• 제목/요약/키워드: energy production

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SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ 세라믹 분리막의 산소투과 특성 및 이산화탄소에 대한 내성 (Oxygen Permeability and Resistance to Carbon Dioxide of SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ Ceramic Membrane)

  • 김은주;박세형;박정훈;백일현
    • 멤브레인
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    • 제25권5호
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    • pp.415-421
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    • 2015
  • 고상반응법을 이용하여 $SrCo_{0.8}Fe_{0.1}Nb_{0.1}O_{3-{\delta}}$ 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1250^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. XRD 분석을 통해 단일상의 페롭스카이트 구조를 확인하였다. 산소 분압이 0.21 atm, 측정 온도가 $800{\sim}950^{\circ}C$인 조건하에서 산소투과를 분석한 결과 온도가 증가할수록 산소투과량은 증가하였고, $950^{\circ}C$에서 $1.839mL/min{\cdot}cm^2$로 최대값을 나타내었다. 니오븀(Nb)을 포함한 세라믹 분리막의 상안정성 및 이산화탄소 내성을 확인하기 위하여 $900^{\circ}C$에서 이산화탄소가 500 ppm이 포함된 혼합공기를 이용하여 장기투과 실험을 수행하였다. 이산화탄소에 노출된 $SrCo_{0.8}Fe_{0.1}Nb_{0.1}O_{3-{\delta}}$의 상안정성은 XRD와 TG로 분석하였다. 분석 결과, 이산화탄소에 노출된 $SrCo_{0.8}Fe_{0.1}Nb_{0.1}O_{3-{\delta}}$ 조성의 경우 약 8%의 $SrCO_3$가 생성되었으나, 이 수준의 $SrCO_3$ 생성량은 분리막의 산소투과도에 큰 영향을 주지 않는 것을 확인하였다.

KIER 수소충전소 구축 현황 (Present Status of Hydrogen Refueling Station in KIER)

  • 서동주;서유택;서용석;박상호;노현석;정진혁;윤왕래
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.21-24
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    • 2006
  • 수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격 적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $20{\sim}100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개 질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 연료전지 자동차용 수소 인프라 조기 구축을 위하여 수소충전소 구축과 국산화 천연가스 수증기 개질기 개발을 병행하여 진행하였다. 수소 충전소 구축 부분은 충전소 부지 확보, 건물 건축, 각종 유틸리 티 설치의 토목 부분과 천연가스 개질형 수소 제조 유닛 설치, 수소 압축, 저장, 디스펜싱 시스템 설치를 포함하고 있으며 고압 설비에 대한 인허가 대응 및 안전대책 작업도 진행하였다. 구축된 수소충전소는 향후 연료전지 자동차 연계 실증 프로그램에 활용할 수 있다. 국산화 핵심 기술 개발을 위하여 열 및 시스템 통합 설계에 의 해 천연가스 수증기 개질기를 제작하고 내부 열교환 구조에 따른 개질기의 성능을 평가하였다. 개발된 개질기는 개질온도 $720^{\circ}C$, 수증기 대 카본 비 2.7의 운전조건에서 $23Nm^3/h$ 이상의 수소 생산이 가능하였으며 73% 이상의 개질 효율을 나타내었다. 개발된 천연가스 수증기 개질기는 향후 수소 정제용 PSA(Pressure Swing Adsorption) 시스템과 연계하여 수소충전소 국산화 엔지니어링 설계 패키지 개발의 핵심 기 술로 사용할 계획이다.시간 정도 운전한 후 시스템을 정지하였다 메탄 전환율과 일산화 탄소 농도, 열효율을 모니터링 하고 있으며, 현재까지 초기 성능을 그대로 유지하고 있다. 앞으로 일일시동-정지 운전 시험을 지속하면서 초기 시동 특성 및 부하 변동에 따른 응답 특성 개선, 그리고 연료전지와의 연계 운전을 실시할 예정이다 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{

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LED 식물공장에서 산란 유리 이용에 의한 상추(Lactuca Sativa L.)의 군락 광분포, 광합성 및 생장 향상 (Improvement of Canopy Light Distribution, Photosynthesis, and Growth of Lettuce (Lactuca Sativa L.) in Plant Factory Conditions by Using Filters to Diffuse Light from LEDs)

  • 강우현;장범;이준우;손정익
    • 원예과학기술지
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    • 제34권1호
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    • pp.84-93
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    • 2016
  • 인공광 식물공장은 조명에 많은 전력이 소요되므로 광이용효율의 향상은 필수적이다. 본 연구에서는 식물공장의 LED 광원에 산란 유리를 사용함으로써 광이용효율을 향상하고자 하였다. 실험에는 Haze factor 40%와 80%의 산란 유리가 적용된 두 가지 처리구와 산란 유리를 사용하지 않은 대조구를 두었다. 3-D 광선추적기법을 이용하여 상추 작물의 군락 광분포를 분석하였으며 군락 광합성률은 밀폐 아크릴 챔버를 이용하여 측정하였다. 각 처리구 별로 16주의 상추를 수경재배 방식으로 28일간 재배하여 생장량을 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 모든 처리구에서 작물의 상단부에 광량이 집중되었고 대조구에서 작물 상부에 광량 핫스팟이 발생하며 처리구에 비하여 광이용효율이 감소하였다. 총 광 흡수량은 대조구에서 가장 높았으나 유효 광 흡수량은 처리구에서 더 높았고 산란광의 비율이 높은 처리에서 더 높게 나타났다. 작물의 군락 광합성률과 생장량은 산란 유리를 사용한 처리구에서 대조구에 비해 높게 나타났다. 결과적으로 산란 유리의 이용을 통해 상추의 군락 내 광분포가 개선되었고 군락 광합성률 및 생장량이 증가하여 식물공장의 광이용효율이 향상되는 것으로 나타났다.

증기 개질기의 반응 및 열변형 특성에 미치는 공정가스와 버너가스 온도의 영향 (Effect of Process Gas and Burner Gas Temperature on Reaction and Thermal Deformation Characteristics in a Steam Reformer)

  • 한준희;김지윤;이정희;이성혁
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.126-132
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    • 2016
  • 본 연구는 전산유체역학 기법을 이용하여 수소 생산 플랜트의 개질 튜브 공정가스와 버너 가스 온도에 따른 화학반응과 열변형 특성을 분석한다. 개질로 내부의 온도는 약 800 K 내지 1000 K 이상으로 고온으로 유지되기 때문에 튜브의 열변형 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 따라서 개질로의 구조건전성을 평가하고 안정된 생산력을 가진 장비를 운영하기 위해서 반응과 열변형 특성에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구는 상용 전산해석 코드(ANSYS Fluent/Mechanical V.13.0)를 사용하여, 대류, 전도 및 복사 열전달을 포함한 복합 열전달과 난류유동을 3차원적으로 해석하였다. 특히, 열유동 특성에 따른 연성해석(Fluid-Solid Interaction: FSI)를 수행하였으며 고온 버너가스와 공정가스 운전조건에 따른 반응 특성과 열변형 변화를 분석하였다. 수치해석 결과, 개질 공정가스와 버너 가스의 주입온도가 각각 200 K 감소하면, 수소생성량은 최대 약 4 배, 최소 약 2 배 감소한다. 또한, 공정가스와 버너 가스의 주입온도에 따라 열변형은 최대 약 20%, 최소 약 15% 감소한다.

가미소요산의 새로운 제형에 대한 항산화 활성 및 항염증 효능평가 (Evaluation on Anti-oxidant Activity and Anti-inflammatory Effects for the New Formulation of Gamisoyosan)

  • 최혜민;김세진;김인수;이지범;김종범;문성옥;이화동
    • 대한본초학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.1-9
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    • 2016
  • Objectives : Gamisoyosan (GMS) is a useful prescription for treating insomnia, dysmenorrhea and infertility induced by a stress. Also, GMS has been used traditionally to improve systemic circulation and biological energy production. The purpose of this study was to assess the anti-oxidant activity and anti-inflammatory effects of Gamisoyosan Formulation (Soft extract, GMS-SE). Methods : The biological activities such as anti-oxidant and anti-inflammatory effects were measured through cell line-based in vitro assay. We investigated the anti-oxidant properties of GMS-SE on the 1,1-diphenyl-2-picryhydrazyl (DPPH) radical, contents of total flavonoid and polyphenol. GMS-SE compared to butyl hydroxy anizole (BHA). Furthermore, based on this result the anti-inflammatory effects of GMS-SE have verified by mechanism from LPS- treated Raw264.7 macrophages. Results : The anti-oxidant activities of GMS-SE increased markedly, in a dose-dependent manner. The GMS-SE showed significant scavenging activity (GMS-SE $500{\mu}g/m{\ell}$ : $32.77{\pm}1.65%$, GMS-SE $1000{\mu}g/m{\ell}$ : $45.06{\pm}1.04%$ and BHA $100{\mu}g/m{\ell}$ : $39.25{\pm}2.41%$ for DPPH assay). and, The total phenolic compound and flavonoids contents of GMS-SE were $73.93{\pm}6.87{\mu}g/mg$ and $698.75{\pm}6.78{\mu}g/mg$. GMS-SE which is LPS has diminished in the LPS-induced release of inflammatory mediators (NO, iNOS, COX2 and PGE2) and pro-inflammatory cytokines (TNF-${\alpha}$, IL-6 and IL-$1{\beta}$) from the RAW264.7 macrophages. Moreover, GMS-SE inhibited the activation of phosphorylation of p38 and ERK MAPKs by induced LPS. Conclusion : The present results indicate that GMS-SE has an anti-oxidant and anti-inflammatory properties, therefore may be beneficial in diseases which related to oxidative stress-mediated inflammatory disorders.

표면도달일사량 검증 시 발생하는 시간 불일치 조정을 통한 정확한 일사량 검증: MTSAT-1R 자료 이용 (An Improved Validation Technique for the Temporal Discrepancy when Estimated Solar Surface Insolation Compare with Ground-based Pyranometer: MTSAT-1R Data use)

  • 염종민;한경수;이창석;김도용
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.605-612
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    • 2008
  • 본 연구에서는, MTSAT-1R 위성 자료를 이용하여 표면도달일사량 (SSI: Solar Surface Insolation)을 산출한다. 표면도달일사량은 태양-지구에너지시스템, 기후변화, 그리고 농업 생산 예측 모델 활용과 같은 다양한 분야에 사용되는 주요 변수이다. 대부분의 표면도달일사량 산출모델은 지상 관측 일사계 자료를 이용하여 모델의 검 보정을 수행한다. 위성자료를 이용하여 산출된 표면도달일사량과 지상 관측 일사값을 서로 비교할 때, 기기 차에 의해 발생하는 시스템 오차가 존재한다. 지상 관측 일사계의 경우에는 2분마다 관측된 전천 일사량을 평균하여 시간일사 대푯값으로 제공하다. 반면 위성을 이용하여 산출된 표면 도달일사량의 경우에는, 특정시간에 대한 순간 관측 값을 이용하며, 단위 화소 크기에 대한 공간 해상도로 제공된다. 시스템 차에 의해 발생하는 시간적 불일치는 지상 관측 값과의 검 보정 시, 오차 값을 포함한다. 본 연구에서는, 시간 불일치 조정을 통해 보다 향상된 표면도달일사량 검증 기법을 제공하고자 한다.

Effects of reducing inclusion rate of roughages by changing roughage sources and concentrate types on intake, growth, rumen fermentation characteristics, and blood parameters of Hanwoo growing cattle (Bos Taurus coreanae)

  • Jeon, Seoyoung;Jeong, Sinyong;Lee, Mingyung;Seo, Jakyeom;Kam, Dong Keun;Kim, Jeong Hoon;Park, Jaehwa;Seo, Seongwon
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권11호
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    • pp.1705-1714
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    • 2019
  • Objective: Reducing roughage feeding without negatively affecting rumen health is of interest in ruminant nutrition. We investigated the effects of roughage sources and concentrate types on growth performance, ruminal fermentation, and blood metabolite levels in growing cattle. Methods: In this 24-week trial, 24 Hanwoo cattle ($224{\pm}24.7kg$) were fed similar nitrous and energy levels of total mixed ration formulated using two kinds of roughage (timothy hay and ryegrass straw) and two types of concentrate mixes (high starch [HS] and high fiber [HF]). The treatments were arranged in a $2{\times}2$ factorial, consisting of 32% timothy-68% HS, 24% timothy-76% HF, 24% ryegrass-76% HS, and 17% ryegrass-83% HF. Daily feed intakes were measured. Every four weeks, blood were sampled, and body weight was measured before morning feeding. Every eight weeks, rumen fluid was collected using a stomach tube over five consecutive days. Results: The mean dry matter intake (7.33 kg) and average daily gain (1,033 g) did not differ among treatments. However, significant interactions between roughage source and concentrate type were observed for the rumen and blood parameters (p<0.05). Total volatile fatty acid concentration was highest (p<0.05) in timothy-HF-fed calves. With ryegrass as the roughage source, decreasing the roughage inclusion rate increased the molar proportion of propionate and decreased the acetate-to-propionate ratio; the opposite was observed with timothy as the roughage source. Similarly, the effects of concentrate types on plasma total protein, alanine transaminase, Ca, inorganic P, total cholesterol, triglycerides, and creatinine concentrations differed with roughage source (p<0.05). Conclusion: Decreasing the dietary roughage inclusion rate by replacing forage neutral detergent fiber with that from non-roughage fiber source might be a feasible feeding practice in growing cattle. A combination of low-quality roughage with a high fiber concentrate might be economically beneficial.

β-Xylosidase and β-mannosidase in combination improved growth performance and altered microbial profiles in weanling pigs fed a corn-soybean meal-based diet

  • Liu, Shaoshuai;Ma, Chang;Liu, Ling;Ning, Dong;Liu, Yajing;Dong, Bing
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권11호
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    • pp.1734-1744
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    • 2019
  • Objective: In this study, two glycosidases (XMosidases), ${\beta}$-xylosidase and ${\beta}$-mannosidase, were investigated on their in vitro hydrolysis activities of feed and on the improvement of growth performance in vivo in weanling pigs. Methods: Enzyme activities of XMosidases in vitro were evaluated in test tubes and simulation of gastric and small intestinal digestion, respectively, in the presence of NSPase. In vivo study was performed in 108 weaned piglets in a 28-d treatment. Pigs were allotted to one of three dietary treatments with six replicate pens in each treatment. The three treatment groups were as follows: i) Control (basal diet); ii) CE (basal diets+CE); iii) CE-Xmosidases (basal diets+ CE+${\beta}$-xylosidase at 800 U/kg and ${\beta}$-mannosidase at 40 U/kg). CE was complex enzymes (amylase, protease, xylanase, and mannanase). Results: In vitro XMosidases displayed significant activities on hydrolysis of corn and soybean meal in the presence of non-starch polysaccharide degrading enzymes (xylanase and ${\beta}$-mannanase). In vitro simulation of gastric and small intestinal digestion by XMosidases showed XMosidases achieved $67.89%{\pm}0.22%$ of dry matter digestibility and $63.12%{\pm}0.21%$ of energy digestibility at $40^{\circ}C$ for 5 hrs. In weanling pigs, additional XMosidases to CE in feed improved average daily gain, feed conversion rate (p<0.05), and apparent total tract digestibility of crude protein (p = 0.01) and dry matter (p = 0.02). XMosidases also altered the gut bacterial diversity and composition by increasing the proportion of beneficial bacteria. Conclusion: Addition of a complex enzyme supplementation (contained xylanase, ${\beta}$-mannanase, protease and amylase), XMosidases (${\beta}$-xylosidase and ${\beta}$-mannosidase) can further improve the growth performance and nutrient digestion of young pigs.

Dietary phosphorus deficiency impaired growth, intestinal digestion and absorption function of meat ducks

  • Xu, Huimin;Dai, Shujun;Zhang, Keying;Ding, Xuemei;Bai, Shiping;Wang, Jianping;Peng, Huanwei;Zeng, Qiufeng
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권12호
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    • pp.1897-1906
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    • 2019
  • Objective: An experiment was conducted to investigate the effects of dietary non-phytate phosphorus (nPP) deficiency on intestinal pH value, digestive enzyme activity, morphology, nutrient utilization, and gene expression of NaPi-IIb in meat ducks from 1 to 21 d of age. Methods: A total of 525 one-d-old Cherry Valley ducklings were fed diets (with 7 pens of 15 ducklings, or 105 total ducklings, on each diet) with five levels of nPP (0.22%, 0.34%, 0.40%, 0.46%, or 0.58%) for 21 d in a completely randomized design. Five experimental diets contained a constant calcium (Ca) content of approximately 0.9%. Body weight (BW), body weight gain (BWG), feed intake (FI), and feed to gain ratio (F:G) were measured at 14 and 21 d of age. Ducks were sampled for duodenum and jejunum digestion and absorption function on 14 and 21 d. Nutrient utilization was assessed using 25- to 27-d-old ducks. Results: The results showed ducks fed 0.22% nPP had lower (p<0.05) growth performance and nutrient utilization and higher (p<0.05) serum Ca content and alkaline phosphatase (ALP) activity. When dietary nPP levels were increased, BW (d 14 and 21), BWG and FI (all intervals), and the serum phosphorus (P) content linearly and quadratically increased (p<0.05); and the jejunal pH value (d 14), duodenal muscle layer thickness (d 14), excreta dry matter, crude protein, energy, Ca and total P utilization linearly increased (p<0.05); however, the serum ALP activity, jejunal $Na^+-K^+$-ATPase activity, and duodenal NaPi-IIb mRNA level (d 21) linearly decreased (p<0.05). Conclusion: The results indicated that ducks aged from 1 to 21 d fed diets with 0.22% nPP had poor growth performance related to poor intestinal digestion and absorption ability; but when fed diets with 0.40%, 0.46%, and 0.58% nPP, ducks presented a better growth performance, intestinal digestion and absorption function.

서해안 신간척지에서 유채-피마자 작부체계시 토양염농도 및 침수가 생육 및 수량에 미치는 영향 (Effect of Soil Salinity and Flooding on Plant Growth and Yield of Rape-Castor Bean Cropping System in the Newly Reclaimed Tidal Land of Western Seaside of Korea)

  • 손용만;전건영;송재도;이재황;박무언
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.355-363
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    • 2009
  • 간척조성지 밭작물 재배기술개발의 일환으로서 바이오에너지 생산을 위한 피마자와 유채를 공시작물로 하는 작부체계로 유지작물의 재배가능성을 검토하였다. 피마자의 생존개체율은 토양염농도 $4dS\;m^{-1}$에서 급격히 감소하는 경향을 보였고, 초장이 50% 정도 단축되는 토양염농도는 $4dS\;m^{-1}$으로 추정되었다. 유채의 초장생육이나 수량은 토양염농도가 증가할수록 감소하여 초장은 $6dS\;m^{-1}$일 때, 수량은 $2{\sim}2.5dS\;m^{-1}$의 범위에서 50%가 감소되는 것으로 추산되었다. 강우가 많은 계절에 재배되는 피마자는 염농도 뿐만 아니라 습해에도 약하여 배수가 불량한 영상강과 화옹 간척지에서 각각 0.8과 $6.5kg\;10a^{-1}$로 적었으나 배수가 좋은 이원 간척지는 $42kg\;10a^{-1}$로서 비교적 높은 경향이었다. 겨울작물인 유채는 비강우기간의 재염화가 심하였던 화옹 간척지에서 전혀 수량을 얻지 못하였으나 출현불량과 염농도의 변이가 심하였던 이원 간척지는 종실수량이 평균 $9kg\;10a^{-1}$로서 매우 낮았고, 염농도가 낮게 유지된 영산강간척지는 $332kg\;10a^{-1}$로서 높은 경향을 보였다. 결론적으로 서해안 간척지에서 피마자와 유채의 생육 및 수량성을 고려해 볼 때 토양염농도가 피마자 $4dS\;m^{-1}$, 유채 $3dS\;m^{-1}$ 이하로 관리되고, 침수피해가 없도록 배수관리가 된다면 유지작물재배가 충분히 가능할 것으로 판단되었다.