• 신재생에너지
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• 제18권3호
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• pp.23-31
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• 2022

This study evaluated the potential of coffee waste (CW) and used frying oil (UFO) as an additive in the production of pitch pine (PIP) and Mongolian oak (MOK) pellets. Ash contents obtained from CW and UFO were 0.5% and <0.1%, respectively. The calorific values of UFO (31.4 MJ/kg) and CW (26.3 MJ/kg) are higher than PIP (20.6 MJ/kg) and MOK (19.1 MJ/kg). For pellets fabricated using a pilot-scale flat-die pellet mill, regardless of fabricating conditions, moisture content (MC) and bulk density of PIP and MOK pellets satisfied the A1 wood pellet standard for residential and small-scale commercial uses, as designated by the National Institute of Forest Science (NIFOS) of the Republic of Korea. When CW was used as an additive, durability of PIP pellets made with 12%-MC sawdust and MOK pellets increased. The optimal conditions for producing PIP and MOK pellets could be by adding 20 mesh CW as an additive and the using of 12%-MC sawdust. However, durability of PIP pellets and ash content MOK pellets did not satisfy the A1 wood pellet standard of NIFOS. Thus, further research is needed to improve the properties of wood pellets with additives.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.757-767
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• 2015

본 연구는 신갈나무, 소나무, 낙엽송 목분을 이용하여 flat-die pelletizer로 제조한 목재펠릿의 연료적 특성에 대한 목분 함수율 및 크기의 영향을 조사하기 위하여 수행하였다. 각 수종별 화학적 조성을 조사한 결과, 회분 함량은 신갈나무에서, 리그닌 함량은 소나무와 낙엽송에서 높은 것으로 조사되었다. 각 목재펠릿의 연료적 특성은 펠릿 함수율의 경우 소나무에서 가장 낮았으며, 겉보기밀도는 낙엽송, 소나무, 신갈나무 순으로, 내구성은 낙엽송, 신갈나무, 소나무 순이었다. 각 수종별 목분 함수율에 따른 목재펠릿 함수율, 겉보기밀도, 내구성을 측정한 결과, 목분 함수율이 증가함에 따라 모든 수종의 목재펠릿 함수율과 내구성은 증가하였으며, 신갈나무와 낙엽송 펠릿의 겉보기밀도는 감소하였다. 각 수종별 목분 크기에 따른 목재펠릿 함수율, 겉보기밀도, 내구성을 측정한 결과, 목분 크기가 감소함에 따라 낙엽송 펠릿의 함수율과 겉보기밀도 그리고 신갈나무 펠릿의 겉보기밀도는 증가하였다. 한편, 목분 크기의 감소는 신갈나무, 소나무, 낙엽송 펠릿의 내구성 증가에 기여하였다. 각 목분 함수율별 신갈나무, 소나무, 낙엽송 펠릿의 함수율, 겉보기밀도, 내구성에 목분 크기가 미치는 영향을 분석한 결과, 12% 함수율 목분으로 제조한 신갈나무 펠릿의 겉보기밀도와 내구성은 목분 크기가 감소함에 따라 증가하였다. 한편 대조구로 사용된 낙엽송 펠릿의 내구성은 10% 및 12%의 목분 함수율 조건에서 목분 크기에 따른 차이는 없었으나, 8% 목분 함수율 조건에서 목분 크기의 감소와 함께 내구성이 증가하였다. 제조된 목재펠릿의 연료적 특성과 경제적인 측면을 고려한 최적 목분 함수율 및 크기는 신갈나무의 경우 10%와 2 mesh 그리고 소나무의 경우 12%와 2 mesh라는 결론을 얻었으며, 이 조건에서 제조한 목재펠릿의 모든 연료적 특성은 국립산림과학원 목재펠릿 품질규격 1등급 기준을 크게 상회하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.224-230
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• 2015

본 연구는 반탄화 처리한 낙엽송 및 백합나무 칩을 이용하여 제조한 펠릿의 내구성에 대한 영향 인자를 조사하기 위하여 펠릿 제조 및 내구성 측정, 그리고 제조된 펠릿의 현미경 관찰을 수행하였다. 또한 반탄화 펠릿의 내구성 향상을 위하여 수분 및 바인더를 첨가하여 펠릿을 제조하고, 이에 대한 내구성을 측정하여 수분 및 바인더가 펠릿의 내구성에 미치는 영향을 분석하였다. 반탄화 낙엽송 및 백합나무 목분으로 제조한 펠릿의 내구성은 무반탄화 펠릿과 비교하여 낮았으며, 반탄화 펠릿의 내구성은 $230^{\circ}C$/30분의 조건에서 가장 높았다. SEM-EDX를 이용한 펠릿의 관찰에서 무반탄화 펠릿의 표면에는 리그닌이 광범위하게 분포하고 있었으며, 반탄화 펠릿에서는 리그닌이 국부적으로 응집하여 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 펠릿 제조시 목분에 수분 첨가는 반탄화 낙엽송 펠릿의 내구성 향상에 기여하였으나, 반탄화 백합나무 펠릿의 내구성은 수분 첨가와 함께 감소하였다. 한편 반탄화 펠릿의 내구성은 바인더의 첨가와 함께 향상되었으며, 리그닌과 단백질이 전분보다 내구성 향상에 효과적인 것으로 조사되었다. 결과를 종합하면, 반탄화 낙엽송 및 백합나무를 이용한 펠릿 제조시 $230^{\circ}C$ 이하의 온도와 30분 이하의 조건에서 반탄화 처리하는 것이 펠릿의 내구성 유지를 위한 적절한 반탄화 조건이라 판단된다. 또한 반탄화 처리한 고비중의 목재를 펠릿의 원료로 이용할 경우 내구성 향상을 위하여 원료에 대한 적절한 함수율 조절이, 그리고 저비중 목재는 함수율 조절보다 반탄화 처리 조건의 조절을 통하여 펠릿 제조용 원료로 이용하는 방안이 효과적일 것으로 생각한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권3호
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• pp.258-268
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• 2011

본 연구는 낙엽송과 백합나무 톱밥을 이용한 펠릿의 제조 과정에서 톱밥의 크기 및 함수율, 펠릿제조 온도 및 성형시간이 펠릿의 내구성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 수종별 내구성의 비교에서 낙엽송 펠릿의 내구성이 백합나무 펠릿보다 높았으며, 낙엽송 펠릿의 경우 18 mesh (1.00 mm) 이상 크기의 톱밥으로 제조한 펠릿이 8~18 mesh (1.00~2.38 mm)의 톱밥으로 제조한 펠릿보다 내구성이 높았다. 펠릿제조 온도를 높이고 펠릿 성형시간을 연장함에 따라 펠릿의 내구성은 증가하였으며, 톱밥의 함수율이 올라감에 따라 펠릿의 내구성은 향상되는 것으로 나타났다. 한편, 본 연구에서 제조된 낙엽송 및 백합나무 펠릿은 대조구로 사용된 산림조합 및 일도에서 제조한 목재 펠릿보다 내구성은 낮았으나, 대부분의 낙엽송 펠릿은 국립산림과학원에서 고시한 목재펠릿의 내구성 1등급 기준(97.5%)을 만족하였으며, 백합나무 펠릿은 3등급 기준(95%)을 모두 상회하였다. 전자현미경을 이용한 펠릿의 관찰에서 펠릿제조 온도를 높이고 펠릿 성형시간을 연장함에 따라 펠릿내에서 톱밥 간의 거리가 감소하고, 특히 $180^{\circ}C$의 온도에서 3분의 성형시간으로 제조한 펠릿의 경우 대조구 시편과 크게 차이가 없는 것을 육안으로 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권3호
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• pp.318-326
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• 2014

본 연구는 현재 산업적으로 이용되고 있지 않는 산림바이오매스 부산물을 목재펠릿 원료 및 첨가제로서의 활용 가능성을 탐색하기 위하여 수행되었다. 목재의 탄화과정에서 발생되는 목타르는 목재와 비교하여 발열량이 높으며, 카드뮴, 수은과 같은 유해 중금속을 포함하고 있지 않아 펠릿 첨가제로서 이용 가능성이 높다. 목재펠릿 제조 시 첨가제로 목타르 10%를 첨가한 경우의 발열량(4,800 kcal/kg)은 대조구로 사용된 미 첨가구(4,630 kcal/kg)와 비교하여 약 3.7%(170 kcal/kg)의 발열량 상승효과가 있는 것으로 나타났다. 첨가제를 혼합하여 제조한 목재펠릿의 경우, 첨가제의 혼합비율이 증가함에 따라 길이와 개체밀도가 증가하였다. 또한 첨가제 혼합비율이 증가함에 따라 겉보기밀도는 증가하고 미세분 함량은 감소하는 경향을 나타냈다. 목재펠릿 첨가제 2%를 사용하여 미첨가한 경우(33.8 kg)와의 펠릿 생산성을 비교한 결과, 전분 첨가 목재펠릿은 5.9%(35.8 kg), 목타르 첨가 목재펠릿은 4.6%(35.4 kg)의 생산성 향상 효과를 나타냈다.

• 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.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제13권1호
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• pp.31-44
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• 2013

Recently, due to the high rise of energy costs and environmental problem issues, much attention has been paid to wood pellets. Wood pellets are produced by compressing woody biomass into cylindrical form. Wood pellets are suitable for use at various scales in industrial furnaces for heat production to replace conventional fossil fuel energy sources since the use of wood pellet that is carbon neutral can alleviate global warming. This study presents the result of developing two industrial wood pellet boilers with high safety having capacities of 290kW and 440kW. Efficiency has been improved by using a rotating screw bar grate burner. Special attention has been paid to the improvement of the safety of the wood pellet boilers from backfire by adopting a triple protecting system composed of a rotary feeder, an air curtain, and a backfire protecting DC-fan.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권4호
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• pp.382-398
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• 2017

This study was conducted to identify the potential of Quercus mongolica (QUM), Pinus densiflora (PID) and Pinus rigida (PIR) as a raw material for pellet production. Larix kaempferi (LAK), which has mostly been used for pellet production in Korea, was also used as a control. All specimens contained very minimal amounts of sulfur and chlorine. Ash content of LAK was the lowest, followed by PID, PIR and QUM. For the size distribution, the mass fraction between 0.42 mm and 0.25 mm was the highest in PIR. Most fuel characteristics of the produced wood pellets improved with the use of 12% moisture content (MC) particles and the increase of the ratio of length to diameter of a hole in flat-die (L/D ratio). When the MC, bulk density and durability of QUM, PID, PIR and LAK pellets was compared with the standards of the KFRI and ISO, the use of wood particles of 12% MC and flat-die with an L/D ratio of 5.00 for PID particles are suitable for high-quality pellets in the aspects of all fuel characteristics. For PIR and QUM, further work is needed to seek the optimum conditions for the production of high-quality and durable pellets.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권4호
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• pp.346-357
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• 2013

본 연구에서는 국내 숲가꾸기산물을 이용하여 목재펠릿을 제조하고 품질을 분석하였다. 원료는 일본잎갈나무(Larix kaempferi C.)와 활엽수 혼합 수종을 사용하였으며, 말구직경 6 cm를 기준으로 침엽수와 활엽수로 구분하였다. 분쇄 후 건조된 원료를 이용하여 목재펠릿을 제조하였다. 분쇄와 건조공정을 동일 조건에서 수행하였음에도 불구하고, 원료의 물리 화학적 차이에 따라 생산되는 목재펠릿의 품질에 차이가 발생하였다. 활엽수 혼합수종으로 제조한 목재펠릿은 회분이 1.6% 이상으로 분석되었으며, 일본잎갈나무의 경우에는 직경 6 cm 이하의 소경목에서 회분이 1.0%를 초과하였다. 목재펠릿을 제조하기 이전의 원료 상태에서와 비교하여 제조 후에 회분함량이 0.01~0.1% 정도 상승하는 것을 확인하였다. 발열량에서는 일본잎갈나무가 활엽수 혼합 원료에 비해 약 198 kcal/kg 정도 높았으며, 모든 시료에서 4,300 kcal/kg 이상으로 목재펠릿 원료로 적합한 것으로 분석되었다. 또한, 원료 상태보다 목재펠릿 제조 후 발열량이 일부 상승하는 것을 확인하였다. 원료에 포함된 주요 무기물은 수종 및 분류에 관계없이 Ca, K, Mg, Mn, Fe 등이었으며, 장기 연속 운전을 위해서는 연소기 내 클링커 형성을 억제할 수 있는 연소 방법의 개발이 요구된다. 동일한 펠릿 제조 조건에서 원료에 의해 제품 간의 품질 편차가 크게 발생할 수 있으며, 이를 극복하고 생산성 및 품질 향상을 위해서는 원료에 따른 공정 최적화가 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제21권3호
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• pp.305-319
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• 2013

In this study, it is intended that utilize the LCA (Life Cycle Assessment) method, to evaluate the environmental impact of wood pellet manufacturing facility. As mentioned above, wood pellet manufacturing facility of 20 has produced wood pellets as a raw material sawdust and wood in our country. In this study, in order to feature manufacturing process of wood pellets that resemble almost necessary to analyze evenly size and characteristics of various equipment whether these reasonable, the characteristics of the equipment may be different, the production of 20 places I surveyed the facility one central timber distribution center one large scale most of the equipment.