• 한국산림과학회지
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• 제99권5호
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• pp.706-710
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• 2010

Understanding of chemical composition and energy contents in tree is important to develope strategies of renewable energy policy to cope with climate change. Residual biomass as renewable energy source was evaluated and focused on the bark-containing branches. Chemical analysis studies were conducted for different part of yellow poplar (Liriodendron tulipifera), which were partitioned to inner bark, outer bark, small branches, medium branches, big branches and trunk. The variations in hydrophobic extractives, hydrophilic extractives, lignin, carbohydrate compositions, energy contents (higher heating value) and the ash content were determined. The inner and outer bark had higher ash content, hydrophobic and hydrophilic extractives content, and higher energy content than those of tree trunk. Polysaccharides content in inner and outer bark was quite lower than those of stem or branches. Based on the energy content of residual biomass, replacement of fossil fuel and greenhouse gas emission abatement were calculated.

• 한국대기환경학회지
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• 제30권6호
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• pp.538-544
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• 2014

A traditional fireplace has been used, but not much, for heating and cooking in rural area, Korea. Traditional fireplace as one type of biomass burnings is also emitting various air pollutants. Air pollutants emission from traditional fireplace was estimated in this study. There are two types of traditional fireplace, one for combined heating and cooking, the other one for cooking only. Types of fuels mostly used in traditional fireplace were wood, agricultural residue, solid waste. Activity levels such as fuel types, amount of fuel loading, and temporal variation were investigated by field survey over Korea. Estimated annual emissions from traditional fireplace were CO 6,335.0, NOx 555.0, SOx 9.6, VOC 1,771.7, TSP 181.4, $PM_{10}$ 119.9, $PM_{2.5}$ 96.2, $NH_3$ 1.4 ton/yr respectively. When emissions compared with the national emission inventory (CAPSS: Clean Air Policy Support System) of 2010 year, CO and $PM_{10}$ occupy 0.8% and 0.1% of total national emission, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.75-78
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• 2006

With the increasing environmental consideration and stricter regulations waste gasification is considered to be more attractive technology than conventional incineration for energy recovery as well as material recycling. The experiment for combustible waste was performed In the fixed bed gasifier to investigate the gasification behavior with the operating conditions in a 5ton/day fixed bed gasifier The experiments of operation with 10-50 hours were carried out to determine the effects of bed temperature and oxygen/waste rat io on the syngas composition, calorific value and carbon conversion. The calorific values of the produced syngas decreased with an Increase of bed temperature because combust ion reaet ion more act ively happened. The syngas composition of wood waste gasification is CO: 34.4%, $H_2: 10.7%,\;CH_4: 6.0%,\;CO_2: 48.9%$ and that of RPF is CO: 33.9%, $H_2: 26.1%,\;CH_4: 10.7%,\;CO_2: 29.2%$. The average calorific values of produced gas were about $1,933kcal/Nm^3,\;2,863kcal/Nm^3$, respectively

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.103-109
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• 2007

The increasing industrialization of the world has led to precipitous rise for the demand of petroleum-based fuels. The world is presently confronted with the twin crises of fossil fuel depletion and environmental pollution. The search for alternative fuels, which promise a harmonious correlation with sustainable development, energy conservation, efficiency and environmental preservation, has become highly pronounced in the present. Bioenergy is playing an increasingly important role as an alternative and renewable source of energy. Use of Bioenergy has several potential environmental advantages. The most important perhaps is reduction in life cycle greenhouse gases emissions relatives petroleum fuels, since bioenergy is derived from plants which convert Carbon dioxide ($CO_{2}$) into Carbohydrates in their growth. Bioenergy includes solid biomass, biomas and liquid bio-fuels which are fuels derived from crop plants, and include biomass that's directly burned. The two most important bio liquid fuels today are bioethanol from fermenting grain, grass, straw or wood, and biodiesel from plant seed oil.

• 한국산림과학회지
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• 제44권1호
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• pp.43-47
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• 1979

증가(增加)하는 임산물수요(林産物需要) 및 극심(極甚)한 에너지 문제(問題)로 세계(世界) 여러나라에서는 집약적(集約的)인 임업경영방법(林業經營方法)으로 단위면적당(單位面積當) 생산량(生産量)을 높이자는데에 많은 관심을 모으고 있다. 이 방법(方法)으로 얻은 생산물(生産物)이 증대(增大)될 섬유(纖維) 및 에너지 수요(需要)를 전적(全的)으로 충당(充當)하지는 못할지라도 적어도 이의 일부(一部)를 충당(充當)할 수 있을 것으로 보이며 특히 임산물(林産物) 및 에너지 자원(資源)이 부족(不足)한 우리나라에서는 집약적(集約的)인 임업경영(林業經營)이 절대 필요(必要)하며 그리고 식재가능면적(植栽可能面積), 절절(適切)할 수종(樹種) 및 현존(現存) 임업기술(林業技術)의 이용가능성(利用可能性)으로 보아 집약적(集約的)인 임업경영(林業經營)의 실행가능(實行可能)함을 보인다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권6호
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• pp.482-493
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• 2005

Biomass is originally photosynthesized from inorgainic compounds such as $CO_2$, minerals, water and solar energy. Recent studies have shown that anaerobic bacteria have the ability to convert recalcitrant biomass such as cellullosic or chitinoic materials to useful compounds. The biomass containing agricultural waste, unutilized wood and other garbage is expected to utilize as feed, food and fuel by microbial degradation and other metabolic functions. In this study we isolated several anaerobic, cellulolytic and chitinolytic bacteria from rumen fluid, compost and soil to study their related enzymes and genes. The anaerobic and cellulolytic bacteria, Clostridium thermocellum, Clostridium stercorarium, and Clostridium josui, were isolated from compost and the chitinolytic Clostridium paraputrificum from beach soil and Ruminococcus albus was isolated from cow rumen. After isolation, novel cellulase and xylanase genes from these anaerobes were cloned and expressed in Escherichia coli. The properties of the cloned enzymes showed that some of them were the components of the enzyme (cellulase) complex, i.e., cellulosome, which is known to form complexes by binding cohesin domains on the cellulase integrating protein (Cip: or core protein) and dockerin domains on the enzymes. Several dockerin and cohesin polypeptides were independently produced by E. coli and their binding properties were specified with BIAcore by measuring surface plasmon resonance. Three pairs of cohesin-dockerin with differing binding specificities were selected. Two of their genes encoding their respective cohesin polypeptides were combined to one gene and expressed in E. coli as a chimeric core protein, on which two dockerin-dehydrogenase chimeras, the dockerin-formaldehyde dehydrogenase and the dockerin-NADH dehydrogenase are planning to bind for catalyzing $CO_2$ reduction to formic acid by feeding NADH. This reaction may represent a novel strategy for the reduction of the green house gases. Enzymes from the anaerobes were also expressed in tobacco and rice plants. The activity of a xylanase from C. stercorarium was detected in leaves, stems, and rice grain under the control of CaMV35S promoter. The digestibility of transgenic rice leaves in goat rumen was slightly accelerated. C. paraputrificum was found to solubilize shrimp shells and chitin to generate hydrogen gas. Hydrogen productivity (1.7 mol $H_2/mol$ glucos) of the organism was improved up to 1.8 times by additional expression of the own hydrogenase gene in C. paraputrficum using a modified vector of Clostridiu, perfringens. The hydrygen producing microflora from soil, garbage and dried pelletted garbage, known as refuse derived fuel(RDF), were also found to be effective in converting biomass waste to hydrogen gas.

• 한국산림과학회지
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• 제89권1호
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• pp.85-92
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• 2000

전남 순천시 모후산지역의 순천대학교 연습림에 식재되어 있는 6, 9, 14, 20년생 등 4개 편백 유령 임분을 대상으로 줄기의 목질부, 수피, 가지, 고사지, 잎, 뿌리 등 임목 각 기관의 물질생산과 N, P, K, Ca, Mg 등의 무기양료 분배를 조사분석하였다. 편백림은 경사도, 토양수분, 토양의 화학적 특성 등의 지형 및 토양 조건에 따라 흉고직경과 수고 성장에 큰 차이가 있었다. 경사가 완만하고 토양조건이 양호한 14년생과 20년생 임분의 임목 전체 현존량은 각각 96.2, 145.0t/ha이었으며, 순생산량은 각각 22.4, 23.5t/ha/yr이었다. 경사가 급하고 토양조건이 불량한 6년생과 9년생 임분의 현존량은 각각 0.7, 14.0t/ha이었으며, 순생산량은 각각 0.3, 4.7t/ha/yr이었다. 임령이 많아짐에 따라 축적기관인 줄기의 목질부와 가지의 현존량과 순생산량 구성비는 증가하는 반면, 생산기관인 잎의 현존량과 순생산량 구성비, 뿌리의 현존량 구성비는 감소하는 경향을 보임으로써, 임령에 따라 물질생산 분배에 차이가 있었다. 무기양료의 농도는 N, P, K, Mg는 잎이 가장 높았으며, Ca의 경우 수피가 가장 높았다. 임령이 많아짐에 따라 수피, 가지, 고사지, 뿌리의 N 농도와 가지의 K 농도는 감소하는 반면, 수피의 Ca 농도는 증가하였다. 임목 전체의 무기양료 함량은 N, K, Ca, Mg, P의 순으로 많은 경향이었으며, 온대 침엽수림의 평균치에 비하여 K 함량은 높은 반면, Ca 함량이 낮은 특성을 보였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제28권1호
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• pp.65-70
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• 2000

에르고스테롤(ergosterol)은 고등균류 균사세포막의 중요한 구성 성분으로 이들의 특징 물질이고, 균의 생장에 중요한 기능을 한다. 그러므로 균사 배양체에서 이 물질의 함량을 분석함으로써 고체상 배지 속에 있는 곰팡이의 생채량을 추정할 수 있다. 표고균사의 액체 배양체와 톱밥 배양체를 가지고 에르고스테롤을 분석한 결과, 이 물질의 함량은 균사체의 중량과 직선적 상관관계가 있으면서(r=0.98), 배양기간, 균주, 배지내 수분함량에 따라 달라졌다. 액체배양체에서 에르고스테롤 농도는 10주간 배양된 것이 0.13%로 20주간 배양된 것의 0.1% 보다 높았다. 톱밥배양체에서 이 물질의 농도는 균주와 수분 함량에 따라 0.015~0.042% 범위였다. 표고균주 산림 4호 배양체에서 에르고스테롤 함량은 균주 목-H나 산림 6호의 것보다 건조배지 g당 $20{\sim}140{\mu}g$ 정도 높았다. 이 화확물질의 함량은 표고균사를 수분율이 125%나 175%인 배지에서 배양하였을때 건조배지 g당 $297{\sim}425{\mu}g$/g 였다. 이 양은 수분율이 125%나 225%인 배지에서의 함량, $148{\sim}286{\mu}g$/g 건조배지, 보다 높은 것이다. 에르고스테롤을 분석함으로써 톱밥이나 원목과 같은 고체배지내에 있는 표고 균사량의 추정이 가능하리라 생각한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권6호
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• pp.166-174
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• 2007

효소 전처리에 의한 침엽수 Kraft 펄프의 표백 효율을 살펴보고자 Trichoderma reesei에서 2종류의 xylanase를 cloning하였다. Cloning된 xylanasel과 xylanaseII 유전자를 E. coli에서 발현시켜 29kDa의 재조합 단백질인 XYNI과 29.5 kDa의 XYNII를 생한하여 정제하였고, Rumicoccus albus로부터 cloning되어 변형된 50kDa의 EGIV-CBDII를 동일한 방법으로 cellulase를 생산 정제하였다. 정제된 효소들을 각각 xylan과 CMC를 기질로하여 효소 활성도를 측정한 결과 XYNI이 XYNII보다 효소활성이 더 높았으며, EFIV-CBDII 또한 높은 활성을 나타내었다. 이렇게 생산 정제된 xylanase와 cellulase를 이용하여 침엽수 Kraft 펄프를 대상으로 연속처리에 의한 biobleaching test를 실시하였다. XYNI을 처리하였을 때 백색도는 29.9% 증가하였고, XYNI를 1차 처리한 후 2차로 EGIV-CBDII를 처리하였을 때 백색도는 1차 처리구에 비해 9.1% 증가하였다. 그 후 3차 XYNI를 처리 하였을 때 2차에 비해 7.3%의 bleaching의 효과를 볼 수 있었다. 또한 Kappa No.는 처리단계에 따라 8.1, 4.6 그리고 3.2% 각각 지속적으로 감소하였다. 이 실험결과를 통해 재조합 효소 XYNI과 EGIV-CBDII를 함께 이용하여 Karft 펄프에 대한 biobleaching의 상승효과를 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.243-246
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• 2008

목질계 바이오매스 가스화 발전에 있어서는 가스화 가스중에 함유되어있는 타르를 가능한 한 가연성 가스로 전환하여 냉가스효율을 향상시키는 것 및 잔유하는 타르는 후단기기에 악영향을 초래할 우려가 있기 때문에 타르를 저감 제거하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 공기 수증기를 사용하여 타르개질 프로세스의 개선을 위해서 타르에서 가스성분으로의 전환에 관한 개질 실험을 실시하여 Wood chip 타르의 열분해 개질 생성물 거동에 대하여 검토하였다. Wood chip 열분해로 생성된 타르의 원소분석 및 $^1H$ NMR분석의 결과로 타르를 치환기를 가지지 않는 방향족, alkyl-기를 가지는 방향족, 산소 함유 방향족, 지방족의 4개로 분류하였다. 개질제에 의해 경질 타르, 중질 타르 모두 감소하였다. 개질 공기는 타르를 연소시키지만 그 속도는 가연성 가스와 경합하고 $900^{\circ}C$에서는 타르의 연소는 나타나지 않았다. alkyl-기를 가지는 방향족은 메탄과 치환기를 가지지 않는 방향족으로 전환되고, 치환기를 가지지 않는 방향족은 수소와 soot로 전환되고, 산소 함유 방향족은 일산화탄소와 치환기를 가지지 않는 방향족으로 전환되는 것을 알았다. 또한, 개질제에 의해alkyl-기를 가지는 방향족, 치환기를 가지지 않는 방향족, 산소 함유방향족 모두가 일산화탄소,이산화탄소로 전환되는 것을 알았다.