• Title/Summary/Keyword: 동시 및 단계반응

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Determination of Optimum Reaction Conditions for Pyrolytic Coprocessing of Waste Plastics with Waste Motor oil by Statistical Experimental Design (통계적 실험계획에 의한 폐플라스틱/폐유의 최적 열분해 반응조건 결정)

  • Yoon, Wang-Lai;Park, Jong-Soo;Jung, Heon;Lee, Ho-Tae;Ko, Sung-Hyuk;Kim, Sung-Hyun
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.8 no.1
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    • pp.189-201
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    • 1999
  • 범용 열가소성 플라스틱(polyethylene(PE), polypropylene(PP), polystyrene(PS), polyethylene-terephthalate(PET), acrylonitrile-butandiene-styrene(ABS))과 폐윤활유의 동시처리 열분해반응 실험을 수행하였다. 반응실험은 40$m\ell$ 용량의 회분식 미분반응기(microreactor)를 이용한 실험과 1리터 용량의 autoclave를 이용한 실험의 두 가지로 구분하여 행하였다. 전자의 경우는 통계적 실험적계획법(statistical experimental design)의 하나인 회전계획실험(rotatable design experiments)으로서 오각형 실험계획(pentagonal experimental design)에 의거한 반응변수 실험을 수행한 후 반응표면(response surface)을 회기분석법에 의하여 분석함으로써 최대의 오일 수율을 얻을 수 있는 최적 반응조건을 추적, 결정하였다. Autoclave 반응실험의 기본적인 목적은 실제 연속공정에 있어서 열분해 반응기 거동을 모사하기 위한 전초단계로서 충분한 시료의 확보를 통하여 이 때 생성된 연로유의 체계적인 분석(비등점분포특성, 진공증류, 기체분석, 원소분석, 발열량, 비중 등)을 행함으로써 연료유 수율 및 품질을 모사하고자 하였다. 미분반응기 실험에 있어서 주 범용열가소성수지인 PE, PP 그리고 PS는 각각의 최적반응조건하에서 거의 100%에 가깝게 오일로 전환되었지만 응축수지인 PET와 그래프트공중합수지인 ABS의 오일수율은 각기 78% 및 90%로서 상대적으로 낮게 나타났다. Autoclave를 이용한 실험의 경우 혼합플라스틱을 폐유에 대하여 40wt% 혼합하여 열분해하였을 때, 80wt% 오일, 15wt% 코우크, 그리고 나머지 5wt%는 탄화수소기체(C1-C6)로 전환되었다. 진공증류(252$^{\circ}C$,2 torr) 결과, 기/액-분리도는 3으로서 이는 생성오일의 75wt%가 경질연료유(가솔린, 등유, 경유)로 회수 가능하였다.

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Stability Analysis of Wakes with Chemical Reaction (연소 반응을 가지는 후류 유동의 불안정성)

  • 신동신;홍성제
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1998.04a
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    • pp.17-17
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    • 1998
  • 연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

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Minimization of Carbon Monoxide in the High Efficient Catalytic Shift for Fuel Cell Applications (연료전지용 고효율 촉매전이 반응의 일산화탄소 저감)

  • Park, Heon;Kim, Seong-Cheon;Chun, Young-Nam
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.29 no.5
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    • pp.528-532
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    • 2007
  • The generation of high-purity hydrogen from hydrocarbon fuels is essential for efficient operation of fuel cell. In general, most feasible strategies to generate hydrogen from hydrocarbon fuels consist of a reforming step to generate a mixture of $H_2$, CO, $CO_2$ and $H_2O$(steam) followed by water gas shift(WGS) and CO clean-up steps. The WGS reaction that shifts CO to $CO_2$ and simultaneously produces another mole of $H_2$ was carried out in a two-stage catalytic conversion process involving a high temperature shift(HTS) and a low temperature shift(LTS). In the WGS operation, gas emerges from the reformer is taken through a high temperature shift catalyst to reduce the CO concentration to about $3\sim4%$ followed to about 0.5% via a low temperature shift catalyst. The WGS reactor was designed and tested in this study to produce hydrogen-rich gas with CO to less than 0.5%.

A study on the coal gasification modeling in an Entrained Flow Gasifier (분류층 반응기에서의 석탄가스화 모델링 연구)

  • Ju, Jisun;Chi, Junhwa;Chung, Jaehwa
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.106.1-106.1
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    • 2010
  • 석탄가스화기술은 매장량이 풍부하여 안정적인 공급이 보장되는 석탄을 이용함과 동시에 환경오염물질 감소라는 사회적 요구조건을 충족시키면서 화학제품, 석탄-가스화, 석탄-디젤화, 연료전지, 복합발전 등 다양한 분야에 응용이 가능한 장점이 있다. 특히 석탄가스화복합기술(Intergrated Coal Gasification Combined Cycle, IGCC)은 석탄을 고온, 고압하에서 가스화시켜 일산화탄소(CO), 수소($H_2$)가 주성분인 합성가스를 제조, 정제 후 가스터빈 및 증기터빈을 복합으로 구동하여 전기를 생산하는 친환경 차세대 발전기술로 주목을 받고 있다. 현재 IGCC 기술은 세계적으로 볼 때 상용화단계에 있고, 우리나라의 경우 한국형 IGCC 기술의 확보를 위한 연구사업이 진행중에 있다. 본 연구는 IGCC 발전플랜트의 발전효율을 결정하는 가장 중요한 부분이라 할 수 있는 가스화반응기의 모델링 기술을 개발하는 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 석탄가스화 반응기에서 발생하는 석탄의 휘발화와 Char의 표면반응 그리고 기상에서의 가스화반응등의 현상을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 모델링하는 방법론이 연구되었다. 해석을 위한 형상은 해석에 소요되는 시간을 줄이고, 형상이 해석결과에 미치는 영향을 줄이고자 2차원으로 구성하였다. 해석을 위한 수학적모델으로는 난류모델, 가스화반응모델, Lagrangian particle tracking, Char reaction 등을 포함하였고, 해석을 위한 Solver는 Fluent를 이용하였다. 모델링결과에 의해 예측되는 합성가스의 조성을 상용급 IGCC 가스화기의 운전결과와 비교해 본 결과 본 연구에서 설정한 모델로 예측되는 온도 및 가스농도가 실험치와 유사하게 나타남을 알 수 있었고 이를 통하여 본 연구에서 설정한 모델링방법이 적절함을 알 수 있었다.

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근접셀렌화법을 의해 제조된 $Cu(In,Ga)Se_2$ 흡수층의 물성

  • Lee, Sang-Hwan;Seo, Jin-U;Lee, Eun-U;Park, Sun-Yong;Kim, U-Nam;Jeon, Chan-Uk
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.34.2-34.2
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    • 2010
  • Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 화합물 반도체를 기반으로 한 태양전지는 박막태양전지 기술 중 세계최고효율을 기록하고 있다. CIGS를 합성하는 방법은 동시증발법, 스퍼터링/셀렌화 등의 진공방식과 나노분말법, 전착법, 용액법 등의 비진공방식이 있으나, 현재까지 진공방식이 양산기술로서 완성도가 높은 것으로 알려져 있다. 특히 스퍼터링에 의한 전구체 박막 증착과 셀렌 분위기에서의 열처리 공정을 결합시킨 2단계 공정은 동시증발법에 비해 대면적 모듈 제조에 유리한 것으로 알려져 있다. 셀렌화 공정은 통상 반응성이 매우 높은 H2Se 기체를 이용하고 있으나, 부식성 및 안전성 문제를 해결하기 위해 추가적인 설비가 요구되므로 제조비용을 높이는 단점을 갖는다. 한편, Se 증기를 이용하면 안전성은 담보되나 낮은 반응성으로 인해 고온에서 장시간 열처리를 해야하는 문제를 안고 있다. 본 연구에서는 새로운 Se 증기를 사용하되 반응효율을 높일 수 있는 새로운 셀렌화 열처리방법을 제시하고자 한다. 기존의 Se 증기가 별도의 증발원을 이용하여 공급된 것과는 달리, 금속전구체 직상부에 Se이 코팅된 별도의 커버글라스를 위치시켜 Se의 손실을 최대한 억제하였다. Se 커버글라스가 밀착된 금속프리커서를 $200{\sim}600^{\circ}C$ 온도범위에서 열저항가열로 내부에서 열처리하였으며, 추가로 Se을 공급하지는 않았다. 이와 같은 방법 제조된 CIGS 박막의 물성을 X선회절법, 주사전자현미경 등으로 관찰하였으며, 예비실험결과 비교적 낮은 온도에서 chalcopyrite 상이 형성됨을 확인하였다. 근접셀렌화에 의해 제조된 CIGS 박막이 적용된 태양전지를 제조하여 셀렌화 공정변수에 따른 소자특성변화를 제시하고자 한다.

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Inhibitory Effects on the Enzymes Involved in the Inflammation by the Ethanol Extracts of Plant Foodstuffs (식물성 일반식품 자원의 에탄올 추출물이 염증 효소계에 미치는 영향)

  • Kwon, Eun-Sook;Kim, Il-Rang;Kwon, Hoon-Jeong
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.39 no.3
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    • pp.348-352
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    • 2007
  • Inflammation is a complex process resulting from a variety of mechanisms. Combined inhibition of the activities of enzymes involved in the process may therefore be considered more important in anti-inflammatory property of plant extracts than any single contribution. In this study, the inhibitory effects of the ethanol extracts of thirty plant foods on the activities of secretory phospholipase $A_{2}$ ($sPLA_{2}$), cyclooxygenase-1 (COX-1), cyclooxygenase-2 (COX-2), and 12-lipoxygenase (12-LOX) were examined. Several legumes, mungbean sprout and some leaf vegetables inhibited the activity of $sPLA_2$, upstream enzyme of inflammation pathway. Only soybean sprout and mungbean sprout significantly inhibited 12-LOX activity. Although most of extracts inhibited the activities of both COX-1 and COX-2, water dropwort and amaranth showed selectivity for the inhibition of COX-2 over COX-1. Especially, mungbean showed anti-inflammatory property at both upstream and downstream of inflammation pathway with relatively low $IC_{50}$ values for $sPLA_{2}$ and COX-2 enzymes. Mungbean sprout exhibited inhibitory effects on all enzymes related to early and late inflammation and soybean sprout suppressed 12-LOX and COX-2 simultaneously, although the activities of these plants were showed at relatively high concentration. Therefore, mungbean, mungbean sprout, and soybean sprout appear to exhibit anti-inflammatory effects by combined inhibition of inflammatory enzymes.

Purification and the Stoichiometry of Nucleoside Oxidase from Flavobacterium meningosepticum (Flavobacterium meningosepticum이 생산하는 Nucleoside Oxidase의 정제 및 Stoichiometry)

  • 최양문;조홍연;양한철
    • Microbiology and Biotechnology Letters
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    • v.21 no.1
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    • pp.23-29
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    • 1993
  • A bacterial strain. producing a nucleoside oxidase was isolated from soil and identified as Flavobacterium meningosepticum by its taxonomical characteristics. The enzyme has been purified ISO-fold to electrophoretic homogeniety in an overall yield of 18% from the cell free extract of the producer. The enzyme catalyzed oxidation of only nucleosides related to both purine and pyrimidine with very high substrate specificity. The nucleoside oxidase was proved to be a noble enzyme by stoichiometry that 1 mol adenosine as a substrate was especially oxidized via adenosine 5' -aldehyde to 1 mol adenosine 5' -carboxylic acid with the formation of 2 mol $H_20_2$

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Temporal/Regional properties of inhibition/facilitation of return: ERP study (회귀억제와 촉진의 시간적, 공간적 속성: ERP 연구)

  • Seo, Jun-Ho;Li, Hyung-Chul O.
    • Korean Journal of Cognitive Science
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    • v.20 no.1
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    • pp.29-49
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    • 2009
  • The purpose of the present research was to examine whether the parietal pathway and the temporal pathway were responsible for the phenomena of the inhibition of return and the facilitation of return respectively and at what stage of the information processing they occurred. The response time and the ERPs(event-related potentials) were examined in the two conditions(the valid condition and the invalid condition) while subjects were doing detection task, location discrimination task, color discrimination task and orientation discrimination task in separate sessions. No significant response time difference was found between the valid and the invalid conditions when subjects did the detection task as well as the location discrimination task. However, significant response time difference was found when they did the color discrimination as well as the orientation discrimination task. Futhermore, there was a significant difference of ERP difference between the two conditions in the Pz area when subjects were doing location discrimination task and significant difference was found in the T7 area when they were doing color discrimination task and marginal difference was found in T7/T8 area when they were doing orientation discrimination task just before they responded. These results imply the possibility that both the inhibition of return and the facilitation of return occur in the parietal and in the temporal pathway respectively in the late stage of information processing.

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Research on DNN Modeling using Feature Selection on Frequency Domain for Vital Reaction of Breeding Pig (모돈 생체 반응 신호의 주파수 영역 Feature selection을 통한 DNN 모델링 연구)

  • Cho, Jinho;Oh, Jong-woo;Lee, DongHoon
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.166-166
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    • 2017
  • 모돈의 건강 상태를 정량 지수화 하기 위한 연구를 수행 중이다. 지제이상, 섭식 불량, 수면 패턴 등의 운동 특성 분석을 위하여 복수의 초음파 센서를 이용하였다. 시계열 계측 신호를 분석하여 정량 지수화를 수행하는 과정에서 주파수 도메인 분석을 시도하였다. 이 과정에서 주파수 도메인의 분해능에 따른 편차 극복을 위한 비선형 모델링을 수행하였다. 또한 인접한 시계열 데이터 구간 간의 상관성 분석이 가능하면 대용량 데이터의 실시간 처리로 인한 지연 시간 극복 및 기대되는 예후에 대한 조기 진단이 가능할 것이다. 본 연구에서는 구글에서 제공하는 Tensorflow와 NVIDIA에서 제공하는 CUDA 엔진을 동시 적용한 심층 학습 시스템을 이용하였다. 전 처리를 위하여 주파수 분해능 (2분, 3분, 5분, 7분, 11분, 13분, 17분, 19분)에 따른 데이터 집합을 1단계로 두고, 상위 10 순위 안에 드는 파워 스펙트럼 밀도의 크기를 2단계로 하여, 총 2~10개의 입력 노드를 순차적으로 선정하였고, 동일한 방식으로 인접한 시계열의 파워 스펙터럼 밀도를 순위를 변화시켜 지정하였다. 대표적인 심층학습 모델인 Softmax regression with a multilayer convolutional network를 이용하여 Recursive feature selection 경우의 수를 $8{\times}9{\times}9$로 총 648 가지 선정하고, Epoch는 10,000회로 지정하였다. Calibration 모델링의 경우 Cost function이 10% 이하인 경우 해당 경우의 학습을 중단하였으며, 모델 간 상호 교차 검증을 수행하기 위하여 $_8C_2{\times}_8C_2{\times}_8C_2$ 경우의 수에 대한 Verification test를 수행하였다. Calibration 과정 상 모든 경우에 대하여 10% 이하의 Cost function 값을 보였으나, 검증 테스트 과정에서 모든 경우에 대하여 $r^2$ < 0.5 인 결정 계수 값이 나타났다. 단적으로 심층학습 모델의 과도한 적합(Over fitting) 방식의 한계를 보인 것이라 판단할 수 있다. 적합한 Feature selection 및 심층 학습 모델에 대한 지속적이고 추가적인 고려를 통해 과도적합을 해소함과 동시에 실효적이고 활용 가능한 Classification을 위한 입, 출력 노드 단의 전후 Indexing, Quantization에 대한 고려가 필요할 것이다. 이를 통해 모돈 생체 정보 정량화를 위한 지능형 현장 진단 기술 연구를 지속할 것이다.

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Changes of Glycosylation Pattern in Aging Rat Kidneys as Revealed with Lectin Conjugates (성장과정 중 흰쥐 신장의 복합당질 변화에 대한 연구)

  • Gil, Young-Gi;Kim, Keun-Ha;Choi, Byung-Tae
    • Journal of Life Science
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    • v.17 no.10
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    • pp.1347-1353
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    • 2007
  • The changes of glycoconjuagates (GCs) in rat kidney due to maturation were studied from samples of fetal and postnatal kidneys by lectin histochemistry. Rat kidneys of perinatal ages and adults were fixed in 4% paraformaldehyde and were stained with nine kinds of biotinylated lectins. The immature forms of the renal developmental stage such as vesicles and ureteric bud were observed in the cortex as late as day 14 of postnatal life, but the histological appearance of the weaning kidney was similar to that observed in adults. As for histochemical properties of GCs in the glomeruli, Con A affinity tended to increase with aging, but both RCA-1 and LCA affinities showed a transient increase in immature glomeruli of neonatal rats. DBA affinity with SBA, PNA, BSL-1 and RCA-1, additional Con A one in proximal tubule, were increased in both proximal and distal tubules according to maturation. In contrast to this, transient intensive LCA affinity were demonstrated in immature proximal and distal tubule of neonatal rats. In the collecting tubules, DBA, SBA, PNA and sWGA affinities tended to increase according to maturation, but transient increase for BSL-1, RCA-1 and LCA affinities were detected in neonatal rats. The present results suggest that the mature glycosylation pattern of the kidney undergoes profound changes during maturation and is probably associated with functional maturation of the kidney.