• 유기물자원화
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• 제22권3호
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• pp.11-22
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• 2014

음식물 쓰레기는 산완충능(buffer capacity)이 충분하지 않아 포집과 운송기간 동안 유기산이 축적될 수 있고 몰리브덴이나 코발트와 같은 미량원소가 부족할 수 있기 때문에 가축분뇨는 음식물 쓰레기와 혼합소화 시 부족한 메탄생성량을 보충할 수 있는 혼합기질로서 적합한 것으로 판단된다. 본 논문에서는 성공적인 혐기공정 설계 및 안정적 운영을 위한 우리 나라 유래 대상기질의 실제성상 특징과 메탄가스 발생사이의 상관성을 알아보고자 하였다. 서울시의 8개 기초자치단체(강남, 강동, 송파, 영등포, 관악, 구로, 동작, 용산)의 음식물 쓰레기 중간 집하장이나 처리시설에서 음식물 쓰레기를 채취하였다. 음식물 쓰레기의 고형물 함량은 평균 16%를 보였고 잠재 메탄발생량은 평균 $446.6STP-m{\ell}/g-VS$로서 $334.8{\sim}567.5STP-m{\ell}/g-VS$의 범위를 가진다. 우분의 고형물 함량과 잠재메탄 발생량은 각각 평균 26%과 $280.6STP-m{\ell}/g-VS$로 타나났다. 잠재 메탄발생량은 고위발열량, 지방 함량, 탄소함량, 수소함량과 양의 상관관계를 가지고 탄수화물 함량과 음의 상관관계를 가지는 것으로 나타났다($r^2>0.8$). 따라서 이러한 기질특성 분석결과를 통해 잠재 메탄발생량을 비교적 정확하게 예측하였다. 본 연구에서는 단일 기질과 잠재 메탄발생량을 분석하였으나 향후는 최대 메탄발생량을 위하여 혼합기질 (음식물쓰레기, 가축분뇨, 수분조절제 등)의 최적조합을 결정하는 연구가 수행하여야 할 것으로 여겨진다.

• 농업과학연구
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• 제22권2호
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• pp.134-142
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• 1995

제지슬러지의 메탄발효 효율을 높이기 위하여, 본 연구에서는 중온($35^{\circ}C$)과 고온($60^{\circ}C$) 메탄발효를 실시하였으며, 발효 촉진제로 기질(ethyl acetate), $F_{430}$의 구성성분(nickel), 생육인자 및 환원제(sulfur) 등의 화합물을 첨가한 후 메탄 생성 효율을 비교 조사하였다. 1. 제지슬러지를 단순히 $60^{\circ}C$로 가열해 주어도 섬유소가 분해됨을 간접적으로 확인하였으며, pH를 교정하기 위한 NaOH처리로 그 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 2. 중온($35^{\circ}C$) 메탄발효 가스중 40%의 메탄함량을 나타낸 처리구는 nickel trioxide(5일), nickel sulfate(10일), nickel acetate(15일) 순 이었다. 3. 중온에서의 메탄생성 효율은 대조구(0.62%), ethyl acetate(0.21%), nickel acetate(2.14%), nickel sulfate(3.02%), nickel trioxide(3.34%)로 대조구에 비하여 최고 5.4배까지 증가하였으며, nickel화합물에서는 acetate< sulfate< trioxide의 순으로 메탄발효를 촉진하였다. 4. 고온 메탄발효 가스중 40%의 메탄함량을 나타낸 처리구는 nickel trioxide(3일), 혼합(5일), sodium sulfide(6일), 대조구(10일)의 순이었다. 5. 고온에서의 메탄생성 효율은 대조구(9.6%), ethyl acetate(4.8%), sodium sulfide(16.5%), nickel trioxide(19.8%), 혼합(31.9%) 처리구순으로 대조구에 비하여 최고 3.32배의 보다 높은 효율을 보여 주었으며, 중온 보다는 약 10배의 높은 효율을 나타내었다. 6. 중온과 고온 메탄발효후 pH는 메탄발효가 잘 진행된 발효조는 7.0($60^{\circ}C$, 혼합처리구)이었으나, 진행되지 못한 발효조($35^{\circ}C$, ethyl acetate)에서는 5.4로 나타났다. 7. 메탄발효폐액의 특성은 메탄발효가 잘 진행된 폐액의 COD 값이 컸으며, 전질소 함량은 낮았고, pH는 중성을 유지하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권1호
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• pp.22-27
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• 2004

제지공장의 슬러지를 활성오니슬러지와 집수조슬러지로 나누어 C/N율, 메탄발효폐액 첨가 그리고 몇몇 첨가제를 처리하고 발생한 혐기발효가스 중 메탄함량을 측정하여 각각의 처리효과를 조사해 보았다. 1. 활성오니 제지슬러지를 이용한 메탄발효의 최적 C/N율은 60으로 이전의 다른 재료들과는 다른 경향이었다. 2. 혐기발효 폐액의 첨가로 메탄함량 40% 도달 시간은 약 2일정도 앞당겼지만, 10일간의 총 메탄발생량은 1/8 수준으로 적었다. 3. 첨가제중 sodium sulfide와 ethylacetate의 처리효과는 발효폐액 첨가구에서 뚜렷하였고, 무첨가구에서도 sodium sulfide는 1.3배의 메탄생성 증가에 기여하였다. 4. 황화수소가 제거된 제지슬러지에서는 메탄이 전혀 생성되지 않았고, sodium sulfide가 첨가된 처리구에서는 메탄생성이 증가되었기에 제지슬러지 메탄발효에서 황은 필수적이라고 할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.117-117
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• 2010

석탄 가스화에서 유도된 합성가스는 합성반응 공정을 통하여 합성석유, 메탄올(& DME), 합성천연가스(SNG) 등의 다양한 화학원료를 제조할 수 있어 이의 활용이 점차적으로 확대될 것이다. 이 중 SNG 공정의 경우, 석탄가스화기에서 생산된 합성가스는 집진, 탈황, 수성가스전환($H_2$/CO 비를 조절), $CO_2$ 제거 등의 공정을 거쳐 메탄화 반응기로 유도되는데, 메탄화 반응에서 $CO_2$가 반응에 참여하면 탄소포집 및 저장(CCS)의 부담을 크게 줄일 수 있어 이에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 상업용으로 활용되고 있는 단열반응기를 직렬로 연결할 경우, 메탄화반응의 발열로 인한 반응기내의 온도 상승으로 $CO_2$가 생성되는데 이후의 2차 또는 3차의 단열반응기에서 $CO_2$ 수소화반응이 진행되면 최종 생성물인 메탄의 수율이 증가하며, 뿐만아니라 생성물 중 포함된 수소의 농도를 낮출 수 있는 장점을 가지게 된다. 따라서, 본 연구에서는 Ni계 촉매를 사용하여 풍부한 $H_2$ 분위기에서 Fe를 첨가하여 이의 함량이 $CO_2$ 수소화반응의 탄소 전환율과 생성되는 메탄의 수율에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제43권2호
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• pp.104-108
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• 2001

뽕나무 품종별(대륙뽕, 국상20호, 수봉뽕, 야상오디, 카타네오)오디 메탄을 추출물이 흰쥐의 지질대사 및 간장 기능에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 콜레스테롤을 투여하여 고지혈증을 유발시킨 흰쥐에 뽕나무 품종별 오디의 메탄을 추출물을 경구투여한 후, 혈청 중의 콜레스테롤, 중성지질함량과 더불어 GOT, GPT, LDH의 활성을 측정하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 냉동건조시킨 오디의 메탄을 추출물 수율은, 대륙뽕 50.9%, 국상20호 62.0%, 수봉뽕 64.6%, 카타네오 49.8% 및 야생오디 43.5%로 수봉뽕 품종이 가장 높았고, 품종간 차이가 비교적 컸다. 2. 야상오디 메탄을 추출물 처리군은 중성지질함량을 감소시켜 정상의 85% 수준까지 회복되었고, 혈청 중 총 콜레스테를 함량은 국상20호 >카타네오 > 야삼오디 >수봉뽕 오디 메탄을 추출물 처리군 순으로 감소되었으나, 그 효과가 유의적이지는 않았다. 3.간장 기능에 미치는 효과를 알아보기 위하여 혈청 중의 GOT, GPT및 LDH활성을 측정한 결과, 야상오디 메탄을 추출물 처리군은 GOT치를 감소시켜 정상의 86% 수준으로 회복시켰고, 국상20호는 68%, 수봉뽕은 66%, 카타네오는 50% 수준으로 GOT치를 감소시켰다.

• 유기물자원화
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• 제21권4호
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• pp.62-71
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• 2013

본 연구는 돼지분뇨 슬러리를 이용하여 혐기소화 하는 과정에서 소화원료 중에 포함된 고형물의 크기를 감소시키는 전 처리 기술의 적용에 따른 메탄생성 효율을 분석하기 위하여 수행되었다. 소화원료의 입자 크기 감소는 혐기소화 과정에서의 가수분해 정도를 높여서 혐기소화 효율을 증진시킨다. 본 시험에서 적용한 전 처리 방법으로는 오존을 이용한 방법, 캐비테이션을 이용한 방법 그리고 분쇄장치를 이용하여 물리적으로 고형물 크기를 줄이는 방법 등을 적용했다. 전 처리 방법에 따른 메탄가스 발생량은 분쇄 방법, 오존 적용, 캐비테이션 적용 방법 순으로 높게 나타났으며, 두 가지의 전 처리 방법을 병합하여 적용하는 복합공정으로 처리하였을 경우에는 분쇄 처리 후 오존 처리, 캐비테이션 처리 후 오존 처리, 분쇄 처리 후 캐비테이션 처리를 적용하는 순으로 전 처리효과가 높게 나타났다. 돼지분뇨 슬러리를 두 가지 조합의 병합 공정으로 처리하였을 경우 단독 공정에 비해 메탄 발생량이 약 20% 이상 증가하였다. 평균 메탄함량 역시 분쇄 처리 후 오존 처리를 병합한 처리구에서 높게 나타났다. 돼지분뇨 슬러리를 소화원료로 이용하여 시험용 소화조 운영하였을 때 가스 발생량 평균값과 메탄의 평균농도는 전 처리를 하지 않은 경우에는 각각 298.8L와 55.7%인 반면에 전 처리를 실시한 시험구에서는 각각 325.9L와 59.7% 수준을 나타냄으로써 돼지분뇨 슬러리의 경우에서도 전 처리의 효과가 있는 것으로 나타났다. 전 처리를 하였을 경우가 처리하지 않은 구에 비해 바이오가스 중의 메탄함량은 높고 CO2 함량은 상대적으로 더 낮게 나타났다. 돼지분뇨 슬러리에 대해 전 처리를 수행하였을 경우가 전 처리를 하지 않은 경우에 비해 유입 VS당 가스발생량도 더 많았다.

• 멤브레인
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• 제14권1호
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• pp.44-52
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• 2004

본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)에 적용가능한 양이온교환막 개발에 관한 것으로 poly(vinyl alcohol) (PVA)에 가교제로 poly(acrylic acid-co-maleic acid) (PAM)와 hydroquinonesulfonic acid (HQSA)를 이용하여 가교제의 함량을 변화시키면서 막을 제조하였다. 제조한 막은 가교제의 함량 변화에 따라 메탄을 투과도, 이온전도도를 측정하였으며 기본적인 이온교환막의 특성인 함수율, 이온교환용량 그리고 고정이온농도 등을 측정하였다. PAM 함량이 증가함에 따라 메탄을 투과도와 이온전도도 및 함수율이 조금 증가하는 추세를 보이다 9 wt%부터 감소하는 경향을 보였는데 이는 PAM의 친수성기보다는 가교효과의 영향이라 사료되며 HQSA 함량을 변화시켰을 때는 이온전도도, 함수율 그리고 이온교환용량이 전반적으로 증가하였는데 그 증가폭은 미비하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제35권10호
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• pp.1315-1321
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• 2006

장뇌삼 부위별로 용매를 달리하여 추출한 추출물의 기능성 성분분석과 항산화활성을 측정하였다. 장뇌삼 부위별 추출물의 주요 유리아미노산으로는 arginine, proline, $\gamma-amino-n-butyric$ acid, alanine 및 aspartic acid가 매우 높은 함량을 보였으며, 특히 proline은 씨앗의 80% 메탄을 추출물에 22.98 mg/g으로 가장 높은 함량을 보였으며, 또한 $\gamma-amino-n-butyric$ acid와 alanine은 잎의 80% 메탄을 추출물에 각각 26.04 mg/g과 13.07 mg/g으로 가장 높은 함량을, aspartic acid는 잎의 80% 메탄을 추출물에 23.42 mg/g으로 가장 높은 함량을 함유하고 있었다. 주요 지방산으로는 palmitic acid, oleic acid, linoleic acid가 매우 높은 함량을 보였다. 총페놀 함량든 씨앗의 80% 에탄올 추출물에 737 mg% 이었고, 씨앗의 80% 메탄올 추출물에 560 mg%의 함량을 함유하였다. 주요 페놀산으로는 ferulic acid, salicylic acid, caffeic acid 및 $\rho-coumaric$ acid 등으로 확인되었다. Ferulic acid는 잎의 80% 메탄올 추출물에 $875{\mu}g/g$으로 가장 많았고, salicylic acid는 잎의 80% 메탄을 추출물에 $78{\mu}g/g$의로 가장 많았고, caffeic acid는 잎의 80% 에탄을 추출물에 $50{\mu}g/g$으로 가장 많았으며, $\rho-coumaric$ acid는 줄기의 80% 메탄을 추출물에 $181{\mu}g/g$으로 가장 많은 함량을 나타내었다. 사포닌 조성으로 Rg1 함량은 잎의 80% 메탄올 추출물에 $44.15{\mu}g/g$이었고, Re 함량은 잎의 80% 메탄올 추출물에 $48.78{\mu}g/g$으로 가장 많았으며, Rd 함량은 잎의 80% 메탄올 추출물에 $25.57{\mu}g/g$으로 가장 많았고, Rc 함량은 잎의 80% 메탄을 추출물에 $4.87{\mu}g/g$으로 가장 많았다. 항산화활성은 잎의 물 추출물이 83.82%이었으며, 잎의 80% 에탄올 추출물이 89.74%이었으며, 잎의 80% 메탄을 추출물이 88.37%의 활성을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권9호
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• pp.542-549
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• 2015

하수 슬러지의 생물전기화학 혐기성소화에 대한 인가전압의 영향을 0.2-0.4 V에서 수행하였다. 인가전압 0.3 V에서 pH와 VFAs는 7.32, 760 mg COD/L로 매우 안정한 값을 유지하였다. 이때 비메탄생성량은 $1.32L\;CH_4/L.d$이었으며, 바이오가스의 메탄함량은 73.8%로서 생물전기화학 혐기성소화조에 0.3 V의 낮은 전압을 인가하여도 혐기성 소화의 성능을 크게 향상 시킬 수 있었다. 0.4 V를 인가하였을 때, VFAs 성상의 포름산과 프로피온산 비율이 증가하였으며, 비메탄 생성량과 바이오 가스의 메탄함량은 각각 $1.24L\;CH_4/L.d$ 및 72.4%로 약간 감소하였다. 인가전압 0.2 V에서 pH는 6.3으로 감소하였으며, VFAs 농도는 5,684 mg COD/L로 크게 증가하였다. 또한, VFAs 구성성분 중에서 프로피온산과 뷰티르산의 비율이 급격히 증가하였고 비메탄생성량과 메탄함량이 크게 감소하였다. 인가전압 0.2 V에서 생물전기화학 혐기성 소화조의 성능 저하는 이산화탄소의 환원반응에 대한 열역학적인 전위구동력의 부족에 기인하였다.

• 유기물자원화
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• 제22권1호
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• pp.49-56
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• 2014

본 연구에서는 돈과 우육의 생분해도 특성을 평가하기 위하여 혐기성 회분식 실험을 수행하였다. 돈육의 경우 최대 메탄 발생속도와 초기 순응 시간은 각각 46.7 mL CH4/g VS.d 및 17.2 d로 나타났다. 우육의 경우에는 돈육에 비해 최대 메탄 발생 속도는 56.5%, 초기 순응 시간은 24% 낮게 나타났다. 축종별 혐기성 생분해도 차이는 상이하게 보이나 동일 축종 내 지방 함량 증가에 따라 최대 메탄 발생속도와 초기 순응 시간은 선형적으로 증가하였다. 또한, 지방 함량 증가에 따른 우육의 최대 메탄 발생속도 및 초기 순응 시간 상승률은 돈육에 비해 높게 나타났다.