• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.43-50
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• 1996

2-propanol /acetone/hydrogen 반응계로 구성된 화학적 열펌프 시스템은 낮은 온도(82.5~$90^{\circ}C$)에서의 2-propanol의 탈수소화 반응과 높은 온도(약 $200^{\circ}C$ 부근)에서의 acetone 의 수소화반응을 이용하여 열을 고품위화 시키는 장치이다. 본 연구에서는 이 시스템의 해석 및 설계를 목적으로 이 시스템에 대한 수치적인 모델들을 세우고 Sequential modular approach를 이용하여 시스템의 모사를 수행하였다. 또한 에너지 효율을 최대화하기 위하여 열펌프 시스템에서의 환류비의 영향을 규명하였다. 모사결과 이 시스템의 scale up을 위한 정량적인 정상상태 운전조건들을 구할수 있었으며 두 반응의 반응 전화율이 다르더라도 반응물의 유량의 차이를 통하여 두 반응열이 거의 같아지는 것을 알수 있었다. 아울러 주어진 운전조건에서 증류의 환류비는 최소환류비 근처의 최적값이 존재함을 알수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권5호
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• pp.593-600
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• 2021

본 연구에서는 진공 증류 공정으로 무알코올 와인을 제조하는 과정에서 수율은 최대화하고 알코올만 선별적으로 제거하기 위해 반응표면분석법으로 공정을 최적화하였다. 이를 위해 증류 시간, 끓는점, 온도차를 독립변수로 설정하고 알코올 농도, 수율을 반응값으로 설정하였다. 그 결과, 증류 시간은 24.5분, 끓는점은 65℃, 온도차는 8℃ 일 때 알코올 농도를 1%까지 낮추면서 수율을 81.15%로 유지할 수 있었다. 끓는점에 따른 와인의 이화학적 및 관능적 특성 변화를 확인하기 위해 회귀분석 결과를 통해 도출된 반응표면모델을 활용하여 증류 시간 30분, 온도차 12±5℃, 끓는점 25-65℃의 조건에서 세 종류의 무알코올 와인을 제조하였다(끓는점 25℃, 끓는점 45℃, 끓는점 65℃). 또한, 기호도 향상을 위해 끓는점 25℃ 복원액에 원액 와인을 4.2% 첨가한 배합 와인을 제조하였다. 끓는점이 증가할수록 알코올 농도가 감소하고 CI와 Hue가 증가했지만, pH와 총산도는 영향을 받지 않았다. 관능검사에서는 색상, 향, 전체적인 기호도에서 배합 와인이 가장 높은 값을 나타냈고, 끓는점 65℃ 복원액이 가장 낮은 값을 나타냈다. 결과적으로 낮은 온도 및 끓는점에서 증류함으로써 관능 특성이 우수한 무알코올 와인을 제조할 수 있으며, 원액 와인의 배합으로 기호도를 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제46권1호
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• pp.7-13
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• 2002

자화수가 특이한 물리화학적 성질을 갖고 있음은 여러 학자들에 의하여 꾸준히 연구되어 왔는데, 아직도 자화수의 특성이 명확하게 설명되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 자화수가 염류들의 침전반응 및 석고의 가수 경화반응에 미치는 영향을 다음과 같이 관찰하였다. $25^{\circ}C$ 항온조 내부에서 실시한 salt filter assay 방법으로 침전반응을 조사하였으며, $20^{\circ}C$ 실온에서 석고의 가수 경화반응 시간을 Gillmore needle의 방법으로 측정함으로써 석고의 가수 경화 속도를 조사하였다. 0.1M 염 이온들을 반응시킨 염류의 침전 반응 결과, $BaSO_4,\;BaCO_3,\;CaCO_3$의 침전 생성물의 양은 대조군의 증류수에 비하여 자화수에서 각각 약 3.6%, 3.8%, 4.4% 씩 증가되었으며, 석고의 최종 경화시간은 대조군의 증류수에 비하여 자화수에서 현저하게 감소되었으므로 자화수가 석고의 가수 경화속도를 촉진시키는 것으로 나타났다. 이는 대조군의 증류수에 비하여 자화수는 물분자가 치밀하게 구조화되어서 수많은 cluster들을 형성함으로서 물분자 사이의 결합 및 반응력이 증가되며, $Ba^{2+}$ 또는 $Ca^{2+}$ 같은 염류들에 대하여 특징적으로 반응해 침전반응 속도와 가수 경화 반응 속도가 증가된 것으로 추측된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.545-549
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• 2013

높은 수율로 CHMI를 제조하는 공정을 개발하기 위한 연구의 일환으로, 공정 중간체 CHMAIE를 합성하는 실험적 연구를 수행하였다. CHMAIE 제조 공정의 중간체인 CHMA 생성반응은 무수 말레인산 용액에 사이크로헥실아민을 점적 투입한 후 반응액을 2시간 동안 숙성시키는 방법으로 완료하였으며, 생성된 CHMA를 $10^{\circ}C$ 이하에서 2.5시간 동안 석출시키면 98.2%의 수율을 얻을 수 있었다. CHMA로부터 CHMAIE를 제조하는 에스테르화 반응의 최적 온도는 $68^{\circ}C$ 이었으며, 이 최적 온도에서의 평형 전화율은 98.5%였다. 에스테르화 반응이 평형에 도달하는 시간은 온도에 따라 감소하며, 최적 온도에서의 평형도달 시간은 약 3시간 정도였다. 최종 생성물 중의 톨루엔은 진공 증류를 통하여 회수할 수 있었다. 톨루엔의 회수율은 증류 온도가 증가함에 따라 증가하였고, 증류 온도 $55^{\circ}C$에서의 톨루엔 회수율은 98%였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.154.2-154.2
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• 2010

상대적으로 이산화탄소 배출량이 적으며, 기존의 천연가스를 대체할 수 있고, 21세기 신 에너지원으로 기대되고 있는 메탄 하이드레이트(Methane hydrate)는 태평양과 대서양의 대륙사면 및 대륙붕, 남극대륙의 주변해역 등지에서 자연적으로 발생한 메탄 하이드레이트의 분포가 확인되었으며, 그 매장량의 1조 탄소톤 이상으로 기존 화석연료의 매장량이 5천억 탄소톤, 대기중의 메탄가스가 3억 6천만 탄소톤임을 고려할 때 2배에 이르는 막대한 양이라고 보고하였다. 따라서 메탄 하이드레이트는 화석에너지를 대체할 수 있는 차세대 청정 에너지 또는 대체 에너지원으로서의 무한한 잠재력을 가지고 있어 새로운 에너지분야로 크게 주목을 받고 있다. 또한 하이드레이트는 $172m^3$의 메탄가스와 $0.8m^3$의 물로 분해된다. 만약, 특성을 역으로 이용하여 산업적으로 고체화 수송을 할 경우 화수송보다 18-24%의 비용절감이 이루어질 것으로 예상되어진다. 그러나 메탄 하이드레이트를 인공적으로 만들경우 물과 가스의 반응율이 낮아 하이드레이트 형성시간이 상당히 길고 가스 충진율도 낮다. 따라서 본 연구에서는 하이드레이트를 빨리 만들며 가스 충진율도 증가시키기 위하여 증류수와 다공성물질이며 나노세공(Nano pore)을 가지고 있는 제올라이트를 증류수에 첨가하고, 초음파 분산하여 만든 혼합유체를 메탄가스와 반응시켜 하이드레이트 형성 실험을 수행하여 비교 분석하였다. 그 결과 0.01 wt% 제올라이트 혼합유체에서 증류수보다 하이드레이트가 훨씬 빨리 생성되었으며, 메탄가스소모량은 ${\Delta}T_{subc}$=0.5K에서 약 4배 높음을 보였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1992년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.1-4
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• 1992

기존의 일반적인 에탄올 제조법으로는 1) ethylene의 가수분해, 2)전분이나 당분의 발효, 3)acetylene으로부터 얻은 acetaldehyde의 환원반응이 있다. 기존의 화석연로에 의존하지 않고 에탄올을 생성하는 방법은 발효에 의한 방법이다. 발효에 의해 생성되는 에탄올의 농도는 batch식 발효에서 13-14%, 고정화 발효방법에서 5-10%정도이다. 이를 고순도의 에탄올로 농축하기 위한 방법으로는 증류법, 투과증발법, 역삼투법등이 있으며 증류를 이용하여 농축하는 경우에는 상당히 큰 열에너지를 필요로 한다.

• 에너지공학
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• 제8권1호
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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.

• 자원리싸이클링
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• 제3권1호
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• pp.32-37
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• 1994

폐전지로부터 중금속 및 유가금속을 효과적으로 분리, 회수하기 위한 물리적, 화학적 처리기술을 개발함으로써 환경오염문제를 극소화하고 폐자원을 재활용하여 자원의 지속적인 확보와 공급에 기여하고자 이에 대한 기초연구로서 폐수은 전지의 수은제거를 위한 증류실험을 행하였다. 감압 증류실험시 폐전지내 수은은 노 내부온도 $150^{\circ}C$에서 증발되기 시작하여 이를 폐전지로부터 분리, 회수할 수 있었으며 $400^{\circ}C$ 이상에서는 유기물으 열분해가 진행되어 전지내 개스킷 등이 제거되었다. 폐전지의 증류시 내부압력, 반응온도 및 반응시간 등을 변화시키면서 그 영향을 조사하였으며 내부압력 20torr, $250^{\circ}C$에서 8시간 이상 증류실험한 결과 용출액의 수은 함량이 5ppb이하로 환경기준을 만족시켰고, 폐전지내 수은의 99.9%를 회수 할 수 있었다. 또한 전지의 사전 폐쇄없이 온도 증가속도를 $15^{\circ}C$/mm 이상으로, 가열하는 경우 내부 압력의 급격한 증가로 인하여 전지의 파열이 발생하였다.

• 분석과학
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• 제23권1호
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• pp.45-53
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• 2010

우라늄 화합물 중에 함유된 염소를 정량하기 위하여 수증기증류 및 열가수분해를 이용한 량 염소의 분리 및 정량법을 개발하였다. 수증기 증류에 의한 시료 중의 염소를 분리하기 위하여 수증기 발생장치, 증류플라스크 및 냉각기 등으로 구성된 장치를 제작 설치하였다. LiCl 표준용액과 모의사용후핵 연료 일정량을 혼합하여 만든 우라늄 화합물 시료 중의 염소를 분리하기 위하여 혼산(0.2 M ferrous ammonium sulfate-0.5M sulfamic acid 3 mL + phosphoric acid 6 mL + sulfuric acid 15 mL)을 이용하여 $140^{\circ}C$로 증류시키고 $90{\pm}5\;mL$를 수집하였다. 열가수분해에 의한 시료 중의 염소를 분리하기 위하여 공기공급장치, 온수공급장치, 석영반응관, 연소로 및 연소보트, 그리고 휘발 염소 흡수장치로 구성된 열가수분해장치를 제작 설치하였다. 일정량의 우라늄 화합물 시료에 반응촉진제($U_3O_8$)를 가하고 1 mL/min의 공기유속과 $80^{\circ}C$의 공급수 온도를 유지하고 $950^{\circ}C$에서 1시간 반응시켜 시료 중의 염소를 분리하였다. 두 방법에 의하여 수집된 각 흡수용액은 일정부피로 희석하고 이온크로마토그래피로 정량하여 회수율을 측정하였다. 금속전환체 잔류 용융염 중의 미량 염소를 이온크로마토그래피로 정량하기 위하여 시료를 공기 및 건조 산화시키고 분쇄한 후 열가수분해하여 염소를 회수하였다.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.588-596
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• 1996

Crude MDI를 정제하여 고순도의 Momeric MDI와 반응성이 양호한 Polymeric MDI를 얻기 위해 1차 및 2차 증류의 최적조건을 검토하였으며, Monomeric MDI의 변색 및 중합방지를 위하여 첨가제 사용 실험을 하였다. 또한 Polymeric MDI는 표준 Polyol system으로 우레탄 반응을 유도하여 반응성을 조사하였다. 1차 증류에서 증류분이 약 32wt%일 때 4,4'-MDI의 함량이 98wt% 이상으로 유지되었으며, 2차 증류에서는 2,4'-MDI의 혼입을 최소화하기 위해 초류분을 약 20wt% 분리하고 잔류분으로 약 9wt%를 남겼다. 환류비를 2이상으로 유지했을 때 최종 증류분인 Monomeric MDI의 응고점은 $38.4^{\circ}C$ 이상으로 나타났다. Monomeric MDI는 매우 불안정하여 착색이 용이하고 자체 중합체를 형성한다. 따라서 이를 방지하기 위해 페놀계 1차 산화방지제 및 인계 2차 산화방지제, UV 흡수제, Hindered amine계 광안정제를 조합하여 사용하고, 중합방지제로는 Benzoyl chloride를 사용한 결과 45일 경과 후에도 색은 APHA 20이하이고, Dimer 생성율은 0.36wt% 이하로 유지되었다.