• 제목/요약/키워드: Reaction variables

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바이오에탄올 생산을 위한 백합나무(Liriodendron tulipifera)칩의 동시당화발효 및 Response Surface Method를 이용한 옥살산 전처리 조건 탐색 (Evaluation of Oxalic Acid Pretreatment Condition Using Response Surface Method for Producing Bio-ethanol from Yellow Poplar (Liriodendron tulipifera) by Simultaneous Saccharification and Fermentation)

  • 김혜연;이재원;;최인규
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.75-85
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    • 2011
  • 이 연구에서는 백합나무($Liriodendron$ $tulipifera$)를 옥살산으로 전처리한 시료로부터 에탄올 생산 가능성을 조사하고, response surface methodology (RSM)를 도입하여 전처리 조건을 분석하고자 한다. 산농도, 전처리 시간, 반응 온도를 조절하여 $2^3$ factorial central composite experimental design을 바탕으로 각기 다른 15가지의 전처리 조건에서 시험하였다(central point에서 2반복). 전처리 후 고체 시료는 발효 균주인 $Pichia$ $stipitis$를 사용하여 동시당화발효로 에탄올 생산에 이용되었으며, 각각의 시료에서의 72시간에서의 에탄올 생산량(y,g/${\ell}$)이 최대값으로, 종속변수로써 RSM에 적용되었다. $180^{\circ}C$에서 40분간 0.013 g/g의 옥살산으로 처리한 시료가 가장 많은 양의 에탄올(9.7 g/${\ell}$)을 생산하였으며, response surface methodology 분석에 따르면, 전처리 조건에서 온도 인자가 ethanol에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 제시되었으며, 결과는 수식화되어 나타내었다.

생전분 분해효소를 이용한 현미 알콜발효조건의 모니터링 (Monitoring of Alcohol Fermentation Condition of Brown Rice Using Raw Starch Digesting Enzyme)

  • 신진숙;이오석;김경은;정용진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.375-380
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    • 2003
  • 현미를 이용하여 증자하지 않고 생전분 분해효소를 이용한 알콜발효조건을 모니터링 하였다. 알콜발효에 가장 영향을 미치는 요인변수인 현미분쇄 정도에 따른 입자크기(20, 40, 60 mesh), 효소제 함량(0.1, 0.3, 0.5%), 교반속도(0, 100, 200 rpm)에 대하여 반응표면회귀분석한 결과, 현미분쇄 정도는 35~42 mesh, 효소제함량 0.32~0.43%(w/w) 범위로 나타났으며, 이때 알콜발효의 품질인자인 알콜함량, 총당, 환원당, 아미노산도, 총산 및 pH의 $R^2$는 환원당을 제외한 모든 성분에서 5~l0%이내의 수준에서 유의성이 인정되었다. 또한 최적조건범위 에서 실증실험 결과 pH 4.33, 총산 1.10, 아미노산도 0.51, 환원당 200.50 mg%, 총당 1,039.0 mg%, 알콜함량 10.15%로 RSM기법에 의해 예측된 값과 유사한 값을 나타내어 도출된 회귀식의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 또한 최적조건의 알콜발효 중 성분분석 결과 pH는 6.26에서 발효가 진행됨에 따라 점 점 감소하여 발효 종료시 4.34이었으며, 총산은 발효초기 0.15였으며 발효가 진행됨에 따라 다소 증가하였으나 발효종료시 0.20으로 총산의 변화는 크지 않았다. 아미노산도는 발효초기 1.88에서 발효가 진행됨에 따라 감소하는 경향이었으며 발효종료시 0.92었다. 환원당과 총당은 발효가 진행됨에 따라 감소하여 각각 213, 1,077 mg%로 나타났다. 알콜함량은 발효 24시간부터 증가하여 발효 48시간에 10.15%로 최대치를 나타낸 후 감소하였다. 이상의 결과로 생전분분해효소를 이용한 현미 알콜발효조건을 설정할 수 있었으며, 초산발효에 필요한 알콜함량을 얻을 수 있어 생전분을 이용한 현미식초 제조가 가능할 것으로 생각된다.

기체상-생물막 여과 공법의 BTX 제거 공정 해석을 위한 1차원 동적 수치모델 개발 (Development of an 1-Dimensional Dynamic Numerical Model for BTX Removal Process Analysis by Gaseous-Biofilm Filtration)

  • 김영관;최성찬;김석구;이용석
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권12호
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    • pp.689-695
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    • 2015
  • 부착성 미생물을 이용하여 기체상 오염물질을 여과 방식으로 처리하는 생물 공정은 기체상의 흐름 특성과 공정 인자간 관련성이 매우 복잡하게 작용하는 특징을 가진다. 본 연구는 기체상 공정의 특성으로 미세한 변화에도 반응이 급변하는 현상과 물질간 반응관계의 중요성을 고려하여 일반화된 plug flow계 반응조의 공정 분석 도구로 활용 가능한 1차원 동적 수치해석 모델을 개발하였다. 개발 모델은 물질수지 원리를 기초하여 확산을 단순화하고 물질간 경쟁, 상승, 억제 반응 등 상호 반응관계를 반영하여 구성이 용이하도록 하였다. 개발 모델의 적용성 평가는 저속과 고속으로 구분된 BTX 제거 실험에 대하여 보정과 검정 절차로 수행되었다. 개발 모델은 고속 조건의 toluene을 제외하고 모든 조건과 항목에서 상관계수($R^2$) 0.79 이상에서 실험 결과를 재현하였다. 개발 모델은 연속흐름(plug flow)계로써 기체상-생물막의 일반화된 공정에 적용할 수 있는 것으로 평가되었으며 복잡하고 다양한 공정 실험에서 설계 인자 분석 및 효율 평가에 유용한 도구로 사용될 수 있다.

GlidArc 플라즈마를 이용한 메탄 부분산화 및 Ni 촉매 개질 특성 (Characteristic of Partial Oxidation of Methane and Ni Catalyst Reforming using GlidArc Plasma)

  • 김성천;전영남
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권12호
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    • pp.1268-1272
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    • 2008
  • 부분산화가 적용된 저온플라즈마는 메탄으로부터 합성가스를 생산하는 기술이다. 저온 플라즈마 기술은 수증기 개질, 이산화탄소 개질을 이용한 개질기 보다 소형화와 시동특성이 우수한 장점을 가지고 있으며 다양한 분야에 적용이 가능하다. 본 연구에서는 GlidArc 방전을 이용한 저온플라즈마 개질기를 제안하였다. 개질 특성을 파악하고자 변수별 연구로서 가스 조성비율(O$_2$/CH$_4$), 수증기 주입량, 니켈과 철 촉매의 비교 및 이산화탄소 주입량에 대해 실험을 수행하였다. 최적의 수소 생산 조건은 O$_2$/C비가 0.64, 주입 가스유량은 14.2 L/min, 촉매의 반응기의 내부 온도는 672$^{\circ}C$, 주입 가스 량에 대한 수증기 유량 비율은 0.8 그리고 유입전력이 1.1 kJ/L일 때, 41.1%로 최대 수소 농도를 나타냈다. 그리고 이때 메탄의 전환율, 수소 수율 그리고 개질기 열효율은 각각 46.5%, 89.1%, 37.5%를 나타냈다.

저선량 전리방사선에 의한 작물의 활성증진 (lonizing Radiation Hormesis in Crops)

  • 김재성;이영복
    • 한국환경농학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.76-83
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    • 1998
  • Hormesis법칙의 주핵심은 유해작용을 가진 물질이 유해량 이하에서는 다량의 동일 작용물질이 보여주는 장해영향과는 정반대의 영향을 보여주는 것이다. 미량의 유해물질 투여는 생체에 미세 변화를 일으키고, 조절기능은 생체를 통상상태에서 예민상태와 회복태세로 바꾼다. 자극 받은 생체는 이전과는 다르게 환경 변화에 민감하게 반응하며, 통상기능은 지연되고 회복과 방어와 같은 기능에 에너지와 자원을 우선 이용하게 한다. 예민상태하의 생체는 영양분을 효과적으로 이용하고 성장을 빠르게 하며 방어 반응을 향상시키고 성숙도 빠르게하여 보다 효율적으로 번식시키며 질병이 감소되고 오래 살게된다. 저선량 전리 방사선 조사효과는 hormesis 일반 개념과 일치하였는데 방사선 종류에 상관없이 저선량으로 조사된 생물은 자극효과를 보여주었다. 식물에서는 발아, 출아, 생장, 발육, 개화, 결실촉진과 수량증대와 질병저항력 증가 및 저선량 조사 이후의 고선량 방사선에 대한 저항력 증가 등이 나타났다. 방사선 hormesis 작용은 대상식물, 종자상태, 환경 및 재배조건, 측정하는 생리적 기능, 선량율과 선량에 따라 다르고, 조절되지 않은 많은 변수 때문에 일관된 재현성이 적으나, 일반적 용선량은 환경방사선량의 약 100배($10{\sim}1,000$), 또는 확실한 유해작용이 있는 선량의 100($10{\sim}1,000$)분의 1정도로 생각되나 실험조건에 따라 변경될 것이다. 방사선 hormesis의 생화학적 작용기작은 아직 미확인 상태이나 회복기능의 과잉보상이 주요 작용기작의 하나로 제시되고 있다.

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입상 활성탄에 대한 New Fuchsin 염료흡착의 등온선, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Isotherms, Kinetics and Thermodynamic Parameters Studies of New Fuchsin Dye Adsorption on Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제25권6호
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    • pp.632-638
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    • 2014
  • 입상활성탄을 사용하여 new fuchsin 염료를 흡착하는데 필요한 흡착등온선과 흡착동역학 및 열역학 파라미터들에 대하여 조사하였다. 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이 가장 잘 맞았으며, 등온흡착평형관계로부터 Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수를 평가한 결과, 분리계수값이 각각 $R_L$ = 0.023, 1/n=0.198로 입상활성탄에 의한 new fuchsin 염료의 흡착조작이 유효한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. Dubinin-Radushkevich 식으로 구한 흡착에너지값(E = 0.002 kJ/mol)과 Temkin 식으로부터 구한 흡착열상수값(B = 1.920 J/mol)으로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 흡착반응은 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식과 비교하여 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자 내 확산이 흡착공정의 지배단계이었다. 열역학적 해석을 통해 평가된 엔탈피 변화값(92.49 kJ/mol)과 활성화에너지값(11.79 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 흡열반응으로 진행되었다. 또한, 엔트로피 변화값이 313.7 J/mol K로 흡착공정의 무질서도가 증가하였다. 온도가 올라갈수록 자유에너지값이 감소하는 것은 활성탄에 대한 new fuchsin 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아지는 것으로 판단되었다.

$\cdot$$\cdot$주별 열에너지 소비절약 실태에 관한 조사연구 (An Exploratory Study of Energy Conservation Practices in Clothing, Food, and Housing)

  • 강혜원
    • 대한가정학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.11-24
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    • 1981
  • The objectives of the study were to determine 1) if energy consumption and conservation vary in clothing, food, and housing with independent variables-size of household, homemaker's age, employment, and level of education, level of living, type of house, electricity use, and all energy use, and 2) if there is a correlation among energy conservation practices in clothing, food, and housing. Questionnaires wee given to the randomly selected homemakers in Seoul in July, 1980. Data from 620 responses were analyzed by F-test (Analysis of Variance) and Correlation. The results are as follows: 1. Clothing (1) the scores of the conservation practices I clothing were generally high. /However, it was found that a) they did not practice in wearing heavy under clothes and behavior outer clothing to cope with cool room temperature in the winter, b) they did not use bleach for laundry, but they used boiling method, and c) they did not have enough knowledge on Permanent Press finish. (2) energy conservation practices in clothing were significantly related to level of living and homemakrer's level of education. a) The higher the level of living, the higher scores in the knowledge were found. b) the higher the homeakcer's level of education, the higher scores in the knowledge and ironing were obtained. 2. Food (1) The scores of the conservation practices in food were generally high. However, it was found that scientific cooking methods were not performed such as a) to use measuring spoons, cups, and timers, b) to practice a simple method in using solor energy for warming water, c) to use thermos for the hot water tea or coffee, but they boiled water whenever necessary, and b) to use the pressure cooker whenever possible. (2) Energy conservation practices in food were significantly related to homemaker's employment and type of dwellings. a) The scores of full-time homemakers (not gainfully employed) were higher than gainfully employed homemakers. b) Families in traditional Korean dwellings revealed higher scores than those in apartment or western style dwellings. 3. Housing (1) The scores of the conservation practices in housing were generally high. However, it was found that a) they did not install fans in the kitchen, bathroom, and attic in the summer, b) they did not install a humidifier for tolerating a lower room temperature in the winer, c) they did not practice to make plans for the door of the refrigerator remained open for the shortest time, d) they did not install or use a local lighting with a general lighting for reading and cooking, and e) they usedaluminum foil without the knowledge of the heat reaction of its shiny and dull sides. (2) energy conservation practices in housing were significantly related to homemaker's employment and level of education, economic status, types of dwelling, and all energy use, a) Full-time homeakers had higher scores than gainfully employed homeakers. b) the higher the homemaker's level of education and economics status, the higher scores were obtained. c) Homeakers with their own house scored higher points than those with rented houses. And families in apartment or row houses scored higher points than those in traditional korean or western style dwellings. d) The higher the consumption rate of electricity and all energy, the higher scores were revealed. 4. correlation there was a significant correlation among energy conservation practices I clothing, food, and housing.

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과망간산포타슘에 의한 산화에 바탕을 둔 아미노글리코사이드 항생제의 분광광도법적 정량 (Spectrophotometric Determination of Aminoglycoside Antibiotics Based on their Oxidation by Potassium Permanganate)

  • El-Didamony, A. M.;Ghoneim, A. K.;Amin, A. S.;Telebany, A. M.
    • 대한화학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.298-306
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    • 2006
  • 순수 형태 또는 약제 중 네오마이신과 스트렙토마이신을 신속하게 분석하는 인증된 분광광도법적 방법을 기술하였다. 이 방법은 산성 용액 속에서 기지 과량의 과망간산포타슘으로 약품을 산화시킨 다음 미반응의 과망간산을 아마란스(방법 A), 산성 오렌지 II(방법 B), 인디고카민(방법 C) 및 메틸렌블루(방법 D) 색소로 각각 lmax=521, 485, 610 및 664 nm에서 흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다. 네오마이신과 스트렙토마이신의 농도 범위 5-10 및 2-7 mg mL-1에서 Beer의 법칙이 성립되었으며 겉보기 몰흡수계수와 sendell 감도 값은 네오마이신과 스트렙토마이신에 대하여 각각 5.47-6.20´104, 2.35-2.91´105 L mol-1 cm-1 및 7.57-8.59, 5.01-6.2 ng cm-2 였다. 반응에 영향을 미치는 여러 변수를 조사하여 최적화하였으며 이 방법을 순수 Çü태 × 약제 Çü태의 약품에 적용하여 좋은 Á확도와 정밀도로 정량하였다. á제의 방해는 관찰되지 않았으며 얻어진 결과는 공인 석법을 사용하여 얻은 aacute;과와 잘 일치하였다.

프러시안 블루 유사체의 합성 및 MnFe2O4의 자성과 흡착 특성 (Synthesis of Prussian Blue Analogue and Magnetic and Adsorption Characteristics of MnFe2O4)

  • 이혜인;강국현;이동규
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.67-74
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    • 2016
  • 프러시안 블루 유사체(Prussian Blue Analogue : PBA)는 3차원 구조와 기공을 갖는 금속-유기골격체이며, 유기 리간드의 종류에 따라 다양한 구조를 갖는다. PBA는 바이오센서, 광학, 촉매, 수소 저장 장치 등의 분야에서 주목 받고 있으며 화학적 안정성을 가진 환경 친화적인 물질이다. 또한 다양한 크기의 미세기공을 조정할 수 있어 흡착분야에서 많이 활용되고 있다. 본 연구는 수열합성법을 이용하여 금속유기골격체인 $Mn_3[Fe(CN)_6]_2$를 합성하였다. 전구체로 $K_4[Fe(CN)_6]$$MnCl_2$를 사용하였고, 합성된 물질은 소성하여 망간철산화물을 생성하였다. 실험 변수로 전구용액의 pH, 전구체의 몰농도, 반응시간을 조절하여 입자의 크기와 형태에 대한 영향을 확인하였다. 합성된 다공체는 XRD, SEM, FT-IR, UV-Vis, TG/DTA에 의해 분석하였고, 여러 염료에 대한 흡착 특성을 평가하였다.

장기재령 FA 콘크리트에 대한 염화물 거동 및 확률론적 염해 내구수명 평가 (Evaluation of Chloride Behavior and Service Life in Long-Term Aged FA Concrete through Probabilistic Analysis)

  • 윤용식;권성준
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.276-285
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    • 2020
  • 본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비를 고려한 OPC 및 FA 콘크리트를 대상으로 재령 1,095일에 촉진 염화물 확산 시험을 수행하였다. Tang's method 및 ASTM C 1202에 준하여 촉진 염화물 확산계수 및 통과 전하량을 평가하였으며 시간의 존적으로 개선되는 염화물 확산 거동을 고찰하였다. FA 배합에서는 포졸란 반응에 의해 뛰어난 염해저항성능을 나내었는데, 통과 전하량 평가 결과에 따르면 FA 콘크리트는 재령 1,095일에 "Low" 등급에서 "Very low" 등급으로 감소하였으나, OPC 배합의 경우 "Moderate" 등급에서 "Low" 등급으로 감소하였다. 염해 내구수명 해석 시 사용되는 설계변수를 정규분포 함수로 가정한 후, MCS를 기반으로 각 배합의 내구수명을 확률론적 해석 방법으로 평가하였다. FA 콘크리트에서는 OPC 콘크리트 대비 시간의 증가에 따른 내구적 파괴확률의 증가가 낮게 나타났는데 이는 FA 콘크리트의 시간의존성지수가 OPC 배합 대비 최대 3.2배 높기 때문이다. 또한 목표 내구적 파괴확률을 10%로 설정하였기 때문에 확률론적 해석에 의한 내구수명이 결정론적 해석에 의한 내구수명보다 낮게 평가되었다. 다양한 환경 하의 실태조사 및 실내 시험을 통해 각 구조물에 적합한 목표 내구적 파괴확률을 설정한다면 더욱 경제적인 내구성능 설계가 가능해지리라 사료된다.