[논문]바이오매스를 이용한 술지게미 펠릿의 연료 연구

김대년; 최정원

doi:10.21289/ksic.2018.21.3.109

바이오매스를 이용한 술지게미 펠릿의 연료 연구
Fuel Research of suljigemi Pellet using Biomass 원문보기

한국산업융합학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Industry Convergence, v.21 no.3, 2018년, pp.109 - 115

김대년 ((재)경북IT융합산업기술원) , 최정원 (영남이공대학교 전기자동화과)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper proposes the method to develop the fuel of suljigemi pellet using agricultural by-products the occurred during the manufacturing of alcohol. The goal of the development of suljigemi using biomass is to make the pellet fuel of high calorie. The suljigemi pellet is difficult to recycle waste in the manufacture company of alcohol. suljigemi pellet has the effect of zero emission as the soil conditioner using ash after burning. Also suljigemi pellet has the reduction effect of carriage fee, fuel economy and low-cost high-efficiency effects, environmentally clean fuel as CO2 emissions savings. So the technologies of the suljigemi fuel pellet are developing low carbon, green growth renewable energy fuel through futuristic energy system will be. In experiments, suljigemi pellets confirmed the calories by about 10% higher than wood pellets with the same conditions.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 Netzsch(Germany)사의 시차주사열량계를 이용하여 온도 변화에 따른 열량 변화에 따른 열량을 측정하였다. 실험에 사용한 시료는 목재소에서 나온 톱밥, 판매하는 목재펠릿 및 주박을 펠릿화하여 열량측정기로 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 부산물인 술지게미를 이용하여 펠릿화해서 연료로 전환하는 방법에 대해서 제안하였다. 술지게미 펠릿과 목재 펠릿 각각 1g의 시료로 시차주사열량계를 이용하여 같은 조건에서 열량을 측정하였다.
본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 부산물인 술지게미를 펠릿연료로 전환하여 폐자원의 재생에너지 연료로 전환하는 것에 대해서 기술한다.9 게다가 2012년부터는 전 세계적으로 술지게미의 해양투기가 금지되어 본 연구에서 제안하는 술지게미의 펠릿화에 대한 연구는 가치를 더한다고 할 수 있다.

제안 방법

본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 부산물인 술지게미를 이용하여 펠릿화해서 연료로 전환하는 방법에 대해서 제안하였다. 술지게미 펠릿과 목재 펠릿 각각 1g의 시료로 시차주사열량계를 이용하여 같은 조건에서 열량을 측정하였다. 그 결과 막걸리의 술지게미 펠릿은 평균 11,061 kJ/kg, 목재 펠릿은 평균 10,084 kJ/kg을 확인하였다.
표 3에서 탁한 막걸리, 톱밥, 탁한 막걸리와 톱밥, 탁한 막걸리와 맑은 막걸리, 맑은 막걸리와 톱밥, 탁한 막걸리, 톱밥과 맑은 막걸리를 비율에 따라 혼합하여 실험하였다. 피크점(Peak), 변곡점(Onset), 끝점(End)에 대한 온도를 표현하였고 적분값을 도출하기 위해 영역(Area)과 너비(Width)에 대해서 기술하였다.
표 3에서 탁한 막걸리, 톱밥, 탁한 막걸리와 톱밥, 탁한 막걸리와 맑은 막걸리, 맑은 막걸리와 톱밥, 탁한 막걸리, 톱밥과 맑은 막걸리를 비율에 따라 혼합하여 실험하였다. 피크점(Peak), 변곡점(Onset), 끝점(End)에 대한 온도를 표현하였고 적분값을 도출하기 위해 영역(Area)과 너비(Width)에 대해서 기술하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 막걸리의 술지게미와 우드펠릿에 이용하는 소나무의 부산물인 톱밥을 이용하여 펠릿을 각각 또는 혼합하여 제조하였다. 막걸리 술지게미는 5곳의 양조장에서 술을 정제한 후 남은 지게미를 공급받아 술지게미 펠릿을 만들었다. 5곳에서 제공받은 막걸리의 성분은 아래 표 2와 같다.
목재는 일반 목재소에서 채취한 것과 시중에서 판매되고 있는 목재 펠릿이고 술지게미는 막걸리의 술지게미를 실험에 사용했다. 우드 펠릿은 제재소의 톱밥과 판매되는 목재 펠릿을 구매하여 열량을 각각 측정하였다.
본 연구에서는 막걸리의 술지게미와 우드펠릿에 이용하는 소나무의 부산물인 톱밥을 이용하여 펠릿을 각각 또는 혼합하여 제조하였다. 막걸리 술지게미는 5곳의 양조장에서 술을 정제한 후 남은 지게미를 공급받아 술지게미 펠릿을 만들었다.
본 연구는 Netzsch(Germany)사의 시차주사열량계를 이용하여 온도 변화에 따른 열량 변화에 따른 열량을 측정하였다. 실험에 사용한 시료는 목재소에서 나온 톱밥, 판매하는 목재펠릿 및 주박을 펠릿화하여 열량측정기로 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
목재는 일반 목재소에서 채취한 것과 시중에서 판매되고 있는 목재 펠릿이고 술지게미는 막걸리의 술지게미를 실험에 사용했다. 우드 펠릿은 제재소의 톱밥과 판매되는 목재 펠릿을 구매하여 열량을 각각 측정하였다. 표 3의 실험 결과는 각각 실험한 펠릿을 전부 평균한 데이터이다.
표 1은 펠릿 제조장치의 사양이며, 펠릿 제조를 위하여 그림 3과 같은 대학교 실험실 기반으로 일반 시중에서 판매되고 있는 녹즙기를 사용하였다.

성능/효과

막걸리 술지게미 펠릿과 목재 펠릿을 혼합한 것은 평균 11,146 kJ/kg으로 가장 높은 열량값을 확인하였다. 각각의 시료 20종을 실험하여 목재 펠릿 보다 술지게미 펠릿의 열량이 약 10% 높은 것을 확인하였다. 2012년부터 해양 투기 금지로 폐기물 처리가 어려워진 술지게미를 펠릿화하여 에너지원으로 사용한다면 그 효과가 증가한다.
술지게미 펠릿과 목재 펠릿 각각 1g의 시료로 시차주사열량계를 이용하여 같은 조건에서 열량을 측정하였다. 그 결과 막걸리의 술지게미 펠릿은 평균 11,061 kJ/kg, 목재 펠릿은 평균 10,084 kJ/kg을 확인하였다. 막걸리 술지게미 펠릿과 목재 펠릿을 혼합한 것은 평균 11,146 kJ/kg으로 가장 높은 열량값을 확인하였다.
그 결과 막걸리의 술지게미 펠릿은 평균 11,061 kJ/kg, 목재 펠릿은 평균 10,084 kJ/kg을 확인하였다. 막걸리 술지게미 펠릿과 목재 펠릿을 혼합한 것은 평균 11,146 kJ/kg으로 가장 높은 열량값을 확인하였다. 각각의 시료 20종을 실험하여 목재 펠릿 보다 술지게미 펠릿의 열량이 약 10% 높은 것을 확인하였다.
측정한 실험 결과는 막걸리의 술지게미 펠릿은 평균 11,061 kJ/kg, 목재 펠릿은 평균 10,084 kJ/kg의 결과를 나타낸다. 막걸리 술지게미 펠릿과 목재 펠릿을 혼합한 것은 평균 11,146 kJ/kg으로 가장 높은 열량을 가지는 측정값을 확인하였다. 실험 결과에서 술지게미 펠릿이 목재 펠릿보다 열량이 약 10% 정도 높은 것을 확인하였다.
술지게미 펠릿을 이용하여서 바이오 연료로 사용을 하기 위해서 연소 실험을 통해 가능성을 확인하였다. 술지게미를 이용한 펠릿화는 세계 최초이기 때문에 그 가치가 배가된다.
막걸리 술지게미 펠릿과 목재 펠릿을 혼합한 것은 평균 11,146 kJ/kg으로 가장 높은 열량을 가지는 측정값을 확인하였다. 실험 결과에서 술지게미 펠릿이 목재 펠릿보다 열량이 약 10% 정도 높은 것을 확인하였다.
측정한 실험 결과는 막걸리의 술지게미 펠릿은 평균 11,061 kJ/kg, 목재 펠릿은 평균 10,084 kJ/kg의 결과를 나타낸다. 막걸리 술지게미 펠릿과 목재 펠릿을 혼합한 것은 평균 11,146 kJ/kg으로 가장 높은 열량을 가지는 측정값을 확인하였다.

후속연구

현재 술지게미에 석탄 등을 첨가하고, 펠릿의 형태를 조개탄, 가루탄 및 숯탄의 형태로 가공하여 열량을 높일 수 있는 방법을 연구 중이다. 술지게미를 이용한 고열량 펠릿 연료원 개발과 더불어 기계적인 시스템을 개발하면 저탄소 녹색성장 신재생에너지 연료의 획기적인 미래형 에너지 시스템이 될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지속적 생산이 가능한 에너지원에 대한 관심이 증가한 배경은 무엇인가?	최근 탄소 배출권에 대한 제한과 원유 가격상승으로 지속적 생산이 가능한 에너지원에 대한 관심이 증가하고, 이산화탄소 농도증가에 따른 지구온난화에 대한 부정적 현상이 지구 곳곳에 눈에 띄게 증가하고 있다. 또한 기후변화가 큰 위협적 요소로 대두되면서 신재생에너지에 관심이 급증되고, 기후 변화 협약에 대비하기 위한 주요 에너지원으로 신재생에너지에 관심이 높아져 현재 미국, 중국, 일본, 유럽 등 선진국들은 지속발전 가능한 에너지원으로 신재생에너지를 지목하고 있으며, 기술을 선점하기 위한 연구와 개발을 통해 인력 확보에 투자를 아끼지 않고 있다.
	주류 제조과정에서 발생하는 부산물인 술지게미를 펠릿연료로 전환하는 것이 폐자원의 재생에너지 연료로 전환하는 것 이외에 어떠한 의미가 있는가?	본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 부산물인 술지게미를 펠릿연료로 전환하여 폐자원의 재생에너지 연료로 전환하는 것에 대해서 기술한다.9 게다가 2012년부터는 전 세계적으로 술지게미의 해양투기가 금지되어 본 연구에서 제안하는 술지게미의 펠릿화에 대한 연구는 가치를 더한다고 할 수 있다.
	목재 펠릿의 시장이 확대된 이유는 무엇인가?	목재펠릿은 1970년대 오일쇼크로 대체에너지원으로 개발되었으나 유가하락 등으로 활성화 되지 못하였으며, 유럽 또한 목재 펠릿의 생산은 1982년 스웨덴에서 시작되었지만 유가하락과 목재 산업 보호정책으로 정체의 기로에 서 있었다. 2000년대에 고유가로 인한 난방비 절감 수요와 교토 의정서 발효에 따른 재생에너지 지원정책으로 목재 펠릿의 시장이 확대되어 지난 10여 년간 세계 목재 펠릿 생산량은 연평균 18% 증가했으며, 2007년에는 세계에서 900만 톤의 목재 펠릿이 생산되었고 향후 목재 펠릿의 생산은 연간 30% 이상 확대될 전망이다.4 또한 바이오매스 자원은 전 세계적으로 약 18,410억 톤으로 추정되며, 약 90 %가 산림에 축적되어 있는 것으로 판단된다.

참고문헌 (10)

Son, Y. M., "Estimate of Forest biomass in Korea," Journal of Korean Forest Society, Vol. 96, No. 4, pp. 477-482.(2007)
Son, Y. M., K. H. Lee, J. H. Seo, and S. D. Kwon, "Substitution effect of fossil fuel using biomass produced by forest treatment," Journal of Korean Forest Society, Vol. 96, No. 6, pp. 639-643.(2007)
Seok, H. D., "Strategies to activate utilization of wood pellet as the alternative energy source," Korea Rural Economic Institute, pp. 1-16.(2009)
Korea Forest Service, Report about trend of forest and forestry in 2009, 270-284.(2009)
Korea Institute of Energy Research, An investigation of biomass resources and evaluation and analysis of energy(III). (1992)
Rural Development Administration, Development of cooling and heating system for farm facilities using geothermal energy, 1-3.(2008)
Lehtikangas P., "Quality properties of pelltised sawdust, logging residues and bark," Biomass and Bioenergy, No. 20, pp. 351-360.(2001)
Li Y., and H. Liu., O. Zhang, 2001, "High- pressure compaction of municipal solid waste to form densified fuel," Fuel Processing Technology, No. 74, pp. 81-91.
김대년, 이중복, 김덕현, "주박을 이용한 펠릿 연료 연구", 한국신.재생 에너지학회 2010 춘계학 술대회 초록집, pp. 247, 한국신.재생에너지학회.(2010)
강연구, 강금춘, 김종구, 김영화, 장재경, 유영선, "농림부산물을 이용한 펠릿의 열적 특성" 한국농공학회, Vol. 53, No. 2, pp. 61-65.(2011)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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