• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.815-822
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• 2023

수질오염 중 유기물 오염은 가장 흔히 발생한다. 물환경보전법에 의해 유기물질을 측정하는 지표에는 BOD, COD, TOC가 있다. 그 중 BOD, COD의 분석은 노동집약적이다. 그리고 생물분해가 불가능하거나 유독물질이 존재하는 유기물질일 경우에는 낮은 정확도를 나타내 환경부에서는 TOC 중심의 관리로 전환되고 있다. 오늘날 센서기술의 발전으로 다양한 항목을 센서를 통해 모니터링 가능하다. 본 연구에서는 분광측정기인 Spectro::lyser V3를 이용한 하천 TOC 디지털 모니터링을 진행했다. 우선 측정 장비에 대한 적용성 평가를 위해 안동하천실험센터에서 실험을 진행했다. 그리고 낙동강 합류부에서 측정한 데이터를 Kriging 기법을 활용하여 하천의 TOC 공간분포를 분석했다. 본 연구에서는 센서를 활용한 하천 TOC 모니터링 및 공간분포에 대한 연구를 제안했다. 실시간으로 하천 TOC 농도 변화를 모니터링 할 수 있으며, 이는 오염원 감시 및 대응에 있어 기초자료로 활용할 수 있다. 이러한 센서 기반 하천 모니터링은 시간적 해상도 및 실시간 데이터 취득에 있어 장점이 있는데, 다양한 공간 정보 해석 방법을 적용한다면 추후 수생태 건강성, 하천 취수원 선정, 성층 분석 등 다양한 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권8호
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• pp.1094-1099
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• 2012

본 연구는 실험쥐 20마리를 사용하여 5주간의 고지방식이를 섭취시킨 후 CON군과 HF군으로 구분하여 식이조성에 따른 체중과 체구성 그리고 24시간 동안의 에너지 대사를 분석하였다. 그 결과 고지방식이로 인한 체중의 유의한 차이는 없었다. 5주간의 식이섭취량은 두 군간 유의한 차이가 있었고, 섭취열량은 약 6% 정도의 유의한 차이가 있었다. 산소섭취량(에너지소비량)은 두 군 간의 유의한 차이가 없었으나, 이산화탄소배출량은 유의한 차이를 보였다. 고지방식이군은 24시간 동안 유의하게 높은 지방산화량을 보였고 일반식이군은 탄수화물산화량이 유의하게 더 높은 것으로 나타났다. 특히 활동기에 두 군의 에너지 이용 기질에 많은 변화가 있는 것으로 확인되었다. 두 군간 소비에너지는 유의한 차이가 없었으나 섭취에너지에 비해 HF군의 복강 내 지방이 약 33% 이상 유의하게 높게 나타났다. 이상의 연구결과를 종합하여 볼 때 식이구성에 의하여 에너지이용기질이 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 5주간 섭취한 열량과 소비된 에너지 비를 비교하였을 때 고지방식이군에서 복강내 지방이 유의하게 증가한 것은 체내에서의 지방의 식이효율이 그동안 알려진 Atwater의 값(9 kcal/g)보다 더 높은 것으로 사료되어진다. 이는 탄수화물과 고지방식이섭취에서 체내에너지 저장량을 분석하였을 때 탄수화물의 열량은 4 kcal/g인데 비해 지방은 약 11.1 kcal/g으로 보고한 기존의 연구보고(21)를 지지하는 결과로 나타났다. 이러한 결과는 일반인 및 비만환자와 대사증후군 환자의 체중조절과 개선에 있어서 식이구성과 일일영양권장량의 재검토의 필요성을 시사하고 있으며 또한 전문운동선수들의 체급별 체중조절에 필요한 식단의 재구성 등 스포츠현장의 기초자료가 될 것으로 판단되어진다. 그러나 본 연구는 대사과정에 관여하는 여러 호르몬과 단백질 등의 분석이 이뤄지지 않았고, 에너지대사량과 조직의 중량만을 검토한 결과이므로 추후 체내에서의 지방산화와 관련된 호르몬 및 단백질 등의 측정과 전체 피하조직 및 근육 등에 저장된 지방의 분석을 포함한 추가연구가 필요한 것으로 보인다.

• KSBB Journal
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• 제20권4호
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• pp.253-259
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• 2005

본 연구는 고정 생물막을 이용한 혐기/무산소/호기 공정으로 구성된 반응기에서 폴리에틸렌 재질의 표면을 이온빔으로 조사하여 소수성 표면을 친수성으로 만든 표면개질담체를 호기조의 여재로 사용하고 혐기/무산소조의 여재로는 표면 개질을 하지 않은 담체를 사용하여, 외부 탄소원 대신 원수내의 RBDCOD를 탄소원으로 이용하고자 혐기조와 무산소조에 원수를 분할 주입하였을 때 나타나는 유기물 및 T-N 제거 특성을 알아보았다. 혐기/무산소조로의 원수 분배율이 각각 10 : 0, 9 : 1, 8 : 2, 6 : 4로 설정하였으며, 각각의 분배율에 대하여 $93.3\%,\;92.6\%,\;92.4\%,\;91.6\%$의 $BOD_5$ 제거율 (유기물의 제거능)을 보였다. 하지만 무산소조까지의 $BOD_5$ 제거율(유기물 이용능)은 9 : 1에서 $84.8\%$로 가장 높은 것으로 나타났으며, 분배율 10 : 0, 8 : 2는 각각 $77.0\%,\;75.3\%$로서 거의 비슷한 수준이었고, 분배율 6 : 4 경우에 $61.1\%$로 가장 낮은 수치를 나타내었다. T-N 제거율은 9 : 1의 분배율로 분할하였을 때가 $67.4\%$로 가장 제거 효율이 높았으며, 분배율 10 : 0, 8 : 2 경우는 각각 $61.3\%,\;60.7\%$로 비슷한 경향을 보였으나 분배율을 6 : 4로 하였을 때는 $55.5\%$의 제거율을 나타내 분배율 9 : 1의 경우와는 약 $12\%$의 차이를 보였다. 또한 10 : 0, 9 : 1, 8 : 2의 분배율에서는 질산화가 거의 비슷한 수준으로 발생하였지만, 6 : 4로 주입하였을 경우에는 질산화의 저해가 나타나고, 방류수 중의 대부분의 질소성분이 암모니아 성분으로 방류되었다. 이 공정에서 탄소원으로 생하수를 이용하는 것이 메탄올과 같은 독성 탄소원에 비해 독성을 지니지 않고 약품비용이 들지 않는다는 측면에서 유리할 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.36-43
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• 2024

폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO₂ 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H₂를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO₂ 기반 하 Ni/SiO₂ 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H₂로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N₂ 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N₂ 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H₂를, CO₂ 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H₂를 생산 가능했다. CO₂ 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H₂ 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO₂ 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO₂를 포집 후 활용함으로써, N₂ 기반 열분해에 비해 CO₂ 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO₂ 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제4권3호
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• pp.99-104
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• 1976

섬유소자화세균 (Cellulomonas flavigena KIST 321) 으로서 볏짚을 기질로 하여 단세포단백을 생산함에 있어 볏짚을 분쇄한 뒤 NH$_4$OH 및 NaOH 로서 처리하고 각종의 산으로 중화할 때의 균체의 생산성을 검토하였다. 1. 볏짚분말을 1규정농도의 NaOH, NH$_4$OH 용액 10배량으로 처리한 뒤(기질대비 NaOH 사용량은 40%) 과잉의 알카리를 수세 또는 H$_3$PO$_4$, H$_2$SO$_4$, HCl, $CH_3$COOH 등의 산으로 중화하여 기질로 사용한 결과 H$_3$PO$_4$로 중화하는 것이 가장 좋았으며 이때 균체생산량은 12.2811 기질소화량은 78%였다. 2. NH$_4$OH 처리보다는 NaOH 처리가 효과적이었으므로 NaOH 사용량을 기질대비 1~20%로 변경하여 처리후 H$_3$PO$_4$로 중화하여 사용한 결과 6%의 농도로 상온에서 15~24시가 처리함이 적당하였다. 3. NaOH 처리시 수분량은 물/볏짚비율이 2내지 3이 적당하였고 NaOH/볏짚 비율은 6%에서 5% 정도로 줄일수 있었다. 4. 볏짚의 앞카리 처리시 121$^{\circ}C$에서 30분간 처리하면 상온에서 15~24시간 처리효과와 동일한 효과를 얻을 수 있으며 멸균효과도 기대할 수 있다. 5. 배지내의 인산염의 농도를 $K_2$HPO$_4$ 및 KH$_2$PO$_4$동량으로 0.2~0.3%로 조절하면 HCl 및 H$_2$SO$_4$로 중화하여도 H$_3$PO$_4$로 중화할때와 동일한 결과를 얻었다. 즉 HCl로 중화할때는 인산염 농도를 0.2%(phosphorous 농도로 0.04%)로 조절하여 11.2g/$\ell$의 균체량을 얻었고 H$_2$SO$_4$로 중화할 때는 인산 .농도를 0.3%(인농도 0.04%)로하여 12.2g/$\ell$ 균체량을 얻어 H$_3$PO$_4$로 중화할때 보다 경제적인 면에서 효과적임을 알았다.

• 생명과학회지
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• 제30권2호
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• pp.156-161
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• 2020

산업화 이후 다양한 화학물질의 생산과 이용은 우리 삶의 질을 높이는데 기여하였지만 그로 인한 대량의 폐기물 방출은 필연적이며 환경오염은 날이 갈수록 심각해지고 있다. 환경오염에 의한 화학물질의 노출은 인간의 건강과 생태계에 악영향을 주고 있다. 우리의 삶에 영향을 줄 수 있는 오염된 환경을 정화하는 것은 매우 중요한 문제이다. 광범위한 석유화학제품의 사용으로 인해 독성 난분해성 방향족화합물이 토양, 지하수, 폐수 등에서 빈번하게 검출되고 있다. 특히 합성수지, 합성섬유, 염료, 살충제, 방부제 등의 원료로 사용되는 페놀은 주요 오염물질이며, 호흡곤란, 두통, 구토, 돌연변이, 발암 등을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 페놀분해균주인 DWB-1-8을 섬유폐수에서 분리, 동정하였으며 16S rRNA유전자 염기서열분석결과 Comamonas testosteroni로 동정 되었다. 본 실험 균주의 최적 생장 및 최적페놀분해 배양 조건은 0.7% K₂HPO₄, 0.6% NaH₂PO₄, 0.1% NH₄NO₃, 0.015% MgSO₄·7H₂O, 0.001% FeSO₄·7H₂O, 초기 pH 7 및 30℃ 였으며, 다른 독성 화합물인 벤젠, 톨루엔 혹은 크실렌(BTX)을 유일탄소원으로 이용하여 생장할 수 있었다.

• 현장농수산연구지
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• 제25권4호
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• pp.118-126
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• 2024

최근 글로벌 인구 증가,소득 향상에 따른 육류 소비증가 및 동불복지, 탄소중립, 지속 가능성 등에 대한 이슈로 대체육(식품) 시장이 급성장 하고 있다. 정부에서도 그린바이오융합형 신산업육성방안을 마련하여 대체식품을 육성하고 있으나, 국내 중소기업의 기술력 부족, 생산시설 미비 등으로 사업화에 어려움이 있어 기업의 애로사항 해결을 위한 공동활용 시설 장비 구축이 필요한 상황이다. 전라북도에서는 식물성 기반 대체육 산업화센터 설립을 통해 선진국 수준의 식물성 대체육 개발·가공 및 산업화 원천기술을 확보하기 위한 전략을 추진 중에 있다. 이에 본 연구에서는 전라북도에 식물성 기반 대체육 산업화센터가 구축될 경우를 가정하여 식물성 기반 대체육 산업화센터의 경제적 타당성을 분석하였다. 먼저 식물성 대체육산업화센터 설립을 위한 기본구상을 검토하여 편익과 비용을 추정하고 다음으로 식물성 대체육 산업화센터 설립의 경제적 타당성을 분석하였으며 마지막으로 식물성 대체육 산업화센터의 지역경제 파급효과를 분석하였다. 먼저, 식물성 대체육 산업화센터는 전북바이오융합산업진흥원 내에 있는 식품분석센터(현재)를 1,000m²를 개보수하여 설립할 예정이며, 산업화센터 기반구축과 장비구축 그리고 사업화 R&D 및 운영비 등으로 100억원이 소요될 예정이다. 식물성 대체육 산업화센터는 총 5명의 신규인력을 채용하여 시설/장비를 구축하고 중장기적으로 사업을 지원할 계획이며 생산지원팀, 품질분석팀, 경영지원팀 등 총 3개의 팀으로 구성하는 것이 효율적이라 판단된다. 인력구성은 기존인력을 활용함과 동시에 신규 전문인력을 채용하여 전문성을 확보해야 하며, 경영지원, 품질분석 등 기관이 보유 및 가용한 인력을 활용하도록 설계하였다. 식물성 대체육 산업화센터 사업시행기간(2023년~2025년)에는 수익이 발생하지 않지만, 사업종료 이후 2026년부터는 장비활용수익, 기술이전수익, 교육수익, 기타수익이 매년 발생한다. 사업종료 이후 1년차인 2027년에는 장비활용수익(단독장비사용료, 품질분석), 기술이전수익, 교육수익, 기타수익으로 910,000천원이 발생하고 이후 장비활용수익, 기술이전수익, 교육수입이 꾸준히 증가하여 사업종료 후 5년차인 2030년에는 장비활용수익 1,350백만원, 기술 이전료(노하우, 기술) 360백만원, 기술교육수익 60백만원, 기타수익 400백만원이 발생할 것으로 예상된다. 다음으로 식물성 대체육 산업화센터 설립을 위한 기본구상을 기초로 사업의 경제적 타당성과 파급효과를 분석하였다. 분석 결과, B/C=1.32, NPV=374백만 원, IRR=4.8%로 나타나, 대체육산업화센터 구축에 따른 경제성은 존재하는 것으로 나타났다. 또한 산업화 센터 구축에 따른 지역경제 파급효과를 분석한 결과, 전라북도에 380억 원이 투자될 경우 전국적인 생산유발효과가 740억 원, 부가가치유발효과가 298억 원, 취업유발효과가 672명 발생하는 것으로 추정되었다. 본 연구에서는 식물성 기반 대체육 산업화센터 설립에 따른 사업 타당성을 최초로 계측한 연구이지만, 현재에는 산업화센터가 설립되기 이전이기 때문에 산업화센터 설립에 따른 비용과 편익을 추정하여 분석하였다. 금후에는 산업화센터 설립에 대한 계획이 구체화 될 경우 보다 구체적이고 체계적인 자료에 기초하여 대체육 산업화센터 설립 타당성을 보완할 필요가 있다고 판단된다.