일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
제강슬래그에 규사: 45~65몰% 및 마그네시아: 10~20몰%를 첨가한 혼합물을 가열하여 이를 용융시키고, 이 용융물을 공기중에서 급랭하여 모유리를 형성한 후, 급랭된 모유리를 2단계 열처리하여 결정화 유리조성물을 제조함으로서 그 동안 매립이나 단순 재활용 수준에 머물던 제강슬래그를 내마모성 타일로 사용하여 제강슬래그의 재활용율을 높임과 동시에 부가가치가 큰 새로운 재료의 제조방법을 창출할 수 있다.고강도를 갖는 결정화 유리의 제조방법으로 시약급 MAS(MgO-A2O3-SiO2)를 주성분으로 하여 약 1550~1650℃의 온도에서 용융하여 유리를 제조하고, 후속 2단계 열처리 공정을 통하여 결정화 유리를 얻는 방법이 있으나 이 방법에 의해 제조되는 결정화 유리는 우수한 강도가 얻어지지만, 사용되는 원료 자체가 고가인 시약급 원료를 이용한 것이기 때문에 실생산에 적용하는 것이 어려워 부가가치 측면에서도 떨어지는 문제가 있었다.제강슬래그에 일정량의 규사 및 마그네시아를 첨가한 원료를 용융하여 유리를 제조한 후 적절한 열처리공정을 통하여 결정상을 석출시켜 기계적 물성이 향상된 결정화 유리를 제조함으로서 그 동안 매립이나 단순 재활용 수준에 머물던 제강슬래그를 내마모성 타일로 사용 가능한 결정화 유리 원료로 사용하여 제강슬래그의 재활용율을 높임과 동시에 부가가치를 높일 수 있다
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- 포항공과대학교
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- 2001-05-19
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일반기술
재료 > 비철재료
1:0.5 내지 1:4 중량비의 금속 알루미늄과 금속 이트륨의 혼합물 또는 알루미늄-이트륨 합금을 기화시키고, 생성된 증기를 티타늄 알루미나이드계 합금과 접촉시킴으로써 알루미늄과 이트륨을 티타늄 알루미나이드계 합금에 증착시키어 단일 공정으로 원하는 조성 및 두께의 알루미늄-이트륨 혼합 코팅을 얻을 수 있으므로 코팅에 소요되는 및 시간을 절감하고, 기재의 산화 속도가 저하되어 고온에서도 내산화성을 향상시킬 수 있다.기존에는 티타늄 알루미나이드계 합금의 내산화성을 향상시키기 위하여 알루미늄 분말, 알루미나 분말 및 염화암모늄 분말을 대략 25:73.5:1.5의 비율로 혼합된 분말 속에 합금 기재를 묻은 후 900 내지 1000℃범위에서 10 내지 16시간 동안 유지시키는 고팅 방법을 이용하였다.그러나 이는 코팅에 소요되는 시간이 길고 코팅 후 폐분말과 같은 공해 물질을 유발함과 동시에 코팅을 통하여 얻어진 코팅층이 두껍고 취성이 높은 중간 상이 형성되어 고온에서 안정적으로 사용하기가 어렵다.화학 증착 공정을 이용하여 티타늄 알루미나이드계 합금 표면에 알루미늄과 이트륨을 동시에 코팅하여 고온 내산화성을 향상시킴으로서 단일 공정으로 원하는 조성 및 두께의 알루미늄-이트륨 혼합 코팅을 얻을 수 있으므로 코팅에 소요되는 및 시간을 절감하고, 기재의 산화 속도가 저하되어 고온에서도 내산화성을 향상시킬 수 있다
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- 포항공과대학교
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- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 기타 분자·나노 화학공정 기술
LFM 탐침의 표면에 화학적 작용기를 도입하고, 화학적 작용기가 도입된 LFM 탐침으로 시료 표면을 주사하여 시료 표면의 화학적 작용기와 LFM 탐침의 화학적 작용기간의 마찰력 또는 흡착력 차이에 의하여 시료 표면의 화학적 특성을 알아냄으로서 시료 표면의 화학적 특성을 나노미터 수준에서 규명하는 것이 가능하다. 이러한 분석결과는 촉매반응 등과 같은 표면화학반응에 유용하게 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 나노미터 수준의 화학적 감응장치, 미세회로 등의 기능성 표면재료를 개발하는 연구와 생화학적 상황에 적용시킨 분자인지 모델의 연구에 다양하게 접목시킬 수 있다.시료 표면상에 형성된 미세 구조를 분석하는 방법으로는 주사탐침현미경(scanning probe microscope:SPM)중의 일종인 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하는 방법을 이용한다. AFM를 이용하면 시료 표면의 높낮이 차이에 따른 이미지 변화에 의해 시료 표면의 구조에 대한 정보를 알 수 있다.그러나 이 방법은 시료 표면의 각 화학작용기가 갖고 있는 화학적 특성은 알아내기가 매우 어렵다는 문제가 있었다.LFM 탐침에도 화학적 작용기를 도입함으로써 탐침의 화학적 작용기와 시료 표면의 화학적 작용기가 도입된 시료 표면을 주사함으로서 상호작용(마찰력) 차이에 의하여 시료 표면의 화학적 특성을 나노미터 수준에서 분석할 수 있다
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- 포항공과대학교
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- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 고분자 가공공정 기술
질소 분위기하에서 N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드 등과 같은 극성 용매를 사용하여 3,6-비스[4-(알킬옥시)페닐옥시]파이로멜리트산 이무수물과 디아민 화합물을 상온에서 축합하여 폴리이미드 전구체를 제조하고, 이 폴리이미드 전구체 함유 조성물에 아세트산 무수물을 가하여 이미드화시킨 다음, 에탄올 등과 침전제에 적가하여 분리하거나 또는 폴리이미드 전구체로부터 필름을 만들고 고온으로 가열하여 이미드화시키면 폴리{3,6-비스[4-(알킬옥시)페닐옥시]파이로멜리트이미드}를 얻음으로서 유기용매에 잘 용해되는 전구체를 이용하지 않고서도 방향족 폴리파이로멜리트이미드를 직접적으로 할 수 있다.파이로멜리트산 이무수물(pyromellitic dianhydride)은 방향족 폴리이미드 등과 같은 내열성 고분자 합성에 매우 중요한 단위체이다.그러나 이 폴리이미드는 유기용매에 대한 용해성이 매우 불량하여 폴리이미드를 직접적으로 가공하는 것은 불가능하였다.N,N`-디페닐-3,6-비스할로겐파이로멜리트산 디이미드와 소디움 4-알킬옥시페놀레이트를 적절한 유기용매에 용해한 다음, 이를 염기 존재하에서 반응시켜 N,N`-디페닐-3,6-비스[4-(알킬옥시)페닐옥시]파이로멜리트산 디이미드를 얻음으로서 유기용매에 잘 용해되기 때문에 전구체를 이용하지 않고서도 방향족 폴리 파이로멜리트이미드를 직접적으로 가공할 수 있다
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- 포항공과대학교
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- 2001-05-19
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재료 > 기타 고분자재료
액체 상태의 폴리다이메틸 실록세인을 용기에 채운 다음, 보로실리케이트 글래스를 용기내에 담그고, 폴리다이메틸 실록세인이 보로실리케이트 글래스 내에 형성된 기공내에 스며들어 흰색의 보로실리케이트글래스가 반투명해질 때가지 폴리다이메틸 실록세인 용액 내에 유지하며, 폴리다이메틸 실록세인이 충분히 함침된 다음 보로실리케이트 글래스를 꺼내어 표면에 남아 있는 과량의 폴리다이메틸 실록세인을 제거하는 순으로 보로실리케이트 글래스의 기공내에 폴리다이메틸 실록세인이 함침된 복합분리막을 제조함으로서, 이산화탄소의 분리 선택도가 높은 고분자 물질을 무기 지지체에 함침시켜 제조된 고분자/무기 지지체 복합 분리막을 만들어 발전소나 제철소와 같은 고온공정에서 홈합 폐 가스를 안정적이면서도 효과적으로 분리할 수 있다일반적으로 막(membrane)을 이용한 기체분리는 기체성분의 막에 대한 선택적인 가스투과원리를 응용하여 기체 혼합물 중의 특정 기체성분만을 분리시키는 분리방법을 말한다. 기체분리 공정에서 주로 사용되는 막은 고분자막이다.기존의 고분자의 경우 기체분리 공정에 있어서 선택도가 높다는 장점은 있으나 제철소나 발전소 또는 보일러와 같은 고온상태의 기체 분리 공정에 사용 할 없다는 문제가 있었다.이산화탄소의 분리 선택도가 높은 고분자 물질을 무기 지지체에 함침시켜 제조된 고분자/무기 지지체 복합 분리막을 제공함으로써 발전소나 제철소와 같은 고온공정에서 혼합 폐 가스를 안정적이면서도 효과 적으로 분리할 수 있다
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- 포항공과대학교
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- 2001-06-01
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일반기술
화학공정 > 기타 정밀화학물질 기술
분말상의 테트라 아세틸 에틸렌 디아민(TAED) 20∼15 중량%, 알칼리 완충제로서 분말상의 과탄산소다 50∼70 중량%, 형광증백제로서 분말상의 스틸벤 30∼15 중량%를 첨가하여 수소이온 농도가 약알리성인 10.5로 조성된 의류세탁용 표백살균제를 제조한다.산소계 표백제인 테트라 아세틸 에틸렌 디아민(TAED)은 자체적으로 발생기산소를 발생시키지 못하고, 과산화물과 화합될 때 상온에서도 발생기산소를 발생시키므로 유색 또는 무색의류에 축적된 고질적인 오염을 제거하고 의류에 서식하는 세균(포도상구균)을 살균하여 의류를 표백하고 살균하게 된다. 산소계 표백제인 과탄산소다 또한 물과 접촉하여 발생기산소를 발생시켜 약알칼리성을 유지시켜 주므로, 섬유손상을 주지 않으면서 위생적인 세탁효과를 주게된다. 한편, 형광증백제는 농도소광 또는 자기소광을 방지하기 위해 세탁으로 소실될 수 있는 양으로 첨가하여 유색옷은 윤기있고 백색옷은 더욱 희게 해주는 효과를 주게된다.세탁물의 표백 및 살균을 위해 사용되는 표백제는 주로 염소계 화합물로서 물과 접촉할 때 발생기산소를 방출하여 표백 및 살균작용을 하게된다. 그러나, 염소계 화합물은 인체에 유해하고 특정염료로 작용하여 표백 중 섬유에 손상 및 퇴색을 일으키는 경우가 많다. 인체에 유해성분이 적고 섬유에 손상 및 퇴색이 적은 산소계 표백제로는 통상 과탄산소다 또는 과붕산소다 등이 있으나, 이들은 물과 접촉하여 발생기 산소를 방출하는데 활성화에너지가 너무 커서 통상 60 ℃ 이상의 고온에서만 표백과 살균효과를 낼 수 있다.분말상의 테트라 아세틸 에틸렌 디아민(TAED), 알칼리 완충제로서 과탄산소다를 혼합하고, 형광증백제로 스틸벤을 첨가하여 의류를 상온에서 표백, 살균할 수 있도록 조성하여 표백살균제를 제조한 것이다
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- 특허법인충정
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- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 기타 촉매 기술
클로로플루오로카본(CFC) 또는 하이드로클로로플루오로카본(HCFC)를 합성하는 액상반응기에서 기존 기술의 문제점인 안티모니염화불화물 촉매의 고형화 및 고형 촉매의 벽면 부착을 억제하는 불화수소의 공급 방법에 관한 것이다. 반응대류가 전열대류와 같은 방향으로 작용하도록 유도하여 반응물이 활발하게 교반되도록 반응기 외부에 다수의 불화수소 공급 분배관을 설치하고 반응기 내부에는 내벽 주변에 상기 분배관과 연결된 다수의 침액관 및 반응물의 순환통로를 제공하는 드래프트 튜브를 설치하여 원료인 불화수소를 상기 분배관 및 침액관을 통해 내벽 주변에 분산, 공급함으로써 안티모니염화화합물 촉매의 고형화를 억제하고 고형 촉매의 벽면 부착을 억제한다.안티모니염화불화물을 촉매로 사용하고 CFC 또는 HCFC를 합성하는 액상반응에서 다수의 분배관, 분배관과 연결된 침액관 및 반응물의 순환통로를 제공하는 드래프트 튜브를 설치하여 불화수소를 상기 분배관 및 침액관을 통해 내벽 주변에 분산, 공급함으로써 반응에 의해 자연적으로 형성되는 반응 대류를 반응물 교반에 최대한 이용하고 불화수소가 분산, 공급되기 때문에 촉매와 접촉하는 면적이 크고 반응속도도 빨라서 상기 안티모니염화불화물의 고형화를 억제하고 고형촉매의 벽면 부착을 억제하는 불화수소 공급 방법에 관한 것이다. 이 방법은 촉매 재생에 필요한 염소량을 감소시킬 수 있고 촉매의 재생주기 및 교체시기가 길어져 경제적이며 조업이 간단한 장점도 가지고 있다
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- 한국과학기술연구원
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- 2001-05-21
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
유기성 폐수의 pH를 6이하로 조정한 후 철 또는 그의 염, 활성탄 및 과산화수소를 첨가하여 폐수에 함유된 유기물질을 흡착시키고 화학적 산화반응에 의해 제거하는 방법이다. 산화제로서 과산화수소가 사용되는 것이고 촉매로서 활성탄과 철 또는 그의 염을 사용하는 것이다. 철염으로는 0가, 2가 또는 3가의 철염이 사용될 수 있으나 주로 2가 철염을 사용하고 주입량은 1-5000mg/L가 바람직하다. 과산화수소의 주입량은 피산화성 물질의 농도와 처리수 농도의 결정에 따라 다르나 5-5000mg/L가 바람직하고 활성탄은 분말 형태의 것이 바람직하고 주입량은 50-100000mg/L가 바람직하다. 기존 처리 방법보다 처리 성능이 우수하며 주입한 과산화수소를 100% 반응시킬 수 있어 미반응 과산화수소를 분해시키는 후처리 공정이 필요없다.다양한 유기물질로 오염된 유기성 폐수는 펜톤산화법, 활성탄 흡착법 등의 방법으로 처리되어 왔으나 이러한 기존 방법은 처리 속도가 느리고 별도의 공정이 필요한 경우가 있고, 슬러지의 양이 많음 등의 단점을 가지고 있다.과산화수소를 산화제로 사용하고 철 또는 그의 염 및 활성탄을 흡착제 및 촉매로 사용하는 유기성 폐수 처리 방법으로 기존의 방법보다 반응 시간이 단축되고 남아있는 과산화수소의 분해를 위한 후처리 공정이 필요없어 간편한 장점을 가지고 있다. 또한, 활성탄이 철 이온을 흡착하여 반응조내에 촉매농도를 높게 유지할 수 있으며 철염의 주입량을 줄일 수 있기 때문에 슬러지 발생량이 감소하여 운전 비용을 절감할 수 있다.
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-21
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
매립지 안정화와 관련된 모든 영향 인자들을 종합적으로 적용하여 매립지내 폐기물층에 공기, 수분 및 영양성분등을 공급하여 중온성/고온성 미생물에게 최적의 환경을 유지시켜 미생물의 활성을 최대로 유지하고 매립지 표면을 밀폐하여 우수 배제에 의한 매립지로의 수분의 유입을 방지하여 매립지를 안정화시키고 악취제거를 실현하는 폐기물 매립지의 처리방법이다. 매립지의 처리 속도를 증가시켰으며 침출수 발생을 최대한 억제하여 오염물질의 외부 유출을 최소화할 수 있었다.매립지 내부에 공기를 공급하면서 매립 환경을 준호기성 또는 호기성으로 유지하면서 중온성/고온성 미생물의 활성을 증가시켜 매립지 내부 온도를 고온으로 유지하여 매립지를 생물학적으로 안정화하는 방법으로 공기주입 관정, 모니터링 관정, 수분 및 영양성분 주입시설, 우수배제 및 공기공급효과의 극대화를 위한 매립지표면 밀폐시설을 포함한다. 매립지 표면을 밀폐함으로써 우수 배제에 의한 매립지로의 수분 유입을 방지하고, 침출수 발생량을 최소화시킨다. 공기주입 관정 및 모니터링 관정은 수직형태가 바람직하며 수분 및 영양성분 주입시설로는 스프링쿨러, 웅덩이, 차단형 수로, 배출구가 일정 간격으로 뚫려있는 스테인레스 또는 PVC 파이프 등을 이용한다. 이러한 것들이 단일 통합 시스템에 의해 운영되어 중온성/고온성 미생물의 활성을 최대화하여 매립지 안정화 시간을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 오염물질의 외부 유출로 인한 환경파괴도 최소화할 수 있다
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-21
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일반기술
환경 > 기타 환경오염제어·관리 기술
미량성분 농축장치는 하우징, 덮개부, 상기 하우징 내부에 배치되고 내부에 흡착제를 포함하는 측정용 시료농축셀, 상기 시료농축셀을 하우징 내부의 소정위치에 고정하기 위한 시료농축셀 지지부, 상기 시료농축셀에 시료용액을 공급하기 위한 시료주입수단, 상기 시료농축셀을 가열하기 위한 가열수단 및 장치 내부를 감압하기 위한 감압수단으로 구성되어 있다. 미량시료는 유기용매, 완충용액 또는 수용액 등을 이용하여 추출하고 필터로 걸러서 회전증발기 또는 진공원심분리기를 사용하여 용매를 증발시켜 농축한다. 측정 장치로는 IR 및 NMR이 있다. 미량측정용 셀은 홈과 같은 시료수용부 및 시료수용부 하면을 관통하여 외부와 통하는 관통홀로 이루어져 있다. 시료수용부 하면에는 상기 관통홀 보다 크고, 상기 관통홀을 덮는 망체가 있으며, 용매를 상기 시료수용부 내부로 도입시키기 위한 용매전개막대가 상기 관통홀 내부에 삽입되어 있다. 용매전개막대는 폴리머, 섬유묶음 또는 세라믹과 같이 용매를 전개시킬 수 있는 재료로 구성된다.이와 같은 농축장치 및 미량측정용 셀을 이용하면 미량성분을 신속하면서 용이하게 농축할 수 있다.기존의 토양 및 유기물 분석 장비는 많은 양의 시료 및 장시간이 필요하여 미세측정에는 적합하지 않았다. 유독한 오염 성분 중에는 ppm단위의 함량이라도 유해성이 큰 것들이 있기 때문에 미량분석에 대한 필요성이 요구되었다. 미량성분을 일정농도 이상으로 농축시켜 신속하고 용이하게 분석할 수 있는 장치 및 IR 측정용 셀에 관한 것으로 ppm 단위의 환경적 유해성이 크거나 생리활성이 높은 미량성분에 대한 측정과 구조규명 등의 분석을 행할 수 있다.또한, 미량성분의 IR 측정용 셀은 상기 미량성분 측정장치에서 농축된 미량성분에 대한 IR 측정을 가능하도록 한다.
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-21
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
기존의 2단계 전기투석 공정을 사용한 유기산 회수공정을 나노여과를 정제공정으로 사용하는 1단계 전기투석공정으로 단순화시킨 것으로, 그 방법은 나노여과 장치를 사용하여 발효액의 불순물 및 경도물질을 제거하는 공정 및 전기공정에서 수득된 발효액을 전기투석장치에 투입하여 회수하는 전기투석 공정으로 구성되어 있다. 상기 나노여과 장치는 균등조, 고압펌프, 냉각장치, 여과막용기 및 나노여과막으로 구성되어 있다. 상기 전기투석 장치는 Bipolar막과 양이온교환막으로 이루어져 있다. 생산단가를 감소시키고 유틸리티를 효율적으로 이용할 수 있게 하며 공정의 효율화를 높일 수 있는 장점을 가지고 있다유기산 발효액의 회수방법에 있어서 발효액의 불순물과 경도 물질을 제거하는 나노여과와 정제된 발효액을 회수하는 전기투석에 관한 공정기술이다. 기존의 유기산 생산공정은 복잡한 2단계 공정으로서 탈염 전기투석과 이온교환수지를 정제공정으로 사용하였는데, 발효액의 젖산염 회수와 경도물질을 제거하는 복잡한 2단계 전기투석 공정을 사용하여 효율이 낮고 생산 단가가 높았으며 유틸리티량이 증가하는 문제가 있었다. 나노여과의 높은 2가 양이온 제거능력을 이용함으로써 2단계 전기투석 공정을 1단계 전기투석 공정으로 단순화함으로써 유틸리티 사용량 감소를 포함한 생산단가의 감소와 장치의 최소화를 수득할 수 있다
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-21
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
김치공장의 염폐수에서 염을 회수하는 방법으로, 정밀여과 장치를 사용하여 김치공장의 절임폐수내의 부유성 고형물을 제거하고 여기서 발생된 여과수를 전기투석장치에 투입하여 염을 회수하는 것이다. 정밀여과 장치는 균등조, 펌프, 정밀여과막, 여과막 용기로 구성되어 있다. 전기투석장치는 양이온 및 음이온 교환막을 교대로 나열한 막구조이다. 염의 회수율 및 전류효율을 측정하여 공정에 사용한 염의 회수공정 가능성 및 경제성을 살펴본 결과, 96%의 염 회수율과 83%의 전류효율을 나타냄으로써 염의 재사용율 매우 높일 수 있고 더불어 폐수내 염의 농도를 감소시킬 수 있는 매우 유용한 방법임을 알 수 있다기존의 김치공장 폐수처리 공정에는 미생물에 의한 처리법인 활성 슬러지 공정을 사용하였으나 활성 슬러지로 유입되는 폐수의 염농도가 매우 높아 슬러지내 미생물의 세포 파괴와 그로 인한 유기물 제거의 감소, 질산화 효율 감소 등의 단점이 있어 부유물질이나 유기물의 방류수 기준에 맞추기 어려울 뿐만 아니라 염화나트륨(염)과 공업용수도 낭비되었다.정밀여과와 전기투석을 이용하여 기존 공정의 단점을 극복하고 김치 절임 폐수에서 염을 회수하여 재사용하는 것으로서 원료를 절감하고 오염물질의 발생을 감소시켜 환경친화성이 높은 방법이다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-21
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일반기술
환경 > 수질오염제어·관리 기술
전기투석 또는 EDI를 사용하여 상수내 질산성 질소 및 총질소를 제거하는 것으로 상수 및 하수내의 질산성 질소를 농축시키는 공정과 전기투석 또는 EDI와 생물막공정을 순차적으로 연결하는 공정으로 이루어져 있다. 전기투석 공정은 질산성 질소를 농축시키기 위한 것이므로 독성물질 및 유입수의 무기이온 농도의 변화에 영향을 거의 받지 않는 전기투석장치를 사용한다. 이러한 전기투석장치로 인해 총질소 제거효율의 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한 처리 공정의 부지면적을 감소시킬 수 있어 우리나라 실정에 적합한 방법이다기존의 상수처리공정에는 질산성 질소를 처리하는 시설이 거의 없어 질산성 질소를 거의 제거할 수 없었다. 또한, 총질소를 제거하기 위한 기존의 화학적, 생물학적 공정은 총질소의 농도가 낮아 탈질반응조에서 탈질균의 농도가 낮아 총질소의 제거효율이 낮아지는 단점이 있었다. 이러한 문제점을 극복하고 효율을 증가시키기 위해 전기투석 또는 EDI(electrodeionization)와 생물막공정을 이용하였으며 전기투석장치로 총질소를 농축시킴으로 탈질반응조에서 탈질균의 미생물 농도를 높여 우점종을 형성하여 제거효율을 높이고 물리적 방법과 생물학적 방법을 같이 사용함으로써 각각의 문제점을 서로 보완할 수 있다
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-21
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일반기술
환경 > 수질오염제어·관리 기술
독성물질의 종류에 따라 빛을 발하도록 유전자 재조합된 박테리아를 이용하여 독성물질을 연속 및 비연속으로 탐지하는 방법으로 광섬유가 부착된 소형생물반응기를 이용한다. 1단계 생물반응기에서 유전자 재조합된 박테리아를 영양배지로 배양하고 2단계 생물반응기에서 오염된 물과 접촉시켜 광섬유를 통해 미생물이 발산하는 생물학적 빛을 루노미터로 측정한다. 작업부피가 작아 장기간 탐지하여도 배지 소모량이 작고 운전 및 관리가 용이한 장점을 갖는다. 또한, 생물반응기에 부착된 광섬유로 인해 독성탐지에 이용되는 미생물이 소형 생물반응기내에서 발하는 빛의 변화를 빛의 소실없이 민감하고 신속히 측정장치인 루미노미터로 전달시킨다기존의 공장 폐수, 강, 하천 및 상수원의 독성 측정방법은 수중생물의 생존정도를 이용하는 것이었다. 따라서, 독성 탐지시간이 길고 여러 종류의 독성을 탐지하지 못했으며 연속적으로 독성을 탐지할 수 없었다. 또한, 미생물을 이용한 기존의 방법은 독성 물질의 유입 유무를 장시간에 걸쳐 탐지할 경우 이용하는 유전자 재조합 박테리아를 성장 유지시키기 위해 많은 양의 영양배지가 필요하고 독성물질의 유입으로 인해 미생물의 성장이 저해되고 성장이 정지되어 더 이상 독성물질을 탐지할 수 없게 되었다. 독성물질의 종류에 따라 생물학적 빛을 발산하도록 유전자 재조합된 박테리아를 이용함으로써 폐수, 하천 및 상수원 등에서 장시간 탐지하는 경우에도 미생물을 안정적으로 성장 유지시키면서 여러 가지 독성을 탐지할 수 있다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
라이신 회수 및 라이신-염산염 제조 방법은 탈염 전기투석의 높은 2가 양이온 제거력과 전기투석에 사용되는 양극(bipolar)막의 물 분해력을 이용한 것으로 탈염 전기투석장치를 사용하여 발효액의 경도물질 및 무기 이온을 제거하는 단계 및 탈염 전기투석공정에서 수득한 발효액을 물분해(Water-splitting) 전기투석장치 또는 3실-전기투석장치의 전기투석 공정으로 이루어져 있다. 탈염 전기투석장치는 양이온 교환막과 음이온 교환막, 전극판, 냉각장치, 유량조절 펌프 및 정류기로 구성되어 있다. 3실-전기투석장치는 양이온 교환막과 음이온 교환막, 1가 음이온교환막으로 구성되어 있다. 기존 방법의 경도물질의 영향 및 지속적인 pH 조절을 본 기술의 방법으로 해결하여 제조 효율성을 높였다기존의 라이신 분리방법에는 이온교환법과 전기투석법이 있으나 이온교환법은 이온교환수지의 재생에 산알칼리 용액이 대량으로 필요하고 재생시 염을 함유한 폐수가 발생함으로 폐수처리가 문제가 되며 전기투석법은 지속적으로 pH 조절을 해야 하고 막의 오염과 라이신 투과속도를 저해하는 경도물질 등에 의해 효율이 크게 저하되는 단점을 가지고 있었다. 1단계 탈염 전기투석 공정과 라이신 회수용 2단계 전기투석(WSED 또는 3실-ED) 공정을 사용하여 라이신을 회수하고 라이신-염산염을 제조하는 것이다. 1단계는 발효액의 경도물질을 제거하고, 2단계는 HCl을 지속적으로 주입하고 pH를 조절하여 라이신-염산염으로 농축하는 방법이다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
펄스 효과를 줄 수 있는 반파 정류기를 이용하여 직류전원을 공급함으로써 전기투석시 막오염 속도를 감소시킨다. 막오염 물질로는 이온화된 분자량이 큰 물질을 포함하는 용존 유기물, pH의 변화에 따라 침전할 수 있는 무기 침전물 및 부유물질 등이 있다. 막오염 현상을 유발하는 콜로이드성 유기물 및 경도물질이 포함되어 있는 공정 폐액에 반파 정류기를 이용한 전기투석공정과 상기 공정에서 얻어진 여과액을 농축액과 탈염액의 형태로 회수하는 공정으로 구성되어 있다. 펄스 효과에 의해 이러한 오염원에 의한 막오염 속도를 제어하기 때문에 전기투석공정의 경제성을 높일 수 있다. 또한, 직류전원과 막을 이용하는 일반 전기화학공정에서도 막오염 방지기술로 이용할 수 있다.전기투석은 공정이 간단한 편이고 화학물질의 소모가 없고 공정에 의한 폐기물이 생기지 않은 등의 장점을 가지고 있어 폐수 처리시 많이 이용하고 있다. 그러나, 유기물 및 침전이 형성되는 무기이온 물질을 포함하고 있는 폐액에서는 이들 물질로 인한 막오염현상으로 플럭스가 감소하여 효율적인 운전에 장애가 된다. 유기물 및 경도 등의 오염물을 포함하고 있는 폐액에 기존의 전파(Full wave) 정류기를 대체한 펄스 효과를 이용하여 직류 전원을 공급하여 효율적으로 전기투석공정을 수행하는 것이다. 막오염 속도를 제어함으로써 기존의 전기투석 공정을 개선할 수 있으며 더욱 경제적인 공정이다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
유기산의 발효액을 정밀여과막을 이용하여 발효조에 미생물을 재순환시키고, 미생물이 제거된 여과액을 전기투석(Water-Splitting Electrodialysis) 공정(WSED 공정)을 통해 유기산을 회수하는 유기산의 회수방법으로 기존 2단계 공정을 1단계로 줄여 투자 비용 및 운전 유지비용을 감소시켜 생산단가를 낮출 수 있다. 또한, 전기투석 공정 후 폐기물로 남은 발효폐액에 최소한의 영양분을 첨가하여 발효공정으로 재순환시켜 재사용한다. 기존 공정들에 비해 간단하며 단시간에 유기산을 회수할 수 있으며 순도에 있어서도 월등히 우수한 장점을 갖는다.기존의 유기산 회수방법인 2단계 전기투석 공정은 나노여과막을 사용하기 때문에 막오염에 따른 주기적 막 세척이 필요하고 낮은 플럭스로 인해 발효액으로부터 단시간에 많은 양의 젖산을 회수하는데는 한계가 있고, 투자비 및 운전비가 많이 들어 제품의 가격 경쟁력이 떨어지는 단점이 있었다. 2단계 공정을 1단계로 단순화함으로써 공정을 효율화하고 생산단가를 감소시켰으며 전기사용량도 감소시켰다. 또한, 최종 폐기물로 발생하는 발효폐액을 발효조에 재사용하여 원료비도 절감할 뿐만 아니라 환경오염도 방지할 수 있다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 폐기물관리·재활용 (F35, N33, Q64)
페닐알라닌 발효액에 NaOH를 첨가하여 음이온으로 전환시킨 후 양이온 및 음이온교환막으로 된 전기투석장치로 분리하거나 양극(bipolar)막을 통해 생성된 OH-이온으로 페닐알라닌을 음이온으로 전환시킨 후 음이온교환막으로 분리 또는 2단계 전기투석장치를 이용하는 방법이다. 2단계로 분리하므로 고농도의 페닐알라닌을 회수할 수 있다. 또한, 전기투석용 음이온교환막을 사용하면 농축액의 색도를 1.5이하로 조정할 수 있어 탈색공정이 필요치 않다. 이와 같은 장점들에 의해 고농도 염폐수 처리 문제가 해결되어 비용을 줄일 수 있으며 환경친화적인 공정을 제공할 수 있다발효액으로부터 페닐알라닌의 분리/농축을 위해 가장 많이 이용되고 있는 방법은 이온교환수지법과 추출법이다. 그러나, 이온교환수지법은 이온교환수지의 재생과정에서 고농도의 염을 함유한 폐수가 발생되어 폐수처리의 부담이 크고, 색도물질이 함께 분리되어 정제공정이 필요한 단점이 있다. 전기투석을 이용하여 페닐알라닌의 생산하는 것으로 색도물질이 이온교환막에서 제거되어 기존의 탈색공정을 거치지 않고 간단한 후속공정 만으로 페닐알라닌을 제조할 수 있다. 따라서, 폐수처리에 대한 부담을 줄일 수 있으며 공정이 단순해져 생산비가 절감된다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 수질오염제어·관리 기술
중금속 함유 슬러지에 전류를 공급하고 적절한 농도의 산성용액을 양극세척용액 및 음극 전해질용액으로 제공하여 유해 중금속을 제거하는 것이다. 적절한 농도는 실험에 의해 결정한다. 슬러지셀과 양극세척용액 및 음극전해질용액의 경계에는 기존의 이온교환막들보다 공극이 커서 투수성이 좋고 물리적인 강도가 큰 이질막(Heterogeneous Membrane)을 사용하여 이동된 중금속을 음극쪽에서 효과적으로 회수할 수 있다. 또한, 전원공급에 있어 펄스 효과를 줄 수 있는 반파 정류 장치를 함께 사용함으로써 중금속 이온들에게 전기적 충격을 가하여 이동을 극대화시켜 중금속의 제거가 더욱 효과적이고 경제적이 된다. 중금속 제거 후의 슬러지를 퇴비화하여 비료로 이용하여 2차 토양오염을 방지한다전기동력을 이용하여 하ㆍ폐수 처리장의 슬러지에 함유된 유해 중금속을 제거하는 방법은 기존에는 소각이나 매립에 의해 폐기된 슬러지를 퇴비화할 수 있고 매립폐기시 중금속에 의한 2차 토양오염을 방지할 수 있는 장점이 있으나 세척용액의 사용, 적절한 전극의 선택, 제거된 중금속을 최적으로 회수할 수 있는 막의 결정 및 적절한 전기 형태와 경제적인 전력공급량 등의 어려움이 있어 이용이 제한되었다. 효과적인 양극 세척 용액 종류의 농도 및 음극 전해질 용액 종류를 선택하고 결정하고, 전원공급방식을 변환함으로써 직류 정류와 반파 정류를 이용하여 슬러지내 중금속을 제거하는 것이다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-22
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일반기술
환경 > 기타 사전오염예방·청정요소 기술
발광 박테리아를 바이오센서화하는 방법은 발광 박테리아를 배양시킨 후 원심분리시켜 걸러내어 젤 상태의 영양배지와 혼합한 후 광섬유 연결을 위해 외면에 나사선을 낸 투명 폴리프로필렌 튜브에 부어 상온에서 고형화하는 것이다. 크기가 작아 저가에 다량 생산할 수 있어 휴대용 바이오센서 장치의 소모부품으로 사용할 수 있다. 독성 가스 탐지용 바이오센서는 휘발성 유기화합물등의 유독가스가 고농도로 유출되는 작업장의 대기환경을 감시하는 데 이용하여 안전성과 생산성을 높일 수 있으며 유독가스 유출시 경보를 발생시켜 작업자가 환기나 대피할 수 있도록 한다기존의 유해 가스 독성 탐지법은 대기 시료를 포집한 후 가스크로마토그래피를 사용하여 분석하는 방법과 광이온 검출기를 이용하여 대기중의 농도를 탐지, 분석하는 방법이 있으나, 포집 및 분석에 필요한 시간이 많고 오염정도를 실시간으로 측정할 수 없고 가격이 비싼 단점을 가지고 있다. 발광 박테리아를 바이오센서화하여 유해가스의 독성 탐지에 이용하는 것으로 가스상 독성물질에 따라 변화하는 발광 박테리아의 발광량을 측정하는 방법을 사용하며 크기가 작아 휴대하기 쉽고 유해 가스를 직접 빠르게 실시간 탐지할 수 있는 장점을 갖는다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-22
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