Proton-NMR spectroscopic method was applied to kinetic study of concentrated sulfuric acid hydrolysis reaction, especially focused on 2nd step of acid hydrolysis with deferent reaction time and temperature as main variables. Commercial xylan extracted from beech wood was used as model compound. In concentrated acid hydrolysis, xylan was converted to xylose, which is unstable in 2nd hydrolysis condition, which decomposed to furfural or other reaction products. Without neutralization steps, proton-NMR spectroscopic analysis method was valid for analysis of not only monosaccharide (xylose) but also other reaction products (furfural and formic acid) in acid hydrolyzates from concentrated acid hydrolysis of xylan, which was the main advantages of this analytical method. Higher temperature and longer reaction time at 2nd step acid hydrolysis led to less xylose concentration in xylan acid hydrolyzate, especially at $120^{\circ}C$ and 120 min, which meant hydrolyzed xylose was converted to furfural or other reaction products. Loss of xylose was not match with furfural formation, which meant part of furfural was degraded to other undetected compounds. Formation of formic acid was unexpected from acidic dehydration of pentose, which might come from the glucuronic acid at the side chain of xylan.
탈지미강으로부터 피틴산을 추출 및 정제하기 위한 최적조건을 설정하였다. 탈지미강을 10배수의 0.5% HCl 용액으로 1시간 처리하였을 때 피틴산의 추출효율이 가장 좋았으며 중화제로는 0.5% NaOH 용액이 적합하였다. 피틴산의 정제를 위하여 Diaion HP20 흡착 컬럼을 이용하여 불순물을 제거한 후 여러 가지 이온교환수지를 이용하여 피틴산을 정제하였을 때 Amberlite IRA-416 이온교환수지의 회수율이 가장 높았다. Amberlite IRA-416 이온교환수지를 이용하여 피틴산을 수지에 흡착시킨 다음 0.5% NaOH 용액으로 용출시켰을 경우 89%의 회수율을 나타내었다. 정제된 피틴산의 총단백질 함량은 0.14%(w/w)로 대부분의 단백질이 제거됨을 확인하였다.
돼지의 장 및 분변에서 분리한 14종의 유산균으로부터 항세균 활성물질을 분석하였다. 각 균주의 세포배양액을 대상으로 여러 종류의 단백질 분해효소와 열, 알칼리 처리 등을 수행한 후 활성도를 조사한 결과, 효소 및 열처리 시료에서는 활성도가 유지되었으나, 1M의 NaOH로 중화 처리한 시료에서는 활성도가 사라짐에 따라, 항세균 활성물질이 단백질성이라기보다 유기산일 가능성이 큰 것으로 나타났다. Sep-pak $C_{18}$ Cartridges을 이용한 음이온 추출실험과 Bio-LC system을 이용한 high performance anion exchange chromatography를 실시하여 물질을 정제한 결과, 주요 활성물질로 옥살산, 구연산, 젖산 및 초산 등, 4종류의 유기산이 검출되었다. 이중 젖산은 각 균주에 따라 전체 유기산의 54~77%를 차지하는 것으로 나타나 유기산 중에서도 일차적인 항세균 활성물질일 것으로 추정된다.
Lactic acid bacteria were isolated from silage, which produce high level of hydrogen peroxide in cell culture supernatant. The 16S rDNA sequences of the isolate matched perfectly with that of Lactobacillus fermentum (99.9%), examined by a 16S rDNA gene sequence analysis and similarity search using the GenBank database, thus named L. fermentum CS12-1. L. fermentum CS12-1 showed resistance to low pH and bile acid. The production of hydrogen peroxide by L. fermentum CS12-1 was confirmed by catalase treatment and high-performance liquid chromatography. L. fermentum CS12-1 accumulated hydrogen peroxide in culture broth as cells grew, and the highest concentration of hydrogen peroxide reached 3.5 mM at the late stationary growth phase. The cell-free supernatant of L. fermentum CS12-1 both before and after neutralization inhibited the growth of enterotoxigenic Escherichia coli K88 that causes diarrhea in piglets.
본 연구에서는 물-시멘트 비에 따른 시멘트계 재료인 시멘트 페이스트, 모르터 및 콘크리트의 pH 저하 저항성을 평가하였다. 우선 시멘트 페이스트에 대해 물-시멘트 비 30%, 40%, 50% 인 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트의 산 증가에 따른 pH를 측정하였다. 또한, 페이스트의 pH 저하 저항성에 대한 골재의 영향에 대해 알아보기 위해서 콘크리트, 모르터, 페이스트의 pH 저하 저항성 측정 실험도 수행하였다. 실험결과, 산이 증가할수록 pH는 감소하였으며 특히 pH 10 정도에서 급격한 pH 저하가 발생되었다. 산 증가에 따른 pH 감소정도는 산중화능력으로 나타내었으며 시멘트 수화물에 의해 특정 pH에서 산중화능력이 물-시멘트비에 따라 높게 나타났다.
Ethanol productions were performed by separate hydrolysis and fermentation (SHF) and simultaneous saccharification and fermentation (SSF) processes using seaweed, Enteromorpha intestinalis (sea lettuce). Pretreatment conditions were optimized by the performing thermal acid hydrolysis and enzymatic hydrolysis for the increase of ethanol yield. The pretreatment by thermal acid hydrolysis was carried out with different sulfuric acid concentrations in the range of 25 mM to 75 mM $H_2SO_4$, pretreatment time from 30 to 90 minutes and solid contents of seaweed powder in the range of 10~16% (w/v). Optimal pretreatment conditions were determined as 75 mM $H_2SO_4$ and 13% (w/v) slurry at $121^{\circ}C$ for 60 min. For the further saccharification, enzymatic hydrolysis was performed by the addition of commercial enzymes, Celluclast 1.5 L and Viscozyme L, after the neutralization. A maximum reducing sugar concentration of 40.4 g/L was obtained with 73% of theoretical yield from total carbohydrate. The ethanol concentration of 8.6 g/L of SHF process and 7.6 g/L of SSF process were obtained by the yeast, Saccharomyces cerevisiae KCTC 1126, with the inoculation cell density of 0.2 g dcw/L.
Red mud is formed as a waste during bauxite refining known as Bayer's process. Its main constituents are iron, aluminium, sodium and silica. The disposal of large quantities of wasted red mud causes a serious ecological problem. In this study, the red mud wasted from the bauxite refinery was studied for phosphate removal from aqueous solution according to activation methods. The influence of heat treatment, and neutralization with sea water and acid treatment level for the optimum conditions for phosphate removal have been determined. Heat treatment combined with acid treatment is most suitable for the removal of phosphate from aqueous solution. The optimal condition was activated with 1 N HCl solution after heating in $600^{\circ}C$ during 4 hours. Acid and heat treatment causes sodalite compounds which hinder the phosphate adsorption to leach out. The adsorption data obtained followed a first-order rate expression and fitted well with the Freundlich Isotherm well.
황철석 (Pyrite, FeS2)을 함유한 잠재특이산성토는 강하류 삼각지 토양, 간척지 등의 해성토뿐만 아니라, 영일만과 같은 융기해성토 지대, 내륙의 선상지하단 유기물이 많은 암흑색 토층이 있을 때에 존재하는 수가 있다. 또한 안산암 지역의 열수작용에 의해 생성되어 암맥을 따라 형성된 황철석이 광산개발이나 도로건설로 절취사면에서 노출되어 산화되면 매우 강한 산성을 띠는 특이산성토층을 형성하여 주변농경지에 피해를 주고 있다. 현재 잠재특이산성토양의 판정은 현장에서는 과산화수소로 반응 시 수증기발생 정도로 판단하거나 실내실험에서는 전황 (Total-S)성분의 함량으로 판단한다. 하지만 이들 방법은 시군농업기술센터 및 현장 진단 시 적용이 용이하지 않다. 산발생 능력평가 중 순산 발생능력실험 (Net Acid Generation, NAG pH)은 대상지역의 산성발생 가능성에 대한 예측을 정량적 계산으로 가능하다. 순산발생능력실험을 이용하여 전황함량과 NAG pH와의 상호관계를 통해 특이산성토양 판정을 제안하기 위해 화산기원의 잠재특이산성 토양과 사양질 토양을 일정비율로 혼합된 토양과 특이산성토양인 김해통과 해척통 토양에 대해 실험을 수행하였다. 전황의 함량이 0.75% 이상인 시료의 NAG pH가 2.5이며 0.75-0.50%의 중간 특이산성토양은 NAG pH 3.0으로 측정되었다. 그리고 전황 함량이 0.5-15% 약한 특이산성 토양은 NAG pH 3.8로 측정되었다. 따라서 순산발생량은 NAG pH를 이용하여 토양 내 황철석을 모두 산화시키고 pH를 측정하여 pH 3.8이하인 토양은 특이산성토양으로 구분하는 것이 타당할 것으로 판단되었다.
The steel pipe manufacturing industry deals with facilities and materials. Especially thermal facilities are close to vapor cloud explosion (VCE) and may cause secondary damage to facilities because they deal with corrosive substances such as hydrofluoric acid, sulfuric acid and acid, fire, explosion, leakage etc. It is in danger. In this study, hazard identification method was conducted using HAZOP techniques and quantitative risk analysis was conducted using e-CA, a program that supports accident impact analysis. Equipment in the influence range of ERPG - 3 was determined to be a facility requiring replacement. It was decided that neutralization is necessary using slaked lime. Based on the cost of loss, We presented the proper replacement which is the timing of the dangerous facility. As a result, It was ideal to replace the facilities with 20 years of heat treatment facilities, one year of hydrofluoric acid storage tank, 20 years of sulfuric acid storage tank, and 5 years of hydrochloric acid storage tank.
본 연구에서는 열 안정성 염 제거장치가 추가된 아민 재생 공정을 모사하고, 폐수 량, 열 안정성 염 제거 량, MDEA(methyl diethanolamine) 손실량을 고려한 최적 운전조건 도출 전략을 제시하였다. 산성 가스를 흡수 및 탈거하는 아민 재생공정에서 열 안정성 염은 공정 장비 및 아민 용액의 흡수 효율을 저해한다. 열 안정성 염 제거 방법 중 하나인 이온교환수지법은 NaOH와 같은 강 염기성 용액을 사용하여 중화반응을 통해 염을 제거시키는 방법이다. 공정 모델링 과정에서 산성 가스의 탈거 과정은 Radfrac 모델을 사용했고, 반응의 평형상수는 Gibbs 자유에너지를 사용하여 계산하였다. 탈거된 아민 용액의 일부는 열 안정성 염 제거 장치로 들어가게 되고, 제거 장치는 중화반응을 이용한 Rstoic 모델을 사용하였다. 실제 운전데이터와 시뮬레이션 결과를 비교하여 검증하였고, 제거 장치로 들어가는 질량 유량을 조절하여 사례연구를 하고 최적 운전 조건을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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