• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권4호
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• pp.346-357
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• 2013

본 연구에서는 국내 숲가꾸기산물을 이용하여 목재펠릿을 제조하고 품질을 분석하였다. 원료는 일본잎갈나무(Larix kaempferi C.)와 활엽수 혼합 수종을 사용하였으며, 말구직경 6 cm를 기준으로 침엽수와 활엽수로 구분하였다. 분쇄 후 건조된 원료를 이용하여 목재펠릿을 제조하였다. 분쇄와 건조공정을 동일 조건에서 수행하였음에도 불구하고, 원료의 물리 화학적 차이에 따라 생산되는 목재펠릿의 품질에 차이가 발생하였다. 활엽수 혼합수종으로 제조한 목재펠릿은 회분이 1.6% 이상으로 분석되었으며, 일본잎갈나무의 경우에는 직경 6 cm 이하의 소경목에서 회분이 1.0%를 초과하였다. 목재펠릿을 제조하기 이전의 원료 상태에서와 비교하여 제조 후에 회분함량이 0.01~0.1% 정도 상승하는 것을 확인하였다. 발열량에서는 일본잎갈나무가 활엽수 혼합 원료에 비해 약 198 kcal/kg 정도 높았으며, 모든 시료에서 4,300 kcal/kg 이상으로 목재펠릿 원료로 적합한 것으로 분석되었다. 또한, 원료 상태보다 목재펠릿 제조 후 발열량이 일부 상승하는 것을 확인하였다. 원료에 포함된 주요 무기물은 수종 및 분류에 관계없이 Ca, K, Mg, Mn, Fe 등이었으며, 장기 연속 운전을 위해서는 연소기 내 클링커 형성을 억제할 수 있는 연소 방법의 개발이 요구된다. 동일한 펠릿 제조 조건에서 원료에 의해 제품 간의 품질 편차가 크게 발생할 수 있으며, 이를 극복하고 생산성 및 품질 향상을 위해서는 원료에 따른 공정 최적화가 중요한 요소임을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권1호
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• pp.36-42
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• 2010

본 연구에서는 소나무재와 굴참나무재의 톱밥을 이용하여 제조한 목재펠릿과 두 수종의 톱밥에 목타르를 혼합하여 제조한 펠릿의 특성에 대해서 조사하였다. 펠릿은 상온에서 만능강도측정기를 이용하여 2000 kgf/$cm^2$의 압력을 가하여 제작하였다. 목재펠릿의 밀도는 굴참나무 톱밥으로 제조한 것이 소나무 톱밥으로 제조한 것보다 다소 높았고, 미세분 발생량은 굴참나무 톱밥으로 제조한 펠릿이 소나무 톱밥으로 제조한 펠릿보다 낮았다. 발열량은 소나무 톱밥으로 제조한 펠릿이 굴참나무 톱밥으로 제조한 펠릿보다 다소 높았다. 톱밥과 목타르를 혼합하여 제조한 펠릿은 목타르 함량이 증가함에 따라 함수율, 밀도 및 발열량이 높게 나타났고, 미세분 발생량은 적었다. 이상의 결과로부터 목타르는 고품질 펠릿제조를 위한 원료로서의 이용이 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권3호
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• pp.258-268
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• 2011

본 연구는 낙엽송과 백합나무 톱밥을 이용한 펠릿의 제조 과정에서 톱밥의 크기 및 함수율, 펠릿제조 온도 및 성형시간이 펠릿의 내구성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 수종별 내구성의 비교에서 낙엽송 펠릿의 내구성이 백합나무 펠릿보다 높았으며, 낙엽송 펠릿의 경우 18 mesh (1.00 mm) 이상 크기의 톱밥으로 제조한 펠릿이 8~18 mesh (1.00~2.38 mm)의 톱밥으로 제조한 펠릿보다 내구성이 높았다. 펠릿제조 온도를 높이고 펠릿 성형시간을 연장함에 따라 펠릿의 내구성은 증가하였으며, 톱밥의 함수율이 올라감에 따라 펠릿의 내구성은 향상되는 것으로 나타났다. 한편, 본 연구에서 제조된 낙엽송 및 백합나무 펠릿은 대조구로 사용된 산림조합 및 일도에서 제조한 목재 펠릿보다 내구성은 낮았으나, 대부분의 낙엽송 펠릿은 국립산림과학원에서 고시한 목재펠릿의 내구성 1등급 기준(97.5%)을 만족하였으며, 백합나무 펠릿은 3등급 기준(95%)을 모두 상회하였다. 전자현미경을 이용한 펠릿의 관찰에서 펠릿제조 온도를 높이고 펠릿 성형시간을 연장함에 따라 펠릿내에서 톱밥 간의 거리가 감소하고, 특히 $180^{\circ}C$의 온도에서 3분의 성형시간으로 제조한 펠릿의 경우 대조구 시편과 크게 차이가 없는 것을 육안으로 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권3호
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• pp.258-267
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• 2017

리기다소나무와 신갈나무 목분에 낙엽송 수피 또는/그리고 인공건조시 발생하는 폐액을 첨가제로 사용하여 펠릿을 제조하고, 이에 대한 연료적 특성의 분석을 통하여 고등급 목재펠릿 제조를 위한 원료 및 제조조건을 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 첨가제에 대한 화학적 조성을 조사한 결과, 수피는 90% 이상의 전섬유소와 리그닌으로 구성되어 있었으며, 건조폐액은 대부분 당 성분이라 추정되는 0.1%의 고형분을 가지고 있었다. 신갈나무 목분은 수피의 포함으로 회분 함량(2.2%)이 높았으며, 수피와 건조폐액도 4% 이상의 회분을 가진 것으로 조사되었다. 목분 및 첨가제의 발열량은 모두 국립산림과학원(NIFOS)에서 고시한 "목재제품의 규격과 품질기준"의 목재펠릿 1급 기준(18.0 MJ/kg) 보다 높았다. 피스톤형 펠릿성형기로 제조한 펠릿은 첨가제의 양이 2 wt%인 관계로 회분함량과 발열량에 영향을 미치지 않았다. 내구성의 경우, 대부분의 제조 조건에서 첨가제의 사용에 의하여 증가하였다. 한편 첨가제로 수피 그리고 목분의 함수율 조절을 위하여 건조폐액을 함께 첨가하여 제조한 펠릿의 내구성은 첨가제없이 제조한 펠릿과 차이가 없었으며, 수피 또는 건조폐액을 각각 첨가제로 사용하여 제조한 펠릿보다 낮았다. 그러나 펠릿 제조비용 측면에서 건조폐액은 폐수처리에 따른 수익이 가능한 관계로 수피와 건조폐액을 공동으로 펠릿 제조에 사용하는 것이 유리할 것으로 생각한다. 피스톤형 펠릿성형기로 제조한 펠릿의 연료적 특성 측정 결과를 토대로 파일럿 규모의 평다이펠릿성형기로 리기다소나무 및 신갈나무 펠릿을 제조하였다. 제조된 펠릿의 함수율은 목분 및 첨가제의 사용과 상관없이 NIFOS 1급 기준($${\leq_-}$$10%)을 모두 만족하였다. 이에 대한 겉보기밀도와 내구성 측정결과를 종합하면, 첨가제의 사용은 리기다소나무의 경우 목분 함수율을 10%로 조절하고 수피나 건조폐액을 사용하는 것이 그리고 신갈나무의 경우 12%의 목분 함수율에 수피를 사용하는 것이 각각의 최적 목재펠릿 제조 조건이라 생각한다. 신갈나무 펠릿의 회분 함량을 제외하고 이 조건에서 제조한 목재펠릿의 품질은 NIFOS 목재펠릿 1급 기준을 크게 상회하는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권1호
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• pp.49-55
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• 2010

본 연구에서는 국내 수종 중 낙엽송(Larix Kaemferi Carr)을 대상으로 하여 톱밥의 특성별, 형태별로 나누어서 제조된 목재펠릿의 특성변화를 조사하였다. 제조된 펠릿의 함수율, 밀도, 회분, 흡습율, 발열량을 측정하여 비교하였다. 펠릿제품의 함수율은 6.4~7.31%로 나타나 목재펠릿의 품질기준 1급인 10% 이하를 만족시켰고, 대팻밥으로 제조한 펠릿의 밀도가 가장 높았고, 톱밥의 종류별 제조된 펠릿의 밀도는 큰 차이가 없었으며, 품질규격 1급을 만족시켰다. 회분은 0.2~0.424%로 품질규격 1급인 0.7% 미만의 범주에 속한 것으로 나타났으나, 수피만으로 제조된 펠릿의 회분량은 2.106%로 상당히 높은 값을 보여 1.5% (2급)을 초과하였다. 흡습율은 수피를 사용한 경우 추출물성분에 의해 수분 흡수 저해 효과가 있는 것으로 나타났으며, 제조된 각 펠릿의 발열량 측정결과 품질기준(1급) 4,300 kcal/kg을 넘어섰다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권4호
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• pp.359-369
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• 2011

본 연구에서는 국내 수종 중 낙엽송(Larix kaemferi Carr)을 대상으로 하여 콩기름, 폐콩기름, 오존산화 콩기름, 오존산화 폐콩기름을 첨가하여 제조된 목재펠릿의 특성변화를 조사하였다. 제조된 펠릿의 함수율, 발열량, 회분, 겉보기밀도, 내구성, 흡습률, 원소분석을 측정하여 비교하였다. 펠릿제품의 함수율은 7.66~9.48%로 나타나 목재펠릿의 품질기준 1급인 10% 이하를 만족시켰고, 제조된 각 펠릿의 발열량 측정결과 품질기준(1급) 4,300 kcal/kg을 모두 넘었으며, 기름을 첨가한 모든 펠릿이 대조구보다 높은 발열량을 나타냈다. 회분은 0.34~0.42%로 품질규격 1급인 0.7% 미만의 범주에 속한 것으로 나타났으며, 제조된 펠릿 모두가 겉보기 밀도 품질 기준 1급(640 kg/$m^3$)을 만족시켰다. 내구성은 콩기름을 첨가한 펠릿, 오존산화 폐콩기름을 첨가한 펠릿이 품질 기준1급(97.5% 이상)을 만족하였다. 전체적인 결과의 흐름을 보았을 때 첨가제를 첨가한 펠릿이 무첨가 펠릿보다 내구성이 좋게 나타났다. 흡습률은 24시간 후 흡습률 시험에서 첨가제를 첨가한 펠릿이 모두 무첨가 펠릿보다 낮은 흡습률을 나타냈으며, 5일 경과 후에도 무첨가 펠릿 보다 첨가제를 첨가한 펠릿이 모두 흡습률 감소 현상을 보였다. 원소분석은 황의 함유량이 목재펠릿의 품질기준 1급(0.05%) 이하를 만족시켰고, 질소 함유량 역시 목재펠릿의 품질기준 1급(0.3%) 이하를 만족시켰다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.13-19
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• 2015

본 연구는 숲가꾸기 사업시 솎아내는 나무(소경간벌재), 벌채 수확 후 남긴 잔재물인 가지, 목재가공 후에 남긴 폐기 대상목재, 갱신지 벌채림 및 왕겨 등을 활용하여 펠릿 제조가 가능한 이동식 펠릿 제조 장비를 개발하는 것으로, 초기함수율이 약 32%인 도로변 가지치기 나무를 재료로 최종함수율이 약 10%인 펠릿을 생산할 경우 시간당 생산량은 약 309kg이며, 하루 약 8시간 작업시 약 2ton의 생산량이 가능하고, 펠릿 생산(시간당 약 309kg)에 필요한 평균소요동력은 약 122.4PS이며, 생산비용과 판매비용을 비교하면 1일 작업기준으로 약 268,000원의 수익이 예상되어 향후 사업성이 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권6호
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• pp.594-605
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• 2013

목질계 바이오매스는 폐기물 다음으로 가장 경제적이고 온실가스 감축 잠재력이 높은 것으로 알려진 신재생에너지원으로서 이를 이용해 개발된 바이오에너지 중에서 수송과 이용이 편리하고 발열량이 높은 목재 펠릿은 아직 가격이 다소 높지만 유럽과 일본에서는 이미 높은 보급률의 신재생에너지로 활용되고 있다. 기존 화석연료의 목재 펠릿 등 목질 바이오매스로의 연료전환을 통하여 온실가스 감축사업으로 활용하는 경우는 일본의 JCDM에서 활성화되어 있으나, 우리나라는 아직 그 기준 및 방법론 등이 정립되어 있지 않아 현재 LNG로 전환되는 사업이 활성화 되어있고 목질바이오매스 전환 사업은 등록되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구를 통해 JCDM에 등록된 목질 바이오매스 연료전환 사업을 분석하고, 2012년 KVER에 등록된 중소기업의 LNG 연료전환 사업을 기본 데이터로 하여 시나리오로 가정한 목재 펠릿으로의 연료전환 사업과 JCDM 사업, KVER의 LNG 연료전환 사업과의 비교 분석을 통하여 펠릿 연료 전환시 투자비 대비 연간 온실가스 감축효과, 연료 단가 차익으로 인한 수익과 온실가스 감축 이득 등의 수익을 비교 분석함과 동시에 온실가스 감축효과와 경제성을 분석하였다.

• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.120-128
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• 2015

본 연구에서는 목재펠릿보일러의 연료공급 장치에 따른 연소특성의 분석을 위해, 낙엽송을 주요 구성성분으로 하는 1급 목재펠릿 연료 및 연소시스템인 목재펠릿보일러를 이용하여, 연료공급 장치(feeder)의 유형 및 형태에 따른 버너의 온도 및 배기가스($O_2$, $CO_x$, $NO_x$)의 농도 등이 측정, 비교, 분석되었다. 스프링 연료공급 장치가 실험 조건으로 적용된 경우의 버너의 평균 온도는 약 $821.76^{\circ}C$, 배기가스 산소 농도는 약 8.88%, 일산화탄소 농도는 약 93.35ppm, 이산화탄소 농도는 약 12.15%, 질소산화물의 농도는 약 139.83 ppm으로 측정되었으며, 이는 스크류 형태의 연료공급 장치가 설치된 실험조건에 비해 완전연소 조건에 도달하였으며, 배기가스의 평균농도가 허용 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 스크류 피치의 증가에 따른 연소효율이 증가하는 것으로 나타났다. 목재 펠릿의 완전연소를 위한 조건에 근접, 조성하기 위해서는 연료의 투입량 조절과 더불어 투입되는 공기의 양을 제어하는 연구가 요구된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제34권3호
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• pp.15-21
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• 2006

목질펠릿을 탄화하여 탄화물의 이용가능성을 알아보기 위하여 밀도, 수율, 원소조성, 발열량, 메틸렌블루흡착량 등의 특성을 분석하였다. 목질펠릿은 현사시, 일본잎갈나무, 잣나무, 소나무, 졸참나무의 수피를 포함한 톱밥을 이용하여 제조하였다. 목질펠릿으로부터 $0.5{\sim}0.7g/cm^3$의 고밀도 탄화물을 얻을 수 있었으며, 탄화온도가 증가하면 탄화물의 탄소함량과 발열량이 증가하였다. 목질펠릿으로부터 얻어진 탄화물의 메틸렌블루 흡착 특성은 목재의 것과 거의 유사하였다.