• Title/Summary/Keyword: pH 공정

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생물공정의 측정 및 새로운 공정변수의 개발

  • Heo, Won
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 2000.04a
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    • pp.51-52
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    • 2000
  • 생물공정의 운전에 있어서 적절한 공정변수가 부족한 경우가 많다. 이것은 멸균과정을 견딜 수 있는 신뢰성 높은 센서가 부족하기 때문이다[1]. 생물공정에 주로 사용되는 센서로서는 온도, pH, D.O., rpm, viscosoty 등이 있으나 이 센서들은 배양액의 물리적 혹은 화학적 상태를 측정할 수 있는 경우가 대부분이다[2]. 미생물의 대사활동과 관련이 있는 공정 변수로는 배출가스의 성분을 측정하여 얻을 수 있는 Oxygen uptake rate, Carbon dioxide evolution rate 및 Respiratory quotient가 있으며 현재 생물공정의 운전에 사용되고 있다[3]. 그러나 반복적인 센서의 보정과 연결관의 잦은 청소 및 보수를 필요로 하여 제한적으로 사용되고있는 실정이다. 자동화된 습식분석장치, Gas chromatograph, High Performace Liquid Chromatograph 혹은 Mass spectrophtometry 등을 온라인 샘플 처리장치와 연결하여 발효조의 배양액의 성분을 온라인으로 분석하고 공정의 운전에 응용하는 사례가 많이 발표되었다[4-6]. 고가의 장비 및 운전의 번거러움이나 추가적인 인력이 필요하므로 역시 특별한 경우에만 사용되고 있다. 이외에도 여러 종류의 온라인 센서 및 바이오 센서등이 개발되어 사용되고 있으나 역시 그 사용범위는 특수한 영역에 한정되어있다. 이와 같이 새로운 센서를 개발하여 공정변수를 측정하려는 시도중의 하나가 소프트웨어 센서의 개발이다. 이 것은 공정상에서 발생하는 1차 공정변수를 이용하여 배양액의 상태 혹은 2차적인 공정 변수를 추측해내는 것이다. 대부분의 경우 기존의 공정 변수를 사용하므로 추가적인 비용이 들지 않고 소프트웨어의 형태로 구현되므로 센서의 보정과 설치 및 유지관리의 노력이 매우 적은 장점이 있다. 본 연구에서는 생물공정에서 자동제어 과정에서 발생하는 여러 가지 공정상의 제어 신호로부터 새로운 공정 변수를 얻어내고자 시도하였다. 대부분의 생물공정에서는 pH의 자동제어가 필수적인데 자동제어 과정에서 발생하는 pH 제어 신호 및 pH의 변화 응답신호를 이용하여 배지의 완충용량의 변화와 알칼리의 소비속도를 온라인으로 측정할 수 있었다. 여기에 인공지능망을 설계하여 균체의 량을 온라인으로 추정하는 방법을 개발하였다 [7].산업용 발효조의 운전 온도는 주로 냉각수의 단속적인 공급에 의하여 항상 일정하게 조절된다. 따라서 냉각수의 냉각량을 측정하면 미생물의 배양시 발생하는 대사열량을 측정할 수 있게 된다. 본 연구에서는 실험실의 발효조를 냉각수의 단속적인 공급에 의하여 자동온도 조절이 되도록 개조하고 여기에 냉각수의 유출입 지점에 온도센서를 부착하여 냉각수의 온도를 측정하고 냉각수의 공급량과 대기의 온도 등을 측정하여 대사열의 발생을 추정할 수 있었다. 동시에 이를 이용하여 유가배양시 기질을 공급하는 공정변수로 사용하였다 [8]. 생물학적인 폐수처리장치인 활성 슬러지법에서 미생물의 활성을 측정하는 방법은 아직 그다지 개발되어있지 않다. 본 연구에서는 슬러지의 주 구성원이 미생물인 점에 착안하여 침전시 슬러지층과 상등액의 온도차를 측정하여 대사열량의 발생량을 측정하고 슬러지의 활성을 측정할 수 있는 방법을 개발하였다.

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Modelling of a pH titration process and design of a self-tuning pH controller (pH 적정공정의 모델링 및 자기동조 제어기 설계)

  • 김우태;이혁희;최태호;이지태
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 1988.10a
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    • pp.476-481
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    • 1988
  • In this paper a pH process of a weak acid with a strong base is modeled into a bilinear form, and a self-tuning pH control algorithm which is robust against initial values of solution and disturbances is presented. The control algorithm employs the recursive least square method for the parameter estimation and the generalised minimum variance criterion as the objective function. The computer simulation shows that the tracking of desired pH values is obtained in satisfactory manner regardless of the initial values chosen for the process.

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Development of the pH Inhibition Model Adapting Pseudo Toxic Concentration (CPT) Concept for Activated Sludge Process (의사독성농도 (CPT) 개념을 도입한 활성슬러지 공정 pH 저해 모델 개발)

  • Ko, Joo-Hyung;Jang, Won-Ho;Im, Jeong-Hoon;Woo, Hae-Jin;Kim, Chang-Won
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.22 no.11
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    • pp.2037-2046
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    • 2000
  • It has been reported that the inhibition effect of pH on activated sludge follows noncompetitive inhibition kinetics. However. the noncompetitive inhibition kinetic equation can not be directly applied to pH inhibition because of the difficulty in quantification of pH in terms of inhibitor concentration. So, many empirical equations have been developed to describe the pH inhibition effect especially for acidic condition. In this research. the pseudo toxic concentration ($C_{PT}$) concept model to quantify pH inhibition effect on activated sludge was proposed and compared to other existing models. The $C_{PT}$ concept model can explain the reduction of the maximum specific growth rate (${\mu}_{max}$) caused by the pH inhibition more accurately than any other models, at a wide range of pH. The only model parameter. $K_I$ can be easily estimated by Lineweaver-Burk linearization method.

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Studies on Changes of Carcass Characteristics during Slaughtering Process and Physical Properties of Ostrich Muscles (타조 도축 공정에 따른 도체 특성 변화 및 부위에 따른 타조육의 물리적 특성에 관한 연구)

  • Hong, G.P.;Kim, C.J.;Lee, S.;Min, S.G.
    • Korean Journal of Poultry Science
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    • v.35 no.2
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    • pp.191-196
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    • 2008
  • This study was carried out to investigate the changes in carcass characteristics during slaughter process and to evaluate the physical properties of ostrich muscles. After blooding, pH of carcass was declined rapidly and showed 5.89 of final pH, whilst temperature was slightly decreased during slaughter process. Carcass of ostrich yielded 49.3%. For the comparison between muscles, m. gastrocneminus and m. iliofemoralis externus showed a significantly high pH (P<0.05). The muscle of which pH tended to be high in water holding capacity (WHC), however, m. gastrocneminus showed a significantly low WHC (P<0.05) due to low moisture content. M. obturatorius medialis showed the significantly lower shear force, whilst m. gastrocneminus was higher than other muscles (P<0.05). Therefore the results indicated that the production of high quality carcass was to reduce the time during slaughter process, and that high WHC and tenderness of ostrich meat had a potential application as a substitutional species to other animals.

A study on the Ozone oxidation of Diesel-contaminated Groundwater (디젤로 오염된 지하수의 오존산화처리에 대한 연구)

  • 권충일;공성호;김무훈
    • Journal of Korea Soil Environment Society
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    • v.5 no.3
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    • pp.3-15
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    • 2001
  • The ozone kinetics including ozone auto-decomposition. effect of pH, and solubility were investigated. Diesel decomposition process including TCE & PCE decomposition. effect of hydroxyl radical scavenger, effect of pH, and ozone/$H_2O$$_2$by ozonation process were also examined using deionized water, simulated groundwater. and actual groundwater. Reactions with deionized water and groundwater both stowed the second-order reaction rates, and the reaction rate was much higher in groundwater (half-life of 14.7 min) than in deionized water (hal(half-life of 37.5 min). The reaction rate was accelerated at high pH values in both waters. The use of ozone showed high oxidation rates of TCE. PCE and diesel. Though hydroxyl radical scavengers existing in groundwater were inhibitors for treating diesel, high pH condition and addition of hydrogen peroxide could accelerate to degrade diesel in groundwater, indicating ozone oxidation process could be applied to treating diesel contaminated-groundwater.

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Pentachlorophenol(PCP) Decomposition by the Electron-beam Process (전자빔 공정에 의한 Pentachlorophenol 분해)

  • Kwon, Joongkuen;Kim, Jongoh;Kwon, Bumgun
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.13 no.7
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    • pp.49-54
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    • 2012
  • This study focuses on the decomposition of pentachlorophenol(PCP) by an electron beam (E-beam) process. To attain this objective, we investigated the reactive species generated from E-beam process during irradiation (reaction time 0.6 s) and G-values of PCP decomposition and effects of pH and $H_2O_2$ as an additive. The effect of pH values was independent on the decomposition of PCP. However, during E-beam irradiation a scavenging effect of added $H_2O_2$ (> 1mM) for the decomposition of PCP was shown, which was supported by the decreased amounts of $Cl^-$ produced by the decomposition of PCP. Meanwhile, oxalic acid and unidentified organic chlorine compounds as by-products were increased by the addition of $H_2O_2$. Thus, in order to enhance the efficiency of PCP decomposition, the E-beam process has to consider a proper concentration of $H_2O_2$ as a well-known source of strong oxidant hydroxyl radical.

Single Step Response Based Method for the Simple Identification of Wiener-type Nonlinear Process (단일 계단 응답에 근거한 Wiener형 비선형 공정의 간편한 모델 확인 방법)

  • Sanghun Lim;Jea Pil Heo;Su Whan Sung;Jietae Lee;Friedrich Y. Lee
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.61 no.1
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    • pp.89-96
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    • 2023
  • The Wiener-type nonlinear model where a static nonlinear block follows a dynamic linear block is widely used to describe the dynamics of chemical processes. A long process excitation step is typically needed to identify this Wiener-type nonlinear model with two blocks. In order to cope with this disadvantage, an identification method for the Wiener-type nonlinear model that uses only a single-step response is proposed here. The proposed method estimates the response of the dynamic linear sub-block from the initial part of the step response, and then the static nonlinear sub-block is identified. Because the only single-step response is used to identify the Wiener-type nonlinear model, there is great benefit in time and cost for obtaining process response. The performance of the proposed identification method with the single-step response is verified through a representative Wiener-type nonlinear process, a pH titration process, and a liquid level system.

Cosmical Analysis and Interfacial Characterization of Biosurfactants formed by Rhodococcus. Sp. strain IGTS8 during the Biodesulfurization Process (미생물 탈황 공정 중 Rhodococcus sp. strain IGTS8에 의하여 생성되는 Biosurfactants의 성분 분석 및 계면특성)

  • 박홍우;박기돈;오성근
    • KSBB Journal
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    • v.17 no.3
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    • pp.302-306
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    • 2002
  • The chemical analysis and surface chemical properties of biosurfactant formed by Rhodococcus sp. strain IGTS8, which is widely used in biodesulfurization process, in hexadecane/water mixture have been studied. For the chemical analysis, TLC technique was employed. The surface tension, CMC, and emulsion stability of biosurfactant solution were also investigated. The major components of biosurfactant formed by Rhodococcus sp. strain IGTS8 were glucose mycolate and trehalose monomycolate. The CMC of aqueous biosurfactant solution was 0.1 ~0.15 g/100 mL of Water at pH 6.0-6.5 and pH 10~10.5. But the demulsification was faster at pH 10 than at pH 6.3.

Efficient Anaerobic Digestion for Highly Concentrated Particulate Organic Wastewater (고농도 입자성 유기폐수의 고효율 혐기성 소화 공정)

  • Lee, Sungbum;Shin, Kyuchul;Kim, Huijoo;Kim, Hyunju;Choi, Changkyoo;Kim, Moonil
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.9 no.2
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    • pp.23-29
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    • 2008
  • It has been mentioned that CSTR (Completely Stirred Tank Reactor) and UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) processes, the existing anaerobic processes, have problems in the treatment of highly concentrated particulate organic wastewater (HCPOW). Therefore, this paper discusses the treatment possibility of distillery wastewater which is a typical HCPOW using ADEPT (anaerobic Digestion Elutriated Phased Treatment) process. In the comparison of CSTR and ADEPT, ADEPT produced much higher gas than that of CSTR removing more organic matters and suspended solids in ADEPT process, ADEPT had no effect on the decrease in pH by volatile fatty acids and showed steady pH in spite of relatively short HRT. In the results of removal rate according to recycle ratios between 6Qin and 2Qin in ADEPT, 6Qin showed high removal rate during the operation time. Therefore it appears that ADEPT had an applicability for the treatment of distillery wastewater. ADEPT could be a economical process, due to the short HRT, the energy recovery by the methane production, and the utilization for carbon source of produced organic acid from the ADEPT-acid reactor.

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환경관련 특허동향 - 약품 혼합조와 침전조 일체형 초고속침전 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법(녹스 코리아(주))

  • 한국환경기술인연합회
    • Environmental engineer
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    • s.325
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    • pp.86-93
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    • 2013
  • 본 발명은 약품 혼합조와 침전조 일체형 초고속침전 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것으로서, 일반적인 수처리 공정에서 필요한 각각의 다수의 단위 공정들을 단일 처리조 내에서 수행하게 함으로써 약품혼합, 응집반응, 침전, 슬러지 인출 및 처리수의 배수가 시간 간격을 두어 이루어지도록 하여 전체적인 유체의 체류시간이 줄여 최대 30분 이내의 초고속 수처리가 가능하도록 하는 효과를 갖는다. 또한, 약품 혼합조, 반응조 및 침전조를 별도로 구성하지 않고 단일 처리조로 시설을 컴팩트화하여 시설비 및 소요 부지를 줄일 수 있도록 함과 아울러 처리수의 수질을 SS(Suspended Solids) 기준으로 1ppm 이하로 만족시킴으로써 후단의 여과공정이 불필요하여 시설비를 절감할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, pH 감지부에 별도의 pH 지시계 세척부를 설치하여 안정적으로 pH 감지가 이루어지도록 하여 약품 주입을 경제적이고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하여 수처리에 따른 유지 및 관리 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

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