• 제목/요약/키워드: 원심분리

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초고속 원심분리기의 회전시스템에 대한 동적 설계기술 연구 (Dynamic design of rotor systme for ahigh-speed centrifuge)

  • 박종권
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.607-612
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    • 1993
  • 원심분리기는 용액 속에 있는 물질을 크기와 밀도 및 모양의 다름을 이용하여 용액으로부터 분리, 정제 및 순화하는 과학기계이며 처리량의 규모에 따라 공업용과 실험실용으로 분류된다. 공업용은 처리량이 많은 반면 실험실용은 처리량이 적으나 분리효과가 좋은 특징을 갖으며 회전속도에 의해 저속, 고속 및 초고속의 원심분리기로 나뉘어진다. 초고속 원심분리기는 최초(30년대)에 침전계수의 측정을 목적으로 연구개발을 시작하였다. 이의 용도에서 사용되는 초고속원심기를 분석용 초고속원심기라 부르나 이는 50년대 이후에 점차적으로 기술적 발전을 가져와 미소물질 분리를 위한 분리용 초고속원심기로 변천이 되어 생물학분야 이외에 항공기,선박,고속철도,석유탐지,원자력,섬유공업과 반도체등 여러 분야에 이용이 되고 있다.

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PHC 파일의 압축강도와 재료분리층에 대한 실험연구 (Experimental Study on Segregated Layers of Materials and Compressive Strength of Concrete for Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile)

  • 이성로;강성수;유성원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.16-22
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    • 2001
  • PHC 파일은 높은 재하능력과 충격저항 그리고 경제성 및 내구성이 우수하지만 제품 제작시 프리스트레스 텐던이 적절한 콘크리트 덮개를 확보하여야 하며 엄격한 콘크리트 덮개를 확보하여야 하며 엄격한 품질관리가 요구된다. 원심 성형시 파일단면이 시멘트풀, 모르타르 층으로 분리되면 프리스트레스 텐던의 덮개를 충분히 확보하기 어려워 파일의 운반, 야적 및 항타시 발생하는 하중효과에 의해 균열이 발생할 수 있으며, 텐던의 부식을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 프르텐션방식 원심력 고강도콘크리트 파일 생산시 원심력콘크리트의 원심조건이 파일의 재료분리층과 압축강도에 미치는 영향을 연구하기 위해 실험을 수행하였다. 실험결과에 의하면, 재료분리는 파일의 강도에 큰 영향을 주지는 않으나 원심력 크기 및 원심시간에 따라 재료분리층의 두께 변화가 심하여, 특히 고속의 원심 성형이 파일의 강도를 크게 하는 반면 재료분리도 크게 발생함을 알 수 있다. PHC 파일의 경우 재료분리가 크면 프리스트레싱 텐던의 피복두께 감소로 인해 부착력 감소, 텐던 주변의 종균열 발생, 내구성저하를 가져오고 또한, 텐던의 처짐, 비대칭 배치에 의해 불필요한 응력발생시 횡균열 발생이 가능하므로 재료분리가 적은 최적의 원심력, 원심시간결정은 중요한 것으로 보인다.

음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리 (A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases)

  • 김상국;정민지;권효리
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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Transglutaminase로 처리한 초고온 살균유 침전물의 전자현미경적 관찰 (Electron Microscopical Observation of Transglutaminase-treated Ultra High Temperature Milk Sedimiment)

  • 문정한;홍윤호
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권8호
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    • pp.1359-1366
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    • 2004
  • 초고온-살균 우유를 이용하여 탈지유와 콜로이드성 인산칼슘이 제거된 우유에 TGase를 첨가하여 반응시킨 다음 초고속 원심분리를 실시하고 침전된 카제인 입자들을 동결건조하여 조직의 성상에 대해 주사 전자 현미경을 이용해 관찰, 비교하였다 탈지유는 카제인 입자들이 원심분리 초기(5,000${\times}$g)에는 규칙적으로 회합하였으며 원심분리 속도가 증가하면서 홈을 형성하였고(10,000∼20,000${\times}$g), 40,000${\times}$g에서 다시 회합하였다. 그리고, 100,000${\times}$g에서는 카제인 입자 수의 증가와 함께 규칙적인 회합층을 이루었다. 탈지유에 TGase를 처리하고 1시간 반응시킨 경우에 카제인 입자들의 성상은 입자들끼리 엉켜져서 회합을 하였으며 초고속 원심 분리 속도 증가에 따라 규칙적으로 혹은 불규칙적으로 변형되면서 입자들이 넓어지다가 다시 규칙적으로 카제인 입자들이 회합층을 이루었다. 탈지유에 TGase를 처리하고 8시간 반응시킨 경우 카제인 입자들의 성상은 1시간 반응시킨 경우보다 카제인 입자들이 미세해지면서 규칙적인 층을 형성하였으며, 초고속 원심분리 속도가 증가함에 따라 카제인입자들의 조직이 홈을 형성하면서 불규칙적으로 회합하여 분산된 형태를 나타내다가 다시 비교적 규칙적으로 회합하였다. 콜로이드성 인산칼슘이 유리된 우유에서는 카제인 입자들이 침전되지 않았다. TGase가 첨가되어 1시간 반응시킨 후 콜로이드성 인산칼슘이 유리된 우유에서는 20,000${\times}$g 속도에서부터 카제인 입자들이 침전하였고 그 양상은 작은 낙엽처럼 미세하게 회합층을 형성하였으며, 속도 증가에 따라 카제인 입자들의 조직은 개방되었다. TGase가 첨가된 후 8시간 반응시킨 다음 콜로이드성 인산칼슘이 유리된 시료의 경우 카제인 입자들은 대부분 넓게 회합층을 이루고 불규칙적이었으며 원심분리 속도 증가에 따라서도 큰 변화가 없었다. TGase가 첨가된후 1시간 혹은 8시간 반응시킨 다음 콜로이드성 인산칼슘을 제거하고 원심분리한 현탁액(유청 단백질)을 pH 4.6으로 조정 후 2단계 원심 분리한 침전물의 경우 카제인 입자들은 1시간 반응시킨 시료에서는 대부분의 카제인 입자들끼리 엉켜져 불규칙적인 회합층을 이루고 있는 반면에 8시간 반응시킨 시료에서는 입자들이 미세한 형태로 분산되어 규칙적인 층을 형성하였다.

Density Gradient를 이용한 식품소재를 커들란의 분리공정개발 (Development of Curdlan Separation Process with Density Gradient Centrfugation)

  • 김봉영;이중헌
    • KSBB Journal
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    • 제16권5호
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    • pp.523-525
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    • 2001
  • 커들란은 용액의 pH 7.0에서 salt 상태로 존재하기 때문에 커들란만이 액상에 녹아 있는 경우에는 분리공정은 원심분리를 함으로써 분리가 가능하다. 그러나, 세포외 다당류로 생산된 커들란읜 세포, 염 의 무기물이 섞여 있기 때문에 이러한 물질을 제거하는 것이 커들란 분리의 중요한 변수가 되었다. 커들란의 생산을 위한 분리에 관한 보고는 원심분리 방법을 이용한 것으로 알려져 있음 세포 및 불순물 등을 제거하여 순수한 커들란을 분리하기 위해 pH swing separation (pH가 높은 경우 커들란이 용액에 녹는 성질을 이용)을 이용하였으나 원심분리를 수 차례 반복해야 되기 때문에 소요되는 동력이 많이 필요하여 에너지 절감형 및 오염절감형의 새로운 공정의 개발이 필요하게 되었다. 온 연구에서는 pH swing separation 에서 동력비가 많은 드는 단점을 감소시키기위하여 커들란의 물리 화학적인 특성을 고려한 분리공정을 개발하였다. 향후 공정 개선을 위한 지속적인 연구가 필요하며 완성시 경제적이 공정을 개발하는 것이 가능할 것이다.

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여과 및 원심 분리가 참기름의 산화 안정성에 미치는 영향 (Effects of Filtration or Centrifugation on the Oxidative Stabilities of Sesame Oil)

  • 최은옥;문수연
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제37권3호
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    • pp.168-174
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    • 1994
  • 여과 및 원심 분리가 $70^{\circ}C$ 저장 중 참기름의 산화 안정성에 미치는 영향을 headspace gas chromatography법에 의한 헥산알 생성과 기름의 과산화물가 및 공액 이중 결합 측정에 의해 살펴보았다. 볶은 참깨로부터 얻은 조참기름은 유리지방산, 공액 이중결합과 금속(철, 구리, 마그네슘 및 아연)을 더욱 많이 함유한 반면 수분과 ${\gamma}-tochopherol$은 여과 참기름 또는 원심분리 참기름에 더 많이 함유되었다. 여과 참기름은 세 종류의 기름 중 가장 큰 L과 b값의 우수한 색도에도 불구하고 조참기름보다 많은 과산화물을 함유하였다. 모든 참기름이 $70^{\circ}C$ 저장 중 색차가 증가하는 경향을 보였으며 여과 참기름에서의 리놀렌산 감소 경향을 제외하고는 비교적 일정한 지방산 조성을 보였다. 산화 안정성에 있어서 원심분리 참기름과 조참기름은 a=1%에서 유의적인 차이를 보이지 않았으며 여과 참기름은 이들보다 산화안정성이 떨어졌다. 원심분리 참기름이 산화안정성과 유지의 색도 측면에서 가장 좋은 것으로 나타났다.

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부유밀도구배 원심분리를 이용하여 말초혈액단핵구로부터 고순도 및 고수율의 단세포 분리방법 (Isolation of Monocytes with High Purity and Yield from Peripheral Blood Mononuclear Cells by Flotation Density Gradient Centrifugation)

  • 배재호;손철훈;박유수;김동완;김선희;강치덕
    • 생명과학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.728-734
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    • 2009
  • 본 연구에서는, PBMC로부터 고순도 및 고수율의 단세포를 분리하기 위해 Histopaque 용액의 density 및 osmolarity를 PBS와 NaCI 용액으로 1.072 g/ml 및 335 mOsm로 조절하여 간단하고 경제적인 방법인 부유밀도구배 원심분리법을 개발하였다. 위와 같이 조절된 Histopaue 용액을 사용하여 부유밀도구배 원심분리를 시행한 결과 단세포는 Top층에서 가장 많이 회수되었다. 회수된 단세포의 순도는 71.44${\sim}$82.38%의 범위를 나타내었고 평균 74.75${\pm}$3.84% 이었다. 또한, 수율은 21.02${\sim}$53.63%의 범위를 나타내어 평균 32.62${\pm}$11.16% 이었다. 이러한 방법의 부유밀도구배 원심분리에 의해 분리된 단세포를 수지상세포로 분화 유도시켜 그 형태, 표현형, 기능적인 면을 분석해 보았을 때 전형적인 수지상세포의 기능을 나타내었다. 결론적으로, PBMC로부터 단세포를 분리하기 위해 본 연구에서 사용된 부유밀도구배 원심분리 방법은 plastic adherence, elutriation 및 immunomagnetic selection보다 용이하고 경제적인 방법이다. 나아가 이러한 장점을 바탕으로 임상단계에서 수지상세포를 안전하고, 효율적으로 배양할 수 있는 closed system에도 적용이 가능할 것으로 기대된다.

양극 벗김 전압전류법 (Anodic stripping voltammetry: ASV)을 이용한 인체 타액 내 납과 카드뮴의 검출: 예비 연구 (Electrochemical Detection of Lead and Cadmium in Human Saliva by Anodic Stripping Voltammetry (ASV) Analysis: A Pilot Study)

  • 김영준;김철
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제32권4호
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    • pp.347-355
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    • 2007
  • 본 연구는, 양극 벗김 전압전류법 (Anodic stripping voltammetry: ASV)을 이용하여, 전처리 과정 (pre-treatment procedure)에 따른 인체 타액내 납 (Pb)과 카드뮴 (Cd)의 검출농도의 차이를 비교하기 위하여 시행되었다. 납과 카드뮴에 노출되지 않을 것으로 추정되는 남녀 10명을 대상으로, 비자극성 전타액을 채취한 후, 각 시료를 6개의 시편으로 나누어서 원심분리를 시행한 후 3가지 전처리를 하는 경우와 원심분리를 시행하지 않고 3가지 전처리를 하는 경우로 구분하였다. 타액의 전처리법은 simple dilution by electrolyte, simple dilution by HCl, acid digestion by nitric acid 등 3가지를 각각 시행했으며, ASV법으로 타액 내 납과 카드뮴의 농도를 분석하였다. 실험결과는 다음과 같다. 1. '타액 시료의 전처리 방법에 따른 타액내 납의 평균 농도'를 살펴보면, 원심분리 시행군이 원심분리 미시행군에 비하여 평균농도가 유의성 있게 높았다. 2. 타액내 납의 검출에 있어서, 단순히 전해질로 희석만 한 경우보다 염산이나 질산으로 전처리를 시행한 경우에 유의성 있게 더 높은 농도를 나타내었다. 3. '타액 시료의 전처리 방법에 따른 타액내 카드뮴의 평균 농도'를 살펴보면, 원심분리 시행군이 원심분리 미시행군에 비하여 평균농도가 유의성 있게 높았다. 4. 타액내 카드뮴의 검출에 있어서, 단순히 전해질로 희석만 한 경우보다 염산이나 질산으로 전처리를 시행한 경우가 더 높은 농도를 나타내었으나, 유의한 차이는 아니었다.

다중 원심분리법을 이용한 태양전지용 실리콘 폐 슬러지 재생 시스템 구현 (Implementation of a silicon sludge recycling system for solar cell using multiple centrifuge)

  • 김호운;최병진
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-9
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    • 2012
  • 본 논문은 태양전지용 실리콘 잉곳 절삭시 발생하는 폐 슬러지에서 실리콘, 연마재를 분리 회수 재사용하는 시스템에 관한 것이다. 분리시스템의 기본 공정은 다중원심분리이고 분리 효율을 높이기 위해 초음파 교반, 알코올 물 가수, 가열처리를 하였다. 실리콘의 경우 2N의 경우 96% 회수율을 보였고, 4N의 경우 94%의 회수율을 보였다. 연마재인 SiC의 경우에는 약 80%의 회수율을 보였다. 4N의 고순도 Si 회수를 위해서는 진공열처리를 수행하여 잔류성분을 제거하였다.

Experimental Study on Oil Separation from Fry-dried Low-rank Coal

  • Ohm, Tea-In;Chae, Jong-Seong;Lim, Jae-Ho;Moon, Seung-Hyun
    • 청정기술
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    • 제19권1호
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    • pp.30-37
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    • 2013
  • 본 연구에서는 함수율 32.3 wt%인 저등급 석탄을 유중증발 건조한 후 고속 원심분리 장치에서 기름을 분리하여 연료 특성을 분석하였으며, 유중증발 건조시간이 6, 10분일 때 석탄의 함수율은 각각 5.0, 4.2 wt%까지 감소하였다. 유중증발 건조 후 석탄의 고위발열량은 11,442.0 kJ/kg-wet에서 27,816.0 kJ/kg-wet로 증가하였다. 유중증발 건조한 석탄을 상온에서 원심분리장치로 기름을 분리한 석탄의 기름 함량은 15.0 wt%이나 건조 석탄을 80, 100, $120^{\circ}C$로 재가열하여 기름을 원심분리하면 각각 9.7, 9.3, 8.5 wt%로 줄어들었으며 석탄 직경별 기름 함량차이는 미약하였다. 원심분리 장치에서 회수한 기름은 유중증발 건조용 기름으로 재사용한다. 저등급 석탄을 대상으로 열중량분석(thermogravimetric analysis, TGA)을 수행한 결과, 건조 후 $120^{\circ}C$로 재가열한 석탄은 석탄입자 크기에 따른 무게변화는 거의 없었으며 이것은 원심분리 장치 성능이 석탄입자의 크기에는 영향을 받지 않기 때문이다. 또한, 미분열중량 분석(derivative thermogravimetry, DTG)을 수행한 결과에 의하면 원시료 석탄은 $400^{\circ}C$에서 휘발분이 가스화되면서 피크가 나타났고 유중증발 건조한 석탄의 경우 $350^{\circ}C$에서 1차 피크, $400^{\circ}C$에서 2차 피크가 발생하였다. 1차 피크는 유중증발 건조과정 중에 석탄내부의 수분과 치환된 기름 때문으로 사료되었다. 또한, $80^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $120^{\circ}C$로 재가열하여 기름을 분리한 석탄시료들의 피크가 기름을 분리하지 않은 석탄의 피크보다 작은 것은 원심분리 장치에 의해 기름이 일정량 분리되었기 때문이다.