• Title/Summary/Keyword: 수소 생산 기술

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유지산업

  • 임재각
    • Food Industry
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    • s.181
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    • pp.10-37
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    • 2004
  • 식용유지는 식용으로 이용할 수 있는 가시적인 상태의 액상(oil) 또는 고체상(fat)의 식용기름을 말하지만 식품산업 측면에서는 가시적인 상태의 유지(가시지방)뿐만 아니라 유지가공 식품이나 기타의 식품에 함유되어 섭취되는 비가시적인 상태의 유지(비가지 지방)도 포함될 수 있다. 식용유지는 생명을 유지하는데 없어서는 안될 영양소로서 탄수화물 단백질과 함께 3대 영양소 중의 하나이며 1g당 9kcal를 내는 고도로 농축된 에너지원이면서 필수지방산의 공급원이고 비타민 A, D, E 등의 지용성 비타민과 기타 특수한 영양성분의 운반체로서 높은 영양적 가치를 갖는다. 지방성분은 음식물로부터 섭취가 불가능할 경우에는 체내에서 탄수화물이나 단백질을 기질로 하는 대사과정에서 합성되어 지질 또는 필수지방산과 지용성 비타민은 식품으로 지방질과 함께 흡수되어야 하므로 식품의 한 성분으로 지방의 중요성을 인정받고 있다. 1960년대 이후 국민소득의 증가와 함께 식생활도 다양화되고 서구화 간편화되면서 지방 함량이 높은 식품과 유지를 이용한 식품의 소비가 증가하였고 전체적인 유지 소비량도 늘어나는 추세에 있다. 60년대 초에는 총열량 중 지방이 차지하는 비율이 $6\%$ 정도였으나 최근에는 급격히 증가되어 2000년말 현재 $25.5\%$로 증가하였다. 97년까지 계속 증가하던 공급 에너지량은 98년 IMF의 영향으로 2,799 kcal까지 감소했으나 99년 들어 IMF 이전 수준으로 회복되었다. 또한 연간 일인당 순 식용유지류 공급량은 1990년대 까지 급격히 증가하였으나 이후로는 소폭 증가하는 추세이다. 2000년말 현재 식용유지 총 공급량은 76만2 천톤으로써 99년 73만5 천톤에 비해 2.7만톤이 증가하였다. 1998년 IMF 시기를 제외하고는 공급물량은 계속해서 증가 추세이다. 특히 1998년도에 비하여 2000년도에 식물성 유지는 2배 가까이 증가하였으나, 동물성 유지는 절반 이하로 감소되는 추세이며 공급물량으로 보면 대두유, 팜유가 주요 유종으로 식물유지 전체에서 차지하는 비중이 $72.3\%$로 압도적이다. 라면용 튀김기름과 마가린 쇼트닝의 원료로서 대부분 사용되는 팜유를 제외하고 가정용 식용유의 대부분을 차지하는 대두유가 이처럼 식용유지 시장의 대부분을 차지하게 된 이유는 첫째, 90년대 초반 수입 자유화 이후 타 유종 대비 낮은 가격을 형성하여 유지업체가 수입을 늘린 것이고 둘째로는 국내에서 대두유와 대두박을 생산하는 대두가공업체의 안정적 대두유 공급이 주요 원인이라고 할 수 있다. 식용유지의 시장규모는 식품공전상 식용유지로 분류된 제품들의 2000년도 출하액으로 보면 약 6,616 억원 정도이다. 한편 유종이 단순했던 가정용 식용유지 시장이 최근 새로워지고 있다. 주로 조리용으로 사용했던 것에서 건강을 생각하는 품목으로 바뀌는 경향이다. 아직은 가정용에서 대두유가 가장 많지만 옥배유나 채종유 더 나아가 건강이미지의 식용유인 홍화유 올리브유 해바라기유등이 증가하고 있는 추세이다. 한편 기존 식용유가 비만의 원인인 것 때문에 기피되던 것에서 새롭게 다이어트용 식용유 제품이 출시되어 시장에 새 바람이 불고 있다. 일본 식용유지 시장규모는 물량으로 172 만톤, 금액으로는 2,786 억엔(약 2조7860 억원) 수준이다. 지난 10년간 증가율은 물량 측면에서 약 $5\%$정도 신장하고 금액으로는 큰 증감이 없었다. 식용유는 조리의 기초 소재로서 안정한 수요를 갖고 있지만 주요 유종인 샐러드유의 가격이 하락하여, 전체적으로 시장이 물량이 증가하면서도 매출액이 신장하지 못하여 시장규모는 축소되었다고 할 수 있다. 일본 식용유지 업계의 제품동향을 보면 거의 모든 업체가 가정용 시장에서 건강 기능성 식용유지를 출시하고 있다는 점이다. 물론 일본은 건강기능성 식품에 대한 제도적인 뒷 받침이 되어 있어 기능성 식품의 시장출시가 용이한 점이 가정용 시장에 큰 영향을 미쳤다고 볼 수 있다. 유지 산업의 고부가가치화를 위해서는 전통적인 산업의 제품과 기술만으로는 달성하기 어렵다. 국내와 일본 식용유지 업계의 경향을 참고해 볼 때 차별화된 식용유지 제품과 기술의 개발이 절실히 필요하다. 앞서 언급한 고부가가치 제품과 기술 관련 사향을 바탕으로 국내 유지분야가 중점적으로 연구할 분야를 선정해 보면 리파제의 고정화 연구, 생물공학 기술을 활용한 효소의 개발과 이를 이용한 유지 가공 기술 연구, 유지성분의 유화 안정화 기술 연구, 식용유지의 선택적 수소경화 기술 연구 트랜스 지방산 저감기술연구, 효소 반응조 설계기술 연구, 지질 분자구조 분석기술 연구 분야 등이 유망하다. 상기와 같은 연구 분야를 육성하기 위해서는 유지 전문 인력의 육성, 해외 네트웍의 구축, 산학연 공동연구 추진, 국가적 차원의 정책 및 지원 등이 절실하다.

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A Study on Batch-Type Remote Plasma Dry Cleaning Process for Native Oxide Removal (배치식 플라즈마 세정 설비를 이용한 자연산화막 제거 공정)

  • Park, Jae-Young;Yi, Wook-Yeol;Hyung, Yong-Woo;Nam, Seok-Woo;Lee, Hyeon-Deok;Song, Chang-Lyong;Kang, Ho-Kyu;Roh, Yong-Han
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.247-251
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    • 2004
  • 반도체 소자의 제조에 있어 실리콘 표면에 성장한 자연산화막을 제거하기 위해 일반적으로 습식 세정 기술이 이용되어 왔다. 하지만 소자의 최소 선폭(design rule)이 nano급으로 고집적화 됨에 따라 contact hole 바닥의 자연산화막을 깨끗이 제거하는데 있어서 그 한계를 나타나고 있다. 이에 대한 효과적인 대안 공정으로 가스 건식 세정 기술이 연구되고 있다. 본 논문에서는 한 번에 50매 이상의 웨이퍼를 처리함으로써 생산성 측면에서 월등한 배치식 설비에서 원거리 플라즈마(remote plasma) 장치에서 2.450Hz의 마이크로웨이브(${\mu}$-wave)에 의해 형성시킨 수소라디칼과 $NF_3$ 가스를 이용하여 실리콘에 결함을 주지 않고 자연산화막을 선택적으로 제거하는 공정에 대해 고찰하였다. AFM을 이용한 표면분석, TEM을 이용한 물성분석, 그리고 ToF-SIMS 및 XPS를 이용한 화학 분석을 습식 및 건식 세정을 비교 평가한 결과, 건식 세정 공정이 실리콘 표면에 결함을 주지 않고 자연산화막을 제거 할 수 있음을 확인하였다. 산화막$(SiO_2)$, 질화막$(Si_3N_4)$, 그리고 다결정 실리콘(Poly-Si) 등의 각 막질별 식각 특성을 고찰하였으며, $NH_3$의 캐리어 가스인 $N_2$의 주입량을 조절함으로써 수소라디칼 형성 효율의 개선이 가능하였으며, 이로부터 게이트와 소스/드레인 사이를 절연하기 위해 이용되는 질화막의 식각 선택비를 2배 정도 개선할 수 있었다. nano급 소자에 실장하여 평가한 결과에서 불산(HF)에 의한 습식 세정 방식에 비하여 약 $20{\sim}50%$ 정도의 contact 저항 감소 효과가 있음이 확인되었다.두 소자 모두 $40mA/cm^2$ 에서 이상적인 화이트 발란스와 같은(0.33,0.33)의 색좌표를 보였다.epsilon}_0=1345$의 빼어난 압전 및 유전특성과 $330^{\circ}C$의 높은 $T_c$를 보였고 그 조성의 vibration velocity는 약4.5 m/s로 나타났다.한 관심이 높아지고 있다. 그러나 고 자장 영상에서의 rf field 에 의한 SAR 증가는 중요한 제한 요소로 부각되고 있다. 나선주사영상은 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않고, EPI에 비하여 하드웨어 요구 조건이 낮아 고 자장에서의 고속영상방법으로 적합하다. 본 논문에서는 고차 shimming 을 통하여 불균일도를 개선하고, single shot 과 interleaving 을 적용한 multi-shot 나선주사영상 기법으로 $100{\times}100$에서 $256{\times}256$의 고해상도 영상을 얻어 고 자장에서 초고속영상기법으로 다양한 적용 가능성을 보였다. 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기법에 의해서 개선되었다. 답이 없는 문제, 문제 만들기, 일반화가 가능한 문제 등으로 보고, 수학적 창의성 중 특히 확산적 사고에 초점을 맞추어 개방형 문제가 확

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A study on the fuel of sewage sludge by torrefaction process (반탄화를 이용한 하수슬러지 연료화에 관한 연구)

  • Lee, Yoonkyung;Kim, Jae-Hyeong;Gang, Seol-Song;Kim, Gyeong-A;Pak, Daewon
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.22 no.4
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    • pp.355-361
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    • 2013
  • In this work, torrefaction of the sewage sludge was investigated the characteristics of torrefied products and the value of as energy resource to improve energy density and to maintain consistent quality of SRF. Torrefaction was performed two important torrefaction operational parameter, temperature($150-230^{\circ}C$) and reaction time(10-60min). As raising the torrefaction temperature at long reaction times, the moisture content of torrefied products was decreased, while the heating value was increased. Moreover, increasing of the torrefaction temperature led to a increase of the content of the carbon up to 60% compare to the initial the sample, and a decrease of the content hydrogen and oxygen. Especially, Average heating value was 4,818 kcal/kg regardless of the reaction time when torrefaction was performed over $210^{\circ}C$. In addition, the fuel ration and coal band were improved after torrefaction because the O/C and the H/C ratio were decreased.

Experimental study on the characteristics of Vacuum residue gasification in an entrained-flow gasifier (습식 분류상 가스화장치를 이용한 중질잔사유(Vacuum residue)의 가스화 특성연구)

  • ;;;;;;;A. Renevier
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.171-184
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    • 2002
  • Approx. 200,000 bpd vacuum residue oil is produced from oil refineries in Korea. These are supplying to use asphalt, high sulfur fuel oil, and upgrading at the residue hydro-desulfurization unit. Vacuum residue oil has high energy content, however high sulfur content and high concentration of heavy metals represent improper low grade fuel. To meet growing demand for effective utilization of vacuum residue oil from refineries, recently some of the oil refinery industries in Korea, such as SK oil refinery and LG Caltex refinery, have already proceeded feasibility study to construct 435-500 MWe IGCC power plant and hydrogen production facilities. Recently, KIER(Korea Institute of Energy Research) are studing on the Vacuum Residue gasification process using an oxygen-blown entrained-flow gasifier. The experiment runs were evaluated under the reaction temperature : 1,100~1,25$0^{\circ}C$, reaction pressure : 1~6kg/$\textrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio : 0.8~0.9 and steam/V.R ratio : 0.4-0.5. Experimental results show the syngas composition(CO+H$_2$) : 85~93%, syngas flow rate : 50~110Mm$^3$/hr, heating value : 2,300~3,000 ㎉/Nm$^3$, carbon conversion : 65~92, cold gas efficiency : 60~70%. Also equilibrium modeling was used to predict the vacuum residue gasification process and the predicted values were compared reasonably well with experimental data.

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Experimental Study on the Characteristics of Vacuum Residue Gasification in an Entrained-flow Gasifier (습식 분류상 가스화장치를 이용한 중질잔사유(Vacuum Residue)의 가스화 특성연구)

  • ;;;;;;;A. Renevier
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.12 no.1
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    • pp.49-57
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    • 2003
  • Approx. 200.000 bpd vacuum residue oil is produced from oil refineries in Korea, and is supplied to use asphalt, high sulfur fuel oil and for upgrading at the residue hydro-desulfurization unit. Vacuum residue oil has high energy content, however its high sulfur content and high concentration of heavy metals represent improper low grade fuel. To meet growing demand for effective utilization of vacuum residue oil from refineries, recently some of the oil refinery industries in Korea, such as SK oil refinery and LG Caltex refinery, have already proceeded feasibility study to construct 435~500 MWe IGCC power plant and hydrogen production facilities. Recently, KIER (Korea Institute of Energy Research) are studying on the Vacuum Residue gasification process using an oxygen-blown entrained-flow gasifier. The experiment runs were evaluated under the reaction temperature: 1.100~l,25$0^{\circ}C$, reaction pressure: 1~6 kg/$\textrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio: 0.8~0.9 and steam/V.R ratio: 0.4~0.5. Experimental results show the syngas composition (CO+H$_2$): 85~93%, syngas flow rate: 50~l10 Nm$^3$/hr, heating value: 2,300~3,000 k㎈/Nm$^3$, carbon conversion: 65~92, cold gas efficiency: 60~70%. Also equilibrium modeling was used to predict the vacuum residue gasification process and the predicted values were compared reasonably well with experimental data.

MD로써 기대하는 PhD의 역할과 현실

  • 정태섭
    • Proceedings of the KSMRM Conference
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    • 1999.11a
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    • pp.69-71
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    • 1999
  • 최근 한국 의학의 발전은 전체 한국의 선진화를 선도하다고 보기에는 힘드리만 최소한 국제무대에의 진출은 괄목할만한 발전을 보이고 있다. 최근에 들어 국내 방사선영상과련 학회의 발전은 날로 비약적인 추세를 보이고 있다. 일례로 대한방사선의학회는 본 저자가 전공의 하던 1980년도 초기만 해도 호텔의 큰 홀 한 개만 빌려서 하루만 해도 넉넉하게 진행되었다. 그러나 최근의 학회사정은 대형호텔 1개층 통째로 빌리고 3일간 진행해도 여유가 없을 정도이며 더욱이 추계학회는 지방에서 유치할만한 공간이 부족하여 이제는 없어져야할 지경에 이러렀다. 그뿐 아니라 대한 자기공명의과학회를 포함한 각종 학회가 이제 그 규모를 더해가고 있어. 대한민국에 있어서 진단 방사선영역의 의학은 급속히 발전하여 RSNA, ISMRM등에서도 세계 발표순위가 4-5위권을 다투게 되었다. 이러한 발전은 양적인 발전이 우세하여 주로 임상연구에 기반을 두고 있는데 이 자체로는 장기적인 발전에 한계점이 있으므로 앞으로는 기초과학연구에 기초한 질적 발전을 같이 추구하여야만 균형있는 성장을 기대할 수 있겠다. 이러한 기존의 구성에 최근 급격한 변화를 주도하는 학문이 MRI부분이 되며 이 분야를 연구하는 PhD 들의 역할이 크게 대두되고 있다. 현재 국내에도 초기 단계이지만 MRI를 생산하고 있으며 PhD들의 활동이 성장단계에 접어들었다고 할수 있다. 과거 우리의 NRI역사에서는 금성사 MR기계처럼 육성되기 전에 시들며 노력하던 기술진이 흩어져야 했던 어두운 기억이 있다. 이러한 시점에서 우리의 힘들었던 과거를 돌이켜보며 또 하나의 기초부분이 육성되 수 있도록 서로가 격려하며 협조하여야 될 것으로 생각되어 다음과 같이 요약을 하였다. 소기관으로는 세포 막, 미토콘드리아 (mitochondria), endoplasmic reticulum, Golgi 체, lysosome, peroxisome 그리고 세포질등이 있으며, 이들중에서 lysosomes, peroxisomes, 그리고 미토콘드리아가 특정한 유전성 백질질환에 중요한 역할을 하는 것이 밝혀졌다. 이러한 질환들은 최소한 각 소기관에 의한 질환군으로 분류될 수 있다.SXR이 ER의 transactivation 효과를 약간 촉진한 반면 MDA-MB-231세포는 SXR을 제외한 CAR와 PPAR${\gamma}$에 의해 ER의 transactivation 효과가 약간 증가되는 경향을 보였다. 이러한 결과는 유방암세포에서는 CAR, SXR, PPAR${\gamma}$과 같은 xenobiotic nuclear receptor에 의한 ER transactivation 효과가 간암세포와는 다르게 나타나며, 유방암의 종류에 따라서 endogenous CAR, SXR, PPAR${\gamma}$수용체가 다르게 발현됨으로써 이들에 대한 반응이 서로 상이한 특징을 나타낼 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 estrogen receptor에 의해 매개되는 estrogn의 전사활성조절기전이 표적세포에 따라 다른 경로를 포함 할 수 있음을 시사한다.서 흡착 능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 혼합충전재는 암모니아의 경우 코코넛과 펄라이트의 비율이 7:3인 혼합 재료 3번과 소나무수피와 펄라이트의 비율이 7:3인 혼합 재료 6번에서 다른 혼합 재료에 비하여 우수한 것으

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$CO_2$ Removal Process Case Studies and Plant Performance Analysis for 300MW IGCC Power Plant (300MW 급 IGCC Power Plant $CO_2$ 제거공정의 Case Studies 및 Plant 성능 영향 분석)

  • Jeon, Jinhee;Yoo, Jeongseok;Paek, Minsu
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.11a
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    • pp.71.2-71.2
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    • 2011
  • 300MW 급 태안 IGCC 가스화 플랜트 및 기존 발전소에 CCS 를 설치할 경우에 대해 기술 타당성 검증을 목적으로 CCS 모델링을 수행하였다. CCS Case Studies 는 플랜트 운전부하에 따른 $CO_2$ 제거율, $H_2S$ 제거율, 소모동력 범위 등 플랜트 성능을 예측할 수 있다. Case Studies 결과를 활용하여 설계된 CCS 설비 용량이 운전범위에 적합한지를 판단할 수 있고 과잉 설계되었을 경우 플랜트 건설비를 절감할 수 있다. IGCC 가스화 플랜트에서 생산되는 합성가스의 $CO_2$ 분압, 목표 $CO_2$ 제거율, 경제성을 기준으로 적합한 CCS 공정을 판단한 결과 Selexol 공정이 선정되었다. Selexol 공정은 고압, 고농도의 산성가스 제거에 적합하며 다른 물리적 용매인 Rectisol 공정에 비해 건설비용이 경제적이고 화학 흡수제인 아민과 비교하여 운전 온도 범위가 넓다. CO, $H_2O$$CO_2$, $H_2$ 로 전환하는 Water Gas Shift Reaction (WGSR) 공정은 Co/Mo 촉매 반응기로 구성되었고 Selexol 공정은 $H_2S$ Absorber, $H_2S$ Stripper, $CO_2$ Absorber, $CO_2$ Flash Drum 로 구성되었다. WGSR+Selexol 모델링은 Wet Scrubber 후단의 합성가스 (40.5 bar, $136{\sim}139^{\circ}C$) 를 대상으로 하였다. WGSR+Selexol 공정 운전 조건 변화 [Process Design Case(PDC), Equipment Design Case(EDC), Turndown Design Case(TDC)] 에 따른 플랜트 모델링 결과를 비교분석 하였다. 주요 분석 내용은 WGSR 설비에서의 CO 의 $CO_2$ 전환 효율, Selexol 설비에서 $CO_2$ 제거 효율, $H_2S$ 제거 효율이다. 모델링 결과 WGSR 설비에서의 CO 의 $CO_2$ 로의 전환율 99.1% 이상, Selexol 설비에서 $CO_2$ 제거율은 91.6% 이상, $H_2S$ 제거율 100%이었다. CCS 설비 설치에 따른 플랜트 성능 영향을 분석하기 위해서 CCS 설비의 Chiller, Compressor, Pump 소비동력을 계산하였다. 모델링 결과 Chiller 는 2.6~8.5 MWth, Compressor 는 3.0~9.6 MWe, Pump 는 1.4~3.0 MWe 범위 이었다. 플랜트 로드가 50%인 TDC 소모동력은 플랜트 로드가 100%인 PDC 소모동력의 절반 수준이었다. 합성가스를 WGS+Selexol 공정을 통해 수소가스로 전환시키면 가스터빈 연료가스의 Lower Heating Value (LHV) 값이 평균 11.5% 감소하였다.

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Automatic Bee-Counting System with Dual Infrared Sensor based on ICT (ICT 기반 이중 적외선 센서를 이용한 꿀벌 출입 자동 모니터링 시스템)

  • Son, Jae Deok;Lim, Sooho;Kim, Dong-In;Han, Giyoun;Ilyasov, Rustem;Yunusbaev, Ural;Kwon, Hyung Wook
    • Journal of Apiculture
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    • v.34 no.1
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    • pp.47-55
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    • 2019
  • Honey bees are a vital part of the food chain as the most important pollinators for a broad palette of crops and wild plants. The climate change and colony collapse disorder (CCD) phenomenon make it challenging to develop ICT solutions to predict changes in beehive and alert about potential threats. In this paper, we report the test results of the bee-counting system which stands out against the previous analogues due to its comprehensive components including an improved dual infrared sensor to detect honey bees entering and leaving the hive, environmental sensors that measure ambient and interior, a wireless network with the bluetooth low energy (BLE) to transmit the sensing data in real time to the gateway, and a cloud which accumulate and analyze data. To assess the system accuracy, 3 persons manually counted the outgoing and incoming honey bees using the video record of 360-minute length. The difference between automatic and manual measurements for outgoing and incoming scores were 3.98% and 4.43% respectively. These differences are relatively lower than previous analogues, which inspires a vision that the tested system is a good candidate to use in precise apicultural industry, scientific research and education.

Optimization of Briquette Manufacturing Conditions Using Steel Sludge (제강슬러지를 이용한 브리켓 제조 조건 최적화 연구)

  • Lee, Dong Soo;Chae, Hui Gwon;Park, Tae Jun
    • Resources Recycling
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    • v.31 no.4
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    • pp.12-18
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    • 2022
  • Korea depends on the import of raw materials such as iron ore and coal for the steel industry. These raw materials have a major impact on the cost, productivity, and quality competitiveness in the global steel industry. To secure the competitiveness of steel companies, it is necessary to reduce the country's dependence on raw materials. This can be achieved using byproducts with a high Fe content, which are primarily generated by the steel industry. These byproducts are available in the form of a very fine powder, which can disperse as dust when used directly in plant processes. Dust dispersion has a negative impact on the environment and can lead to the loss of raw materials. To enable the use of a wide range of Fe-containing byproducts, it is necessary to pretreat them in the form of larger aggregates such as pellets and briquettes. There are several methods to achieve such aggregates. There are two ways to produce briquettes: using a hot briquette, which supplies additional heat to produce briquettes, or using a cold briquette, which does not use heat. A method for producing cold briquettes using Fe-containing byproducts was investigated in this study. The yield ratio and briquette strength were examined under various manufacturing conditions.

Geology of Athabasca Oil Sands in Canada (캐나다 아사바스카 오일샌드 지질특성)

  • Kwon, Yi-Kwon
    • The Korean Journal of Petroleum Geology
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    • v.14 no.1
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    • pp.1-11
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    • 2008
  • As conventional oil and gas reservoirs become depleted, interests for oil sands has rapidly increased in the last decade. Oil sands are mixture of bitumen, water, and host sediments of sand and clay. Most oil sand is unconsolidated sand that is held together by bitumen. Bitumen has hydrocarbon in situ viscosity of >10,000 centipoises (cP) at reservoir condition and has API gravity between $8-14^{\circ}$. The largest oil sand deposits are in Alberta and Saskatchewan, Canada. The reverves are approximated at 1.7 trillion barrels of initial oil-in-place and 173 billion barrels of remaining established reserves. Alberta has a number of oil sands deposits which are grouped into three oil sand development areas - the Athabasca, Cold Lake, and Peace River, with the largest current bitumen production from Athabasca. Principal oil sands deposits consist of the McMurray Fm and Wabiskaw Mbr in Athabasca area, the Gething and Bluesky formations in Peace River area, and relatively thin multi-reservoir deposits of McMurray, Clearwater, and Grand Rapid formations in Cold Lake area. The reservoir sediments were deposited in the foreland basin (Western Canada Sedimentary Basin) formed by collision between the Pacific and North America plates and the subsequent thrusting movements in the Mesozoic. The deposits are underlain by basement rocks of Paleozoic carbonates with highly variable topography. The oil sands deposits were formed during the Early Cretaceous transgression which occurred along the Cretaceous Interior Seaway in North America. The oil-sands-hosting McMurray and Wabiskaw deposits in the Athabasca area consist of the lower fluvial and the upper estuarine-offshore sediments, reflecting the broad and overall transgression. The deposits are characterized by facies heterogeneity of channelized reservoir sands and non-reservoir muds. Main reservoir bodies of the McMurray Formation are fluvial and estuarine channel-point bar complexes which are interbedded with fine-grained deposits formed in floodplain, tidal flat, and estuarine bay. The Wabiskaw deposits (basal member of the Clearwater Formation) commonly comprise sheet-shaped offshore muds and sands, but occasionally show deep-incision into the McMurray deposits, forming channelized reservoir sand bodies of oil sands. In Canada, bitumen of oil sands deposits is produced by surface mining or in-situ thermal recovery processes. Bitumen sands recovered by surface mining are changed into synthetic crude oil through extraction and upgrading processes. On the other hand, bitumen produced by in-situ thermal recovery is transported to refinery only through bitumen blending process. The in-situ thermal recovery technology is represented by Steam-Assisted Gravity Drainage and Cyclic Steam Stimulation. These technologies are based on steam injection into bitumen sand reservoirs for increase in reservoir in-situ temperature and in bitumen mobility. In oil sands reservoirs, efficiency for steam propagation is controlled mainly by reservoir geology. Accordingly, understanding of geological factors and characteristics of oil sands reservoir deposits is prerequisite for well-designed development planning and effective bitumen production. As significant geological factors and characteristics in oil sands reservoir deposits, this study suggests (1) pay of bitumen sands and connectivity, (2) bitumen content and saturation, (3) geologic structure, (4) distribution of mud baffles and plugs, (5) thickness and lateral continuity of mud interbeds, (6) distribution of water-saturated sands, (7) distribution of gas-saturated sands, (8) direction of lateral accretion of point bar, (9) distribution of diagenetic layers and nodules, and (10) texture and fabric change within reservoir sand body.

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