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Korean Chemical Engineering Research

  • : 한국화학공학회
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1963)~60권3호(2022) |수록논문 수 : 5,384
화학공학
60권3호(2022년 08월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재 SCOPUS

저자 : 오소형 ( Sohyeong Oh ) , 황병찬 ( Byungchan Hwang ) , 정성기 ( Sunggi Jung ) , 정지홍 ( Jihong Jeong ) , 박권필 ( Kwonpil Park )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 321-326 (6 pages)

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고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 성능과 가격인하를 위해 고분자막의 두께가 얇아지는 추세에서 내구성을 향상시키는 연구가 더욱 중요하게 되었다. 고분자막의 내구성 평가에서 기계적 내구성 평가시간이 화학적 내구성 평가시간보다 2배 이상 소요되므로 내구성 평가 조건을 잘 선택하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 기계적 내구 평가 프로토콜(Wet/Dry)에서 유입가스 종류와 유량에 차이가 있을 때 기계적 내구 평가시간이 얼마나 변하는지 확인하고자 하였다. 2,000 mL/min 유량에서 질소를 사용했을 때 평가시간이 공기를 사용했을 때보다 1.25배 증가했다. 공기 사용시 전극 Pt의 열화속도가 증가하는 것이 주 요인이었다. 유량이 800 mL/min 으로 감소하면 공기와 질소 평가시간이 각각 1.5배, 1.2배 증가했다.


As the thickness of the polymer membrane of PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cells) is getting thinner for PEMFC performance and price reduction, research on improving durability has become more important. In the durability evaluation of membranes, the mechanical durability evaluation time is more than twice that of the chemical durability evaluation time, so it is necessary to select the durability evaluation conditions well. In this study, we tried to check how much the mechanical durability evaluation time changes when there is a difference in the inflow gas type and flow rate in the mechanical durability evaluation protocol (Wet/Dry). When nitrogen was used at a flow rate of 2,000 mL/min, the evaluation time increased by 1.25 times compared to when air was used. An increase in the degradation rate of the electrode Pt was the main factor when air was used. When the flow rate was reduced to 800 mL/min, the air and nitrogen evaluation times increased by 1.5 times and 1.2 times, respectively.

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저자 : 최나현 ( Na Hyun Choi ) , 김은비 ( Eun Bi Kim ) , 염태호 ( Tae Ho Yeom ) , 이종대 ( Jong Dae Lee )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 327-333 (7 pages)

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본 연구에서는 고용량 음극 소재로 활용되는 실리콘의 부피팽창을 개선하기 위해 Si/CNT/C 음극 복합소재를 제조하였다. Si/CNT는 표면 개질에 의한 양전하 실리콘과 음전하 CNT의 정전기적 인력에 의해서 제조되었고, 수열합성에 의해서 구형의 Si/CNT/C 복합소재를 합성하였다. 전극 제조는 poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polyacrylic acid (PAA) 및 styrene butadiene rubber (SBR) 바인더를 사용하였고, 1.0 M LiPF6 (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%) 전해액 및 fluoroethylene carbonate (FEC)가 첨가된 전해액을 사용하여 전지를 제조하였다. Si/CNT/C 음극 복합소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 사이클, 율속, dQ/dV 및 임피던스 테스트를 통해 리튬이온 배터리의 성능을 조사하였다. 활물질로 Si/CNT/C 복합소재, 바인더로 PAA/SBR, 전해액으로 FEC 10 wt%가 첨가된 EC:DMC:EMC 용매를 사용했을 경우, 50 사이클 후 914 mAh/g의 높은 가역 용량과 83%의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 70%의 속도 특성을 보여주었다.


In this study, silicon/carbon nanotube/carbon (Si/CNT/C) composites for anode were prepared to improve the volume expansion of silicon used as a high-capacity anode material. Si/CNT were prepared by electrostatic attraction of the positively charged Si and negatively charged CNT and then hydrothermal synthesis was performed to obtain the spherical Si/CNT/C composites. Poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polyacrylic acid (PAA), and styrene butadiene rubber (SBR) were used as binders for electrode preparation, and coin cell was assembled using 1.0 M LiPF6 (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%) electrolyte and fluoroethylene carbonate (FEC) additive. The physical properties of Si/CNT/C anode materials were analyzed using SEM, EDS, XRD and TGA, and the electrochemical performances of lithium-ion batteries were investigated by charge-discharge cycle, rate performance, dQ/dV and electrochemical impedance spectroscopy tests. Also, it was confirmed that both capacity and rate performance were significantly improved using the PAA/SBR binder and 10 wt% FEC-added electrolyte. It is found that Si/CNT/C have the reversible capacity of 914 mAh/g, the capacity retention ratio of 83% during 50 cycles and the rate performance of 70% in 2 C/0.1 C.

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저자 : 김영석 ( Young Suk Kim ) , 박달재 ( Dal Jae Park )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 334-346 (13 pages)

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중·소규모 사업장에서 중대산업사고가 발생되고 있는 원인 중 하나는 공정안전관리(PSM) 체계를 이해하고 적용하는데 관련 지식 및 정보 부족이다. 이를 해결하기 위해서는 PSM에 대한 실질적이며 지속적인 이행 수준을 확보하고 추적관리를 통해 인적오류를 제거할 수 있는 프로토콜이 뒷받침되어야 하나 그동안 이에 대한 연구가 미흡하였다. 이에 본 연구에서는 고용노동부 고시의 규정과 전국 300인 미만 중·소규모 PSM 사업장 200여 개사를 대상으로 행정처분 위반 사례를 조사·분석하였다. 이를 기반으로 설비유지관리 웹프로그램을 개발하여 중·소규모 사업장의 인적오류 제거를 통한 중대산업사고예방에 기여하고자 하였다. 본 연구를 통해 얻어진 주요 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 프로그램 접근 편의성을 위해 스마트 기기에서 QR코드를 통해 웹에 접속하여 설비의 제원 검색 기능, 고장 사유, 사진을 확인함으로써 실시간 점검, 정비요청을 할 수 있게 하였다. 둘째, 변경 대상 파악, 위험성 평가, 작업자 교육, 가동전 점검을 프로그램과 연계하여 작업 시작 전부터 종료까지 모든 절차를 관리자가 추적관리 가능하도록 하였다. 셋째, 작업 완료 후 개선된 사진과 함께 수리, 시간, 비용 등을 등록하여 축적된 자료를 기반으로 설비의 수명 예측과 신뢰성을 검증하게 하였다. 이러한 연구결과는 중·소규모 PSM 사업장에게 실질적이고 체계적인 운영에 도움이 될 수 있으며 향후 정부 주도로 중·소규모 PSM 사업장을 대상으로 스마트팩토리 구축 시 설비유지관리 웹프로그램을 개발하여 보급하는데 유용하게 활용되리라 판단된다.


There is a lack of knowledge and information on the understanding and application of the Process Safety Management (PSM) system, recognized as a major cause of industrial accidents in small-and medium-sized workplaces. Hence, it is necessary to prepare a protocol to secure the practical and continuous levels of implementation for PSM and eliminate human errors through tracking management. However, insufficient research has been conducted on this. Therefore, this study investigated and analyzed the various violations in the administrative measures, based on the regulations announced by the Ministry of Employment and Labor, in approximately 200 small-and medium-sized PSM workplaces with fewer than 300 employees across in korea. This study intended to contribute to the prevention of major industrial accidents by developing a facility maintenance web program that removed human errors in small-and medium-sized workplaces. The major results are summarized as follows. First, It accessed the web via a QR code on a smart device to check the equipment's specification search function, cause of failure, and photos for the convenience of accessing the program, which made it possible to make requests for the it inspection and maintenance in real time. Second, it linked the identification of the targets to be changed, risk assessment, worker training, and pre-operation inspection with the program, which allowed the administrator to track all the procedures from start to finish. Third, it made it possible to predict the life of the equipment and verify its reliability based on the data accumulated through the registration of the pictures for improvements, repairs, time required, cost, etc. after the work was completed. It is suggested that these research results will be helpful in the practical and systematic operation of small-and medium-sized PSM workplaces. In addition, it can be utilized in a useful manner for the development and dissemination of a facility maintenance web program when establishing future smart factories in small-and medium-sized PSM workplaces under the direction of the government.

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저자 : 김명철 ( Myung Chul Kim ) , 이미정 ( Mi Jeong Lee ) , 이동건 ( Dong Geon Lee ) , 백종배 ( Jong-bae Baek )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 347-355 (9 pages)

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안전밸브(PSV)는 다양한 원인으로 발생하는 압력이 설정 압력에 도달하면 자동적으로 스프링이 작동하면서 분출되고 일정 압력 이하가 되면 정상상태로 복원되는 안전장치이다. 안전밸브는 압력상승 등 비정상 상태에서 정상 작동할 수 있도록 주기적인 검사와 모니터링 이행이 필수적이다. 그러나 현행 안전검사는 정해진 주기에만 수행되고 있어 정상작동 여부의 안전성을 확보하는 데 어려움이 있다. 따라서 안전관리에 필요한 안전밸브의 고장모드와 원인요소를 찾아 평가항목을 개발하였다. 그리고 항목의 우선순위를 도출하여 안전성 확보를 위한 의사결정 정보를 제공하고자 한다. 이를 위해 15명의 전문가를 대상으로 안전밸브(PSV)의 Failure Mode Cause Factor(FMCFs)와 관련하여 중요하다고 판단되는 평가요인을 도출하기 위해 3차례에 걸친 델파이(Delphi) 조사를 수행하였다. 그 결과 안전밸브의 6개 고장모드와 그 하위요인 22개의 평가요인을 선정하였다. 이와 같이 선정된 평가요인들의 우선순위를 분석하기 위해 계층구조를 도식화하였고 우선순위 계산에는 계층적 의사결정 방법(AHP)을 적용하였다. 분석결과 FMCFs의 고장모드 우선순위는 'Leakage'(0.226), 'Fail to open'(0.201), 'Fail to relieve req'd capacity'(0.152), 'Open above set pressure'(0.149), 'Spuriously open'(0.146), 'Stuck open'(0.127) 순으로 확인하였다. FMCFs의 하위 우선순위는 'PSV component rupture'(0.109), 'Fail to PSV size calculation'(0.068), 'PSV Spring aging'(0.065), 'Erratic opening'(0.059), 'Damage caused by improper installation and handling'(0.058), 'Fail to spring'(0.053) 등의 순으로 확인하였다. 우선순위가 결정된 FMCFs 효율적인 관리를 통해 안전밸브의 취약점을 파악하고 안전성을 향상하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.


The safety valve (PSV) is a safety device that automatically releases a spring when the pressure generated by various causes reaches the set pressure, and is restored to a normal state when the pressure falls below a certain level. Periodic inspection and monitoring of safety valves are essential so that they can operate normally in abnormal conditions such as pressure rise. However, as the current safety inspection is performed only at a set period, it is difficult to ensure the safety of normal operation. Therefore, evaluation items were developed by finding failure modes and causative factors of safety valves required for safety management. In addition, it is intended to provide decision-making information for securing safety by deriving the priority of items. To this end, a Delphi survey was conducted three times to derive evaluation factors that were judged to be important in relation to the Failure Mode Cause Factor (FMCFs) of the safety valve (PSV) targeting 15 experts. As a result, 6 failure modes of the safety valve and 22 evaluation factors of its sub-factors were selected. In order to analyze the priorities of the evaluation factors selected in this way, the hierarchical structure was schematized, and the hierarchical decision-making method (AHP) was applied to the priority calculation. As a result of the analysis, the failure mode priorities of FMCFs were 'Leakage' (0.226), 'Fail to open' (0.201), 'Fail to relieve req'd capacity' (0.152), 'Open above set pressure' (0.149), 'Spuriously' 'open' (0.146) and 'Stuck open' (0.127) were confirmed in the order. The lower priority of FMCFs is 'PSV component rupture' (0.109), 'Fail to PSV size calculation' (0.068), 'PSV Spring aging' (0.065), 'Erratic opening' (0.059), 'Damage caused by improper installation and handling' (0.058), 'Fail to spring' (0.053), etc. were checked in the order. It is expected that through efficient management of FMCFs that have been prioritized, it will be possible to identify vulnerabilities of safety valves and contribute to improving safety.

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저자 : 이미정 ( Mi Jeong Lee ) , 백종배 ( Jong-bae Baek )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 356-362 (7 pages)

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수소 기술과 관련된 연구는 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 우리나라도 수소경제 강국으로 도약하기 위해 기술개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 특히, 세계 수소차 보급률 1위가 그 증거이다. 그러나 수소차의 인프라인 수소충전소 구축이 지연되고 있다. 지연요인은 대중들의 반대가 가장 크다. 이와 같이, 대중들의 지지를 받지 못한 정책은 성공적으로 실현될 수 없고, 지속가능하지 않다. 따라서 이 연구에서는 수소충전소를 찬성하고 반대하는 수용성에 미치는 요인을 분석하고자 한다. 연구방법으로는 선행연구를 검토하여 수용성에 미치는 기초요인을 파악하였고, 설정된 요인을 바탕으로 설문을 설계하고 조사하였다. 설문에 대한 타당도와 신뢰도를 검증하였으며, 상관분석을 통해 가설을 검증하였다. 그리고, 구조방정식 모델링을 사용하여 수소충전소 수용성에 미치는 요인 모델을 개발하였다. 연구 결과로 수용성을 사적수용성과 공적수용성으로 구분하였으며, 사적수용성의 경우에는 환경에 대한 태도와 수소충전소에 대한 지식의 정도가 높을수록, 수소충전소에 대한 위험을 느끼는 정도가 적을수록 수용성이 크다는 것을 확인하였다. 그리고 공적수용성의 경우에는 이익이 많고, 환경에 대한 태도가 좋을수록, 위험을 감수하는 개인의 특성이 적을수록 수용성이 크다는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 수소충전소 등 국가정책 시행 시 주민들의 수용성 제고 방안을 모색하는 기초자료로써 제공하고, 과학적인 소통의 분석자료로 활용될 것을 기대한다.


Research related to hydrogen technology is being actively conducted around the world. Korea is also making great efforts to develop technology to leap forward as a hydrogen economy powerhouse. In particular, the world's No. 1 hydrogen vehicle penetration rate is proof of this. However, the construction of hydrogen refueling stations is being delayed. The biggest delay factor is the public opposition. As such, policies without public support cannot be successfully implemented and are not sustainable. Therefore, this study intends to analyze the factors affecting the acceptability of hydrogen refueling stations in favor of and against them. As a research method, the basic factors affecting acceptability were identified by reviewing previous studies, and a questionnaire was designed and investigated based on the established factors. The validity and reliability of the questionnaire were verified, and the hypothesis was verified through correlation analysis. And, using structural equation modeling, a factor model was developed on the acceptability of hydrogen refueling stations. As a result of the study, acceptability defined private acceptability and public acceptability. In the case of private acceptability, it was confirmed that the higher the attitude toward the environment, the higher the level of knowledge about the hydrogen charging station, and the lower the degree of feeling the risk of the hydrogen charging station, the higher the acceptability. In the case of public acceptability, it was confirmed that the higher the benefit, the better the attitude toward the environment, and the lower the risk-taking characteristics of the individual, the higher the acceptability. Therefore, in this study, based on the potential factors verified in previous studies, the main factors affecting the acceptance on hydrogen refueling stations were identified. And the acceptance model was developed using structural equation modeling. This study is expected to provide basic data to seek ways to improve the acceptance of public when implementing national policies such as hydrogen refueling stations, and to be used analysis data for scientific communication.

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저자 : 문예진 ( Yejin Mun ) , 김남훈 ( Namhoon Kim ) , 유지훈 ( Jihoon Ryu ) , 이경민 ( Kyungmin Lee ) , 이종혁 ( Jonghyeok Lee ) , 조원희 ( Wonhee Cho ) , 김연수 ( Yeonsoo Kim )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 363-370 (8 pages)

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본 논문에서는 전기자동차용 배터리 충/방전 상태 추정의 정확도를 개선하기 위해 칼만 필터(Kalman Filter, KF) 알고리즘과 등가회로모델(Equivalent Circuit Model)을 활용한 State Of Charge (SOC) 추정 방법을 적용하였다. 특히 노화된 배터리 용량을 함께 추정 가능한 관측기(observer)를 설계하였다. 우선 노화가 없는 경우, 칼만 필터를 이용하여 SOC를 단일 추정하면, 관측기 없이 모델로 계산된 경우와 비교하여 평균 절대 오차율이 1.43%(관측기 미사용)에서 0.27%(관측기 사용)로 감소하였다. 차량 주행상태에서는 전류가 고정되지 않아 SOC와 배터리 용량을 모두 추정하는 것에 일반적인 KF 혹은 Extended KF 알고리즘을 이용할 수 없다. 배터리 노화에 의한 용량 변화는 단시간에 일어나지는 않다는 점에 착안하여, 충전 시 배터리 용량 추정을 주기적으로 실시하는 전략을 제시하였다. 충전 모드에서는 일정 구간마다 전류가 고정되기에, 해당 상황에서 배터리 노화 용량을 SOC와 함께 추정 전략을 제시하였다. 전류가 고정된 상태에서 SOC 추정의 평균 절대 오차율은 0.54% 였으며, 용량 추정의 평균 절대 오차율은 2.24%로 나타났다. 충전상태에서 전류가 고정됨으로 일반적인 EKF를 활용하여 배터리 용량과 SOC 동시 추정이 가능하도록 하였다. 이를 통하여 배터리 충전 시 주기적인 배터리 용량 보정을 수행할 수 있다. 그리고, 방전 시에는 해당 용량으로 고정한 채 SOC를 추정하는, 배터리 관리 시스템에서 활용 가능한 추정 알고리즘을 제안하였다.


In this paper, an estimation algorithm for state of charge (SOC) was applied using an equivalent circuit model (ECM) and an Extended Kalman Filter (EKF) to improve the estimation accuracy of the battery system states. In particular, an observer was designed to estimate SOC along with the aged capacity. In the case of the fresh battery, when SOC was estimated by Kalman Filter (KF), the mean absolute percentage error (MAPE) was 0.27% which was smaller than MAPE of 1.43% when the SOC was calculated by the model without the observer. In the driving mode of the vehicle, the general KF or EKF algorithm cannot be used to estimate both SOC and capacity. Considering that the battery aging does not occur in a short period of time, a strategy of periodically estimating the battery capacity during charging was proposed. In the charging mode, since the current is fixed at some intervals, a strategy for estimating the capacity along with the SOC in this situation was suggested. When the current was fixed, MAPE of SOC estimation was 0.54%, and the MAPE of capacity estimation was 2.24%. Since the current is fixed when charging, it is feasible to estimate the battery capacity and SOC simultaneously using the general EKF. This method can be used to periodically perform battery capacity correction when charging the battery. When driving, the SOC can be estimated using EKF with the corrected capacity.

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저자 : 이상현 ( Sang Hyun Lee ) , 박경태 ( Kyungtae Park )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 371-376 (6 pages)

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액화 천연 가스는 도시가스로 공급되기 위해 기화의 과정을 거치는데 이 때 약 800 kJ/kg의 냉열이 발생한다. 현재 이 에너지는 모두 바다로 버려지고 있어 에너지 재순환 관점에서 보면 아주 심각한 에너지 낭비를 초래하고 있다. 본 연구에서는 이 점에 착안하여 버려지는 액화 천연 가스의 냉열을 활용할 수 있는 해수담수공정을 제안하고 이 공정을 최적화하여 고유 전력 소비와 경제성에 대해 분석하였다. 그 결과 제안된 공정의 에너지 소모량은 -5.2 kWh/m3, 담수생산 단가는 0.148 USD/m3으로 계산되어 현재까지 개발된 어떤 공정보다도 우수함을 확인하였다.


Liquefied natural gas undergoes a process of vaporization to be supplied as city gas, which generates about 800 kJ/kg of cold energy. Currently, all of this cold energy is being dumped into the sea, resulting in a very serious energy waste from the point of view of energy recycling. In this study, a seawater desalination process that can utilize the wasted cold energy was proposed, and this process was optimized to analyze the specific power consumption and economic feasibility. As a result, the specific energy consumption of the proposed process was calculated as -5.2kWh/㎥, and the production cost of the pure water was 0.148 USD/㎥, confirming that it is superior to any other process developed so far.

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저자 : 김대완 ( Dae Wan Kim ) , 안기선 ( Ki Sun An ) , 곽이구 ( Lee Ku Kwak ) , 김홍건 ( Hong Gun Kim ) , 유승곤 ( Seung Kon Ryu ) , 이영석 ( Young Seak Lee )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 377-385 (9 pages)

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우리나라 전통 숯가마로부터 제조된 숯의 표면형상과 흡착특성을 분석한 후, 습도와 온도를 조절하면서 이들의 수분 흡착성능을 측정하고 황토, 활성탄소섬유 직포 및 활성탄소섬유 종이의 수분 흡착성능과 비교하였다. 숯은 소수성이므로 45% 이하의 습도에서는 수분을 잘 흡착하지 않지만 습도가 증가하면 흡착성능이 서서히 1차식에 비례하여 증가하였다. 황토 분말도 낮은 습도에서는 숯과 유사했지만 습도가 증가하면 흡착성능이 기하급수적으로 증가하면서 Type V 등온흡착곡선을 보였다. 따라서 조선시대에 기상청 직원들이 숯과 황토의 수분 흡착능력을 일기예보에 적용하였다는 기록을 실험적으로 확인할 수 있었다. 활성탄소섬유 직포와 활성탄소섬유 종이는 수분 흡착능력이 월등하고 신속한 반응을 보이므로 습도측정 센서에 적용할 수 있다고 판단된다. 숯 조각의 등온흡착 및 탈착곡선 측정에서 흡착질인 질소의 탈착이 잘 이루어지지 않아 낮은 압력 이력현상(low-pressure hysteresis)이라는 독특한 Type I과 Type IV의 혼합형태를 보이는데, 이는 질소입자가 흡착시에 숯 세공의 틈새를 비비고 들어가 단단히 끼었다가 탈착시에 빠져나오지 않기 때문이다. 숯을 분말로 분쇄하면 이러한 틈새들이 분쇄되어 비표면적이 증가하고 낮은 상대압력에서 흡착질의 탈착량이 증가되었다.


Surface morphology and adsorption characteristics of charcoals prepared from Korean traditional kiln were analyzed, and their moisture adsorption capacities were examined with respect to humidity and temperature change. Moisture adsorption capacities of red-clay powder, activated carbon fiber fabric (ACF fabric) and activated carbon fiber paper(ACF paper) were also examined to compare with those of charcoals. Moisture adsorption capacity of charcoal was low less than 45% humidity due to its hydrophobic property, but it slowly and linearly increased as increasing the humidity. Moisture adsorption capacity of red-clay powder was similar to charcoal at low level humidity, it increased exponentially as increasing the humidity showing Type V adsorption isotherm. Therefore, the weather forecast annal prepared by employee of weather centre in Joseon Dynasty is experimentally approved. ACF fabric and ACF paper show excellent moisture adsorption capacities, which can be used to humidity measuring sensor. Adsorption isotherm of charcoal slice was peculear showing the mixed Type I and Type IV due to low-pressure hysteresis that was occurred from embedment of nitrogen in crevice of charcoal. The specific surface area of charcoal increased by grinding charcoal slice to powder, resulted in increasing the desorption amount of adsorbent at low relative pressure.

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저자 : 노성래 ( Seong-rae No ) , 신용우 ( Yong-woo Shin ) , 유성식 ( Seong-sik You )

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 386-391 (6 pages)

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본 연구는 콜라겐을 함유하는 지방흡입 유출물을 초임계 유체 존재 하에 처리하여 지방을 추출하여 콜라겐을 얻어내는 기술에 대한 것이다. 초임계 용매를 이용하여 동물 유래 지방으로부터 단시간(약 6시간)에 콜라겐 추출물을 얻을 수 있었으며, 원료 대비 질량으로 대략 2~3%의 콜라겐을 얻을 수 있었다. 초임계 추출로 얻어진 추출물을 SDS-PAGE를 이용하여 콜라겐이 존재함을 확인하였고, 비교적 분자량이 큰 타입1 콜라겐임을 알 수 있었다. 또한, 초임계 추출에 의해서 얻어진 콜라겐 중에 어떤 성장인자 들이 있는 지 알아보기 위하여 IGF-1, bFGF, VEGF 및 NGF의 성장인자에 대해서 분석하였으며, 이들 성장인자 들이 추출물에 함유 되어 있음을 알 수 있었다. 초임계 처리 전, 후의 시료 mg 당 DNA함량은 큰차이를 보이지 않았다. 초임계 공정을 이용한 탈세포화 기술에 대해서는 보다 심도 깊은 추가적인 연구가 필요할 것 같다. 결론적으로 초임계유체를 이용한 용매추출 과정을 통하여 얻어진 세포외기질은 탈세포 및 탈지하여도 일정 함량 이상의 성장인자를 함유하여 생체적합성이 매우 증가될 뿐만 아니라, 조직의 재생을 빠르게 유도할 수 있음을 알 수 있었다.


This study is about a technique for obtaining collagen by extracting fat by treating collagen-containing liposuction effluent in the presence of supercritical fluid. Using a supercritical solvent, a collagen extract could be obtained from animal-derived fat in a short time (about 6 hours), and about 2-3% of collagen by mass compared to the raw material could be obtained. The presence of collagen in the extract obtained by supercritical extraction was confirmed by SDS-PAGE, and it was confirmed that it was type 1 collagen having a relatively large molecular weight. In addition, the growth factors of IGF-1, bFGF, VEGF and NGF were analyzed to find out which growth factors were present in the collagen obtained by supercritical extraction, and it was found that these growth factors were contained in the extract. There was no significant difference in DNA content per mg of sample before and after supercritical treatment. Further in-depth studies are likely to be needed on decellularization technology using the supercritical process. In conclusion, the extracellular matrix obtained through the solvent extraction process using a supercritical fluid contains growth factors above a certain amount even after decellularization and removal of fat, so that it was found that not only biocompatibility is greatly increased, but also tissue regeneration can be rapidly induced.

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저자 : Yun Seo Lee , Hanyu Chai , Sukhyeong Cho , Jeong Geol Na , Jinwon Lee

발행기관 : 한국화학공학회 간행물 : 화학공학 60권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 392-397 (6 pages)

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Methane is one of the major greenhouse gases, recently, the biotechnological conversion from methane to high-value added chemicals have emerged as an effort to reduce methane gas emission. In this study, we optimized ectoine bio-milking conditions in which cells were repeatedly used to improve intracellular and extracellular ectoine yield from methane by using Methylomicrobium alcaliphilum 20ZDP2. First, the cultivation and intracellular ectoine accumulation conditions were optimized with respect to the growth phase and medium salinity to achieve the highest yield of synthesis. Second, ectoine excretion was optimized by determining the ectoine secretion time (15 min) in appropriate medium salinity under hypoosmotic conditions (1% NaCl). Finally, bio-milking of ectoine was successfully repeated more than 10 times using M. alcaliphilum 20ZDP2, and the ectoine yield was improved up to 129.29 mg/ DCW g.

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