• 제목/요약/키워드: (순)생산적 효율성

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소나무 임분에서의 트랙터윈치를 이용한 집재작업 생산성 및 비용분석 (The Productivity and Cost of Yarding Operations Using a Tractor-attached Winch in Pinus densiflora Stands)

  • 정응진;조민재;박정묵;조구현;유영민;차두송
    • 한국산림과학회지
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    • 제108권4호
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    • pp.574-581
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    • 2019
  • 본 연구는 임목수확작업에 사용되는 트랙터윈치의 작업효율성을 검토하기 위하여 강원도 양양군지역의 소나무 간벌지를 대상으로 트랙터윈치를 이용한 전목 집재작업에서의 작업생산성 및 작업비용을 분석하였다. 평균집재거리는 29m, 평균 임목재적은 0.15㎥으로 총 95회 집재작업 중 상향집재가 51%, 하향집재가 49%로 작업이 실행되었다. 집재작업 생산성은 하향집재 2.28㎥/hr, 상향집재 1.89㎥/hr으로 운용적 작업지연시간을 최소화하여 기계이용률을 80%로 높일 경우, 약 0.5㎥/hr 생산성이 향상될 것으로 판단된다. 집재작업비용은 하향집재 작업비용(44,116원/㎥)이 집재본수(본/cycle)의 차이로 인하여 상향집재작업비용(53,369원/㎥) 보다 낮게 산출되었다. 또한 상·하향 집재작업시간 예측모델식을 개발하여, 민감도 분석을 실시한 결과, 집재거리(m), 집재본수(본/cycle), 집재경사(%) 순으로 집재작업시간에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 향후 집재방향에 따른 정확한 예측모델식을 개발하기 위하여 추가적인 조사가 필요할 것으로 사료된다.

고강도 GA(Galvanized Annealing)재의 표면특성과 내식성간 상관성 분석

  • 정봉훈
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.125-125
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    • 2017
  • 최근 들어 내수용 및 수출용 자동차 보증 제도를 살펴보면 부품에 대한 방식 보증기간이 점차 연장되는 추세이며, 이에 따라 자동차사에서 요구하는 방식 및 내식성 평가 기준이 상향되어 가고 있다. 실제로 수출차에 대한 방청 품질 보증기간이 차체 구멍 발청 10년에서 12년으로 연장할 움직임을 보이는 등 점차 방식에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 내식성 향상에 대한 끊임없는 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며, 내식성 향상을 위해 구조/형상 변화, 도장 품질 향상, 최적화 설계 등 다방면에서 노력을 기울이고 있다. 그 중에서도 가장 근본적인 해결책인 소재의 내식성 향상에 대한 관심은 날로 높아지고 있는 실정이다. 특히 일본 등지에서는 GA 도금재의 사용이 증가하고 있으나, 아직은 내식성에 대한 효율적이고 체계적인 관리가 부족한 면이 있다. GA재는 합금화 과정에서 야기되는 Fe% 합금화도, 합금화 상분율(감마, 델타, 제타상), crater 등 복잡한 소재의 특성으로 인해 소재의 내식성 분석에 고려할 사항이 많다. 실제 여러 실험들을 통해서 GA재가 내식성에 영향이 있는 인자들에 대해 많은 연구가 진행되었지만 명확히 정량화되어 있지 않은 관계로 GA재의 내식성 관리 기준에 대해서도 명확하진 않은 상황이다. 본 연구에서는 당사재와 타사재의 고강도 GA재 (>440 MPa) 11종에 대해 crater분율, zeta상, 합금화도, 도금량 등의 다양한 도금 물성들을 조사하였다. 또한 이 시편들을 34일 동안의 복합염수 분무법(CCT)을 통해 얻은 최대 및 평균 블리스터 폭과 소재 표면품질 물성과의 상관관계를 통해서 부식과 연관된 관련인자들을 도출하고 정량적인 관계를 살펴보았다. GA재의 경우 다양한 물성들 중에서 도금 크레이터, 제타상, 합금화도 순으로 내식성에 영향을 주는 것으로 확인이 되었으며 이 세 인자들을 내식성 평가 지수화하여 GA재 생산시 효율적인 관리범위를 지정하는데 이용 가능할 수 있도록 diagram을 도출하였다. 따라서, 본 연구를 통하여 자동차사에서 요구하는 내식성 기준을 만족하기 위한 내식성 상관 인자들의 관리 수준을 정량화함으로써 보다 우수한 소재의 관리를 할 수 있도록 하고자 한다.

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Isoflavone 강화 기능성 계란 생산 : 난황내 Genistein 전이 효율 개선 (Production of the Functional Egg to Strengthen Isoflavone : Improvement of Transfer Efficiency of Genistein into the Egg Yolk)

  • 황보종;이병석;이현정;정완태;조성백;홍의철;배해득;장종수
    • 한국가금학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.211-215
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    • 2006
  • Genistein의 전이율을 조사하기 위하여 순도 97% 이상의 genistein 250 mg을 펠렛으로 성형한 후 500 mg및 1 g의 용량으로 각각 2, 4개씩 산란계의 어깨 부위 피하에 이식하여 계란의 난황 내에서 검출되는 genistein의 함량을 HPLC 및 HPLC-MS를 이용하여 분석하였다. Genistein 500 mg 처리구에서, 12, 18, 30일에 각각 218, 395 ng/g, 500 ng/g의 genistein 이 전이되어 59일까지 계속적으로 유지되었다. 또한 genistein 1,000 mg 처리구에서는 12일 후에는 240 ng/g, 18일 후에는 406.5 ng/g, 30일 후에는 514 ng/g의 genistein이 전이되어 59일까지 계속적으로 유지되었다. 본 연구를 통하여, 500 ng/g 이상의 genistein이 함유된 계란을 59일 이상 지속적으로 생산할 수 있어 피하이식을 통한 비급이 방식은 기존의 급이 방식에 비해 20배 이상 효과적이었다.

멜라닌 분해능을 지닌 미백용 기능성 화장품원료의 개발 (The Development of Whitening Cosmetic Ingredient Having Activity of Melanin Degradation)

  • 강환구;황선덕;김형식;정종식;이병욱
    • KSBB Journal
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    • 제22권1호
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    • pp.7-15
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    • 2007
  • 진균류 추출물로부터 신규 멜라닌 분해효소의 분리 및 분해능 test는 멜라닌 분해효소의 균사체 배양 상등액으로 분비 생산됨을 분해능 테스트를 통하여 확인하였고, 이 분해 효소에 의한 멜라닌 분해반응은 pH 7에서 가장 높고, 30$^{\circ}C$에서 가장 안정함을 확인하였다. 멜라닌 분해 효소의 characterization은 2D-gel을 이용하여 멜라닌 분해효소 중 한 가지 효소의 pI값이 약 6.5이고 Molecular weight는 약 54-57 kDa임을 알 수 있었고, 정제된 멜라닌 분해 효소의 전체적인 단백질 및 유전자 서열을 분석하여 degenerate primer를 합성하였으며, RT-PCR 법을 이용하여 유전자를 확보하였다. 멜라닌 분해효소 생산을 위한 진균류의 배양방법 확립은 멜라닌 분해효소가 최대 활성을 갖는 배지 조건은 ammonium tartrate 0.4% : glucose 2% 배지에 yeast extract를 0.1%를 첨가한 배지임을 확인하였고, 진군류의 최적 배양온도는 24-26$^{\circ}C$였으며, 이 때 건조 균체 중량으로 약 6 g/L의 균체를 얻을 수 있었다. 또한 진균류 성장의 최적 pH는 약 5.5로서 이 경우 건조균체중량이 약 6.6 g/L였다. 정제공정은 최적화를 통하여 멜라닌 분해효소의 정제 순도 90% 이상의 정제공정을 확립하였다. Scale-up은 5 L fermenter를 이용한 기초 배양공정을 확립하여 500 L fermenter로의 경제성 있는 scale up에 성공하였고, 이 때 건조균체중량 약 14.5 g/L의 진균류를 얻었으며, 배지 중에 분비 생산된 melanin 분해효소의 양이 300 mg/L에 달하였다. 멜라닌 분해효소의 formulation은 멜라닌 분해효소를 효율적으로 피부로 전달시키기 위하여 50-100 nm 크기로 encapsulation을 실시하여 70 nm, 100 nm size의 nano capsule을 얻었다. 본 연구는 tyrosinase 저해제가 갖는 부작용이 없어 생체 친화적 물질에 의한 부작용 감소 효과가 기대되며, 독자적 기술에 의한 고부가 미백용 화장품 원료 확보로 새로운 기능에 의한 신규시장 창출이 가능하여 미백용 기능성 화장품 원료로서 고부가 화장품에 사용되어 수입대체효과 및 기업의 매출증대 효과가 있을 것으로 기대되어진다.

레이저를 이용한 분무 가시화 (Spray Visualization Using Laser Diagnostics)

  • 윤영빈
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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    • pp.87-112
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    • 2005
  • 분무를 정량적으로 측정하는 것은 노즐의 설계와 개발을 위해서 뿐만 아니라 연소 시스템 전반의 효율 및 불안정성의 제거, 공해 저감 등의 요구 조건을 만족하기 위해서 중요하다. 이를 위해 이전에는 분무장 내에 수집관을 삽입하는 기계적 패터네이터(Mechanical Patternator)와 같은 삽입식 측정 방식을 이용하여 왔으나, 최근에는 고속카메라, Malvern particle analyzer, PDPA, 광학 패터네이터(Optical Patternator)와 같은 분무장을 교란시키지 않으면서도 빠른 측정이 가능한 가시화 기술들이 적용되고 있다. 특히 광학 패터네이터는 레이저 평면광을 이용하여 분무를 측정하는 비삽입식 기술로 단시간 내에 분무장 내 액체 연료의 질량 및 액적 크기의 단면 분포를 동시에 얻어낼 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분무 액적들의 수밀도가 증가하는 경우에는 이들 액적에 의한 입사광 및 신호 감쇠, 다중산란 등에 의한 오차가 심하게 발생하여, 기존의 PDPA, PLIF 등의 광학 기법으로는 충분히 신뢰할 만한 결과를 얻기가 어렵게 된다. 이러한 분무를 정량적으로 측정하기 위해서는 입사광의 감쇠뿐만 아니라 분무장 내 액적들에 의한 신호의 감쇠 과정에 대한 고려가 필요하다. 주면 액적들의 영향을 최소한으로 줄이기 위해서는 레이저 평면광을 사용하는 광학 패터네이터와 달리 레이저 광선을 분무장에 조사하여 고압에서 나타날 수 있는 다중 산란에 의한 오차를 최소화할 수 있다. 이러한 이미지 처리 기법을 이용하는 광학 선형 패터네이터(Optical Line Patternator)를 이용하여 기존 레이저 계측기법으로 측정이 곤란하였던 고압 환경 하에서의 스월 동축형 인젝터의 분무 특성을 해석할 수가 있다. 2015(년도) 6,388, 2025(년도) 13,367, 2035(년도) 18,756, 2045(년도) 22,595, 시장점유율 증가로 인한 수출액 증가분 누적(억원) : 2015(년도) 3,411, 2025(년도) 8,847, 2035(년도) 14,433, 2045(년도) 18,005 또한 시나리오 비교평가를 실시하여 본 결과, 본 연구에서 정의한 순편익 누적(Cumulative Net Profit) 변수를 적용하면 현재 연구비 추세 대비 $30\%$ 까지 연구비를 증가 시키는 것이 효율적임을 알 수 있었다.성, 생산 용이성, 제품 디자인의 우수한 정도가 a=0.01 수준 하에서 유의적으로 추정되었다. 이들 변수들 중에서 품질경쟁력에 가장 큰 영향을 미치는 측정변수는 제품의 기본 성능, 수명(내구성), 신뢰성, 제품 디자인의 순서로 추정되었다. 이것은 한국 제조업이 아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자

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수도중심(水稻中心) 작부별(作付別) 토양환경(土壤環境) 변화(變化)와 작물수량(作物收量) (Changes of Soil Physico-Chemical Properties and Crop Yieds at the Different Rice-Based Cropping Systems)

  • 김리열;조인상;엄기태
    • 한국토양비료학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.22-27
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    • 1991
  • 답이작(畓裏作) 형태별(形態別)로 토양환경(土壤環境) 및 후작(後作)벼의 생산성(生産性) 변화(變化)를 구명(究明)하기 위하여 하성충적지인 미사질양토(微砂質壤土)에서 수도단작(水稻單作) 관행(慣行)으로 풋마늘-수도(水稻), 청예호밀-수도(水稻) 및 알타리무우-수도(水稻) 작부(作付)를 대상(對象)으로 포장시험(圃場試驗)하였다. 1. 토양(土壤)의 물리성(物理性)은 전작물(前作物) 수확후(收穫後) 작물별(作物別) 차이(差異)가 있었으며 이들의 잔류효과는 후작(後作)벼 이앙후(移秧後) 60~70일(日) 정도(程度)까지 유지(維持)되었다. 2. 전작물별(前作物別) 통기성(通氣性)은 청예호일, 풋마늘, 알타리무우 순(順)으로 컸으며 후작(後作)벼 재배시(裁培時) 감수심(減水深) 변화(變化)도 이와 유사(類似)한 경향(傾向)이었다. 3. 표토(表土)의 화학적(化學的)은 작부별(作付別) 시비량(施肥量)에 따라 달라졌고 전작물별(前作物別) 시비량(施肥量) 차이(差異)는 후작(後作)벼 수확기(收穫期)까지도 영향(影響)을 미쳤다. 연간(年間) 3요소(要素) 시비량(施肥量)과 흡수량비(吸收量比)로 볼때 청예호밀-수도(水稻), 알타리무우-수도(水稻), 수도단작(水稻單作), 풋마늘-수도(水稻) 작부(作付) 순(順)으로 효율적(效率的)이었으며 이를 감안(勘案) 후작(後作)벼의 시비량(施肥量) 조절(調節)이 요망(要望)되었다. 4. 후작(後作)벼 뿌리분포(分布)는 청예호밀 재배지(栽培地) 심토(深士)까지 고루 분포(分布)되었으며 표토(表土)에 양분잔존량(養分殘存量)이 많은 풋마늘, 알타리무우 후작(後作)벼 뿌리는 표토(表土)의 분포률율(分布率)이 높은 경향(傾向)이었다. 5. 전작물별(前作物別) 후작(後作)벼 수량(收量)은 풋마늘, 알타리무우, 수도단작(水稻單作), 청예호밀 순(順)이었다.

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충북지역 학교급식 조리종사원의 안전사고 실태 및 인식 (Actual Conditions and Perception of Safety Accidents by School Foodservice Employees in Chungbuk)

  • 조현아;이영은;박은혜
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권10호
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    • pp.1594-1606
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    • 2014
  • 본 연구는 충북지역 학교급식에서의 안전사고 실태 및 인식, 작업환경 및 운영환경의 실태 및 인식, 안전교육 실태 및 인식과 요구도를 조사, 분석하여 향후 학교급식의 질적 개선을 위한 기초자료 및 개선방안을 제공하고자 수행되었다. 충청북도 학교급식에 근무하고 있는 초 중 고등학교 조리 종사원을 대상으로 2012년 7월 30일부터 8월 8일까지 설문조사를 실시하여 배포된 설문지 총 234부 중 202부(86.3%) 회수하여 응답이 누락된 8부를 제외한 194부(82.9%)를 분석에 이용하였다. 충북지역 조사대상 조리종사원의 고용형태는 기능직이 72.7%, 최종학력은 고등학교 졸업이 51.8%로 가장 높게 나타났고, 연령은 평균 49.68세, 학교급식에서의 총 경력 평균은 13.73년이며 현재 근무학교의 경력 평균은 4.51년으로 나타났다. 근무학교의 일반사항으로 급식운영형태는 단독관리가 77.8%로 가장 높게 나타났고 1일 평균 제공 식수는 평균 497.05명, 급식 인력 수는 영양(교)사를 제외한 평균 5.07명으로 나타났다. 학교급식 조리종사원의 안전사고 실태 조사 결과, 현재 학교에서 안전사고 경험이 있다고 응답한 조리종사원은 44.3%이며 안전사고 경험이 있다고 응답한 사람 중 사고횟수가 1회인 경우가 60.5%로 가장 높게 나타났고, 6~8월, 8~11시에 가장 많이 발생한 것으로 응답되었다. 안전사고가 발생한 작업공정은 조리 52.3%, 청소 37.2%이며, 안전사고가 발생한 설비 및 기기는 국솥, 튀김솥이 52.4%로 가장 많았다. 안전사고 유형은 화상 데임 64.7%, 손목과 팔의 통증 41.2%, 미끄러짐 떨어짐 35.3% 순이며, 안전사고 후의 사고 처리 방법으로는 종사자 개인부담 57.6%, 산업재해 처리 35.3% 순이었다. 안전사고 후 산업재해 처리 치료기간은 4~14일 45.3%, 4일 미만 28.3%, 15~28일 17.0% 순으로 나타났다. 학교급식에서 안전사고가 발생하는 주요 원인으로 조리종사원의 과도한 업무량 41.2%, 안전한 급식을 위해 가장 중요한 요소는 충분한 근무인원이 71.1%로 가장 높게 응답되었다. 현재 근무 학교에서 안전사고와 관련된 가장 큰 문제점으로는 조리인원의 부족이 45.9%로 가장 많았으며, 물리적 작업환경 중 최우선으로 개선해야 할 점은 환기시설 28.4%, 기계 및 기구의 현대화 22.7%, 조리기기의 효율적 배치 13.9% 순으로 나타났고, 안전사고 예방을 위한 개선사항으로 안전교육의 체계화, 정기화 46.4%, 안전사고의 빈도와 원인 분석 21.6% 순으로 나타났다. 근무하는 학교의 시설 설비 등의 물리적인 작업환경이 얼마나 안전한가에 대한 안전성 인식은 평균이 2.88로 낮은 인식 점수로 나타났으며, 근무하는 학교의 급식생산운영시스템의 효율성에 대한 인식 정도는 3.11점으로 보통 이상으로 나타났다. 학교급식 운영에 대한 환경 평가 조사 결과, 예산확보 항목을 제외한 안전사고 예방 조치 및 처리 항목, 정보제공 및 활용 항목, 작업의 효율성 항목의 평균이 3점 이상으로 나타났으나 예산확보 항목의 평균은 1.77점으로 매우 낮은 평가 결과를 보였다. 학교급식 조리종사원을 대상으로 한 안전교육 실태 조사 결과 안전교육을 받은 경험이 있다고 응답한 사람이 94.8%, 교육 횟수는 연 3.45회, 교육 시간은 평균 5.10시간이며, 교육 주관 기관은 현재 근무학교가 64.1%, 교육 방법으로는 강의식이 74.5%로 가장 높게 나타났다. 안전교육에 대한 인식 조사 결과 안전보건 교육 이해 정도는 3.72점, 산업안전보건 교육 내용의 적합성은 3.88점, 산업안전보건 교육의 실제 적용 정도는 3.99점, 산업안전보건 교육의 필요 정도는 4.42점으로 나타났다. 안전교육의 효과를 높이는 가장 중요한 요인으로 작업내용에 맞는 내용이 85.9%로 가장 많았다. 안전교육 요구도 조사 결과 모든 항목이 4점 이상으로 높은 교육 요구도를 나타내고 있었다. 학교급식조리종사원의 배치기준의 합리화, 작업환경개선을 위한 행 재정적 지원 증가와 안전사고 예방 교육 강화 및 안전관리시스템 구축 등이 요구된다.

Lysimeter에서 돈분 및 화학비료의 시용수준이 옥수수의 생산성 및 N과 P의 용탈에 미치는 영향 (Effect of Applications of Swine Waste and Chemical Fertilizer on Productivity of Silage Corn and Nitrogen and Phosphorus Leaching in Lysimeter)

  • 육완방;김범준;최기춘;곽병관
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.85-92
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    • 2002
  • 본 연구는 lysimeter에서 돈분액비, 톱밥발효 돈분 및 화학비료를 각각 100, 200, 400kg/ha 수준으로 시용하였을 때 옥수수의 생산성, 질소의 이용효율 및 N $O_3^{-}$와 P 용탈에 의한 환경 오염에 미치는 영향을 정확히 규명, 가축분뇨의 자원화는 물론 가축분뇨에 의한 환경오염 방지대책 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 수행되었으며 그 연구결과는 다음과 같다. 1. 옥수수의 건물수량은 돈분액비, 톱밥발효 돈분 및 화학비료 모두 시용수준과 비례하여 증가하는 경향을 보였으며, 화학비료> 돈분액비 > 톱밥발쵸돈분의 순으로 높은 경향을 나타내었다. 2. 돈분액비, 톱밥발효돈분 및 화학비료 시용구간 silage용 옥수수의 질소 함량은 화학비료 > 돈분액비 > 톱밥발효돈분 순으로 높았고, 시용수준과 비례하여 증가되는 경향을 보였다. 3. $NO_3^{-}$와 P의 용탈량은 돈분액비, 톱밥발효 돈분 및 화학비료 모두 시용수준과 비례하여 증가하였으며 계절적으로는 $NO_3^{-}$는 단지 시험초기 집중호우기에 높은 용탈량을 나타낸 반면 P는 강우시마다 지속적으로 높은 경향을 보여주었고, $NO_3^{-}$와 P의 최고 용탈량은 각각 14.8ppm과 0.26ppm이었다.

마찰식 박피기를 이용한 밤 과실의 내피박피 최적조건 및 품종간 박피특성 (Optimum Condition of Pellicle Peeling Using Abrasion Peeling Machine and its Characteristics among Chestnut Varieties (Castanea spp.))

  • 주석현;김만조;이욱
    • 한국산림과학회지
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    • 제102권1호
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    • pp.7-14
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    • 2013
  • 본 연구는 효율적인 박피 밤 생산을 위한 마찰식 박피기의 최적조건과 품종별 밤 과실의 내피박피성을 구명하고자 실시하였다. 마찰식 박피기의 최적조건은 박피시간 50분, 드럼 회전속도 27 rpm이었으며, 내피박피율도 89.3%로 가장 우수하였다. 최적의 박피조건(27 rpm/50분) 하에서 '축파' 등 8품종에 대한 내피박피율을 조사한 결과, '축파'가 89.3%로 가장 우수하였으며, '단택(72.2%)', '석추(70.9%)' 등의 순인 것으로 나타났다. I등급 밤의 비율은 '축파'가 77.2%로 가장 월등하였으며, '석추(46.7%)', '단택(45.0%)' 등의 순으로 높았다. 상품화 비율도 '축파'가 90.5%로 가장 우수하였으며, '단택(74.8%)', '석추(74.3%)' 등의 순으로 나타났다. 박피 시 과육 파손 및 흠집 발생 비율은 '미풍'이 37.2%로 가장 많은 반면, '축파'는 5.9%로 가장 적어 '축파' 품종이 마찰식 박피기를 활용한 고부가가치 가공 밤 생산을 위한 적합한 품종임을 알 수 있었다.

하수처리장에서 발생하는 고농축 잉여슬러지의 열적가용화 특성에 관한 연구 (A Study on the Thermal Solubilization Characteristics of Highly Thickened Excess Sludge in Municipal Wastewater Treatment Plant)

  • 김은혁;박명수;구슬기
    • 유기물자원화
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    • 제30권4호
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    • pp.5-13
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    • 2022
  • 현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH4+-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.