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메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지의 성능 (Performance of a Molten Carbonate Fuel Cell With Direct Internal Reforming of Methanol)

  • 하명주;윤성필;한종희;임태훈;김우식;남석우
    • 청정기술
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    • 제26권4호
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    • pp.329-335
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    • 2020
  • 재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.

동력경운기의 경사지견인 및 주행특성에 관한 연구 (III)-동력경운의 경사지 견인성능- (Study on the Travel and Tractive Characteristics of the Two-Wheel Tractor on the General Slope Land(III)-Tractive Performance of Power Tiller-)

  • 송현갑;정창주
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제3권2호
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    • pp.35-61
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    • 1978
  • 동력경운깅가 일반 경사지에서 견인주행하는 경우 견인주행성능과 주행특성을 구명하기 위하여 토양의 종류 및 상태는 일정하게 하고 지면의 기하학적 조건과 견인주행속도 및 견인하중을 변수로 하여 외부동력전달계의 시점인 좌우차륜과 토양간에 발생하는 차륜구동력 및 굴름정항과 Engine에서 구동륜까지 내부전달계를 통하여 전달된 동력의 이론치와 실험치와의 부합여부를 검정하고 부가적으로 동력경운기가 경사지기계화의 동력기로써의 가능성여부와 문제점을 찾으려한다.

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동력경운기의 경사지견인 및 주행특성에 관한 연구 (Ⅲ)-동력경운의 경사지 견인성능- (Study on the Travel and Tractive Characteristics of the Two-Wheel Tractor on the General Slope Land(Ⅲ)-Tractive Performance of Power Tiller-)

  • 송현갑;정창주
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제3권2호
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    • pp.34-34
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    • 1978
  • 동력경운깅가 일반 경사지에서 견인주행하는 경우 견인주행성능과 주행특성을 구명하기 위하여 토양의 종류 및 상태는 일정하게 하고 지면의 기하학적 조건과 견인주행속도 및 견인하중을 변수로 하여 외부동력전달계의 시점인 좌우차륜과 토양간에 발생하는 차륜구동력 및 굴름정항과 Engine에서 구동륜까지 내부전달계를 통하여 전달된 동력의 이론치와 실험치와의 부합여부를 검정하고 부가적으로 동력경운기가 경사지기계화의 동력기로써의 가능성여부와 문제점을 찾으려한다.

치어기 틸라피아에 있어 사료내 어분 대체원으로서 라이신 부산물의 첨가효과 (Effects of Dietary Supplementation of Lysine Cell Mass as a Fish Meal Replacer in Juvenile Nile Tilapia)

  • 김강웅;이진영;배승철;이희석
    • 한국양식학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.197-203
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    • 2001
  • 이 연구는 치어기 틸라피아에 있어서 어분(fish meal, FM) 대체 단백질원으로서 라이신 부산물(lysine cell mass, LCM)이 사료내 이용 가능성과 대체 수준을 결정하기 위해 수행하였다 실험사료는 조단백질 35%, 가용성 에너지 15.3 kJ/kg으로 설계되었고, 주 단백질원으로 어분, 대두박, 콘글루텐밀 및 라이신 부산물을 사용하였다. 주 동물성 단백질원인 어분 단백질을 라이신 부산물에 의한 대체 수준에 따라 사료 조성을 요약하면 다음과 같다: $LCM_0, 100% FM: LCM_{10}, 90% FM+10% LCM, LCM_{20}, 80% FM+20% LCM; LCM_{30}, 70% FM+30% LCM; LCM_{40}, 60% FM+40% LCM; LCM_{30}l, 70% FM+30% LCM+lysine; LCM_{30}ln, 70% FM +30% LCM + lysine +NaOH; LCM_{40}lan, 60% FM+40% LCM+lysine+arginine; LCM_{40}/lan, 60% FM+40% LCM+lysine+arginine+NaOH.$ 8주간의 실험 결과, 증체율과 일간성장률에 있어서는 사료구 $LCM_0$와 비교하여 모든 사료구에서는 유의적인 차이가 없었으며, 아울러 아미노산 첨가 및 중화효과는 모든 사료구에서 나타나지 않았다(p>0.05). 사료효율과 단백질 전환효율에 있어서 사료구 LCMo는 사료구 $LCM_{10}. LCM_{20}. LCM_{30}lan, LCM_{40}lan 및 LCM_{40}lan$과 비교하여 유의적인 차이를 보이지 않은 반면에(P>0.05), 사료구 $LCM_{30}, LCM_{40} 및 LCM_{30}l$보다 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 아미노산 첨가와 중화효과에 있어서 사료구 $LCM_P{30}la, LCM_{30}l 및 LCM_{30}ln$은 유의적인 차이가 나타나지 않은 반면에 사료구 $LCM_{40}la 및 CM_{40}lan은 LCM_{40}$과 비교하여 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 따라서, 치어기 틸라피아에 있어서 성장을 기준으로 라이신 부산물은 어분 단백질을 40%까지 대체가 가능하였으며, 아울러 높은 라이신 부산물의 대체 수준에 있어서 사료효율과 단백질 전환효율을 고려한다면 아미노산 첨가(라이신과 아르지닌)와 중화 효과에 좋은 결과가 있을 것으로 사료된다.

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치어기 잉어에 있어 사료내 Lysine 부산물의 첨가효과 (Effects of Dietary Supplementation of Lysine Cell Mass (LCM) in Juvenile Israeli Carp, Cyprinus carpio)

  • 김강웅;왕소길;배승철
    • 한국수산과학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.336-341
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    • 2002
  • 본 연구는 치어기 잉어에 있어서 어분 (fish meal, FM) 대체 단백질원으로서 lysine 부산물 (lysine cell mass, LCM)이 사료내 이용 가능성과 대체 수준을 결정하기 위해 수행하였다. 실험사료의 조단백질 함량은 $38\%$, 가용에너지는 15.2kJ/g (protein, carbohydrate and lipid: 16.7, 16.7 and 37.7kJ/g)으로 동일하게 맞추어 실험사료를 제조하였으며, 사료의 조성을 요약하면 다음과 같다: $100\%$ $FM; LCM_20$, $80\%$ $FM+20\%$ $LCM; LCM_40$, $60\%$ $FM+40\%$ $LCM; LCM_60$, $40\%$ $FM+60\%$ $LCM; LCM_100$, $100\%$ $LCM; LCM_20$l, $80\%$ $FM+20\%$ $LCM+0.07\%$ $Lysine; LCM_40$l, $60\%$ $FM+40\%$ $LCM+0.14\%$ $Lysine; LCM_60$l $40\%$ $FM+60\%$ $LCM+0.22\%$ $Lysine; LCM_100$l, $100\%$ $LCM+0.35\% Lysine. 6주 동안의 실험 결과, 증체율, 사료효율, 일간성장률, 간중량지수 및 단백질전환효율에 있어서 LCM_0와 비교하석 LCM_20는 유의적인 차이가 없는 반면에 (P>0.05), $LCM_40,\;LCM_60$$LCM_100,\;LCM_40l,\;LCM_60$l 및 $LCM_100$l는 유의적으로 낮게 나타났다 (P<0.05). $LCM_0$$LCM_20$l은 증체율, 일간성장률, 간중량지수 및 단백질 전환효율에 있어서는 유의적인 차이를 보이지 않는 반면에 (P>0.05), 사료효율에 있어서는 $LCM_0$에 비해 $LCM_20$l이 유의적으로 낮게 나타났다 (P<0.05). 헤마토그리트과 비만도는 모든 사료구에서 유의적인 차이가 없었다 (P<0.05). 따라서, 치어기 잉어에 있어서 Iysine 부산물은 어분단백질의 $100\%$ $FM; LCM_20$, $80\%$ $FM+20\%$ $LCM; LCM_40$, $60\%$ $FM+40\%$ $LCM; LCM_60$, $40\%$ $FM+60\%$ $LCM; LCM_100$, $100\%$ $LCM; LCM_20$l, $80\%$ $FM+20\%$ $LCM+0.07\%$ $Lysine; LCM_40$l, $60\%$ $FM+40\%$ $LCM+0.14\%$ $Lysine; LCM_60$l $40\%$ $FM+60\%$ $LCM+0.22\%$ $Lysine; LCM_100$l, $100\%$ $LCM+20\%까지 대체 가능하며, lysine 부산물에 결핍된 필수아미노산인 lysine을 첨가한 사료구에서는 첨가 효과가 나타나지 않았다.

함정 기관실내 활동의 순환 및 호흡 기능에 대한 영향 (Changes in Circulatory and Respiratory Activities Observed on Men in an Engine Room of a Navy Ship)

  • 현광철;남기용
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제1권2호
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    • pp.199-213
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    • 1967
  • Circulatory and respiratory activities were observed in men exposed to the environment of engine room of a cruising Republic of Korea Navy ship and compared to the control values obtained in an ordinary laboratory room on land. The environment of an engine room of cruising navy ship was presumed to be a multiple stress acting on men. The environment of the engine room included high temperature $(35-42^{\circ}C)$, low relative humidity (20-38% saturation), vibration (about 7 cycles per second), rolling and pitching of ship and noises. Sixteen men were divided into two groups consisted of each 8 subjects. Subjects of sea duty group had experience of continuous on board duty averaging 3.5 years. Men of land duty group had no experience of on board activity. On land observations were made on one day prior to the boarding and leaving the port and four days after landing. In between observations in the engine room were made on the first, 5 th, 9 th, 12 th, and 14 th day of on board activity. The whole experimental period lasted for 20 days. Measurements on circulatory and respiratory parameters were at standing resting state (after 30 minutes standing in the case of on land study and 15 minutes in engine room study) and within one minute after cessation of on the spot running of which rhythm was 30/min. and lasted for 5 minutes. Oxygen consumption and pulmonary function test were done in the period of two minutes from the 3rd to 5th minutes of running. The following results were obtained. 1. Body temperature showed no change regardless of group difference or on land or on board measurements. 2. Pulse rate increased markedly after boarding the ship id both groups. Pulse rate increased from the first day on board at rest and after exercise as compared to the on land control value. This increase in pulse rate was more marked after exercise. Sea duty group showed less increase in pulse rate at rest than the land duty group. Standing and resting pulse rate of sea duty group on lam was 81 and increased to 87 at the 5th day on board and remained smaller than the land duty group throughout the period on board. Control standing and resting pulse rate of land duty group on land was 76 and reached 89 at the 9th day on board and thereafter decreased a little. Pulse rate of land duty group at rest on board remained greater than that of sea duty group throughout the period on board. 3. Systolic blood pressure of sea duty group increased after boarding the ship and remained higher than the control value on land. In the land duty group, however, systolic blood pressure decreased during the period on board the ship. Diastolic blood pressure decreased in both groups. 4. Resting breathing rate of land duty group increased and remained higher than the control value on land. In sea duty group, however, resting breathing rate showed a transient increase on the 1st day on board and decreased thereafter to the control value on land and kept the same level throughout the period of cruise. Absolute value of breathing rate in the sea duty group was greater than the land duty group both at rest and after exercise. 5. There was a lowering of breathing efficiency in both groups. Thus, increases in tidal volume and minute ventilation volume and decreases in maximum breathing capacity, vital capacity, capacity ratio and air velocity Index were observed after boarding the ship. An increase in ventilation equivalent was also observed in both groups. The lowering of breathing efficiency was more marked in the land duty group than the sea duty group. 6. Energy expediture increased in both groups during their stay on the ship and was more marked in the sea duty group. 7, Lactate concentration in venous blood at rest and after exercise increased after boarding the ship and no group difference was observed.

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버네사이트를 고정화한 알긴산 비드(Bir-AB)를 이용한 수용액 중 1-Naphthol의 제거 (Removals of 1-Naphthol in Aqueous Solution Using Alginate Gel Beads with Entrapped Birnessites)

  • 엄원숙;이두희;신현상
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.247-256
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    • 2013
  • 본 연구에서는 페놀계 화합물의 산화-변환 반응매개체로 알려진 버네사이트를 고정화한 알긴산 겔 비드(birnessite entrapped alginate beads, Bir-AB)를 제조하고, 1-naphthol (1-NP)의 제거반응 특성을 회분식 실험을 통하여 조사하였다. SEM (Scanning Electron Microscopy)분석 결과, 버네사이트 입자는 알긴산 겔을 가교로 하여 비드에 고정화됨을 확인하였다. Bir-AB에 의한 1-NP의 제거는 유사일차 속도반응(pseudo-first order kinetic)을 따랐으며, 반응속도상수(k)는 알긴산(AG)에 대한 버네사이트(Bir) 입자의 혼합비(Bir : AG=0.25 : 1~1 : 1 w/w)가 2배 증가할 때마다 약 1.5배씩 증가하였다. Bir-AB에 의한 1-NP 제거는 pH의 영향을 받았으며 pH가 10에서 4로 감소하면서 반응속도 상수(k, $hr^{-1}$)는 0.361에서 0.661로 약 1.8배 증가하였다. 반응상등액에 대한 총유기탄소(TOC) 분석결과 Bir-AB는 버네사이트 분말입자를 사용한 경우에 비교해 상대적으로 높은 용존 유기탄소 제거 효과(74% vs 92%)를 보였으며, 반응 후 분리한 비드에 대한 탈착실험(CH3OH)과 HPLC 크로마토그램 분석 결과로부터 1-NP의 중합체 생성물은 Bir-AB에의 고정화를 통해 수용액으로부터 제거될 수 있음을 확인하였다. 또한, 반응상등액에 대한 원자흡광분석(AAS) 분석결과 반응과정에서 용출되는 Mn이온은 Bir-AB에의 재흡착을 통해 제거되었다. Bir-AB는 간단한 여과를 통해 모두 회수가능하며, 2회 재사용에 따른 1-NP의 제거효율을 평가한 결과, 초기에 비교한 큰 반응성의 감소(제거율<20%) 없이 재사용이 가능한 것으로 나타났다.

제2형 당뇨병환자에서 임상영앙치료의 임상적 효과와 비용효과 연구 (The Clinical and Cost Effectiveness of Medical Nutrition Therapy for Patients with Type 2 Diabetes Mellitus)

  • 조영연;이문규;장학철;라미용;김지영;박영미;손정민
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제41권2호
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    • pp.147-155
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    • 2008
  • 우리나라의 경제적 발달과 문화 수준의 향상으로 질병 양상과 사망 원인에 많은 변화가 있는데, 그 중에서도 최근 당뇨병의 유병률의 상승 현상이 두드러지게 나타나고 있으며, 사망 원인의 수위를 차지하고 있다. 그러므로 이를 예방하고 당뇨병 합병증을 예방하기 위한 구체적이고 근거중심인 영양치료 방법의 제시가 절실한 실정이다. 미국영양사협회에서는 지속적으로 증가하는 당뇨병 유병율을 낮추기 위하여 생활습관의 개선을 목표로 임상영양치료의 표준화 지침을 제시하고 이에 따른 치료 효과 연구가 활발히 진행되고 있으나, 아직 국내에서는 많은 연구가 진행되고 있지 않은 현실이다. 따라서 본 연구에서는 이미 국외에서 사용되고 있는 지침에 근거하여 심층영양교육 방법을 실시하여 그 효과를 1회 교육만으로 시행되는 기본교육 방법과 비교하여 다음과 같으나 결과를 얻었다. 심층 및 기본영양교육 즉, 두 가지 교육 방법을 비교하였을 때 심층영양치료 방법을 실시한 경우 기본영양교육을 실시한 경우보다 혈당, 혈압 및 체중 강하 효과 면에서 유의적으로 개선효과가 있는 것으로 나타났다. 비용효과 면에서 장기간의 혈당변화 상태를 알 수 있는 당화혈색소의 경우 1%를 낮추기 위하여 소요되는 비용은 심층영양교육군에서 더 적었으며, 교육의 잠재 효과를 고려하였을 경우, 모든 혈당 검사 지표의 영양치료 비용 대비 효과 면에서 심층영양교육 방법이 기본영양교육 방법보다 앞서는 것으로 나타났다. 저비용 고치료 효과를 보여주고 있는 임상영양치료는 당노병과 같은 만성질환의 중요한 기본치료로 주목되고 있는 현 시점에서 영양치료행위의 의료 보험 급여화는 국민의 건강을 증진시키고, 국가적으로는 의료비 지출을 감소시키며 국민의 건강을 증진시키는데 큰 기여를 하는 합리적인 방안이라 생각된다. 따라서 현 비급여 수가로 되어 있는 교육수가를 급여화하여 많은 환자들에게 의료 혜택을 주는 일이 필요하리라 사료된다.

장일처리 광원의 종류 및 광조사 시간에 따른 페튜니아와 팬지의 개화 및 형태학적 반응 (Flowering and Morphological Responses of Petunia and Pansy as Influenced by Lamp Type and Lighting Period to Provide Long Days)

  • 오욱
    • 원예과학기술지
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    • 제34권2호
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    • pp.207-219
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    • 2016
  • 자연단일기에 장일식물의 개화를 촉진하기 일반적으로 사용되어 온 백열등(INC)이 낮은 에너지 효율 때문에 생산이 금지되었는데, 이를 대체할 수 있는 광원 중 하나는 컴팩트 형광등(CFL)이다. 본 연구에서는 몇 가지 장일식물에 대해 9시간 단일(SD) 조건의 $20^{\circ}C$ 온실에서 INC, CFL, 그리고 이 둘의 혼합광원(INC + CFL)을 이용하여 2시간(2-h) 또는 4시간(4-h) 야파(NI)나 6시간 명기연장(DE) 처리를 한 후 개화 및 형태학적 반응을 비교하였다. 전조 광원의 적색광(R):원적색광(FR) 비율은 각각 0.60, 8.46, 0.91이었으며, PPFD는 모두 $2.3{\pm}0.3{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 맞추었고, 대조구로 9시간 단일처리(9-h SD)를 두었다. 처리 10주 후, 페튜니아 'Wave Purple'는 단일 하에서 전혀 개화하지 않았으며, 모든 장일처리에서는 100% 개화하였다. 개화는 INC 및 INC + CFL 하에서 FL보다 앞당겨졌으며, DE와 4-h NI가 2-h NI보다 개화를 더 촉진하였다. 페튜니아 'Single Dreams Red'는 처리 후 65일까지 모두 개화하였는데, DE와 4h-NI가 2-h NI보다 개화를 더 앞당겼고 INC와 INC + CFL에서 빨리 개화하였으며 INC 6-h DE에서 개화소요일수가 가장 짧았다. 초장은 페튜니아 두 품종 모두 개화가 빨랐던 INC 하에서 가장 길었고, INC + CFL는 중간 정도였다. 팬지 'Coiossus Yellow'와 'Delta Blue Blotch' 두 품종 모두 INC 처리가 FL보다 개화를 촉진시켰는데, 전조시간별 차이는 작게 나타났다. 줄기 신장도 INC가 촉진하였으나 광원 및 전조시간에 따른 차이는 페튜니아보다 작게 나타났다. 결국 R:FR이 낮은 INC나 INC + CFL 하에서 개화 및 줄기신장이 촉진되었으며 장일처리시간이 길수록 그 효과가 더 컸다. 결론적으로, INC의 대체 전조광원으로써 CFL도 페튜니아 및 팬지의 개화를 촉진하였고 줄기신장을 억제하였으나, 개화 촉진 효과는 INC에 비하여 작았다.

유리 용기 생산시 Cullet의 사용에 관한 연구 (A Study on the Devitrification of Container Glass with the Amounts of Cullet)

  • 노광홍;김종옥;김택남;임대영;박원규;이채현
    • 공학논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.199-205
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    • 1998
  • 유리병을 대량생산하는 자동 병유리 제병공장에서의 배합공정상 가장 큰 문제점은 원료의 대부분을 차지하는 Cullet Quality Control 이다. 판유리조성은 병유리조성과 차이가 크지만, 판유리 파유리의 조성은 거의 일정하고 순수 판유리 파유리만을 얻을 수 있으므로 Cullet Quality Control이 용이하다. 또한 원료가 저가이므로 원가절감을 달성 할 수는 있으나, 판유리 파유리의 사용량을 용출량 대비 25%이상 증가시키면 조성과 점도의 차이로 인하여 로내 유리물의 유동성이 떨어져 용해로 Bottom 온도가 저하되고 유리의 균질성이 나빠진다. 따라서 용해로의 Dead Corner부분의 Devitrification 발생이 증가하게 되고 유리병의 생산효율을 저하시키는 원인이 된다. 이 문제점을 해결하기 위한 실험을 다음의 3가지 방법으로 실시하여 보았다. 즉 연구를 위하여 용융온도를 높이는 방법과 Booster를 사용하는 방법, Bubbler를 사용하는 방법으로 하였다. 그 결과 Booster 사용시 판유리 파유리 혼입율 90%, Bubbler 사용시 혼입율 70%, 용융온도를 $1480^{\circ}C$에서 $1560^{\circ}C$ 증가시 혼입율 60%로 혼입율을 감소시킬 수 있는 결과를 얻었다. 여기서 용융온도를 증가시키는 방법은 용해로 수명단축과 연료비 상승에 문제점이 있으므로 현실적으로 적용이 불가능한 방법이며, Booster 사용방법은 용해로 Bottom 부위의 용융 유리에 열을 가하여 열대류에 의해 유동성을 증진시키므로 유리의 균질화에는 양호 하나 전기에너지 소비가 많은 단점이 있다. Bubbler 사용방법은 압축공기에 의한 물리적인 대류 증진방법으로 균질화 면에서는 Booster보다는 못하나 가장 경제적인 장점이 있는 방법임을 알 수 있었다.

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