복합 바퀴-궤도 메커니즘 기반의 소형 로봇

이장운(Jang-Woon Lee),김병상(Byeong-Sang Kim),송재복(Jae-Bok Song) 대한기계학회 2009 大韓機械學會論文集A Vol.33 No.6

A small guard robot working indoors or outdoors can be used to report various information on its environment to an operator. The guard robot should be small-sized and lightweight to increase its portability. In addition, it should be able to overcome a relatively high obstacle to cope with various situations. To satisfy these requirements, this paper presents a small robot equipped with a novel hybrid wheel and track mechanism that can select wheels or tracks depending on the situation. The robot folds the tracks into the body in the wheel mode and only wheels are active with the tracks immobilized, which results in the fast moving speed. In the track mode, the tracks are extended to keep in contact with the ground. Furthermore, this research proposes the belt length maintenance mechanism by which the belt length is kept constant in either the wheel or track mode. Various experiments demonstrate that the proposed robot can move fast by using wheels on the smooth terrain and overcome obstacles by using tracks on the rough terrain.

모노글리세리드와 카프릴산으로부터 고정화 리파제를 사용한 디글리세리드 생산

이장운,강성태,Lee, Jang-Woon,Kang, Sung-Tae 한국미생물·생명공학회 2009 한국미생물·생명공학회지 Vol.25 No.4

재구성 지방질의 기질로서 사용될 수 있는 중쇄지방산을 함유한 디글리세리드(DG)를 생산하기 위하여 리파제를 사용하여 중쇄지방산과 모노글리세리드(MG)로부터 DG를 생산하는 유기용매를 사용하지 않는 반응 시스템을 고안하였다. 조사된 리파제 중에 Lipozyme RM IM과 Novozym 435만이 중쇄지방산(carpylic acid, caproic acid, capric acid)과 MG로부터 DG를 효과적으로 생산하였다. 고정화 효소인 Lipozyme RM IM을 사용하여 중쇄지방산인 카프릴산과 MG를 반응시킴으로써 DG 생산을 위하여 molecular sieve 첨가에 의한 반응혼합액 중의 수분 제거, 고정화 효소의 수분함량, 반응온도, MG/카프릴산의 몰비율 등의 생산 조건을 최적화하였다. Molecular sieve를 첨가 하였을 때 약 8%의 DG 함량이 증가되었으며 고정화효소(초기 수분함량: 3.8%(w/w))의 수분을 2.8%(w/w) 이상 감소시킴으로써 44%의 DG를 생산할 수 있었다. 최적의 반응 온도는 $60^{\circ}C$로 확인되었으며 $60^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$로의 온도 변화는 FFA의 함량이 증가하여 DG 생산에 적합하지 아니하였다. 조사된 모든 몰비율에서 반응 24시간 후의 DG의 생산량은 40% 전후로 큰 차이를 나타내지 않았으나 화학양론적인 몰비율 1:1(MG/caprylic acid)에서 가장 많은 DG가 생산되었다. 또한 MG와 카프릴산의 몰비율이 0.3에서 1.8로 높아질수록 반응물 중의 FFA의 함량이 34%에서 13%로 감소하였고 MG 함량은 37%에서 50%로 증가하였다. For the production of diglyceride (DG) containing medium chain fatty acid, which could be utilized as a substrate to structured lipid production, monoglyceride (MG) and caprylic acid were reacted in the presence of lipase. The reaction system was well mixed homogeneously without using any organic solvent. Among the lipases investigated, Lipozyme RM IM and Novozym 435 were selected on the basis of equilibrium DG yields from the medium chain fatty acid and MG. And reaction conditions such as addition of molecular sieve, water content of immobilized lipase, reaction temperature, and mole ratio of MG/caprylic acid are optimized to increase DG production by using Lipozyme RM IM. DG content of reaction mixture showed 8% increase by adding molecular sieve to reaction mixture. Removal of water from the immobilized lipase could affect seriously equilibrium content of DG. More than 2.8%(w/w) removal of water from the support could make 44% of DG. Optimum temperature was found to $60^{\circ}C$. Temperature shift from $60^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$ resulted in increase of free fatty acid (FFA) content. The equilibrium DG yield was not seriously affected by on MG/caprylic acid molar ratio. However, at the stoichiometric ratio of 1:1 the highest DG yield was obtained. Increasing MG/caprylic acid ratio from 0.3 to 1.8 decreased FFA content from 34% to 13%, while MG content increased from 27% to 50%.

허니컴방식 UV 살균기를 이용한 살균 탁주의 저장 중 품질변화

이장운(Jang-Woon Lee),정진주(Jin-Joo Jung),최은주(Eun-Ju Choi),강성태(Sung-Tae Kang) 한국식품과학회 2009 한국식품과학회지 Vol.41 No.6

탁주를 효과적으로 살균하기 위해서 110가닥의 테프론 튜브와 9개의 자외선(UV) 램프(1,335W)로 구성된 허니컴방식의 UV 살균기를 제작하고 탁주를 순환시켜 살균하여 미생물 살균효과 및 저장 중의 품질변화를 평가하였다. 허니컴방식의 UV 살균기에서 유속 2 L/min에서 4분 동안 탁주를 순환시킨 조건은, 일반세균 및 진균을 2-3 log cycle 감소시키면서 관능적으로 양호한 품질을 얻을 수 있는 최적의 살균조건으로 판단되었다. 이 조건에서 살균 처리한 탁주를 30℃에서 8일간 저장하면서 pH, 아미노태질소 함량, 환원당 함량, 산도, 그리고 일반세균수 및 진균수의 변화를 측정하였다. pH, 산도, 아미노태 질소 함량은 저장 중에 생탁주와 UV 살균탁주에서 모두 증가하는 경향을 나타낸 반면 환원당 함량은 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 생탁주와 UV살균탁주의 L, a , b 값은 저장 중에 매우 유사한 경향을 나타내었다. 저장 중에 UV 살균탁주의 진균은 생육이 억제되었으며 일반세균은 저장 4일째에 생탁주 수준에 도달하였다. A cylindrical ultraviolet (UV) sterilization system was developed for decreasing microorganisms in takju. The takju was passed through 110 strips of honeycomb-type teflon tubing with 9 UV lamps (1,395 W) set between the teflon tubes. Thus, during passage, the takju was effectively exposed to the UV rays without loss. In terms of the overall quality aspects of the takju, the optimum sterilization condition was set for 4 min at 2 L/min. A 2-3 log cycle decrease in viable cell numbers of total bacteria and fungi was observed at this operating condition. Quality changes in the UV-sterilized takju were examined via UV irradiation of samples followed by storage at 30℃ for 8 days. To evaluate the quality changes, pH, amino nitrogen content, acidity, reducing sugar content, and viable cell numbers of total bacteria and fungi were measured. Increases in pH, acidity, and amino nitrogen content were observed in both the takju control and UV sterilized takju with increasing storage time. However, reducing sugar content was decreased in both samples. The L, a, and b values of the control takju and UV sterilized takju showed similar trends over the storage period. Viable cell numbers of fungi did not change in the control or UV sterilized takju during storage, showing approximately 10sup{8} CFU/mL and 10sup{4}-10sup{5} CFU/mL, respectively. In addition, viable cell numbers of total bacteria remained lower in the UV sterilized takju over 4 days compared to the non-sterilized takju.

모노글리세리드와 카프릴산으로부터 고정화 리파제를 사용한 디글리세리드 생산

이장운 ( Jang Woon Lee ),강성태 ( Sung Tae Kang ) 한국미생물생명공학회 2009 한국미생물·생명공학회지 Vol.37 No.4

소형로봇을 위한 원추형 스프링 기반의 도약 메커니즘의 개발

김병상(Byeong-Sang Kim),이장운(Jang-Woon Lee),김현중(Hyun-Jung Kim),Vu Quy Hung,송재복(Jae-Bok Song) 대한기계학회 2007 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2007 No.5

It is desirable that the guard robot should be small-sized and light-weighted to increase its portability. In addition, it should be able to overcome a relatively high obstacle to cope with different situations. The jumping robot can reach a higher place more rapidly than other locomotion methods. This research proposes the jumping mechanism based on the conical spring for a small robot. Both the clutch mechanism and conical spring are incorporated into the jumping mechanism. In the clutch mechanism, the spring can be immediately compressed and released by one actuator with the planetary gear train and one-way clutch. The robot equipped with the jumping mechanism can overcome the obstacles which are higher than its height. In this paper, the characteristic of the conical spring for the jumping robot is determined and the small-sized, lightweight jumping mechanism is developed. The validity of the jumping mechanism was verified by various experiments. It is shown that the robot using this mechanism can provide good mobility in the rough terrain.

상업용 메디컬푸드 및 탄수화물 급원의 발효성 당류 함량에 관한 연구

신희창(Hee-Chang Shin),강남희(Nam-Hee Kang),이장운(Jang-Woon Lee),이윤복(Yoon-Bok Lee),이균희(Kyun-Hee Lee),오승현(Seung-Hyun Oh) 한국식품영양과학회 2015 한국식품영양과학회지 Vol.44 No.8

본 연구에서는 최근 연구 결과들에 기초하여 발효성 당류인 FODMAP(fermentable oligosaccharides, disaccharides, monosaccharides, and polyols)이 설사와 높은 상관성을 가지고 있을 것이라 판단하였다. 따라서 상업용 메디컬푸드와 탄수화물 급원으로부터 FODMAP 함량을 측정하였다. 상업용 메디컬푸드의 단당류(fructose)와 이당류(lactose)의 함량 범위는 각각 ND~0.158, ND~0.304 g/200 mL였다. 삼당류(raffinose)와 사당류(stachyose)의 함량 범위는 각각 0.051~0.738, ND~0.579 g/200 mL였다. 또한 프럭토올리고당의 함량 범위는 1-kestose ND~0.413 g/200 mL, nystose ND~1.239 g/200 mL, 1-fructofuranosylnystose 0.205~0.458 g/200 mL였다. 탄수화물 급원 중단당류(fructose)는 치커리 식이섬유(18.877±4.320 g/kg)에서만 검출되었으며, 이당류(lactose)는 모든 급원에서 검출되지 않았다. 삼당류(raffinose)의 함량은 치커리 식이섬유 61.523±3.014 g/kg, 대두 식이섬유 3.273±0.499 g/kg, 난소화성 말토덱스트린 5.430±0.671 g/kg, 말토덱스트린(DE10~15, DE15~20)에서는 검출되지 않았다. 사당류(stachyose)의 함량은 치커리 식이섬유 78.817±5.483 g/kg, 대두 식이섬유 5.547±0.822 g/kg, 난소화성 말토덱스트린 13.180±1.165 g/kg, 말토덱스트린(DE10~15) 16.440±0.370 g/kg, 말토덱스트린(DE15~20) 22.553±1.491 g/kg이었다. 프럭토올리고당(1-kestose, nystose, 1-fructofuranosylnystose)의 함량은 치커리 식이섬유 29.369±2.553, 39.430±6.740, 50.407±2.642 g/kg, 대두 식이섬유 ND, ND, 18.647±0.397 g/kg, 난소화성 말토덱스트린 ND, 16.667±1.719, 17.107±1.814 g/kg, 말토덱스트린(DE10~15) ND, ND, 16.533±2.083 g/kg, 말토덱스트린(DE15~20) ND, ND, 27.490±1.783 g/kg이었다. FODMAP은 탄수화물의 일종으로 메디컬푸드 제품의 탄수화물과 FODMAP 함량 간에 양의 상관관계를 가질 것으로 예상하였으나 r=0.55로 밀접한 상관성을 나타내지는 않았다. 국내외 메디컬푸드는 모두 유사한 원재료와 영양설계로 구성되어 있으나 사용되는 원재료의 종류에 따라 유래되는 FODMAP 함량이 다르기 때문에 제품 간의 함량 차이가 있는 것으로 생각된다. 본 연구에서 측정된 상업용 메디컬푸드 제품 및 탄수화물 급원의 FODMAP 함량 분석은 상대적으로 부족한 FODMAP 정량 분석 연구에 활용될 것으로 생각되며, 나아가 경관급식의 주요 부적응증인 설사를 최소화하는 메디컬푸드의 제품개발 및 원재료 선정에 기초 자료로 활용될 것이다. Medical foods are enteral nutrition for patients, but they cause maladaptation symptoms like diarrhea. Although the cause of diarrhea remains unknown, some studies have indicated that the cause of diarrhea is fermentable oligosaccharides, disaccharides, monosaccharides, and polyols (FODMAP). This is a consideration for medical foods since they are easily fermented by intestinal bacterial. In this study, we estimated the FODMAP contents of commercial medical foods and carbohydrate ingredients. We measured the concentrations of FODMAP in 13 types of different medical foods and five types of carbohydrate ingredients by using high performance liquid chromatography with an evaporative light scattering detector (HPLC-ELSD). The limits of detection of FODMAP were fructose, 0.002; lactose, 0.010; raffinose, 0.003; stachyose, 0.032; 1-kestose, 0.005; nystose, 0.012; and 1-fructofuranosylnystose, 0.003 mg/kg. Limits of quantitation of FODMAP were fructose, 0.008; lactose, 0.033; raffinose, 0.009; stachyose, 0.107; 1-kestose, 0.015; nystose, 0.042; and 1-fructofuranosylnystose, 0.011 mg/kg, respectively. Concentration of FODMAP ranged from 0.428∼2.968 g/200 mL. Concentrations of carbohydrate ingredients in FODMAP were chicory fiber, 278.423; soy fiber, 27.467; indigestible maltodextrin, 52.384; maltodextrin (DE10∼15), 32.973; and maltodextrin (DE15∼20), 50.043 g/kg. Contents of carbohydrates were 19.0∼41.0 g/200 mL in commercial medical foods. We expected a correlation between contents of carbohydrates and FODMAP, as carbohydrates included FODMAP. However, we detected a low correlation (r=0.55). Since most commercial medical foods have a similar carbohydrate ingredients and nutritional values, the difference between products was determined by FODMAP contents of carbohydrate ingredients. In this study, we analyzed FODMAP contents of commercial medical foods and carbohydrate ingredients. These results are expected to be utilized as basic data for product development and minimizing maladaptation of medical foods.

자외선 살균이 청징 탁주의 저장 중 품질에 미치는 효과

최은주(Eun Ju Choi),정진주(Jin Joo Jung),이장운(Jang Woon Lee),강성태(Sung Tae Kang) 한국식품영양과학회 2010 한국식품영양과학회지 Vol.39 No.3

총 110 가닥의 테플론 튜브와 9개의 자외선(UV)램프(총 1395 W)로 구성된 허니컴 방식의 UV살균기를 제작하고 원심분리를 통해 생탁주의 고형분을 제거시킨 청징탁주(CT)를 순환시켜 살균하였다. 미생물살균과 관능적 품질 등을 고려한 전반적인 품질평가 결과, 최적의 살균조건은 2 L/min의 유속에서 1.5분간 살균하는 것이 최적의 조건으로 확인되었다. 이러한 살균조건에서 약 일반세균수와 진균수를 5~6 log cycle 감소시킬 수 있었다. 자외선으로 살균된 청징탁주는 30oC에서 8일 동안 저장하며 pH, 아미노태질소 함량, 산도, 환원당 함량, 일반세균수 및 진균수 등의 품질평가를 수행하였다. 자외선으로 살균된 청징탁주의 진균수는 저장 4일 후에 이르러서야 108 CFU/mL에 도달하였고 일반세균수는 6일 후에 이르러서야 108 CFU/mL에 도달하여 생육이 억제되었음을 확인할 수 있었다. 또한 환원당 함량을 제외하고는 자외선으로 살균된 청징탁주의 pH, 아미노 태질소 함량, 산도는 저장 중에 변화를 나타내지 아니하였다. 또한 저장 기간 동안 청징탁주와 자외선으로 살균된 청징탁주 간에는 L, a 및 b 값 간에 차이를 보이지 않아 색도의 변화에는 자외선 살균이 영향을 미치지 않은 것으로 확인되었다. A cylindrical UV sterilization system was developed to decrease microorganisms in centrifuged Takju (CT). CT was run through 110 strips of honey comb type-teflon tubes and 9 UV lamps (1395 W) were equipped between teflon tubes. The optimum sterilization condition of CT was fixed for 1.5 min at 2 L/min in overall quality aspects; also, 5~6 log cycle decrease of viable cell numbers of total bacteria and yeast was observed at thisoperating condition. Quality changes of UV-sterilized CT were examined by UV irradiation of CT followed by storing at 30oC for 8 days. To evaluate quality changes of UV-sterilized CT, pH, amino nitrogen content, acidity, reducing sugar content and viable cell numbers of total bacteria and yeast were measured. The growth of yeast and bacteria was retarded, showing around 108 CFU/mL even after 4 days and 108 CFU/mL after 6 days, respectively. Also, UV sterilized CT showed no changes in pH, titratable acidity, and amino nitrogen content during storage except reducing sugar content. UV sterilization did not cause significant difference in L, a, and b values between CT and UV-sterilized CT over the storage period.