• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.251.1-251.1
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• 2010

바이오디젤은 동식물성 기름과 메탄올의 트랜스에스테르화 반응에 의해 생산되는 지방산메틸에스테르(FAME, fatty acid methyl esters)로서, 트랜스에스테르화 공정에는 KOH, NaOH, $NaOCH_3$등의 균질계 화학촉매를 이용한 방법, 무촉매 공정인 초임계 메탄올 이용 방법, 그리고 효소촉매를 이용한 방법이 있다. 초임계 공정은 에너지 소비와 장치비가 커서 경제성이 떨어지는 것으로 보고되며 화학촉매 공정은 반응 효율이 높다는 장점을 가지고 있지만, 반응 및 정제단계가 복잡하고 정제과정에 폐수를 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 고정화 효소를 사용하는 효소 공정은 에너지 비용의 절감, 후 처리 공정의 단순화, 고 순도의 글리세롤을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 반응 속도가 느리고 효소 가격이 비싸다는 단점이 있어 현재까지 상업화되지 못하고 있다. 반응속도가 높고 재사용이 가능한 효소 촉매 공정 개발을 위해 본 연구에서는 Candida rugosa, Rizhopus oryzae 2종을 실리카에 동시 고정화하였다. 고정화 Lipase의 제조는 실리카겔을 과산화수소를 이용하여 전처리를 하고 Acetone과 3-APTES의 혼합용액을 첨가한 후 실리카겔과 (silanization)을 진행 하였다. 그리고 glutaraldehyde를 첨가 하여 공유 결합을 형성 한 후에 증류수를 사용하여 실리카겔을 회수하여 lipase(Rizhopus oryzae, Candida rugosa 10% 용액)를 고정화 하였다. 고정화 효소의 효소 활성을 측정한 결과 3000-3500 Unit(${\mu}mol/g{\cdot}min$)으로 측정되었다. 제조된 고정화 효소를 이용하여 Canola Oil을 바이오디젤로 전환하는 실험을 진행하였으며 생성물로부터 고정화 효소를 분리한 후에 상층의 에스테르층을 취하여 수세한 뒤 원심분리하여 FAME 함량을 측정한 결과 83%의 바이오디젤을 얻을 수 있었다. 그리고 효소 촉매 트랜스에스테르화 반응의 Enzyme, Water, Methanol 투입량의 반응 변수들에 대하여 반응표면분석법(Response Surface Methodology)을 적용하여 최적 반응조건을 도출하는 연구를 수행하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.537-544
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• 2008

In this paper, flow characteristics of an adiabatic capillary tube in a transcritical $CO_2$ have been investigated employing the homogeneous model. The model is based on fundamental equations of mass, energy and momentum which are solved simultaneously. Two friction factors(Churchill) and viscosity(McAdams) are comparatively used to investigate the flow characteristics. Supercritical and subcritical thermodynamic and transport properties of $CO_2$ are calculated employing EES property code. Flow characteristics analysis of $CO_2$ adiabatic capillary tube is presented to offer the basic design data for the operating parameters. The operating parameters considered in this study include inlet temperature and pressure of an adiabatic capillary tube, evaporating temperature and inner diameter tube. The main results were summarized as follows : inlet temperature and pressure of an adiabatic capillary tube, evaporating temperature, mass flowrate and inner diameter of $CO_2$ adiabatic capillary tube have an effect on length of an adiabatic capillary tube.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.658-663
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• 2010

석유자원의 고갈에 따라 전 세계적으로 석유대체자원인 석탄, 천연가스 및 바이오매스로부터 합성 연료 및 화학물질을 제조하기 위한 피셔트롭스 반응에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 이러한 피셔트롭스 반응은 주로 스케일 업이 비교적 용이한 고정층 반응기를 사용한 기상반응이 적용되고 있으나, 촉매 기공에서의 확산제어 및 왁스의 생성에 따른 촉매의 비활성화 등의 문제점에 기인하여 최근 들어 초임계 유체를 이용한 반응이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 피셔트롭스 반응에 관한 담지 촉매 및 반응매체에 관한 좀 더 심도 있는 영향을 고찰하기 위해 다양한 담지촉매를 제조하여 피셔트롭스 반응에 관한 기상반응과 초임계 반응을 비교, 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권10호
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• pp.1279-1287
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• 2004

The vaporization characteristics of a liquid heptane droplet in a supercritical nitrogen flow are numerically studied. The transient conservation equations of mass, momentum, energy, and species are expressed in an axisymmetric coordinate system. The governing equations are solved time marching method with preconditioning scheme. The modified Soave-Redlich-Kwong equation of state is employed for taking account of real gas effects such as thermodynamic non-ideality and transport anomaly. Changing the convective velocity and ambient pressure, several parametric studies are conducted. The numerical results show that the two parameters, Reynolds number and dimensionless combined parameter(${\mu}$s/${\mu}$d)(equation omitted), have influence on supercritical droplet vaporization.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.533-536
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• 2006

재생 가능한 자원인 동 식물성 기름으로부터 제조되는 수소용 연료 바이오디젤은 낮은 대기오염 배출과 $CO_2$ Neutral 특성으로 환경 친화적인 연료로 인정을 받으며 전 세계적으로 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 바이오디젤 생산 기술에는 직접이용법, 마이크로 에멀젼법, 열분해법, 에스테르화법, 초임계 메탄올 이용 생산법 등이 있으며 현재의 대부분의 상용 공정은 전이에스테르화법에 근거하고 있다. 이 공정은 크게 나누어 원료 유지 물질의 전처리 단계, 촉매를 사용하여 알콜과 에스테르화시키는 단계, 그리고 생성된 바이오디젤/글리세린의 분리와 정제 단계로 이루어지며 각 단계의 세부기술은 바이오디젤 생산비에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 대두 원유의 전처리 반응, 전처리된 대두원유의 전이에스테르화 반응, 그리고 분리 및 정제 공정의 운전 변수들의 영향에 대한 연구결과와 본 연구를 통해 확립된 생산 공정으로 생산한 연료 grade의 바이오디젤 연료 물성 평가하였다.

• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.291-295
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• 2006

본 연구에서는 아임계 및 초임계 이산화탄소하의 에틸 아세토아세테이트의 케토-에놀 토토머릭 평형상수를 후리에 적외선 분광기를 이용하여 세 가지 다른 온도에서 측정하였다. 케토-에놀 토토머릭 평형상수의 용매에 대한 밀도 의존성을 연구하기 위하여 정온하에서 이산화탄소의 압력을 변화시켰다. 용매인 이산화탄소의 밀도를 증가 시키면, 케토 토토머의 양이 증가하게 되어 케토-에놀 토토머릭 평형상수값이 감소한다. 에틸 아세토아세테이트의 케토-에놀 토토머릭 평형상수의 밀도의존성을 연구하기 위하여 변형된 격자유체수소결합 모델을 적용하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제12권4호
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• pp.74-84
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• 2007

The flowfield characteristics in a straight rectangular channel have been investigated through a numerical model to analyze the regenerative cooling system that is used in rocket engine cooling. The supercritical hydrogen coolant introduces strong property variations that have a major influence on the developing flow and heat transfer characteristics. Of particular interest is the improved understanding of the physical characteristics of such flows through parametric studies. The approach used is a numerical solution of the full Navier-Stokes equations in the three dimensional form including the arbitrary equation of state and property variations. The present study compares constant and variable property solutions for both laminar and turbulent flow. For laminar flow, the variation of aspect ratio is examined, while for turbulent flow, the effects of variation of channel length and Reynolds number are discussed.

• 한국분무공학회지
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• 제26권4호
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• pp.171-181
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• 2021

This study presents a prediction methodology of thermodynamic properties by using RK-PR Equation of State in a wide range of temperature and pressure conditions including both sub-critical and super-critical regions, in order to obtain thermophysical properties for hydrocarbon aviation fuels and their products resulting from endothermic reactions. The density and the constant pressure specific heat are predicted in the temperature range from 300 to 1000 K and the pressure from 0.1 to 5.0 MPa, which includes all of the liquid and gas phases and the super-critical region of three representative hydrocarbon fuels, and then compared with those data obtained from the NIST database. Results show that the averaged relative deviations of both predicted density and constant pressure specific heat are below 5% in the specified temperature and pressure conditions, and the major sources of the errors are observed near the saturation line and the critical point of each fuel.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권3호
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• pp.355-363
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• 2015

본 연구에서는 초임계 에탄올 및 Ru/C 촉매를 이용하여 초본류 바이오매스 유래 아시안 리그닌을 효과적으로 분해하였으며, 분해 생성된 리그닌오일의 물리화학적 특성을 다양한 분석방법을 이용하여 조사하였다. 리그닌오일의 수율은 반응온도가 $250^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$로 상승함에 따라 89.5 wt%에서 32.1 wt%로 감소하는 경향을 보였지만 분자량 및 다분산지수는 $350^{\circ}C$ 조건에서 아시안 리그닌(3698Da, 2.68) 대비 각각 85%, 44% 감소하여 효과적인 탈중합 반응이 진행되었음을 확인할 수 있었다. 리그닌오일의 GC/MS 분석 결과 guaiacol, 4-ethylphenol, 4-methylguaiacol, syringol, and 4-methysyringol 등 단량체 수준의 페놀화합물은 반응온도가 증가할수록 24.1 mg/g of lignin ($250^{\circ}C$)에서 64.8 mg/g of lignin ($350^{\circ}C$)으로 증가하였으며, 반응기 내부에 수소가스와 촉매(Ru/C)를 첨가하였을 때 최대 76.1 mg/g of lignin 수준까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 한편 리그닌오일의 원소분석 결과 반응온도가 증가함에 따라 탄소함량은 증가한 반면 산소함량은 점차 감소하였으며, 이를 통해 아시안 리그닌 탈중합 공정 중 수첨탈산소반응 및 수소첨가반응이 진행됨을 간접적으로 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.127-132
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• 2003

A study of high-pressure n-heptane droplet vaporization is conducted with emphasis placed on equilibrium at vapor-liquid interface. General frame of previous rigorous model[1] is retained but tailored for flash equilibrium calculation of vapor-liquid interfacial thermodynamics. The model is based on complete time-dependent conservation equations with a full account of variable properties and vapor-liquid interfacial thermodynamics. The influences of high-pressure phenomena, including ambient gas solubility, thermodynamic non-ideality, and property variation on the droplet evaporation are investigated. The governing equations and associated moving interfacial boundary conditions are solved numerically using a implicit scheme with the preconditioning method and the dual time integration technique. And a parametric study of entire droplet vaporization history as a function of ambient pressure, temperature has been conducted. Some computational results are compared with Sato's experimental data for the validation of calculations. For low ambient temperatures, the droplet lifetime first increases with pressures, then decreases for high pressures. For higher ambient temperatures, the droplet lifetime increase with less amplitude than that of low ambient temperatures, which then decreases with more amplitude than that of low temperatures. The solubility of nitrogen can not be neglected in the high pressure and it becomes higher as the pressure goes up.