• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권6호
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• pp.594-605
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• 2013

목질계 바이오매스는 폐기물 다음으로 가장 경제적이고 온실가스 감축 잠재력이 높은 것으로 알려진 신재생에너지원으로서 이를 이용해 개발된 바이오에너지 중에서 수송과 이용이 편리하고 발열량이 높은 목재 펠릿은 아직 가격이 다소 높지만 유럽과 일본에서는 이미 높은 보급률의 신재생에너지로 활용되고 있다. 기존 화석연료의 목재 펠릿 등 목질 바이오매스로의 연료전환을 통하여 온실가스 감축사업으로 활용하는 경우는 일본의 JCDM에서 활성화되어 있으나, 우리나라는 아직 그 기준 및 방법론 등이 정립되어 있지 않아 현재 LNG로 전환되는 사업이 활성화 되어있고 목질바이오매스 전환 사업은 등록되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구를 통해 JCDM에 등록된 목질 바이오매스 연료전환 사업을 분석하고, 2012년 KVER에 등록된 중소기업의 LNG 연료전환 사업을 기본 데이터로 하여 시나리오로 가정한 목재 펠릿으로의 연료전환 사업과 JCDM 사업, KVER의 LNG 연료전환 사업과의 비교 분석을 통하여 펠릿 연료 전환시 투자비 대비 연간 온실가스 감축효과, 연료 단가 차익으로 인한 수익과 온실가스 감축 이득 등의 수익을 비교 분석함과 동시에 온실가스 감축효과와 경제성을 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권4호
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• pp.407-416
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• 2019

This paper develops a wireless sensor for online fatigue crack detection and failure warning based on crack-induced nonlinear ultrasonic modulation. The wireless sensor consists of packaged piezoelectric (PZT) module, an excitation/sensing module, a data acquisition/processing module, a wireless communication module, and a power supply module. The packaged PZT and the excitation/sensing module generate ultrasonic waves on a structure and capture the response. Based on nonlinear ultrasonic modulation created by a crack, the data acquisition/processing module periodically performs fatigue crack diagnosis and provides failure warning if a component failure is imminent. The outcomes are transmitted to a base through the wireless communication module where two-levels duty cycling media access control (MAC) is implemented. The uniqueness of the paper lies in that 1) the proposed wireless sensor is developed specifically for online fatigue crack detection and failure warning, 2) failure warning as well as crack diagnosis are provided based on crack-induced nonlinear ultrasonic modulation, 3) event-driven operation of the sensor, considering rare extreme events such as earthquakes, is made possible with a power minimization strategy, and 4) the applicability of the wireless sensor to steel welded members is examined through field and laboratory tests. A fatigue crack on a steel welded specimen was successfully detected when the overall width of the crack was around $30{\mu}m$, and a failure warnings were provided when about 97.6% of the remaining useful fatigue lives were reached. Four wireless sensors were deployed on Yeongjong Grand Bridge in Souht Korea. The wireless sensor consumed 282.95 J for 3 weeks, and the processed results on the sensor were transmitted up to 20 m with over 90% success rate.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권5호
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• pp.508-520
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• 2019

Interplay between Cymbidium mosaic virus (CymMV)/Odontoglossum ringspot virus (ORSV) and its host plant Phalaenopsis equestris remain largely unknown, which led to deficiency of effective measures to control disease of P. equestris caused by infecting viruses. In this study, for the first time, we characterized viral small interfering RNAs (vsiRNAs) profiles in P. equestris co-infected with CymMV and ORSV through small RNA sequencing technology. CymMV and ORSV small interfering RNAs (siRNAs) demonstrated several general and specific/new characteristics. vsiRNAs, with A/U bias at the first nucleotide, were predominantly 21-nt long and they were derived predominantly (90%) from viral positive-strand RNA. 21-nt siRNA duplexes with 0-nt overhangs were the most abundant 21-nt duplexes, followed by 2-nt overhangs and then 1-nt overhangs 21-nt duplexes in infected P. equestris. Continuous but heterogeneous distribution and secondary structures prediction implied that vsiRNAs originate predominantly by direct Dicer-like enzymes cleavage of imperfect duplexes in the most folded regions of the positive strand of both viruses RNA molecular. Furthermore, we totally predicted 54 target genes by vsiRNAs with psRNATarget server, including disease/stress response-related genes, RNA interference core components, cytoskeleton-related genes, photosynthesis or energy supply related genes. Gene Ontology classification showed that a majority of the predicted targets were related to cellular components and cellular processes and performed a certain function. All target genes were down-regulated with different degree by vsiRNAs as shown by real-time reverse transcription polymerase chain reaction. Taken together, CymMV and ORSV siRNAs played important roles in interplay with P. equestris by down modulating the expression levels of endogenous genes in host plant.

• 적정기술학회지
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• 제6권2호
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• pp.183-189
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• 2020

개발도상국은 빈약한 식수 인프라로 인해 식수공급에 어려움을 겪고 있으며 식수가 공급되지 않는 지역에서는 지하수를 주된 식수원으로 이용하는 경우가 많다. 하지만 지하수의 경우 다양한 오염원에 노출되어 있고 이로 인한 문제가 발생하기도 한다. 특히 해안지역은 그 지리적 특성으로 인해 해수침투에 노출되기 쉽고 해수침투에 노출된 지역의 지하수는 일반적인 경우보다 높은 염도를 가지는 경향이 있다. 만약 염도가 높은 지하수를 지속적으로 마시게 된다면 심장 및 신장질환 등 인체에 다방면으로 치명적인 영향을 끼치는 원인이 될 수 있기에 주의가 필요하다. 본 연구에서는 해수침투가 일어난 지역에서의 탈염을 위한 기술인 CDI(Capacitive Deionization)와 역삼투의 원리를 이용한 RO(Reverse Osmosis)의 적용가능성을 탐색해보고자 하며, 염수 농도에 따른 정수성능 실험을 진행하여 탈염성능을 평가해 보고자 한다. 또한 개발도상국의 일부 지역은 전력이 원활하게 보급되지 않는 경우가 많기에 본 연구에는 정수하는데 실제 사용하는데 필요한 소비전력을 계산하여 평가에 포함하고자 한다. 이를 통해 개발도상국 해수침투지역에 적합한 탈염기술을 제안할 수 있을 것으로 기대한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권4호
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• pp.139-147
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• 2023

Cavitation phenomena observed during the operation of a submerged plain journal bearing (PJB) can affect bearing performance parameters such as dynamic coefficients, whirl frequency ratio, and critical mass. This study presents numerical solutions of the Reynolds equation for steadily and dynamically loaded submerged PJBs with half-Sommerfeld (HS), Reynolds, and Jakobsson-Floberg-Olsson (JFO) cavitation models when the supply pressure is larger or equal to the cavitation pressure. The loads at various eccentricity ratios are identical; however, the attitude angle is approximately 6% smaller when the eccentricity ratio is between 0.2 and 0.7 and the JFO model is used, compared to that when the Reynolds model is used. Dynamic coefficients obtained with the HS and Reynolds model show good agreement with each other, except for k_xz, which is sensitive to changes in the force normal to the rotor weight, and is attributed to the difference in the attitude angle obtained with each cavitation model. Stiffness coefficients are determined using the pressure distribution in the film, and therefore, when the JFO model is used, the direct stiffness coefficients are affected and show opposite signs for most eccentricity ratios. The mass-conservative JFO model can predict at least a 30% smaller critical mass compared to that using the HS and Reynolds models. Thus, the instability analysis results can change based on the cavitation model used in a submerged PJB. The results of this research indicate that the JFO model should be used when designing a rotor system supported by submerged PJBs.

• Animal Bioscience
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• 제37권3호
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• pp.405-418
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• 2024

In recent years, there has been a growing argument attributing the primary cause of global climate change to livestock industry, which has led to the perception that the livestock industry is synonymous with greenhouse gas (GHG) emissions. However, a closer examination of the global GHG emission by sector reveals that the energy sector is responsible for the majority, accounting for 76.2% of the total, while agriculture contributes 11.9%. According to data from the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), the total GHG emissions associate with the livestock supply chain amount to 14.5%. Within this, emissions from direct sources, such as enteric fermentation and livestock manure treatment, which are not part of the front and rear industries, represent only 7%. Although it is true that the increase in meat consumption driven by global population growth and rising incomes, has contributed to higher methane (CH₄) emissions resulting from enteric fermentation in ruminant animals, categorizing the livestock industry as the primary source of GHG emissions oversimplifies a complex issue and disregards objective data. Therefore, it may be a misleading to solely focus on the livestock sector without addressing the significant emissions from the energy sector, which is the largest contributor to GHG emissions. The top priority should be the objective and accurate measurement of GHG emissions, followed by the development and implementation of suitable reduction policies for each industrial sector with significant GHG emissions contributions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.496-523
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• 2018

본 연구의 목표는 톱밥의 건조, 급속열분해, 바이오오일 응축, 바이오오일 수첨개질, 전기생산, 폐수처리를 포함하는 2개의 바이오오일 생산공정들에 대한 경제적 타당성을 평가하는 것이다. 첫번째 공정은 수소생산을 위한 steam-methane reforming (SMR)을 포함하는 바이오오일 생산공정이다(Case 1). 두번째 공정은 SMR을 포함하지 않고 수소를 외부로부터 공급받아 수첨개질을 수행하는 바이오오일 생산공정이다(Case 2). 상용공정모사기인 ASPEN Plus를 이용하여 이두 공정에 대한 공정흐름도를 구축하였고, 물질 및 에너지 수지식을 계산하였다. 원료로서 40%의 수분을 포함하는 톱밥 100 t/d, 30% 자기자본비율, 자기자본에 상응하는 자본지출, 수소 구입가 $1,050/ton, 완전건조된 원료대비 수송용 연료 수율 20% (Case 1) 및 25% (Case 2) 로 가정하고, 4단계 경제성 분석기법인 4-level EP를 사용하여 기술경제성 분석을 수행하였다. 총투자비(TCI), 총생산비(TPC), 연간판매금액(ASR), 그리고 개질 바이오오일의 최소판매가격(MFSP)은 Case 1에 대하여 $22.2 million, $3.98 million/yr, $4.64 million/yr, 그리고 $1.56/l 이고, Case 2에 대하여 $16.1 million, $5.20 million/yr, $5.55 million/yr, $1.18/l로 산출되었다. 수소를 직접 생산하는 Case 1과 수소를 외부로 부터 공급받는 Case 2의 투자회수율(ROI)와 투자회수기간(PBP)은 큰 차이를 보여주지 않았고, Case 1과 Case 2의 원료 공급량을 1,500 t/d로 증가할 경우, ROI는 15% 이상으로 향상될 것으로 예상되었다.

• KSBB Journal
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• 제14권3호
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• pp.328-336
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• 1999

본 연구에서는 제철소에서 배출되는 산업폐수를 이용하여 미세조류를 성공적으로 배양하였으며 이에 대한 모델링 연구를 통해 이산화탄소의 고정화 및 암모니아의 제거효율에 미치는 환경인자에 대하여 살펴보고 실제 옥외배양에서의 성능을 평가하고자 하였다. Bottle에서의 배양을 통해 산업폐수에서 미세조류가 성장하면서 암모니아를 완전히 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한 이때 타양미생물의 성장은 미세조류의 성장에 비해 미미하였으므로 건조중량으로부터 고정화된 이산화탄소를 계산할 수 있었다. Raceway pond의 회분식운전 결과로부터 조류성장에 대한 모델을 구축하고 관계되는 parameter를 결정할 수 있었으며 이로부터 실제 옥외에서의 빛의 세기에서 고정화된 이산화탄소의 누적량 및 암모니아의 제거를 계산할 수 있었다. 그 결과 60 klux이상의 빛에서는 암모니아가 완전히 제거될 수 있다는 결과를 얻었으며 빛의 세기가 증가할 수록 성능이 향상되지만 빛에너지에 대한 효율은 감소하는 경향을 발견하였다. Raceway pond의 실제 옥외운전을 모사하기 위한 반연속식 배양실험에서는 dilution rate이 증가할 때 이산화탄소의 고정화율 및 암모니아의 제거율이 증가하나 암모니의 제거효율은 감소하는 경향을 얻었다. 또한 raceway pond의 옥외배양시 빛의 세기 및 폐수의 깊이, dilution rate에 따른 성능변화를 모델로 이용하여 계산하였는데 결과적으로 하루에 12시간동안 100klux의 태양빛이 공급되는 조건에서 raceway pond를 운전할 때 최적의 dilution rate은 0.425$day^{-1}$이며 이러한 조건에서 24.7 g$m^{2}day^{-1}$의 속도로 이산화탄소를 고정할 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 이러한 조건에서 암모니아는 0.52 g $NH_3-Nm^{-2}day^{-1}$의 속도로 제거될 수 있으며 배출수증의 암모니아농도는 폐수의 깊이에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권2호
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• pp.231-239
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• 2016

담배에서 후성유전관련 유전자의 발현연구를 위해 담배유래 시토신 DNA 탈메틸화 관련 NtROS2a 유전자를 과발현 및 RNAi 식물체를 육성하였다. 이들 형질전환체들은 고염 및 산화 스트레스하에서 내성이 증진되었으며, 다양한 표현형변이를 보였다(Lee et al. 2015). 본연구에서는 선발된 과발현 (OX1), RNAi 식물체(RNAi 13) 및 대조식물체(WT)를 이용하여 Agilent Tobacco 4 X 44K Oligo chip으로 microarray분석을 수행하였다. OX1과 RNAi13 계통을 이용하여 WT과 함께 비교 분석한 결과, 대부분 세포 내 이온 수송, 영양 공급 등과 같은 물질대사와 생물적 비생물적 스트레스 및 methylation과 관련되어 영향을 주는 유전자들에서 up-regulation 되었고, 물질대사관련 유전자와 세포 내 기능유전자의 역할을 담당하는 조효소, 그리고 다양한 스트레스 및 메틸레이션 관련 유전자군에서 또한 down-regulation되었다. 각각의 up-, down-regulation된 유전자들을 WT과 비교하여 qRT-PCR을 수행한 결과, KH domain-containing protein, MADS-box protein 및 Zinc phosphodiesterase ELAC protein 유전자들에서 발현이 높게 나타났으며, 반면에 pentatricopeptide (PPR) repeat-containing protein, histone deacetylase HDAC3 protein 및 protein kinase는 0.4 ~ 1.0-fold 발현양이 감소되었다. 따라서 DNA glycosylase를 암호화하는 NtROS2a 유전자는 demethylation과 관련되어 담배 식물체에서 다양한 전사레벨을 조절하는 것으로 판단된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제29권3호
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• pp.444-454
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• 2016

This study was designed to examine the characteristics of sawdust and cocopeat bedding materials, including physicochemical properties (Exp. I) and on-farm trial (Exp. II). In Exp. I, the proportion of particle size was in the order of sawdust>cocopeat India>cocopeat Vietnam (p<0.05), and cocopeat contained higher proportion of small particles ($250{\mu}m$+below $250{\mu}m$) than sawdust, causing a dust production problem. Bulk density was cocopeat India>cocopeat Vietnam>sawdust (p<0.05), thus cocopeat treatments showed 4.4 times higher bedding cost than sawdust. The water absorption rates were 702.0% in cocopeat India, 678.3% in cocopeat Vietnam, and 444.0% in sawdust, showing cocopeat had approximately 1.5 times higher water absorption rate than sawdust. Moisture evaporation rates after 12 h of air blowing (2.00 m/s) were higher (p<0.05) in cocopeat Vietnam (80.4%) than sawdust (71.2%) and cocopeat India (72.8%). In vitro ammonia emissions were higher (p<0.05) in sawdust ($2.71mg/m^2/h$) than cocopeat India ($1.59mg/m^2/h$) and Vietnam ($1.22mg/m^2/h$), and total ammonia emissions were higher (p<0.05) in sawdust ($37.02mg/m^2$) than cocopeat India ($22.51mg/m^2$) and Vietnam ($13.60mg/m^2$). In Exp. II, an on-farm trial was conducted with 48 Hanwoo cattle in 16 pens using the same bedding materials as in Exp. I, with fan (blowing 2.00 m/s) and no fan treatments, and feed bunk side (FB) and water supply side (WS) within a pen (4.5 m, $width{\times}9.0m$, length). Beddings were replaced with fresh bedding materials when moisture concentrations were over 65%. No interactions among treatments were detected for moisture concentration and increment rates, and ammonia concentrations, but a significant effect was observed (p<0.01) for each of the treatments. Both concentrations and increment rate of moisture were higher (p<0.01) in the beddings without fan than with fan. Moisture concentrations and increment rate within a pen were also higher (p<0.01) in FB than WS. Thus, the whole no-fan-FB and sawdust-fan-FB were replaced with fresh bedding material between 4 to 5 experimental weeks. The ammonia concentrations and pH of beddings were not significantly different among treatments. Therefore, using cocopeat bedding with a blowing fan can extend twice the bedding utilization period, and WS within a pen showed twice the bedding-life compared to FB. Despite the outstanding characteristics of cocopeat compared with sawdust, using cocopeat as an alternative for sawdust bedding is not recommended for cattle management, considering it has 4.4 times higher bedding cost and a dust production problem.