Optimal operating conditions of on-farm red pepper dryer were searched by using the simulation-optimization algorithm combining the drying and quality deterioration models of red pepper with Box's complex method. Determination of control variables such as air temperature, air recycle ratio and air flow rate was based on a criterion of minimizing energy consumption under the constrainst conditions that satisfied the specified color retention of carotenoids. As quality constraint was stricter, energy consumption increased and total drying time decreased with lower recycle ratio and higher air flow rate Product mixing during drying was found to be able to improve the energy efficiency and product quality. Currently used air flow rate was assessed to be increased for the optimal operation. Two stage drying at the fixed optimal air flow rate was proven to be useful means for further saying of energy consumption. In the optimal bistaged drying, the second stage began at about one third of the total drying time and low air temperature in the first stage Increased to a high value and air recycle ratio increased slightly in the second stage. Optimal control variable scheme could be explained by the dryer performance and the carotenoids destruction kinetics in red pepper drying.
Unlike common device, MEMS(micro-electro-mechanical system) device consists of very small mechanical structures which determine the performance of the device. Because of its small mechanical structure inside. MEMS device is very sensitive to thermal stress caused by CTE(coefficient of thermal expansion) mismatch between its components. Therefore, its characteristics are affected by material properties. process temperature. and dimensions of each layer such as chip, adhesive and substrate. In this study. we investigated the change of the thermal stress in the chip attached to a substrate. With computer-aided finite element method (FEM), the computer simulation of the thermal stress was conducted on variables such as bonding material, process temperature, bonding layer thickness and die size. The commercial simulation program, ABAQUS ver5.6, was used. Subsequently 3-layer test samples were fabricated, and their degree of bending were measured by 3-D coordinate measuring machine. The experimental results were in good agreement with the simulation results. This study shows that the bonding layer could be the source of stress or act as the buffer layer for stress according to its elastic modulus and CTE. Solder adhesive layer was the source of stress due to its high elastic modulus, therefore high compressive stress was developed in the chip. And the maximum tensile stress was developed in the adhesive layer. On the other hand, polymer adhesive layer with low elastic modulus acted as buffer layer, and resulted in lower compressive stress. The maximum tensile stress was developed in the substrate.
Kim, Jeong-Nam;You, Jong-Kyun;Choi, Soo-Hyun;Baek, Il-Hyun
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.17
no.1
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pp.21-27
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2016
Global warming due to greenhouse gas emissions is considered as a major problem worldwide, and many countries are making great efforts to reduce carbon dioxide emissions. Many technologies in post-combustion, pre-combustion and oxy-fuel combustion $CO_2$ capture have been developed. Among them, a hybrid pre-combustion $CO_2$ capture system of a water gas shift (WGS) reactor and a membrane gas separation unit was investigated. The 2 stage WGS reactor integrated high temperature shift (HTS) with a low temperature shift (LTS) was used to obtain a higher CO conversion rate. A Pd/Cu dense metal membrane was used to separate $H_2$ from $CO_2$ selectively. The performance of the hybrid system in terms of CO conversion and $H_2$ separation was evaluated using a 65% CO, 30 % $H_2$ and 5% $CO_2$ gas mixture for applications to pre-combustion $CO_2$ capture. The experiments were carried out over the range of WGS temperatures ($200-400^{\circ}C$), WGS pressures (0-20bar), Steam/Carbon (S/C) ratios (2.5-5) in a feed gas flow rate of 1 L/min. A very high CO conversion rate of 99.5% was achieved with the HTS-LTS 2 stage water gas shift reactor, and 83% $CO_2$ was concentrated in the retentate using the Pd/Cu membrane.
Kim, Jun-Hyoung;Kim, Jung-Pil;Kim, Jeong-Yeol;Kim, Tae-Won
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.48
no.1
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pp.81-88
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2020
Flight data recorder is a equipment that records data required for investigation of aircraft accidents and should be developed in compliance with the ED-112A standard. Unlike general data storage device, flight data recorder must be able to recover data after an aircraft accident, requiring a housing and a memory board to protect data in extreme environments. To attain this performance, we designed a housing that can withstand the test by analyzing the physical environment of the impact, shear/tensile, penetration resistance and static crush test of the crash survival test and minimized the size and weight compared to the existing one in consideration of the installation of the aircraft in this paper. Insulation material and thermal block material were applied to endure high and low temperature fire so that the internal temperature does not rise above 150℃ even in 260℃, 10 hour environment. In addition, the memory board is designed to minimize the size and we devise a hoping programming method to prevent continuous data loss of more than 16 seconds. Through this, Crash protected memory module that satisfies ED-112A was completed.
Carbon spheres (CS) were fabricated using glucose as a precursor in the hydrothermal method. Hollow TiO2 (H-TiO2) spheres with 200 nm, 500 nm, and 1,200 nm were synthesized by CS/TiO2 core-shell particles via a sol-gel and calcination method. H-TiO2 spheres with nano and micron sizes were characterized using FE-SEM, HR-TEM, and X-ray diffraction. The CIE color coordinate, solar reflectance, and heat shield temperatures of H-TiO2/polyacrylate (PA) composite film were investigated using a UV-Vis-NIR spectrometer and homemade heat insulation temperature measuring device. H-TiO2/PA composites exhibit excellent thermal insulation since the hollow structure filled with dry air has low thermal conductivity and near infrared light reflecting performance. The thermal insulation increased with increasing the hollow sphere (HS) size on H-TiO2/PA composites. The PA composite film mixed with H-TiO2 filled with 1200 nm HS reduced the heat shield temperature by 26 ℃ compared to that of the transparent glass counterpart.
The objective of this study was to develop mathematical models for describing the kinetic behavior of Staphylococcus aureus (S. aureus) in seasoned beef jerky. Seasoned beef jerky was cut into 10-g pieces. Next, 0.1 mL of S. aureus ATCC13565 was inoculated into the samples to obtain 3 Log CFU/g, and the samples were stored aerobically at $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$, and $35^{\circ}C$ for 600 h. S. aureus cell counts were enumerated on Baird Parker agar during storage. To develop a primary model, the Weibull model was fitted to the cell count data to calculate Delta (required time for the first decimal reduction) and ${\rho}$ (shape of curves). For secondary modeling, a polynomial model was fitted to the Delta values as a function of storage temperature. To evaluate the accuracy of the model prediction, the root mean square error (RMSE) was calculated by comparing the predicted data with the observed data. The surviving S. aureus cell counts were decreased at all storage temperatures. The Delta values were longer at $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, and $25^{\circ}C$ than at $30^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$. The secondary model well-described the temperature effect on Delta with an $R^2$ value of 0.920. In validation analysis, RMSE values of 0.325 suggested that the model performance was appropriate. S. aureus in beef jerky survives for a long period at low storage temperatures and that the model developed in this study is useful for describing the kinetic behavior of S. aureus in seasoned beef jerky.
Han, Seong Min;Im, Kwang Seop;Jeong, Ha Neul;Kim, Do Hyeong;Nam, Sang Yong
Membrane Journal
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v.31
no.6
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pp.443-455
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2021
In this study, polyphenylene sulfide (PPS) was used as a support and a separator was manufactured using polysulfone and inorganic additives to manufacture a separator with low membrane resistance for application of an alkali water electrolysis system, and then the effect on the thickness and porosity of the support was analyzed. The PPS felt used as a support was compressed with variables of temperature (100℃, 150℃, 200℃) and pressure (1 ton, 2 tons, 3 tons, 5 tons) to adjust the thickness. A porous separator could be manufactured by preparing a slurry with polysulfone using BaTiO3 and ZrO2 which have high hydrophilicity and excellent alkali resistance as inorganic particles and casting the slurry on a compressed PPS felt. Changes in morphology of the separator according to compression conditions were confirmed through an electron scanning microscope (SEM). After that, the porosity was calculated, and the thickness and porosity tended to decrease as the compression conditions increased. Various characteristics were evaluated to confirm whether it could be used as a separator for water electrolysis. As a result of measuring the mechanical strength, it was confirmed that the tensile strength gradually increased as the compression conditions (temperature and pressure) increased. Finally, it was confirmed that the porous separator manufactured through the alkali resistance test has excellent alkali resistance, and through the IV test, it was confirmed that the membranes compressed at 100℃ and 150℃ had a lower voltage and improved performance than the existing uncompressed membrane.
Kim, Jiwon;Jekal, Suk;Kim, Dong Hyun;Yoon, Chang-Min
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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v.30
no.2
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pp.5-15
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2022
In this study, heated tobacco biomass was prepared as an active material for supercapacitor device. Retrieved tobacco leaf from the heated tobacco was carbonized at various temperature(800/850/950℃). Carbonized tobacco leaf material synthesized at 850℃ exhibited the highest C/O ratio, indicating the finest carbon quality. In addition, polypyrrole was coated onto the carbonized leaf material for increasing the electrochemical performance via low-temperature polymerization method. As-synthesized carbonized leaf material at 850℃(CTL-850)-based electrode and polypyrrole-coated carbonized leaf material(CTL-850/PPy)-based electrode displayed outstanding specific capacitances of 100.2 and 155.3F g-1 at 1 A g-1 with opertaing window of -1.0V and 1.0V. Asymmetric supercapacitor device, assembled with CTL-850 as the negative electrode and CTL-850/PPy as the positive electrode, manifested specific capacitance of 31.1F g-1(@1 A g-1) with widened operating voltage window of 2.0V. Moreover, as-prepared asymmetric supercapacitor device was able to lighten up the RED Led (1.8V), suggesting the high capacitance and extension of operating voltage window. The result of this research may help to pave the new possibility toward preparing the effective energy storage device material recycling the biomass.
Kim, Bo Ra;Kim, Ji Hong;Kang, Seok Chang;Im, Ji Sun
Applied Chemistry for Engineering
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v.33
no.5
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pp.459-465
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2022
A pitch coating method was proposed for the purpose of improving the electrochemical properties of natural graphite. The synthesis conditions of pitch coating were optimized via measuring electrochemical properties of pitch-coated graphite anodes. As the synthesis temperature increased, the thermal stability was improved in addition to an increase in the softening point and residual carbon weight. However, the synthesis temperature of 430 ℃ resulted in the synthesis of a large amount of NI (NMP Insoluble) due to excessive condensation reaction. As the surface uniformity and coating thickness increased due to high thermal stability, the initial coulombic efficiency and rate capability of the pitch-coated graphite were improved. However, the graphite coated with the pitch containing excessive NI showed lower electrochemical properties than the uncoated graphite. NI had low dispersibility and formed spheres after heat treatment, so it formed the heterogeneous and thicker SEI layer. The optimum conditions for forming a uniform surface and an appropriate coating layer were investigated.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.42
no.6
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pp.787-792
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2022
In winter, the excessive use of deicing salt deteriorates concrete pavement durability. To reduce the amount of deicing salt used, phase-change materials (PCMs) potentially offer an alternative way to melt snow through their latent heat storage characteristics. In this research, thermal energy storage concrete was developed by using PCM-impregnated expanded clay as 50 % replacement to normal aggregate by volume. In addition, to improve the thermal efficiency of PCM lightweight aggregate (PCM-LWA)-incorporated concrete, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were incorporated in proportions of 0.10 %, 0.15 %, and 0.20 % by binder weight. Compressive strength testing and programmed thermal cycling were performed to evaluate the mechanical and thermal responses of the PCM-LWA concrete. Results showed a significant strength reduction of 54 % due to the PCM-LWA; however, the thermal performance of the PCM-LWA concrete was greatly improved with the addition of MWCNTs. Thermal test results showed that 0.10 % MWCNT-incorporated concrete had high thermal fatigue resistance as well as uniform heat flow, whereas specimens with 0.15 % and 0.20 % MWCNT content had a reduced thermal response due to supercooling when the ambient temperature was varied between -5℃ and 10℃.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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