• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.408-412
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• 2005

Headspace의 이산화탄소 제거는 수소의 수율을 올릴 수 있는 효과적인 방법이지만, 증가된 수소의 분압(최대 91.2%)과 이산화탄소의 부재에 의해 글루코즈의 발효 경향에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이산화탄소의 제거는 homoacetogenesis에 의한 수소의 소모를 효과적으로 억제하였지만, 주요발효 부산물인 ethanol 및 기타 발효 부산물의 분해 또한 억제하는 결과를 나타내었다. 또한 소량으로 발생한 부산물들의 분석결과에서 이산화탄소가 제거된 반응에서 반응 후반부에 butyrate의 증가하는 현상이 관찰되었다. 하지만, 기존의 연구결과들처럼 증가된 수소의 분압에 의한 과다한 solvent의 생성은 관찰되지 않았으며, acetate의 과도한 발생을 방지할 수 있어 acetate에 의한 저해현상을 다소 억제할 수 있을 것으로 사료된다. 이산화탄소가 제거될 경우 최종 산물이 수소와 ethanol이므로 목적 반응이 hydrogen-ethanol fermentation이라면 이상적인 방향을 제시할 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제8권2호
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• pp.267-275
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• 1997

본 연구는 졸-겔법을 이용하여 제조한 $ZrO_2$의 하소 온도에 따른 분말특성을 조사하고, 고온수에서 $ZrO_2$의 $Co^{2+}$ 흡착특성을 교반기가 달린 압력용기를 이용한 회분식 흡착 실험으로 알아보았다. 졸-겔법을 이용하여 $ZrO_2$분말을 제조하고, $600{\sim}1400^{\circ}C$로 하소한 후, X-선 회절법, SEM, BET 방법, Fourier transform 적외선 (FT-IR), 열중량 및 열시차분석법(TG-DTA)등을 이용하여 특성 변화를 조사하였다. 비정질의 질코니아는 $480^{\circ}C$부터 tetragonal 질코니아가 생성되고 $600{\sim}1000^{\circ}C$ 온도범위에서는 tetragonal 질코니아와 monoclinic 질코니아가 공존하며, $1200^{\circ}C$에서는 tetragonal 질코니아에서 monoclinic 질코니아로의 상변태가 나타났으며, 고온수에서 하소온도가 $600^{\circ}C$인 $ZrO_2$의 흡착제의 코발트 평형흡착용량은 0.16 meq/g 이었다. $125^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 흡착반응은 비가역 흡열반응이며, $600^{\circ}C$에서 하소한 $ZrO_2$의 표준엔탈피 변화값(${\Delta}H^{\circ}$)은 약 18 kJ/gmol 이였다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.346-352
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• 2011

활성탄에 의한 프로피네브 농약의 흡착특성을 초기농도, 접촉시간과 온도를 고려한 회분식 실험을 통해 조사하였다. Langmuir 식과 Freundlich 식을 사용하여 흡착등온선과 상수값을 구하였다. 흡착평형관계는 Freundlich 등온식이 잘 맞았으며, 흡착등온선의 기울기 값으로부터 활성탄에 의한 프로피네브의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식을 사용하여 동력학적 실험값을 평가한 결과, 유사이차반응속도식이 더 잘 맞았으며, 속도상수 ($k_2$) 값은 프로피네브의 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 표준엔탈피, 표준엔트로피 및 표준자유에너지를 평가하였는데, 조사된 표준자유에너지값은 298, 308 및 318 K에서 각각 -7.28, -8.27 및 -11.66 kJ/mol로 나타나 흡착공정이 자발적임을 알 수 있었다. 엔탈피변화량은 54.46 kJ/mol 로 양의 값을 나타내어 활성탄에 대한 프로피네브의 흡착이 흡열반응으로 일어난다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.51-57
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• 2012

본 연구는 E-beam 공정을 통한 triclosan의 광분해에 대하여 조사하였다. 공정의 최적화는 실험계획법에 의한 회분식 실험을 통해 수행되었다. 실험계획법은 통계적 적용 방안의 하나로 각 인자간의 영향을 고려하기 위해 반응표면을 설계하는 방법이다. 반응은 triclosan의 제거율(%, $Y_1$)과 TOC 제거율(%, $Y_2$)로 적용되었고 두 개의 독립변수로서 triclosan의 농도를 "$x_1$", 조사강도를 "$x_2$"로 설계하였다. 코드화 된 인자에 대한 Triclosan 제거율과 TOC 제거율에 따른 회귀식은 각각 $Y_1=63-12.4335x_1+15.1835x_2+5.8125x{_1}^2-5.6875x{_2}^2-0.75x_1x_2(R^2=95.1%,\;R^2(Adj)=91.7%)$과 $Y_2=46-8.8462x_1+11.7175x_2-0.75x{_1}^2-6.25x{_2}^2(R^2=98.7%,\;R^2(Adj)=97.7%)$로 나타났다. $Y_1$과 $Y_2$에 대한 모델 예측식의 결정계수($R^2$)와 수정결정계수($R{^2}_{(Adj)}$)의 값이 90% 이상으로 나타나 실험적 관찰결과와 잘 부합하였다. 이러한 결과는 회귀모델이 E-beam 공정에서의 인자영향을 잘 설명하며 통계적 적용이 성공적으로 적용된 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.333-338
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• 2015

본 연구에서는 재생가스조성에 따른 건식 흡수제의 재생률, $CO_2$ 흡수능 그리고 응집 특성에 관한 연구를 실시하였다. 실험은 내경 0.05 m, 높이 0.8 m이며 석영으로 제작된 회분식 기포 유동층 반응기에서 수행되었으며 흡수제는 연속공정의 흡수반응기 후단에서 채취한 입자를 사용하였다. 반응성에 관한 연구는 재생반응 유동화 기체의 조성을 $CO_2$, $H_2O$, $N_2$의 농도를 다양하게 변화시키며 수행하였다. 실험결과 재생온도가 증가함에 따라 흡수반응 동안의 흡수능이 증가하는 경향을 나타내었으며 재생기체에 포함된 수분의 함량이 증가함에 따라 흡수능이 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 재생반응기체로 $N_2$ 100%를 사용한 경우 흡수반응 동안의 흡수능이 가장 높게 나타났으며, ($H_2O+N_2$)를 사용한 경우, $CO_2$ 100%를 사용한 경우, ($H_2O+CO_2$)를 사용한 경우 순으로 흡수능이 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 응집특성에 관한 연구는 흡수제의 입자크기 변화와 흡수반응기체에 포함된 수분의 농도가 응집에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험결과 수분함량이 높고 입자크기가 작을수록 응집입자가 많이 생성되는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.194-199
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• 2008

본 연구에서는 자트로파 오일로부터 바이오디젤을 생산하는데 적합한 유리지방산의 에스테르화 조건을 검토하였다. 자트로파 오일의 초기 산가는 11.5 mg KOH/g으로, 알칼리 촉매를 적용한 직접 전이에스테르화 공정은 바이오디젤 수율이 낮은 문제가 있어 유리지방산을 산촉매를 사용하여 에스테르화 후 전이에스테르화하는 2단계 반응공정의 적용이 필요하였다. 전처리 공정에 적합한 고체 산 촉매를 도출하기 위해 4가지 고체 산 촉매에 대한 성능 비교 연구를 수행하였으며 Amberlyst-15를 최적 촉매로 선정하였다. Amberlyst-15를 사용한 반응표면분석법(response surface method, RSM)에 의해 구한 최적 전처리 반응조건은 메탄올 6.79%, 촉매 17.14%로, 산가가 0.7 mgKOH/g으로 감소하였다. 전처리 후 알칼리 촉매 KOH를 이용한 전이에스테르화 반응을 가압 회분식 반응기에서 수행하여 바이오디젤을 생산하였다. 그 결과 지방산 메틸 에스터(fatty acid methyl ester, FAME) 함량 97.35%를 비롯하여 산화 안정성 8.17 h, 총 글리세롤 함량 0.125%, 저온필터막힘점(cold filter plugging point, CFPP) $0^{\circ}C$ 등으로 나타났으며 주요 바이오디젤 품질규격을 모두 만족하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.529-536
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• 2011

본 연구는 수돗물과 SWRO 생산수의 수질 특성을 분석하여 SWRO 생산수가 지닌 강한 부식성을 확인하였으며, 이를 근거로 해수담수화 시설의 유지관리 및 부식제어를 목표로 진행되었다. 연구 초기 과정에서는 철 시편(mild steel coupon)에 대한 회분식 실험(Batch test)과 전기화학 실험을 통해 수돗물과 SWRO 생산수의 부식성을 비교하였다. SWRO 생산수의 부식성 제어를 위한 수단으로써 액상소석회(liquid lime, $Ca(OH)_2$)와 이산화탄소(Carbon Dioxide, $CO_2$)를 주입하는 방법과 액상소석회와 인산염계 부식억제제(Phosphate Corrosion Inhibitor, $P_2O_5$)의 조합에 이산화탄소를 주입하는 두 가지 방법을 비교하였다. 실험을 통한 각 수질의 평가는 부식성 평가 지수인 LSI(Langelier Saturation Index)를 통해 비교하였고 그 결과를 통해 액상소석회와 인산염계 부식억제제의 최적 주입량을 선정하여 모의배관 실험(Loop system test)에 적용하였다. 모의배관 운전 평가 후 장착된 금속배관(steel pipe)은 내부의 스케일에 대한 기기분석(SEM, EDX, XRD) 평가를 수행하여 형성물의 주성분과 산화상 및 원소 함류량을 비교 할 수 있었다. 실험 결과, SWRO 생산수에 부식제어기술을 적용하지 않은 대조군과 비교하여 적정량의 단일 액상소석회를 주입한 경우 평균 97.4%의 높은 부식억제 효과를 나타내었고, 액상소석회 와 부식억제제 조합이 주입된 경우 평균 90.9%의 부식억제 효과를 나타냈다. 모의배관 실험 과정 중 금속배관 내부에 형성된 스케일은 대조군의 경우 주로 철 산화물인 반면, 실험군의 경우 탄산칼슘($CaCO_3$) 피막이 형성되어 부식방지에 효과적임을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제43권4호
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• pp.305-314
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• 2010

제강슬래그와 석회석을 이용하여 비소로 오염된 농경지 토양으로부터 비소 용출을 안정화 시키는 배치 및 대형 칼럼 실험을 실시하여, 제강슬래그와 석회석이 토양 내 비소안정화에 효과적으로 사용될 수 있음을 입증하였다. 토양의 비소 농도가 토양오염우려기준 농도의 약 2배(12.3 mg/kg)인 전남 광양 주변 초남광산 주변에 위치한 밭토양을 대상으로 안정화 실험을 실시하였으며, 안정화제로 사용한 제강슬래그 이화학분석 결과 비소 공침 효과가 높은 Ca, Fe, Al, Mg 산화물 함량이 70% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 안정화제 종류별 비소 용출 저감 효과를 규명하고 최적 안정화제 주입 비율을 선정하기위한 배치실험을 실시하였다. 오염토양 대비 석회석(또는 제강슬래그)의 첨가 비율을 1, 2, 3% 로 설정하여 비소 용출 저감 효율을 규명하는 실험을 실시하였으며, 석회석과 제강슬래그를 다양한 비 율로 혼합한 혼합안정화제도 실험에 사용하였다. 배치실험 결과 오염토양으로부터 용출되는 비소 농도는 1% 와 3% 석회석 첨가에 의해 안정화제를 첨가하지 않은 오염 토양의 비소 용출 농도 대비 각각 51%, 62% 감소하였다. 1%와 3% 제강슬래그를 오염토양에 첨가한 경우 비소 용출 농도는 각각 46%, 52% 감소하였다. 석회석 1%+제강슬래그 1%, 석회석 1%+제강슬래그 2%, 석회석 2%+제강슬래그 1%를 첨가하여 실험한 경우, 비소 용출농도는 각각 63%, 62%, 72% 감소하였다. 비소 용출 농도 및 용출 누적량을 계산하여 안정화공법에 의한 비소 오염 토양의 장기적 안정화를 예측하고자 인공강우에 의한 연속 용출 실험을 실시하였다. 배수시스템 및 격자형의 하부 스크린이 설치된 직경 15 cm, 높이 100 cm 의 대형 아크릴 칼럼을 제작하였으며, 용출시험 결과로부터 비소 용출 저감 효과가 뛰어난 석회석 2%+제강슬래그 1%를 혼합하여 연속 칼럼 실험의 안정화제로 사용하였다. 안정화제를 첨가하지 않은 칼럼의 경우 인공강우에 의한 비소 용출 농도는 시간이 지남에 따라 약 $50-80\;{\mu}g/L$ 를 유지하였다. 2% 석회석과 1% 제강슬래그를 오염토양과 혼합한 칼럼의 경우 비소 용출 농도는 1년 이내에 80% 이상 감소하였으며, 지하수 생활용수기준치인 $50\;{\mu}g/L$ 보다 낮게 나타나 오염토양으로부터의 비소의 안정화 효과는 매우 높은 것으로 나타났다. 석회석과 제강슬래그의 비소 안정화 기작을 규명하기위해 석회석과 제강슬래그를 3가비소(arsenite) 용액과 혼합하여 반응시 켜 공침된 광물 결정에 대하여 SEM/EDS 분석을 실시한 결과 방해석($CaCO_3$) 이외에 포틀랜다이트(portlandite)와 칼슘-비소 산화물(Ca-As-O 계열)이 추가로 생성된 것으로 나타났으며, 이러한 추가 생성 광물에 의한 비소 포획이 주요 비소 고정 기작인 것으로 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제14권2호
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• pp.141-145
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• 1999

본 연구에서는 농산물의 부산물로 다량 폐기되고 있는 생물질재료 중 건조 밤껍질과, 포르말린 처리한 밤껍질, 인산화 처리한 밤껍질을 이용하여 pH 변화에 따른 중금속 흡착상태를 실험하였다. $Cd^{2+},\;Fe^{2+},\;Cr^{6+},\;Mn^{2+},\;Cu^{2+},\;Pb^{2+}$중금속 등에 대한 시간의 영향은 $Mn^{2+}$은 5분 경과 후, $Cd^{2+}$와 $Cr^{6+}$-는 10분 경과 후, $Fe^{2+}와 Cu^{2+}$는 20분 경과 후에 약간의 흡착 경향성을 보였고, $Fe_{2+}$는 5분 경과 후 계속 흡착이 증가하는 것을 보였다. $Cd^{2+},\;Fe^{2+},\;Cr^{6+},\;Mn^{2+},\;Cu^{2+},\;Pb^{2+}$중금속 등에 대한 pH의 영향은 $Cr_{6+}$인 경우 pH 2의 범위에서 가장 높은 흡착 결과를 보였으며, 나머지 중금속 이온의 겸우 pH 7.0~9.0에서 높은 흡착 경향성을 보였다. 밤껍질에 의한 중금속 이온의 제거율은 pH 7.0-9.0 에서 $\Fe^{2+},\;Mn^{2+},\;Cu^{2+},\;Pb^{2+}$ 들은 70% 이상을, 포르말린 처리한 밤껍질의 경우 $\Fe^{2+},\;Mn^{2+},\;Cu^{2+},\;Pb^{2+}$들은 50% 이상을, 인산화 처리한 밤껍질의 경우 $Cd^{2+},\;Fe^{2+},\;Mn^{2+},\;Cu^{2+},\;Pb^{2+}$들은 60% 이상을 보인 것으로 보아 밤껍질을 포르말린과 인산화 처리한 경우 중금속 이용이 제거율 향상에는 큰 효과가 나타나지 않음을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제2권3호
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• pp.270-278
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• 1991

게 껍질로부터 단리한 천연고분자인 chitin을 이용하여 특정금속이온에 대하여 높은 선택성을 갖는 carboxymethyl chitin을 합성하였다. 실험에 사용된 chitin 은 개량한 Hackman 법으로 순수한 상태로 제조하고 이를 여러농도의 수산화나트륨 용액으로 akali chitin을 제조한 후, chitin 단위구조의 C-6 위치($CH_2OH$)를 isoproryl alcohol 중에서 monochloroacetic 로 처리하여 카르복시기를 갖는 유도체를 합성하였다. Kjeldahl 법에 의한 질소함량의 분석 및 원소분석에 의해 최적반응조건과 치환율을 구하였고, 이들 수지의 구조는 적외선흡수스펙트럼으로 확인하였다. 낮은 치환도를 가지며 물에 불용인 carboxymethyl chitin은 알칼리 토금속이온들 중 $Ca^{2+}$ 이온에 대하여 가장 높은 선택적 흡착능을 나타내었으며, 이러한 성질은 $KNO_3$나 $NaNO_3$와 같은 중성염이 존재할 때에도 마찬가지였다. Carboxymethyl chitin에 결합된 $Mg^{2+}$ 이온은 $Ca^{2+}$이온이 있는 곳에서 방출되며, 이러한 $Ca^{2+}$및 $Mg^{2+}$ 이온 혼합계를 이용하였다. 합성된 흡착담체는 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Sr^{2+}$, $Ba^{2+}$ 등의 금속이온들과의 흡착특성을 검토하였고, 나아가 $Na^+$, $K^+$등 공통양이온 존재하에서 특정금속이온의 선택적 흡착능을 atomic absorption spectrometer로 정량, 확인하였다.