• 유기물자원화
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• 제23권4호
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• pp.21-31
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• 2015

본 연구는 거대억새(Miscanthus sacchariflorus var Geode Uksae-1)와 갈대(Phragmites australis)를 활용하여 돈분뇨 처리수 유래 영양염류(질소 및 인) 제거를 정량적으로 분석하고 생산된 바이오매스의 총 에너지가와 바이오메탄 잠재성 분석을 목적으로 수행되었다. 식물들은 일반토양과 사질토 또는 일반토양, 사질토 및 바이오세라믹의 혼합 여재로 채워진 용기에서 다루어졌다. 사용된 돈분뇨 처리수의 총질소와 총인함량은 각각 222.78 mg/L 과 66.11 mg/L에 해당하였다. 총질소와 총인 모두 바이오세라믹 첨가구에서 높은 제거율을 보였다. 거대억새에서 총질소 제거율이 가장 높게 나타났다(96.14%). 하지만 식물체의 원소분석 결과 갈대의 질소함량이 거대억새보다 더 높게 나타나 갈대의 질소흡착력이 더 뛰어난 것으로 판단된다. 반면 가장 높은 총 인 제거율을 보인 처리구는 갈대로 98.12%의 값을 보였다. 식물체 셀룰로스 함량은 일반토양 처리구보다 바이오세라믹 처리구에서 약 3~6% 더 높게 나타나 바이오세라믹은 식물섬유 형성에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 본 연구에서 생산된 바이오매스의 바이오메탄 잠재성 분석결과 약 $57.01{\sim}99.25L-CH_4/kg$ VS의 값을 보였다. 리그닌은 식물의 바이오매스 분해를 방해하는 요소로 일반토양-사질토 여재를 사용한 갈대 처리구에서 가장 높게 나타나 메탄 생산력이 떨어지는 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.279-286
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• 2018

당유자 과피는 차, 한약재 등으로 이용되고 있으나 다양하게 제품화 되고 있지는 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 당유자 과피의 건강 기능성 식품 및 화장품, 식품보존제 등의 활용 가능성을 확인하였다. 당유자 과피 메탄올 추출물을 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올 순으로 분획하여 총 페놀 및 플라보노이드 정량 분석과 항산화 활성, 효소 저해활성, 항미생물 활성을 탐색하였다. 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 함량을 보였으며 FRAP과 ORAC 실험결과 또한 총 페놀함량과 비례하여 가장 우수한 활성이 측정되었다. 또한 DPPH radical 소거능 실험 결과 에틸아세테이트, 부탄올, 디클로로메탄 분획물은 유의적 차이 없이 가장 높은 활성을 나타내었다. 그러나 디클로로메탄 분획물은 TEAC 값과 tyrosinase 저해 활성이 에틸아세테이트 분획물보다 더 높은 활성을 보였으며 헥산 분획물에서는 superoxide radical 소거능 및 ${\alpha}-glucosidase$ 저해활성이 가장 우수한 결과를 보였다. 또한 항균 활성은 디클로로메탄 및 헥산 분획물에서 가장 우수한 효과를 보였다. 따라서 다음의 결과를 바탕으로 천연 기능성 화장품의 소재로는 디클로로메탄 분획물, 건강기능성 식품의 소재로는 에틸아세테이트 분획물, 의약품 및 식품보존제의 소재로는 헥산 분획물을 활용하는 것이 각 제품 개발에 있어 가장 유용할 것으로 사료된다.

• 멤브레인
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• 제13권3호
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• pp.191-199
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• 2003

본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)용 전해질 막으로 이용되는 양이온교환막의 개발에 관한 것이다. 투과증발공정에서 메탄을 Barrier로 잘 알려져 있는 Poly(vinyl alcohol)을 Base polymer로 사용하고 양이온 교환기가 포함되어 있는 Poly(acrylic acid)를 가교제로 사용하여 가교제의 함량변화에 따른 메탄을 투과도(Methanol permeability), 이온전도도(Ion conductivity), 이온교환용량(Ion exchange capacity), 함수율(Water content), 고정이온농도(Fixed ion concentration)를 통해 막 특성을 측정하였다. 메탄올 투과도와 이온전도도는 가교제인 PAA함량이 증가함에 따라 감소하다가 15%이상에서는 증가하는 경향을 보였다. 이것은 가교제의 함량증가로 인한 가교의 영향과 가교제에 포함되어 있는 친수성기의 도입으로 이와 같은 결과가 나타난다고 예상된다. 실험결과를 통해 DMFC에 적용가능성이 있는 막은 $25^{\circ}C,\; 50^{\circ}C$에서의 메탄을 투과도가 $6.49{\times}10^{-8}/cm^2/s,\; 2.85{\times}10^{-7}/cm^2/s$, $25^{\circ}C,\; 50^{\circ}C$에서의 이온전도도가 $2.66{\times}10^{-3}\;S/cm,\; 9.16{\times}10^{-3}\;S/cm,$ 이온교환용량이 1.32 meq/g membrane, 함수율이 0.25 g $H_2O$/g membrane, 고정이온농도가 5.25 meq/g $H_2O$인 PVA/PAA-$160^{\circ}C$ 15% 막으로 예측된다.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.238-248
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• 2022

세계는 탄소 중립 사회로의 전환을 추진하고 있으며, 탄화수소계 연료를 수소로 대체함으로써 탄소 중립에 대한 기여를 기대할 수 있다. 하지만 수소 연소에 따른 질소산화물을 제어하기 위한 기술이 필요하며, 무화염 연소 기술이 하나의 대안이 될 수 있다. 본 연구는 수소 함량 및 배가스 재순환율에 따른 메탄-수소 연료의 연소 및 반응 특성을 분석하기 위해 Chemkin 기반의 1차원 대향류 확산화염 모델을 이용하여 해석을 수행하였다. 메탄 연소시 재순환율이 2에서 3으로 증가할 때 열방출의 흡열 구간이 없고 최대 열방출률 영역이 하나로 병합되는 무화염 연소가 달성되었다. 재순환율 3의 수소 전소 시 열방출 측면에서 무화염 연소가 달성되었으나, 화염 구조의 측면에서는 무화염 연소 달성 여부의 판단이 어렵다. 하지만 NO 생성량은 메탄 무화염 연소와 비교하여 유사한 수준으로 예측되었기에 수소 무화염 연소를 규정하기 위해서는 화염 구조, 열방출, NOx 생성에 대한 복합적인 고려가 필요하다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권4호
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• pp.201-209
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• 2016

Glucose ($C_6H_{12}O_6$)의 이론적인 최대 메탄수율은 표준상태(1 atm, $0^{\circ}C$)를 기준으로 0.35 L $CH_4/g$ COD이지만, 전통적인 혐기성소화조에서 유기물이 메탄으로 전환되는 양은 연구의 방법이나 유기물의 종류에 따라 매우 다양하게 보고되고 있으며, 대부분의 연구실 규모 실험에서 안정화 후 메탄 수율은 0.35 L $CH_4/g$ COD 이하로 나타난다. 최근, 미생물 전기화학 기술(Microbial Electrochemical Technology, MET)은 지속가능한 신재생에너지 생산 기술로서 큰 주목을 받고 있으며, MET를 혐기성소화조에 적용할 경우 고농도의 유기성폐기물의 빠른 분해가 가능할 뿐만 아니라 전기화학적인 반응에 의해 휘발성지방산(VFAs)이나 독성물질, 생분해 불가능한 물질까지도 분해가 가능하며, 소화조 내 미생물의 활성을 높이고 바이오가스의 생산량을 극대화 할 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 MET가 혐기성소화의 메탄발생에 미치는 영향에 대하여 연구하기 위해 음식물 탈리액과 하수슬러지의 원소조성에 따른 이론적인 최대 메탄수율을 분석하였으며, BMP (Biochemical Methane Potential) 실험과 연속식 실험을 통한 메탄수율의 특성을 평가하였다. 그 결과, MET가 적용된 혐기성소화에서의 메탄수율은 일반적인 혐기성소화조에 비하여 기질에 따라 2-3배 정도 높았으며, 이론적인 최대 메탄수율에 미치지는 못하였으나 일부는 거의 근접한 결과가 도출되었다. 또한, 일반적인 혐기성소화조와 MET가 적용된 혐기성소화조의 안정화 후 바이오가스의 조성은 거의 유사하게 나타났다. 결과적으로, MET가 혐기성소화조의 유기물 제거효율을 향상시켜 메탄발생량을 증가시킨 것으로 나타났으며, 향후 추가적인 연구를 통하여 MET에서 메탄발생 메카니즘이 명확히 규명되어야 할 것이다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제11권1호
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• pp.88-93
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• 2004

마이크로웨이브 추출방법과 환류 냉각 추출방법을 비교한 결과, 물과 에탄올의 혼합용매로 추출한 경우 마이크로웨이브 추출 방법에 의하여 추출시간을 단축시키면서 환류 냉각 추출 방법에서와 같은 수준의 가용성 고형분 및 총 폴리페놀 함량을 갖는 참취 추출물을 얻을 수 있었다. 마이크로웨이브 추출 시 최적 마이크로웨이브 에너지는 120∼150 W였고 추출시간은 4∼8분이 적당하였다. 추출에 사용한 용매들 가운데 에탄올, 메탄을 보다 물 그리고 물과 에탄을 또는 메탄을 혼합용매를 사용한 추출물의 가용성 고형분, 총 폴리페놀 함량 및 항산화 효과가 높은 것으로 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권6호
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• pp.663-669
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• 2007

본 연구는 갈조류인 모자반속 중에서 경단구슬모자반(Sargassum muticum)을 대상으로 에탄올추출 및 용매분획하여 항산화활성 및 항균활성을 비교 분석하였으며, 아울러 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 변화를 측정하여 그 상관성 등을 조사함으로써 식품 저장성이나 안전성을 향상하기위한 식품첨가제나 보존제로서의 개발 가능성을 알아보고자 하였다. 그 결과 경단구슬모자반 에탄올 추출물 및 순차적 분획물의 항산화활성은 처리 농도가 높아질수록 항산화활성도 비례해서 증가되었으며, 특히 순차적 용매분획물 중 디클로로메탄과 에틸아세테이트 분획물에서 항산화활성이가장 우수하게 나타났다. 또한 항균활성은 순차적 용매분획물 중에 디클로로메탄 분획물이 본 실험에 사용된 6종의 균주 모두에서 가장 효율적인 항균활성을 보여 주었다. 이러한 경단구슬모자반 에탄올 추출물과 순차적 분획물별 항산화 및 항균활성 결과는 총 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량과 유의한 양의 상관관계를 나타내었으며, 한편 총 폴리페놀 함량은 에틸아세테이트 분획물>디클로로메탄 분획물>부탄올 분획물>헥산 분획물>에탄올 추출물>수용성 분획물순으로, 총 플라보노이드 함량은 에틸아세테이트 분획물>디클로로메탄 분획물>헥산 분획물>부탄올 분획물>에탄올추출물>수용성 분획물 순으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.129.1-129.1
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• 2010

석탄가스화로부터 얻어진 합성가스는 CO, $H_2$가 주성분으로, 그 자체를 연료로 사용하여 발전을 하거나 또는 적절한 정제, 분리 및 합성을 통해 다양한 원료물질을 생산할 수 있다. 이러한 석탄의 청정 사용 기술은 최근의 에너지 분야에서 많은 관심을 불러일으키고 있는 고유가 현상 및 석유자원 고갈에 대비할 수 있는 현실적인 방법의 하나로 여겨지고 있다. 석유를 대체할 에너지원으로서 석탄을 이용하는 다양한 응용 방법 중의 하나로 가스화 반응을 통해 발생하는 합성가스를 이용한 SNG 제조 공정을 들 수 있는데, 이는 석탄 등의 고체 시료를 이용하여 메탄이 주성분인 연료가스를 생산하는 것이다. SNG(Synthesis Natural Gas 또는Substitute Natural Gas)는 합성천연가스 또는 대체천연가스로 불리어지는데 주로 석탄의 가스화를 통해 얻어진 합성가스(syngas 또는 synthesis gas)인 CO, $H_2$를 촉매에 의한 합성반응을 통해 얻을 수 있다. SNG 합성 반응(메탄화 반응)은 보통 수성가스 전환 공정과 가스 정제 공정을 거친 합성가스를 $CH_4$로 전환하는 것으로 석탄을 이용한 SNG 제조 공정에서 가장 핵심 공정인 메탄화 반응은 높은 발열반응으로 주로 니켈 촉매를 사용하며 $250{\sim}400^{\circ}C$에서 반응이 이루어진다. SNG 합성 반응은 공급되는 합성가스의 조성($H_2$/CO 비), 공급되는 합성가스의 유량과 반응기에 충진된 촉매의 부피와의 관계를 나타낸 공간속도, 반응온도 등의 조건에 따라 반응 특성이 달라질 수 있다. 가스화 반응을 통해 생성되는 합성가스를 이용한 SNG 합성반응(메탄화 반응)의 특성을 파악하기 위하여 Lab-scale 규모의 고정층 반응기를 이용하여 Ni 함량이 다른 2종류의 촉매를 대상으로 반응온도 및 압력에 따른 CO 전환율, $CH_4$ 선택도, $CH_4$ 생산성 변화를 파악하였다. 실험 결과 반응기의 온도가 350도 이상의 조건에서 CO 전환율은 99.8%이상, $CH_4$ 선택도는 90.7%이상으로 나타났으며, 공간속도가 2,000 1/h 이상의 조건에서는 $CH_4$ 생산성이 500 ml/g-cat, h을 만족하였다.

• 유기물자원화
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• 제9권4호
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• pp.55-60
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• 2001

본 연구에서는 음식물 쓰레기의 주입형태에 따른 혐기성 소화조의 메탄가스 발생특성에 대해 알아보고자 하였다. 하수슬러지와 음식물 쓰레기를 각각 1:0, 1:0.1, 1:0.3, 1:0.5, 1:1, 1:2의 비율로 혼합소화시킨 반응조에서의 주입 g VS당 메탄가스 발생량은 40mL, 85mL, 62mL, 67mL, 72mL 및 73mL $CH_4/g$ $VS_{added}$였다. 음식물 쓰레기의 입경을 raw food, 2~4mm 그리고 2mm이하로 주입하여 혼합소화시킨 반응조에서의 메탄함량이 각각 51.1%, 53.1% 및 50.6%로 나타나 별차이를 보이지는 않았으나, 입경이 작을수록 높은 메탄발생량을 나타내는 것으로 조사되었다. 주입 음식물 쓰레기의 세척여부와 회수에 따른 탄발생량은 음식물 쓰레기를 7~8회 세척한 경우가 세척하지 않은 경우보다 약 11mL $CH_4/g$ $VS_{added}$ 많이 발생하였다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제19권4호
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• pp.470-476
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• 2003

식품 위해성 세균과 곰팡이에 대하여 대황 메탄을 추출물의 항균활성을 paper disc법으로 조사하였고 최소생육저해농도를 결정하였다. 또한 GC/MS를 이용하여 대황 메탄을 추출물에서 분리된 각 peak의 성분과 함량을 분석하였다. 대황 메탄을 추출물은 p. aeruginosa에 대해 강한 항균활성을 보였으며 S. aureus와 S. typhimurium에 대해서도 상당한 항균활성을 나타내었다. 대황 메탄을 추출물은 250mg/$m\ell$농도에서 S. aureus의 생육을 저지시켰으며 300mg/$m\ell$농도에서 p. aeruginosa와 S. typhimurium의 생육을 억제시켰다. 대황 메탄을 추출물을 GC/MS로 분석한 결과 전체 120가지의 성분이 분석되었으며 이 중 추출물에 함유된 ketones 화합물이 39%로 가장 많은 부분을 차지하고 있었다. 항균물질로 알려진 phenol성 화합물인 2-methoxy-phenol, 4-vinyl-2-methoxy-phenol 등이 대황 메탄을 추출물에서도 검출되었다.