• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.12
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• pp.1309-1316
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• 2011

This paper presents a high-speed RNA microextractor for the direct isolation of RNA from blood lysate using magnetic oligo(dT) beads. The extraction is performed through lateral magnetophoresis, which is induced by a ferromagnetic wire array inlaid. With this RNA microextractor, more than 80% of the magnetic beads could be separated at a flow rate up to 20 ml/h, and the overall extraction procedure was completed within 1 min. The absorbance ratio of RNA to protein(A260/A280) was greater than 1.7, indicating that the extraction technique yields pure RNA. The feasibility of using this technique in reverse transcription polymerase chain reaction procedures was investigated by cDNA synthesis and PCR processes. The results confirmed that the RNA microextractor is a practical device for easy, fast, and high-precision RT-PCR using minimal amounts of reagent.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.41-41
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• 2008

제지산업은 다량의 용수를 사용하면서 또한 많은 양의 폐수를 배출하고 있다. 기존의 폐수처리 공정에서는 침전처리를 위한 큰 저수조와 오랜 침강 시간이 요구되어 제한된 공장 내에서의 처리에 어려움이 많다. 이러한 기존 기술의 문제점을 보완하면서도 새로운 고도처리가 가능한 초전도 마그네트를 이용한 자기분리 기술을 적용하고자 하였다. 자기문리의 기본 원리는 강력한 자기력에 의하여 액체에 포함된 자성입자를 분리해내는 것으로 자성입자들이 자계의 힘에 의하여 잡아당겨지고 포획됨으로서 제거되는 것이다. 자기분리용 솔레노이드 마그네트로 초전도마그네트를 적용하게 되면 아주 높은 고구배의 자장(HGMS; High Gradient Magnetic Separation) 을 발생시킬 수 있다. 초전도마그네트와 체(sieve) 형 자기필터를 이용하면 대공간에 전력손실 없이 고자장을 발생시킬 수 있기 때문에 미립자를 효과적으로 고속으로 분리하는 것이 가능해지며 또한 상자성 미세입자까지도 처리할 수 있다. 본 연구에서는 주로 유기물로 구성된 제지며|수의 부유물을 자성체와의 응집반응에 의해 플록을 형성하여 자성 플록의 자기분리 효과를 연구하였다. 자성응집반응의 특성을 평가하기 위하여 전자석 시스템을 제작하였으며 배치타입의 자기필터를 설계 제작하였다. 또한 응집제의 종류와 응집반응 공정에 따른 자성플록의 형성 정도를 조사하였으며 자기분리 후 폐수의 탁도, SS 등의 특성을 분석하였다. 그림 1은 자성응집반응의 특성을 평가하기 위하여 제작한 전자석 시스템을 나타내고 있으며 전자석의 자장해석 결과를 보이고 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.298-298
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• 2008

제지산업은 다량의 용수를 사용하면서 또한 많은 양의 폐수를 배출하고 있다. 기존의 폐수처리 공정에서는 침전처리를 위한 큰 공간과 오랜 시간이 요구되어 처리비용이 비교적 많이 드는 단점이 있다. 이러한 기존 기술의 문제점을 보완할 수 있는 새로운 고도처리가 가능한 초전도 마그네트를 이용한 자기분리 기술을 적용하고자 하였다. 자기분리의 기본 원리는 강력한 자기력에 의하여 액체에 포함된 자성입자를 분리해내는 것으로 자성입자들이 자계의 힘에 의하여 잡아당겨지고 포획될으로서 제거되는 것이다. 자기분리용 전자석으로서는 아주 이상적으로 이러한 초전도마그네트와 체(sieve) 형 자기필터를 결합시키면 아주 높은 고구배의 자장(HGMS; High Gradient Magnetic Separation)을 발생 시킬 수 있다. 초전도마그네트를 이용하면 대공간에 전력손실 없이 고자장을 발생시킬수 있기 때문에 미립자를 효과적으로 고속으로 분리하는 것이 가능해지며 또한 상자성 미세입자까지도 처리할 수 있다. 본 연구에서는 주로 유기물로 구성된 제지며|수의 부유물을 자성체와의 응집반응에 의해 플록을 형성하여 자성플록의 자기분리 효과를 연구하였다. 응집제의 종류와 응집반응 공정에 따른 자성플록의 형성 정도를 조사하였으며 자기분리 후 폐수의 탁도, COD 등의 특성을 분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.1
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• pp.65-72
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• 2006

Recent technical advances in the biorecognition engineering and the microparticle fabrication may enable us to develop the single step purification using magnetic particle, because of its simplicity, efficacy, ease of automation, and process economics. In this study, we used commercial magnetic particles from Seradyn, Inc. (Indianapolis, USA). It was ca. 2.8 micron in diameter, consisted of polystyrene core and magnetite coating, and its surface had carboxyl groups. The model, capture protein was IgG and anti-IgG was used as the ligand molecule. We studied the different surfaces ('nude', ester-activated, and anti-IgG coated) for their biorecognition of IgG. At a high pH condition, we could reduce non-specific binding. Also anti-IgG immobilized magnetic particle could capture IgG more selectively. We attempted 'oriented immobilization' of anti-IgG, in which the polysaccharides moiety near the C-terminus was selectively oxidized and linked to the hydrazine-coated MP, to improve the efficacy of biorecognitive binding. Using this method, the IgG capturing ability was improved by ca. 2 fold. From the binary mixture of the IgG-insulin, IgG could be more selectively captured. In summary, the oriented immobilization of oxidized anti-IgG proved to be as effective as the streptavidin-biotin system and yet simpler and cost-effective. This immobilization method can find its applications in protein biochips and biotargeting.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.03b
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• pp.21-21
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• 2010

현재 시대에는 자원의 부족으로 인하여 원재료의 낮은 등급을 정제하는 것이 중요하다. 자기분리 기술이 산업 계 원재료들의 정제에 적용되는 것이 기대된다. 예를 들면 고순도의 유리나 절연체를 제작하기 위한 원재료에서 철산화물의 제거는 매우 중요하다. 자기를 띠는 입자들과 자기분리 필터 와이어 사이에 발생하는 끌어당기는 힘은 다른 자기분리와 비교 할 때 초전도 자기분리에서 훨씬 강하다. 초전도 마그네트를 이용하여 높은 자기장을 형성하기 때문에 일반 자기분리의 자성 입자 포획력을 능가한다. 본 연구에서는 습식 조건에서 산업계 원재료로부터 철계 산화물을 제거하기 위해서 초전도 자기문리를 사용하여 실험하였다. 실험에 사용된 시료는 유리원료로 사용되는 2종류로 시료A는 0.1 ~ 0.3 mm의 평균입도를 갖는 모래형상이며 시료B는 평균입도 0.03 ~ 0.1 mm의 고운모래 형태이다. 자기분리를 위해 상온에서 100 mm의 직경을 갖는 600 mm의 높이의 전도냉각형 Nb-Ti 초전도 마그네트를 사용하였으며 시료를 위에서 공급하고 아래로 배출되도록 수직형으로 설치하였다. 시료 500 g과 증류수 2 L를 혼합하여 교반시키고 6 T의 자기장 하에서 실험하였다. 자기분리 필터는 초전도 마그네트에서의 자기장의 분포를 해석하여 디자인하였다. 자기분리 필터의 자기적 특성을 알아보기 위해 진동시료형 자력계를 사용하였다. 산업계 원재료는 X선 형광분석기를 사용하여 성분을 분석하였다. 산업계 원재료를 이용하여 초전도 자기분리를 실시한 결과 철계 산화물은 시료A에서 43.5 %제거되었으며 시료B에서는 77.3%제거되었다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.4
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• pp.679-688
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• 2000

Dispersants, which are used to break water-in-oil emulsions and to remediate oil-spills, are another water pollutants. In this study, magnetic separation technology was applied to remove dispersants from the sea. Magnetite and maghemite were used as magnetic sorbents and SDDBS, an anionic surfactant and Triton X-100, a nonionic surfactant, were employed as dispersants. Batch experiments were undertaken to study the sorption capacity and sorption equilibrium, and water-bath experiments were conducted to simulate the real situation and to describe the recovery of magnetic particles by the permanent magnet or electromagnet. Maghemite has rather constant removal efficiency for dispersants, regardless of surfactant species. On the other hand, removal efficiency by magnetite is higher for anionic surfactant than maghemite and is higher in distilled water than in seawater which contains more ions. The sorption of dispersants to magnetite is explained by electrostatic attraction and that of maghemite is described not only by electrostatic attraction, but also by structural characteristics that provide high sorption ability and surface condition. Water bath experimental results showed that recovery efficiency of magnetic particle after sorption for dispersants is nearly 100%. It is suggested that this magnetic separation technology is an effective way of dispersant removal because of short operating time, high sorption capacity, and high recovery efficiency of sorbents.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.11-11
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• 2009

종래의 산업폐수 처리기술로는 중금속 함유 폐수에 수용성의 금속염을 첨가하여 가성소다 혹은 소석회를 이용하여 pH를 조정하고 고분자 응집제를 첨가하여 금속의 수산화물을 생성시켜 이를 부상 혹은 침전시켜 Sludge화하여 제거하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그 외 질소, 인, 유기물이 함유된 폐수의 경우에는 Biological Oxidation Techniques, 활성탄 흡착방식이 주로 채택되고 있다.[1-3] 이러한 폐수처리기술은 화학약품 사용량이 과다하고 이는 Sludge 생성량을 증대하고 2차 폐수처리가 필요로 하는 경우가 많고, 처리장이 면적이 넓어야 하고 대용량의 Sludge 제거창치가 필요하여 고비용의 처리공정으로 문제점을 가지고 있다.[2-3] 이에 본 연구에서는 이러한 기존 기술의 문제점을 보완할 수 있고 기존 기술로는 완벽하게 처리하기 곤란한 악성 폐수들에 대한 새로운 고도처리기술로 초전도 마그네트를 이용한 고구배 자기분리기술에 대한 기초연구를 하였다. 본 연구에서 사용한 고구배 자기분리 시스템은 무헬륨 전도냉각방식으로 자기분리를 위해 사용한 필터는 SUS 430 재질의 메쉬 형태로 제작하여 실험하였다. 또한, 자기분리 처리를 위한 전처리 공정으로는 응집제를 첨가하여 자기분리 효율을 높이고자 하였다. 자기분리 처리대상수로는 포항제철에 압연 강판에 사용되는 냉각수를 대상으로 자기분리 처리에 대한 효과를 실험하였다. 또한, 자기분리에 대한 특성을 평가하기 위해 강자성의 $Fe_3O_4$ 미세자성분말을 첨가하여 처리수내의 들어있는 유기물질에 대해 자기분리 자장 및 유속에 대한 처리효율을 미치는 영향을 조사하였다. 자기분리 처리는 1~6 Tesla에서 자기필터는 디스크 형태로 다층으로 연속적으로 적층하였으며, 처리유속은 1~4 l/min으로 하였다. 고농도인 처리폐수를 자가분리 인가 자장에 따라 처리하여 고농도에서는 70%, 저농도에서는 98 %까지 처리되었다. 또한, 자기분리용 필터는 SUS 430 재질의 mesh 망을 사용하였으며 인가자장 및 유속변화에 대한 실험 결과 탁도 및 농도는 필터 크기의 영향은 거의 차이가 없었으며 단지 인가자장 및 유속에 따라서 지수적으로 감소하였다. 자기분리된 용액 내 $Fe_3O_4$ 입도 분석 결과 자기분리 이전에 분포하던 $10\sim20\;{\mu}m$의 입자는 거의 제거되었으며 2 ${\mu}m$ 이하의 입자들은 실험 횟수에 따라 점점 직경이 작은 쪽으로 분포가 좁아졌으며, 마그네타이트의 자화율을 분석한 결과 약 0.8 Tesla에서 포화 되었으며 처리수의 탁도 및 농도가 자장에 따라 감소하는 것으 알 수 있었다.

• Resources Recycling
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• v.11 no.1
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• pp.9-18
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• 2002

Printed wiring boards(PWBs) of the obsolete computers are composed of various organic and inorganic compounds as well as metals and alloys. As convinced that the valuable metals obtained from the PWBs are effectively utilized as secondary resources when recovered by economical methods, in this study, an investigation for characterizing the physical separation techniques is conducted. For the recovery of them, the sockets and chips dismantled from PWBs by scraping and residual resin boards are subjected to the appropriate separation processes according to the physical properties of each part. In the case of crushed socket scraps size ranged from -2.36 mm to +1.18 mm, approximately 97 wt% of the product obtained by magnetic separation consists of metallic compounds. In the case of chip scraps, 97% of Fe-Ni alloy and 95% of Cu metal are recovered by the combined process of air classification and dry magnetic separation in the size range from -2.36 mm to +0.15 mm. Ball milling is adopted in order to improve the removal efficiency of the thin-printed metallic materials on the residual resin boards and approximately 77% of Cu metal is recovered by zigzag separation after ball milling.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.4
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• pp.388-394
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• 2018

The removal of 2,4-dichlorophenol (2,4-dichlorophenol, 2,4-DCP) in aqueous solution was studied using the magnetic activated carbon (MAC) prepared from waste citrus peel. The adsorption characteristics of 2,4-DCP by MAC were investigated by varying the contact time, MAC dose, solution temperature, pH and 2,4-DCP concentration. The isothermal adsorption data were well explained by the Langmuir isotherm model equation and the maximum adsorption capacity calculated from the Langmuir isotherm equation was 312.5 mg/g. The adsorption kinetic data were well described by the pseudo-second-order reaction equation. The intraparticle diffusion model data indicated that both the film and intraparticle diffusion occur simultaneously during the adsorption process. The thermodynamic parameters of ${\Delta}H^o$ and ${\Delta}G^o$ have positive and negative values, respectively, indicating that the adsorption of 2,4-DCP by MAC is a spontaneous endothermic reaction. After the adsorption experiment was completed, the used MAC could be easily separated by an external magnet.

• Membrane Journal
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• v.28 no.6
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• pp.432-443
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• 2018

In this study, propylene/propane separation behavior of Na-type faujasite zeolite membranes is predicted by observing gravimetric adsorptions of propylene and propane on zeolite 13X. The gravimetric adsorptions were measured by using a magnetic suspension balance (MSB) at temperatures of 323, 343, 363 K and a pressure range of 0.02-1 bar. The pressure was increased at 0.1 bar intervals. As adsorption temperature increased, adsorptions of propylene and propane decreased and propylene/propane adsorption selectivity increased. Also, the diffusion coefficients of propylene and propane were increased as the adsorption temperature increased, following the Arrhenius equation. The maximum propylene/propane diffusion selectivity was 0.9753 at 323 K. The perm-selectivity was calculated from the adsorption data of zeolite 13X and compared with the perm-selectivity measured in the single gas permeation experiment for the Na-type faujasite zeolite membrane. The maximum values for the calculated and measured perm-selectivities were observed at a temperature of 323 K. It could be concluded that the prediction of propylene/propane separation of surface diffusion-based membrane by using gravimetric adsorption data is reasonable. Therefore, it is expected that this prediction method can be applied to the screening of adsorption-based microporous membrane for propylene/propane separation.