• 제목/요약/키워드: Thermo degradation

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호기성 호열미생물에 의한 하수슬러지 감량화 효율에 관한 연구 (A Study on Volume Reduction of Waste Sludge by Aerobic Thermophilic Bacteria)

  • 배윤선;김순영;남덕현;박철휘;김진수
    • 상하수도학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.497-505
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    • 2005
  • Domestic Sewage Treatment Plants are mostly based on biological treatment, in which large amounts of excess sludge are generated and occupy about 40 ~ 60% of the total sewage treatment costs. Several methods for sludge treatment has been so far reported as upgrading biodegradation of sludge; heat treatment, chemical treatment, including thermo-alkali and ozone, mechanical treatment including ultrasonic pulverization. But, it has a limitation in case of reducing the amount of excess sludge which are already producted. In this study, application of excess sludge reduction process using thermophilic aerobic bacteria for activated sludge was examined. The research was carried out two different stage. one for a biological wastewater treatment and the other for a thermophilic aerobic solubilization of the waste sludge. A portion of excess sludge from the wastewater treatment step was into the thermophilic aerobic sludge solubilization reactor, in which the injected sludge was solubilized by thermophilic aerobic bacteria. The solubilized sludge was returned to the aeration tank in the wastewater treatment step for its further degradation. Sludge solubilization reactor was operated at $63{\pm}2^{\circ}C$ with hydraulic retention time(HRT) of 1.5 ~ 1.7 day. Control group was operated with activated sludge process(AS) and experiment group was operated with three conditions(RUN 1, RUN 2, RUN3). RUN 1 was operated with AS without sludge solubilization reactor. RUN 2 were operated with AS with sludge solubilization reactor to examine correlation between sludge circulation ratio and sludge reduction ratio by setting up sludge circulation ratio to 3. RUN 3 was operated with sludge circulation ratio of 3 and MLSS concentration of 1,700~2,000mg/L to examine optimum operation condition. The quantity of excess sludge production was reduced sharply and in operation of RUN 3, sludge The quantity of excess sludge production was reduced sharply and in operation of RUN 3, sludge solubilization ratio and sludge reduction ratio were 53. 7%, 95.2% respectively. After steady state operation, average concentration of TBOD, SBOD, $TCOD_{Cr}$, $SCOD_{Cr}$, TSS, VSS, T-N, T-P of effluent were 4.5, 1.7, 27 .8, 13.8, 8.1, 6.2, 15.1, 1.8mg/L in the control group and were 5.6, 2.0, 28.6, 19.1, 9.7, 7.2, 16.1, 2.0mg/L in the experimental group respectively. They were appropriate to effluent standard of Sewage Treatment Plants.

디메틸에테르 초임계 유체를 이용한 고분자량 폴리락티드 스테레오 콤플렉스의 제조 (A Faster Approach to Stereocomplex Formation of High Molecular Weight Polylactide Using Supercritical Dimethyl Ether)

  • 굴나즈비비;정영미;임종주;김수현
    • 폴리머
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    • 제39권3호
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    • pp.453-460
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    • 2015
  • 초임계 유체 기술을 이용한 폴리락티드 스테레오 콤플렉스 제조는 폴리락티드의 열적 및 기계적 물성을 향상시키는 좋은 방법이다. 이 연구에서는 초임계 유체인 디메틸에테르를 이용하여 고분자량 폴리락티드를 높은 수율로 100% 스테레오 콤플렉스화를 시켰다. 폴리락티드에 대한 디메틸에테르의 높은 용해성은 이 공정의 핵심요소로 250 bar, $70^{\circ}C$, 1.5시간에 반응이 종료되었다. 폴리락티드의 스테레오 콤플렉스 연구는 압력, 온도, 시간, 농도 및 분자량을 변화시키며 진행하였다. 스테레오 콤플렉스화는 온도와 압력이 증가할 때 높아졌다. 분자량 20만 이상인 PLLA와 PDLA는 6%의 디메틸에테르에서 100% 스테레오 콤플렉스화가 이루어졌다. 스테레오 콤플렉스화 정도는 DSC 및 XRD를 통해 이루어졌다. 또한 DSC 및 TGA 분석을 통해 융점이 $50^{\circ}C$ 이상 높아진 폴리락티드가 얻어졌음을 확인하였다.

고온하에서 다양한 설계변수에 따른 고강도 콘크리트 단주의 구조 성능 평가 (Structural Capacity Evaluation of High Strength Concrete Short Columns with Various Design Parameters under High Temperatures)

  • 김희선;문지영;박지은;신영수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.637-645
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    • 2011
  • 압축강도 50 MPa이 넘는 고강도 콘크리트가 화재에 취약하다는 것은 널리 알려진 사실이다. 그러나 화재 피해를 입은 고강도 콘크리트 구조 부재의 구조 성능 저감 정도를 정확하게 파악하기 위해서는 단순히 열역학적 거동만으로 파악하는 것이 아니라, 구조 거동에 대한 연구가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 비재하 상태에서 고온에 일정시간 노출시킨 고강도 콘크리트 단주를 대상으로 하중 재하 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 콘크리트 압축강도, 가열시간, 그리고 폴리프로필렌 섬유 혼입을 통한 폭렬 저감 공법 사용 유무가 있었으며, 실험의 결과로는 콘크리트 강도 및 가열 시간이 증가할수록 구조 성능은 저감되는 것으로 나타났다. 특히 폴리프로필렌 섬유를 혼입하여 폭렬이 저감 된 경우에도 구조 성능에는 변화가 없거나 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 이 연구를 통하여 알아낸 바를 토대로 보다 안전하고 경제적인 내화 설계를 할 수 있으며, 또한 화재로 인한 고강도 콘크리트 구조물의 구조성능 저감 정도를 예측하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라고 사료된다.

수변 낙엽퇴적층에서 분리한 호열성 Geobacillus의 물질 분해 특성 (Hydrolytic and Metabolic Capacities of Thermophilic Geobacillus Isolated from Litter Deposit of a Lakeshore)

  • 백현주;조영근;안태석
    • 미생물학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.32-40
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    • 2009
  • 수변 낙엽퇴적층에서 호열성 세균의 분포와 물질분해 양상을 파악하기 위하여, 호열성 세균을 분리하고 그 특성을 조사하였다. 고분자 유기물의 분해력이 높고 $60^{\circ}C$에서 생장하는 균주들을 탐색한 결과, 10개의 균주가 선별되었다. 16S rRNA 유전자 염기서열을 결정하고 계통분석한 결과, 모두 Geobacillus 속으로 동정되었다. 균주들의 최적 성장온도는 $55^{\circ}C$$60^{\circ}C$, 최적 pH는 초기 pH가 6.0${\sim}$8.0일 때로 나타났으며, 염분 3%일 때를 기준으로 성장속도의 저해가 뚜렷하게 나타났다. 균주의 효소 활성도와 API 50 CHB kit에 의한 탄수화물 이용도를 바탕으로 균주의 생태학적 기능을 알아본 결과, G. stearothermophilus 균주들과 G. kaustophilus 균주들의 특성은 다른 종의 균주들과 명확히 구분되었으며, 나머지 균주들은 최적 성장환경의 생태학적 특징이 다양하게 나타나, 종별 구분과 정확히 일치하지는 않았다. 약산성 환경에서 최적 성장하는 G. stearothermophilus 균주들은 높은 단백질분해효소활성을 보이면서 다당류 분해와 단당류 이용도가 낮았고, 알칼리환경을 최적 서식지로 하는 G. kaustophilus 등은 이와 대조적으로 지질 분해 및 당류의 이용도가 높게 나타났다. 따라서, 수변 낙엽퇴적층에는 호열성 내성포자 형성 세균인 Geobacillus 속 균주들이 다양한 생태학적 지위를 가지며 퇴비화와 유사한 천이과정을 거치면서 수변 퇴적물질을 분해하는데 기여하는 것으로 보여진다.

원적외선 2세대 열상조준경의 설계 (Advanced LWIR Thermal Imaging Sight Design)

  • 홍석민;김현숙;박용찬
    • 한국광학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.209-216
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    • 2005
  • 전차 조준경으로 사용될 수 있는 2세대 열상장비를 개발하였다. 설계된 장비는 프랑스 Sofradir사의 $480\times6$ 배열 원적외선$(7.7{\mu}m-10.3{\mu}m)$ MCT(HgCdTe) 검출기를 이용하였고, $2.67^{\circ}\times2^{\circ}$의 고배율 협시계와 $10^{\circ}\times7.5^{\circ}$의 저배율 광시계의 이중배율을 가지고 있다. 또한 넓은 운용 온도 범위에서도 시스템의 성능이 저하되지 않도록 비열화 기술을 적용하였다. 설계된 장비는 고효율의 주사장치로 47만 화소의 실시간 영상 재현이 가능하며, 이는 1세대 열상장비에 비하여 화소수가 대폭 증가한 것이다. 적외선 검출소자들의 불균일 보정을 위해서 열전 냉각 소자를 이용한 두 점 보상 기법을 제시하여 실시간 보정이 이루어지게 하였고, 열영상 분포 히스토그램 가변 방식의 처리 기법을 제안하여 적용함으로써 대조비가 매우 낮은 표적의 식별도 용이하게 하였다. 설계 및 제작된 2세대 열상장비의 고배율에서 최소분해가능온도차를 측정한 결과, 2cycles/mrad의 공간주파수에서 0.05K 이하의 우수한 결과를 보였다.

초임계 ASES 공정으로 제조된 Vitamin-C 포접복합체의 안정성 평가 (Stability Evaluation of Vitamin-C Inclusion Complexes Prepared using Supercritical ASES Process)

  • 양준모;김석윤;한지현;정인일;유종훈;임교빈
    • KSBB Journal
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    • 제21권2호
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    • pp.157-163
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    • 2006
  • 본 연구에서는 초임계 ASES 공정을 이용하여 인체내 및 피부에 여러 가지로 유익한 대표적 생리활성물질인 Vitamin-C의 불안정성을 극복하기 위하여 HP-${\beta}$-CD와의 포접복합체를 제조하여 수용액상에서의 안정성을 분석하였다. X-선 회절을 이용한 Vitamin-C와 HP-${\beta}$-CD의 결정성 분석으로 초임계 ASES 공정을 통하여 포접복합체가 용이하게 형성될 수 있음을 확인하였다. HP-${\beta}$-CD가 Vitamin-C의 안정성을 향상시키는 방법으로 이용될 수 있음을 확인하였으며, $25{\pm}0.1^{\circ}C$의 온도를 유지한 pH 7.0의 50 mM 인산완충용액 상에서 순수한 Vitamin-C, 물리적인 혼합물 및 용매증발법과 초임계 ASES 공정을 이용하여 제조된 포접복합체의 Vitamin-C 겉보기 1차 분해 속도 상수는 각각 $1.45{\times}10^{-2}h^{-1},\;1.41{\times}10^{-2}h^{-1},\;1.34{\times}10^{-2}h^{-1},\;0.20{\times}10^{-2}h^{-1}$로 초임계 ASES 공정으로 제조된 포접복합체의 경우 Vitamin-C의 안정성이 매우 크게 향상되는 것을 확인하였다.

압출조리를 이용한 쌀 이유식 제조에서 아밀라제 첨가가 물성변화에 미치는 효과 (Studies on the Effects of Amylase Addition to Rice Extrusion on the Rheological Properties of the Extrudate for Weaning Food Base)

  • 이강권;김지용;이철호
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.670-678
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    • 1994
  • 압출조리 공법에 의한 한국형 쌀 이유식 제조에서 아밀라제 첨가가 압출미분의 물성 변화에 미치는 영향을알아보았다. 압출조리기의 스크류 회전수는 200 rpm, 원료의 사입속도는 180 g/min로 고정하여 작동하였다. 원료 쌀가루의 수분함량은 18, 23, 28%로 가수하였고 첨가된 아밀라제는 Bacillus licheniformis 로부터 분리한 Termaamyl 120LS(NOVO사), Bacillus amylolichuefaciens 로부터 분리한 BAN 240L(NOVO사) 및 맥아분말이다. 아밀라제 첨가에 의해 압출미분의 수용성지수는 3배 까지 중가했고, 환원당 생성량은 원료의 수분함량에 크게 영향을 받아 28% 수분함량에서 급격히 증가하여 수용성지수와는 다른 경향을 나타내었다. 겔 루파크로 마토그래피에 의한 분자량적 구조 변화 측정 결과 아밀라제 첨가에 의해 고분자 획분이 싱당히 감소했으며 상대적으로 저분자 획분이 증가함을 알 수 있었다. 아밀라제의 잔존활성은 아밀라제 종류에 따라 다르며 가장 내열성인 Termamyl 120LS의 경우 용융부위 온도 $140^{\circ}C$에서 27%까지 감소하였다. 침전법에 의한 분산특성은아밀라제 작용에 의해 수용성 물질이 중가함에 따라 침전충의 감소를 나타내었으나 처러온도가 $140^{\circ}C$로 중가하면 침전충의 높이는 종가하였다. 겉보기 점도는 아밀라제 첨가에 의해 무처리 압출미분의 $1/4{\sim}1/200$로감소하였다. 시판 이유식외 권장농도에서의 점도와 같은 점도 수준에 도달하기 위해서는 원료의 수분함량(18, 23, 28%), 아밀라제 종류 및 첨가량, 계량부위 온도에 따른 각 작동조건의 압출미분을 최고 1.8배의 양을 사용할 수 있었다. 이상에서 살펴본 바와 같이 원료 쌀가루에 첨가된 아밀라제가 압출조리기내를 통과하떤서 쌀가루의 가수분해를 일으켜 환원당 등 수웅성 물질이 중가하고 분산특성이 좋아지며 점도가 낮아지고 결국 이유식의 열량밀도를 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

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산 부식된 상아질에 대한 용매를 이용한 프라이밍이 소수성 상아질 접착제의 미세인장접착강도에 미치는 영향 (THE EFFECT OF PRIMING ETCHED DENTIN WITH SOLVENT ON THE MICROTENSILE BOND STRENGTH OF HYDROPHOBIC DENTIN ADHESIVE)

  • 박은숙;배지현;김종순;김재훈;이인복;김창근;손호현;조병훈
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제34권1호
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    • pp.42-50
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    • 2009
  • 장기적인 상아질 접착의 내구성 악화는 접착층과 혼성충의 친수성 부위에서의 가수분해에 의해 일어나는 것으로 보고 되고 있다. 본 연구의 가설은 콜라겐 망상체를 유기용매로 프라이밍하면 콜라겐 조직을 붕괴시키지 않고 수분을 밀어내고 소수성 단량체와 유기용매로 이루어진 접착제가 침투하여 접착강도를 얻을 수 있다는 것이다. 두 소수성 단량체인 Bisphenol-A-glycidylmethacrylate (Bis-GMA)와 triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA)를 아세톤, 에탄올 또는 메탄올에 용해시켜 세 가지의 실험용 접착제를 준비하였다. 산 부식과 수세과정 후에, 접착제를 습윤 상아질 표면(습윤 접착)이나 동일한 용매로 프라이밍 된 상아질 표면(용매 프라이밍 접착)에 적용하였다. 48시간 후와 1개월 후, 및 10,000회의 열순환 후에 미세인장결합강도를 측정하였다. 접착계면은 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 접착 방법에 무관하게 대부분의 시편의 접착계면에서 잘 발달된 혼성층을 관찰할 수 있었고, 가장 높은 평균 미세인장결합강도는 에탄올을 포함하는 접착제의 48시간 후 시편에서 관찰되었다. 용매를 이용하여 프라이밍하는 접착 방법에서는 에탄올이나 메탄올을 포함하는 접착제에서 열순환 후에 미세인장접착강도가 증가하는 경향을 보였다. 그러나, 습윤 접착의 경우에는 시효처리 후 미세인장결합강도의 증가가 관찰되지 않았다. 본 연구에서 에탄올을 이용한 상아질 프라이밍으로 우수한 접착력을 얻을 수 있었고, 열순환 후 접착력 이 더욱 증가하였다.

열순환 후 상아질 접착 계면의 수분 투과성 변화에 대한 정량적 분석 (QUANTITATIVE COMPARISON OF PERMEABILITY IN THE ADHESIVE INTERFACE OF FOUR ADHESIVE SYSTEMS)

  • 장주혜;이기욱;김혜영;이인복;조병훈;손호현
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제34권1호
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    • pp.51-60
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    • 2009
  • 본 연구는 현재 시판 되고 있는 여러 개의 상아질 접착제를 임상 술식에서와 같은 방법으로 사용한 다음 열순환 후 접착계면의 변화를 관찰 비교하고자 했다. 발거 한지 한 달 이내인 대구치 28개의 교합면 상아질 표면에 4종의 상아질 접착제 (OptiBond FL [OP], AdheSE [AD], Clearfil SE Bond [CL], Xeno III [XE]) 중 하나를 적용한 뒤 복합 레진 (Premisa, Kerr) 을 1 mm 두께로 올린 후 광중합 하였다. $4^{\circ}C$ 증류수에서 6일간 보관한 뒤, 치아의 정중선으로부터 수직으로 절단 하여 그 중 절반의 치아에서 2 mm 두께의 시편을 얻은 다음 남은 반쪽의 치아는 10,000회의 열순환을 가한 뒤 ($5^{\circ}-55^{\circ}$, 침지 시간 25초, 대기 시간 5초) 같은 방법으로 2 mm 두께의 시편을 얻었다. 연마한 시편을 24시간 동안 50% ammoniacal silver nitrate solution에 담근 다음 photo-developing solution에서 8시간 동안 환원시켰다. 계면을 가로지르는 5개의 line상에서 wavelength dispersive spectrometry (WDS) detector를 이용하여 주사전상에 있는 원소들의 중량비를 계산하였다. 또한 열순환 전과 후의 시편에서 얻어진 5개의 silver 측정치를 서로 비교하였다. 열순환 전의 접착제층(adhesive layer)에서는 OP에서 가장 적은 silver의 투과가 관찰되었으며 (p < 0.0001), CL, AD, XE 순으로 투과 량이 증가함을 보였다. 혼성층 (Hybrid layer) 에서는 CL의 투과량이 가장 적었다 (p = 0.0039). 열순환 후에 접착제층과 혼성층에서 silver의 투과량은 증가하지는 않았다. Scanning electron microscopy (SEM) 사진을 통하여 각 시편의 접착 계면에서 접착제에 따른 특이적인 silver의 투과상을 관찰할 수 있었다. 전반적으로 OP 와 CL의 접착계면이 열순환 과정 중에도 온전히 유지됨을 볼 수 있었다. 접착 계면에서의 수분 투과 양상은 각 접착제에 따라 다른 형태를 보였으며 열 순환에 의해 유의할 만한 변화를 야기하지는 않았다.