• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.200-205
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• 2011

직경 1.0 m인 파일럿 규모 슬러리 기포탑에서 기포체류량의 축방향, 반경방향분포를 고찰하였다. 기체의 유속, 연속 액상의 표면장력 그리고 슬러리상에 포함된 고체입자의 분율이 기포탑 내부 기포의 축방향 및 반경방향 분포에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구의 실험조건 모두에서 체류량은 기포탑의 중심으로부터 반경방향 무차원 거리가 증가함에 따라 감소하였으며, 기포탑의 분산판으로부터 축방향의 무차원의 거리가 증가함에 따라 증가하였다. 기포체류량의 반경방향 불균일도는 기체의 유속이 증가함에 따라 연속 액상의 표면장력이 감소함에 따라 증가하였으나 슬러리상에 포함된 고체입자 분율에는 크게 영향을 받지 않았다. 본 연구의 범위에서 축방향과 반경방향 기포체류량의 분포는 각각의 실험변수의 상관식으로 나타낼 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제10권2호
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• pp.36-43
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• 1991

수중에서 원기둥 형태의 기포집단에 의한 후방 산란특성을 이론 및 실험적으로 연구하였다. 이론적 해석을 위하여, 기포기둥을 외형과 공기 함유비 및 크기에 의해 특정지워지는 하나의 단일 산란체로 가정하였으며, 일반 산란 이론식을 이용하여 분석하였다. 기포기둥의 공기 함유비가 1% 이하로 작은 경우와 기포기둥을 구성하는 단일기포의 공명 진동수보다 높은 입사 주파수에 대한 기포기둥의 산란특성은 단일기포의 크기보다 공기 함유비에 크게 의존함을 확인하였다. 또한, 공기 함유비가 증가할수록 후방 산란음압은 증가하며, 최대 음압 주파수는 저주파수 영역으로 이동되는 현상이 이론 및 실험적으로 관찰되었다.

• KSBB Journal
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• 제18권6호
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• pp.455-460
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• 2003

간장의 속성 발효를 위한 방법으로 간장 발효에 간여하는 Z. rouxii BH-90과 C. versatilis BH-91 혼합 균체를 동시 고정화하여 이를 air bubble column reactor에 충진하여 국 고온 분해액을 주입하면서 연속적으로 발효를 시도하였다. 균체의 고정화 담체로는 실리카겔： 3% 알긴산소다 (1:1의 비율) 혼합액을 사용하여 Z. rouxii BH-90과 C. versatilis BH-91을 동시 고정화하여 air bubble column reactor에 충진하여 발효시킨 결과 발효 96시간 경과시 ethyl alcohol이 2.4% 생성되었으며 4-ethylguaiacol은 18mg/L가 생성되었다. Air bubble column reactor에서 Z. rouxii BH-90과 C. versatilis BH-91 혼합균체의 동시 고정화 beads의 연속적 속성 발효시 시작일로부터 30일까지는 ethyl alcohol이 2.5∼2.8%로 거의 일정하게 생성되었고, 40∼70일에는 약간 감소하였다. 그리고 동시 고정화 균체의 발효에서는 40일까지는 4-ethylguaiacol의 함량이 16∼18mg/L로 거의 일정하게 생성되었으나 발효 45일 이후 70일까지는 약간 감소하였다. 발효종료 후의 제품을 분석한 결과 동시 고정화 균체의 발효액에서는 2.4%의 ethyl alcohol이 생성되었고, 18mg/L의 4-ethylguaiacol이 생산되었다. 유리 아미노산의 함량은 glutamic acid, leucine, arginine, aspartic acid, Iysin 및 valine이 전체 아미노산의 50% 이상을 차지하고 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.763-768
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• 2001

The purpose of this study is to research a specific material characteristics of top down concrete at column joint and to reduce column joint opening. Based on the established top down study, the experiment to apply an real construction case is performed. When the concrete placed into joint of top down column, raised air bubble is left as opening. This study is examined the incomplete packing reason in the top down column and found to air deflation method. The result of study is below (1) As the method to minimize column opening caused from confined air, it is required that an air exhaust port installation in joint column. (2) From air exhaust port installation, most of air bubble in column part is exhausted. As the concrete placing height is going up, air bubble size is going smaller.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.1-8
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• 2009

Photobioreactor (PBR) that houses and cultivates microalgae providing a suitable environment for its growth, such as light, nutrients, CO2, heat, etc. is now getting more popular in the last decade. Among the many types of PBRs, the bubble column type is very attractive because of its simple construction and easy operation. However, despite the availability of these PBRs, only a few of them can be practically used for mass production. Many limitations still holdback their use especially during their scale-up. To enlarge the culture volume and productivity while supplying optimum environmental conditions, various PBR structures and process control are needed to be investigated. In this study, computational fluid dynamics (CFD) was economically used to design a bubble-column type PBR taking the place of field experiments. CFD is a promising technique which can simulate the growth and production of microalgae in the PBR. To study bubble column PBR with CFD, the most important factor is the possibility of realizing bubble. In this study, multi-phase models which are generally used to realize bubbles were compared by theoretical approaches and comparing in a 2D simulation. As a result, the VOF (volume of fluid) model was found to be the most effective model to realize the bubbles shape as well as the flow inside PBR which may be induced by bubble injection. Considering the accuracy and economical efficiency, 0.005 second time step size was chosen for 2.5 mm mesh size. These results will be used as criteria for scale-up in the PBR simulation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권7호
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• pp.1285-1289
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• 2016

A split-column photobioreactor (SC-PBR), consisting of two bubble columns with different sizes, was developed to enhance the photon utilization efficiency in an astaxanthin production process from Haematococcus lacustris. Among the two columns, only the smaller column of SC-PBR was illuminated. Astaxanthin productivities and photon efficiencies of the SC-PBRs were compared with a standard bubble-column PBR (BC-PBR). Astaxanthin productivity of SC-PBR was improved by 28%, and the photon utilization efficiencies were 28-366% higher than the original BC-PBR. The results clearly show that the effective light regime of SC-PBR could enhance the production of astaxanthin.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.315-320
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• 2015

Characteristics of gas-liquid mass transfer and interfacial area were investigated in a bubble column of diameter and height of 0.102 m and 2.5 m, respectively. Effects of gas and liquid velocities on the volumetric gas-liquid mass transfer coefficient ($k_La$), interfacial area (a) and liquid side true mass transfer coefficient ($k_L$) were examined. The interfacial area and volumetric gas-liquid mass transfer coefficient were determined directly by adopting the simultaneous physical desorption of $O_2$ and chemical absorption of $CO_2$ in the column. The values of $k_La$ and a increased with increasing gas velocity but decreased with increasing liquid velocity in the bubble column which was operated in the churn turbulent flow regime. The value of $k_L$ increased with increasing gas velocity but did not change considerably with increasing liquid velocity. The liquid side mass transfer was found to be related closely to the liquid circulation as well as the effective contacting frequency between the bubbles and liquid phases.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.720-726
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• 2009

가압으로 운전되는 삼상슬러리 기포탑에서 기포 체류량과 압력강하를 목적함수로하여 기포탑의 설계 및 scale-up을 위한 수력학적 similarity를 고찰하였다. 또한, 본 연구에서 선택한 각 실험변수가 기포탑의 직경변화에 따라 기포탑 내 기포 체류량에 미치는 영향을 분석하였다. 슬러리 기포탑에서 기체체류량 및 압력강하의 결정에 영향을 미치는 주요 인자로써 기체유속($U_G$), 연속 슬러리 상의 점도(${\mu}_{SL,eff}$) 및 표면장력(${\rho}_{SL}$), 운전압력의 변화에 따라 변화하는 기체상의 밀도(${\rho}_G$)와 슬러리 밀도(${\rho}_{SL}$)의 차($\rho_{SL}$-${\rho}_G$), 기포탑 내부에서 단위길이 당 압력강하(${\Delta}P/L$), 기포탑의 직경(D) 그리고 기포탑에서 다상흐름에 작용하는 중력의 영향을 고려하기 위해 중력가속도(g) 등을 선정하였다. 선정된 7개의 슬러리 기포탑의 수력학적 특성에 영향을 미치는 파라메타들과 3개의 기본차원들로부터 차원해석에 의해 수력학적 특성을 지배하는 4개의 무차원 군을 도출하였다. 도출된 무차원 군인 레이놀즈 수, 프라우드 수 그리고 웨버 수 등이 기포탑에서 기포체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 기포탑 내부에서의 압력강하와 기체 체류량 등을 무차원 군의 상관식으로부터 효과적으로 예측할 수 있었다. 본 연구의 결과는 가압슬러리 기포탑의 설계 및 scale-up 등에 매우 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.499-504
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• 2012

산업현장에서 자주 접하는 액상의 물성인 표면장력이 상대적으로 작은 액상으로 구성된 삼상슬러리 기포탑에서 총괄 열전달 특성을 고찰하였다. 기포탑 내부의 열전달 현상은 기포탑 내부의 수직 열원과 기포탑 간의 열전달계를 구성하여 고찰하였으며 열전달 계수는 정상상태에서 열원표면의 온도와 기포탑 내부의 평균 온도의 차를 측정하여 결정하였다. 기체유속($U_G$), 슬러리 상에 포함된 고체입자의 분율($C_S$) 그리고 연속 액상의 표면장력(${\sigma}_L$)이 기포탑 내부의 총괄 열전달 계수(h)에 미치는 영향을 규명하였다. 기포탑 내부 열원 표면과 기포탑 벌크영역 간의 온도차는 시간의 변화에 따른 온도차 요동을 측정하여 그 평균값으로 결정하였다. 기포탑 내부 열원표면과 기포탑 벌크 영역 간의 온도차 요동은 연속 액상의 표면장력이 감소할수록 진폭이 감소하였으며 온도차의 평균값도 감소하였다. 내부 수직 열원과 기포탑 간의 총괄 열전달 계수는 기체의 유속과 슬러리 상에 포함된 고체입자의 분율이 증가함에 따라 증가하였으며 연속 액상의 표면장력이 증가함에 따라 감소하였다. 표면장력이 물보다 작은 연속 액상의 기포탑에서 측정된 총괄 열전달 계수는 본 연구의 범위 내에서 실험변수와 무차원군의 상관식으로 나타낼 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권6호
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• pp.1703-1705
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• 2014

Bubble column reactors are considered the reactor of choice for numerous applications including oxidation, hydrogenation, waste water treatment, and Fischer-Tropsch (FT) synthesis. They are widely used in a variety of industrial applications for carrying out gas-liquid and gas-liquid-solid reactions. In this paper, the computational fluid dynamics (CFD) model is used for predicting the gas holdup and its distribution along radial and axial direction are presented. Gas holdup increases linearly with increase in gas velocity. Gas bubbles tends to concentrate more towards the center of the column and follows a wavy path.