• 한국세라믹학회지
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• 제53권3호
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• pp.354-361
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• 2016

The purpose of this study was to prepare lightweight foamed concrete by mixing coal fly ash of circulating fluidized bed combustion(CFBC) with cement, and to develop uses for recycling by analyzing carbonation behavior resulting from a change in conditions for pressurized carbonation. For concrete, CFBC coal fly ash was mixed with Portland cement to the water-binder ratio of 0.5, and aging was applied at room temperature after 3 days of curing at $20^{\circ}C$, RH 60%. For carbonation, temperature was fixed at $60^{\circ}C$ and time at 1 h in the use of autoclave. Pressures were controlled to be $5kgf/cm^2$ and the supercritical condition of $80kgf/cm^2$, and gas compositions were employed as $CO_2$ 100% and $CO_2$ 15%+N2 85%. In the characteristics of produced lightweight concrete, the characteristics of lightweight foamed concrete resulting from carbonation reaction were affirmed through rate of weight change, carbonation depth test, air permeability, and processing analysis for the day 28 specimen. Based on these results, it is concluded that the present approach could provide a viable method for mass production of eco-friendly lightweight foamed concrete from CFBC coal fly ash stabilized by carbonation.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제13권3호
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• pp.363-368
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• 2006

초임계추출법을 이용하여 향유로부터 정유물질을 추출하여 향기성분과 항산화물질을 최대로 추출할 수 있는 최적조건을 반응표면 분석법으로 얻고자 하였다. 추출물의 품질특성으로는 yield, total phenolics, electron donating ability 등을 분석하였으며 주요 향기성분으로는 estrgole과 L-carvone을 선정하였다. 반응변수들은 추출시간보다는 온도의 변화에 따라 비례적으로 증가하는 경향을 보였으며, 측정된 변수에 대하여 수립된 회귀식은 높은 결정계수값을 가지는 것으로 나타났다. 추출시간보다는 압력이 더 큰 변수로 작용하여 1% 이내의 유의성이 있었으며 이차 회귀식에 대한 적합성 결여분석 결과 수립된 반응표면 모형이 통계적으로 유의하였다. 능선분석을 통하여 각 변수에 대한 최적점과 추출조건을을 예측하였으며, 최적 추출조건은 실험구간내에서 추출물의 특성값을 최대로 할수 있는 조건을 제한조건하였을 때 최적조건은 238 bar, 42분이었다.

• KSBB Journal
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• 제20권3호
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• pp.205-209
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• 2005

초임계 유체를 이용하여 참기름을 생산하기 위한 기초 연구로 참깨에만 존재하는 천연항산화제인 세사몰을 고함 유한 참기름의 특성에 대해 연구하였다. 참깨의 볶음온도와 시간, 초임계 유체의 압력과 온도 그리고 초임계 유체의 유속 그리고 보조용매로 물을 사용시 세사몰의 함량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 그 결과 참깨를 $200^{\circ}C$ 이상 배전시 급격히 세사몰 양이 증가하였고, 배전시간을 늘림으로써 그 양을 더욱 증가시킬 수 있었다. 초임계 유체추출시 세사몰 함량은 온도와 압력 증가에 따라 증가하였다. 그리고 초임계 유체의 유속의 경우 유속을 오히려 낮췄을 때 세사몰의 함량이 증가하였는데 이는 유속이 낮아짐으로서 시료와의 접촉시간이 증가하므로 세사몰의 추출메카니즘이 확산에 의해 이뤄짐을 알 수 있었다. 보조용매로 물을 $0{\~}1\%$로 증가함으로서 세사몰의 함량이 증가되었다. 이상의 결과를 토대로 기존 압출추출방법과 초임계 추출 방법을 비교한 결과 기존 방법 대비 세사몰 함량이 6.6배, 보조 용매 사용시 11.5배 증가함을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3B호
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• pp.175-183
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• 2012

본 연구에서는 천수방정식에 Galerkin법과 Petrov-Galerkin 기법의 일종인 SU/PG 기법을 적용하여 유한요소 천수흐름 해석 모형을 개발하고, 다양한 실험수로에서 이송이 지배적인 흐름을 수치 모의하였다. 수로 내부에 얇은 판 형태의 구조물이 존재하는 경우 Fr 수와 Re 수가 매우 낮은 흐름에서는 Galerkin 기법과 SU/PG 기법이 동일한 결과를 나타냈으나, Fr=1.58인 경우 Galerkin법은 발산하여 해를 얻을 수 없었다. 이 경우 SU/PG법은 Newton-Raphson법에 의한 5회의 반복에 의해 수렴된 유속결과를 구할 수 있었다. 사류와 상류가 혼재하여 천이류가 나타나는 단면확대 수로 모의에서 SU/PG 기법을 이용한 본 연구의 경우 상류단 수심조건이 잘 유지되며, 도수가 발생하는 지점 및 도수에 의한 수심 경사, 도수 후의 수심이 모두 Khalifa(1980)의 실험결과와 매우 근사하였다. 이송이 지배적인 사류(Fr=2.74)에 의한 사각도수 모의의 경우에도 Galerkin 기법은 최초 모의시간의 첫 번째 반복 이후 발산하였으나, SU/PG 기법은 도수 경계면을 수치진동 없이 잘 포착하였으며, 해석해와 비교한 수심 및 유속의 최대 오차는 0.2% 이내로 나타나 기존 연구(Levin 등, 2006; Ricchiuto 등, 2007)에 비해 더욱 정확한 결과를 도출하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권6호
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• pp.257-262
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• 2015

현재 전 세계적으로 지구온난화의 주범인 $CO_2$ 저감을 위한 노력을 하고 있으며, 산업발전에 필요한 화력발전 등에서 발생한 부산물을 재활용하는 방안이 시급하다. 따라서 본 연구는 산업부산물인 비산재와 폐기물 슬래그를 이용하여 모르타르 경화체를 제작하였으며 알칼리 활성화제 첨가에 따른 물성을 비교하기 위해 비교적 낮은 농도인 3 M의 NaOH solution을 사용하였고, 이 경화체에 초임계 이산화탄소 조건($40^{\circ}C$, $80kgf/cm^2$ pressure, 60 min)에서 탄산화를 통하여 $CO_2$를 경화 체내에 안정적으로 고정화 시켜 이에 따른 물성을 평가하였다. 탄산화 인자인 CaO의 함량이 많을수록 탄산화율은 높게 나타났으며, 탄산화 후 무게변화율이 최대 약 12 % 증가하였다. 탄산화 후 압축강도는 전과 비슷한 수준이었으며, 이를 통해 탄산화를 통해 $CO_2$를 안정하게 고정화시킨 친환경 소재에 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 탄산화 반응 후에 생성되는 $H_2O$로 인해 추가적인 양생을 통해 장기적인 관점에서 탄산화를 통해 물성향상 또한 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.303-311
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• 2017

본 연구에서는 국내 $CO_2$ 지중저장 후보지인 장기분지에서 덮개암층으로 대표되는 이암과 응회암 코아에 대하여, 초임계이산화탄소(supercritical $CO_2$; $scCO_2$) 초기 주입압력을 측정하고 90일 동안 지화학 반응 실험 결과에 근거하여 두 암석의 $scCO_2$ 차폐능(sealing capacity)을 평가하였다. 장기분지 $CO_2$ 주입 예정부지 주변에서 수행한 대심도시추코아 중 깊이 800 m 이상 되는 이암과 응회암 코아를 대상으로 $scCO_2$ 초기 주입압력을 측정하였다. 스테인레스 강철로 제작한 고압셀(100 mL 용량)을 이용하여 지중저장 조건(100 bar, $50^{\circ}C$)에서 $scCO_2$-지하수-암석 반응을 실시하여 반응 전/후 광물 변화를 관찰하여 덮개암의 지화학적 안정성을 평가하였다. 덮개암에 대한 초기 $scCO_2$ 주입압력을 측정하기 위하여 원통형 스테인레스강철 고압셀 내부에 암석 코아를 고정시키고, 코아 상부와 하부의 압력 차이(100 - 300 bar)를 이용하여 증류수로 포화시킨 후, 고압셀 외부에 부착된 압력계를 이용하여 코아 내에 포화된 공극수압을 100 bar로 유지시켰다. 지중저장 현장에서 덮개암 내부로 $scCO_2$가 이동하는 경계조건을 모사하기 위하여 고압셀 출구를 $scCO_2$와 증류수로 채워진 대형 고압탱크(5 L 용량; 100 bar, $50^{\circ}C$ 유지)에 연결시켜, 고압셀에 고정된 암석 코아 공극 내로 침투하는 경우 지중저장 조건 하에서 일정량의 $scCO_2$가 코아를 통과할 수 있도록 하였다. 셀 입구에서는 코아의 공극수압인 100 bar보다 높게 유지시켜 $scCO_2$를 주입하되, 주입이 지속적으로 진행되기 시작하는 최소 주입압력($100bar+{\Delta}p$)을 암석에 대한 주입압력으로 측정하였다. 90일 반응 후 응회암과 이암의 큰 광물학적 변화는 없는 것으로 나타나 두 암석 모두 $scCO_2$ 주입 시 지화학적으로 안정한 것으로 나타났다. 응회암의 경우 공극수압과 $scCO_2$ 주입압력 차이(${\Delta}p$)가 15 bar에서 $scCO_2$의 내부 침투가 시작되어 20 bar 이후부터는 지속적인 $scCO_2$ 주입이 이루어졌다. 이암의 경우에는 ${\Delta}p$를 150 bar까지 증가시켜도 $scCO_2$가 주입되지 않아 응회암보다 $scCO_2$ 차폐효과가 약 10 배 높은 것으로 나타나, 장기분지에 $CO_2$ 주입 시 응회암보다는 이암층이 덮개암 역할을 할 것으로 판단되었다.

• 산업식품공학
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• 제15권2호
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• pp.175-181
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• 2011

초임계 $CO_2$유체를 이용하여 미강 중 표면활성물질을 추출하고 추출물의 표면활성능을 최적화하는 추출 조건을 반응표면분석법을 통해 조사하고자 하였다. 추출수율은 독립변수인 압력, 온도, 보조용매량이 많을수록 높았으며, 보조용매량이 추출수율에 가장 큰 영향을 주었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건은 추출압력 330 bar, 추출온도 $65^{\circ}C$, 보조용매량 250 g이었다. 표면활성능 지표인 계면장력은 추출압력과 추출온도가 증가할수록 그리고 보조용매량이 높을수록 낮았으며, 추출수율과 마찬가지로 보조용매량이 계면장력에 가장 큰 영향을 주었지만 추출압력과 추출온도 등의 변수에 의한 영향은 비교적 적었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건(낮은 계면장력)은 추출압력 350 bar, 추출온도 $65^{\circ}C$, 보조용매량 50 g이었다. 또한 D-optimal design을 통해 얻은 실험 결과를 바탕으로 회귀분석을 하였을 때 예측모델식은 실제 측정값과 비교해 높은 유의성을 나타내는 것으로 판단되었다. 보조용매량이 많을수록 극성 물질이 더 많이 추출되어 낮은 계면장력 값을 예상하였지만 실제 측정 결과 보조용매량이 가장 낮은 조건인 50 g에서 계면장력은 가장 낮게 측정되었다. 이의 규명을 위하여 TLC 및 HPLC 분석을 통한 추출물에 대한 성분 조사, 추출물을 이용한 유화액 제조, 유화액 특성 평가 등 추가 실험이 필요한 것으로 사료되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1692-1697
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• 2004

The once-through heat recovery steam generator is ideally matched to very high temperature and pressure, well into the supercritical range. Moreover this type of boiler is structurally simpler than drum type boiler. In drum type boiler, each tube play a well-defined role: water preheating, vaporization, superheating. Empirical equations are available to predict the average heat transfer coefficient for each regime. For once-through heat recovery steam generator, this is no more the case and mathematical models have to be adapted to account for the disappearance of drum type economizer, boiler, superheater. General equations have to be used for each tube of boiler, and actual heat transfer condition in each tube has to be identified.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.1-8
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• 2009

본 논문에서는 국제적으로 개발 중인 초고온가스로와 연계하여 대량의 수소를 생산하기 위한 방안의 일환으로 국내에서 개발 중인 고온증기전기분해 시스템에 사용될 열교환기 재료의 고온증기 부식실험에 대해 소개하였다. 이를 위해 관련된 국내외 연구현황을 조사분석한 결과를 요약하여 소개하였으며 마지막으로 현재 수행중인 고온증기부식 연구의 실험조건 및 계획을 제시하였다. 실험 및 연구결과는 초고온가스로와 연계된 고온전기분해를 이용한 수소생산시스템의 개발에 활용될 예정이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권11호
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• pp.3387-3390
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• 2013

Catalytic gasification of mandarin waste residue was carried out using direct and indirect catalyst-contact methods for the first time. In the indirect method, non-catalytic reaction in a reactor was followed by catalytic upgrading of vapor product in another reactor. Two different catalysts, $Ni/{\gamma}-Al_2O_3$ and $Ni/CeO_2-ZrO_2$, were employed. $CeO_2-ZrO_2$ support was prepared using hydrothermal synthesis in supercritical water. The catalysts were characterized by $H_2$-temperature programmed reduction and Brunauer-Emmett-Teller analyses. Under the condition of equivalent ratio (ER) = 0, the indirect catalyst-contact method led to a higher gas yield than the direct method. Under ER = 0.2, the yield of biogas obtained over $Ni/CeO_2-ZrO_2$ was higher than that obtained over $Ni/{\gamma}-Al_2O_3$. Also, the coke formation of $Ni/CeO_2-ZrO_2$ was lower than that of $Ni/{\gamma}-Al_2O_3$. Such results were attributed to the higher reducibility and better lattice oxygen mobility of $Ni/CeO_2-ZrO_2$, which were advantageous for partial oxidation reaction.