• KSBB Journal
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• 제24권4호
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• pp.377-382
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• 2009

본 연구는 다양한 조건에서의 실험을 위한 C. minutissima의 500 mL flask의 종 배양을 통해 고농도의 균주 획득 후, 가장 효율적인 배양 방식을 보인 fed-batch를 통한 autotrophic, heterotrophic, mixotrophic 조건하에서 바이오디젤용 지질 생산의 최적 배양 조건을 찾아야했다. 먼저, fed-batch의 Heterotrophic 배양 시 유기 탄소 원으로 glucose의 가장 효율적인 안정한 초기농도가 10 g/L임을 확인했다. 이 후, 20 L 배양기를 이용한 batch, fed-batch의 heterotrophic 배양에서 fed-batch배양의 경우 지질 생성양이 1.62배 정도 더 높았으며, 최대 균체량 역시 4 (g-dry wt./L)정도 높으며, 또한 디젤용 지질로 적합한 $C_{18}$의 조성 역시 49%이상 차지하여, 옥외 대량 배양 시 유기탄소 원으로 적절한 glucose의 이용을 통한 효율적인 배양방법임을 알 수 있다. 이 결과를 바탕으로, glucose를 포함한 배지를 0.5 L/day로 공급하여 유가 식 배양을 각 배양 조건에 따라 비교 실시했다. 그 결과 mixotrophic의 경우 다른 배양 조건에 비해 각각 24 (g-dry wt./L)의 최대 군체 농도와 함께 43 (%, w/w)의 높은 지질 생성량을 보였다. 또한 생성되는 지질의 조성이 균체 당 바이오 디젤용 양질의 지질 생성이 가능하였다. 또한 fed-batch 배양 이후 0.047 (% lipid/g-dry wt./day)의 비 생산 속도를 유지하며, 일정 균체 농도를 유지하는 경우 지속적인 지질 생성이 가능함을 보여주었다. 이러한 세 가지 배양 조건하에서 지질 추출을 통한 지방산 조성을 살펴본 결과 mixotrophic 배양 하에 디젤용으로 잘 알려진 $C_{17}$, $C_{18}$의 지방산 조성은 각각 18%와 49%의 생성을 보여주었다. 이 결과들을 바탕으로 이 균주를 이용해 옥외 배양이나 배양 조에서 대량 배양이 가능함을 확인했으며, 특히, 옥외배양을 위한 혼합영양 배양조건하에 배양 공정의 scale-up에 대한 추가적인 연구를 통해 C. minutissima 미세조류로부터 바이오 디젤의 보다 경제적 생산이 가능하도록 하고자 한다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권2호
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• pp.55-61
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• 2020

선택적 촉매 환원법(SCR)은 여러 산업에서 질소산화물 (NOx)에 의한 대기오염을 줄일 수 있는 매우 유망한 기술이다. SCR 촉매의 소비는 기술이 발전함에 따라 매년 증가하고 있지만, 촉매의 수명은 제한되어 있으며, 일반적으로 수명이 다해 활성이 떨어진 폐촉매는 재활용 되지 않고 매립되어 처리되고 있다. 현재 가장 널리 사용되는 촉매는 V₂O₅-WO₃/TiO₂로 구성되어 있으며, 약 5%_wt의 V₂O₅와 7-10%_wt의 WO₃를 함유하고 있다. 본 연구는 2차 공급원으로부터 유용 금속을 회수할 수 있는 기술개발에 대한 전세계적인 관심과, 다양한 분야에서의 바나듐 및 텅스텐의 수요에 대한 안정적인 공급을 대비하기 위한 기술개발을 바탕으로 한다. 추출 시간, pH 의존도 및 추출 농도에 대한 연구는 희석제 exxol D80에 추출제로 Aliquat 336을 사용하여 수행되었다. 두 금속의 최적 추출을 위한 조건은 약산성(~5.0) 영역에서 0.5mol/L의 Aliquat 336을 함유한 유기상과 30분 동안 추출 반응을 수행해야 하는 것으로 확인되었다. 또한 counter-McCabe-Thiele 분석으로부터 99%의 바나듐을 제거하기 위해 1단의 단수가 필요하고, 텅스텐의 추출을 위해 2단의 단수가 필요하였으며, 향류추출공정(counter-current simulations) 방식을 통한 이론적 접근의 적합성을 증명하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.367-377
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• 2017

본 연구는 수산물가공폐수 내 포함된 염분이 황 탈질조에 미치는 영향을 파악하고자 수행되었다. 황 탈질조의 탈질효율 검토결과, 유입 T-N 농도 20mg/L 이하에서는 EBCT 1hr, 30mg/L에서는 EBCT 2~3hr가 최적 EBCT로 조사되었다. 또한 그 이상의 T-N이 유입될 경우 생물학적 처리공정으로 반송을 통하여, 유입 T-N 농도를 30mg/L 이하로 유지해야 한다. 질소 부하에 따른 탈질효율 검토결과, 유입부하를 $0.496kg/m^3{\cdot}day $ 이내로 유지하였을 때 방류수질 기준을 만족하였지만, 현장 적용시 반응조 용적이 증가되는 문제점이 발생하기 때문에 탈질효율과 경제성을 고려하였을 때 유입부하를 $0.372kg/m^3{\cdot}day$이내로 운전해야 한다. 황 탈질 반응속도 상수를 산정한 결과, 유입부하 $0.248{\sim}0.628kg/m^3{\cdot}day$에서 k은 $0.0890{\sim}0.5032hr^{-1}$로 유기물 생분해도의 반응속도 상수보다 높게 조사되었다. $Cl^-$ 농도에 따른 회분식 실험 결과, 유입 질소농도 30.0mg/L 에서 염분농도 $7,000mgCl^-/L$ 이하에서는 탈질효율의 영향은 크지 않으나, $9,000mgCl^-/L$ 이상에서는 저해가 발생하는 것으로 조사되었다. 연속식 반응실험에서 $Cl^-$농도에 따른 반응속도 상수 산정결과, raw wastewater${\sim}5,000mgCl^-/L$에서의 반응속도 상수는 $0.1049{\sim}0.2324hr^{-1}$로 조사되었다. 그러나 $7,000mgCl^-/L$의 경우 k은 $0.1588hr^{-1}$로, $9,000mgCl^-/L$는 k은 $0.1049hr^{-1}$로 염분 농도가 증가할수록 반응속도 상수는 감소되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권4호
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• pp.45-53
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• 2005

본 연구의 목적은 실제 디젤유로 오염된 불포화 토양을 복원하기 위해 수행되었던 고온공기 주입 파일롯 테스트에서 토양온도 변화가 생분해 속도에 미치는 영향을 알아보고자 히는 것이었고, 이것을 토대로 현장 생분해 속도, 최적의 생분해 온도 및 1차 분해 속도 상수를 도출하고 총복원기간을 예측해 보았다. 실험은 과거 디젤유 누출 사고가 있었던 고농도 오염지역에 대해 토양의 온도별 현장 호흡률(in-situ respiration)을 약 10일 간격으로 측정하는 식으로 진행되었다. 적용된 복원공법은 고온공기를 주입/추출하여 1차적으로 오염된 디젤 성분을 휘발, 추출하고 이어서 토양의 잔열과 미생물 생분해를 이용하여 토양내 잔류 디젤을 제거하는 후속공정으로 이루어졌다. 토양온도 $26\sim60^{\circ}C$ 범위에서 산소소비속도는 $2.2\sim46.3%/day$ 값을 보였고 $32^{\circ}C$에서 가장 빠른 46.3%/day를 나타냈다. 산소소비속도를 기준으로 하여 계산한 0차반응 생분해 속도(biodegradation rate)는 $6.5\sim21.3mg/kg-day$ 이었고 역시 토양온도 $ 32^{\circ}C$ 에서 최대값을 보였고 그 이전과 이후는 각각 감소된 값을 나타냈다. 주기적으로 측정된 현장호흡률을 바탕으로 계산한 1차 분해속도 k는 몇가지 온도 범위에서 즉, $0.0027\;d^{-1}(@32.8^{\circ}C),\;0.0013\;d^{-1}(@41.1^{\circ}C)$ 그리고 $0.0006\;d^{-1}(@52.7^{\circ}C)$ 이었다. 토양의 초기 TPH 농도 대비목표 농도를 870 mg/kg으로 가정했을 경우 소요 복원기간은 $2\mu9$년 정도 소요되는 것으로 예측되었다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제30권2호
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• pp.88-94
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• 2006

인삼과 유산균은 각각 면역 활성, 생리기능조절 등 생체 효용성을 인정받고 있는 가능성 식품소재이다. 따라서 유산균을 이용한 인삼 발효물은 두 소재의 장점을 모두 이용할 수 있는 가능성이 있으므로 본 연구는 여러 가지 유산균을 이용하여 인삼 발효물을 제조하고 생균수, pH 및 산도 등을 조사하여 인삼 발효물 제조에 적합한 최적의 유산균주를 선정하고 인삼의 발효공정을 확립하였다. 27종의 유산균 중 인삼농도가 증가할수록 생육이 촉진되는 유산균은 Lac.plantarum MG208, Lac.casei Mg311, Lac.rhamnosus, MG315, Lac.acidophilus MG501, Lac.acidophilus MG501C, Lac.reuteri MG505, Lac.fermentum MG590, Bif.longum MG723 등 8종이었다. 특히, Lac.plantarum MG208이 5% 홍삼배지에 배양했을 때 가장 생육이 촉진되는 균주였다. 발효 전 배지 pH를 6.8로 동일하게 보정하였을 때 최종 인삼발효물의 pH는 유의하게 낮아졌고($pH3.45{\sim}4.83$), 특히, 홍삼농도가 높을수록 pH는 더 낮았다($pH3.42{\sim}4.30$). 이와 유사하게 백삼 및 홍삼 발효제조물의 적정산도는 약 10배정도 증가했고, 적정산도 증가율이 가장 높은 균종은 Lac.plantarum MG208, Lac.acidophilus MG501, 및 Bif.longum MG723이었으며, 발효 후 적정산도는 백삼보다 홍삼을 첨가한 경우 좀 더 높았다. 이와같이 여러 가지 유산균주를 이용하여 인삼 발효물을 제조한 결과 생균수와 유산균 발효제품에 적용할 수 있는 pH 및 적정산도 유도면에서 발효인삼 제조에 가장 적합한 유산균주는 Lac.plantarum MG208이며 인삼첨가농도는 1-5%, 배양시간은 48시간이 적합한 것으로 생각된다. 인삼의 유산균 발효물의 생리활성 효능은 앞으로 추가연구를 통하여 검증되어야 하며 그 유용성에 대한 고찰 및 검토가 필요하다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권1호
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• pp.155-169
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• 2023

본 연구에서는 돼지감자 첨가에 따른 약주의 최적 공정을 선정하고자 돼지감자의 증자처리 유무와 첨가량을 달리하여 약주를 제조하였고, 이들의 양조적성을 평가하였다. 돼지감자 첨가량이 증가할수록 가용성 고형분이 증가하였지만, 효모가 발효과정 중 이용할 수 없는 비발효당의 함량이 증가하여 발효과정 전반에 걸쳐 환원당이 많이 잔존한 관계로 알코올이 적게 생성되었다. 또한, 증자처리에 따라 돼지감자 분말의 가수분해가 용이해져, 증자한 돼지감자로 빚은 약주의 알코올 생성량은 무증자 처리한 약주보다 크게 증가하였다. 약주의 산미와 관련된 pH와 총산의 경우, 돼지감자 첨가량이 증가할수록 발효과정 중 pH는 감소하고 총산은 증가하였으며, 증자한 돼지감자로 빚은 약주에서 pH가 증가하고 총산은 감소하는 결과를 나타내었다. 돼지감자가 첨가된 약 주의 유리당 분석 결과, 돼지감자 첨가량이 증가할수록 inulin을 포함하여 잔존 유리당이 높게 나타났다. 이런 결과는 증자처리 과정에서 inulin이 가수분해되어 효모의 알코올 발효가 용이해져 잔존하는 유리당 함량이 상대적으로 낮게 측정되었다. 유기산 함량은 돼지감자 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, 증자된 돼지감자로 빚은 약주에서 유기산 함량이 감소하였다. 아미노산 함량은 첨가량이 증가할수록 감소하였으며, 증자한 돼지감자로 빚은 약주의 아미노산도 역시 크게 감소하였다. 유리아미노산 중 단맛에 관여하는 glycine, alanine, proline, phenylalanine은 무증자 돼지감자 10%를 첨가한 약주에서 높게 나타났다. 돼지감자 첨가 약주의 아세트알데히드와 메탄올 함량은 식품공전 상의 허용기준치 내로 검출되었으며, 증자된 돼지감자로 제조한 약주에서 ethyl acetate와 fusel oil 함량이 증가하였으며, 돼지감자 첨가량이 증가할수록 ethyl acetate는 증가하고, fusel oil은 감소하였다. 제조한 약주의 관능평가를 한 결과, 돼지감자 첨가 시에 전체적으로 단맛이 증가하였으며, 무증자 돼지감자를 첨가한 약주에서 향미, 신맛, 전반적인 기호도에서 좋은 평가를 받았다. 특히, 무증자 돼지감자 10%를 첨가하였을 때, 가장 우수한 결과를 얻었다. 따라서 돼지감자가 inulin과 fructooligosaccharide와 같은 기능성 물질을 다량 함유하고 있음을 고려할 때, 무증자 돼지감자를 원료 대비 10% 첨가하는 것이 돼지감자를 활용한 고품질 기능성 약주를 제조하는 데 도움을 줄 수 있음을 확인하였고, 이는 기능성 돼지감자 첨가 약주 제조의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제17권1호
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• pp.27-38
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• 2009

본 연구는 유기성폐기물인 음식물폐기물과 하수슬러지를 가연성폐기물을 혼재하여 연료로 사용하기 위해서 제조과정과 연소공정에서 발생되는 특성을 분석하였다. 연료화 재질의 특성은 연도분석기를 이용하여 배연가스 성분을 조사하였고, 발열량은 봄베식 열량계를 이용하여 분석하였다. 연료화 재료의 특성연구를 위하여 기초조사 수분함량(%), 가연성 폐기물 비율, 회분량, 중금속, 각 성분 원소분석, 발열량, 중량 혼재비율에 따라서 분석하였다. $RDF_{k-1}$의 연료는 건조하수슬러지, 음식물폐기물 및 가연성폐기물 혼재비율에 따라 제조하였고, $RDF_{k-2}$는 피트모스, 타르 및 하수슬러지 혼합비율에 의해서 제조하였다. 연소실험은 공기비 2와 연소온도 $850^{\circ}C$의 최적조건 상태에서 실험을 실행하였다. 연소실험장치에서 연소시간 5, 10, 15분의 간격으로 실험하였다. 연소장치로의 주입 연료량은 50g을 주입하여 실행하였다. $RDF_{k-1}$의 연료는 혼재비율에 따라서 발열량 실험결과 6,900에서 8,120 kcal/kg까지 분석되었고, $RDF_{k-2}$는 4,014에서 8,050 kcal/kg까지 나타났다. 연도실험에서 연소의 효율은 RDF의 발열량, 수분, 원소구성성분과 재질의 다양한 혼재비율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 제조된 연료의 $RDF_{k-1}$ 연소실험에서 가연성 성분의 혼재비율이 높은 경우 발열량과 $C_xH_y$ 농도 및 회분량이 증가하였다. $RDF_{k-2}$ 경우는 tar의 혼재비율의 증가함에 따라 발열량은 증가하나 회분량, CO와 $C_xH_y$의 농도발생이 증가하는 것으로 나타났다.