• 제목/요약/키워드: Heating methods

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TRL과 AHP를 적용한 핵융합 실증로 핵심기술 도출 (Core Technologies Derivation of Fusion DEMO Reactor Applying TRL and AHP)

  • 장한수;김유빈;최원재;도현수
    • 기술혁신연구
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    • 제22권4호
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    • pp.145-164
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    • 2014
  • 미래의 궁극에너지로 인식되고 있는 핵융합에너지 개발을 위해서는 DEMO라는 최종 실증 단계를 거쳐야만 한다. 특히 중국, EU, 일본 등의 주요 국가는 DEMO 건설에 대한 구체적 계획을 수립하고 이를 실행 중에 있다. 한국도 1995년부터 KSTAR 사업을 시작으로 핵융합 연구개발에 착수한 점을 감안하면, 핵융합에너지 상용화라는 최종 목표달성 뿐만 아니라, 주요 국가와 DEMO 경쟁 상황에서 주도권을 확보하기 위한 본격적 연구개발이 필요하다. 이에 본 논문에서는 DEMO 개발을 위한 핵심기술을 파악하기 위하여 준정량적 방법론을 적용, 해당 분야의 핵심기술을 도출함으로써 우선적으로 연구개발이 필요한 기술을 식별하여 향후 연구개발 추진시 기술별 우선순위를 제안하고자 한다. 이를 위한 핵융합 에너지 개발과 관련하여 핵융합의 과학적 원리, 주요국가의 DEMO 개발 동향 등을 파악한다. 다음으로 핵융합 실증로와 관련된 기술분류 체계를 검토하여 분석할 기술분류 체계를 선정한다. 선정된 기술체계에 준정량적 방법론으로 기술수준(TRL)을 파악하고 이를 보완하기 위하여 분석적 계층화 과정(AHP)을 적용한다. TRL과 AHP의 결과를 종합하여 우선적으로 확보해야 할 핵융합 실증로의 핵심기술은 실증로용 연소 플라즈마 기술, 대면재료기술, 구조재기술, 고주파 가열장치 기술, 중성입자빔 장치기술, 안전기술, 연소플라즈마 진단장치기술, 핵융합로 시뮬레이터기술 등으로 나타났다.

우라늄 정광의 용해/정제 및 핵연료 분말 가공공정에서 발생된 폐액의 처리에 관한 연구 (A Study on Treatment of Wastes from the Uranium Ore Dissolution/purification and Nuclear Fuel Powder Fabrication)

  • 정경채;황성태
    • 공업화학
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    • 제8권1호
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    • pp.99-107
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    • 1997
  • 핵연료분말 변환공정 중 우라늄 정광의 용해/정제 및 가공공정에서 발생하는 폐액의 처리에 대한 연구가 수행되었다. 우라늄 정광의 용해/정제공정에서 발생된 폐액은 pH 1 이하의 강산성으로 AUC 분말 제조공정에서 발생된 폐액 중의 우라늄을 ADU 형태로 회수한 후 발생된 2차 여액 속의 미세 ADU 입자 용해를 위해 사용된다. 2차 여액 속의 미세 ADU 입자들의 용해를 위해 용해/정제 공정의 폐액을 사용해서 pH 4로 전처리한 후, lime을 이용하여 pH 9.2로 30분 정도 반응시킬 경우 여액 중의 우라늄 농도를 3ppm 이하로 처리할 수 있었다. 가공 폐액은 미세 oil droplet들이 emulsion 형태로 발생하며, 약 300ppm의 우라늄 농도를 나타내었다. 먼저, emulsion을 파괴시키는 방법은 질산을 가하여 급속가열시키는 것이 효과적이었다. Emulsion 파괴 후 1mole NaOH를 가하여 $Na_2U_2O_7$형태로 우라늄을 회수하였으며, pH11.5에서 최적 처리조건을 나타내었으나 최종 여액 중의 우라늄 농도는 5ppm을 나타냈다. 여액 중의 우라늄 농도를 최소화하기 위해 lime으로 처리하는 방법이 연구되었으며, 가공폐액을 직접 lime 처리하기 위해 4N 질산으로 emulsion을 파괴 시킨 후, pH 1.6에서 lime을 1.5g/100ml로 반응시킬 경우 여액 중의 우라늄 농도를 1ppm까지 낮출 수 있었다. 한편, 경수로형 분말 제조공정 중 우라늄 회수공정에서 발생된 폐액 중의 미량 우라늄은 NaOH를 가하여 우라늄을 침전시킨 결과, $Na{\cdot}U{\cdot}F{\cdot}NH_4$등이 혼합된 침전물이 얻어졌으며, 여과후 상등액에서는 우라늄은 감지할 수 없었다.

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특성 추출과 신경회로망을 이용한 열 풍로 열효율에 대한 모델링 (Modeling of heat efficiency of hot stove based on neural network using feature extraction)

  • 민광기;최태화;한종훈;장근수
    • 한국가스학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.60-66
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    • 1998
  • 열 풍로 공정은 고로 공정에 필요한 고온의 일정량의 공기를 연속적으로 생산하는 공정이다. 제철소 내에서 발생되는 부생가스를 연료로 사용하는 열 풍로 공정은 제선 공정 전체 에너지의 약 $20\%$를 소비하여 대표적인 에너지 소비 공정으로 인식되어 왔다. 그러므로, 열 풍로 열 효율 향상을 통한 에너지 절감 노력이 해석적인 방법과 실험적인 방법을 통해 지속적으로 이루어져 왔다. 조업 중 발생되는 열 전달 현상의 복잡성 그리고 조업 조건 변동에 따른 모델 내 Parameters들의 변화로 인하여 해석적인 방법을 통한 정확한 모델 구축에 많은 어려움을 겪어 왔다. 본 연구에서는 컴퓨터의 발전과 더불어 발전되어온 실험적 모델 중 하나인 신경회로망을 이용, 조업 변수들과 열 효율과의 관계를 나타내는 모델을 구축하고자 한다. 또한 기존 신경 회로망을 이용할 경우, 모델의 성능을 저하시키는 Over-parameterization의 문제점을 극복하기 위하여, 고차원의 조업 데이터를 Walsh-Hadamard 변환을 이용하여 저 차원으로 투영하여 조업 데이터의 특성을 추출, 이를 이용한 열 풍로 열 효율 예측을 위한 신경회로망 모델을 구축하였다. 본 연구를 통하여, 조업 변수들과 열 효율간의 관계를 나타내는 모델을 구축, 열 효율 예측결과를 나타냈으며, 모델의 예측 성능을 평가하기 위하여 다변량 통계적 방법인 Partial Least Square (PLS) 방법과 비교하였다.

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시판 식육제품 중 N-Nitrosamine의 생성 제2보. 조리방법이 햄 및 소시지의 N-Nitrosamine 생성에 미치는 영향 (The formation of N-Nitrosamine in Commercial Cured Products 2. The effect of cooking methods on N-Nitrosamine formation in commercial Ham and Sausages)

  • 박계란;이수정;신정혜;성낙주;임상선
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.406-411
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    • 1998
  • 조리방법이 시판 햄 및 소시지의 NA 생성에 미치는 영향을 조사하기 위해 가스레인지 (GR), 전자레인지 (ER) 및 데친 후 전자레인지(BE)로 조리하였을 때 생성되는 NA를 GC-TEA로 분석하였고, 동시에 NA 생성에 영향을 미칠 것으로 판단된 질산염 및 아질산염도 분석하였다. 조리 전 햄의 질산염 및 아질산염질소의 함량은 각각 2.0, 1.8mg/kg이었으나 조리과정 중 단일 햄에서는 미량 증가하였고, 혼합햄에서 질산염질소는 감소하였으나 아질산 염질소는 증가하였다. 소시지의 질산염 및 아질산염 질소는 각각 1.8, 0.9mg/kg이었으며 조리과정 중 질산염질소는 감소한 반면 아질산염질소는 미량 증가하였다. 햄과 소시지 모두에서 NA는 NDMA만이 검출되었는데 조리방법에 관계없이 모두 조리과정 중 증가하는 경향을 보였고 가스레인지로 조리한 경우는 평균 6.0~70.7배, 전자레인지 및 데친후 전자레인지로 조리한 경우는 각각 평균 2.4~39~2, 7.0~56.3배 증가하였다.

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도로 융설체 개발을 위한 탄소나노튜브-시멘트 복합체 특성에 관한 실험적 연구 (A Feasibility Study on Developing Snow Melting Systems using CNT-Cement Composite)

  • 허진녕;박범진;김태형
    • 한국도로학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.29-37
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    • 2013
  • PURPOSES : This study aims to review the possibility of developing a road snow-melting system that can prevent slip accidents by maintaining a constant temperature of the winter roads and enhance performance of structures, including improvement of compressive strength by mixing carbon nanotube (hereafter referred to as CNT) with cement paste, the basic material. METHODS : To achieve the above purpose, an experiment was conducted by mixing power-type CNT and wrap-type CNT up to cement paste formulation by weight of 0.0wt%~4.1wt% in accordance with "KS L ISO 679(of cement strength test method)", and compressive strength was measured at 28 days of curing. In addition, the volume resistivity of the specimen was measured to test thermal and electrical characteristics, and the rate of temperature changes in specimen surface by power consumption was measured by passing electricity through the cross-sections of the specimen. Meanwhile, the criteria for checking the performance as a road snow-melting system was determined as volume resistivity of $100{\Omega}{\cdot}cm$ or less. RESULTS : A comparative analysis between specimen with 0wt% CNT content in plain status and specimen containing various types of CNTs was carried out. From its results, it was found that compressive strength increased approximately 19%, showing the highest rate when 0.2wt% of wrap-type CNT was contained, but volume resistivity of $100{\Omega}{\cdot}cm$ or less appeared only in specimens containing more than 0.2wt% CNT. In addition, it was observed that the surface temperature increased by $4.62^{\circ}C$ per minute on average in specimens containing 3.2wt% CNT. CONCLUSIONS : In this study, CNT was examined as an underlying material for a road snow-melting system, and the possibility of developing the road now-melting system was reviewed by conducting various experiments using CNT-Cement composites. From the experimental results, the specimens were found to have a superior performance when compared to the existing road snow-melting systems that place the heat transfer medium such as copper on the road. However, satisfactory strength performance were not obtained from the specimen containing CNT(2.0% or more) that functions as a heating element, which leads to the need for reviewing methods to increase the strength by using plasticizer or admixture.

조리방법에 따른 계육의 부위별 지용성 성분의 변화: 지방산, 비타민 A, 비타민 E (Changes in Fat-Soluble Components (Fatty Acids, Vitamin A, and Vitamin E) of Different Parts of Chicken by Different Cooking Methods)

  • 박서연;장혜림;이종헌;황명진;이준수;최용민;이상훈;황진봉;서동원;남진식
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권10호
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    • pp.1258-1264
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    • 2017
  • 본 연구에서는 조리방법(굽기와 삶기)에 따른 닭의 부위별(가슴살, 날개살, 넓적다리살, 아랫다리살) 지방 및 지방산 조성, 비타민 A와 E의 함량 변화를 조사하였다. 조리 후 가열감량은 19.09~41.17%의 범위를 보였으며, 넓적다리살을 제외한 모든 부위에서 굽기가 삶기보다 높은 가열감량을 나타내었다. 지방 함량은 삶은 가슴살을 제외한 모든 가열처리 시료에서 증가하였으며, 지방산 함량은 조리 후 유의적으로 증가하거나 감소하는 것을 확인하였다(P<0.05). 포화지방산과 불포화지방산의 함량은 구운 날개살에서 가장 높았으며, 포화지방산에 대한 불포화지방산의 비(UFA/SFA)는 삶은 넓적다리살에서 가장 높았다. 트랜스지방산은 삶은 날개살이 가장 높았으나(137.67 mg/100 g) 구운 날개살의 함량과 유의적인 차이가 없었으며(P>0.05), 가슴살에서는 검출되지 않았다. 비타민 A 함량은 계육의 모든 부위에서 가열조리에 따라 감소하는 경향을 보였으나 비타민 E 함량은 부위에 따라 증감의 차이를 보였다. 즉 날개살은 조리 후 감소하였으나 넓적다리살과 아랫다리살은 유의적으로 증가한 것이 확인되었다(P<0.05). 이러한 결과는 계육의 지방 및 지방산과 비타민의 적절한 섭취를 위한 조리방법의 선택에 도움을 줄 것으로 생각된다.

액랭식 마이크로채널 시스템 내 냉매와 범프의 열 제거 효과에 대한 연구 (Effect of Coolants and Metal Bumps on the heat Removal of Liquid Cooled Microchannel System)

  • 원용현;김성동;김사라은경
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.61-67
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    • 2017
  • 소자의 트랜지스터 밀도가 급속히 높아짐에 따라 소자 내부에서 발생하는 열 유속(heat flux) 또한 빠르게 증가하고 있다. 소자의 고열 문제는 소자의 성능과 신뢰성 감소에 크게 영향을 미친다. 기존의 냉각방법들은 이러한 고열문제를 해결하기 위해선 한계점에 다다랐고, 그 대안으로 liquid heat pipe, thermoelectric cooler, thermal Si via, 등 여러 냉각방법이 연구되고 있다. 본 실험에서는 직선형 마이크로채널과 TSV(through Si via)를 이용한 액체 냉각시스템을 연구하였다. 두 종류의 냉매(DI water와 ethylene glycol(70 wt%))와 3 종류의 금속 범프(Ag, Cu, Cr/Au/Cu)의 영향을 분석하였으며, 대류, 복사 및 액체 냉각으로 인한 총 열 유속을 계산하여 비교하였다. 냉각 전후의 냉각시스템의 표면온도는 적외선현미경을 통해 측정하였고, 마이크로채널 내 액체 흐름은 형광현미경을 이용하여 측정하였다. 총 열 유속은 ethylene glycol(70 wt%)의 경우 가열 온도 $200^{\circ}C$에서 $2.42W/cm^2$로 나타났으며 대부분 액체 냉각 효과에 의한 결과로 확인되었다.

전처리된 김치 부재료와 냄새 흡수 물질이 발효중 김치냄새에 미치는 영향 (Effects of Pre-treated Sub-ingredients and Deodorization Materials on the Kimchi Smell during Fermentation)

  • 구경형;김영진;구영조;최인욱
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.1549-1556
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    • 1999
  • 김치의 자극적인 냄새의 감소를 목적으로 김치 냄새에 영향을 주는 김치 부재료의 냄새 감소처리와 냄새 흡수 효과가 있는 물질이 김치 냄새에 미치는 영향을 조사하였다. 김치 부재료중 냄새가 강한 마늘, 생강, 파의 냄새 감소에 관한 국내외 특허를 기초로 하여 처리된 부재료를 관능검사 및 전자코에 의해 냄새를 조사 결과 냄새가 잘 유지되는 전처리 방법은 동결건조였으며, 냄새의 감소 효과가 가장 큰 구는 열풍처리구와 열처리와 침지방법을 병행한 구였다. 이들 부재료가 김치발효중 pH, 총산도 및 미생물 균수에 미치는 영향은 대조구와 처리구간에 큰 차이가 없었으며, 관능검사결과 김치 제조 직후에서 발효 10일까지는 대조구에 비하여 전처리한 부재료 첨가구는 김치냄새가 약하다고 하였으나, 발효가 더 진행되면 시료간에 차이가 없었다. 또 김치제조시 냄새를 포집하는 특성이 있어 냄새 흡수 효과를 내는 ${\alpha}-cyclodextrin$${\beta}-cyclodextrin$을 각각 0.1%씩 첨가하여 $10^{\circ}C$에서 발효시키면서 pH, 총산도 및 관능검사를 실시한 결과 발효 전반에 걸쳐 대조구와 큰 차이가 없었다. 한편 냄새 흡수 효과가 크다고 알려진 이산화염소를 주성분으로 하는 냄새 흡수제로 처리된 김치의 냄새 감소 정도를 GC/MSD로 분석한 결과 methyl allyl sulfide, dimethyl disulfide 등의 김치냄새의 주요 성분인 sulfide 류가 약 50% 정도가 감소하였고, 관능검사 결과도 대조구의 $6.5{\pm}1.80$에서 냄새 흡수제 처리구는 약 $3.8{\pm}1.17$로 유의적인 차이를 보였다.

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열처리 방법에 따른 표고버섯의 이화학적 특성 및 영양학적 분석 (Effects of Various Thermal Treatments on Physicochemical and Nutritional Properties of Shiitake Mushrooms)

  • 이중규;김광일;황인국;유선미;민상기;최미정
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.874-881
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    • 2015
  • 본 연구는 열수 침지, 증기 및 볶음 처리가 표고버섯에 미치는 이화학적 분석 및 영양성분 분석을 통해 최적 열처리 조건을 확립하고자 진행하였다. 소비자들이 상품을 평가할 때 1차적으로 먼저 관찰되는 색도와 경도를 측정하고 추가로 pH 측정 등으로 인한 이화학적 결과로 최적 조건을 선정한 뒤에 그 조건들에 대해서 영양학적 및 미생물 검사를 실시하였다. 색도는 열처리 시간이 길어질수록 색의 변색 정도가 증가하여 뚜렷한 차이를 나타내었다. pH 값은 열수 침지 처리의 경우 pH 증가량이 가장 높았으며 처리 시간이 지속될수록 pH가 증가하는 경향을 나타내었다. 다른 처리군의 경우 일정 시간의 처리 시간 이후에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 경도에서는 열수 침지와 볶음 처리의 경우 1분 이내의 열처리만으로도 경도가 감소하는 경향을 보였으며, 증기 처리의 경우 1분 동안 경도가 유지되는 결과를 보였다. 일반 성분 분석 결과는 증기 처리가 가장 원물에 가까운 결과를 나타냈다. 유기산 함량은 증기 처리에서 유기산 함량 감소율이 가장 낮았다. 또한 3분간 증기 처리를 하였을 때 미생물의 사멸 효과가 가장 높았다. 열수 침지 처리나 볶음 처리의 경우 전체적으로 증기 처리한 시료에 비해서 영양성분 함량이 줄어드는 경향을 나타냈다. 따라서 표고버섯을 증기 처리 방법으로 열처리하는 것이 다른 열처리군에 비해서 최적으로 나타났다. 하지만 본 연구에서는 물리화학 및 영양학적 성분의 변화만을 분석하였기 때문에 실제 식품 산업이나 공정에 적용하기 위해서는 대용량 처리 시에 발생하는 문제들과 관련된 추가적인 연구를 필요로 할 것이다.

Drying seaweeds using hybrid hot water Goodle dryer (HHGD): comparison with freeze-dryer in chemical composition and antioxidant activity

  • Nagahawatta, D.P.;Asanka Sanjeewa, K.K.;Jayawardena, Thilina U.;Kim, Hyun-Soo;Yang, Hye-Won;Jiang, Yunfei;Je, Jun-Geon;Lee, Tae-Ki;Jeon, You-Jin
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제24권1호
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    • pp.19-31
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    • 2021
  • Seaweeds are a potential source of minerals, essential amino acids, fatty acids, proteins, and various bioactive compounds such as antioxidants. The higher water content of seaweeds reduces the shelf life and this requires the appropriate drying method. The drying conditions play a major role in the conservation of nutrient composition in dried seaweeds. In recent years, the seaweed industry has used many different drying methods with advantages and limitations. Hybrid hot-water Goodle dryer (HHGD) which is a special dryer mixed with hot-water and a Korean traditional heating system (Goodlejang) might be a solution to avoid these limitations. The present study evaluated the effect of drying conditions in HHGD on nutrient composition and bioactivities of brown seaweeds. Moreover, freeze-dryer (FD) and HHGD were employed in this study to compare the dried outputs obtained from four brown seaweed species. The present study aims to evaluate the effect of the hybrid hot-water Goodle drying method (HHGDM) on the nutritional composition and antioxidant activity of dried seaweeds. AOAC standard methods were used to analyze the proximate composition of dried samples and their 70% ethanol extract. The intracellular and extracellular antioxidant activities were evaluated using Vero cells and electron spin resonance (ESR) spectrometer respectively. High performance liquid chromatography, apoptotic body formation, and in-vivo experiments were used for further confirmation of the quality of dried output. The proximate composition results obtained from drying in HHGD and FD did not exhibit any significant difference. Moreover, the seaweed extracts from the dried seaweeds by HHGD and FD dryings were also not different and both significantly down-regulated in-vivo and in-vitro oxidative stress. Furthermore, the high performance liquid chromatography results revealed that the two dryers did not make the major peaks different in the chromatograms. Freeze-drying method (FDM) provides elevated quality for dried output, but there are limitations such as high cost and low capacity. The results from a novel HHGD did not provide any significant difference with the results in FD and expressed a potential to avoid the limitations in FD. Overall, these findings solidified the applicability of HHGD over FD.