• 청정기술
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• 제16권1호
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• pp.51-58
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• 2010

해조류를 바이오매스로 이용하는 혐기성 발효를 통해 메탄을 생성하는 연구를 수행하였다. 먼저 원소분석을 통한 다시마, 미역, 톳 등 세 종류의 바이오매스의 이론 메탄가스 전환량을 구한 결과, 분석한 세 종류의 해조류는 C 34 ~ 36%, H 5%, O 37 ~ 43%, N 2 ~ 4%, S 0.4 ~ 0.7%, ash 14 ~ 21%를 포함하고 있었으며, 이론적으로 56 ~ 60%의 메탄전환이 가능한 것으로 나타났다. 이는 g VS(고형분) 당 442 ~ 568 mL의 메탄가스를 생산할 수 있는 양이다. 생물학적메탄잠재력 (Biological Methane Potential, BMP) 시험을 통하여 실제 메탄가스를 측정한 결과, 다시마에서 최대 메탄생성수율 (52%)을 보였다. 이어서 회분식으로 메탄가스 생산에 영향을 미치는 여러 가지 인자들 (유기물 농도, pH, 염분, 입자크기, 그리고 시료전처리)에 대한 조사를 통해 최적의 메탄가스 생산조건을 구하였다. 전처리한 다시마 5 g VS/200 mL를 pH 8조건에서 염분 제거 없이 사용했을 때 이론치의 51%(197.1 mL/g VS)를 얻었고, 더욱이 습식멸균기로 해조류를 찐 경우 27% 증가한 268.5 mL/g VS 메탄가스를 생산할 수 있었다. 또한 연속반응기 (7 L 운영부피/10 L 반응기)를 이용하여 65일 간 운전한 결과 하루 최대 약 1.4 L의 메탄가스 (평균 메탄함량 70%)를 생산할 수 있었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제29권2호
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• pp.241-256
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• 2021

이번 연구는 반추동물의 메탄 감소에 효과가 있는 천연 사료첨가제를 찾고자 실시하였다. 왕대의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 43.54 mg CE/g 및 17.13 mg QE/g이였으며, DPPH 및 ABTS 유리기 소거 활성은 IC50 값이 각각 163.13 및 97.07 ㎍/mL으로 측정되었다. In vitro 시험은 왕대의 첨가수준을 달리하여 발효 시간대별(6, 12, 24 및 48 hr) 실시하였다. pH는 발효시간동안 적정 범위였으며, 건물 소화율 및 미생물 성장량은 모든 발효 시간대별 처리구에서 대조구와 유의적(P>0.05)인 차이를 보이지 않았다. 총 가스 발생량은 발효 6 및 24시간에 첨가량이 증가함에 따라 감소(Linear effects, 6 hr, P=0.0004; 12 hr, P=0.0055)하였다. 메탄 및 이산화탄소 발생량은 발효 48시간대 첨가량이 증가함에 따라 감소하였다(Linear effects, P=0.022; P=0.0188). 또한 왕대의 첨가는 총 휘발성 지방산 생성량에 부정적인 영향을 미치지 않았고, 발효 48시간대 butyrate 함량은 첨가량이 증가함에 따라 증가(Linear effects, P=0.0001)하였다. 따라서 플라보노이드를 함유하고 있는 왕대의 첨가는 in vitro 반추위 메탄을 저감할 수 있고 발효성상에 부정적인 영향을 미치지 않았다. 그러므로 반추동물 메탄저감 첨가제로서의 활용 가능성이 있을 것으로 기대된다.

• 상하수도학회지
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• 제24권5호
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• pp.561-572
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• 2010

The efficiency of biological hydrolysis at $80^{\circ}C$ on municipal solid waste mixed with anaerobic digestion sludge was investigated in 100L batch reactors. The hydrolysis effect was observed within a day, when the hydrolysis reactor used for a pre-treatment reactor for methanogenesis, and the effect was observed during two days, When the reactor used for post-treatment reactor. For both configurations, methane production rate decreased, when hydrolysis was carried out more than a day. Gaseous ammonia in the hydrolysis reactors was successtully removed by the ammonia stripping system. Microbial diversity analysis on the hydrolysis reactors indicated dependency of microbial diversity on the configuration of the hydrolysis reactors. Carbohydrate and lactate degrading microbes dominated in the hydrolysis reactor, when the hydrolysis reactor used for a pre-treatment reactor for methanogenesis, while protein degrading microbes dominated in the post-treatment reactor.

• 농업생명과학연구
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• 제51권4호
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• pp.97-109
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• 2017

본 시험은 항염에 효과가 있다고 알려진 식물 추출물의 첨가가 반추위 발효와 메탄 생성에 미치는 영향을 알아보기 위해 in vitro 실험을 수행하였다. 항염과 항산화 효과가 있는 산뽕나무, 뽕나무, 예덕나무, 오동나무, 방아풀과 은행나무 6종을 선발하였다. 반추위액과 McDougall buffer 혼합액 15mL과 티모시 0.3g, 각각의 추출물을 기질의 5%로 넣고 $39^{\circ}C$에서 3, 9, 12, 24, 48 그리고 72시간 배양하였다. 항염 효과가 있는 식물 추출물의 첨가는 반추위 발효 성상(pH, 건물소화율, Glucose 농도, 암모니아 농도, 단백질 농도, 미생물 성장량, 휘발성지방산)에는 영향을 미치지 않았다. 총 가스 발생량은 각기 다른 양상을 보였으며, 이산화탄소 발생량은 48시간대에서 예덕나무와 방아풀에서 대조구에 비해 유의적(p<0.05)으로 높았다. 또한 메탄 발생량은 배양 초기에는 대조구보다 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 감소하였으나, 발효가 진행될수록 대조구에 비해 첨가구에서 더 많은 메탄이 발생하였다. Polyphenol과 flavonoid는 은행나무 추출물구에서 가장 높았다. 본 시험의 결과에서 항염에 효과가 있는 식물 추출물을 in vitro 반추위 배양액에 첨가하였을 때, 반추위 발효에는 영향을 미치지 않았고, 메탄은 초기 발효에 저감 효과가 있는 것으로 사료된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.367-370
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• 2003

본 연구는 당화 후 잔류하는 폐지 슬러지를 이용하여 메탄으로 전환시킬 수 있는 가능성에 대하여 연구하였다. 회분식 반응에서 초기 건조중량 15g의 신문지와 종이박스 폐지를 주입하였을 때 24일후 tCOD 제거율은 각각 60.9와 62.4%를 나타내었고 생산된 바이오 가스양은 각각 6.95와 6.43L 이었다. 총 고형물(TS)의 변화는 신문지와 종이박스가 각각 34.8와 33.4% 정도 감소함을 알 수 있었고, 휘발성 고형물(VS)의 변화는 신문지와 종이박스가 각각 40와 39.2% 정도 감소함을 알 수 있었다. pH는 20일 이후부터 7.5로 일정하게 유지되어 메탄발효가 적절히 진행되는 것으로 확인되었다. 반 연속식 실험의 경우 산 발효조에서 2일, 메탄발효조에서 12일간 체류하면서 신문지와 종이박스의 tCOD 제거 효율은 각각 64.7과 65.0%를 나타냈다. 각각의 일일 바이오가스 생산량은 g당 0.31과 0.30L로 나타났으며 바이오가스 중 메탄함량은 57.3과 56.2%로 나타났다. 공정의 안정화가 이루어졌다고 판단되는 25일 이후의 pH는 혐기성 산발효조와 메탄 발효조에서 각각 5.0과 7.5로 일정하게 나타났다.

• 사료
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• 통권49호
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• pp.56-59
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• 2011

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권6호
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• pp.997-1006
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• 2003

본 연구는 우리나라에서 가축 장내발효에 의한 메탄배출 통계 기반을 구축하기 위해 수행되었다. 메탄 배출량을 추정하기 위해 가축은 소, 돼지, 가금, 면양, 산양으로 대분류하였고, 소는 한우와 젖소로 분류하여 각각 한우 송아지, 한우 비육우, 한우 번식우, 젖소 송아지, 젖소 비육우, 착유우로 세분류하였다. Tier 2 방법에 의한 메탄 배출계수는 각 세분류 집단의 가축의 생산성, 생체중, 도체중, 일당 증체량, 소화율을 근거로 하여 산출되었다. 한우의 배출계수는 39～49kg/head/year 정도로 IPCC에서 제시한 Tier 1의 47kg/head/year과 유사한 수준이었고, 젖소의 배출계수는 107 kg/head/year로 Tier 1 배출계수, 118kg/head/ year 보다 다소 낮게 나타났다. Tier 2 방법으로 추정한 가축 장내발효에 의한 메탄 배출량은 2001년, 총 126.8톤이었고 각 세분류별 메탄 배출량은 한우, 젖소, 돼지, 면양, 산양, 말에서 각각 61.70, 47.76, 13.08, 2.25, 0.17, 0.01 톤으로 나타났다. 본 연구에서 온실가스 배출추정 방법으로, Tier 1을 Tier 2로 대체하므로써 우리나라 가축 장내발효에 의한 메탄배출 통계의 정확성과 신뢰성이 개선된 것으로 사료된다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.11-17
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• 2015

본 연구에서는 음식물류 폐기물 폐수(이하, 음폐수)를 이용하여 혐기성발효 시 부산물로 생성되는 메탄가스의 생산효율을 높이고자 산발효 전처리를 수행하였으며 전처리된 음폐수를 이용하여 BMP 실험을 통해 메탄생산량 증대를 위한 산발효 최적조건을 확인하고자 하였다. 산발효된 음폐수를 이용하여 BMP 실험을 진행한 결과 HRT 3일 조건에서 0.220 L/g VS의 가장 높은 메탄생산량을 확인하였으며, 초기 pH별 BMP실험에서는 pH 6에서 19,920 mg/L로 가장 높은 VFA와 Acetic acid/TVFA(76.2%)를 보였다. 이때 메탄생산은 약 10일 이내로 대부분 생산되어 일반적인 메탄발효(30일 이내)에 비해 약 1/3수준으로 단축됨을 확인하였다. 메탄생성량은 0.294 L/g VS로 대조군 대비 약 1.3배 높은 효율을 나타내었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.272-276
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• 2005

음식물 폐기물을 3단계 메탄발효 공정을 이용하여 처리하였을 때 배출되는 발효폐액은 거의 액상으로 고농도의 sCOD, T-N and $NH_{3}-N$를 함유하고 있다. 본 연구에서는 3단계 메탄 발효 후 최종 유출되는 고농도의 유기성 폐수를 물리${\cdot}$화학적 응집 및 침전을 이용하여 전처리 한 후 고효율 자외선/광촉매 시스템을 이용하여 후속 처리를 하고자 하였다. $FeCl_{3}$를 이용하여 전처리하였을 때 최적 pH 및 농도는 4와 2000 mg/L로 52.6%의 COD제거율을 보였다. 고효율 자외선/광촉매 시스템의 경우 24시간 동안 COD는 2890 mg/L에서 184 mg/L로 감소하였으며, T-N은 2496 mg/L에서 914 mg/L로 감소하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제50권2호
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• pp.95-105
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• 2016

본 시험은 질산염함유 식물 추출물을 이용하여 in vitro 반추위 발효성상 및 반추위 메탄 발생에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 공시재료는 감자, 당근, 배추, 상추 및 시금치 추출물을 사용하였으며, 발효 기질은 2mm로 분쇄된 timothy 0.3g을 사용하였다. In vitro 실험은 조사료(timothy) 및 배합사료를 6:4의 비율로 급여한 반추위 cannnula가 시술된 한우 암소에서 채취하였다. 반추위액과 McDougall's buffer를 1:2의 비율로 혼합한 발효액을 0.3g timothy와 식물 추출물이 담긴 50mL serum bottle에 혐기상태로 20mL 분주한 뒤, 39℃에서 9, 12, 24, 48시간 동안 발효하였다. pH는 발효 시간이 증가함에 따라 점점 감소하며, 6.31~6.96으로 정상범위였다. 건물 소화율은 9시간 배추 추출물구에서 유의적으로 낮았고, 암모니아 농도는 감자, 배추, 상추 추출물구에서 대조구에 비해 첨가구에서 유의적으로(p<0.05) 낮았으며, 반추위 미생물 성장량은 발효 24시간대의 당근 추출물구에서 높았다(p<0.05). Acetate와 propionate 농도는 대조구에 비해 첨가구에서 유의적으로 낮았으며(p<0.05) butyrate 농도는 첨가구간에 발효시간별로 각각 다른 양상을 보였다. 총 가스 발생량은 발효 12시간 및 24시간대에서 배추, 상추, 시금치 추출물구에서 유의적으로(p<0.05) 낮았으며, 메탄 발생량은 감자, 배추, 시금치 추출물구가 대조구에 비해 유의적으로(p<0.05) 낮았고, 이산화탄소 발생량 또한 첨가구에 비해 대조구에서 유의적으로(p<0.05) 낮았다. 결과적으로 본 시험에 사용된 5종의 질산염 함유 식물 추출물은 반추위 발효에 악영향을 미치지 않으면서 메탄저감 효과를 나타내었다. 특히 배추 추출물은 반추위내 메탄발생을 저감시킬 수 있는 식물추출물로서 가능성이 높은 것으로 사료된다.