본 연구는 유기성 폐기물 중 음식 폐기물의 고형연료제품으로서의 활용 가능성을 평가하기 위해 건조 음식 폐기물의 물리화학적 성질 및 연소 특성을 분석하였다. 기존 고형연료와의 성상 차이를 비교함으로써 건조음식 폐기물의 연료로서의 특성을 분석 하였으며, 연료화 후 연소 특성을 파악하였다.음식 폐기물 시료 2종과 고형연료 제조설비로부터 생산된 고형연료 시료 2종을 이용하여 원소분석, 공업분석, 발열량분석, TGA 분석 실험을 진행 하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 건조 음식 폐기물의 수분함량과 회분함량은 각각 1.7~10.0 wt.%, 7.8~11.7 wt.%로 고형연료 품질기준을 만족하였으며, 건조 음식 폐기물의 저위발열량은 4,000~4,720 kcal/kg으로 고형연료의 품질기준인 3,500 kcal/kg보다 높은 것으로 나타났다. 건조 음식 폐기물의 TGA 분석 결과, 연소반응은 약 200℃에서 시작하여 약 500℃에서 연소 속도가 가장 높았다. 100~200℃ 사이에서 수분 증발 후, 200~500℃ 사이에서 초기 휘발분, 탄소 및 잔류 휘발분의 방출 및 연소가 이루어졌다. 건조 음식 폐기물의 높은 발열량 및 낮은 수분, 회분 함량을 바탕으로 향후 효율적 건조 기술 적용 및 엄격한 품질 기준 검사를 통해 건조 음식 폐기물의 고형연료화가 가능한 것으로 판단된다.
η$_{evap}$분자량에 따라 다양한 생리활성을 나타내는 아가리쿠스버섯에서 분리한 조단백다당류를 고부가가치 기능성 소재로 개발하기 위하여 막분리 및 분무건조 공정에 따른 특성을 조사하였다. 아가리쿠스버섯 조단백다당류를 분자량 크기에 따라 여과하는 동안 공정온도에 따른 투과플럭스의 변화는 10 kDa와 130 kDa 모두에서 유사하였는데, 막분리 온도 및 압력이 증가함에 따라 비례적으로 증가하였으며, 4$0^{\circ}C$에서의 투과플럭스가 가장 높았다. 시간에 따른 투과플럭스의 변화는 막분리 30분 경과시 급속히 감소하였으며, pore size가 10 kDa와 150 kDa일 때 공정압력이 각각 1.2kgf/$\textrm{cm}^2$와 2kgf/$\textrm{cm}^2$에서 가장 높았다. 한외여과 후 아가리쿠스버섯 조단백다당류의 점도는 여과 전 13.9cP에서 여과후 10kDa이 하와 10∼150 kDa구간은 각각 10.8, 11.9cP로 점도가 저하되었으나, 150 kDa이상은 20.1cP로 점도가 증가되었다. 분자량 크기가 다른 3가지 분획물에 대한 분무건조 공정에서의 열효율성은 가열공기온도, 시료공급속도 및 농도가 증가할수록 열효율성이 증가함을 알 수 있었으며, 시료공급속도가 가장 중요한 영향인자임을 확인하였다.다.
마이크로웨이브에 감응하는 주요물질인 Li와 Zn계 전구체를 다양한 조건별로 혼합 및 열처리하여 유전발열소재(dielectric heating materials)를 제조하였다. 제조된 발열소재의 표면 형태 등의 변화를 SEM 분석으로 확인하였으며 기공구조, 열처리 단계 그리고 표면에 형성되어 있는 $Li_5Fe_5O_8$ 물질이 발열성능에 주요한 영향인자임을 확인하였다. 또한 슬러지 건조 장치에 발열소재가 적용되었을 경우와 그렇지 않은 경우 25%의 함수율을 갖는 슬러지가 각각 6.34%, 15.22%로 건조되어 슬러지 수분 제거효율이 58.34% 상승하였음을 확인하였다. 이에 따라 발열소재가 마이크로웨이브 건조 공정의 성능 및 효율에 직접적인 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.
1) 고구마의 경제적 활용과 이유식품의 개발을 목적을 고구마 대두분 및 기타 영양소를 사용하여 단백함량이 20%되는 이유식품을 드럼건조법에 의하여 제조하는 방법을 설정하였다. 2) 이 제품의 단백효율(PER)은 2.63 으로서 고구마 대신 옥수수전분을 사용한 제품의 PER(3.30)보다 낮았는데, 이는 드럼건조중 가용태 라이신의 파괴에 의함을 알았다. 3) 본 이유식품의 전체영양가 (사료효율, 체성분의 조성, 단백질보유율)는 우유식품이나 고구마 대신 옥수수전분을 사용한 이유식품과 비슷하였다.
Rhodotorula giutinis KCTC 7989내에 존재하는 카로티노이드를 효율적으로 추출하기 위한 방법에 대해 연구하였다. R. glutinis에 의해 생합성되는 카로티노이드의 조성은 torularhodin 61.7%, $\beta$-carotene 28.8%, torulene 9.5%이었다. 세포 내에 존재하는 카로티노이드를 추출하기 위해 HCI로 세포를 전처리할 경우 열처리의 병행이 중요한 인자였지만, DMSO를 사용한 경우는 열처리 유무에 큰 영향을 받지 않았다. 추출용매에 따라 추출되는 카로티노이드의 조성이 영향을 받았다. 특히 벤젠과 클로로포름은 torularhodin의 추출에 효과적이었으며, 디에틸에테르를 사용했을 때 카로티노이드의 전체 추출농도가 가장 높았다. 건조된 세포나 습한 세포에 비해 냉동 건조된 세포에서 카로티노이드의 추출효율이 높게 나타났다.
녹차 잎을 건조 분말하여 래디칼 소거기능을 추출하는 공정으로 순환 이산화탄소유체추출기를 활용할 때의 추출 최적조건을 구하였다. 건조한 녹차 잎의 분말사이즈는 80/100 mesh로 하고, 추출 압력과 온도를 각각 125 kgf 및 $25^{\circ}C$로 12시간 추출한 경우 가장 추출효율이 좋았다. 또한 용매를 열수추출과 에탄을 농도 를 달리한 추출 방법으로 나누어 래디칼 소거기능을 추출하였다. 그 결과, 에탄올 $95\%$농도에서 추출한 경우 가장 효율이 높았으며, 온도는 $100^{\circ}C$로 30분 추출이 최적 조건이었다. 각 추출 방법에 따른 추출 수율과 안정성을 비교한 결과, 이산화탄소유체를 이용한 녹차 래디칼 소거기능 추출 공정이 열수나 에탄올에 비하여 각각 2.8배 및 1.87배 수율이 높았으며, 안정성 실험에서도 활성의 소실이 거의 없었다.
초소형 추력기의 최적화를 위한 연구로 촉매 담지 조건을 변화시키면서 성능 평가를 실시하였다. 촉매의 담지 조건 중 촉매 전구체를 용해시키는 전해물질의 산성도를 변화시켰다. 또한 각각의 경우에 대해 건조 조건을 달리하면서 이에 따른 성능 평가를 실시하였다. 이를 통해 촉매 담지 조건이 추력기 성능에 미치는 영향을 알아보았다. 추진제로는 90wt% 과산화수소를 사용하였으며, 높은 분해성능을 보이는 백금을 촉매로 사용하였다. 초소형 추력기의 목표 추력은 0.1N이며 성능 평가를 위해서 특성속도 효율과 온도 효율을 사용하기로 하였다.
'Ionic wind' is phenomenon induced by corona discharge which occurs when large electric potential is applied to electrodes with high curvature. The ionic wind has advantage that it could generate forced convective flow without any external energy like separate pump. In this study, 'pin-mesh' arrangement is utilized for experiments. First, optimization of configuration is conducted with local momentum of ionic wind behind the mesh. Empirical equation for prediction about velocity profile was derived using the measured results. Secondly, the enhancement of mass transfer rate of acetone with ionic wind was analyzed. Also, the drying efficiency using a fan which has same flow rate was compared with ionic wind for identification of additional chemical reaction. At last, the drying process of organic solvent was visualized with image processing. As a result, it was shown that the use of ionic wind could dry organic matter four times faster than the natural condition.
본 연구는 건조 스트레스에 따른 Prunus maximowiczii(산개벚나무) 및 Prunus serrulate Lindl. var. pubescens(Makino)Nakai(잔털벚나무)의 광합성 특성 및 광계II 활성에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였으며, 건조 스트레스(drought stress, DS)는 30일간의 단수처리를 통해 유도하였다. 건조 스트레스가 진행됨에 따라 토양 수분함량은 감소하였으며, DS 10~12일 사이에 두 수종모두 10% 이하로 건조한 상태가 되고, DS 15일 이후부터는 5% 이하로 나타나 위조가 시작되는 조건에 해당되었다. DS 10일부터 최대광합성 속도, 광보상점의 감소가 두드러졌고, 암호흡 및 순양자수율은 DS 15일에 크게 감소하다가 DS 20일 이후부터 증가하는 경향을 보였다. 또한 산개벚나무의 기공증산속도는 DS 15일에 크게 감소한 뒤 DS 20일 이후부터 증가하였으며, 수분이용효율은 DS 15일에 증가한 뒤 DS 20일 이후부터 감소하였다. 잔털벚나무의 경우 기공증산속도는 DS 20일에 크게 감소한 뒤 이후부터 증가하였으며, 수분이용효율은 DS 20일에 증가한 뒤 이후부터 감소하는 경향을 보였다. 이는 수분 손실을 막기 위해 기공을 닫게 되어 수분이용효율이 일시적으로 증가한 것을 의미한다. 엽록소 형광분석을 통해 산개벚나무는 DS 15일, 잔털벚나무는 DS 20일 이후에 기능지수(PIABS) 및 에너지전달 효율의 감소가 두드려졌으며, 광계II의 활성이 감소되었다. 특히, Ts-Ta, PIABS, DIO/RC, ETO/RC는 토양수분함량의 감소와 광합성 특성과도 유사하게 나타나, 수목의 건조 스트레스를 평가하는데 있어서 유용한 변수로 활용될 수 있을 것으로 보인다.
The characteristics of a condenser dryer and a vented dryer that are common types of domestic clothes dryers for home use are predicted and compared in an effort to improve the efficiency and to overcome economical and environmental problems due to its inefficient power consumption. In the present study, a drying system is simplified by assuming the mechanism is composed of several elements such as heater and drum and mathematical models using the mass and energy conservation of moisture and air through each element are defined. Based on this mathematical model, the computational tool is developed to predict temperature, humidity and enthalpy of moisture and air in a drum and remained moisture contents (RMC) in drying materials. The computational results are verified by comparing with experimental results from existing studies. In addition, the efficiency of a dryer is calculated using these predicted results for a given condition and the drying characteristics of a condenser dryer and a vented dryer are compared and analyzed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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