• Title/Summary/Keyword: reactors

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고정화 Mucor SPP L42 응유효소를 이용한 치즈커드 형성에 관한 연구 (Studies on coagulation of cheese curd by immobilized Mucor spp L42 milk clotting enzyme)

  • 박종래
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제6권
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    • pp.157-162
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    • 1988
  • 활성화시킨 Succinylaminopropyl glass beads에 glutaraldehyde을 사용하여 고정화시킨 Mucor spp L42 응유효소를 치즈 커드 형성과정에 이용하고져 고정화 효소의 안정성, 재이용성, 반응의 조건, 반응조의 형태등에 대하여 탈지유(pH 5.6, $8^{\circ}C$)를 사용하여 반응시킨후 $30^{\circ}C$ 항온수조내에서 커드의 형성 상태를 조사하였던바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 고정화 Mucor spp L42 응유효소를 0.2M phosphate buffer(pH 4.6)에 0.06% sodium azide을 첨가한 액에 침지한 상태로 $5^{\circ}C$ 이하에서 보존할 경우 3개월 후에도 활력의 80%가 유지되었다. 2) 고정화 Mucor spp L42 응유효소를 탈지유(pH 5.6, $8^{\circ}C$)로 반응시켰을때 반응 초기에는 고정화 효소의 활력이 급격히 감소하였고, 이것은 bead에 결합되는 질소화합물과 효소의 활력간에 관계가 있는 것으로 나타났다. 3) 고정화 Mucor spp L42 응유효소에 bead와 탈지유의 접촉시간을 60 sec/ml로 하여 탈지유(pH 5.6, $8^{\circ}C$)로 연속적으로 반응시켰을때 6시간 이후에도 bead의 활력의 70%가 유지할 수 있었다. 4) Fluidized bed와 shaking fluidized bed을 사용하는 것이 충진반응조 보다 탈지유의 반응속도가 높았다.

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혐기성 유동상 반응기의 수리학적 특성 (Hydraulic Characteristics of Anaerobic Fluidized Bed Bioreactor)

  • 석종혁
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.90-96
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    • 2018
  • 기성 유동상 반응기(AFBR)의 수리학적 특성을 고찰하기 위해 "무담체 모드"와 "담체 충진 모드"의 두 가지 모드에서 추적자 실험을 수행하였다. 각 모드에서 동일한 실험조건으로 실험을 수행하여 수리학적 수치들이 유도되었고 실제 반응기의 수리학적 특성파악에 필요한 데이터를 얻어 해석하였다. 두 가지모드에서의 수리학적 해석을 위해 담체는 비 반응성이고 분산계수가 상수라는 가정으로 비 반응성 추적자의 일차원-비 정상상태 농도분포의 분산모델을 사용하였다. 실험결과 담체는 반응기 내부에서의 혼합효과를 크게 증가시켰다. 담체를 충진하지 않은 경우 충진한 경우에 비해 분산계수는 최소 1자리 수 이상 작게 나타났다. 담체가 없는 경우 실험영역(Pe⦤0.83cm/s)에서 이류흐름이 지배적 흐름이었고 반응기의 흐름형태는 마개흐름형 반응기(PFR)에 근접하였다. 이 때 분산계수는 0.83cm/s까지 겉보기유속에 비례적으로 증가하였다. 그러나 담체가 충진된 경우, 흐름형태는 마개흐름형 반응기 (PFR)과 완전혼합형 반응기(CMFR)사이에 있음을 나타내었으며 분산계수는 겉보기유속이 0.41cm/s에서 거의 최대치에 도달한 후 0.82cm/s까지 유사한 수치를 나타내었다. 본 실험조건에서 분산계수는 액체 레이놀즈수(Re) 또는 입자 레이놀즈수(Rep)에 비례하였다.

신경회로망과 PI제어기를 이용한 중수로 핵연료 교체 로봇의 구동압력 제어 (Design of a Neural Network PI Controller for F/M of Heavy Water Reactor Actuator Pressure)

  • 임대영;이창구;김영백;김영철;정길도
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.1255-1262
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    • 2012
  • 현재 가동 중인 월성 원자력 발전의 핵연료 교체로봇 시스템을 살펴보면 핵연료 교환에 필요한 구동압력 제어를 위해 PI제어기를 사용한다. PI제어는 구조가 간단하고 이득 설정을 통해 시스템 요구조건에 만족하는 제어 성능을 낼 수 있지만 밸브와 관로 등의 파라미터 변화로부터 적절한 이득 변경 없이 안정한 제어가 힘들다. 이러한 문제를 해결하기 위해 PI제어기 이득을 동적으로 변경 하거나 PI제어기 출력을 보상하도록 제어기를 구성하는 것이 바람직하다. 본 연구개발의 목적은 파라미터 변화에도 안정한 제어가 가능하도록 제어기를 설계하여 오차와 진동현상을 줄이는데 있다. 제안한 PI/NN제어 기법은 PI제어기와 신경회로망 제어기를 병렬 결합한 구조로 신경회로망 제어기가 PI제어기 출력을 보상하여 파라미터 변화에 강인하도록 설계 하였다. 제어기의 성능평가를 위해 직접 실 공정에 테스트하기가 힘들기 때문에 공정의 특성을 반영하여 모델링한 시뮬레이터를 개발하였고, 시뮬레이션 결과를 실 공정데이터와 비교하여 공정 특성을 모사함을 보였으며, 파라미터 변화에 PI/NN제어기가 오차 및 진동현상을 줄이는 것을 확인 하였다. 또한, 실 공정에서 사용 중인 PI제어기를 주 제어기로 사용하면서 파라미터 변화에 대한 비선형성을 보상하는 제어기 역할을 하기 때문에 신경회로망을 단독으로 사용하였을 때 보다 더 신뢰성 있고 안정적인 제어가 가능하다.

고준위 방사성폐기물의 국내철도운반에 관한 방사선영향 예비평가 (Preliminary Assessment of Radiological Impact on the Domestic Railroad Transport of High Level Radioactive Waste)

  • 서명환;도호석;홍성욱;박진백
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.381-390
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    • 2017
  • 국내 원자력발전소의 사용후핵연료는 소내저장시설에 보관되어 있으나 저장시설의 용량 확장이 어려움이 있으며, 연구기관의 연구로에서 발생하는 고준위 방사성폐기물도 자체 보관중이나 영구적으로 저장할 수 없다. 또한 원전의 해체 시에도 고준위 방사성폐기물이 발생할 것으로 예상된다. 이에 따라, 본 연구에서는 현재 개발된 사용후핵연료 운반용기를 사용하여 고준위 방사성폐기물을 가상의 관리시설로 철도를 통하여 운반하는 경우에 대하여 작업자 및 운반경로 주변 일반인의 예상 피폭선량을 평가하였으며, 그 결과를 국내 법적기준치와 비교하였다. 또한, 고준위 방사성폐기물의 상하차 작업 시 작업자와 운반용기 간 거리와 운반사고 시 방사성핵종의 누출율의 변화에 따른 피폭선량의 변화에 따른 피폭선량 추이와 운반에 사용되는 열차의 구성에 따른 운반작업자의 피폭선량 변화를 분석하였다. 본 연구에서 설정한 모든 조건에서의 예상피폭선량은 국내 법적제한치 이하임을 확인하였다.

건식저장조건의 사용후핵연료 콘크리트 저장용기 예비 방사선 차폐 평가 (Preliminary Shielding Analysis of the Concrete Cask for Spent Nuclear Fuel Under Dry Storage Conditions)

  • 김태만;도호석;조천형;고재훈
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.391-402
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    • 2017
  • 한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생된 사용후핵연료를 건식으로 저장할 수 있는 콘크리트 용기를 개발하였다. 본 저장용기는 사용후핵연료가 건식환경에서 장기간 저장되는 동안 용기 및 사용후핵연료의 건전성이 유지되며, 방사선량률이 저장시설의 설계기준을 초과하지 않도록 설계되어야 한다. 특히, 저장시설은 정상 및 사고조건에서 적절한 방사선 방호를 위한 차폐설계가 이루어져야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 미국 10CFR72 및 10CFR20의 기술기준과 NRC의 표준 심사지침 NUREG-1536에서 제시한 평가방법에 따라 건식저장조건하에서 단일 콘크리트용기 및 $2{\times}10$ 용기배열조건의 선량율을 평가하였다. 평가결과, 일반인에 대한 연간선량 한도인 0.25 mSv를 만족하는 통제구역 경계까지의 거리는 약 230 m로 도출되었다. 콘크리트 저장용기의 설계사고는 $2{\times}10$ 배열의 저장시설에서 한 개의 저장용기가 이송 중 전도사고가 발생하여 용기의 바닥면이 통제구역 경계로 향하는 상황으로 가정하였다. 전도된 저장용기의 바닥면으로 부터 100 m 및 230 m 지점에서 각각 12.81 mSv 및 1.28 mSv로 평가되었다. 본 연구를 통해 건식저장조건에서 콘크리트 저장용기 및 저장시설은 적절하게 평가된 통제구역경계까지의 거리가 확보된다면 방사선적 안전성이 유지됨을 확인할 수 있었다. 본 평가결과만으로 건식환경의 저장용기(시설) 설계에 직접 적용하기는 어렵겠으나, 향후 '국가 고준위폐기물 관리 전략'에 근거한 원전내 저장시설 또는 중간저장 시설의 설계 및 운영에 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.

생물학적 인 제거 공정에서 탄소원에 따른 미생물군집구조의 변화 (Changes of the Bacterial Community Structure Depending on Carbon Source in Biological Phosphate Removing Process)

  • 여상민;이영옥
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.165-172
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    • 2006
  • 생물학적 인 제거공정에서 인 제거 효율에 따른 인제거관련 미생물을 포함하는 슬러지 미생물상의 변화를 분석하기 위하여 2개의 반응조(SBR)에 각기 다른 탄소원(초산나트륨, 포도당)을 주입하여 작동시켰다. 초산나트륨을 주입한 SBR1에서는 반응 100일 후, 유출수에서 $PO_4-P$가 3.92 mg/L 검출되었고(제거효율 60.8%) 이때의 미생물상은 ${\beta}$-subclass proteobacteria(39.67%)와 인제거미생물인 PAO(45.10%)가 우점하는 양상을 보인 반면, 포도당을 주입한 SBR 2에서는 $PO_4-P$가 8.3 mg/L 검출되었으며(제거효율 17%), ${\gamma}$-subclass proteobacteria(23.89%)가 우점하였고 PAO는 21.42%를 차지할 뿐이었다. DGGE결과에서도 ${\beta}$-subclass proteobacteria가 SBR1에서 우점하였다. 그러나 수온이 증가할수록 ${\beta}$-subclass proteobacteria and PAOs의 비율이 감소하였고 GAOs는 증가하였다. 그러므로 생물학적인 인제거공정에서 수온과 영양원의 상태 등 환경인자들이 인제거 미생물과 인제거를 저해하는 미생물의 우점도에 영향을 미친다고 할 수 있다.

석회석과 제지·축산슬러지를 재활용한 폐금속광산폐수의 혐기성 처리 (Anaerobic Biological Treatment of Abandoned Metallic Mine Drainages with Limestone and Recycling of Papermill and Livestock Sludge)

  • 김은호;김형석;성낙창
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.463-473
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    • 2000
  • 폐금속광산폐수를 혐기성 생물학적 처리를 함에 있어서 석회석에 의한 화학적 전치리의 특성을 파악하고 SRB를 위한 탄소원으로서 제지 및 축산슬러지의 적용 가능성을 검토하였다. 혐기성 석회석층의 효능은 시간이 경과함에 따라 급격하게 감소하였지만 폐금속광산폐수의 혐기성 생물학적 처리에 있어서 전처리공정으로 활용할 경우에 초기에 중화능이 우수하여 후속처리 공정에 높은 pH를 제공함으로서 시스템의 안정화에 기여할 수 있을 것으로 여겨진다. R-1~R-3에 비하여 R-4에서 실험초기 HRT 5일에 유출 SCOD가 낮을 뿐만 아니라 시간이 경과한 후 HRT 1일에 오히려 높은 농도를 나타내어 유기물의 지속성과 공급 측면에서는 단기간 내에 다량의 분해에 의한 유기물 소실보다는 유용할 것으로 판단되어진다. 모든 반응조에서 전 HRT에 걸쳐 SRB의 성장에 적합한 안정적인 pH를 유지하였으나, ORP를 보면 HRT 2일 이후에 SRB의 생육을 위한 최적조건을 유지하고 있어 SRB의 활성이 가장 활발하였던 것으로 평가되었다. $SO_4{^{2-}}$ 환원효율에 따라 중담속 제거효율 또한 비슷한 경향을 보여주고 있으며, HRT 2일에 $SO_4{^{2-}}$ 환원효율과 중금속 제거효율이 비교적 높은 것으로 평가되었다.

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식종슬러지 종류에 따른 이산화탄소 이용 바이오메탄 생산 비교 (Evaluation of different types of mixed microbial culture for biomethanation of CO2)

  • 김태훈;임병서;이승주;윤광수;안병규;미치드마;윤여명
    • 유기물자원화
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    • 제28권1호
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    • pp.65-72
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    • 2020
  • 본 연구는 초기 식종슬러지 종류별 CO2의 생물학적 바이오메탄 생산 적용 가능성을 비교를 위해 국내 혐기성 소화조로부터 획득한 식종미생물을 종류에 따라 Specific methanogenic activity (SMA) test를 수행한 결과이다. 36일간의 실험 결과 CH4 yield는 2,434-2,051mL CH4/g COD의 범위를 얻었고 생산된 가스 내 CH4 분압은 맥주공장과 음식물류 폐기물 식종슬러지에서 가장 높은 89.3-91.9% CH4 분포를 보인 반면 하수슬러지 식종슬러지로부터 가장 낮은 효율을 나타냈다. 반응조의 CH4 production rate/CO2 consumption rate 비교를 통해 CH4전환 속도 및 CO2소비율의 간접적 물질 수지 비교가 가능했으며 SMA test 실험 기간 중 반응조 내 아세트산의 농도의 검출이 확인되었다. 이는 식종슬러지 내부의 잔류 유기물들의 분해, 식종미생물의 사멸 및 이들의 분해, Homoacetogenic bacteria의 활성에 의해 반응조 내 Metabolic pathway가 부분적으로 Hydrogenotrophic methanogenesis 단계에서 Acetoclasctic methanogenesis로의 변환됨에 따른 결과로 사료된다.

Full-Scale SBR 공법을 이용한 처리특성 (Treatment Characteristics Using Full-Scale SBR System)

  • 추태호;이용두;조용현
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제6권10호
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    • pp.34-40
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    • 2006
  • 본 연구에서 연속회분식반응기(SBR)를 이용한 유기물질과 영양염류(N, P)처리가 수행되었다. 이 연구 결과들을 요약하면 다음과 같다. BOD는 $19.6{\sim}40.0mg/L$의 범위로 유입되고, 처리수는 $3.0{\sim}14.8mg/L$로 실험기간의 경과에 따라 점차 안정적으로 처리되었다. 이때의 제거율은 $47.9{\sim}88.4%$로 평균 80.0%로 안정적인 제거율을 보였다. 그리고 COD는 $12.2{\sim}32.0mg/L$의 범위로 유입되었으며, 처리수는 $3.3{\sim}18.6mg/L$로 제거율은 $19.2{\sim}78.6%$로 평균 57.3%의 제거율을 보였다. 하지만 79일 이후의 평균 COD 제거율은 70.2%로 안정적인 제거율은 보였다. T-N의 경우 유입농도는 $7.53{\sim}14.99mg/L$, 처리수는 초기 79일까지는 평균 6.59mg/L로 제거율이 평균 40.3%로 낮았지만 시스템이 정상화된 80일 이후는 평균 4.44mg/L로 처리되어 그 제거율이 56.4%로 나타났다. 또한 T-P의 경우는 유입수의 농도는 $0.77{\sim}1.91mg/L$, 처리수는 $0.26{\sim}1.53mg/L$으로 제거율이 $5.3{\sim}71.7%$로 상당히 큰 변화를 보였으며, 평균제거율은 42.6%로 나타났다. 이는 MLSS 증가를 위해 슬러지 인발을 하지 않았기 때문으로 판단된다.

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한국형 원자력 추진 잠수함 도입방안 (Method's to introduce ROKN Nuclear Propulsion Submarines)

  • 장준섭
    • Strategy21
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    • 통권42호
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    • pp.5-52
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    • 2017
  • Debates about introducing nuclear submarines have been a main issue in Korea. The highest officials and the government has started to think seriously about the issue. Yet there were no certain decision to this issue or any agreements with US but it is still necessary to review about introducing nuclear submarines, the technologies and about the business. The reason for such issues are the highest officials of Korea to build nuclear submarine, nK's nuclear development and SLBM launching. ROKN's nuclear submarine's necessity will be to attack(capacity to revenge), defend(anti-SSBN Operation) and to respond against neighboring nation's threat(Russia, Japan, China). Among these nations, US, Russia (Soviet Union), Britain, France had built their submarines in a short term of time due to their industrial foundation regarding with nuclear propulsion submarines. However China and India have started their business without their industrial foundation prepared and took a long time to build their submarines. Current technology level of Korea have reached almost up to US, Russia, Britain and France when they first built their nuclear propulsion submarines since we have almost completed the business for the Changbogo-I,II and almost up to complete building the Changbogo-III which Korea have self designed/developed. Furthermore Korea have reached the level where we can self design large nuclear reactors and the integrated SMART reactor which we can call ourselves a nation with worldwide technologies. If introducing the nuclear submarine to the Korea gets decided, first of all we would have to review the technological problems and also introduce the foreign technologies when needed. The methods for the introduction will be developments after loans from the foreign, productions with technological cooperations, and individual production. The most significant thing will be that changes are continuous and new instances are keep showing up so that it is important to only have a simple reference to a current instances and have a review on every methods with many possibilities. Also developing all of the technologies for the nuclear propulsion submarines may be not possible and give financial damages so there may be a need to partially introduce foreign technologies. For the introduction of nuclear propulsion submarines, there must be a resolution of the international regulations together with the international/domestics resistances and the technological problems to work out for. Also there may be problem for the requirement fees to solve for and other tough problems to solve for. However nuclear submarines are powerful weapon system to risk everything above. This is an international/domestically a serious agenda. Therefore rather than having debates based on false facts, there must be a need to have an investigations and debates regarding the nation's benefits and national security.