In probiotics production, lactic acid bacteria (LAB) are cultured on a large scale to achieve efficient processing through fermentation optimization and scale-up. In this Current study, the LAB strain Lactiplantibacillus plantarum WiKim0125 was isolated from kimchi and optimized the production. The optimization strategy for cultivating L. plantarum WiKim0125 consisted of investigating media components, selecting physiochemical conditions to enhance productivity, and scaling up for pilot-scale production. Each process condition was evaluated based on substrate consumption, lactic acid production, and viable cell yield. As a result, the final viable cell and lactic acid yield of L. plantarum WiKim0125 increased by 38.6% and 19.4%, respectively. This study provides an overview of fermentation optimization and scale-up processes for the industrial application of L. plantarum WiKim0125.

나노복합재료는 다기능성과 고성능을 가지는 혁신적인 복합재료이다. 나노 스케일 필러의 혼입함으로써 복합재료의 전기적, 역학 적 및 열적 특성이 크게 향상될 수 있기 때문에 나노 스케일 필러를 이용한 나노복합재료의 특성화에 관한 다양한 연구가 광범위하게 수행되어 왔다. 특히, 탄소계 나노 필러(탄소나노튜브, 카본블랙, 그래핀 나노판 등)를 활용하여 전기/역학적 특성을 향상시킨 나노복 합소재 개발에 관한 연구들이 복합재료 분야에서 큰 관심을 받고있다. 본 논문은 실제 응용에 필수적인 나노복합재료의 전기/역학적 특성을 문헌조사를 통해 고찰하는 것을 목표로 한다. 또한, 나노복합재료의 전기/역학적 특성 예측을 위한 최신 멀티스케일 모델링 연 구들에 대해서 검토하고, 멀티스케일 모델링에 대한 과제와 향후 발전 가능성에 대해서 논의한다.

The electrical connection between zinc metal and iron in contact with water prevents oxidation of iron until all zinc is dissolved, which is called a zinc sacrificial anode phenomenon. In the case of water pipes, zinc is often attached to the outside of the pipe, but examples of mounting zinc inside the pipe to prevent iron corrosion are not well known. Zinc devices sold for water pipes vary in the amount of zinc installed depending on the diameter of the pipe and the conditions of use, but the life of the product is generally expected to be 10-20 years until all zinc dissolves and disappears. Zinc ions dissolved from zinc to water in the pipe react with the calcium carbonate scale generated inside the pipe to consume zinc ions, and it was confirmed that the needle-shaped aragonite was converted into highly crystalline calcium after observing the scale crystal through an electron microscope. In addition, it is estimated that calcium ions of scale are replaced by zinc ions, gradually losing crystallinity, being deintercalated into the pipe, and oxygen in the water is consumed during the dissolution of zinc ions from zinc metals, turning red rust hematite (Fe2O3) into magnetite (Fe3O4). In addition, zinc ions were expected to move hundreds to thousands of meters depending on the diameter of the pipe in the new pipe, but it was confirmed that the travel distance was shortened in the case of pipes with many corrosion products.

Consumer demand for imported and craft beer is increasing. Almost all the malt used by craft beer companies is imported. This study sought to develop a malting technology to expand the use of domestic barley, the main raw material for beer, and to examine its influence on the quality of domestic malt. The Hopum cultivar of beer barley was purchased and used at the Jeollanam-do Seed Management Center. A pilot-scale malting facility built by the National Institute of Crop Science was used. One sack (40 kg) of barley was sieved through screening sieves, and the barley was classified according to size (3.1, 2.8, 2.5, 2.2, and 2.2 mm), with the size-related composition being 18.1, 48.9, 23.3, 6.4, and 1.0%, respectively. The malt yields were 89.0, 87.6, 86.6, 82.2, and 76.1%, respectively. The coleoptiles elongation decreased as the barley size decreased. The protein content of malt tended to be high at small particle sizes of 2.2 mm. The soluble solid content of wort prepared from malt revealed good values of 17.4-17.5oBx, except for 15.3oBx for particles <2.2 mm in size. According to barley size in the malting process, these findings should be valuable quality indicators of malt.

이 논문은 울릉도, 독도를 포함하는 동해 울릉분지 해저 화산그룹(가칭: 울릉도-독도 화산그룹)의 분화사를 복원 하고 미래 분화 가능성을 평가하기 위해 진행중인 육상-해양 복합 다중스케일 화산연구의 개념과 지금까지의 결과를 소개하는데 목적을 둔다. 다중채널 탄성파반사자료 해석을 통해 유추되는 울릉도-독도 화산그룹의 주 활동 시기는 대략 5-2.5 Ma로, 동쪽 끝의 이사부평정해산에서 처음 시작되어 서쪽의 울릉도로 전파된 것으로 해석된다. 울릉도의 육상부 는 5단계에 걸쳐 생성되었으며 최종 단계에 접어들어 폭발성 분화를 통해 폭 약 3 km의 칼데라 지형과 그 내부에 화 산돔을 형성하였다. 울릉도의 마지막 분화 산물인 알봉 화산돔과 그 하부의 수증기마그마성 분화로부터 기원된 층단위 N-1 화산쇄설층은 기존 포놀라이트질 마그마방으로 유입된 보다 염기성의 새로운 마그마의 분화로부터 생성되었다. 층 단위 N-1과 알봉 분석이 갖는 조면안산암질 전암조성은 기존 포놀라이트질 마그마방 하부에 존재한 고철질 집적암이 새로 주입된 마그마를 오염시킨 결과로, 그 자체가 마그마의 조성을 지시하지는 않는다. 층단위 N-1과 알봉 화산돔에서 확인되는 새로운 마그마 주입의 증거들은 최근 밝혀진 울릉도의 높은 지온구배 및 분화주기와 더불어 울릉도가 여전히 작동중인 마그마 배관체계를 갖는 활화산임을 암시한다.

Scale and rust generation in water pipes is a common phenomenon when cast iron water pipes have been used for a long time. A physical water treatment device is known among various means for suppressing rust in a water pipe, and a zinc ionization device for putting zinc metal into a pipe and emitting the zinc cation into water is one of such devices. This research measured the amount of zinc ion generated, which is known to exhibit an effect of inhibiting rust and scale generation in a pipe, and examined the scale and rust inhibition effect of the ionization device installed for ground or building water supply. In the case of distilled water, the concentration of zinc ion increased by circulating water in the ionization device several times, and it was verified to be hundreds of μg/L, and in the case of discharging ground or tap water, it was verified to be tens of μg/L. In addition, a verification pipe was installed to confirm the change inside the pipe before and after installation of the zinc ionization device, and the internal condition of the pipe was observed 3 months to several years after installation. It was confirmed that the corrosion area of the surface of the pipe was no longer increased by installing a corrosion inhibitor, and if the pipe was already filled with corrosion products, the amount of corrosion products gradually decreased every year after installation. The phenomenon of fewer corrosion products could be interpreted as expanding the space in the pipe due to the corrosion product as Fe2O3 adhered to the inner surface of the pipe and turned into a smaller black Fe3O4. In addition, we found that scale such as CaCO3 together in the corrosion by-products gradually decreased with the attachment of the ionization device.

20세기 초 쇤베르크의 무조성 음악이 출현한 이후에 많은 작곡가들은 12음 기법을 이용하여 작곡을 했다. 12음 기법은 한 옥타브 안의 모든 음을 균등하게 사용하여 작곡을 하는 작곡법이다. 당시 조성 음악에 익숙한 대중들에게 불협 화음을 내는 이 음악은 환영을 받지 못했다. 하지만 시대가 변하면서 이 작곡법은 클래식뿐만이 아니라 대중음악을 하는 음악가들에게도 영향을 주기 시작했다. 특히나 즉흥 연주를 중시하는 재즈 음악의 경우에는 12음 기법과 무조성 음악의 영향력 이 작곡과 연주의 많은 부분에서 나타나는 것을 작품과 작품 분석 연구 자료에서 발견할 수 있다. 본 논문은 코드 안에서 코드 구성음 혹은 스케일 음들 외에 사용 가능한 음들을 정리해서 즉흥 연주에서 뿐만이 아니라 차별화된 작곡법 연구에 도움을 주고자 하는 데에 목적이 있다. 이를 위해 대중 음악 장르에서 가장 활용성 높은 마이너 펜타토닉 스케일을 도미넌트 7 코드에서 12가지 조성으로 대입하여 사운드의 변화를 알아보았다. 그 결과 각각의 스케일을 적용했을 때 화성적으로 불협화음이 생기는 부분도 일부 존재하지만 경과음 혹은 꾸밈음으로 사용을 할 수 있고, 인사 운드와 아웃 사운드의 대비를 통해 실질적으로 작곡과 편곡, 즉흥 연주에 적용할 수 있음을 확인 할 수 있었다. 하지만 이를 위해선 연주자의 사운드의 질감에 대한 이해뿐만이 아니라 리듬과 화성에 대한 높은 이해도를 필요로 한다는 결과가 도출되었다.

본 연구에서는 Froude 수 1.0, 길이 약 10 m 급 소형 고속선의 저항성능과 승선감을 향상시키기 위해 선미 끝단에 트림 탭을 부착하여 항주자세를 제어하였고, 트림 탭의 제원에 따른 성능을 확인하기 위해 CFD 해석을 수행하였다. 먼저 선행 연구로부터 수치 해석이 수행되는 스케일에 따라 결과에 차이가 있는 것이 확인되었고, 이를 피하고자 실선 스케일에서의 해석을 수행하였다. 부착된 트림 탭의 코드 길이는 LPP의 0.5, 1.0, 1.5 %였으며, 선저 면과의 각도는 5 간격으로 변화를 주었다. 트림 탭은 선박의 선미트림과 부상량을 감소시키는 효과가 있었으며, 이 효과는 트림 탭의 선저 면과의 각도가 클수록, 코드 길이가 길수록 증가하였다. 이로 인해 압력 저항은 감소하고 전단저항은 증가하였으며, 두 성분의 변화량에 따라 전 저항 저감율이 결정되었다. 결과로부터 대상 선박의 최적 항 주자세는 약 1.5 의 선미트림으로 특정되었고, 이때 저항성능은 약 27 % 개선되었다.

In this study, for the treatment efficiency of the IGF process for the treatment of produced water (PW) discharged from the oil sands plant, the bench-scale oil sands plant PWT package was designed, manufactured and evaluated to verify the efficiency of the process. The microbubble generation efficiency and microbubble size change according to the circulation pump pressure were observed, and the correlation between influent concentration and temperature, residence time and oil-water separation performance was analyzed.

본 논문에서는 Needle-punched C/SiC 복합재료 해석을 위한 효율적인 멀티스케일 해석기법을 소개한다. 기존 Needle-punching으 로 인해 복잡한 미소구조를 갖는 NP 복합재료는 기존의 제안된 복합재료 멀티스케일 기법으로 물성을 계산하는 것은 한계가 있어 왔다. 이를 극복하기 위해 micro-CT 이미지 촬영을 통해 NP 복합재료의 미소구조를 면밀히 파악할 수 있었고, 이미지 프로세싱을 바탕으로 실제구조와 직접적으로 대응할 수 있는 3D high fidelity 모델을 구축하였다. 또한 유한요소해석에 맞춰 요소크기를 조절할 수 있는 sub-region processing 소개를 바탕으로 효율적인 유한요소해석을 수행하였다. NP 복합재료의 미소구조 거동뿐만 아니라, macro-scale 구조해석의 적용을 위해 subcell 모델링을 제안하였다. Needle-punching에 의한 Z축 NP 섬유의 규칙적인 간격을 이용하여 모델링을 수행할 수 있었다. 제안한 두 종류의 모델은 균질화 기법을 이용하여 등가거동 및 등가물성을 파악하였으며, 추가적인 실험 결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다.

The fatigue characteristics of glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites were studied under repeated loads using the finite element method (FEM). To realize the material characteristics of GFRP composites, Digimat, a mean-field homogenization tool, was employed. Additionally, the micro-structures and material models of GFRP composites were defined with it to predict the fatigue behavior of composites more realistically. Specifically, the fatigue characteristics of polybutylene terephthalate with short fiber fractions of 30wt% were investigated with respect to fiber orientation, stress ratio, and thickness. The injection analysis was conducted using Moldflow software to obtain the information on fiber orientations. It was mapped over FEM concerned with fatigue specimens. LS-DYNA, a typical finite element commercial software, was used in the coupled analysis of Digimat to calculate the stress amplitude of composites. FEMFAT software consisting of various numerical material models was used to predict the fatigue life. The results of coupled analysis of linear and nonlinear material models of Digimat were analyzed to identify the fatigue characteristics of GFRP composites using FEMFAT. Neuber’s rule was applied to the linear material model to analyze the fatigue behavior in LCF regimen. Additionally, to evaluate the morphological and mechanical structure of GFRP composites, the coupled and fatigue analysis were conducted in terms of thickness.

The transition from “More-of-Less” markets (economies of scale) to “Less-of-More” markets (economies of scope) is supported by advances of disruptive manufacturing and reconfigurable-supply-chain management technologies. With the prevalence of cyber-physical manufacturing systems, additive manufacturing technology is of great impact on industry, the economy, and society. Traditionally, backbone structures are built via bottom-up manufacturing with either pre-fabricated building blocks such as bricks or with layer-by-layer concrete casting such as climbing form-work casting. In both cases, the design selection is limited by form-work design and cost. Accordingly, the tool-less building of architecture with high design freedom is attractive. In the present study, we review the technological trends of additive manufacturing for construction-scale additive manufacturing in particular. The rapid tooling of patterns or molds and rapid manufacturing of construction parts or whole structures is extensively explored through uncertainties from technology. The future regulation still has drawbacks in the adoption of additive manufacturing in construction industries.

압출성형 결과 최근 관심이 많은 구증구포 흑삼에 함유 되는 진세노사이드인 Rg2, Rg5 등의 함량이 바렐온도가 높은 조건에서 매우 많이 증가되는 결과를 볼 수 있다 기존의 연구는 실험실 수준의 압출 성형기를 사용하였으나 산업화가 가능한 pilot-scale 설비를 사용하여 scale-up 공정의 가능성을 확인하였다. 또한 preconditioner를 활용하여 압출성형 전에 수증기에 의한 수화 및 열처리를 통해서 보다 효율적인 인삼 가공공정이 가능한 공정으로 운영하였다. 압출성형 결과 최근 관심이 많은 구증구포 흑삼에 함유되는 진세노사이드인 Rg2, Rg5 등의 함량이 바렐온도가 높은 조건에서 매우 많이 증가되는 결과를 볼 수 있다. 이는 pilot scale twin-screw extruder 설비를 활용한 공정이 인삼의 가공 공정으로 산업화에 유용하게 사용될 수 있는 결과라 사료된다.