• 공업화학
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• 제20권5호
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• pp.553-556
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• 2009

본 연구의 목표는 열분해 기술의 문제점을 보완하여 유가자원의 회수와 폐기물 처리의 효율을 높이는데 있다. 우선 경제성을 높이기 위해 기존 열분해온도(보통 $500{\sim}1000^{\circ}C$)보다 낮은 $450^{\circ}C$에서의 저온열분해 반응을 시도하였다. 촉매를 사용하여 반응온도와 반응시간을 단축할 수 있었고, 무 산소 상태를 유지시키는데 유리하도록 간접열을 사용하였다. 결과적으로 유가자원인 구리와 합성연료유의 회수율을 증가시킬 수 있었고, 발생하는 부산물과 배가스의 처리효과가 뛰어남을 알 수 있었다. 배가스는 2단의 중화조를 통과시켜 다이옥신은 거의 발생되지 않았으며, 나머지 대기환경기준의 측정항목 또한 기준치 이하를 보였다. 이번 연구에서는 앞에서 말한 저온 열분해장치(GTPK-001)를 제작하였고, 경제적으로나 친환경적으로 상용화 개발이 가능함을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.171-178
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• 2016

세계 각국은 석유자원의 고갈로 인한 고유가, 지구온난화 등의 환경문제를 해결하기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 그중 기존 화석연료를 대체할 수 있는 재생 가능한 청정 에너지원으로 바이오 연료가 주목받고 있다. 그러나 기존의 바이오연료 생산기술은 식량자원인 사탕수수, 옥수수 등을 사용하므로 이를 대체하는 기술개발이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 식량자원을 대체할 폐기물의 가스화와 혼합 알코올 합성공정이 연계된 간접 알코올 전환 공정의 기술 경제성 평가를 수행하였다. 국내에서 공급되는 바이오매스 폐기물 자원량을 고려한 2000톤/일 급의 전환 공정에서 매일 533000 L의 연료용 에탄올을 생산한다고 가정하였고 이를 위해 필요한 경제성 자료는 기발표된 자료들로부터 계산되어 경제성 분석에 이용되었다. 경제성 분석은 원금회수기간과 내부수익률(internal rate of return, IRR) 및 순현재가치(Net Present Value, NPV)로 진행되었으며, 원료비용과 초기 투자비, 주요 공정비용 및 에탄올 가격 변화, 운용비용의 민감도 분석을 진행하여 각 항목별 민감도를 고찰하였다.

• 분석과학
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• 제19권2호
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• pp.172-180
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• 2006

본 연구는 유해폐기물에 의한 환경오염을 예방하기 위해 폐기물 시험방법과 신규 항목을 설정하기 위해 수행하였다. 국내외 유해폐기물의 규제기준, 시험항목 등을 조사검토하여 유해물질에 대한 우선순위를 선정하였다. 선정한 Ba, Be, Cr(VI), F, Ni, Sb, Se, V 8종의 유해물질을 함유한 오니, 폐유, 소각재 등 폐기물 인증표준물질을 사용하여 전처리방법을 비교분석하였다. 이 결과를 통해 시험방법(안)을 확립하고, 관련 항목 배출 가능성이 있는 표본사업장을 선정하여 시료 37건을 채취분석하였다.

• 환경위생공학
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• 제20권1호
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• pp.64-75
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• 2005

2005.1.1부터 직 매립 금지 이후 음식물쓰레기를 처리하는 데 있어 많은 사회적 문제가 대두되고 있다. 그리고 우리나라의 경우 전국 음식물쓰레기 배출량이 11,398ton/day('03)으로 상당히 많은 양이 배출되고 있으며, 주로 음식물쓰레기는 매립, 소각, 사료나 퇴비로 재활용하는 방법으로 처리하고 일부 음식물쓰레기는 혐기성으로 처리 하는 방법이 사용되어 왔다. 이 중 혐기성 처리는 유용한 메탄가스를 발생하여 에너지로 사용가능 하다. 본 연구에서는 pH가 낮고 많은 양의 유기물과 고형물을 함유하고 있어 1단 혐기성 처리시 운전에 영향을 줄 것으로 예상되는 음식물쓰레기의 1단 혐기성처리 가능성 및 혐기성 처리시 메탄가스를 이용하여 에너지로서 사용 가능성에 대해 알아보고자 연구를 실시 하였다. 처리시간과 비용을 절감하기 위해 산형성조를 거치지 않고 반 고형물의 유입시 부유물로 인해 발생될 수 있는 plugging와 channeling 현상을 방지하기 위해 USAB(up flow anaerobic sludge blank)의 장점과 낮은 pH의 음식물 쓰레기의 유입시 미생물에 미칠 수 있는 충격을 최소화 할 수 있는 AE(anaerobic filter)장점을 조합하여 환형유공 지지막속에 그레뉼을 충진시킨 Hybrid Anaerobic Reactor(HAR)를 제작하여 실험을 실시하였다. 본 연구에 앞서 음식물쓰레기의 혐기성 생분해도 실험을 실시하여 혐기성처리가능성을 검토하였으며 실험결과 첨가된 VS량당 총 누적메탄량은 $0.471(m^{3}/\cal{kg}\;VS)$로 원소 분석하여 얻은 이론 메탄발생량 $0.58(m^{3}/\cal{kg}\;VS)$의 $81.2\%$를 나타냈으며 유기물 분해속도 상수는 $0.18(d^{-1})$로 혐기성 처리가 가능하다는 사전 연구 결론을 도출하였다. 연구 결과, 낮은 pH인 음식물 쓰레기를 처리시 산발효조를 거치지 않고도 혐기성 처리가 가능하였으며, 높은 농도로 존재하는 유기물 및 고형물의 처리효율은 매우 양호했고 또한 인의 제거율도 높게 나타났다. 연구결과를 토대로 전국 음식물쓰레기(11,398ton/d)를 대상으로 에너지를 산출하면 Braun에너지 환산계수 $5.97kwh/m3(60\%\;CH_{4})$를 적용할 때 우리나라의 1일 음식물에서 발생되는 에너지 총량은 6,727MWh로 환산될 수 있으며 이는 유기물(COD)당 발생되는 메탄 가스량을 에너지원으로 사용하기에 충분히 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과에 의하면 고농도의 유기물이 함유된 음식물쓰레기는 Hybrid Anaerobic Reactor (HAR)를 이용하여 HRT 30일 정도에서 충분히 직접 혐기성처리가 가능하며, 이때 발생된 $CH_{4}$를 회수하여 이용하면 대체에너지원으로 활용 가치가 높은 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제10권3호
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• pp.98-109
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• 2002

피혁 제조 공정에서 발생되는 각종 피혁 가공 폐기물의 발생율은 원료피 기준 거의 50% 이상이며 배출되는 피혁 가공 폐기물들은 50% 이상의 수분을 함유한 동물성 유지 및 섬유상 단백질로 구성되어 있어 귀중한 유지 및 단백질 자원임에도 불구하고 다른 용도로의 재활용 적용 없이 대부분 산업 폐기물로 소각하거나 단순 매립 처리하고 있다. 이로 인해 이들 피혁 가공 폐기물에 의한 환경오염 문제가 날로 심각해져 가고 있는 실정이며 피혁 가공 폐기물에 대한 과다한 처리비용(4만원~6만원/Ton)으로 생산 원가 측면에서도 큰 부담이 되고 있다. 더욱이 Fleshing scrap, Pelt scrap과 같은 유기성 폐기물의 경우는 부패성이 높아 적절하게 처리되지 않고 불법투기될 경우에 발생하는 악취, 오수 누출 등에 의한 2차 오염이 발생됨으로 이러한 문제점을 해결하고자 재자원화 실험을 실시하여 유지 및 단백질의 재회수 기술 개발과 이를 이용한 재 자원화 기술 개발로 피혁 처리용 약품을 제조하였다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.172-178
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• 2020

본 연구에서는 마이크로웨이브를 이용한 폐유원료 바이오디젤 제조공정의 최적화 과정을 반응표면분석법을 이용해 진행하였다. 공정 변수로는 폐식용유의 산가, 마이크로웨이브 조사시간, 마이크로웨이브 조사온도, 알코올/유지 몰비 등을 선택하였고, 반응치로는 FAME 함량(96.5% 이상) 및 동점도(1.9~5.5 cSt)를 설정하였다. 기초실험을 통해 계량인자 변수범위를 마이크로웨이브 조사시간(4~6 min), 마이크로웨이브 조사세기(400~600 W), 알코올/유지 몰비(7~9)로 정하고, 반응표면분석법을 이용한 최적화 결과 바이오디젤 제조공정의 최적조건은 산가(2.0, 3.0 mg KOH/g) 별로 마이크로웨이브 조사시간(5.0, 5.1 min), 마이크로웨이브 조사세기(481.3, 525.5 W), 메탄올/유지 몰비(7.9, 8.4)로 나타났고, 이 조건에서 FAME 함량(97.49, 96.34%)과 동점도(4.01, 4.12 cSt)로 예측되었다. 실제 실험을 통해 확인한 결과는 FAME 함량(97.82, 96.42%)과 동점도(4.07, 4.16 cSt)로 측정되었고, 이의 평균 오차율은 각각 0.22, 0.98%로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.29-42
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• 2016

본 연구는 최근 정부의 에너지신산업 정책 중 하나인 발전소 온배수열 활용사업의 경제성을 분석하고, 동 사업의 활성화를 위한 정부의 경제적 유인 제도를 재구성하였다. LCOE 산출방법을 이용하여 발전소 온배수열 시스템의 경제성을 분석한 결과 현 수준에서는 기름보일러, 바이오매스, 발전소 보조증기보다 LCOE값이 높지만 지열 시스템과는 유사한 것으로 나타났다. 또한 온배수열 시스템의 LCOE 구성요인의 민감도를 측정한 결과, 열공급 거리에 가장 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 따라서 온배수열 활용사업을 확대시키기 위한 정부의 경제적 유인제도 구성 시 REC 가중치를 열공급 거리별로 차등 적용하는 것이 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권1호
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• pp.52-59
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• 2013

The nutritional requirements for the maximum production of lipopeptides by Bacillus subtilis N7 (B. subtilis N7) were investigated and optimized using response surface methodology (RSM) under shake flask fermentation. A one-factor-at-a-time experimental setup was used to screen carbon and nitrogen sources. A Plackett-Burman design (PBD) was employed to screen the most critical variables for lipopeptides production amongst ten nutritional elements. The central composite experimental design (CCD) was finally adopted to elucidate the composition of the fermentation medium. Statistical analyses (analysis of variance, ANOVA) of the results showed that KCl, $MnSO_4$ and $FeSO_4{\cdot}6H_2O$ were important components and that their interactions were strong. Lipopeptide production was predicted to reach 709.87 mg/L after a 60 h incubation using an optimum fermentation medium composed of glucose 7.5 g/L, peanut oil 1.25 g/L, $MgSO_4$ 0.37 g/L, $KH_2PO_4$ 0.75 g/L, monosodium glutamate 6.75 g/L, yeast extract and $NH_4Cl$ (5:3 w/w) 10 g/L, KCl 0.16 g/L, $FeSO_4{\cdot}6H_2O$ 0.24 mg/L, $MnSO_4$ 0.76 mg/L, and an initial pH of 7.0. Lipopeptide production ($706.57{\pm}3.70$ mg/L) in the optimized medium confirmed the validity of the predicted model.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.223-226
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• 2009

본 연구에서는 기존 소각방법의 단점을 보완할 수 있는 열분해를 통해 폐전선을 처리하고 부가적으로 생성되는 구리 및 합성연료유의 회수를 그 목적으로 하고 있다. 폐전선의 열분해 공정을 거쳐 구리를 회수하고 쉽게 오일로 분해될 뿐 아니라 오일의 유용성이 매우 크기 때문에 아주 고가의 유효자원을 회수할 수 있다. 폐전선 열분해를 위한 최적 온도를 결정하기 위하여 350, 450, $550^{\circ}C$에서 열분해를 실행하였다. $700^{\circ}C$까지 TG/DTA를 실행하였으며 온도상승률은 분당 $5^{\circ}C$로 하였다. 그 결과 PVC의 염화수소제거를 위한 최적 온도 범위가 PE나 PP보다 낮은 영역인 $280{\sim}350^{\circ}C$임을 보였다. 실질적으로 폐전선으로부터 95% 이상의 구리금속과 발열량이 8027 kcal/kg인 합성연료유를 회수할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.205-213
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• 2021

The present study aimed to determine the effect of co-pyrolysis of sawdust biomass and scrap tyre waste employing different blending ratios of sawdust to waste tyre such as 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, and 0:100. The thermochemical characterization of feedstocks was carried out by employing the proximate, ultimate analysis, and thermogravimetric (TGA) analyses, calorific values, and scanning electron microscope coupled with energy dispersive x-ray analysis (SEM-EDX) to select the blending ratio having better bioenergy potential amongst the studied ratios. The blending ratio of 25:75 (sawdust to waste tyre) was selected for the co-pyrolysis study in a fixed-bed pyrolysis reactor system based on its solid biofuels properties such as heating value (30.18 MJ/kg), and carbon (71.81 wt%) and volatile matter (63.82 wt%) contents. The pyrolysis temperatures were varied as 500, 600 and 700 ℃ while the other parameters such as heating rate and nitrogen flowrate were maintained at 30 ℃/min and 0.5 L/min respectively. The bio-oil yields as 31.9, 47.1 and 61.2 wt%, bio-char yields as 34.5, 34.2 and 31.4 wt% and gaseous product yields as 33.6, 18.60 and 7.3 wt% at the pyrolysis temperatures of 500, 600 and 700 ℃ respectively were obtained. The blends of sawdust and waste tyres showed the improved energy characteristics which could provide the solution for the beneficial management of sawdust and scrape tyre wastes via co-pyrolysis processing.