• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권2호
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• pp.259-266
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• 2010

다중관식 헬리컬 코일형 가스냉각기내 $CO_2$의 열유량과 압력강하는 LMTD 방식을 이용하여 예측하였고 그 결과를 실험값과 비교하였다. $CO_2$와 냉각수의 유량은 각각 0.06~0.075 kg/s이고, 가스냉각기의 냉각압력은 8~10 MPa이다. 초임계 $CO_2$의 냉각시의 열유량과 압력강하는 LMTD 방식을 이용하여 예측하였고, 이때 냉매측 열전달과 압력강하식은 각각 Gnielinski와 Dittus-Boelter 식을 사용하였다. LMTD법으로 예측한 값과 실험값을 비교한 결과, $CO_2$의 열유량과 압력강하는 상대적으로 좋은 일치를 보였다.

• 공업화학
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• 제21권2호
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• pp.174-177
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• 2010

본 연구에서는 유채유로부터 초임계 메탄올을 이용한 무촉매 전이에스터화 반응에 관한 다양한 반응인자들의 영향을 연구하였다. 온도($320{\sim}365{^{\circ}C}$), 시간(0~20 min), 압력(10~35 MPa), 오일에 대한 메탄올의 몰 비(1 : 15~60), 교반속도(0~500 rpm)들이 지방산메틸에스터 함량에 어떤 영향을 미치는지에 대해 회분식 반응기를 이용하여 실험하였다. 반응온도가 증가함에 따라 지방산메틸에스터의 함량이 증가하였으나 $350^{\circ}C$, 반응시간 5 min 이후부터는 감소하였다. 유채유에 대한 메탄올 몰 비가 높아질수록 지방산메틸에스터 함량이 높아졌으며, 몰 비(1 : 45)에서 20 MPa 이상의 압력에서는 함량의 변화가 거의 없었다. 100 rpm 이상의 교반속도에서는 교반의 효과가 적음을 확인할 수 있었다. 온도 $335^{\circ}C$, 반응시간 10 min, 몰 비 1 : 45, 압력 20 MPa, 교반속도 250 rpm인 반응조건에서 최대 지방산메틸에스터 함량인 95%를 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.651-654
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• 2009

본 연구는 팜유 바이오 디젤을 제조하기 위하여 초임계 메탄올을 이용한 무촉매 전이에스터화반응을 수행하였다. 메탄올에 대한 오일의 몰 비(30:1~60:1), 압력(8~25 MPa), 온도($320{\sim}350^{\circ}C$), 교반속도(0~1,000 rpm), 시간(0~20 min)과 같은 반응 인자들이 지방산메틸에스터의 함량에 미치는 영향을 알아보기 위하여 회분식 반응기를 이용하여 실험하였다. 팜유에 대한 메탄올의 몰 비가 높아질수록 지방산메틸에스터의 함량이 높아졌지만, 45:1 이상에서는 미치는 영향이 적었으며, 각각의 몰 비에서 20 MPa 이상의 압력에서는 함량의 변화가 거의 없었다. 반응온도가 증가함에 따라 지방산메틸에스터의 함량이 증가하였지만, $350^{\circ}C$ 이상 반응시간 5 min 이후부터 감소하였고, 500 rpm 이상의 교반속도에서는 교반이 미치는 영향이 거의 없음을 확인할 수 있었다. 몰 비 45:1, 온도 $335^{\circ}C$, 압력 20MPa, 시간 10분, 교반속도 500 rpm인 반응조건에서 최대 지방산메틸에스터 함량인 95%를 얻을 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권5호
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• pp.1268-1274
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• 1999

본 연구에서 행하여진 온도$(35,\;55^{\circ}C)$ 및 압력(100, 300bar) 범위에서 초임계 추출된 솔 추출물의 수율은 300bar, $35^{\circ}C$와 300 bar, $55^{\circ}C$의 경우 각각 5.0%와 5.3%이었으며 100 bar, $35^{\circ}C$와 100 bar, $55^{\circ}C$에서 각각 3.7% 및 2.8%이었다. 300 bar에서는 wax류 등의 추출로 인하여 얻어진 추출물들은 상온에서 고체 상태이며 노란 색이었고, 100 bar에서 얻어진 추출물은 모두 액체 상태이고 무색에 가까웠다. 관능검사 결과 100 bar, $35^{\circ}C$에서의 초임계 추출물이 SDE 추출물보다 1% 유의수준에서 우수함이 판명되었다. 그러나 100 bar, $35^{\circ}C$에서의 추출물과 300 bar, $55^{\circ}C$ 추출물 간에는 5% 유의수준에서 차이가 없었다. 가장 많이 함유되어 있는 휘발성 향기 성분은 limonene으로써 $32.6{\sim}43.4%$를 차지하였고 ${\beta}-pinene(10.8{\sim}18.5%),\;{\beta}-myrcene(11.5{\sim}17.3%),\;{\alpha}-pinene(5.3{\sim}11.7%)$의 순이었다. 한편 향의 품질 특성에 결정적인 역할을 하는 것으로 알려진 함산소 terpene의 경우 100 bar, $35^{\circ}C$의 경우가 가장 많아서 3.6%를 차지하였으며 300 bar, $35^{\circ}C$의 경우에도 3.4%로서 300 bar, $55^{\circ}C$의 2.5%, 100 bar. $55^{\circ}C$의 1.8%보다 많았다. SDE 추출물의 경우는 6.7%를 차지하여 초임계 추출물보다도 훨씬 많은 양을 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제45권6호
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• pp.661-672
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• 2012

국내 육상 이산화탄소 지중저장 후보지 중 하나로 거론되고 있는 경상분지 사암에 대하여 초임계$CO_2$ 주입에 의한 사암의 용해반응을 규명하는 실내 실험을 실시하였다. 초임계$CO_2$로 존재하는 지중저장 온도/압력조건(100 bar와 $50^{\circ}C$)을 재현한 스테인레스 셀(용량 110 ml) 내부에 지하수를 주입한 후, 공극률이 다른 3 종류의 경상분지 사암 시료에 대하여 슬랩으로 제작하여 표면을 폴리싱한 후 고압셀 하부에 고정시켜 지하수에 잠기게 하였으며, 초임계$CO_2$를 주입한 후 60 일 동안 지하수 용존 이온 농도 변화, 질량 변화, 광물의 평균 표면 거칠기 변화를 측정하였다. 사암의 물성 변화 실험에서는 채취한 3 종류의 경상분지 사암들을 원통형 코어 형태로 가공하여 대형 고온고압탱크(2 liter 용량)에 고정시켜 30 일 동안 반응 시킨 후 공극률, 건조밀도, 탄성파 속도, 일축압축강도 등을 측정하여 용해반응에 의한 사암의 물성변화를 규명하였다. 반응 시간에 따른 사암 코어의 무게를 측정하여 질량 변화에 따른 1차 용해반응 상수값($k_d$)을 계산하였으며, 이 용해상수를 이용하여 단위면적($cm^2$) 당 1 g의 사암시료가 완전히 용해되는데 걸리는 용해시간을 계산하였다. 사암 슬랩을 이용한 지중저장 조건에서 초임계$CO_2$-사암-지하수 반응 실험 결과 $Ca^{2+}$, $Na^+$의 용해반응이 활발하게 일어나는 것으로 나타나, 이들 함량이 높은 사장석, 방해석 등을 중심으로 사암의 용해반응이 일어남을 알 수 있었으며, 반응 30 일 후 초기 A사암 슬랩 무게의 0.66%가 반응에 의해 용해되었다. 경상분지 사암의 물성 변화 실험 결과, $CO_2$ 반응 30 일 동안 B사암과 C사암의 공극률은 초기 공극률 기준 16.2%와 7.4% 증가하는 반면, 건조밀도, 탄성파 속도 그리고 일축압축강도는 감소하는 경향을 보였으며, 이 결과는 초임계$CO_2$와 반응하여 암석의 용해반응에 의한 물성변화가 짧은 시간 동안 활발히 일어나고 있음을 의미한다. 계산된 용해반응상수값($k_d$)으로부터 B사암과 C사암의 경우 사암에 주입된 $CO_2$에 의하여 단위면적($cm^2$)당 1 g이 용해되는데 각각 평균 1,532 년과 329 년이 걸리는 것으로 나타나, $CO_2$ 지중저장 시 사암의 용해반응이 짧은 시간동안 활발히 일어날 수 있음을 입증하였다.

• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.37-40
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• 2011

몇몇 이온성 액체는 이산화탄소를 고정화하여 카보네이트로 전환해주는 반응의 촉매이자 용매로 적합하다. 이온성 액체를 사용함으로써, 합성 공정은 촉매 재활용이 용이하고 휘발성 물질이나 해로운 유기 용매가 불필요하다는 측면에서 보다 환경적이고 간단해질 수 있다. 본 연구에서는 이산화탄소와 이온성 액체를 이용하여 $60{\sim}80^{\circ}C$, 140bar의 온도, 압력 범위에서 프로필렌 옥사이드가 카보네이트로 얼마나 전환되는지 측정하였다. 그 결과, 최적의 조건을 찾았고 그 조건 하에 최대 수율을 얻었다.

• KSBB Journal
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• 제15권1호
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• pp.80-83
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• 2000

초임계 $CO_2$를 이용하여 인삼으로부터 polyacetylene계 화합물들 중 panaxydol과 panaxynol을 추출하였다. 200~300 bar 구간에서 압력의 증가에 따라 panaxydol과 panaxynol의 추출율은 비례적으로 증가하였고, 300 bar에서 최대 추출율을 나타내었다. 또한 추출온도의 영향을 알아보기위해 45 ~ $75^{\circ}C$ 온도 구간에서 추출한 결과, panaxydol과 panaxynol은 각각 65, $55^{\circ}C$ 에서 최대 추출율을 나타내었다. 그러나 panaxynol의 경우 온도변화에 따른 추출율의 변화가 크지 않았으므로, panaxydol의 최대 추출율을 나타내었던 $55^{\circ}C$를 최적 추출온도로 결정하였다. 이와 같이 결정된 최적 추출조건인 300 bar, $65^{\circ}C$에서 methanol을 보조용매로 사용하여 panaxydol과 panaxynol의 추출율을 조사한 결과, 10%(w/w)에서 각각 0.230, 0.054 mg/g-dry weight(건조시료)의 최대 추출율을 나타내었다. 이 결과를 methanol에 의한 panaxydol과 panaxynol의 유기용매 추출결과와 비교할 경우, 각각 37.8, 55.1%의 회수율로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.65-74
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• 2004

The heat transfer coefficient and pressure drop of $CO_2$(R-744) during gas cooling Process of carbon dioxide in a horizontal tube were investigated experimentally and theoretically. The experiments were conducted without oil in the refrigerant loop. The main components of the refrigerant loop consist of a receiver. a variable-speed pump. a mass flowmeter, an evaporator. and a gas cooler(test section). The main components of the water loop consist of a variable-speed Pump. an constant temperature bath. and a flowmeter. The gas cooler is a counterflow heat exchanger with refrigerant flowing in the inner tube and water flowing in the annulus The test section consists of smooth, horizontal stainless steel tube of 9.53 mm outer diameter and 7.75 mm inner diameter. The length of test section is 6 m. The refrigerant mass fluxes were 200 ~ 300 kg/($m^2{\cdot}s$) and the inlet pressure of the gas cooler varied from 7.5 MPa to 8.5 MPa. The main results were summarized as follows : The predicted correlation can evaluated the R-744 exit temperature from the gas cooler within ${\pm}10%$ for most of the experimental data, given only the inlet conditions. The predicted gas cooley capacity using log mean temperature difference showed relatively food agreement with gas cooler capacity within ${\pm}5%$. The pressure drop predicted by Blasius estimated the pressure drop on the $CO_2$ side within ${\pm}4.3%$. The predicted heat transfer coefficients using Gnielinski's correlation evaluated the heat transfer coefficients on the $CO_2$ side well within the range of experimental error. The predicted heat transfer coefficients using Gao and Honda's correlation estimated the heat transfer coefficients on the coolant side well within ${\pm}10\;%$. Therefore. The predicted equation's usefulness is demonstrated by analyzing data obtained in experiments.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.5-11
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• 2023

석탄 및 석유와 같은 전통적인 화석 연료는 연소 시 발생하는 열을 통해 에너지를 공급한다. 이러한 과정에서 대기 중에 이산화탄소를 배출하고 지구 온난화를 유발한다. 이산화탄소 저감을 위해 많은 연구들이 수행되고 있다. 이러한 방안 중 하나로, 이산화탄소 지중 저장 기술이 관심을 받고 있다. 이산화탄소 지중 저장은 플랜트 등에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 덮개암 하부 포화지반층에 이산화탄소를 주입하여 저장하는 방법을 일컫는다. 하지만, 제한된 공간에 더 많은 양의 이산화탄소 저장을 위해서는 저장 효율의 향상이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 계면활성제를 활용하여 이산화탄소 지중 저장의 효율을 향상하고자 한다. 또한, 지중저장소의 위치에 따라 압력 및 온도가 상이하기 때문에 이산화탄소는 기체, 액체 및 초임계 상태로 존재가능하다. 따라서, 이산화탄소 상태에 따른 저장 효율 특성을 평가하였다. 그 결과, 주입속도 및 계면활성제의 활용은 저장 효율의 향상을 기대할 수 있고, 그 효과는 기체, 액체 및 초임계 상태 이산화탄소에 발휘되는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.699-707
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• 2017

본 연구에서는 아홉 종류의 작동유체를 고려하여 저온 열원으로 구동되는 아임계 및 초월임계 유기 랭킨 사이클의 열역학적 성능 특성을 비교 해석한다. 터빈입구압력, 열원온도 및 작동유체가 열교환기 내 온도분포와 핀치포인트, 작동유체의 유량, 시스템 출력 및 열효율 등 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석한다. 해석 결과는 작동유체의 압력이 아임계 영역에서 초임계 영역으로 높아지면 열교환기에서 열원과 작동유체 사이의 온도 불균일 정도가 감소하면서 시스템 출력이나 열효율 등은 증가하나 시스템의 단위출력당 터빈 크기는 작아짐을 보여준다.