본 연구에서는 역세척이 가능한 평막과 MBR 하부에서 공급되는 공기 및 자연적으로 순환되는 구형 입자를 이용하여 투과 실험하였다. 활성슬러지 수용액은 MLSS 8,000 mg/L로 유지하였으며 여과/이완(FR), 이완시 역세척(FR/BW), 사인파형 연속투과 운전(SFCO) 및 사인파형 연속투과 운전 시 역세척(SFCO/BW) 방식에 따른 막간차압(TMP)을 측정하였다. 역세척 유량을 47에서 14 L/m2⋅hr로 감소시키면, TMP가 증가하였으며 SFCO보다는 FR 방식의 TMP가 크게 증가하였다. 또한 역세척 방식이 구형입자를 이용한 세척방식보다 TMP를 더 감소시켰으며, 구형입자와 역세척 방식을 동시에 사용하면 각각의 방법보다 더 효과적임을 확인할 수 있었다.

We analyzed the anthocyanin accumulation, abscisic acid (ABA), gibberellic acid (GA) contents and metabolic genes expression in berry skins under high temperature (High T) at veraison, in order to investigate the cause of bad coloration of 'Kyoho' grape due to High T in summer season. The coloration of ‘Kyoho’ grapes was stopped by High T for 10 days from veraison, and the fruit quality was not affected except skin color. Total anthocyanin of skins was decreased by High T treatment and malvidin and peonidin were decreased compared to control. In berry skins, ABA content did not decrease by High T treatment, but it was rather higher than that of control. GA content was increased about two times compared to the control after 10 days of High T treatment, which caused decreased ratio of ABA/GA. Analysis of expression of anthocyanin biosynthetic genes showed that the early biosynthetic genes were not affected by High T and the expression of UFGT was decreased by temperature treatment. ABA biosynthetic gene expressions were not affected by High T and the expression of GA20ox1 and GA2ox1/2, which are known to regulate the biosynthesis and inactivation of GA, were increased and decreased by High T, respectively. Therefore, the bad coloration of ‘Kyoho’ grapes under the High T at veraison was due to inhibition of anthocyanin biosynthesis of skin, and it was suggested that the anthocyanin biosynthesis was controlled by the ratio of ABA and GA rather than ABA content.

소립 검정콩의 생산지역 확대를 위한 기초자료로 활용하고자 중북부지역에서 생산된 소립 검정콩의 품질과 이화학 특성을 검토하였다. 소립 검정콩의 수분, 조회분, 조지방, 조단백질 및 탄수화물 함량은 각각 5.53~6.69, 5.47~6.54, 15.38~19.14, 34.17~40.26 및 32.04~36.85 g/100 g으로 품종 및 파종 시기에 따라 대체적으로 유의적인 차이를 보였다. 명도, 적색도 및 황색도는 각각 35.60~38.61, －0.02~0.07 및 －0.56~－0.13으로 나타났고, 수분결합력, 용해도 및 팽윤력은 각각 84.48~148.31, 46.65~54.89 및 29.87~35.12%로 유의적인 차이를 보였다. 총 폴리페놀 함량은 1차, 2차 및 3차 파종한 시료에서 각각 10.40~15.48, 9.86~14.85 및 8.61~15.39 mg GAE/g, 총 플라보노이드 함량은 각각 5.81~7.25, 5.81~7.34 및 5.52~7.64 mg CE/g으로 품종에 따라 유의적인 차이를 보였다. DPPH radical 소거활성은 각각 4.55~7.86, 3.99~8.79 및 3.74~9.43 mg TE/g, ABTS radical 소거활성은 각각 9.32~12.90, 8.64~13.39 및 8.51~14.35 mg TE/g으로 품종에 따라 유의적인 차이를 보였다. 파종시기에 따라 다원콩, 소청 품종의 페놀 성분은 파종시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였으며, 소청, 쥐눈이 품종의 radical 소거활성은 유의적으로 감소하였고, 소청2호와 소청자 품종은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 이상의 연구에서 품종 및 파종시기에 따라 페놀 성분 함량과 radical 소거활성이 달라지므로 재배지역의 환경을 고려하여 알맞은 품종과 적정 파종시기에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다

연구에서 Poly(ethylene-co-vinylalcohol) EVOH 중공사막은 열유도상분리(TIPS)법을 이용하여 제조하였다. 다양한 조건에서 제조된 모든 분리막에서 액-액 상분리에 의해 기공이 서로 연결되어 있는 스폰지 구조가 관찰되었다. 글리세롤과 PEG200은 TIPS 방법에서 희석제로 사용하였고, 냉각조에 글리세롤을 혼합한 냉매를 사용하여 중공사 외표면의 기공을 조절하였다. 또한 혼합냉매의 온도를 높여 큰 기공의 형성을 유도하였다. 본 연구에서는 고분자의 농도, 희석제, 냉각조의 영향에 따른 분리막의 구조, 투과도, 기계적 강도에 대해 실험을 통해 알아보고 상호관계에 대해 심도 있게 연구하였다.

MBR(membrane bioreactor)공정은 운전시간이 지날수록 막 오염이 진행되면서 막간차압(TMP, transmembrane pressure)이 증가하고 결국 여과 성능이 감소하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 막 오염 제어에 대한 다양한 방식의 기술이 개발, 응용되고 있다. 본 연구에서는 경제적이고 효율적인 방법으로 막 오염을 제어하기 위하여 MBR 하부에서 공급되는 공기를 이용하여 자연적으로 순환되는 구형 비드와 역세척(backwashing)이 가능한 평막을 이용하여 사인파형 연속 투과운전(SFCO)방식에 따른 막간차압을 측정, 비교하고자 하였다.

유기용매 나노여과(OSN, organic solvent nanofiltration) 분리막은 폴리이마이드(PI)나 폴리벤질이미디아졸(PBI)과 같은 특수 고분자의 개발, 상업화가 이루어지고 강한 유기용매에 견딜 수 있도록 가교를 통해 분리막의 내구성이 급격하게 향상되면서 저분자량의 합성, 정제 및 농축을 필요로하는 의약, 바이오, 식품산업에 획기적이고 효율적인 분리막 공정으로 주목 받고 있다. 하지만 여전히 고가의 고분자, 가교를 위한 복잡한 프로세스, 다량의 강한 용매 폐수 발생등 상업화를 이루는데 여러 가지 문제점들이 산재하고 있다. 본 연구는 기존 제막 방식에서 벗어나 무독성의 용제를 사용하여 단일공정으로 유기용매 나노여과 분리막을 제막하고 그 특성을 연구하였다.

녹두의 생산지역 확대를 위한 기초자료로 활용하고자 중북부 지역에서 생산된 녹두의 품질과 이화학 특성을 검토하였다. 녹두의 일반성분 함량과 색도는 품종 및 파종시기에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. 파종시기에 따라 조회분 및 조단백질 함량은 파종시기가 늦어질수록 감소하였고, 탄수화물 함량은 약간 증가하였으며, 적색도는 장안 품종을 제외하고 파종시기가 늦어질수록 증가하였고, 황색도는 금성과 장안 녹두가 감소하였다. 수분결합력은 어울 품종이 1차, 2차 및 3차에서 각각 115.15, 99.76 및 96.31%로 가장 높게 나타났고, 파종시기가 늦어질수록 감소하였다. 용해도와 팽윤력은 품종별로 유의적인 차이를 보였으며, 파종시기에 따라 경선 품종은 증가, 다현 품종은 감소하였으며, 나머지 품종은 파종시기에 따라 유의적인 차이를 보이지 않았다. 총 폴리페놀 함량은 1차와 2차 파종한 장안 품종이 각각 8.59 및 8.57 mg GAE/g으로 높게 나타났고, 파종시기에 따라 소현 품종을 제외하고 유의적으로 감소하였다. 총 플라보노이드 함량은 1차 파종한 장안 품종이 5.25 mg CE/g으로 가장 높았고, 파종시기가 늦어질수록 유의적으로 감소하였다. DPPH radical 소거활성은 1차 파종한 금성과 경선 품종이 2.44 및 2.32 mg TE/g으로 높은 활성을 나타내었고, 파종시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 감소하였다. ABTS radical 소거활성은 1차 파종한 장안 품종이 6.98 mg TE/g으로 높은 활성을 나타내었고, 파종시기가 늦어짐에 따라 금성, 어울 및 장안 품종은 감소하였다. 이상의 연구에서 품종 및 파종시기에 따라 페놀 성분 함량과 radical 소거활성이 달라지므로 재배지역의 환경을 고려하여 알맞은 품종과 적정 파종시기에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

고품질, 고기능성 조 생산을 위한 파종시기를 설정하고자 조 품종 및 파종시기에 따른 이화학 특성과 항산화 특성을 분석하였다. 황금조의 단백질 함량은 1~3차에서, 삼다메는 1차에서 높았으며, 황금조의 탄수화물 함량은 4~5차에서, 삼다메는 5차에서 높게 나타났다. 황금조의 명도와 황색도는 파종시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였으며, 삼다메는 감소하는 경향을 보였다. 적색도는 전반적으로 파종시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였다. 조의 팽윤력은 대체적으로 파종시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였다. 품종 및 파종시기에 따른 조의 총 폴리페놀 함량은 황금조와 삼다메에서 각각 298.68~315.13 및 288.84~297.73 mg GAE/100 g으로 황금조는 파종시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였고, 삼다메는 2~3차 파종에서 높게 나타났다. 전반적으로 총 폴리페놀 함량은 1~3차 파종 시료에서 유의적으로 높은 함량을 보였다. 품종 및 파종시기에 따른 조의 DPPH 라디칼 소거활성은 황금조와 삼다메에서 각각 104.70~126.89 및 111.75~136.92 mg TE/100 g, ABTS 라디칼 소거활성은 각각 88.69~114.64 및 69.80~100.09 mg TE/100 g으로 유의적인 차이를 보였다. 이상의 결과, 품종과 재배시기에 따라 폴리페놀 성분의 함량과 라디칼 소거활성이 차이를 보이는 것으로 나타나, 조의 품종과 재배지역을 고려하여 적정 파종시기를 설정할 필요가 있을 것으로 보인다.

여름철 고온으로 인해 ‘거봉’ 포도의 착색 불량이 나타나는 원인을 안토시아닌 조성의 변화로부터 구명하기 위해 본 실험을 수행하였으며, 같은 대립계 포도 품종인 ‘흑보석’의 과실 품질과 안토시아닌의 변화를 함께 비교 하였다. 착색 초기부터 30일 동안의 고온 처리에 의해 ‘거봉’과 ‘흑보석’ 모두에서 과피의 착색이 감소하였지만, ‘흑보석’은 온도 처리의 종료 이후 안토시아닌 함량이 대조구의 수준으로 증가하였고, ‘거봉’은 착색이 정지된 상태로 안토시아닌 함량이 증가하지 못했다. 고온에 의해 ‘거봉’의 안토시아니딘은 Mal, Del, Pet의 순으로 크게 감소하였으며, 개별 성분으로는 diglucoside 및 Mal-acylated 형태가 가장 크게 감소하였다. 안토시아닌의 형태별 함량을 비교한 결과, ‘거봉’ 과피에서 고온에 의해 acylated 형태가 non-acylated 형태에 비해서 더 크게 감소하였고, B ring의 tri-hydroxylated 형태가 di-hydroxylated 형태보다 더 큰 비율로 감소하였다. ‘거봉’에서 모든 그룹의 안토시아닌 함량이 총 안토시아닌과 비슷한 경향으로 감소하였고, ‘흑보석’에서는 모든 그룹의 합성이 고온에 의해 억제되었다가 온도 처리가 종료된 이후 대조구의 수준으로 회복되었다. 따라서 착색 초기의 고온에 의한 ‘거봉’의 착색 불량은 특정 안토시아닌의 감소에 의한 것이 아니라, 전체적인 안토시아닌의 생합성 자체가 고온에 의해 억제되었기 때문으로 판단되었다.

유기용매 나노여과(OSN, organic solvent nanofiltration) 분리막은 폴리이마이드(PI)나 폴리벤질이미디아졸(PBI)과 같은 특수 고분자의 개발, 상업화가 이루어지고 강한 유기용매에 견딜 수 있도록 가교를 통해 분리막의 내구성이 급격하게 향상되면서 저분자량의 합성, 정제 및 농축을 필요로하는 의약, 바이오, 식품산업에 획기적이고 효율적인 분리막 공정으로 주목 받고 있다. 하지만 여전히 고가의 고분자, 가교를 위한 복잡한 프로세스, 다량의 강한 용매 폐수 발생등 상업화를 이루는데 여러 가지 문제점들이 산재하고 있다. 본 연구는 기존 제막방식에서 벗어나 무독성의 용제를 사용하여 단일공정으로 유기용매 나노여과 분리막을 제막하고 그 특성을 연구하였다.

본 연구에서는 순수와 유사한 밀도의 세척형 구형 입자를 제작하고 순수 수조 내에서 산기량 및 입자 농도에 따른 입자의 유동 속도를 측정하였다. 세척형 구형 입자 1~3%를 MLSS 8,000 mg/L인 활성슬러지 용액에 주입하고 20 LMH 및 산기량 500 mL/min 조건에서 FR 및 SFCO 모드로 동시에 투과 실험하였다. 사용한 분리막은 유효 막면적이 90 cm2, 공칭 세공크기가 0.4 μm인 평막이다. 입자 농도가 증가할수록 TMP가 감소하였으며 FR 모드, 입자 농도 2%일 때 가장 효과적 인 것으로 확인되었다.

We investigated the quality characteristics and the antioxidant efficacy of roasted maize tea according to different moisture contents (9% to 14%) using the puffing system (PS) and the roasting system (RS). Compared with the RS, the PS caused higher turbidity (0.017 vs. 0.003 in PS-14% vs. RS-14%), brown color intensity (0.170 vs. 0.059 in PS-14% vs. RS-14%), a-values (0.20 vs. -0.44 in PS－14% vs. RS-14%), b-values (7.90 vs. 5.57 in PS-14% vs. RS-14%), and a lower L-value (19.67 vs. 21.03 in PS-14% vs. RS-14%). Total polyphenol and flavonoid contents of roasted maize tea were increased along with the moisture content and they were higher with the PS (polyphenol; 5.95 mg GAE/g, flavonoids; 1.27 CE/g in PS-14%) than with the RS (polyphenol; 5.39 mg GAE/g, flavonoids; 1.12 mg CE/g in RS-14%). The DPPH and ABTS radical scavenging effects of roasted maize tea were also increased along with the moisture content, and the scavenging efficacy was significantly higher with the PS (DPPH; 160 mg TE/100g, ABTS; 507 mg TE/100g in PS-14%) compared with the RS (DPPH; 120 mg TE/100g, ABTS; 362 mg TE/100g in RS-14%). The polyphenol levels were significantly correlated with turbidity, brown color intensity, and L, a, and b-values of the roasted maize tea. In addition, an increase of the total polyphenol content in roasted maize tea induced antioxidant activities. As a result, an increase in polyphenols during the roasting process induced antioxidant activities which could prevent damage from free radicals.

Waterlogging strongly affects maize (Zea mays L.) growth. It is necessary to find the screening method of waterlogging tolerant maize lines. This study was to investigate the growth characters at V3 stage of maize, when is very sensitive to waterlogging. Six Korean maize inbred lines were subjected to waterlogging at V3 stage for 30 days. The 30 days waterlogging treatment significantly reduced plant height, number of expanded leaves, and SPAD value, compared with the control plants. SPAD values were significantly different among the six inbred lines, KS140 was the highest. The dry matter accumulation of aerial and root part were significantly decreased by 30 days waterlogging. KS140 was the weightiest among inbred lines. The dry matter of adventitious root showed same trend. Waterlogging treatment significantly reduced to ear length and thickness, grains filling length, grain number per ear, and maize grain. Plant height, SPAD value, and number of fully-expanded leave showed high correlation with maize grain yield, but number of senescent leaves, dry matter of adventitious root and TR ratio did not, suggesting that the former three traits may be good indicator for evaluating 30-day waterlogging tolerance of maize inbred lines. KS164 was the highest yield by increasing of grains filling length and grain number per ear of among waterlogging inbred lines. According to the results, evaluation of maize waterlogging should be consider both early growth characteristics and resilience in the later growth stages.

MBR(membrane bioreactor)공정에서 막 오염이 진행되면 막간차압압력(TMP, transmembrane pressure)가 증가한다. 일반적으로는 막분리 공정에서 운전/휴지(F/R, Filtration/Relaxation) 방식을 적용하여 TMP의 증가를 억제하고 있다. 본 연구에서는 활성 슬러지 용액과 밀도가 유사한 구형 비드를 제작하여 MBR 하부에서 산기되는 공기와 함께 자연적으로 순환되도록 하였다. 그리고 이러한 장치의 운전에 따른 막간차압압력의 변화를 운전/휴지 방식 및 사인파형 연속 투과운전(SFCO, Sinusoidal Filtration Continuous Operation)방식을 이용하여 확인하고자 하였다.

PURPOSES: The main purpose of this study is to develop a high elastic modulus and low-shrinkage roller-compacted concrete base (RCCB) in order to prevent fatigue cracking and reflective cracking in the asphalt surface layer of composite pavement. Using a rigid base material with low shrinkage can be a solution to this problem. Moreover, a strong rigid base with high elastic modulus is able to shift the location of critical tensile strain from the bottom of the asphalt layer to the bottom of the rigid base layer, which can prevent fatigue cracking in the asphalt layer. METHODS: Sensitivity analysis of composite pavement via numerical methods is implemented to determine an appropriate range of elastic modulus of the rigid base that would eliminate fatigue cracking. Various asphalt thicknesses and elastic moduli of the rigid base are used in the analysis to study their respective influences on fatigue cracking. Low-shrinkage RCC mixture, as determined via laboratory testing with various amounts of a CSA expansion agent (0%, 7%, and 10%), is found to achieve an appropriate low-shrinkage level. Shrinkage of RCC is measured according to KS F 2424. RESULTS : This study shows that composite pavements comprising asphalt thicknesses of (h1) 2 in. with E2 > 19 GPa, 4 in. with E2 > 15 GPa, and 6 in. with E2 > 11 GPa are able to eliminate tensile strain in the asphalt layer, which is the cause of fatigue cracking in this layer. Shrinkage test results demonstrate that a 10% CSA RCC mixture can reduce shrinkage by 84% and 93% as compared to conventional RCC and PCC, respectively. CONCLUSIONS: According to the results of numerical analyses using various design inputs, composite pavements are shown to be able to eliminate fatigue cracking in composite pavement. Additionally, an RCC mixture with 10% CSA admixture is able to reduce or eliminate reflective cracking in asphalt surfaces as a result of the significant shrinkage reduction in the RCC base. Thus, this low-shrinkage base material can be used as an alternative solution to distresses in composite pavement.

분리막 오염을 감소시키고 투과유속 향상을 위하여 관형분리막 모듈 내에 공기 분사노즐관을 삽입시켰다. 분리막 의 평균 기공크기는 0.1 μm이며 이스트를 오염물질로 사용하였다. 모든 투과실험은 노즐관을 모듈에 장착하고 공기를 주입 하지 않는 실험을 먼저 실시하고 연속해서 공기를 주입하는 투과실험을 하였다. 그 다음 노즐관을 제거한 후 공기를 주입시 키지 않으면서 투과유속을 측정하였다. 측정된 투과유속은 공기주입 효과를 분석하기 위하여 비교하였다. 공기주입에 대한 투과유속은 거의 일정하거나 증가하였다. 노즐관이 장착되고 공기 주입을 하지 않을 경우의 투과유속이 빈 관형 모듈의 경우 보다 높았다. 운전압력을 0.4 bar까지 감소시키면 노즐관이 장착되지 않는 경우와 비교하여 공기를 주입할 경우 투과유속이 21%까지 향상되었다. 기체량이 증가하여 기/액체 2상 흐름이 stratified-smooth에서 intermittent 상태로 변화됨에 따라서 공기 주입에 의한 투과유속은 30% 이상으로 증가하였다

하수처리장 반송슬러지를 채취하여 안정시킨 후 중공사막 모듈을 침지시키고 운전시간에 따른 막간차압(TMP)를 막 오염의 정도로 측정하였다. 사용한 분리막은 공칭 세공크기 0.4㎛인 P사의 중공사막이며 유효 막면적이 약 0.01m2 되도록 실험실적으로 모듈을 제작하였다. 기존 MBR공정에서 사용하는 운전 및 휴지 (F/R)방식과 동시에 자체적으로 개발한 사인파형 투과유속 연속운전(Sinusoidal flux continuous operation; SFCO)방법을 적용하였다. 운전변수으로는 Aeration 을 0, 100, 300 및 500 cc/min으로 변화시키면서 각 조건에 대한 막 오염 정도를 측정하였다.

하수처리장 반송슬러지를 채취한여 안정시킨 후 같은 평막 모듈 2개를 침지 시키고 각각의 막에 기존 MBR 공정인 FR (Filtration/Relaxation) 운전방식 및 연속운전을 적용시켜 막에 손상이 가지않을 정도의 압력에 도달할 때까지 운전 하였다. 이후 여러 가지 물리적 세척방법을 적용하여 막을 세척하는 실험을 반복하여 각 세척법에 대한 가역오염 기울기를 측정하였다. 또한 막에 대한 임계 투과유속을 측정하여 실험에 어떠한 영향을 끼치는지 확인하였다. 실험에 사용한 막은 P사의 평막이며 공칭세공크기 0.4 μm이며 막 면적은 약 0.02 m2이다.

클라우드 기술과 고성능 컴퓨터의 보급으로 최근 들어 CFD를 기반으로 에너 지 및 환경 분야 제품을 효율적으로 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 분리막 분야에서도 모듈 및 전체 공정에 대한 공학적 접근법으로 CFD를 적용 하는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 평막형 분리막, 중공사형 가압식 모듈, 하수 공정을 대상으로 CFD를 적용한 사례 위주로 논하고자 한다.