• 한국환경농학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.321-337
• /
• 1994

주택용 소형 퇴비화용기에 의한 부엌쓰레기의 퇴비화 가능성을 검토하기 위하여 두가지 용기(Type 1과 Type 2)를 제작하여 실험실 실험을 통하여 조사하였다. 두 용기의 구조는 같으나 차이점은 Type 1은 보온을 하였고 Type 2는 보온을 하지 않았다. 겨울철 실험을 통하여 Type 2는 우리나라의 기후 여건에 사용이 불가능한 것으로 판단되어 봄철 및 여름철 실험에서 제외하였다. 따라서 Type 1에 대한 계절 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 퇴비화기간 중 상승한 최고온도는 봄철 $58^{\circ}C$, 여름철 $57^{\circ}C$, 겨울철 $41^{\circ}C$였다. 따라서 우리나라의 기후조건에서는 반드시 보온이 필요하다는 것이 확인되었다. 2) 퇴비화원료물질의 무게는 8주 후 평균 62.5% 그리고 부피는 평균 74% 감소하였다. 3) 퇴비충의 밀도는 봄철 0.7kg/l, 여름철 0.8kg/l, 겨울철 1.1kg/l였다. 4) 수분함량은 전 퇴비화기간동안 큰 변동이 없었으며 8주 후 봄철 75.6%, 여름철 76.6%, 겨울철 76.6%였다. 5) pH는 계절에 따라 큰 차이를 보였으며 여름철에 가장 높았고, 겨울철에 가장 낮았다. 8주 후 봄철 6.13, 여름철 8.62, 겨울철 4.75였다. 6) 퇴비화시간의 경과에 따른 회분 및 유기물 함량은 유기물 분해속도가 빠를수록 증감현상이 뚜렷하였고 cellulose 및 lignin은 증가, hemicellulose 함량은 감소하였다. 7) 질소함량은 3.1-5.6%로 높았으며, 특히 여름철에 가장 높았다. 암모늄태 질소는 전반기에 증가했다가 감소하는 경향이었으며 겨울철 2주째 3,243mg/kg, 봄철 3주째 6,052mg/kg, 여름철 6주째 30,828mg/kg으로 가장 높았다. C/N율은 퇴비화시간이 경과함에 따라 감소하였으나 차이는 크지 않았다. 그러나 질산화는 봄 및 여름철에만 일어나고 겨울철에는 거의 일어나지 않았다. 8) 휘발성 및 고급유기산함량은 초기에 증가했다가 계절적으로 시기적 차이는 있으나 감소하였다. 총 유기산의 최고농도는 겨울철 2주째 10.1%, 봄철 2주째 5.8%, 여름철 4주째 15.7%였다. 9) 퇴비의 부숙도와 무관하게 각 무기성분함량은 $P_2O_5$ 0.9-4.4%, $K_2O$ 1.6-2.9%, CaO 2.4-4.6%, MgO 0.30-0.80%였다. 10) CN 및 각종 중금속함량도 퇴비화시간에 따라 큰 변화가 없었으며 각 함량범위는 계절 구분없이 CN 0.11-28.89mg/kg, Zn 24-l30mg/kg, Cu 5-219mg/kg, Cd 0.8-14.3mg/kg, Pb 7-42mg/kg, Cr ND-30mg/kg, Hg $ND-132.16\;{\mu}g/kg$이었다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.232-245
• /
• 1995

주택용 소형 퇴비화용기에 의한 부엌쓰레기의 퇴비화 가능성을 알아보기 위하여 두가지 용기 (Type 3 과 Type 4)를 제작하여 실험실 실험을 통하여 조사하였다. 두용기의 구조는 다 같이 용기의 벽을 이중으로 하였으며 Type 4는 보온을 하였고 Type 3은 보온을 하지 않았다. 겨울철 실험을 통하여 type 3은 우리나라의 기후여건에 사용이 불가능한 것으로 판단되어 봄철 및 여름철 실험에서 제외하였다. 따라서 Type 4에 대한 3 계절 실험결과를 요 약하면 다음과 같다. 1) 퇴비화기간 중 상승한 최고온도는 겨울 $43^{\circ}C$, 봄철 $55^{\circ}C$ 그리고 여릅철 $56^{\circ}C$ 였다. 2) 퇴비화원료물질의 무게는 8주 후 평균 63.3% 그리고 부피는 78% 감소하였다. 3) 퇴비층의 밀도는 겨울철 1.5kg/l, 봄철 0.8kg/1 그리고 여름철 0.8kg/1였다. 4) 수분함량은 전 퇴비화기간 동안 큰 변동이 없었으며 8주 후 겨울철 79.3%, 봄철 75.0% 그리고 여름철 70.0%였다. 5) pH 는 모두 첫주에 증가한 후 2주째에 감소하였다. 그 이후는 계절별 차이는 있었으나 계속 증가하였다. 8주 후 pH는 겨울철 6.19, 봄철 7.59 그리고 여름철에 8.69였다. 6) 퇴비화시간의 경과에 따른 회분 및 유기물함량은 분해속도가 빠를수록 증감현상이 뚜렷하였고 cellulose 및 lignin은 증가, hemicellulose 함량은 감소하였다. 7) 질소함량은 3.3-6.8%로 높았으며, 특히 여름철에 대단히 높았다. 암모늄태 질소함량은 전반에 증가했다가 감소하였으며 겨울철 8주째 2.404mg/kg, 봄철 3주째 12,400mg/kg 그리고 여름철 3주째 20,718mg/kg으로 가장 높았다. C/N율은 퇴비화기간의 경과에 따라 감소하였으나 차이는 크지 않았다. 여름철에 질산화가 가장 활발하였다. 8) 휘발성 및 고급유기산함량은 초기에 증가했다가 계절별로 시기적 차이는 있으나 감소하였다. 총 유기산의 최고농도는 겨울철 6주째 9.7%, 봄철 6주째 14.8% 그리고 여름철에는 2주째 15.8%였다. 9) 퇴비의 부숙도와는 무관하게 각 무기성분함량은 $P_2O_5$ 0.9-4.4%, $K_2O$ 1.6-2.4%, CaO 2.2-5.4% 그리고 MgO 0.30-0.61%였다. 10) CN 및 각종 중금속함량도 퇴비화시간의 경과에 따라 큰 변화가 없었으며 각 함량범위는 계절 구분없이 CN 0.21-14.55 mg/kg, Zn 11-166 mg/kg, Cu 5-65 mg/kg, Cd 0.5-10.8 mg/kg, Pb 6-35 mg/kg, Cr ND-33 mg/kg 그리고 Hg ND-302.04 g/kg 이였으며 중금속 역시 다른 무기성분들과 마찬가지로 퇴비화가 진행되면서 축적되지는 않았다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제16권11호
• /
• pp.1583-1591
• /
• 2003

The influence of varying levels of urea and additives on nitrogen (N) retention and chemical composition of wheat straw was studied. The wheat straw was treated with 4, 6 and 8% urea and ensiled with 1.5, 2 and 2.5% of acetic or formic acid and 2, 4 and 6% of corn steep liquor (CSL) or acidified molasses for 15 days. The N content of wheat straw was significantly different across all treatments. The N content of urea treated wheat straw was increased with the increasing level of urea. The N content was higher in urea treated wheat straw ensiled with acetic or formic acid as compared to urea treated wheat straw ensiled without these organic acids. The N content of urea treated wheat straw was further enhanced when it was ensiled with CSL or acidified molasses. This effect was significant across all levels of urea used to treat the wheat straw. Nitrogen retention in urea treated wheat straw was decreased linearly as the urea level was increased to treat the wheat straw. The N content was increased linearly when higher levels of CSL or acidified molasses were used to ensile the urea treated wheat straw. Most of the N in urea treated wheat straw was held as neutral detergent insoluble N (NDIN). The NDIN content was increased linearly with the increasing levels of urea and additives. The neutral detergent fiber (NDF) contents were higher in urea treated wheat straw ensiled with acetic or formic acid as compared to urea treated wheat straw ensiled without additive. The NDF content further increased in urea treated wheat straw ensiled with CSL and acidified molasses. The entire increase in NDF content was because of fiber bound N. The hemicellulose content of urea treated wheat straw ensiled with CSL or acidified molasses was higher as compared to urea treated wheat straw ensiled with acetic or formic acid. The acid detergent fiber content of urea treated wheat straw ensiled with or without additives remained statistically non-significant. The cellulose contents of wheat straw was linearly reduced when urea level was increased from 4 to 6 and 8% to treat the wheat straw. This effect was further enhanced when urea treated wheat straw was ensiled with different additives. The results of the present study indicated that fermentable carbohydrates might improve the Nitrogen retention and bring the favorable changes in physiochemical nature of wheat straw. However, biological evaluation of urea treated wheat straw ensiled with fermentable carbohydrates is required.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제19권9호
• /
• pp.1305-1313
• /
• 2006

Five male dairy goats (Saanen), 4.6 month old with a body weight of 21.4 ($SD{\pm}1.6$) kg, were used to examine 5 dietary urea treatments in a $5{\times}5$ Latin Square experimental design. The five levels of urea were 10, 20, 30, 40 and 50 g urea/kg DM of steam-treated oil palm fronds (OPF) and dry matter intake tended (p>0.05) to increase with increasing urea supplementation up to 30 g/kg OPF (77.7 g/kg $BW^{0.75}$), but decreased (p<0.05) with 40 and 50 g urea/kg OPF (67.4 and 63.7 g/kg BW0.75, respectively) supplementation. Similarly, dry matter, organic matter, crude protein, neutral detergent fiber and hemicellulose digestibilities increased (p<0.05) with the addition of urea to 30 g/kg OPF but thereafter decreased (p<0.05) with 40 and 50 g/kg OPF. Ruminal pH, ruminal $NH_3$-N concentration and plasma urea concentration increased linearly (p<0.01) and quadratically (p<0.01) as a consequence of addition of urea to the diet. Excretion of total purine derivatives (PD) by goats fed 30 g of urea/kg OPF was highest (p<0.05) followed by goats fed 20, 40, 10 and 50 g of urea/kg OPF. Microbial N (g N/day) and efficiency of microbial N supply expressed as g N/kg organic matter apparently digested in the rumen were higher (p<0.05) in goats fed 30 g of urea/kg OPF (5.5 g N/day and 22.0 g N/kg DOMR, respectively) than in goats on 10 and 50 g of urea/kg OPF treatments. However, the former did not differ from goats fed 20 g of urea/kg OPF (3.9 g N/day and 16.6 g N/kg DMOR, respectively). Ruminal VFA concentration, protein/energy ratio, N absorption and N retention increased (p<0.05) with the addition of urea to the diet up to 30 g/kg OPF but decreased (p<0.05) with 40 and 50 g/kg OPF. This implies that the optimal level of urea supplementation in an OPF based diet was about 30 g urea/kg OPF.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제21권4호
• /
• pp.547-554
• /
• 2008

In performance, digestibility and slaughter trials, a total of forty five male weaned lambs were used to examine the effects of monensin and live yeast supplementations on growth performance, nutrient digestibility, carcass characteristics and ruminal fermentation parameters when the lambs were fed steam-flaked corn-based diets. Animals were allotted to one of three treatment diets in a completely randomized design. The three treatment diets were: (1) basal diet (CON) with steam-flaked corn as a sole grain source, (2) basal diet supplemented with monensin (MO), and (3) basal diet supplemented with live yeast (LY). Total average daily intake (ADI) was unaffected by MO and LY supplementations. LY supplementation increased (p<0.05) average daily gain (ADG) by 13.1% compared with the CON diet. Both MO and LY supplementations resulted in a significant improvement (p<0.05) of feed efficiency over the CON diet (4.47, 4.68 vs. 5.05). Hemicellulose digestibility was higher (p<0.05) for lambs in the LY supplementation group (62.4%) as compared with the CON group (55.7%), but no differences were observed in digestibilities of dry matter (DM), organic matter (OM), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF). All carcass traits were not influenced by dietary supplementations. Ruminal pH in lambs fed the LY supplemental diet was more stable than that with the CON diet (6.57 vs. 6.17). Neither MO nor LY supplementation influenced the concentration of ruminal ammonia-N and total volatile fatty acid (VFA), and molar percentages of individual VFA. Plasma urea-N concentration was decreased (p<0.05) by MO and LY supplementations, while plasma ${\beta}$-hydroxybutyrate (BHBA), glucose and other blood parameters were unaffected. In conclusion, while both MO and LY supplementations had a positive impact on feed efficiency and LY supplementation stabilized ruminal pH and improved fiber utilization, none of the supplements had the capacity to significantly enhance the carcass characteristics.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제31권5호
• /
• pp.738-747
• /
• 2018

Objective: In a previous study, analysis of Illumina sequenced metagenomic DNA data of bacteria in Vietnamese goats' rumen showed a high diversity of putative lignocellulolytic genes. In this study, taxonomy speculation of microbial community and lignocellulolytic bacteria population in the rumen was conducted to elucidate a role of bacterial structure for effective degradation of plant materials. Methods: The metagenomic data had been subjected into Basic Local Alignment Search Tool (BLASTX) algorithm and the National Center for Biotechnology Information non-redundant sequence database. Here the BLASTX hits were further processed by the Metagenome Analyzer program to statistically analyze the abundance of taxa. Results: Microbial community in the rumen is defined by dominance of Bacteroidetes compared to Firmicutes. The ratio of Firmicutes versus Bacteroidetes was 0.36:1. An abundance of Synergistetes was uniquely identified in the goat microbiome may be formed by host genotype. With regard to bacterial lignocellulose degraders, the ratio of lignocellulolytic genes affiliated with Firmicutes compared to the genes linked to Bacteroidetes was 0.11:1, in which the genes encoding putative hemicellulases, carbohydrate esterases, polysaccharide lyases originated from Bacteroidetes were 14 to 20 times higher than from Firmicutes. Firmicutes seem to possess more cellulose hydrolysis capacity showing a Firmicutes/Bacteroidetes ratio of 0.35:1. Analysis of lignocellulolytic potential degraders shows that four species belonged to Bacteroidetes phylum, while two species belonged to Firmicutes phylum harbouring at least 12 different catalytic domains for all lignocellulose pretreatment, cellulose, as well as hemicellulose saccharification. Conclusion: Based on these findings, we speculate that increasing the members of Bacteroidetes to keep a low ratio of Firmicutes versus Bacteroidetes in goat rumen has resulted most likely in an increased lignocellulose digestion.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제19권4호
• /
• pp.521-525
• /
• 2006

The present study was undertaken to evaluate the effect of flushing of ewes with concentrate pellets just before the mating season on their nutrient utilization and reproductive performance on farms. Forty-eight Malpura ewes, 1-5 years old were randomly divided into 2 groups of 24 each (G1and G2). Ewes in both the groups were grazed on natural rangeland from 07.00 to 18.00 hr followed by night shelter in animal shed. G1 ewes were maintained on sole grazing while G2 ewes, in addition to grazing, received concentrate pellets at the rate of 1.5% of their body weight. The mean biomass yield of the community rangeland was 0.46 ton DM/hectare. The intakes of DM (g/kg $W^{0.75}$), DCP (g/kg $W^{0.75}$) and ME (MJ/kg $W^{0.75}$) were higher (p<0.01) in G2 as compared to that of G1 being 86.5, 10.2 and 1.15 and 57.5, 4.7 and 0.75, respectively. The digestibility of DM, OM, CP, NDF and hemicellulose were also higher (p<0.01) in G2 as compared to that of G1 being 57.2, 76.7, 78.9, 51.9 and 81.6 and 50.8, 68.7, 68.4, 45.4 and 74.4, respectively. The conception rate was higher (79.2%) in flushed ewes as compared to that of non-flushed (66.7%). Five of the pregnant ewes died and another 5 aborted in G1 while in G2, 5 ewes aborted with no mortality. The lambing was higher (73.7%) in G2 than that in G1 (37.5%). The birth weight of lambs was higher (p<0.05) in G2 (3.47 kg) than that in G1 (2.95 kg). Further, the birth weight of male lambs was higher (3.28) than that of female lambs (3.14). It is concluded that the biomass yield of the community rangeland in semi-arid region of India is low and insufficient to meet the nutrient requirement of ewes prior to mating season. However, concentrate supplementation at the rate of 1.5% of body weight to ewes during this critical stage enhanced their plane of nutrition, reproductive performance, body condition and birth weights of lambs.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제55권5호
• /
• pp.609-617
• /
• 2017

목질계 바이오매스는 바이오 연료 및 바이오 화학제품 생산을 위한 재생 가능 자원이다. 푸르푸랄(furfural, FF)은 목질계 바이오매스의 헤미셀룰로스로부터 화학적 촉매전환으로 유도되는 주요한 플랫폼 케미칼이다. 테트라히드로푸르푸릴 알코올(Tetrahydrofurfuryl alcohol, THFA)은 FF의 유도체로 열적 화학적 안정성을 지닌 친환경 용매로 이용 가능하다. FF를 THFA로 전환하는 실험적 연구가 다수 존재함에도 불구하고, FF로부터 THFA의 대량생산에 관한 경제적 실현가능성에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 개발된 전환기술의 상용화 단계에서 기술적 병목점 확인과 스케일업 문제의 해결을 위한 정보를 얻기 위해 실증플랜트 규모의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 FF의 THFA로의 화학적 촉매전환에 대해 공정 시뮬레이션 및 기술경제성 평가가 수행되며, 3가지 단계(통합 공정 디자인, 열 통합, 경제성 평가)를 거친다. 실험연구 결과를 기반으로 전환공정과 분리공정을 포함하는 실증플랜트 규모의 통합공정이 설계된다. FF 처리량은 일일 255톤이며, FF로부터 THFA로의 수율은 63.2~67.9 mol%이다. 통합공정에 대해 열 통합을 수행하여 가열요구량을 최초 대비 14.4~16.4% 감소시킬 수 있었다. 최종적으로 경제성 평가를 통해 전체 공정의 주요 비용원을 분석하고 THFA의 최소판매가격을 결정하였다. 개발된 공정에서 생산되는 THFA의 최소판매가격은 1톤당 2,120~2,340 달러로, 현재 THFA의 시장 가격에 근접한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제44권5호
• /
• pp.685-694
• /
• 2016

본 연구에서는 반탄화 과정에서 바이오매스 열분해 거동을 열중량 분석과 발생되는 기체분석으로 확인하였다. 반응온도는 $220{\sim}300^{\circ}C$, 승온속도 $10{\sim}30^{\circ}C/min$, 반응시간은 110분으로 고정하여 분석하였다. 백합나무 중량감소율은 $220^{\circ}C$에서 8.01~8.81%, $300^{\circ}C$에서 71.86~77.38%로 나타났으며, $240^{\circ}C$ 이상에서 급격하게 증가하였다. 반면 낙엽송 중량감소율은 $300^{\circ}C$에서 49.58~54.15%로 백합나무와 비교하여 낮았다. 백합나무에 대한 활성화 에너지는 87.32~91.24 kJ/mol으로 승온속도에 따라 큰 차이를 나타내지 않았으며, 낙엽송에 대한 활성화 에너지는 83.85~91.60 kJ/mol으로 나타났다. 반탄화 과정에서 발생하는 가스성분은 대부분 헤미셀룰로오스 유래 성분이었으며 반응온도가 증가하면서 성분의 종류 및 농도도 증가하였다. 백합나무에서는 furfural, acetic acid가 고농도로 검출되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제36권6호
• /
• pp.138-146
• /
• 2008

본 연구에서는 잎담배처리공정 및 궐련제조공정에서 분리되어 배출되는 바이오매스 중에서 가장 많은 양을 차지하는 황색종 주맥 바이오매스의 화학성분, 세포벽 물질 조성 및 비등온 조건에서의 열분해 특성에 대해 분석평가 하였다. 주맥 바이오매스에는 전건시료 기준으로 조회분이 19.1%, 전당성분은 20.7%로 다량 함유되어 있었고, 무기원소 중에는 칼륨이 3.8%, 개별당 중에는 fructose 함량이 6.2%로 가장 많은 것으로 분석되었다. 세포벽 성분 중 리그닌 함량은 3%로 낮았지만 펙틴의 함량은 7%로 높았으며, 홀로셀룰로오스는 전체의 13% 정도를 차지하였고, 이중 $\alpha$-셀룰로오스의 함량은 약 60%, 나머지는 $\beta$와 $\gamma$-셀룰로오스로 나타났다. 공기기체 조건과 질소기체 조건에서 황색종 주맥의 열분해 특성은 서로 다르게 나타났는데, 특히 산소가 존재하는 공기기체 조건에서는 $473^{\circ}C$와 $581^{\circ}C$ 온도에서 질소기체 조건에서는 나타나지 않는 열감량 피크들이 DTG 곡선에서 나타났으며, 이 중 $581^{\circ}C$ 온도에서의 피크는 열수추출하여 용해성분을 제거한 주맥의 열분해 시에는 발생하지 않았다. 분리된 용해성 성분을 냉동건조 시킨 후 열감량 분석을 실시한 결과 이 피크가 용해성 성분에서 기인된 것임을 확인할 수 있었다. 주맥 바이오매스의 헤미셀룰로오스와 셀룰로오스 열분해 특성차이는 질소기체 조건에서 더욱 확실하게 구별되어 나타나는 것을 확인할 수 있었다.