• 한국포장학회지
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• 제5권1호
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• pp.47-55
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• 1999

탄수화물에서 유래되는 chitin은 cellulose와 유사한 $poly-{\beta}(1,4)-N-acetyl-D-glucosamine$의 섬유상의 중합체로서 물과 유기용매 녹지 않으나 acetyl amino group 을 탈아세틸화 시키면 키토 산으로 되어 묽은 산 용액에 용해되어 점성이 있는 용액이 되므로 화학, 의학 및 식품 산업분야 등에 다양한 용도로 이용되고 있다. 본 실험에서는 게 가공 폐기물로부터 부가가치가 높은 chitin 및 키토산 을 제조하였으며 침지조건을 달리하여 제조한 키토산의 특성을 조사하였다. 원료인 게껍질의 일반 성분은 수분 8.24%, 지방 3.65%, 단백질 28.73%, 회분 35.5%, chitin 23.55%로 나타났다. chitin의 제조는 5% HCl과 5% NaOH를 침지 온도와 시간을 달리하여 탈회분, 탈단백질하여 제조하였다. 탈회분은 온도에 따라 큰 변화는 없었으며, $30^{\circ}C$에서 30분 반응하였을 때 회분함량이 3.22%, 60분 후 1,07%로 감소했다. $50^{\circ}C$ 및 $70^{\circ}C$에서는 30분 처리하였을 때 1.46%, 1.19%를 나타낸 후 시간이 증가하여도 감소량이 뚜렸하지 않았다. 탈단백질은 위와 동일한 조건으로 침지하였으며 시간이 경과함에 따라 감소하였고 $70^{\circ}C$에서 90분 반응하였을 때 chitin의 질소 함량 6.92%에 근접하였다. 키토선 제조는 chitin을 50% Noah에 침지 시간을 달리하여 탈아세틸화하였다. 탈아세틸화도는 2시간 침지 후 82.84%를 나타내었으며 시간이 경과할수록 증가하였다. 한편 침지 후 여액의 NaOH를 다시 사용하였을 때 키토산의 점도 및 분자량은 시간의 경과에 따라 감소하였다. 즉 점도는 2시간 경과함에 따라 95 cps, 4시간 70 cps, 6시간 65cps, 8시간 60cps로 감소하였으며, 분자량은 110,286, 99,000, 96,666, 94,300으로 감소하였다. 횟수에 따른 점도 및 분자량은 시간의 경과에 따라 증가하였다. 반복 사용된 반응용액에서 제조된 키토산은 기계적인 물성변화는 거의 없었고, 각 solvent에서 반응시간 경과에 따라 약간 증가함이 있었고 acetic acid에 용해하여 제조한 chitosan film의 TS가 lactic acid chitosan film보다 우수함을 알 수 있었다. 수증기투과도의 경우 lactic acid에 용해하여 제조한 chitosan film이 acetic acid에 용해하여 제조한 chitosan film보다 큰 수증기 투과도를 보였다.

• 한국잡초학회지
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• 제32권2호
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• pp.85-97
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• 2012

본 연구에서는 담수녹조류인 그물말(Hydrodictyon reticulatum, HR)을 산업바이오 자원으로서 활용하는 방안을 강구하고자 일차적으로 효소당화의 용이성을 검토하였다. HR에 대하여 효소당화를 2% 고형분 함량에서 동일조건으로 수행했을 때, 다른 종류의 바이오매스(Spirulina, Chlorella, Scenedesmus, Cladophora, Corn stover)보다 glucose 수득율이 가장 높았다. HR을 분말화하지 않아도 최적조건의 효소처리량에서 당화가 모두 이루어지며, HR 당화용액의 citrate buffer strength가 0.1mM까지 낮아도 당수득율에 큰 지장이 없었다. 또한 HR을 고온의 전처리없이 실온상태에서 바로 당화시켜도 $120^{\circ}C$ 처리에 비해 10% 미만의 당화율 감소만 나타내었다. 발효균주의 일반적인 생장적온인 $37^{\circ}C$ 또는 pH 6.5에서도 당화가 정상적으로 잘 일어나 당화/발효를 동시에 진행시킬 수 있는 바이오매스로의 특징을 보였다. 효소량을 기준량의 1/10정도 줄여도 최적조건의 70~80%에 해당하는 glucose 수득율을 나타내었다. 그리고 본 실험조건에서 HR의 고형분 함량 10%까지 당수득율이 떨어지지 않았고 15%이상되어야 감소하기 시작하여 고농도 당용액 생산에도 좋은 특성을 나타내었다. 이들의 제반 결과는 HR이 당화가 매우 쉽게 일어나는 특징을 가진 조류 바이오매스임을 나타내준다. 이러한 장점뿐만 아니라 수집하기가 매우 용이한 사상조류(flilamentous algae)이기 때문에 다른 종류의 조류 바이오매스에 비해 바이오화학제품 생산을 위한 원료로서 향후 이용가치가 매우 높을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.115-124
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• 2020

지속가능한 플라스틱 산업은 크게 사용 후에 물과 이산화탄소로 분해되어 환경에 악영향을 주지 않는 생분해성 플라스틱과 대기 중의 탄소자원으로 광합성된 바이오매스로부터 전환된 원료를 사용하여 탄소 중립을 실현하는 바이오매스 기반 플라스틱으로 나누어진다. 그중 산업의 새로운 방향으로 바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱(EP) 및 천연 나노섬유를 이용한 강화 나노복합소재가 각광받고 있다. 이들 소재는 천연자원을 활용한다는 친환경성의 이점 외에도 석유계 플라스틱보다 뛰어난 차별화된 고기능성을 부여하여 고부가가치 플라스틱 시장에서의 경쟁력을 가진다. 대표적 바이오매스 기반 단량체인 isosorbide와 2,5-furandicarboxylic acid로부터 제조되는 폴리에스터, 폴리카보네이트 소재는 석유계 대비 높은 투명성, 기계적 특성, 열안정성, 기체 차단성 등으로 산업화의 선두에 있다. 더 나아가서 연속사용온도 150 ℃ 이상의 슈퍼 EP 소재에도 적용될 수 있는 가능성을 보였다. 나노셀룰로오스, 나노키틴 등의 자연계 나노섬유의 표면 친수성, 다관능기를 활용한 in situ 중합법을 이용하여 기존에 보고된 바 없는 기계적 물성 향상을 최소한의 나노필러 함량으로 이루어내었다. 본 총설에서 다루는 바이오매스 기반 tough-플라스틱은 환경이 요구하는 탄소 중립, 소비자가 요구하는 고기능성, 산업이 요구하는 접근성을 모두 만족함으로써 석유계 플라스틱을 대체해 나갈 것으로 기대한다.

• 전기화학회지
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• 제24권4호
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• pp.120-132
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• 2021

기존 LiCoO₂의 고전압 사용의 제약에 따른 용량적 한계와 코발트 원료의 높은 가격을 해결하기 위하여 high-Nickel에 대한 개발이 활발히 진행되고 있지만 Ni 함량의 증가에 따른 구조적 안정성의 저하에 의한 전지 특성의 저하는 상용화를 지연시키는 중요한 원인이 되고 있다. 이에 Ni-rich 삼성분계 양극소재 LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂의 고안정성을 높이고자 전구체에 균일한 이종원소 Ti를 치환을 위해서 나노크기의 TiO₂ 서스펜젼 형태 소스를 사용하여 전구체 Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2-x(OH)₂/xTiO₂를 제조하였다. Li₂CO₃와 혼합하고, 열처리 후 양극활물질 LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2-xTi_xO₂ 합성하여 Ti 함량에 따른 물리적 특성을 비교하였다. Field Emission Scanning electron Microscope(FE-SEM) 및 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) mapping 분석을 통해 Ti 치환된 구형의 전구체와 입자 크기 측정을 통해 균일한 입자크기를 가지는 양극 활물질 제조를 확인하였고, 내부치밀도와 강도가 증가함을 확인 하고, X-ray Diffractometry (XRD) 구조 분석과 Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) 정량분석을 통해 Ti 치환된 양극활물질 제조 및 고온, 고전압에서 충·방전을 지속하더라도 효과적으로 용량이 유지됨을 확인하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제20권1호
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• pp.66-80
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• 1977

사과 증류주(apple One spirit) 숙성에 있어서 국산 참나무의 품종이 fine spirit숙성 술통재로서의 적성여부를 검토하는 기초적 연구의 일환으로 본 연구를 실행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 양조 원료를 대체 할 수 있는 과실로서 현재 대량생산 되는 과실의 화학분석 결과는 다음과 같다. 사과 : (Apple) (Malus pumila Miller var domestica Schneider) 중 홍옥(Jonathan)은 총당 13.95%, 총산 0.46%, 휘발산 0.012%, pectin 0.20%, 국광(Ralls)은 총당 13.35%, 총산 0.43%, 휘발산 0.011%, pectin 0.455%이었다. 2. 사과중에는 당분과 산 이외에 cellulose, pectin, hemicellulose 등 때문에 사과즙수을이 떨어짐으로 Aspergillus niger SUAFM-430의 xylanase와 amylase, Aspergillus niger SUAFM-6의 cellulase, pectinase를 사과즙에 처리하여 사과즙의 수율을 향상시켰다. 그리고 이황산 처리로 과즙중 여러 미생물을 살균하고 배양효모로서 발효능이 우수한 sacharomyces cerevisiae var. ellipsoidens Rasse Johannisberg II (SUAFM-1018)을 사용하여 사과주를 양조하였다. 사과주(Apple wine)는 원료에 대한 수율이 $86{\sim}87%$이고 Jonathan, Ralls가 ethanol 13.5%, extract분 5.4%, methanol $0.04{\sim}0.05%$이었다. 3. 사과주의 증류수(fine spirit) 제조는 단식증류법(Pot still)으로 2회 증류로서 실험하였다. 사과(apple) fine spirit는 apple wine mash에 대한 수율이 86.6%이고, 홍옥(Jonathan) fine spirit는 pH 4.1, 국광(Ralls) fine spirit는 pH 4.2이었다. 4. 사과주를 증류하여 제조한 fine spirit를 숙성시키기 위하여 국산 참나무 24품종을 나무의 심재(心材) (Inner part)와 변재(邊材) (Outer part)를 사용하여 fine spirit의 숙성융통제를 선발하는 실험을 하였다. 참나무 24품종과 그의 심재, 변재 별로 참나무의 절편(oaa chip) $(1{\times}1{\times}5cm)$을 만들고 oakchip 2개를 각 fine spirit 300ml씩 들은 640ml용맥주병에 담그고, 6개월간 숙성시키면서 색, 향기, 맛 등을 조사하였다. A. 숙성용술통재 선발의 1차 screen결과로서 색추출속도가 우수한 참나무 품종은 다음 순서와 같다. 갈참나무(심재) Quercus aliena Blume(Inner part), 굴참나무(변재) Q variabilis Blume (Outer part), 갈참나무(변재) Q. aliena Blume (Outer part), 졸참나무(심, 변재) Q. serrata Thumb (Inner & Outer part), 신갈참나무(변, 심재) Q. mongolca Fisher (Outer & Inner part), 상수리 나무(변, 심재) Q. acutissima Carruthers (Outer & Inner part)의 순서등 5품종을 선정하였다. B. 숙성온도별 영향으로서 실온 $24{\sim}25^{\circ}C,\;30^{\circ}C,\;45^{\circ}C$ 별로 각 fine spirit에 oak chip을 넣고 숙성시킨 결과 $45^{\circ}C$에서 숙성시킨 것이 가장 숙성이 촉진 되었고 다음이 $30^{\circ}C$, 다음이 실온에서 한 순서의 경향이었다. C. 투명한 삼각후라스크에 각 fine spirit에 oak chip을 담그고 자외선 조사를 하여 3개월간 숙성 시켰드니 숙성효과가 contral구 보다 거의 2배가 촉진하는 흥미있는 사실을 확인하였다. D. 사과주에서 증류한 fine spirit 300ml에 2개의 oak chip을 담그어 숙성시킴에 있어 oak chip의 여러성분이 fine spirit에 용출되여 나오는 정도가 fine spirit의 pH에 중요한 관계가 있음을 알았다. E. 선정된 5개 품종의 oak chip과 블란서 참나무 술통재(Limousin white oak from France)를 control로 하여 각 사과주를 증류한 fine spirit에 2개의 oak chip($1{\times}1{\times}5cm$)을 담그고 실온, $(24{\sim}25^{\circ}C)$, $30^{\circ}C,\;45^{\circ}C$, 실온에서 자외선조사 하면서 각각 6개월간 매일주일 마다 진탕하면서 숙성시켰다. 6개월간 수성시킨 fine spirit(young brandy)의 관능 검사 결과는 다음과 같다. 불란서 oak chip의 실온 숙성한 fine spirit 하고 비슷한 것은 참갈나무 chip을 넣은 사과의 young bandy($45^{\circ}C$에서 숙성함)이었고 갈참나무 chip을 넣고 실온에서 UV-ray 조사한 사과의 young brandy는 불란서 oak chip의 실온 숙성한 young brandy 보다는 약간 떨어지지만 그런대로 국산 참나무를 각 fine spirit 숙성용으로 이용할 가치가 있음을 알았다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제6권2호
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• pp.3-19
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• 1978

우리나라에서 아직 이용개발(利用開發)되고 있지 아니한 구상나무, 구실잣밤나무, 후박나무, 때죽나무 및 북가시나무등(等) 5수종(樹種)에 대(對)한 해부학적성질(解剖學的性質), 물리적성질(物理的性質), 기계적성질(機械的性質), 접착성능(接着性能), 목리(木理) 무늬정미성(精緻性), 가공성(加工性), 건조특성(乾燥特性), 프로링제작성(製作性), 목재(木材)의 조성분(組成分), 펄프화특성(化特性) 및 박피성등(剝皮性等)을 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 원료목재(原料木材)의 형질(形質)은 구상나무가 통직(通直)하나 옹이가 과다(過多)하였고, 잣밤나무와 때쭉나무는 굽음이 심(甚)하였다. 2. 섬유장(纖維長)은 구상나무가 2.97mm로 가장 컷으며, 때죽나무가 1.49mm였으며, 기타(其他) 수종(樹種)도 1.07~1.19mm에 속하였다. 섬유폭(纖維幅)은 구상나무가 39.3${\mu}$으로 가장 컸고, 때죽나무가 18.4${\mu}$으로 최소(最小)였으며 기타(其他) 수종(樹種)들은 23~29${\mu}$의 범위(範圍)에 속하나 대체(大體)로 타활엽수(他闊葉樹)에 비(比)해 섬유폭(纖維幅)이 컸다. 3. 북가시나무의 전건비중(全乾比重)은 0.74${\pm}$0.03으로서 한국산(韓國産) 참나무류(類)의 비중(比重)과 유사(類似)하였으며 구상나무는 0.34${\pm}$0.02로 최소(最小)였으며 기타(其他) 수종(樹種)은 0.47~0.51의 범위(範圍)에 있었다. 4. 흡수량(吸水量)은 대체(大體)로 비중(比重)에 역비례(逆比例)하여 감소(減少)되나 흡습량(吸濕量)은 비중(比重) 증가(增加)에 따라서 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타냈다. 또한 횡단면(橫斷面)의 흡수량(吸水量)은 경단면(經斷面) 접선단면(接線斷面)의 그것들에 비(比)해 2배(倍) 이상(以上)에 달(達)하나, 후박나무는 1.7배(倍)였으며, 경단면(經斷面)과 접선단면(接線斷面)의 흡수량(吸水量)은 수종(樹種)에 따라서 달랐다. 5. 전건수축율(全乾收縮率)은 접선방향(接線方向)에서 5.36~10.24%, 반경방향(半徑方向)에서 2.83~6.13%에 범위(範圍)에 속하며 구상나무가 가장 적고, 북가시나무가 가장 컸다. 수축율(收縮率)은 비중(比重)이 큰 수종(樹種)일수록 컸다. 6. 공시수종(供試樹種)의 제강도(諸强度)는 북가시나무의 경우 강원도산(江原道産) 신갈나무와 유사(類似)하였으며, 구실잣밤나무, 후박나무 구상나무는 비중(比重)이 유사(類似)한 한국산수종(韓國産樹種)의 재질(材質)들과 유사(類似)하였으나, 때쭉나무는 일반적(一般的)으로 비중(比重)에 비(比)해 높은 강도치(强度値)를 기록(記錄)하였다. 7. 요소수지(尿素樹脂) 및 석탄산수지(石炭酸樹脂)에 대(對)한 접착(接着)은 후박나무와 구실잣밤나무가 최대치(最大値)를 기록(記錄)하였으나, 비중(比重)이 큰 북가시나무와 비중(比重)이 작은 구상나무는 그렇지 못하였다. 8. 목리(木理)와 무늬정치성(精緻性)은 후박나무는 파상(波狀)으로 굴곡(屈曲)되어 목재공예적(木材工藝的)으로 진용(珍用)될 수 있으며 기타(其他) 수종(樹種)들은 건축(建築) 및 가구용재(家具用材)로서 적합(適合)한 무늬였다. 6. 가공성(加工性)은 북가시나무를 제외(除外)하곤 기타 수종(樹種)은 양호(良好)할 것으로 판단(判斷)된다. 10. 비중(比重)이 큰 수종(樹種)일수록 건조(乾燥)의 곤란성(困難性)을 노정(露呈)하였으나, 후박나무는 비중(比重)에 비(比)해 건조(乾燥)가 용이(容易)치 않고, 심(甚)한 트위스팅 및 커핑 등(等) 건조결함(乾燥缺陷)을 발생(發生)하였다. 11. 구상나무를 제외(除外)한 모든 공시수종(供試樹種)은 플로링제작(製作)에 적합(適合)한 것으로 판단(判斷)된다. 12. 화학적(化學的) 조성분(組成分)은 5수종(樹種) 공(共)히 펜토산 함량(含量)이 많았고 북가시나무는 추출물(抽出物)의 함량(含量)이 최대(最大)였다. 13. 크라프트 펄프화(化)는 5수종(樹種) 공(共)히 경제수율(經濟收率)인 45% 이상(以上)을 기록(記錄)하였다. 14. 박피(剝皮)는 구상나무와 후박나무가 용이(容易)하였으며, 5수종(樹種) 모두 자비(煮沸)한 후(後) 박피(剝皮)한 것이 가장 능율적(能率的)이었다.