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Effect of Sodium Hydroxide plus Hydrogen Peroxide Treated Mustard (Brassica campestris) Straw Based Diets on Rumen Degradation Kinetics (In sacco), Fermentation Pattern and Nutrient Utilization in Sheep

  • Mishra, A.S.;Misra, A.K.;Tripathi, M.K.;Santra, A.;Prasad, R.;Jakhmola, R.C.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제17권3호
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    • pp.355-365
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    • 2004
  • Two experiments were conducted to determine the effect of alkaline hydrogen peroxide (AHP) treatment (1% NaOH+1.5% $H_2O_2$; 1 AHPMS, 2% NaOH+1.5% $H_2O_2$; 2AHPMS) on rate and extent of degradation of mustard straw (MS) in sacco in sheep, and its in vivo digestion and ruminal fermentation characteristics when fed to sheep with concentrate (200 g per sheep daily). The treatment of straw with 1 and 2% AHP increased its sodium content by 148 and 296% to that of untreated straw (UMS). There was significant decrease in NDF and hemicellulose contents of AHP treated straw and increase in cellulose and lignin contents. Phenolic acids like ferrulic, $\rho$-coumaric and o-coumaric significantly (p<0.001) reduced by AHP treatment of mustard straw. In first experiment the in sacco degradation of DM, OM and NDF was significantly (p<0.01) greater for 2 AHPMS than for UMS at all incubation periods. The disappearance of nutrient from 1 AHPMS and 2 AHPMS treated straws continue to increase up to 96 h whereas in UMS the peak disappearance was found at 48 h. By using the equation {(y=a+b) ($1-e^{-ct}$)} the degradation rates (c) for DM, OM, and NDF were significantly higher for UMS than AHP treated straws. Level of alkali (1 and 2%) had significant effect on degradation characteristics (a, b, c and $P_{0.05}$) of DM and NDF fraction of MS. However, the effect was not pronounced on OM fraction of MS. In feeding experiment, the intake of nutrients for DM, OM, cell wall constituents and energy was higher on 2 AHPMS, whereas no effect on the digestibility of these nutrients was observed. The apparent nitrogen retention was higher (p<0.05) both in 1 and 2 AHPMS groups. Water intake by animals was significantly increased due to AHP treated mustard straw feeding. Rumen liquor pH was higher in 2 AHPMS fed animals. The $NH_3-N$ of rumen liquor was not affected by feeding of AHP treated MS based diets. Total VFA concentration was significantly (p<0.01) higher in UMS fed group. The fractional out flow rate of DM was higher (p<0.05) in animals fed on 2 AHPMS diets compared to UMS and lAHPMS fed groups. The population of large holotrichs was higher (p<0.05) on AHP treated MS fed diets compared to UMS. The study indicated that treatment of mustard straw with AHP changed its chemical composition towards a better feed. The nutritive value of 2% AHP treated mustard straw was better in terms of dry matter intake and apparent nitrogen retention. The higher in sacco DM, OM and NDF disappearance however, was not confirmed by in vivo data in this study.

액제 정밀계량 장치를 이용한 양액 자동조제 시스템 개발 (Development of Automatic Nutrient-Solution Mixing System Using a Low-Cost and Precise Liquid Metering Device)

  • 이규철;류관희;이정훈;김기영;황호준
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제22권4호
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    • pp.469-478
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    • 1997
  • This study was conducted to develop an automatic nutrient-solution mixing system for small-scale sewers. The nutrient-solution mixing system consisted of a low-cost and precise metering device and data acquisition & control system with a personal computer. and, the metering device was composed of three parts those were supply pumps, metering cylinders and venturi tube. The system controlled electric conductivity(EC) and pH of nutrient-solution based on the time-based feedback control method with the information about temperature, EC, and pH of the nutrient-solution. The performance of the nutrient-solution mixing system was evaluated through the control of EC and pH while compared with those of commercial system. Also an experimental cultivation of tomato was conducted to verify and to improve the developed system. Results of this study were as follows. 1. The correlation coefficient of meteing device between the flow rate and operating time was 0.9999, and the linear reuession equation computed was y=21.759x, where y is the discharge($g$) and x is the operating time(s). 2. Calculated errors for the developed metering device and two commercial pump were $\pm$0.3% $\pm$2.45% and $\pm$1.38 % FS error respectively. 3. An automatic nutrient-solution mixing system based on a low-cost and precise metering device was developed. 4. The full scale errors of the developed system in controlling EC and pH at 23$\pm$1$^{\circ}C$ were $\pm$0.05mS/cm and $\pm$0.2, respectively 5. When using the commercial system, the controlled values of EC and pH of the 500 $\ell$ of water were 1.29 mS/cm and 6.1 pH for the setting points of 1.4 mS/cm and 6.0 pH respectively at 23$pm1^{\circ}C$. 6. The developed nutrient-solution control system showed $\pm$0.05 ms/cm of deviation from the setting EC value over the experimental cultivation period. 7. The deviation from the average values of Ca and Mg mass content in the several nutrient-solution were 0.5% and 1.8% respectively.

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동결건조 분말고추장의 재수화시 리올로지 특성 (Rheological Properties of Rehydrated Suspensions of Freeze Dried Kochujang Powders)

  • 김석신;장규섭;윤한교;이상규;이신영
    • 한국식품과학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.81-88
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    • 1987
  • 동결속도를 달리하여 제조한 2종의 동결건조 분말고추장 재수화 현탁액의 리올리지 특성을 원료고추장을 대조구로 온도 $25{\sim}60^{\circ}C$, 고형물 함량 $47{\sim}56^{\circ}C$, 전단속도 $0.1965{\sim}1.9650\;sec^{-1}$의 범위에서 Brookfield 단 원통 회전점도계로 측정하였다. 급속동결 분말고추장 및 완만동결 분말고추장의 재수화 현탁액과 원료고추장은 모두 항복치를 지닌 의가소성을 나타내고. 전단초기 20분까지 Tiu의 모델에 따라 2차 반응속도식으로 붕괴되는 thixotropic거동을 보여주였으며. 분말고추장 현탁액의 구조붕괴 속도가 원료고추장 보다 빨랐다. 평형구조변수는 전단속도에 크게 영향받지 않았으며 그 값은 세가지 시료 모두 비슷하였다. 급속동결분말고추장 및 완만동결 분말고추장의 재수화 현탁액과 원료고추장의 곁보기점도의 온도 의존성은 Arrhenius식과 일치하였으며. 활성화 에너지의 값은 가각 2.21, 2.18, $2.32\;Kcal/g{\cdot}mole $이었다. 세가지 시료의 점조도지수는 온도의 증가에 따라 감소하었으며, 고형물 함량의 증가에 따라 증가하였으나, 유동거동지수는 온두 및 고형물 함량에 거의 영향을 받지 않았다. 급속동결 분말고추장과 완만동결 분말고추장의 러올로지 성질은 큰 차이가 없었다.

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고압공기분사를 이용한 유류오염토양 세척기법의 적용성 연구 (Applicability of Washing Techniques Coupled with High-Pressure Air Jet for Petroleum-contaminated Soils)

  • 최상일;김강홍
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권6호
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    • pp.61-68
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    • 2006
  • 유류오염토양에 대한 고압공기분사를 이용한 세척기법의 적용성 연구를 위하여 저유소 주변의 실제 디젤오염토양을 사용하였으며 초기 오염농도는 $2,828{\pm}206\;mg/kg$으로 토양환경보전법상 가지역 우려기준 농도를 5배 이상 초과하였다. 세척공정의 기본 운전인자들에 대한 조건별 효율성 평가 및 최적조건 도출실험을 수행한 결과 효율적인 세척을 위하여 impeller는 편심 및 기울어진 중심에 위치하는 것이 가장 유리하였으며 교반속도는 높은 전단력(shear force)이 발생하는 고속교반조건(300 rpm)에서 세척효율이 가장 우수하였다. 교반시간은 10분이 효율성 및 경제성이 우수한 조건으로 판단되었으며 1차 반응속도식에서 도출된 교반속도별 속도상수들간 증가율 감소를 확인하여, 저속 교반조건(30, 60 rpm)에서도 추가적인 물리적 탈착력이 더해진다면 고속교반조건에서와 같은 제거효율을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 고압공기 분사에 따른 세척효율은 소수성(hydrophobic)의 토양표면 유류물질이 수중의 공기방울 표면에 강하게 부착(attracting)되어 제거됨을 확인하였고 공기압이 높아질수록 반응기내 공기유량이 증가되면서 오염물질의 부착율이 향상되었다. Impeller에 의한 교반과 고압공기 분사 혼합공정에서는 60 rpm, $2\;kg/cm^2$ 조건이 가장 효율적으로 판단되었다. 따라서 고압공기분사를 통한 토양세척기법은 유류오염토양 정화에 효율적 적용이 가능할 것으로 사료된다.

점토벽돌과 석회모르타르를 사용한 조적구조의 역학적 특성에 관한 연구 (A Study on Mechanical Characteristics of Masonry Structure Constructed by Clay Brick with Lime Mortar)

  • 유혜란;권기혁
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.87-98
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    • 2011
  • 최근 생태 친환경 건축이 화두로 등장하면서 친환경 건축재료인 점토벽돌과 공기의 흐름과 수분의 이동이 가능한 석회모르타르의 사용이 증가하고 있다. 하지만 국내 연구는 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르에 집중되고 있어 점토벽돌 및 석회모르타르에 대한 연구가 거의 없는 실정이며, 조적조의 국내 기준 또한 국내에서 사용되는 재료와 다른 물리적 값을 사용하고 있는 국외기준을 바탕으로 제정되어 국내 실정을 적절히 반영하지 못하고 있다. 따라서 본 연구는 프리즘압축강도, 부착강도, 전단 및 사인 장강도 실험을 통해 점토벽돌과 석회모르타르를 사용한 조적구조의 물리적 특성을 파악하고자 한다. 또한, 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르를 사용한 조적구조와의 물리적 특성을 비교분석하여 국내 조적기준을 개정하기 위한 근거를 제시하고자 한다. 점토 벽돌과 석회모르타르를 적용한 조적구조는 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르를 사용한 조적구조와는 다른 양상을 보이므로 점토벽돌과 석회모르타르를 적용한 조적구조의 프리즘압축강도와 탄성계수에 대한 추정식을 제안한다.

Pilot Scale 연속식(連速式) 김치순간살균(瞬間殺菌) 장치(裝置)의 설계(設計) 및 제작(製作) (Design and Fabrication of a Pilot Scale Continuous Kimchi Pasteurizer)

  • 김공환;길광훈;전재근
    • 한국식품과학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.83-89
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    • 1984
  • 김치로부터 김치액(液)만을 분리(分離)하여 가열살균(加熱殺菌)한후 고형물(固形物)과 재혼합(再混合)하는 살균방식(殺菌方式)을 공업적(工業的) 김치생산(生産)에 적용(適用)시키기위해 pilot scale 연속식(連速式) 살균장치(殺菌裝置)를 설계(設計) 제작(製作)하여 설계기준(設計基準) 및 제작방법(製作方法)을 제시(提示)하였고 장치(裝置)의 열수지분석(熱收支分析)을 통해 장치(裝置)의 적정설계(適正設計) 및 제작(製作) 여부(與否)를 검토(檢討)하였다. 살균장치(殺菌裝置)는 김치액분리(液分離) 혼합부(混合部), 여열부(予熱部), 살균부(殺菌部), 여냉부(予冷部) 및 냉각부(冷却部)의 5개부(個部)로 구성(構成)하였다. 살균장치내(殺菌裝置內) 열교환부(熱交換部)의 소요관(所要菅)길이는 김치액(液)의 유속(流速) 5 kg/min, 총괄열전달계수(總括熱傳達係數) $1,000Kcal/m^2{\cdot}h{\cdot}^{\circ}C$로 가정(假定))하여 다음식(式) $W{\;}C_p{\Delta}T=U{\;}(2{\pi}RL){\Delta}T_m$에 의해 결정(決定)하였다. 관내(管內)에서의 물의 유속(流速)이 41/min일때 여열부(予熱部), 살균부(殺菌部), 여냉부(予冷部), 냉각부(冷却部)에서의 총괄열전달계수(總括熱傳達係數)는 각각(各各) 875, 1,398, 2,036, $288Kcal/min{\cdot}h{\cdot}^{\circ}C$이었으며 장치(裝置)의 설계온도(設計溫度)와 실제(實際) 실험치(實驗値)가 비교적 잘 일치(一致)하였다. 무우김치를 시료(試料)로 사용해 본(本) 장치(裝置)의 살균효과(殺菌效果)를 조사해본 결과 $25^{\circ}C$에서 김치 저장기간(貯藏期間)을 비살균구(非殺菌區勾)에 비해 현저히 연장(延長)할 수 있었다.

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대체감미료 당유도체의 유변성에 관한 연구 (Studies on the Rheological Properties of Sugar Derivative Sweeteners)

  • 이철호;박춘상;한복진;김봉찬;장지향
    • 한국식품과학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.852-857
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    • 1990
  • 대체감미료로 사용되고 있는 당유도체들 fructo-oligo당, HMS, sorbitol 및 maltitol의 유동특성과 식품기능성을 설탕과 비교하였다. 시험된 모든 당유도체 용액은 농도범위 10%에서 원액에 이르기까지 뉴우턴성 유체특성을 나타내었으며 HMS의 점도가 가장 높고 fructo-oligo 당, maltitol, 설탕, sorbitol, 포도당 순으로 점도가 낮아졌다. 용액의 점도가 평균분자량과 직선적 상관관계 (r=0.8038)를 보였다. 농도증가에 따라 점도는 지수적 증가추세를 나타내었으며 농도의존성지수는 당알콜류가 HMS나 fructo-oligo 당 보다 낮았다. 온도증가에 따라 당용액의 점도는 지수적 감소경향을 보여 Arrhenius식을 따랐으며 유동활성화에너지는 sorbitol과 HMS가 설탕보다 큰 반면 fructo-oligo 당과 maltitol은 설탕보다 작았다. Fructo-oligo 당을 사과잼에 설탕 대용으로 사용하였을 경우에는 조직감에 영향을 미치지 않았으나 팥양갱에서는 견고성, 부착성, 탄력성, 응집성을 모두 크게 저하시켰다. HMS는 사과잼과 팥양갱에 설탕 대용으로 전량 대체할 경우 큰 조직감 변화를 가져오지 않으나 설탕과 50%씩 혼용할 경우 견고성이 크게 저하되었다. 반면 당알콜류를 설탕대용으로 잼이나 양갱에 사용할 경우 견고성, 부착성, 탄력성을 저하시켰다. Fructo-oligo 당과 HMS를 설탕에 첨가할 경우 캔디의 고화속도에 큰 변화가 없으나 sorbitol은 고화속도를 크게 저하시켰다.

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점착성 하상에서의 교각형상에 따른 국부세굴 연구 (A Study of the Local Scour Considering the Pier Shapes in the Cohesive Bed)

  • 최계운;김기형
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.539-552
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    • 1998
  • 점착성 하상에 교각을 설치하는 경우, 사용되는 국부세굴심도 산정공식은 대부분이 비점착성 하상을 가진 수로에서의 실험결과에 근거를 두고 있기 때문에, 정확성에 대한 논란이 있다. 본 논문에서는, 점착성 하상재료를 가진 실험수로 내에 5개 형태의 교각을 설치하여 발생되는 세굴심도의 변화에 대하여 연구하였다. 실험결과는 Froude 수와 교각폭에 대한 수심의 변화에 따라 분석되었으며 기존공식에 의한 결과와도 비교하였다. 본 논문에서는 실험 결과를 바탕으로 점착성 하상에서 사용할 수 있는 교각형상계수를 제안하였다. 교각형상계수는 원형교각 주위에서 발생되는 세굴심도에 대한 타형태의 교각주위에서 발생되는 세굴심도의 비율로 나타내었으며, 수심에 따라 2단계로 구분하여 제안하였다. 1단계는 교각폭에 대한 수심이 1.2 이하인 경우로 방정식에 의하여 교각형상계수가 제안된 반면 2단계에서는 상수값으로 교각형상계수가 제안되었다. 본 논문에서 제안된 교각 형상 계수는 본 실험에서 사용된 하상재료와 유사한 점착성 하상에 설치된 교량의 교각 국부세굴심 산정에 효과적으로 이용될 것으로 판단된다.

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케이프사이즈와 파나막스 시장간의 비대칭 시간가변 파급효과에 관한 분석 (An Analysis on the Asymmetric Time Varying Spillover Effect between Capesize and Panamax Markets)

  • 정상국
    • 한국항만경제학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.41-64
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    • 2011
  • 이 연구는 케이프사이즈 시장과 파나막스 시장간의 비대칭 시간 가변 파급효과를 분석하기 위해서 조건부 평균에 전통적인 공적분항과 부분공적분항을 고려하고 있고, 조건부 분산에 레버리지 효과를 고려한 고정상관관계 GARCH와 동적상관관계 GARCH 모형을 이용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 두 시장간의 선-후행관계에 대해서 부분공적분항을 고려한 결과로부터 전기의 케이프사이즈 가격은 파나막스 시장가격에 유의적으로 정(+)의 영향을 미치고, 일반적인 공적분항을 고려하는 경우 두 시장간의 선-후행효과는 모두 유의적으로 정(+)의 효과를 갖는 것으로 나타났다. 둘째, 두 시장간의 장기적인 균형관계가 성립하지 않는 경우, 개별시장은 어떻게 반응하는가를 나타내는 오차항의 계수는 모두 통계적으로 유의적이고, 케이프사이즈 시장에서는 모두 음(-)의 값을 가지고 파나막스 시장의 경우에는 모두 정(+)의 값을 갖는 것으로 나타났다. 셋째, 두 시장간의 변동성의 파급효과에 대해서는 모든 모형에서 서로 영향을 주고 받는 것으로 나타났고, 통계적으로 유의하게 나타났다. 넷째, 레버리지 효과는 케이프사이즈 시장에서는 모두 유의적으로 정(+)의 값을 가지나, 파나막스 시장에서는 모두 통계적으로 유의적인 결과를 얻지 못하였다. 그러나 두 시장 모두에서 비대칭의 효과는 통계적으로 유의적인 것으로 나타나고 있다.

판요소법을 이용한 선수형상 설계에 관한 연구[1] (A Study on the Design of Ship′s Bow Form using Surface Panel Method)

  • 유재훈;김효철
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.35-47
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    • 1996
  • 포텐셜을 기저로 하는 판요소법을 사용하여 자유 표면이 존재하는 유동장에서 일정 속도로 전진하는 3차원 물체의 형상을 설계하였다. 설계 방법으로는 원하는 압력 분포를 경계 조건으로 부여하고 이를 만족하는 물체 형상을 찾아내는 역해석법(inverse method)을 사용하였다. 즉, 주어진 압력으로부터 물체 표면에 분포된 법선 다이폴의 세기인 포텐셜 값을 결정하게 되며, 이는 물체 표면에 대한 Dirichlet형태의 경계 조건으로서 Green의 정리로부터 유도된 적분 방정식을 해석하게 된다. 전체 속도 포텐셜은 기본 유동인 선속에 대한 성분과 선제에 의하여 교란되는 성분으로 구성되어진다고 가정하였으며, 교란 포텐셜을 사용하여 선형화된 자유 표면 경계 조건을 적용하였다. 적분 방정식에 대한 수치 해석을 위해 물체 표면에 법선 다이폴과 Rankine 쏘오스를 분포하였으며, 자유 표면에는 Rankine 쏘오스를 분포하고 4점 유한 차분법을 사용하여 자유 표면 경계 조건이 만족되도록 하였다. 해로서 얻어지는 각 판요소에서의 Rankine 쏘오스의 세기는 가상의 유동 출입량으로서 형상 수정항으로 사용되었다. 몰수 회전 타원체의 형상 설계에 대하여 본 설계법을 적용한 결과 무한 수심에서나 조파 상태에서 $4{\sim}6$회의 반복 계산으로 충분히 수렴된 해를 얻을 수 있었다. 또한 자유 표면을 가르고 전진하는 Wigley 수학적 선형에 대한 형상 설계를 수행하여 만족스러운 결과를 얻어내었으며, 얻어진 수치해는 매우 안정적이고 빠른 수렴성을 보였다. 선형의 우열 비교를 통해 조파 저항을 감소시킬 수 있는 압력 분포의 형태를 파악하였으며, 이를 바탕으로 조파 저항의 관점에서의 5500TEU급 콘테이너 운반선의 설계를 수행하였다. 설계되어진 새로운 선형은 조파 저항의 관점에서 기존의 선형보다 계산과 실험에서 모두 우수하게 개량된 것으로 나타났다.

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