• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.5
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• pp.609-617
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• 2017

Lignocellulosic biomass is a renewable resource for production of biofuels and biochemicals. Furfural (FF) is an important platform chemical catalytically derived from the hemicellulose fraction of biomass. Tetrahydrofurfuryl alcohol (THFA) is a FF derivative and can be used as an eco-friendly solvent with thermal and chemical stability. Despite large numbers of experimental studies for catalytic conversion of FF to THFA, few research have conducted on the economic feasibility for large-scale THFA production from FF. At the stage of assessment of the potential for commercialization of conversion technology, a large-scale process study is required to identify technological bottleneck and to obtain information for solving scale-up problems. In this study, process simulation and technoeconomic evaluation for catalytic conversion of FF to THFA are performed, as the following three steps: integrated process design, heat integration, and economic evaluation. First, a large-scale process including conversion and separation processes is designed based on experimental results. When the FF processing rate is 255 tonnes per day, the FF-to-THFA yields are 63.2~67.9 mol%. After heat integration, the heating requirements are reduced by 14.4~16.4%. Finally, we analyze the cost drivers and calculate minimum selling price of THFA by economic evaluation. The minimum selling price of THFA for the developed process are $2,120~2,340 per tonne, which are close to the current THFA market price.

• Journal of Power System Engineering
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• v.11 no.2
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• pp.5-11
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• 2007

액화천연가스(LNG : Liquified Natural Gas)는 연료로 사용하기 위하여 기화하는 과정을 거치게 되는데 기화하는 방식에는 해수에 의한 기화와 공기에 의한 기화의 두 가지 방식으로 나뉘게 된다. 해수에 의한 기화는 LNG 인수기지에서 대량의 LNG를 NG로 기화하기 위하여 사용하며, 공기에 의한 기화는 LNG 위성기지에서 사용처에 적합한 온도를 얻기 위해서 일반적으로 많이 사용하고 있는 공기식 기화기를 이용하여 기화를 하는 방식을 취하고 있다. LNG가 NG로 기화하는 과정에서 1kg당 200kcal의 냉열을 외부로 방출하고 있으며, 이러한 냉열의 방출로 인하여 공기식 기화기의 표면에 결빙현상을 발생시킨다. 또한 현재 사용하고 있는 기화기는 $2{\sim}3$개의 기화기를 연결하여 사용하고 있어 그 비용의 손실이 크다고 할 수 있다. 그리하여 본 연구는 최근 사용빈도가 증가하고 있는 공기식 기화기에 관한 것으로 작동유체는 실제 LNG와 특성이 비슷한 초저온 액화가스인 $LN_2$를 사용하였다. 이번 연구에 사용된 변수는 다음과 같다. 첫째, 각각의 기화기의 길이를 4000mm, 6000mm, 8000mm으로 하였고 핀의 type을 finless, 4fin, 8fin으로 하여 적용하였다. 두 번째는 봄, 여름, 가을, 겨울철에 따른 기화기의 성능을 알고자 각각의 계절별 온도와 습도를 적용하였다. 마지막으로 계절별 풍속과 실험을 하는 시간 동안의 유량을 알고자 압력을 1 bar로 적용하였다. 그리하여 이번 연구의 목적으로는 각각의 변수를 통하여 실험을 진행 한 후 vaporizer type과 길이에 대한 최적의 성능을 가지는 기화기에 대한 자료를 제시하고자 한다.기성분은 균주에 따른 약간의 차이가 있었으나 경향은 비슷하게 나타났다. 이상의 결과 알코올 발효 균주에 따른 참다래 와인의 이화학적 품질특성에는 큰 차이가 없었으나 고급알코올함량을 비교하였을 때 Sacch. cerevisiae Wine 3이 와인제조에 가장 적합한 것으로 평가되었다.장 낮은 값을 나타내었으며, 홍국의 함유량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다. b값은 CSB가 가장 낮은 값을 나타내었으며, 홍국의 함유량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다. 물성측정 결과 경도와 응집성은 각 시료들 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 탄력성과 부서짐성은 CSB가 가장 낮았으며, 홍국의 함유량이 증가할수록 증가하였다. 점착성은 SDB1이 가장 낮았으며, 홍국의 함유량이 증가할수록 증가하였다. 관능검사 결과 기공의 균일성은 SDB1이 가장 균일한 것으로 나타났으며, 색은 홍국의 함유량이 증가할수록 높게 나타났다. 경도, 탄력성, 단맛 및 신맛 등은 홍국 함유량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 이취는 SDB1이 가장 적게 나는 것으로 나타났으며, 전반적인 기호도는 SDB1이 가장 높았다. 따라서 홍국을 10% 첨가한 sourdough starter를 3일 동안 발효한 후 반죽에 첨가하여 sourdough bread를 제조할 때 품질이 가장 우수한 제품을 얻을 수 있었다.생수와 여러 물질의 혼합용액의 온도가 장에 끼치는 자극에 차이가 있지 않나 추측되며 이에 관한 추후 연구가 요망된다. 총대장통과시간의 단축은 결장 분절 모두에서 줄어들어 나타났으나 좌측결장 통과시간의 감소 및 이로 인한 이 부위의 통과시간 비율의 저하가 가장 주요하였다. 이러한 결과는 차가운 생수 섭취가 주로 결장 근위부를 자극하는 효과를 발휘하는 것이 아닌가

• Journal of Energy Engineering
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• v.20 no.3
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• pp.171-177
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• 2011

PVA/GLA/$Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$ composite membranes were prepared through the reaction polyvinyl alcohol (PVA) with glutaraldehyde (GLA) as a cross-linking agent and subsequently adding aluminum silicate ($Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$) as an inorganic material. The water uptake decreased as the GDL contents increased due to cross-linking process of PVA with GDL, and the ion conductivity increased as the $Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$ contents increased in PVA/GLA/$Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$ composite membranes. The cross-linking structure of the polymers was confirmed using IR and the tendency of water uptake. The thermal analysis of the copolymers was carried out by TGA. TGA results showed that PVA/GLA composite membrane were more heat-resistant than PVA due to the cross-linking of PVA, and the heat stability of the composite membranes improved much more as the concentration of $Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$ increased. Membranes prepared in this study seem to be have thermal stability and increase a tendency of the cation conductivity up to $60^{\circ}C$, but to be exhibit lower performance tendency at over $90^{\circ}C$. Therefore, it is necessary to do more aggressive effort to explore the possibility of application as an ion-conductive composite electrolyte.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.176.2-176.2
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• 2011

피마자유(Castor oil)는 합성수지, 그리스, 유압용 오일, 윤활기유 등의 다양한 용도로 쓰이는 오일로서 점도가 높고 무색에서 황갈색을 띈다. 피마자유 추출은 압착 착유 또는 용매 추출로 얻게 되며 본 실험에 사용된 오일은 압착 착유한 것으로 매우 진한 갈색을 띄는 정제전 오일을 이용하였다. 실험에 사용된 피마자유의 초기 산가는 1mgKOH/g 이하로 낮은 유리지방산 함량을 보였으며 수분은 0.3%로 전이에스테르화 반응을 위해서는 수분 증발이 필요했다. 피마자유의 바이오디젤 생산을 위해 진행된 물성 분석 항목은 산가, 수분, 인함량, 황함량, 점도, 고형물이며 원료유와 그 바이오디젤에 대해 각각 물성 분석을 실시하였다. 피마자유의 가장 큰 특징은 다른 식물성 오일과는 다르게 오일이 알코올에 녹는 특성이 있으며 이런 이유로 전이에스테르화 반응 후 바이오디젤과 글리세롤이 분리되지 않는 문제점을 갖고 있다. 피마자유를 이용해 제조한 바이오디젤, 즉 지방산메틸에스터의 함량을 분석한 결과 약 90%의 메틸에스터화 반응 전환율을 나타내었으나 국내외 품질규격상의 탄소수 C14~C24:0의 지방산 에스터(fatty acid methyl esters)로 검출되는 바이오디젤의 함량은 10% 미만으로 나타났으며 나머지 90%는 라이신올레익산메틸에스터(ricinoleic acid methyl ester)로 분석되었다. 따라서, 기존의 대두유, 유채유, 팜유, 폐식용유로부터 제조한 바이오디젤과 물성이 매우 상이하고 특히 끊는점(boiling point)과 점도가 높아 경유 대체연료로는 활용이 불가능할 것으로 판단된다. 하지만 기존의 다양한 용도의 오일로 사용하기 위해 정제하는 과정에서 전체 착유 오일중의 약 10%만을 선택적으로 분리하여 바이오디젤 원료로 활용하는 방안은 가능할 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.141-145
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• 2007

Due to their excellent catalytic activity with respect to methanol oxidation on platinum at low temperature, platinum nanosized catalysts have been a topic of great interest for use in direct methanol fuel cells (DMFCs). Since pure platinum is readily poisoned by CO, a by-product of methanol electrooxidation, and is extremely expensive, a number of efforts to design and characterize Pt-based alloy nanosized catalysts or Pt nanophase-support composites have been attempted in order to reduce or relieve the CO poisoning effect. In this review paper, we summarize these efforts based upon our recent research results. The Pt-based nanocatalysts were designed by chemical synthesis and thin-film technology, and were characterized by a variety of analyses. According to bifunctional mechanism, it was concluded that good alloy formation with $2^{nd}$ metal (e.g., Ru) as well as the metallic state and optimum portion of Ru element in the anode catalyst contribute to an enhanced catalytic activity for methanol electrooxidation. In addition, we found that the modified electronic properties of platinum in Pt alloy electrodes as well as the surface and bulk structure of Pt alloys with a proper composition could be attributed to a higher catalytic activity for methanol electooxdation. Proton conducting contribution of nanosized electrocatalysts should also be considered to be excellent in methanol electrooxidation (Spillover effect). Finally, we confirmed the ensemble effect, which combined all above effects, in Pt-based nanocatalsyts especially, such as PtRuRhNi and $PtRuWO_{3}$, contribute to an enhanced catalytic activity.

• Journal of Life Science
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• v.16 no.3 s.76
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• pp.454-458
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• 2006

HSF1 is the heat shock transcription factor in Saccharomyces cerevisiae. S. cerevisiae KNU5377 can ferment at high temperature such as $40^{\b{o}}C$. We have been the subjects of intense study because Hsf1p mediates gene expression not only to heat shock, but to a variety of cellular and environmental stress challenges. Basing these facts, we firstly tried to construct the hsf1 gene-deleted mutant. PCR-method for fast production of gene disruption cassette was introduced in a thermotolerant yeast S. cerevisiae KNU5377, which allowed the addition of short flanking homology region as short as 45 bp suffice to mediate homologous recombination to kanMX module. Such a cassette is composed of linking genomic DNA of target gene to the selectable marker kanMX4 that confers geneticin (G418) resistance in yeast. That module is extensively used for PCR-based gene replacement of target gene in the laboratory strains. We describe here the generation of hsf1 gene disruption construction using PCR product of selectable marker with primers that provide homology to the hsf1 gene following separation of haploid strain in wild type yeast S. cerevisiae KNU5377. Yeast deletion overview containing replace cassette module, deletion mutant construction and strain confirmation in this study used Saccharomyces Genome Deletion Project (http:://www-sequence.standard.edu/group/yeast_deletion_project). This mutant by genetic manipulation of wild type yeast KNU5377 strain will provide a good system for analyzing the research of the molecular biology underlying their physiology and metabolic process under fermentation and improvement of their fermentative properties.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.39 no.3
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• pp.238-244
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• 2011

Biodiesel, mono-alkyl esters of long chain fatty acids, is one of the alternative fuels derived from renewable lipid feedstock, such as vegetable oils or animal fats. For decade, various lipases have been used for the production of biodiesel. However, the production of biodiesel by enzymatic catalyst has profound restriction in industry application due to high cost. To overcome these problems, many research groups have studied extensively on the selection of cheap oil sources, the screening of suitable lipases, and development of lipase immobilization methods. In this study, we produced biodiesel from plant oil using Proteus vulgaris lipase K80 expressed in Escherichia coli cells. The recombinant lipase K80 was not only expressed in high level but also had high specific lipase activity and high stability in various organic solvents. Lipase K80 could produce biodiesel from olive oil by 3-stepwise methanol feeding method. The immobilized lipase K80 also produced biodiesel using the same 3-stepwise method. The immobilized lipase could produce biodiesel efficiently from various plant oils and waste oils.