• Environmental Engineering Research
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• 제25권3호
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• pp.309-315
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• 2020

Slaughterhouse wastewater (SWW) is characterized as one of the most harmful agriculture and food industrial wastewaters due to its high organic content. The emissions of SWW would cause eutrophication of surface water and pollution of groundwater. This study developed a pilot scale anaerobic-aerobic slaughterhouse wastewater treatment process (AASWWTP) to enhance the chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (TN) removal. The optimum supernatant reflux position and ratio for TN removal were investigated through the modified Box-Behnken design (BBD) experiments. Results showed that COD could be effectively reduced over the whole modified BBD study and the removal efficiency was all higher than 98%. The optimum reflux position and ratio were suggested to be 2 alure and 100%, respectively, where effluent TN concentration was satisfied with the forthcoming Chinese discharge standard of 25 mg/L. Anaerobic digestion and ammonia oxidation were considered as the main approaches for COD and TN removal in the AASWWTP. The results of inorganic nutrients (K⁺, Na⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺) indicated that the SWW was suitable for biological treatment and the correspondingly processes such as AASWWTP should be widely researched and popularized. Therefore, AASWWTP is a promising technology for SWW treatment but more research is needed to further improve the operating efficiency.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.545-550
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• 2012

최적의 추출조건을 찾는데 매우 유용한 방법인 반응 표면 분석법(RSM, response surface methodology)을 사용하여 새우껍질로부터 astaxanthin 추출조건을 최적화하였다. 추출조건은 용매 에탄올과 추출물질의 비율, 추출온도($^{\circ}C$), 추출시간(min)의 세가지 독립변수를 설정하여 BBD (Box-Behnken design) 방법을 이용하였다. 이 BBD 모델링은 0.9218의 $R^2{_{adj}}$값과 0.0003의 확률 값 p 값으로 회귀 모델에 대한 신뢰도를 입증하였다. RSM 분석을 통해 찾아낸 새우껍질로부터 astaxanthin의 최적 추출조건은 에탄올 용매비 1:29.7, 추출온도 $49.5^{\circ}C$, 추출시간 59.9 분이고, 이 때 astaxanthin 추출량은 $17.80{\mu}g/g$으로 예측하였다. 최적 수율로 예측된 결과는 각각의 조건에 따른 실험을 통해 그 예측의 정확도를 확인하였으며 $17.77{\mu}g/g$으로 예측조건과 비슷한 결과를 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.321-327
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• 2017

본 연구에서는 수평 자세에서의 TIG 용접 시 반응표면법(RSM)을 이용하여, 최적의 이면비드 형상을 구하는 연구를 진행하였다. 입력변수로는 베이스 전류, 피크 전류, 용접속도를 선정하였고, 이면비드 폭을 용접품질에 관한 출력변수로 하여 목표값을 5.4 mm로 설정하였다. Box-Behnken 실험계획법에 따라 실험을 진행하였고, 비드 폭에 관한 2차 회귀모형을 구한 후, F-테스트를 이용하여 회귀모델을 검정하였다. 그리고 망목특성의 호감도 함수를 사용하여 이면비드 형상을 평가함으로써 최적화를 수행하였다. 이렇게 도출된 최적의 용접조건은 코드화된 값으로 베이스 전류; 0.9204, 피크 전류; 0.8676, 용접속도; 0.3776이었다. 검증실험 결과 목표값에 근접한 5.38 mm의 이면비드 폭을 얻을 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권2호
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• pp.47-54
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• 2015

The objective of this study was to optimize the experimental conditions for bioleaching of arsenic (As) using Herbaspirillum sp. GW103 and to understand the interaction between bacteria and As during bioleaching. Five variables, temperature, time, CaCO₃, coconut oil cake, and shaking rate, were optimized using response surface methodology (RSM) based Box-Behnken design (BBD). Maximum (73.2%) bioleaching of As was observed at 30℃, 60 h incubation, 1.75% CaCO₃, 3% coconut oil cake, and 140 rpm. Sequential extraction of bioleached soil revealed that the isolate Herbaspirillum sp. GW103 significantly reduced 28.6% of water soluble fraction and increased 38.8% of the carbonate fraction. The results of the study indicate that the diazotrophic bacteria Herbaspirillum sp. could be used for bioleaching As from mine soil.

• 자원리싸이클링
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• 제28권2호
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• pp.23-30
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• 2019

폐자동차 범퍼 파쇄물 재활용을 위하여 색채선별법을 도입하였다. 색채선별법은 기존의 비중, 입도 차이에 의한 선별이 어려운 물질을 색상 차이를 이용한 카메라와 영상 분석기법으로 분리하는 선별법이다. 본 연구에서는 반응표면법 중 BBD (Box-Behnken Design)를 적용하여 실험을 계획하고 최적 조건을 도출하였다. 색채민감도, 피드투입량 및 입자크기의 영향을 분석하였으며, 회귀분석과 통계적인 방법에 기초하여 2차 반응 모델을 획득하였다. $R^2$ 및 p-value는 각각 99.56%, < 0.001로 타당하였으며, 추정된 최적조건은 색채민감도 32%, 피드투입 200 kg/h, 입자크기 33 mm 조건에서 94.1%의 회수율이 나올 것으로 예측하였다. 실제 실험을 통한 회수율은 93.8%로 나타나 해당 모델이 적절함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.29-33
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• 2019

탄소 nanotube, nanofiber 및 powder를 사용하여 아세틸렌 흡착실험을 수행한 결과 탄소 nanotube가 최적의 흡착성분을 보였다. 이를 지지체로 하여 Pd 농도 0~5%, 흡착온도 $30{\sim}80^{\circ}C$ 및 $C_2H_2/CO_2$의 비 3~10의 범위에서 3-요인, 3-수준의 Box-Behnken Design(BBD)으로 15개의 실험 조건을 설계했다. 이를 바탕으로 2차 다항식 회귀분석으로 운전조건에 따른 흡착량 예측식을 도출하였다. ANOVA 분석의 F-value 측정에 따라 흡착온도가 가장 큰 영향지수를 보였고 $C_2H_2/CO_2$의 비는 가장 작은 영향지수 보이는 것으로 나타났다. 하지만 주요인자 간의 교호작용은 거의 없는 것으로 분석되었다. 흡착량 최적화 분석에서 Pd 농도 3.0%, 흡착온도 $47^{\circ}C$ 및 $C_2H_2/CO_2=10$인 조건에서 22.0 mmol/g이 흡착되는 것으로 계산되었고 실제 실험치에 95.9%의 정확도를 보였다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권4호
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• pp.375-383
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• 2023

최근 다양한 피부 기능 개선 효과로 기능성 소재로서 활용도가 높은 홍삼 사포닌의 한 종류인 진세노사이드 Rg3를 위한 사과산(malic acid)활용 전환 방법을 확인하였다. 실험 계획법인 반응 표면 분석법(RSM)을 활용하여 진세노사이드 Rg3로의 전환에 영향을 주는 요인을 최적화하기 위한 실험 조건을 설계 및 검증하였다. 주요 독립변수는 사과산 농도, 반응 온도와 반응 시간이었고 Box-Behnken design (BBD)법에 따라 설계된 실험 조건으로 진세노사이드 Rg3로 전환을 수행하고 최적화 조건을 분석하였다. 전환된 진세노사이드 Rg3의 농도는 1.548 mg/L에서 최대 4.558 mg/L까지 확인되었고 사과산 1%, 50℃, 9 h에서 가장 높은 양의 진세노사이드 Rg3생성량을 보였다. 결론적으로, 진세노사이드 Rg3의 생성에 가장 영향을 미치는 요인은 사과산의 농도, 반응 시간, 온도 순이었다. 또한, 사과산의 농도와 반응 시간의 교호작용이 반응 온도 요인보다 영향도가 큰 것을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권9호
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• pp.917-925
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• 2006

[ $TiO_2/UV$ ] system에서 azo dye 중 반응성 염료의 광촉매 산화분해에 대한 연구를 수행하였다. 광촉매 산화공정은 다양한 인자에 의해 영향을 받으며 이런 인자들의 산화반응에서 효과 및 특성을 파악하고 예측식 모형을 추정하기란 매우 힘든 작업이다. 따라서 본 연구는 실험계획법 중 박스-벤켄법(Box-Behnken method)을 이용하여 2인자 3수준의 실험디자인으로 최적의 산화조건을 찾기 위한 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 본 실험에서 색도 제거율($Y_1$)의 반응모형에 가장 크게 영향을 끼치는 항은 주 효과(선형효과)와 교차항으로 나타났고 그 중 $x_2$(dye concentration)가 가장 민감하게 반응모형에 영향을 받는 것으로 확인되었다. $COD_{Cr}(Y_2)$의 반응모형의 경우 $Y_1$의 모형과 마찬가지로 주 효과(선형효과) 및 교차항이 모델의 생성에 가장 중요한 모수로 작용하였지만 $Y_1$와 달리 $x_1(TiO_2)$ 및 $x_2$(dye concentration) 모두 반응 모형에서 민감하게 서로 상호작용하며 영향을 주었다. 최적의 산화조건을 찾기 위해 정준분석 중 능선분석을 수행한 결과 $Y_1:(X_1,\;X_2)$=(1.11 g/L, 51.2 mg/L), $Y_2:(X_1,\;X_2)$=(1.42 g/L, 72.83 mg/L)의 결과를 얻을 수 있었고 모형의 검증결과 매우 높은 신뢰성을 보였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권8호
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• pp.72-79
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• 2008

To meet demand of big capacity and high speed rotation for washing machine, more stress from bending and twisting are complexly loaded onto the shaft supporting the horizontal drum, causing problems in fracture strength and fatigue life. Shafting system is mainly divided into flange and shaft. Shaft and flange connected by inserting shaft serration into flange on the process of die casting. When the system is operating, the gap is formed between serration and flange. But, Serration has various design factors and the optimal values can't be easily determined. Using a design of experiment (DOE) based on the FEM (Finite Element Method), this study was performed investigating the interaction effect between the various design factors as well as the main effect of the each design factor under bending, twist and vibration and proposed optimum design using box-behnken method among response surface derived from regression equation of simulation-based DOE.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.57-63
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• 2013

본 연구에서는 전자빔공정에서 반응표면법의 하나인 Box-Behnken법을 이용하여 주요 인자로서 diazinon 농도($X_1$), 조사강도($X_2$)와 pH($X_3$)를 토대로 3개 수준으로 구성된 실험설계에 따라 diazinon의 제거와 무기화 특성에 대해 연구하였다. 우선 pH와 diazinon 농도의 영향이 반응표면법(RSM)에 적용될 적정 범위를 결정하기 위해 수행되었다. 통계적 접근은 회귀분석과 분산분석(ANOVA)를 각 인자별 정량적 비교를 도출하기 위해 적용하였으며, 인자별 영향은 조사강도>diazinon 농도>pH의 순으로 나타났다. 회귀모델은 최적화도구를 이용하여 운영조건의 영향을 고려한 최적점을 예측하였으며, 그에 따른 모델식은 $Y_1=81.73-5.58X_1+23.69X_2-14.23X{_2}^2+4.22X{_3}^2(R^2=99.7%)$, $Y_2=35.23-3.01X_1+10.79X_2-7.58X_2{^2}(R^2=97.9%)$로 도출하였다. 그에 따른 결과는 diazinon 농도 12.75mg/L와 조사강도 4.26kGy에서 diazinon 제거율 95.7%, TOC 저감율은 41.8%로 나타났다. pH 조건은 기존의 다른 고도산화공정(AOPs)에 비해 전자빔 공정에서는 유의한 영향이 없는 것으로 나타났다.