• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1999년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.83-88
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• 1999

인발식 마늘 수확기의 기본개념은 마늘줄기가 인발 가이드를 따라 마늘줄기 인발부로 안내되어 지면 상방향으로 인발, 이송되는 방식으로서 인력에 의한 마늘수확 메카니즘과 유사하다. 그러나 수확기가 전진함에 따라 마늘이 연속적으로 인발되어 인력작업에 비해 매우 높은 수확능률을 갖는다. 또한 굴취식 수확기와 비교하여 연료가 절감되고 통마늘의 손상이 적은 장점이 있다. (중략)

• 한국산림과학회지
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• 제101권2호
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• pp.244-250
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• 2012

본 연구의 목적은 강원도 양양지역에 분포하는 소나무림을 대상으로 지상부 바이오매스와 수관층 연료특성에 대하여 분석하고자 하였다. 연구대상지는 강원도 양양군 현남면 하월천리 일대 소나무림으로 선정하였으며, 총 13본의 표본목을 벌채하여 분석하였다. 본 연구 결과에 의하면, 양양지역 소나무림의 줄기밀도($g{\cdot}cm^{-3}$)는 0.347~0.409, 지상부 바이오매스 확장계수는 1.251~1.419의 범위로 나타났다. 지상부 연료량은 총 $161.6Mg{\cdot}ha^{-1}$로 나타났으며, 줄기 $126.4Mg{\cdot}ha^{-1}$, 가지 $29.3Mg{\cdot}ha^{-1}$, 잎 $5.9Mg{\cdot}ha^{-1}$로 나타났다. 수관층 연료특성 인자에 관한 연구에서는 수관화 확산 시 연소될 수 있는 연소가능 연료(잎~1 cm이하 가지)의 비율은 45.2%로 나타났고, 연료량을 수관체적으로 나눈 연소가능 연료밀도($kg{\cdot}m^{-3}$)는 평균 0.178로 나타났다. 본 연구의 결과는 소나무림의 바이오매스 및 탄소 흡수량 추정과 수관화 위험성을 연료적 관점에서 평가하는데 있어 유용한 기초자료가 될 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.6-6
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• 2019

대마는 인류가 이용해 온 가장 오래된 약제 중 하나로 그 원산지는 중앙아시아와 남아시아이다. 식물분류학적으로 대마속 일년생 식물로서 Cannabis sativa, Cannabis indica, Cannabis ruderalis 3종이 있으며, 우리나라에서 재배되고 있는 종은 Cannabis sativa이다. 대마 재배의 역사는 인류의 시작과 그 궤를 같이하며, 동 서양을 막론하고 고대 문명에서 대마에 대한 기록을 쉽게 찾아볼 수 있다. 기록에 의하면 병의 치료나 심리적 치유 및 신에게 제사를 올릴 때 제사장이 사용한 것으로 알려져 있다. 대마의 약효에 대하여는 B.C. 2737년 중국의 신농황제시대의 기록에 관절염과 통증등 의료목적으로 사용했던 최초의 기록이 있으며 본초강목과 동의보감에 저술되어 있다. 우리나라의 대마에 관한 문헌 기록은 삼국지 '위지동이전', 삼국사기 '동성왕편'과 삼국유사에 삼베를 사용한 기록이 있는 것으로 미루어 봤을 때 대마재배의 역사는 삼국시대 이전으로 볼 수 있다. 우리 민족은 생활 속에서 대마를 즐겨 사용하였으며 삼베로 의복과 멍석, 행주 그리고 칠공예품이나 신발등을 만들어 사용하였으며, 죽음에 이르러 삼베옷을 수의로 사용하였다. 대마의 용도는 뿌리, 줄기, 잎, 꽃대 그리고 씨앗까지 다양하게 이용된다. 전통적으로 줄기의 껍질을 이용한 섬유제품이 있으며 실, 의복 및 밧줄등이 있다. 대마 줄기의 속대는 종이, 건축자재, 연료로 사용된다. 씨앗의 경우 식품과 조류의 먹이, 생약으로 이용되고 씨앗의 기름은 연료, 화장품, 맛사지 오일등으로 사용되고 있다. 환각성분이 있어 마리화나 원료로 사용되는 꽃대와 잎은 의약품의 원료로 주목받고 있다. 대마에 관한 최초의 논문은 1843년에 Cannabis indica의 약효에 관한 것으로 보고되었다. 1850년부터 1937년까지 미국의 약전은 대마를 100가지 이상의 질병에 효과가 있는 주요 의약품으로 기재하고 있다. 세계적으로 여러 가지 이유로 대마를 의료 응용과 연구 및 사용을 제한하여 대마에 관한 연구가 침체되었다. 대마의 의학연구는 대마의 약효성분인 칸나비노이드의 발견과 그 구조 및 약효에 관한 연구가 시작되면서 1960년대부터 증가하였으며 2000년 이후에는 칸나비노이드 및 칸나비디올의 다양한 의학적 효과가 밝혀지면서 급격히 증가하고 있다. 대마에 포함된 성분의 의학적 효과가 입증되면서 대마 사용을 합법화한 국가가 증가하면서 대마 산업이 급부상하고 있으며, 의료용뿐만 아니라 기호용, 식품용, 그리고 주류 및 음료시장까지 확대되고 있다. 우리나라도 2019년 3월 질병 치료 목적 대마성분 의약품을 제한적으로 허용하는 마약류 관리에 관한 법률 일부 개정안이 시행되면서 의료용 대마에 관한 연구와 산업화에 관심이 증가하는 추세이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권3호
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• pp.275-285
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• 2003

A visualization study on the effect of forcing amplitude in tone-excited jet diffusion flames has been conducted. Visualization techniques are employed using optical schemes. which are a light scattering photography. Flame stability curve is attained according to Reynolds number and forcing amplitude at a fuel tube resonant frequency. Flame behavior is globally grouped into two from attached flame to blown-out flame according to forcing amplitude: one sticks the tradition flame behavior which has been observed in general jet diffusion flames and the other shows a variety of flame modes such as the flame of a feeble forcing amplitude where traditionally well-organized vortex motion evolves, a fat flame. an elongated flame. and an in-burning flame. Particular attention is focused on an elongation flame. which is associated with a turnabout phenomenon of vortex motion and on a reversal of the direction of vortex roll-up. It is found that the flame length with forcing amplitude is the direct outcome of the evolution process of the formed inner flow structure. Especially the negative part of the acoustic cycle under the influence of a strong negative pressure gradient causes the shapes of the fuel stem and fuel branch part and even the direction of vortex roll-up to dramatically change.

• 유기물자원화
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• 제28권3호
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• pp.45-49
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• 2020

본 연구는 하수슬러지와 건조연료를 혼합한 혼합물에 대해 토지개량효과를 검토하기 위한 연구이다. 혼합물은 하수슬러지와 건조연료를 중량대비 1:1 비율로 혼합하여 만들었다. 1개의 대조군(0 %)부지와 혼합물을 10 %, 20 %, 30 % 시비한 3개의 비교군을 조성하였다. 토양의 유효인산 함량변화는 혼합물을 시비한 비율에 따라 상관관계가 높은 것으로 확인되었다(P<0.05). 케나프를 90일 재배 후 수확량을 비교한 결과 10 %투입된 배지에서 줄기의 길이가 대조군 대비 73 %증가를 보였으며, 잎 수확량의 경우 20 %배지에서 227 % 가장 높은 증가율을 보였다. 30 %에서는 다른 배지보다 꽃의 개화가 먼저 된 것으로 보아 성장률이 다른 배지보다 빠른 것으로 판단되며 엽록소 함량은 71.6(SPAD)으로 가장 높은 수치를 보여 조단백질의 함량이 다른 배지에 비해 높을 것으로 판단된다. 따라서 건조연료 혼합물의 투입을 통해 전체적으로 식물이 생육하기 좋은 토질로 개선하는데 효과가 있는 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.508-513
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• 2011

헴프(Hemp)는 빠른 성장과 재배가 용이한 특성을 가지고 있으며 전통적으로 인피(Bast)는 섬유산업에 이용되고 있다. 그러나 인피를 제외한 줄기(Stem)와 뿌리(Root)는 활용분야가 없어 대부분 부산물로서 폐기되고 있다. 이러한 헴프 부산물은 바이오-오일과 같은 바이오연료나 활성탄의 원료물질로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 헴프 줄기, 뿌리 및 인피를 대상으로 열화학적 특성을 파악하였다. TGA를 이용해 열중량분석을 수행한 결과 헴프 부산물들의 분해영역은 대부분 $270{\sim}370^{\circ}C$ 라는 것을 확인하였다. TGA 분석으로부터 얻은 실험데이터는 미분법을 적용하여 전화율 변화에 따라 활성화에너지와 전지수인자를 계산하였다. 열분해반응에서 활성화에너지는 전화율 증가에 따라 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.258-264
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• 2023

지속가능한 바이오에너지 이용을 위해서는 국내 바이오매스 이용 확대와 지속가능성 증대가 필수적인데, 국내 관련 체계는 아직 미비한 상황이다. 이에 바이오 연료에 대한 지속가능성 평가를 위한 앞선 체계가 마련되어 있는 EU의 RED-II 방법론을 활용하여 국내 농업 잔재물 바이오매스인 케나프(Hibiscus cannabinus L.) 줄기 펠릿을 이용한 바이오매스 발전의 전과정 온실가스 배출량을 이론적으로 산정하였다. 케나프 잔재물 펠릿의 생산경로에 대해 EU 공동연구센터(Joint Research Center)의 배출계수를 이용하여 잔재물 수집, 운송, 펠릿 연료화까지의 전과정 온실가스 배출량을 산정한 결과, 배출량은 3.0 gCO₂eq/MJ로 나타났고 이를 25% 발전효율로 연소하여 전력을 생산하는 경우 전과정 온실가스 배출량은 11.9 gCO₂eq/MJ로 산출되었다. 이는 전력배출계수로 환산하면 42.8 kgCO₂eq/MWh로, 국내 전력배출계수 443.4 kgCO₂eq/MWh와 비교하면 90.3%의 온실가스 배출량 감축을 달성할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 수입 목재펠릿과 비교하는 경우 최소 59.6%의 온실가스 배출 감축이 가능하여, 국내 발생 잔재물 바이오매스를 바이오에너지 생산에 이용하는 경우 기존 수입 목재펠릿에 비하여 높은 수준의 온실가스 배출 감축 달성이 가능함을 확인하였다. 이는 국내 바이오에너지의 전과정온실가스 배출량평가 체계 마련을위한 기초자료로 활용될 수있을 것으로기대된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.115-115
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• 2017

2013년 국내 시설(비닐, 유리 온실)에서 재배되는 토마토, 풋고추, 파프리카의 생산량은 총 632,315 톤으로 잎, 줄기 등 발생되는 부산물은 수확량의 약 30%에 해당되는 189,695 톤으로 추정되며 대부분 노지에 방치 유실되거나, 소각 처리된다. 본 연구에서는 이처럼 단순 폐기되는 농업폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 100 kg/hr인 실험실용 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농업기술원 온실에서 재배되는 파프리카, 토마토, 딸기, 가지, 고추 등의 부산물을 실험원료로 사용하였다. 원료성상, 원료이송방식, 송풍량, 건조온도, 건조시간에 따른 부산물 건조특성을 파악하였다. 원료를 비교적 짧게 절단하고 열풍이 배출되는 다공판위를 견인형 컨베어로 이송시키는 형태의 경우 건조실험 결과 세절된 원료에서 추출된 내부 수분이 외부로 유출되어 원료들 사이의 공극을 채워 건조공기가 원료층을 통과하지 못하게 하고, 특히 $100^{\circ}C$ 이상 고온에 노출되는 경우 원료표면에 잔류하는 유출 수분이 건조되면서 막을 형성하여 내부 원료들은 전혀 건조가 되지 못하는 현상이 관측되었다. 이러한 원료내부의 공극형성 불량으로 국부적으로 공기가 통과되는 부분만 집중적으로 급격한 건조가 진행되고 공급된 건조공기 대부분이 이 부분으로 유출되어 효과적인 건조가 전혀 진행되지 못하였다. 피건조물 사이의 공극형성을 위해 원료를 절단하지 않고 수행한 건조실험 결과 건조 풍량 및 온도에 따라 건조속도 및 처리용량이 다르게 나타나는 것을 알 수 있다. 특히 송풍량과 압력을 증가 시킨 건조 결과로 건조 상하층 간 불균일 건조 해소 및 건조속도, 건조능력에서 연구목표 치를 상회하는 결과를 보여준다. 특히 건조공기온도 $150^{\circ}C$ 이하에서 풍량을 증가시켜서 원하는 건조작업 수행이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제16권1호
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• pp.79-88
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• 2008

지구온난화에 따른 대체연료의 하나로 바이오에탄올의 생산이 증대되면서 곡물가격 상승과 같은 문제를 야기하고 있다. 차세대 바이오에탄올의 원료로서 목질계 바이오매스는 큰 잠재성에도 불구하고 높은 생산단가로 인하여 상업화 되지는 않고 있다. 생산단가의 절감을 위해 필요한 핵심기술은 가수분해율을 높이고 단당의 회수율을 높이는 것으로 전체 바이오에탄올 생산공정에서 열화학적 전처리이다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 제조공정에서의 열화학적 전처리에 대하여 소개하고 극복해야 할 문제들에 대하여 제시하고자 한다. 산, 알칼리, 열수, 용매, 암모니아, 산소 등을 첨가하는 전처리는 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거하고 셀룰로오스의 결정성을 감소시킨다. 이러한 전처리 방식들은 침엽수, 활엽수, 곡식의 줄기 등 목질계 원료에 따라 최적의 처리 조건들이 확립되어져야 한다.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2008

비록 전 세계적으로 많은 수의 소규모 시범 셀룰로식 에탄올 생산연구가 보고되고 있으며 셀룰로식 에탄올 생산을 위한 많은 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 전분계나 설탕계 에탄올과 경쟁할 수 있을 정도의 경제적 생산이 가능한 상용화된 셀룰로식 에탄올 생산시설은 현재까지 보고 된 바 없다. 또한 일부 환경경제학자들은 옥수수 작물자체가 수확기까지 많은 양의 수분과 에너지를 필요로 하고 매년 토양을 침출시키는 작물이어서 환경적인 문제점을 불러 올 수 있다는 점, 이후 옥수수 바이오매스로부터 에탄올을 생산할 때까지 들어가는 에너지의 양이 높다는 점등을 지적하며 옥수수로부터의 에탄올대량생산에 신중해야 한다는 의견도 있다(24). 하지만 가까운 장래에 석유를 대체할 액체연료 중 에탄올이 가장 적합하다는 미국이나 유럽의 목표에 따라 옥수수 줄기나 잎을 이용한 셀룰로식 에탄올 생산계획은 계속해서 추진될 것으로 보이며 상용화도 미국정부의 계획대로라면 수년 내에 이루어 질 것으로 보인다. 셀룰로식 에탄올의 상용화를 위해서는 여러 점들을 고려하여야 한다. 첫째로, 분자 및 유전자 수준까지의 식물에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 이러한 지식의 바탕에서 바이오매스를 효과적으로 정제할 수 있는 방안들이 가능하기 때문이다. 이를 위해서는 셀룰로스보다 상대적으로 덜 알려진 식물체 내에서의 리그닌 합성경로 및 결합구조나 헤미셀룰로스의 합성 및 리그닌과의 결합관계 둥에 대한 연구가 더욱 필요하다. 둘째로는 셀룰로식 에탄올생산의 상용화를 위해서는 화석연료의 수요를 대체할 수 있는 작물의 개발과 수확작물을 처리하여 공장이나 공업단지까지 경제적으로 수송할 수 있는 방법이 개발되어야 한다. 현재 거론되고 있는 셀룰로식 에탄올공장의 생산규모를 연간 1억 내지 1억 8천만 리터 정도의 규모로 생각하고 연간 250-300일 작업 기준으로 생각한다면 적어도 하루 2000톤 정도의 biomass를 처리하여야 됨으로 이 정도의 바이오매스가 지속적이고, 경제적으로 공급되어야 한다. 미국의 경우, 옥수수작물이 셀룰로식 에탄올 생산을 위해 가장 적합한 원료물질로 거론되고 있다. 이는 현재 옥수수 열매 는 전분이나 에탄올 생산을 위해 공장으로 수송되지만 엄청난 양의 잎과 줄기는 밭에 남겨져 있기 때문이다. 이들 corn stover로 통칭되는 식물원료 물질이 바이오매스 중 연간 생산량이 가장 많은 1억 건조 톤 이상으로 현재로도 공급이 가능하고 잠재적으로는 10억 톤까지도 생산될 수 있다고 전망하기 때문이다. 따라서 미국의 경우 셀룰로식 에탄올의 생산은 corn stover의 이용이 불가피해 보인다. 더불어 톱밥이나 임업부산물의 경우는 현재 3800만 건조 톤 정도의 공급이 가능하며 미래 3억 7000만 건조 톤이 공급될 수 있을 것으로 예상하고 있다(25). 하지만 이러한 자원은 부피가 크고 무게가 가벼워 수송밀도가 낮아 고밀도 형태로 운송할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 또한 원료물질을 처리 시설까지 운반하는 운송비를 줄일 수 이는 다른 방법들도 모색되어야한다. 셋째로는 바이오매스의 구조를 당화과정과 발효과정에 적합하게 변환시킬 수 있는 경제성 있는 전처리 방법의 개발이 필수적이다. 이상적 전처리 방법은 리그닌을 효과적으로 분리해내 이를 이용한 공정에 필요한 에너지로 사용하거나 차후 부가가치가 높은 물질의 원료로 사용할 수 있게 하여야 한다. 또한 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 손실을 최소화하여 차후 이들 식물탄수화물을 이용한 에탄올 생산을 극대화할 수 있는 방법이어야 하며 이와 함께 경제성을 담보하여야 한다. 이러한 전처리방법의 개발은 현재까지 개발된 여러 전처리 방법들의 장단점들을 파악하고 이를 극복할 수 있는 방법들을 모색하는 노력으로 가능할 수 있겠다. 마지막으로 5탄당과 6탄당을 동시에 발효할 수 있는 미생물 균주의 개발이나 효소비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생산방법이 개발되어야 하겠다. 이는 셀룰로식 에탄올이 90% 이상의 높은 수율과 시간당 1.5-2.5 g/L의 생산성을 보이고 있는 전분이나 설탕으로부터 생산되는 에탄올과 경쟁력을 갖기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.