• 제목/요약/키워드: 에너지소비율

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수도권 그린히트 프로젝트의 경제적 타당성 분석 (Economic Feasibility Analysis of the Metropolitan Area Green Heat Project)

  • 김상기;김래현;유승훈
    • 에너지공학
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    • 제24권1호
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    • pp.32-41
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    • 2015
  • 에너지 이용 효율화를 꾀하면서 경영이 어려운 집단에너지사업자에게 저가 열원 제공을 위해, 수도권 서부 지역의 제철소, 발전소, 쓰레기 매립지 등에서 발생하는 미이용 열을 수거하여 집단에너지 사업자에게 공급하는 수도권 Green Heat Project(이하 GHP 사업)의 시행이 고려되고 있다. 이에 GHP 사업의 시행 여부에 대한 판단을 위해 GHP 사업의 경제적 타당성 분석이 요구되고 있다. 본 논문에서는 GHP 사업의 경제적 편익으로 열 공급편익, 생산원가 절감편익, 온실가스 저감편익, 대기질 개선편익의 4가지를 상정하여 평가한 후 경제적 타당성을 분석하고자 한다. 경제적 타당성 분석에서 비용으로는 사업착수 후 3년 동안의 투자비와 운영기간 30년 동안의 운영비가 발생한다. 분석결과 순현재가치는 1조 2,693억원으로 추정되어 0을 상회하여 GHP 사업은 경제적 타당성을 확보한다. 또한 편익/비용 비율은 1.72로 계산되어 1.0보다 크기에 경제성 분석을 통과한다. 마지막으로 내부수익률은 24.26%로 산정되어 사회적 할인율 5.5%를 초과하므로 GHP 사업은 사회적으로 바람직하다. 따라서 GHP 사업을 즉시 시행하는 것이 바람직하다.

Inverse Gas Chromatography(IGC)를 이용한 소수성 MCC의 열역학적 표면 특성 분석

  • 이학래;이진희;박일;이용민;한신호;조중연
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2001년도 추계학술발표논문집
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    • pp.21-21
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    • 2001
  • 자원재활용과 원가절감를 위해 고지재활용율이 크게 상승하고 있으며, 이와 아울러 고 지원료로부터 고품질의 제품을 생산할 수 있는 기술에 대한 관심이 증대되고 있는 실 정이다. 저급 고지로부터 고품질의 탈묵펄프를 얻기 위해서는 고지재활용공정의 핵심 공정인 부유부상 공정의 효율화가 가장 중요하다고 믿어진다. 이를 위해서는 부유부상 공정에 가장 큰 영향을 미치는 고형입자의 표면 화학적 특성에 따른 공정의 분리효율 평가와 이에 근거한 공정해석과 개선이 요청된다. 이러한 부유부상 공정을 표면화학적 측면에서 구명하기 위해 마이크로 크리스탈린 셀룰로오스(Microcrystalline cellulose: M MCC)를 모댈 물질로 사용하여 표면화학적 특성은 다르나 입자의 크기와 형태는 동일 한 시료를 준비하였다. 친수성의 표면 특성을 나타내는 MCC의 표면 특성을 바꾸기 위 하여 AKD(alkyl ketene dimer)로 처리비율을 달리하여 솔벤트 사이징 처리를 실시하 였다. 이렇게 준비된 MCC의 표면화학적 특성을 IGC를 이용하여 평가하였다 .. IGC는 G GC를 응용한 표면분석 기술로 고체의 물리화학적 특성과 흡착성을 분석하기 위해서 사용되며 이로부터 흡착제의 표면특성을 평가할 수 있다. 본 실험에서는 AKD로 소수화 정도가 다르도록 소수화시킨 MCC 시료를 이용하여 I IGC 칼럼을 준비하고 n-알칸과 몇가지 극성 용매률 이용하여 이들의 칼럼 내 체류시 간을 측정함으로써 흡착특성을 평가하고 이로부터 흡착현상을 열역학적으로 분석하였다. IGC 분석 시에는 칼럼의 온도를 $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$의 3수준으로 변화시켰다. 측정결 과로부터 MCC 표면의 흡착자유에너지와 엔탈피, 엔트로피의 변화량을 평가하였으며, 또한 MCC 표면의 극성에너지와 산염기적 성질을 평가하였다. 실험결과 MCC의 소수화도에 따른 열역학적 흡착현상의 차이가 명백하였다. 이는 소 수화 수준에 따라 소수성 및 친수성 물질의 흡착성이 변화된다는 것을 보여준다. 따라서 탈묵 시 진행되는 기포에의 부착현상을 평가할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있다 고 사료되었다.

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흡입 밸브 각도에 따른 엔진 부분부하 성능 특성 (Part Load Performance Characteristics according to Inlet Valve Angle)

  • 이정만;이재원;김형식;권순태;박찬준;엄인용
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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    • pp.161-166
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    • 2008
  • 본 논문에서는 가솔린 기관에서 흡입 밸브 각도가 엔진의 부분부하 성능에 어떠한 영향을 미치는지를 혼합비 반응 특성을 통해 알아보았다. 흡입 밸브각이 작은 엔진이 흡입 밸브 각이 큰 엔진에 비해 배기가스 중 질소산화물 (BSNOx)의 양은 줄어들었고, 점화시기는 지각되었고, 제동연료소비율은 조금 개선되었다. 배기가스 중 질소산화물의 양이 줄고 점화시기가 지각 되었다는 것은 급속 연소가 일어났다고 판단할 수 있다. 시험 결과를 살펴보면 흡입 밸브각이 작아지면 기관의 연소 성능이 좋아지는 것으로 판단 될 수 있다.

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메탄올 개질연료를 사용한 가솔린 기관 실험 연구 (A Study on Characteristics of the SI Engine Using Methanol Reformulated Fuels)

  • 이석영;전충환
    • 에너지공학
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    • 제19권1호
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    • pp.25-31
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    • 2010
  • 본 연구는 엔진을 개조하지 않고 메탄올 개질연료를 사용하여 엔진의 성능과 배출가스 측면에서 가솔린 연료 사용시의 특성과 비교하였다. RM50(메탄올 개질연료)은 메탄올 연료의 특성중 하나인 넓은 가연한계범위를 가지고 있기 때문에 불안정한 운전조건에서도 가솔린 연료에 비해 상대적으로 안정된 운전상태를 유지하고 엔진의 안정적 운전상태를 결정하는데 사용되는 사이클 변동계수에 있어서도 10%이내의 안정된 수치를 보여주었다. 또한, 모든 운전조건에서도 RM50은 가솔린 연료를 사용하였을 때 보다 CO, HC, NOx의 배출물이 감소되었다. 그러나 소음특성의 경우 연소속도가 빠르기 때문에 가솔린 연료에 비해 상대적으로 약간 높은 값을 나타내었고 고무침지의 실험결과는 가솔린 연료 사용시의 실험결과와 유사하게 나타내며 사용 가능한 것으로 나타났다.

바이오에너지용 억새 펠릿의 품질 및 연소 특성 (Quality and Combustion Characteristics of Miscanthus Pellet for Bioenergy)

  • 문윤호;이지은;유경단;차영록;송연상;이경보
    • 청정기술
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    • 제22권4호
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    • pp.286-291
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    • 2016
  • 본 연구는 억새 바이오매스로 성형한 연료펠릿의 실용화를 앞당기기 위해 소나무 톱밥 펠릿과 비교한 성형 단계별 물리적 특성 변화, 소요 전력 그리고 성형된 펠릿의 품질을 조사하고, 연소 특성 개선을 위해 석회혼합 비율별로 펠릿을 성형하여 회분 함량 등 연소특성을 조사하였다. 겉보기 밀도는 억새가 원료단계와 분쇄 후에 소나무 톱밥에 비해 낮았으나 펠릿 성형 후에는 소나무 톱밥과 비슷하였다. 수분함량은 억새가 원료 단계에서 소나무 톱밥에 비해 높았으나 분쇄 후에는 비슷하였고, 펠릿 성형 후에는 낮아졌다. 억새는 소나무 톱밥 펠릿성형 공정에 없는 밀도증가 단계가 있지만 총 소요 전력이 비슷하였고, 성형된 펠릿의 내구성과 성형율도 소나무 톱밥과 차이가 없었다. 억새 펠릿은 석회혼합 비율이 증가함에 따라 회분함량이 증가하고 고위 발열량이 다소 낮아졌으나, 회분 용융점이 높아지고 clinker 발생률은 감소하는 경향이었다.

소그룹단위의 단기간 영양교육프로그램이 당뇨병환자의 식사요법 실천에 미치는 영향

  • 윤진숙;이혜진
    • 대한지역사회영양학회:학술대회논문집
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    • 대한지역사회영양학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1091-1092
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    • 2003
  • 당뇨병은 발병한 후에는 혈당조절을 위한 식사요법 실천이 평생에 걸쳐 지속적으로 이루어져야하는 질환이므로 식사요법에 대한 영양교육이 매우 중요하다. 본 연구에서는 지속적인 실습을 포함하는 소그룹 단위의 영양교육프로그램을 실시함으로써 식사요법 실천에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 2003년 4월부터 7월까지 보건소에서 여성 당뇨병 환자 13명을 대상으로 혈당에 가장 영향을 미치는 당질식품의 적정섭취와 균형있고 규칙적인 식사를 강조한 쉬운 식사요법 교실의 형태로 연속 4주간, 2시간의 교육형태로 그룹인원을 5명 이하로 하여 실시하였다. 설문조사를 통하여 식사요법 장애 인자를 파악하였으며 교육 전후에 식사 섭취량, 혈당 허리둘레를 측정하여 비교하였다. 대상자의 평균 연령은 57.85 $\pm$ 9.55세, 유병 기간 6.38 $\pm$ 2.9년이었다 식사요법 교육을 받은 경험이 있는 환자는 15.4%이며 당뇨병 가족력을 가지고 있는 환자는 53.8%이었다. 당뇨병 발견 동기는 증상 .있었던 경우가 23.1%, 종합 진단시 발견된 경우 15.4%, 타 질환 치료시 알게된 경우 61.5%이었다. 저혈당 증세 및 대처방법을 알고 있는 환자는 53.8%이었다. 식사요법시 장애인자를 항목별로 질문하였을 때 가장 큰 장애는 주위에서 더 먹으라고 권유하는 것, 식사요법은 나에게 큰짐이 된다는 생각, 식사요법보다 일상생활에서 더 중요한 것이 많음이 53.8%로 답하였다. 교육 전후의 식사 섭취 량을 비교하였을 때 교육 전 에너지 섭취량은 1579.6 $\pm$ 355.8㎉ 교육 후 1505 $\pm$ 425.3㎉로서 70㎉정도 감소하였다. 교육 시 처방한 열량의 98.3%를 섭취하고 있었다. 당질섭취는 교육 전 257$\pm$60.6g 교육 후 214.8$\pm$56.1g로 감소하였고 단백질, 지질의 섭취는 교육전후에 큰 차이가 없었다. 총열량에 대한 3대 영양소의 섭취비율은 교육 전 57:23:20에서 교육 후 51:28:21로 당질비율은 감소하고 지질이나 단백질 섭취비율이 증가하였다. 교육전 후 식품군 별 섭취 량을 식품교환단위 수로 비교하였을 때 곡류군 섭취는 교육 전 5.87 $\pm$ 2.51에서 교육 후 5.38 $\pm$ 1.71로 교육후 당질 식품 섭취량이 감소하였으나 통계적으로 유의성은 나타나지 않았다. 교육 후 식품선택에서의 큰 변화는 과일류 중 토마토 섭취 비율 증가로 교육 전에는 총 과일 섭취량의 19.87%에서 교육 후에는 56.32%로 증가했다. 혈당은 교육후 42.8mg/㎗ 감소한 것으로 나타났으며 허리둘레는 교육 전 평균 83.8 $\pm$ 5.75에서 교육 후 82.33 $\pm$ 5.89cm로 약 1.5cm가량 감소하였다. 따라서 당질 식품 적정 섭취에 대한 실습 위주의 단기간 영양교육은 당뇨병 관리에 유익한 것으로 평가되었다.

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진공 석영관에서 Selenization한 $CuInSe_2$ 광흡수층 특성 연 구 (Study on the Properties of $CuInSe_2$ absorber layer from Selenization using a closed Vacuum Quartz box)

  • 양현훈;백수웅;김한울;한창준;나길주;이석호;소순열;박계춘;이진;정해덕
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.229-229
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    • 2010
  • 본 실험에서는 $CuInSe_2$, 3원물질을 화학량론적 조성비가 되도록 박막을 제조하기 위해 각 단위원소를 원자비에 맞춰 전자선가열 진공증착기를 사용하여 Cu, In, Se 순으로 증착하였다. $10^{-3}$torr 이상의 진공석영관에서 열처리와 동시에 Selenization을 통해 제작된 $CuInSe_2$박막은 열처리온도 $250^{\circ}C$에서는 $Cu_xSe$, CuSe등의 2차상들이 나타나다가 $450^{\circ}C$이상의 고온에서 $CuInSe_2$ 단일상을 형성하였다. 이로부터 진공중에서 반응을 시켰을 때, 더 낮은 온도에서 반응이 일어나고 열역학적으로 보다 안정한 소수의 화합물들이 쉽게 형성됨을 확인할 수 있었다. 특히 $250^{\circ}C$에서는 Sphalerite 구조를 가지다가 $350^{\circ}C$이상의 온도에서 Selenization하였을 때 Chalcopyrite 구조를 가졌다. 박막이 두꺼워지면서 결정립의 크기가 커지고 응력이 작아지는 특성을 보였다. 에너지 밴드갭은($E_g$)은 Cu/In 성분비율이 클수록 작은값을 보였으며, 결절립크기가 증대되므로 결국 흡수계수가 낮아짐을 알 수 있다. 또한 두께가 증가할수록 전반적으로 흡수계수가 증가하였고 Cu/In의 성분비율이 0.97일 때 기초흡수파장은 1,169nm이고 에너지밴드갭은 1.06eV이었으며, 두께 $1.5{\mu}m$이상일 때 전반적으로 양호한 상태의 p-type $CuInSe_2$ 박막을 제작 하였다.

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음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리 (A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases)

  • 김상국;정민지;권효리
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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유기 조사료 급여 농가의 영양소 균형 및 유생산성 평가 (Evaluation of the Milk Productivity and Nutrient Balance of Forage Sources for Organic Dairy Farms in Korea)

  • 나영준;신기문;임종수;방제용;이상락
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.98-103
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    • 2016
  • 전라북도 고창 조사 지역 내 유기 낙농 농가 수는 연도가 지남에 따라 증가하지 않았지만, 전체적인 사육규모와 사육두수는 증가하였다. 연 평균 유량은 국내 검정 농가 평균에 비해 유기 낙농가가 최대 9 kg/d가 낮았지만 유지방과 유단백 함량에서는 큰 차이를 보이지 않았다. NRC (2001)의 사양표준 프로그램을 이용하여 영양소 공급 수준을 평가한 결과, 급여 사료의 에너지 비율 특히 비구조탄수화물의 비율을 감소시킬 필요가 있으며, 또한 대사단백질 및 섬유소 비율을 증가시켜 전체적인 영양소 공급 수준을 조정한다면 착유우의 건강상태 및 유생산성이 개선될 것으로 생각된다.

양돈분뇨의 열전처리에서 기질과 접종액의 비율이 메탄생산 퍼텐셜에 미치는 영향 (Effect of Substrate to Inoculum Ratio on Biochemical Methane Potential in the Thermal Pretreatment of Piggery Sludge)

  • 김승환;김호;오승용;김창현;윤영만
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.532-539
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    • 2012
  • BMP 시험을 통한 최종메탄생산퍼텐셜 ($B_u$)의 측정은 바이오매스로부터 전환할 수 있는 바이오에너지 양을 추산하고 혐기소화조를 설계하는데 중요한 인자이다. 본 연구에서는 $B_u$의 측정에 있어 기질과 접종액의 비율 (S/I ratio)이 미치는 영향을 분석하기 위하여 기질의 유기물 특성이 다른 양돈 슬러리의 탈수여액 (LF), 양돈슬러지 탈수케이크의 열가수분해액 (TH), 탈수여액과 열가수분해액의 혼합액 (Mix)을 이용하여 BMP 시험을 실시하였으며, 각각의 시료의 이론적 메탄생산퍼텐셜 ($B_{th}$)과 혐기적 유기물 분해율을 구하여 비교하였다. TH 시료의 $B_u$는 S/I 비율 0.1, 0.3, 0.5에서 각각 0.27, 0.44, $0.46Nm^3\;Kg^{-1}-VS_{added}$로 나타났으며, 이론적메탄생산퍼텐셜 ($B_{th}$) 대비 최종메탄생산퍼텐셜 ($B_u$)의 비율 ($B_u/B_{th}$)로 나타낸 혐기적 유기물 분해율은 S/I 비율 0.1, 0.3, 0.5에서 각각 50.04, 82.46, 86.47%이었으며, LF 시료의 경우 S/I 비율 0.1, 0.3, 0.5에서 $B_u$은 각각 0.64, 0.53, $0.40Nm^3\;Kg^{-1}-VS_{added}$이었으며, 혐기적 유기물 분해율은 각각 152.07, 122.67, 95.71%로 나타났다. Mix 시료의 경우 최종 메탄생산 퍼텐셜과 혐기적 유기물 분해율에서 LF 시료와 유사한 경향을 보였다. 본 연구에서는 양돈슬러리의 BMP시험에서 S/I비율에 따라 상이한 최종 메탄생산 퍼텐셜이 나타나며, 낮은 S/I 비율에서 최종 메탄생산 퍼텐셜이 과대평가되었다.