• 청정기술
• /
• 제21권3호
• /
• pp.164-170
• /
• 2015

본 연구에서는 polysulfone과 Escherichia coli biomass의 현탁액을 방사하여 입상화한 PS-E. coli biomass composite fiber (PSBF)와 PSBF에 존재하는 아민기를 메틸화시킨 amine-methylated PSBF (AM-PSBF)를 제조하였다. PSBF와 AM-PSBF에 의한 염기성 염료 Basic Blue 3 (BB3)의 흡착특성을 비교함으로써 아민기의 메틸화가 BB3의 흡착에 미치는 영향을 확인하였다. pH edge 실험에서는 두 흡착제 모두 pH가 증가할수록 BB3 흡착량이 증가하는 경향을 보였고, 동일 pH에서 AM-PSBF가 PSBF보다 높은 흡착량을 나타내었다. PSBF와 AM-PSBF 모두 흡착평형은 5시간 이내에 도달하였으며, 흡착속도론 실험 데이터는 유사 1차 속도 모델식으로 잘 묘사되었다. 그리고 Langmuir 모델에 따르면, pH 8에서 AM-PSBF의 최대흡착량은 28.9 mg/g로 PSBF의 최대흡착량인 20.7 mg/g보다 약 1.4배 증가하였다. 이 결과로부터 PSBF에서 아민기의 메틸화는 염기성 염료의 흡착을 향상시키는 효과가 있음을 알 수 있다. 또한, 탈착실험 결과는 AM-PSBF가 반복적으로 재사용 될 수 있음을 보여주었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제20권6호
• /
• pp.28-36
• /
• 2011

황산용액 중에 존재하는 니켈을 회수하기 위해 이온교환수지법을 이용한 기초연구를 수행하였다. 제조된 모의 니켈(Ni)용액에 독일 Lanxess사(社)의 Lewatit Monoplus TP 220를 이용하여 회분식 실험을 하였다. 흡착반응에 영향을 미치는 온도, 교반속도, 반응시간, pH, 이온교환수지 양, 니켈이온농도 등에 대해 고찰하였다. 초기 pH(2.0~5.0)와 교반속도는 니켈의 흡착에 거의 영향을 미치지 않았으며, 평형에 도달하기 위하여 72시간의 시간이 필요했다. 평형실험결과 Freundlich 흡착등온식에 적합하였고, 흡착반응속도는 유사 2차 반응 모델(pseudo-second order)로 잘 모사되었다. 한편 니켈을 함유한 실제 도금세정폐액의 흡착 실험을 행하여 모의용액의 흡착거동과 비교하였고, 흡착된 니켈은 황산 농도가 높아짐에 따라 수지로부터 효과적으로 용리되었다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제106권4호
• /
• pp.480-486
• /
• 2017

본 연구는 국내 소나무, 잣나무, 낙엽송을 대상으로 입목의 총재적 중 상부직경 혹은 상부수고까지의 재적을 예측하는 이용재적모델을 개발하고자 수행되었다. 모델개발을 위하여 사용된 자료는 강원 및 경북지역의 소나무림, 잣나무림, 낙엽송림에서 수집한 총 131본의 수간석해목이었으며, 이용재적비율, 단순비율형태, 지수비율형태의 6개 이용재적식을 검토하여 최종모델을 개발하였다. 본 연구의 분석결과, 상부직경까지의 이용재적예측은 지수비율형태인 $V_d=V_t\{{\exp}[{\alpha}_1(d^{{\alpha}_2}/D^{{\alpha}_3})]\}$ 이 상부수고까지의 이용재적예측은 단순비율형태인 $V_h=V_t\{1+{\beta}_1(P^{{\beta}_2}/H^{{\beta}_3})\}$이 최종모델로 선정되었다. 본 연구에서 선정된 2개의 최적모델식을 정리하여 내재간곡선식을 도출하였으며, 이를 활용해 상부직경에 따른 상부수고와 상부수고에 따른 상부직경 예측이 가능하였다. 본 연구결과에서 개발된 모델은 높은 정확도뿐만 아니라 임업현장에서 편리하게 사용할 수 있어 활용도가 높을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.57-63
• /
• 2013

본 연구에서는 전자빔공정에서 반응표면법의 하나인 Box-Behnken법을 이용하여 주요 인자로서 diazinon 농도($X_1$), 조사강도($X_2$)와 pH($X_3$)를 토대로 3개 수준으로 구성된 실험설계에 따라 diazinon의 제거와 무기화 특성에 대해 연구하였다. 우선 pH와 diazinon 농도의 영향이 반응표면법(RSM)에 적용될 적정 범위를 결정하기 위해 수행되었다. 통계적 접근은 회귀분석과 분산분석(ANOVA)를 각 인자별 정량적 비교를 도출하기 위해 적용하였으며, 인자별 영향은 조사강도>diazinon 농도>pH의 순으로 나타났다. 회귀모델은 최적화도구를 이용하여 운영조건의 영향을 고려한 최적점을 예측하였으며, 그에 따른 모델식은 $Y_1=81.73-5.58X_1+23.69X_2-14.23X{_2}^2+4.22X{_3}^2(R^2=99.7%)$, $Y_2=35.23-3.01X_1+10.79X_2-7.58X_2{^2}(R^2=97.9%)$로 도출하였다. 그에 따른 결과는 diazinon 농도 12.75mg/L와 조사강도 4.26kGy에서 diazinon 제거율 95.7%, TOC 저감율은 41.8%로 나타났다. pH 조건은 기존의 다른 고도산화공정(AOPs)에 비해 전자빔 공정에서는 유의한 영향이 없는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.416-416
• /
• 2019

육상 담수는 대기중 이산화탄소($CO_2$) 배출의 중요한 발생원으로 주목되고 있다. 하천 및 강에서 대기중으로 배출되는 $CO_2$는 전 세계 탄소순환의 핵심요소이며, 대부분의 하천과 강은 $CO_2$로 과포화 되어있다. 세계적으로 하천 및 강의 $CO_2$ 배출량은 호수 및 저수지의 배출량보다 약 5배 많은 것으로 보고되고 있으나, 국내연구에서는 연구사례가 드물다. 따라서 본 연구의 목적은 낙동강 중하류에 위치해있는 강정고령보(GGW), 달성보(DSW), 합천창녕보(HCW), 창녕함안보(CHW)에서 발생되는 순 대기 배출 플럭스(Net Atmospheric Flux, NAF)의 동적 변동 특성을 분석하고, 데이터마이닝 기법을 적용하여 쉽게 수집할 수 있는 물리적 및 수질 변수로 $CO_2$ NAF를 추정하는데 사용할 수 있는 간략한 예측 모델을 개발하는데 있다. $CO_2$ NAF는 대기-수면 경계면에서의 $CO_2$ 부분압($pCO_2$)의 차에 기체전달속도를 곱하여 산정하였으며, 기체전달속도는 Cole and Caraco(1998)가 제안한 식을 사용하였다. 담수와 해수의 탄산염 시스템에서 열역학적 화학평형을 모두 고려한 $CO_2$SYS 프로그램을 사용하여 수중의 $pCO_2$를 산정하였고, $CO_2$ NAF는 Henry의 법칙과 Fick의 1차 확산법칙을 사용하여 계산하였다. $CO_2$ NAF의 시간적 변동성에 영향을 미치는 환경요인을 평가하기 위해서 상관분석, 주성분분석(Principal Component Analysis; PCA), 단계적다중회귀모델(Step-wise Multiple Linear Regression; SMLR), 랜덤포레스트(Random Forest; RF)방법을 사용하였다. SMLR 모델은 R package인 olsrr, RF 모델은 R package인 caret, randomForest를 이용하여 분석하였다. 연구 결과, 4개 보 상류 하천구간은 조류의 성장이 활발한 일부 기간을 제외한 대부분의 기간에서 $CO_2$를 대기로 배출하는 종속영양시스템(Heterotrophic system)을 보였다. $CO_2$ NAF의 중위값은 HCW에서 최소 $391.5mg-CO_2/m^2day$, DSW에서 최대 $1472.7mg-CO_2/m^2day$였다. 모든 보에서 NAF는 pH와 강한 음의 상관관계를 보였으며, $pCO_2$와 Chl-a도 음의 상관관계를 보였다. 이는 조류가 수중에서 $CO_2$를 소비하고 pH를 증가시키기 때문이다. PCA 분석 결과, NAF와 $pCO_2$가 높은 공분산을 보였으며, pH와 Chl-a는 반대 방향으로 군집되어 상관분석과 동일한 결과를 보였다. 이 연구를 통해 개발된 SMLR 모델과 RF 모델의 Adj. $R^2$ 값은 모든 보에서 0.77 이상으로 나왔으며, $pCO_2$ 측정 데이터가 없더라도 하천의 $CO_2$ NAF를 추정하는 방법으로 사용될 수 있을 것으로 평가된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권10호
• /
• pp.568-574
• /
• 2017

본 연구는 폐목재로부터 organosolv 공정을 이용해서 리그닌을 분리할 때 영향을 미치는 주요 3개의 반응조건(반응시간($X_1$), 산 촉매의 농도($X_2$) 및 반응온도($X_3$))을 리그닌 회수율(y) 기준으로 최적화하였다. 중심합성계획법(central composite design, CCD)에 따라 반응온도 $136.4-203.6^{\circ}C$, 산촉매 농도 0-2.5%, 반응시간 26.36-93.64 분의 범위를 가진 실험계획을 수행해서 2차 모델식 및 최적조건을 수립하였다. 2차 모델식은 $y=-79.89+0.91X_1+9.8X_2-2.54{\times}10^{-3}X_1{^2}-2.11X_2{^2}$와 같이 얻었으며, 결정계수(coefficient of determination, $R^2$) 값은 0.8531으로 10% 이내의 유의수준에서 유의성을 나타냈다. 2차 모델식에 따라 예측되는 최고 리그닌 회수율은 12.46 g/100 g of dry wood이며 이때 최적 반응 조건은 반응온도 $178.2^{\circ}C$, 산 촉매 농도 2.32%으로 나타났다. 폐목재 대상 organosolv 공정에서의 리그닌 수율은 반응온도보다는 산 촉매 농도의 영향이 더 크게 나타났으며 반응시간에 의한 영향은 없는 것으로 나타났다. 모델의 변동성 분석(analysis of variance, ANOVA)에 따르면 리그닌 수율(y)에 대한 모델식의 유의확률은 p<0.001로 높은 유의성을 보였다. 최적조건에서 모델의 재현성을 검증한 결과 모델식이 실제공정을 적절하게 모사한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.95-95
• /
• 2000

지반내 중금속의 저류와 이동에 대한 가장 중요한 인자는 토양 간극수의 pH이다. 점토의 완충능을 kaolinite, hectorite, attapulgite, Na-bentonite와 같은 4가지 점토에 대하여 연구하였다. 완충능의 크기는 hectoriteattapulgite>kaolinite의 순으로 나타났다. 완충능의 크기는 지반내 탄산염 함량과 양이온 교환능력이 완충능의 크기에 가장 영향을 미치며 유기물 함량과 비표면적의 영향은 적었다. 토양의 완충능을 모델링하기 위하여 수소 이온과 토양표면의 화학반응 기간의 화학반응을 정전흡착 모델을 이용하여 모델링하였다. 또한 탄산염 함량과 양이온 교환능력을 함수로 하는 회귀식을 제안하였다. 모델 검증을 위하혀 모델 예측치와 실험치를 비교하였는데 정전 흡착모델을 이용한 예측치가 실험치와 근사한값을 나타냈다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.97-103
• /
• 2000

지반내 중금속의 저류와 이동에 대한 가장 중요한 인자는 토양 간극수의 pH이다. 점토의 완충능을 kaolinite, hectorite, attapulgite, Na-bentonite와 같은 4가지 점토에 대하여 연구하였다. 완충능의 크기는 hectoriteattapulgite>kaolinite의 순으로 나타났다. 완충능의 크기는 지반내 탄산염 함량과 양이온 교환능력이 완충능의 크기에 가장 영향을 미치며 유기물 함량과 비표면적의 영향은 적었다. 토양의 완충능을 모델링하기 위하여 수소 이온과 토양표면의 화학반응 기간의 화학반응을 정전흡착 모델을 이용하여 모델링하였다. 또한 탄산염 함량과 양이온 교환능력을 함수로 하는 회귀식을 제안하였다. 모델 검증을 위하혀 모델 예측치와 실험치를 비교하였는데 정전 흡착모델을 이용한 예측치가 실험치와 근사한값을 나타냈다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제43권3호
• /
• pp.303-314
• /
• 2011

본 연구는 뛰어난 생리활성을 기능을 가지고 있는 오디 품종 중 선호도가 높은 청일뽕(Morus alba L)을 이용하여 초콜릿을 개발하고자 오디분말을 첨가한 초콜릿의 품질특성 분석과 관능적 최적화의 결과를 기초로 오디 초콜릿의 최적 제조조건을 산출하였다. 또한 산출된 최적조건으로 제조한 최적화된 오디 초콜릿과 오디분말을 첨가하지 않은 대조구 초콜릿 각각의 이화학적 특성, 기계적 특성 및 관능적 특성의 분석을 통해 기능성 초콜릿으로서 오디 초콜릿의 가능성을 제고해보고자 하였다. 오디 초콜릿의 이화학적 검사를 측정한 결과 pH(p<0.001), 수분함량(p<0.01), 총 페놀 함량(p<0.05), DPPH 자유 라디칼 소거능(p<0.05) 항목에서 모델의 적합성이 인정되었다. 기계적 측정검사 결과 적색도, 황색도(p<0.05), 경도(p<0.05), 검성(p<0.01), 응집성, 점도(p<0.05) 항목에서 모델의 적합성이 인정되었다. 오디초콜릿의 관능검사 결과 향(p<0.05), 조직감(p<0.01), 신맛(p<0.05), 쓴맛(p<0.05), 전반적인 기호도(p<0.01)에서 모델의 적합성이 인정되었다. 오디 초콜릿의 최적화는 독립변수인 오디분말과 생크림의 범위 내에서 관능검사 항목 중 유의적인 결과만 최대로 설정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 수치점(numerical point)을 예측한 결과 오디분말은 25.76 g, 생크림은 72.21 g이 오디 초콜릿의 최적배합비율로 결정되었다. 오디 분말이 첨가되지 않은 대조구와 최적구의 일반성분을 비교한 결과 최적구가 대조구보다 수분, 조단백, 조섬유, 조회분이 증가하였고, 조지방은 감소하였다. 이화학적 특성, 기계적 특성 및 관능적 특성을 비교한 결과 pH, 당도, 총 페놀 함량, DPPH 자유 라디칼 소거능, 적색도, 황색도, 경도, 검성, 응집성, 색, 조직감, 신맛, 전반적인 기호도 항목에서 유의적인 차이를 나타내었다. 이상의 결과로 오디분말을 첨가한 초콜릿이 영양학적, 기능적, 품질 및 관능적 측면에서 충분한 경쟁력이 있을 것으로 생각되며 오디분말을 첨가한 초콜릿을 제품화한다면 초콜릿이 단순한 기호식품이 아닌 건강한 기호식품으로서 대중들에게 알릴 수 있는 계기가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
• /
• 제22권2호
• /
• pp.27-34
• /
• 2014

자연에서 쉽게 구할 수 있는 저비용 재료인 칼슘샌드와 화강풍화토에 의한 카드뮴 흡착의 동력학적 특성과 등온흡착 특성에 관한 회분식 실험을 수행하였다. 칼슘샌드와 화강풍화토의 pH는 각각 9.51과 6.33으로 나타났으며 칼슘샌드에 의한 중금속 흡착시에는 pH 증가에 따른 침전효과가 있을 것으로 나타났다. 아세테이트 완충용액을 사용하여 pH가 5.0~5.3으로 일정하게 유지되는 조건에서 카드뮴 초기농도가 20 mg/L일 때, 칼슘샌드와 화강풍화토에 의한 카드뮴 흡착의 동력학적 거동은 유사 이차반응을 따르는 것으로 나타났다. 유사 이차 반응속도 모델을 적용할 때 칼슘샌드와 화강풍화토의 카드뮴 흡착의 결정계수는 0.999이며 평형흡착량($q_e$)은 각각 2.10와 2.16 mg/g으로 나타났다. 카드뮴의 등온흡착 특성은 Freundlich 모델에 의해 적절하게 설명될 수 있는 것으로 나타나 흡착소재의 카드뮴 흡착은 비균일한 표면에서 이루어지는 다층 흡착인 것으로 나타났다.