• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.69-78
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• 2021

팜유(palm oil)와 캐슈넛 껍질액(cashew nut shell liquid, CNSL)과 같은 식물유는 한국에서 수송용 바이오-디젤 혹은 발전용 바이오-중유의 주요 원료로서 사용되고 있다. 그러나, 이들은 탄화수소의 이중결합에 의한 높은 불포화도와 더불어 카르복실산에 기인한 높은 산소의 함량으로 인하여 연료유로서의 적용 범위에 한계가 있다. 이러한 관점에서, 본 연구는 팜유와 CNSL이 1/1 v/v%으로 이루어진 혼합 바이오오일에 포함된 불포화탄화수소를 포화시키고 산소 성분을 제거하기 위한 수소화처리 반응을 단일금속촉매(Ni과 Cu)와 이원금속촉매(Ni-Zn, Ni-Fe, Ni-Cu Ni-Co, Ni-Pd와 Ni-Pt) 들을 적용하여 완화된 반응조건(온도 250 ~ 400 ℃, 압력 5 ~ 80 bar와 LHSV 1 h-1) 하에서 수행하였다. Ni 활성성분에 대한 귀금속과 전이금속의 첨가는 수소화반응(HYD)과 탈산소반응(HDO)의 두 반응에 대한 활성을 증가시키는 시너지 효과를 보였다. 가장 활성이 뛰어난 유망한 촉매는 Ni-Cu/��-Al2O3으로서 Ni/Cu의 원소비가 9/1 ~ 1/4의 넓은 범위에서 HYD반응과 HDO반응에 대한 전환율이 각각 90 ~ 93%와 95 ~ 99%을 보였다. 이와 같이 Ni/Cu의 원소 비율이 넓은 범위에서 일정한 촉매반응활성을 보임에 따라 전형적인 구조비민감성 반응임을 알 수 있다. 그리고, 수소화처리 반응에 의해 정제된 혼합 바이오오일은 원료 혼합 바이오오일에 비해 요오드가, 산가 및 동점도가 크게 낮아졌으며, 고위발열량은 약 10% 증가되었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.146-151
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• 2004

The characteristics of combustion and emission of biodiesel fuel were investigated in a single cylinder DI diesel engine equipped with a common rail injection system. For investigating the effect of bio diesels, the experiments were conducted at various mixing ratio and engine operation conditions. Experimental results show that combustion pressure increased with the increase of mixing ratio and injection pressure. The HC and CO emissions are decreased and NOx emission is increased as the mixing ratio of biodiesels increases at 100MPa injection pressure. However the results of the emissions are shown the contrary to the results at 50MPa of injection pressure due to larger droplets of biodiesel sprays.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.493-499
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• 2010

Steam reforming (SR) of glycerol, a main by-product of manufacturing process of bio-diesel, for the production of hydrogen was investigated over the Ni-based catalysts. The Ni-based catalysts were prepared by an impregnation method, and characterized by $N_2$ physisorption, CO chemisorption, XRD and TEM techniques. It was found that the Ni/${\gamma}-Al_2O_3$ catalyst showed higher conversion and catalytic stability for the carbon formation than the other catalysts in the steam reforming of glycerol under the tested conditions. The results suggest that the steam reforming of glycerol over modified Ni/${\gamma}-Al_2O_3$ catalyst minimized carbon formation can be applied in hydrogen station for fuel-cell powered vehicles and fuel processor for stationary and portable fuel cells.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.70-79
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• 2022

Biodiesel production has attracted attention as a sustainable source of fuel and is a competitive alternate to diesel engines. The glycerol that is produced as a by-product is generally discarded as waste and can be converted to green chemicals such as acetins to increase bio-diesel profitability. Acetins find application in fuel, food, pharmaceutical and leather industries. Batch experiments and analysis have been previously conducted for synthesis of acetins using glycerol esterification reaction aided by sulfated metal oxide catalysts (SO₄^2-/CeO₂-ZrO₂). The aim of this study was to optimize process parameters: effects of mole ratio of reactants (glycerol and acetic acid), catalyst concentration and reaction temperature to maximize glycerol conversion/acetin selectivity. The optimum conditions for this reaction were determined using response surface methodology (RSM) designed as per a five-level-three-factor central composite design (CCD). Statistica software 10 was used to analyze the experimental data obtained. The optimized conditions obtained were molar ratio - 1:12, catalyst concentration - 6 wt.% and temperature -90 ℃. A packed bed reactor was fabricated and column studies were performed using the optimized conditions. The breakthrough curve was analyzed.

• 농업생명과학연구
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• 제45권5호
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• pp.63-71
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• 2011

본 연구는 바이오디젤유 부산물로 제조한 공액리놀레산(Conjugated Linoleic Acid, CLA)을 비유중기 착유우에 첨가 수준을 달리하여 급여하였을 때 산유량, 유성분 및 혈액성상에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 공시동물은 비유중기 홀스타인 20두($631{\pm}25.0kg$)로 시험구당 5두를 배치하였으며, 기초사료($NE_L$ 32 Mcal/d, CP 17%)로 농후사료(12kg), 옥수수 사일리지(15kg) 및 톨페스큐+오차드그라스 건초(4kg)를 1일 2회 균등 급여하였다. CLA의 1일 급여수준은 0(대조구), 50(T1), 100(T2) 및 150g(T3)으로 달리하여 네처리군을 설정하고 예비 시험 2주와 본 시험 4주를 수행하였다. 착유우에 CLA의 급여량이 증가함에 따라 산유량과 4% FCM은 점진적으로 증가하였으나, 유지방 함량은 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 사료중 CLA 첨가 수준이 증가함에 따라, 우유의 Stearic acid와 Oleic acid 함량은 감소한 반면, total CLA 함량은 증가하였다(p<0.05). 따라서 본 연구에서는 비유중기 착유우 사료에 바이오디젤유 부산물로 제조한 CLA를 첨가하는 것은 유생산량 증가와 유지방 내 CLA 함량 증가에 유리할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제18권2호
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• pp.132-135
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• 2009

바이오 디젤과 바이오 에탄올과 같은 바이오 연료의 상용화가 최근 주목할 만하며, 특히 2000년 이후에 그 생산량이 급격히 증가하였다. 세계적으로는 바이오 디젤의 생산량이 83억 리터에 이르고 있다. 유럽이 전체생산량의 80%를 생산하고 있으며, 오늘날 많은 국가에서 바이오 디젤을 상용화하고 있고, 세금감면과 재정적인 인센티브로 세계시장규모가 괄목할 만한 성장을 거두었다. 국내의 경우 이미 수송용 연료로 사용되고 있는 반면에 아직 발전용 연료로는 사용되지 않고 있다. 특히 정부에서는 신재생에너지 확대보급 정책에 따라 2012년까지 전체 발전량의 3%를 신재생에너지로 확보할 계획이다. 따라서, 본 논문에서는 바이오 디젤의 발전용 연료화를 통한 기대효과를 분석하였으며, 현재 운영중인 유류발전소 등에 적용시 기대효과에 대하여 평가하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.293-301
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• 2019

본 연구는 온실의 온도와 $CO_2$농도를 높이기 위해 DME버너용 연료로 DME가스를 사용했을 때 DME 연소가스의 성능을 결정하고 겨울에 상추와 양배추의 엽록소 함량 그리고 무게와 건조무게에 대한 영향정도를 조사하기 위해 수행되었다. 각각 온실1과 온실2에 처방 된 DME-1과 DME-2 처방은 덕트의 평균 DME 유량 $17.4m^3min^{-1}$과 $10.2m^3min^{-1}$으로 구성됐으며, 대조군(DME-3)으로 남겨진 온실3에는 DME 가스가 공급되지 않았다. DME 공급 시간은 각각 주차 별로 1주차는 하루당 0.5시간, 2주차는 1시간, 3주차는 1.5시간, 4주차는 2시간으로 설정하였다. 각각 처방마다 엽록소 함량과 상추와 배추의 건조 전, 후 중량을 측정했으며, 연구결과 무처리구인 온실3과 비교하여 온실1과 온실2의 $CO_2$ 농도는 각각 265%, 174% 증가하였고, 온도의 경우 $4.8^{\circ}C$, $3.10^{\circ}C$ 상승하였다. DME 가스를 제외한 다른 조건이 같은 온실에서 재배된 상추와 양배추의 엽록소 함량과 생체중, 건물중은 온실1에서 (유의적으로) 가장 높았으며, 온실2는 대조구 온실보다 높았다. 이러한 결과는 DME가스 연소에 의한 $CO_2$ 농도 차이에 기인된 것으로 판단된다. 일반적으로 가스연소에 의해 발생되는 유해가스 증상은 나타나지 않았으며 동절기 난방과 $CO_2$ 공급이 동시에 필요할 경우 DME가스가 기존의 경유 또는 LPG 등을 대체할 수 있는 가능성을 확인하였다. 향후 정밀한 연구를 통하여 효율적인 난방방식으로의 검토가 적극 필요하다고 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.620-625
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• 2015

IMO MEPC에서는 지구온난화를 늦추기 위해서, 선박에서 배출되는 GHG(Green House Gas)인 $CO_2$를 줄이기 위한 방안으로 선속을 다운시켜 운항할 것을 제안한바 있으며, 해운회사에서도 연료비 절감을 위해서 자발적으로 감속운항(Low steaming)을 하고 있어, 국제항해에 종사하고 있는 대부분의 컨테이너선들이 감속운항을 하고 있다. 또한, 날로 증가되고 있는 해운 물동량 증가로 선박의 연료비 부담이 증가되고 있어 연료비 절감 기술개발이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 디젤엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 연료첨가제(유용성 칼슘계 유기금속화합물)를 일정량 투입(사용 연료량의 0.025%) 하여 연료비를 절감하는 방법을 시도하였다. 실험의 정확도를 위해서 육상 발전소에 설치된 2행정 대형 디젤엔진을 실험 대상으로 하였다. 실험 엔진의 부하는 저, 중 및 고 부하(50, 75, 100%)로 나누어서 실시하였으며, 연료첨가제의 투입 전과 투입 후의 엔진성능(출력, 연료소비율, 최고연소압력(P-max), 배기온도)을 비교 분석 하였다. 본 실험을 통해서 연료첨가제를 투입함으로써 저부하(50%) 에서 2% 이상의 연료비 절감 효과를 확인 할 수 있었으며, 최고연소압력은 상승하는 반면에 배기온도는 하강함을 알 수 있었다.

• 한국양식학회지
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• 제21권3호
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• pp.125-132
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• 2008

Seed production of olive flounder Paralichthys olivaceus was performed in a pilot RAS. The growth of juvenile olive flounder and changes in water quality were monitored for the entire production period. The pilot RAS consisted of 8 circular culture tanks($4.0mD{\times}1.0mH$), 2 trickling biofilters($1.7mD{\times}2.0mH$), 2 protein skimmers ($0.8mD{\times}2.5mH$), and 4 sedimentation chambers($0.7mD{\times}1.5mH$). The culture surface area was about $100.5m^2$ and the actual working volume was about $106.9m^3$. As many as 300,000 fertilized olive flounder eggs were initially distributed into 2 culture tanks with the water temperature at $19.0^{\circ}C$. Live feeds such as rotifers and Artemia nauplii were fed until the 32nd day after hatching, and a commercial diet was fed from the 19th day to the end of the experiment. After 70 days, 150,256 juveniles with a body length of $65.8{\pm}3.9mm$ were produced in the RAS, with a daily growth rate for body length of 4.7%/day. At this time, the final culture density was 1,495 individuals $m^{-2}$, and 13.6 L of makeup water, 0.071 kW of electricity and 0.025 L of diesel fuel were used to produce a juvenile olive flounder. During metamorphosis of the larvae, the TAN concentration increased to 0.99 mg/L, which made the larvae sensitive to result in some mortality. However no more massive mortality occurred at the juvenile stage after metamorphosis even at a TAN concentration of 4.25 mg/L and a ${NO_2}^{-}-N$ concentration of 2.45 mg/L.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권4호
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• pp.311-319
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• 2018

Purpose: The aim of this study is to develop a small combine for harvesting miscellaneous cereal crops. Methods: A prototype small combine was designed and constructed. Its specifications and basic performance were investigated. Results: The prototype small combine for harvesting miscellaneous cereal crops was designed and constructed to reflect similar specifications as those of the conventional combine. The prototype small combine comprises a diesel engine with the rated power/speed of 22.0 kW/2,600 rpm, three-stage primary and two-stage speed range transmission shifts, and a double acting threshing part. The maximum travel speeds of the prototype combine are approximately 0.72 m/s, 2.50 m/s, 0.30 m/s at the low, high speed range shifts in the forward direction, and while traversing in the reverse direction, respectively. The minimum radius of turning was approximately 1.50 m. In a static lateral overturning test, the prototype combine overturned neither to the right nor to left on a $30^{\circ}$ slope. The results of an oilseed rape harvesting test included the maximum operating speed of 0.32 m/s, the grain loss ratio of approximately 9.0%, and the effective field capacity of approximately 10.3 a/h. Additionally, among the outputs in grain outlet, the whole grains, damage grains, and materials other than grain (MOG) ratios accounted for 97.4%, 0.0%, and 2.6%, respectively. Conclusions: The prototype small combine for harvesting miscellaneous cereal crops indicates good driving ability and stability. The results of the oilseed rape harvesting test reveal that the harvesting performance must be enhanced such that the separating and cleaning parts are more suitable for each type of crop, thus reducing grain loss and foreign substances among the outputs in grain outlet. An improved small prototype combine could be used effectively to mechanize the harvesting of miscellaneous cereal crops in small family farms or semi-mountainous areas.