• Journal of Biosystems Engineering
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• 제2권2호
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• pp.1-14
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• 1977

현재 선진국에서 널리 이용되고있는 곡물의 화력건조는 곡물의 품질을 손상시킬 뿐만 아니라 손실을 증가시키고 있다. 화력에 의한 건조는 또한 연료의 절약면에서 볼 때 역시 문제점을 내포하고있다.l 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 근래에는 실리카 젤과 같은 흡습성의 건조제를 사용한 곡물의 건조 실험이 진행 중에 있으며 좋은 결과를 보여주고 있다. 실리카겔은 그 자체무게의 40% 까지 동적 및 정적하에서 수분을 흡수하는 성질을 가지고 있으며 일단 포화상태가 되면 수천번 재생이 가능하다. 본 연구에서는 이와같은 실리카텍의 재생실험을 일차적으로 실내에서 공기의 온도를 일정하게 한 상태에서 실시하였으며 일반적으로 실리카 젤은 $300^{\circ}F$에서 완전재생이 가능하나 본 실험에서 사용된 재생온도는 평면식 태양열 집열기로부터 얻을 수 있는 $150^{\circ}F$ 내외에서 시도하였다. 본실험과 병행하여 건조중 공기와 실리카 젤의 에너지 및 질량변화에 따른 이론식을 만들어 주어진 여러 가지 조건에 대하여 4개의 미분방정식을 컴퓨터에 의하여 해결하였으며 건조(재생) 시간에 따른 공기의 온도와 흡습 및 실리카 젤의 함수량을 구하였다. 위의 이론적인 분석결과는 후에 태양열집열기를 이용한 재생실험을 분석하는데 적용될 것이다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서 유도한 이론식은 실리카 젤의 재생온도를 만족스럽게 표시하였으며 재생시간에 따른 공기의 온도와 흡습 및 실리카 젤의 함수량변화의 이론치는 실험치와 근사하였다. 2. 이론치와 실험치를 일치시키기위하여 흡착온도에서 산출된 열 및 질량 전달계수를 1/5로 조정 사용하였다. 3. 실리카 젤은 $120^{\circ}F$에서 9 %, $180^{\circ}F$에서 1% 내외로 재생이 가능하였다. 4. 본 연구에서 유도된 이론적 분석방법은 다른 여러 가지 형태의 물질 및 건조 또는 냉각 과정을 분석하는데 사용될 수 있다.

• 전기화학회지
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• 제10권3호
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• pp.196-202
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• 2007

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지의 가습조건의 변화에 따른 정상상태 및 비정상상태 운전특성을 살펴보았다. 전압을 OCV에서 0.25 V까지 변화시키면서 PEFC 연료전지의 정상상태 성능을 정전압 모드에서 측정하여 전류-전압 곡선에 나타내어 고찰하였다. 또한, 일부 전압조건에서 연료전지의 비정상상태 성능변화를 측정하였다. 수소극 가습에 따른 성능을 평가하기 위하여 공기극은 건조공기를 공급한 상태에서 수소극에 공급되는 수소의 습도를 20%에서 100%로 변화시키면서 연료전지의 성능을 측정하였다. 일반적으로 고전압 영역에서는 높은 작동온도가 높은 성능을 나타내고 있으나, 저전압 영역에서는 낮은 작동온도가 높은 성능을 나타내었다. 임피던스 측정을 통하여 건조한 전해질막 조건에서 ohmic 손실이 커지며 외부가습과 자체가습량이 커지면 저주파수 영역에서 물질전달손실 효과가 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 전압을 감소시킨 후 전류의 시간에 따른 변화를 고찰하여 연료전지 시스템의 동적특성을 고찰하였다. 전압을 감소시킨 경우, 작동온도의 상승에 따라서 정상상태에 도달하는 시간이 줄어들었으며, 저전압 영역을 제외하면 생성된 물에 의한 자체가습은 정상상태 도달시간을 지연시키는 효과를 가져왔다.

• 유기물자원화
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• 제25권1호
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• pp.47-55
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• 2017

유기성폐기물의 수열처리 기술은 고온에서 운전하여 에너지 소비가 큰 열분해 탄화기술의 단점을 보완하기 위한 방법으로, 세포벽을 파괴하여 탈수성을 향상시켜 탈수공정에서 함수율을 약 40% 수준까지 낮출 수 있는 장점을 가지고 있어 유기성폐기물의 고형연료화 분야에서 전 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 수열처리가 유기성폐기물의 건조효율에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 대상물질로는 대표적인 유기성폐기물인 하수슬러지와 음식물류폐기물을 이용하여 $200^{\circ}C$에서 1시간동안 수열처리한 후 건조효율 변화를 관찰하였다. 유기성폐기물은 수열처리 후에 건조시간이 단축되어 $100^{\circ}C$에서 건조한 음식물류폐기물의 경우 원시료보다 건조시간이 52.9% 감소하였다. 따라서 수열탄화 반응이 하수슬러지와 음식물류폐기물의 건조효율을 상승시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 건조특성곡선의 예열기간에서 건조속도가 원시료 대비하여 각각 148%($80^{\circ}C$ 하수슬러지), 151%($100^{\circ}C$ 하수슬러지), 209%($80^{\circ}C$ 음식물류폐기물), 366%($100^{\circ}C$ 음식물류폐기물)로 모든조건에서 증가되는 것으로 보아 수열반응에서 세포벽이 파괴되면서 표면적이 늘어났음을 간접적으로 파악할 수 있었다. 건조시간이 단축됨에 따라 한계함수율이 높아져 감율건조기간이 증가하였으므로 이에 주의하여야 하며, 탄화정도에 따라 건조효율이 더 개선될 수 있을 것으로 기대된다.

• 신재생에너지
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• 제2권4호
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• pp.46-55
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• 2006

본 연구는 불소그룹을 함유한 술폰화된 아릴렌에테르계 블록 공중합체 고분자 전해질막의 제조 및 연료전지 특성에 관한 것이다. 이러한 불소그룹을 함유한 술폰화된 아랄렌에테르계 블록 공중합체를 제조하기 위하여 양말단에 불소계 비닐기를 가지면서, 고분자 전환시 상온에서 술폰화 가능한 biphenyl계 단량체와 술폰화가 불가능한 sulfonyl계 단량체를 각각 합성하였다. Biphenyl계 단량체로 부터 올리고머를 합성한 후 sulfonyl계 단량체와 열적 고리화 부가중합을 하여 다양한 몰조성을 갖는 일련의 perfluorocyclobutane(PFCB)기를 포함하는 블록 공중합체를 제조하였다. 제조된 블록 공중합체를 상온에서 술폰화제인 chlorosulfonic acid(CSA)를 이용하여 후술폰화시켜 강산 이온기인 sulfonic acid를 biphenyl계 올리고머 부분에 선택적으로 도입하였다. 이렇게 제조된 술폰화된 고분자를 제막한 후 연료전지 특성을 Nafion-115와 비교하였다. 술폰화가 되는 올리고머 블록의 비율 증가에 따라 이온교환능력 (IEC)이 증가하였고 , 그에 따른 팽윤도 역시 증가하는 것을 보였다. 술폰화된 고분자들은 건조 및 습윤 상태에서도 기계적 강도가 우수하였다. 최적화된 술폰화 블록 고분자(S-2) 를 대상으로 membrane electrolyte assembly(MEA) 를 제조하여 연료전지 초기성능을 측정한 결과 Nafion-112와 유사한 전기화학적 성능을 나타내었다.

• 한국작물학회지
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• 제15권
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• pp.145-153
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• 1974

Ethephon을 이용하여 현행 잎담배 건조법을 개선해 보고저 우리나라 담배 제조용 주요품종인 Yellow Special A와 Coker를 논에 재배하고 성숙기에 4수준의 Ethephon액을 살포함으로서 Ethephon의 건조에 미치는 생리적 효과를 조사하였던 바 아래와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 처리잎은 무처리잎에 비하여 성숙중에 현저한 엽록소의 분해를 일으켰다. 따라서 황변(성숙)이 촉진되었으나 처리수준 사이에는 큰 차가 없었다. 2. 성숙과정에서 처리잎은 무처리잎에 비하여 탈수율이 높았던 관계로 수확시 이미 수분함량이 약 10% 적었다. 그러나 처리수준 사이에는 탈수율에 큰 차가 없었다. 같은 조건하에서 건조할 때는 처리잎의 건조가 하루(1일) 앞당겨졌다. 3. 건조과정에서는 처리잎에서보다 무처리잎에서 엽록소의 분해가 더 크게 일어났다. 따라서 건조완료된 잎담배의 황색도는 처리잎이나 무처리잎이나 비슷했다. 4. 건조과정에서 처리잎은 무처리잎에 비하여 전 Alkaloid함량이 현저히 감소되었으나 당전분 및 전질소함량에는 큰 변화가 없었다. 따라서 Ethephon처리로 인하여 잎담배 품질이 저하된다고 보이지 않았다. 5. 처리잎은 이미 성숙기에 황변이 촉진되었을 뿐 아니라 탈수도 많이 되었던 관계로 증효기 및 신장기를 생략한 황변기, 색택고정기 및 중골건조기의 3단계로서 건조를 끝낼 수 있었다. 6. 처리된 잎담배의 수량이 2% 감소된 셈이다. 처리잎은 관행건조소요시간(100시간)의 40%를 단축하여 건조할 수 있었음으로 연료비가 50%가량 절약되었다. 7. Ethephon처리로 말미암아 담배 성숙 및 건조 시간이 단축되었기 때문에 수확 및 건조에 요하는 비용을 대폭 절감할 뿐 아니라 금후 담배의 기계수확 및 집단건조도 가능하게 될 전망이 보였다. 따라서 Ethephon을 담배 농사에 이용하면 담배 생산농가의 노력 및 시설을 더욱 효과적으로 활용하여 소득을 증대시키는데 큰 도움을 준다고 믿게 되었다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.118-124
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• 2017

공랭식 고분자전해질 연료전지는 개방된 cathode구조로 인하여 시스템의 단순화와 부품 수 저감의 장점이 있다. 공랭식 연료전지는 최근에 많이 연구되고 있지만, 성능이 외부 환경에 영향을 받으며, 공기의 상대습도가 낮은 경우 전해질막의 건조로 인한 성능 감소가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 공랭식 연료전지의 성능에 영향을 주는 요인인 cathode 측 공기 유량과 anode 측 purge interval영향에 대해 분석하였으며, 스택을 운전하지 않는 상태로 장기간 보관하는 것이 성능에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 연료전지 외부에 설치한 fan의 전압을 조절하면 cathode 측 공기의 공급유량을 변화시킬 수 있고 스택의 온도도 제어할 수 있으므로, fan전압은 공랭식 연료전지의 성능에 영향을 주는 중요한 인자이다. 연료전지 시스템을 단순화하고 수소의 사용률을 높이기 위하여 anode 측은 dead ended anode (DEA) 기법을 사용하였다. 주기적인 purge를 실행하여 생성된 물과 가스를 배출하였으며, purge 주기를 변경하면서 스택의 성능에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 스택의 보관기간이 길어질수록 membrane dehydration으로 인해 성능이 감소하는 것을 실험을 통해 파악하였고, 단시간에 성능을 회복할 수 있는 기법을 제시하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.116-116
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• 2017

2012년 국내 총 폐기물(지정폐기물 제외) 발생량은 382,009 톤/일 으로 이 중 12.8%를 차지하는 생활폐기물 중 음식물 채소류폐기물 발생량은 13,209 톤/일 으로 대부분 소각 후 매립 처리되고 있다. 본 연구에서는 고수분 음식물 및 농업 폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 열분해장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 본 연구를 위해 건조용량 50 kg/hr인 실험실용 열분해장치를 제작하였다. 건조 처리된 농업폐기물과 음식물 쓰레기를 열분해용 실험 원료로 사용하였다. 원료종류, 열분해 온도, 열분해 시간에 따른 농업폐기물과 음식물 쓰레기의 열분해 특성을 파악하였다. 농업부산물 건조물의 열분해 처리 결과, 열분해 처리능력은 평균 55.35 kg/hr, 저위발열량은 평균 3,333 kcal/kg으로 측정되었다. 농업부산물을 단순 건조 처리한 경우 고위발열량은 3,400 kcal/kg, 저위발열량은 3,090 kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 향상됨을 알 수 있다. 음식물 쓰레기 건조물의 열분해 처리조건 및 결과, 열분해 처리능력은 평균 88.27 kg/hr, 저위발열량은 평균 4,016 kcal/kg으로 측정되었다. 음식물 쓰레기를 단순 건조 처리한 경우 고위발열량은 4,040 kcal/kg, 저위발열량은 3,686 kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 향상됨을 알 수 있다. 열분해 처리능력은 연구목표치인 50 kg/hr보다 높게 나타났으며, 저위발열량은 연구목표치인 4,000 kcal/kg 보다 다소 높게 나타났다. 다만 저위발열량 측정 기준 함수율이 습량기준으로 약 10%로 추정되는 바 5%로 조절하고, 열분해 열풍온도를 $200^{\circ}C$ 까지 상승시키면 발열량이 훨씬 향상될 것으로 판단된다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제45차 학술발표회
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• pp.60-60
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• 2011

염색폐수의 정화에는 필연적으로 다량의 슬러지 폐기물이 발생한다. 염색폐수 슬러지는 그간 인근 공해 해상에 투기하는 해양 배출로 저렴하게 처리하였으나, 해양오염을 우려하는 국제협약(1972년 런던협약, 1996년 교토의정서)에 의하여 2008년 8월부터 배출기준이 강화되고 2012년 2월부터는 해양배출이 금지 될 예정이다. 염색폐수 슬러지의 해양 배출이 금지되면 대체 처리방법으로는 지정매립장을 통한 매립처리 방법이나 고온 소각시설에서의 소각처리 방법이 거론되고 있다. 그러나 매립처리는 슬러지 내 함유 수분으로 인한 침출수의 문제와 더불어 장기간 안정적으로 저렴하게 사용할 수 있는 대규모 처분장을 확보하기 어려운 실정이며 소각처리는 슬러지의 높은 함수율로 인해 소각 시보조 연료의 투입이 필연적으로 최근 원유가 급등 등 에너지 비용이 지속적으로 상승함을 고려할 때 소각처리비용 또한 상당한 고가가 될 것으로 예측된다. 이와 같이 슬러지 해양배출이 금지되면 섬유 염색업체들은 많은 환경비용 부담을 안을 것이다. 본 연구에서는 대규모 염색산업단지 공동폐수처리장에서 발생하는 염색폐수 슬러지의 효율적인 건조를 위해 산업단지 내의 열병합발전소에서 발생하는 보일러 폐열을 이용하였으며, 조건 특성 및 효율을 파악하기 위해 보일러 폐열의 특성을 고려하여 슬러지 두께 및 체류시간 등 건조공정 운영조건에 따른 변수별 연구를 수행하였다. 열병합발전소 보일러에서 배출되는 폐열은 온도가 $150^{\circ}C$ 정도로 기존의 슬러지 건조에서는 사용되는 $700^{\circ}C$에 비해서는 매우 저온이다. 하지만 보일러 배가스의 경우, 온도에 비해 많은 풍량을 가지고 있으므로 열량으로 환산시 충분히 가치가 있는 것으로 조사되었다. 염색폐수 슬러지의 경우, 함수율 70% 이내의 탈수 Cake 형태이므로 두께가 두꺼울수록 건조효율이 감소하였으며, 체류시간이 길어질수록 건조효율은 증가하나 20mm 이상에서는 건조효율이 급격히감소하였다. 이를 바탕으로 5톤/일 규모 슬러지 건조 Pilot Plant를 제작하여 운영하였는데, 염색폐수슬러지의 투입공정에서 슬러지와 열풍의 접촉면적을 넓혀 건조효율을 높이기 위하여 슬러지를 압출노즐을 이용하여 슬라이스 칩 형태로 제조하여 건조공정에 투입하였으며, 건조실 내에서도 건조효율의 상승을 위하여 내부열풍순환팬을 설치하여 운영하였다. Pilot 운영결과, 체류시간 52분에서 슬러지의 함수율은 70%에서 10%이하로 감소하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제53권5호
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• pp.137-143
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• 2019

본 연구에서는 단순 폐기 되는 농업폐기물(토마토, 고추, 파프리카)을 고형연료로 재활용하기 위한 열풍건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기소각장 폐열을 열원으로 사용하는 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(수동 교반, 수동 비교반), 건조방식(건조물 정치, 건조물 이송), 건조시간(0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 108 내지 144℃로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 정도의 높은 건조속도를 보였다. 각 실험에서 건조용량은 약 500 kg/hr으로 나타났다. 국내 농산물 건조기 157개의 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율을 비교한 결과 국내 농산물 건조기 57.76%, 개발된 농업폐기물 건조기 33.46%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 개발된 농업폐기물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 건조시간이 짧으며, 건조 중 많은 풍량이 손실되어 건조효율이 저하된 것으로 판단되었다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160℃ 이상으로 예상 되는 바 건조용량이 크게 향상될 것으로 예측된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.463-466
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• 2006

직접 알콜 연료전지는 액체인 알콜을 직접 연료전지에 공급하여 연소시킴으로써 높은 효율을 갖는 휴대용전원으로 주목받는 장치이다. 직접 알콜 연료전지에 담지체로 사용되는 탄소 소재는 넓은 표면적과 우수한 전기전도도를 가지고 있다는 장점 있으나 금속 촉매와의 상호작용이 약하여 촉매 활성에 영향을 주지 못한다. 산화물을 담지체로 사용할 경우 이러한 금속-담지체 간의 상호작용으로 인한 촉매활성 증가 및 입자성장 억제의 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는, 안티몬 도핑된 주석산화물 (Sb-doped SnO2 : ATO nanoparticle)을 직접 메탄올 연료전지용 담지체어 적용하였으며 합성 과정은 다음과 같다. SnC14 5H2O SbC13, NaOH, HCl 수용액 혼합물을 삼구 플라스크에 넣고 $100^{\circ}C$ 온도에서 환류(reflux) 시킨 후 세척 및 건조하여 Air 분위기에서 열처리하였다. 합성된 산화물 수용액에 폴리올 방법으로 합성된 백금 콜로이드를 담지하였으며, 세척과 건조를 통하여 산화물에 담지된 백금 촉매를 촉매를 합성하였다. 촉매의 구조분석을 위해 XRD, TEM을 사용하였으며, 전극촉매로서의 활성을 평가하기 위해 cyclic voltammetry을 평가하였다. 본 연구에서는 백금의 담지량에 따른 Costripping voltammetry특성과 메탄올 및 에탄올 산화 반응 특성에 대하여, 탄소를 담지체로 사용한 Pt/C 촉매와 비교 평가하였다. 알콜 산화반응 평가결과, 주석산화물에 담지한 촉매가 탄소를 담지체로 사용한 촉매보다 우수한 활성을 나타내었으며 활성증가는 메탄올에 비해 에탄올 산화 반응의 경우 크게 증가하였다. 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{99m}Tc$<