분리막 및 다양한 CO2 포집공정들의 연구에 있어, 경제성 평가는 각 공정들을 비교 분석하며 개발된 기술의 경제적 타당성을 검토하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 분리막 기반의 CO2 포집공정에 대한 경제성 분석을 수행하여 그 결과를 살펴보았다. 분리막 공정의 전산모사와 최적화를 위하여 분리막 모델링 및 Aspen HYSYS®를 활용하였으며, 최적화 결과를 바탕으로 CAPEX 및 OPEX를 제시하여 분리막 공정의 경제성 평가를 진행하였다.

The carbon capture and storage (CCS) technology from industrial flue-gas has been an important environmental issue in these days. However, membrane process has a number of breakthrough-point to commercialization in scale-up. In this work, process optimization for high purity and high CO2 recovery with lower the capture cost has been investigated. Lab-made membrane pilot process using real flue gas has been also set up to derive industrial factor.

분리막 공정은 압력장치에 사용되는 전기 사용량이 많아 이를 줄이기 위한 다양한 공정 옵션이 연구되고 있다. 본 연구에서는 분리막 공정에서 막 모듈에 sweeping 기체를 permeate에 불어넣어 모듈의 구동력을 증가시키는 방법으로, 특별한 공정 장치 추가 없이도, 효율적인 CO2 분리가 되는 공정을 연구하였다. 분리막 공정은 주요 장치비용(분리막, 압축기 등)과 운영비용(전기, 스팀)을 평가 하였다. MATLABⓇ에서 분리막 모델을 개발하었으며, 분리막 공정에 가능한 모 든 구조들을 초구조로 경제성 평가 모델을 기준으로 평가되었다. 본 연구는 2014년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 (재)한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터의 지원을 받아 수행된 연구임(2014M1A8A1049305).

Membrane is a relatively new industrial gas separation technology and has been studied as an alternative CO2 capture technologies to amine absorption. Membrane processes have a merit such as low energy use, small footprint, no by-products formation, and simple operating condition. When applied to flue gas CO2 capture, low CO2 concentration and normal pressure of flue gas stream places a practical limits on the membrane operation. The up-to-date membranes should allow module performance to rise to levels practical for fossil-fuel power station use. In this talk, membrane module is being evaluated for flue gas treatment. Membrane processes using several membranes, which are now being studied under the R&D projects granted by KCRC, are investigated to capture CO2 from the simulated gas.

본 연구에서는 다래‘대성’과실의 수확 후 품질 보구력과 저장성 증진에 대한 효과를 살펴보고자 칼 슘-키토산을 수확 전후 처리 하였다. 수확 전 처리는 8월 20일, 25일, 28일 3회에 거쳐 과실에 살포 처리하였고, 수확 후 처리는 8월 31일 수확한 건전한 과실을 선별하여 침지 처리하였다. 처리한 과실은 1℃와 17℃ 온도 조건에 저장 하여 시기별로 가용성 고형물 함량, 산함량, 경도, 호흡률, 에틸렌발생량, 감모율을 조사하여 과실 품질을 평가하였다. 두 온도 조건에서 수확전후 칼슘-키토산 처리는 과피에 대 한 코팅효과에 의해 감모율 억제효과를 보였다. 17℃ 저장조건에서는 감모율 이외의 품질지표에서는 처 리간의 유의적인 차이가 없었으나, 1℃ 저장조건에서는 감모율 이외에도 경도와 호흡률에서 칼슘-키토 산 수확 전후처리가 과실 후숙을 억제하는 효과가 있음을 확인 하였다.

PURPOSES: This study evaluates the reliability of the patterns of changes in the road surface temperature during winter using a statistical technique. In addition, a flexible road segmentation method is developed based on the collected road surface temperature data. METHODS: To collect and analyze the data, a thermal mapping system that could be attached to a survey vehicle along with various other sensors was employed. We first selected the test route based on the date and the weather and topographical conditions, since these factors affect the patterns of changes in the road surface temperature. Each route was surveyed a total of 10 times on a round-trip basis at the same times (5 AM to 6 AM). A correlation analysis was performed to identify whether the weather conditions reported for the survey dates were consistent with the actual conditions. In addition, we developed a method for dividing the road into sections based on the consecutive changes in the road surface temperature for use in future applications. Specifically, in this method, the road surface temperature data collected using the thermal mapping system was compared continuously with the average values for the various road sections, and the road was divided into sections based on the temperature. RESULTS : The results showed that the comparison of the reported and actual weather conditions and the standard deviation in the observed road surface temperatures could produce a good indicator of the reliability of the patterns of the changes in the road surface temperature. CONCLUSIONS: This research shows how road surface temperature data can be evaluated using a statistical technique. It also confirms that roads should be segmented based on the changes in the temperature and not using a uniform segmentation method.

PURPOSES : This study proposes a methodology to collect data necessary for microlevel emission estimation, such as second-by-second speeds and road grades, and to accordingly estimate emissions. METHODS: To ease data collection for microlevel emission estimation, a vehicle equipped with speed- and location-recording instruments as well as equipment for measuring road geometry was used. As a case study, this vehicle and the proposed methodology were used on a 10- km-long highway in Yongin City, Korea. Emissions from the vehicle during driving were estimated in various microscale driving conditions. RESULTS : Differences in the estimated emission under different microscale driving conditions cannot be ignored. Compared with the estimations obtained when second-by-second data were not considered, CO and NOx emissions were more than threefold higher when considering second-by-second speed; similarly, CO and NOx emission estimations were higher by approximately 10% and 3%, respectively, when considering second-by-second road grade. CONCLUSIONS : The proposed method can estimate vehicle emissions under real-world driving conditions in such applications as road design and traffic policy assessments.

기상 조건을 고려하여 교통사고 발생 원인과의 관계를 분석한 연구에서는 갑작스러운 온도 또는 기상 상 태의 변화는 교통사고에 영향을 준다는 결론을 제시하고 있다. 특히, 동절기에 기온이 떨어지는 경우, 도로 결빙에 의한 교통사고가 발생할 가능성이 높으며, 도로 표면에서 발생하는 결빙 현상은 운전자가 육안으로 쉽게 관측 할 수 없는 한계를 가진다. 따라서, 노면에 발생하는 결빙은 교통사고의 원인으로 작용 할 수 있 기 때문에, 결빙이 발생한 구간에서 운전자의 주의를 높여 줄 수 있는 대안 등이 요구된다. 결빙 현상은 야 간과 같이 온도가 낮아지는 시간에 발생하므로, 결빙을 예측하기 위해서는 노면 온도에 대한 정보가 필요하 다. 그러나, 노면온도 변화에 직･간접적으로 영향을 주는 대기 기상정보는 거시적(5km*5km 단위) 범위에 서 정보가 제공되므로, 운전자가 주행하는 도로망에 대한 정확한 정보를 제공하는데 어려움이 따른다. 따라 서, 본 연구에서는 운전자가 주행하는 도로망에 대기 온도를 제공 및 예측하기 위해 대기온도, 대기습도, 풍 향 등을 고려한 기상정보와 노면 온도 자료를 활용하여 노면 온도를 예측하는 모형을 개발하고자 한다. 노면 온도 예측 모형을 개발하기 위하여 Thermal Mapping 장비가 장착된 차량을 이용하였으며, Thermal Mapping 장비를 통해 노면온도, 대기온도, 대기습도를 측정한다. 또한, 시스템적으로 GPS가 연계되어 있어서, 정확한 위치 정보의 취득이 가능하며, 노면온도에 영향을 미치는 기상정보는 기상청에 서 수집하여 제공하는 온도, 습도, 풍속 등을 이용하였다. 또한, 지형의 요소를 교량부, 산지부, 평지부, 해안, 내륙을 구분하여 지형적인 요소도 반영 될 수 있도록 하였다. 예측 모형은 비선형 분석 모형을 사용 하여 노면 예측 정확도에 적합한 알고리즘을 사용할 계획이며, 본 연구의 결과는 기상과 관련된 교통안전 관련 연구에 활용될 것으로 기대한다.

다단 분리막 공정은 압력변환, 열교환, 수분제거등을 위한 공정 설비들과 연계 운영된다. 또한 sweeping 가스를 도입하기도 하고, 분리막 연결 형태를 변경 하기도 하며, 압력비등을 조절하기도 한다. 따라서, 분리막 공정설계는 막 면적 및 운전 압력을 결정을 포함하여 다단 분리막의 configuration 선정, 분리막 소 재의 선택, 공정의 시스템적 구성, 부가 설비와의 통합 설계 등 여러 설계 요소 들을 통합적으로 분석하며 최적 공정을 구성하게 된다. 본 발표에서는 컴퓨터를 활용한 모델링, 전산 모사 및 최적화를 통해 최적의 분리막 공정 및 운전 조건 을 도출하는 기법들을 설명하며, 이러한 전산적 설계 기법들을 분리막 공정 스케일업과 신공정 개발에 활용하는 방안에 대하여 소개하고자 한다.

본 연구는 ‘진옥’ 포도의 안정생산을 위하여 무가온 하우스에서 착과량을 조절하여 2012년부터 2014년까지 3 년간 수체생육 및 과실품질을 조사하였다. 처리내용은 10a 기준으로 1.3t, 1.8t, 2.2t, 2.4t, 2.6t의 5처리로 하였다. 시험결과 신초경, 신초장, 절간장 등은 처리간 비슷한 경향 이었다. 숙기는 착과량이 많아 질수록 늦어지는 경향이었으며, 포도 ‘진옥’ 무가온 하우스 재배시 노지보다 수확기를 3주 정도 앞당길 수 있었다. 착과량이 많아질수록 수량은 많아졌으나, 평균과중은 착과량이 많을수록 작아져서 10a당 1.3t 착과한 처리구는 363g으로 가장 컸으며, 10a당 2.6t 착과한 처리구가 342g으로 가장 작았다. 가용성 고형물 함량은 착과량이 많아질수록 낮아지는 경향이었다. 수확 후 착과량에 따른 엽 및 신초내 무기성분함량은 처리 간 비슷한 경향이었다. 따라서 포도 ‘진옥’ 품종은 착과량 이 2.4t/10a 이하이면 생산량에 따라 품질차이가 없으며, 가용성 고형물 함량 15oBx 이상의 고품질 포도를 생산 할 수 있었으며, 위의 결과를 토대로 새롭게 육성된 ‘진옥’ 포도의 지속적인 고품질 안전생산을 통하여 농가 소득증진에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

PURPOSES: This study prioritizes potential technology for establishing a safe work zone environment on roadways. We consider almost all conceivable technologies that enable mitigation of unexpected accidents for both road workers and drivers. METHODS: This study suggests a methodology to set the priority of potential technology for establishing a safe work zone environment by using the analytical hierarchy process (AHP). For this purpose, the AHP structure was first developed. Thereafter, a web-based survey was conducted to collect experts’opinions. Based on the survey results, weights associated with the relevant criteria of the developed structure were estimated. With the consistency index (CI) and consistency ratio (CR), we verified the estimated weights. In addition, a sensitivity analysis was performed to confirm whether the estimated weights were reliable. We finally proposed the priority for potential technology for establishing a safe work zone environment on roadways. RESULTS: In the first level, safety technology has the highest priority, and real-time information delivery for work zone, hazard warning for drivers, and temporal automated operation for traffic facilities were selected in the second level of hierarchy. CONCLUSIONS : The results imply that establishing the priority will be useful to establish a future road map for improving the work environment for road workers and drivers by employing appropriate protection facilities and developing safety systems.

초가속수명시험(HALT:Highly Accelerated Life Test)은 온도변화와 진동을 통해 부품초기 고 장을 빠르게 찾아 개선함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킨다. 이에 따라 기업들은 초가속수명시 험에 집중하게 되었고 장비의 수요와 가동률이 증가하고 있다. 그러나 초가속수명시험 장비는 대부분 해외 장비에 의존하고 있어 고장이 발생한 경우 유지보수에 대한 비용이 높고 보전까지 의 시간 또한 길다. 뿐만 아니라 장비에 대한 적절한 보전절차가 없어 비용과 시간의 손실이 발 생되는 실정이다. 본 논문에서는 국산화 개발중인 초가속수명시험 장비에 고장유형과 원인에 따른 계획보전 활 동을 진행 할 수 있도록, FMEA(Failure Modes and Effects Analysis)를 사용하여 계획보전절 차를 제시하였다.

지난 몇 십년동안 전 세계적으로 제조기술 분야의 급속한 성장으로 대부분의 제조 업에서 눈부실만한 품질향상과 생산성 극대화를 이루어 왔다. 하지만 현재 제조기술 분야는 새로운 문제에 직면하고 있다. 실제 현장에서 관리하고자하는 품질특성은 정규 분포를 따르지 않는 경우가 많은데, 대부분의 통계적 공정관리기술체계가 정규분포를 기반으로 하고 있다는 것이다. 또한 기존의 불량률 관리도로는 PPM/PPB 수준의 극소 불량률을 관리하는데 한계가 있다. 이러한 이유로 비정규 공정에서 극소불량관리, 미 세변동관리에 대한 연구가 시급한 실정이다. 본 논문에서는 비정규 공정에서 극소 불량률을 관리하기 위해서   통계량에 Burr 분포를 적용하는 방법을 제안하고자 한다.

Mathematical models are developed for single and multi-stage membrane processes to simulate gas separation in MATLAB®. The single-stage membrane process simulations are validated through comparison with mixed-gas experimental results at different operating condition. Based on this validated single-stage process model, multi-stage membrane processes including 2 or 3 stages membranes with recycle streams are simulated. The resulting simulation outputs are shown to reproduce experiment results with reasonable accuracy. Hence, this process modeling framework can be utilized in future design and optimization studies.

물 수급 불균형현상을 극복하기 위해 해수담수화 공법 중 적은 에너지를 소모하는 역삼투분리막 공정이 사용되고 있다. 하지만 분리막을 통과할 수 있는 구동압력이 요구되어 전기에너지가 필요하고 효율적인 운전비용 사용을 위한 최적의 공정설계가 필요하게 된다. 이를 위해 본 연구는 역삼투 분리막 공정을 전산 모사하는 분리막과 관련 설비들의 대한 수학적 모델링을 수행하고, 공정의 최적화를 위해 성능이 다른 분리막을 연계하여 단일 vessel을 구성하거나, 단일 vessel 내 유입∙유출 경로 조건을 변경하거나, 여러 분리막 vessel을 다단으로 구성하는 방안 등에 대하여 시스템적 관점으로 비교하고 분석하였다. 이를 통해 분리막의 종류와 구성에 따른 공정의 경제성 및 분리 성능을 향상시키는 방안을 도출하였다.

The carbon capture and storage (CCS) technology from industrial flue-gas is an important environmental issue these days. Membrane process can be competitive technology for its relatively small footprint and eco-friendly system. Many membrane modules with high selectivity and excellent flux have been developed so far. However, the high purity and recovery for CO2 capture can be achieved by optimization of operating conditions such as membrane area, feed/permeate pressure ratio and humidity of flue gas as well as membrane permeance or selectivity. In this study, we discuss the effect of operating parameters for high CO2 purity and recovery at permeate side. Using polymeric hollow fiber membrane, the single membrane process was tested to figure out the effect of feed flow rate, pressure ratio, membrane area and moisture content.

본 연구는 수확시기에 따른 수확 후 1-methylcyclopropene(1-MCP) 처리가 조생종 배‘한아름’의 상온유통 중 과실품질 변화와 생리장해발생에 미치는 영향을 조사하였다. 과실경도의 경우 무처리구는 상온유통 시작 이후 경도가 지속적으로 감소하는 경향을 보여 상온유통 20일에 후 만개 후 103일에 수 확한 과실과 만개 후 110일에 수확한 과실에서 각각 20.3N과 18.6N으로 떨어져 상품성을 상실하였다. 반면에 1-MCP처리의 경우 동일에 유통기간에 만개 후 103일에 수확한 과실과 만개 후 110일에 수확한 과실에서 각각 40.9N과 34.5N으로 경도 유지 효과가 탁월한 것으로 조사되었다. 외관품질 유지에도 1-MCP처리가 효과적인 것으로 나타났는데 과피색의 경우 1-MCP를 처리한 과실은 수확시기에 관계없 이 상온유통기간 동안 L*, b* 및 hue angle 유지에 탁월한 효과를 보였고, 외관지수 또한 거의 변하지 않은 것으로 조사되었다. 1-MCP처리는‘한아름’배의 상온유통 중 발생하는 생리장해를 유의하게 경 감하였는데 만개 후 103일에 수확한 과실의 경우, 과심갈변은 상온유통 25일간, 분질장해는 20일간 완 벽하게 그 발생을 억제한 것으로 조사되었으며, 과피장해 발생 및 과실부패 경감에도 효과가 있는 것으 로 나타났다. 수확시기별 1-MCP처리에 따른 상온유통 중 에틸렌발생량은 큰 차이는 없는 것으로 나타 났으며, 호흡량의 경우 두 수확시기 모두 1-MCP처리가 무처리에 비해 상온유통 기간 동안 호흡량이 낮은 것으로 나타났는데 그 효과는 만개 후 103일에 수확한 과실에서 그 정도가 크게 나타났다.

본 연구는 신품종 다래‘오텀센스’의 수확적기를 구명하고자 생육시기별 과실품질과 후숙 특성을 조 사하였다. 과실의 후숙은 과실의 비대가 최대가 되고 과실 내 종자가 성숙한 이후에 가능하였으나, 종 자가 성숙 상태만으로는 후숙 가능성을 판단할 수 없었다. 산함량은 1.05%이상이 되어야 정상적인 후 숙이 진행되었으며 후숙이 가능한 시점의 경도는 평균 27.1N이었다. 성숙기에 접근한 과실의 가용성 고 형물 함량은 만개후 71일부터 90일까지 시기별로 유의적인 차이가 없었지만 후숙 후의 가용성 고형물 함량에는 유의적 차이가 있어 가용성 고형물 함량으로 수확적기를 구명하기에는 어려움이 있었다. 다래 의 저장 중 중량감소율은 2℃에 상대습도 90%저장구가 낮았고, 부패율은 20℃, 상대습도 45% 저장구 에서는 저장 8일 후부터 증가하기 시작하였고, 2℃에 상대습도 45%와 상대습도 90% 모두 저장 후 20 일까지 10% 이하로 유지되었다. 따라서 과실의 크기, 경도 및 후숙 전·후의 가용성 고형물 함량 등을 종합하여 고려해 볼 때 신품종 다래‘오텀센스’의 수확적기의 만개 후 생육일수는 85일(9월 2일)이었 고, 2℃에 상대습도 90%인 저온고습환경이 적합하였다.

프리스트레스 콘크리트 정착부의 설계를 위해 AASHTO 및 PTI에서 관련 설계식을 제안하고 있다. 그러나 이러한 설계식은 구조물의 긴장력이 단순 지압판을 통해 구조 전반으로 전달된다는 가정으로 유도된 것으로 실제 구조물에 적용되는 상용 정착구의 형태와는 차이가 있다. 이 논문에서는 하중전달 시험에 의한 실험적 방법과 3차원 고체요소를 사용한 비선형 유한요소해석 프로그램을 이용한 해석적 방법을 통해 정착구의 형상 변수에 따른 정착부의 거동특성 변화에 대한 연구를 수행하였다. 하중전달시험 결과에서 얻어진 하중변위 곡선 및 극한하중 값을 해석을 통해 얻은 결과와 비교하여 유한요소모델의 적합성을 확인하였다. 또한 정착구의 리브의 설치위치, 리브의 개수, 리브의 설치길이를 주요 변수로 설정하여 형상변수에 따른 매개변수 연구를 수행하였다.

본 논문에서는 CFT 구조의 강관과 내부 충전 콘크리트 간 복합거동을 유한요소해석 시 적절하게 반영하기 위해 강관과 콘크리트 간 부착 슬립관계 묘사를 위한 알고리즘을 제시하였다. 내부 충전 콘크리트에 축방향 하중 발생 시, 강관과 콘크리트 간 마찰로 인해 강관으로 하중이 전달되며, 이에 따른 강관 슬립량과 힘의 평형관계를 통해 등가강성을 통해 부착관계를 파악할 수 있다. 실제 원형 CFT 부재의 부착응력 실험을 통해 측정된 수직 및 수평 방향 응력 분포 결과와 제안된 해석 기법을 통해 산정된 응력 분포의 비교를 통해 제안된 해석 기법의 타당성을 검증하였다. 또한 비선형 유한요소해석 시 강관과 콘크리트의 부착 거동 묘사에 따라 CFT 기둥의 거동 특성에 영향을 미치게 되므로 축방향 하중이 작용하는 CFT 부재 실험결과와 제안된 부착-슬립 모델을 반영한 유한요소해석 결과의 하중-변위 곡선 관계 비교를 통해 제안된 기법의 적합성을 검증하였다.