• Journal of Biosystems Engineering
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• 제16권2호
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• pp.167-177
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• 1991

곡물 빈에서 벼 건조시 외기 온도에 따른 연료 자동 조절 및 배출공기의 재순환이 에너지 소비, 건조비용 및 건조 시간에 미치는 효과를 분석하기 위해 슬램 II(SLAM II : Simulation Language for Alternative Modeing II)를 이용한 시뮬레이션 모텔을 개발하였다. 따라서 약 64톤의 벼를 연료 자동조절 버너를 갖춘 곡물빈에서 열풍 건조할 때, 절약 가능한 에너지 양과 공기 재순환의 효과를 시뮬레이션을 통해 분석하였으며 이를 실제의 자료와 비교하여 이 모델을 검증하였다. 시뮬레이션에 의한 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 배출공기를 재순환 시키지 않는 상태에서 자동 연료조절 버너를 사용할 경우 관행 버너를 이용한 빈 시스템에 비해, 루이지애나 주에서 8월에 25%의 에너지를 절약할 수 있으며 12월에는 8%의 에너지를 절약할 수 있다. 실제의 건조 실험에서는 8월에 약 30%의 에너지를 절감할 수 있었다. 2. 자동 연료조절 버너를 갖춘 빈 시스템에서 제습을 하지 않은 배출 공기의 재순환은 건조 에너지 소비량과 건조 시간을 증가시켰으며 연료 자동조절 장치의 에너지 절약 효과를 감소시켰다. 따라서 배출 공기를 재순환하여 에너지를 절감하고자 할 때에는 반드시 배출 공기를 제습시켜 습도를 재조절 해야만 했다. 또한 제습된 공기의 재순환 효과는 여름보다 겨울에 더 컸다. 3. 연료 자동조절 버너를 갖춘 빈 시스템에서 벼를 건조할 경우 루이지애나 주, 8월에 물벼의 톤당 건조 비용은 $2.13이었으며 관행 버너를 갖춘 시스템에서는 $2.69이었다. 실험에 의한 실제 건조비용은 자동화 시스템에서 $2.17이었고 관행 시스템에서는 $2.62이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.821-827
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• 2012

슬러지 공기건조장치는 외기로부터 공기를 흡입/송풍하여 이젝터(Ejector) 및 다단 사이클론(Multi-Cyclone)에서 슬러지를 건조하는 시스템이다. 즉 공기건조장치는 외기의 조건에 따라 시스템 성능 변화가 클 뿐 아니라 개루프(Open-Loop) 구조로 되어 있어 에너지 소모량이 큰 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 공기건조장치의 분리기 후단에 응축기(Condenser), 냉각기(Cooler), 압축기(Compressor)로 구성된 제습기를 장착하여 송풍-건조-제습-송풍으로 순환하는 폐루프(Closed-Loop) 공기건조 기술을 개발하였다. 기존의 공기건조와 비교하여 본 기술의 특성을 비교 분석한 결과, 본 시스템의 공기는 외기에 비하여 약 50% 이상의 에너지를 더 많이 함유하고 있었다. 또한 공기가 시스템 내에서 순환하기 때문에 슬러지 건조에 공급하는 공기의 질을 일정하게 유지할 수 있어 시스템을 안정적으로 운용할 수 있을 것으로 분석되었다. 그리고 경제성을 분석한 결과, 폐루프 공기건조장치를 이용하여 슬러지 1톤을 건조하는데 소요되는 비용은 기존의 건조장치에 비하여 약 35% 절감되는 것으로 파악되었다. 따라서 본 기술은 에너지 소모량이 적고, 일정한 품질의 공기를 송풍할 수 있어 시스템의 안정적으로 운전할 수 있는 기술로 평가된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제4권2호
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• pp.25-31
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• 1979

본연구는 건조에 필요한 열과 공기를 열원으로부터의 자연대류만에 의존하는 간역화력건조기의 성능향상을 도모하기 위하여 실시되었으며 옥수수를 대상으로 모형실험을 통하여 분석한 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 건조기 화구의 공기열입구의 크기는 송풍량에 영향을 미치며 공기의 유입속도가 16m/min 이하가 되도록 충분히 만들어야 한다. 2. 곡물층을 통과하는 송풍량은 곡물층의 두께가 클수록 증가하며 송풍량과 곡물층 두께와의 관계는다음식으로 나타났다. $q=CD^{-k}$ 3. 송풍량은 실험범위내에서는 열원으로부터 곡물층의 높이와 가열공기의 온도상승에 따라 각각 직선적으로 증가하였다. 4. 송풍량은 곡물층의 두께, 열원으로부터의 곡물의 높이 및 가열공기의 온도상승에 의하여 옥수수층의 경우 다음과 같이 추정될 수 있다. $ q=0.00265H(\Delta T) D^{-0.76}$ 5. 바람이 송풍량에 미치는 영향은 매우 커서 8km/hr의 풍속을 가진 바람이 유입구측으로부터 볼 때 송풍량은 바람이 없을 때보다 무려 5배나 증가하였다. 6. 건조실의 전후방간의 가열공기의 온도차이는 열원으로부터 곡물층의 높이가 낮을수록 증가하였으며 이 현상은 바람이 불 때 더욱 현저하게 나타났다. 7. 건조기의 벽면을 통한 열손실은 열원으로부터 곡물층의 높이와 가열공기의 온도상승에 따라 각각 직선적으로 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1154-1161
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• 2006

하수 및 상수 처리장에서 발생되는 탈수케이크의 감량화와 재활용 가능한 물질로 생산하기 위한 방안으로 공기건조장치를 구축하였다. 80 m/sec의 공기속도와 30 $m^3/min$의 공기유량, 그리고 공기온도 $40^{\circ}C$로 운전되는 공기건조장치에 함수율 80 wt%이상의 탈수 케이크를 공급하여 건조하였다. 공기 건조장치는 Air Ejector에 의한 고속유동장과 사이클론에 의한 선회 유동장으로 구성되어 있는데, 투입된 탈수 케이크는 선회 유동장에서 1차 파쇄되고 선회 유동장에서 입자간의 충돌효과에 의해 성형되어 최종 구형의 건조분말을 생산한다. 함수율 82.5 wt%인 하수슬러지를 1.0 kg/min의 양으로 탈수 케이크를 공급하여 평균 함수율 62.3 wt%, 평균 입경 2.4 mm인 건조분말을 회수하였다. 이때 수분제거율은 0.1 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg, 공기소모량은 170 $m^3/DS$ kg로 분석되었다. 동일 조건에서 상수 슬러지를 공기건조하였을 때 함수율은 47.5 wt%로 감소하였으며 평균 입경은 2.1 mm 그리고 수분 제거율은 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg으로 증가하였으며 공기소모량은 180 $m^3/DS\;kg$로 증가하였다. 즉 본 기술은 하수 슬러지에 비하여 상수 슬러지의 탈수 케이크를 건조할 때 효율적이며 열을 가하지 않고 공기만으로 건조하여 수분을 감량시키기 때문에 경제적인 슬러지 처리 방법으로 평가된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.117-117
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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 이중 음식물 폐기물은 탈수 후 사료 제조 또는 매립 처리되고 있다. 본 연구에서는 고수분 음식물 쓰레기를 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 본 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 실험실용 열분해장치를 제작하였다. 회사 구내식당 및 창원시에서 수거된 음식물 쓰레기를 실험 원료로 사용하였다. 건조공기 투입 온도에 따른 음식물 쓰레기의 건조 특성을 파악하였다. 음식물 쓰레기 건조실험 결과, 총 건조소요시간은 약 20시간 정도로 나타났으며, 건조속도는 약 2.90 %/hr로 나타났다. 건조시간은 연구 목표치인 1회당 15시간보다 5시간 소요된 것으로 나타났으나 투입 및 배출에 소요되는 예열 및 냉각 시간을 제외하면 약 16시간으로 연구목표치에 근접한 것으로 판단된다. 투입건조공기 온도에 따른 건조시간은 큰 차이를 보이지 않았으며, 특히 $155^{\circ}C$에서 21시간으로 나타나 향후 폐열 활용 시 $200^{\circ}C$ 이상의 고온의 공기를 사용하지 않아도 건조작업이 가능함을 확인하였다. 건조시간 단축을 위해서는 투입공기의 온도보다는 투입공기와 음식물 쓰레기의 접촉 면적이 큰 영향을 끼치는 것으로 판단된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.115-115
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• 2017

2013년 국내 시설(비닐, 유리 온실)에서 재배되는 토마토, 풋고추, 파프리카의 생산량은 총 632,315 톤으로 잎, 줄기 등 발생되는 부산물은 수확량의 약 30%에 해당되는 189,695 톤으로 추정되며 대부분 노지에 방치 유실되거나, 소각 처리된다. 본 연구에서는 이처럼 단순 폐기되는 농업폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 100 kg/hr인 실험실용 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농업기술원 온실에서 재배되는 파프리카, 토마토, 딸기, 가지, 고추 등의 부산물을 실험원료로 사용하였다. 원료성상, 원료이송방식, 송풍량, 건조온도, 건조시간에 따른 부산물 건조특성을 파악하였다. 원료를 비교적 짧게 절단하고 열풍이 배출되는 다공판위를 견인형 컨베어로 이송시키는 형태의 경우 건조실험 결과 세절된 원료에서 추출된 내부 수분이 외부로 유출되어 원료들 사이의 공극을 채워 건조공기가 원료층을 통과하지 못하게 하고, 특히 $100^{\circ}C$ 이상 고온에 노출되는 경우 원료표면에 잔류하는 유출 수분이 건조되면서 막을 형성하여 내부 원료들은 전혀 건조가 되지 못하는 현상이 관측되었다. 이러한 원료내부의 공극형성 불량으로 국부적으로 공기가 통과되는 부분만 집중적으로 급격한 건조가 진행되고 공급된 건조공기 대부분이 이 부분으로 유출되어 효과적인 건조가 전혀 진행되지 못하였다. 피건조물 사이의 공극형성을 위해 원료를 절단하지 않고 수행한 건조실험 결과 건조 풍량 및 온도에 따라 건조속도 및 처리용량이 다르게 나타나는 것을 알 수 있다. 특히 송풍량과 압력을 증가 시킨 건조 결과로 건조 상하층 간 불균일 건조 해소 및 건조속도, 건조능력에서 연구목표 치를 상회하는 결과를 보여준다. 특히 건조공기온도 $150^{\circ}C$ 이하에서 풍량을 증가시켜서 원하는 건조작업 수행이 가능함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제5권2호
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• pp.15-25
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• 1980

본 연구는 현재 국내 농촌에서 문제시되고 있는 벼의 건조와 저장방법을 개선하기위한 한 가지 방법으로써 Grain bin의 이용에 따른 기술적인 적용가능성을 구명하는데 있었으며 건조열원으로서는 상온공기와 Solar collector 에 의한 보충가열공기를 사용하였다. 건조시험에서는 벼의 건조속도, 층별함수율의 변화, 동력소모량, 도청수율 등을 측정 비교하였으며 건조가 완료된 후에는 저장시험도 아울러 실시하였다. 본 시험을 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 본시험에 사용된 Solar Collector 는 집열면적이 $27.7m^2M$의 Flat-plate 형식이며 내부에 태양열의 저장모체로서 약 $7m^2M$의 검은 돌을 사용하였다. Collector 의 효율은 35%이었으며 Collector를 통과하여 Bin으로 들어가는 공기의 온도는 외기온에 비하여 주간에는 약 $4^\circ C$, 야간에는 약 $8^\circ C$, 정도 상승된 것으로 나타났다. 2. 상온공기와 Collector를 이용한 건조험결과 안전저장함수율에 도달하는 데 약 7일과 약 5일이 소요되었다. 3. 태양열 건조는 상온통풍건조에 비하여 곡물층간의 함수율차이가 약간 크게 나타났으나 건조속도가 빠를뿐만 아니라 동력소모량도 적은 것으로 분석되었다. 4. 건조시험이 완료된 직후 이차에 걸쳐 Bin 내에서 저장시험을 실시한 결과 저장기간중 벼의 안전보전이 가능했으며 평균함수율이 12.0~14.5%범위에서 유지되었다.

• 유기물자원화
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• 제17권4호
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• pp.103-111
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• 2009

본 연구에서는 퇴비화에서 첨가제로 주로 사용하고 있는 톱밥을 대상으로 수분 혼합방식으로서의 습윤과정과 건조과정에서의 수분함량별 톱밥의 물리적 성상의 변화로 인한 공기투과성의 차이점을 파악하고자 하였다. 수분증가에 따라 겉보기밀도는 증가하며, 공기공극은 감소하였다. 그러나 습윤 및 건조과정에서 동일한 수분함량일지라도 습윤과정의 공기공극이 건조과정에 비하여 높게 나타나고 있어 습윤과정이 퇴비화 매체 내에서의 공기이동에 유리한 물리적 성상을 보이고 있다. 또한 수분이 증가함에 따라 톱밥 입자크기가 커지며, 수분함량 40%부터 60% 구간에서 습윤과정이 건조과정에 비하여 큰 입자를 형성하였다. 또한, 습윤과정에서는 수분이 증가함에 따라 공기공극이 작아짐에도 불구하고 수분함량 60% 정도에서 차감압력이 가장 낮아지고 이후 수분 포화상태에 도달하면 급격히 증가하고 있다. 건조과정에서는 습윤과정과는 다르게 포화상태에서부터 수분이 감소함에 따라 차감압력이 지속적으로 감소하는 경향을 보이고 있다. 퇴비화에서 주로 활용되는 건조기준 수분함량 0.67(습량기준 40%) 이상의 수분함량 구간에서 유입 공기유량이 동일할 경우 습윤과정이 건조과정에 비하여 차감압력이 낮아 공기투과성이 개선되어 있음을 알 수 있다. 또한 동일한 수분함량에서의 차감압력은 유입 공기유량에 비례하여 증가하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 실험결과로서, 퇴비화공정에서 매체내의 공기이동성을 원활하게 하기 위하여는 습윤과정이 적절하며 수분함량 60% 정도가 최적의 운영조건이라 판단된다.

• 태양에너지
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• 제18권2호
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• pp.91-104
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• 1998

본 연구에서는 냉매 HFC134a를 사용한 배치형 열펌프건조기(Batch type heat pump dryer)에 대하여 수치적 해석을 수행하였다. 즉 냉매의 과열도와 과냉도를 일정하게 유지하고 공기의 질량유량, 공기의 바이패스비(bypass ratio), 압축기의 회전속도, 건조기의 입구건구온도에 따른 건조기의 성능을 분석하였다. SMER에 대하여 수치해와 실험치를 비교한 결과 최대 10%이내에서 잘 일치 하였다. 또한 공기의 질량유량에 대하여 적정공기의 바이패스비가 존재하며, 건조기 입구온도가 $35^{\circ}C$이고, 압축기 회전속도가 1360rpm일 때, 공기질량유량이 0.5kg/s에서는 공기의 바이패스비가 30%, 0.7kg/s에서는 공기의 바이패스비가 40%, 0.9kg/s와 1.1kg/s에서는 공기의 바이패스비가 50%에서 최대의 SMER이 나타다. 그리고 압축기 회전속도가 증가함에 따라 SMER은 감소지만 COP는 증가하고 건조기의 입구건구온도가 증가함에 따라 SMER과 COP는 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2004년도 제5회 정기학술발표대회 논문집
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• pp.250-255
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• 2004

경부고속철도는 1990년 기본계획 수립 후 2차례의 기본계획 변경과 함께 사업기간도 1998년에서 2002년으로 조정 후 다시 1단계 2004년, 2단계 2010년으로 변경되었다. 이렇게 잦은 사업계획 변경과 사업기간 연장은 고속철도 건설사업뿐만 아니라 국가에서 수행하고 있는 대형 국책사업에서 일반적으로 발생되고 있다. 이러한 공기지연으로 인하여 발생되는 경제적, 사회적 손실은 그 규모가 상당하다. 경부고속철도 건설사업에 있어서 발생된 공기지연을 분석하기 위한 방법으로써 `거시 $\cdot$ 미시적 공기지연분석방법(Macro Micro Delay Analysis Method ; MMDAM)'을 적용하였다. 전체 공구를 사업 시행일자가 달랐던 서울$\~$천안 구간, 천안$\~$대전 구간, 대전$\~$대구 구간으로 나누어 각 구간에 대한 해당 구간에 대한 거시적 분석으로써 진척도 곡선을 이용한 분석, 구조물 특징에 따른 분석, 책임사항별 분석을 실시하여 주요 지연공구와 공기지연인자들을 규명하였다. 미시적인 방법으로 일정관리 공정표를 이용한 예정공정표를 이용한 방법, 완료공정표를 이용한 방법, 시간경과에 따른 방법을 통해 주요 공기지연인자 및 공기지연일수, 그에 따른 책임소재를 규명하였다. 이를 통해 분석된 결과를 토대로 세 추간을 상호 비교분석하여 각 구간의 특징에 따른 공기지연인자가 전체 공기에 어떠한 영향을 미쳤는지 분석하였다. 마지막으로 규명된 공기지연인자에 대해 한국철도시설공판의 담당자들을 대상으로 설문조사를 실시하여 각 공구에 발생했던 공기지연인자들의 전체공기에 대한 영향정도를 측정하여 정량적으로 도출하였다. 이를 각 구간에 대해 상호 비교 분석함으로써 대형국책사업에서의 공기지연인자에 대한 분석 방법론을 정립하였고 공기지연 분석 방법론의 현실적 적용을 위한 제언과 그에 따른 개선사항에 대해 도출하였다.있는 발판을 마련하게 된다고 추정하였다. 0.5%가 control사이에서 0.95로 가장 색차가 크게 나타났으며, 그 다음이 냉동분쇄 0.5% 0.83으로 나타나 송이의 첨가율이 높을수록 색차가 크게 나타나는 것을 알 수 있다. 색차가 가장 낮은 제품은 법동분쇄 0.3%, 동결건조 0.3%로 나타났다. 송이양갱의 색(color), 냄새(flavor), 맛(taste), 외관(appearances), 질감(viscosity), 종합적 평가(overall acceptability) 등의 관능평가를 실시한 결과 중 색에 대한 기호도는 냉동분쇄 0.1% 송이양갱이 가장 높은 것으로 나타났으나, 집단간 유의한 차이는 나타나지 않았고, 냄새는 동결건조 0.1%의 송이양갱이 3.38로 가장 점수가 높았으며, 냉동분쇄 0.3%의 송이양갱이 2.81로 가장 낮은 기호도를 나타내었다. 맛에서는 p<0.01수준에서 집단간 유의한 차이를 나타내었는데, 동결건조 0.1%가 그 중 가장 높은 기호도를 나타내었으며, 그 다음이 동결건조 0.5%였다. 가장 낮은 선호도를 나타낸 것은 열풍건조 0.5%였다. 질감은 P<.05 수준에서 집단간 유의미한 차이를 나타내었으며 동결건조 0.1%가 가장 높은 기호도를 나타내었으며, 동결건조 0.5%함유 송이양갱이 1.21로서, 현저히 낮은 기호도를 나타내었다. 종합적인 평가에서는 동결건조 0.1%함유 송이양갱이 가장 높은 기호도를 나타내었고 열풍건조 0.5% 함유 송이양갱이 가장 낮은 기호도를 나타내었다. 이상의 연구결과에서 각기 다른 전처리를 한 송이의 첨가량에 따른 송이양갱의 이화학적 특성에서는 큰 차이가 없었으나, 동결 건조한 송이를 0.15% 첨가한 송이양갱이 관능적 기호도 특성에서 가장 적당한 것으로 평가되어 실용화에는 동결건조 처리한 송이버섯을 0.1% 첨가하여 송이양갱을 제조하는 것이 가장 좋은 것으로 권장된다.ula showed a good agreement with the