• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권6호
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• pp.720-726
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• 2014

PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 차량은 미래 청정수송기관으로 각광받고 있지만 수소스테이션의 인프라부족으로 현재는 수소를 공급해주는 연료개질기를 함께 장착하여 구동하여야 한다. 탄화수소연료로부터 수소를 생산하는 연료개질기를 대상으로 다양한 연구가 진행되어왔는데 기존연구에서는 열적중립 조건의 ATR(Auto-Thermal Reformer) 반응기에 대해 집중적으로 분석하거나 공정최적화부문에서 최대수소생산을 목표로 주로 열효율을 목적함수로 설정하여 평가해 왔다. 본 연구에서는 100 kW PEMFC용 연료개질기를 대상으로 간단한 소형시스템을 얻기 위해 외부 유틸리티가 필요없는 단열열교환망으로 구성된 조건에서 기존 열효율이 아닌 수소효율을 새로이 정의하여 가솔린, LPG, 디젤 각 연료에 대해 최적운전조건을 도출하였다. 가솔린의 경우 기존 비교문헌보다 9.43% 연료절감효과를 얻음으로써 제안한 목적함수의 타당성을 입증하였고, 추가적으로 수소효율 및 열교환량, 열교환면적에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 마지막으로 제안한 시스템을 한국시장에 적용할 경우 LPG 연료를 사용하는 연료개질기가 가장 경제적임을 알 수 있었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제29권3호
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• pp.419-427
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• 2016

There is a high association of heat shock on the alteration of energy and lipid metabolism. The alterations associated with thermal stress are composed of gene expression changes and adaptation through biochemical responses. Previous study showed that Angelica gigas Nakai (AGN) root extract promoted adipogenic differentiation in murine 3T3-L1 preadipocytes under the normal temperature condition. However, its effect in heat shocked 3T3-L1 cells has not been established. In this study, we investigated the effect of AGN root hot water extract in the adipogenic differentiation of murine 3T3-L1 preadipocytes following heat shock and its possible mechanism of action. Thermal stress procedure was executed within the same stage of preadipocyte confluence (G0) through incubation at $42^{\circ}C$ for one hour and then allowed to recover at normal incubation temperature of $37^{\circ}C$ for another hour before AGN treatment for both cell viability assay and Oil Red O. Cell viability assay showed that AGN was able to dose dependently (0 to $400{\mu}g/mL$) increase cell proliferation under normal incubation temperature and also was able to prevent cytotoxicity due to heat shock accompanied by cell proliferation. Confluent preadipocytes were subjected into heat shock procedure, recovery and then AGN treatment prior to stimulation with the differentiation solution. Heat shocked preadipocytes exhibited reduced differentiation as supported by decreased amount of lipid accumulation in Oil Red O staining and triglyceride measurement. However, those heat shocked preadipocytes that then were given AGN extract showed a dose dependent increase in lipid accumulation as shown by both evaluation procedures. In line with these results, real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) and Western blot analysis showed that AGN increased adipogenic differentiation by upregulating heat shock protection related genes and proteins together with the adipogenic markers. These findings imply the potential of AGN in heat shock amelioration among 3T3-L1 preadipocytes through heat shock factor and proteins augmentation and enhanced adipogenic marker expression.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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• pp.1639-1645
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• 1991

Because of the important role LD converters play in the production of high quality steel, various dynamic models have been attempted in the past by many researchers not only to understand the complex chemical reactions that take place in the converter process but also to assist the converter operation itself using computers. And yet no single dynamic model was found to be completely satisfactory because of the complexity involved with the process. The process indeed involves dynamic energy and mass balances at high temperatures accompanied by complex chemical reactions and transport phenomena in the molten state. In the present study, a mathematical model describing the dynamic behavior of LD converter process has been developed. The dynamic model describes the time behavior of the temperature and the concentrations of chemical species in the hot metal bath and slag. The analysis was greatly facilitated by dividing the entire process into three zones according to the physical boundaries and reaction mechanisms. These three zones were hot metal (zone 1), slag (zone 2) and emulsion (zone 3) zones. The removal rate of Si, C, Mn and P and the rate of Fe oxidation in the hot metal bath, and the change of composition in the slag were obtained as functions of time, operating conditions and kinetic parameters. The temperature behavior in the metal bath and the slag was also obtained by considering the heat transfer between the mixing and the slag zones and the heat generated from chemical reactions involving oxygen blowing. To identify the unknown parameters in the equations and simulate the dynamic model, Hooke and Jeeves parttern search and Runge-Kutta integration algorithm were used. By testing and fitting the model with the data obtained from the operation of POSCO #2 steelmaking plant, the dynamic model was able to predict the characteristics of the main components in the LD converter. It was possible to predict the optimum CO gas recovery by computer simulation

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제26권1호
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• pp.43-49
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• 2013

The aim of this study was to compare both the performance of litters derived from two sire genetic origins (SGO), Vienna Blue (VB) and Burgundy Fawn (BF), along successive seasons of birth (SB; winter, spring, summer and autumn), and doe reproductive performance in an organic production system. A total of fifty-eight does consisting of a mixture of crosses of several medium-large size breeds at different parity order (P, 1 = nulliparous; 2 = primiparous; ${\geq}3$ = multiparous) and twelve males (6 VB and 6 BF) were housed indoors at environmental conditions that followed seasonality. An extensive reproductive rhythm was used and kits were weaned at $46{\pm}6$ d of age. Doe reproductive performance and the data of 105 litters (55 from VB and 50 from BF SGO) were recorded throughout the SB. No statistically significant differences related to SGO effect were observed. As regards parity order, multiparous does showed higher live weights (LW) (p<0.05), total born (p<0.01), total born alive (p<0.05) per delivery, and litter weight of born alive (p<0.05), but lower milk output at 21st d than primiparous does (p<0.05). The extensive reproductive rhythm mainly increased litter performance at birth in multiparous does but was not sufficient to permit a complete recovery of body reserves lost during lactation. Autumn SB negatively affected doe LW variation between deliveries. The number of pups born and born alive per delivery (p<0.05) and litter size at 21 d of age and at weaning (p<0.01) were lower during hot SB. Due to the lower litter size of pups born in summer and autumn, their individual weight at 21st d of age and daily individual growth rate 0 to 21 d were higher than those of pups born in winter (p<0.001). Litter performance at 21st d of age and individual pup pre-weaning growth rate were poorer for those born in spring than in other seasons due to the harmful effects of increased environmental temperatures. SB affected most of the performance traits of does and young rabbits reared under the organic farming system. The rabbits seemed better suited to organic rearing conditions during winter than in other seasons. The worst results overall were obtained in the spring SB, whereas the hot SB negatively affected both doe energy balance and prolificacy. In conclusion, the pups of the 2 SGO showed good pre-weaning performance and seemed suited to the organic rabbit production system.

• 한국환경농학회지
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• 제18권2호
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• pp.191-195
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• 1999

유입폐수의 $BOD_5$가 1차연못에서 88%가 제거되고 있어 Pit의 $BOD_5$ 제거효율이 60%에 달할 것으로 예측된다. 메탄발효 Pit의 환경조건으로 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 충분한 체류시간이 확보되어야 하고, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 메탄발효 Pit는 이런 조건들을 만족시키고 있어 Pit설계가 적절함을 알 수 있다. 실험결과 메탄발효 Pit의 설계인자로 폐수체류 기간이 2day, 월류유속은 $1.5m^3m^{-2}day^{-1}$가 적합하며, Pit바닥의 수심은 슬러지층의 온도와 밀접한 관계가 있어 3-3.5m 정도가 적합한 것으로 사료된다. Pit 바닥의 슬러지층 온도가 $16^{\circ}C$ 이상으로 유지되어야 메탈발효가 원활히 일어난다. 우리나라 중부지방과 기후조건이 유사한 지역에 위치한 연못시스템 연구에 의하면, 연못바닥의 온도가 메탄박테리아 활동이 거의 정지하는 $14^{\circ}C$ 이하로 내려가는 기간이 약 7개월이 된다. 온대권의 연못시스템은 연간 슬러지 침전량이 분해량보다 많아 어느 정도 슬러지가 쌓이게 된다. 따라서 여분의 30㎝ 수심을 두어 10-20년에 한번 슬러지를 제거하도록 설계한다. 실험 연못시스템이 설치된 장소는 중부지방보다 평균기온이 약 $3-4^{\circ}C$ 높은 지역으로 연못바닥 지하 1.5m에 위치한 Pit의 수온이 14℃이하가 되는 기간이 Fig.5에서 약 6개월이 된다. 실험 메탄발효 Pit는 좁은 면적의 연못에 설치하기 위해 콘크리트구조로 만들었으나, 1차연못의 규모가 크면 토공만으로 Pit설치가 가능하며 비용이 적게 든다. Pit에서 발생한 가스가 연못상층으로 이용하면서 $CO_2$가 해리되어 정제된 메탄을 회수할 수 있다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상층에서 포집한 가스는 거의 메탄으로만 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. 메탄발효 Pit가 생태적으로 적응하면 초기보다 처리효율이 증가할 것으로 기대되어 지속적인 실험을 수행할 예정이다.

• 상하수도학회지
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• 제28권2호
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• pp.207-215
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• 2014

Wastewater containing heavy metals such as copper (Cu) and nickel (Ni) is harmful to humans and the environment due to its high toxicity. Crystallization in a fluidized bed reactor (FBR) has recently received significant attention for heavy metal removal and recovery. It is necessary to find optimum reaction conditions to enhance crystallization efficacy. In this study, the effects of crystallization reagent and pH were investigated to maximize crystallization efficacy of Cu-S and Ni-S in a FBR. CaS and $Na_2S{\cdot}9H_2O$ were used as crystallization reagent, and pH were varied in the range of 1 to 7. Additionally, each optimum crystallization condition for Cu and Ni were sequentially employed in two FBRs for their selective removal from the mixture of Cu and Ni. As major results, the crystallization of Cu was most effective in the range of pH 1-2 for both CaS and $Na_2S{\cdot}9H_2O$ reagents. At pH 1, Cu was completely removed within five minutes. Ni showed a superior reactivity with S in $Na_2S{\cdot}9H_2O$ compared to that in CaS at pH 7. When applying each optimum crystallization condition sequentially, only Cu was firstly crystallized at pH 1 with CaS, and then, in the second FBR, the residual Ni was completely removed at pH 7 with $Na_2S{\cdot}9H_2O$. Each crystal recovered from two different FBRs was mainly composed of CuxSy and NiS, respectively. Our results revealed that Cu and Ni can be selectively recovered as reusable resources from the mixture by controlling pH and choosing crystallization reagent accordingly.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권4호
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• pp.339-344
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• 2010

빈산소 수괴는 산소 부족뿐만 아니라, 용존산소의 결핍에 따른 혐기 상태에서 생성된 황화수소와 암모니아 등 유독가스가 어 패류를 직접 폐사시키거나, 저서생물 군집의 출현종과 개체 수에도 심각한 영향을 마친다. 본 연구에서는 빈산소 수괴가 발생한 해역의 저층 해수를 펌핑하여, 액체산소를 용해시켜 용존산소 농도를 20 mg/L 이상으로 상승시킨 해수를 다시 저층으로 주입하는 장치를 개발하여 그 효능을 검토하였다. 이 장치를 이용하여 해수를 $3.6\;m^2$/min 용량으로 저층에 주입하면서 액체산소를 분당 4.8~26.3 L 범위로 공급할 때, 단시간에 해수 중 용존산소 농도는 7~25 mg/L로 상승하였다. 이때 공급한 액체산소는 해수 중에 90% 이상 용해되는 것으로 나타났다 본 장치는 산소를 용해시키기 위한 별도의 탱크가 필요 없고, 해수를 수면위로 퍼 올리는 높이가 낮아도 되므로 적은 동력을 이용하여 높은 효율로 고농도의 산소를 저층에 공급할 수 있는 것으로 나타났다. 그러므로 본 장치는 연안 및 호소의 저층 빈산소 수괴 발생을 저감시킬 수 있어 빈산소 수괴 발생으로 인한 양식피해를 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제16권1호
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• pp.48-54
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• 1997

구리 내성균인 P. stutzeri의 균체내 구리 축적 특성, 축적형태 및 균체내에 축적된 구리의 회수 방법을 조사한 결과는 다음과 같다. 구리 농도가 100mg/l인 용액중에서 치리 48시간 후 구리 내성균주의 구리 처리율은 약 78% 이상이었다. 구리가 축적된 균체를 전자현미경으로 관찰한 결과, 균체의 cell wall과 cell membrane에 많은 electron-dense granule들이 형성되어 있었으며, electron-dense granule들은 EDS로 분석한 결과, 이 granule들은 copper complex인 것으로 확인되었다. 구리 내성균주의 균체내 축적된 구리는 증류수에 의해서는 거의 탈착이 되지 않았으나 EDTA 처리에 의해서는 약 80% 이상 탈착되었다. 구리가 축적된 균체를 $550^{\circ}C$에서 회화시켰을 때 건조균체량의 약 23.2%에 해당하는 작열잔류화합물들이 생성되었으며, 이 작열잔류화합물들은 EDS로 분석한 결과, 구리가 약 78.4% 이상 함유되어 있는 비교적 순수한 구리 화합물인 것으로 확인되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권3호
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• pp.231-238
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• 2008

본 연구에서는 철가공 산업에서 배출되는 폐산화철을 활용하여 인 흡착특성을 평가하였다. 또한 도시하수 대상으로 폐산화철 접촉조를 적용한 생물반응조 공정의 운전 가능성을 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 폐산화철의 표면특성은 inverse spinel 결정구조인 $Fe_3O_4(FeO{\cdot}Fe_2O_3)$가 주된 형태인 것으로 확인되었다. 2. 폐산화철의 인 흡착특성은 용액의 알칼리도에 따라 다소 차이를 보이나 Freundlich 과 Langmuir 등온흡착 이론식이 잘 적용되었다. 폐산화철의 인 흡착은 알칼리도에 영향을 받는다. 3. 폐산화철의 재생 횟수가 증가할수록 폐산화철의 흡착 특성은 상이하였으며, Freundlich 등온흡착식이 Langmuir 등온흡착식 보다 더 높은 상관성 및 유의성을 보였다. 또한 재생이 반복될수록 흡착능은 감소하였다. 4. 단일 BAF 시스템 운전시보다 폐산화철 접촉조를 적용한 BAF 시스템이 인 처리효율을 약 40%정도 향상시켰으며, 유출수는 총인(TP) 2 mg/L, 용존 인(SP) 1 mg/L 이내로 방류수 법적 기준치를 만족시킬 수 있었다. 5. 상기의 연구결과 폐산화철을 적용할 경우 인 제거가 안정적이며 제거효율이 높은 것으로 판단되며, 대체 흡착제로 활용 가능성이 높을 뿐만 아니라 폐자원의 활용이라는 환경 경제적인 측면에서도 그 가능성이 높은 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권1호
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• pp.55-63
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• 2013

SCR 탈질 폐촉매 내에는 바나듐, 텅스텐 등 고가의 희유금속이 포함되어 있어 분리 및 회수가 필요하다. 본 연구에서는 바나듐 및 텅스텐 등의 희유금속을 함유하고 있는 SCR 탈질 폐촉매에서 바나듐을 회수하기 위하여 ammonium metavanadate를 사용하여 상용 음이온교환수지인 MP600에 의한 흡탈착실험을 실시하였다. 실험결과 초기 pH의 영향에 대해 pH 2 ~ 6에서 음이온화가 활발하여 높은 흡착율을 보였으며, 반응온도가 높아짐에 따라 흡착속도가 향상되는 경향을 보였으나 최대흡착량은 온도의 영향을 받지 않았다. 탈착에 대한 pH의 영향은 pH 1.0 이하의 강산성 및 pH 13.0 이상의 강염기성에서 높은 탈착율을 보였으나 pH 3.0 ~ 11.0 에서는 탈착율이 낮거나 거의 이루어지지 않았다. 흡착평형실험에 따른 흡착등온식은 Freundlich 흡착등온식에 적합하였으며, 반응 시간에 따른 흡착반응속도는 pseudo-second-order로 잘 모사되었다. 또한 Dubinin-Radushkevich, Temkin 흡착등온식을 통하여 흡착 에너지를 평가하였다.