바이오산업은 연구개발 비중이 크고 원천기술 확보가 중요한 기술집약적 고부가가치 산업으로서 전 세계 각국이 정책적으로 지원 및 육성하고 있는 차세대 성장 동력 산업이다. 본 연구는 한국 바이오산업의 발전방안 제언을 목표로 동 산업의 발전요인을 도출하고, 계층분석법(AHP)을 적용하여 도출된 요인간의 우선순위 등을 분석하였다. 분석결과 바이오산업의 발전을 위해서는 현재와 2015년 시점 모두에서 기술역량이 가장 핵심요인임을 확인할 수 있었고, 기초원천기술개발과 기술개발 주체인 산학연의 연구개발 및 협력체계 강화를 위한 정책적 지원과 투자가 절실히 필요함을 알 수 있었다. 덧붙여, 바이오산업 핵심원천기술 개발 및 효율적인 연구개발체계 개선, 전통 바이오산업의 보호 육성 및 창의적인 유망 신 시장 개척, 핵심원천기술의 개발을 위한 산학연 및 학제간 긴밀한 협력 관계 구축, 효율적인 지원을 통한 바이오벤처기업 육성 등 5가지의 한국바이오산업 발전방안을 제언하였다.
최근 재생자원으로부터 바이오 폴리올을 합성하는 것이 주목을 받고 있다. 특히 고분자의 합성에서 이러한 바이오 폴리올을 활용하는 것은 대단히 중요한 과제이다. 폴리카보네이트 폴리올/바이오 폴리올(PO3G: 옥수수 당의 발효에 의해 제조된 1,3-프로판 디올로부터 제조된 폴리트리메틸렌 에터 글리콜), 메틸렌디페닐디이소시아네이트 및 1,4-부탄디올을 사용하여 일련의 디메틸포름아미드(DMF) 기반 폴리우레탄을 합성하였다. 본 연구에서는 폴리우레탄 필름의 특성과 습식 인조피혁의 셀(cell) 특성을 조사하였다. 폴리카보네이트 폴리올/바이오 폴리올에서 바이오 폴리올의 함량이 증가할수록 폴리우레탄 필름의 인장강도는 감소하지만 연신율은 증가하였으며, 유리전이온도는 낮아짐을 알 수 있었다. 또한 습식공법에 의한 인조피혁 단면을 분석한 결과 폴리카보네이트 폴리올 함량이 증가함에 따라 인조피혁에 형성된 셀의 수와 균일성이 증가함을 알 수 있었다. 이 결과로부터 적정량의 바이오 폴리올을 사용한 DMF 기반 폴리우레탄의 경우에 충분히 인조피혁에 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 바이오 탄소 함량은 폴리우레탄의 제조에 사용한 바이오 폴리올의 함량 증가에 따라 비례하여 증가하였다.
본 연구에서는 서로 다른 원료를 이용하여 HEFA 공정을 통해 제조한 국내외 바이오항공유(Bio-ADD, Bio-6308, Bio-7720)의 점화지연특성을 비교 및 분석하였으며, 이러한 바이오항공유의 실제 시스템에의 적용 가능성을 확인하기 위하여 기존에 사용되고 있는 석유계항공유(Jet A-1) 및 바이오항공유와 석유계항공유를 일정한 비율(50:50, v:v)로 혼합한 연료의 점화지연특성에 대해서도 분석하였다. 각 항공유의 점화지연시간은 CRU 장비를 사용하여 측정하였으며, 결과 해석을 위해 표면장력 측정, GC/MS 및 GC/FID 분석을 수행하였다. 그 결과, 모든 온도 조건에서 Jet A-1의 점화지연시간이 가장 길게 측정되었는데, 이는 aromatic compounds가 약 22.8% 존재하여 분해 과정에서 열적으로 안정하고 주변 산소와도 반응성이 낮은 benzyl radical이 생성되기 때문인 것으로 판단된다. 바이오항공유의 점화지연시간은 모두 비슷하게 측정되었는데, 이는 각 항공유를 구성하는 n-paraffin과 iso-paraffin의 비율(n-/iso-)이 약 0.12로 서로 비슷한 값을 가지며, cycloparaffin의 구성 비율도 약 3% 미만으로 크게 차이가 없기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 국내외에서 개발된 바이오항공유(Bio-ADD, Bio-6308)를 석유계항공유와 50:50(v:v)으로 혼합한 연료의 점화지연시간은 혼합하지 않은 Jet A-1과 각 바이오항공유가 갖는 점화지연시간의 사잇값으로 측정되어, 기존에 사용 중인 시스템을 변경하거나 개선하지 않아도 적용이 가능함을 확인하였다.
This is a fundamental study to develop a bio-gas utilization technology using livestock manure. Especially, this study was carried out to develop an engine using bio-gas. A bio-gas engine was designed and manufactured by modification of a diesel engine of 3 cylinders powering 13.31 kW/2800 rpm, changing the fuel supplying system fit for bio-gas. The result showed that, when the Air/Fuel ratio was controlled with fixed spark timing, the power of biogas-fueled engine is about $10.6{\~}14.6\%$ lower then that of LNG-fueled engine because of low volumetric efficiency. The engine output and torque was $11.85{\~}13.3$ kW, $39.5{\~}40.8\;N{\cdot}m$, respectively at the engine speed of 2600 rpm. Bio-gas consumption rate was 260.20 g/kW/hr, 315.20 g/kW/hr in engine speed or 1000 rpm, 2800 rpm, respectively.
본 연구에서는 석유계항공유와 혼합하여 사용이 가능한 바이오항공유의 혼합 비율에 따른 점화지연 특성의 변화를 확인하기 위하여, 두 항공유를 일정한 비율로 혼합한 시료의 점화지연시간을 측정하여 분석하였다. 측정한 모든 온도 조건에서 Bio-6308의 점화지연시간이 Jet A-1의 점화지연시간보다 짧게 나타났으며, 두 항공유를 일정한 비율로 혼합한 경우에도 Bio-6308의 함량이 증가할수록 점화지연시간은 짧아지는 경향을 보였는데, 이는 Jet A-1을 구성하는 방향족 화합물의 영향 때문임을 n-heptane/Toluene의 점화지연시간 측정을 통해 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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