• 제목/요약/키워드: energy and power production

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Effects of Phytase and Carbohydrases Supplementation to Diet with a Partial Replacement of Soybean Meal with Rapeseed Meal and Cottonseed Meal on Growth Performance and Nutrient Digestibility of Growing Pigs

  • Shim, Y.H.;Chae, B.J.;Lee, J.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제16권9호
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    • pp.1339-1347
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    • 2003
  • An experiment was conducted to investigate the effects of microbial phytase ($Natuphos^{(R)}$) supplementation in combination with carbohydrases (composed of enzymes targeted to soybean meal (SBM) dietary components such as $\alpha$-galactosides and galactomannans; $Endo-Power^{(R)}$) to corn-soybean meal based diet (CSD) and complex diet (CD) with a partial replacement of SBM with rape seed meal (RSM) and cotton seed meal (CSM) on growth performance and nutrient digestibility of growing pigs. A total of 168 growing pigs averaging $13.18{\pm}1.77kg$ of initial body weight was arranged as a $2{\times}2$ factorial design with main effects of diet types (corn-SBM based diet (CSD) and complex diets (CD; 5% of SBM was replaced with 2.5% of RSM and 2.5% of CSM in diet for phase I (0 to 3 weeks) and 6% of SBM was replaced with 3% of RSM and 3% of CSM in diet for phase II (4 to 7 weeks))) and enzyme supplementation (none and 0.1% of phytase (500 FTU/kg diet) and 0.1% of carbohydrases). The diet with enzyme application were formulated to have a 0.18% unit lower aP than diets without enzyme application. Each treatment had three replicates with 14 pigs per replicate. To determine supplementation effect of phytase and carbohydrases on ileal amino acid digestibility of SBM, RSM and CSM, a total of 18 T-cannulated pigs (initial body weight; $13.52{\pm}1.24kg$) were assigned to six dietary treatments in the present study. Dietary treatments in metabolic trial included 1) SBM diet, 2) SBM diet+with enzymes (phytase (500 FTU/kg) and carbohydrases at 0.1%, respectively), 3) CSM diet, 4) CSM diet+enzymes, 5) RSM diet and 6) RSM diet+enzymes. During whole experimental period (0 to 7 wks), there was no difference in growth performance between diets (CSD and CD). However, dietary phytase and carbohydrases supplementation significantly improved gain/feed ratio (G:F) of growing pigs. During the phase II (4-7 weeks), dietary phytase and carbohydrases supplementation significantly improved all fecal nutrient digestibilities (Dry matter (DM), gross energy (GE), crude protein (CP), crude fat (CF), calcium (Ca) and phosphorus (P)). Dietary phytase and carbohydrases supplementation improved significantly overall ileal amino acid digestibilities of SBM, RSM and CSM based diets (p<0.05). The simultaneous inclusion of phytase and carbohydrases in both of CSD and CD reduced feed cost per kg body weight gain (FCG). Also, results suggest that 2.5 to 3% of RSM and CSM, respectively, might be used as a protein source in growing pig diets without having an adverse effect on the growth performance and nutrient digestibility and simultaneous phytase and carbohydrases addition improves nutritional value of SBM, RSM and CSM by improving ileal amino acid digestibilities.

Effects of Phytase and Enzyme Complex Supplementation to Diets with Different Nutrient Levels on Growth Performance and Ileal Nutrient Digestibility of Weaned Pigs

  • Shim, Y.H.;Chae, B.J.;Lee, J.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제17권4호
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    • pp.523-532
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    • 2004
  • An experiment was conducted to investigate the effect of microbial phytase ($Natuphos^{R}$) supplementation in combination with enzyme complex (composed of enzymes targeted to SBM dietary components such as $\alpha$-galactosides and galactomannans; $Endo-Power^{R}$) to diet with low nutrient levels on growth performance and ileal nutrient digestibility of weaned pigs. A total of 210 crossbred weaned pigs (Landrace$\times$Yorkshire$\times$Duroc), 6.68$\pm$0.98 kg of initial body weight, were randomly allotted to five dietary treatments, based on weight and age, according to a randomized complete block design. There were three pens per treatment and 14 pigs per pen. The dietary treatments were 1) CON (Control diet with no phytase and enzyme complex (EC)), 2) LP+EC 100 (Control diet with 0.15% unit lower available phosphorus (aP) level+0.1% phytase (500 FTU/kg diet) and 0.1% enzyme complex), 3) LP+EC 80 (Control diet with 0.15% unit lower aP level+0.08% phytase (400 FTU/kg diet) and 0.08% enzyme complex, 4) LPEA+EC 100 (Control diet with 0.15% unit lower aP and 3% lower ME and amino acid levels (lysine, methionine, threonine and typtophan)+0.1% phytase (500 FTU/kg diet) and 0.1% enzyme complex), 5) LPEA+EC 80 (Control diet with 0.15% unit lower aP and 3% lower ME and amino acid levels+0.08% phytase (400 FTU/ kg diet) and 0.08% enzyme complex). For the determination of ileal nutrients digestibility, a total of 15 T-cannulated pigs (initial body weight; 7.52$\pm$1.24 kg; 3 replicates per treatment) were used in the present study. Piglets were weighted and allotted into same dietary treatments as one in growth trial and phase I experimental diets were provided for ileal digestibility study. There was no significant difference (p>0.05) in average daily gain (ADG) and average daily feed intake (ADFI) among dietary treatments during the whole experimental period (0 to 5 weeks). However, piglets in LP+EC 100 group had a significantly higher gain/feed ratio (G:F) than piglets had in control (p<0.05). Crude protein, energy and phosphorus digestibilities were significantly improved when both of phytase and enzyme complex were supplemented at the revel of 0.1%, respectively to diets with low nutrient level (aP or (and) ME and amino acids) (p<0.05). Piglets in LP+EC 100 and LPEA+EC 100 groups showed significantly higher phosphorus content (%) in bone than that of piglets in control group (p<0.05). Supplementation of both of phytase and enzyme complex at 0.1%, respectively, to diet with low nutrient levels (aP or (and) ME and amino acids) significantly improved total ileal essential amino acid and nonessential amino acid digestibilities compared to control group (p<0.05). In conclusion, the results from the present study suggest that the simultaneous inclusion of phytase and enzyme complex to diets at recommended level is advantageous with respect to improving growth performance and nutrient digestibility of weaned pigs and may contribute to increased economic return when added to corn-soy based weaned pig diets.

β-Carotene과 Lycopene의 양자역학 및 화학적 항산화능과 세포 내 산화적 스트레스 보호 효과의 비교 (Comparison of Quantitative Structure-Activity Relationship and Chemical Antioxidant Activity of β-Carotene and Lycopene and Their Protective Effects on Intracellular Oxidative Stress)

  • 박선영;정하나;진창호;황금택;곽호경
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권9호
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    • pp.1143-1150
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    • 2017
  • 본 연구는 ${\beta}$-carotene과 lycopene의 양자역학 및 화학적 항산화능과 세포 내 항산화 효과를 분석하였다. ${\beta}$-Carotene과 lycopene의 항산화능을 양자역학적으로 비교한 결과 lycopene의 항산화능이 ${\beta}$-carotene보다 높은 것으로 나타났으며, 이러한 항산화능의 차이는 FRAP로 측정하였을 때도 유사하게 관찰되었다. Trolox와 비교했을 때 ${\beta}$-carotene과 lycopene의 FRAP 수치는 유의적으로 낮았으나 LPS에 의한 세포 내 ROS 생성을 낮추는 데는 두 카로티노이드가 더 우수한 것으로 나타났다. 그러므로 본 연구에서 비교한 ${\beta}$-carotene과 lycopene의 양자역학적 항산화능은 화학적 항산화능을 일부 반영하지만, 실제 세포 내 ROS에 의한 산화스트레스 저하 효과와는 차이가 있는 것으로 나타났다.

Saccharification of Foodwastes Using Cellulolytic and Amylolytic Enzymes from Trichoderma harzianum FJ1 and Its Kinetics

  • Kim Kyoung-Cheol;Kim Si-Wouk;Kim Myong-Jun;Kim Seong-Jun
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제10권1호
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    • pp.52-59
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    • 2005
  • The study was targeted to saccharify foodwastes with the cellulolytic and amylolytic enzymes obtained from culture supernatant of Trichoderma harzianum FJ1 and analyze the kinetics of the saccharification in order to enlarge the utilization in industrial application. T. harzianum FJ1 highly produced various cellulolytic (filter paperase 0.9, carboxymethyl cellulase 22.0, ${\beta}$-glucosidase 1.2, Avicelase 0.4, xylanase 30.8, as U/mL-supernatant) and amylolytic (${alpha}$-amylase 5.6, ${\beta}$-amylase 3.1, glucoamylase 2.6, as U/mL-supernatant) enzymes. The $23{\sim}98\;g/L$ of reducing sugars were obtained under various experimental conditions by changing FPase to between $0.2{\sim}0.6\;U/mL$ and foodwastes between $5{\sim}20\%$ (w/v), with fixed conditions at $50^{\circ}C$, pH 5.0, and 100 rpm for 24 h. As the enzymatic hydrolysis of foodwastes were performed in a heterogeneous solid-liquid reaction system, it was significantly influenced by enzyme and substrate concentrations used, where the pH and temperature were fixed at their experimental optima of 5.0 and $50^{\circ}C$, respectively. An empirical model was employed to simplify the kinetics of the saccharification reaction. The reducing sugars concentration (X, g/L) in the saccharification reaction was expressed by a power curve ($X=K{\cdot}t^n$) for the reaction time (t), where the coefficient, K and n. were related to functions of the enzymes concentrations (E) and foodwastes concentrations (S), as follow: $K=10.894{\cdot}Ln(E{\cdot}S^2)-56.768,\;n=0.0608{\cdot}(E/S)^{-0.2130}$. The kinetic developed to analyze the effective saccharification of foodwastes composed of complex organic compounds could adequately explain the cases under various saccharification conditions. The kinetics results would be available for reducing sugars production processes, with the reducing sugars obtained at a lower cost can be used as carbon and energy sources in various fermentation industries.

Formation and Characteristics of the Fluorocarbonated SiOF Film by $O_2$/FTES-Helicon Plasma CVD Method

  • Kyoung-Suk Oh;Min-Sung Kang;Chi-Kyu Choi;Seok-Min Yun
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.77-77
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    • 1998
  • Present silicon dioxide (SiOz) 떠m as intennetal dielectridIMD) layers will result in high parasitic c capacitance and crosstalk interference in 비gh density devices. Low dielectric materials such as f f1uorina뼈 silicon oxide(SiOF) and f1uoropolymer IMD layers have been tried to s이ve this problem. I In the SiOF ftlm, as fluorine concentration increases the dielectric constant of t뼈 film decreases but i it becomes unstable and wa않r absorptivity increases. The dielectric constant above 3.0 is obtain어 i in these ftlms. Fluoropolymers such as polyte$\sigma$따luoroethylene(PTFE) are known as low dielectric c constant (>2.0) materials. However, their $\alpha$)Or thermal stability and low adhesive fa$\pi$e have h hindered 야1리ru뚱 as IMD ma따"ials. 1 The concept of a plasma processing a찌Jaratus with 비gh density plasma at low pressure has r received much attention for deposition because films made in these plasma reactors have many a advantages such as go여 film quality and gap filling profile. High ion flux with low ion energy in m the high density plasma make the low contamination and go어 $\sigma$'Oss피lked ftlm. Especially the h helicon plasma reactor have attractive features for ftlm deposition 야~au똥 of i앙 high density plasma p production compared with other conventional type plasma soun:es. I In this pa야Jr, we present the results on the low dielectric constant fluorocarbonated-SiOF film d밑JOsited on p-Si(loo) 5 inch silicon substrates with 00% of 0dFTES gas mixture and 20% of Ar g gas in a helicon plasma reactor. High density 띠asma is generated in the conventional helicon p plasma soun:e with Nagoya type ill antenna, 5-15 MHz and 1 kW RF power, 700 Gauss of m magnetic field, and 1.5 mTorr of pressure. The electron density and temperature of the 0dFTES d discharge are measUI벼 by Langmuir probe. The relative density of radicals are measured by optic허 e emission spe따'Oscopy(OES). Chemical bonding structure 3I피 atomic concentration 따'C characterized u using fourier transform infrared(FTIR) s야3띠"Oscopy and X -ray photonelectron spl:’따'Oscopy (XPS). D Dielectric constant is measured using a metal insulator semiconductor (MIS;AVO.4 $\mu$ m thick f fIlmlp-SD s$\sigma$ucture. A chemical stoichiome$\sigma$y of 야Ie fluorocarbina$textsc{k}$영-SiOF film 따~si야영 at room temperature, which t the flow rate of Oz and FTES gas is Isccm and 6sccm, res야~tvely, is form려 야Ie SiouFo.36Co.14. A d dielec$\sigma$ic constant of this fIlm is 2.8, but the s$\alpha$'!Cimen at annealed 5OOt: is obtain려 3.24, and the s stepcoverage in the 0.4 $\mu$ m and 0.5 $\mu$ m pattern 킹'C above 92% and 91% without void, res야~tively. res야~tively.

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중소·중견기업의 스마트팜 교육 수요 분석: 전남지역을 중심으로 (An Analysis on the Educational Needs for the Smart Farm: Focusing on SMEs in Jeon-nam Area)

  • 황두희;박금주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.649-655
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    • 2020
  • 본 연구는 제4차 산업혁명기반 스마트팜 분야의 중소·중견기업 종사자를 대상으로 관련 교육 수요를 조사·분석하여 효과적인 교육전략을 제시하는 데 목적이 있다. 교육전략 도출을 위해 스마트팜 기술 분야 도출, 교육수요조사 실시, 교육수요조사 결과를 바탕으로 IPA 분석과 Borich 요구도 분석을 시행하였다. 연구결과, 교육수요조사에서는 생산시스템 분야와 지능형 농작업기에 대한 요구가 높게 나타났다. 세부적으로 Borich 요구도 분석에서 병충해 방지 및 진단기술(8.03), 네트워크 및 분석SW 연계기술(7.83), 지능형 농작업기-농업동력 기계시스템-전기에너지 하이브리드 기술(7.43)의 순으로 높게 나타났다. 반면, 스마트 식물 공장(4.09), 생육조절을 위한 조명기술(4.46), 구조물 건설기술(4.62)은 낮은 요구도를 보였다. 이를 기반으로 한 IPA 포트폴리오 분석 결과는 집중노력영역의 네트워크 및 분석SW연계기술, CAN기반 복합센터 활용 기술은 시급히 교육이 이루어져야 하는 분야로 나타났다. 그러나 스마트공장플랫폼개발, 생육조절조명기술, 구조물건설기술 등과 같이 이미 상용화된 기술에 대해서는 과잉영역으로 나타났다. 본 연구결과를 바탕으로 스마트팜 분야의 수요를 반영하여 중소·중견기업 산업현장 맞춤형 교육 프로그램을 전략적으로 제시하고, 교육프로그램 운영방안의 제안이 가능하다.

과불화합물(PFCs) 가스 처리를 위한 고효율 열플라즈마 스크러버 기술 개발 동향 (Highly Efficient Thermal Plasma Scrubber Technology for the Treatment of Perfluorocompounds (PFCs))

  • 박현우;차우병;엄성현
    • 공업화학
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    • 제29권1호
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    • pp.10-17
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    • 2018
  • 반도체 및 디스플레이 제조공정 중에 화학기상증착(CVD), 식각(etching), 세정(cleaning) 공정에서 배출되는 과불화합물(PFCs)를 포함한 폐 가스 처리를 위해서 POU (point of use) 가스 스크러버 시스템을 도입하여 사용하고 있다. 과불화합물은 지구온난화 지수(GWP, global warming potential)와 대기 중 자연분해되는 기간(lifetime)이 $CO_2$에 비해 수천 배 높은 온실가스로 분류되어 있으며, 과불화합물의 열분해를 위해서는 3,000 K 이상의 고온이 요구되는 것이 일반적이다. 이러한 특징 때문에 과불화합물을 효과적으로 제어하기 위한 방법으로 열플라즈마 기술을 도입하고자 하는 노력들이 진행되어 왔으며, POU 가스 스크러버 기술을 개발하여 산업적으로 이용하고자 하였다. 열플라즈마 기술은 플라즈마 토치 기술, 전원공급장치 기술 및 플라즈마 토치-전원공급장치 매칭 기술 최적화를 통해 안정적으로 플라즈마 발생원을 유지시키는 것이 중요하다. 또한, 과불화합물 고효율 처리를 위한 고온의 플라즈마와 폐 가스의 효과적인 혼합이 주요 기술요인으로 확인되었다. 본 논문에서는 반도체 및 디스플레이 공정 폐 가스 처리를 위한 후처리 공정에 대한 기술적 정보를 제공함과 동시에 POU 플라즈마 가스 스크러버에 대한 기술개발 동향을 파악함으로써 향후 연구개발이 요구되는 핵심사항에 대해 논의하고자 한다.

일체형 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수의 특성 (Characteristics of Strong Alkaline Electrolyzed Water Produced in All-in-one Electrolytic Cell)

  • 이호일;이영우;강경석
    • 청정기술
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    • 제18권4호
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    • pp.446-450
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    • 2012
  • 격막식 전해조에서 전해질(염화나트륨, 탄산칼륨 등)을 첨가시킨 수용액을 전해하여 음극에서 생산되는 강알카리성 전해수는 세정효과가 있고, 친환경적이어서 화학적 세정제의 대체물질로 검토되고 있다. 일본에서는 일부 자동차나 정밀부품업계 등에서 세정제로 사용되고 있다. 격막식 전해조를 사용하여 강알카리성전해수를 생산할 경우 필연적으로 양극에서 강산성전해수가 생성된다. 생성되는 강산성전해수는 용도를 찾지 못할 경우 배출되어 폐기되므로 결과적으로 전해수의 생산효율이 저하된다. 또한 격막의 오염으로 인하여 전해효율이 저하되는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하고자 전극반응실과 희석실이 일체화된 무격막 일체형 전해조를 사용하고 전해질의 조성을 변화시키면서 강알카리성전해수를 생성하였으며, 이의 물성 및 특성을 확인하였다. 격막식 전해조에서 생산된 강알카리성전해수와 일체형 전해조에서 생산된 강알카리성전해수의 물성을 비교한 결과 산화환원전위(oxidation reduction potential, ORP), 염소농도에서 차이가 관찰되었다. 계면활성력을 확인하기위한 유화시험에서도 유사한 결과를 얻었으며 이로부터 무격막 일체형 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수는 격막식 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수처럼 세정용도로 사용 가능함을 확인하였다. 방청력 시험에서는 격막식 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수가 우수함을 확인하였다. 무격막 일체형 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수는 격막식 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수와 달리 유효염소를 함유하고 있어 살균력을 보유하고 있을 것으로 사료된다.

불화물계 용융염을 이용한 지르코늄 스크랩의 다중전극 전해정련 거동 (Electrorefining Behavior of Zirconium Scrap with Multiple Cathode in Fluoride-Based Molten Salt)

  • 박동재;김승현;박경태;문종한;이혁희;이종현
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.11-19
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    • 2015
  • 원자력발전소 증설에 따라 핵연료 피복관의 생산량이 증가 할 것으로 예상되며, 튜브 제조 시 발생되는 지르코늄(Zr) 스크랩 역시 증가 할 것으로 판단된다. 지르코늄(Zr) 정련기 대용량화와 회수율 향상을 위한 사전 연구로서 LiF-KF-ZrF4 불화물의 염에서 다전극을 이용하여 전해정련실험을 실시하였다. LiF-KF-ZrF4염에서는 -0.8 V(vs.Ni)에서 환원전위가 관찰되었으며, 분극 거동 관찰 결과 전극의 개수가 증가할수록 셀의 저항이 낮아져 인가전류량이 증가하였다. 6개의 다 전극을 이용하여 정련 실험을 한 결과 가장 낮은 전류밀도인 25.64 mA/cm2조건에서 98%의 회수율로 가장 높은 회수율은 보였다. XRD 및 TG 분석 결과 순수한 Zr이 회수되었으며, ICP 분석결과 양극재의 기본 불순물 함량을 포함한 순도 97.8% 보다 낮은 불순물의 함량을 포함한 순도 99.92%의 Zr을 나타내었다. 폭 20 mm 높이 65 mm의 전극 6개를 사용시 전력소모율은 7.15 kWh/Kg으로 크롤 공정대비 39.7% 전력을 소모하게 된다. 다 전극 사용 시 단일 전극 사용에 비해 인가전류와 셀 효율 및 회수율 증대로 대용량화를 위한 효율적인 기술로 판단된다.

석탄가스화 복합발전 슬래그의 알칼리 활성 시멘트로서의 가능성 (Potential of Coal Gasification Slag as an Alkali-activated Cement)

  • 김병관;이수정;전철민;최홍식
    • 자원리싸이클링
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    • 제27권2호
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    • pp.38-47
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    • 2018
  • 석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 합성가스로 전환시키는 친환경, 고효율 차세대 에너지 생산기술이다. IGCC 공정의 부산물은 대부분 슬래그 형태로 배출된다. IGCC 슬래그는 연간 약 14만톤이 발생되지만 재활용은 아직 초기단계이다. 본 연구에서는 국내 한 실증 설비에서 배출된 IGCC 슬래그의 알칼리 활성 시멘트로서의 가능성에 대해 평가하였다. IGCC 슬래그를 규산소다 수용액과 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 4.5 MPa의 압축강도를 나타내었으나 다소 팽창하였다. 에틸렌 글리콜법으로 검출되지 않을 정도의 미량의 유리석회(free CaO)가 원인일 것으로 추측되었다. 한편 IGCC 슬래그를 알루민산 소다와 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 10 MPa의 압축강도를 나타내었으며 수산화소달라이트와 $C_3AH_6$가 새로운 결정상으로 생성되었다. IGCC 슬래그는 알칼리 활성 시멘트로서 활용이 가능할 것으로 평가되지만 강도 성능의 향상과 팽창 문제를 완화시킬 수 있으며 최적의 배합비율을 도출 및 적절한 배합법을 포함하는 정량적인 접근이 필요할 것으로 판단된다.