• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.122-122
• /
• 2014

수중방전을 환경분야에 적용하기 위한 플라즈마 부상법이 개발되었다. 플라즈마 부상법은 물 속에서 발생시킨 플라즈마가 가지고 있는 주요특성 중 물리적 특징인 쇼크웨이브, UV조사, 버블생성 등과 화학적 특징인 OH라디칼 및 염소산화물 생성 등을 이용하여 물 속에 존재하는 용존성 및 입자성 물질을 부상분리 기법으로 제거하는 공법이다. 유기물을 제거하는 기작으로는 침전, 여과, 분해 등이 있고, 이를 구현하기 위한 공정으로 중력침강법, 부상분리법, 멤브레인법, 미생물법 등이 있다. 이 중에서 가압공기부상법은 침강법에 비해 부지면적을 적게 소모하고 처리시간이 50% 이상 감소되는 특징이 있다. 가압공기부상법은 물 속에 공기를 과포화시킨 후 노즐을 통해 재분사할 때 발생하는 압력차에 의해 미세기포가 발생함을 이용하여 유기물을 분리하는 공법이다. 그러나, 가압용 장비 및 반송수가 필요하고, 미생물분리는 불가능한 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 미생물살균과 유기물 분리가 동시에 일어나는 플라즈마를 이용한 부상분리기법을 개발하였다. 본 연구에서는 난분해성 용존유기물인 휴믹산 100 mg/L의 플라즈마 공기부상법에 의한 제거능을 확인하였다. 용존성 휴믹산을 입자성 물질로 전환하여 플록을 형성시키고자 알루미늄설페이트(Al2(SO4) $3{\cdot}18H2O$)를 100 mg/L 주입하였고, 침출수와 같이 염도가 높은 물을 모사하고자 35 g/L의 염화나트륨을 첨가한 상태에서 방전을 실시하였다. 방전에 사용된 전원은 EESYS사에서 제작한 펄스형 고전압 전원장치를 사용하였고 최대 15 kW의 출력 중 6 kW의 전력을 인가하였다. 전극 한 개는 2 mm 텅스텐봉을 세라믹튜브로 감싼 구조로 총 사용전극은 28개이다. 전극 한 개당 대략 200 Watt의 전력이 소모되며 이 때 최대의 버블이 생성됨을 확인하였다. 전극 1개에서 생성되는 버블의 부피는 14 mL/min 로 측정되었다. 버블의 크기는 평균 70 um이고 가압공기부상법에서 최적공기크기로 제시하고 있는 40~80 um 의 버블은 약 80% 가량 생성된다. 본 연구에서 사용된 반응시스템에서의 물의 높이는 약 500 mm 이고 전체 40 L의 수조가 3개의 벽으로 분리되어 4개의 수조로 분리되었다. 각 수조는 하부에 7개의 전극을 포함하고 있다. 플라즈마 발생시 생성되는 기포는 약 1분 방전 후에 포화농도에 도달하며 방전종료 후 약 4분간 수체 내에 남아있게 된다. 이를 공정에 적용하여 1분 방전 및 4분 휴지의 순서로 플라즈마를 인가하였다. 휴믹산 용액의 유량을 2 lpm 으로 운전하였을 때 최종 처리율은 94% 이고 이때의 대장균 살균능은 99%이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.38 no.9
• /
• pp.1045-1050
• /
• 2014

$N_2O$(Nitrous Oxide) is known as the third major GHG(Green House Gas) following $CO_2$(Carbon Oxide) and $CH_4$(Methane). The GWP(Global Warming Potential) factor of $N_2O$ is 310 times as large as that of $CO_2$ because $N_2O$ in the atmosphere is very stable, and it becomes a source of secondary contamination after photo-degradation in the stratosphere. Investigation on the cause of the $N_2O$ formation have been continuously reported by several researchers on power sources with continuous combustion form, such as a boiler. However, in the diesel engine, research on $N_2O$ generation which has effected from fuel components has not been conducted. Therefore, in this research, author has investigated about $N_2O$ emission rates which was changed by nitrogen and sulfur concentration in fuel on the diesel engine. The test engine was a 4-stroke direct injection diesel engine with maximum output of 12 kW at 2600rpm, and operating condition of that was set up at a 75% load. Nitrogen and sulfur concentrations in fuel were raised by using six additives : nitrogen additives were Pyridine, Indole, Quinoline, Pyrrol and Propionitrile and sulfur additive was Di-tert-butyl-disulfide. In conclusion, diesel fuels containing nitrogen elements less than 0.5% did not affect $N_2O$ emissions in the all concentrations and kinds of the additive agent in the fuel. However, increasing of the sulfur additive in fuel increased $N_2O$ emission in exhaust gas.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• v.45 no.1
• /
• pp.126-138
• /
• 2017

This study was conducted to investigate the potential of chicken feather (CF), which is a by-product in poultry industry, as a raw material of wood adhesives. For the purpose, adhesive resins were formulated with NaOH- and $H_2SO_4$-hydrolyzed CF as well as crosslinkers, and then the properties and water resistance of the adhesive resins against hot water were measured. CF was made of mainly keratin-type protein, and no or very low content of heavy metals was detected. Hydrolysis rate of CF increased as NaOH concentration in hydrolysis solutions increased. However, in order to minimize the loss of adhesive property of protein itself by the severe hydrolysis of CF and to seek its proper hydrolysis conditions, NaOH concentrations in hydrolysis solution determined to adjust to 5%, 7.5% and 10%. In the NaOH-hydrolyzed CF, $H_2SO_4$-hydrolyzed CF as a hardener and crosslinker were added to formulate CF-based adhesive resins. Solid content of the resins ranged from 28.3% to 44.8% depending on hydrolysis conditions and type of crosslinker. Viscosity of the resins at $25^{\circ}C$ was very high. However, when the temperature of the resins was increased to $50^{\circ}C$, the viscosity decreased greatly and thus the resins could be applied as a sprayable resin. Retention rate measured to evaluate the water resistance of adhesive resins was the highest in the cured resin formulated with 5% NaOH-hydrolyzed CF and 5% $H_2SO_4$-hydrolyzed CF of 10% based on the solid weight as a hardener. Retention rate depending on crosslinkers added into adhesive resins was the highest phenol-formaldehyde (PF) followed by melamine-urea-formaldehyde (MUF) and formalin. The retention rate of CF-based adhesives formulated with 5% NaOH-hydrolyzed CF, PF and $H_2SO_4$-hydrolyzed CF of 10% and over did not differ statistically from that of commercial MUF resins. All of CF-based adhesives formulated with PF as a crosslinker and one with 5% NaOH-hydrolyzed CF of 55%, 5% $H_2SO_4$-hydrolyzed CF of 15%, and MUF of 30% on the basis of solid weight could be substituted for commercial urea-formaldehyde resins, From the results, CF can be used as a raw material of wood adhesives if hydrolyzed in proper conditions.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.26 no.3
• /
• pp.498-506
• /
• 2002

Improvements of fuel properties have become essential for exhaust emission reduction as well as for optimization of directly-related design factors and exhaust gas aftertreatment. In this study, the potential possibility of oxygenated fuel such as ethylene glycol mono-n-butyl ether(EGBE) was investigated for the sake of smoke reduction from diesel engine. Because EGBE include oxygen content approximately 27%, it is a kind of effective oxygenated fuel that the smoke emission of EGBE is reduced remarkably in comparison with commercial diesel fuel, that is, it can supply oxygen component sufficient at high load and speed in diesel engine. And, it was tried to analyze the quantities of the low and high boiling point hydrocarbon among the exhaust emissions in diesel engine. It have been investigated by the quantitative analysis of the hydrocarbon $C_1$~ $C_{6}$ using the gas chromatography. This study was carried out by comparing the chromatogram with diesel fuel and diesel fuel blended EGBE 20vo1-%. The results of this study show that the hydrocarbon $C_1$~C$_{6}$ among the exhaust emission of the mixed fuels are exhausted lower than those of the diesel fuel at the all load and speed. In particular, high boiling point hydrocarbons such as $C_{5}$ and $C_{6}$ were reduced remarkably at high speed and load.d.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• v.21 no.4
• /
• pp.7-28
• /
• 1993

본 총설에서는 새로운 방부제와 방부처리 기술의 현재 발전 동향을 요약, 보고한다. 많은 새로운 방부제들이 약제의 독성 측면에서 환경적인 충격을 완화시킬 수 있는 잠재성을 가지고 있지만, 방부제로서 상업화되기 위해서는 이러한 약제들은 약제의 효능과 환경 안전성 간의 몇 가지 상호 조정 관계가 반드시 해결되어야 한다. Ammoniacal copper 계통의 방부제들이 지접부 사용에 적합한 새로운 수용성 방부제들의 주종을 이루고 있으며, 기존의 유용성 방부제들을 물에 용해한 emulsion 형태도 지접부 사용의 가능성을 보여 준다. 새로운 유용성 방부제 중에서 copper naphthenate, substituted isothiazolones, chlorothalonil, oxine copper가 지접부 사용을 위한 최상의 후보로 평가되고 있다. 유용성 방부제를 emulsion 형태로 사용하는 것은 유용성 방부제에 사용되는 석유 계통 용제의 소비를 감소시키기 때문에 중대한 의미를 가진다. 방부제들의 효능을 개선하고 강화시키기 위해 사용되는 첨가제들도 본 총설에서 거론된다. 재질개량을 위해 사용되는 비통상적인 방법(nonconventional system)들도 생물학적 열화 및 기상열화에 대한 저항성을 부여하여 목재의 사용수명을 증가시킨다. 전처리 공정에서 침상 자상처리(Needle incising)와 레이져 자상처리는 난주입 수종의 처리도를 개선시킬 수 있는 잠재성을 가지고 있다. 처리기술에 있어서 여러 가지 혁신적인 변화들은 기존의 처리 schedule을 조성함에 그 기본을 두고 있다. 난주입 수종의 처리도 개선은 pulsation법이나 고압 약제 분사법 (high energy liquid jets) 같은 고압을 적용하는 처리법에 의해서 달성된다. 미래의 처리공장들은 방부제를 기체상태로 또는 물질의 임계점 이상에서 방부제를 처리할 수도 있다. 이러한 새로운 접근은 외관이 깨끗하고, 처리도도 매우 양호한 처리재를 생산하는데 일조하리라 기대한다. 환경에 대한 대중적인 지대한 관심은 앞으로 목재 방부산업에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다. 결과적으로 방부제의 처리목재내 가속 정착에 관한 연구에 상당한 노력이 투자될 것이다. 처리 후 가공에 관한 다른 주요한 연구는 방부제 처리 후 실시되는 재건조가 처리재의 역학적 성질에 미치는 영향에 대한 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.55 no.3
• /
• pp.385-394
• /
• 2017

In this study, reaction mechanism and curing characteristics of adhesives formulated with NaOH- and $H_2SO_4$-hydrolyzed chicken feather (CF) and formaldehyde-based crosslinkers were investigated by FT-IR and DSC. In addition, adhesive properties and formaldehyde emission of medium-density fiberboards (MDF) applied with the adhesives were measured. CF-based adhesives having a solid content of 40% and over were very viscous at $25^{\circ}C$, but the viscosity reduced to $300{\sim}660m{\cdot}Pa{\cdot}s$ at $50^{\circ}C$. Consequently, the adhesives could be used as a sprayable resin. Through the FT-IR spectra of liquid and cured CF-based adhesives, addition reaction of methylol group and condensation reaction between the functional groups with the use of formaldehyde-based crosslinkers were identified. From the analysis of DSC, it was elucidated for CF-based adhesives to require a higher pressing temperature or longer pressing time comparing to commercial urea-formaldehyde (C-UF) resin. MDF bonded with CF-based adhesives, which was formulated with 5% NaOH-hydrolyzed CF (CF-AK-5%) and PF of formaldehyde to phenol mole ratio of 2.5 (PF-2.5), and pressed for 8 min had higher MOR and IB than those with other CF-based adhesives. MOR and IB of MDF bonded with the CF-based adhesives regardless of formulation type and pressing time were higher than those with C-UF resin. When the values compared with the minimum requirements of KS standard, IB exceeded the KS standard in all formulations and pressing time, but MOR of only MDF bonded with CF-AK-5% and PF-2.5 and pressed for 8 min satisfied the KS standard. What was worse, 24-TS of MDF bonded with all CF-based adhesives did not satisfied the KS standard. However, MOR and 24-TS can be improved by increasing the target density of MDF or the amount of wax emulsion, which is added to improve the water resistance of MDF. Importantly, the use of CF-based adhesives decreased greatly the formaldehyde emission. Based on the results, we reached the conclusion that CF-based adhesives formulated under proper conditions had a potential as a sprayable resin for the production of wood panels.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• v.45 no.5
• /
• pp.599-612
• /
• 2017

Human hair (HH) is produced as a waste from beauty parlor and barbershop. HH-based adhesives were formulated with NaOH-hydrolyzed HH, $H_2SO_4$-hydrolyzed chicken blood (CB) and PF as a crosslinking agent. Physicochemical properties and retention rate against hot water of the adhesives were measured to investigate the potential of HH as a raw material of wood adhesives. HH was composed of keratin-type protein of 80% and over. Ash of less than 0.1% was contained in HH. Among the amino acids included in HH, glutamic acid showed the highest content, followed by cysteine, serine, arginine and threonine. Solid content of the adhesives ranged from 33.2% to 41.8% depending on hydrolysis conditions of HH and PF type. Viscosity at $25^{\circ}C$ ranged from 300 to $600mPa{\cdot}s$ resulting in a sprayable adhesive. Retention rate against hot water measured to evaluate the water resistance of adhesives was the highest in the cured resin formulated with 5% NaOH-hydrolyzed HH and 5% $H_2SO_4$-hydrolyzed CB. Meanwhile, the molar ratio of formaldehyde to phenol in PF did not have a significant impact on the retention rate of HH-based adhesives. When the retention rates of HH-based adhesives were compared to those of conventional wood adhesive resins used for the production of wood-based panels extensively, HH-based adhesives formulated with 30 wt% PF showed lower retention rate than commercial urea-formaldehyde resin. However, when PF content was increased to 35 wt%, the retention rate greatly increased and approached to that of commercial melamine-urea-formaldehyde resin. Except for the results mentioned above, the analysis of economic feasibility suggests that HH-based adhesives can be used for the production of wood-based panels if HH is hydrolyzed in proper conditions and then the HH-based adhesives are formulated by the HH hydrolyzates with 35 wt% PF.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.258-258
• /
• 2013

최근 건조 제품의 양질화, 고급화 및 편의화가 요구되어 이를 충족시키기 위한 새로운 건조방법이 계속 개발 되어 왔다. 이러한 방법들 중에서 저온과 진공하에서 건조가 이루어지는 진공 동결 건조는 가장 완벽한 건조 방법으로 최근 실용화 되고 있다. 진공동결건조란 건조의 한 종류로 수분을 함유한 시료를 동결시킨 후 진공펌프를 이용하여 수증기압을 3중점 이하로 낮추어 얼음을 직접 증기로 만드는 승화의 원리에 의해서 얻어진다. 분무진공동결건조의 특징은 (1) 물리적구조의 보존성, (2) 화학적인 안정성, (3) 생물학적인 활동의 보존성, (4) 제품의 높은 복원성 및 재생성이다. 따라서 분무진공동결건조 기술은 크게 진공, 분무, 동결, 건조, 멸균 등과 같은 요소기술의 복합기술이라 할 수 있다. 분말을 제조하기 위해서 진공동결건조 후 분쇄하는 방법을 사용하나 본 방법에서는 정밀화학품 제조를 위해서 분무진공동결건조 방식을 사용한다. 이를 통하여 적당한 크기인 5~10 um의 입경 제조가 가능하고, 공기동력학적인 입경이 기존 방식에 비해 작아서 허파까지의 운반효율이 1.5~2배 우수하다. 화학, 의학 분야에서의 분무동결 건조는 주로 민감한 제품, 즉 생물학적 고유성의 손상 없이 물을 제거하는데 사용되어 영구적으로 저장 가능한 상태로 보관할 수 있으며 물의 첨가로 원상태로 복구할 수 있어서 매우 각광을 받고 있다. 의약용 냉동건조 제품은 항생물질, 박테리아, 혈청, 백신, 검사 약물, 단백질을 포함하는 생물공학 제품들, 세포, 섬유, 화학제품 등이 있으며 주로 vial 또는 ampule 상태로 건조가 이루어진다.본 연구에서는 원료를 $-194^{\circ}C$의 액체질소에 분무시켜 동결된 미립자를 형성한 후 진공 및 저온상태에서얼음의 승화(sublimation)에 기반한 1차 건조와 수증기 탈착(desorption)에 기초한 2차 건조 과정으로 구성된 분무진공동결건조기를 개발하였다. 분무동결 과정의 해석을 통해 2유체식 노즐을 통해 분무된 미세 입경의 액적이 액체 질소 표면까지 도달하는 회수률, 분무 노즐의 위치, 운전 조건 및 용기의 설계의 최적화를 수행하였다. 초기 액적속도, 분무노즐의 높이, 흡입구 추가에 따른 액적 유동 및 회수의 특성을 제시하였으며 이를 통한 분사시스템 고도화 가능성을 제시하였다. 구형의 미세 입자가 적층된 제품의 동결건조 공정의 해석은 흡착승화 모델(sorption sublimation model)을 기반으로 다음과 같은 열전달, 물질전달, 상변화 모델을 고려하여 유도되었다. 분무노즐 및 냉동/진공 배기계 시작품을 개발하여, 표면의 고다공도를 갖춘 입경 3~20 m 정도의 시료를 얻을 수 있으며, 동역학적 입경 5 m 충족함을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.23 no.1
• /
• pp.116-123
• /
• 2019

Thermal batteries are also called molten-salt batteries as the electrolyte is mainly composed of molten salt. The molten-salt electrolyte is a solid that does not conduct electricity at room temperature, but when it is melted by a pyrotechnic heat source, it becomes an excellent ionic conductor. Thermal batteries are a kind of pyrotechnic battery because they operate only when the solid electrolyte is melted by the heat energy provided by pyrotechnic materials. Pyrotechnic components used in a thermal battery include heat sources, fuse strips, and an igniter. The reliability of these pyrotechnic components critically affects the reliability and performance of the battery that must supply electricity stably to guided munitions even under extreme environmental conditions. Different igniter types offer different advantages: notch-type igniters offer improved ignition probability, whereas film-type igniters offer improved safety. The addition of metal oxides to the heat paper could improve the burn rate, and the ignition reliability could be greatly improved by using it with a flame igniter at the same time. Using a two-step reduction process, high-purity Fe particles in coral form can be safely obtained.