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생산유전의 CO2 공법 적용성 평가를 위한 평가차트 개발 및 응용 (The Development of Evaluation Chart for the Applicability of CO2 Flooding in Oil Reservoirs and Its Applications)

  • 권순일;조현진;하세훈;이원규;양성오;성원모
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권6호
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    • pp.638-647
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    • 2007
  • 본 연구에서는 회수증진기법 중 하나인 $CO_2$ 공법을 생산유전에 적용할 경우, 적용성 여부를 간단하고 정량적으로 평가할 수 있도록 하기 위한 평가차트를 개발하였다. 이 평가차트는 소스의 이용성, $CO_2$-오일의 혼합도, 저류층 및 오일 특성의 적정성, 주입기법의 평가항목으로 구성되어 있다. 저류층 및 오일의 특성에서 오일 비중, 오일 점성도, 오일 포화도, 저류층 온도 및 투과도의 기본평가항목에 대해서는 점수로 평가되며, $CO_2$ 순도, 저류층 두께 및 경사도 등의 추가평가항목에 대해서는 상 중 하로 구분하여 정량적으로 평가된다. 또한 미서블공법의 주입기법 평가에서는 지층경사, 수직투과성 및 저류층 두께 등에 따라 연속주입공법과 WAG($CO_2$) 공법의 여부가 정성적으로 평가된다. 이와 같이 구성된 평가차트에 대해 $CO_2$ 공법이 성공적으로 수행된 51개 유전의 적용사례를 분석하여 이를 토대로 $CO_2$ 공법이 가능한 추천점수를 설정하였다. 본 연구에서 개발한 평가차트를 국내 기업이 참여중인 스코틀랜드의 캡틴 생산유전과 베네수엘라의 오나도 생산유전에 적용하여 $CO_2$ 공법의 적용 가능성 여부를 평가하였다. 여기서 캡틴 유전은 저류층의 공극률과 투과도가 매우 양호하나, $C_{21+}$ 이상의 무거운 탄화수소 함유량이 54%를 넘는 중질유이다. 따라서 이러한 중질오일은 $CO_2$와 비미서블공법으로 진행되므로 비미서블공법 기준하의 기본평가항목에 대해서만 평가한 결과 비미서블 $CO_2$ 공법이 적정한 것으로 평가되었다. 한편, 베네수엘라의 오나도 유전에 대해서는 최소 미서블압력이 저류층 압력보다 낮게 산출되어 미서블 $CO_2$ 공법이 적용 가능할 것으로 평가되었다.

초생재배가 감귤원 토양의 물리성과 미생물 활성에 미치는 영향 (Effect of Different Soil Managements on Physical Properties and Microbial Activities in Citrus Orchard Soil)

  • 좌재호;이종희;원항연;한승갑;임한철
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.279-284
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    • 2008
  • 화산회토 감귤원에서 제초제를 사용하는 청경재배, 자연초종을 이용하는 자연초생재배, 켄터키블루그라스를 이용하는 인위초생재배를 4년간 동일한 방법으로 토양 및 시비관리를 하면서 토양의 물리성과 미생물체량, 토양인산효소 활성을 분석하였다. 자연초생재배가 청경재배보다 입단계수(>0.5 mm)는 26.7% 높았고 토양경도는 11.8 mm 낮았다. 토양의 용적밀도와 공극율은 차이가 없었다. 초생재배가 청경재배보다 인산효소 활성이 높았으며 토양 미생물체량은 인위초생재배가 $525.4mg\;kg^{-1}$로 청경재배보다 2배 이상 높았다. 결론적으로 초생재배는 입단형성이 잘되고 토양 경도가 개선되는 효과가 있었으며 토양 미생물활성이 높았다. 비화산회토 감귤농가 중 5년 이상 된 제초제를 이용하는 관행재배, 자연 초생재배 저농약, 유기농 인증 재배 감귤원 5개를 선정하여 감귤나무의 개화기인 5월에 토양을 채취 후 인지질 지방산과 토양인산효소 활성, 미생물체량을 분석하였다. 인지질지방산함량은 유기재배 감귤원이 $112.2n\;mol\;g^{-1}$로 관행재배보다 2배 이상 많았다. 인지질 지방산의 미생물지표에 따른 유기재배토양의 그램 음성세균은 15.1%, 방선균은 6.6%로 관행재배토양 보다 높았다. 유기재배 감귤원이 관행재배보다 토양 미생물체량은1.5배 정도 많았고 토양인산효소 활성은 17.6% 높았다.

용융탄산염 연료전지용 in-situ 소결된 Ni-Al 합금 연료극 개발 (Development of in-situ Sintered Ni-Al Alloy Anode for Molten Carbonate Fuel Cell)

  • 천현아;윤성필;한종희;남석우;임태훈
    • 전기화학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.124-131
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    • 2006
  • 기존의 용융탄산염 연료전지용 연료극인 Ni-Cr전극은 제조과정이 복잡하며, 운전조건에서 전극의 소결과 creep현상으로 인하여 전극의 기공률과 두께가 감소하는 문제점이 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 Ni-Cr계 전극보다 creep저항성이 우수하다고 알려져 있는 Ni-Al계 합금을 사용하였다. 또한 공정의 단순화로 비용을 절감시키기 위해, 소성과정을 제외하고 tape casting과 건조과정을 거친 green sheet를 단위전지에 장착하여 전처리 과정 중에 소결시키는 in-situ 소결법에 대해 연구하였다. 그러나 기존의 전처리 방법을 이용한 단위전지 평가에서 Ni-Al 합금의 상분리 현상으로 인해 기대하였던 creep저항성 향상을 확인하지 못했고, 운전중 Ni-Al합금 연료극에 단위전지의 구성요소인 matrix 기공크기보다 작은 기공(${\leq}0.4{\mu}m$)이 다량 생성되어 전해질 재분배를 일으켜 성능이 하락하는 문제점이 나타났다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 전처리 조건을 변화시키며 실험을 수행하였다. 그 결과, 비활성 기체인 질소를 일정한 구간에 사용함으로써 기존 전처리에서 발생하였던 Ni-Al 합금의 상분리 현상을 억제할 수 있었으며 이로 인해 creep저항성 또한 향상시킬 수 있었다. 그러나 운전 중 생성되는 matrix기공크기보다 작은 기공(${\leq}0.4{\mu}m$) 형성비율은 억제할 수 없었다. 위의 전처리 조건을 가지고 단위전지 운전실험을 하였고, 전해질 함침비율을 조절함에 따라 성능을 향상시킬 수 있었으며 2000시간 동안 일정하게 유지함을 확인하였다. 이로부터 기존의 소성전극과 비교하여 많은 장점을 가지고 있는 in-situ 소결법의 가능성을 확인할 수 있었다.

석탄회를 이용한 미생물 고정화 세라믹 담체 제조 (Synthesis of Ceramic Support for Immobilization of Microorganisms Using Fly Ash)

  • 신대용;한상목;최신건
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권9호
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    • pp.857-862
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    • 2002
  • 석탄회와 벤토나이트 및 이스트 분말의 성형체를 800∼1,000$^{\circ}C$에서 1시간 소성하여 수질정화용 미생물 고정화 세라믹 담체를 제조하여 기공${\cdot}$기계적 특성을 조사하였다. 석탄회와 벤토나이트(FB)시편은 벤토나이트의 첨가량과 소성온도가 증가함에 따라 기공특성은 감소하였으나 압축강도는 증가하였다. 800∼1,000$^{\circ}C$에서 소성한 FB시편은 압축강도 89.6∼128.9 kgf/$cm^2$, 부피비중 1.25∼1.43, 겉보기비중 1.61∼1.78, 기공률 27.2∼62.2%, 평균기공경 7.9∼25.6${\mu}m$, 기공용적 8.9∼$22.2{\times}10^{-5}\;cm^3/g$ 및 비표면적 35.2∼134.3 $m^2/g$을 나타내었다. 이스트 분말을 첨가한 FBY시편은 FB시편에 비하여 기공특성이 향상되었으나 압축강도는 감소하였다. 9F1B시편에 10wt%의 이스트 분말을 첨가하여 900$^{\circ}C$에서 1시간 소성한 9F1B1Y시편은 압축강도 98.7 kgf/$cm^2$, 부피비중 1.20, 겉보기비중 1.67, 기공률 68.1%, 평균기공경 48.9 ${\mu}m$, 기공용적 $29.5{\times}10^{-5}\;cm^3/g$ 및 152.2 $m^2/g$의 비표면적을 나타내었으며, 담체의 기공에 S. saprophyticus의 부착특성이 양호하여 수질정화용 미생물 고정화 담체로 이용이 가능하였다.

The Development of an Electroconductive SiC-ZrB2 Composite through Spark Plasma Sintering under Argon Atmosphere

  • Lee, Jung-Hoon;Ju, Jin-Young;Kim, Cheol-Ho;Park, Jin-Hyoung;Lee, Hee-Seung;Shin, Yong-Deok
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제5권2호
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    • pp.342-351
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    • 2010
  • The SiC-$ZrB_2$ composites were fabricated by combining 30, 35, 40, 45 and 50 vol. % of zirconium diboride ($ZrB_2$) powders with silicon carbide (SiC) matrix. The SiC-$ZrB_2$ composites and the sintered compacts were produced through spark plasma sintering (SPS) under argon atmosphere, and its physical, electrical, and mechanical properties were examined. Also, the thermal image analysis of the SiC-$ZrB_2$ composites was examined. Reactions between $\beta$-SiC and $ZrB_2$ were not observed via x-ray diffraction (XRD) analysis. The apparent porosity of the SiC+30vol.%$ZrB_2$, SiC+35vol.%$ZrB_2$, SiC+40vol.%$ZrB_2$, SiC+45vol.%$ZrB_2$ and SiC+50vol.%$ZrB_2$ composites were 7.2546, 0.8920, 0.6038, 1.0981, and 10.0108%, respectively. The XRD phase analysis of the sintered compacts demonstrated a high phase of SiC and $ZrB_2$. Among the $SiC+ZrB_2$ composites, the SiC+50vol.%$ZrB_2$ composite had the lowest flexural strength, 290.54MPa, the other composites had more than 980MPa flexural strength except the SiC+30vol.%$ZrB_2$ composite; the SiC+40vol.%$ZrB_2$ composite had the highest flexural strength, 1011.34MPa, at room temperature. The electrical properties of the SiC-$ZrB_2$ composites had positive temperature coefficient resistance (PTCR). The V-I characteristics of the SiC-$ZrB_2$ composites had a linear shape in the temperature range from room to $500^{\circ}C$. The electrical resistivities of the SiC+30vol.%$ZrB_2$, SiC+35vol.%$ZrB_2$, SiC+40vol.%$ZrB_2$ SiC+45vol.%$ZrB_2$ and SiC+50vol.%$ZrB_2$ composites were $4.573\times10^{-3}$, $1.554\times10^{-3}$, $9.365\times10^{-4}$, $6.999\times10^{-4}$, and $6.069\times10^{-4}\Omega{\cdot}cm$, respectively, at room temperature, and their resistance temperature coefficients were $1.896\times10^{-3}$, $3.064\times10^{-3}$, $3.169\times10^{-3}$, $3.097\times10^{-3}$, and $3.418\times10^{-3}/^{\circ}C$ in the temperature range from room to $500^{\circ}C$, respectively. Therefore, it is considered that among the sintered compacts the SiC+35vol.%$ZrB_2$, SiC+40vol.%$ZrB_2$ and SiC+45vol.%$ZrB_2$ composites containing the most outstanding mechanical properties as well as PTCR and V-I characteristics can be used as an energy friendly ceramic heater or ohmic-contact electrode material through SPS.

구간양수시험과 수질검층자료에 의한 균열암반내 지하수 유동 분석 (Groundwater Flow Analysis in Fractured Rocks Using Zonal Pumping Tests and Water Quality Logs)

  • 함세영;성익환;이병대;장성;정재열;이정환
    • 지질공학
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    • 제16권4호
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    • pp.411-427
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 나주시에 위치하는 시추공 NJ-11호공과 SJ-8호공에서 구간양수시험, 순간충격시험, 수질검층, 공내 TV검층을 실시하여 균열암반내에서 심도에 따른 지하수 유동 특성을 파악하는데 있었다. 본 연구에서는 특히 깊이에 따른 균열암반의 지하수 유동 특성 변화를 규명하기 위하여 단일팩커를 사용한 구간양수시험을 실시하였다. 구간양수시험 결과, NJ-11호공에서는 팩커 설치심도가 가장 깊을 때(56.9 m) 1.6차원정도의 유동차원을 보이고 팩커 설치심도가 얕아 질수록 유동차원이 감소하여 팩커 설치심도 24 m에서는 1차원을 나타내었다. 이는 NJ-11호공에서는 하부에 유동성 균열이 더 균일하게 발달되어 있음을 지시한다. 한편 SJ-8호공에서는 팩커 설치심도가 가장 깊은 50 m 심도에서 1.7차원정도이고, 팩커 설치심도 32 m에서는 1.8차원 그리고 팩커 설치심도 19 m에서는 1.4차원을 나타내고 있다. 이와 같이 팩커 심도에 따라서 유동차원이 달라지는 것은 균열암반에서 심도에 따라 유동성 균열의 발달정도가 달라지기 때문으로 해석된다 구간양수시험분석에 의하면, 균열암반의 일반적인 수리적 특성을 잘 대변하는 Moench(1984)의 이중공극모델이 대체로 잘 들어맞는다. 수질검층에 의하면, 심도가 깊어질수록 지온이 증가하고 물-광물반응에 의해서 pH가 높아지며, 지하수흐름에 따라 용존산소량은 감소하는 일반적인 경향성을 보여주고 있다. 그리고 대부분의 균열대 구간에서 전기전도도가 증가하고, 용존산소량이 감소하는 경향성을 보여주었다.

합성섬유 배지를 이용한 과채류 수경재배 기술 개발 (Development of n Hydroponic Technique for Fruit Vegetables Using Synthetic Fiber Medium)

  • 황연현;윤혜숙;안철근;황해준;노치웅;정병룡
    • 생물환경조절학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.106-113
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    • 2005
  • 본 연구는 섬유 제조과정에서 발생하는 파쇄섬유 및 버려지는 의류 등의 합성섬유를 과채류 수경재배용 배지로 활용하기 위하여 적용 가능성을 여러 방면에서 검토하였으며 그 결과는 다음과 같다. 물리성 분석에서 합성섬유 배지는 암면에 비해 가비중과 고상률은 약간 낮았고, 기상률과 수분함량은 높았다. 화학성은 pH 6.5, EC $0.03dS{\cdot}m^{-1}$로 암면의 6.6과 $0.01dS{\cdot}m^{-1}$와 큰 차이가 없었으며, CEC는 0.39me/100mL로 암면의 3.29me/100mL보다 낮았고, $K^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Na^+$등의 양이온 함량은 합성섬유 배지에서 약간 높았다. 모모따로 토마토 재배에서, 합성섬유 배지는 초장, 경경, 화방별 첫꽃 개화소요일수 등 생육은 암면 배지에서와 차이가 없었다. 1과중은 각각 182g과 181g, 상품과율은 각각 $93.8\%$$92.0\%$로 두 배지간에 큰 차이가 없었으며, 10a당 상품수량은 합성섬유 배지에서 암면 배지의 $97\%$수준인 12,799kg이었다. 수출오이 재배시, 합성섬유와 암면 배지간의 엽장, 엽폭, 엽수, 경경, 엽록소 함량 등 생육 차이는 없었다. 1과중은 암면 배지에서 높았으나, 상품률은 합성섬유 배지에서 약간 높았다 10a당 상품수량은 합성섬유 배지에서 5,062kg으로 암면 배지에서보다 오히려 $2\%$ 증가하였다. 재배기간 동안 근권 양액의 무기이온 농도는 $NO_3\;^-$ 농도만 암면 배지에서 높았을 뿐, $NH4^+,\;H_2PO_4^-\;,\;K^+\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;SO_4^{2-}$ 등의 다른 이온들의 농도는 두 배지간에 유의한 차이가 없었다.

자운영 후작(後作) 벼 재배시(栽培時) 경운시기별(耕耘時期別) 질소시비량(窒素施肥量) 절감효과(節減效果) (Effect of Milk Vetch Utilization Rice Cultivation to Reduce Application Amount of Nitrogen at Plowing Time in Paddy Field)

  • 양창휴;유철현;강승원;한상수
    • 한국토양비료학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.352-360
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    • 2002
  • 자운영재배 논의 경운시기에 따른 질소시비량 절감 및 토양개선효과를 구명하기 위하여 자운영을 개화성기, 개화종기 및 결실기에 경운하고 기계이앙재배시 질소수준이 벼의 생육, 수량 및 토양의 이화학적특성에 미치는 영향을 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 자운영 경운시기의 생초중은 각각 ha 당 22,500, 20,000, 12,500 kg이였고 건물중에 있어서 전질소함량은 2.95, 2.66, 2.47%이였으며 탄질율은 15.7, 18.0, 19.2이였다. 자운영 재배 및 시용후 토양중 전질소, 유기물함량은 높아지고 유효인산함량은 낮아져 화학성이 개량되었으며 용적밀도, 고상율은 낮아지고 공극율이 증대되어 물리성이 개선되었다. 경운 시기별 토양 중 $NH_4-N$ 함량은 개화성기 > 개화종기 > 결실기 순으로 분얼기에 가장 높았고 질소수준이 높을수록 많았으며 관행에 비하여 생육후기까지 높게 발현되었다. 자운영 후작벼 재배시 성숙기 수수 확보가 많아 유효경비율이 높고 수도체중 전질소함량은 질소수준이 높을수록 많아져 관행에 비하여 엽색수치가 높았다. 질소흡수량은 개화성기 > 개화종기 > 결실기 순으로, 질소수준이 높을수록 많았고 질소이용률은 $33kg\;ha^{-1}$ (70% 절감)시 높았다. 자운영을 개화성기 및 개화종기에 경운시 $m^2$당영화수 확보가 많았으며 개화종기 및 결실기 경운시 등숙비율이 높아졌다. 쌀 수량은 개화성기 및 개화종기 경운시 5,770, $5,580kg\;ha^{-1}$로 질소수준 $55kg\;ha^{-1}$(50%절감)에서 관행에 비하여 각각 9%, 8% 증수되었고 결실기 경운시 $5,120kg\;ha^{-1}$로 질소수준 $77kg\;ha^{-1}$(30% 절감)에서 1% 증수되었다.

간척지 논토양의 물리화학성 변동에 관한 연구 (The Change of Physico-Chemical Properties of Paddy Soil in Reclaimed Tidal Land)

  • 양창휴;류철현;정지호;김병수;박우균;유진희;김택겸;김재덕;김성조;백승화
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.94-102
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    • 2008
  • 서남해안 10개 지구 13,334 ha에 대한 간척년대 및 토양통별 염농도, 지하수위와 토양물리화학성 조사 및 분석을 2000년, 2004년에 실시한 결과는 다음과 같다. 5개 토양통 중 포두통이 염농도가 가장 높았고 문포통과 염포통은 제염기간이 가장 짧았으며, 계절별 지하수위는 모든 지구에서 100 cm 이상으로 간척 30년 이상 경과된 지구는 보통답 수준이었다. 토양물리성 변화 중 용적밀도는 조립질 토양 (광활통, 염포통, 문포통)에서 감소하고 세립질 토양 (포승통, 포두통)에서 증가한 반면에 공극률은 조립질 토양에서 증가하였으며 세립질 토양에서 감소되었다. 이와 같은 이유는 세립질 토양은 고상율이 증가하고 액상율과 기상율이 감소한 반면에 조립질 토양 중 광활통 및 문포통은 기상율이 증가되었으며 고상율과 액상율이 감소되었다. 한편 염포통은 지하수위가 낮아 액상율이 증가하고 고상율과 기상율이 감소되었기 때문이다. 토양경도는 문포통을 제외한 4개토양에서 증가되었다. 토양화학성은 크게 변화가 없었으며 감소되는 경향을 나타냈는데 4년 동안 pH는 낮아지고 유기물, 유효인산과 유효규산 함량 및 치환성마그네슘 함량을 제외한 치환성 양이온 함량은 감소되었다.

펠렛 피복물질의 물리, 화학적 특성이 당근 펠렛종자의 발아력에 미치는 영향 (Effect of Physical, Chemical Properties and of Pelleting Solid Materials on the Germination in Pelleted Carrot Seeds)

  • 강점순;손병구;최영환;이용재;박영훈;최인수
    • 생명과학회지
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    • 제17권12호
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    • pp.1701-1708
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    • 2007
  • 펠렛의 목적은 기계화 정밀파종하여 파종과 솎음노력을 절감하는데 있다. 펠렛 피복물질의 용적밀도는 dialite, kaolin 및 talc 등이 낮았고 기공성은 높았다 보수력이 우수한 피복물질은 bentonite와 dialite 이었으며, 184% 및 173%의 수분을 보유할 수 있었다. 반면 calcium carbonate, calcium oxide, fly ash등은 보수력이 낮은 펠렛 피복물질이었다. 펠렛 피복물질의 pH는 kaolin과 dialite에서 각각 6.8 및 7.4로 중성이었으나, limestone, calcium oxide, bentonite 등은 pH가 12.8, 13및 10으로 강알카리였다. 전기전도도는 강알카리인 limestone, calcium oxide에서 높았다. 이와 같이 높은 pH와 전기전도도를 보인 피복물질들은 당근종자의 펠렛에 적합하지 않았다. 펠렛 피복물질를 EDS로 분석한 결과, Talc는 주성분이 Si (71%)이었고, Mg도 29% 함유하였다. 반면 calcium carbonate의 주요성분은 Ca (66.6%)이었으며, 이외에 Si (22.9%)와 Mg (10.5%)를 함유하였다. 펠렛 형성정도는 kaoline, talc 및 talc + calcium carbonate 혼합재료에서 우수하였다. 펠렛종자의 경도는 bentonite로 펠렛된 종자에서 가장 높았다. 수분흡수 후 펠렛층의 분해형태는 talc, limestone, zeolite, 및 fly ash는 열개형이었고, 용해형은 calcium carbonate와 calcium oxide등이었다. 반면 bentonite와 vermiculite는 팽창형이었다. 수분흡수 후 펠렛층의 분해는 calcium carbonate 및 kaolin으로 펠렛된 종자에서 분해가 가장 빨랐다. 펠렛배율이 높아지면 발아속도$(T_{50})$는 지연되었다. 당근종자에서 적정 펠렛배율은 19배가 좋았다.