• 유기물자원화
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• 제28권4호
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• pp.43-52
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• 2020

멤브레인을 이용한 기체 분리 기술이 발전함에 따라 분리 과정을 설명하기 위해 다양한 수학적 모델을 개발하고 적용해 왔다. 본 연구에서는 셀룰로오스 아세테이트(CA) 중공사 분리막을 제조하여 실험에 사용하였다. 메탄, 질소, 산소 및 이산화탄소 순수가스를 이용하여 투과도를 측정하고, 향류 흐름 모델(Counter-current model)을 적용하여 실험데이터와 비교/해석하였다. CA 막에 대한 이산화탄소와 메탄의 투과도는 각각 25.82 GPU와 0.65 GPU로 나타났다. CO2/CH4 선택도는 39.7이었다. 순수가스 테스트 후 세 가지 모의 혼합가스에 대한 분리 테스트를 수행하였으며, 다양한 stage-cut 조건에서 투과된 가스의 농도를 측정하였다. 실험으로 얻은 데이터를 향류 흐름 모델로 비교한 결과 상당히 일치하는 것으로 나타났으며, CA 멤브레인 모듈을 사용한 바이오가스 분리를 수학적 모델로 구현할 수 있었다. 또한 유한차분법(FDM)을 적용하여 멤브레인에서 바이오가스의 분리 거동을 유추할 수 있었다. 향후 향류 흐름 모델은 바이오가스 분리 공정을 위한 모델로서 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 플랜트 저널
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• 제12권2호
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• pp.24-30
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• 2016

이산화탄소 분리공정에 있어서 분리막 공정은 소형, 모듈성, 설치의 용이성, 작동의 유연성, 낮은 설치 비용 및 낮은 에너지 소비량 등의 장점들로 인하여 주목 받고 있다. 본 연구에서는 실험데이터와의 비교를 통해 교차흐름, 병류흐름, 향류흐름 3가지 모델의 정확도를 알아보았다. 실험에서 이용된 이산화탄소 분리공정을 가장 잘 나타내어주는 모델을 토대로 전산모사를 통하여 2단 막 분리 구조에서의 운전조건을 규명하고 분리막의 투과도 및 선택도가 분리성능에 미치는 영향을 알아보았다. 나아가 수증기 sweep을 이용하는 2단 막 분리 구조에서 열교환망 합성기법을 적용하여 열교환기 도입에 따른 소요 전력의 변화와 운전비용 절감효과를 살펴보았다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.95-101
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• 2016

본 연구에서는 다양한 수소 생산 방법 중 하나인 천연가스 수증기 개질반응(natural gas steam reforming reaction)에 대해 일반적인 충전층반응기와 반응기와 수소분리기가 결합된 새로운 형태의 분리막 반응기에서의 성능에 대한 비교분석을 수행하였다. Xu 와 Froment에 의해 기존에 발표된 실험결과를 바탕으로 상업용 화학공정모사기인 Aspen $HYSYS^{(R)}$ 모델이 개발되었으며, 반응온도, $H_2$ 투과량, Ar 유량 등이 분리막 반응기에서의 반응물의 전환율 및 $H_2$ 수율 향상도에 미치는 영향에 대해 분석한 결과 분리막 반응기에서 보다 많은 양의 수소수율 및 메탄전환율이 확인되었다. 더 나아가, 전체 시스템에서 필요로 하는 열량을 공급하기 위해 요구되는 천연가스의 양에 초점을 맞춰 분리막 반응기에서의 원가절감 가능성을 평가한 결과, 분리막 반응기에서 10.94%의 원가절감이 관찰되었다.

• 한국포장학회지
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• 제13권2호
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• pp.67-73
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• 2007

수확후 연화, 흑변, 저온장해 등의 생리장해로 품질이 급속히 저하되는 단감을 장기간 신선도를 유지하기 위하여, $0^{\circ}C$에서 비경쟁억제효소반응속도식으로 조사된 단감 과실의 호흡특성과 저밀도폴리에틸렌필름의 두께별 가스특성을 조사하여 적정수준의 저산소와 고이산화탄소농도를 유지하도록 MA 포장규격을 설정코자 본시험을 수행하였다. 40, 52, 60, 70 ${\mu}m$ 두께의 samples LDPE film의 산소와 이산화탄소 가스투과도는 각각 $Q_{O2}=(2,540{\times}1/L)-16ml{\cdot}hr^{-1}{\cdot}atm^{-1}{\cdot}m^{-2}$, $Q_{CO2}=(13,742{\times}1/L)-70ml{\cdot}hr^{-1}{\cdot}atm^{-1}{\cdot}m^{-2}$이었다. 개당 평균 과중이 $225{\pm}5$ g인 단감을 두께가 각각 40, 52, 60, 70 ${\mu}m$인 저밀도폴리에틸렌필름으로 한개씩 포장하여 $0^{\circ}C$에서 저장하였을 때 효소반응속도식으로 조사된 단감 과실의 호흡특성과 저밀도폴리에틸렌필름의 두께별 가스투과도를 고려하여 시간에 따른 포장내 공기조성의 변화를 예측한 값과 저장 70일후 조사한 실측값은 대체로 일치하는 결과를 보였고, 과육내 Acetaldehyde와 Ethanol의 축적과 생리장해과의 발생에 있어서도 최적 포장조건으로 예측된 두께 52 ${\mu}m$의 포장조건이 실제 저장에서도 적합한 것으로 조사되었다. 이 같은 방법으로 과실의 무게에 따른 적정 MA포장조건을 설정하였다. 포장작업 특별히 주의할 점은 필름의 접착을 완벽하게 하여 핀 홀의 발생이 없도록 해야 한다.