등에 의해 반응하여 분자간의 가교가 일어나고 이러한 가교반응에 의해 물성이 제어되는 소재를 의미한다. 광원경화거동과정에서 수축현상이 발생하게 되는데 이때 발생하는 수축현상으로 인해 재료의 구조가 변하고 내부의 응력이 발생하는 현상 등의 문제가 발생한다. 열경화에 의한 수축현상을 분석하는 연구는 많이 진행되어 왔으나 광원경화에 대한 수축현상을 연구하는 분야는 현재 경화 수준이나 경화속도 등을 분석하는데 그치고 있다. 본 연구에서는 수축률 측정기를 통해 광원경화에 대한 수축현상을 실시간으로 살펴보고 재료의 차이에 따른 경화거동과 수축현상의 차이를 살펴보고자 한다. 관능기의 숫자가 변화함에 따라 수축률과 수축 속도의 변화가 생겼으며 분자량의 사슬길이에 따라 수축정도의 차이가 발생했다. 이러한 결과가 이론적인 결과 값인 양의 상관관계와는 반대로 음의 상관관계를 가짐을 분석하였다. 이는 수축률이 단순히 분자량과 관능기 숫자에 따라 결정되는 것이 아니라 분자구조에 따른 혼합물 내에서의 유동성 등에도 영향을 받음을 확인 할 수 있는 결과이다.