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네팔산 Jatropha 오일의 전이에스테르화 반응용 불균일계 촉매 연구 (A Study on Heterogeneous Catalysts for Transesterification of Nepalese Jatropha Oil)

  • 김영빈;이승희;심민석;김예희;;전종기
    • 청정기술
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    • 제30권1호
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    • pp.47-54
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    • 2024
  • 비식용 작물인 네팔산 Jatropha 씨앗으로부터 추출한 식물성 오일을 원료로 사용하고, 에스테르화 반응과 전이에스테르화 반응으로 구성된 2-step 공정을 거쳐서 바이오디젤로 전환하였다. Jatropha 오일에 함유되어 있는 유리지방산과 메탄올과의 에스테르화 반응에 Amberlyst-15 촉매를 적용하였으며, 자트로파 오일의 산가를 11.0으로부터 0.26 mgKOH/g까지 낮추었다. 산가가 0.26 mgKOH/g인 Jatropha 오일과 메탄올을 원료로 사용하고 NaOH/γ-Al2O3 촉매를 사용하여 전이에스테르화 반응을 통해서 바이오디젤을 제조하였다. NaOH 담지량이 3 wt%에서 25 wt%로 증가함에 따라 비표면적은 129 m2/g에서 28 m2/g으로, 기공 부피는 0.249 m3/g에서 0.129 cm3/g으로 감소하였다. 또한, NaOH의 담지량이 증가할수록 NaOH/γ-Al2O3 촉매의 염기점의 양과 세기가 동시에 증가하였다. NaOH/γ-Al2O3 촉매의 최적 NaOH 담지량은 12 wt%인 것을 확인하였다. NaOH/γ-Al2O3 촉매를 이용한 Jatropha oil의 전이에스테르화 반응에서 최적 온도를 65 ℃로 선정하였다. 교반속도가 150 RPM 이하의 조건에서는 전이에스테르화 반응 속도가 외부 물질 전달의 영향을 받았으나, 그 이상의 교반속도에서는 외부 물질 전달의 영향이 크지 않았다.

철근 콘크리트 빔의 노화도 평가를 위한 음향방출 기술의 응용 (Application of Acoustic Emission for Assessing Deterioration in Reinforced Concrete Beams)

  • 윤동진;박휘립;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.276-284
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    • 2000
  • 콘크리트 구조물의 노화도 평가를 위한 기초 연구로써 철근 및 무근 콘크리트 빔의 4점 굽힘 시험시 발생하는 음향방출 신호의 발생 거동을 관찰하였다. 본 연구는 미세 균열의 전개, 국부 균열의 진전, 부식, 철근의 박리 등 균열 발생 및 손상기구에 대한 AE 특성 고찰에 주안점을 두었다. 이들 각각의 손상 메카니즘을 모사하기 위해 무근 콘크리트, 노치를 가공한 무근 콘크리트, 정상적인 철근 콘크리트 그리고 부식된 철근 콘크리트 빔을 제작하였다. 손상 정도 및 펠리시티 효과(Felicity effect)를 관찰하기 위해 4점 굽힘 시험시 단계별 하중 증가 방식을 택하였다. AE 파형은 물론 AE event에 대한 발생 특성을 분석하였으며, 노화도 평가에 주요한 영향을 미치는 주요 변수들에 대해 조사하였다. AE event 발생의 누계치 및 Felicity ratio값 등은 손상의 정도에 따라 민감하게 변하는 것을 관찰하였으며, 노화도와도 상관관계가 있음을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 얻은 AE 분석 기술은 철근 콘크리트 구조물의 균열이나 부식 손상과 같은 노화도 평가를 위해 적용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

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아자크라운에테르포스피닉산에 의한 알카리금속이온의 경쟁용매추출 (Competitive Solvent Extraction of Alkali Metal Ions with Azacrown Ether Phosphinic Acids)

  • 남종우;정영진;양일우
    • 공업화학
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    • 제3권2호
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    • pp.266-272
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    • 1992
  • 아자크라운에테르가 부착된 알킬 페닐포스피닉산을 합성하여 수용액층으로부터 클로로포름층으로 알카리금속이온의 경쟁용매추출 특성을 조사하였다. 연구된 포스피닉산들은 phenylphosphinate, aldehyde 그리고 monoazacrown ether의 한 단계 반응에서 생성되는 포스피네이트 에스테르를 알카리성 가수분해시켜 좋은 수율로 합성할 수 있었다. 합성된 포스피닉산 시약을 착물화제로 사용하여 pH에 따라 수용액층으로부터 클로로포름층으로 알카리 금속이온의 경쟁용매추출 특성을 조사한 결과 이 시약들은 넓은 pH 영역에서 금속이온을 유기용매층으로 추출해냄을 확인하였으며, pH 11인 알카리성 용액에서의 총금속이온부하는 약 75%였다. 이온의 선택성은 아자크라운에테르의 공동크기에 주로 의존하여, monoaza-15-crown-5 기를 갖는 알킬페닐포스피닉산, ${\underline{2}}$, 에서는 $Na^+$ >> $K^+$ > $Rb^+$ > $Li^+$ > $Cs^+$ 순이며 monoaza-18-crown-6 작용기가 있는 알킬페닐포스피닉산, ${\underline{3}}$, 에서는 $K^+$ >> $Rb^+$ > $Na^+$ > $Cs^+$ > $Li^+$ 이온의 순으로 나타났다. 아자크라운에테르포스피닉산들은 유사한 이온선택성을 지닌 크라운에테르카르복실산에 비해 보다 넓은 영역의 pH에서 알카리금속이온의 용매추출이 가능하여, 약한 산성이나 중성 수용액에서도 상당한 정도의 금속이온부하를 나타내었다.

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모의 사용후분산핵연료($U_3Si/Al$) 용해용액으로부터 네오디뮴 분리에 관한 연구 (A Study on the Separation of Neodymium from the Simulated Solution of $U_3Si/Al$ Spent Nuclear Fuel)

  • 최광순;김정석;한선호;박순달;박영재;조기수;김원호
    • 분석과학
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    • 제13권5호
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    • pp.584-591
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    • 2000
  • 2단계 음이온교환분리를 이용하여 모의 사용후분산핵연료($U_3Si/Al$)용해용액으로부터 Nd을 분리하기 위한 연구를 수행하였다. 사용후분산핵연료를 모사하기 위하여 사용전핵연료($U_3Si/Al$)를 4 M HCl과 10 M $HNO_3$의 혼산으로 녹인 다음, 8 또는 15종의 핵분열생성원소를 첨가하였다. 용액 중 미량의 실리카는 플루오르화수소산을 넣고 가열하여 제거하였으며, U은 1차 음이온교환수지에 흡착시켜 제거하였다. Nd은 2차 음이온교환수지상에서 여러 핵분열생성원소들로부터 질산-메틸알콜 매질의 용리액으로 분리하였다. 과량의 Al은 Nd의 용리속도에 크게 영향을 미치지 않았으나, Nd을 포함한 Al, Eu, Gd, Sm 및 Sr의 절대 용리양을 감소시켰다. Nd을 용리액[0.04 M $HNO_3$-99.8% MeOH(1:9)]으로 용리하기 전에 과량의 Al은 부하(loading) 용액(0.8 M $HNO_3$/99.8% MeOH) 3 mL로 사전 용출시켜 제거하였다. 용리된 Nd의 회수을은 Al의 양에 관계없이 94% 이상이었다. 순수한 Nd을 분리하기 위해서는 9-13 mL 부분의 용리액을 취하는 것이 효과적이었다.

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방치기간에 따른 PBD의 통수능 효과 분석 (An Analysis of the Effect of PBD Discharge Capacity to Leave Period)

  • 이기용;박민철;정상국;이송
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제12권10호
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    • pp.39-49
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    • 2011
  • 최근 연약지반에서는 공사기간 중에 압밀에 의한 침하량이 빠르게 일어날 수 있도록 압밀시간을 단축시키는 압밀촉진공법 중 하나인 PBD공법이 적용되고 있다. 이는 시공의 용이성과 경제성을 지닌 압밀촉진 공법 중 하나이다. PBD는 통수능력이 연약층의 두께에 비례하여 영향을 크게 받는 성질이 있으며, 배수재 타설 방법과 관련하여 배수재 타입 시 사용되는 맨드럴, 타입기기 및 방식에 의한 주변지반의 교란영향으로 배수성능이 저하되는 등 문제점이 있다. 또한 지반조건, 시공조건, 토질특성에 따라 통수능의 편차가 크게 나타나며 PBD타설 후 강우나 성토재료 수급의 불안정 등 기타 현장여건에 따라 성토 재하중을 바로 실시하지 못해 수개월 동안 방치에 따른 배수재 통수능의 문제점 및 분석이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 방치기간에 따른 PBD 통수능의 영향인자를 분석하기 위한 복합 통수능 시험을 실시하여 지반개량 및 통수능 평가를 하였다. 원통형 실린더에 배수재를 고정한 후에 교반한 시료를 투기한 후 0day, 30day, 60day, 90day 방치시킨 후에 가압장치를 사용하여 30, 70, 120kPa의 하중을 가해 실험을 수행하였다. 실험결과, PBD 타설 후 방치기간이 길어질수록 통수능이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 장기간 방치에 따른 PBD필터의 흡습에 기인된 크리프 변형으로 통수단면의 감소가 원인이라고 판단할 수 있다.

혐기성 연속 회분식 공정에 의한 도시하수슬러지 소화시 고액분리 특성에 따른 처리효율평가 (Performances of Anaerobic Sequencing Batch Reactor for Digestion of Municipal Sludge at the Conditions of Critical Solid-liquid Separation)

  • Hur, Joon-Moo;Park, Jong-An
    • 한국환경보건학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.77-85
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    • 2002
  • 중온과 고온의 혐기성 연속회분식 공정(anaerobic sequencing batch reactor ; ASBR)에서 소화슬러지의 고액분리특성이 처리효율에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 연구결과 침전가능 고형물농도가 높은 도시하수슬러지 처리시 고액분리특성 및 고액분리형태가 전체처리의 안정성 및 처리효율에 상당한 영향을 미쳤다. 중온ASBR에서는 부상농축현상이 일어났으나, 고온ASBR에서는 중력농축에 의한 고액분리가 일어났으며, 상대적으로 고온 ASBR의 처리효율이 우수하였다. 그리고 수리학적 체류시간, cycle period 및 고액분리형태는 소화슬러지의 농축 특성과 임계 고형물농축을 지배하는 중요한 인자였다. 중온ASBR에서 고액분리 후 농축슬러지베드용적(thickened sludge bed volume)은 매우 중요한 운전 요소이며, 소화슬러지의 중력농축특성은 배출시 농축고형물의 유실현상과 침전시 계속적으로 발생하는 소화가스에 의한 슬러지계면의 파괴현상 및 슬러지베드의 불안전성을 야기시켜 처리효율을 감소시켰다. 중력농축의 경우 소화가스와 슬러지농축용적간의 상호작용(cyclic mutual effect)이 주기적으로 일어났으나, 부상농축에서는 이러한 현상이 일어나지 않았다.

정상아와 편마비 뇌성마비아의 삼차원 보행분석 (Three-Dimensional Video Analysis of the Gate Patterns in Normal Children and Hemiplegic Children with Cerebral Palsy)

  • 이진희;배성수;김중선
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제9권1호
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    • pp.127-145
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    • 1997
  • The purpose of this study wa9 to analyse the gait patterns of two female children with hemiplegic cerebral palsy by using the three-dimensional video motion analysis technique. Case 1 has mild spastic hemiplegia on the right side while Case 3 has moderate spastic hemiplegia on the left side. A group of 10, normal female children of the same age(7-8 years old) were selected as the control group for comparison. Time and distance variables as well as the Center of Mass displacement, and the pelvic and joint motions in three anatomical planes were analysed for this purpose. The following observations were made through the analysis : Case 1 revealed an asymmetrical gait pattern in which the step length of the unaffected side was shorter than that of the affected side, which wan a result of the effort to minimize loading on the affected leg by shortening the swing phase of the unaffected leg. Case 1 scored similar phase ratios, cadence and walking velocity to the normal group. A slight posterior tilt of the pelvis was observed throughout the gait cycle. Less hip and knee flexion than the normal group was observed, and demonstrated hyperextension of the knee in the terminal stance phase. The main problem in case 1 originated from the insufficient dorsiflexion of the affected foot during the swing phase. Therefore, Case 1 has difficulty with foot clearance in the swing phase. Usually, this is compensated for by using exessive hip abduction and medial rotation in conjuction with trunk elevation as well as increased vortical displacement of the center of mass. Case 1 revealed a foot-flat initial contact pattern. Case 2 was characterized by a consistent retraction ef the affected aide of the body througout the gait cycle, As a result, an asymmetrical gait pattern with increased stance phase ratios of the unaffected side was observed. In spite of this the step lengths of both sieds were similar. Case 2 scored lower cadence and walking speed than the normal group with lower gait stability. The main problem in Case 2 originated from an excessive plantaflexion of the affected foot which, in turn, rebutted in high hip and knee flexion. Hyperextension of the knee was observed at mid-stance, and execessive anterior tilt of the pelvis throughout the gait cycle was noticed. A gait pattern with high hip abduction and medial circumduction was maintained for the stability in the stance phase and foot clearance in the swing phase. Case 2 revealed a forefoot-contact initial contact pattern.

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Development of New Vitrification Method for Preimplantation Mouse Embryo

  • Ha, A-Na;Fakruzzaman, Md.;Lee, Kyeong-Lim;Wang, Erdan;Lee, Jae-Ik;Min, Chan-Sik;Kong, Il-Keun
    • 한국수정란이식학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.141-147
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    • 2013
  • The purpose of this study was attempted to new methods in mammalian embryos vitrification. This method was affected to increase of the embryo vitrification efficiency and it would be applied to the field of embryo transfer to recipient by modified loading method of embryo into 0.25 ml plastic straw. The frozen mouse embryos were carried out warmed from two different cell stages (8-cell and blastocyst, respectively) by attachment of an embryo in the vitrification straw (aV) method. All groups were cultured in M-16 medium to determine the development and survivability for 24 h, respectively. Results shown that, the survivability of two different groups were significantly different (94.8% vs. 70.9%). Total cell number was not significantly different the non-frozen blastocyst ($99.7{\pm}12.4$) compared to the post-thaw blastocyst ($94.8{\pm}15.1$). From the 8-cell embryo, total cell number of frozen blastocysts were significantly lower than others groups ($74.7{\pm}14.6$, p<0.05). In the case of cell death analysis, the blastocysts from non-frozen and frozen-thawed 8-cell group were not different ($0.0{\pm}0.0$ vs. $1.9{\pm}3.1$, p>0.05). However, the apoptotic nuclei of blastocyst were significantly observed the frozen-thawed group ($5.4{\pm}4.4$) compared to non-frozen group (p<0.05). Therefore, this new method of embryos using in-straw dilution and direct transfer into other species would be more simple procedure of embryo transfer rather than step-wise dilution method and cryopreservation vessels, so we can be applied in animal as well as human embryo cryopreservation in further.

ISOLATION, IDENTIFICATION AND CHARACTERIZATION OF AN IMMOBILIZED BACTERIUM PRODUCING N2 FROM NH4+ UNDER AN AEROBIC CONDITION

  • Park, Kyoung-Joo;Cho, Kyoung-Sook;Kim, Jeong-Bo;Lee, Min-Gyu;Lee, Byung-Hun;Hong, Young-Ki;Kim, Joong-Kyun
    • Environmental Engineering Research
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    • 제10권5호
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    • pp.213-226
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    • 2005
  • To treat wastewater efficiently by a one-step process of nitrogen removal, a new bacterial strain producing $N_2$ gas from ${NH_4}^+$ under an aerobic condition was isolated and identified. The cell was motile and a Gram-negative rod, and usually occurred in pairs. By 16S-rDNA analysis, the isolated strain was identified as Enterobacter asburiae with 96% similarity. The isolate showed that the capacity of $N_2$ production under an oxic condition was approximately three times higher than that under an anoxic condition. Thus, the consumption of ${NH_4}^+$ by the isolate was significantly different in the metabolism of $N_2$ production under the two different environmental conditions. The optimal conditions of the immobilized isolate for $N_2$ production were found to be pH 7.0, $30^{\circ}C$ and C/N ratio 5, respectively. Under all the optimum reaction conditions, $N_2$ production by the immobilized isolate resulted in reduction of ORP with both the consumption of DO and the drop of pH. The removal efficiencies of $COD_{Cr}$, and TN were 56.1 and 60.9%, respectively. The removal rates of $COD_{Cr}$, and TN were the highest for the first 2.5 hrs with the removal $COD_{Cr}/TN$ ratios of 32.1, and afterwards the rates decreased as reaction proceeded. For application of the immobilized isolate to a practical process of ammonium removal, a continuous operation was executed with a synthetic medium of a low C/N ratio. The continuous bioreactor system exhibited a satisfactory performance at 12.1 hrs of HRT, in which the effluent concentrations of ${NH_4}^+$-N was measured to be 15.4 mg/L with its removal efficiency of 56.0%. The maximum removal rate of ${NH_4}^+$-N reached 1.6 mg ${NH_4}^+$-N/L/hr at 12.1 hrs of HRT(with N loading rate of $0.08\;Kg-N/m^3$-carrier/d). As a result, the application of the immobilized isolate appears a viable alternative to the nitrification-denitrification processes.

인공 종양대치물을 이용한 사지구제술후의 보행 분석 (Gait Analysis of Patients with Tumor Prosthesis around the Knee)

  • 이상훈;정진엽;김한수;김병성;이한구
    • 대한골관절종양학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.18-25
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    • 1997
  • Prosthetic replacement is one of the most common methods of reconstruction after resection of malignant tumor around the knee. Gait analysis provides a relative objective data about the gait function of patients with prosthesis. The purpose of this study was to compare the gait pattern of the patients who underwent limb salvage surgery with prosthesis for distal femur and that of patients with prosthesis for proximal tibia. This study included ten patients (4 males, 6 females, mean age 22.7 years, range 14-36) who underwent a wide resection and Kotz hinged modular reconstruction prosthesis replacement and six normal adult(Control). The site of bone tumor was the distal femur (Group 1) in six patients and proximal tibia (Group 2) in 4 patients. The follow-up period ranged from 15 to 82 months (mean : 33 months). The evaluation consisted of clinical assessment, radiographic assessment, gait analysis using VICON 370 Motion Analysis System. The gait analysis included the linear parameters such as, walking velocity, cadence, step length, stride length, stance time, swing time, single support and double support time and the three-dimensional kinematics (joint rotation angle, velocity of joint rotation) of ankle, knee, hip and pelvis in sagittal, coronal and transverse plane. For the kinetic evaluation, the moment of force (unit: Nm/kg) and power (unit: Watt/kg) of ankle, knee and hip joint in sagittal, coronal and transverse plane. In the linear parameters, cadence, velocity, step time and single support were decreased in both group 1 and group 2 compared with control. Double support decreased in group 2 compared with control significantly(p<.05). In contrast to our hypothesis, there was no significant difference between group 1 and group 2. In Kinematics, we observed significant difference (p<.05) of decreased knee flexion in loading response (G2

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