• 제목/요약/키워드: theoretical yield

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전과정 평가에 의한 양돈 바이오매스의 물질 및 에너지 자원화 잠재량 연구 (Bioenergy and Material Production Potential by Life Cycle Assessment in Swine Waste Biomass)

  • 김승환;김창현;윤영만
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.1245-1251
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    • 2011
  • 본 연구는 축산부문에서 주요한 가축종인 돼지의 사육과 정과 도축 가공과정에서 발생하는 양돈 바이오매스의 발생특성을 조사 분석하고, 전과정 평가 기법을 활용하여 물질(퇴 액비) 및 에너지 (바이오가스) 자원화 잠재량을 평가함으로써 지역단위 바이오매스 순환단지 조성을 위한 기초자료를 확립하고자 하였으며, 이를 위해 양돈 바이오매스의 발생 단계를 사양단계와 도축 가공단계로 구분하여 각각의 단계에서 발생하는 양돈바이오매스의 물질 및 에너지 자원화 잠재량을 평가하였다. 사양단계는 성장단계(사육기간, 평균체중)에 따라 자돈 (1~9주, 23.4 kg), 육성돈 1기 (10~15주, 50 kg), 육성돈 2기 (16~21주, 80 kg), 비육돈 (22~26주, 110 kg)의 단계로 분류하고 도축 가공단계에서 발생하는 혈액과 폐내장류, 장내 잔재물로 구분하여 생산량을 산정하여 양돈 바이오매스의 물질 및 에너지 자원 잠재량을 평가한 결과 돼지 1두에서 발생하는 바이오매스의 총량은 542.02 kg로 나타났다. 양돈 바이오매스는 분 $210.68kg\;head^{-1}$, 뇨 $315.78kg\;head^{-1}$가 발생하는 것으로 평가되었으며, 분뇨 발생량은 성장단계별로 자돈 14.2%, 육성돈 1기 19.6%, 육성돈 2기 30.9%, 비육돈 35.2%를 차지하는 것으로 나타났다. 양돈 바이오매스에서 기인하는 매탄 생산 잠재량은 $24.56Nm^3\;head^{-1}$이였으며, 사양 단계에서 기인하는 메탄 생산 잠재량이 92.9%를 차지하는 것으로 나타났다. BMP 시험에 의한 최대 메탄생산량은 $16.58Nm^3\;head^{-1}$로 나타나 매탄 생산 잠재량의 67.5%가 에너지로 전환 가능하였으며, 94.4%가 사양 단계에서 기인하는 것으로 나타났다.

덱스트란수크라제를 이용한 전분의 변형 및 특성 조사 (Modification of Starch using Dextransucrase and Characterization of the Modified Starch.)

  • 이진하;김도만;백진숙;박관화;한남수
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.143-150
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    • 1998
  • 덱스트란수크라제는 sucrose를 이용하여 덱스트란의 합성을 촉진하는데 sucrose이외에 다른 탄수화물이 효소 반응기 중에 존재하는 경우에는 sucrose의 glucose기를 이 탄수화물에 전달하는 반응을 촉진하여 새로운 구조의 산물을 생산한다. Leuconostoc mesenteroides B-742CB로 부터 얻은 덱스트란수크라제를 이용하여 입자 전분과 호화 전분에 sucrose의 glucose를 수식함으로써 변형을 시도하였다. 사용한 전분의 종류(Small starch 또는 Potato starch)에 따라 그리고 전분의 상태(입자 혹은 호화된 상태)에 따라 이론적 수율의 46-72%(s.d.<${pm}$5)를 얻었다. 변형 전분을 ${alpha}$-amylase, isoamylase, pullulanase 그리고 endo-dextranase로 처리하여 변형 전의 전분과 가수분해 상태를 비교한 결과 변형전의 산물에 비해 이들 가수분해효소에 대해 저항성을 보였다. 변형에서 얻어진 산물들의 methylation결과 입자 전분을 이용한 변형 반응의 산물의 변형 정도가 더 컸으며, 변형입자를 SEM으로 관찰하면 불규칙한 크기의 작은 조각의 산물을 확인할 수 있었다. 변형 반응으로 sucrose의 glucose가 전분 glucose의 C3, C4, 그리고 C6 위치의 free-OH group에 수식된 새로운 구조의 변형 산물을 생산하였고 이는 iodine에 의한 염색 정도를 크게 감소시켰으며 용해성을 증가시켰다.

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머리 진동 측정치의 불확도 인자들에 관한 연구 (Study on Uncertainty Factors of Head Vibration Measurements)

  • 정완섭;김영태;류제담;홍동표
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.20-28
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    • 2005
  • 이 논문에서는 기존의 6-축 혹은 9-축 머리진동 측정장치(bite-bar)를 이용한 머리진동 측정에서 직면하는 불확도 인자들에 대한 문제점을 우선 소개한다. 이들 불확도 인자들은 머리의 6-자유도 운동 성분의 추정에 필요한 모든 측정 요소들을 측정하지 않았다는 한계점에서 유발함을 보인다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 4개의 3축 가속도 센서로 구성된 새로운 머리진동 측정장치(12-axis bite-bar)의 모델을 제안한다. 본 모델은 측정 기준점에서의 선형 3축 가속도 뿐 아니라 3축 각 가속도와 함께 6 종의 2차 각속도 성분들의 추정 또한 가능하게 한다. 이러한 12 성분의 추정 모델로부터 비로소 머리의 임의 점에서 6-자유도 운동 성분의 계산이 가능함을 이론적으로 규명한다. 이러한 이론적 배경에 기반을 두고 설계 제작된 12-축 머리진동 장치(12-axis bite-bar)를 소개한다. 본 장치를 이용하여 얻어진 실험 결과 소개 뿐 아니라 기존의 측정장치의 측정 결과와 비교 분석 내용을 소개한다.

R-D & HDDR Process에 의한 Nd-Fe-B계 희토류 이방성 본드자석재료의 제조에 관한 기초연구 (I) (Basic Study on the Production of Nd-Fe-B System Rare Earth Anisotropic bonded Magnet Materials by the R-D & HDDR Process(I))

  • 조선미;손창빈;조통래
    • 한국재료학회지
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    • 제11권7호
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    • pp.609-614
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    • 2001
  • 본 연구는 R-B & HDDR process를 적용해서 Nd-Fe-B계 회토류 이방성 본드자석의 제조를 위한 기초 데이터를 확보할 목적으로. 환원확산법을 사용해서 Nd-Fe-B계 자석합금분말을 제조하는 데 필요한 금속 Ca에 의한 Nd$_2$O$_3$의 환원반응과 Fe-B합금분말중에서의 Nd확산반응을 조사하였다. 그 결과 Nd$_2$O$_3$의 환원시 필요한 최적의 Ca첨가량은 100$0^{\circ}C$에서 1h동안 R-D 반응후 Nd 및 B원소의 수율관계로부터 이론당량의 1.3배정도가 적량인 것으로 나타났다. 또한 Fe-B합금분말중에 Nd의 확산과 관련된 XRD의 분석결과에 따라 완전한 균질화를 위해서는 110$0^{\circ}C$에서 45min정도의 R-D반응이 필요하였으며, R-D반응에 대한 Nd의 수율도 그 조건에서 최대로 얻어졌다. 그리고 수세후의 최종 분말시료중에 잔류하는 Ca 및 $O_2$량을 ICP발광분석 및 산소분석기에 의해 분석한 결과, 각각의 함유량은 0.17 및 0.42wt%정도가 검출되었다

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리모델링 건물의 활절점에 의하여 연결된 철근콘크리트 바닥판의 거동 평가 (Behavior of Reinforced Concrete Slabs Connected with Hinge Joints of Remodelling Buildings)

  • 심규관;김상식;이정윤;최광호;임주혁
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.761-768
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    • 2005
  • 1950년대 또는 1970년대 건설되어 노후화 된 철근콘크리트 공동주택을 리모델링 하거나 재 건축해야할 필요성이 증대하고 있다. 노후 된 공동주택을 리모델링 하는 것은 그 건물이 구조적으로 결함이 있기 때문이 아니라 대부분 건물의 거주성을 향상시키기 위함이다. 특히 노후 된 건물의 대부분은 작은 평형의 공동주택으로 리모델링하여 평면을 확장시키는 경우가 많다. 현재 우리나라에서는 리모델링 공사 사례가 많지 않기 때문에 리모델링 공사의 평면 확장 기술이 부족한 실정이다. 이 연구에서는 12개의 부분 실험체와 19개의 전체 실험체를 제작하여 활절점으로 연결된 바닥판 접합부의 파괴모드와 내력을 실험적으로 평가하였다. 실험체의 주요 변수는 전단연결철근의 종류(D13과 D19), 간격(150mm, 300mm, 450mm), 기존 바닥판 철근의 위치이다. 실험결과에서 바닥판 연결부의 강도는 ACI 318-02보다 크게 평가되었다. 이는 콘크리트 파괴면의 각도가 ACI 기준보다 작아 콘크리트 파괴 투영 면적이 크기 때문이다. 또한 모든 실험체는 콘크리트 파괴를 나타내어 접합부의 내력을 향상시키기 위해서는 철근의 간격이나 직경을 변화시키기보다는 콘크리트의 내력을 향상시켜야 함을 알 수 있었다.

터널 소성영역에 따른 터널 천단토압 해석 (Earth Pressure Analysis of Tunnel Ceiling according to Tunnel Plastic Zone)

  • 박신영;한희수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.753-764
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    • 2020
  • 본 연구는 금속의 소성 가공 시 변형을 해석하기 위한 금속소성학의 개념, 지반공학 관점인 Terzaghi's 토압론과 이를 수정한 수정 Terzaghi's 토압론, Mohr-Coulomb 항복조건을 이용한 미끄러짐선장이론의 세가지 방법을 이용하여 각 방법에 따른 터널의 소성영역 및 내부 토압을 산정하였다. 세가지 방법 모두 등방성 재료의 평면변형율조건 해석의 이차원 수학적 해석 모델이다. 금속소성학의 이론을 사용할 경우, 터널에 내부압력이 작용하는 것으로 가정하여 지반의 소성영역 및 지반 내부토압을 구한 결과이므로, 중력만 작용하는 실제 터널 현장과는 맞지 않는 다른 결과가 도출되었다. 미끄러짐선장 이론을 통해 소성영역 형성범위 및 토압을 분석한 결과, 대수나선형태로 파괴면이 형성되는 것으로 나타났고 이는 선행연구와 비교를 통해 실제와 유사한 것으로 나타났다. 또한, 터널 굴착 등으로 인해 발생하는 지반의 체적 변화를 고려한 토압 산정식을 수학적으로 검토하고 이를 Terzaghi's 토압과 비교하였다. 지반의 체적 팽창으로 인해 발생하는 다일러턴시 효과로 인한 강도 증진을 고려하였으며, Terzaghi's 토압의 문제점을 분석하고 토피고와 내부마찰각을 변수로 이론적 방법을 통한 토압을 각각 비교·검토하였다. Terzaghi's 토압론과 이를 수정한 수정 Terzaghi's 토압론의 경우, 소성영역 범위를 임의로 가정하였으므로, 두 이론 모두 터널의 소성영역을 해석할 수 없다. 이론적 방법을 통한 토압 산정 결과, Terzaghi's 토압의 경우 팽창성을 고려한 토압에 비해 토압이 과도하게 크게 산정되었으며 이는 지반의 체적변화로 인한 다일러턴시 효과를 무시하고, 이완영역을 과도하게 가정하였기 때문이다.

Pseudomonas sp.에 의한 nicotinic acid로부터 6-hydroxynicotinic acid의 생산 (Production of 6-hydroxynicotinic acid by nicotinic acid-assimilating Pseudomonas sp.)

  • 홍정진;황기철;방원기
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제35권6호
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    • pp.495-500
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    • 1992
  • 미생물을 이용하여 nicotinic acid로부터 6-hydroxynicotinic acid를 생산하기 위하여 토양으로부터 nicotinic acid를 탄소원, 질소원 및 에너지원으로 이용하는 균주를 70종 분리 하였으며, 이들 균주로부터 nicotinic acid hydroxylase의 비활성이 가장 높은 균주인 SH-007를 선별하였고, Pseudomonas sp.로 동정되었다. Pseudomonas sp.의 SH-007의 nicotinic acid hydroxylase의 비활성은 배지 중 2 g/l nicotinic acid, 1 g/l($(NH_4){_2}SO_4$ 및 0.5 g/l peptone을 사용하여 초기 pH 7.5로 조정한 후 $30^{\circ}C$에서 24시간 배양할 때 가장 높았으며, Pseudomonas sp. SH-007를 24시간 배양한 후 1.5 g/l nicotinic acid를 첨가하고 18시간 배양을 계속하면 24시간 배양 때보다 nicotinic acid hydroxylase의 비활성이 12% 증가하였다. 한편, 휴지세포를 이용한 6-hydroxynicotinic acid 생산을 위하여 2 g/l nicotinic acid이 함유된 최적 반응조건하에서 3시간 반응시킨 결과 생성된 6-hydroxynicotinic acid는 2.22 g/l이었으며, 이때의 전환율은 98.2 %이었다.

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수위유량곡선보정방법에 대하여 (A Method of Rating Curve Adjustment)

  • 박정근
    • 한국농공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.4116-4120
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    • 1976
  • With the use of many rivers increased nearly to the capacity, the need for information concerning daily quantities of water and the total annual or seasonal runoff has became increased. A systematic record of the flow of a river is commonly made in terms of the mean daily discharge Since. a single observation of stage is converted into discharge by means of rating curve, it is essential that the stage discharge relations shall be accurately established. All rating curves have the looping effect due chiefly to channel storage and variation in surface slope. Loop rating curves are most characteristic on streams with somewhat flatter gradients and more constricted channels. The great majority of gauge readings are taken by unskilled observers once a day without any indication of whether the stage is rising or falling. Therefore, normal rating curves shall show one discharge for one gauge height, regardless of falling or rising stage. The above reasons call for the correction of the discharge measurements taken on either side of flood waves to the theoretical steady-state condition. The correction of the discharge measurement is to consider channel storage and variation in surface slope. (1) Channel storage As the surface elevation of a river rises, water is temporarily stored in the river channel. There fore, the actual discharge at the control section can be attained by substracting the rate of change of storage from the measured discharge. (2) Variation in surface slope From the Manning equation, the steady state discharge Q in a channel of given roughness and cross-section, is given as {{{{Q PROPTO SQRT { 1} }}}} When the slope is not equal, the actual discharge will be {{{{ { Q}_{r CDOT f } PROPTO SQRT { 1 +- TRIANGLE I} CDOT TRIANGLE I }}}} may be expressed in the form of {{{{ TRIANGLE I= { dh/dt} over {c } }}}} and the celerity is approximately equal to 1.3 times the mean watrr velocity. Therefore, The steady-state discharge can be estimated from the following equation. {{{{Q= { { Q}_{r CDOT f } } over { SQRT { (1 +- { A CDOT dh/dt} over {1.3 { Q}_{r CDOT f }I } )} } }}}} If a sufficient number of observations are available, an alternative procedure can be applied. A rating curve may be drawn as a median line through the uncorrected values. The values of {{{{ { 1} over {cI } }}}} can be yielded from the measured quantities of Qr$.$f and dh/dt by use of Eq. (7) and (8). From the 1/cI v. stage relationship, new vlues of 1/cI are obtained and inserted in Eq. (7) and (8) to yield the steady-state discharge Q. The new values of Q are then plotted against stage as the corrected steadystate curve.

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기질과 접종액의 비율이 도계 가공장 슬러지 열가수분해액의 메탄생산퍼텐셜에 미치는 영향 (Effects of Substrate to Inoculum Ratio on Biochemical Methane Potential in Thermal Hydrolysate of Poultry Slaughterhouse Sludge)

  • 오승용;윤영만
    • 한국환경농학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.121-127
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    • 2016
  • BACKGROUND: Anaerobic digestion is the most feasible technology because not only the energy embedded in organic matters can be recovered, but also they are stabilized while being degraded. This study carried out to improve methane yield of slaughterhouse wastewater treatment sludge cake by the thermal pre-treatment prior to anaerobic digestion.METHODS AND RESULTS: Slaughterhouse wastewater treatment sludge cake was pre-treated by the closed hydrothermal reactor at reaction temperature of 190℃. BMPs (Biochemical methane potential) of the thermal hydrolysate was tested in the different S(Substrate)/I(Inoculum) ratio conditions. COD(Chemical oxygen demand) and SCOD(Soluble chemical oxygen demand) contents of thermal hydrolysate were 10.99% and 10.55%, respectively, then, the 96.00% of COD was remained as a soluble form. The theoretical methane potential of thermal hydrolysate was 0.51 Nm3 kg-1-VSadded. And BMPs were decreased from 0.56 to 0.22 Nm3 kg-1-VSadded when S/I ratio were increased from 0.1 to 2.0 in the VS content basis. Those were decreased from 0.32 to 0.13 Nm3 kg-1-CODadded when S/I ratio were increased from 0.1 to 2.0 based on COD content. The anaerobic degradability of VS basis have showed 196.9%, 102.2%, 80.7%, 67.4%, and 39.4% in S/I ratios of 0.1, 0.3, 0.5, 1.0, and 2.0, respectively. Also the COD of 119.6%, 76.3%, 70.1%, 69.0%, and 43.1% were degraded anaerobically in S/I ratios of 0.1, 0.3, 0.5, 1.0, and 2.0, respectively.CONCLUSION: BMPs obtained in the S/I ratios of 0.1 and 0.3 was overestimated by the residual organic matters remaining at the inoculum. And inhibitory effect was observed in the highest S/I ratio of 2.0. The optimum S/I ratios giving reasonable BMPs might be in the range of 0.5 and 1.0 in S/I ratio. Therefore VS biodegradability of thermal hydrolysate was in 67.4-80.7% and COD biodegradability showed 69.0-70.1%.

Rotary Mower의 제작과 그 이용에 관한 연구 (A Study on the Design of Rotary Mower and Its Utilization.)

  • 최규홍
    • 한국농공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.3897-3920
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    • 1975
  • Since the most of Korean dairy and cattle raising farms are too small to introduce western mechanized farming, it is necessary to develope small size equipments. This study has been carried to develop a rotary mower as on attachment of 8 to 10 horse powertiller which is widely spread in rural area. It will not ony be helpfull for the farmers to harvesting hay grass but also desirable to increase the power tiller utility. The protto type rotary mower designed through the fundamental investigations, has been modified and improved through the field trials, and a series of field tests has been carried to investigate its performance and economic feasibility comparing with existing vailable harvesting equipments. The results are as follows; 1. To increase the stability, two guide wheels are attached to both side of the protto type rotary mower. 2. To prevent the clinging of tall grasses, the vertical driving shafts are covered with cylindrical protectors. 3. The cutting height is adjustable in 8 steps from 2.5 to 20 centimeters by changing the length of guide wheel legs. 4. The practical Critical cutting speed were always higher than theoretical value in both case of single cutting blade and three when the cutting depth was 25 millimeter. 5. The peripheral speed of cutting blade was varied in response to the change of engine speed, mean while the peripheral speed was adequate as it was changhed from 25 to 35 meter per second when the power tiller is operated in proper working ground speed. 6. The time requirement to harvest 10 a were 88.7, 54.6 and 41.4 minutes for the first, second and third stage of ground speed respectively, and because of the difficulty of delivery, it was observed that operating with fourth stage of ground speed was not recomanendable when the grass height is taller than 90 centimeters. 7. The performance of rotary mower were 1.1-1.7, 1.4-4.0, 3.8-11.8 and 7.4-22.0 times of reciprocating mower, portable disc type cutter, hay scythe and ordinary sickle respectively. 8. When the slope exceeds, 20 degree the downward harvesting operation was impossible because of the excessive front end weight, while less than 5 degree of land slope did not effect in field operation. 9. Increased traveling spee caused higher cutting height and slight cutting failure, but seems not to effect to the gross yield, and the efficiency of cutting width were from 83 to 94 precent. 10. Tn rank of economy were rotary mower (3,2 stage operation), reciprocating mower, hay scythe, portable disc type cutter and sickle in order when the annul operation exdeeds 100 hours. From the above results, it is convinced that the protto type rotary mower is good enough to the livestock farmers as a hay harvesting equipment because of its economy, hardiness in operating and its out standing performance and hopefully it will contribute to the extension of Korean livestock farming.

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