• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.423-427
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• 2009

This study proposes the generation mechanism of various design matrix using generalized linear model for design of experiment. Design generation method of GLM analysis, factorial design(FD) with center points, ANOVA design with lack-of-fit test, and response surface design are introduced. In central composite(CC) design, orthogonal blocking and fractional factorial design(FFD) are presented. We compare the design of Box-Benhken(BB) and face-centred central compsite design.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권12호
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• pp.1919-1926
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• 2008

Statistical experimental designs; involving (i) a fractional factorial design (FFD) and (ii) a central composite design (CCD) were applied to optimize the culture medium constituents for production of a unique antifreeze protein by the Antartic micro algae Chaetoceros neogracile. The results of the FFD suggested that NaCl, KCl, $MgCl_2$, and ${Na}_{2}{SiO}_{3}$ were significant variables that highly influenced the growth rate and biomass production. The optimum culture medium for the production of an antifreeze protein from C. neogracile was found to be Kalle's artificial seawater, pH of $7.0{\pm}0.5$, consisting of 28.566 g/l of NaCl, 3.887 g/l of $MgCl_2$, 1.787 g/l of $MgSO_4$, 1.308 g/l of $CaSO_4$, 0.832 g/l of ${K_2}{SO_4}$, 0.124 g/l of $CaCO_3$, 0.103 g/l of KBr, 0.0288 g/l of $SrSO_4$, and 0.0282 g/l of ${H_3}{BO_3}$. The antifreeze activity significantly increased after cells were treated with cold shock (at $-5^{\circ}C$) for 14 h. To the best of our knowledge, this is the first report demonstrating an antifreeze-like protein of C. neogracile.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제53권3호
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• pp.126-131
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• 2010

대두가공공정 중 발생하는 부산물인 대두배아 및 대두 단백질을 이용하여 Bifidobacterium lactis BL740의 생균수 및 대두 이소플라본 비배당체 생산 최대화를 위한 배지최적화를 수행하였고 이를 위하여 통계적 방법인 fractional factorial design (FFD) 및 central composite design(CCD)를 이용, 대두 유래 성분들이 포함된 배지 (S-medium)의 최적 조성물을 확언하였다. FFD의 경우 glucose, cellobiose, fructooligosaccharidde, soy peptone, soy protein, 대두배아를 이용 총 6가지 요소를 2수준에서 적용하였으며 이 중 soy protein, soy peptone 그리고 대두 배아가 B. lactis BL740의 균성장 혹은 대두 이소플라본 비배당체 전환에 중요 인자로 확인이 되었다. FFD에서 확인된 3가지 인자를 CCD에 적용하였으며 이를 통해 균성장의 경우 최적의 배지조성함량이 soy peptone 29.55 g/L, soy protein 12.73 g/L, 대두 배아 130.67 g/L로 확인되었으며 비배당체 전환의 경우 soy peptone 1.25 g/L, soy protein 2.06 g/L, 대두 배아 60.02 g/L로 최적화 되었다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권5호
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• pp.904-911
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• 2008

Covalent cross-links between a number of proteins and peptides explain why transglutaminase may be widely used by food processing industries. The objective of this work was optimization of the fermentation process to produce transglutaminase from a new microbial source, the Streptomyces sp. P20. The strategy adopted to modify the usual literature media was: (1) fractional factorial design (FFD) to elucidate the key medium ingredients, (2) central composite design (CCD) to optimise the concentration of the key components. Optimization of the medium resulted in not only an 86% increase in microbial transglutaminase activity as compared to the media cited in the literature, but also a reduction in the production cost. Optimal fermentation conditions - namely temperature and agitation rate - were also studied, using CCD methodology. Usual conditions of $30^{\circ}C$ and 100 rpm were within the optimal area. All other parameters for enzyme production were experimentally proven to be optimum fermentation conditions.

• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.30-40
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• 2009

Aspergillus terreus에 의한 이타콘산 생산 발효공정에서 생산균주의 성장을 어느 정도 제한시킴으로써 배양생리적 특성이 이타콘산 생합성 쪽으로 치우치도록 통계적 방법을 적용하여 itaconic acid의 생산배지 조성을 최적화하는 연구를 수행하였다. 이타콘산은 TCA회로를 거쳐 합성된 cis-aconitic acid의 디카르복실화 반응에 의해 생합성되는 고부가 화학원료물질이다. 우선 One factor at a time (OFAT) 방법을 이용하여 이타콘산의 생산성 증가에 크게 영향을 미치는 중요한 탄소원들로 sucrose, glucose, fructose와 soluble starch를 확인할 수 있었고, 질소원들로는 cottonseed flour와 soybean meal을 찾을 수 있었다. Fractional factorial design을 통하여 이들 6가지 요인들 간의 상호작용의 정도를 확인한 결과 sucrose와 cottonseed flour간의 상호작용의 정도가 가장 컸고, 나머지 요인들 간의 상호작용의 정도는 작거나 혹은 이타콘산 생산에 오히려 부정적인 결과를 나타냈다. 또한 full factorial design (FFD) 실험을 통해 생산배지에 $KH_2PO_4$와 $MgSO_4$가 과량 첨가되면 이타콘산의 생산성이 심각하게 저해됨을 알 수 있었다. FFD의 1차모델식을 근간으로 하여 최급상승법 (steepest ascent method, SAM)을 적용하여 sucrose, cottonseed flour, $KH_2PO_4$ 및 $MgSO_4$의 최적 농도로 향하는 가장 가파른 기울기를 구함으로써, 신속하고 효율적으로 최적 농도지점에 대한 정보를 얻을 수 있었다. SAM이 제시해주는 농도 부근에서 반응표면분석 (response surface method, RSM)을 적용하여 각 배지성분의 농도를 최적화시키기 위해, 2개의 중요한 요인인 sucrose와 cottonseed flour를 이용하여 중심합성계획 (central composite design, CCD) 실험을 수행하였다. 그 결과 이타콘산의 최적 배지 조건은 sucrose 90.4 g/L, cottonseed flour 53.8 g/L인 것으로 관찰되었고, 이 농도에서 이타콘산의 생산성은 초기 사용된 배지에서의 생산성에 비해 약 7배 증가한 4360 mg/l로 나타났다. 이로부터 탄소원 (C)으로 사용한 sucrose와 질소원 (N)으로 사용한 cottonseed flour 간의 C/N 비율이 이타콘산의 생산성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할수 있었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제18권6호
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• pp.652-657
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• 2009

MPW(Magnetic Pulse Welding) is a technologies for welding of metals by means of repulsive force on account of the interaction between electro-magnetic field of coil and current induced in outer pipe. These MPW is one of the most useful welding process of welding ability of the dissimilar metal in which cylindrical materials, such as pipe, tube. As the quality of a weld joint is strongly influenced by process parameters during the welding process and the success of the welding to evaluated according to the leakage pressure. Generally, the process parameters is magnetic pressure, the gap between outer pipe and inner pipe, and the ratio of thickness to diameter of pipe(D/T) in MPW. Therefore, the goal of this study was to explain the effect of parameters on the weld joint leakage pressure. For these purposes, FFD(Fractional Factorial Design) were used for the experiment. The measured data were analyzed by regression analysis and verification experiments with random condition were conducted to confirm the suggested experimental model.

• 한국작물학회지
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• 제34권1호
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• pp.60-73
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• 1989

수도재배에 있어서 수량은 여러 가지 요인이 복합적으로 작용하여 나타난 반응의 산물이다. 수도의 적정재배조건을 구명하기 위하여 지금까지는 제한된 요인 및 수준에서 시험연구가 수행되어 왔는데, 처리요인수 및 각 요인당 처리수준이 증가될 경우 전체 처리수의 급증으로 시험수행이 어렵게 된다. 본 연구는 이를 극복하고자 조생량 벼 품종 '운봉벼'의 재식주수, 주당본수, 질소시비량, 이앙일, 육묘일수 등 5가지 계량적 재배요인의 최적조건을 구명하기 위한 시험을 수행하고 수량을 Box와 Wilson의 중심합성계획법에 따라 분석하였으며(시험 1), 같은 품종을 공시하여 실험 1과 같은 요인을 Finney의 부분실시법(FFD)과 비교함으로써(시험 2) CCD의 농사시험연구에의 활용가능성을 제시하고자 하였다. 1. 재배조건에 따른 수량반응 수량은 5요인중 4요인의 수준을 중심수준에서 통제하였을 때 각 요인별 최대수량은 중심수준(재식주수, 90수/3.3$m^2$ ; 주당본수, 5본 ; N시비량, 11kg/10a ; 이앙일, 6월 25일 ; 육묘일수, 35일) 부근이었고 각 요인이 양극단수준으로 갈수록 감수하였으며 5요인중 3요인을 중심수준에서 통제하고 난 뒤에 2요인들 간의 상호작용에 의한 수량은 가 수준의 중심부에서 최고치를 보였다. 전체 5개 요인의 상호작용에 의해 나타난 수량의 정상점은 안부점이었다. 2. 두 계획법의 비교 가. CCD에서 수량에 대한 각각의 정상점에서의 재배조건은, 재식주수 107주/3.3$m^2$, 주당본수 4본, 질소시비량 10kg/10a, 이앙일 6월 26일, 육묘일수 33일이었고, 정상점에서의 수량은 439kg/10a으로서 FFD에서의 그것들과 비슷하였다. 나. CCD에 의하면 요인수와 수준수가 많아도 처리조합수를 획기적으로 줄일 수 있었고, 실험재료의 절적, 작업시간의 단축 및 작업의 간편화를 가져왔다. 다. CCD(각 요인별 5수준)는 FFD(각 3수준)에 비하여 수준수가 많았지만 결과를 도해화하기에 편리하였다. 라. 양 계획법에 있어서 수량의 정상점이 안부점인 것으로 보아 요인의 설정시 각 요인 상호간의 이질성을 고려해야 하며, 처리요인의 지나친 증가도 억제되어야 할 것이다. 마. CCD는 극한수준($\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2)의 처리가 없기 때문에 각 요인의 극한수준의 실험영역에 대해서는 적은 정보를 얻었으나. FFD보다는 많은 유익한 정보를 획득할 수 있었다. 따라서, CCD는 획기적으로 처리수를 줄였어도 유익한 정보를 제공하는 것으로 보아, 농사시험연구에 효율적으로 활용할 수 있는 계획적으로 확인되었다.적으로 확인되었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제30권1호
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• pp.66-72
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• 2010

Pediococcus pentosaceus SA131 was isolated from jeotgal, is the bacteriocin producer against bovine mastitis pathogens, Streptococcus uberis E290, Enterococcus gallinarum E362, and Staphylococcus epidermidis ATCC 12228. The medium composition for pediocin SA131 production by P. pentosaceus SA131 was optimized using response surface methodology. Component of medium was studied as carbon source (glucose, fructose, lactose, glycerol, sucrose, maltose, and mannitol), nitrogen source (beef extract, yeast extract, peptone, malt extract, and tryptone), mineral and surfactant ($MgSO_4$, $KH_2PO_4$, $(NH_4)_2SO_4$, $MnSO_4$, NaCl, sodium acetate, and Tween 80). Through one factor-at-a-time experiment, glucose, fructose, yeast extract, malt extract, NaCl, $MgSO_4$, and Tween 80 were determined as the good ingredient. The effects of major factors for pediocin SA131 production were investigated by two-level fractional factorial designs (FFD). By a $2^4$ FFD, fructose, yeast extract, and $MnSO_4$ were found to be the important factors for the bacteriocin production. Subsequently, a $2^3$ central composite design (CCD) was adopted to derive a statistical model for optimizing the composition of the fermentation medium. The estimated optimum composition for the production of pediocin SA131 by P. pentosaceus SA131 was as follows; 0.13% fructose, 1% glucose, 1.8% yeast extract, 2.58% $MnSO_4$, 0.2% NaCl, and 0.2% Tween 80. The pediocin production under optimized medium was increased to 1,000 AU/mL, compared to the 400 AU/mL in MRS medium.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권1호
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• pp.66-71
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• 2005

Doxorubicin is a clinically important anticancer polyketide compound that is typically produced by Streptomyces peucetius var. caesius. To improve doxorubicin productivity by S. peucetius, a doxorubicin pathway-specific regulatory gene, dnrI, was cloned into a high-copy-number plasmid containing a catechol promoter system. The S. peucetius containing the recombinant plasmid exhibited approximately 9.5-fold higher doxorubicin productivity compared with the wild-type S. peucetius. The doxorubicin productivity by this recombinant S. peucetius strain was further improved through the optimization of culture media composition. Based on the Fractional Factorial Design (FFD), cornstarch, $K_2HPO_4$, and $MgSO_4$ were identified to be the key factors influencing doxorubicin productivity. The Response Surface Method (RSM) results based on 20 independent culture conditions with varying amounts of key factors predicted the highest theoretical doxorubicin productivity of 11.1 mg/l with corn starch of 46.33 g/l, $K_2HPO_4$ of 4.63 g/l, and $MgSO_4$ of 9.26 g/l. The doxorubicin productivity of the recombinant S. peucetius strain with the RSM-based optimized culture condition was experimentally verified to be 11.46 mg/l, which was approximately 30.8-fold higher productivity compared with the wild-type S. peucetius without culture media optimization.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권6호
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• pp.159-167
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• 2008

Cooling lubricants are used in machining operations in order to reduce friction at the tool-chip and tool-workpiece interfaces, cool both chip and tool, and remove chip. Furthermore, they influence a strong effect on the shearing mechanisms and, consequently, on the machined surface quality and tool wear. However, several researchers state that the costs related to cutting fluids is frequently higher than those related to cutting tools. Moreover, the cooling lubricants cause an increase in both worker's health and social problems related to their use and correct disposal. Therefore, many researchers have focused on the environmentally conscious machining technologies. One of the technologies is known as MQL(Minimum Quantity Lubrication) machining. In this paper, an experimental model to obtain the optimal cutting conditions in MQL turning was suggested, and the effects of cutting conditions on surface roughness and cutting force were analyzed. For these purposes, FFD (Fractional Factorial Design) and RSM (Response Surface Methods) were used for the experiment. Cutting force and surface roughness with different cutting conditions were measured through the external cylindrical turning of Al 6061 based on the experiment plan. The measured data were analyzed by regression analysis and verification experiments with random conditions were conducted to confirm the suggested experimental model.