The constituents of deposits on paper machine and holes/spots in paper have been studied by consequently a combination of analytical techniques, such as FTIR, Py-GC-MS, and. EDS. FTIR spectroscopy was used prior to Py-GC-MS and EDS analysis, as preliminary analysis technique. The analysis of organic components were carried out with the use of a pyrolysis unit connected to a GC-MS, and inorganic components in ash were analysed by SEM equipped with an EDS analyzer after pyrolysis at 59$0^{\circ}C$. The deposits on the dryer section were complex pitch, which was the mixture of the organic contents of fatty acid ester and starch, and the inorganic contents of talc, clay, and calcium carbonate. The complex pitch was estimated to come from the coated broke. We knew the deposits on the metering rod of sym-sizer were associated with the interaction of unstable AKD and CaCO$_3$. The compositions of holes or spots varied considerably and were associated with chemical interaction within the system. The holes, spots, and blotches in the finished paper were PE and PP that were streamed out from pulp sources, complex pitch that were caused by the interaction of the different additives in the system, polymer such as flexible PVC that used for the prop of palette, and hot melt as adhesives that came from the inadequate handling of broke. In addition, we identified that poly(caprolactam) which is used for forming fabrics or press felts, could be mixed with the raw materials by accident and results in streak on coating.
In the present work, bael shell (aegle marmelos) is used as the feedstock for pyrolysis, using a fixed bed reactor to investigate the characteristics of the pyrolysis oil. The product yields, e.g., liquid, char and gases are produced from the biomass at different temperatures with the particle size of 0.5-1.0 mm, at the heating rate of $150^{\circ}C/min$. The maximum liquid yield, i.e., 36.23 wt.%, was found at $5500^{\circ}C$. Some physical properties of the pyrolysis oil such as calorific value, viscosity, density, pH, flash point and fire point are evaluated. The calorific value of the bael shell pyrolysis oil was 20.4 MJ/kg, which is slightly higher than the biomass, i.e., 18.24 MJ/kg. The H/C and O/C ratios of the bio-oil were found as 2.3 and 0.56 respectively, which are quite higher than some other bio-oils. Gas Chromatography and Mass Spectroscopy (GC-MS) and Fourier Transform Infra-red (FTIR) analyses showed that the pyrolysis oil of bael shell is mostly composed by phenolic and acidic compounds. The results of the properties of the bael shell pyrolysis oil reveal the potential of the oil as an alternate fuel with the essential upgradation of some properties.
본 연구는 크라프트 리그닌의 염기 촉매 분해(Based Catalyst Depolymerization, BCD)반응에서 생성되는 반응물의 화학적 특성을 조사하였다. 초임계 메탄올을 용매로 하고 염기 촉매로 사용한 NaOH의 농도를 7.5, 3.25, 6.13%로 변화를 주었다. BCD 반응물에서 불용성 고형 부산물, 수용성 부산물과 각 부산물에서 diethyl ether로 추출하여 DEE-1, DEE-2를 얻었고 그 화학적 조성을 분석하였다. 실험 결과 염기의 농도가 높아질수록 불용성 고형 부산물이 많이 생성된 반면 수용성 분액분의 수율은 낮아졌으나 DEE 추출분의 수율은 차이가 없었다. 불용성 부산물에서 추출한 DEE-1은 GC/MS 분석 결과 BHT외에 페놀성 화합물은 검출되지 않았다. 대부분의 저분자 리그닌 분해 산물은 DEE-2에서 GC/MS를 사용하여 30개 이상의 피크가 관찰되었고 21개 성분이 확인되었다. 7.5와 3.25%의 NaOH를 사용한 반응의 DEE-2 주성분은 catechol (20.3, 17.7%), 4-methylcatechol (18.2, 15.6%), 3-methoxycatechol (9.6, 14.5%), syringol (8.9, 10.9%)등으로 주로 catechol 계열의 화합물이었다. 1.63%의 NaOH를 사용한 반응의 DEE-2 주성분은 syringol (22.3%), isovanillic acid (12.6%), 3-methoxycatechol(12.1%), 4-methylcatechol (11.7) 등으로 나타났다. 염기의 농도가 저분자 페놀성 화합물들의 전체적인 수율에는 영향이 없었지만 3.25와 1.63%의 농도를 경계로 성분 조성에 큰 영향을 주는 것을 관찰할 수 있었다.
2019년 석조불좌상의 원위치와 사역 구조를 파악하기 위해 경주 남산 약수곡 제4사지의 첫 발굴 조사가 실시되었다. 발굴 조사를 통해 출토된 석재 불두는 인근에 방치되어 있던 머리가 없는 석조불좌상과의 비교 분석을 통해 암석학적 및 광물학적으로 동질한 것으로 확인되었다. 땅에 묻혀 있던 불두의 오른쪽 얼굴 일부분에서 금박과 검은색 접착제의 흔적이 발견되었는데 대형 석조 불상에 바탕층 없이 옻칠 도금 기법을 적용하는 것이 매우 드물기 때문에 사용된 재료의 특성을 분석하여 당시의 도금 기법을 조사하고자 하였다. 분석 현미경과 주사전자현미경-에너지 분산형 분광기를 통해 금박의 구조를 관찰하고 금(Au) 성분을 분석하였다. 열분해-기체 크로마토그래프/질량분석기를 이용하여 검은색 접착제를 분석한 결과 탄화수소, 지방산, 카테콜 그리고 카테콜 산화물 등의 열분해 화합물이 검출되었다. 이는 우루시올을 주성분으로 하는 옻나무 수종에서 채취한 옻칠을 분석하였을 때 나타나는 특징과 일치하였다. 따라서 약수곡 제4사지에서 출토된 석재 불두가 인근의 석조불좌상에서 분리된 것이며 금박을 부착하기 위해 한국, 중국, 일본 등지에서 자생하는 옻 나무에서 채취한 옻 수액을 사용한 것을 확인하였다.
In this paper, we describe our study on the characterization of tobacco leaves by their pyrolysis patterns. Two kinds of tobacco leaves were pyrolyzed and analyzed by Double-Shot Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectroscopy (Py-GC/MS) methods. Three grades of Korean flue-cured tobacco leafsuch as B1O, AB3O, CD3L and burley tobacco leaves such as B1T, AB3T, CD3W were pyrolyzed with six discrete but stepwise heating temperature ranges, those are from 100$^{\circ}C$ to 150$^{\circ}C$, 150$^{\circ}C$ to 200$^{\circ}C$, 200$^{\circ}C$ to 250$^{\circ}C$, 250$^{\circ}C$ to 300$^{\circ}C$, 300$^{\circ}C$ to 350$^{\circ}C$ and finally from 350$^{\circ}C$ to 400$^{\circ}C$. Using the resultant 52 pyrolytic components identified in the programs as components, principal component analysis (PCA) showed statistical classification between flue-cured and burley tobacco lamina. Among six pyrolysis temperature ranges, the best discrimination was achieved at the temperature range from 250$^{\circ}C$ to 300$^{\circ}C$ and from 300$^{\circ}C$ to 350$^{\circ}C$.
은행잎은 자체에 존재하는 ginkgolide A, B, C, J 및 bilobalide의 강한 살충작용으로 인해 제대로 분해가 진행되지 않아 그대로 방치할 시 사고를 유발 할 수 있는 폐기물 바이오매스이다. 은행잎 바이오매스는 적절한 기술 적용을 통해 연료나 화학물질로 전환할 수 있다. 본 연구에서는 은행잎의 급속 열분해 반응과정에서 열분해 온도, 최소 유동화 속도, 샘플의 크기를 변화 시키면서 생성물 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열분해 온도 400~550℃, 최소 유동화 속도 2.0~4.0 Umf, 그리고 바이오매스 샘플의 크기에 변화 따라 생성물의 수율과 특성의 변화를 확인하였다. 급속 열분해는 기포 유동층 반응기에서 모래를 층 물질로 사용하여 400~500℃ 구간에서 진행하였다. 열분해 후 액상 생성물의 수율은 온도에 따라 33.66~40.01 wt%였으며, 기상 생성물 중 CO2와 CO의 선택성이 높았고, 온도 증가에 따라 CO2의 선택성은 낮아지고 CO의 선택성은 높아졌다. 반응 온도 450℃, 유동화 속도 3.0×Umf, 0.43~0.71 mm 입자 크기에서 급속 열분해를 진행한 결과 40.01 wt%의 바이오-오일 수율을 얻었으며, 30.17 MJ/kg의 고위발열량을 나타냈다. 생성된 바이오-오일을 GC-MS를 통해 분석해본 결과 다양한 페놀 화합물 및 벤젠 유도체가 생성된 것을 확인하였다. 본 연구에서 은행잎 폐기물 바이오매스의 처리와 함께 활용 가능성을 급속 열분해를 통해 확인하였다.
본 연구는 '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템' 개발 목적으로 열분해 실험을 진행하기 전, 공정 모사용 기본 데이터 확보를 위해 수행되었다. 폐플라스틱 대체 물질로 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)을 열분해 시료로 사용하였으며, 본 시스템에서 열전달 매체로 활용되는 유동사(이하 sand)를 사용하였다. 촉매 열분해 실험을 수행하기 위해 Mn계 물질(이하 Mn)을 촉매로 선택하였으며, sand에 담지하여 촉매 열분해 실험을 수행하였다. 열중량 분석기(Thermogravimetric analyzer, TGA)를 이용하여 PP의 기본 물성을 분석하였고, 질소 분위기 600℃ 조건에서 촉매 열분해를 통해 액상 오일을 생성하였다. 생성된 액상 오일은 GC/MS 분석을 통해 탄소 수 분포를 확인하였다. 본 연구에서는 Mn 담지 유무와 함량 변화에 따른 액상 오일 수율과 오일 내 탄화수소 분포에 미치는 영향을 조사하였다. Mn/sand를 이용하면 sand를 단독으로 활용한 열분해와 비교하여 잔여물이 감소하고 오일 수율이 증가하였다. 또한 Mn 함량 증가에 따라 액상 오일 내 C6~C9 범위 휘발유 비율이 점차 증가하였으며, 오일 내 C10보다 탄소 수가 큰 경유 및 heavy 오일 분포가 감소하는 것으로 확인되었다. 종합하면, Mn을 촉매로 활용하고 함량 변화를 통해 액상 오일 회수량을 증가시키고 생성물 내 휘발유 비율을 증가시킬 수 있을 것으로 판단하였다.
Pyrolysis-gas chromatography (Py-GC) in the presence of organic alkali of tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) was applied to characterize the polyphenol fragments with a carbonyl group causing different magnitude of photo-yellowing in chemithermomechanical pulp (CTMP) papers. Two different origin of CTMP papers prepared from different individuals of Eucalyptus globulus trees showing high and low yellowing after photo-irradiation was compared before photo-irradiation. As a result, 7 peaks assigned to a series of phenol compounds with a carbonyl group, derived mainly from lignin, gave significant amount of phenol compounds with a carbonyl group for the paper sample of latent high yellowing, i.e., butoxy-and syringaldehyde, butoxy-and syringylacetone, butoxy-acetoguaiacone, butoxy-acetosyringone, butoxy-acetoethylsyringone, 3-methoxy-4-butoxy butyl ester, and 3,5-dimethoxy-4-butoxy butyl ester, using Py-GC/mass spectrometry (MS). The Py-GC method combined with TBAH successfully characterized polyphenol fragments with a carbonyl group causing differ high photo-yellowing in CTMP papers using a microgram order of samples.
To investigate the synergy effect on the pyrolysis of mixture of polyethylene(PE) and polystyrene(PS), the pyrolysis of PE, PS and the mixture of PE-PS was carried out in a batch reactor at the atmospheric pressure and $450^{\circ}C$. The pyrolysis time was from 20 to 80 mins. The liquid products formed during pyrolysis were classified into gas, gasoline, kerosene, gas oil and heavy oil according to the distillation temperatures based on the petroleum product quality standard of Korea Institute of Petroleum Quality. The analysis of the product oils by GC/MS showed that the new components produced by mixing were not detected. The synergy effect according to mixing of PE and PS did not also appear. The conversion and yield of mixtures were in proportion to the mixing ratio of sample.
Thermal behavior of bromphenols was investigated by direct pyrolysis at high temperature. The thermal degradation products formed by the pyrolysis of mono-bromophenols (o-, m-, and p-) were identified by gas chromatography-mass spectrometry. During the pyrolysis reactions, several kinds of dioxins and furans were produced, and the relative ratio of pyro-products was dependent on the substituted position of bromine in phenolic structure due to the effect of symmetry and steric hindrance. The formation of dioxins can be explained by the phenoxy radical addition and Br atom elimination at an ortho-carbon site on phenolic structure. On the other hand, the formation of furans can be explained by the ortho-ortho carbon coupling of phenoxy radicals at unsubstituted sites to form o, o'-dihydroxydiphenyl intermediate via its keto-tautomer, followed by $H_2O$ elimination. The pyrolysis temperature has also a substantial effect on the dimerized products quantities but little effect on the type of pyro-products. Moreover, the formation mechanism of pyro-products was suggested on the basis of products identified.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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