• 청정기술
• /
• 제24권4호
• /
• pp.357-364
• /
• 2018

미세조류 및 거대조류 등 3세대 바이오매스로부터 바이오가스를 생산하는 연구는 다양한 규모의 실험을 통해 수행된 바 있다. 이 논문에서는 3세대 바이오매스 중 거대조류, 즉 해조류 바이오매스로부터 유래된 바이오가스를 이용하는 복합 열병합 발전의 상용화 가능성을 살펴보았다. 이를 위해 고체산화물 연료전지와 가스터빈, 그리고 유기랭킨사이클로 이루어진 산업 스케일의 통합 열병합발전을 상용 공정모사기를 이용하여 설계, 모사하였고, 계산된 열 및 물질수지를 통해 장치의 가격을 추정하고 경제성을 분석하였다. 모사 결과 설계된 열병합발전 공정은 시간당 62.5톤의 건조 갈조류 원료로부터 생산된 36톤의 바이오가스를 이용하여 68.4 MW의 전력을 생산한다. 이 결과를 토대로 다양한 시나리오에 대해 경제적으로 평가하고 균둥화 발전비용(levelized electricity cost, LEC)을 계산하였는데, SOFC의 수명이 5년, 스택 가격이 $$225kW^{-1}$일 때 LEC는 12.26 ¢ $kWh^{-1}$로 기존의 고정 발전과 동등한 수준으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권4호
• /
• pp.455-460
• /
• 2019

수소화 처리 촉매공정은 정유공정에서 다양한 유분 내 황, 질소, 산소 및 미량 금속성분들의 헤테로 원자를 제거함과 동시에 불포화 탄화수소의 포화를 목적으로 진행되는 수소화공정이다. 대부분의 정유 공정은 납사, 중간유분, 가스오일을 포함하여 중질 잔사유의 업그레이드용 수소화 처리 공정을 포함하고 있다. 언급된 유종 중, 잔사유의 수소화 처리 촉매공정은 원료자체의 복잡성으로 인해 정유공정의 핵심으로 받아들여지고 있는 만큼 기타 유종에 대한 업그레이드 공정 대비 상당히 비중 있게 다루어 지고 있는 실정이다. 따라서, 본 총설은 수소화 처리에 의한 잔사유의 업그레이드 공정 중, 중요한 이슈의 최근 동향을 수첨탈금속 (Hydrodemetallization, HDM) 및 수첨탈황(Hydrodesulfurization, HDS) 공정에 대해 화학적 관점으로 고찰하고자 한다. 더불어, 수소화 처리용 촉매의 기능과 조성은 물론, 개선방향도 살펴보았다.

• 융합정보논문지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.135-143
• /
• 2022

본 연구에서는 불레기말 추출물의 항산화능 및 항염활성을 확인하였다. 라디컬 소거능으로서 DPPH, ABTS, nitrite 소거능 실험, FRAP 실험, 항산화 물질 측정으로서 폴리페놀과 플라보노이드 농도 측정을 실시하였다. DPPH 실험에서는 2.821 mg ascorbic acid / g의 항산화능을 나타내었으며, ABTS 실험에서는 3.923 mg ascorbic acid / g의 항산화능을 나타내었으며, nitrite 소거능 실험에서는 17.89 mg ascorbic acid / g의 항산화능을 나타내었다. FRAP에서는 불레기말 추출물의 1 mg이 ascorbic acid 2.062±0.177 ㎍의 환원력을 보였다. 폴리페놀 농도는 62.85±3.18 mg/g으로 나타났다. 플라보노이드 농도는 10.01±0.24 mg/g으로 나타났다. 한편 세포실험에서는 세포독성과 항염활성을 알아보았다. 세포독성의 경우 20% 이하의 세포 독성을 보였으며, 100 ㎍/mL 농도에서 30.93±2.93%의 염증 억제능을 보여 불레기말 추출물의 기능성 화장품 원료로서의 가능성을 확인하였다.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
• /
• 제29권3호
• /
• pp.693-700
• /
• 1996

부산 시내 모 공단에 위치한 폐밧데리로 연을 재생하는 산업장에 인접한 산업장에 근무하는 근로자들의 연 폭로 정도를 알기 위하여 연 폭로원에 인접한 작업장 A의 39명과 연 폭로원에서 8.5km 떨어진 곳에 위치한 동일한 원료, 공정, 자동차 부품을 생산하는 작업장 B의 62명을 연구대상자로 선정하고 표준화된 설문지 조사와 혈중 연 농도를 분석, 비교하였다. 또한 두 산업장의 세 작업장 기중 연 농도를 분석, 비교하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 산업장 A의 평균연령 (38.7세)이 산업장 B(29.5세) 보다 유의하게 높았고, 근무연수의 차이는 없었다. 2. 평균 기중 연 농도는 산업장 A $2.6{\mu}g/m^3$, 산업장 B $1.2{\mu}g/m^3$로 산업장 A가 유의하게 높았다(P<0.05). 또한 산업장 A의 평균 기중 연 농도는 실내작업장, 실외작업장, 사무실 순으로 연 폭로원과 거리가 가까울수록 높았고 세 작업장 사이에 유의한 농도차가 있었다(P<0.05). 3. 평균 혈중 연 농도는 산업장 A $14.9{\mu}g/dl$, 산업장 B $12.2{\mu}g/dl$로 산업장 A가 유의하게 높았다(P<0.001). 또한 작업장 A의 세 작업 분야별 평균 혈중 연 농도 사이에는 유의한 통계적 차이(P<0.05)가 있었지만 작업장 B는 없었고 작업장 A의 평균 혈중 연 농도 순은 기중 연 농도 순과 연 폭로원과 떨어진 거리 순과 일치하였다. 4. 혈중 연 농도와 연령, 근무연수 사이의 상관관계는 산업장 A의 경우 상관이 낮았고, 산업장 B에서는 연령과 유의한 상관(r=0.382, P=0.0023)을 보였고, 연령을 보정하여도 두 산업장간 평균 혈중 연 농도 차는 유지되었다(P<0.001). 산업장 A에서 보인 작업장소간, Part간 농도의 차이는 연 폭로원에 인접한 산업장의 경우 연 폭로원의 작업환경과 밀접한 관계가 있음을 시사한다. 따라서 유해산업장의 작업환경으로 인하여 발생하는 인접산업장 근로자들의 유해물질에 대한 환경적 폭로는 해당 유해산업장의 환경개선 노력에 의하여 적절히 예방될 수 있을 것이므로 유해산업장의 작업환경에 대한 보다 체계적이고 철저한 감시가 필요할 것으로 생각된다.

• 유기물자원화
• /
• 제6권2호
• /
• pp.7-30
• /
• 1998

본 연구에서는 국내 유기성 폐기물의 발생 현황과 자원화 가능성을 산출, 평가하고 현재의 퇴비화 처리 및 이용을 조사한 후 앞으로의 활성화 방안을 제시하였다. 먼저, 유기성 폐기물의 대표격인 음식물찌꺼기는 정부의 꾸준한 감소노력으로 점차 발생량이 감소하고 재활용율도 '97년 9.6%까지 점차 증가하는 추세에 있음을 알 수 있었다. 그러나 이러한 재활용율은 아직 미진한 수준으로 더욱 더 향상시키는 것이 필요하며 적극적인 분리수거, 재활용 체계 구축이 꾸준히 진행되어야 하는 것으로 판단되었다. 한편 '97년 전국 축산분뇨의 발생량은 126,339톤/일로서 '94년 발생량 112,750톤/일 보다 11.2%가 증가한 것으로 산출되었고, 전국 77개소의 하수종말처리장에서 발생되는 하수처리슬러지는 '96년도에 하수처리량의 0.03%에 달하는 하루 3,500톤 정도가 발생되는 것으로 나타났다. 사업장 일반 유기성 폐기물과 별도의 관리를 필요로 하는 사업장 지정 폐기물 중 유기물류 등 '96년도 전체 유기성 산업폐기물의 잠재에너지함량은 연간 288만TOE로 산출되었으며 이는 '96년 우리나라 1차에너지 총소비량 1억6천5백만TOE (통상산업부, 1997)의 1.75%에 달하는 것으로 평가되었다. 이중 폐수처리 오니는 재활용율이 31%대에 그치고 상대적으로 매립처리의 비율이 높은 상태로서 발생량이 큰 것을 감안할 때 향후 보다 더 재활용에 대한 고려가 필요한 것으로 분석되었다. 퇴비화 원료는 주로 축산폐기물, 인분, 식품가공 부산물, 어박류, 부엽토, 톱밥 등이었으며, 최근에 이르러 비로소 음식물쓰레기, 오니류의 퇴비화가 시도되고 있었다. 퇴비생산량은 '96년 4월 현재 288개 생산업체에서 약 42만톤 정도를 생산하고 있었으며, 농업용으로의 사용이 가장 많았고 그 외 산림용이나 조경용으로의 사용은 매우 제한되어 있었다. 결론적으로, 퇴비 이용의 활성화를 위해 퇴비제품 규격의 표준화, 퇴비분석 및 품질관리 방법의 확립, 분리수거 및 퇴비화를 통한 품질 개선 등이 필요한 것으로 사료되었다. 특히 도시 산업 유기성 폐기물 퇴비의 사용 증대를 위해 확실한 부숙퇴비의 생산과 함께 중금속 등 유해물질을 줄이는 것이 퇴비 생산량의 증가 못지 않게 중요하다 판단되었다.

• 생명과학회지
• /
• 제28권12호
• /
• pp.1501-1506
• /
• 2018

장수풍뎅이 유충은 쌍별귀뚜라미와 갈색거저리 및 흰점박이꽃무지 유충과 함께 국내 식품의약품안전처의 식품공전에 일반식품원료로 등록되었다. 이에 곤충에 대한 종합적인 관리 시스템 개발이 요구되고, 이와 함께 양질의 곤충을 대량생산하기 위한 위생적이고 안전한 식용곤충 전용 먹이원 개발 등과 관련된 연구를 지속적으로 수행할 필요가 있다. 식품가공 부산물은 단백질, 지질, 무기질 및 기타 여러 가지 생리활성 물질을 함유하고 있어 가축 등 동물 사료의 대체 에너지원으로 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 감귤박, 비지박, 대두박, 맥주박 등 4종의 식품가공 부산물을 첨가한 먹이원 급여에 따른 장수풍뎅이 유충에 미치는 효과를 비교하였다. 장수풍뎅이 3령 유충에 10% 맥주박을 첨가한 먹이원을 급여했을 때 가장 높은 생존율을 보였고, 유충의 무게 또한 대조구 대비 약 26% 증가된 것으로 나타났다. 유충기간에 있어서도 10% 맥주박을 첨가했을 때 약 120일로 대조구보다 28일 이상 단축되는 것을 확인하였다. 뿐만 아니라 10% 맥주박 첨가 실험구의 용무게와 용화율이 가장 높게 나타나는 것으로 보아 맥주박이 장수풍뎅이 사육용 사료 소재로서 충분히 활용될 가치가 있을 것으로 생각된다. 더불어 맥주박은 시중에서 쉽고 저렴하게 구매할 수 있어 곤충사육 농가에서 손쉽게 활용할 수 있으며, 식품가공 부산물을 친환경적으로 처리하고 식용곤충을 안전하고 경제적으로 사육하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 식품과학과 산업
• /
• 제51권4호
• /
• pp.278-301
• /
• 2018

최근 들어 먹거리와 건강에 대한 사람들의 관심이 점점 높아지면서 이에 관한 정보 또한 중요시 되고 있다. 우리나라 전체 사회가 고령화 사회로 접어들면서 환경의 악화로부터 오는 질병과 생활 습관병의 증가를 자기 자신의 문제로 받아들이는 사람들이 늘고 있기 때문이다. 의료 분야는 치료 중심에서 예방 의학으로 관심이 높아지고 있지만 예방약이라고 할 수 있는 약품은 매우 적다. 암, 동맥경화, 당뇨병 같은 성인병을 예방하려면 약에 의한 예방이 아닌 먹거리에 의한 예방을 적극적으로 도입시킬 필요가 있다. 해양은 육상과는 다른 특이한 생태계를 이루는 환경 때문에 적자생존의 경쟁 속에서 살아남기 위하여 특히 물리적 방어 능력이 부족한 해양생물의 2차 대사산물은 육상생물의 그것과는 상이한 화학적 특성을 가진다. 이러한 다양한 2차 대사산물은 화학적 방어 수단의 일환으로 생성되는 것으로 알려져 있는데 이들 물질이 인체나 다른 포유동물에 투여되면 강력한 생리활성을 발현하는 경우가 많다. 이러한 이유들 때문에 해양생물로부터 새로운 생리활성 선도물질을 개발하여 인류의 건강 보전에 이용하고자 하는 연구가 최근 각광받고 있다. 해조류, 어패류 및 수산가공부산물(폐기물)에서 기능성을 나타내는 단백질 가수분해물 및 펩티드의 제조 방법 및 항균, 항산화, 심장보호(항고혈압, 항동맥경화 및 항응고), 면역조절, 항당뇨, 식욕억제 및 신경보호 활성과 같은 여러가지 생리 기능성에 대하여 살펴보았다. 무엇보다도 해양단백질 가수분해물 및 펩티드가 다양한 생리활성을 갖고 있어 건강식품 및 식의약 산업에서 응용이 가능하고 원료인 해조류 및 수산가공부산물이 대부분 미이용자원이므로 관련기업에서의 상품화 개발이 이루어질 것으로 기대된다. 최근에 소비자나 환자들도 의약품에 대한 바람직하지 않은 부작용을 의식하고 있고 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있고 자연식품이나 천연 생리기능성 물질에 대한 욕구로 자가치료에 대한 사고방식이 높아지고 있어 의약품 보다는 효능이 다소 낮을지라도 어떤 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것으로 기대된다. 그러나 단백질 가수분해물이나 펩티드가 신체에서 나타내는 상태와 생리기능성 효과 사이에 상호관계를 충분히 밝혀져야 하며 이들을 이용한 제품의 보다 확실한 생리기능성의 작용 메커니즘과 임상에서의 효능의 확인이 이루어져야 하며 마켓팅을 위해서는 무엇보다도 공인기관인 식약처 또는 FDA에 인증을 받아야 할 것이다.

• 청정기술
• /
• 제14권2호
• /
• pp.71-86
• /
• 2008

본고에서는 산업적으로 효용가치가 막대함에도 불구하고 아직까지 에너지원으로만 사용되고 있는 프로판을 불균일계 촉매를 사용하여 고부가화시키는 방안에 대하여 다루고자 한다. 특히 프로판으로부터 생산 가능하면서도 경제적 가치가 뛰어난 물질이라고 판단되는 프로필렌 및 아크릴로니트릴을 중심으로 서술하였다. 프로필렌의 경우 지금까지 프로판 탈수소화반응을 통하여 제조 가능하였으나 열역학적인 한계를 극복하기 위하여 산소, 이산화탄소 등의 산화제를 이용하는 산화적 탈수소화반응에 대한 현황을 논하였다. 한편 암모니아첨가 산화반응을 통하여 제조할 수 있는 아크릴로니트릴은 지금까지 출발물질로서 프로필렌을 사용하였으나 저렴한 가격에 공급이 가능한 프로판을 원료로 사용하는 경우 경제적 가치가 뛰어나다. 최근 프로판의 암모니아첨가 산화반응에 성능이 우수한 $MoVTeNbO_x$ 촉매가 개발되었지만 그에 대한 추가 연구가 필요한 실정이다. 상기 반응들에 있어서 최대의 관건은 성능이 우수한 불균일계 촉매를 개발하는 것으로서, 촉매 개발 시 파일럿 규모 이상의 공정에 적용시킬 수 있을 것으로 전망한다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제51권1호
• /
• pp.84-87
• /
• 2008

Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus 등과 같은 구강 세균에 의해 생산되는 효소인 glucosyltransferase(GTase; sucrose 6-glucosyltransferase, EC 2.4.1.5) 는 충치 발생에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 Gtase-I, GTase-SI, GTase-S 등 최소 3종의 isozyme이 알려져 있다.$^{7-10)}$ GTase는 sucrose로부터 점착성이 있는 불용성의 glucan을 형성하고 이 glucan에서 구강 미생물이 증식하며 그 결과로 생성된 유기산에 의하여 치아표면의 에나벨 층이 부식되므로써 충치가 유발되게 된다.$^{11)}$ 따라서 불용성 glucan의 생성을 유도하는 GTase의 활성을 조절하는 것은 충치 발생 억제에 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. 본 연구자 등은 GTase를 효율적으로 저해하여 충치를 예방할 물질을 탐색하기 위한 연구의 일환으로 약 420종 식물체의 ethanol 추출물로부터 GTase 저해 활성을 검색하여 보고한 바 있다. 수종의 식물체 ethanol 추출물은 S. mutans에 대한 정균활성과 GTase 저해 활성을 동시에 나타내었으며 물질의 분리${\cdot}$정제로부터 oleic acid를 주성분으로 히는 불포화 지방산임이 밝혀진바 있다.$^{12)}$ 본 연구에서는 약 420종 식물체의 열수추출물을 대상으로 GTase 저해 활성을 검색하였다. 그 중 13종의 열수 추출물에서 비교적 높은 GTase 저해활성이 분포 되고 있음을 확인하였으며 활성이 높은 회향을 대상 식물체로 하였다. 회향의 열수 추출물은 S. mutans의 생육에는 영향을 미치지 않고 GTase 활성을 저해하는 특정을 가지고 있다(data not shown). 특히 사람을 대상으로 한 회향 열수 추출물에 의한 치면 세균막 억제 임상 실험 결과 plaque index의 저하를 가져오는 것으로 나타나 회향 열수 추출물은 GTase 활성을 저해하여 충치 예방 목적으로 적용 할 수 있음을 알 수 있다. 회향은 한국을 비롯한 아시아권에서 식품의 향신료 및 민간요법에 널리 사용되는 식물이고 식품의 원료로 사용할 수 있는 소재이다. 회향의 열수 추출물은 열에 대해 높은 안정성을 나타내는 가공 특성을 가지고 있으므로 천연물 기원의 충치예방 기능성 식품으로서의 산업적 이용가치가 기대된다.

• Journal of Nutrition and Health
• /
• 제54권1호
• /
• pp.116-128
• /
• 2021

본 연구에서는 초음파를 이용하여 농업 부산물인 피땅콩 겉껍질의 추출 조건을 최적화하고 추출물의 항산화능과 항비만 기능성을 측정하였다. 실험설계는 CCD를 이용하였고 독립 변수인 추출 시간, 추출 온도, 에탄올 농도에 따라 TPC, TFC와 RSA를 종속 변수로 설정하여 이들의 값을 최대로 하는 공통 조건을 예측하였다. 각각의 모델식의 R2값은 0.85 이상으로 적합하였으며, 추출 조건으로 추출 온도와 에탄올 농도가 TPC 및 TFC에 유의적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 반면 RSA는 에탄올 농도에 영향을 많이 받는데, 에탄올 농도가 높을수록 RSA가 높아지다가 최고점을 보인 후 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 최적 추출 조건인 추출 시간 35.8분, 추출 온도 82.7℃와 에탄올 96.0%에서 제조한 추출물의 TPC, TFC와 RSA의 실측치는 예측치와 유사한 값을 나타내어 회귀 방정식이 신뢰할 수 있음을 확인하였다. 추출물의 항비만 기능성 평가를 위한 GIA와 LIA 실험 결과는 각각 86.4%와 78.5%로 열수 추출물보다 높게 나타나 초음파 추출에 의한 생리활성 물질 추출이 효과적임을 알 수 있었다. 이로써 농업 부산물인 피땅콩 겉껍질로부터 고부가가치 생리활성 물질 생산 가능성을 확인하였고 식품, 화장품 및 의약품용 항산화와 항비만 기능성 소재 생산에 있어 원료 공급비용 절감과 효율적인 추출 공정 확보로 산업 전반에서 가격 경쟁력 확보와 환경문제 해결에 기여할 것으로 사료된다.