• 제목/요약/키워드: Manufacturing system

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분리막 투과도와 분리도 인자의 시스템 설계 효과 연구 (A Study of the Effect of the Permeability and Selectivity on the Performance of Membrane System Design)

  • 신미수;장동순;이용국
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.656-661
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    • 2016
  • 분리막의 제조에 있어서 높은 분리도와 투과도가 요구되지만 투과도와 분리도는 반비례하는 경향이 있으므로 현실적으로 가능하지 않다. $CO_2$ 포집의 비용절감 측면에서 살펴보면 분리막의 재질 자체보다는 투과도와 분리도가 분리막의 모듈이나 시스템의 성능이 미치는 영향이 더 중요하다고 할 수 있다. 예로 들어 $CO_2$ 13%와 $N_2$ 87%인 혼합기체를 분리도를 5로 고정시킨 후 유량의 10%가 분리막을 통하여 투과된다고 가정하면 투과한 10% 중에 $CO_2$ 4.28%, $N_2$가 5.72%로서 투과한 기체중 이산화탄소의 농도가 42.8%가 된다. 이 경우 이산화탄소의 순도는 42.8%이며 첫 번째 투과에 의해 얻은 이산화탄소의 회수량은 4.28/13 = 32.9%가 된다. 만일 투과도와 분리도를 두배로 증가시킬 경우 이산화탄소의 순도는 64.5%, 이산화탄소 회수량은 12.9/13 = 99.2%로 나타났다. 이 경우 대부분의 $CO_2$가 회수되었으며 이것이 의미하는 바는 주입된 이산화탄소가 투과되지 않고 그대로 통과하여 빠져나가는 양은 거의 제로에 가까운 경우로서 이산화탄소 분리에는 이상적인 설계나 운전조건이라 할 수 있다. 일정한 주입농도에서 주어진 투과도에 대하여 이산화탄소를 100% 회수하는 임계 분리도가 존재함을 알 수 있으며, 임계 분리도 이상 높아질 경우 이산화탄소 회수되는 양이나 순도 향상에 별다른 영향이 없음을 시사하고 있다. 이상의 결과에서 주어진 이산화탄소의 농도에 대해서 분리막을 이용한 분리에서 이산화탄소를 100% 투과시키는 임계 투과도와 분리도가 설계와 운전조건의 최적화를 위하여 절대적으로 중요함을 알 수 있다.

화학물질 관리 연구-2. 환경부와 고용노동부의 관리 화학물질의 구분, 노출기준 및 독성 지표 등의 특성 비교 (Study on the Chemical Management - 2. Comparison of Classification and Health Index of Chemicals Regulated by the Ministry of Environment and the Ministry of the Employment and Labor)

  • 김선주;윤충식;함승헌;박지훈;김송하;김유나;이지은;이상아;박동욱;이권섭;하권철
    • 한국산업보건학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.58-71
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    • 2015
  • Objectives: The aims of this study were to investigate the classification system of chemical substances in the Occupational Safety and Health Act(OSHA) and Chemical Substances Control Act(CSCA) and to compare several health indices (i.e., Time Weighted Average (TWA), Lethal Dose ($LD_{50}$), and Lethal Concentration ($LC_{50}$) of chemical substances by categories in each law. Methods: The chemicals regulated by each law were classified by the specific categories provided in the respective law; seven categories for OSHA (chemicals with OELs, chemicals prohibited from manufacturing, etc., chemicals requiring approval, chemicals kept below permissible limits, chemicals requiring workplace monitoring, chemicals requiring special management, and chemicals requiring special heath diagnosis) and five categories from the CSCA(poisonous substances, permitted substances, restricted substances, prohibited substances, and substances requiring preparation for accidents). Information on physicochemical properties, health indices including CMR characteristics, $LD_{50}$ and $LD_{50}$ were searched from the homepages of the Korean Occupational and Safety Agency and the National Institute of Environmental Research, etc. Statistical analysis was conducted for comparison between TWA and health index for each category. Results: The number of chemicals based on CAS numbers was different from the numbers of series of chemicals listed in each law because of repeat listings due to different names (e.g., glycol monoethylether vs. 2-ethoxy ethanol) and grouping of different chemicals under the same serial number(i.e., five different benzidine-related chemicals were categorized under one serial number(06-4-13) as prohibited substances under the CSCA). A total of 722 chemicals and 995 chemicals were listed at the OSHA and its sub-regulations and CSCA and its sub-regulations, respectively. Among these, 36.8% based on OSHA chemicals and 26.7% based on CSCA chemicals were regulated simultaneously through both laws. The correlation coefficients between TWA and $LC_{50}$ and between TWA and $LD_{50}$, were 0.641 and 0.506, respectively. The geometric mean values of TWA calculated by each category in both laws have no tendency according to category. The patterns of cumulative graph for TWA, $LD_{50}$, $LC_{50}$ were similar to the chemicals regulated by OHSA and CCSA, but their median values were lower for CCSA regulated chemicals than OSHA regulated chemicals. The GM of carcinogenic chemicals under the OSHA was significantly lower than non-CMR chemicals($2.21mg/m^3$ vs $5.69mg/m^3$, p=0.006), while there was no significant difference in CSCA chemicals($0.85mg/m^3$ vs $1.04mg/m^3$, p=0.448). $LC_{50}$ showed no significant difference between carcinogens, mutagens, reproductive toxic chemicals and non-CMR chemicals in both laws' regulated chemicals, while there was a difference between carcinogens and non-CMR chemicals in $LD_{50}$ of the CSCA. Conclusions: This study found that there was no specific tendency or significant difference in health indicessuch TWA, $LD_{50}$ and $LC_{50}$ in subcategories of chemicals as classified by the Ministry of Labor and Employment and the Ministry of Environment. Considering the background and the purpose of each law, collaboration for harmonization in chemical categorizing and regulation is necessary.

국내 포장 폐기물에 따른 재질별 재활용 공정 현황 및 재활용 문제점 (The Current Status of Recycling Process and Problems of Recycling according to the Packaging Waste of Korea)

  • 고의석;심원철;이학래;강욱건;신지현;권오철;김재능
    • 한국포장학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.65-71
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    • 2018
  • 생산자 책임 재활용제도(EPR)의 재활용의무대상 품목은 포장재군에 따라 종이팩, 유리병, 금속캔, 합성수지포장재 구분되어질 수 있다. 폐종이팩의 경우 압축된 종이팩을 해리하여 폴리에틸렌 필름 및 기타 이물질을 분리하고 세척, 분쇄, 건조과정을 거쳐 화장지 원단으로 제작한 후 다양한 화장지로 가공 생산하고 있다. 그러나 알루미늄 호일이 첩합된 종이팩은 재활용 공정 중 잔유물이 발생하여 화장지의 품질을 저해하고 제품 편의성을 위해 부착된 마개, 스트로우와 같은 새로운 성형구조의 제품들은 재활용 공정에서 수작업의 과정을 추가하여 재활용 수율을 낮추는 문제점이 있다. 유리병은 재사용과 재활용으로 구분가능하며 재사용은 주류, 음료병들이 대상이고 재활용은 1회용 유리병이나 깨진 유리병을 대상으로 하고 있다. 유리병 재활용은 폐유리병 회수 과정, 이물질 제거, 색상별 분류, 파쇄, 원료화 과정을 거쳐 제병업체에 공급되며, 철금속성분 제거, 저비중 물질 제거 등을 제외하고 대부분 수작업에 의존한다. 유리병은 무색 계열, 갈색 계열, 녹색 계열의 색상이 주를 이루고 있으며 재활용 과정에서 주된 3색 이외의 색상의 경우 재생원료의 품질을 저해시키는 원인이 되고 있다. 합성수지 라벨의 다량 접착제와 병의 직접 인쇄는 잉크의 색상에 의하여 품질저하가 발생하며, 유리병에 사용되는 플라스틱 마개 또한 재활용 공정에서 이물질 제거과정을 어렵게 한다. 금속캔은 자동선별기를 통해서 철캔과 알루미늄캔을 분류한 후 압축하여 용광로를 통해 철, 알루미늄으로 재생산된다. 재활용 공정에서 가공육 알루미늄 캡의 플라스틱 뚜껑은 선별이 어렵기 때문에 플라스틱 뚜껑을 사용하지 않거나 분리 배출할 수 있는 방안이 필요하며 금속캔 또한 금속이 아닌 마개, 라벨이 재활용 공정에서 수작업 공정을 추가로 필요하게 하고 있다. 합성수지 포장재 중 복합재질의 경우 선별된 압축품을 파쇄한 뒤 용융성형을 통한 물질 재활용, 열분해를 통한 유화, 압축성형을 통한 고형연료 제조단계를 통해 재생제품을 생산하며, 단일 합성수지는 자력선별, 풍력선별, 비중선별 등 다양한 방법을 통해 선별공정을 거처 압축, 파쇄, 세척, 용융압출, Pellet 형태의 재생 원료를 만드는 물질 재활용 과정을 거친다. 종이, 금속 라벨, 복합재질 리드 등은 합성수지 재활용에 문제를 발생시키는 요인으로 비중 1미만의 비수분리성 접(참)착식 라벨의 경우가 이에 해당한다. 이 연구를 통해 종이팩, 유리병, 금속캔, 합성수지의 재활용 공정 모두 재활용 대상과 다른 물질의 유입이 재활용공정을 방해하거나 재활용 비용, 시간을 증대시키고 있음을 확인하였다. 각 포장재별로 종이팩 포장재의 스트로우를 비롯한 합성수지 성형구조물과 금속과 유리병 포장재의 이물질을 포함한 라벨과 마개 및 잡자재 그리고 합성수지 포장재의 금속, 종이 복합재질이 이에 해당하였다. 따라서 재활용 산업의 활성화를 위해서는 제품이나 포장재의 설계 단계에서부터 재활용에 용이한 재질 구조가 요구되어지며, 정부차원의 지원과 관련 법 제도 개선이 필요하다.

제품 디자인의 파급효과와 품질경쟁력의 결정요인에 관한 연구 (A Study on a Effect of Product Design and a Primary factor of Qualify Competitiveness)

  • 임채숙;윤종영
    • 디자인학연구
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    • 제18권4호
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    • pp.95-104
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    • 2005
  • 본 연구의 분석목표는 제품 디자인의 결정요인을 추정하고 품질경쟁력, 제품 신뢰성, 고객충성에 대한 제품 디자인의 파급효과를 실증적으로 분석함으로써 디자인 경영이론에 유용한 시사점을 도출하는 것이다. 상기한 실증적 분석을 위하여, 한국 제조업 부문의 400개 표본기업에 대한 설문조사(2003년 8월${\sim}$10월)를 통하여 관련 측정변수들을 추출하였다. 본 연구의 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 제품 디자인의 유의적 결정요인은 연구개발력 수준, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TQM, 6Sigma 운동, QC 등)으로 추정되었다. 이 분석결과는 제품 디자인과 제품 개발을 동시적 엔지니어링(CE: concurrent engineering) 개념으로 파악하고 이들의 성과를 평가하기 위한 시스템관련 원리(system-related principle)와 행렬관련 원리(matrix-related principle)로써 서술한 Pawar and Driva(1999)를 실증적으로 뒷받침한다. 둘째, 제품 디자인의 파급효과는 제품 디자인${\rightarrow}$품질경쟁력${\rightarrow}$고객만족${\rightarrow}$고객충성의 인과관계로 나타나는 것으로 추정되었다. 즉, 제품 디자인은 고객만족을 직접적으로 유발하는 것이 아니라 품질경쟁력을 경유하여 간접적으로 고객만족을 유도한다는 것이다. 이 분석결과는 디자인 경영이 통합된 제품 품질의 중요한 결정인자라고 분석한 Flynn et al(1994), Ahire et al.(1996), Ahire and Dreyfus(2000) 등을 실증적으로 뒷받침한다. 일반적으로 제품 디자인의 접근방법으로써 3가지 즉 (1) 제품 개발자(엔지니어, 기술개발담당자, 품질관리팀)를 중심으로 하는 QFD(quality function development)의 접근방법, (2) 마케팅 담당자를 중심으로 하는 컨조인트 분석(conjoint analysis), (3) 상기의 2가지 접근방법의 상호보완적 및 동시적 결합 및 피드백의 주장(Pullman, Moore and Wardell, 2002)을 들 수 있다. 그러나 본 연구의 실증적 분석결과에는 품질경쟁력이 제품 디자인과 고객만족사이에 교량적 역할을 담당한다. 이 분석결과는 제품 디자인에 대한 품질경쟁력의 2가지 접근방법(QFD의 접근방법과 컨조인트 분석)의 조화를 이룰 수 있는 이론적 기초가 될 수 있다. 즉, 제품디자인의 결정요인 분석결과는 QFD의 접근방법에, 제품 디자인 파급효과 분석결과는 컨조인트 분석에 각각 보완적 기여를 할 수 있다. 이와 동시에, 실증적 분석결과는 Ettlie(1997)의 디자인 통합(DI) 이론에 대한 실증적 기반을 제공할 수 있다. 마지막으로, 성공적인 디자인 경영(DM)을 위해서는 최고 경영자의 지원뿐만 아니라 부처 간 의사소통의 장애요인을 제거하고 CFT(cross-functional team)를 운영함으로써 동시적 엔지니어링(CE) 및 제품 및 공정 디자인의 개발이 제품 개발의 속도를 가속화하고 디자인 품질을 높이며 시장 성공을 보증할 수 있도록 해야 한다.

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방사성동위원소 및 방사성의약품 분주장치의 자체제작 (Self Production of Radioisotope and Radiopharmaceuticals Divider)

  • 홍성탁;박광서;김석기;원우재
    • 핵의학기술
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    • 제14권2호
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    • pp.177-180
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    • 2010
  • PET 검사의 의료보험 급여화 및 연구용 수요가 증가하면서 작업종사자들의 피폭이 문제가 되고 그 문제점들을 해결하기 위해 고가의 의료장비 구입이 필요하게 되었다. 하지만 cyclotron실에서 운영하는 장비들은 수 천만원에서 수 억원을 호가하는 고가의 장비들이 많이 있어 의료기관에서 구입하기 어려운 점이 있다. 작업자가 원하는 기능만 갖춘 장비를 해당 부속품 구입이 가능하다면 적은 비용으로도 충분히 자체 제작할 수 있다. 국립암센터 핵의학과에서는 적은 비용으로 장비를 제작, 사용하고 작업자의 업무까지 개선한 두가지 의료장비를 사례 별로 소개하려고 한다. 첫 번째 사례는 방사성동위원소($^{18}F$) 분주장치로 국립암센터 핵의학과 cyclotron실에서는 의공학과와의 협력으로 시중에서 구할 수 있는 아크릴판 1개, 3-way valve 7개, tubing 등을 구하여 분주기 본체를 만들어 hot cell 내부에 설치하고, switching box를 hot cell 밖에 설치하여 외부에서 분주장치를 조절할 수 있게 제작하였다. 이 제작된 분주기 본체를 cyclotron에서 생산된 방사성동위원소 transfer line에 설치하였다. 두 번째 사례는 $^{18}F$-FDG 자동 분주기로 국립암센터 핵의학과 cyclotron실에서는 의공학과와의 협력으로 분주기의 본체가 되는 부분은 cavro pump syringe를 사용하였고, 일정량을 분주할 수 있는 프로그램은 의공학과가 자체 제작하였다. $^{18}F$-FDG 자동 분주기는 hot cell 내부에 설치하고 자동분주기에 케이블선을 사용하였으며 hot cell 밖의 PC에 연결하여 PC에서 $^{18}F$-FDG 자동 분주기를 조절할 수 있게 제작하였다. 첫 번째 사례인 방사성동위원소($^{18}F$) 분주장치는 2007년 3월부터 현재까지 국립암센터에 cyclotron실에서 사용해 본 결과 생산된 방사성동위원소를 switching box를 사용하여 간단하게 원하는 방사성의약품 합성 module로 보낼 수 있었고, collecting vial 내 transfer line을 조정하여 생산된 방사성동위원소를 여러 합성 module로 분배할 수도 있게 되었다. 두 번째 사례인 $^{18}F$-FDG 자동 분주기는 2009년 8월부터 현재까지 국립암센터에 cyclotron실에서 사용해 본 결과 원하는 vial에 방사성의약품을 분배할 수 있었다. 두 가지 사례를 통하여 국립암센터 핵의학과 cyclotron실에서 고가의 장비를 최소가격으로 자체 제작하여 비용 절감 효과를 얻을 수 있었고 작업종사자의 방사선 피폭량을 감소시켰으며 다수의 부서가 협력하여 자발적으로 공동의 문제를 해결하는 프로세스를 확립시켰다.

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전과정평가를 이용한 유채재배의 환경영향 평가 (Environmental Impact Assessment of Rapeseed Cultivation by Life Cycle Assessment)

  • 홍승길;남재작;신중두;옥용식;최봉수;양재의;김정규;이성은
    • 한국환경농학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.24-30
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    • 2011
  • 유채 재배 전과정이 환경에 미치는 영향을 전과정평가 기법으로 분석하였다. 유채재배 과정을 평가하기 위해 비료, 농약, 농기계 사용에 따른 에너지 소비량, 작업시간 등을 조사하여 평가의 기능 단위인 유채 1톤을 기준으로 분석하였다. Eco-Indicator 95방법으로 8개 영향범주에 대해 전과정영향을 평가한 결과 유채 1톤을 생산하는데 온실가스 216 kg $CO_2$-eq., 오존층 고갈 3.98E-05 kg CFC-11-eq., 산성화 1.78 kg $SO_2$-eq., 부영양화 0.28 kg $PO_4$-eq., 중금속 5.23E-03 kg Pb-eq., 발암 물질 2.51E-05 kg B(a)p-eq., 스모그 1.24 kg SPM-eq., 에너지자원 6,460 MJ LHV의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 중 90%가 화학비료에서 기인하는 것으로 분석되었다. 유채 생산량이 1 톤 증가하였을 경우에 대한 민감도 분석에서는 배출량은 동일하였으나 단위 면적당 생산량이 증가하여 유채 1톤에 대한 환경 부하는 22% 감소하는 것으로 평가되었다. 따라서 친환경농업 또는 자원순환농업을 통하여 화학비료의 사용량을 줄이면 유채 재배에 있어 농업부문 온실가스 배출량이 상당부분 감소될 것으로 판단되었다.

국내 애니메이션 산업의 온라인 마켓플레이스 구축 필요성 연구 (A Study on the Necessity of Making Online Marketplace for the Korean Animation Industry)

  • 한상균
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권24호
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    • pp.223-246
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    • 2011
  • 오늘날 문화콘텐츠 산업은 그 특성상 제조 산업 보다는 서비스 산업에 가까우며, 콘텐츠의 완성도나 품질이 높더라도 소비자의 눈높이에 맞지 않는다면 시장경쟁에서 우위를 차지하기 어렵다는 현실적인 제약을 가지고 있다. 이는 비즈니스 계획이나 활동이 콘텐츠의 완성도나 품질과 적절하게 조화를 이루었을 때라야 시장 내에서의 성공을 기대해 볼 수 있다는 뜻이며, 그만큼 글로벌 환경에서의 비즈니스 경쟁이 중요하다는 의미이기도 하다. 다시 말해, 문화콘텐츠 산업에서 콘텐츠 창작력은 당연히 중요한 것이지만, 앞으로는 유통 프로세스를 구축관리하고 부가가치가 적절하게 배분될 수 있는 시스템을 만드는 것이 보다 더 중요한 역할을 할 것이라는 의미이다. 특히나 애니메이션은 장르의 특성상 다른 콘텐츠에 비해 상대적으로 문화적 장벽의 영향을 덜 받는 장점이 있다. 이른바 문화적 할인율이 영화나 드라마와 같은 여타의 영상 콘텐츠보다 낮다는 뜻이다. 하지만 국내 애니메이션의 경우, 이러한 이점에도 불구하고 영화 산업이나 방송 산업에 비해 아직까지 산업적 인프라가 상대적으로 취약하고, 분야별 전문 인력 또한 매우 부족하여 해외유통에 있어서의 현실적 제약을 해결하기 위한 보다 근본적이며 구체적인 방안이 요구되고 있다. 이와 같은 필요성과 국내 산업이 처한 상황을 종합적으로 고려하였을 때, 가장 효율적으로 운영될 수 있는 방안이 온라인을 통한 국산 애니메이션 콘텐츠의 B2B형 마켓플레이스 구축이다. 이는 기존의 소극적인 방식에서 벗어나 온라인을 통해 보다 효과적이며 광범위한 유통방식을 선택하는 것을 말한다. 이러한 온라인 마켓플레이스가 발굴 정착된다면 국내의 다양한 애니메이션에 대한 정보를 실시간으로 전 세계의 잠재적 고객들과 공유할 수 있게 된다. 또한, 다원적인 유통창구로도 활용되어 추가수익을 창출하고 이를 통해 부가시장이 활성화되어 국산 애니메이션 콘텐츠의 보다 높은 국제적 경쟁력을 확보 할 수 있을 것으로 기대된다. 아울러 국내 애니메이션 콘텐츠산업은 질적, 양적 성장을 이룰 것이며, 기존 콘텐츠 제작자와 유통사업자간의 불공정거래 및 왜곡된 수익배분 등 후진적 유통환경 개선을 통해 선순환구조 확립에 일조하게 되어 궁극적으로는 전 세계시장에서 일정한 가치를 갖는 브랜드 자산을 형성할 수 있다. 또한 동시에 한국 애니메이션의 국제적 브랜드화를 보다 빨리 확립할 수 있는 기회가 될 것이다.

모란 추출액에서 paeoniflorin과 paeonol 동시 정량 분석 및 화장품 원료의 품질관리 기준 설정 (Quantitative Analysis of Paeoniflorin and Paeonol in Peony Extracts and Quality Control Standards)

  • 윤기훈;지용하;이동규;백수희
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.235-246
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    • 2018
  • 모란은 항염증작용, 항알레르기작용, 항균작용, 중추억제, 위액분비억제, 진경작용 등의 약리활성이 있을 뿐 아니라 항산화작용, 미백작용 등이 보고되면서 화장품 원료, 미용식품으로 다양하게 활용 가능성이 탐색되고 있다. 모란의 뿌리, 잎 및 꽃에서 추출용매와 온도, 시간에 따른 추출액 중 성분의 함량 변화를 비교하였다. Paeoniflorin과 paeonol을 지표성분으로 하여 두 성분의 함량을 동시에 정량분석하기 위한 HPLC 분석법을 설정하고 분석 배치마다 검량선과 QC용 검체를 사용하여 시스템적합성을 확인하면서 시료 분석을 실시하였다. Paeonol은 뿌리에서만 검출되었고 잎과 꽃에서는 검출되지 않았으며, paeoniflorin은 잎, 꽃에서의 농도가 뿌리에서보다 높았다. 추출용매와 섞을 때 뿌리의 절도는 구입 당시의 조각을 그대로 사용할 때보다 적당한 크기로 분쇄한 후 사용할 때 두 성분 모두 높은 농도로 추출되었다. 추출용매로는 30% 1,3-butylene glycol을 사용할 때 농도가 가장 높았다. 추출온도와 시간은 고온, 장시간 일수록 농도가 높아지는 경향을 보였으나 $75^{\circ}C$, 4 h 이상에서는 농도 상승이 완만했으며, paeonol은 8 h까지 지속적으로 농도가 상승하는 경향을 보였다. 뿌리, 잎, 꽃의 배합 비율은 2+2+1g/0.5kg로 할 때 두 지표성분의 함량 기준에 도달 가능하다고 판단하였다. 최종적으로 원재료를 2+2+1g/0.5kg로 배합하고 30% 1,3-butylene glycol을 추출용매로 사용하여 $75^{\circ}C$에서 4 h 동안 추출하는 방법이 두 지표성분의 활성 농도 기준과 원재료 및 제조공정상의 비용을 함께 고려할 때 적절한 조건이라고 판단하였고, 이 조건에서 10 kg 규모까지 추출액 제조 단위를 스케일업 하였다.

바이오필터시스템을 이용한 암모니아 함유 악취폐가스 처리 (Treatment of Malodorous Waste Air Containing Ammonia Using Biofilter System)

  • 이은주;박상원;다오빈남;정찬홍;임광희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권3호
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    • pp.391-396
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    • 2010
  • 본 연구에서는 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아의 효율적 처리를 위하여, 여러 운전 조건 하에서 동 부피의 폐타이어담체와 compost를 충전하고 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 조사하고 바이오필터공정의 적정운전조건을 구축하였다. 암모니아를 함유한 폐가스의 처리를 위하여 바이오필터를 30일(2회/1일의 회수로 총 60회 실험) 동안 약 $30^{\circ}C$의 온도조건 하에서 암모니아부하를 $2.18g-N/m^3/h$부터 $70g-N/m^3/h$ 까지 증가시키면서 운전하였다. 바이오필터를 가동하여 I부터 IV 단계까지는 암모니아 제거율이 거의 100%로서, 암모니아부하가 $17g-N/m^3/h$에 이르기까지 거의 모든 암모니아가 제거되었으나, 바이오필터 운전 V 단계에서 암모니아부하를 약 $35g-N/m^3/h$로 증가시켰을 때에 암모니아제거율은 약 80% 정도로 급락하여 암모니아 제거용량이 약 $28g-N/m^3/h$이었다. 그러나 바이오필터 운전 VI 단계에서 암모니아부하를 약 $70g-N/m^3/h$로 두 배로 증가시켰을 때에도 암모니아제거율은 80%를 유지하여 최대암모니아 제거용량이 약 $55g-N/m^3/h$에 달하였다. 이와 같이 본 연구의 최대 암모니아 제거용량은, 분뇨슬러지를 유기담체인 rock wool에 접종하고 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 최대 암모니아 제거용량인 $1,200g-N/m^3/day$(i.e., $50g-N/m^3/h$)보다 다소 우월하였다. 그러나 본 연구의 암모니아 질소 임계부하는 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 암모니아 질소의 임계부하인 $810g-N/m^3/day$(i.e., $33.75g-N/m^3/h$)에 미치지 못하였다. 본 연구의 최대 암모니아 제거용량이 Kim 등보다 우월한 이유는 Kim 등에 의하여 사용된 미생물담체보다 본 연구에서 사용한 미생물담체인 폐타이어담체의 코코넛 활성탄분말로 도포된 표면 및 발달된 내부공극이 각각 질산화 및 탈질 미생물이 고정화되기 더욱 쉬운 환경을 제공하기 때문이라고 사료된다.

커피박과 낙엽송 목분을 이용한 펠릿 제조 및 이에 대한 상용화 검토 (Larch Pellets Fabricated with Coffee Waste and the Commercializing Potential of the Pellets)

  • 양인;한규성;오승원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제46권1호
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    • pp.48-59
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    • 2018
  • 본 연구는 커피 생산 폐기물인 커피박의 효율적인 처리 및 재자원화 방안의 일환으로 목분과 혼합하여 고체 바이오 연료인 펠릿을 제조하고자 수행하였다. 먼저 펠릿 제조에 사용된 커피박의 화학적 조성과 연료적 특성을 조사하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 조사하였다. 또한 다양한 조건에서 낙엽송 목분과 함께 펠릿을 제조한 후, 최적 펠릿 제조조건을 제시하였다. 커피박은 전섬유소, 단백질, 지방/오일로 구성되었으며, 0.7% 정도의 회분을 함유하고 있었다. 회분에 대한 정성분석 결과, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 순으로 조사되었다. 커피박의 용이한 건조 특성으로 인한 낮은 함수율과 높은 발열량 그리고 커피박/낙엽송 펠릿의 연료적 특성(함수율, 회분 함량, 겉보기밀도, 내구성)이 국립산림과학원에서 고시한 목재펠릿 품질기준의 1급을 상회하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 확인할 수 있었다. 그러나 원소분석 결과, 커피박의 높은 질소 및 유황 함량으로 고등급의 펠릿 제조용 원료보다는 $NO_x$$SO_x$를 효과적으로 제거할 수 있는 포집장치를 보유한 열병합발전소용 펠릿 원료로 적당할 것으로 생각한다. 그러나 커피박 및 낙엽송을 이용하여 1급 기준을 만족하는 펠릿을 제조하기 위하여 91 wt%의 낙엽송 목분과 9 wt%의 커피박이 필요할 것으로 추산된다. 이 조건에서 제조한 펠릿의 질소함량은 0.298% 그리고 유황 함량은 0.03%로 1급 기준을 만족하며 나머지 펠릿의 품질 항목에서도 모두 1급 기준을 상회할 것으로 예상된다. 마지막으로 커피박과 낙엽송의 구매가 및 각 등급의 목재펠릿 수요에 따라 펠릿 내의 커피박과 낙엽송 목분 양을 적절히 조절하여 펠릿을 제조할 경우, 생산비용의 절감 외에 폐기물의 이용에 따른 재자원화와 쓰레기 감량을 통한 환경부담 완화에도 일조할 것으로 생각한다.