• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권3호
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• pp.450-458
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• 2012

최근 정부는 국가 온실가스를 효율적으로 감축시켜 국제적인 기후변화에 대응하기 위하여 여러 부문에서 기술개발을 진행 중에 있다. 이를 달성하기 위하여 정부는 화석연료를 대체하고 이산화탄소를 감축시키는 수단으로 바이오연료를 저탄소와 탄소중립자원으로 검토하고 있는 실정이다. 일반적으로, 목질계로부터 생산된 2세대 바이오연료는 수송부문에서 기존 화석연료를 대체하고 온실가스를 감축하는데 큰 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로 정부는 목질계 기반 바이오매스 액화연료(biomass-to-liquid fuel)에 대해 파일럿 수준으로 기술개발 중에 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오매스액화연료 생산을 위한 동일공정으로 합성된 F-T(Fischer-Tropsch) 디젤의 연료적 특성을 연구하였다. 합성 F-T 디젤은 자동차용 경유에 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있는 장점으로 인해 자동차용 경유엔진에 사용될 수 있다. 그 이유는 합성 F-T 디젤이 자동차용 경유와 비슷한 물리적 특성을 가지기 때문이다. 본 연구에 사용된 F-T 디젤은 Fischer-Tropsch (F-T) 공정을 이용하여 저온($240^{\circ}C$)에서 철 촉매를 가지고 합성되었다. 합성 F-T 디젤은 n-파라핀과 iso-파라핀을 함유하고, 등유와 경유 성분을 가진 $C_{12}{\sim}C_{23+}$ 분포로 이루어졌다. 합성 F-T 디젤은 합성 F-T 연료부터 증류를 통해 분리된 합성 F-T 디젤은 자동차용 경유에 비해 세탄가가 높으며, 방향족화합물은 매우 낮고, 황함량는 초저황(sulfur free) 수준으로 평가되었다. 또한 합성 F-T 디젤은 자동차용 경유와 비교하여 황과 방향족 화합물의 함량이 낮기 때문에 윤활성이 열악함을 보였다.

• 임산에너지
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• 제20권1호
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• pp.53-61
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• 2001

본 논문에서는 토지이용 및 임업부문에서의 온실가스 배출통계에 있어 국제기준이 되는 수정된 IPCC 가이드라인을 토대로 우리에게 적합한 산출방법을 개발하고, 이에 의해 1998US도 기준 온실가스 흡수/배출 현황을 제시하였다. 먼저 산림 및 목질계 바이오매스 변화 범주에 있어 생장에 의한 이산화탄소 흡수량은 11,911×10³탄소톤이고 벌채에 의한 배출량은 824×10³탄소톤으로서 순흡수량은 11,087×10³탄소톤었다. 두 번째로 산림의 타용도 전용시 목재를 반출하고 현지에 남아 썩게되는 바이오매스에 의한 온실가스 순배출은 82×10³탄소톤으로 미미한 수준이다. 마지막으로 토지이용변화 및 토지관리에 따른 토양에서의 총 순배출량은 1,057×10³탄소톤이며, 그 중 토지이용체계변화에 따른 무기토양의 순탄소량 변화가 1,025×10³탄소톤으로 대부분을 차지하고, 나머지 32×10³탄소톤만이 농경지에서의 석회시용에 따른 배출이었다. 결과적으로 1998년도 토지이용변화 및 임업부문의 온실가스 수지는 흡수 11,911×10³탄소톤, 배출 1,963×10³탄소톤로서 순흡수 9,948×10³탄소톤이었으며, 이는 같은 해 우리나라의 에너지 연소에 따른 배출량 103,601×10³탄소톤의 9.6%에 해당한다.

• 유기물자원화
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• 제28권2호
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• pp.49-57
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• 2020

하수 슬러지는 수분 함량이 높고, 발열량이 낮아 하수 슬러지를 에너지원으로 사용하는데 어려움이 있다. 이런 하수 슬러지 특성을 개선하고, 화석 연료를 대체하기 위해 하수 슬러지와 목질계 바이오매스를 혼합한 바이오 고형연료를 생산하는 연구를 행하였다. 열중량 분석은 석탄과 5%, 10%, 15%의 바이오 고형연료를 각각 혼합하여 혼소할 경우 발생되는 특징을 연구하는 데에 활용되었다. 이 분석은 10℃/min씩 25℃에서 900℃까지 내부 온도를 올리는 비등온 조건하에서 수행되었다. 석탄 단일 시료를 석탄과 바이오 고형연료가 혼합된 시료와 비교하였을 경우 연소개시온도는 약간 변화가 일어났다. 하지만, 연소최대온도와 연소종료개시온도는 변화가 거의 없었다. 연소개시는 200 ~ 315 ℃에서 이뤄졌으며, 중량변화가 급격히 일어나는 열분해는 350 ~ 700 ℃에서 이뤄졌다. 혼소 반응속도 분석 결과 활성화 에너지는 혼합율이 높아질수록 낮아졌다. 그러므로 화력발전소에서 석탄과 바이오 고형연료를 혼소하는 것이 가능할 수 있을 것이다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제2권2호
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• pp.43-52
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• 1999

This study was carried out to verify results of the nursery seedbeds. From November of 1997 to September of 1998, the artificial banking slopes in the greenhouse of the College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University were seeded with the mixtures of those species. Most of exotic species showed relatively poor development of root as short as 30cm. Also the green weight of root biomass of the native species was more than two times than that of the exotic species. On the other hand, it was found that the exotic species have relatively well-developed fine roots. Thus, it was concluded that the seed-mixture of the native species with long and thick roots and the exotic species with fine roots be the most effective method for topsoil erosion control on banking-slopes. The artificial rainfall system treatment(30mm/hr, 60mm/hr, 100mm/hr) on $30^{\circ}$ banking-slopes did not cause any significant change in the amount of soil loss by erosion. The root system was best developed in the plot of 1,000 seedlings per square meter and it performed well for soil erosion control. Consequently, in the case of seeding of single herbaceous species without mixing any woody seeds, the expected seedlings were 1,000 to 2,000 per square meter.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권6호
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• pp.127-132
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• 2015

In this study, biochar-bead, prepared from biochar powder derived from woody biomass, was used for removal cadmium ion in aqueous solution. Various mixing ratios of alginate solution and biochar powder were used for the production of round shape biochar-bead. An optimum mixing ratio was selected as 1.5% alginate solution and 20 wt% biochar. The produced biochar-bead was characterized by SEM, FT-IR, and XRD analyses. The adsorption capacity of Cd(II) by biochar-bead was found to be 9.72 mg/g which was higher than that by GAC and PAC. According to this study, round shape biochar-bead is expected to be used as a media for reactive barrier or water filtration.

• 펄프종이기술
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• 제35권1호
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• pp.27-32
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• 2003

To understand the chemical structure of sewer sludge in comparison with commercial compost and charcoal used as a soil improver, it was carried out to analyse their ash contents and metal ions, and to elucidate the chemical structure of their residuals after a sequential treatment of alcohol-benzene(1:2) extraction in Soxhlet, 3% HCl reflux and 79% H₂SO₄ hydrolysis, using CHNS analyzer and solid C-13 NMR spectrometer. The results obtained were as follows: 1. Ash content of sludge was about 46% that is higher than those of compost (17%) and charcoal (4%). 2. The residual of sludge after a sequential treatment of HCl and H₂SO₄ hydrolyses had high ash content about 23%, too. 3. The sludge seems to be suitable to the soil improver because the content of heavy metal ions in sludge was near the compost and below the organic fertilizer standard. 4. Elemental composition of sludge residual after HCl-H₂SO₄ hydrolyes was C/sub 56/H/sub 91/O/sub 12/N₂S = (C/sub 6/H/sub 10/O/sub 5/)/sub 7/(C/sub 6/H₄)/sub 7/C₂H/sub 43/O₂N₂S, similar to C/sub 103/H/sub 122/O/sub 33/N/sub 6/S = (C/sub 6/H/sub 10/O/sub 5/)/sub 6/(C/sub 6/H₄)/sub 10/C/sub 7/H/sub 22/O₃N/sub 6/S of compost. 5. The sludge residual had proved to have both considerable aliphatic and aromatic groups, but the compost residual to have mainly aliphatic groups and the charcoal to have mainly aromatic groups, through the peak analysis of solid C-13 NMR charts. 6. So, the sewer sludge is proved to have a considerable amount of aromaticity like in woody biomass containing lignin.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권1호
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• pp.86-94
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• 2011

열분해 온도와 체류시간을 달리하며 급속 열분해 공정을 통해 얻어진 백합나무 바이오오일로부터 분말 형태의 열분해리그닌(pyrolytic lignin)을 회수하였다. 바이오오일을 구성하고 있는 열분해리그닌의 특성을 이해하고 급속 열분해 실험 조건 - 반응 온도, 체류시간 - 이 열분해 과정에서 리그닌에 미치는 영향을 살펴보기 위해 수율을 비롯한 다양한 화학적, 구조적 분석을 수행하였다. 열분해 온도가 증가하고, 체류시간이 줄어들수록 바이오오일로부터 회수되는 열분해리그닌의 수율은 증가하였다. 열분해리그닌의 분자량은 백합나무 MWL (milled wood lignin)에 비해 1/10 수준인 약 1,200 mol/g로 측정되었다. 열분해리그닌 내 포함된 작용기 함량과 $^{13}C$ NMR 분석을 통해 바이오매스가 열분해되는 동안 탈메톡실화 반응과 리그닌의 propane side chain 분해반응이 우세하게 일어난다는 사실을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권6호
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• pp.445-453
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• 2012

본 연구에서는 백합나무의 급속 열분해 공정에서 시료의 입자크기 및 함수율 조건이 열분해 산물(가스, 바이오오일, 바이오촤)의 수율과 물리 화학적 특성에 미치는 영향을 구명하였다. 시료의 함수율이 낮을수록 바이오오일의 수율은 증가하였으며 시료의 입자 크기는 수율 변화에 큰 영향을 미치지 않았다. 각 조건별로 생성된 바이오오일은 20~30%의 수분 함량과 pH 2.2~2.4, 발열량 16.6~18.5 MJ/kg의 수준을 나타내었으며 바이오오일 내 수분 함량은 높은 함수율 시료 조건에서 증가하는 것을 확인하였다. 바이오촤의 경우 80% 이상이 탄소로 이루어져있으며 발열량은 26.2~30.1 MJ/kg 수준으로 측정되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권11호
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• pp.1819-1825
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• 2008

Degradation and glucose production from wood chips of white pine (Pinus strobus) and tulip tree (Liriodendron tulipifera) by several white rot fungi were investigated. The highest weight losses from 4 g of wood chips of P. strobus and L. tulipifera by the fungal degradation on yeast extract-malt extract-glucose agar medium were 38% of Irpex lacteus and 93.7% of Trametes versicolor MrP 1 after 90 days, respectively. When 4 g of wood chips of P. strobus and L. tulipifera biodegraded for 30 days were treated with cellulase, glucose was recovered at the highest values of 106 mg/g degraded wood by I. lacteus and 450 mg/g degraded wood by T. versicolor. The weight loss of 10 g of wood chip of L. tulipifera by T. versicolor on the nutrient non-added agar under the nonsterile conditions was 35% during 7 weeks of incubation, and the cumulative amount of glucose produced during this period was 239 mg without cellulase treatment. The activities of ligninolytic enzymes (lignin peroxidase, manganese peroxidase, and laccase) of fungi tested did not show a high correlation with degradation of the wood chips and subsequent glucose formation. These results suggest that the selection of proper wood species and fungal strain and optimization of glucose recovery are all necessary for the fungal pretreatment of woody biomass as a carbon substrate.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권9호
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• pp.1670-1680
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• 2017

Lignocellulose, composed mostly of cellulose, hemicellulose, and lignin generated through secondary growth of woody plant, is considered as promising resources for biofuel. In order to use lignocellulose as a biofuel, biodegradation besides high-cost chemical treatments were applied, but knowledge on the decomposition of lignocellulose occurring in a natural environment is insufficient. We analyzed the 16S rRNA gene and metagenome to understand how the lignocellulose is decomposed naturally in decayed Torreya nucifera (L) of Bija forest (Bijarim) in Gotjawal, an ecologically distinct environment. A total of 464,360 reads were obtained from 16S rRNA gene sequencing, representing diverse phyla; Proteobacteria (51%), Bacteroidetes (11%) and Actinobacteria (10%). The metagenome analysis using single molecules real-time sequencing revealed that the assembled contigs determined originated from Proteobacteria (58%) and Actinobacteria (10.3%). Carbohydrate Active enZYmes (CAZy)- and Protein families (Pfam)-based analysis showed that Proteobacteria was involved in degrading whole lignocellulose, and Actinobacteria played a role only in a part of hemicellulose degradation. Combining these results, it suggested that Proteobacteria and Actinobacteria had selective biodegradation potential for different lignocellulose substrates. Thus, it is considered that understanding of the systemic microbial degradation pathways may be a useful strategy for recycle of lignocellulosic biomass, and the microbial enzymes in Bija forest can be useful natural resources in industrial processes.