• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1825-1834
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• 2022

Performing high-fidelity computational fluid dynamics (HF-CFD) to predict the flow and heat transfer state of the coolant in the reactor core is expensive, especially in scenarios that require extensive parameter search, such as uncertainty analysis and design optimization. This work investigated the performance of utilizing a multi-fidelity reduced-order model (MF-ROM) in PWR rod bundles simulation. Firstly, basis vectors and basis vector coefficients of high-fidelity and low-fidelity CFD results are extracted separately by the proper orthogonal decomposition (POD) approach. Secondly, a surrogate model is trained to map the relationship between the extracted coefficients from different fidelity results. In the prediction stage, the coefficients of the low-fidelity data under the new operating conditions are extracted by using the obtained POD basis vectors. Then, the trained surrogate model uses the low-fidelity coefficients to regress the high-fidelity coefficients. The predicted high-fidelity data is reconstructed from the product of extracted basis vectors and the regression coefficients. The effectiveness of the MF-ROM is evaluated on a flow and heat transfer problem in PWR fuel rod bundles. Two data-driven algorithms, the Kriging and artificial neural network (ANN), are trained as surrogate models for the MF-ROM to reconstruct the complex flow and heat transfer field downstream of the mixing vanes. The results show good agreements between the data reconstructed with the trained MF-ROM and the high-fidelity CFD simulation result, while the former only requires to taken the computational burden of low-fidelity simulation. The results also show that the performance of the ANN model is slightly better than the Kriging model when using a high number of POD basis vectors for regression. Moreover, the result presented in this paper demonstrates the suitability of the proposed MF-ROM for high-fidelity fixed value initialization to accelerate complex simulation.

• 신재생에너지
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• 제19권1호
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• pp.1-11
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• 2023

A large amount of carbon monoxide (CO) is generated in circulating fluidized bed combustion, the process whereby a hot cyclone separates unburned fuel. However, calcium sulfate (CaSO₄), when combined with a high CO content, can cause fouling on the surface of the steam tube installed inside the integrated recycle heat exchangers (INTREX). In this study, CaSO₄ decomposition was investigated using 0.2-3.2 vol.% CO and 1-3 vol.% oxygen (O₂) at 850℃ for 20 min in a lab-scale fluidized bed reactor. The results show that CaSO₄ decomposes into CaS and CaO when CO gas is supplied, and SO₂ emissions increase from 135 ppm to 1021 ppm with increasing CO concentration. However, the O₂ supply delayed SO₂ emissions because the reaction between CO and O₂ is faster than that of CaSO₄; nevertheless, when supplied with CaCO₃, the intermediate product, SO₂ was significantly released, regardless of the CO and O₂ supply. In addition, agglomerated solids and yellow sulfur power were observed after solid recovery, and the reactor distributor was corroded. Consequently, a sufficient O₂ supply is important and can prevent fouling formation on the INTREX surface by suppressing CaSO₄ degradation.

• 자원리싸이클링
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• 제10권3호
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• pp.51-59
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• 2001

본 연구는 폐 카본 슬러지로부터 불순물을 제거하여 고품위 수성 카본을 제조하고자 수행되었다. 수성 카본 슬러지는 NH$_3$를 제조하기 위해서 물의 불꽃 반응에 의해 수소가스를 생산하는 동안 부산물로써 다량 발생된다. 발생된 카본 슬러지는 황, 철, 애쉬 등의 다량의 불순물을 함유하고 있어 탈수 후 일부 저품위 카본 원료로 사용되고, 나머지는 소각되어지고 있다. 고품위 수성 카본은 기능성 카본 블랙으로써 제조가 어려울 뿐만 아니라 제조시 환경오염문제와도 밀접한 관련이 있기 때문에 오일블랙에 비해 3~5배의 가격이 비싸다. 고품위 수성 카본은 일반적으로 밧데리, 플라스틱 착색제, 전선피복 고무 첨가제 등에 사용되어지고 있다. 수성카본 슬러지를 전도체로써 사용하기 위해서는 99%이상의 탄소와 매우 낮은 불순물을 함유하고 있어야한다 따라서 제품에 막대한 영향을 미치게되는 불순물의 제거가 필수적으로 이루어져야 한다. 본 연구는 폐카본슬러지로부터 불순물을 제거하기 위해서 분쇄, 자력선별. 부유선별, 초음파처리 등을 포함한 불순물 정제실험을 수행하였다. 실험결과 전도체로써 사용하기 위한 조건을 만족하는 애쉬0.01%, 철 0.01%, 황 0.3%이하로 대부분의 불순물을 제거하였고, 비표면적은 930 m$^2$/g을 나타냈다.

• 한국균학회지
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• 제3권2호
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• pp.1-6
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• 1975

담자균(擔子菌) Pleurotus ostreatus, Pholiota nameko, Flammulina velutipes가 생산(生産)하는 각종(各種) 효소(酵素)에 의(依)한 톱밥류와 농산물 폐물인 고구마줄기, 옥수수대 및 보리짚의 영양사료(榮養飼料)에 관하며 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 활엽수, 포플라 및 밤나무의 톱밥과 고구마줄기 옥수수대 및 보리짚의 비율을 $42{\sim}49$ 대(對) 30으로 조절(調節)하고 쌀겨 $18{\sim}25$의 비율로 배합한 기질(基質)에서 수분함량(水分含量) $67{\sim}70%$, 온도(溫度) $24{\sim}26^{\circ}C$가 발육(發育)에 적합(適合)하였다. 2. 20일간(日間) 각시험구(各試驗區)에서 생장(生長)시킨 후(後) 원료기질중(原料基質中)의 섬유를 조사(調査)한 바, $47{\sim}50%$ 분해(分解)하여 다당류화(多糖類化)시켰고 리그닌은 $20{\sim}25%$ 분해(分解)하였고 단백질함량은 처음의 약 3배량(倍量)이었다. 3. 조(粗)섬유의 농후사료화(濃厚飼料化)가 가능(可能)하였다.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.232-237
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• 2022

해조류 바이오매스 중 갈조류의 주요 구성 성분인 알긴산은 다양한 산업에서 널리 사용되어지며, 촉매적 저분자화를 통해 당, 당알코올, 퓨란계, 그리고 유기산과 같은 고부가가치 화합물로 전환할 수 있다. 본 연구에서는 루테늄 담지 활성탄과 마그네시아를 혼합하여 알긴산 저분자화 반응에 적용하고자 하였다. 이러한 불균일계 촉매 시스템은 생성물에 대한 분리가 용이하고 정제 과정의 간소화가 장점으로 작용한다. 반응 결과, 탄소 수 5개 이하의 저분자량 알코올 및 유기산이 생성되었으며, 최적의 반응 조건 탐색을 통해 최종적으로 1 wt% 알긴산 수용액 30 mL, 루테늄 담지 활성탄 100 mg, 마그네시아 100 mg, 반응 온도 210 ℃, 반응 시간 1 h의 반응 조건에서 29.8%의 알코올에 대한 탄소 수율과 43.8%의 알코올 포함 액상 생성물에 대한 총 탄소 수율을 확보하였다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제4권3_4호
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• pp.93-108
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• 1981

본 연구는 화본과 식물중에서 조, 수수, 옥수수, 억새 등의 자가중독에 의한 기지현상과 그의 중독물질이 뿌리에서 직접 분필하는 물질인지, 뿌리가 토양중에서 분석되어 생성된 이차산물인지를 밝히고저 하였고 Miscanthus sinensis가 그의 군락내나 5m이내에서 자생하는 마타리, 참싸리, 무우, 달맞이꽃, 잔디 등 5종 식물과 억새의 군락내나 5m이내에서 볼 수 없는 미국비름, 까마중, 냉이, 명아주, 둑새풀 등 5종식물의 발아와 생장에 미치는 영향을 구명하며 더우기 우리나라의 당귀재배지에서는 당귀에 피음을 주기 위하여 옥수수를 간작하는데 이때 옥수수가 당귀의 생장에 미치는 영향을 구명하고저 착수한 것이다. 자체의 유체분말이 토양중에서 분해되어 생긴 이차산물이 장체의 생장에 미치는 환경을 보면 조, 수수, 옥수수는 현저한 생장조해를 보이지 않았다. 또한 자체의 뿌리에서 직접 분필하는 물질이 자체의 생장에 미치는 환경을 보면 조와 옥수수는 현저한 생장조해를 보였으나 수수와 억새는 생장조해가 없었다. 그리고 수수의 기지현상을 나타내는 물질을 자체의 뿌리가 토양중에서 분해되어 생장된 어떤 화학적 물질일 것으로 생각된다. 억새의 경엽침출액을 억새군락내에서 자주 볼 수 있는 식물군이나 자주 볼 수 없는 식물군의 발아와 생장에 전혀 조해를 주지 않았다. 또한 억새 뿌리에서 분필하는 물질이 타식물의 발아에 미치는 영향을 보면 억새군과 공존하는 식물군에 속하는 참싸리, 무우의 발아에는 조해가 없었으나 억새와 공존하지 않는 식물군에 속하는 미국비름의 발아에는 조해의 경향을 보였다. 그리고 억새 뿌리에서 분필하는 물질이 타식물의 생장에 미치는 영향을 보면 억새군과 공존하는 식물군에 대하여는 마타리에서 약간의 생장조해가 있었을 뿐이고 참싸리, 무우, 달맞이꽃, 잔디의 생장에는 조해가 없었으나 억새와 공존하지 않는 식물군에 속하는 미국비름, 까마중, 냉이, 명아주, 둑새풀 등의 생장에 현저한 조해현상을 나타냈다. 이것으로 보아 억새가 타식물의 생장에 영향을 주는 요인물질은 억새의 뿌리에서 분필되는 것으로 생각된다. 옥수수의 뿌리에서 직접 분필하는 물질이나 옥수수뿌리의 분해물질들은 모두 당귀의 생장을 조해하는 경향이 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권4호
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• pp.372-377
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• 1999

본 연구는 부산물 비료의 부숙도 판정 기준 설정을 위한 기초자료를 구축하기 위하여 우리 나라에서 가장 널리 사용되고 있는 수피 부산물 비료와 돈분 부산물 비료를 대상으로 원재료로부터 완제품 생산까지 부숙단계별 시료의 물리적${\cdot}$화학적${\cdot}$생물학적 특성의 변화를 측정하기 위해 수행되었으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 부숙이 완료됨에 따라 수피 부산물 비료의 경우 유색(black)으로, 돈분 부산물의 경우 암갈색으로 변화되었으며, 수피 부산물의 경우는 43일경과 후에, 돈분 부산물의 경우는 40일경과 후에 원 시료의 냄새가 사라지고 퇴비취가 나는 것으로 나타났다. 완숙된 수피 부산물 비료의 pH와 EC는 각각 pH6.5와 $1dS{\cdot}m^{-1}$에서 안정화되었으며, 돈분 부산물 비료의 경우는 pH7.2와 $6dS{\cdot}m^{-1}$에서 안정화되었다. 부숙이 진행됨에 따라 유기물함량은 점차 감소하여 수피 부산물 비료의 경우 120일 경과후 62%, 돈분 부산물 비료의 경우 40일경과 후 59%로 안정화되었다. 부숙 기간 중 총 질소의 함량은 수피 부산물 비료의 경우 $1.1{\sim}1.5%$, 돈분 부산물의 경우 $1.5{\sim}2.2%$를 유지하였다. 두 가지 비료 모두에서 암모니아태 질소는 초기에 증가하다 중기 이후 감소하였고, 질산태 질소는 계속적으로 증가하였으며, 무기태 질소의 전체 함량은 증가하였다. 부숙이 완료된 퇴비의 유기물/질소비는 수피 부산물 비료의 경우 25에서, 돈분 부산물 비료의 경우 27에서 안정화되었다. 부숙이 진행됨에 따라 CEC는 증가하였는데, 완숙단계에서 수피 부산물 비료의 경우 $87cmol(+)\;{\cdot}\;kg^{-1}$으로, 돈분 부산물 비료의 경우$70cmol(+)\;{\cdot}\;kg^{-1}$으로 증가하였다. 조섬유 중 Cellulose와 Hemicellulose는 부숙이 진행됨에 따라 감소하였으나, Lignin의 비율은 점차 증가하였다. 부산물비료의 부숙단계별 시료의 특성변화는 부산물 비료의 부숙도를 평가하는 지표로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권4호
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• pp.365-372
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• 2022

셀로비오스(cellobiose)는 식물 등에 널리 분포하는 셀롤로오스의 분해 과정에서 생성되는 이당류이다. 환원당인 셀로비오스는 2 개의 β-1,4 결합으로 결합한 구조를 가지며, 식물 등에 존재하는 천연물로서, 건강식품이나 식품의 감미료, 화장품 원료, 의약품 원료로서 활용되어지고 있다. 본 연구에서는 다양하게 유용될 셀로비오스를 기능성 화장품인 미백 화장품 소재로서의 가능성을 확인하고자, 자가포식 활성화 및 멜라닌 생성저해 효능을 검토하였다. 인간 유래 멜라닌 생성 세포로 알려진 MNT-1 세포에서 셀로비오스의 농도에 따른 독성 실험을 진행한 결과 20 mg/mL이하에서 세포독성이 없음을 확인하였고, 공초점 현미경을 통해 셀룰비오스 처리에 따른 자가포식 표지자인 microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3) puncta의 증가가 확인되었다. 또한 LC3의 형태가 LC3-I에서 LC3-∏로 변환됨을 확인하였으며, 농도와 시간에 따라 LC3-II양이 증가하는 것을 확인하였다. 셀로비오스를 동일 세포에서 20 mg/mL 농도로 7 일간 처리하여 멜라닌 생성량을 분석한 결과, 50% 이상 멜라닌 생성 감소를 확인하였다. 추가적으로, 멜라닌 생성 관련 단백질TYR 및 TYRP1의 발현량을 western blot법을 이용하여 분석한 결과, 농도의존적으로 발현이 저해되어 멜라닌 생성이 감소함을 확인하였다. 이러한 연구 내용을 기반을 토대로 셀로비오스를 함유한 화장품 크림제형을 확보하여 4 주 동안 제형의 변화를 확인 해본 결과 성상이 고온에서 액채형태로 변화하였지만 pH는 변화하지 않았음을 확인하였다. 결론적으로, 자가포식 활성화 및 멜라닌 생성 억제 과정에 셀로비오스가 관여함을 확인하였으며, 이를 통해 미백 화장품 소재로서의 활용 가능성을 제안하고자 한다.

• 대한화장품학회지
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• 제45권4호
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• pp.399-408
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• 2019

미백 성분으로 사용되는 알부틴은 피부질환 및 발암물질로 알려진 히드로퀴논을 생성할 수 있으며, 살균보존제는 화장품을 장기간 보관 및 사용 중 미생물의 오염을 방지하기 위해 필수적이기는 하지만 독성 및 피부 자극 등 안전성의 문제가 제기되고 있다. 이번 연구에서는 온·오프라인으로 판매되는 알부틴 함유 미백 기능성화장품 40건을 대상으로 히드로퀴논과 살균보존제 21종에 대하여 함량 및 사용실태를 조사하였다. 그 결과, 히드로퀴논은 9건이 검출 되었으며, 이 중 7건에서 0.3 ~ 0.9 ppm으로 식품의약품안전처에서 설정한 기준에 적합하였으나, 2건에서는 8.4 ppm, 50.5 ppm으로 검출이 되어 기준을 초과하였다. 살균보존제는 40건 중 20건에서 검출되었으며, 검출 항목 및 범위는 페녹시에탄올 0.1 ~ 0.7% (15건), 메틸파라벤 0.19 ~ 0.21% (2건), 클로르페네신 0.13% (1건), 클로르헥시딘 0.006%(1건), 프로필파라벤 0.06% (1건) 로 모두 기준 이내로 검출되었다. 또한 화장품 중 기능성 화장품의 경우 화장품법에 의하여 1차 또는 2차 포장에 기능성 화장품이라는 단어를 표기해야 하지만 40건 중 1건에서 표기가 되어 있지 않았다. 실험 결과 살균보존제는 안전하게 관리 되는 것으로 판단되지만, 히드로퀴논이 검출된 제품은 알부틴이 분해되어 생성되었다고 사료 되어 알부틴의 분해에 대한 추가적 연구 및 품질관리의 개선이 요구된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.397-405
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• 2009

본 연구에서는 국내 조림 수종인 백합나무를 바이오에탄올 생산용 자원으로 이용하고자 oxalic acid 전처리 방법을 도입하여 가능성을 타진하였다. $160^{\circ}C$에서 0.037 g/g oxalic acid로 20분 전처리하였을 때 $40.22g/{\ell}$의 발효가능한 당을 생산하였으며, 처리된 고형 바이오매스를 이용하여 동시당화발효를 수행한 결과 72시간 후 $8.6g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 같은 조건에서 반응시간을 증가시켜 40분 처리하였을 때 $32.66g/{\ell}$의 발효가능한 당을 생산하였고 동시당화발효로 72시간 후 $9.5g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 가수분해산물을 분석한 결과, 같은 조건에서 반응시간이 증가함에 따라 acetic acid, 5-HMF, furfural, total phenols와 같은 발효저해물질이 증가하였다. 이와 같은 발효저해물질은 반응시간보다는 초기 oxalic acid 첨가량에 영향을 받았다. Acetic acid 생산량은 저농도(0.013 g/g)의 oxalic acid를 사용하였을 때 $3.39{\sim}5.78g/{\ell}$로 나타났으며 xylose 분해산물인 furfural은 glucose의 분해산물인 5-HMF보다 2~3배 많게 가수분해산물에 존재하였다. 리그닌 분해산물로 예측되는 total phenols는 모든 조건에서 $5g/{\ell}$ 이상이 검출되었다. 가수분해산물과 동시당화발효로부터 에탄올 생산량을 분석한 결과 0.037 g/g oxalic acid로 20분 전처리한 가수분해산물과 고형 바이오매스로부터 가장 높은 에탄올 생산을 예측할 수 있다.