• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7990-8000
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• 2015

식물공장은 환경적 조건을 조절하여 계절이나 장소에 관계없이 농산물을 일정하게 생산하는 식물재배 시스템이다. 식물공장에 있어서 내부의 열 유동은 식물공장의 중요한 변수이다. 본 논문에서는 다층 재배선반을 갖는 하이브리드 식물공장 내의 열유동 특성을 수치 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 열 유동 특성의 수치해를 얻기 위해 유한체적법(Finite Volume Method)을 이용하였다. 수치해석 모델에 있어서는 저 레이놀드수(low Reynolds number) ${\kappa}-{\epsilon}$ 난류모델을 이용하였으며, 해석방법으로는 비압축성 점성유동 영역과 압력경계 조건을 사용하였다. 수치해석에 있어, 3종류의 유입 공기속도와 재배선반의 위치변화에 따른 식물공장 내의 열유동 특성을 상용 프로그램인 Solid Works Flow simulation을 사용하였다. 수치해석을 통한 결론은 다음과 같다. 첫째, 송풍기를 통한 식물공장 내의 유입 공기속도를 1.6 m/s로 하였을 때, Case 3의 재배선반 배치가 비교적 균일한 온도 분포를 나타내었고, LED광만을 사용한 Case 1의 배치는 시험베드(test bed) TB2와 TB3 영역의 낮은 온도분포로 인하여 서큘레이터 등을 통한 추가적인 온도 제어가 필요할 것으로 판단되었다. 둘째, 식물재배 LED 인공광(DYLED47)의 청색광과 적색광의 비율을 1:1로 100% 구동 시, 재배선반의 평균 온도가 약 $3^{\circ}C$ 증가하였다. 본 논문은 한국산학기술학회 논문지 심사용 투고요령입니다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.743-750
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• 2017

온실에서 버섯을 재배할 때 균일한 온도 분포가 되도록 하는 것이 중요하다. 지하 공기를 이용하여 비닐 하우스, 버섯재배사에 일정 온도의 공기를 공급하며 균일하게 유지하게 한다. 버섯재배사 구조는 7단 4열의 다배열 균상들 사이의 공기 흐름을 원활히 하고 위, 아래 균상 간의 환경 차이를 방지한다. 0.5m/s의 속도로 유입되는 공기는 초기 내부온도 간의 차이에 따라 밀도 차에 따른 부력에 의한 효과 역시 무시할 수 없으며, 온실내의 유동 해석을 통해 적정 온도가 균등하게 분포하도록 FCU(Fan Coil Unit)와 Fan의 위치를 정해야 한다. 본 연구에서는 유동해석을 통해 FCU와 Fan으로 구성된 샌드위치 단열 패널형의 버섯재배사의 공조시스템을 설계할 수 있었다. 그리고 재배사 내부의 온도 및 유동 해석을 통해 FCU(유입구)와 Fan(출구)의 위치가 서로 다른 Case에서 유입되는 공기의 순환 경로가 길어지면서 비교적 균일한 온도분포를 갖는데 유리함을 알 수 있었다. 따라서 이러한 환경 개선을 통해 버섯의 생육 및 품질 균일성을 도모할 수 있었다.

• 환경생물
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• 제41권4호
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• pp.530-538
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• 2023

본 연구는 사과, 블루베리, 포도, 복숭아, 배 과수원에서 과수의 종류와 재배 방식(유기 및 관행)이 토양 특성 및 토양 절지동물 군집에 미치는 영향을 조사하였다. 함정트랩을 사용하여 토양 절지동물 군집을 조사하였으며, 조사 당시의 토양 수분 함량, 전기전도도, 온도가 조사되었다. 결과적으로, 과수의 종류와 재배 방식은 토양 특성에 유의한 영향을 미쳤다. 특히, 유기 사과 과수원에서는 관행 사과 과수원에 비해 높은 토양 수분 함량, 전기전도도, 온도가 관측되었다. 토양 절지동물 군집에 대한 조사를 통해서 5강 15목에 속하는 1,527 개체가 채집되었다. 개체수, 종 풍부도, 다양성 지수의 범위는 관행 및 유기 과수원에서 각각 9~93 ind. trap^-1, 4.00~17.00, 1.09~1.84 및 27~48 ind. trap^-1, 9.50~14.00, 1.33~2.14였다. 재배 방식은 토양절지동물 군집 특성에 유의한 영향을 미치지 않았다. 하지만 NMDS (Non-metric Multidimensional Scaling) 분석결과, 재배 방식에 따라 토양 절지동물 군집 구조가 유의하게 다를 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 재배 방식이 토양 절지동물에 미치는 영향을 파악하는데 있어, 토양 절지동물 군집에 영향을 미칠 수 있는 식생 군집 및 환경 특성이 종합적으로 고려되어야 하며, 토양 절지동물 군집의 특성뿐만 아니라 구조도 고려되어야 함을 시사한다.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.35-45
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• 1999

본 연구는 하수슬러지 퇴비를 이용하여 4년간 5차에 걸쳐 다양한 토양 및 식물에 대한 식물실험을 수행한 결과, 하수슬러지 퇴비가 식물성장에 유용한 것으로 판명이 되었으며, 그 시비량은 토양종류, 하수슬러지내의 유기물함량, 식물에 따라 많은 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 연구를 통하여 얻어진 적정시비량은 비교적 유기물함량(46%)이 높은 S하수처리장의 하수슬러지 퇴비를 이용한 사질토양인 빈영양토양에서는 0.2톤/아르(a)였으며, 부영양토인 흑갈색 토양에서는 0.12톤/아르(a). 빈영양토양인 흑갈색에서는 0.4톤/a가 적정한 것으로 판명이 되었다. 또한 비교적 유기물의 함량이 낮은 N하수처리장의 하수퇴비와 빈영양토양에서의 5차실험 결과에서는 시비량이 0.6t/a로 상대적으로 많아도 된다는 결과가 얻어졌다. 이러한 실험결과를 이용하여 유기물함량 및 토양의 종류에 따라 시뮬레이션을 실시한 결과, 1회 시비량은 0.2t/a로 계산되었으며 연간 2회시비의 연작에 대한 영향을 고려한다면 연간 약 0.4t/a가 시비제한 최적량으로 결론내릴 수 있었다. 이러할 값은 유기물함량과 토양종류에 따른 영향을 상호보완한 값으로 식물에 대한 성장저해현상을 최소화하는 것이 가능하다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권1호
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• pp.92-100
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• 1996

For the production of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)(P(3HB-co-3HV)) from butyric acid and valeric acid, 10 strains of bacteria capable of producing P(3HB-co-3HV) were isolated from soil. Among them, the strain HJ-067 showed the best ability of producing P(3HB-co-3HV), and was indentified as a Azotobacter sp. For the production of P(3HB-co-3HV), the optimum concentrations of butyric and valeric acid were 3.0g/l, respectively. The most effective nitrogen source was $(NH_4)_{2}SO_4$ at an optimum concentration of 0.75g/l, which was equivalent to 21.36 in C/N ratio. Deficiency of the cationic metal ions ($Zn^{2+},\;Co^{2+},\;Mn^{2+}$) in the proguction medium had stimulating effect on P(3HB-co-3HV) accumulation, especially in the manganese. deficient medium. The optimum temperature for P(3HB-co-3HV) production was 27$^{\circ}C$ and the optimum initial pH was 7.0. Under the optimum conditions, 1.82g/l of P(3HB-co-3HV) and 3.00g/l of dry biomass were produced after 36 hour cultivation, and the P(3HB-co-3HV) yield and HV% were 60.60% (w/w), 15.92%, respectively.

• 한국작물학회지
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• 제56권3호
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• pp.212-218
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• 2011

본 연구는 남부지역에서 생력재배로 일시수확 및 관행재배로 생산한 녹두의 품질을 구명하고자 수행하였으며 결과는 다음과 같다. 생력재배는 7월 23일에 파종하여 10월 28일 일시에 수확하였고, 관행재배는 6월 13일에 파종하여 8월 중순부터 3차례 손으로 수확하였다. 1. 종실의 전분, 조단백질, vitexin 및 isovitexin 함량은 재배방식과 수확기에 따른 유의차가 없었다. 종실의 조지방 함량은 생력재배, 관행재배 3차, 2차, 1차 수확한 종실 순으로 많았다. 2. 종실의 포화지방산과 불포화지방산의 조성비는 재배방식 및 수확기에 따른 차이가 없었다. 지방산 종류는 관행재배로 2차 수확한 종실에서 17종으로 가장 많았고, 관행재배 3차나 생력재배로 일시에 수확한 종실은 12종으로 가장 적었다. 주요 포화지방산 중에서 palmitic acid와 arachidic acid는 관행재배 1차, 2차, 3차 및 생력재배 수확 순으로 높은 비율인 반면 stearic acid는 반대의 경향이었다. 주요 불포화지방산 중에서 linoleic acid는 관행재배 1차, 2차, 3차 수확 및 생력재배 순으로 조성 비율이 높았다. 3. 종실의 아밀로그램 특성은 재배방식 및 수확기에 따라 큰 차이를 나타냈다. 관행재배로 1차에 수확한 종실은 호화개시온도, 최고점도, 최종점도, 최저점도 및 강하점도가, 관행재배 3차에 수확한 종실은 치반점도가 유의하게 높았다. 반면에 생력재배로 수확된 종실은 모든 아밀로그램 측정값이 현저하게 낮았다. 4. 녹두나물을 생산하고 나물의 수율과 색도 및 아미노산 함량을 측정한 결과, 생력재배로 생산한 녹두는 나물의 생산수율이 낮으나 색도와 아미노산 함량은 관행재배로 수확한 종실을 이용하여 생산한 나물과 비슷하였다.

• KSBB Journal
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• 제25권6호
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• pp.559-564
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• 2010

A new hydrogen-oxidizing bacterium, Aeromonas sp. strain JS-1, that can fix $CO_2$ via the reductive pentose phosphate cycle (Calvin-Benson cycle) under chemoautotrophic conditions but not photoautotrophic conditions was isolated from fresh water. Strain JS-1 showed considerable $CO_2$ fixation ability during continuous cultivation even at high $CO_2$ concentration. Strain JS-1 used $H_2$ and $CO_2$ fixation as energy and carbon sources, respectively. Carbon dioxide fixation is carried out through the Calvin-Benson cycle, in which ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RubisCO) is the key enzyme. Hydrogen-oxidizing chemoautotrophic Aeromonas sp. strain JS-1 exhibited remarkedly strong RubisCO [EC 4.1.1.39] activity. RubisCO was purified as an $L_8S_8$-type hexadecamer with molecular mass of 560 kDa by gel filtration. The enzyme consisted of two different subunits eight large (56 kDa) and eight small (15 kDa), as demonstrated by SDS-PAGE. The specific activity of the purified enzyme was about 3.31 unit/mg and stable up to $45^{\circ}C$. The $K_m$ values for RuBP, $CO_2$, and $Mg^{2+}$ were estimated to be 0.25 mM, 5.2 mM and 0.91 mM, respectively.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.332-338
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• 2017

본 연구는 혼합영양생물인 Scenedesmus acuminatus의 최적배양조건을 찾기 위한 연구로서 최적 공기주입량, 아세테이트 주입량, $CO_2$ 주입에 대해 실험을 진행하였다. 공기주입량은 0.72 vvm에서 최대 비성장속도와 최대바이오매스 생산량을 얻을 수 있었으며, 0.3 M의 아세테이트를 주입하였을 때 최대 비성장속도와 최대바이오매스 생산량을 얻었다. 반연속배양에서는 추가로 $CO_2$ 주입이 배양에 미치는 영향을 파악하였다. $CO_2$ 주입 실험에서는 아세테이트로 50% 치환한 후에 최대비성장속도($0.460d^{-1}$)와 최대바이오매스 생산성($0.936gL^{-1}d^{-1}$)을 얻을 수 있었으며 이후 치환이 계속될수록 최대비성장속도와 최대바이오매스 생산성은 지속적으로 감소하였다. 공기주입 실험에서는 JM 배지로 배양할 때 가장 높은 비성장속도($0.381d^{-1}$)와 최대바이오매스 생산성($0.253gL^{-1}d^{-1}$)을 보여주었지만 이후 아세테이트를 함유한 배지로 50% 치환하였을 때 오히려 초기값보다 감소하는 것을 관찰하였다.

• 원예과학기술지
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• 제30권5호
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• pp.501-508
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• 2012

Reducing carbon dioxide ($CO_2$) exhaust has become a major issue for society in the last few years, especially since the initial release of the Kyoto Protocol in 1997 that strictly limited the emissions of greenhouse gas for each country. One of the primary sectors affecting the levels of atmospheric greenhouse gases is agriculture where $CO_2$ is not only consumed by plants but also produced from various types of soil and agricultural ecosystems including greenhouses. In greenhouse cultivation, $CO_2$ concentration plays an essential role in the photosynthesis process of crops. Optimum control of greenhouse $CO_2$ enrichment based on accurate monitoring of the added $CO_2$ can improve profitability through efficient crop production and reduce environmental impact, compared to traditional management practices. In this study, a sensor-based control system that could estimate the required $CO_2$ concentration considering emission from soil for cucumber greenhouses was developed and evaluated. The relative profitability index (RPI) was defined by the ratio of growth rate to supplied $CO_2$. RPI for a greenhouse controlled at lower set point of $CO_2$ concentration (500 ${\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$) was greater than that of greenhouse at higher set point (800 ${\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$). Evaluation tests to optimize $CO_2$ enrichment concluded that the developed control system would be applicable not only to minimize over-exhaust of $CO_2$ but also to maintain the crop profitability.

• 한국유기농업학회지
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• 제19권spc호
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• pp.35-38
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• 2011

In order to cope with change of Korean and global consumption trend, it is forecast that GAP cultivated ginseng & its processed products, Organic cultivated ginseng & its processed products, Sanyangsam & its processed products as well as existing white ginseng (products), red ginseng (products), Taekuksam (products), black ginseng (products) will enter into market and customer demands will create new consumption. Eventually, it is considered that the time has come for considering and carrying out together for raw material cultivation and production, research and development of processed products and export and distribution of domestic and overseas market.