본 연구에서는 시중에 유통되고 있는 백삼 농축액(white ginseng extract, WG), 발효인삼 농축액(fermented ginseng extract, FG), 홍삼 농축액(red ginseng extract, RG)에 대해 고형분, 점성도, 회분, 조지방, 조단백, 탄수화물, 나트륨, 열량 등을 분석하였다. 백삼 농축액, 발효인삼 농축액, 홍삼 농축액의 고형분 조사결과, 발효인삼 농축액, 백삼 농축액, 홍삼 농축액 순으로 발효인삼 농축액이 가장 높았으나, 점성도는 홍삼 농축액에서 가장 높게 나타났다. 백삼 농축액, 발효인삼 농축액, 홍삼 농축액 모두 온도를 높일수록 점성도는 떨어지는 경향을 보였으며 $40^{\circ}C$ 이상 가열 시에는 점성도의 차이가 크게 나타나지 않았다. 회분과 조단백질의 함량은 발효인삼농축액이 가장 높았으며, 조지방은 홍삼농축액에서 가장 높게 나타났다. 탄수화물 함량은 세 농축액에서 큰 차이 없이 유사한 결과를 보였으며, 나트륨 함량은 백삼농축액이 가장 높았다. 그러나 열량에 있어서는 백삼 농축액, 발효인삼 농축액, 홍삼 농축액에서 큰 차이가 없는 것으로 조사되었다. 현재 활발히 연구 중인 백삼 농축액, 발효인삼 농축액, 홍삼 농축액 각각의 이화학적 특성을 분석하여 앞으로의 연구 및 신제품 개발에 이용할 수 있는 결과를 얻을 수 있었다. 이를 토대로 항산화, 면역활성, 혈관이완작용에 미치는 영향을 규명하고 인삼농축액, 발효인삼농축액, 홍삼농축액의 효능 차이를 비교 평가하는 실험이 이루어져야 할 것이다.
하수처리장의 농축-소화-탈수 등 전형적인 슬러지처리 공정에서 발생하는 소화조, 농축조 상징액 및 탈리여액 등의 반류수는 유량은 적으나 고농도로써 처리장의 전체 처리효율에 심각한 영향을 주는 것으로 알려져 있는데 외국에서는 이미 반류수의 농도를 감소시키며, 또한 발생된 반류수를 효과적으로 처리하기 위한 기술개발에 대한 광범위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 반류수 내 고농도의 질소를 제거하면 기존 처리장에서도 상당한 수준의질소 제거가 가능하다는 판단
실증규모의 수지충전식 전기투석 재생조를 사용하여 농축음극액내 바나듐의 전기화학적 환원 방법에 의한 재생거동을 조사하였다. 전기투석 분리재생 종료후 남아있는 개미산용액을 전해액으로 사용한 농축음극액내 전기투석된 철 및 코발트는 음극액의 pH를 약 4.3내외로 조절하면 전해환원에 의해 전착.제거된다. 또한 농축음극액내 바나듐은 +2가로 전해환원 되어 착화물을 이루고 있는 Vanadous picolinate 형태로 존재하기 때문에 음극액은 농축된 LOMI 제염제로 재생된다. 이 전해환원에 의한 농축음극액의 재생방법은 제염폐액의 전기투석 분리재생 후 피콜리네이트 착화제만을 재사용하는 기존의 재생개념보다 더욱 효과적으로 제염폐액을 재생시켜 재활용할 순 있는 방사성폐기물의 감용효율이 큰 향상된 제염폐액 재생공정이다.
인삼농축액이 미생물에 의하여 품질이 저하되는 것을 방지하기 위한 기초자료를 얻고자 부패된 홍삼농축액으로부터 효모를 분리 동정하였고 홍삼농축액의 일반성분 및 사포닌의 조성을 조사하였다. 분리, 선발된 홍삼농축액의 부패성 효모는 형태학적, 배양학적 및 생리학적 특성을 검토한 결과 candida parapsilosis로 동정되었다. 홍삼농축액의 일반성분은 회분 3.85, 조지방 1.48, 조단백 15.3. 환원당 12.4, 전당 45.6% 및 기타성분으로 구성되어 있었다. 조사포닌 함량은 18.24%이었으며 각 ginsenoside의 구성은 Rb$_1$, Rg$_1$, Rc, Rb$_2$, Rf, Ra, Ro순이었으며 panaxadiol계 및 panaxatriol 계 saponin의 구성비는 1.56이었다.
역삼투막을 이용한 해수담수화 공정에서 발생되는 농축수의 최소방류 및 회수율 극대화를 위한 공정으로 전기투석을 이용한 농축수의 이차 농축기술 연구를 수행하였다. 실험방법은 정전압운전 방식을 채용하였으며, 농축/탈염조의 용량비율, 전압별 변화 및 전해질을 농축수로 활용시 등에 대한 검토를 수행하였다. 사용한 막은 다가이온막을 채용하였으며, 전력효율을 최소화하며, 농축수의 농도를 극대화 및 탈염수의 농도를 최소화할 수 있는 조건 도출을 목표로 삼았다. 실험결과 농축/탈염조의 비율은 1대 5의 비율이, 전압의 경우 12V로 전해질의 경우 농축수를 이용시에도 효율에는 큰 차이가 발생하지 않았다. 이와 같은 실험조건에서 도출된 최적조건으로는 탈염수의 총용존고형물 농도가 5.32g/l, 이차 농축수의 염도는 17.07%이며 전력량은 탈염수 톤당 16.74kWh로 나타났다.
질소는 수계 부영양화를 유발하는 주요 원인이며, 수계 보호를 위해 반드시 처리해야 하는 오염물질이다. 본 연구에서는 고농도 질소를 처리하여 하수처리장 운전 효율 증대를 위한 방안을 연구하고자 하였다. 약 250일간 하수처리장 농축조상징액을 이용하여 실험실 규모 반응조를 운전하였다. 실험실 반응조 운전은 안정적인 아질산화 반응을 유도하고, 관련 운전 인자 영향을 분석하고자 하였다. 연구 결과 체류시간 조절을 통해 인위적으로 아질산화 반응이 유도가능한 것을 확인하였으며, 안정적인 아질산화 반응이 유도되는 구간을 파악하였다. 특히, 체류시간 1일 조건에서는 90%에 가까운 고효율의 아질산화율을 보이는 것을 확인하였다. 특히 ammonium nitrogen load는 암모니아성 질소 제거율과 아질산화율에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 높은 ammonium nitrogen load 조건에서는 아질산화율과 암모니아성 질소 효율이 감소하였다. 반면, 낮은 ammonium nitrogen load 조건에서는 아질산화율이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 아질산화 반응을 위해 암모니아성질소 농도 및 체류시간의 조절이 필요하다는 것을 의미한다. 농축조 상징액과 같은 슬러지 처리 공정 내 고농도 질소를 함유한 폐수는 아질산화 반응을 적용할 수 있으며, 이는 하수처리장 개조 방안으로 제안 될 수 있을 것으로 판단된다.
2실 구조의 바이폴라막 전기투석(EDBM) 공정을 이용하여 황산암모늄으로부터 황산과 암모니아수를 제조하기 위한 연구를 수행하였다. 황산암모늄 농도가 20 wt%인 용액에 대해 전류밀도 및 농축조에서의 황산 농도를 변화시켜 가면서 전기투석을 실시하였다. 전류밀도를 $25{\sim}100\;mA/cm^2$의 범위에서 운전한 결과 전류밀도가 증가할수록 전류효율은 증가하였다. 그러나 농축조의 황산이 음이온교환막을 통해 희석조로 확산됨으로써 일반적인 탈염용 전기투석 공정에 비해 효율이 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 농축조의 황산농도가 증가할수록 음이온교환막에서 황산의 확산속도가 증가하여 전류효율은 급격히 감소하였다. 한편 전류밀도가 증가할수록 스택의 전기저항은 감소하였는데 이는 바이폴라막의 전이영역에서 높은 전기장하에서 물이 분해되면서 발생하는 주울열에 기인하는 것으로 해석된다. 실험 결과 2실 구조의 EDBM 공정을 통해 황산암모늄으로부터 황산과 암모니아수를 생산하기 위해서는 전류효율과 전기저항 측면에서 높은 전류밀도로 운전하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 그러나 실제 공정에 적용되기 위해서는 전류효율을 높이면서 농축조의 황산농도를 높일 수 있는 연구가 추가적으로 진행되어야 할 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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