• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권2호
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• pp.23-28
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• 2007

Wood fuel must be dried before combustion to minimize the energy loss. Sawdust of Japanese red pine was dried in a direct contact thermal screw dryer to investigate the drying characteristics of sawdust as a raw material for bio-fuel. Average drying rate and energy efficiency was 1.4%/min and 69.23% at $100^{\circ}C$, respectively, and those at $120^{\circ}C$ was 2.1%/min and 71.03%, respectively.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제37권6호
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• pp.385-397
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• 2012

Purpose: Drying characteristics of sawdust was studied under batch mode using lab scale microwave dryer. The objective of this study was to investigate the effect of material load and microwave output power on drying characteristics of sawdust. Methods: Material load and microwave output power were varied from 23 to 186 g and 530 to 370 W respectively. Different kinetic models were tested to fit the drying rates of sawdust. Similarly, the activation energy was calculated by employing the Arrhenius equation. Results: The drying efficiency increased considerably, whereas the specific energy consumption significantly decreased with increase in material load and microwave output power. The cumulative energy efficiency increased by 9%, and the specific energy consumption decreased by 8% when the material load was increased from 23 to 186 g. The effective diffusivity increased with decrease in material load and increase in microwave output power. The previously published model gave the best fit for data points with $R^2$ and RMSE values of 0.999 and 0.01, respectively. Conclusions: The data obtained from this study could be used as a basis for modeling of large scale industrial microwave dryers for the pellet production.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제34권2호
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• pp.30-36
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• 2006

Wood fuel must be dried before combustion to minimize the energy loss. Sawdust of Japanese red pine was dried in a batch type fluidized-bed to investigate the drying characteristics of sawdust as a raw material for bio-fuel. The minimum fluidization air velocity was increased as particle size was increased. It took about 21 minutes and 8 minutes to dry 0.08 m-deep bed of particles with average particle size of 1.3 mm from 100% to 10% moisture content at air temperature of $20^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$, respectively.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제37권2호
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• pp.82-89
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• 2012

Purpose: The simulation model of a pneumatic conveying drying (PCD) for sawdust was developed and verified with the experiments. Method: The thermal behavior and mass transfer of a PCD were modeled and investigated by comparing the experimental results given by a reference (Kamei et al. 1952) to validate the model. Momentum, energy and mass balance, one dimensional first order ordinary differential equations, were coded and solved into Matlab V. 7.1.0 (2009). Results: The simulation results showed that the moisture content reduced from 194% to 40% (dry basis), air temperature decreased from $512^{\circ}C$ to $128^{\circ}C$ with the particle residence time of 0.7 seconds. The statistical indicators, root mean square error and R-squared, were calculated to be 0.079, and 0.998, respectively, between the measured and predicted values of moisture content. The relative error between the measured and predicted values of the final pressured drop, air temperature, and air velocity were only 8.96%, 0.39% and 1.05% respectively. Conclusions: The predicted moisture content, final temperature, and pressure drop values were in good agreement with the experimental results. The developed model can be used for design and estimation of PCD system for drying of wood dust particles.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.501-502
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• 2012

• 유기물자원화
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• 제17권4호
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• pp.103-111
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• 2009

본 연구에서는 퇴비화에서 첨가제로 주로 사용하고 있는 톱밥을 대상으로 수분 혼합방식으로서의 습윤과정과 건조과정에서의 수분함량별 톱밥의 물리적 성상의 변화로 인한 공기투과성의 차이점을 파악하고자 하였다. 수분증가에 따라 겉보기밀도는 증가하며, 공기공극은 감소하였다. 그러나 습윤 및 건조과정에서 동일한 수분함량일지라도 습윤과정의 공기공극이 건조과정에 비하여 높게 나타나고 있어 습윤과정이 퇴비화 매체 내에서의 공기이동에 유리한 물리적 성상을 보이고 있다. 또한 수분이 증가함에 따라 톱밥 입자크기가 커지며, 수분함량 40%부터 60% 구간에서 습윤과정이 건조과정에 비하여 큰 입자를 형성하였다. 또한, 습윤과정에서는 수분이 증가함에 따라 공기공극이 작아짐에도 불구하고 수분함량 60% 정도에서 차감압력이 가장 낮아지고 이후 수분 포화상태에 도달하면 급격히 증가하고 있다. 건조과정에서는 습윤과정과는 다르게 포화상태에서부터 수분이 감소함에 따라 차감압력이 지속적으로 감소하는 경향을 보이고 있다. 퇴비화에서 주로 활용되는 건조기준 수분함량 0.67(습량기준 40%) 이상의 수분함량 구간에서 유입 공기유량이 동일할 경우 습윤과정이 건조과정에 비하여 차감압력이 낮아 공기투과성이 개선되어 있음을 알 수 있다. 또한 동일한 수분함량에서의 차감압력은 유입 공기유량에 비례하여 증가하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 실험결과로서, 퇴비화공정에서 매체내의 공기이동성을 원활하게 하기 위하여는 습윤과정이 적절하며 수분함량 60% 정도가 최적의 운영조건이라 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권3호
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• pp.258-267
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• 2017

리기다소나무와 신갈나무 목분에 낙엽송 수피 또는/그리고 인공건조시 발생하는 폐액을 첨가제로 사용하여 펠릿을 제조하고, 이에 대한 연료적 특성의 분석을 통하여 고등급 목재펠릿 제조를 위한 원료 및 제조조건을 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 첨가제에 대한 화학적 조성을 조사한 결과, 수피는 90% 이상의 전섬유소와 리그닌으로 구성되어 있었으며, 건조폐액은 대부분 당 성분이라 추정되는 0.1%의 고형분을 가지고 있었다. 신갈나무 목분은 수피의 포함으로 회분 함량(2.2%)이 높았으며, 수피와 건조폐액도 4% 이상의 회분을 가진 것으로 조사되었다. 목분 및 첨가제의 발열량은 모두 국립산림과학원(NIFOS)에서 고시한 "목재제품의 규격과 품질기준"의 목재펠릿 1급 기준(18.0 MJ/kg) 보다 높았다. 피스톤형 펠릿성형기로 제조한 펠릿은 첨가제의 양이 2 wt%인 관계로 회분함량과 발열량에 영향을 미치지 않았다. 내구성의 경우, 대부분의 제조 조건에서 첨가제의 사용에 의하여 증가하였다. 한편 첨가제로 수피 그리고 목분의 함수율 조절을 위하여 건조폐액을 함께 첨가하여 제조한 펠릿의 내구성은 첨가제없이 제조한 펠릿과 차이가 없었으며, 수피 또는 건조폐액을 각각 첨가제로 사용하여 제조한 펠릿보다 낮았다. 그러나 펠릿 제조비용 측면에서 건조폐액은 폐수처리에 따른 수익이 가능한 관계로 수피와 건조폐액을 공동으로 펠릿 제조에 사용하는 것이 유리할 것으로 생각한다. 피스톤형 펠릿성형기로 제조한 펠릿의 연료적 특성 측정 결과를 토대로 파일럿 규모의 평다이펠릿성형기로 리기다소나무 및 신갈나무 펠릿을 제조하였다. 제조된 펠릿의 함수율은 목분 및 첨가제의 사용과 상관없이 NIFOS 1급 기준($${\leq_-}$$10%)을 모두 만족하였다. 이에 대한 겉보기밀도와 내구성 측정결과를 종합하면, 첨가제의 사용은 리기다소나무의 경우 목분 함수율을 10%로 조절하고 수피나 건조폐액을 사용하는 것이 그리고 신갈나무의 경우 12%의 목분 함수율에 수피를 사용하는 것이 각각의 최적 목재펠릿 제조 조건이라 생각한다. 신갈나무 펠릿의 회분 함량을 제외하고 이 조건에서 제조한 목재펠릿의 품질은 NIFOS 목재펠릿 1급 기준을 크게 상회하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.496-523
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• 2018

본 연구의 목표는 톱밥의 건조, 급속열분해, 바이오오일 응축, 바이오오일 수첨개질, 전기생산, 폐수처리를 포함하는 2개의 바이오오일 생산공정들에 대한 경제적 타당성을 평가하는 것이다. 첫번째 공정은 수소생산을 위한 steam-methane reforming (SMR)을 포함하는 바이오오일 생산공정이다(Case 1). 두번째 공정은 SMR을 포함하지 않고 수소를 외부로부터 공급받아 수첨개질을 수행하는 바이오오일 생산공정이다(Case 2). 상용공정모사기인 ASPEN Plus를 이용하여 이두 공정에 대한 공정흐름도를 구축하였고, 물질 및 에너지 수지식을 계산하였다. 원료로서 40%의 수분을 포함하는 톱밥 100 t/d, 30% 자기자본비율, 자기자본에 상응하는 자본지출, 수소 구입가 $1,050/ton, 완전건조된 원료대비 수송용 연료 수율 20% (Case 1) 및 25% (Case 2) 로 가정하고, 4단계 경제성 분석기법인 4-level EP를 사용하여 기술경제성 분석을 수행하였다. 총투자비(TCI), 총생산비(TPC), 연간판매금액(ASR), 그리고 개질 바이오오일의 최소판매가격(MFSP)은 Case 1에 대하여 $22.2 million, $3.98 million/yr, $4.64 million/yr, 그리고 $1.56/l 이고, Case 2에 대하여 $16.1 million, $5.20 million/yr, $5.55 million/yr, $1.18/l로 산출되었다. 수소를 직접 생산하는 Case 1과 수소를 외부로 부터 공급받는 Case 2의 투자회수율(ROI)와 투자회수기간(PBP)은 큰 차이를 보여주지 않았고, Case 1과 Case 2의 원료 공급량을 1,500 t/d로 증가할 경우, ROI는 15% 이상으로 향상될 것으로 예상되었다.

• 벤처혁신연구
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• 제5권2호
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• pp.85-99
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• 2022

시판되고 있는 실험용 및 산업용 건조기는 일반 드라이오븐, 열풍 순환 건조기, 진공건조기, 동결건조기 등으로 구분되고 기능, 크기 및 용량 등에 따라 그 종류도 다양하다. 그러나 제품의 품질 제어 및 성능 개선을 위해 중요한 요소인 수분측정이 적용되지 않아 현재는 건조 종료 후 임의로 중량을 칭량하기 때문에 매우 수동적이다. 일반적으로 수분을 측정하기 위한 방법은 직접적인 측정법과 간접적인 측정법으로 구분되고 수분 분리 전.후의 질량 또는 부피 변화와 같은 직접적인 측정법이 주로 이용된다. 상대적으로 열전도도, 마이크로파 등과 같은 간접적인 측정법은 측정 장비를 활용하기 때문에 적용이 제한적이다. 본 연구에서는 오픈소스 기반의 아두이노를 이용하여 비교적 손쉽게 수분측정 시스템을 설계하여 외부 환경요인에 영향 받지 않고 수분 변화량 및 무게 변화를 실시간으로 모니터링 하였다. 구체적으로 수분 민감도 물질 및 식품 건조에 적합한 60℃와 80℃에서 작동할 수 있는 온.습도 및 로드셀 측정 센서를 건조기 내부에 패키징하여 각종 변화량을 측정하였다. 또한 바나나, 배, 톱밥의 유기 시료를 이용한 반복적인 실험을 통해서도 건조시간 및 온도에 따른 증발율 변화와 로드셀 측정값에 있어 안정적인 응답특성을 나타냄으로써 성능 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 온.습도 범위의 확대와 CFD(Computational Fluid Dynamics) 프로그램과의 비교 분석을 통해 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1996년도 International Conference on Agricultural Machinery Engineering Proceedings
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• pp.701-710
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• 1996

Composting has gained rapid acceptance as a method of recyling relatively dry organic materials such as leaves and brush and , when alternative disposal costs are high, even moist materials such as grass clippings and dewatered sewage sludges. However, as moisture contents rise above 60% , the need for a dry bulking amendment increase the costs of composting , both by direct purchases of amendment and though increased reactor capacity and materials handling requirements. High moisture materials also present increased risks of anaerobic odor formation through reduced oxygen transport (Miller , 1991) . These costs and operational challengers often constrain the opportunities to compost high moisture materials such as agricultural manures. During the last several decades economies of scale in livestock production have been increasing livestock densities and creating manure management challenges throughout the world. This issue is particularly pressing in Korea, where livestock arms typically manage little or no cropland, and the nutrients and boichemical oxygen demand in manure pose a serious threat to water quality. Composting has recently become popular as a means of recycling manure into products for sale off the farm, but bulking amendments (usually sawdust) are expensive designed to minimize bulking agent requirements by using the energy liberated by decompostion. In this context the composting reactor is used as a biological dryer, allowing the repeated use of bulking amendment with several batches of manure.