• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.257-266
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• 2017

본 연구에서는 초임계 $CO_2$($scCO_2$)를 이용하여 폐콘크리트 순환골재와 반응한 용출수의 pH를 9.8 이하로 유지시켜(중성화) 재활용할 수 있는 기술을 개발하기 위한 실내 배치실험을 수행하였다. 실험재료로는 건설폐기물중간처리업체에서 제공받은 세 종류의 순환골재를 사용하였으며, 각 종류별로 골재 입자크기 별로 선별하여 총 7개의 시료를 사용하였다. 먼저 $scCO_2$-물-순환골재 반응에 의해 순환골재의 pH가 지속적으로 낮게 유지되는지를 확인하는 반응실험을 수행하였다. 스테인레스강철로 만들어진 고압셀(150 mL 용량)에 테플론 비이커를 고정시킨 후, 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼한한 후 고압용 오븐과 고압시린지 펌프 및 압력조절 장치를 이용하여 10 MPa(100 bar), $50^{\circ}C$ 조건에서 50일간 반응시켰다. 반응시간(1, 5, 10, 15, 30, 50일)에 따른 증류수의 pH, 용존 양이온과 음이온 농도를 측정하였다. $scCO_2$ 반응에 의한 순환골재의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위하여 반응 전/후 XRD, SEM-EDS 등의 분석을 실시하였다. 마지막으로 $scCO_2$ 반응 후 순환골재의 용출수 pH 변화를 용출실험을 통하여 규명하였다. $scCO_2$-물-순환골재 반응 결과, 반응 전 순환골재의 pH는 평균 12보다 높은 값을 나타내었으나, $scCO_2$와 반응한 지 1시간 경과 후 증류수의 pH는 7이하로 낮아졌고 반응 50일 까지 pH가 8 이하로 안정되게 유지되었다. 순환골재 종류와 관계없이 $scCO_2$와의 용해 반응에 의해 수용액 내 $Ca^{2+}$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$ 이온들의 농도가 증가하였으며, $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, SEM-EDS 분석 결과, 다량의 방해석과 일부 무정형의 규산염과 수산화물이 침전되었다. $scCO_2$로 처리하지 않은 순환골재의 용출수 pH는 용출 시간에 관계없이 12-13을 유지하였으나, $scCO_2$로 50일 처리한 경우와 1일 처리한 순환골재의 경우 모두, 입자크기와 관계없이 용출수의 pH가 9이하를 유지하여 건설현장에서 순환골재의 재활용이 가능할 것으로 판단되었다.

• 청정기술
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• 제12권3호
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• pp.128-137
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• 2006

초임계이산화탄소 내에서 이온성액체의 부피 변화와 상온 이온성액체와 유기화합물의 혼합물이 두 상으로 분리되는 현상을 고압 view cell을 이용하여 측정하였다. 이온성액체(ionic liquid, IL)로는 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([bmim][$PF_6$])와 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([bmim][$BF_4$])를 사용하였으며, 유기화합물로는 methanol과 dimethyl carbonate를 사용하였다. 일정한 양의 [bmim][$PF_6$]에 대하여 유기화합물의 양을 증가시킴에 따라 상이 나누어지는 지점인 lower critical end point (LCEP) 압력이 감소하였다. 이온성액체의 수분함량이 증가함에 따라 LCEP가 높게 나타났으며, 일정량 이상의 수분이 함유되어 있으면 LCEP가 나타나지 않았다. LCEP는 같은 부피의 [bmim][$PF_6$]에서보다 [bmim][$BF_4$]에서 약 1.0 MPa 정도 높게 나타났으며, K-point는 이온성액체의 종류와 유기화합물의 양에 따라 거의 변화하지 않았다. 초기시료 중 이온성액체([bmim][$PF_6$])의 농도 (IL/(IL+MeOH))가 7.23 mol% 보다 크면 혼합물의 LECP에서 $L_1$의 부피가 $L_2$의 부피보다 크게 나타났으며, 반대로 작으면 작게 나타났다. 이산화탄소의 존재 하에서 이온성액체의 부피변화는 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 313.15 와 343.15 K 사이에서는 압력이 증가함에 따라 증가하여 300 bar에서는 원래 부피의 123~126 %가 되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.61-68
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• 2015

초임계 연소에 대한 기초연구로써 축소형 액체 로켓 엔진에서 기체산소/케로신, 기체아산화질소/에탄올 추진제 조합의 정상상태 연소의 분무를 관찰하고 비교하였다. 분무의 가시화에는 shadowgraph 기법을 사용하였으며 실험결과를 분석하기 위해 shadowgraph를 후처리하여 밀도구배강도 이미지를 사용하였다. 정상상태 연소압력이 동일한 조건에서 기체산소/케로신 추진제의 액체 제트 표면의 굴곡이 심하고 분사기 팁 근처에서 급격한 밀도구배를 보이는 것이 관찰되었다. 밀도구배강도의 평균 이미지에서 분무 중심 길이를 도출하였으며 더 낮은 운동량 플럭스 비 조건에서도 기체산소/케로신의 분무중심 길이가 더 짧은 것으로 나타났다.

• 설비공학논문집
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• 제29권8호
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• pp.408-418
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• 2017

Supercritical carbon dioxide ($sCO_2$) power system is emerging technology because of its high cycle efficiency and compactness. Meanwhile, PCHE (Printed Circuit Heat Exchanger) is gaining attention in $sCO_2$ power system technology because PCHE with high pressure-resistance and larger heat transfer surface per unit volume is fundamentally needed. Thermo-fluidic characteristics of $sCO_2$ in the micro channel of PCHE should be investigated. In this study, heat transfer characteristics of $sCO_2$ of various inlet conditions and cross-sectional shapes of single micro channel were investigated experimentally. Experiment was conducted at supercritical state of higher than critical temperature and pressure. Test sections were made of copper and hydraulic diameter was 1 mm. Convective heat transfer coefficients were measured according to each interval of the channel and pressure drop was also measured. Convective heat transfer coefficients from experimental data were compared with existing correlation. In this study, using measured data, a new empirical correlation to predict near critical region heat transfer coefficient is developed and suggested. Test results of single channel will be used for design of PCHE.

• 한국약용작물학회지
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• 제11권1호
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• pp.19-23
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• 2003

초임계추출(SFE)를 이용한 초피나무 과피 중 신미성분의 최적추출조건을 조사하였다. 최적 추출 압력은 $300kg/cm^2$ 이었으며 온도는 $60^{\circ}C$, 추출 부피는 $12\;m{\ell}$, flow rate는 3m/min 그리고 modifier로 사용한 methanol의 함량비율은 20%였다. 추출시간은 초반 20분 안에 대부분의 신미성분이 추출되었다. 또한 용매추출법과 비교한 결과 추출효능이 약 40%정도 향상되었고 시간은 20분으로 단축되었으며 유기용매 methanol은 12 ml밖에 소요되지 않을 뿐만 아니라 주요한 추출용매로 무독성 액화$CO_2$를 사용하기에 독성 유기용매의 다량 사용을 피할 수 있는 친환경적이고 경제적인 방법으로 생각되어 진다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권4호
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• pp.181-190
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• 2008

기후변화 및 교토의정서상의 온실가스 의무감축요구에 대응하기 위하여 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서부터 포집한 $CO_2$를 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송하고, 이를 해저 지질구조내 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장 및 관리하는 $CO_2$ 해양지중저장기술이 국내외적으로 주목 받고 있다. $CO_2$ 해양지중저장 처리 시스템 설계를 수행하는데 있어 전산모사를 통한 공정 설계는 필수적이다. 즉, 수치 모델링을 통하여 $CO_2$ 해양지중저장 처리에 필요한 일련의 공정을 열역학 상태방정식 등을 이용하여 모사하는 것이다. 본 논문에서는 $CO_2$ 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계에 사용되는 열역학 상태방정식들을 비교 분석하였다. 또한, 상태방정식 계산결과의 정확성을 평가하기 위하여 실험으로부터 구해진 데이터와 비교를 수행하였다. 이상기체 상태방정식과 SRK식은 $29.85^{\circ}C$, 60 bar 이상에서 밀도를 전혀 예측하지 못하였으며, 고온 고압의 초임계 상태에서 100% 내외의 오차를 보였다. BWRS 식은 임계온도 근처인 $29.55^{\circ}C$, 임계압력 근처인 $60{\sim}80\;bar$ 사이의 영역에서 실험값을 전혀 예측하지 못하고 최대 100%의 차이를 보였다. $CO_2$ 해양지중저장 처리의 저장지 조건인 온도 $31.1^{\circ}C$ 이상, 압력 73.9 bar 이상의 초임계 상태에서 PR 식과 PRBM 식은 실험값을 비교적 잘 예측하였다. 따라서 $CO_2$ 해양지중저장처리 공정 중 고온, 고압 영역에서는 상기 상태방정식을 이용한 공정 설계가 유용하다고 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.611-619
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• 2019

본 연구에서는 흡열연료의 종류와 촉매의 성형 방법에 따른 연료의 분해특성 및 코크 생성에 대하여 분석하였다. 실험에 사용된 연료는 methylcyclohexane (MCH), n-dodecane 그리고 exo-tetrahydrodipentadiene (exo-THDCP)이며, 백금을 담지한 USY720에 압력만을 가하여 제조한 disk 형태, binder와 silica solution을 혼합하여 제조한 pellet 형태의 제올라이트를 촉매로 사용하였다. 성형 방법에 따른 촉매의 특성은 X-ray 회절분석법(XRD), 주사전자현미경(SEM), 질소흡탈착등온선 그리고 암모니아 승온탈착분석법을 통해 분석하였으며, 연료가 초임계 상태로 존재할 수 있는 고온고압의 조건($500^{\circ}C$, 50 bar)에서 반응을 진행시킨 후에 생성된 혼합물은 가스 크로마토그래프 질량분석계(GC-MS), 촉매에 생성된 코크는 열중량분석기를 사용하여 분석하였다. 이와 같은 분석을 수행한 결과, 반응 후 생성물의 조성은 연료를 구성하는 화합물의 구조에 따라 크게 차이를 보였다. 또한, 촉매의 성형 방법에 따른 결정성이나 표면 특성의 변화는 미미하였으나, 비교적 큰 변화를 보인 산점과 기공 특성이 생성물과 코크 생성량 및 조성의 변화에 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.546-552
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• 2009

이번 연구에서는 밀배아유의 기능성 향상을 위해 고정화 효소를 이용한 밀배아유의 효소적 에탄올 반응을 수행했고, 효소적 에탄올 반응의 비가압조건과 가압조건을 중점적으로 비교 분석했다. 비가압조건 효소적 에탄올 반응 수행은 밀배아유와 99.9% 에탄올 혼합물에 두 가지 고정화 효소인 Lipozyme TL-IM과 Lipozyme RM-IM를 1~5 w%(밀배아 기준 무게비)로 25 ml 플라스크에 shaking machine 상에서 $40{\sim}70^{\circ}C$, 120 rpm 조건으로 실험을 수행했다. 가압조건상에서의 효소적 에탄올 반응 조건은 고정화 효소 2 w%, 반응 시간 24시간, 반응 온도 $40{\sim}60^{\circ}C$ 및 반응 압력 75, 100, 150, 200 bar으로 수행했다. 실험으로부터 회수된 sample은 트리글리세라이드의 분해 정도를 살펴보기 위해 모노-, 디-, 트리글리세라이드를 HPLC를 이용하여 분석했다. 밀배아유의 전반적인 전환율은 반응온도와 고정화 효소의 농도에 따라 증가했고, 최적 반응 조건은 가압조건 $50^{\circ}C$, 100 bar이었다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권6호
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• pp.615-621
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• 2009

SFE법을 이용하여 딸기의 휘발성 향기성분을 추출하기 위한 시료의 적정 전처리 및 SFE 작동조건을 검토하였으며, SDE법 및 SE법 등의 추출방법과 휘발성 향기성분 조성을 비교하였다. 딸기 생시료, 동결건조시료, 그리고 생시료에 celite를 30, 70%를 혼합하여 제조한 시료를 이용하여 SFE 처리후 향기성분을 분석한 결과, 생시료에 celite를 70% 첨가하는 방법이 향기성분을 추출하는데 가장 효과적인 것으로 나타났다. 온도(40, $55^{\circ}C$)와 압력(3,000, 6,000 psi)을 달리하여 SFE 처리한 결과, 3000 psi, $55^{\circ}C$ 조건에서 alcohol류와 acid류의 추출효율이 증가하였으며, $\gamma$-dodecalactone의 함량도 3배 정도 높은 수준으로 나타났다. SDE법, SFE법 및 SE법 등의 추출방법별 딸기의 휘발성 향기성분을 분석한 결과, SFE법은 SDE법에 비해 추출한 휘발성 향기성분의 종류는 적지만 추출량이 비슷하면서 열분해 및 열변성이 발생하지 않아 딸기 고유의 향기에 가까운 향기패턴을 나타내었으며, 기호적으로 우수한 acid류가 다량 함유된 향기성분을 추출하기에 적합한 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제25권4호
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• pp.10-18
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• 2021

대수층에 이산화탄소를 저장하는 기술은 높은 저장능력과 경제성 때문에 지구 온난화를 완화하는 가장 효율적인 방법중 하나이다. 포항분지 해상 중소규모 CO₂ 지중저장 실증은 심부 대수층에 CO₂ 를 저장하는 사업으로 대규모 CO₂ 저장에 필요한 실증요소 기술을 개발하고 검증하는데 목적이 있다. 이 사업의 초기 설계 단계에서 도전적으로 직면하는 문제중 하나는 CO₂ 를 주입하는 주입관에서 주입성을 확보하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 주입량, 압력, 온도, CO₂ 의 상변화 및 그에 따른 열역학적인 물성값 등을 계산하여 주입 조건을 계산하였다. 본 연구를 위해 기체 상태의 CO₂ 를 주입관에 주입하여 기체-액체-초임계 상의 상변화 거동 및 유동 특성의 변화를 OLGA 프로그램을 이용하여 수치해석적으로 분석하였다. 결과를 통하여 CO₂ 의 주입 시스템과 대수층의 공저압을 연계하는 주입조건을 제시하였다.