• Food Science and Biotechnology
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• 제14권5호
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• pp.566-571
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• 2005

Process of screw-pumping system (SPS) was optimized for mass production of encapsulated bifidus. SPS entrapment device was composed of feeding component, with optimized nozzle size and length of 18G (0.91 cm) and 4 mm, respectively, screw pump, and 37-multi-nozzle. Screw component had five wing turns [radius (r)=26 to 15 mm] from top to bottom of axis at 78-degree angle from middle of the screw, and two wings were positioned at screw edge to push materials toward nozzle. For nozzle component, 37 nozzles were attached to 20-mm round plate. Air compressor was attached to SPS to increase productivity of encapsulated bifidus. This system could be operated with highly viscous (more than 300 cp) materials, and productivity was higher than $1128\;{\pm}\;30\;beads/min$. Viability of encapsulated bifidus was $5.45\;{\times}\;10^8\;cfu$/bead, which is superior to that of encapsulated bifidus produced by other methods ($2.51{\times}10^8\;cfu$/bead). Average diameter of produced beads was $2.048\;{\pm}\;0.003\;mm$. Survival rate of SPS-produced encapsulated bifidus was 90% for Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem test and 88% in fermented milk (for 14 days). These results show SPS is effective for use in development of economical system for mass production of viable encapsulated bifidus.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제27권6호
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• pp.565-572
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• 2002

In order to control the root-zone temperature of greenhouse crops in the hydroponics at hot and cold season, heat pump system for cooling and heating was built and tested in this work. The system was air-to-water type and vapour compression type. The heating and cooling mode was selected by the four way valve. Capacity of the compressor was 3.75㎾ and heat transfer area of the evaporator and the condenser were 3.05㎡ and 0.6㎡, respectively. According to the performance test, it could supply heat of 42,360 to 64,372kJ/h depending on the water circulation rate of 600 to 1,500ℓ/h, respectively, when indoor air temperature was 10∼20$\^{C}$. COP of heat pump system was 3.0 to 4.0 in the heating mode. But, COP of the cooling mode was 1.3 to 2.1 at indoor temperature of 20∼35$\^{C}$. The feasibility test in the greenhouse the developed heating and cooling system was installed, showed that the heating cost of the developed system was only about 13% of that of the conventional heating system. The heating cost of the developed system was 367won/day(electric consumption 9.7㎾h/day), while that of the conventional system was 2,803won/day(oil consumption 7.7ℓ/day) at the same heating mode.

• 설비공학논문집
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• 제19권5호
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• pp.403-410
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• 2007

In this study, natural refrigerants and their mixtures that can supplement and replace R12 and R134a in automobile air-conditioners are studied. R134a is currently used as the refrigerant in new motor vehicle air conditioners, replacing the ozone depleting refrigerant R12. Although R134a has no ozone depletion potential, it has a relatively large global warming potential, approximately 1300 times that of $CO_2$ over a 100 year time horizon. For this reason, performance of natural refrigerants and their mixtures containing R152a, RE170 (Dimethylether, DME) and R600a (Isobutane) are measured under 2 different temperature conditions. They were tested in a refrigerating bench tester with an open type compressor. The test bench provided about 4 kW capacity and water and water/glycol mixture were employed as the secondary heat transfer fluids. Test results show that the coefficient of performance (COP) of these refrigerants is up to 21.55% higher than that of R12 in all temperature conditions. Overall, these fluids provide good performance with reasonable energy savings without any environmental problem and thus can be used as long term alternatives for automobile air-conditioners.

• 설비공학논문집
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• 제18권4호
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• pp.312-319
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• 2006

In this study, performance of 2 pure hydrocarbons and 7 mixtures was measured in an attempt to substitute HCFC22 used in air-conditioners and heat pumps. The mixtures were composed of R1270 (propylene), R290 (propane), HFC152a, and RE170 (Dimethyl ether, DME). The pure and mixed refrigerants tested have GWPs of $3{\sim}58$ as compared to that of $CO_2$ and the mixtures are all near-azeotropic showing the gliding temperature difference (GTD) of less than $0.6^{\circ}C$. Thermodynamic cycle analysis was carried out to determine the optimum compositions and actual tests were performed in a laboratory heat pump test bench at the evaporation and condensation temperatures of 7.5 and $45.1^{\circ}C$ respectively. Test results show that the coefficient of performance (COP) of these mixtures is up to 5.7% higher than that of HCFC22. While propane showed 11.5% reduction in capacity, most of the fluids tested had the similar capacity to that of HCFC22. Compressor discharge temperatures were reduced by $11{\sim}17^{\circ}C$ with these fluids. There was no problem with mineral oil since the mixtures were mainly composed of hydrocarbons. The amount of charge was reduced up to 55% as compared to HCFC22. Overall, these fluids provide good performance with reasonable energy savings without any environmental problem and thus can be used as long term alternatives for. residential air-conditioning and heat pumping application.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권4호
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• pp.286-296
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• 2016

해양 CCS는 화력발전소에서 배출되는 $CO_2$를 포집하여 해양 지중의 대수층이나, 고갈 유가스전까지 수송하여 저장하는 기술이다. 시간 경과에 따라 지중 저장소로 주입 및 저장되는 $CO_2$의 누적 양이 증가하며, 이는 저류층 압력의 상승을 동반한다. 저류층 압력의 상승은 수송 및 주입 시스템의 운전조건 변화를 유발한다. 따라서 초기 설계단계에서 이러한 사업시간의 경과에 따른 운전조건 변화를 반영한 분석이 요구된다. 본 연구에서는 국내 동해 대륙붕에 위치한 가스전을 $CO_2$ 저장소로 활용할 경우 시간 경과에 따른 해양 수송 및 주입 시스템 내 $CO_2$ 거동을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 전체 시스템을 해저 파이프라인, 라이저, 탑사이드, 주입정으로 구성하고, 이를 OLGA 2014.1을 이용하여 모델링 및 해석하였다. 약 10년의 주입 운전기간동안 해저 파이프라인, 라이저, 탑사이드, 주입정에서의 $CO_2$ 압력과 온도, 상거동의 변화를 분석하였다. 이를 통해 해저 파이프라인 입구 압축기, 탑사이드 열교환기 및 주입정 정두 제어 등의 설계 방안을 제시하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권3C호
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• pp.398-407
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• 2004

본 논문에서는 2차원 웨이블릿 변환을 이용한 영상 압축방식에 적합한 블라인드 워터마킹 방식을 제안하고 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)을 이용해서 하드웨어로 구현하였다. 워터마킹 알고리즘의 목적은 영상의 조작에 대해 영상의 무결성을 인증하고 조작이 가해졌을 경우에 조작 위치를 판별하는 것이다. 제안된 워터마크 방식은 동영상 압축 시 적용되는 것으로 가정하였으며, 따라서 양자화에 무관하고 실시간으로 삽입 및 추출이 가능하도록 하였다. 웨이블릿 도메인에서 주파수 특성상 최저파수 대역(LL4)은 공간영역의 변화에 대해 민감하지 않다는 것을 실험적으로 검증하여 LL4를 워터마크의 삽입영역으로 설정하였다. 워터마크 삽입 시 압축된 영상의 화질을 최대한 저하시키지 않으면서 강인성을 지닐 수 있는 비트평면 조합을 LL4 부대역에서 선택하고 이를 워터마크 삽입 포인트로 결정한다. 비트평면에서 워터마크의 삽입위치를 알고 있고 값 변환이 아닌 값의 치환방식으로 워터마크를 삽입하므로 워터마크를 추출할 때에 원 영상이 필요하지 않다. 또한 삽입위치가 노출되었을 때의 안전성을 고려하여 워터마크를 블록암호화 알고리즘을 이용하여 암호화한 후 삽입하도록 하였다. 실험결과 제안된 워터마킹 알고리즘은 일반적인 영상의 조작에 대해 강인성을 보였고 영상 및 비디오 압축기에서 전체 동작과 구조에 큰 변화를 주지 않으면서 이식이 가능하였다. 구현된 영상압축기와 워터마킹 하드웨어는 Altera의 APEX20KC EP20K400CF672-7 FPGA 디바이스에서 약 40%의 LSB를 사용하고 최대 약 60MHz에서 동작이 가능하였다.

• 설비공학논문집
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• 제21권2호
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• pp.109-117
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• 2009

In this study, thermodynamic performance of R430A is examined both numerically and experimentally in an effort to replace HFC134a used in the refrigeration system of domestic water purifiers. Even though HFC134a is used predominantly in such a system these days, it needs to be phased out in the near future in Europe and most of the developed countries due to its high global warming potential. To solve this problem, cycle simulation and experimental measurements are carried out with a new refrigerant mixture of 76%R152a124% R600a using actual domestic water purifiers. This mixture is numbered and listed as R430A by ASHRAE recently. Test results show that the system performance with R430A is greatly influenced by the amount of charge due to the small internal volume of the refrigeration system of the domestic water purifiers. With the optimum amount of charge of 21 to 22 grams, about 50% of HFC134a, the energy consumption of R430A is 13.4% lower than that of HFC 134a. The compressor dome and discharge temperatures and condenser center temperature of R430A are very similar to those of HFC134a at the optimum charge. Overall, R430A, a new long term environmentally safe refrigerant, is a good alternative for HFC134a requiring little change in the refrigeration system of the domestic water purifiers.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.353-362
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• 2019

그간 캐스케이드 냉동 시스템에 대해서 열역학적 해석은 다수 수행되었으나 증발기, 응축기, 인터쿨러 등 부품 해석을 통한 시스템 평가는 미진한 상태이다. 본 연구에서는 냉방 및 냉동 열교환기가 별도로 장착되어 있고 하부 사이클에 공랭식 응축기와 인터쿨러가 직렬로 연결되어 있는 캐스케이드 냉동 사이클에 대해 성능 해석을 수행하였다. 우선 증발기, 응축기, 인터쿨러 등 요소부품에 대해 모델링을 수행하고 R-410A를 사용하는 냉방 능력 8 kW, 냉동 능력 15 kW의 캐스케이드 냉동 사이클의 요소 부품의 - 상부 응축기, 하부 응축기, 냉방 증발기, 냉동 증발기, 인터쿨러, 압축기, 전자팽창변 - 설계를 수행하였다. 설계 사양에 대하여 외기 온도를 $26^{\circ}C$에서 $38^{\circ}C$로 변화시키며 해석을 수행한 결과 냉각 열량은 하부 증발기에서는 거의 일정하고 상부 증발기에서는 9% 감소, 인터쿨러에서는 63% 증가하였다. 한편 COP는 외기 온도의 증가에 따라 감소하였다. 인터쿨러가 작동하지 않는 사이클 대비 인터쿨러 사이클이 COP 측면에서 우위를 보였다. 또한 상부 응축기의 크기를 당초 설계치의 2배 증가시키면 하부 증발기 열량은 변함이 없는 반면 상부 증발기 열량은 4% 증가하였다. 한편 상부 응축기의 크기 증가에 따라 상부 사이클의 COP는 증가하는 반면 하부 사이클의 COP는 큰 변화가 없다. 또한 하부 응축기 크기를 2.8배 증가시키면 상하부 증발기의 열량 변화는 거의 없고 인터쿨러의 열량만이 8% 감소하였다. 아울러 하부 사이클의 COP는 응축기의 크기가 증가함에 따라 다소 증가하였으나 상부 사이클의 경우는 그 변화가 미미하였다.

• 에너지공학
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• 제27권2호
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• pp.14-25
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• 2018

복합화력발전 플랜트는 천연가스와 같은 연료로 가스 터빈을 작동시킨 후 잔류 열로 증기를 생산하는 사이클을 가지고 있다. 연료가스는 압축기 및 열교환기를 통해 4~5 MPa, $200^{\circ}C$ 수준의 상태로 가스터빈에 공급된다. 본 연구에서는 가스 연료공급 배관계통의 안전 운영 및 건전성 확보를 위해 배관 시스템 응력을 고려한 위험도 평가 기법 연구를 수행하였다. 위험도 평가 기법으로 잘 알려진 API 580/581 RBI 코드에서는 위험도에 배관 응력의 영향을 반영이 제한적이다. 따라서 배관 해석을 이용하여 배관의 시스템적 응력을 위험도의 파손확률로써 인자화하는 접근법을 제시하였다. 해석은 가상 발전 플랜트의 가스연료 공급 배관의 설계 데이터에 근거하여 배관 시스템 응력 해석을 수행하였다. API 코드에 의해서 평가된 파손확률 등급과 배관해석을 이용한 응력비 평가 결과를 비교하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제19권6호
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• pp.486-491
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• 1987

고효율의 열발생장치인 열펌프중, 국내에서 이용중인 압축식 열펌프에 대해 성능시험 및 식품농축분야에 이용코자 실증시험을 하였다. 국내에서 $43^{\circ}C$의 온천수를 $51^{\circ}C$까지 가열하기 위해 설치, 운전중인 냉매압축식열펌프(프레온12, 150HP)의 성적계수는 가열측이 4.03, 냉각측이 3.5로 나타났으며, 압축기 효율(${\alpha}$)은 0.477이었다. 또, 압축식열펌프를 국산화하기 위해 개발된 10HP의 열펌프(프레온22)에서 시수를 $39^{\circ}C$까지 가열하는 경우의 성적계수는 가열측이 3.0, 냉각측이 1.87이었다. 원심식농축기(${\alpha}$-LAVAL, CT1B)에 열펌프를 부착한후 설탕물의 농축실험을 한 결과, 수증기 응축에 소비된 열량이 농축에 필요한 증발잠열보다 15%정도 많이 소비되었고, 총괄열전달계수는 $1196\;Kcal/m^{2}{\cdot}h{\cdot}^{\circ}C$이었다. 또, 열펌프에서 제조되는 $60^{\circ}C$와 $15^{\circ}C$의 물을 열원으로 하여 마늘추출액을 저온농축(증발온도 : $30{\sim}35^{\circ}C$, 진공도 : $28{\sim}40$Torr)한 결과 농축에 소비된 열량과 수증기 응축열량과의 비는 0.961로 나타나 열펌프의 냉매 응축열과 증발열이 열수지 조절이 용이한 조건이었다. 따라서, 열펌프의 식품농축 분야에의 적용성은 매우 좋은 것으로 나타났다.