• 대한환경공학회지
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• 제35권6호
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• pp.400-406
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• 2013

물 발자국(Water footprint)은 단위 제품 및 단위 서비스 생산 전과정(life cycle) 동안 직접 및 간접적으로 이용되는 물의 총량지표를 나타내는 것을 의미한다. 본 연구에서는 물 발자국 산정 방법을 이용하여 국내 산업에서의 직접 및 간접적인 용수량을 산정하여 효과적인 수자원 관리를 위한 하나의 방법을 제시하고자 하였다. 연구 결과로는 원단위 용수계수가 가장 큰 산업은 농림수산품으로 약 637 $m^3/won$으로 전체 산업의 93%를 차지했다. 농림수산품 다음으로 간접적인 원단위 용수계수가 큰 산업은 석유 및 석탄 제품으로 약 13 $m^3/won$을 나타냈다. 산업연관용수량의 경우 간접적인 용수량이 가장 많은 산업 역시 농림수산품으로 직접적인 용수량이 약 25억 $m^3$인데 비해 간접적인 용수량은 약 130억 $m^3$ 정도로 나타났으며, 조사한 전체 16개 산업 중 91%를 차지했다. 화학제품의 경우 직접적인 용수량이 약 2억 $m^3$, 간접적인 용수량은 약 4억5천만 $m^3$으로 나타났다. 연구결과 직접적인 용수량보다 간접적인 용수량이 전체적으로 큰 것으로 나타났으며, 이와 같이 국가적으로 전체 산업별 물 발자국 및 용수량의 흐름을 파악함으로써, 국가의 수자원 관리 정책 수립 시 기초자료로 활용 되어질 수 있을 것으로 사료된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권1호
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• pp.35-42
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• 2009

Headspace micro solid phase extraction using mulberry paper bag (HS-MPB-$\mu$-SPE) has been developed and validated for the analysis of volatile flavor compounds from five spice by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS). HS-MPB-$\mu$-SPE was performed with adsorbent particles enclosed inside a mulberry paper bag. Four different kinds of adsorbents such as Tenax TA, Porapack Q, dimethylpolysiloxane and polyethylene glycol were tested. The extraction solvents compared were petroleum ether, methylene chloride, and chloroform. Better results were obtained when Tenax TA and petroleum ether were used. The limit of detection (LOD) and the limit of quantitation (LOQ) were in the range of 1.3 ng/mL and 4.3 ng/mL, respectively, for o-cymene as a model compound of monoterpene. Proposed method showed good reproducibility (3.3%, RSD) and good recoveries (94.0%). The HS-MPB- μ-SPE is very simple to use, inexpensive, rapid, requires small sample amounts and solvent consumption. Because the solvent for extraction is reduced to only a very small volume (0.6 mL), there is minimal waste or exposure to toxic organic solvent and no further concentration step. This method allows successful characterization of the headspace in contact with the five spice sample. Strong trans-anethole from star anise or fennel is a characteristic flavor of five spice powders. HS-MPB-$\mu$-SPE combined with GC/MS can be a promising technique for the broad spectrum measurement of volatile aroma compounds from solid spices.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권9호
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• pp.1238-1249
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• 2023

In this study, we sought to investigate the production and optimization of biosurfactants by soil fungi isolated from petroleum oil-contaminated soil in Saudi Arabia. Forty-four fungal isolates were isolated from ten petroleum oil-contaminated soil samples. All isolates were identified using the internal transcribed spacer (ITS) region, and biosurfactant screening showed that thirty-nine of the isolates were positive. Aspergillus niger SA1 was the highest biosurfactant producer, demonstrating surface tension, drop collapsing, oil displacement, and an emulsification index (E₂₄) of 35.8 mN/m, 0.55 cm, 6.7 cm, and 70%, respectively. This isolate was therefore selected for biosurfactant optimization using the Fit Group model. The biosurfactant yield was increased 1.22 times higher than in the nonoptimized medium (8.02 g/l) under conditions of pH 6, temperature 35℃, waste frying oil (5.5 g), agitation rate of 200 rpm, and an incubation period of 7 days. Model significance and fitness analysis had an RMSE score of 0.852 and a p-value of 0.0016. The biosurfactant activities were surface tension (35.8 mN/m), drop collapsing (0.7 cm), oil displacement (4.5 cm), and E₂₄ (65.0%). The time course of biosurfactant production was a growth-associated phase. The main outputs of the mathematical model for biomass yield were Yx/s (1.18), and µ_max (0.0306) for biosurfactant yield was Y_p/s (1.87) and Y_p/x (2.51); for waste frying oil consumption the So was 55 g/l, and Ke was 2.56. To verify the model's accuracy, percentage errors between biomass and biosurfactant yields were determined by experimental work and calculated using model equations. The average error of biomass yield was 2.68%, and the average error percentage of biosurfactant yield was 3.39%.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제7권1호
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• pp.53-61
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• 1982

As an attempt to reduce the consumption of petroleum resources and to improve the performance of a kerosene engine, a series of experiments was conducted using several kinds of ethanol-kerosene blends under the various compression ratios. The engine used in this study was a single-cylinder, four-cycle kerosene engine having a compression ratio of 4.5. To investigate the feasibility of ethanol-kerosene blends in the original engine, kerosene and blends of 5-percent, 10-percent, and 20-percent-ethanol, by volume, with kerosene were used. And to investigate the feasibility of improving the performance of the kerosene engine, a portion of the cylinder head was cut off to increase the compression ratio up to 5.0 by reducing the combustion chamber volume. Kerosene and blends of 30-percent and 40-percent-ethanol, by volume, with kerosene were used for the modified engine with an increased compression ratio. Variable speed tests at wide-open throttle were also conducted at five speed levels in the range of 1000 to 2200 rpm for each compression ratio and fuel type. Volumetric efficiency, engine torque, and brake specific fuel consumption were determined, and brake thermal efficiency based on the lower heating values of kerosene and ethanol was calculated. The results obtained in the study are summarized as follows: A. Test with the original engine: (1) No abnormal conditions were found when burning ethanol-kerosene blends in the original engine. (2) Volumetric efficiency increased with ethanol concentration in blends. When burning blends of 5-percent, 10-percent, and 20-percent ethanol, by volume, with kerosene, average volumetric efficiency increased 1.6 percent, 2.6 percent, and 4.1 percent respectively, than when burning kerosene. (3) Mean engine torque increased 5.2 percent for 5-percent-ethanol blend, 9.3 percent for 10-percent-ethanol blend, and 11.5 percent for 20-percent-ethanol blend than for kerosene. Increase in engine torque when using ethanol-kerosene blends was due to the improved combustion characteristics of ethanol as well as an increase in volumetric efficiency. (4) Up to ethanol concentration of 20 percent, mean brake specific fuel consumption was nearly constant inspite of the difference in heating value between ethanol and kerosene. (5) Brake thermal efficiency increased 0.3 percent for 5-percent-ethanol blend, 3.8 percent for 10-percent-ethanol blend, and 6.8 percent for 20-percent-ethanol blend than for kerosene. B. Test with the modified engine with an increased compression ratio: (1) When burning kerosene, mean volumetric efficiency, engine torque, and brake thermal efficiency were somewhat lower than for the original engine. (2) Engine torque increased 15.1 percent for 30-percent-ethanol blend and 18.4 percent for 40-percent-ethanol blend than for kerosene. (3) There was no significant difference in brake specific fuel consumption regardless of ethanol concentration in blends. (4) Brake thermal efficiency increased 15.0 percent for 30-percent-ethanol blend and 19. 5 percent for 40-percent-ethanol blend than for kerosene.

• 농촌계획
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• 제20권1호
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• pp.115-125
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• 2014

Rural villages have many problems such as the collapse of rural village communities with continued over-depopulation and aging, reduced functions of towns and villages, deteriorated services with changes in the structure of settlement class and decreased use of the facilities. they also have difficulties in maintenance in spite of the increase of the roles of rural village community facilities. Various plans for the utilization of community facilities to promote the vitality of rural villages and the revitalization of communities have been needed. Thus, this study aimed to offer basic data to seek for future plans to utilize community facilities and reconstruct communities through an analysis of the current uses of energy and community facilities in rural villages. The results indicated that the consumption of petroleum was highest in mountain villages at an average of 187,475 won/month($137{\ell}$), followed by fishing villages at an average of 144,142 won/month($104{\ell}$) and rural villages at an average of 126,070 won/month($93{\ell}$). The rate of utilization of community facilities was reversely highest in rural villages at 84.3%, followed by fishing villages at 61.1% and mountain villages at 40.7%. This research also found that households saved energy when they used community facilities and areas with a high rate of utilization of community facilities at a lower average temperature in winter. It saved approximately 33% energy compared to other areas. Finally, efficient and economical methods for community facilities in villages to be newly developed and the remodeling of existing facilities should been needed in the future to contribute to reconstructing rural village communities that face a crisis of maintenance or abolition.

• 한국포장학회지
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• 제27권3호
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• pp.169-174
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• 2021

우리나라가 1인당 플라스틱 년간 소비량이 132 kg(2019)으로 세계1위로 나타났고, 지구온난화와 탄소중립을 위한 국제적 협약이 진해되고 있으며 소비자들도 바이오플라스틱에 대한 관심과 니즈가 증가하고 있어, 바이오플라스틱 소재에 복합 사용화 첨가제를 농도별로 첨가하여 필름을 생산 시 토출량, 용융지수, 인장강도 변화를 조사하였다. 석유계 수지인 LLDPE와 LDPE보다 PLA와 PBAT에서 용융지수가 현저히 높은 것으로 나타났으며 동일 수지나 동일 처리구에서는 heating temperature가 증가함에 따라 용융지수가 증가한 것으로 나타났다. 상용화제 4%를 첨가한 BDP-2 처리구에서 토출양도 비중도 우수한 것으로 조사되었으며, MD 및 TD 방향의 인장강도도 높게 나타나 BDP-2가 복합화 생분해 필름 제조용 제조 방법으로 가장 적합한 것으로 사료되었다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.72-81
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• 2014

기후변화에 관한 정부 간 패널기구(IPCC)는 온실가스 배출통계 작성과 관련한 국제적 기준을 정한 보고서에 따라 온실가스 배출통계의 정밀도 및 난이도를 고려하여 Tier 1/2/3의 세 가지의 방법론을 제시하였다. 국내의 경우 기존의 인벤토리 구축은 우리나라 전체 에너지소비량을 교통수단별 배출계수를 적용하여 산출하는 Top-down 방식으로 이루어 졌었고, 배출계수는 승용차의 계속적인 증가와 도로 구간 변화가 반영되지 못한 국내 교통상황에서 진행되었다. 온실가스 배출량 산정에 있어 $CO_2$의 배출량은 연료에 따른 탄소 함량으로 산정 하는 것이 보다 정확한 배출량 산정을 할 수 있다고 IPCC에서 제시함에 따라 정확한 배출량 산정을 위해 수송용 연료에 대하여 국가 고유 탄소 함량을 월별 또는 계절별 분석을 통하여, 국가 온실가스 통계의 정확도 제고와 최신 배출통계를 통해 앞선 기후변화 대응 대책 수립을 가능하게 할 것이다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.383-389
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• 2014

이산화탄소 흡수공정은 대규모의 이산화탄소를 처리하는데 유리하지만, 다량의 흡수액을 재생하는데 필요한 현열과 증발열로 인한 에너지 비용 상승이 단점으로 지적되고 있다. 이를 극복하기 위해 이산화탄소를 흡수한 탄산칼륨 흡수액을 냉각 결정화시켜, 다량의 물로부터 이산화탄소가 많이 포함된 중탄산칼륨 결정을 선택적으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 이산화탄소 분리효율을 높이기 위해 입체 장애 알카놀아민 첨가제를 도입하여, 이들이 중탄산칼륨 연속식 결정화에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 결정의 석출량은 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol, AMP), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, AMPD), 2-아미노-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, AHPD)의 순서로 증가하였으며, 반용매로 작용하는 첨가제들의 히드록실기 개수와 관계가 있는 것으로 나타났다. 탄소 핵자기공명분광 분석 결과, 첨가제들은 입체 장애 효과에 의해 중탄산 이온의 생성을 유도하고 과포화도를 상승시킨 것으로 나타났다. 또한, 첨가제들은 과포화도 상승을 통해 평균 입도와 결정 성장 속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 입체 장애 알카놀아민 첨가제는 중탄산칼륨 결정화를 촉진함으로써, 물로부터 이산화탄소의 분리효율을 향상시키고 재생에너지를 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.52-58
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• 2023

지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.

• 신재생에너지
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• 제7권4호
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• pp.18-29
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• 2011

Biofuls are considered as an option to reduce greenhouse gases emission, increase energy supply diversity and security of supply, as well as an opportunity for job creation and rural development. First of all, biofuls technologies have been promoted as a means for reducing the carbon intensity of the transport sector. Hence, in the last decade biofuels production has been driven by governmental policies. The key instruments widely adopted to foster production and increase consumption have been mandatory blending targets, tax exemptions and sibsidies. As one of the most powerful instruments, biofuel mandates require fuel producers to produce a pre-defined amount (or share) of biofuels and blend them with petroleum fuel. National biofuels mandates are in place 35 countries and partially in place in 6 countries. In this study, we reviewed status of global biofuels policies to reduce greenhouse gases in the European Union, United States and other countires worldwide. Especially, we discussed representative biofuels mandates policies same as Renewable Fuel Standard (RFS, US), Renewable Transport Fules Obligation (RTFO, UK) in transport sector.