• 제목/요약/키워드: High pressure carbon dioxide

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초임계 이산화탄소를 이용한 미세전자기계시스템의 식각, 세정, 건조 연속 공정 (Continuous Process for the Etching, Rinsing and Drying of MEMS Using Supercritical Carbon Dioxide)

  • 민선기;한갑수;유성식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권5호
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    • pp.557-564
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    • 2015
  • 기존의 초임계 이산화탄소를 이용하여 식각 및 건조하는 공정은 고압 건조기 외부에서 용매를 이용하여 웨이퍼를 식각한 후 고압 건조기로 이동시켜 초임계 이산화탄소를 이용하여 세정 및 건조 하는 2단계 공정으로 구성되어 있다. 이 공정을 이용하여 본 연구에서 실험을 수행한 결과 점착 없이 식각, 세정 및 건조가 가능함은 확인되었지만, 반복 실험 결과 재현성이 떨어지는 것을 확인하였다. 이것은 외부에서 식각한 후 건조기로 이동할 때 식각용 용매가 기화하여 구조물이 점착되는 문제가 발생하기 때문이었다. 본 연구에서는 이 문제를 개선하기 위하여 웨이퍼를 이동시키지 않고, 고압 건조기 내에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 미세전자기계시스템 웨이퍼의 식각, 세정 및 건조공정을 연속적으로 수행하고자 하였다. 또한, 연속공정 수행 시 식각 공정에서 사용하는 이산화탄소의 상태(기체, 액체, 초임계상태)에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 기체 이산화탄소를 이용하여 식각하는 경우(3 MPa, $25^{\circ}C$)에는 점착 없는 식각, 세정 및 건조를 할 수 있었고 반복 실험을 통하여 공정의 최적화 및 재현성을 확인하였다. 또한 기존의 2단계로 이루어진 공정에 비해 세정용 용매의 양을 절감 할 수 있었다. 액체 이산화탄소를 이용하여 식각하는 경우(3 MPa, $5^{\circ}C$) 액체 이산화탄소와 식각용 공 용매(아세톤)간의 층 분리가 일어나 완전한 식각이 이루어지지 않았다. 초임계 이산화탄소를 이용하여 식각 하는 경우(7.5 MPa, $40^{\circ}C$) 점착 없는 식각, 세정 및 건조를 할 수 있었고 기존 2단계 공정에 비해 세정용 용매의 절감 뿐 아니라 기체 이산화탄소를 이용한 연속공정에 비하여 공정시간도 단축시킬 수 있었다.

프로필렌의 공정안전 운전을 위한 CO2 첨가량에 따른 폭발범위 측정에 관한 연구 (A Study on the Measurement of Explosion Range by CO2 Addition for the Process Safety Operation of Propylene)

  • 최유정;허종만;김정훈;최재욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.599-606
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    • 2019
  • 위험물질에 의한 제조물을 취급하는 설비와 시설은 대부분 고온, 고압으로 공정을 운전을 한다. 이로 인해 화재폭발로 인한 위험성이 증대되고 있다. 특히, 폭발 사고는 석유 화학 가스설비 등 위험물 시설의 가장 주된 위험요인으로 작용하고 있으며, 그 중, 프로필렌은 석유화학 플랜트의 기초 원료 및 첨가 중합반응에 의한 합성물질을 제조하는 현장에서 많이 사용되고 있다. 산소농도의 변화에 대한 폭발범위를 구함으로써 프로필렌을 사용하는 사업장에서 발생 될 수 있는 폭발을 예방하기 위하여 불활성 가스인 $CO_2$를 이용하여 온도와 압력의 변화에 따라 산소농도의 변화에 대한 폭발범위를 구하였다. 온도는 $25^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$로 변화시켜 측정하였으며, 용기 내 압력을 $1.0kgf/cm^2.G$, $1.5kgf/cm^2.G$, $2.0kgf/cm^2.G$, $2.5kgf/cm^2.G$$CO_2$를 가압시켜 측정하였다. 폭발한계는 온도, 압력 및 산소농도와 관계가 있으며, 온도와 압력이 높아질수록 최소산소농도는 낮아지고, 산소농도가 낮아질수록 폭발범위는 좁아졌다. 또한, 최소산소농도 이하의 농도에서는 프로필렌의 증기와 점화원이 존재하여도 폭발이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

초임계 이산화탄소를 이용한 참치유에서의 EPA 및 DHA 추출 (Extraction of EPA and DHA from Tuna Oil Using Supercritical Carbon Dioxide)

  • 윤정로
    • 한국식품과학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.288-294
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    • 1993
  • 요소부가 처리된 참치유의 초임계 추출에 의한 정제를 위한 기초실험으로서 추출 상 평형실험을 행하였으며 이에 근거하여 온도 gradient에 의한 고도불포화지방산의 농축을 시도하였다. 참치유의 초임계 이산화탄소에 의한 추출 평형실험을 압력범위 $100{\sim}200bar$, 온도범위 $40{\sim}80^{\circ}C$ 구간에서 행하였다. 압력이 150bar 일 때 용해도는 $40^{\circ}C,\;60^{\circ}C,\;80^{\circ}C$에서 0.075, 0.028, 0.006(w/w)이었으며, 초임계 이산화탄소의 밀도가 증가할수록 참치유의 용해도는 증가하였으나 추출되는 성분에 대한 뚜렷한 선택성은 보이지 않았다. 반면에 밀도가 낮은 경우 참치유의 용해도는 감소하였으나 분자량이 작은 지방산 ester가 분자량이 큰 지방산 ester 보다 현저하게 높은 비율로서 용해되었다. 일정한 압력 150bar에서 온도 gradient에 의한 EPA와DHA의 농축을 시도한 결과 peak에 도달했을 때 그 함량이 각각 12%, 85%를 차지하였다. EPA의 경우 그 순도가 낮았던 것은 상대 분리효율이 비슷한 C18과 C22가 분리되지 않은 채 남게 되며 또한 EPA/C20 비율이 0.55로 낮았기 때문이었다. 한편 참치유에서 DHA/C22비율은 매우 높기 때문에$(0.88{\sim}0.89)$ 초임계 이산화탄소에 의한 DHA의 농축에 매우 유리하게 작용하는 요인이 되며 따라서 참치유에서 DHA의 농축이 EPA 보다 훨씬 용이함을 보여주었다.

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아르곤/이산화탄소 혼합가스의 유도 결합 플라즈마를 이용한 이산화탄소 분해 연구 (Study on CO2 Decomposition using Ar/CO2 Inductively Coupled Plasma)

  • 김경현;김관용;이효창;정진욱
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제1권1호
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    • pp.135-140
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    • 2015
  • 유도 결합 플라즈마를 활용하여 $Ar/CO_2$ 혼합가스에서 이산화탄소를 분해하는 연구이다. 고밀도 플라즈마를 발생시키기 위해 Ar 가스를 첨가하였고 이산화탄소 분해율을 측정하기 위해 광학적 광량 측정법을 사용 하였다. 유도 결합 플라즈마를 방전시키고 인가 전력, 압력, 혼합가스 비율을 변경하가며 단일 랭뮤어 프로브를 이용해 플라즈마 변수를 얻고 방출 분광기로 얻은 빛의 스펙트럼을 이용하여 분해율을 측정하였다. 측정된 플라즈마 변수로부터 $CO_2$ 유도 결합 플라즈마의 소스 특성을 확인했고 $CO_2$ 분해 메커니즘은 플라즈마 변수에 직접적인 영향을 받기 때문에 그 상관관계를 분석하였다.

초임계 유체 염색용 아조계 분산염료 합성 및 PET 섬유에 대한 염색 특성 연구 (Synthesis of Azo based Disperse Dyes for Dyeing Polyester Fiber in Supercritical Carbon Dioxide)

  • 신승림;안경룡;이선혜;이승은;고은희;김창일;전근
    • 한국염색가공학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.135-146
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    • 2019
  • A series of azo based disperse dyes were synthesized and applied to polyester(PET) fiber in supercritical carbon dioxide($ScCO_2$). Various aniline derivatives were used as diazo component and coupled with glycine ethylester or carbonic acid ethylester derivatives to give azo based disperse dyes. Depending on the various diazo substituents, absorption maxima varied from 415 to 529nm in acetone. Dyeing in $ScCO_2$ was carried out at $120^{\circ}C$ and 250bar pressure for 2hrs with 0.5% o.w.f. of dye concentration. Dyed PET fiber had excellent brightness and good light, washing and perspiration(acid/alkali) fastness properties.

수소 충전 시스템의 안전성 평가에 관한 연구 (A study on the safety assessment of Hydrogen refueling system)

  • 김태훈;오영달;이만수
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.167-173
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    • 2014
  • Hydrogen energy is expanding in range for civil use together with development of pollution-free power sources recently, and it is judged that the use of hydrogen will increase more as a part of carbon dioxide reduction measures according to the Climatic Change Convention. Especially, it is thought that the securement of safety of the used dispenser will be the biggest obstacle in the use of high-pressure hydrogen because the hydrogen station is operated in a high pressure. This study found risks in the process and problems on operation by making use of HAZOP(6 kinds), a qualitative safety evaluation technique, and FMEA(5 kinds), a fault mode effect analysis, for the hydrogen charging system at a hydrogen gas station, derived 6 risk factors from HAZOP and 5 risk factors from FMEA, and prepared measures for it.

ENVIROMENTAL CONDITION DURING AIR SHIPMENT OF HORTICULTURAL PRODUCTS FROM OKINAWA TO TOKYO

  • Akinaga, Takayoshi;Kohda, Yoshihiro
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 1993년도 Proceedings of International Conference for Agricultural Machinery and Process Engineering
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    • pp.413-422
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    • 1993
  • Air shipment affords the quickest possible delivery of horticultural products. The price of air shipped horticultural products are relatively high as most of these products are perishable. Usually the temperature in the cargo compartment is not controlled during flight. Thus, special attention should be paid to procooling prior to shipment. The environmental condition during transportation of horticultural products is an essential parameter for maintaining the quality of perishable products. Commonly horticultural products were loaded by ULD(Unit Load Devices) as a container or pallet in the aircraft (except for small aircraft) . Therefore, inside temperature of the container and cargo compartment came into question. Scarce literature on the relationship between environmental condition and quality changes of horticultural products during air shipment can be found. By the stand point of keeping fresh quality, investigations on the actual condition of air shipments were carried out to improve the technique during the distribution process of fresh horticultural products. Temperature, humidity, atmospheric pressure, carbon dioxide, ethylene, impacts, and changes in quality during the air shipment of snapbeans, okras and chrysanthemums were measured. Temperature was measured by recording thermometers, relative humidity by recording hygrometers, atmospheric pressure by a strain -guage type pressure sensor, carbon dioxide by testing tubes, ethylene by sampling bags and a gaschromatograph, impacts and vibrations by impact recorders and a 3D accelerometer. Relationships between environmental conditions and quality changes during air shipments were clarified. It was expected from investigations into actual shipments that the ventilation and insulation properties of air freight containers were related to the quality of agricultural products. Aircraft can no directly load and unload trucks into them. The transshipment is inclined to cause shocks and vibrations, and to invite damages within a short time.

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분사조건에 따른 가솔린 직접분사용 다공 분사기에서의 LPG 분무특성 (LPG Spray Characteristics in a Multi-hole Injector for Gasoline Direct Injection)

  • 정진영;오희창;배충식
    • 한국분무공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • Liquefied petroleum gas (LPG) is regarded as an alternative fuel for spark ignition engine due to similar or even higher octane number. In addition, LPG has better fuel characteristics including high vaporization characteristic and low carbon/hydrogen ratio leading to a reduction in carbon dioxide emission. Recently, development of LPG direct injection system started to improve performance of vehicles fuelled with LPG. However, spray characteristics of LPG were not well understood, which is should be known to develop injector for LPG direct injection engines. In this study, effects of operation condition including ambient pressure, temperature, and injection pressure on spray properties of n-butane were evaluated and compared to gasoline in a multi-hole injector. As general characteristics of both fuels, spray penetration becomes smaller with an increase of ambient pressure as well as a reduction in the injection pressure. However, it is found that evaporation of n-butane was faster compared to gasoline under all experimental condition. As a result, spray penetration of n-butane was shorter than that of gasoline. This result was due to higher vapor pressure and lower boiling point of n-butane. On the other hand, spray angle of both fuels do not vary much except under high ambient temperature conditions. Furthermore, spray shape of n-butane spray becomes completely different from that of gasoline at high ambient temperature conditions due to flash boiling of n-butane.

수직 공간 내에서 고도변화에 따른 기압차로 인한 기류현상 예측에 관한 연구 (Effect of Atmospheric Pressure Difference with Altitude on the Induced Airflow Velocity in a Vertical Closed Conduit)

  • 정광섭;김철호
    • 설비공학논문집
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    • 제21권7호
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    • pp.409-416
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    • 2009
  • On 21st century, global warming is the most serious environmental problem threatening the existence of lives on the earth. One of the serious reasons of this nature phenomena was due to the greenhouse effect by carbon dioxide mainly produced with the combustion process of hydro-carbon fuel. and it is mostly produced. In the high oil prices age, intensification of energy efficiency promotion in the building sector is required. Windows are dominating large percentage whole building loads, and are regarding as the primary target of energy efficiency. The purpose of this research is on the obtaining of the renewable energy source in the skyscrape buildings in the metropolitan area. The air movement is happens due to the atmospheric pressure differences in the air. Due to this simple physical theory, it is easily expected to obtain the useful renewable nature energy through the high -raised vertical air stack installed in a tall building. However, there is one problem that should be resolved which is called air-hole effect in the sky -scrape buildings.

고다공성 카본 에어로젤(C-Aerogel) 표면 특성 (Surface Properties of the High Porous Carbon Aerogels)

  • 김지혜;이창래;정용수;김양도;김인배
    • 한국표면공학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.114-120
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    • 2008
  • The pyrolysized carbon xerogel and aerogels were prepared from the sol-gel polymerization of resorcinol-formaldehyde(RF) followed by the dry process under ambient pressure and supercritical carbon dioxide condition respectively. The thermal behaviour of RF polymer xerogel was investigated with TGA analyzer to correspond with the pyrolysis process. The surface properties such as particle size, morphology and the point of zero charge of the pyrolysized porous carbon aerogels were studied for the precious metal catalyst supported media. It was found that the volume of the polymer aerogel decreased because of the significant linear shrinkage and weight loss of polymer gel during the carbonization. The point of zero charge of the carbon aerogel pyrolysized at $1050^{\circ}C$ under inert gas flow was about 10.