• 제목/요약/키워드: 상대적 효율성 및 생산성

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EAP를 이용한 청정 에너지 수확 기술 개발

  • 김성현;이수재;윤두협;양용석;문제현;임상철;박진아;김진식
    • 전자통신동향분석
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    • 제23권6호
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    • pp.22-31
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    • 2008
  • 화석연료를 개발함에 따라 인류는 과거보다 풍요한 물질문명을 누리게 되었으나 그 부작용으로 지구 온난화라는 현실적 재난에 직면해 있다. 점점 뜨거워지는 지구를 식히기 위해 세계적으로 당장 시급한 대책은 화석연료의 생산, 수송 및 소비에 있어서 효율을 높이고, 에너지를 절약함으로써 온실가스를 감축하는 것이다. 하지만 궁극적으로는 신재생 에너지와 같이 온실가스를 배출하지 않는 지속 가능한 에너지원을 사용함으로써 청정한 미래형 산업 시스템이 이루어야 한다. 에너지의 해외의존도가 97%에 육박하고 있는 우리나라의 입장에서 세계적으로 연평균 전력발전량의 약 20%를 담당하고있는 수력, 풍력, 조력 발전은 에너지 자급에 의한 수급 안정성 확보 측면에서 중요한 의미를 가진다. 특히, 화력 및 원자력과 비교할 때 환경에 대한 영향이 거의 없는 청정한 에너지로서 개발이 유망한 에너지이다. 대규모 수력발전은 대형 댐의 건설로 인한 환경.생태적 문제점이 있을 수 있으나, 풍력과 조력발전은 상대적으로 환경에 미치는 영향이 작은 편이다. 본 보고서에서는 최근 연구되고 있는 신재생 에너지 중 전기활성 고분자(EAP)를 이용하여 조력이나 유력, 풍력을 이용하여 청정 에너지를 생산할 수 있는 방법에 대하여 논하고자 한다.

Development of Multi-functional Tele-operative Modular Robotic System For Watermelon Cultivation in Greenhouse

  • H. Hwang;Kim, C. S.;Park, D. Y.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제28권6호
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    • pp.517-524
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    • 2003
  • 생물생산에 요구되는 다양한 작업들을 생력화하기 위한 연구 개발 노력이 전세계적으로 활발히 추진되어 왔다. 이러한 연구 개발은 주로 노동집약적인 작업, 고부가가치 농산물을 생산하기 위한 작업 그리고 작업자에 유해한 또는 가혹한 환경하의 작업 등에 주안점을 두고 추진되고 있다. 하지만, 생물생산 분야의 생력화를 추진하는데 있어서 다양한 작업성과 강건성이라는 작업성능 측면에서의 기술적인 문제와 고가의 시스템 및 설비 비용에 따른 경제성 문제가 항상 걸림돌이 되어 왔다. 본 연구에서는 언급한 문제점들 외에 기계가동률, 유지보수 등 생물생산분야의 생력화에 있어 내재되고 있는 문제점들을 효율적으로 해결하기 위하여 무선 원격로봇 시스템에 의거한 새로운 생력화 개념을 제안하였다. 새로운 개념의 생력화는 주어진 작업을 성공적으로 수행하기 위하여 작업자(농민), 컴퓨터 그리고 로봇을 위시한 자동화 작업설비를 대상으로 상대적으로 수월성을 갖는 기능을 중심으로 역할을 분담하는 것이다. 또한 시설재배에 요구되는 전정, 관수, 방제, 제초, 수확, 운반 등과 같은 다양한 작업들을 노동 투하정도와 기능적 유사성 측면을 고려하여 일관적으로 작업을 생력화하는 방안을 제시하였고 제안한 개념을 구현할 수 있는 시스템을 개발하였다. 대상 작목으로는 중량으로 인하여 비교적 취급이 어려운 수박을 선택하였다. 개발 시스템은 크게 무선원격 모니터링 및 작업제어 모듈, 무선원격 영상 획득 및 데이터 송수신 모듈, 4자유도 직교좌표형 로봇 암을 장착한 갠트리 장치부, 교체가 가능한 모듈형 선단 작업장치, 수박 운반 적재모듈의 5개 하드웨어 모듈로 구성하였다. 개발한 시스템은 그래픽 사용자 인터페이스를 통하여 터치 스크린 모니터를 이용하여 작업자와 컴퓨터간의 인터페이스를 구현하였으며 무선 원격데이타 송수신과 분산 제어기를 이용하여 작업자와 컴퓨터 그리고 로봇 작업기간의 인터페이스와 시스템 제어를 구현하였다. 개발 시스템의 성능을 시험하여 결과를 제시하였으며 본 논문에서 제안한 새로운 개념의 생력화 시스템은 생물생산분야의 생력화 방향을 새롭게 제시하는 실질적이고 실현 가능한 시스템이라는 것을 보여주었다.

돈방바닥과 출하체중 증가가 비육돈의 생산효율과 돈육품질에 미치는 영향 (Effects of Floor Type and Increasing Market Weight on Performance and Pork Quality of Finishing Pigs)

  • 김두환;강재두;하덕민
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제11권3로
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    • pp.153-160
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    • 2005
  • 비육돈사의 돈방바닥 형태와 출하체중 증가가 체중 80kg 이상 버크션종 비육돈의 생산효율과 도체품질 및 육질특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 총 444두를 공시하여 시험을 수행하였다. 비육돈사 돈방바닥 형태는 콘크리트 슬랏바닥과 톱밥바닥으로 하여 비교하였으며, 출하체중은 관행으로 시행중인 110kg과 130kg으로 체중을 늘릴 경우를 비교하였는데, 사료섭취량, 증체량 및 사료요구율 등 생산효율과 부분육 생산량 비교 및 등심근 pH, 보수성, 육즙 손실, 전단력, 육색과 같은 육질특성을 조사, 비교하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 돈방바닥 형태와 출하체중 증가는 사료 섭취량과 증체량 및 사료요구율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 출하체중을 130kg으로 증가시키거나 돈방바닥을 톱밥으로 처리하여도 생산효율 차이는 인정되지 않았다. 2. 출하체중 증가는 부분육 생산량을 비례적으로 증가시키는 것으로 나타났으며, 특히 삼겹살 부위 생산량이 상대적으로 크게 증가하는 것으로 조사되었으나 등지방두께는 차이가 없었다. 그러나 돈방바닥 형태에 의한 부분육 생산량 차이는 인정되지 않았다. 3. 돈방바닥 형태와 출하체중 증가는 돈육 등심근의 수분 함량, pH, 보수성, 육즙 손실 및 전단력에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 출하체중 110kg과 130kg 간 및 콘크리트 슬랏 바닥과 톱밥바닥 간에 등심근의 육질특성의 차이가 인정되지 않았다. 4. 출하체중은 돈육 등심근의 밝기를 나타내는 명도 값과 황색도 값에는 영향을 미치는 것으로 나타났으나 적색도 값에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 돈방바닥 형태에 의한 돈육 등심근의 명도, 적색도 및 황색도 차이는 인정되지 않았다.신의 숭고한 고유-독창성(Originality)이 피드백의 경로를 투과하면서 자신을 남에게 투영시켜 얻어내는 것이 고유성의 변종이다. 피드백은 단순한 작품의 일부가 아니라 작품을 이루는 뼈대이다 기술의 과시만으로는 예술의 행위가 될 수 없다. 작가의 예술성이 관객의 감성에 피드백 되도록 노력해야 한다 그러기 위해서는 예정된 피드백이란 느낌을 관객이 갖지 않도록 하여야 한다. 인터렉티브 미디어 아트는 초기의 형태에서 벗어나 새로운 집적된 피드백 기술로 전환하여야 할 시기가 온 것이다.료된다.시한 개체의 수술 전 방사선학적 평균 고관절 등급은 양측 모두 $3.2\pm0.9$이었고 수술 직후의 좌 우측 평균 고관절 등급은 각각 $2.7\pml.1,\;2.7\pm0.9$ (n=36) 이었다. 수술 직후와 2, 4, 8, 12, 24주 후의 고관절 등급이 수술 전에 비하여 유의적으로 개선된 것을 확인하였다.(P<0.01). 수술 후 정기적인 검사 시에 측정한 Norberg angle, percentage of femoral head coverage도 수술 전과 비교해 유의성 있게 증가하였다(P<0.01). 변형 3중 골반 절골술 직후의 평균 골반직경은 수술 전의 골반직경보다 유의적으로 증가하였으며(P<0.01)(n=36) 수술 후 평균 9.3L2.7주에 절골선 유합이 종료되었다(n=21). 반면 편측 3중 골반 절골술을 실시한 경우에는 수술 후 골반경이 수술 전과 비교해 증가하지 않았다. 변형 3중 골반 절골술후에 장액종 형성(1마리), 스크류 변위(4마리), 스크류 부러짐(1마리), 편측성 신경마비(1마리) 등의 부작용이 발생하였다. 이상의 결과를 토대로, 변형 3중

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서비스 판매요원의 통제, 반응 그리고 성과의 관계 (The Relationships between Control Systems, Reactions, and Performances of Customer-Contact Service Employees)

  • 김효순
    • 정보학연구
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    • 제2권2호
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    • pp.69-88
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    • 1999
  • 고도의 경쟁환경속에서 고객의 기대에 맞춰 혹은 그 이상으로 서비스를 전달할 수 있는 능력이 있는 서비스조직만이 생존 및 성장할 수 있다. 유형의 재화와 달리 서비스 재화는 무형성, 생산과 소비의 비분리성, 서비스품질의 이질성, 그리고 소멸성이라는 독특한 특징을 가지고 있으며, 서비스요원에 대한 상대적 의존도가 높다. 하지만 이러한 측면을 반영하여 서비스조직의 효율적인 관리에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 서비스특성에 따라 서비스조직의 통제시스템이 어떻게 결정되며, 각 통제유형에 따라 서비스요원의 반응(역할스트레스)과 성과(서비스품질)가 결정되는 베커니즘을 통합적 개념틀을 통하여 제안하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로 살펴보면, 먼저 서비스 및 서비스품질의 개념 및 중요성을 기술하고, 다음으로 서비스조직의 통제시스템에 대한 통합적 개념틀을 중심으로 (1)서비스 특성에 따른 통제시스템, (2)통제유형에 따른 서비스요원의 반응, (3)통제유형과 고객에 의하여 지각된 서비스품질과의 관계, 그리고 (4)서비스요원의 반응과 서비스품질의 관계의 네 가지 측면에 대하여 각각의 제안가설들을 제시한다. 본 연구의 마지막에는 전반적 논의와 미래를 위한 연구 방향들을 제시하고 있다.

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마이크로 보텍스 수력발전시스템에 있어 저수조의 기하학적 특성에 따른 발전 효율 평가 (Evaluation of Power Generation Efficiency according to Geometric Characteristics of Reservoir in Micro Vortex Hydro-electric Power Generation System)

  • 정우창;강현실
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.432-432
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    • 2021
  • 우리나라는 대부분의 에너지 공급을 해외에 의존하고 있는 실정이다. 산업통상자원부와 에너지경제연구원에서 발간하는 2018년 에너지통계연보(에너지경제연구원과 산업통상자원부, 2018)에 실린 2010년부터 2017년까지의 에너지수급 균형을 보면 원유, 천연가스, 석탄, 우라늄 등 평균 95.4%의 에너지를 수입하고 있는 실정이다. 수력 및 신재생에너지의 경우 기후변화에 대응하는 수단 그리고 정부의 저탄소에너지 전환 정책으로 인정받아 상대적으로 낮은 에너지 경제성에도 불구하고 꾸준히 보급되고 있다. 우리나라뿐만 아니라 독일, 프랑스, 영국, 중국 그리고 인도와 같은 세계 주요 국가들이 친환경 에너지 정책을 주도함에 따라 향후 신재생에너지의 공급 규모는 크게 확대될 것으로 전망된다. 중력 물 보텍스 마이크로 수력 발전 시스템은 시스템의 상하류부의 수두(hydraulic head) 차에 의해 저류조(basin)에서 발생되는 물의 보텍스 즉 소용돌이(whirlpool)를 이용하여 임펠러(impeller)를 회전시켜 전기에너지를 생산하는 친환경적 재생에너지의 일종이다. 또한, 시스템으로 유입되는 물은 전기에너지 생산을 위한 임펠러를 통과한 후 다시 하천으로 방류되므로 하천 수의 손실 그리고 하천의 물길도 거의 교란 시키지 않는다. 4가구 정도의 연간 가정용 전기 요구량인 12와 15kW 사이의 전기에너지를 생산하기 위해서는 발전시스템의 상류와 하류의 수두차가 단지 1.5에서 1.7m 이하이면 충분한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 중력 물 보텍스 친환경 마이크로 발전 시스템을 구성하는 저류조(basin)에 대해 최대 발전효율을 발생시키기에 최적인 기하학적 형태를 도출하는 것이며, 이를 위해 저류조의 cone angle에 따른 다양한 저류조 직경 및 물 보텍스 생성을 위한 저류조 형태의 변화, 유입수로와 저류조와의 각도인 notch angle의 변화, 유입부 폭과 유출부 직경, 유입수로의 길이 그리고 유입수로에서의 초기수심과 같은 기하학적 매개변수를 변화시켜 모의를 수행하였다.

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Fourdrinier와 gap former로부터 제조된 원지가 도공작업 및 도공지의 특성에 미치는 영향

  • 김병수
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2000년도 추계학술발표논문집
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    • pp.54-54
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    • 2000
  • 종이의 생산성을 향상 시키기 위한 방법에는 초지기의 광폭화오} 생산 속도의 증가 가 있다. 현재 초지기는 10m까지 생산 폭이 확대 되었고, 생산 속도에 있어서는 최 신 설비의 경우 2,OOOm/min로 설계 되고 있다. 따라서 생산 폭과 속도의 증가는 이 전의 소폭과 저속의 생산 셜비에서와 동일한 원료 배합과 생산 관리로는 최적의 생 산 효율을 달성하는데 문제점이 있다. 그러므로 현재 각국의 신규 제지 설비에 적 용되 고 있는 twin wire system역 시 생 산 속도의 증가를 극복하고 기 존의 fourdrinier s system 이 지니고 있는 문제점을 극복하기 위해 도입되었다. 두 가지의 생산 설비에서 제조된 종이의 가장 큰 차이점은 미세 입자들의 분포와 종이의 구조적 특성에 있다. 특히 fourdrinier system에서 미세 입자들의 분포는 횡단 면을 기준으로 볼 때 표면에서 와이어 면으로 진행됨에 따라 급격히 감소된다는 것 을 알 수 있다. 이러한 사실은 주지하는 바와 같이 초지 형성부에서 효과적인 탈수 를 달성하기 위해 부착되어 있는 여러가지 탈수 장치들의 영향으로 와이어 방향으 로만 급격한 탈수가 일어나기 때문이다. 그러나 twin wire system 2.! gap former어$\mid$ 있 어서 미세 섬유와 충전제가 횡단면상에서 분포하는 형태는 "U"자 형태로 상면과 하 면에서 가장 높은 미세분의 분포를 나타내고 줄간층에는 상대적으로 낮은 미세분이 분포하고 있을을 알수 있다. 따라서 종이의 중간층 미세분 분포의 감소는 섬유간 표면적의 감소를 의미하고 이로 인하여 결합력이 약해진다는 것을 알 수 있다. 특 히 도공 원지로 사용되었을 경우 heat off-set 인쇄시 블리스터와 같은 문제점을 일 으키기도 한다. 앞서 언급한 바와 같이 종이의 제조 설비에 따라 제조되는 종이의 구조적 특성이 변하게 되므로 동일한 도공 공정에 적용 되었을 경우 이들로부터 제 조된 도공지의 특성에도 영향을 미칠것으로 예측된다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 초지기의 형태에서 제조된 원지가 도공 작업성과 도공지의 특성에 미치는 영향에 대해 고찰코자 하였다.대해 고찰코자 하였다.

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태양열 이용 Hybrid냉난방시스템 실증연구 (Demonstration project on utilization of solar thermal energy on Hybrid Cooling and Heating system)

  • 문종철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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    • pp.363-372
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    • 2005
  • 최근 고유가상황 및 에너지소비가 증대되는 사회적 분위기와 환경적 변화에 힘입어 대체에너지기술개발에 대한 절실한 대책마련이 중요시 되고있다. 기후변화협약의 발효로 환경에너지에 대한 새로운 인식의 필요로 에너지체제의 변환이 촉구되어지고 있으며 이에 따른 환경친화적 에너지자원을 이용한 신 재생에너지개발에 대한 연구개발기술이 관심을 받고 있다. 현재 사용중인 화석연료는 환경오염 및 지구의 온난화 현상 등 심각한 공해문제를 야기시키고 있는 반면에 태양에너지와 같은 청정에너지의 개발은 환경오염방지와 친환경에너지자원의 활용이라는 점에서 관심이 대상이 되고 있고 특히, 우리나라의 경우 에너지수입 의존율이 97%로 높은 상황에서 국가에너지대책을 수립하고 해외수입에너지 의존율을 최소화시키기 위하여 가히 필수적인 상황이다. 따라서, 본 실증연구사업(태양열 이용 Hybrid냉난방시스템 실증연구)은 태양열 집열기에서 생산된 저온의 $20\sim30^{\circ}C$의 승온된 양질의 열원을 히트펌프 증발기 열원으로 이용 히트펌프의 압축동력이 상대적으로 작아져 기존 히트펌프 시스템에서의 성적계수(COP)를 높여 주는 효과를 기대할 수 있고, 특히 하절기 복사량이 많은 시기에는 $50\sim60^{\circ}C$ 정도로 승온되어진 중 고온수를 직접 온수탱크로 이동시켜 필요수요처에 공급함으로써 이에 따른 에너지절감효과를 기대할 수 있다. 구축된 태양열 이용 하이브리드(Hybrid)냉난방시스템은 계절별, 설비별 특성을 적절히 활용하여 연평균 집열기 효율은 70%수준으로 유지하면서, 계절별 성적계수는 '4'수준을 목표로 하여 추진되었으며, 그간, 태양열 이용 보급분야의 실용화는 주로 건물의 급탕용 온수생산의 수준에 머물렀으나 이 단계를 극복한 건물의 냉 난방 및 급탕을 위한 태양열 및 공기열원을 활용한 하이브리드(Hybrid)냉난방 시스템 구축하였다. 아울러, 태양열 이용 하이브리드 냉난방 히트펌프 시스템 실증 실험은 유가상승과 신재생에너지에 대한 국가적 분위기 고취로 어느때 보다도 개발기술의 상용화 및 실용화적 측면의 염두와 태양열 이용 Hybrid냉난방 시스템의 효율향상과 저가화를 통해 기술의 경제성과 신뢰성을 확보하여 태양열 이용 시스템의 보급활성화를 목표로 하고 있다.

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경사도별 3요소 시용수준이 겉뿌림 산지초지에 미치는 영향 I. 총건물수량 , 수량구성요소 및 식생구성비율의 변화 ( Effects of Nitrogen , Phosphorus and Potassium Application Rates on Oversown Hilly Pasture under Different Levels of Inclination I. Changes in th

  • 정연규;이종열
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.191-195
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    • 1985
  • 산지경사도(山地傾斜度)($10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ}$) 및 3요소(要素)($N-P_2O_5-K_2O$) 시용수준(施用水準)(0-0-0, 14-10-10, 28-25-25, 42-40-40kg/10a) 별(別) 겉뿌림 산지초지(山地草地)의 조성(造成), 생산성(生産性), 식생(植生) 및 목초품질등(牧草品質等)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하였다. 식생구성비율(植生構成比率)에 관(關)해 검토(檢討)하였다. Orchardgrass, Tall fescue, Redtop, Ladino clover를 혼파(混播) 수년초지(水年草地)의 2년간(年間) 시험결과(試驗結果)는 ; 1. 경사도(傾斜度)가 증가(增加)함에 따라서 총건물수량(總乾物收量), 구성초종중(構成草種中) 화본과목초(禾本科牧草) 및 두과목초(荳科牧草)의 수량(收量)은 유의성(有意性)있게 크게 감소(減少)되었으나 잡초수량(雜草收量)은 유의차(有意差)가 없었다. 또한 경사도(傾斜度)가 높아짐에 따라서 파종목초(播種牧草)의 정착율(定着率)이 잡초(雜草)에 비(比)해서 상대적(相對的)으로 낮았다. 2. 3 요소수준(要素水準)의 증가(增加)는 총수량(總數量), 구성초종중(構成草種中) 화본과목초(禾本科牧草)의 수량(收量) 및 목초율(牧草率)을 크게 증가(增加)시켰으나, 잡초(雜草)의 수량변화(收量變化)는 경미(輕微)하였다. 두과목초(荳科牧草)의 수량(收量)은 질소(窒素) 소비수준(少肥水準)에서 가장 높았으며 높은 3 요소수준(要素水準) (특(特)히 질소영향(窒素影響))에서는 감소(減少)되었다. 3. 경사도(傾斜度)에 따라서 생산성(生産性), 수량구성요소(收量構成要素) 및 시비효율이 다른 특성(特性)을 나타내므로 혼파초종(混播草種)의 선택(選擇), 파종량(播種量), 시비량(施肥量), 초지조성(草地造成) 및 관리이용(管理利用) 방법(方法)에 차이(差異)를 두어야 할 것이다.

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가시박 유래 바이오차의 특성 및 항생물질 흡착제로서의 활용가능성 평가 (Characterization of Burcucumber Biochar and its Potential as an Adsorbent for Veterinary Antibiotics in Water)

  • 임정은;김해원;정세희;이상수;양재의;김계훈;옥용식
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제57권1호
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    • pp.65-72
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    • 2014
  • 바이오차는 바이오매스의 열분해를 통해 생산되는 물질로써 최근 토양 내 탄소격리, 토양질 개선, 환경 중 오염물질의 정화 등에 우수한 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 외래 유해 식물인 가시박을 $300^{\circ}C$$700^{\circ}C$에서 열분해하여 바이오차를 생산하였으며, 생산된 바이오차에 대한 물리 화학적 특성평가 및 수용액 중 항생물질의 흡착제거연구를 실시하였다. 연구결과 열분해 온도가 증가함에 따라 생산된 가시박 바이오차의 pH, EC, 회분, 고정탄소함량은 증가하였으며, 수득률, 휘발분함량, 작용기는 감소하였다. 특히, H/C atomic ratio의 경우 바이오차의 방향성, O/C atomic ratio의 경우 극성과 관련된 인자로서 고온 열분해 시 바이오차의 방향성 구조의 형성이 촉진되었고, 반대로 극성작용기들이 제거되면서 극성은 감소하는 것으로 나타났다. 또한 고온에 의한 가시박 바이오매스의 인장 강도 감소로 인해 생산된 바이오차의 입자크기는 감소하였다. 수용액 중 항생물질 제거효율은 바이오차 생산 온도가 상승함에 따라 증가하였는데, BM, BC300 및 BC700의 항생물질 초기농도 대비 TC의 제거효율은 각각 38, 95, 99%, SMZ의 제거효율은 각각 6, 7, 35%인 것으로 나타나 TC에 대한 제거효율이 상대적으로 높았다. 가시박 바이오차에 의한 수용액 중 항생물질의 제거는 바이오차와 항생물질이 함유한 방향성 구조 간에 발생하는 ${\pi}-{\pi}$ EDA 작용에 의한 흡착제거기작에 기인한 것으로 판단되었다. 본 연구결과 바이오차는 여러 유기오염물질의 제거에 광범위하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 이외에도 여러 가지 바이오매스, 다양한 열분해 온도조건 및 화학적 활성화를 통해 생산되는 바이오차의 특성평가와 실제 적용에 관한 연구가 필요하며, 오염물질의 제거와 동시에 토양 적용을 통한 탄소격리, 토양질 개선 등에 관한 연구도 이루어져야 할 것으로 판단된다.

구간 분할된 레이팅 커브의 천이점 선정을 위한 최적화 알고리즘 개발 (Development of optimization algorithm to set transition point for multi-segmented rating curve)

  • 김연수;노준우;김성훈;유완식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.421-421
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    • 2018
  • 효율적인 수자원 관리를 위하여 전국유역조사, 수자원 장기종합계획 등 다양한 사업이 수행되고 있으며, 이를 위하여 유출해석은 필수적인 항목이라 할 수 있다. 유출해석을 위하여 수문모형 또는 관측소의 유량자료가 활용되고 있으나, 이는 기존에 관측된 유량자료를 바탕으로 구축된 수위-유량관계 곡선식(Rating-curve)을 활용하여 재생산된 자료라 할 수 있다. 즉, 수위자료는 매시간 관측소에서 측정이 되지만, 유량자료의 경우 측정이 어려울 뿐만 아니라 변동성 및 불확실성이 크기 때문에 시계열 수위를 곡신식을 통해 유량으로 변환하여 활용하고 있다. 이와 같이 수위-유량관계 곡선식의 정확성이 수문자료 생산에 핵심 요소임에도 불구하고 이에 대한 연구는 제한적이며, 특히 홍수터 등의 영향을 고려하여 분할된 곡선의 천이점 접합시 곡선식의 정확도 향상을 위한 연구도 드문 편이다. 따라서 본 연구에서는 구간 분할된 곡선의 최적 천이점 선정을 위하여 Particle Swarm Optimization(PSO)기법을 활용하였으며, 총 5개 구간까지 구간별 목적함수로 RMSE, RSR, 결정계수 적용시 특성변화에 대한 연구를 수행하였다. 구간에 대하여 절대적인 오차를 산정하는 RMSE를 활용하는 경우 저수위 부분에 대한 오차가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 상대적인 오차인 RSR, 결정계수를 활용하는 경우 전체 구간에 대한 오차를 보완할 수 있는 것으로 나타났다. PSO기법을 활용하여 도출된 곡선식에 대해서는 구간 및 전체구간에 대한 오차(RMSE, 결정계수, RSR, MAPE)를 활용하여 불확실성을 검토할 수 있도록 하였고, 잔차분석을 통한 이상치 및 회귀곡선에 대한 정규성 검토를 수행할 수 있는 툴을 개발하였다. 레이팅 커브를 작성하는데 있어 최적화 알고리즘을 활용하여 구간분할시 천이점 선정의 자동화로 천이점 선정에 소요되는 시간을 대폭 감축할 수 있을 뿐만 아니라, 구간별 오차를 종합적으로 고려하여 우수한 품질의 레이팅 커브를 도출할 수 있는 기반을 구축하였다.

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