A hydroxyapatite microsphere was prepared using a spray-drying method. The change in the shape as a function of the slurry concentration and the change in the degree of shrinkage according to the heat-treatment temperatures were observed. To obtain biomaterials with improved bio-stability, $CaHPO_4{\cdot}2H_2O$ and $Ca(OH)_2$ were mixed at a ratio of 6 : 4 and then ball-milled to synthesize hydroxyapatite. The hydroxyapatite microsphere was prepared using 30 wt% ~ 80 wt% hydroxyapatite slurry by a spray-drying method. For concentrations lower than 50 wt% or higher than 80 wt%, doughnut-shaped microspheres were produced. However, perfect microspheres were produced when using slurry concentrations of 50 wt% ~ 70 wt%. A dense microstructure was observed after a heat treatment at temperatures higher than $1100^{\circ}C$ and the size was reduced by 24.3% at these temperatures.
Infrared heating has been traditionally used in industrial applications for processes such as dehydration of food industrial. This heating method involves the application of radiation in the wavelength range of 2 to 50 micrometers. In this work, simultaneous heat balance equations were developed to simulate the infrared radiation heating of agricultural products. The equations assume that moisture diffuses to the outer boundaries of the material in liquid form and evaporation occurs at the surface of the agricultural products. Energy for moisture evaporation is supplied by the infrared radiant energy. The optimum temperature and drying time for the best drying conditions of changing the red peppers with the moisture content of 18% and the restore rate of 80~85% are $80^{\circ}C$ and 44 hours. The performance of radiation tubes coating with the radiation paint developed in this research has the energy of $2.27{\times}103W/m^2{\mu}m$, $150^{\circ}C$ within the scope of radiation wave length of $2{\sim}30{\mu}m$ and has the radiation 0.92~0.93, which is superior to the general radiation tubes. The extinction coefficient according to the band pass filter using the 4 flux theory ha higher dependability on wave length, accounting for $2{\sim}17{\mu}m$ and $5{\times}105{\sim}106m-1$. A comparison between the theoretical energy transfer whose figures are interpreted according to 4 flux theory and the experimental energy transfer of far infrared dryer leads to the findings of the agreement less than 5%.
본 연구에서는 고수분 저등급 석탄을 저수분 석탄으로 만들기 위하여 실험실 규모의 회분식 스팀 유동층 건조기를 사용하여 수분이 약 26%함유된 인도네시아산 저등급 석탄을 5% 이하로 건조하였다. 일반적으로 이산화탄소 포집 및 저장기술(carbon capture and storage, CCS)은 $CO_2$를 재생하는 공정에서 $100{\sim}150^{\circ}C$의 스팀과 $CO_2$혼합가스를 배출한다. 이때 배출되는 가스의 열을 사용하여 저등급 석탄을 건조하는 것이 본 연구의 최종 목적이다. 이를 위하여 본 연구에서는 건조의 열원으로 스팀을 사용하고, 유동화 가스는 $CO_2$를 사용하여 저등급 석탄을 건조하였다. 연구에 사용한 스팀의 유량은 0.3~1.1 kg/hr, 온도는 $100~130^{\circ}C$, 석탄의 층높이는 9~25 cm로 변화시켰다. 건조 후 석탄의 특성 변화는 공업분석, 발열량분석 그리고 입자크기 분석을 통하여 확인하였다. 변수 실험을 수행한 결과 원탄의 건조속도는 스팀의 유량과 온도가 증가함에 따라 증가하였고, 층높이가 감소할수록 건조속도가 증가하였다.
5 kg/hr 벤치규모 기류건조기를 이용한 고수분 석탄의 건조 특성을 알아보았다. 도착시료 기준으로 원료 석탄의 수분 함량 및 발열량은 각각 29.74 wt%, 4,270 kcal/kg이다. 가스유입온도 및 가스유입속도는 각각 $400{\sim}600^{\circ}C$ 및 10~20 m/sec이다. 원료 석탄의 입자크기는 $100{\sim}2,000{\mu}m$로 분쇄 및 분급하였다. 원료석탄의 수분제거율은 가스유입온도는 증가하고 가스유입속도는 감소할수록 급격하게 증가하였다. 건조석탄의 발열량은 5,100~5,900 kcal/kg으로 증가하였다. 기류건조를 통한 고수분 석탄 표면에서의 발생하는 화학적인 변화를 알아보기 위하여 FT-IR 스펙트럼 분석을 실시하였다. 그 결과 하이드록실, 카르복실 및 카보닐 피크에서 주요한 변화가 일어나는 것을 확인할 수 있었다.
냉동 건조에서 주기적 압력 함수의 이용은 정압에서의 건조 속도보다 더 효과적으로 나타났다. 이러한 공정의 궁극적인 목적은 건조 시간을 감소시킴으로써 에너지 비용을 줄이는데 있다. 이 연구에서 건조 시간을 감소시키기 위해 주기적 압력 함수에 대한 개념을 도입하여 건조 속도에 영향을 미치는 인자들-펄스의 형태, 압력 진폭의 크기, 중간 시간의 길이-에 대한 영향을 고려하였다. 건조 온도는 항상 $20^{\circ}C$로 일정하게 유지하였다. 그리고 펄스의 형태는 일정한 압력의 형태보다 저압에서 고압으로 압력을 변화시키는 주기를 주는 것이 더 유리함을 알 수 있었다. 또한 펄스의 진폭크기는 작을수록 그리고 중간 시간은 길수록 건조 속도가 상당히 증가되었다.
투과도는 다공질 암석 내에서 유체의 유동 특성을 나타내는 중요한 매개변수로서 일반적으로 코어 시료의 유체 유동실험을 통해 산출된다. 하지만, 유체 유동실험을 위해서는 별도의 실험장치가 필요하며, 투과도가 낮을 경우 많은 시간이 소요될 수 있다. 본 연구에서는 일련의 투과도 측정 실험 없이 시료의 건조과정만으로 투과도를 도출하기 위해 유체투과도, 공극률, 건조율간의 상관관게를 분석하였다. 공극률은 표면건조 포화시료를 건조시키면서 무게 변화를 연속적으로 측정하는 건조 모니터링 방법을 이용하여 산출하였으며, 건조율은 물 포화율에 따른 시료의 무게 변화율로부터 구했다. 70 ~ 670 mD의 투과도를 보이는 6개의 베레아 사암을 이용해 회귀분석한 결과 공극률 및 건조율로부터 다공성 사암의 투과도를 예측할 수 있는 새로운 경험식을 도출하였다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제13권6호
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pp.273-277
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2012
The vacuum drying process for drying of paper in current transformers was modeled with an aim to develop an understanding of the drying mechanism involved and also to predict the water collection rates. A molecular as well as macroscopic approach was adopted for the prediction of drying rate. Ficks law of diffusion was adopted for the prediction of drying rates at macroscopic levels. A steady state and dynamic mass transfer simulation was performed. The bulk diffusion coefficient was calculated using weight loss experiments. The accuracy of the solution was a strong function of the relation developed to determine the equilibrium moisture content. The actually observed diffusion constant was also important to predict the plant water removal rate. Thermo gravimetric studies helped in calculating the diffusion constant. In addition, simulation studies revealed the formation of perpetual moisture traps (loops) inside the CT. These loops can only be broken by changing the temperature or pressure of the system. The change in temperature or pressure changes the kinetic or potential energy of the effusing vapor resulting in breaking of the loop. The cycle was developed based on this mechanism. Additionally, simulation studies also revealed that the actual mechanism of moisture diffusion in CT's is by surface jumps initiated by surface diffusion balanced against the surrounding pressure. Every subsequent step in the cycle was to break such loops. The effect of change in drying time on the electrical properties of the insulation was also assessed. The measurement of capacitance at the rated voltage and one third of the rated voltage demonstrated that the capacitance change is within the acceptance limit. Hence, the new cycle does not affect the electrical performance of the CT.
유기성폐기물의 수열처리 기술은 고온에서 운전하여 에너지 소비가 큰 열분해 탄화기술의 단점을 보완하기 위한 방법으로, 세포벽을 파괴하여 탈수성을 향상시켜 탈수공정에서 함수율을 약 40% 수준까지 낮출 수 있는 장점을 가지고 있어 유기성폐기물의 고형연료화 분야에서 전 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 수열처리가 유기성폐기물의 건조효율에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 대상물질로는 대표적인 유기성폐기물인 하수슬러지와 음식물류폐기물을 이용하여 $200^{\circ}C$에서 1시간동안 수열처리한 후 건조효율 변화를 관찰하였다. 유기성폐기물은 수열처리 후에 건조시간이 단축되어 $100^{\circ}C$에서 건조한 음식물류폐기물의 경우 원시료보다 건조시간이 52.9% 감소하였다. 따라서 수열탄화 반응이 하수슬러지와 음식물류폐기물의 건조효율을 상승시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 건조특성곡선의 예열기간에서 건조속도가 원시료 대비하여 각각 148%($80^{\circ}C$ 하수슬러지), 151%($100^{\circ}C$ 하수슬러지), 209%($80^{\circ}C$ 음식물류폐기물), 366%($100^{\circ}C$ 음식물류폐기물)로 모든조건에서 증가되는 것으로 보아 수열반응에서 세포벽이 파괴되면서 표면적이 늘어났음을 간접적으로 파악할 수 있었다. 건조시간이 단축됨에 따라 한계함수율이 높아져 감율건조기간이 증가하였으므로 이에 주의하여야 하며, 탄화정도에 따라 건조효율이 더 개선될 수 있을 것으로 기대된다.
Current high oil price and the agreement on global climate change prevention have increased worldwide investment and research on renewable energy. In Korea, development of a rapeseed dryer for bio-diesel production has been started in 2007. Usually, rapeseeds are harvested in early summer, because rice cultivation is followed right after rapeseed harvesting. Early harvest and bad summer results in highly moistured rapeseed and development of artificial drying system is required to dry great amount of rapeseed that couldn't be processed by sun drying alone. The rapeseed dryer was modified from an existing circulation type grain dryer. Modification of the dryer was performed with the aid of CFD simulation. Drying test showed that drying rate of rapeseed was 1.51%/h and germination rate reduction was 4.5%p for the drying temperature of $60^{\circ}C$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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