• 제목/요약/키워드: 공정열

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수치해석을 활용한 마찰교반용접 공정의 온도 특성 분석 연구 (Study on Temperature Characteristics of Friction Stir Welding Process by Numerical Analysis)

  • 김무선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.513-518
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    • 2019
  • 마찰교반용접(Friction Stir Welding) 기술은 금속 소재를 대상으로 하는 용접기술 중의 하나로 용접대상이 되는 소재와 고속으로 회전하는 용접툴 사이의 마찰로 인한 열을 활용하여 소재의 융점 이하 온도에서 접합하는 기술이다. 이번 연구에서는 마찰교반용접을 진행할 때, 용접 대상물의 내부 온도 변화를 분석하기 위한 방법으로 수치해석기법을 사용하였다. 용접소재로는 마그네슘 합금인 AZ31을 고려하였으며, 용접현상을 멜팅풀(melting-pool)이 생성되는 유동특성으로 간주하고 유동해석을 수행하기 위해 유동특성 수치해석 툴인 FLUENT를 이용하였다. 용접과정의 유동해석을 진행하기 위해 용접소재는 고점도 뉴턴 유체로 가정하였고, 용접툴과 용접대상 소재의 경계면은 마찰 및 미끄러짐이 동시에 발생하는 조건으로 경계조건을 선정하였다. 그리고 용접툴의 회전속도 및 용접속도를 변수로 하여 다양한 해석을 진행하였다. 해석 결과로부터 용접툴의 회전속도가 높을수록, 용접속도가 느릴수록 소재 내 최고온도가 증가함을 확인할 수 있었으며, 그 중 용접툴의 회전속도 차이가 온도 변화에 더 큰 영향을 보임을 확인하였다.

계면중합법에 의한 파라핀왁스의 마이크로캡슐화에 있어서 SDS 첨가량이 미치는 영향 (Effects of the SDS Dosage on the Paraffin Wax Micro-Capsulation by the Interfacial Polymerization)

  • 신세순;정재윤;김영호;임명관;최동욱
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.60-68
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    • 2012
  • 이 연구에서는 건물의 사용에 있어서 잠열의 축열 성능을 이용하여 에너지를 절감할 수 있는 축열 건자재로서 멜라민 수지를 콘크리트 벽체 물질로 하는 파라핀 왁스의 마이크로 캡슐화를 통한 축열미립자의 제조에 관하여 연구하였다. 마이크로 캡슐화 공정에 있어서 계면활성제로서 SDS의 첨가량이 미치는 영향을 검토하였으며 제조된 축열미립자의 축열 성질을 비교하였다. SDS가 첨가됨에 따라서 마이크로캡슐화가 가능하였으며 첨가량이 증가함에 따라서 보다 단단한 캡슐이 형성되었다. 또한 적정 첨가량에서는 매우 균일한 재료가 형성되었다. 또한 SDS 첨가량은 제조된 축열 미립자의 축열 성질에도 영향을 크게 미쳤으며 첨가량이 증가할수록 왁스의 융점 온도에서 열 저장 및 방출 현상이 뚜렷히 관찰되었다. 이 연구는 건물의 사용 에너지 절감을 위해 마이크로 캡슐화된 PCM을 콘크리트 벽체에 적용하는 연구 시리즈의 일부이다.

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김밥 제조공정에서의 미생물 오염도 평가 및 감마선 조사를 이용한 김밥의 보존안정성 향상 (Determination of Microbial Contamination in the Process of Rice Rolled in Dried Laver and Improvement of Shelf-life by Gamma Irradiation)

  • 김동호;송현파;김재경;김정옥;이현자;변명우
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.991-996
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    • 2003
  • 김밥 원료 및 김밥 보존 중의 일반 호기성세균과 대장균군의 분포를 측정하고 감마선 조사에 의한 김밥의 위생성 및 보존성 개선 가능성을 살펴보았다. 김밥 원료 중 미생물 오염이 가장 큰 것은 김이었으며 비가열 채소인 오이의 오염가능성도 높았으나 실제로 김밥에 오염된 미생물의 대부분은 제조과정에서 환경으로부터 유입되었다. 김밥의 보존 중 일반세균의 생장은 밥과 계란에서 가장 높았으며 대장균군의 생장은 동물성 원료인 계란과 햄에서 현저하였다. 김밥의 감마선 조사에서 일반세균은 2kGy 이상의 선량에서 2∼4 log cycle 수준으로 감소하였으며 대장균군은 2 kGy 이상의 선량에서 대부분 사멸되었다. 감마선 조사선량에 따른 김밥의 관능평가 결과 3 kGy 조사구는 대조구에 비하여 관능적인 선호도가 현저히 낮았으며 2 kGy 조사구는 감마선 조사 직후 대조구에 비하여 다소 선호도가 낮았으나 15$^{\circ}C$에서 24시간 보존 후에도 안정적인 관능특성을 나타내었다. 따라서 김밥의 위생성 및 보존성 개선을 위하여 2 kGy의 감마선 조사가 적정 수준인 것으로 평가되었다.

Chitosan Microbeads에 의한 효소고정화 (Immobilization of an Enzyme with Chitosan Microbeads)

  • 손흥식;박성민;손병일;최현미;이근태
    • 한국수산과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.83-87
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    • 1999
  • Chitosan의 산업적 응용분야 중 효소의 고정화담체로서의 이용 가능성을 확인하기 위한 방법으로 알코올 발효공업에서 다량으로 사용되어지고 있는 담화효소인 amyloglucosidase를 공유결합에 의한 고정화를 시도, 여러가지 반응조건에서의 활성변화를 free enzyme과 비교해 보았으며, 생산공정에서 사용되어지고 있는 액화전분용액에 대한 반응을 실시하여 효소고정화를 위한 담체로서의 chitosan 적용가능성을 검토한 결과, 제조되어진 chitosan bead의 직경은 약 1.2mm 정도였으며 고정화시에 AMG의 농도 6mg/ml가 최적의 반응액농도로서 더 이상의 농도 증가에도 불구하고 거의 일정한 수준의 고정화율을 나타내었으며 pH 4.2인 0.01 M sodium acetate 완충액, 반응온도 $55^{\circ}C$, 15min의 조건에서 free enzyme에 대한 상대효소활성도는 $97.8\%$에 달하였고, 고정화효소의 효소활성의 최적온도조건은 $55^{\circ}C$로서 free enzyme의 그것과 동일한 것으로 나타났다. 고정화효소의 최적 활성조건은 pH 4.2로서 free enzyme과 동일하였으며 중성 이후의 영역에서는 free enzyme에 비하여 상대적으로 높은 효소활성을 나타내었고, 열에 대한 내성에 있어서, 가열온도 $30^{\circ}C$를 기점으로 free enzyme에 비하여 상대적으로 소폭 증대되어진 활성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 알코올발효용 액화전분용액에 대한 free enzyme 및 고정화효소의 반응시, 두 시료 모두 $55^{\circ}C$에서 최대의 활성을 나타내었으나 고정화효소의 free enzyme에 대한 상대활성도는 $62.6\%$ 였다.

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하수슬러지의 혐기적 소화효율 향상을 위한 전처리 효과 (The Effect of Pre-treatment on the Anaerobic Digestion of waste Activated Sludge)

  • 강창민;김봉근;김인수;김병태
    • 유기물자원화
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    • 제9권1호
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    • pp.90-98
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    • 2001
  • 혐기성소화공정에서 슬러지의 용해가 전체 반응속도를 제한하고 있다. 용해율 향상을 위해 산(pH1.5, 3, 4, 5) 및 알칼리처리(pH9, 10, 13), 열처리(50, 100, 150, $200^{\circ}C$) 및 초음파처리(400W, 20kHz, 15, 20, 25, 30. 35, 40, 50, 60min)가 각 조건에서 실시되어 아래의 결과를 얻었다. 용해효과는 SCOD기준으로 무처리에 비해 산처리는 효과가 매우 낮았고, 알칼리처리는 pH13에서 986%, 열처리는 $200^{\circ}C$에서 959%, 초음파처리는 처리시간 35분에서 온도고정의 경우 802%, 온도 무고정의 경우 1123%의 높은 효과를 나타내어, 초음파처리가 가장 효과적이었다. VS/SS비율은 전처리에 따른 용해율과 정의 상관성을 가져, 용해율 효과의 지표로써 이용 가능했다. 총가스발생량은 열처리 $200^{\circ}C$가 무처리에 비해 1.8배, 열처리 $150^{\circ}C$가 1.4배, pH9의 알칼리처리가 1.2배, 온도 무고정 초음파 90분처리가 1.3배의 가스증산 효과를 나타내어, 열처리의 경우가 가장 효과적이었다. 또한 초음파처리의 경우, 온도고정보다 무고정의 경우가 저온 열처리의 동시효과가 있어 보다 효과적이었다.

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술폰화 공정을 통해 제조한 고분자 전해질형 연료전지용 폴리(아릴렌 이서 케톤) 블록 코폴리머 (Poly(arylene ether ketone) block copolymer prepared through sulfonation process for polymer electrolyte membrane fuel cell)

  • 장혜리;남기석;유동진
    • 에너지공학
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    • 제25권3호
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    • pp.66-72
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    • 2016
  • 본 연구에서는 술폰화된 sodium 5,5'-carbonylbis(2-fluorobenzene sulfonate) 단량체를 이용하여 친수성 올리고머를 합성한 뒤 소수성 올리고머와 1:1로 공중합반응을 시켜 sulfonated poly(arylene ether ketone) (SPAEK) 공중합체를 합성하였다. 제조한 공중합체의 구조 분석은 $^1H$-NMR, FT-IR, GPC를 사용하여 실시하였고, GPC에서 공중합체의 평균분자량은 $209,700g\;mol^{-1}$, 다분산지수(PDI)는 1.25이었다. 열적 안정성을 확인하기 위하여 TGA 분석을 실시하였고, $200^{\circ}C$이상에서의 열 안정성을 확인하였다. 고분자 전해질 막의 양이온 전도도는 상대습도 100%, $80^{\circ}C$의 온도에서 약 $9.0mS\;cm^{-1}$이었다. 측정된 결과로부터 본 연구에서 제조한 탄화수소계 전해질 막은 술폰화 정도를 증가시키거나 약간의 구조적 변형을 통해 연료전지용 고분자 전해질 막으로 적용 가능할 것으로 기대된다.

산사자 추출물의 트롬빈 저해활성 (Thrombin Inhibition Activity of Fructus Extract of Crataggus pinnatifida Bunge)

  • 류희영;김영관;권인숙;권정숙;진익렬;손호용
    • 생명과학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.535-539
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    • 2007
  • 식용 및 약용으로 광범위하게 이용되고 있는 산사자의 유용 생리활성 검토를 목적으로 산사자 추출물 및 분획물을 조제하여, 혈액내의 혈전 생성에 직접 관여하는 인간 트롬빈의 thrombin time(TT) 및 activated partial thromboplastin time(aPTT) 증가 활성을 측정하여 항혈전 활성을 평가하였다. 산사자의 항혈전 물질은 물 추출보다는 메탄을 추출이 적합하며(추출효율 40.4%), butanol 분획에서 가장 강력한 활성을 나타내었다. 산사자의 butanol 분획물은 1.25 mg/ml의 농도에서 835%의 TT 증가, 315%의 aPTT 증가를 보여 아스피린보다 2.9배 이상의 강력한 항혈전 활성을 나타내었다. 이러한 항혈전 활성은 기존의 보고된 quercetin, kaempferol, myricetin 및 rutin과는 무관하였다. 또한 산사자의 활성물질은 0.5 N HCl 처리시 120분 이상 안정하였으나, $100^{\circ}C$, 30분 열처리에는 85% 이상의 활성소실이 나타나 열에 매우 민감한 물질로 확인되었다. 본 연구결과는, 비열 처리와 적합한 가공 공정이 가능하다면 산사자 추출물이 혈액순환 장해 및 혈관계 질환 예방 및 치료제로 개발 가능함을 제시하고 있다.

레토르트 파우치 미반(米飯)의 가열살균에 관한 연구 (Studies on the Thermal Processing of Cooked Rice Packed in Retort Pouch)

  • 이신영;이상규;변유량;유주현;한병곤
    • 한국식품과학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.153-159
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    • 1981
  • Retort pouch 식품의 가열살균에 관한 연구의 일환으로 軍用(군용) 및 야외휴대용(野外携帶用)으로의 활용이 크게 기대되는 미반(米飯)에 대해 미생물학적으로 안전하면서 품질의 손실을 최소로 할 수 있는 적정 가열살균조건을 수증기 공기 혼합계(系) 가견수냉식(加堅水冷式) 살균장치를 이용하여 검토하였다. 두께 $15{\sim}25mm$인 retort pouch 미반(米飯)에 대해 열처리온도 $110{\sim}120^{\circ}C$범위에서 열침투시험을 행한 결과 수증기비(比) 65%이상에서는 열전달속도는 수증기비(比)의 영향을 받지 않았으며 $j_h$값은 $1.11{\sim}1.17$로 두께에 관계없이 거의 일정한 값을 보였고 $f_t$값은 두께에 따라 증가하여 $12.0{\sim}16.5$분이었다. 미생물학적으로 안전한 retort pouch 미반(米飯)의 살균조건은 장기 저장시험결과 $F_0$6.0이상인 것으로 나타났다. 열처리 공정의 C값 및 살균한 미반(米飯)의 가열변색을 검토한 결과 최적 품질보유가 가능한 온도-시간조건은 시료두께 15mm의 경우 $120^{\circ}C$에서 승온 및 하강시간을 포함한 38분이였다.

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도금 유물에서 확인되는 확산 현상에 관한 연구 (A Study on Elemental Diffusion in Gilded Artifacts)

  • 전익환;이재성;박장식
    • 보존과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.109-120
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    • 2010
  • 본 연구에서는 삼국, 고려, 조선시대의 금동유물 각 한 점과 제작시기를 알 수 없는 금동유물 한 점 그리고 고려의 금은유물 한 점을 선택하여 도금층과 바탕금속 간에 일어나는 금속원소의 확산현상을 살펴보았다. 그 결과 대부분의 유물에서 확산에 관한 직간접적인 증거가 확인되었으며, 특히 조선시대의 금동장식에 대한 분석결과로부터는 이러한 확산현상이 도금공정에 의도적으로 활용되었을 가능성이 제기되었다. 확산이 일어난 금동유물의 도금층에서는 표면에서 내부로 갈수록 점차 금함량이 감소하면서 구리함량이 증가하였으며 이로 말미암아 도금층과 바탕금속 간의 경계가 불분명해지는 것으로 드러났다. 이러한 점진적 조성변화는 열에 의한 확산에 기인하는 것으로, 도금층 전체에 산소함량이 매우 낮은 점으로 보아 이것이 매장도중 부식에 의하여 초래되었을 가능성은 매우 낮다. 확산정도에 따라 금동유물의 표면색조에는 차이가 발생하게 되는데, 확산에 의한 색조변화는 표면의 미소형태나 화학조성 면에서 부식에 의한 것과 분명하게 구별되는 것으로 밝혀졌다. 금은유물에서는 금은의 확산과 더불어 도금층의 수은도 바탕금속으로 이동하는 현상이 확인되었다.

초임계수 산화공정에 의한 원전 폐수지 처리기술 (Treatment of Spent ion-Exchange Resins from NPP by Supercritical Water Oxidation(SCWO) Process)

  • 김경숙;손순환;송규민;한주희;한기도;도승회
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.175-182
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    • 2009
  • 유동층 비중차 분리기를 이용하여 혼합 폐 이온교환수지에서 폐 양이온수지와 폐 음이온수지로 분리하였으며, 원소분석과 열분석으로 분리가 잘 되었음을 확인하였다. 비중차 분리를 통해 얻은 수백 미크론의 구형 알갱이 형태의 폐 양이온수지와 폐 음이온수지 각각을 볼밀로써 24시간 습식 분쇄하여 적정 입도 이하의 입자가 균일하게 분산된 고농도 슬러리를 얻은 다음, 희석하여 $COD_{cr}$, 농도 25,000ppm의 시료를 준비하였다. 실험실 규모의 소형 초임계수산화(Super Critical Water Oxidation, SCWO) 장치(반응기 용량 : 220 mL)로써 화력발전소에서 발생한 폐 양이온수지와 폐 음이온수지에 대해 최적의 분해조건을 확립한 다음, 파일럿플랜트(반응기 용량 : 24 L)로 scale-up 실험을 수행하였다. 우선 화력발전소의 폐수지로서 파일럿테스트를 실시한 다음, 원자력발전소의 폐수지로써 파일럿테스트를 수행하여 최적의 분해조건을 설정하였다. 실험실 규모의 소형 SCWO 장치와 파일럿플랜트의 설계 및 운전에서 얻은 경험을 바탕으로 원자력발전소 내에 설치 가능한 규모로 상용설비(처리용량 : 150kg/h)를 설계 중에 있다.

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