• 제목/요약/키워드: Reaction parameter

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반탄화를 이용한 하수슬러지 연료화에 관한 연구 (A study on the fuel of sewage sludge by torrefaction process)

  • 이윤경;김재형;강설송;김경아;박대원
    • 에너지공학
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    • 제22권4호
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    • pp.355-361
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    • 2013
  • 본 연구에서는 하수슬러지를 이용하여 높은 에너지 밀도와 균일한 품질의 고형연료 생산을 위해 반탄화 기술을 적용하여 반탄화 생성물의 특성과 에너지원으로서의 가치를 확인하였다. 운전인자로 반응온 도($150-230^{\circ}C$)와 반응시간(10-60분)을 달리한 결과, 반응온도가 높고, 반응시간이 길어질수록 반탄화 생성물의 수분함량은 감소하고, 발열량은 증가하였다. 또한 반응온도 조건의 상승과 함께 탄소의 함량 이 초기 시료(하수슬러지 탈수케이크) 대비 최대 60%까지 증가하였고, 산소와 수소의 함량은 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 반응온도 $210^{\circ}C$ 이상에서는 반응시간에 관계없이 평균 발열량 약 4,818 kcal/kg를 나타내었으며, 연료비, 석탄밴드 분석 결과 H/C와 O/C의 원자수비가 낮아져 반탄화를 통해 저등급 석탄에 가까운 연료등급으로 개선되었음을 확인 할 수 있었다.

열처리 시 소금첨가에 의한 풋콩의 색과 Chlorophyll 함량 변화 (Color and Chlorophyll of Blanched Vegetable Soybean by NaCl)

  • 송재연;김철재;안길환
    • 농업과학연구
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    • 제30권2호
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    • pp.148-153
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    • 2003
  • 풋콩의 열처리 시 소금의 영향을 알아보기 위해 이전의 실험에서 비슷한 수치를 나타낸 $80^{\circ}C$-30min, $90^{\circ}C$-20min, $100^{\circ}C$-10min의 조건에서 color와 chlorophyll 함량을 측정하였다. 녹색과 깊은 관련이 있는 -a값(colorimeter parameter)과 chloropyll a의 두 수치만을 비교해 보았을 때, -a값은 $100^{\circ}C$-10min이 높게 나온 반면, chlorophyll a는 $80^{\circ}C$-30min에서 높게나왔다. 그리고 chlorophyll 함량의 경우 소금을 첨가한 군이 비 첨가군보다 높은 값을 나타내었다. 온도와 시간이 color와 chlorophyll 함량 파괴에 미치는 영향을 알아보기 위해 반응속도상수(reaction rate constant)와 활성화 에너지(activation energy)값을 구해보았다. 그 결과 반응속도 상수는 온도가 $10^{\circ}C$증가함에 따라 2배 가량 증가하는 것을 볼 수 있었고 이는 Arrhenius 이론과 일치하였다. 소금의 첨가는 seed의 색(greenness)만을 제외하고 전체적으로 chlorophyll과 color의 파괴속도를 저하시키는 역할을 하였다. Pod에서 chlorophyll a 감소를 위한 활성화 에너지는 146.63 Kcal/mol(소금군)로 비소금군의 138.02 Kcal/mol 보다 높은 값을 나타내었고 이는 소금이 색소저하 반응의 속도를 낮춤을 의미하였다. 결과적으로 풋콩의 열처리 시 소금의 첨가는 단순히 맛의 변화뿐만 아니라 chlorophyll 잔량을 높여 풋콩의 색소를 안정화시키는 역할을 하였다.

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액적 배열의 증발과 착화에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study of Evaporation and Ignition of in-line Array Liquid Droplets)

  • 김충익;송기훈
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.37-47
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    • 1999
  • 부유중인 분진의 화재 및 용기 또는 파이프의 미세한 균열에서 비산되는 가연성 액체의 분무화재의 위험성은 착화후의 고속 확산과 높은 열방출율로 인하여 매우 높은 것으로 알려졌다. 이에 대한 연구는 주로 실험적으로나 또는 거시적인 관점의 해석으로 제한되어 왔다. 본 연구는 미시적인 관점의 해석으로서 분진 및 분무를 가연성 미세 액적으로 가정하여 그의 증발과 착화에 대하여 연구하였다. 첫 단계로서 일열의 액적 배열을 계산영역으로 하여, 비정상 이차원 보존방정식들을 적용하였다. 수치해석은 일반화된 비직교 좌표계를 사용하였고, 화학반응은 Arrhenius의 법칙에 의하여 반응속도가 제어되는 일단계 반응을 고려하였다. 계산결과는 액적 주위의 온도와 반응물질의 농도분포를 시간에 따라 보여준다. 주위의 산소가 증발하는 액적의 연료와 섞이기 시작하고 착화 조건에 다다르면, 급격한 발열반응이 예혼합된 가스로부터 일어나기 시작한다. 최대온도 영역은 점차적으로 액적 표면으로 이동하며 최대온도는 착화이후 급격히 상승한다. 연료와 산소의 농도는 최대온도 영역 근처에서 최소값을 보인다. 따라서 착화순간에는 예혼합연소의 양상을 띠는 것으로 나타났다. 이후에는 예혼합 가스의 소멸로 확산연소의 양상을 띠게 된다. 액적간의 거리는 중요한 요소로서 멀리 떨어져 있는 경우부터 액적간의 거리가 가까워지면 착화지연 시간이 줄여들어 착화가 빨리 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 착화 후에는 최대온도 영역이 일열의 중심선으로부터 멀어지는 것으로 나타났는데 이것은 중심부근의 산소가 먼저 소모되고 외부로부터의 산소공급도 화염에 의해 차단되어 나타나는 현상이다. 이번 연구로 미세적인 착화현상에 대한 이해를 높이게 되었고 추후 복잡한 배열에 대한 연구도 가능할 것이다.

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아몬드 크래커의 과산화 억제에 있어서 천연 항산화제의 활용 (Utilization of the Natural Antioxidants for the Anti-peroxidation of Almond Cracker)

  • 박기범;한규홍;김병용
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.131-136
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    • 2003
  • 천연 항산화제인 tocopherol과 rosemary, tea polyphenol 을 아몬드 크래커에 첨가하여 $25^{\circ}C$와 35$^{\circ}C$에서 70일 동안 저장하면서 저장기간에 따른 항산화 효과를 살펴보았다 과산화물가를 측정하여 품질평가를 한 결과 $25^{\circ}C$에서는 rosemary 가 가장 우수한 항산화력을 보여주었고, 35$^{\circ}C$에서는 tea polyphenol이 우수하였다. 저장하는 동안 아몬드 크래커의 관능 검사에서는 rosemary와 tea polyphenol이 냄새와 맛에 좋은 영향을 주었고, $25^{\circ}C$에서 항산화제를 첨가하지 않은 blank 와 tocopherol은 42일, rosemary와 tea polyphenol은 56일이 지난 후에 제품으로서 품질을 잃는 것으로 나타났다. 35$^{\circ}C$에서는 $25^{\circ}C$에 비하여 모든 기호도 면에서 저하가 빠르게 일어났고, rosemary와 tea polyphenol이 blank와 tocopherol간의 차이가 유의 적으로 크게 나타났다. 천연 항산화제의 첨가에 따른 산화정도를 저장기간 동안 과산화물가의 변화를 이용하여 반응속도식를 구하였을 때, $25^{\circ}C$에서는 1차 반응식으로 나타났고, 35$^{\circ}C$에서는 0차 반응식이 결정되었다. 이때 반응속도 상수는 $25^{\circ}C$에서 rosemary가 -0.0299, 35$^{\circ}C$에서 tea polyphenol이 -.4038로 가장 낮은 수치를 보여주었다. 그러나 아몬드 크래커를 위한 항산화제 선택에 있어서는 저장온도에 따라 각각의 다른 천연항산화제가 영향을 주는 만큼 rosemary와 tea polypheno1을 함께 첨가하여 그 synergy 효과를 살피는 연구가 이루어져야 할 것이다.

인간 Cystathionine ${\gamma}$-Lyase에 의한 Selenomethionine의 Methylselenol로의 직접분해 (Direct Conversion of L-Selenomethionine into Methylselenol by Human Cystathionine ${\gamma}$-Lyase)

  • 조현남;지광환
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.11-17
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    • 2014
  • Selenium(Se)은 사람에게 필수성분이지만 독성이 강한 물질이다. 따라서 생체에서 Se(셀레늄)의 농도조절은 정확하고 효율적으로 이루어져야 한다. 사람은 Se을 음식의 형태로 섭취해야 하고 주로 seleno-L-methionine (L-SeMet)의 형태로 섭취한다. 섭취된 L-SeMet은 methionine 대사와 동일한 효소를 이용하여 Se-adenosyl-L-SeMet으로 대사된다고 알려져 있었다. 그러나 최근 쥐의 간 추출물의 실험에서, L-SeMet이 cystathionine ${\gamma}$-lyase (mouse CGL)의 작용으로 methylselenol ($CH_3SeH$)로 직접적으로 대사된다는 보고가 있었다. CGL은 원래 cystathionine을 L-cysteine과 ${\alpha}$-ketobutyrate, 그리고 $NH_3$로 분해하는 효소로 알려져 있었다. 따라서 본 연구에서는 쥐의 간 추출물 대신에 인간의 CGL을 분리 정제하여 L-SeMet에서 methylselenol의 형성을 확인하고자 하였다. Methylselenol의 표준시료는 dimethyldiselenide를 sodium tetrahydroborate로 환원시켜 준비하였다. 그리고 L-SeMet을 기질로 사용한 효소 반응액 중에서 가스상의 생성물은 GC/MS 스펙트럼으로 분석하였다. 분석 결과 methylselenol의 유도체인 dinitrophenyl selenoether와 일치하였다. 또한 인간 CGL이 L-SeMet에서 methylselenol을 형성하는 반응의 kinetic parameter를 mouse CGL과 비교 분석하였다. 결과적으로 human CGL은 섭취된 L-SeMet의 대사를 책임지고 있는 중요한 효소이다.

수정체유화장치의 초음파 출력속도 및 자동막힘감지 기능 향상의 술 후 임상결과 비교 (Clinical Effects of an Improved Pump Reaction Rate and Automatic Occlusion Sensing System in Phacoemulsification)

  • 김유나;이진아;김재용;김명준;차흥원
    • 대한안과학회지
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    • 제59권11호
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    • pp.1017-1023
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    • 2018
  • 목적: 최근 펌프조절장치와 발판의 반응속도가 빨라지고 자동막힘감지(automatic occlusion sensing) 기능이 향상되어 수술 중 흡입력과 절단력을 향상시킨 수정체유화장치가 소개된 바 있다. 본 연구에서는 수정체유화술 시행 중 여러 매개변수를 비교하여 기기의 반응속도 향상과 자동막힘감지 기능이 수정체유화술의 임상결과에 미치는 영향을 비교하고자 하였다. 대상과 방법: 단일 술자에게 수정체유화술을 시행받은 68명의 백내장 환자, 총 80안이 본 연구에 포함되었다. 기존의 기기(WhiteStar $Signature^{(R)}$ system)를 사용하여 초음파유화술을 시행한 40안을 대조군으로 하였으며, 반응속도 향상 및 자동막힘감지 기능 효과를 분석하기 위해서 향상된 기기(WhiteStar $Signature^{(R)}$ PRO system)를 사용하여 초음파유화술을 시행한 40안을 실험군으로 정하였다. 두 군 모두에서 수술 중 parameter of effective phaco time with a specific coefficient for the transversal movement expressed in seconds (EFX), 총 초음파 사용시간(ultrasound time), 유효 초음파 사용시간(effective phaco time, EPT), 평균 초음파 출력(average phaco power, AVG) 및 평형염액 사용량을 확인하였고 수술 전후 중심각막두께(central corneal thickness)를 확인하여 수술 전후의 상관관계를 독립표본검정을 통하여 분석하였다. 결과: 두 군의 비교에서 수정체혼탁도와 상관없이 Signature $PRO^{(R)}$ system에서 수술 중 적은 EFX (p<0.001), 짧은 유효 초음파 사용시간(EPT, p<0.001), 작은 평균 초음파 출력(AVG, p<0.001)을 사용함을 확인하였다. 수술 후 중심각막두께는 양 군에서 차이가 없었다. 결론: 수정체유화술을 시행함에 있어 기기의 반응속도 향상 및 자동막힘감지 기능은 수술 중 수정체 핵의 흡입력과 절단력을 높이면서도 전방을 안정적으로 유지할 수 있도록 하여 유의하게 짧은 시간 동안 적은 초음파 출력을 사용하면서 효율적인 수술이 가능하게 함을 확인하였다.

살충제 buprofezin의 가수분해 반응 메카니즘 (Kinetics and mechanism of hydrolysis of insecticidal buprofezin)

  • 성낙도;유성재;최경섭;권기성
    • 농약과학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.46-52
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    • 1998
  • [ $45^{\circ}C$ ]의 15%(v/v) dioxane 수용액중에서 살충성 buprofezin(IUPAC : tert-butylimino-3-iso-propyl-5-phenylperhydro-1,3,5-thiadiazin-4-one)의 가수분해 반응속도상수와 pka상수(5.60)를 측정하고 pH-효과, 용매효과(m=0.34, n=2.45 및 $1{\gg}m$), 열역학적 활성화 파라미터(pH 4.0, ${\Delta}H^{\neq}$= 11.12 $kcal{\cdot}mol^{-1}$, ${\Delta}S^{\neq}$=-5.0e.u. 및 $E_{act.}$=11.76Kcal), 반응 속도식등의 반응 속도론적 및 생성물분석(1-isopropyl-3-phenyl urea) 등의 비속도론적 실험결과를 얻었다. 이들 자료의 검토로부터 pH 8.0이하의 산성용액에서는 특정($k_{H3O+}$)및 일반 산-촉매반응에 의한 $A-S_{E}2$형 및 A-2(또는 $A_{AC}2$)형 반응, 그리고 pH 9.0이상의 알카리성 용액에서는 일반염기 촉매반응($k_{H2O}$)에 의한 친핵성 첨가-제거 ($Ad_{N}-E$) 반응이 사면체($sp^{3}$) 중간체를 경유하는 궤도-조절 반응으로 진행되는 일련의 가수분해 반응메카니즘을 제안하였다. 또한, Buprofezin은 산성(pH8.0이하)용액보다 염기성(pH8.0이상) 용액중($k=10^{-8}sec.^{-1}$)에서 더욱 안정하였으며 $45^{\circ}C$의 중성(pH 7.0) 수용액 중에서 반감기($t=\frac{1}{2}$)는 약 3개월이었다.

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하수방류수 내 TOC 제거를 위한 전기분해공정의 최적 조건 (Optimal Condition of TOC Removal Parameter for Sewage Effluent using Electrolysis Process)

  • 안상우;정혁상;이희경;고준걸;명대원
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.23-29
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    • 2017
  • 2013년 환경 정책 개정에 따라 총유기탄소(TOC)항목이 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률에 도입되었으며, 이러한 정책 시행에 따라 공공하수처리시설에서의 TOC에 대한 수질관리의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 실험실 규모 전기분해공정에서 전기화학적 반응을 이용하여 하수방류수 내 TOC 제거특성을 살펴보았다. 실험실 규모의 전기분해공정에서의 실험 결과를 반응표면법에 적용하여 방류수 내 TOC 제거 특성분석을 실시하였다. 중심합성에 사용된 독립변수로는 전해공정의 주요 운전인자인 전극간격($x_1$), 전류밀도($x_2$), 전해질의 농도($x_3$)를 선정하였으며, 종속변수로는 TOC 제거효율(y)이다. 전해공정에서 최적화 조건은 전극간격 50mm, 전류밀도 $10.3mA/cm^2$, 전해질의 농도 0.1M로 조사되었다. 통계학적 결과를 바탕으로 독립변수는 전극간격 > 전류밀도 > 전해질농도의 순으로 작아지는 것으로 분석되었다.

Cu가 도핑된 LSM의 구조분석과 열팽창특성 연구 (Structural analysis and thermal expansion property of Cu doped LSM for SOFCs)

  • 노태민;류지승;김진성;정철원;이희수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.175-180
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    • 2011
  • 이종 원자가를 가시는 Cu의 도핑이 LSM에 미치는 영향을 구조적인 분석과 열팽창계수를 통해서 고찰하였다. 고상반응을 이용하여 $La_{0.8}Sr_{0.2}Mn_{1-x}Cu_xO_3$($0{\leq}x{\leq}0.3$)음 제조하였으며, Cu의 도핑 함량에 따른 결정구조 및 열팽창계수를 확인하였다. Cu 함량이 증가함에 따라서 격자상수외 열팽창계수가 감소하는 경향을 나타냈지만, x = 0.3인 경우에는 증가 하였다. 이러한 격자상수와 열팽창계수의 변화는 Cu 이온의 B-site에서의 Mn 자리에 치환될 때 $0{\leq}x{\leq}0.2$의 범위에서는 $Cu^{3+}$의 존재로 인한 이온 반성의 감소에 의한 것으로 판단되었고, x=0.3인 경우에는 $Cu^{2+}$$Mn^{4+}$의 존재로 인한 산소 공공의 증가에 기인한 것이었다.

Bi-level program에서 Cournot-Nash게임과 Stackelberg게임의 비교연구 (Comparison between Cournot-Nash and Stackelberg Game in Bi-level Program)

  • 임용택;임강원
    • 대한교통학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.99-106
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    • 2004
  • 본 연구에서는 바이레벨 문제를 풀기 위한 2가지 접근법, 즉 Cournot-Nash 게임과 Stackelbgerg 게임을 서로 비교하기 위한 것으로, 하위문제가 결정적인 통행배정문제(deterministic traffic assignment)인 경우와 확률적 통행배정문제(stochastic traffic assignment)인 경우로 구분하여 분석한다. 바이레벨 프로그램(bi-level program)은 상위문제(upper level program)과 하위 문제(lower level program)로 구성된 수리적인 문제로 상위문제는 목적하는 특정함수를 최적화시키는 형태이며, 하위문제는 통행자의 행태를 반영하는 형태로 구축된다. 기존에 제시된 알고리듬중 바이레벨문제의 대표적인 풀이 알고리듬인 IOA(Iterative Optimization Assignment) 알고리듬과 기종점 통행행렬추정(OD matrix estimation)에 주로 사용되는 IEA(Iterative Estimation Assignment)은 상위문제와 하위문제가 서로 독립적으로 존재하면서 설계변수와 통행량을 서로 주고받는 형태를 갖고 있어 Cournot-Nash 게임형태이다. 이에 반해, 최근에 제시된 민감도분석(Sensitivity analysis)을 기초로 한 알고리듬들은 상위문제에서 결정된 설계변수 변화에 대해 하위문제의 통행량변화를 민감도를 통해 고려하기 때문에 Stackelbeg게임이라고 볼 수 있다. 본 연구에서는 이들 알고리듬들을 비교하는 데 연구의 목적이 있으며, 기존에 제시된 기법과는 다른 좀 더 효율적인 접근법을 제시한다. 예제 교통망을 이용하여 제시된 모형들을 비교해본 결과, 결정적인 통행배정모형을 하위문제로 설정한 경우에는 두가지 접근법 모두 동일한 상위목적함수 값을 보여 우위를 판단할 수 없었지만, 확정적 통행배정모형으로 설정한 경우, Stackelberg게임 접근법이 Cournot-Nash게임 접근법 보다 더 우수함을 확인할 수 있었다.