전 세계적으로 급격하게 성장하는 스마트농업의 중요 요소 중 하나인 자동 관개시스템은 토양수분 센서에서 계측한 데이터를 기반으로 관개시점과 관개량을 판단하기 때문에 토양수분 센서의 설치가 필수적이다. 하지만 국내의 경우 토양을 고려하지 않고 단순히 포장의 가운데에 센서를 설치하는 등 토양수분 센서의 설치 위치에 대한 기준이 마련되어 있지 않아 토양수분 계측 위치에 관한 기준 검토가 필요하다. 본 연구에서 통계학적 방법을 이용하여 토양수분의 대표 계측지점을 선정 연구를 수행하였다. 토양은 수직적 또는 수평적으로 불균일성을 갖기에 구명이 쉽지 않다. 따라서 포장 전체에 걸쳐 지속해서 편향이 발생하지만 특정 위치에서의 평균 토양수분이 시간에 따라 유지한다는 시간 안정성 개념을 기반으로, 평균 토양수분을 나타내는 대표지점 선정 연구를 수행하였다. 토양수분을 측정하기 위한 시스템을 제작하였고, TDR (Time Domain Reflectometry) 센서를 이용하여 총 30개 지점을 측정하였다. 2023년 5월부터 8월까지 측정한 날짜·지점별 데이터를 이용하여, 지점의 편향을 정량화하여 식별할 수 있는 MRD (Mean Relative Difference, 평균상대차이)와 측정의 정밀도를 나타내는 RD (Relative Difference, 상대차이)의 SDRD (Standard Deviation of Relative Difference, 표준편차)를 산출하고, MRD와 SDRD를 통합한 지표로써 RMSE (Root Mean Square Error, 평균제곱근오차) 를 구하여, 시간 안정성이 가장 높은 지점인 RMSE의 수치가 최소인 지점을 대표지점으로 선정하였다. 토양수분 센서로 측정한 데이터를 사용하여 지점별 RMSE를 산출하고 비교하여, 평균적인 토양수분을 나타내는 대표지점을 선정할 수 있음을 확인하였다.

평판에 설치된 스터드 주위의 천이 유동에 있어 격자 크기의 영향을 알기 위해 대형 와 모사를 수행하였다. 스터드에서 야기되는 주 유동 방향의 와 구조가 스터드 후류의 천이에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 주 유동 방향, 벽면 수직 방향 그리고 횡 방향으로 격자 크기를 2배씩 증가시키거나 감소시키면서 스터드 후류에서 주 유동 방향의 와도를 비교하였다. 그 결과 스터드 후류에서 발달하는 주 유동 방향의 와도는 횡 방향 격자 크기에 매우 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었으며, 이러한 결과를 바탕으로 Δx+min = 7.6, Δx+max = 41, Δy+wall = 0.25, Δz+= 7.6의 격자 크기를 결정하였다. 이러한 격자 구성에 있어 모든 방향으로 격자 크기를 동시에 2배씩 증가시키거나 감소시키면서 스터드에 작용하는 힘의 변화를 비교하여 격자 검증을 실시한 결과 평균 압력 계수와 항력 계수의 비보정 불확실성이 각각 21.6 %와 2.8 % 정도로 추정되었으며, 보정 불확실성은 각각 2 %와 0.3 %로 추정되었다.

A self-powered time-temperature indicator (TTI) was optimized to enhance the performance of the TTI by modifying a biofuel cell using different immobilization, redox mediators, and status of electrode. The performance of the TTI was measured by output voltage of the TTI. The enzymes and combinations of lacasse mediators (HBT (1-hydroxybenzotriazole), Rupy (Bis-(bipyridine)-(5-aminophenanthroline) ruthenium bis (hexafluorophosphate)), MB (Methylene blue), SDP (4,4- sulfonyldiphenol)) and glucose oxidase mediators (FA (Ferroceneboxaldehyde), DBQ(2,5-dihydroxybenzoquinone), HQS (8-hydroxyquinoline-5sulfonic acid hydrate), FHFP (Ferrocenium hexafluorophosphate)) were immobilized with stabilizers (pyrrole) on a glassy carbon electrode by electrodeposition by applying a square wave, cross-linking and physical immobilization. MWCNTs were used to modify glassy carbon electrodes. MWCNTs coated electrodes produced higher output voltage than uncoated electrodes. The optimum and stable performance of the self-powered TTI was that the output voltage of 64 mV and duration time was 3hr at 25°C, when the combination of Rupy, MB for laccase mediators and HQS, FHFP for glucose oxidase mediators were immobilized on MWCNTs coated electrodes by applying a square wave method. In the application, the concentrations of enzyme and glucose were adjusted to prolong the shelf-life of TTI at much lower output voltage.

The pasteurization is employed for extending shelf-life and keeping the quality of products constant. However the pasteurization undesirably accelerates the oxidation of beer which renders volatile compounds concerning off-flavor. The pasteurization conditions was optimized to avoid off-flavor of beer during pasteurization. Under the isothermal condition, thermal destruction kinetics such as D and Z value of Lactobacillus brevis which is reported the most common beer spoilage, was determined. The binomial data (detected or non-detected of off-flavor) was treated with logistic regression to estimate off-flavor development (OFD) times. The temperature dependence of OFD times was established in terms of Arrhenius relationships. Optimized pasteurization temperature and time were found at which OFD times was not detected. The constraint for optimization was that the pasteurization degree should be larger than 5 decimal reduction time. The optimization was conducted through mathematical simulation using kinetics and temperature-dependent models for microbial death and OFD times. The optimized results were validated by the corresponding experimentations, which met the requirements that the concentration of Lactobacillus brevis was 5-Log reduction and the OFD times not detected.

Makgeolli is rich in nutrients such as beneficial microbial species, essential amino acids, oligosaccharides, and organic acids. The lactic acid bacteria contained in Makgeolli provides a healthy function as probiotics for customers. The purpose of this study was to enhance the nutritional properties, lactic acid bacteria propagation and alcohol contents of makgeolli by controlling redox potential balance. An automatic control system was created using ORP sensor, Labview control kit, and air supplier, in which air concentration was controlled by on & off mode. Makgeolli was fermented at three different redox potentials -50 mV, -100 mV, -150 mV. Regulating of aeration according to the redox potentials could give prominence to nutritional benefits of Makgeolli. The profiles of redox potential appeared bathtub curves, and related to lactic acid bacteria growth curve and byproducts. We could find the optimum redox potential balance that affects the factors such as LAB’s, alcohol contents and byproducts. In conclusion it was essential to control redox potential balance in order to produce nutrients rich Makgeolli.

A novel nanocomposite LDPE film with UV protective properties was developed for active packaging applications. Initially, undoped and Mn-doped TiO2 nanoparticles (NPs) were synthesized by the sol-gel method and the resulting particles were characterized. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) images revealed an agglomerated nature and spherical morphology. X-ray diffraction (XRD) studies indicated that all products were crystalline and in the form of rutile. The reflectance spectrum of undoped TiO2 NPs demonstrated a characteristic sharp edge at 410 nm. Subsequently, nanocomposite (NC) LDPE samples were prepared with the NPs by solvent precipitation followed by film casting. The optical and thermal properties of the NC samples were investigated. Incremental increases in Mn concentration from 0.25 mol % to 1.00 mol % were associated with progressive decreases in light transmission in the UV region. The melting and maximum decomposition temperatures of all NCs were 107 and 442-449 °C, respectively. The UV protective LDPE-based NC films exhibited superior photostability. Absorption in the FTIR spectra at 1716 and 1734 cm-1 changed after 4-wk exposure to UV for all film samples as a consequence of photodegradation. Finally, the photooxidation of perilla oil was assessed as an example of a UV protective packaging application. After 12 days, protection with 1.00 mol% Mn-doped TiO2-LDPE was associated with a gradual increase in PV, while protection with TiO2-LDPE was associated with a significant increase and protection with the control treatment was associated with a dramatic increase in PV. Hence, a 1.00 mol% Mn-doped TiO2-LDPE NC showed promise for UV shielding packaging applications.

Time-temperature indicators or integrators (TTIs) indicate food quality changes based on time-temperature history. Whilst many types of TTIs have been developed and commercialized, educated consumers often refuse to purchase food products with attached TTI labels showing even a slight color change. In this study, a novel on-off diffusion-based TTI coupled with polydiacetylene/silica nanocomposites has been proposed. The prototype TTI tag has a multilayer structure comprised of a self-adhesive base layer, a middle microporous sheet, and an upper opaque white layer coupled with a square reservoir of Tween 20 attached to an activation stripe. At the end of the diffusion path, polydiacetylene/silica nanocomposites were injected into a loading site as a fine blue stripe. After activation, Tween 20 diffused and reached the loading site, where it rapidly changed from blue-to-red via solvatochromism. This alternative and innovative TTI continuously showed a blue color until reaching the end point, at which stage a red color rapidly appeared, indicating product rejection. Thus, this novel TTI it is of great benefit to the brand owner. The developed prototype was characterized and evaluated for its ability to monitor microbial quality based on published, isothermal, microbial growth data of modified-atmosphere packaged minced beef, Mediterranean fish, and ground pork. The diffusion of Tween 20 in the TTI system was measured under various isothermal conditions and a kinetic model, based on the association between diffusion and time-temperature, was investigated. The Gaussian-estimated activation energy value was 51.082kJ mol-1. Tween 20 diffusion of 6.10, 5.15 and 6.15mm along the TTI systems were considered to be end points and the 95% confidence interval between the times taken for TTI to display OFF and for the foods to reach their deterioration thresholds were 23.30-23.70, 23.00-23.50 and 23.44-24.05h for total aerobic bacteria, Shewanella putrefaciens, and Pseudomonas spp. respectively. The TTI performance test for reproducibility and accuracy revealed a normal frequency distribution with 35004.90, 1200.254.82 and 549.811.09min at 0, 11 and 25C, respectively in accordance with the investigation of diffusion in the TTI.

Froude(Fr) 수의 상사성을 통해 문풀의 크기와 유동 속도를 결정할 경우 축척비에 따라 문풀 내부 유동에 대한 Reynolds(Re)수가 크게 달라진다. 즉 같은 Fr 수를 갖는다 할지라도 축척비에 따라 문풀 내부 유동 특성이 달라질 수 있음을 의미한다. 본 연구에서는 같은 Fr 수로 상사되었을 때 축척비가 문풀 내부 유동 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 2차원 수치 해석을 수행하였다. 문풀의 크기가 작을 때 문풀에 작용하는 힘은 매우 주기적인 특성을 보이는 반면 문풀의 크기가 커질수록 주기가 일정하지 않은 교란 특성을 보이기 때문에 과도 응답과 통계적 정상 상태의 응답을 구분하기 어려워진다. 주파수 특성에 있어서도 축척비의 제곱근에 반비례하여 나타나는 주파수 특성(f0.5 ~ 2f1 ~ 2f2.0)은 Fr 수의 상사성에 따른 유동 특성으로 볼 수 있으나, 문풀의 크기가 클 때 매우 낮은 주파수(f2.0=0.07)로 문풀 내부에서 매우 강한 와가 발생하는데 이는 축척비에 따른 영향이다.

배양시간(6, 12, 24, 48시간)에 따른 Yersinia enterocolitica 균체 및 배지 대사체들의 변화를 이해하기 위하여 GC/MS와 다변량통계분석을 이용하여 분석한 결과 Partial Least Squares-Discriminant Analysis(PLS-DA) scores plots 상에서 배양시간에 따라 분석 시료들이 뚜렷하게 분리되었다. 시료들 사이의 차이에 관여하는 대사물질들을 동정한 결과 균체에서는 ethylene glycol, valine, ethanolamine, succinic acid, adenine, stearic acid, 배지에서는 glycine, fumaric acid, threonine, aminomalonic acid, malic acid, glutamic acid, citric acid가 배양시간에 따른 차이가 나는 것으로 확인되었다. 이들 대사물질들을 이용하여 관련 대사경로를 도출한 결과 배양시기에 따라 에너지 생성에 관여하는 대사경로가 주로 변하는 것으로 관찰되었다. Y. enterocolitica의 경우 대수기 초기에는 TCA cycle을 통해 에너지를 공급하다가 정지기에 들어서면서 정상적인 TCA cycle를 수행하지 못하고 ethanolamine 및 ethylene glycol 등 다른 탄소원 또는 질소원을 공급하는 것으로 확인되었다. 비록 관련된 많은 연구가 필요함에도 불구하고 대사체분석 기술을 활용한 Y. enterocolitica 균체 및 배지 분석 연구는 배양시간에 따른 대사과정의 변화를 관찰할 수 있을 뿐만 아니라 향후 균체 연구의 다양한 분야에 접목될 수 있을 것으로 사료된다.

AUDIT-K(한국형 알코올 중독 간이선별 검사법)을 이용하여 일상적으로 생활하고 있는 상당수의 잠재적인 위험 음주자들을 선별 할 수 있었으며 연령, 종교, 결혼여부, 직업, 소득음주사망 가족력, 음주시작 연령, 흡연, BMI(체질량지수)는 통계적으로 유의한 차이가 없었으며, 학력, 음주기간만 통계적으로 유의하였다. 이러한 결과는 교육을 더 받은 사람의 남성이 알코올 소비가 더 높다고 한 선행연구와 부합하는 결과를 나타내었으며 교육수준 또한 무엇을 어떻게 배웠는가에 따른 차이를 살펴 볼 필요가 있음을 시사하며, 교육에 따른 알코올 소비도 각각 다른 결과를 나타냄을 알 수 있다. 또한 나이가 적을수록 술을 많이 마시면 음주기간이 길어질 것이고 기존의 음주시작 연령에 대한 연구와 일치하는 결과가 나타났다. 본 연구에서는 음주 기간이 알코올 사용 장애의 가장 큰 요인이었으며 음주 기간을 단축하기 위한 방법으로는 음주 시작연령을 최대한 늦출 수 있는 국가 정부 제도의 대책 및 교육이 필요하다고 생각된다.

Mananbyeo was developed from a three way cross ilyang110/Yeongdeog7//Milyang110 in 1999. It has short growing duration about 71 days from seeding to heading and short culm length of 75 cm. It has almost similar number of panicles per hill , spikelets per