• 한국가스학회지
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• 제20권3호
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• pp.46-51
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• 2016

천연가스 액화공정은 극저온에서 운전되며, 에너지 집약적이다. 따라서 에너지 소모량을 최소화하기 위한 최적화 연구가 많이 진행되고 있으나, 천연가스 액화공정의 용량에 따른 비용 최적화는 많이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 다양한 천연가스 액화공정 중 SMR (Single Mixed Refrigerant) 공정을 대상으로, 용량별 설치비용과 운전비용을 분석하였다. SMR 공정의 용량은 1 MTPA (million ton per annum)부터 0.5 MTPA 단위로 증가하여 2.5 MTPA까지 설정하였다. 플랜트 용량의 증가에 따라 천연가스와 냉매의 유량만을 증가시켰으며, 온도, 압력, 조성 등 다른 운전조건은 모든 용량에서 동일하게 적용하였다. 비용 분석을 위해 Aspen Economic Evaluator(v8.7)를 사용하였으며, 비용 정보를 얻기 힘든 다중 흐름 열교환기의 경우에는 six tenths factor rule을 적용하여 계산하였다. 또한 용량별 SMR 공정의 비용 연구결과를 2천만 톤, 4천만 톤 및 8천만 톤 규모의 소규모 가스전에 대하여 적용한 결과, 가스전 규모에 따라 최적의 플랜트 용량을 찾을 수 있었다. 이러한 비용 분석을 통해 비용기반 최적화의 발판을 마련하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권10호
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• pp.5-11
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• 2016

본 연구에서는 포름알데히드를 상온산화시켜 제거하는 $Pt/TiO_2$ 촉매의 상용화 인자들이 조사되었다. 활성 귀금속 함량 최적화를 위해 촉매의 백금(Pt) 담지량을 변화시켜 제조 후 성능을 평가하였으며, 그 결과 1wt% 함량이 가장 이상적인 함량임을 확인하였다. 또한 활성금속인 Pt를 환원하여 제조한 환원 촉매가 상온에서 우수한 포름알데히드 산화 능력을 나타내었다. 이를 통해 활성금속의 산화가에 따라 성능이 변화될 수 있으며, 백금의 경우 metallic Pt($Pt^0$)로 존재할수록 포름알데히드 상온산화 성능이 증진될 수 있음을 확인하였다. 촉매의 운전인자를 도출하기 위한 공간속도 영향 평가 결과 공간속도가 낮을수록 촉매량 증가에 의해 포름알데히드 전환율이 증진되는 결과를 나타내었다. 또한 공기 내 반드시 존재하는 물질인 수분의 공기 내 공존 시 영향 평가를 실시하였으며, 그 결과 수분이 공존할 때 포름알데히드 산화반응이 수분이 존재하지 않은 조건에서의 활성보다 증진되었다. 상기 결과들을 통해 어떤 추가 에너지원 없이도 포름알데히드를 제거 할 수 있는 상온산화 촉매 상용화를 위한 핵심인자들을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권8호
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• pp.839-851
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• 2012

일반적으로 수계의 용수공급능력을 평가하기 위해서는 수요량을 단계적으로 증가시키며 용수부족 여부를 검토하고 그 결과에 따라 수요량을 조정하는 시행착오법을 사용한다. 이것은 시뮬레이션 모형 뿐 아니라 최적화모형의 경우에서도 마찬가지다. 그러나 이 같은 시행착오법은 수차례의 최적화를 반복하는 번거로움을 수반한다. 이에 본 연구에서는 물 부족이 발생하지 않은 최대 용수공급능력을 보다 쉽게 찾을 수 있도록 2단계의 목표계획기반 최적화 모형을 제시하였다. 즉, 제1단계에서는 제시된 모형을 유입량 정보가 정확하다는 가정아래 최대 용수공급능력을 산정한다. 그리고 제2단계에서는 실제 용수공급상황에서는 미래 유입량에 대한 정보가 없는 점을 고려하여 최대 갈수기간에 한해 실시간 모의운영을 통하여 용수공급능력을 산정한다. 이 방법을 다기능 보가 신설되어 기존 수문환경과 차이점을 보이는 금강수계에 적용하고, 완전한 정보가 있는 경우와 그렇지 않은 경우의 결과를 비교함으로써 유입량 정보가 용수공급능력에 미치는 영향을 이해하고 평가할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제30권2호
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• pp.397-406
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• 1998

난백 lysozyme은 박테리아 세포벽을 선택적으로 분해하므로 식품 가공 공정에 있어서 천연 식품보존제로서의 이용 가치가 높다. 기존의 결정화와 냉동건조 방법 대신 PM30 막을 사용하여 한외여과함으로써 13종의 난백 단백질로부터 single-step에 의해 lysozyme을 분리하고자 하였다. 냉동 건조한 lysozyme을 pH 4.6 citrate-phosphate buffer에 녹여 PM30 막으로 한외여과시 시료 농도, 온도, 막 횡단 압력, 교반속도 등의 운용 조건을 변화시켜주면서 flux를 최대화하는 최적 막분리 조건을 구하였다. 최적 막 분리 조건하에서 시간이 경과함에 따라 막 재질과 막 침착이 flux에 미치는 효과를 측정하였고, 막 분리 여액내 단백질 농도와 lysozyme 농도, 비활성도를 측정하였다. PM30 막을 이용한 난백 lysozyme의 막 분리 최적 조건은 시료농도 0.25%, 온도 $35^{\circ}C$, 막 횡단 압력 30 psi, 교반속도 300 rpm 이었다. 막 분리 초기 12분까지는 YM30 막의 flux가 더 높았으나, 정상상태에서의 flux는 PM30 막이 더 높았다. PM30 막의 분리 여액내 단백질 농도와 lysozyme 농도는 YM30 막에 비해 낮았으나, 비활성도는 2배 이상 높았다. 5회 막 분리한 PM30 막은 새 PM30 막에 비하여 flux가 약 30% 감소하였으나 시간 경과에 따른 flux 감소 경향은 거의 동일하였으며, 막 분리 35분 경과 후 정상상태에 이르러 초기 flux 약 70%를 유지하였다. 막 분리 여액내 lysozyme 농도와 비활성도는 각각 110 units/mL, 2,821 units/mg protein이었으므로, PM30 막을 이용한 한외여과 공정은 천연 항균 효소제인 lysozyme을 분리하는데 매우 효과적인 방법이었다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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• pp.3104-3104
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• 2001

The research described here was undertaken with the aim of monitoring, optimizing and ultimately controlling the production of heterofermentative microbes used as starters in the salami industry. The use of starter cultures in the fermented meats industry is a well-established technique used to shorten and standardize the ripening process, and to improve and control the organoleptic quality of the final product. Starter cultures are obtained by the submerged cultivation of suitable microorganisms in stirred, and sometimes aerated, fermenters where monitoring of key physiological parameters such as the concentration of biomass, substrates and metabolites suffers from the general lack of real-time measurement techniques applicable to aseptic processes. In this respect, the results of the present work are relevant to all submerged fermentation processes. Previous work on the application of on-line NIR spectroscopy to the lactic acid fermentation (Dosi et al. - Monreal NIR1995) had successfully used a system based on a measuring cell included in a circulation loop external to the fermenter. The fluid handling and sterility problems inherent in an external circulation system prompted us to explore the use of an in-line system where the NIR probe is immersed in the culture and is thus exposed to the hydrodynamic conditions of the stirred and aerated fluid. Aeration was expected to be a potential source of problems in view of the possible interference of air bubbles with the measurement device. The experimental set-up was based on an in-situ sterilizable NIR probe connected to the instrument by means of an optical fiber bundle. Preliminary work was carried out to identify and control potential interferences with the measurement, in particular the varying hydrodynamic conditions prevailing at the probe tip. We were successful in defining the operating conditions of the fermenter and the geometrical parameters of the probe (flow path, positioning, etc.) were the NIR readings were reliable and reproducible. The system thus defined was then used to construct and validate calibration curves for tile concentration of biomass, carbon source and major metabolites of two different microorganisms used as salami starters. Real-time measurement of such parameters coupled with the direct interfacing of the NIR instrument with the PC-based measurement and control system of the fermenter enabled the development of automated strategies for the interactive optimization of the starter production process.

• 한국대기환경학회지
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• 제25권6호
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• pp.523-538
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• 2009

Recently, there has been a keen demand for real-time automatic monitoring of VOCs not only in Korea but other developed countries. We carried out this study to evaluate and to optimize the performance of a continuous automatic monitoring system for hazardous VOCs (HVOCs) in the ambient atmosphere, using an on-line GC system. The online system normally consisted of a Nafion dryer prior to a cold trap of an automatic thermal desorption apparatus and a GC system equipped with two detectors, i.e. PID and ECD. Preliminary tests conducted to check out any contamination of the system revealed an evidence of significant artifact formation of benzene, and it was found that the Nafion dryer (even brand new one) is the source of the benzene artifact. Thus, all the subsequent experiments in this study was carried out inevitably by removing the Nafion dryer. The on-line GC method was investigated with a variety of QC/QA performance criteria such as repeatability, linearity, lower detection limits, and accuracy. In order to find out the best operating condition for the on-line GC system, three different types (in terms of adsorption strength) of cold trap combinations were tested, i.e. (i) Tenax-TA and Carbopack-B combination (weak and hydrophobic); (ii) Tenax-TA, Carbopack-X and Carboxen-1000 combination (strong and hydrophilic); and (iii) Tenax-TA and Carbopack-X combination (medium and hydrophobic/hydrophilic). The USEPA TO-17 manual method was selected as a reference method to evaluate the performance of the on-line method. A series of experiments revealed that the system performance was superior to others when a cold trap packed with hydrophilic adsorbents (Tenax-TA/Carbopack-X/Carboxen-1000 combination) was used and operated at $25^{\circ}C$. However, the system with a cold trap packed with a combination of Tenax-TA and Carbopack-X is more recommended for field applications since the carboxen-1000 adsorbent is too sensitive to water vapor, and hence the performance of the system might be very unstable to humid samples or during rainy days. Furthermore, the precision and accuracy criteria of the Tenax-TA/ Carbopack-X combination were generally compatible with the triple adsorbents cold trap. The continuous automatic monitoring method is, thus, considered very useful to real-time monitoring to understand the variations of VOCs concentrations in ambient air, as it adopts much simpler procedures in sampling, analysis, and data integration steps than manual monitoring methods. However, it should be noted that there is a high possibility of benzene artifacts formation through the Nafion dryer, which is often installed to remove water vapor in air samples before being adsorbed onto the cold trap. Therefore, if a Nafion dryer is used in any studies of monitoring VOCs, the benzene contamination should be carefully examined before carrying out obtaining the data.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.446-452
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• 2016

항공기는 비행이라는 특수성에 의해 안전성이 매우 중요하게 고려되어야 하며, 생산단계 뿐 아니라 운용 유지단계에서도 적절한 검사와 정비를 통해 비행안전성을 유지해야 한다. 최근에는 구성품의 건전성 확인과 정비 필요성 판단을 인적요소에 의존하지 않고 공학적 접근법에 의한 최신 기술이 사용되고 있으며, 국내에서 생산하는 회전익기에도 주요 구성품의 진동측정/감시 시스템인 health & usage monitoring system이 적용되어 운용 중에 있다. 그러나 진동 임계값이 부적절하여 생산 및 운용 간 지속적인 임계값 초과현상이 발생하였으며, 이는 실제 정비가 필요한 경우가 아닌 오경보로 판명되었다. 본 논문에서는 HUMS의 운용개념을 기술하고, 특히 제한된 여건에서 효율적으로 정비 필요성을 판단하기 위한 HUMS 임계값 최적화와 재설정된 임계값의 초과현상 발생시 조치해야하는 검사 및 정비행위를 정립하여 운용유지의 효율성과 궁극적으로 항공기 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 연구를 수행하였다.

• 유기물자원화
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• 제23권2호
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• pp.47-52
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• 2015

미생물연료전지(MFC)는 미생물의 촉매 반응을 통해 다양한 유기물로부터 전기를 얻을 수 있는 장치이다. MFC는 여러 분야로 응용이 가능하며 현재 생산되는 전력이 낮기 때문에 상용화가 되기 위해서는 미생물연료전지의 성능을 증진시키는 연구가 필요하다. 현재 연료전지에 비해 MFC의 성능이 낮은 이유로는 미생물 분해시간이 오래 걸린다는 점과 음극에서 산소 환원의 과정에서 과전압이 상당히 높기 때문이다. MFC는 전력량이 미흡하지만 많은 요인들을 고려하면 신재생에너지로써 현재 일반적으로 사용 하고 있는 이온교환막인 Nafion 117 대비 전력밀도가 PP(Poly Propylene) 80에서 약 11배 높은 저비용의 미세 다공성 부직포로 변경하여 하 폐수를 처리하는데 드는 비용을 절감시키면서 전력을 발생시키는 친환경적인 에너지원이 될 수 있을 것이다. 모든 폐기물은 미생물의 먹이로 작용할 수 있다는 점에서 미생물 연료 전지의 지속가능성은 무한하다. 본 논문에서는 미생물연료전지의 구성, 운전 매개변수의 최적화 및 성능에 대한 최근 연구를 고찰하고 SSaM-GG(Smart, Shared, and Mutual-Green Growth) 또는 GG-SSaM =(Green Growth - Smart, Shared, and Mutual)라는 개념을 통하여 MFC의 지속가능한 발전에 대한 중간지표들을 개발하고자하는 바이다.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제6권2호
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• pp.35-40
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• 2016

Ignitor tip is a component of burner to start the burning process in power plant. This is used to ignite the coal to a constant operating state by fuel mixed with air and kerosene. This component is composed of three components so that air and kerosene are mixed in the proper ratio and injected uniformly. Because the parts with the designed shape are manufactured in the machining process, they have to be made of three parts. These parts are designed to have various functions in each part. The mixing part mixes the supplied air and kerosene through the six holes and sends it to the injecting part at the proper ratio. The inject part injects mixed fuel, which is led to have a constant rotational direction in the connecting part, to the burner. And the connecting plate that the mixed fuel could rotate and spray is assembled so that the flame can be injected uniformly. But this part causes problems that are worn by vibration and rotation because it is mechanically assembled between the mixing part and the inject part. In this study, 3D printing method is used to integrate a connecting plate and an inject part to solve this wear problem. The 3D printing method could make this integrated part because the process is carried out layer by layer using a metal powder material. The part manufactured by 3D printing process should perform the post process such as support removal and surface treatment. However, while performing the 3D printing process, the material properties of the metal powders are changed by the laser sintering process. This change in material properties makes the post process difficult. In consideration of these variables, we have studied the optimization of manufacturing process using 3D printing method.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권4호
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• pp.1088-1095
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• 2019

CKD 추출액은 시멘트공정에서 발생한 폐기물인 CKD를 시멘트 원료로 재사용하기 위해 공정 방해물질로 작용하는 KCl을 추출한 폐수이며, 폐수처리시설 증설 등의 문제로 추출액 무방류 및 이를 재이용하고자 하였다. 이온교환법을 적용하여 KCl을 제거한 결과, 이온교환 후 추출액의 pH는 12.7에서 pH 2 미만으로 감소하였으며 양이온교환수지의 H⁺가 이온교환을 거쳐 추출액에 용해되었음을 확인하였다. 이온교환의 선택성에 의해 Ca²⁺, K⁺ 순서로 제거되었으며, K⁺ 이온을 제거하기 위해 접촉시간의 증가가 필요함을 판단하였다. 이온교환수지와 직접접촉시간이 약 6배 높은 접촉시간을 갖는 회분식장치에서 연속흐름식장치 대비 4배 높은 K⁺ 제거 효율을, 7배 높은 Cl^- 제거 효율을 확인하였다. 양이온교환수지의 H⁺가 음이온교환수지의 OH^- 대비 1.2배 빠른 교환속도를 가짐을 추출액 pH 변화를 통해 확인하였다.