• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.119.2-119.2
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• 2014

대기환경 규제가 강화됨에 따라 기존 기술 대비 획기적인 성능과 가격 경쟁력을 갖춘 새로운 대기환경 기술에 대한 수요가 지속적으로 요구되고 있다. 특히 최근에는 종래의 분진, 이산화황가스 및 질소산화물에 대한 규제와 더불어 지구온난화가스인 이산화탄소, 과불화화합물 (Perfluorocompounds, PFCs), 메탄가스 등에 대한 규제가 강화되면서 이에 대응할 수 있는 대기환경 기술의 수요가 늘고 있다. 한국기계연구원에서는 지난 10 여 년간 지구온난화가스이자 난분해성 가스인 메탄 및 PFCs 가스를 플라즈마 화학반응 공정을 통해 분해하는 연구를 수행해왔으며, 이를 바탕으로 산업에 적용할 수 있는 기술개발도 병행하여 수행하였다. 현재 개발된 기술 가운데 일부는 산업에 실제로 적용되고 있으며, 이를 통해 산업현장에서는 지구온난화가스는 물론 질소산화물과 같은 다른 종류의 규제물질도 동시에 저감할 수 있었다. 본 발표에서는 플라즈마를 활용하여 난분해성 가스인 메탄과 PFCs를 분해하는 기술의 특성을 살펴보았으며, 이를 바탕으로 산업현장에 적용된 대기환경기술이 어떻게 활용되고 있는지를 소개하고 있다. 본 발표에서 다루게 될 플라즈마 발생기술은 펄스 코로나, 유전체장벽방전, 마이크로웨이브 토치, 아아크 토치 등이며, 플라즈마 발생조건은 수 torr 이하의 진공조건부터 및 대기압 조건에 이르고 있다.

• Food Science and Preservation
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• v.24 no.5
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• pp.623-630
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• 2017

Functional compounds including flavonoids, anthocyanins, polyphneols and antioxidants were extracted from blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.) using highly efficient microwave-assisted extraction. And extraction process was modeled and optimized according to response surface methodology (RSM). The independent variables ($X_n$) were ethanol concentration ($X_1$: 0, 25, 50, 75, 100%), irradiation time ($X_2$: 1, 3, 5, 7, 9 min), and microwave power ($X_3$: 60, 120, 180, 240, 300 W). Dependent variables ($Y_n$) were total flavonoid contents ($Y_1$), total anthocyanin contents ($Y_2$), total polyphenol contents ($Y_3$) and antioxidant activity ($Y_4$). Four-dimensional response surface plots were generated based on the fitted second-order polynomial models to get optimal conditions. Estimated optimal conditions for 4 responses were ethanol concentration of 54-72%, irradiation time of 7.1-7.6 min, and microwave power of 243-251 W. Ridge analysis predicted the maximal responses of total flavonoid content, total anthocyanin content, total polyphenol content and antioxidant activity were 38.00 mg RE/g, 6.80 mg CGE/g, 14.90 mg GAE/g, 89.10%, respectively. Verification experiment was carried out at predicted optimal conditions and experimental values for total flavonoid content, total anthocyanin content, total polyphenol content and antioxidant activity were 38.10 mg RE/g, 6.72 mg CGE/g, 14.91 mg GAE/g and 89.13%, respectively. No significant difference was observed between predicted and experimental values, indicating good fitness of fitted model and successful application of RSM.

• Journal of Ginseng Research
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• v.23 no.3 s.55
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• pp.164-171
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• 1999

Microwave-assisted extraction, which is known to rapidly extract target compounds from natural products, was monitored by response surface methodology (RSM) while extracting ginsenosides by using microwave extraction system (MES) equipped with closed vessels, and was confirmed on its extraction efficiency. On the whole, coefficients of determinations $(R^2)$ of the models on ginsenoside contents of extracts with various extraction conditions were above 0.83 (p<0.1). $Ginsenoside-Rb_2,\;-Rc,\;-Re\;and\;-Rg_1$ were maximized in $140^{\circ}C$ of extraction temperature and $50\~75\%$ range of ethanol concentration. Unknown compound peak on HPLC chromatogram observed at extraction temperature over $120^{\circ}C$, increased at the extraction temperature of $150^{\circ}C$. The extraction temperature of $ginsenoside-Rb_2$ and -Re increased from $129^{\circ}C\;to\;147^{\circ}C$ with including unknown compound, and $R^2$ of the models on ginsenoside contents of extracts increased with including unknown compound into ginsenoside $Rb_2$ and Re. Contents of unknown compound were minimized in $67.33\%$ of ethanol concentration, $99.34^{\circ}C$ of extraction temperature and 3.65 min of extraction time. Ginsenoside contents extracted by microwave system for 8 min showed a similar tendency to those of the current extraction method for 40 hrs.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.6
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• pp.812-825
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• 2019

Two dolomite samples mined from the different mines were calcined using a batch-type microwave kiln ($950/60min^{\circ}C$) to produce $CaO{\cdot}MgO$. The hydration of the $CaO{\cdot}MgO$ samples shows different reactivity. MgO was separated by reacting with a strong acid cation exchange resin using the reactivity of the hydration properties of light dolomite ($CaO{\cdot}MgO$). Calcium ($Ca-(R-SO_3)_2$) was separated from the prepared $CaO{\cdot}MgO$ by the cation exchange resin ($CaO{\cdot}MgO:R-SO_3H=1:12mass%$). High purity MgO (higher than 94 mass %) with unburned $CaCO_3$ (1~2 mass %) was obtained by the separation process. The separated MgO was heated at $950^{\circ}C$ for 60 minutes to afford high purity MgO with MgO content higher than 96%. And High-grade $CaCO_3$ was prepared from the reaction with calcium adsorbed resin ($Ca-(R-SO_3)_2$) and NaOH, $CO_2$ gas.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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• v.35 no.5
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• pp.649-654
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• 2006

It was investigated the effects of pre-treatment method on the microbes on the surface of radish (Raphanus sativus L.) leaves. Independent variables put in water washing ($X_1$), microwave treatment ($X_2$) and steam treatment ($X_3$) using central composite design and response surface analysis. It was not detected in the pathogenic microbes, Samonella spp., Camphylobacter spp., Vibrio spp., Shigella spp., Staphyloccocus spp., on the surface of collected radish leaves without pre-treatment. But general microbes showed $3.90{\times}10^5{\sim}1.20{\times}10^7CFU/g$ of total microbes, $1.10{\times}10^2{\sim}2.00{\times}10^5CFU/g$ of E. coli, $2.40{\times}10^3{\sim}3.55{\times}10^6CFU/g$ of yeast/mold on the surface of various radish leaves and lactic acid bacteria was detected or not according to collected samples. The best method of pre-treatment was steam treatment on the microbe reduction effect of samples surface. Also, the multiplex regression coefficients analysis was calculated three independent variables ($X_1,\;X_2,\;X_3$) and dependent variables (total microbes, lactic acid bacteria and yeast/molds). It showed high correlation $R^2$, 0.89, 0.87, 0.85, respectively. For effective reduction of surface microbes, the best method was water washing with microwave or steam treatment at the same time.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.387-387
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• 2011

탄소 나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 육각형 모양의 구조로서 오직 탄소만으로 이루어진 소재이다. CNT는 열전도율이 다이아몬드보다 약 2배 우수하고, 전기 전도는 구리에 비해 1,000배 높으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. CNT의 이러한 특성을 이용한 트랜지스터, 태양전지, 가스 검출을 위한 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 많은 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 수직으로 성장된 탄소 나노튜브는 일반적인 재료에서는 보기 드물게 힘들게 직경이 나노 크기인 반면 길이는 수 mm까지 합성 되기 때문에 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 나노 섬유, 나노 복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 이러한 이유로 수직 배열된 CNT 합성에 많은 연구가 집중 되고 있다. 여러 합성 방법 중 성장 변수를 비교적 용이하게 조절 가능한 열 화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)을 이용하여 수직 배열된 수 mm의 CNT를 합성한 연구 결과들이 보고된 바 있다. 그러나 앞선 연구결과들은 CNT의 성장속도가 느릴 뿐만 아니라 합성 시간이 길어질수록 성장 속도가 감소하는 경향을 보였다. 반면, 마이크로웨이브 플라즈마 화학 기상 증착법(Microwave plasma CVD, MPCVD)은 기존의 다른 TCVD에 비해 낮은 온도에서 CNT를 합성할 수 있는 장점을 가지며, 고출력(~600 W 이상)의 플라즈마를 사용하기 때문에 성장률이 높고 고밀도의 CNT 합성이 가능하다. 본 연구에서는 철을 촉매금속으로 사용하고 MPCVD을 이용하여 얇은 다중벽 CNT를 합성하였다. 철은 직류 마그네트론 스퍼터(D.C magnetron sputter)를 사용하여 증착하였다. 합성시 가스는 탄소 공급원인 메탄($CH_4$)과 함께 플라즈마 공급원인 수소($H_2$)를 사용하였다. 또한 산소($O_2$)의 주입 여부에 따른 CNT의 성장 속도와 성장 길이를 비교하였다. 산소를 주입하였을 때, CNT의 성장 속도와 길이 모두 크게 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이는 촉매금속 표면의 비정질 탄소의 흡착으로 인해 활성화된 촉매금속의 반응시간을 증가시키기 때문이다. 성장된 CNT는 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)과 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 표면형상과 결정성을 분석하였다.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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• v.43 no.4
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• pp.570-576
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• 2014

Response surface methodology (RSM) was applied to optimize the microwave-assisted extraction (MAE) conditions for electron-donating ability, total phenol content, and total flavonoid content of Ligustrum lucidum Aiton. Ligustrum lucidum Aiton from different regions was tested, and Ligustrum lucidum Aiton from Haenam was chosen due to its higher total phenolic content, total flavonoid content, DPPH radical scavenging activity and ABTS radical scavenging activity compared to the other samples. Central composite design was used to optimize extraction of Ligustrum lucidum Aiton from Haenam as well as determine the effects of extraction temperature ($X_1$) and extraction time ($X_2$) on dependent variables ($Y_n$). Determination coefficients ($R^2$) of the regression equations for dependent variables ranged from 0.8858 to 0.9517. The optimum points were $131.68^{\circ}C$ for extraction temperature and 5.49 min for extraction time. Predicted values of the optimized conditions were acceptable when compared to experimental values.

• Proceedings of the Korean Journal of Food and Nutrition Conference
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• 1997.06b
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• pp.11-12
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• 1997

니트로소디메틸아민이 발암성 물질이라는 것이 1954년 Barnes와 Magee에 의해 발견된 이래 이것이 지금까지 학자들에게 관심의 대상이 되고 있는 이유는 발암력이 강하여 극미량으로도 생체내에 암을 유발시킬 수 있을 뿐만 아니라, 대부분의 발암성 물질이 신체의 특정기관에 발암작용을 나타내는데 비해 이 물질은 신체의 여러 부위에 암을 유발시킬 수 있다는 점 그리고 이 물질이 햄, 소시지, 베이컨, 알코올음료, 김치 및 어류 가공품 등 어려 가지 식품에 널리 분포되어 있다는 사실 등을 들 수 있다. 니트로소 화합물은 구조로 보아 티트로소아민과 니트로소아미드로 구분되는데 전자는 제 2급 아연이 산화질소 유도체와 반응하여 생성된 니트로소 유도체이과 후자는 오소, 아미드 등이 치환된 니트로소 유도체로서 화학적인 성질이나 생물학적인 작용이 상이하다. 즉 니트로소아민은 식품에서 안정한 화합물인 반면에 대부분의 니트로소아미드는 불안정하다. 지금까지 연구된 바에 의하면 3백 여종의 니트로소 화합물에 대하여 동물실험을 행한 결과 발암성이 90% 이상 인정되었다. 식품 중 니트로소 화합물의 전구물질 중 질산염과 아질산염은 식품의 가공 저장 및 조리과정 중 니트로화의 된 전구물질인데 이는 육가공품의 색소고정, Cl. Botulinum에 의한 식중독 방지 및 풍미의 향상을 위하여 수 세기 동안 식품첨가제를 사용되어 왔으며, 유럽이나 미국 등지에서는 아직도 육가공품에 아질산염의 첨가가 논란의 대상이 되고 있다. 식품 중 니트로소 화합물에 대한 북유럽 식품 3천여 점을 분석한 결과 검출된 니트로소 화함물은 니트로소디메틸아민이 대부분이며 맥주에서 66%로 검출률이 가장 높았고 다음으로 염지육 및 치즈의 순 이었다. 조리한 일본산 해산 식품 중에 니트로소디메틸아민이 최고 313$\mu$g/kg, 캐나다산 해산 건조 식품에서는 67$\mu$g/kg, 홍콩산 염건어에는 1,400 $\mu$g/kg , 훈연어류에는 N-nitrosothiazolidine이 13,700 $\mu$g/kg , 우리 나라 해산 식품 중 니트로소디메틸아민은 건조가오리, 동결건조명태, 건조오징어, 굴비 및 소건새우 등에서 2.8~86.0 $\mu$g/kg 으로서 비교적 높은 양이 검출되었을 뿐 아니라 이들 식품을 조리할 경우 3.6~13배 증가하였다. 또한 김치와 젓갈류 중에서도 니트로소디메틸아민이 검출된다는 연구가 있다. 식품 중 니트로소 화합물의 생성율 억제시키기 위하여 최근 20여년간 연구된 바를 요약하면 아스코르브산과 같은 억제제의 첨가, 가공방법 및 조리방법의 개선이 비교적 바람직한 방법으로 인정되고 있다. 위의 방법을 적용하여 베이컨을 조리한 결과 낮은 온도에서 오랜 시간 가열하는 것이 높은 온도에서 짧은 시간 가열한 것보다 니트로화 반응이 훨씬 낮았고 또 마이크로웨이브로 조리하는 것이 니트로소아민을 최소화 시키는 방법이었다. 염지육은 아스코르브산이나 토코페롤 등의 니트로화 억제제를 첨가할 경우 니트로소 화합물이 현저히 감소 하였는데 이는 산화질소의 소거 능력이 우수하기 때문인 것으로 밝혀졌다. 가공방법의 개선으로서는 가공시 식품을 공기에 노출시킬 경우 특히 직화로 가열된 공기에 노출되면 니트로소아민의 생성이 매우 높은 것으로 보고되어 있는데 그 대표적인 예로 맥아를 직화로 건조할 경우 맥주 중에 니트로소 화합물이 훨씬 높은 양이 검출된다고 보고되어 있다. 대체로 식품의 가공 조리 및 저장 중 니트로소화합물에 대한 메커니즘은 상세히 밝혀져 있으나 생체내에서의 생성이나 억제 등에 대한 연구는 아직도 미흡한 실정이라이 분야에 대한 연구가 절실히 요구된다.

• Clean Technology
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• v.20 no.4
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• pp.415-424
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• 2014

In this study, two kinds of polymer (PPQX-2hdPTZ (P1), POPQX-2hdPTZ (P2)) were synthesised by Suzuki coupling reaction based on phenothiazine derivative as electron-donor and quinoxaline derivative as electron-acceptor. Microwave synthesis workstation was used to shorten the polymerization time and increase the degree of polymerization. The physical, thermal stability, optical and electrochemical properties of the synthesized polymer were confirmed. The thermal stability of two polymers was outstanding as the initial decomposition temperature was $323-328^{\circ}C$. And additional substituted alkoxy chain on P2 showed higher degree of polymerization. An analysis of electrochemical properties, all polymer had similar HOMO energy level values. Device was fabricated by ITO/PEDOT:PSS/active layer/$BaF_2$/Al structure and photovoltaic properties were confirmed. Each device has a different film thickness and the resulting change in PCE was confirmed. As a result the thinner thickness of the film showed a high efficiency ($PCE_{max}:P1=1.0%$, P2 = 1.1%).

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.3
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• pp.399-409
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• 2021

In order to utilize dolomite as a calcium/magnesium compound material, it was prepared highly reactive calcined dolomite(CaO·MgO) using a microwave kiln (950 ℃, 60 min). The experiment was performed according to the standard of the hydration test (ASTM C 110) and hydration reactivity was analyzed as medium reactivity (max 74.1 ℃, 5 min). Experiments were performed with calcined dolomite and salt (MgCl₂·6H₂O) (a) 1:1, (b) 1:1.5, and (c) 1:2 wt% based on the hydration reaction of calcined dolomite. The result of X-ray diffraction analysis confirmed that MgO of calcined dolomite increased to Mg(OH)₂ as the salt addition ratio increased. After the separating reaction, calcium was stirred at 80 ℃, 24 hr that produced CaCl₂ of white crystal. XRD results, it was confirmed calcium chloride hydrate (CaCl₂·(H₂O)x) and CaO of calcined dolomite and salt additional reaction was separated into CaCl₂. And it was synthesized with Ca(OH)₂ 99 wt% by NaOH adding reaction to the CaCl₂ solution, and the synthesized Ca(OH)₂ was manufactured CaO through the heat treatment process. In order to prepare calcium carbonate, CaCO₃ was synthesized by adding Na₂CO₃ to CaCl₂ solution, and the shape was analyzed in cubic form with a purity of 99 wt%.