유동층 열분해로에서 상수리나무의 급속열분해를 수행하고 생성된 바이오오일의 물리화학적 특성을 GC/MS를 이용하여 분석하였다. 유동층 열분해로에서 얻어진 상수리나무와 낙엽송의 바이오오일 수율은 각각 $350^{\circ}C,\;400^{\circ}C$에서 최대치를 보였으며 이는 두 수종간의 셀룰로오스 함량차이에 기인하는 것으로 추정된다. 최적온도 이상에서는 반응온도가 증가할수록 프리보드에서의 2차 열분해에 의하여 촤와 오일의 수율이 감소하였고 가스상 성분과 수분의 함량이 증가하였다. 유등층 열분해로에서 시료의 투입량은 생성물의 수율과 조성에는 큰 영향을 주지 않았으며 이는 충분한 혼합이 이루어지기 때문으로 판단되었다.
2-관능성 DGEBA-4-관능성 TGDDM 블렌드를 DDM으로 경화시킨 경호물의 굴곡 특성과 열 안정성을 혼합비에 대하여 조사하였다. 굴곡 탄성율과 유리 전이 온도는 TGDDM이 증가 될수록 증대되었고, 20-40 중량%의 TGDDM조성에서 불연속적으로 변화하는데, 이것은 이 저성 부근에서 ductile/brittle의 구조적 상변화가 일어나고 있기 때문인 것으로 추정된다. TGDDM성분이 증가될수록 최대 열분해 온도는 고온쪽으로 shift되는 경향을 보이지만, 분해에 대한 활성화 에너지는 오히려 감소했다.
Fast pyrolysis of biomass is one of the most promising technologies for converting biomass to liquid fuels. The pyrolysis oil, also known as the bio crude oil (BCO), have been regarded as an alternative fuel for petroleum fuels to be used in diesel engine. However, the use of BCO in diesel engine requires modifications due to low energy density, high water contents, low acidity, and high viscosity of the BCO. One of the easiest way to adopt BCO to diesel engine without modifications is the use of BCO/diesel emulsions. In this study, a diesel engine operated with diesel, bio diesel (BD), and BCO/diesel emulsion was experimentally investigated. Performance and emission characteristics of a diesel engine fuelled by BCO/diesel emulsion were examined. Results showed that stable engine operation was possible with emulsion and engine output power was comparable to diesel and bio diesel operation. Long term validation of adopting BCO in diesel engine is still needed because the oil is acid, with consequent problems of corrosion especially in the injection system.
The effects of silica-alumina type catalysts addition on the thermal decomposition of ethylene vinyl acetate (EVA) resin have been studied in a thermal analyzer (TGA, DSC) and a small batch reactor. The silica-alumina type compounds tested were kaolinite, bentonite, perlite, activated clay and clay. As the results of TGA experiments, pyrolysis starting temperature for EVA resin had the 1st pyrolysis temperature range of 300~$400^{\circ}C$ and the 2nd pyrolysis temperature range of 425~$525^{\circ}C$. The silica-alumina type catalysts did not affect the pyrolysis rate in EVA pyrolysis reaction. In the DSC experiments, addition of kaolinite and bentonite catalysts reduced the heat of fusion and heat of 2nd pyrolysis reaction. In the batch system experiments, the mixing of silica-alumina type catalysts enhanced the yield of fuel oil, and affected to the distribution of carbon numbers. In the silica-alumina type inorganic material used in this experiments, bentonite was the most effective from the pyrolysis heat, yields, and the characteristics of fuel oil.
효소에 의한 단백질분해가 유청단백질의 항원성의 저하에 미치는 영향을 조사하기 위한 기본연구로서, 유청단백질의 가수분해특성을 조사하고 competitive inhibition enzyme-linked immunosorbent assay(cELISA)에 의한 항원성의 변화를 검토하였다. 유청단백질의 가수분해는 chymotrypsin, trypsin, pancreatin, 그리고 Aspergillus oryzae유래의 protease를 각기 4시간 동안 행하였다. TNBS(trinitrobenzensulfonic acid)법에 의하여 측정한 유청단백질의 가수분해도(DH)는 chymotrypsin이나 trypsin을 처리한 경우$(5.05{\sim}11.47)$보다 Aspergillus oryzae유래의 protease 및 pancreatin을 처리한 경우$(15.67{\sim}20.20)$가 훨씬 높게 나타났으며, 각 효소의 처리전에 열처리($75^{\circ}C$, 20분)나 pepsin의 처리를 한 경우에 대체로 약간 높게 나타났다. High performance size exclusion chromatography(HPSEC)에 의하여 분자량분포를 조사한 결과, 가수분해물에 따라 10kDa 이상의 polypeptide가 $12{\sim}36%$ 정도 존재하였고, 평균분자량은 $4,252{\sim}9,132$ dalton, 평균길이는 아미노산 $38{\sim}83$개로 나타났다. 또한 쓴맛은 형성되지 않았다. SDS-PAGE의 결과 처리구에 따라 분자량 14.2kDa 이상의 polypeptide가 일부 존재하였으나 native 유청단백질은 대부분 가수분해에 의하여 제거되었음을 확인하였다. 토끼 항WPI항혈청에 의한 cELISA로 검토한 유청단백질 가수분해물의 monovalent 항원성은 효소처리에 의하여 약 $10^{-1.7}{\sim}10^{-4.9}$배 또는 그 이하로 저하되었으며 대체로 가수분해가 많이 일어난 분해물은 그 항원성이 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 각 처리구내에서는 열 및 pepsin의 전처리후 다음 효소 분해한 유청단백질 가수분해물(CDP, TDP, PDP, ODP)의 경우 그 항원성이 가장 낮았다. 그중에서도 pancreatin 가수분해물(PDP)의 경우 항원성이 거의 상실된 것으로 나타났다.
수산가공공장에서 원료어 처리시 생성되는 부산물인 참치 내장중 유문수 조직으로부터 높은 활성을 가진 단백질 분해효소를 추출하고, 이것을 부분 정제하여 참치 유문수 유래 조효소(TPCCE)를 대량으로 제조하였다. 제조된 TP-CCE에 대한 최적활성조건을 규명하였으며, 아울러 시판 정제 단백질 분해효소들과 비교하였다. 또한 TPCCE의 열안정성을 높이고자 몇가지 종류의 담체에 물리적으로 흡착시켜 제조한 고정화 효소의 열안정성을 검토하였다. 1. 참치 유문수 조직으로부터 높은 활성을 가진 단백질 가수분해효소를 부분정제하여 조효소 상태를 추출하였으며 이때의 수율은 약 2.7% 정도로 매우 높았다. 활성은 천연기질인 카제인에 대하여 0.54 U/mg이었고, 합성기질인 BTEE와 BAEE에서는 각각 1.10과 2.69 U/mg로서 시판정제효소인 trypsin과 유사한 활성을 나타내었다. 2. 참치유문수 유래 조효소의 천연기질인 casein에 대한 가수분해의 최적조건은 pH 10.0, 반응온도 45$^{\circ}C$, 반응시간 12시간이었으며, 이 때의 가수분해도는 약 80%였다. 3. 참치 유문수로부터 추출된 조효소를 여러 가지 담체에 고정화시켰으며 이용된 담체중에서 고정화율은 Chitopearl, DEAE-Cellulose 및 키틴 순으로 가장 높았으며(70~80%), 합성기질인 BAEE에 대한 활성은 키틴, DEAE-Cellu-lose 및 키토산 고정화 효소의 순서로 각각 2.46 U/mg, 2.35U/mg, 및 2.29 U/mg이었고, BTEE에 대한 활성은 키토산, 키틴, CM-Cellulose의 순서로 각각 0.89 U/mg, 0.88 U/mg 및 0.86 U/mg이였다. 이중 키틴 고정화 효소가 모든 조건에서 충분한 효과를 보여 가장 효율적으로 나타났다. 4. 고정화 효소의 열안정성에서 대부분의 고정화 효소는 유리 TPCCE보다 높은 열안정을 보였으며, 특히 DEAE-Ce-llulose를 이용한 고정화 효소는 6$0^{\circ}C$의 높은 온도에서 7일이 경과한 후에도 약 95%의 활성을 유지하여 장시간의 효소 반응공정이나 고정화 효소를 이용한 컬럼 반응에서의 연속적 단백질 가수분해물 생성과 같은 공정에서 매우 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
극초음속 비행체용 능동냉각시스템의 전체적인 운용 성능을 결정하는 주요 요소는 크게 탄화수소흡열연료, 재생냉각 채널, 시스템 소재 및 구조로 구분되며, 그 중에서도 효율적인 재생냉각시스템 개발을 위한 일련의 연구는 탄화수소 항공유의 흡열반응 성능 향상으로부터 시작된다. 따라서 이전 연구에서는 탄화수소 항공유 자체의 흡열분해 특성에 대한 광범위한 연구 동향을 정리하였으며, 본 연구에서는 그에 대한 후속 연구로서 효과적인 흡열분해 특성 개선 및 성능 향상 방안으로 다양하게 시도되고 있는 촉매 분해와 수증기 개질 연구들에 대한 세부기술 분석을 수행하였다.
미분형 고정층 반응기에서 고체산 촉매(HY 제올라이트, $\beta$-제올라이트, HZSM-5)를 이용하여 폐윤활유를 1차 열분해한 오일의 촉매분해 반응을 연구하였다. 촉매의 활성 검토에 사용된 원료물질은 폐윤활유를 반응온도 48$0^{\circ}C$, 반응시간($\tau$) 60분으로 진행되는 벤치규모의 연속공정에서 생산된 제품이다. HY제올라이트의 경우 탄소수 21개 이하의 경유 성분을 얻을 수 있는 최적 반응조건은 WHSV(weight hourly space velocity)=1, 반응온도는 375$^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 암모니아 탈착법을 이용하여 전체의 산점 및 강산점 수를 측정한 결과 $\beta$-제올라이트가 가장 많은 것으로 나타났다. 탄소수 21개 이하 성분의 수율을 기준으로 촉매의 활성 순서를 평가할 때 HY제올라이트〉$\beta$-제올라이트〉HZSM-5 임을 알 수 있었다. 또한 코크의 생성량 역시 동일한 순서를 보였다. 이러한 결과를 보인점은 HY제올라이트의 경우 촉매내부 미세기공의 평균직경이 크므로. 반응물이 촉매내부로 쉽게 확산될 수 있어 내부의 산점에서 분해반응의 진행이 적절함으로 나타난 결과로 판단되었다. 이러한 점은 코크의 생성량으로도 확인할 수 있었다.
범용 열가소성 플라스틱(polyethylene(PE), polypropylene(PP), polystyrene(PS), polyethylene-terephthalate(PET), acrylonitrile-butandiene-styrene(ABS))과 폐윤활유의 동시처리 열분해반응 실험을 수행하였다. 반응실험은 40$m\ell$ 용량의 회분식 미분반응기(microreactor)를 이용한 실험과 1리터 용량의 autoclave를 이용한 실험의 두 가지로 구분하여 행하였다. 전자의 경우는 통계적 실험적계획법(statistical experimental design)의 하나인 회전계획실험(rotatable design experiments)으로서 오각형 실험계획(pentagonal experimental design)에 의거한 반응변수 실험을 수행한 후 반응표면(response surface)을 회기분석법에 의하여 분석함으로써 최대의 오일 수율을 얻을 수 있는 최적 반응조건을 추적, 결정하였다. Autoclave 반응실험의 기본적인 목적은 실제 연속공정에 있어서 열분해 반응기 거동을 모사하기 위한 전초단계로서 충분한 시료의 확보를 통하여 이 때 생성된 연로유의 체계적인 분석(비등점분포특성, 진공증류, 기체분석, 원소분석, 발열량, 비중 등)을 행함으로써 연료유 수율 및 품질을 모사하고자 하였다. 미분반응기 실험에 있어서 주 범용열가소성수지인 PE, PP 그리고 PS는 각각의 최적반응조건하에서 거의 100%에 가깝게 오일로 전환되었지만 응축수지인 PET와 그래프트공중합수지인 ABS의 오일수율은 각기 78% 및 90%로서 상대적으로 낮게 나타났다. Autoclave를 이용한 실험의 경우 혼합플라스틱을 폐유에 대하여 40wt% 혼합하여 열분해하였을 때, 80wt% 오일, 15wt% 코우크, 그리고 나머지 5wt%는 탄화수소기체(C1-C6)로 전환되었다. 진공증류(252$^{\circ}C$,2 torr) 결과, 기/액-분리도는 3으로서 이는 생성오일의 75wt%가 경질연료유(가솔린, 등유, 경유)로 회수 가능하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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