청징한 사과쥬스를 역삼투 장치를 이용하여 예비농축을 하였다. 사용한 역삼투막의 종류에 따른 농축한계농도는, HR 95 및 HR 98형의 역삼투막에 60 bar를 가하여 농축하였을 때 $29.0^{\circ}$Brix이었으며, 이 농도에 도달하는데 소요된 시간은 HR 95형이 86분, HR 98형이 71분이었다. CA 865와 CA 960형은 30 bar에서 농축한계 농도를 보이지 않고 역삼투압 장치의 가동시간이 경과함에 따라 직선적으로 농도가 증가 하였는데 HR형의 경우에 비하여 동일 농도에 도달하는 시간이 더 많이 소요되었다. 한편 역삼투막을 통하여 손실된 가용성 고형물의 양을 쥬스의 농축농도와 관련지어 비교시 20.0 $25.0^{\circ}$ Brix의 농축범위에서 HR 95 HR 98 CA 865및 CA 960의 역삼투막을 통과한 permeate에는 가용성고형물이 각각 평균 1.3, 0.5, 7.5 및$2.3^{\circ}$Brix씩 함유되어 있었으며 HR형 특히 HR 98을 통한 손실이 가장 적은 것으로 나타났다. 또한 총산 및 향기성분 permeate를 통한 손실도 가용성고형물의 손실에서 보인 경향과 유사 하였다.
가압형 부상법에 비해 낮은 압력에서 미세기포를 발생시키는 저압형 부상법을 슬러지 부상 농축에 적용하여 그 성능을 검증하고 실제 적용가능성을 확인하였다. 파일롯 규모의 저압형 부상조를 충남 N.S. 하수처리장에 설치하여 혼합슬러지의 농도, 응집제 주입량 및 혼합슬러지 대비 미세기포수의 비율과 같은 운전 변수가 혼합슬러지 농축에 미치는 영향을 확인하였다. 미세기포는 내부 압력이$1.5kgf/cm^2$으로 유지된 미세기포발생기에서 공기와 기포조제가 포함된 물을 고속 충돌 방식으로 발생시켰으며, 이를 부상농축 실험에 사용하였다. 장기운전 시 유입된 혼합슬러지의 SS 농도는 평균 14,400 mg/L였으며, 응집제 농도 27.6 mg/L, 기포조제 농도 4.0 mg/L, 혼합슬러지 대비 미세기포수의 비를 9.7%로 하여 저압형 부유부상조를 운전한 결과, 60,300 mg/L의 농축슬러지 고형물함량과 99% 이상의 고형물 회수율을 얻었다. 이 경우의 고형물 표면적 부하율은 $30kg/m^2/hr$로 2011년 환경부에서 제정한 하수도 상압 부상농축 시설기준 25 $kg/m^2/hr$을 상회하였다.
제주산 감귤생산량은 51만톤(2016년)으로 수확기에 장마 등과 같은 환경적 요인에 의해 결점과의 비율이 24.9% 정도이다. 결점과로 통칭되는 비상품과는 일부 대기업의 쥬스공장에서 수매하는 량을 제외한 대부분은 자체 농장에서 폐기처분되고 있어 많은 감귤 비상품과 처리에 많은 문제점이 노출되어 오고있다. 성주군에서는 결점과 및 비상품과가 시장에 출하되는 것을 방지하기 위하여 자체 수매하여 액비, 발효퇴비, 사료화 가공 등에 많은 비용을 투자하고 있다. 따라서 본 연구는 당도가 15 Brix에 달하는 고당도 감귤 및 참외의 비상품과를 효과적으로 착즙하여 감귤 착즙액은 생산농자재로 환원하고, 참외 착즙액은 참외조청용 원료로 사용하는 기술을 개발하고자 한다. 착즙장치는 PLATE형 스크류, 테퍼 스크류 하우징, 파쇄된 과즙을 마지막 단계인 압입하는 고깔부 및 동력을 공급하는 구동부로 구성하였다. 개발한 고액분리 착즙장치의 외형은 $W1,000{\times}L2,000{\times}H1,070$이고 사용동력은 0,75kw, 1/30 감속모터를 사용하였다. 일반적인 착즙장치는 1단 분쇄와 동일 원통형의 스크류 압착으로 고액분리를 위한 착즙이 이루어지기 때문에 처리량이 150kg/hr에 불과하지만 개발한 고액분리장치는 2차 분쇄와 원통형과 원추형의 스크류 압착 후 고액분리망을 통과하도록 하여 500kg/hr 이상을 착즙이 가능하도록 개발하였다. 따라서 농산물의 고액분리를 통한 농산물의 가공을 위한 연속 착즙 장치는 2단 분쇄와 원통형 및 원추형 압착 미세망을 이용한 고액분리 착즙기는 기존 착즙기에 비하여 처리량이 3배 이상 증가되었다는 것을 알 수 있었다. 기존 감귤 착즙기의 수율은 60%정도이나 개발 착즙기의 착즙 수율은 66.5%로 나타나 본 연구에서 개발한 착즙기의 수율이 기존 착즙기의 수율보다 약간 높게 나타났다. 기존 착즙기는 원료(농산물의 종류)의 종류나 전처리에 제한이 있어 전용으로 사용하는데 비해 본 연구에서 개발한 고액분리 착즙기는 원료의 종류나 전처리 상태에 관계없이 사용 가능함을 확인하였다.
대기중의 황화합물 분석은 현행 우리나라 악취공정시험법에 고시되어 있으나 복잡한 농축장치를 필요로하고 조작법이 복잡하고 시간이 많이 소요된다. 특히 황화합물은 주요 악취물질로서 대기오염을 일으키고 있으며, 극미량에서(ppb) 악취를 발생시키는 악취물질임에도 불구하고 분석방법 및 정확도에 많은 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 황화물 시료농축이 간단하며, 직접 주입, 분석할 수 있는 SPME(Solid-phase microextraction)을 이용하여 황화물을 신속하게 분석할 수 있는 분석법을 개발하고 저 하였다. 분석방법에 대한 분석재현성, 분석한계를 조사하였으며, 이 분석방법이 대기중 황화물분석 방법으로 활용될 수 있도록 분석법을 확립하고자 하였다. (중략)
공기중의 산소농축 PSA 기술로 RPSA(Rapid Pressure swing adsorption)이 적용되므로 1979년 이후 소형의 의료용 장치로 상업화되기 시작하였다. 산소발생기(산소농축기)의 경우에도 개량형 RPSA방식을 적용한 기술로써 최근 우리나라도 고령화 사회가 되므로써 의료용으로 사용이 확대되고 있으며, 기타 작업장이나 특수 시설 등에서 사용이 증대되고 있다. 이러한 산소농축기의 핵심부품 중의 하나인 흡착탑의 경우 흡착제 구성 및 흡착탑의 구조에 의하여 성능이 좌우되고 있다. 현재 상용화된 제올라이트의 각 흡착제의 흡착특성을 도출하기 위하여 압력, 온도, 수분함유량에 따른 파과곡선을 측정하여 흡착탑의 단수에 따른 최적 단수를 도출하였다.
IMO BWM 협약이 발효가 되면 선박에 Ballast 수 처리 시스템 탑재 후 국가 간 항구 도착 시 각주관청의 Ballast water Discharge regulation D-2 만족 여부를 검사받게 된다. Ballast Water Sampling Device는 이러한 D-2 규정에서 요구하는 많은 양의 시료를 농축 후 신속히 분석하여 DATA의 신뢰성을 확보하기 위한 시료 전처리 장비로써, 그 활용성이 매우 클 것으로 판단된다. 본 연구 개발을 통해 개발된 Sampling Device의 특징은 많은 양의 시료를 효율적으로 농축하는 농축조와 농축 후 플랑크톤 네트에 잔류하는 미생물을 회수하는 린싱조로 구성되며, 다양한 실검증을 통해 최적의 조건을 확립하였다. 또한 모든 Sampling 공정이 자동화로 구현됨으로서 선박에 적합한 효율적인 Operating이 이루어질 수 있도록 구성하였다.
초기생애단계의 일본송사리를 실험어류로 사용하여 TCDD와 PCB 126의 생물농축정도를 비교 측정하였고, TCDD와 PCB 126의 체외 배설에 대한 동태학적 특성을 비교 분석하였다. 생물농축실험은 초기생애단계의 새끼치어 및 어린 물고기에 TCDD와 PCB 126을 여러 농도로 물에 용해시켜 96시간 동안 정체된 상태로 폭로시킨 후 생물농축계수(BCF)와 지방-표준화한 생물농축계수(BCF$_{L}$)를 측정하였다. TCDD와 PCB 126의 일본송사리 초기생애단계의 새끼치어 및 어린 물고기에서 측정된 96-h BCF값 및 96-h BCF$_{L}$값은 폭로된 농도와 상관없이 비슷하게 나타나 반면, 생체크기가 클수록 그 값은 작게 나타났다. 일본송사리 새끼치어, 어린 물고기, 성어의 생체 내 총 지방함량은 각각 5.7, 4.2, 4.6%로 측정되었다. 체외배설 동태실험은 어린 물고기에 TCDD와 PCB 126을 3가지 농도롤 물에 용해시켜 96시간 동안 정체된 상태로 폭로시킨 후, flow-through장치로 공급되는 맑은 물로 옮겨 42일간 사양하면서 0, 7, 14, 21, 28, 42일에 생체 내 TCDD와 PCB 126 잔류량을 측정하여 분석하였다. 배설은 1차 반응속도론적으로 이루어졌으며 한 구획모형보다 두 구획모형이 더 적합한 것으로 분석되었다. 두 구획모형을 사용한 분석에서 TCDD와 PCB 126의 체외배설 반감기(t$\frac{1}{2}$) 및 배설속도상수($\beta$)는 각각 27.2일과 32.3일 및 0.025/d와 0.021/d로 측정되었다.
먹거리 안전에 대한 우려가 커져가면서, 무엇을 먹을 것인지 식료품을 어떻게 구매할 것인지에 대한 소비자들의 관심이 증가하고 있다. 미국에서 2000년 중반부터 생겨난 신조어인 '로카보어 (locavore)'는 이와 같은 현상을 반영한 것이다. 이 용어는 지역이라는 의미의 '로컬(local)'과 먹는다는 뜻의 'vore'에서 파생된 것으로서 '지역에서 생산된 음식을 먹는 사람'이라는 의미를 가지고 있다. 건강에 좋은 음식을 소비하기 위한 적절한 장치로 로카보어 운동은 여러 가지 방식으로 음식 공급 체계를 유지할 수 있다. 농촌경제는 이어지는 FTA체결 등 시장 개방의 압력으로 인해 쇠퇴 일로에 있다. 이와 같은 관점에서 보면 지금은 지역농업을 살리기 위한 보다 효과적이고 실질적인 대응책을 개발할 시점이다. 따라서 로카보어 운동을 활성화함으로써 농촌 공동체는 사회적 결속을 강화할 수 있을 뿐만 아니라 지역경제 활성화를 꾀할 수 있다. 이 연구에서는 경기도 포천을 로카보어 운동의 한국형 모델로 선정하였다. 이는 포천이 서울과 근접해 있으며 관광객들이 자주 찾는 관광콘텐츠가 지역에 산재해 있을 뿐만 아니라 도 농복합도시로서 다수의 농장과 경작지로 구성되어있기 때문에 인근 대도시의 농축산물 수요를 충족할 수 있는 충분한 농축산물 산지라는 것이 장점이다. 이러한 측면에서 포천은 품질 좋은 지역의 농축산물의 공급처로서 '농축산 플랫폼(agro-platform)'의 구축을 체계화함으로써, 한국형 로카보어 운동의 중추적인 역할을 할 수 있을 것이다.
화학적인 슬러지 개량은 하수슬러지의 탈수성을 개선하기 위해 주로 사용된다. 이 공정은 개량제를 이용하여 처리한 후 농축 및 탈수된다. 본 연구는 DAF 부상장치를 이용하여 하수슬러지의 개량(혐기성 보관시간, 응집제 종류, 및 주입량) 및 부상조건(슬러지 농도 및 A/S 비)에 따른 부상농축효율을 평가한 것이다. 혐기성 보관시간에 따라 하수슬러지의 비표면적과 여과비저항은 증가하였다. $Al_2(SO_4)_3$, $Fe_2(SO_4)_3$ 및 PSO-M을 주입하여 개량된 하수슬러지는 보관시간이 경과에 따라 부상농축효율이 거의 감소되지 않았다. 개량된 하수슬러지는 A/S 비가 0.01 mL/mg 이상이면, 부상농축효율이 저하되지 않고 96% 이상 유지할 수 있었다.
본 연구에서는 USCG Phase-II 형식승인을 대비하여 ${\geq}10{\mu}m$ 와 ${\leq}5{\mu}m$ 크기 식물플랑크톤의 생물군에 관해서 네트를 이용한 생물농축 방법 및 농축효율을 비교하고자 하였다. 생물 농축 효율의 비교는 네트 망목 사이즈($5{\mu}m$, $7{\mu}m$)의 차이, 펌프 이용를 이용한 연속적인 시료 공급 방법과 핸드비이커 이용한 불연속적인 시료공급의 차이, 자연해수의 용량에 따른 차이 등을 종합적으로 검토하였다. 각 실험군 간의 차이를 t-test로 검증한 결과, $5{\mu}m$와 $7{\mu}m$망목에 의한 차이는 유의하게 나타나지 않았고(p>0.05), 자연해수 용량에 따른 생물농축효율의 차이도 명확하지 않았다(p>0.05). 하지만 펌프에 의한 연속적인 시료 공급은 핸드비이커의 불연속적인 시료보다 통계적으로 유의하게 생물 농축효율이 높게 나타났다(t-test: t:-4.058, p<0.05). 특히 네트 농축 실험 시 출현한 식물플랑크톤의 군집조성은 규조류 17종, 와편모조류 15종, 유글레나조류 1종, 착편모조류 2종과 함께 미동정 편모조류로 총 36종이였고, 우점종으로는 Pseudo-nitzschia spp.로 관찰되었다. 여기서, 모든 실험군에서 생물 농축 효율이 20-25% 전후로 균일하게 낮게 나타난 것이 특이적 이였고, 그 이유로는 우점종인 Pseudo-nitzschia spp.의 한 편의 사이즈가 $3-8{\mu}m$로 네트 망목을 통과하여 손실된 결과로 판단되었다. 결과적으로 네트의 농축은 자연 식물플랑크톤 군집에서 출현한 종의 사이즈에 의존한다는 것을 확인할 수 있었고, 이는 USCG Phase-II 의 형식 승인 선박평형수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System) 통과 후 생물농축과정에서 종 특이적인 사이즈의 분포 양상을 충분하게 검토하여 농축 용량을 조절할 필요가 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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