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- 저자 : 송대빈(Song Dae-Bin) (검색결과 20 건)
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송대빈 ( Dae Bin Song ),임기현 ( Ki Hyeon Lim ),정대홍 ( Dae Hong Jung ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
부레옥잠은 대량 재배 및 수확이 가능한 수질정화용 식물로 생활하수, 축산폐수, 공장폐수 등의 수질정화 기능이 뛰어나고, 수확물은 건조 및 발효과정을 거쳐 가축 사료, 유기질 비료, 버섯 배지로 사용이 가능하고, 별도의 공업적 처리를 거치면 고부가가치의 바이오 연료, 연소용 연료로 사용이 가능한 친환경 농업 생산물로 본 연구에서는 부레옥잠의 고형연료 제조를 위한 수면에서 수확장치 개발을 위한 견인특성을 파악하고 장치개발 가능성을 파악하고자 하였다. 부력구조물 부력, 부레옥잠 견인력, 부력을 측정하기 위한 실험 장치를 제작하여 부레옥잠 중량, 견인방식, 견인속도에 따른 견인력을 측정하였고, 경남 거제시에 위치한 저수지에서 실제 견인실험을 수행하였다. 실험결과 견인중량 및 견인 속도가 증가할수록 견인력은 증가하였으며 인력으로 부레옥잠을 견인하는 경우 부레옥잠 중량당 견인력은 약 0.9 ~1.39 kgf로 나타났으며 이는 향 후 부레옥잠 견인장치를 설계할 경우 부레옥잠 견인중량에 따른 견인력산정 시 참고 자료로 매우 유용하게 활용 가능할 것으로 판단되었다. 저수지에서 견인실험 결과 견인속도 증가에 따른 유속저항으로 경운기에 의한 견인작업은 불가능하였으며 인력에 위한 견인 실험결과 부레옥잠 단위중량당 견인력은 견인바 3 m의 경우 1.5 ~ 2.6 N/kg, 견인바 6 m의 경우 2.1 ~ 5.4 N/kg로 비교적 크기로 나타났으나, 견인용 바에 따른 요인을 고려한 경우는 0.36 ~ 0.91 N/(kg-m)로 비교적 일정한값을 보였다. 견인용 바 6 m, 무부하에서 인력과 경운기로 견인하는 경우 견인력은 39.24 N, 153.03 N으로 인력으로 견인하는 경우가 견인력이 작게 측정되었음. 이는 속도증가에 따라 물의 저항력이 증가함으로 나타난 결과로 부레옥잠 견인 시 견인속도는 0.36 m/s가 가장 적합한 것으로 판단되었다.
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송대빈 ( Dae Bin Song ),임기현 ( Ki Hyeon Lim ),정대홍 ( Dae Hong Jung ),윤종현 ( Jong Hyeon Yoon ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
2012년 국내 총 폐기물(지정폐기물 제외) 발생량은 382,009 톤/일으로 이 중 12.8%를 차지하는 생활폐기물 중 음식물·채소류폐기물 발생량은 13,209 톤/일 으로 대부분 소각 후 매립 처리되고 있다. 본 연구에서는 고수분 음식물 및 농업 폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 열분해장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 본 연구를 위해 건조용량 50 kg/hr인 실험실용 열분해장치를 제작하였다. 건조 처리된 농업폐기물과 음식물 쓰레기를 열분해용 실험 원료로 사용하였다. 원료종류, 열분해 온도, 열분해 시간에 따른 농업폐기물과 음식물 쓰레기의 열분해 특성을 파악하였다. 농업부산물 건조물의 열분해 처리 결과, 열분해 처리능력은 평균 55.35 kg/hr, 저위발열량은 평균 3,333kcal/kg으로 측정되었다. 농업부산물을 단순 건조 처리한 경우 고위발열량은 3,400 kcal/kg, 저위발열량은 3,090 kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 향상됨을 알 수 있다. 음식물 쓰레기 건조물의 열분해 처리조건 및 결과, 열분해 처리능력은 평균 88.27 kg/hr, 저위발열량은 평균 4,016 kcal/kg으로 측정되었다. 음식물 쓰레기를 단순 건조 처리한 경우 고위발열량은 4,040 kcal/kg, 저위발열량은 3,686 kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 향상됨을 알 수 있다. 열분해 처리능력은 연구목표치인 50 kg/hr보다 높게 나타났으며, 저위발열량은 연구목표치인 4,000 kcal/kg 보다 다소 높게 나타났다. 다만 저위발열량측정 기준 함수율이 습량기준으로 약 10%로 추정되는 바 5%로 조절하고, 열분해 열풍온도를 200℃까지 상승시키면 발열량이 훨씬 향상될 것으로 판단된다.
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송대빈 ( Dae Bin Song ),임기현 ( Ki Hyeon Lim ),정대홍 ( Dae Hong Jung ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1
2017년 국내 시설(비닐, 유리 온실)에서 재배되는 토마토, 풋고추, 파프리카의 생산량은 총 619,447 톤으로 잎, 줄기 등 발생되는 부산물은 수확량의 약 30%에 해당되는 185,834 톤으로 추정되며 대부분 노지에 방치 유실되거나, 소각 처리된다. 본 연구에서는 이처럼 단순 폐기되는 농업폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기 소각장용 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀의 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(교반, 비교반), 건조방식(정치, 이송), 건조시간 (0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 부산물 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65±2.16%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 128~144°C로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 이상의 건조능력을 보였다. 각 실험에서 건조능력은 약 500 kg/hr으로 나타났으며, 특히 이송건 조방식으로 실험재료를 연속적으로 건조한 결과도 건조능력이 500 kg/hr를 상회하는 결과를 보였다. 농업부산물 건조기와 건조방식이 유사한 농산물 건조기의 157개 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 건조효율을 비교한 결과 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율은 농업부산물 건조기 33.46%, 농산물 건조기 57.76%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 이러한 이유는 기존 농업부산물 건조기는 풍량을 활용하는 방식이 아니고 건조시간이 약 28시간으로 장시간에 걸쳐 건조를 진행시키는 방식으로 풍량에 의한 열손실이 거의 발생하지 않으나, 농업부산물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 많은 풍량과 정압으로 건조속도를 높이는 방식으로 고속 고압 현상에 의해 많은 열손실이 발생하기 때문으로 판단된다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160°C 이상으로 예상 되는 바 건조능력 500kg/hr 이상의 결과를 보일 것으로 예측된다.
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송대빈 ( Dae Bin Song ),임기현 ( Ki Hyeon Lim ),정대홍 ( Dae Hong Jung ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
2013년 국내 시설(비닐, 유리 온실)에서 재배되는 토마토, 풋고추, 파프리카의 생산량은 총 632,315 톤으로 잎, 줄기 등 발생되는 부산물은 수확량의 약 30%에 해당되는 189,695 톤으로 추정되며 대부분 노지에 방치 유실되거나, 소각 처리된다. 본 연구에서는 이처럼 단순 폐기되는 농업폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 100 kg/hr인 실험실용 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농업기술원 온실에서 재배되는 파프리카, 토마토, 딸기, 가지, 고추 등의 부산물을 실험원료로 사용하였다. 원료성상, 원료이송방식, 송풍량, 건조온도, 건조시간에 따른 부산물 건조특성을 파악하였다. 원료를 비교적 짧게 절단하고 열풍이 배출되는 다공판위를 견인형 컨베어로 이송시키는 형태의 경우 건조실험 결과 세절된 원료에서 추출된 내부 수분이 외부로 유출되어 원료들 사이의 공극을 채워 건조공기가 원료층을 통과하지 못하게 하고, 특히 100℃ 이상 고온에 노출되는 경우 원료표면에 잔류하는 유출 수분이 건조되면서 막을 형성하여 내부 원료들은 전혀 건조가 되지 못하는 현상이 관측되었다. 이러한 원료내부의 공극형성 불량으로 국부적으로 공기가 통과되는 부분만 집중적으로 급격한 건조가 진행되고 공급된 건조공기 대부분이 이 부분으로 유출되어 효과적인 건조가 전혀 진행되지 못하였다. 피건조물 사이의 공극형성을 위해 원료를 절단하지 않고 수행한 건조실험 결과 건조 풍량 및 온도에 따라 건조속도 및 처리용량이 다르게 나타나는 것을 알 수 있다. 특히 송풍량과 압력을 증가 시킨 건조 결과로 건조 상하층 간 불균일 건조 해소 및 건조속도, 건조능력에서 연구목표 치를 상회하는 결과를 보여준다. 특히 건조공기온도 150℃ 이하에서 풍량을 증가시켜서 원하는 건조작업 수행이 가능함을 확인할 수 있었다.
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정대홍 ( Dae Hong Jung ),윤종현 ( Jong Hyun Yoon ),최성민 ( Sung Min Choi ),임기현 ( Ki Hyun Lim ),송대빈 ( Dae Bin Song ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
2012년 국내 총 폐기물(지정폐기물 제외) 발생량은 382,009 톤/일 으로 이 중 12.8%를 차지하는 생활폐기물 중 음식물·채소류폐기물 발생량은 13,209 톤/일 으로 이중 음식물 폐기물은 탈수 후 사료 제조 또는 매립 처리되고 있다. 본 연구에서는 고수분 음식물 쓰레기를 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 본 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 실험실용열분해장치를 제작하였다. 회사 구내식당 및 창원시에서 수거된 음식물 쓰레기를 실험 원료로 사용하였다. 건조공기 투입 온도에 따른 음식물 쓰레기의 건조 특성을 파악하였다. 음식물 쓰레기 건조실험 결과, 총 건조소요시간은 약 20시간 정도로 나타났으며, 건조속도는 약 2.90 %/hr로 나타났다. 건조시간은 연구목표치인 1회당 15시간보다 5시간 소요된 것으로 나타났으나 투입 및 배출에 소요되는 예열 및 냉각 시간을 제외하면 약 16시간으로 연구목표치에 근접한 것으로 판단된다. 투입건조공기 온도에 따른 건조시간은 큰 차이를 보이지 않았으며, 특히 155℃에서 21시간으로 나타나 향후 폐열 활용 시 200℃ 이상의 고온의 공기를 사용하지 않아도 건조작업이 가능함을 확인하였다. 건조시간 단축을 위해서는 투입공기의 온도보다는 투입공기와 음식물 쓰레기의 접촉 면적이 큰 영향을 끼치는 것으로 판단된다.
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정대홍 ( Dae Hong Jung ),윤종현 ( Jong Hyun Yoon ),최성민 ( Sung Min Choi ),임기현 ( Ki Hyun Lim ),송대빈 ( Dae Bin Song ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1
2017년 국내 총 폐기물(지정폐기물 제외) 발생량은 414,626 톤/일 으로 이 중 12.9%를 차지하는 생활폐기물 중 음식물ㆍ채소류폐기물 발생량은 14,400 톤/일 으로 이중 음식물 폐기물은 탈수 후 사료 제조 또는 매립 처리되고 있다. 본 연구에서는 고수분 음식물 쓰레기를 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 쓰레기소각장 스팀 및 열풍을 건조열원으로 사용한 건조용량 10,000 kg/hr인 쓰리기소각장용 건조장치를 제작하였다. 삼성중공업 식당에서 발생되는 음식물 쓰레기를 실험원료로 사용하였다. 적재용량 약 3.5 톤인 음식물 쓰레기 운반용 차량에서 투입호퍼에 배출시킨 후 투입용 포크레인과 스크류컨베어를 사용하여 건조기 내부로 투입하였다. 건조 열원 2수준(공기, 스팀), 피건조물 3수준(물, 톱밥+물, 음식물), 투입량에 따른 건조특성을 파악하였다. 쓰레기소각장 스팀을 열풍으로 열교환하여 음식물 쓰레기를 건조한 실험 결과 건조시간이 50시간 이상으로 건조가 극히 더디게 진행되었다. 이는 스팀이 열교환 되는 과정에서 효율이 50% 이하로 낮고, 실험기간이 동절기였던 관계로 외부로 열손실이 크게 일어났기 때문에 건조기에 투입되는 건조공기 온도가 165 이하로 낮았기 때문이다. 특히 투입스팀에너지에 대한 수분증발에너지 비가 7% 이하로 스팀을 열교환 한 열풍으로 건조하는 방식으로는 고수분의 음식물을 효과적으로 건조할 수 없는 것으로 판단되었다. 스팀을 직접 건조 열원으로 사용하는 건조실험을 수행한 결과 건조능력은 열풍건조에 비해 2배 이상으로 상승됨을 보였다. 이는 스팀상변화 에너지가 직접 건조기로 전달되었기 때문으로 투입스팀에너지에 대한 수분증발에너지 비가 65~77%로 상승된 것으로 확인 할 수 있다. 건조기 내부에서 응축되는 수증기 배출용 진공펌프를 설치한 형태로 건조기를 개조하고 건조실험을 수행한 결과 건조속도가 뚜렷하게 증가된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 응축 수증기 배출장치를 설치한 건조기를 사용하여 함수율 80%의 음식물 쓰레기를 20%까지 건조하는 경우 제거 수분량은 7.5톤으로 음식물 고형분 및 전분 결합력에 의한 건조지연을 고려한다면 약 15 시간 이내에서 건조작업을 수행 할 수 있을 것으로 예상된다.
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