• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.67-70
• /
• 2008

Biological conversion of biomass into fuels and chemicals requires hydrolysis of the polysaccharide fraction into monomeric sugars. Hydrolysis can be performed enzymatically, and with dilute or concentrate mineral acids. In this study, dilute sulfuric acid used as a catalyst for the hydrolysis of rapeseed straw. The purpose of this study is to optimize the hydrolysis process in a 15ml bomb tube reactor and investigate the effects of the acid concentration, temperature and reaction time on the hemicellulose removal and consequently on the production of sugars (xylose, glucose and arabinose) as well as on the formation of by-products (furfural, 5-hydroxymethylfurfural and acetic acid). Statistical analysis was based on a model composition corresponding to a $3^3$ orthogonal factorial design and employed the response surface methodology (RSM) to optimize the hydrolysis conditions, aiming to attain maximum xylose extraction from hemicellulose of rapeseed straw. The obtained optimum conditions were: acid concentration of 0.77%, temperature of $164^{\circ}C$ with a reaction time of 18min. Under these conditions, 75.94% of the total xylose was removed and the hydrolysate contained 0.65g $L^{-1}$ Glucose, 0.36g $L^{-1}$ Arabinose, 3.59g $L^{-1}$ Xylose, 0.51g $L^{-1}$ Furfural, 1.36g $L^{-1}$ Acetic acid, and 0.08g $L^{-1}$ 5-hydroxymethylfurfural.

• 공업화학
• /
• 제20권2호
• /
• pp.213-217
• /
• 2009

폐수처리와 동시에 전기를 생산할 수 있는 새로운 대체 에너지 기술로 주목받고 있는 미생물 연료전지(microbial fuel cell, MFC)는 혐기성 조건의 산화전극(anode)에서 미생물에 의한 촉매작용을 통해 유기물질을 분해하면서 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다. 본 연구에서는 MFC의 성능을 파악하기 위하여 도시하수를 사용하여 폐수처리 효율과 전기생산 특성을 평가하였다. 도시하수에 탄소원으로서 acetate를 주입하였을 때 COD 제거율은 75.7%에서 88.2%로 증가하였으며 전압은 0.22 V에서 0.4 V까지 급격하게 상승하였다. 다양한 외부저항 하에서 전기생산에 미치는 산화전극과 환원전극(cathode) 사이의 전극 거리에 대한 영향 및 산화전극의 표면적에 대한 영향을 조사하였다. 최고 전력밀도는 $610mW/m^2$이었으며, 전극간 거리가 가깝고 산화전극의 표면적이 작을수록 전기발생에 효과적임을 알 수 있었다.

• 분석과학
• /
• 제12권3호
• /
• pp.196-202
• /
• 1999

갈조류인 Sargassum horneri를 중금속 흡착제로 사용하여 중금속 Cd(II) 및 Pb(II)이온을 제거하였다. Sargassum horneri는 동해안에서 채취하였고, 풍건 건조시켜 40~60 mesh의 입자 크기로 흡착제를 만들어 사용하였다. batch법은 진탕 시간에 따른 흡착량을 측정함으로써 흡착속도를 조사하였고, column법은 해조 분말을 충진 시킨후 일정농도의 중금속용액을 1 mL/min의 속도로 흘려보내면서 흡착시키고 흡착량을 알아 보았다. 중금석 흡착에 미치는 pH의 영향은 batch법과 column법 모두, pH 10.5>7.0>3.5순으로 나타났다. Pb(II)이온이 Cd(II)이온보다 높은 흡착량을 보였다. 특히 batch법에서는 모든 pH의 조건하에서 5분이내에 최대 흡착량에 도달하였다. 회수율은 batch법에 의해 흡착된 중금속의 회수율이 column법에 의해 흡착된 중금속의 회수율 보다 조금 높게 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제17권6호
• /
• pp.653-657
• /
• 2006

본 연구는 이온교환 수지와 섬유를 복합한 이온교환체를 이용하여 $NO_{2}$의 흡착특성을 고찰하였다. 수지량의 변화에 따른 $NO_{2}$의 흡착은 흡착시간이 경과함에 따라 증가하였다. 초기농도 변화에 따른 $NO_{2}$ 흡착은 초기 농도가 증가함에 따라 흡착량이 증가하였으며 900 ppm의 경우 20 min 내외에 약 40% 흡착되었다. 한편 유속변화에 따른 $NO_{2}$의 흡착은 유속이 증가함에 20~40 L/min까지 흡착량은 감소하였고, 유속이 10 L/min에서 최대 45% 흡착되었으며, 함수율 변화에 따른 $NO_{2}$ 흡착량은 10 min 전후에서 약 15%로 매우 낮게 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제23권3호
• /
• pp.297-301
• /
• 2012

미생물연료전지는 미생물의 신진대사 활동을 통해 자발적으로 바이오매스를 전기로 전환시키는 바이오 전기화학 시스템이다. 본 연구에서는 미생물 접종원으로 활성슬러지를 사용하였으며, 미생물연료전지의 전기생산을 위한 기질로서 유가공 폐수의 적용 가능성을 검토하였다. 전력발생 장치로서 미생물연료전지의 성능을 파악하고자 전지전위, 전력밀도, 순환전압전류 분석 및 지속가능 전력생산에 관한 특성을 유가공 폐수를 적용하여 평가하였다. Chemical Oxygen Demand (COD) 2650 mg/L의 유가공 폐수를 이용한 미생물연료전지 시스템에서 COD가 88% 제거되었으며, 최대 전력밀도는 $40\;mW/m^2$에 도달하였다. 본 연구 결과로부터 유가공 폐수를 효과적으로 처리하는 동시에 전기를 생산하기 위한 미생물연료전지 기술의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권8호
• /
• pp.5280-5287
• /
• 2014

본 논문에서는 라만스펙트럼의 효과적인 판별을 위해 계층 트리 구조로 클래스를 그룹화 하는 방식을 제안하였다. 실험데이터로는 28종 화학물질의 라만 스펙트럼을 준비하였고 잡음제거, 정규화 등의 전처리 수행하였다. 다음으로 사전실험을 통해 서로 간에 분류오류를 발생시키는 물질들을 그룹화 하여 계층 구조의 클래스를 구성하였고, 각각의 상위, 하위 클래스에 PCA(principal component analysis) 특징추출과 MAP(maximum a posteriori probability) 방식의 분류실험을 수행하였다. 실험 결과에 의하면 계층 구조의 클래스를 적용한 경우 평균 2.7개의 특징을 사용하여 분류가 100% 이루어짐을 확인할 수 있었다. 계층 구조를 적용하지 않는 기존의 방식에서 6개의 특징을 사용할 때 동일한 분류결과를 보였음을 감안해 보면, 제안한 방식이 전체 계산 복잡도의 측면에서 훨씬 뛰어남을 알 수 있다. 따라서 제안한 방식이 실제 응용에 보다 적합하다고 할 수 있다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.539-546
• /
• 2002

The physicochemical properties of solid wastes generated from seven highway service areas, four branch offices, and one construction site were analyzed in concert with air pollutants including heavy metals emitted from near-by small-scale incinerators. The amount of solid wastes generated from highway areas has been increasing with recent increases in the number of highways and passengers. Twelve incinerators examined in this study generally had capacity smaller than 100 kg/hr, most of which were equipped with cyclone for dust removal. It was seen that the concentrations of the gas-phase air pollutants (e.g., SO$_2$, NO$_{x}$, HCl and H$_2$S) were above the acceptable emission standards except one or two sites. CO concentrations at all incinerators were also higher due to incomplete combustion. In addition, particulate matters showed concentration six times higher at their maximum. The results of heavy metal analysis showed that the concentrations of Cu, Cd, and Ni satisfied the emission standards. whereas Pb at one site and Zn at five sites exceeded the standards. Cr measurement results indicated that 9 of 12 incinerators had higher values than the standard; especially one branch office showed nine times higher than normal concentration. In order to satisfy more stringent emission standards in the near future, it is necessary to install air pollution control system and to develop an intensified management plan.n.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.77-80
• /
• 2003

수용액 내에서 질화물 박막의 산화저항성 흡착 피막의 형성을 확인하기 위하여 Si$_3$N$_4$분말 표면의 glycine 흡착 거동을 조사하였다. 염기성분위기에서 glycine은 Si$_3$N$_4$ 분말 표면에 포화 흡착되었으며 이러한 흡착거동은 Si$_3$N$_4$ 박막의 경우에도 동일하게 일어날 것으로 예상되었다. Glycine을 첨가한 CeO$_2$ 슬러리를 제조하고 PH에 따른 Si$_3$N$_4$와 SiO$_2$ 박막의 연마시험을 수행하여 연마율은 감소하고 선택비는 증가하는 것을 확인하였다. 실험에서 얻은 최대 선택비는 pH=12에서 35 이상이었다. 이는 염기성 분위기에서 glycine이 해리하여 막 표면에 화학흡착하고 산화와 용해를 억제함으로써 연마율을 낮추고 선택비 향상에 기여하였기 때문으로 판단된다. 아미노산 계열의 첨가제를 CeO$_2$계 CMP용 슬러리에 적용하는 경우 산화물/질화물 박막의 선택비를 향상시키는데 효과적임을 확인하였다.

• 태양에너지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.197-203
• /
• 1998

A 5 ton/day pilot scale two-phase anaerobic digester was constructed and tasted to treat Korean food wastes in Anyang city. The process was developed based on 3 years of lab-scale experimental results on am optimim treatment method for the recovery of biogas and humus. Problems related to food waste are ever Increasing quantity among municipal solid wastes(MSW) and high moisture and salt contents. Thus our food waste produces large amounts of leachate and bed odor in landfill sites which are being exhausted. The easily degradable presorted food waste was efficiently treated in the two-phase anaerobic digestion process. The waste contained in plastic bags was shredded and then screened for the removal of inert material such as fabrics and plastics, and subsequently put into the two-stage reactors. Heavy and light inerts such as bones, shells, spoons and plastic pieces were again removed by gravity differences. The residual organic component was effectively hydrolyzed and acidified in the first reactor with 5 days space time at pH of about 6.5. The second, methanization reactor part of which is filled with anaerobic fillters, converted the acids into methane with pH between 7.4 to 7.8. The space time for the second reactor was 15 days. The effluent from the second reactor was recycled to the first reactor to provide alkalinities. The process showed stable steady state operation with the maximum organic rate of 7.9 $kgVS/m^3day$ and the volatile solid reduction efficiency of about 70%. The total of 3.6 tons presorted MSW containing 2.9 tons of food organic was treated to produce about $230m^3$ of biogas with 70% of methane and 80kg humus. This process is extended to full scale treating 15 tons of food waste a day in Euiwang city and the produced biogas is utilized for the heating/cooling of adjacent buildings.

• 청정기술
• /
• 제8권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2002

유연탄 2종과 무연탄 2종을 대상으로 mild pyrolysis 조건 하에서 탈황특성과 무게감량 및 발열량 손실에 대하여 열분해 온도는 $350{\sim}550^{\circ}C$, 열분해 시간은 5~20분, 입자크기는 0~3.35mm인 실험조건에서 수행하였다. 연구 결과 유연탄과 무연탄이 $550^{\circ}C$에서 10분 동안 열분해 시 탈황율은 각각 38%와 28%였으며, 열분해 조건은 10~15분, $450{\sim}550^{\circ}C$ 정도가 적절한 것으로 나타났다. 열분해 온도가 올라감에 따라 유기황과 무기황 모두 감소하는 것으로 보아 열분해법이 유기황의 탈황에도 효과가 있음을 알 수 있다. 열분해 후 char의 발열량은 원탄에 비해 5% 정도 높거나 비슷한 값을 갖는 것으로 나타났다. 입자 크기가 탈황에 미치는 영향은 거의 나타나지 않았다.