• 공업화학
• /
• 제23권4호
• /
• pp.399-404
• /
• 2012

비식량 농업부산물인 왕겨로부터 에탄올 생산을 위한 효율적인 바이오매스 전처리 방법을 탐색하였다. 고온 고압 조건의 회분식 반응기에서 알칼리 용매는 암모니아와 가성소다, 산 용매는 희황산을 사용하였다. 가성소다 용액 처리 후 희황산 용액으로 복합처리한 시료의 효소 당화효율이 82.8%로 가장 높게 나타났고 이때 약 94.7%의 회분 성분 제거율을 보였다. 전처리 왕겨 시료의 효소 당화효율과 회분 성분 제거율 추세가 거의 비슷하게 나타나 왕겨의 효소당화 최대 저해요인이 회분(규산염) 성분임을 알 수 있었다. 따라서 규산염 함량이 높은 바이오매스는 고온 고압 조건하에서 가성소다-희황산 복합 처리법을 적용하는 것이 효소 당화효율 증진에 매우 유리함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제51권4호
• /
• pp.482-486
• /
• 2013

바이오알콜이 아닌 탄화수소계 바이오연료를 생산하기 위한 발효 공정에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 야생 균주에 비해 긴 사슬 지방산을 과량 생산하는 재조합 E. coli MG1655를 배양한 후 세포 내 지질을 효과적으로 분리하기 위한 연구를 수행하였다. 고압 균질기를 이용하여 세포를 파쇄한 후 환경친화적인 용매들을 이용하여 지질을 추출하였다. 세포 파쇄는 고압 균질기의 압력이 5,000 psi 보다 큰 압력 하에서 효과적으로 이루어졌으며 20,000 psi 까지의 압력 범위에서는 1~3회 파쇄로 모두 90% 이상의 파쇄율을 얻었다. 추출 용매 시스템의 경우 hexane/isopropyl alcohol과 ethyl acetate/ethanol 시스템이 상대적으로 높은 지질 회수율을 나타내었고 상기 세포 파쇄 조건을 적용하여 초기 지질량의 약 60%를 추출하였다. 또한 추출된 지질은 $C_{12}$, $C_{14}$, $C_{16}$과 $C_{18}$과 같이 긴사슬 지방산으로 구성되었음을 확인하였다.

• 고려인삼학회:학술대회논문집
• /
• 고려인삼학회 1988년도 학술대회지
• /
• pp.141-146
• /
• 1988

북미가 원산지인 왜생삼(Panax trifolius L.)은 인삼속(오가과)에 속하며 카나다 남부에서 북미에 걸쳐 서식한다. 왜생삼 잎에서 4종류의 프라보느이드와 5종류의 진세노사이드로 확인된 총 9종류의 화합물을 분리하였다. 2종류의 진세노사이드로 확인된 총 9종류의 화합물을 분리하였다. 2종류의 프라보노이드는 kaempferol-3,7-dirhamnoside와 kaempferol-3-gluco-7rhamnoside로 각각 확인되었다. 4종류의 진세노사이드는 각각 notoginsenoside-Fe, ginsenoside-Rd, ginsenoside-Rc와 ginsenoside-$Rb_3$로 확인되었으며, 이들 왜생삼의 ginsenoside 공통된 골격구조는 (20S)-protopanaxadiol인 것으로 밝혀졌다. 프라보노이드와 진세노사드의 동정은 왜생삼의 뿌리, 줄기, 잎, 꽃과 열매에서 추출하여 2차원 박층 그로마토그라피(2D-TLC)와 고압 액체크로마토그라피(HPLC)로 하였다. 왜생삼과 근연종인 고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)및 미국삼(Panx quinquefolium L.)의 뿌리, 줄기, 잎, 꽃과 열매에서 추출한 프라보노이드와 진세노시드의 정량은 고압 액체크로마토그래피 만을 사용하여 분석하였다. 화합물 1,3과 4로 명명한 kaempferol 유도체인 프라보노이드 3가지는 왜생삼의 뿌리에 $10.8\%,\;2.8\%$와 $8.4\%$가 각기 함유되어 있었으나 고려인삼과 미국삼에서는 함유되어 있지 않았다. 오가과 인삼속식물 뿌리에서 프라보노이드가 확인, 동정된 것은 이것이 처음이다.

• 공업화학
• /
• 제23권2호
• /
• pp.222-227
• /
• 2012

본 연구에서는 마디풀 추출물의 에틸아세테이트 분획을 함유한 안정한 나노에멀젼을 제조하였고, 이 나노에멀젼의 피부 흡수 증진 효과를 평가하였다. 나노에멀젼은 균질기(homogenizer) 처리 후 고압유화기(microfluidizer)를 이용한 고에너지법으로 제조하였다. 마디풀 추출물의 에틸아세테이트 분획을 함유한 나노에멀젼의 입자 크기와 포집효율을 측정하였다. 평균 입자 크기는 238 nm이었으며 포집 효율은 98% 이상으로 나타났다. 나노에멀젼은 단분산의 입도 분포를 나타냈으며 고압 유화 과정을 거치지 않은 일반 에멀젼보다도 더 안정함을 보여주었다. Franz diffusion cell을 이용하여 마디풀 추출물의 에틸아세테이트 분획을 함유한 나노에멀젼의 피부 투과 실험을 수행하였다. 에틸아세테이트 분획 함유 나노에멀젼은 대조군인 1,3-butylene glycol 용액에서 보다 피부 흡수 및 투과량이 더 큰 것으로 나타났다. 이상의 연구 결과들은 항산화 및 항노화 활성이 큰 마디풀 추출물의 에틸아세테이트 분획을 함유한 나노에멀젼이 안정성 및 피부 투과력이 우수함을 시사한다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권4호
• /
• pp.461-468
• /
• 2019

석탄화력발전소에서 발생하는 분진 효율을 높이고 미세먼지와 극미세먼지까지 집진할 필요성이 높아지고 있다. 상압 영역에서 운전되는 플랜트 발생 분진 제거를 위해서는 백필터나 전기집진기를 사용하나, 고온고압에서 운전되는 석탄가스화와 같은 경우는 금속필터나 세라믹필터가 사용된다. 고온고압에서 분진 집진을 위해 2종의 5겹 압착/소결한 금속필터를 제작하였고 이를 사용했을 때 분진 포집효율과 $10{\mu}m$ 이하 입자에 대한 포집 성능을 파악하였다. 석탄가스화 분진에 대한 금속필터의 집진효율은 무게기준으로 99%대에 달하였다. 제작한 금속필터 2종의 미세먼지 입자 이하(< $2.5{\mu}m$) 크기까지 집진성능을 파악하고자 JIS 분진 표준시료를 대상으로 실험을 수행하였고, $1{\sim}2.5{\mu}m$ 입자크기 범위에 대해 97%와 70~82%의 집진 성능을 확인하였다. $1{\mu}m$ 이하 입자크기 영역에서는 입자크기가 작아짐에 따라 제작한 금속필터의 집진효율이 급격히 낮아짐을 볼 수 있었다. 이러한 $1{\mu}m$ 이하 입자들에 대한 집진 제한점을 극복하고자 금속필터 성능의 개선 방안을 제시하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.102-109
• /
• 2023

수소사회 실현에 있어 수요자가 수소를 가장 쉽게 만날 수 있는 시설인 수소충전소의 안전 확보가 중요하다. 수소충전소는 고압의 수소를 저장하는 압축가스설비 등으로 구성되어 있으며, 시설 내 수소 누출로 인한 화재폭발 또는 주변 화재의 영향으로 고압의 압축가스설비가 파열될 위험이 있다. 이에, 한국가스안전공사는 설치단계부터 위험요인을 찾아내 설계에 반영하고 법정 검사를 통한 안전 확보에 만전을 다하고 있다. 본 연구에서는 수소충전소에 설치하는 방호벽의 안전성 효과를 확인하기 위해 방호벽을 이용한 TNT 폭발 실증시험을 실시하고, CFD 프로그램인 FLACS-CFD를 이용하여 실증시험 결과와 비교·검증하였다. 실증시험 및 CFD 해석 결과 방호벽 후단에서 폭발 과압의 감소 효과가 위치에 따라 50 %에서 최대 90 %까지 감소하는 것이 확인되나, 일정거리를 벗어나면 그 효과가 떨어지는 것을 확인하였다. 방호벽의 안전성 검증을 위한 실증시험 및 전산해석 결과는 향후 방호벽 기준 최적화를 위한 제안에 활용하고자 한다.

• 생명과학회지
• /
• 제26권12호
• /
• pp.1477-1486
• /
• 2016

Lactulose는 lactose의 이성질체로 galactose와 fructose의 ${\beta}$-1,4-glycosidic 결합으로 구성된 비소화성 기능성 이당으로 소장에서 분해되지 않고 대장에 도달하여 장내 유산균에 의해 이용되어 대장의 pH를 저하시켜 유해균의 증식을 억제 시키고 장내 균총을 유익한 방향으로 개선하는 효과를 가지고 있다. 또한 수용성 식이섬유로 작용하여 변비와 간성뇌질환등의 치료에 이용되고 있고 lactose에 비해 감미도 및 용해도가 우수하여 다양한 식품산업으로 유용하게 사용될 수 있는 높은 잠재적 활용가치를 보유하고 있는 기능성 당류이기도 하다. Lactulose를 생산하기 위하여 화학적 방법과 효소적 방법이 보고 되어있는데, lactose를 강알칼리 조건에서 이성화시키는 화학적 방법에 의한 lactulose의 생산은 고온, 고압의 반응 조건 및 중화 과정에서 사용되는 강산으로 인해 생성물의 과분해 및 부산물 생성에 의한 복잡한 정제과정이 요구되며 환경오염에 대한 심각한 문제를 내포하고 있다는 단점이 있다. 이러한 화학적 방법과는 달리 ${\beta}$-galactosidase 또는 cellobiose 2-epimerase와 같은 효소를 이용한 lactulose의 생산은 반응의 정밀성, 특이성, 반응공정의 안전성 및 친환경적 생산방법이라는 다양한 장점을 가지고 있다. 하지만, 효소적 생산 방법 중에서 ${\beta}$-galactosidase를 이용한 lactulose의 생산은 기질로서 유당뿐 아니라 과당을 함께 사용해야 하며 높은 기질농도에서만 반응이 이루어 지기 때문에 경제적으로 비효율적이라는 단점이 지적되고 있기도 하다. Lactulose의 효소적 생산방법에 있어서 이러한 단점을 극복하기 위하여 lactose 단일 기질로부터 높은 수율의 lactulose를 생산할 수 있는 cellobiose 2-epimerase를 이용한 lactulose생산 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 향후 효소 반응 공정 및 효소특성개량에 대한 지속적인 연구를 통하여 lactulose 산업적 생산을 위한 다양한 연구가 필요한 실정이다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권1호
• /
• pp.35-40
• /
• 2012

본 연구에서는 화석 연료 사용시 발생되는 이산화탄소를 분리할 수 있는 신 흡수제로써 활용 가능성을 파악하기 위하여, sulfonate계 이온성 액체인 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate 흡수제에 대하여 합성하고, 성상 분석 및 이산화탄소 흡수능을 측정하였다. 1단 방법을 이용하여 저렴하게 이온성 액체를 합성하였다. 합성된 시료의 열적, 화학적 안정성을 DSC 및 TGA를 사용하여 측정하였으며, 화학적 구조는 $^1H$-NMR spectrum으로 확인하였다. 또한, 가변부피투시창(Variable-volume view cell)이 장착된 고압용 상평형 장치를 사용하여 $CO_2$ 흡수능을 평가하였다. 실험 조건은 30, 50, $70^{\circ}C$ 온도에서 수행하였고, 압력 195 bar까지 측정하였다. 실험결과 압력이 증가하거나 온도가 감소할 때 $CO_2$ 흡수량이 증가하였으며, $30^{\circ}C$, 13 bar에서 27.6 $CO_2/IL$(g/kg)의 $CO_2$ 흡수능을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권1호
• /
• pp.133-141
• /
• 2019

침전법으로 환류방법 또는 수열합성법을 이용하여 산 염기점을 갖는 고비표면적 지르코니아를 합성하였다. 제조된 지르코니아는 침전제로 수산화암모늄 수용액을 사용하여 Zr 용액의 pH를 2에서 10 범위 내에서 조절하였으며 질소흡착분석, X-선 회절분석(XRD), 이소프로판올 승온탈착법(IPA-TPD), 주사전자현미경 분석, X-선 광전자분광분석, 산-염기점 분석을 통해 IPA 분해반응의 촉매활성과 연관하여 특성분석을 수행하였다. 환류방법을 사용할 시, tetragonal 상이 높은 지르코니아를 얻기 위해서는 Zr 용액의 pH가 높아야 하며, pH 9 이상에서는 순수한 tetragonal 상의 지르코니아 합성이 가능하였다. 또한, 비표면적이 큰 지르코니아를 얻기 위해서는 높은 pH가 요구되었으며, pH 10에서 합성한 경우에는 $600^{\circ}C$에서 소성 후에도 $260m^2g^{-1}$의 높은 비표면적이 얻어졌다. 하지만 같은 조건 하에서 고압이 수반되는 수열합성에는 $40m^2g^{-1}$ 이하의 매우 낮은 비표면적을 보였으며, monoclinic 상의 지르코니아가 합성되었다. 고 비표면적 tetragonal 상의 지르코니아를 얻기 위해서는 용액의 pH가 가장 큰 영향을 미쳤으며, 용액의 pH와 무관하게 높은 압력이 필요한 수열합성에서는 monoclinic 지르코니아가 생성되었으며 상대적으로 비표면적이 낮게 나타났다. 높은 비표면적과 tetragonal 상을 갖는 지르코니아는 염기점에 비해 산점이 우세하여 IPA 분해반응에서 선택적 탈수반응만 진행되는 프로필렌만 생성되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.15-15
• /
• 2023

2020년 기준 국내 상수도 보급률은 99.1% 차지하고 있으며(환경부, 2019), 수도관리차원에서 수돗물은 먹는 물로 시판되어질 만큼 우수한 관리체계를 유지하고 있다. 그 반면에 지하수는 생활용수, 식품가공, 농·축산, 양어, 군부대를 비롯한 전국지역에서 연간 10억 8천만톤 용수를 소비하고 있음에도 (환겨례 신문, 2013; 환경부, 2019) 사용되는 지하수의 약 65%가 음용수 불가판정을 받았으며, 최근 지하수의 오염비율은 급격히 증가하는 추세이다. 특히, 지하수관정의 관리부주의에 의한 수질오염 및 수인성 다제내성균(슈퍼박테리아) 등에 의한 오염사례가 국내는 물론, 국제적으로 다수 보고되고 있는 실정이다 (환경부, 2013). 현재 지하수 수질관리는 공공기관 및 지자체 지정기관을 통해 진행되고 있으며, 검사기간은 수질채취로부터 통상 7~15일정도 소요되어 수질 관리 및 기준, 검사주기에 대한 애로가 많다. 현장 지하수관정에서 실시간 수질을 모니터링하고 이에 연동된 자동 수처리 시스템의 개발 및 도입은 나날이 심각해지는 환경오염 상황에서 선제적 예방과 해결방법으로 중요한 요소기술이다. 현재 지하수오염 및 부적합 음용의 수질처리는 화학약품, 필터여과, UV살균, O₃ (플라즈마)을 이용하는 것이 대표적이나, 화학약품의 경우 2차 오염이나 식품 세척 및 가공에 있어 부적합성의 한계점이 있다. 필터여과의 대표적인 RO필터의 경우 약 50% 순손실이 발생하고, UV 살균의 경우 UV에 의한 사용관리자의 위험 및 장비의 광부식 문제, O₃ 의 경우 고압전류 사용에 따른 위험성 등의 한계점이 나타나고 있다. 지하수 수질정화를 위한 광유도 활성산소(¹O₂, ·O^-₂)는 광감응제에 가시광의 빛 조사를 통해 생성되는 활성산소로의 에너지 및 전자 전이가 동시 진행되어 단일항 산소(¹O₂)와 슈퍼옥사이드 이온(·O^-₂)을 생성하게 된다. 생성된 활성산소는 유해미생물 또는 유기화학물과 개열, 제거, 치환 반응 등을 통해 미생물사멸 및 유해화학물질들이 분해 가능하다. 이를 이용한 지하수 유해미생물 사멸기술, 장비, 실시간 지하수의 분석기술 및 정수처리, 지하수 물순환 시스템 개발뿐만 아니라 지하수 음용수 및 오염개선, 지하수 기저유출에 의한 오염원 저감으로부터 지류·지천, 하천 본류 수질개선 등의 대상지역에 활용 가능하다. 또한 광유도 활성산소는 기존 상수도 수처리에 있어 오존(O₃) 처리와 이산화티탄을 이용한 AOP과정을 단일처리 공정으로, 기존 O₃ 의 특성상 확산 거리가 매우 길어 사람을 포함한 생체 내에 유입 시 다양한 부작용 발생과 O₃ 차폐시설 요구의 문제점 극복의 대안으로 환경 및 인체에 무해한 광유도 활성산소 시스템을 적극적으로 도입 및 적용해야 한다. 본 연구 목적은 정류상태 흡광분광기술을 이용한 실시간 수질 모니터링과 광유도 활성산소를 이용한 유해 미생물의 멸균효능 및 지하수 수질관리 기술로의 적용 가능성을 제시하고자 한다.