• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.365-370
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• 2012

국내 초임계 석탄화력발전소에 연소 후 $CO_2$ 포집공정을 설치하였을 경우에 예상되는 발전단가와 $CO_2$ 저감비용(Cost of $CO_2$ avoided)을 산출하였다. 본 연구에서 고려된 연소 후 $CO_2$ 포집기술은 이미 상업적으로 적용이 가능하고, 기존의 화력발전에 적용이 용이한 아민 화합물을 이용한 화학 흡수법을 기초로 하였으며, 경제성 평가를 위해 연간 발생하는 비용 및 발전량을 연간 균등화(Levelized)하여 발전단가를 산정하는 수명기간 중 발전단가 분석(LCCA: Life Cycle Cost Analysis) 방식을 활용하여 분석하였다. 경제성 평가에서 가장 중요한 항목 중 하나인 설비 투자비(건설비 등) 및 운영비 산출을 위해, 기존의 $CO_2$ 포집 설비가 없는 기준 석탄화력발전소의 건설비는 IEA(국제에너지기구)에서 제시하는 국내 초임계석탄화력 발전소(순출력 767 MW급)의 데이터를 활용하였으며, 석탄화력발전소에 $CO_2$ 포집설비가 추가된 경우에도 IEA에서 제시하는 기준 석탄화력발전소와 $CO_2$ 포집설비 설치 후의 OECD 평균 순공사비(Overnight cost) 증감분을 참조하여 계산하였다. 상기 데이터를 이용하여 기존 석탄화력발전소 및 $CO_2$ 포집 설비 설치 후의 발전단가 및 $CO_2$ 포집비용을 분석한 결과 $CO_2$ 포집설비 설치 후 발전 효율은 기존 초임계 석탄화력발전소의 발전효율 41%에서 31.6%로 약 9.4%가 저하되었으며, 발전단가는 기존의 45.5 USD/MWh에서 73.9 USD/MWh로 약 62%가 증가되었고 $CO_2$ 포집비용은 41.3 USD/$tCO_2$로 산출되었다.

• 생명과학회지
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• 제23권9호
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• pp.1170-1176
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• 2013

에센셜오일은 신경생리학적 장애의 치료에 오랜동안 사용되었지만 아직까지 그 효능이 과학적으로 구명되지 않았다. 저자들은 한의학에서 산조인으로 알려져 있는 Zizyphus jujuba 종자의 에센션오일이 인간의 뇌파에 미치는 영향을 연구하였다. 초임계이산화탄소추출법을 이용하여 산조인으로부터 에센셜오일을 얻고, 20명의 피험자를 대상으로 EEG 파워 스펙트럼을 측정하였다. 산조인 에센셜오일 흡입 전과 흡입 중 다른 부위와 비교하여 theta파가 좌측 두정엽 부위($17.277{\rightarrow}13.854{\mu}V$)와 우측 두정엽 부위($15.324{\rightarrow}13.020{\mu}V$)에서 통계학적으로 차이를 나타내었다(p<0.05). 산조인 정유 흡입으로 fast alpha 파, relative gamma 파, spectral edge frequency 50% 지수가 증가하였는데, 이들 지수 중 fast alpha 파는 좌측 전전두엽 부위($0.063{\rightarrow}0.08{\mu}V$), 우측 전전두엽 부위($0.064{\rightarrow}0.085{\mu}V$), 그리고 좌측 두정엽 부위($0.073{\rightarrow}0.100{\mu}V$)에서 통계학적으로 차이를 나타내었다. 본 연구의 결과는 산조인 에센셜오일 흡입에 의한 EEG 변화는 두뇌기능 중 각성과 진정상태를 증가시켜 인간의 심리학적인 조건을 향상시킨다는 것을 추론하게 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.149-155
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• 2013

본 연구에서는 저수지 취수탑에 연결된 방류관의 게이트 직하류에서 발생하는 공기연행현상에 영향을 미치는 인자들을 수리모형실험을 통해서 파악하였다. 또한 측정자료의 $\frac{Q_a}{Q_w}$와 $Fr_g-1$ 관계를 이용하여 공기관의 연행공기량 추정식을 개발하였다. 측정된 자료는 게이트 하류 흐름에 따라 구분되었으며, 개발된 실험식은 만관 흐름인 경우에 $\frac{Q_a}{Q_w}=0.0304(Fr_g-1)^{1.0622}$, 자유수면 흐름인 경우에 $\frac{Q_a}{Q_w}=0.0271(Fr_g-1)^{1.8205}$이었다. 측정 자료와 기존 연구결과들의 비교를 통해서 측정 자료가 기존 실험식의 추정 결과와 유사한 분포를 나타내고 측정 자료의 신뢰성이 확보된 것으로 파악되었다. 또한 공기관 부근에서 발생하는 공기연행현상은 게이트 하류에서 발생하는 사류 특성으로부터 영향을 받는 것으로 나타났다. 최종적으로 하류 만관 흐름 조건에 대한 실험식은 공기관 설계에 적용이 가능한 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.705-715
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• 2016

본 연구에서는 목질계 바이오매스의 초임계수 처리 후 얻어진 당화액 내 발효저해물질인 퓨란계 화합물(5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), 푸르푸랄)을 제거하기 위한 목탄 처리의 효과를 구명하고자 하였으며, 이를 위해 유사 당화액을 제조하고 목탄 투입량 및 처리 시간에 따른 당 및 퓨란계 화합물의 제거율을 계산해 활성탄의 경우와 비교분석하였다. 글루코오스, 자일로오스, 5-HMF, 푸르푸랄이 포함된 유사 당화액에 목탄 또는 활성탄을 0.5, 1, 2, 4, 8, 12% (w/v) 농도로 투입하여 1, 3, 6, 12, 24시간 동안 처리하였다. 처리 결과, 목탄 투입량 및 처리 시간이 증가함에 따라 5-HMF 및 푸르푸랄 제거율이 점차 증가하여 목탄 투입량 8%, 처리 시간 3시간 이상에서는 5-HMF, 푸르푸랄 모두 95% 이상 제거되었으며, 동시에 당의 손실(< 2%)은 거의 없었다. 반면, 활성탄을 처리하였을 경우, 목탄보다 온화한 조건(활성탄 투입량: 8%, 처리 시간: 1시간)에서도 5-HMF 및 푸르푸랄 제거율이 95% 이상이었으나, 글루코오스 및 자일로오스 또한 각각 10% 이상이 제거되었다. 따라서, 결론적으로 당 생산 및 추가적인 당 활용 공정을 고려할 때, 목탄을 이용하는 것이 상대적으로 당화액의 퓨란계 화합물을 효과적으로 제거하고 당 수율을 유지하는 방법으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.153-159
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• 2007

KSTAR 장치의 저온 component에 헬륨을 공급하기 위한 헬륨라인은 크게 두 가지로 이루어져 있다. 냉동기에서 KSTAR 저온용기 외부까지의 트랜스퍼 라인과, 저온용기 내부의 헬륨라인이다. KSTAR 장치는 3가지 종류의 헬륨을 사용하여 각 저온 component를 냉각하는데, 초전도 자석 시스템과 버스라인에는 초임계 헬륨, 전류인입장치에는 액체 헬륨, 열차폐체에는 가스 헬륨을 공급한다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 냉동기에서 저온용기 근처까지 연결된 배관을 저온용기 내부의 각 장치에 최단거리로 열손실 없이 설치하여 각 장치가 정상 작동하도록 하는데 그 목적이 있다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 최대 20bar로 가압되는 운전시간 동안에 헬륨누설 없이 설치되어야 한다. 그리고 상온으로 부터의 복사열을 차단하기 위하여 다층절연제로 배관을 감싸주어야 하고 고전압 부분은 프리프레그 테잎으로 절연되어야 한다. 전기절연체는 세라믹과 스테인레스 스틸 튜브를 브레이징 접합 방법으로 연결하여 만들어진 것으론 배관과 배관, 배관과 저온 component간의 절연을 위해 사용되고, 헬륨라인과 동일하게 4.5K 초임계 헬륨온도에서 누설이 없어야 한다. 따라서 모든 전기절연체는 액체질소에 침전시켜 열충격을 가하고, 내부에 30 bar를 가압하여 진공 누설시험을 한다. 그리고 초전도 자석과 배관의 절연체로 사용되므로 15kV 고전압 절연 검사를 한다. 전기절연체의 세라믹 부분은 구조적 보강을 위하여 추가적으로 표면에 절연 작업을 한다. 현재 대부분의 저온용기 내부의 헬륨 라인은 설치 완료되어 있으며, 최종 검사가 진행 중이다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권1호
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• pp.47-50
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• 2018

최근 문제 해충인 갈색날개매미충에 대하여 수증기 증류, 용매 및 초임계 추출법에 의하여 추출된 길초근 정유성분을 가지고 생물활성을 검정하여 방제 가능성을 확인하였다. 길초근의 수증기 증류, 용매 및 초임계 추출 정유성분의 살충활성 결과, 수증기 증류 추출물은 갈색날개매미충 성충에 대해 $1,040{\mu}L/mL$ 로 가장 뛰어한 활성을 나타냈고, 약충에 대하여 $2,370{\mu}L/mL$ 의 살충 활성을 나타내었다. 추출방법별 수율은 0.67%로 다른 방법에 비하여 다소 낮았지만 추출 시간과 비용대비 효과를 감안하였을 때 길초근의 수증기 증류 추출물이 가장 방제 효율이 높다고 여겨진다. 이번의 연구결과는 길초근의 정유성분의 갈색 날개매미충에 대한 방제 가능성을 보여준다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권2호
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• pp.151-155
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• 2018

계피정유를 유제 및 입제로 제형화한 후 이들의 생태독성을 측정하였다. 잉어를 이용한 급성독성에 사용된 계피정유는 수증기증류법, 핵산을 이용한 용매추출법 및 초임계 추출법을 이용하여 얻었고 이들의 유제 및 입제의 생태독성학적 영향은 반수치사농도($LC_{50}$)를 구하여 평가하였다. 유제 중 초임계추출법으로 얻은 정유를 함유한 제형이 잉어에 대하여 가장 높은 독성을 나타내었다. 입제 중 수증기 증류법으로 추출한 계피정유를 함유한 입제가 잉어에 대하여 가장 높은 급성독성을 보였다. 이러한 결과는 3급 어독성에 해당되는 것으로 환경 중 사용에는 문제가 없다고 사료된다. 잉어를 이용하여 얻은 급성독성 결과와 같이 제브라피쉬를 사용하여 얻은 급성독성 결과 값들은 유사하였다. 수증기증류법으로 얻은 계피정유를 함유한 유제에 노출된 제브라피쉬를 이용한 만성독성은 45일 동안 $500mgL^{-1}$ 수준에서 독성이 관측되지 않았다. 따라서, 계피정유의 유제 및 입제의 급만성 어독성은 친환경제재로 사용하기에 적합한 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제28권2호
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• pp.161-174
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• 2018

소규모 이산화탄소 주입 실증 부지를 탐색하기 위해 포항분지 영일만 연안에서 취득한 탄성파 탐사와 시추 자료를 분석하였다. 연구지역에서 기반암은 해수면 기준 심도 650~950 m에 분포하며, 상부에 사암과 역암이 우세한 퇴적층이 발달한다. 이 퇴적층은 대부분 포항분지에서 이산화탄소가 초임계 상태로 존재할 수 있는 심도(약 740 m)보다 깊은 곳에 분포한다. 또한 평균 두께가 123 m로 저장능력이 양호할 것으로 여겨진다. 상부에 올라오는 이암층은 대개 600 m 이상 두껍고 육상과 해상의 포항분지에 광역적으로 분포하고 있어 덮개 능력이 양호할 것이다. 연구지역에 발달하는 북북동 방향의 단층들은 기반암 심도에서 주로 발달하는 퇴적동시성 단층으로 수직 연장성이 불량할 것으로 해석된다. 본 연구를 통해 영일만에 위치한 포항분지 심부에서 소규모 실증에 적합한 저장층과 덮개층이 분포하고 있음을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.761-776
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• 2003

본 연구에서는 사류 및 부압이 발생하는 자유수면을 가진 댐 상류 및 여수로에서 물의 흐름의 동수역학적인 거동을 파악하기 위하여 수치모형을 적용하였다. 댐 건설시, 댐 상류에서의 유동을 알아보기 위하여 2차원 수치모형인 RMA2를 이용하였고, 접근부에서의 3차원적 흐름과 여수로, 방류관 등에서의 흐름분포를 평가하기 위하여 3차원 CFD 프로그램인 FLUENT를 사용하였다. 수치모의에서는 지형 및 구조물에 관한 세부인자들이 수치모형을 구성하는 데 사용되었다. 한탄강 댐에 적용한 2차원 수치모의 결과, 댐 상류부 여러 지점에서 최대 유속이 1 m/s에 이르는 와류가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 2차원 수치모형이 댐 건설 후 상류하천의 2차원적 유황을 규명하는 데 유용하게 활용될 수 있음을 의미한다. 3차원 수치모의 결과, 수위와 방류조건에 따라서 댐 직상류의 3차원 접근 흐름의 변화가 발생하고 있으며, 여수로, 방류관, 배사관으로 배출되는 유속이 상이하게 나타나고 있음이 밝혀졌다. 댐 상류 100 m지점에서 댐 여수로 중심선에 대한 유속 분포 모의치를 수리모형실험에서의 측정치와 비교한 결과, 두 값이 비슷하게 나타났다. 본 연구 결과, 2, 3 차원 수치모형이 댐 상류부 및 여수로의 흐름을 해석하는 데 있어서 수리모형실험에서 쉽게 수행하기 어려운 다양한 조건을 모의함으로써 댐 설계 최적화에 기여할 수 있으리라 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권12호
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• pp.1747-1752
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• 2012

본 연구는 문관나무 종자유로부터 새로운 유지자원으로의 활용 가능성을 평가하기 위하여 여러 가지 이화학적 특성분석을 하였다. 문관나무 종자유를 초임계 추출(420 atm, $50^{\circ}C$), 헥산 추출, 가열압착($160^{\circ}C$, $180^{\circ}C$) 방법으로 추출하였다. 그 결과 추출 수율은 헥산 추출이 $53.5{\pm}2.5%$로 가장 높았으며, 다음으로 $160^{\circ}C$ 가열압착 추출이 $48.3{\pm}6.5%$, $180^{\circ}C$ 가열압착 추출과 초임계 추출은 각각 $44.7{\pm}1.7%$, $44.7{\pm}2.5%$의 수율을 보였다. 산가를 측정한 결과, 초임계 추출 종자유가 3.44 mg/g으로 가장 높았으며 가열압착 추출 종자유가 1.3 mg/g 정도로 가장 낮았다. 문관과 종자유의 과산화물가를 측정한 결과, 가열압착 추출 종자유($160^{\circ}C$)가 3.10 meq/kg으로 가장 높았으며 다음으로 가열압착 추출 종자유($180^{\circ}C$)가 2.36 meq/kg, 헥산 추출 종자유와 초임계 추출종자유가 각각 1.59, 1.13 meq/kg 순으로 나타났다. 문관나무의 종자유로부터 지방산 조성을 분석한 결과 oleic acid(C18:1)와 linoleic acid(C18:2)가 60% 이상 함유되어 있었다. 또한 문관나무 종자유의 총 phytosterol 실험 결과 가열압착 추출 종자유($160^{\circ}C$)의 함량이 $65.91{\pm}0.62$ mg/100 g으로 가장 높았다. 본 연구는 문관나무 종자유의 추출방법별 이화학적 특성 분석을 통해 문관나무 종자유 활용에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.