• Steel and Composite Structures
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• 제34권5호
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• pp.681-698
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• 2020

The paper addresses contribution to the modeling and optimization of major machinability parameters (cutting force, surface roughness, and tool wear) in finish dry hard turning (FDHT) for machinability evaluation of hardened AISI grade die steel D₃ with PVD-TiN coated (Al₂O₃-TiCN) mixed ceramic tool insert. The turning trials are performed based on Taguchi's L₁₈ orthogonal array design of experiments for the development of regression model as well as adequate model prediction by considering tool approach angle, nose radius, cutting speed, feed rate, and depth of cut as major machining parameters. The models or correlations are developed by employing multiple regression analysis (MRA). In addition, statistical technique (response surface methodology) followed by computational approaches (genetic algorithm and particle swarm optimization) have been employed for multiple response optimization. Thereafter, the effectiveness of proposed three (RSM, GA, PSO) optimization techniques are evaluated by confirmation test and subsequently the best optimization results have been used for estimation of energy consumption which includes savings of carbon footprint towards green machining and for tool life estimation followed by cost analysis to justify the economic feasibility of PVD-TiN coated Al₂O₃+TiCN mixed ceramic tool in FDHT operation. Finally, estimation of energy savings, economic analysis, and sustainability assessment are performed by employing carbon footprint analysis, Gilbert approach, and Pugh matrix, respectively. Novelty aspects, the present work: (i) contributes to practical industrial application of finish hard turning for the shaft and die makers to select the optimum cutting conditions in a range of hardness of 45-60 HRC, (ii) demonstrates the replacement of expensive, time-consuming conventional cylindrical grinding process and proposes the alternative of costlier CBN tool by utilizing ceramic tool in hard turning processes considering technological, economical and ecological aspects, which are helpful and efficient from industrial point of view, (iii) provides environment friendliness, cleaner production for machining of hardened steels, (iv) helps to improve the desirable machinability characteristics, and (v) serves as a knowledge for the development of a common language for sustainable manufacturing in both research field and industrial practice.

• 생명과학회지
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• 제27권8호
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• pp.902-908
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• 2017

본 연구에서 98종의 한약재로부터 인체에 무해한 물과 ethanol을 용매로 이용한 추출물에 대하여 xanthine oxidase(XOase)의 저해에 의한 통풍억제 효과를 측정한 결과 Chrysanthemum indicum L. (83.45%), Cuscuta chinensis (60.22%), Asiasarum sieboldi F. Maekawa (51.66%), Acorus gramineus (67.8%), Aconitum pseudo-laeve var. erectum (75.23%), Thuja orientalis (47.27%), Polygonum aviculare (53.98%), Carthami semen (63.99%), Syzygium aromaticum (40.22%) 등이 비교적 높은 XOase 저해율을 나타내었다. 감국의 경우 물과 ethanol 추출물 모두에서 XOase 저해활성이 가장 높게 측정되어 시료로 선발되었다. 감국의 유효성분을 확인한 결과 단순 고형분보다 고형분에 포함된 phenolic 성분이 XOase 저해 효과에 관여함이 입증되었다. 효율적인 추출을 위한 분쇄조건은 일반분쇄보다는 초미세 분쇄한 시료에서 추출 수율이 높아짐이 확인되었다. 추출된 감국 추출물의 XOase 저해 활성은 ethanol 추출물이 물 추출물에 비해 상대적으로 높은 저해 활성을 나타내었으며, phenolics의 첨가농도가 높아지면서 XOase에 대한 저해 활성은 농도 의존적으로 증가하는 것으로 확인되었다. 따라서 초미세 분쇄 기술은 감국으로부터 XOase 저해 물질의 추출 수율 증가를 목적으로 적용할 수 있는 기술로 개발이 가능할 것으로 판단되었다.

• 생명과학회지
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• 제28권5호
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• pp.605-614
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• 2018

벌 화분은 영양보조제와 전통의약품으로 오랫동안 사용되어 왔다. 그러나 벌 화분은 두터운 외피를 갖고 있어 산이나 알칼리는 물론 위장관의 소화효소와 기계적 압력에 의해서도 잘 파괴되지 않는 단점이 있다. 이로 인해, 벌 화분을 경구로 섭취할 때 생체이용률은 10-15%에 불과한 실정이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 본 연구진은 이전의 연구에서 습식나노분쇄 기술을 소개하였고 이를 통해 활성성분의 추출률이 약 11배 증가함을 보고하였다. 본 연구에서는 습식나노분쇄를 통해 제조한 나노화 벌 화분의 안전성을 증명하고자 하였다. 먼저, 흰쥐와 비글견에서 단회 투여 독성 시험을 진행하였다. 나노화 벌 화분의 투여 용량은 흰쥐는 5, 10 또는 20 g/kg, 비글견은 1.5, 3 또는 6 g/kg으로 설정하였다. 흰쥐에서는, 10 g/kg 또는 그 이상의 용량을 투여한 동물에서 색변이 관찰되었다. 비글견에서는 6 g/kg 투여군에서 나노화 벌 화분 투여 4시간 후에 설사가 관찰되었다. 그러나, 흰쥐와 비글견 모두에서 뚜렷한 임상증상이 관찰되지 않았으며 안락사 후 부검을 진행한 결과에서도 장기의 이상이 관찰되지 않았다. 다음으로 나노화 벌화분의 유전독성을 복귀돌연변이시험, 염색체이상시험 및 소핵시험을 이용하여 확인하였다. 소핵시험에서는 시험에 사용한 최대용량인 2,000 mg/kg에서도 독성이 발견되지 않았다. 마찬가지로 복귀돌연변이시험과 염색체이상시험에서는 실험에 사용된 최고 농도에서도 독성을 나타내지 않았다. 종합하면 나노화 벌 화분은 본 실험에서 설정한 최고 용량인 20 g/kg/day의 용량까지는 매우 안전한 것으로 판단되며 이러한 결과는 나노화 벌 화분을 기능성 식품 또는 천연물 의약품으로 개발하는 데 중요하게 이용될 것으로 기대된다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제21권3호
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• pp.301-310
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• 2005

본 연구에서는 빵의 재료로 열량이 낮고 단백질이 우수하고 지방이 적은 탈지 대두분의 이용 효과를 극대화시켜 이를 이용한 기능성 제빵을 제조하기 위해 탈지 대두분을 첨가하여 제빵을 제조하여 제빵 적성 및 품질 특성을 살펴본 결과는 다음과 같다. 입도 분포는 전반적으로 밀가루와 탈지 대두분이 $45\~75{\mu}m$에 속하였다. 일반성분 분석은 밀가루는 수분함량 $13.12\%$, 조지방 $2.24\%$, 조단백 $12.91\%$, 회분 $0.49\%$이었고 탈지 대두분은 수분 $8.68\%$, 조지방 $0.75\%$, 조단백 $47.7\%$, 회분 $7.08\%$이었다. Pelshenke test는 대조구가 113.4분이고 탈지 대두분 $12\%$ 첨가구가 105.9분이었고 sedimentation value는 대조구가 66mL, 탈지 대두분 $12\%$가 42mL로 탈지 대두분의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. Water holding capacity와 alkaline water holding capacity는 대조구에 비해 탈지 대두분의 첨가량이 증가할수록 증가되고 flour swelling volume는 감소되었다 Mixograph는 탈지 대두분 첨가에 따라 midline peak time은 유의적으로 차이가 없었고 midline peak height는 탈지 대두분 첨가량이 증가할수록 작은 값을 나타내고 첨가구간에 유의적인 차이가 나타났다. Right of peak slope는 첨가량이 증가됨에 따라 점점 낮게 나타났으며 width at peak와 함께 첨가량에 따라 유의적인 차이가 없었으나 width at 8 min은 유의적인 차이를 보였다. 탈지 대두분 첨가량이 증가할수록 비체적은 감소하였으며 빵 표피의 색도는 탈지 대두분 첨가량이 증가할수록 L 값과 b값은 감소되고 a값과 AE값은 증가하였다. 빵 속의 색도는 L 값과 ${\Delta}E$값은 감소하고 a값과 b값은 증가하였다. 탈지 대두분의 첨가량이 증가할수록 springiness, cohesiveness은 증가하고 gumminess, chewiness은 감소며 유의적인 차이를 보였다. 탈지 대두분으로 제조한 빵의 저장기간에 따른 hardness는 $2.5^{\circ}C$의 저장보다 $5^{\circ}C$의 저장이 빠르게 증가함을 보여 $25^{\circ}C$에서 저장하는 것이 노화 지연 효과가 있었다. 관능 검사에서는 부피와 맛은 탈지 대두분 첨가량에 따라 유의적인 차이가 없었고 그 외의 평가 항목은 유의적인 차이가 나타났다. 부피, 빵 표피 색, 기공, 조직감, 빵 속의 색, 향, 맛은 대조구를 가장 선호하였으며 $12\%$ 첨가구의 경우가 가장 낮은 선호도를 보였으며 첨가량이 증가할수록 선호도가 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 이상에서 살펴본 봐와 같이 빵의 주원료인 밀가루 대신 탈지 대두분을 사용할 때 빵의 품질평가에 중요한 요인인 부피와 관능적 특성에 의해 탈지 대두분을 $4\%$까지 첨가한 것이 기능성 식품으로의 이용 가능성이 있다고 할 수 있다.