본 연구에서는 석탄 종류, 저등급석탄으로부터 첨가제의 종류, 입도분포 및 건조 방법에 따른 석탄-물 혼합연료(coal water fuel, CWF)의 고체함유량을 높이고자 하였다. 건조 방법에는 열풍 건조 방법(flash drying, FD), 유동층 건조 방법(fluidized bed, FB), 유중 건조 방법(oil deposit stabilized, ODS)을 사용하였다. 석탄 종류에 의해서 고체함유량 차이는 최대 20% 이상 보였다. 또한, CWF을 제조할 때 넣어주는 첨가제의 종류를 다르게 하여 실험한 결과 첨가제에 의해서 5%까지 효율을 더 높일 수 있었다. 석탄의 입도분포는 $75{\mu}m$ 이하의 미분탄이 80% 함유되어야 CWF의 성능이 향상되는 것을 관찰하였다. 3가지 건조 방법을 활용하여 CWF를 제조해본 결과, 안정화시킨 유중 건조 석탄이 원탄에 비하여 12% 정도 더 높은 고체함유량을 갖는 CWF를 제조할 수 있는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 수용재적 약 $3m^3$ 크기의 압체고주파진공건조시스템을 이용하여 Azobe (Lophira alata)와 국산 소나무(Pinus densiflora) 제재목을 건조하면서 건조시스템의 성능을 평가하였다. 압체고주파진공건조기의 진공도는 80~105 mbar를 유지시켰고, 건조 중 재온은 건조초기 $40^{\circ}C$에서 시작하여 건조말기 $60^{\circ}C$까지 상승시켰다. 全건조기간에 걸쳐 기전전극판측의 재온은 제어온도보다 항상 높게 유지되는 반면, 접지전극판측의 재온은 항상 낮게 유지되었다. 건조시간이 경과함에 따라 접지전극판측의 재온은 제어온도보다 더욱 낮고 기전전극판측의 재온은 제어온도보다 더욱 높게 나타났다. Azobe의 경우 입력포트측의 평균최종함수율보다 입력포트반대측의 평균최종함수율이 모든 잔적층에서 미미하게 높게 나타났으며, 잔적층의 수직방향으로의 최종함수율은 기전전극판측에서 접지전극판측을 향할수록 높게 나타났다. 기전전극판과 인접한 잔적층의 경우 재목당 평균할렬의 발생길이가 매우 경미하였으나, 접지전극판측을 향할수록 증가하는 경향을 보였다. 또한 투입된 에너지의 효율면에 있어 선진국의 상용설비와 유사한 수준을 보여 주는 것으로 평가되었다.
농가에서 현재 사용되고 있는 고추건조기의 운전조건을 고추의 건조 모델과 품질변화 모델을 수치해석적 최적화방법인 Box의 complex 방법과 연결하여 최적화를 시도하였다. 주어진 carotenoids. 보존을 만족시키는 제한조건 하에서 에너지소비를 최소화하기 위한 열풍온도, 열풍재순환율, 풍량이 결정되었다. 품질제한 조건이 엄격할수록 낮은 열풍재순환율과 높은 풍량이 사용되어 에너지소비는 증가하고 전체 건조시간은 짧아졌다. 건조 중 건조기내에서 고추의 혼합이 에너지 사용효율과 제품품질을 향상시킬 수 있었다. 현재 사용되고 있는 풍량은 최적운전을 위해서는 증가되어야 하는 것으로 판단되었다. 풍량을 일정하게 적정조건으로 고정하고 열풍의 온도와 재순환율을 2단계로 변화시키는 건조방식이 에너지소비를 더욱 감소시킬 수 있었다. 이러한 2단계 최적건조에서는 단계이동은 전체 건조시간의 약 1/3 부근에서 이루어지고 열풍온도는 첫 단계에서 낮다가 두 번째 단계에서 증가하고 열풍재순환율은 단계변화에 따라 약간 증가하였다. 얻어진 최적제어변수는 건조기내에서의 건조과정과 carotenoids 파괴 kinetics에 의하여 해석될 수 있었다. 얻어진 결과의 실험적 확인이 요청된다.
건조한 생강을 아임계수 추출 기술을 이용하여 6-gingerol, 6-shogaol을 추출하고 유효성분의 추출 효율과 영향을 비교 분석하였다. 추출 결과, 건조를 할 경우, 건조 조건에 따라 6-shogaol이 증가하기도 했으나 극한 조건으로 건조하여 생강의 수분함량이 매우 낮아질 경우, 오히려 생강 조직 사이의 공간이 감소하고 그로 인한 추출 용매의 mass transfer가 낮아져 6-gingerol과 6-shogaol 함량은 모두 감소하였다. 또한 비교적 높은 온도인 60, $80^{\circ}C$에서 4시간의 건조를 시킬 경우, 6-shogaol은 열분해가 되었다. 결과적으로 생강의 $60^{\circ}C$, 2시간이 가장 적절한 건조 조건이었다. 특히, 생강의 건조 조건과 유효성분의 추출 경향은 높은 상관관계를 나타내었다. 이는 오직 물만을 사용하여 유효성분을 추출하는 친환경적이며 안전하고 독성이 없는 아임계수 추출 방법이 최적화된 생강 시료의 건조 조건에서 6-shogaol의 유효성분을 선택적으로 추출할 수 있는 잠재성과 우수성을 확인한 결과이며, 다양한 식물에서 유효성분을 추출하거나 가공하는 식품 산업에 응용하여 사용될 수 있을 것이다.
음식물쓰레기를 사료화하여 산란계(Gallus gallus) 또는 청둥오리(Anas platyrhynchos)에게 급이하고 그 음식물을 먹은 닭 또는 오리의 배설물을 줄지렁이(Eisenia fetida)에게 급이하여 퇴비화하는 recycling system 구축 가능성을 검토하기 위하여 음식물 쓰레기에 대한 닭과 오리의 섭식률, 배설률 및 계분, 오리분에 대한 지렁이의 섭식효율을 조사하였다. 음식물쓰레기를 닭 또는 오리에게 급이하였을 때 음식물쓰레기 처리량과 배설율은 닭의 경우 0.40kg/일, 71.0%, 오리의 경우 0.79kg/일, 53.7%로 나타났다. 계분과 오리분을 처리하기 위해 건조된 제지슬러지나 인분케익과 혼합하여 부숙후 지렁이에게 급이한 결과, 지렁이 생장에 제지슬러지를 혼합한 시료가 인분케?보다 효율적인 것으로 나타났다. 또한 계분 또는 오리분에 건조된 제지슬러지를 혼합하여 21일 이상 부숙시킨 시료에 대한 지렁이의 섭식효율이 21일 미만 부숙시킨 것보다 효율적이었다.
본 논문은 $TiO_2$(Degussa, P-25), 바인더(A-9540) 그리고 용제의 배합비율을 바꾸어 코팅액을 제조하여 금속판에 코팅한 후, 고농도의 IPA를 주입하여 분해효율을 고찰하였다. 고형분 함량 비율 변화에서는 $TiO_2$ 함량은 증가하고 바인더가 감소할수록 좋은 효율을 보였고, 용제는 ethanol과 MEK 두 가지 중에 MEK의 분해효율이 좋았다. 용제(MEK)함량 비율 변화에서는 일정량의 용제가 있을 경우 분해효율이 좋았고, 용제함량이 낮아질 경우 코팅액 점도가 높아지고 건조 후에는 표면이 갈라지는 현상을 보였다. 결국, 용제함량 비율 변화는 바인더 함량 실험에도 영향을 주어 1.75:0.25:10일 때 가장 좋은 분해효율을 보였다.
본 연구에서는 갈색거저리 유충의 식품등록 후 산업화에 대비하여 대량생산 시설에 적용 가능한 동결건조 갈색거저리 유충곤충의 제조공정을 확립하였다. 갈색거저리 유충을 1 ~ 2일간 절식시킨 후 식용을 목적으로 하므로 위생적인 측면을 고려하여 분변제거 및 세척한 후 고온 고압 살균법으로 살균하였다. 살균시 용기 내에 부직포($48cm{\times}55cm$)를 깔고 갈색거저리 투입량은 1 kg(3 cm)이하로 하는 것이 세균 및 진균의 제거에 효율적임을 확인하였다. 또한 생산효율을 증가시키기 위하여 다단식 살균기를 사용하여 각 단 사이의 공간을 10 cm 이상 확보하여 $115^{\circ}C$, $1kgf/cm^2$에서 10분간 고온 고압 살균한 경우 미생물이 검출되지 않음을 확인하였다. 살균한 갈색거저리 유충 동결건조를 위해 동결은 $-35^{\circ}C$ 이하에서 용기[$W(63cm){\times}L(57cm){\times}H(3cm)$]별 4 kg씩(두께 1.5 cm 이하) 투입하여 실시하고, 건조는 $-15^{\circ}C$ 이하, 0.5 torr 이하에서 최소 30시간 이상 건조하는 것이 효율적인 것으로 판단하였다. 동결건조 갈색거저리 유충의 자가규격으로 수분 5% 이하, 산가 3 mg/g 이하, 과산화물가 30 meq/g 이하, 조단백 45% 이상, 조지방 25% 이상, 올레산 11 ~ 16%를 허용범위로 설정하였다. 마지막으로 이화학적 특성, 관능적 특성, 미생물학적 지표 조사를 통한 유통기한 설정 결과 PET 재질 용기로 포장될 경우 동결건조 갈색거저리 유충의 최종 유통기한은 제조일로부터 12개월로 결정하였다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 대량생산 시설에 적용 가능한 동결건조 갈색거저리 유충의 제조공정을 통해 식품등록 후 산업화시 보다 위생적이며 균일한 제품 제조가 가능할 것이고, 자가규격 및 유통기한은 제품 관리에 응용되어 보다 안전성 및 안정성 확보가 가능할 것이라고 사료된다.
유기성 슬러지의 직접 매립 금지와 가까운 장래에 해양투기가 금지될 전망이므로 발생되는 슬러지의 적절한 처리에 대한 발전된 기술의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 슬러지 건조기술 중 하나인 폐유를 활용하여 하수슬러지를 유중 건조시키는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 이 공정의 기본 원리는 오일을 가열함으로써 형성되는 급격한 압력변화에 의해 슬러지 공극을 통하여 수분이 빠르게 증발하도록 하는 것이다. 일련의 건조 실험 결과, 건조온도, 건조시간, 오일종류, 슬러지 형상 등 중요한 실험변수에 따른 건조곡선이 얻어졌다. 건조 오일로 폐식용유를 사용한 경우 건조시간에 따른 수분함유량 변화는 건조시간 10분이 지나면서 현저히 감소하기 시작하여 14분 이후에는 건조온도에 관계없이 수분함유량이 5% 이내로 감소하였다. 유중 건조 온도는 120$^{\circ}C$에 비해 140$^{\circ}C$ 이상에서 수분 증발이 급격히 증가한 것으로 나타났다. 그러나 140$^{\circ}C$ 이상에서는 큰 차이를 나타내지 않았다. 슬러지 직경이 감소할수록 효율적으로 건조되는 것으로 나타났는데 이는 단위체적당 표면적의 증가에 기인하는 것이다. 오일 종류의 변화에 따른 영향을 살펴보면 폐 엔진오일을 사용한 경우 점도가 증가함에 따라 폐식용유에 비하여 수분 증발이 현저히 지체되는 현상이 나타났다. 그러나 건조온도 140$^{\circ}C$ 이상에서는 120$^{\circ}C$에 비하여 건조시간이 경과함에 따라 수분 증발이 비교적 크게 증가하는 결과를 나타내었다. 그러므로 폐오일의 종류에 관계없이 건조온도는 140$^{\circ}C$ 이상으로 유지하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.
본 실험은 개갑된 인삼종자를 안전하게 장기보존하고, 또한 이를 효율적으로 발아시키기 위하여 인삼종자의 건조 저항성 및 동결보존을 위한 적정 수분함량을 분석하고, 배 발육과 발아에 관여하는 온도와 호르몬의 상호작용 효과에 대하여 조사하였으며, 이에 대한 결과는 다음과 같다. 1. 30일 후의 초기 발아율은 $GA_3$와 BA 등 생장조절제 처리 후 $5^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$에서 발아시킬 경우에만 $50\%$ 이상으로 높아졌다. 70일 후의 발아율은 생장조절제의 처리와 상관없이 $5^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$에서 모두 $90\%$ 이상으로 높게 나타났고, $15^{\circ}C$에서도 생장조절제 처리구에서는 일부 발아하였다. 2. 개갑 인삼 종자를 무균상 송풍구와 종자건조실에서 건조시킬 경우 각각 12시간(종실 수분함량 $10.6\%$) 및 3일($6.1\%$) 까지는 내과피와 종실간에 수분함량에 차이를 보이면서 급속히 건조되다가 이후 서서히 건조되었다. 3. 무균상에서 0${\~}$l8시간 동안 건조된 종자(수분함량 $57.9{\~}8.7\%$)는 $95\%$ 이상이 발아하였으나, 30시간 건조된 종자($7.2\%$)는 발아율이 $85\%$로 감소하였다. 건조된 인삼종자를 액체질소에 저장 후 발아율을 조사한 바, 12${\~}$30시간 건조($10.6{\~}7.2\%$)된 종자는 $90\%$ 이상이 발아하였다. 4. 건조실에서 건조된 인삼종자는 0${\~}$2일 동안 건조($57.9{\~}9.0\%$)하였을 때 $90\%$이상이 발아하였으나, 6일 건조($3.8\%$)된 종자는 발아율이 $30\%$ 이하로 대폭 감소하였다. 동결보존 후의 발아율은 2일 건조 종자($9.0\%$)만이 $90.5\%$의 높은 발아율을 보였다. 5. 최적수분함량에서 두 건조방법간에 동결보존 전후의 발아율에 유의한 차이가 없었으며, 건조 장해를 받지 않으면서도 동시에 동결장해를 회피할 수 있는 적정 수분함량범위는 $8{\~}l0\%$였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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