• 에너지공학
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• 제16권2호
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• pp.83-92
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• 2007

석유자원 고갈에 따른 대체에너지 개발의 필요성과 더불어 온실가스인 $CO_{2}$ 저감 등 높은 환경개선 효과로 인하여 새로운 청정연료로 바이오매스로부터 제조되는 BTL(Biomass to Liquid)-디젤에 대한 관심이 유럽을 중심으로 크게 증가하고 있다. 본 논문에서는 BTL-디젤 기술 개발 현황 및 BTL 공정의 세부 공정기술들을 조사하였다. BTL 공정은 바이오매스 전처리 및 가스화, 합성가스 정제, F-T(Fischer-Tropsch) 합성 및 upgrading 공정 등으로 나눌 수 있으며, BTL 만의 차별적 기술로 합성가스 제조를 위한 가스화 공정과 함성가스 조성 조절을 포함하는 BTL 공정에 최적화된 F-T 합성 촉매 개발이 매우 중요하다. 대표적인 BTL 기술로 독일의 Choren 사는 Carbo-V 가스화 기술을 개발하여 세계 최초로 BTL 공정 상업화를 이루었으며, 네덜란드의 ECN은 tar와 BTX를 제거하기 위한 독자적인 OLGA 기술을 개발하여 가스화 시스템과 연계한 공정을 개발하였다. 또한 미국과 일본 등 많은 나라에서 경쟁적으로 기술개발을 재촉하고 있는 상황이다. 국내의 경우 이에 대한 연구는 전무하나 국내 에너지 안보를 위한 에너지 Mix 정책과 지구온난화 등 환경문제에 대응하기 위하여 BTL 기술 개발은 매우 중요한 의미를 가질 수 있으므로 독창적 기술의 선점이 매우 중요할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.762-767
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• 2009

해외 열대작물 씨앗에서 추출한 식물성 오일을 이용하여 바이오디젤을 생산하고 물성분석을 통해 차량연료로서의 사용가능성을 검토하는 연구를 수행하였다. 유리지방산 함량이 높은 열대작물 오일의 효율적인 바이오디젤 생산을 위해서는 유리지방산을 산촉매로 에스테르화한 후 전이에스테르화 반응하는 2단계 반응공정의 적용이 필요하였다. 전처리(에스테르화) 반응에 적합한 촉매를 선정하기 위해 3가지 산 촉매의 비교실험 수행 결과 황산이 최적 촉매임을 확인하였고, 반응표면분석법(response surface method, RSM)에 의해 도출한 최적 반응조건은 황산 촉매 0.982%와 메탄올 26.7%로 나타났다. 전이에스테르화 반응에 대한 최적화 실험을 반응표면분석법에 근거하여 수행하고, 결과로 KOH 촉매 1.24%, 메탄올 22.76%로 확인되었지만 본 연구팀의 선행 실험의 반응조건(KOH 0.8%)보다 과량의 촉매가 투입된 것으로 나타났다. 이에 대한 확인실험으로 메탄올과 촉매 투입량에 대한 추가 실험을 수행하였으며, 그 결과로서 최적 반응조건으로 KOH 촉매 0.8%와 메탄올:오일 몰비 6.2:1로 도출하였으며 반응생성물의 분석결과 지방산 메틸에스테르(fatty acid methyl ester, FAME) 100.8%, 산가 0.45 mgKOH/g, 수분 0.00%, 산화안정성 0.70 h, 총 글리세롤 함량 0.04%, Mono-glyceride 함량 0.04%, Di-glyceride 함량 0.01%, Tri-glyceride 함량 0.00%, 동점도($40^{\circ}C$에서) $4.041mm^2/s$, 저온필터막힘점 $1.0^{\circ}C$로 주요 바이오디젤 품질규격을 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.435-438
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• 2000

토양으로부터 2종류 그리고 해양으로부터 1종류의 원유 분해 미생물을 분리하였고, 이들을 strain A132, strain F722 그리고 strain OM1으로 각각 명명하였다. 이들 미생물은 Acinetobacter sp., Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus로 각각 동정되었다. Strain A132. F722의 최적 배양 및 분해온도는 $35^{\circ}C$ 이고, 최적 생장 pH는 각각 8과 9에서 나타났다. 원유를 유일한 탄소원으로 하여 배양을 하였을 때 원유농도 2.0%(w/v)에서 생장이 높았다. 한편, 해양에서 분리된 strain OM1은 pH 7, 원유농도 3.0%(w/v)에서 생장이 높았다. 원유 분해능 조사에서는 Eleuthera (OMAN) 원유를 2.0%(w/v) 기질로 하였을 때, strain A132가 $25^{\circ}C$에서 $5.49g/\;l\;{\cdot}\;day$의 분해능을 나타내었다. 반면, L-Zakum (AFRICA) 원유에서는 strain F722가 $35^{\circ}C$에서 $1.19g/\;l\;{\cdot}\;day$의 분해능을 보였다. 등유$(nC_9-nC_{20})$와 경유$(nC_9-nC_{28})$에 대하여 분해특성을 조사한 결과 strain OM1은 배양 7일 후 95, 75%를 각각 분해하였다. Strain F722는 배양10일 후 80%의 분해율을 나타내었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권4호
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• pp.836-847
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• 2016

본 연구는 바이오매스를 열분해하여 생성된 수상오일(water soluble oil)을 얻었다. MDO(Marine Diesel Oil)와 수상오일을 유화시켜 생성된 에멀젼 연료의 특성과 배출가스를 연구 하였다. 바이오매스로는 톱밥을 사용하였고 $500^{\circ}C$에서 열분해하여 생성된 물과 탄화수소를 응축시켜서 수상오일을 얻었다. 수상오일을 MDO에 10~20% 까지 혼합 후 유화시켜 에멀젼 연료를 만들었다. 엔진 배출가스 측정은 엔진 dinamometer로 실시하였다. 유화연료는 연소실내에서 미세폭발을 일으켜 연료를 잘게 쪼개어 주어 smoke를 감소시킨다. 그리고 물이 연소실내의 기화열을 빼앗아 연소실 내부의 온도를 낮추어 NOx 생성을 억제하는 효과를 갖는다. ND-13모드의 각 모드별 배출가스온도가 MDO에 비해 유화연료를 사용했을 때 낮게 나온 것으로 뒷받침 될 수 있었다. 유화연료의 함수율이 증가함에 따라 NOx와 smoke의 배출량은 줄어들었으며, 출력도 함수율 증가에 따라 유화연료 자체의 발열량 감소로 인하여 줄어든 것으로 판단된다. ND-13모드에서 MDO 유화연료를 시험한 결과 바이오매스오일 함유량 20%인 유화연료의 NOx 감소량은 약 25%, smoke의 총감소량은 약 60%, 그리고 약 15%의 출력손실을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.250.1-250.1
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• 2010

최근 석유공급 불안정성과 이산화탄소 배출 규제 움직임에 대응하기 위한 수단으로 바이오연료의 공급이 전세계적으로 증가하고 있다. 이와 같은 바이오디젤의 보급 활성화는 식물성 기름의 가격 상승과 수급 불안정 문제, 그리고 식량자원과의 충돌 문제를 야기하고 있다. 국내 바이오디젤 생산 원료로 사용되는 대두, 유채, 해바라기, 팜 등은 모두 식용시장과 수급 균형을 형성하고 있어 바이오디젤의 생산이 증가하게 되면 식용 오일 시장의 수급균형이 깨져 오일곡물 가격의 변동을 초래하게 될 것이다. 과거에는 수거비용을 들여 폐기하던 폐식용유 마저 이제는 돈을 주고 구입해야하는 실정에 다다랐다. 바이오디젤 생산비의 70~80%를 차지하는 원료유의 부족 현상에 따라 바이오디젤 업계에서는 soapstock, trapped grease, 폐식용유 등의 저급유지 활용 방안을 강구하고 있으며 자트로파와 같은 비식용 작물의 해외플랜테이션도 진행하고 있다. 본 연구에서는 커피찌거기에 남아 있는 오일을 속슬렛추출장치를 이용해 추출하고 전이에스테르화 반응을 수행하여 반응 특성과 커피오일 바이오디젤의 지방산 조성을 알아보고 바이오디젤 원료유로서의 사용가능성에 대해 알아보았다. 석유에테르를 용매로 속슬렛 추출장치를 이용해 추출시 원료대비 약 17%(w/w)의 오일을 추출할 수 있었다. 추출된 오일의 산가는 18.79mgKOH/g으로 매우 높아 직접 전이에스테르화 반응이 불가능하다. 고체 산 촉매 하에서 전처리 반응을 실시하여 유리지방산을 전환 제거한 후 염기촉매를 이용해 전이에스테르화 반응을 진행한 결과 약 80%의 바이오디젤(FAME) 함량을 얻을 수 있었다. 지방산 조성 분석 결과 리놀레익산(Linoleic acid, C18:2), 올레익산(Oleic acid, C18:1), 팔미틱산(Palmitic acid, C16:0)이 대부분을 차지하며 이 중에서도 리놀레익산이 44.17%로 가장 많은 함량을 보였다. 이는 커피찌꺼기 추출 오일이 바이오디젤 원료유로 활용 가능성을 나타내는 결과로, 색소성분 등의 불순물을 효율적으로 제거하여 증류정제 전단계에서의 바이오디젤 순도와 생산 수율을 증대시키기 위한 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권3호
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• pp.207-216
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• 2004

This study was intended to investigate the characteristics of ride vibrations transmitted to tractor operator during rotary tillage and plowing operations. Seat accelerations of a 41 ps diesel tractor in rotary tillage and plowing were measured and evaluated as specified in the ISO 2631-1. Effects of working speed and tilling depth on ride vibration were investigated. The level of ride vibration was also evaluated in terms of health guidance caution zones. Some of the results of the study are as follows: 1. The level of ride vibration in plowing was about 4.3 times greater than in rotary tillage. 2. The effect of working speed in rotary tillage differs depending upon the tillage depth. The level of ride vibration was increased with the speed, but it decreased over a certain tillage depth. Fore and aft vibration was 2.2-2.7 times severer than horizontal and vertical vibrations. Dominant frequency band was 1-3.15 ㎐ in fore and aft, 1-3.15㎐ and 16-25㎐ in horizontal, and 16-25㎐ in vertical directions. 3. Plowing reduced the ride vibration by 42.8-50.2%. But its positive effect decreased as the plowing speed increased. In plowing operation, ride vibration was similar degrees in fore and aft, horizontal and vertical directions. The dominant frequency band in plowing operation was 1-2.5㎐ in fore and aft, 1-2.5㎐ in horizontal, and 1-8㎐ in vertical directions. 4. On a basis of daily work hours of 4, total level of ride vibrations in plowing operation is likely to be harmful to operator's health.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권3호
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• pp.219-225
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• 2017

콘크리트의 내구성 요인은 오랜기간동안 많은 연구자들에 의하여 다양한 연구가 진행되었다. 특히 화학적 침식과 관련하여서도 산 알칼리, 염, 그중에서도 황산염 침식 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그런데 화학적 침식 중 유지류의 경우는 모르타르의 팽창을 일으켜 파괴할 수 있다고 보고되어 있지만, 유지류 종류의 영향, 모르타르의 조직구성과는 어떤 관계가 있고, 파괴 패턴 등은 구체적으로 연구된 바가 없다. 그러므로 본 연구에서는 시중에서 유통되는 각종 유지류에 대한 시멘트 모르타르의 배합비별 침지에 따른 열화특성을 분석하고자 하였다. 실험 결과 유지류 종류 중에서는 BI(바이오디젤)가 가장 피해가 크고 모르타르 배합비는 빈배합일수록 비누화 반응에 따른 팽창파괴가 크게 나타남을 알 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권2호
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• pp.114-119
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• 2009

Field test was conducted to investigate primary factors reducing rapeseed harvesting using a reciprocating cutter-bar of combine. The results showed that the correlation between crop moisture content and yield loss had a U-type, which indicated that the yield reduction increased at too high and too low crop moisture contents. The proper ranges of crop moisture contents were 27${\sim}$35%, 21${\sim}$56%, and 62${\sim}$73% in case of grain, pod and stem, respectively. Crop moisture content was negatively correlated with header loss, but positively correlated with threshing loss. In contrary, stem moisture content showed positive correlations with total loss, threshing loss and separation loss. Working speed was positively correlated with header loss. Total flow rate, pod flow rate and stem flow rate were highly correlated with threshing loss and separation loss. However, grain flow rate did not show any correlation with total loss. According to the principal component analysis, two principal components were derived as components with eigenvalues greater than 1.0. The contribution rates of the first and the second components were 52.7% and 38.9%, which accounted for 91.6% of total variance. As a contributive factor influencing total loss of rapeseed mechanical harvesting, a crop moisture content factor was greater than a crop flow rate factor. The stepwise multiple regression analysis for total loss was conducted using crop moisture content factor, crop flow rate factor and coefficient. However, the model did not show any correlation among independent and dependent factors ($R^2$=0.060).

• 청정기술
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• 제15권1호
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• pp.42-46
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• 2009

아세틴 촉매상에서 글리세롤(바이오디젤 제조과정의 부산물)과 염화수소 가스로부터 무용매 상태로 디클로로프로판올(DCP)을 직접 제조하는 반응을 기상-액상 회분식 반응기에서 수행하였다. 이를 위해 균일계 아세틴 촉매로 아세틴 혼합물(acetin mixture)과 트리아세틴을 사용하였다. 아세틴 촉매의 활성을 동일한 반응조건($110^{\circ}C$, 3 bar, 3시간)에서 수행된 무촉매 상태에서의 반응성과 비교하였다. 무촉매 반응에 비해 아세틴촉매를 사용한 반응에서 글리세롤의 전환율은 3%정도 증가하였으며 디클로로프로판올의 선택도는 50%가량 증가하였다. 또한 아세틴 혼합물보다는 트리아세틴의 촉매활성이 2% 정도 우수한 것으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.59-68
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• 2023

In this study, the performance of high-pressure fuel pumps was compared to find a high-pressure pump suitable for dimethyl ether (DME) fuel, and to establish a database of basic data on flow rates. The use of DME in compression ignition engines can reduce pollutant emissions. The cetane value of DME is higher than that of diesel fuel. The physical properties of DME are similar to liquefied gasoline gas (LPG), and when pressurized at a pressure of 6 bar or more, it changes from gas to liquid. Two types of high pressure pumps used in this study were independent injection type pump and a wobble plate type pump. Two high-pressure pumps with different injection types were compared. By measuring and comparing the performance changes of the two high-pressure pumps, a pump suitable for DME was selected and performance improvement measures were proposed. The changed experimental conditions to measure the performance change of the high pressure pump were increased in the units of 100 to 1,000 rpm and 100 rpm, and the experiment was performed at common rail pressures 300 and 400 bar. it was confirmed that the DME inside the fuel supply system remained in a liquid state through temperature sensors, pressure sensors, and pressure gauges. As a result of the experiment, it was confirmed that the flow rate discharged from the high-pressure fuel pump increased as the motor rotational speed increased, and the flow rate of the high-pressure fuel pump