• 자원리싸이클링
• /
• 제6권4호
• /
• pp.24-30
• /
• 1997

최근 금속 스크랩의 재활용에 있어서 고품질의 2차지금을 제조하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 알루미늄 주조품의 기계가공 후 발생하는 알루미늄 Chip을 보다 효율적이고 신속하게 재활용하기 위하여 vortex melting법을 수행하였다. Vortex melting 기술을 chip의 용해공정에 도입하였다. 최적의 vortex 깊이는 수모델 실험을 통하여 결정되었는데, 교반자의 형상, 위치, 회전속도 및 수위 등에 의해 결정된다. Chip의 용해전 상온, 200, 300, $400^{\circ}C$에서 예열하여 vortex의 중앙에 투입하엿다. 따라서, 온도에 따른 회수율을 결정할 수 있었다. 본 실험의 결과로서, 최적의 vortex 깊이는 교반자의 형상, 회전속도에 의해서만 영향을 받으며, 최고의 회수율, 97%는 chip의 예열온도가 $300^{\circ}C$일 경우 얻어졌다.

• 자원환경지질
• /
• 제42권4호
• /
• pp.335-342
• /
• 2009

감마선을 조사(照射)하거나 조사하지 않은 두 경우의 Bacillus Subtilis를 대상으로 하여 박테리아 세포 붕괴(lysis)를 유도한 후 방출된 유기 분자가 pH 7 조건에서 석영 용해 속도에 미치는 영향을 조사하였다. 시간이 경과하며 석영과 박테리아 혼합 슬러리에서 용존 유기탄소(dissolved organic carbon; DOC) 함량이 증가하였으며 이는 박테리아 투입량과 대체적으로 비례하는 것으로 보아 박테리아 세포 붕괴의 결과인 것으로 판단되었다. 방사선을 조사하지 않은 박테리아를 투입하였을 경우, 시간이 경과하며 박테리아를 투입하지 않은 화학적 비교 슬러리에 비해 높은 함량의 규소가 용출되어 나왔다. DOC 함량과 용해되어 나온 규소 함량간에 나타난 좋은 상관관계는 규소 용출의 원인이 박테리아 세포 붕괴에 의해 방출된 DOC에서 비롯되었음을 나타낸다. 한편 방사선을 조사한 박테리아의 세포 붕괴 산물은 방사선을 조사하지 않은 경우에 비하여 단위 DOC 함량당 매우 높은 농도의 규소를 용출시켰다. 이 때 관찰되는 규소 용출은 방사선이 조사되었을 때 교란된 박테리아 내부의 유기 분자가 방사선을 조사하지 않은 박테리아에 비하여 석영을 보다 효과적으로 용해할 수 있는 유기 분자로 변화하였기 때문으로 판단된다. 이 결과는 고준위 방사성 폐기물 처 분장에서 누출된 핵종이 지표 생태계에 도달하는데 소요되는 시간을 예측할 때 처분장 주변 대수층 암석의 풍화 속도 촉진에 미치는 박테리아 세포 붕괴의 영향을 고려해야 함을 나타낸다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제29권1호
• /
• pp.25-34
• /
• 2020

전기화학적 미소수정진동자저울은 전극표면에서 발생하는 나노그램 수준의 질량변화를 실시간 측정할 수 있는 장비이다. 역압전효과를 가진 수정진동자 양면에 형성된 금속전극에 교대로 전계를 가하면 진동자의 두께에 따라 특정 공진주파수를 나타낸다. 공진주파수는 전극표면에서 발생하는 질량변화에 반응하며, 전극표면의 금속이 용해될 때는 증가하고 석출될 때는 반대로 감소한다. 공진주파수와 질량변화의 상관관계는 Sauerbrey 식으로 나타내고 이를 이용하여 금속의 침출반응때 발생하는 질량변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 특히 용해 후 침출액에서 침전, 휘발, 기타 화합물 형성 등 부반응으로 실험 후 발광분광분석이나 원자흡광분석 등이 용이하지 않은 금속의 침출 반응기구 및 속도 연구에 매우 효과적이다. 그러나 수정진동자의 공진주파수는 질량변화 외에도 용액의 점도, 수압, 온도, 스트레스, 그리고 표면거칠기 등에도 영향을 받으므로 실험 시 이들 영향에 대한 고려가 필요하다. 전기화학적 미소수정진동자저울의 응용 예로서 염소를 이용한 백금의 침출 시 용해속도를 실시간 측정하고 이로부터 활성화에너지를 구하는 일련의 과정을 소개하였다. 침출에 사용된 백금시료는 수정진동자 양면에 형성된 1000 Å두께의 백금전극 중 침출액에 노출된 한쪽 면을 활용하였으며, 전해생성된 염소를 염산 침출액에 주입하여 침출 시 용존 염소농도를 조절하였다. 실험결과로부터 염소에 의한 백금의 용해반응은 활성화에너지가 83.5 kJ/mol로 화학반응율속임을 확인하였다.

• 폴리머
• /
• 제36권1호
• /
• pp.41-46
• /
• 2012

본 연구에서는 대표적인 난용성 약물이며, 경구용 천식 치료제 중 하나인 pranlukast의 용해도 및 용출성 개선 제제 개발을 위해 친수성 고분자인 poly(ethylene glycol) (PEG)와 고분자 계면활성제인 poloxamer를 사용하여 열용융법(HM)과 용매증발법(SE)에 의한 고체분산체를 제조하였다. 고체분산체 내 약물의 결정성 변화를 DSC, PXRD로 분석한 결과, 약물의 결정성이 크게 감소하였고, 부분적으로 무정형으로 변화하였음을 확인하였다. 용출시험 및 용해도 분석결과, 고유 약물에 비해 용해도와 용출 속도가 크게 증가하였다. Pranlukast, PEG, poloxamer가 1:5:1의 조성으로 열용융법에 의해 제조된 고체분산체가 가장 우수한 용해도 및 용출속도 향상 결과를 보였다. 결과적으로 PEG과 poloxamer를 이용한 고체분산체 제제는 난용성 약물인 pranlukast의 용해도와 생체이용률을 개선하는데 유용하게 응용될 것으로 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제42권10호
• /
• pp.1664-1672
• /
• 2013

천일염은 자연 환경에서 제조되기 때문에 불용분 사분과 같은 이물이 함유될 가능성이 있다. 본 연구는 여과와 증발을 통하여 소금의 불순물 등 이물질을 효율적으로 제거하면서도 미네랄이 풍부한 소금을 생산하기 위해 수행되었다. 함수를 여과한 후 $90^{\circ}C$에서 회전식진공농축기를 이용하여 소금결정을 제조한 후에 탈수하였다. 이렇게 제조된 소금을 천일식제조소금이라 명명하였다. 소금의 수율은 물의 증발량에 의해 결정되는데, 증발량이 40%, 50%, 60%일 때 각각 40S, 50S, 60S로 표기하였다. 천일식제조소금의 수율은 40S, 50S, 60S가 각각 7.22%, 10.79%, 15.06%로 일반 천일염의 제조 수율인 4~8%보다 유사하거나 높았다. 천일식제조소금의 염도는 40S, 50S, 60S가 각각 90.38%, 91.16%, 68.16%를 나타냈다. 관능검사 결과 전체기호도가 가장 높은 소금은 40S이며, 쓴맛이 강함 소금은 60S를 나타냈다. Na, Mg, K, Ca의 미네랄 함량은 40S와 50S가 Mg 함량이 낮다는 것을 제외하면 천일염과 유사하였다. 불용분 함량은 천일염이 0.023%로 천일식제조소금보다 높고, 사분분석 함량은 천일염과 40S, 50S는 유의차가 없었다. 용해속도(g of salt/100 mL $H_2O$/sec)는 40S, 50S, 60S가 각각 0.69, 0.70, 0.69로 천일염의 용해속도(0.47)보다 높았고, 상대습도 70%, 저장온도 $20^{\circ}C$에서의 수분 재흡수 속도는 천일식제조소금 40S, 50S가 정제염보다는 빠르지만 천일염보다는 약 3~5배 낮은 결과를 보여주었다. 본 연구에서 개발한 천일식제조소금은 미네랄, 불순물 함량, 용해속도 및 수분 재흡수 등의 물리화학적 특성이 천일염에 비해 우수한 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.119-127
• /
• 2013

핵폐기물을 고화시키는 재료로 사용하는 붕규산염(borosilicate) 유리의 용해는 지층 처분장에 처리된 고준위 방사성 폐기물의 생태계 유출을 결정할 수 있는 중요한 화학반응이다. 습식 실험에서 유리의 용해속도(dissolution rate)는 유리 화학조성에 의해 크게 좌우되는 것이 관찰된다. 유리의 bulk 구조를 규명한 분광분석 실험에 의하면 유리의 화학조성과 분자수준(molecular-level) 구조(예: $SiO_4$ 사면체의 연결구조와 B 원소의 배위구조) 사이의 상관관계가 존재한다. 따라서 화학조성에 따른 유리 용해도의 차이는 조성에 따른 bulk 내부구조의 변화로 이해되어 왔다. 그런데 유리 표면은 수용액과 계면을 이루면서 용해 과정에서 가장 직접적으로 반응하는 부분이기 때문에, 화학조성에 따른 표면구조 변화에 대한 지식 또한 필요하다. 본 논문에서는 분자 동역학(molecular dynamics, MD) 시뮬레이션을 사용하여 4가지의 다른 화학조성을 가지는 소듐붕규산염 유리($xNa_2O{\cdot}B_2O_3{\cdot}ySiO_2$ 화학조성)에 대하여 bulk 구조와 실험으로 얻기 어려운 표면(surface) 구조를 연구하였다. MD 시뮬레이션은 유리 표면의 화학조성과 분자수준 구조가 bulk의 것과 매우 상이한 결과를 보여준다. 본 연구의 MD 시뮬레이션 결과는 화학조성에 따른 유리 용해도(특히 초기 용해과정)는 bulk 구조의 변화보다 유리 표면구조의 변화에 의해 크게 좌우될 수 있다는 표면구조에 대한 이해의 중요성을 역설한다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제27권3호
• /
• pp.78-85
• /
• 2018

블랙드로스에 함유된 알루미나를 회수하기 위해 볼밀처리가 염산침출에 미치는 영향을 조사하였다. 볼밀처리 시간과 회전속도는 알루미나 침출에 큰 영향을 미치지 않았다. 최적의 볼밀처리(1시간, 700 rpm)에서 알루미나 침출은 침출시간과 온도에 영향을 받았다. 본 논문의 실험조건에서 산화마그네슘은 모두 용해되었으며, 칼륨, 철, 실리콘과 타이타늄 산화물은 일부만 용해되었다. 알루미나는 80% 정도 침출되었지만 상기 산화물이 미량 용해되므로 순수한 알루미나용액을 회수하기 위해서는 분리공정의 도입이 필요하다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제7권3호
• /
• pp.42-51
• /
• 1998

알루미늄이나 마그네슘과 같은 경량금속은 스크랩 용해과정에서 수분과의 반응으로 수소농도가 증가하게 되며, 재활용을 위해서는 추가적인 합금성분의 첨가 및 탈 수소 공정이 필요하다. 본 연구에서는 경량금속 스크랩 용해공정에 사용되는 정련로에 대하여 배플의 유무 및 임펠러를 사용한 기계적 교반이 탈 가스 거동에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 수 모델 실험을 통해 유동현상의 관찰, 균일 혼합시간 및 탈 가스 속도를 측정하였고, 반응용기 내 난류 유동장에 대한 수치해석을 통해 기계적 교반을 실시하는 정련로에 대한 혼합 및 탈가스 거동을 정량화 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.595-600
• /
• 2020

본 논문에서는 물에 대한 용해도가 낮은 모델 약물로서 덱시부프로펜을 사용하여 당류 및 당알코올류를 분산체 물질로 사용하여 약물의 용출속도를 증가시킬 수 있는 고체분산체를 제조하고 평가하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 제조방법으로써 회전식 고온용융과립법 사용하였고 기기의 가동온도 범위인 120 ℃에서 녹는점을 가지는 Fructose가 고체분산체의 제조에 적절한 첨가제임을 시차주사 열량 분석법을 사용하여 확인하였다. 제조된 고체분산체의 물리화학적 평가를 위해 DSC, XRD, 함량 및 함량균일성시험, 용출시험, 붕해시험을 진행하였다. 그 결과, X-ray 회절분석을 통해 고체분산체에 포함된 덱시부프로펜의 결정성이 감소한 것을 확인하였다. 이를 통해 덱시부프로펜과 fructose를 함유하는 고체분산체를 이용하여 제조된 정제에 대해 붕해시험을 실시하여 1~2초 이내에 신속히 붕해되는 것을 확인하였으며 또한 덱시부프로펜 원료의 용출속도와 비교하여 30분 이내에서 약 20% 이상 빠른 용출속도를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 회전식 고온용융과립법을 통한 고체분산체의 제조는 약물의 결정성 감소를 통한 용해속도 증가 및 붕해시간 증가를 유도할 수 있어 다양한 고형제제의 생산에 활용할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
• /
• pp.165-172
• /
• 2005

본 고에서는 태양전지 모듈 원가의 60% 이상을 차지하는 실리콘 기판의 생산성을 향상시키고 그에 따라 제조단가를 저감시키기 위한 일환으로 최근 들어 일본과 프랑스를 중심으로 중점적으로 기술개발이 이루어지고 있는 EMCC법(Electro Magnetic Continuous Casting)에 의한 다결정 실리콘 잉고트의 제조기술에 관하여 연구하였다. 특히, 태양전지급의 고순도 잉고트로 제조하기 위해 높은 용융점과 낮은 전기전도도를 갖는 실리콘의 용해 및 주조 공정이 수냉되는 cold crucible 내에서 이루어지게 됨에 따라 발생하는 종래의 EMCC법의 문제점을 해결하고자, 코일전류 및 도가니 구조 등이 Joule 가열 효과 및 pinch 효과에 미치는 영향을 체계적으로 조사하였다. 연구 결과 대용량의 전원장치나 별도의 2차 가열원을 사용하지 않고서도 실리콘 원료의 가열 및 용해 효율을 현격히 향상시키며 용탕의 전 구간에 걸쳐 전자기력을 용탕의 정수압보다 큰 상태로 유지할 수 있는 EMCC용 무접촉성 도가니의 설계기술 및 이를 활용하는 전자기연주공정기술을 확립하였으며, 그 결과 직경 5 cm의 실리콘 잉고트를 1.5 mm/min의 속도로 무접촉 조건에서 연속주조할 수 있었다.