본 연구에서는 유가금속 회수를 한 전기차 폐배터리 부산물의 재활용에 관하여 연구하였다. 폐배터리 부산물에는 희토류들이 남아있으나, 부산물의 형태로는 소재로서의 가치가 없기에 정제과정을 거쳐 희토류 산화물로 회수하였다. 희토류침전분말 형태의 부산물을 30% 수산화나트륨을 이용하여 가공이 편한 수산화물로 변환한 뒤, 옥살산의 용해도 차이를 이용하여 남아 있는 불순물을 정제한 뒤, D2EHPA (Di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid)를 사용하여 이트륨을 분리하였다. 과망가니즈산 칼륨을 이용하여 세륨을 분리 후, PC88A (2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester)를 사용하여 란타넘과 네오디뮴을 분리하였다. 그 후 800 ℃의 온도에서 소성하여 란타넘, 네오디뮴 산화물로 재생하는 방법을 확인하였다.
하이브리도마를 쥐의 복강이나 in-vitro에서 배양한 뒤 생산된 IgG1 type의 쥐 단일클론 항체를 정제하기 위하여 음이온 교환 크로마토그래피를 이용하였다. 배양이 끝난 배지를 원심분리하여 세포를 제거하고 50-60% ammonium sulfate로 침전물을 만든 다음 0.025M Tris-HCI(pH8.2)용액으로 투석하여 salt가 제거된 sample을 DEAE-Trisacryl M에 부하하였다. Column에 결합된 항체는 30-40mM NaCl 을 포함하는 0.025M Tris-HCI(pH8.2)용액으로 용출하였다. 혈청농도가 높은 배지 (10% FBS)에서는 50% ammonium sulfate 처리로 90% 이상의 항체가 회수되었으나 저혈청 배지 (2% FBS)에서는 60% ammonium sulfate 처리에도 회수율이 84%에 그쳤다. 후자의 경우 한외여과법 (ultrafiltration)을 이용하여 항체 회수율을 91%까지 증가시킬 수 있으나 농축된 항체를 크로마토그래피로 정제하였을 때 그순도가 ammonium sulfate 침전법에 비해 낮아졌다. 하이브리도마 Alps 25-3, HCGK, A4W, KW를 여러가지 배양조건에서 배양한 뒤 생산된 항체를 DEAE-Trisacryl M chromatography를 이용하여 정제해 본 결과 대체로 순도 70-80%의 항체를 얻을 수 있었고 이때 항체 회수율은 65% 선이었다. 항체의 순도를 높이기 위해서는 affinity chromatography 혹은 gel filtration과 같은 2차적인 방법이 필요 할 것으로 보이며 한 예로 affinity chromatography를 이용하여 순도 95%의 항체를 얻었다.
가공식품의 개발에 있어서 식품의 맛과 더불어 저장성, 열안정성 및 색조유지는 소비자의 기호도에 중요한 영향을 미친다. B. subtilis EK11 유래의 PPase는 식물조직 중엽부의 주성분인 불용성 protopectin을 분해하여 단세포화하는 효소이다. PPase를 단감에 작용시켜 단감 고유의 세포 속에 함유되어 있는 세포내 성분들의 파손 없이 단세포를 유리하였다 PPase처리된 단감 단세포화물의 착즙 후 회수율과 잔사율은 각각 95%와 5%로서, 기계적 마쇄물에서 의 85%와 15%에 비하여 높은 회수율과 낮은 잔사율을 나타내었다. 총당, 환원당, 자당, 조단백질, 조지방 및 조섬유의 함량변화는 큰 차이가 없었으며, 이는 단세포 처리에 의하여 이들 성분이 안정하게 유지됨을 알 수 있었다. 식품중 열 또는 빛 에 가장 불안정한 비타민 C의 경우 단감 단세포화물은 1일 경 과 후에도 50% 이상이 보존되는 것으로 보아 단세포에 의한 일반적인 구성 성분이 안정하게 유지, 보호됨을 알 수 있다. PPase로 처리된 단감 단세포화물을 4$^{\circ}C$에서 9일간 저장하며 색조를 관찰한 결과, 단세포화물에서는 뚜렷한 색조의 차이가 없었고 기계적 마쇄물에서는 변색이 일어났다. 또한 단감 단세포화물을 10$0^{\circ}C$에서 60분간 열처리한 후 관찰한 결과, 기계적 마쇄물의 경우 짧은 처리에도 변화를 보였으나 단세포화물에서는 그다지 큰 변화가 없었으며 이는 효소적 단세포화물의 높은 열 안정성을 의미한다. PPase를 이용한 단감의 단세포화는 음료제조 및 원료보존에 유용하게 응용가능하며, 나아가 단감 단세포화물의 폭넓은 식품소재화 가능성과 고부가가치 기능성 식품제조에 이용될 수 있음을 의미한다.
오존처리의 소독 부산물인 알데하이드류를 HPLC로 분석하는 최적 분석법을 확립하였다. 예비실험을 통하여 알데하이드류는 포름알데하이드, 아세트알데하이드, 아크롤레인, 프로피온알데하이드, 부틸알데하이드, 벤즈알데하이드 6종과 케톤류인 아세톤 1종 모두 7종을 대상 시료로 선정하였다. HPLC에 의한 알데하이드-DNPH 유도체를 최적화 하기 위해 시트르산 완충용액의 pH, 반응 온도, 반응 시간, DNPH 농도, 추출 용매의 종류 및 조성의 최적 조건을 구하였다. 그 결과 시트르산 완충 용액의 pH는 3.0, 반응 온도는 40$^{\circ}C$, 반응시간은 15분, DNPH의 농도는 0.012%에서 최적 반응 조건임을 알 수 있었으며, 반응이 완결된 알데하이드-DNPH 유도체를 $C_18$Sep-Pak 카트리지에 농축시켜 과량의 DNPH를 용리시킨 다음 탈착용매로서 THF/ACN=70/30의 혼합용매 2mL로 탈착하였을 때 87∼107% 범위의 회수율을 나타내었다. HPLC 분리 조건으로서 Nova-Pak $C_18$ 컬럼상에서 이동상의 초기 조건은 ACN/MeOH/Water=30/10/60 에서 최종 조건은 80% ACN으로 하는 기울기 용리를 수행하였을 때 7종의 알데하이드류가 20분 이내에 용리되면서 모두 거의 기준선 분리가 되었다. 본 실험에서 확립한 알데하이드-DNPH 유도체의 최적 분석 조건과 EPA Method 554와 회수율을 비교한 결과, 본 실험에서는 86∼103%, EPA Method 554로부터는 84∼103%으로 거의 일치한 결과를 나타내었다.
폴리설폰 분리막을 이용한 바이오 메탄 가스 농축 특성을 이론적 방법으로 분석하였다. 병류 흐름 분리막 공정의 지배 방정식을 유도하고 Compaq Visual Fortran 6.6 소프트웨어를 이용하여 유도된 비선형 상미분 방정식을 수치 해석하였다. 공급 메탄 몰분율이 0.7로 주어진 전형적 운전조건에서 분리막 입구로부터 출구로 이동하면서 잔류 측 메탄몰분율은 0.7에서 0.76로 증가하였고 공급유량 대비 잔류유량 비는 1에서 0.79로 감소하였다. 공급 메탄 몰분율 또는 공급 압력이 증가할수록 잔류 측 메탄 몰분율은 증가하였다. 분리막 길이를 고정한 상태에서 분리막 면적이 감소하거나 투과 측 압력 대 공급 측 압력 비가 증가함에 따라 잔류 측 메탄 몰분율이 감소함을 확인하였다. 총 투과 분율이 증가할수록 잔류 측 메탄 몰분율은 증가하였고 메탄 회수율은 감소함을 관찰할 수 있었다.
본 연구에서는 생활폐기물 내 재활용성 물질을 대상으로 선별품목별 겉보기밀도와 조성비로 산정한 혼합폐기물의 겉보기밀도치를 평가함으로써 재활용성 폐기물의 관리 및 시설설계에 활용할 수 있도록 겉보기밀도에 대한 기초자료를 제공하고자 하였다. 4회에 걸쳐 선별장에 반입된 1,800 kg의 재활용성 폐기물을 대상으로 선별품목별 중량 및 부피조성비, 선별 전 후의 겉보기밀도를 조사하였다. 선별품목별 겉보기밀도는 병류가 $379.0kg/m^3$로 가장 높았으며, 고철류, 잡쓰레기, 기타, 캔류, 플라스틱류의 순으로 나타났다. 또한 선별품목별 조성비는 중량기준으로는 병류와 플라스틱류가 40.6%, 32.6%를 차지하였으나 부피기준 적용 시 플라스틱류는 60.2%로 대폭 증가하는 반면에 병류는 8.9%로 크게 낮아져 조성비 적용방식에 따라 품목별 조성비의 변동폭이 다르게 나타났다. 또한 재활용성 혼합폐기물의 겉보기밀도는 조성비를 부피기준으로 적용하는 방식이 중량기준 적용방식보다 실측치에 유사하게 나타났다. 이러한 조사결과를 바탕으로 폐기물 처리설비 설계에 사용되는 재활용성 혼합폐기물의 겉보기밀도 산정 시에는 부피기준 조성비를 적용하는 방식이 적절한 것으로 평가되었다.
각종 고분자 화합물과 섬유산업에 응용되어왔던 아크릴산은 지금까지 화석원료를 이용하여 생산되어 왔다. 그러나 최근 화석원료의 가격 불안정성과 화석연료 유래 제품의 전주기에 걸친 온실가스 배출로 인해 재생 가능한 바이오매스로부터 아크릴산을 생산하는 공정에 관심이 높아지고 있다. 재생 가능한 탄소원으로부터 경제적으로 아크릴산을 생산하기 위해서는 효율적인 분리공정 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 수용액 내의 아크릴산을 추출하기 위해 3차 아민추출제인 TOA를 사용하여 반응추출을 실시하였다. 각종 변수들이 추출능에 미치는 영향을 알아보고자 희석제의 극성과 TOA의 농도, 수용상에서 아크릴산의 농도에 변화를 주며 실험을 진행하였다. 아크릴산의 추출능은 TOA의 농도와, 알콜의 극성에 비례하였으며 최대 추출능은 95% 이상인 것으로 나타났다. 추출 후 산과 아민의 복합체의 형성을 확인하기 위해 적외선분광법을 실시하였고, 적외선분광법을 바탕으로 평형모델 식을 세워 추출평형 데이터를 해석하였다. 적외선분광법을 통하여 TOA의 농도가 높아질수록 (1, 1) 복합체의 비율이 증가하는 반면 아크릴산 이합체의 비율이 감소하는 것을 확인하였으며 이를 바탕으로 수립된 평형모델은 평형데이터를 잘 모사하였다.
본 연구는 정신장애인의 정신질환 발병 이후 생애경험을 '생애사적 진행과정구조'에 주목하여 재구성함으로써 발병이후 위기의 진행과 전환의 과정을 이해하고자 한다. 정신장애인 5명이 연구에 참여했으며, 수집된 자료는 Sch$\ddot{u}$tze의 생애사적 이야기식 인터뷰(narrative interview)분석에 의하여 이루어졌고 위기 상황의 전환을 중심으로 '발병과 혼란단계'와 '집중적 치료 재활단계로' 나누어 재구성하였다. 전자는 '질환에 압도당함, 고통스런 삶의 반복과 감내, 가족으로부터의 분리', 후자는 '정신보건법 제정과 지역사회정신보건서비스의 확대, 사회적 역할변화를 통한 자신의 재발견, 생애사적 잠재성을 깨닫게 해준 중요한 타인, 지역사회통합의 장애물 경험, 가족관계의 재통합, 발병이전의 삶에 대한 고찰을 통한 질병경험의 재해석, 미래에 대한 기대'라는 주제로 분석했다. 그리고 두 단계를 전체적으로 비교분석하였다.
포도종실추출물에 함유되어 강력한 항산화 작용을 나타내는 성분인 proanthocyanin의 구성 성분이면서 에피머인 (+)-catechin과 (-)-epicatechin을 CE법을 이용하여 분석하였다. CE법을 이용한 catechin류 분석의 최적 조건은 fused silica capillary$(20cm{\times}50{\mu}m)$, current $56{\mu}A$, voltage 10 kV, phosphate/borate buffer(pH 6.0), 온도 $20^{\circ}C$로서 (+)-catechin과 (-)-epicatechin을 6분 이내에 매트릭스의 방해없이 분석할 수 있었다. 비색법, HPLC법과 CE분석법의 특징을 비교해 보면 비색법은 (+)-catechin과 (-)-epicatechin합한 총 함량은 알 수 있으나 두성분의 분리는 할 수 없었다. 또한 HPLC방법은 표준품은 두 성분이 잘 분리되었으나 시료 분석 시 proanthocyanin을 가수분해하기 위해 첨가한 산으로 인해 시료가 강산성을 띠어 컬럼 손상되는 문제가 있어 직접 분석이 불가능하여 시료를 희석해야 했으며, 희석을 하여 분석할 경우에도 많은 잡 피크들로 정량적인 결과를 얻기에 용이하지 않았다. 한편 CE법의 경우 산 가수분해한 시료를 별다른 처리 없이도 다른 성분의 방해 없이 분석할 수 있었다. 분석소요시간의 경우 비색법은 실험단계가 복잡하여 많은 시간이 걸렸으며 HPLC는 15분 그리고 CE는 6분 이내에 분석이 가능하였다. 재현성과 직선성을 보면 HPLC와 CE의 방법이 모두 양호하였고 검출한계에 있어서는 CE법이 0.035mg/L로서 검출감도가 매우 우수하였다. 이와 같이 CE법은 포도종실에 존재하는 (+)-catechin과 (-)-epicatechln을 분석하는데 방법의 용이성, 분석결과의 정확성에 있어서 기존 방법인 비색법과 HPLC 방법보다 우수한 결과를 나타내었다.
금 정광으로부터 순수한 금속 형태의 Te을 얻기 위하여 소성처리, 차아염소산 용출, Fe 제거 및 전기분해실험을 수행하였다. 정광 및 소성시료에 포함되어 있는 Au, Ag 및 Te는 왕수보다 차아염소산에서 더 많이 용해된 반면에 Pb, Zn, Fe 및 Cu는 차아염소산보다는 왕수에서 더 많이 용출되었다. 전기분해하기 전, 차아염소산 용출-용액에 NaOH를 첨가한 결과 Fe가 정광시료에서 96% 제거되었지만 소성시료에서는 98% 제거되었다. 전기분해실험을 240분 동안 수행한 결과, 금속 구리가 정광시료에서 98% 회수된 반면에 소성시료에서 99%나 회수되었다. 이는 소성처리에 의하여 S가 제거되었기 때문이다. 양극 슬라임도 정광시료보다 소성시료의 전해질 용액에서 더 많이 생성되었다. 양극 슬라임을 자력선별한 결과 순수한 자연금속 형태의 텔루륨이 정광시료보다 소성시료에서 더 많이 회수되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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