• 농업과학연구
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• 제32권2호
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• pp.197-203
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• 2005

본 시험은 활성탄 및 목탄의 첨가가 사료의 소화율, 반추위내 pH 발효성상에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 한국재래산양에 대한 급여 실험을 실시하였는데, 활성탄과 목탄의 첨가수준은 1.0% 수준이었으며, 조사료/농후사료 비율은 오차드그래스 건초와 농후사료를 2:8로 하였다. 시험에 공시된 동물은 대사케이지에 수용하여 매일 09시에 사료를 급여하였다. 시험 결과를 요약하면 건물 소화율은 활성탄 및 목탄 첨가구가 무첨가구에 비하여 유의한 결과는 아니었지만 높은 경향을 보였다. 그리고 단백질의 소화율은 활성탄 및 목탄 첨가구가 무첨가구에 비하여 유의하게 높은 결과(p<0.05)를 나타내었다. 그러나 조지방, NDF, ADF 및 hemicellulose의 소화율은 유의한 증가를 나타내지 않았다. 활성탄구와 목탄구 사이에도 유의한 차이를 나타내지 않았다. pH와 반추위내 암모니아의 농도는 활성탄구와 목탄구가 무첨가구보다 다소 높은 경향을 보였으며, 총VFA 농도는 무첨가구에서 유의하게 높게 나타났다. 그리고 $C_2/C_3$ 비율을 보면 활성탄구는 무처리구에 비하여 유의하게 낮은 결과(p<0.05)를 나타내었고, 목탄구도 무처리구보다는 낮은 결과였으나 유의성은 인정되지 않았다. 위 결과에서 보듯이 활성탄은 가축의 생산성 향상에 유리한 조건을 제공하는 경향이 있다고 보여진다. 그러나 이미 보고된 바와 같이 시험 조건에 따라 상반되는 결과를 보이기도 한다. 이것이 외부 환경요인이 사료처리 영향을 압도하는 것인지, 또는 어느 제한된 조건하에서만 활성탄의 영향이 발현되는가에 대하여 추가연구가 요구된다고 하겠다. 그리고 여기에 대한 경제성 여부도 검토되어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권3호
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• pp.178-184
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• 2001

쌀겨와 목탄시용이 벼생육과 논토양의 세균의 밀도에 미치는 영향을 검토하기 위하여 전남 장성의 일반농가포장인 양토(옥천통)에서 화학비료 시용략($N-P_2O_5-K_2O=50-30-30kg\;ha^{-1}$)수준으로 시용하고 여기에 쌀겨전층 $1.8Mg\;ha^{-1}$, 쌀겨표층 $1.8Mg\;ha^{-1}$, 목탄 $3.0Mg\;ha^{-1}$, 쌀겨 $1.8Mg\;ha^{-1}$와 목탄$3.0Mg\;ha^{-1}$혼합 시용구와 무처리구를 두고 토양중 질소형태, 식물체 질소흡수량 및 몇몇 세균의 밀도 등을 검토하였다. 토양중 $NH_4-N$와 $NO_3-N$함량은 쌀겨표면시용구와 쌀겨와 목탄혼합시용구에서 출수기까지 높았으나 그 이후는 처리간에 큰 차이가 없었으며 식물체 질소흡수량은 역시 쌀겨와 목탄혼합시용구에서 가장 높았으나 목탄시용구는 무처리수준이었다. 토양의 미생물밀도중 전호기성 세균수는 유수형성기에 쌀겨와 목탄혼합시용구에서 가장 높았고, 셀루로스 분해균수는 생육초기에 높았다가 출수기에 감소후 수확기에 다시 높았으며 초기에는 쌀겨표면시용구에서, 후기에는 쌀겨와 목탄흔합시용구에서 높았다. 질소순환 미생물중 암모니아 산화균수와 탈질균수는 분얼기가 출수기보다 높았고 쌀겨표면시용구와 쌀겨와 목탄혼합시용구에서 가장 높았다. 질소고정관련 미생물중 Azotobacter균수는 생육초기에 쌀겨표면시용구가 가장 높았고 Athiorhodacea균수는 전 생육기간를 통하여 쌀겨전충시용구에서 높았으나 목탄시용구는 가장 낮았다. 따라서, 논토양에서 쌀겨시용은 각종 세균수의 증가에 효과가 있으나 목탄단독시용은 그 효과를 기대할 수 없었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.705-715
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• 2016

본 연구에서는 목질계 바이오매스의 초임계수 처리 후 얻어진 당화액 내 발효저해물질인 퓨란계 화합물(5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), 푸르푸랄)을 제거하기 위한 목탄 처리의 효과를 구명하고자 하였으며, 이를 위해 유사 당화액을 제조하고 목탄 투입량 및 처리 시간에 따른 당 및 퓨란계 화합물의 제거율을 계산해 활성탄의 경우와 비교분석하였다. 글루코오스, 자일로오스, 5-HMF, 푸르푸랄이 포함된 유사 당화액에 목탄 또는 활성탄을 0.5, 1, 2, 4, 8, 12% (w/v) 농도로 투입하여 1, 3, 6, 12, 24시간 동안 처리하였다. 처리 결과, 목탄 투입량 및 처리 시간이 증가함에 따라 5-HMF 및 푸르푸랄 제거율이 점차 증가하여 목탄 투입량 8%, 처리 시간 3시간 이상에서는 5-HMF, 푸르푸랄 모두 95% 이상 제거되었으며, 동시에 당의 손실(< 2%)은 거의 없었다. 반면, 활성탄을 처리하였을 경우, 목탄보다 온화한 조건(활성탄 투입량: 8%, 처리 시간: 1시간)에서도 5-HMF 및 푸르푸랄 제거율이 95% 이상이었으나, 글루코오스 및 자일로오스 또한 각각 10% 이상이 제거되었다. 따라서, 결론적으로 당 생산 및 추가적인 당 활용 공정을 고려할 때, 목탄을 이용하는 것이 상대적으로 당화액의 퓨란계 화합물을 효과적으로 제거하고 당 수율을 유지하는 방법으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제34권4호
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• pp.1-8
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• 2006

제조 온도에 따른 목탄의 해부학적 특성을 주사전자현미경법으로 조사하였다. 목탄은 실험실용 전기로를 이용하여 $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$의 각 온도 조건에서 굴참나무재를 10분간 탄화시켜 제조하였다. 관찰 결과 목탄의 구조는 제조 온도에 따라 큰 차이를 보였다. $400^{\circ}C$에서 제조한 목탄의 횡단면은 깨끗하게 나타났으나 온도 증가에 따라 거칠고 할렬이 많은 단면을 나타냈다. 세포벽은 벽층 구조가 소실되고 유리와 같이 매끄럽고 균질한 구조를 보여주었다. $400^{\circ}C$에서 제조한 목탄은 유세포 상호간에 간극이 거의 없었으나 $600^{\circ}C$ 이상에서는 유세포 간에 분리가 발생하여 간극이 관찰되었다. 방사유세포와 축방향유세포의 표면에는 직경 $2{\sim}4{\mu}m$의 사마귀 모양의 돌기물이 다수 관찰되었고, $600^{\circ}C$ 이상에서 광방사조직에 커다란 할열할렬이 자주 발생하였다. 결정 세포 중에 존재하는 결정의 표면은 제조 온도에 따라 다르게 나타났다. 즉, $400^{\circ}C$와 $600^{\circ}C$에서 제탄한 목탄 중의 결정은 매끄러운 표면을 나타내고 있으나 $800^{\circ}C$ 이상에서 제조한 목탄의 것은 표면이 거칠고 작은 구멍이 나타나 스폰지와 같은 외형을 보여주었다.

• 농업과학연구
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• 제29권2호
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• pp.35-42
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• 2002

본 시험은 목탄 및 활성탄의 첨가가 사료의 반추위내 pH 발효성상 건물 및 영양소 소실율 가스 생산량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 in vitro 조건에서 실시되었다. 활성탄과 목탄의 첨가 수준은 0.50% 및 1.0%의 수준이었으며, 사료의 조농비율은 오차드 건초와 농후사료 비율을 2:8로 하였다. 그리고 처리간 유의성은 5% 수준에서 검정하였다. 시험 결과를 요약하면, 위액의 pH는 활성탄의 첨가로 유의하게 높아졌다. 그리고 암모니아태 질소는 활성탄 첨가에 의하여 유의하게 높아졌으며, 목탄첨가구는 무첨가구와 비교할 때 유의한 차이가 인정되지 않았다. 또한 VFA molar ratio에서는 전구간에 유의한 차이가 인정되지 않았으며, C2/C3 비율은 유의한 차이는 아니지만 활성탄구가 다소 낮아지는 경향을 나타내었다. 그러나 목탄 첨가구에서는 대조구와 유의한 차이가 인정되지 않았다. 건물 조단백질 조지방 NDF ADF 및 hemicellulose의 소실율은 활성탄 첨가에 의하여 유의하게 증가되는 경향을 나타냈다. 목탄첨가구에 있어서는 0.5%구보다는 1.0%구가 유의하게 높은 성적을 나타내었다. 그러나 hemicellulose의 소실율은 전구간에 유의한 차이가 없었다. 가스 생산량에 미치는 영향은 활성탄 및 목탄 첨가구가 대조구에 비하여 유의하게 많은 양을 나타내었으며, 활성탄 첨가구와 목탄 첨가구를 비교하면 유의한 차이는 아니지만 활성탄 첨가구가 높은 경향을 나타내었다. 위 결과에서 보듯이 활성탄은 가축의 생산성 향상에 유리한 조건을 제공하는 경향이 있지만, 이것을 좀 더 명확히 밝히기 위해서는 활성탄의 흡착능력 위내의 세균총에 대한 연구 및 많은 생체실험도 병행되어야 할 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.460-466
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• 2014

목탄을 이용한 미네랄수의 제조가능성을 알아보기 위해, 목탄의 무기성분 용출 및 수소이온농도 및 잔류염소흡착 성능을 조사하였다. 무기성분 용출은 탄화온도가 높아짐에 따라 칼륨의 경우 용출량이 높아지나, 나머지 무기성분들의 경우 차이가 적었다. 무기성분 용출량은 각 수종에서 칼륨이 가장 높은 값을 나타냈고 다음으로는 나트륨, 칼슘 순으로 나타났고, 수종 간에는 칼륨의 경우 활엽수인 굴참남무와 버즘나무가 침엽수인 소나무, 낙엽송 및 잣나무에 비하여 현저히 높게 나타났고, 나머지 무기성분은 수종간 칼륨만큼 큰 차이는 없었으나 칼륨과 같은 경향을 나타냈다. 수소이온농도는 활엽수인 버즘나무($600^{\circ}C$의 경우 pH 8.5)와 굴참남무(pH 8.4)가 높게 나타났고, 낙엽송(pH 7.8), 소나무(pH 7.2), 잣나무(pH 7.0)가 앞의 두 수종보다 낮은 값을 나타냈다. 염소제거량은 모든 수종에서 대조구보다 높은 제거량을 나타냈고, 침엽수인 잣나무와 소나무가 활엽수인 낙엽송, 버즘나무, 굴참나무보다 높은 제거율을 나타냈다. 분말목탄과 각형목탄 간 무기성분 용출량 및 수소이온농도에서 차이가 없으므로, 목탄을 이용한 미네랄수 제조에는 분말목탄보다 제조도 용이하고, 용출 후 처리도 용이한 각형목탄이 좋을 것으로 생각된다.

• 임산에너지
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• 제21권1호
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• pp.49-55
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• 2002

본 연구에서는 굴참나무(Quercus variabilis B/sub LUME/), 신갈나무(Quercus mongolica F/sub ISCH/), 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla H/sub ANCE/), 벚나무(Prunus sargentii R/sub EHDER/)재의 목재와 전통식 탄화로에서 생산된 백탄 및 흑탄의 조직구조를 주사전자현미경으로 관찰하여 상호 비교하였다. 목탄의 구성요소는 목재에 비해 치수가 크게 감소되었고, 도관은 접선방향 직경이 감소되어 타원형을 나타냈다. 따라서 목탄의 제조과정 중 탄재량에 비해 목탄의 수율이 크게 감소하는 것은 목재성분의 일부 손실뿐만 아니라 구성세포 치수가 감소하기 때문으로 생각되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권6호
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• pp.480-489
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• 2010

국내 시판용 전통 목탄의 과학적인 성질 규명과 주요 기능성 분석과 이용 방안에 대한 분석을 실시하였다. 국내에서 구입 가능한 시판용 목탄의 범위 내에서 해부학적 특성, 원소 조성, 무기성분 조성, 발열량, 음이온 및 원적외선 방사량, 조습성 등의 분석을 통하여 기능성 재료로 이용 가능성에 대하여 판단하고자 하였다. 원소조성, 무기물 조성, 음이온 및 원적외선 방사량은 목탄 제조 방법과 제조회사에 따라서 큰 변이를 보였다. 특히 조습성은 흑탄의 경우 백탄이나 기계숯 보다 열등한 성능을 나타내었다. 전통숯을 기능성 재료로 사용하기 위해서는 해부학적 특성, 원소 조성, 무기물 조성, 발열량, 음이온 및 원적외선 방사량, 조습성을 분석하여 선택적 이용이 필요 할 것으로 생각한다. 또한 차후 원하는 기능에 맞는 목탄 제조 방법 기술의 개발이 필요할 것으로 생각한다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제22권1호
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• pp.32-40
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• 2006

굴참나무(Quercus variabilis $B_{LUME}$)를 이용하여 탄화과정 중 목탄의 구조적 변화를 주사전자현미경법으로 조사하였다. 탄화온도가 증가할수록 시험체의 부피는 수축하였고, 방사 방향으로 할렬이 발생하였다. 탄화온도 $250{\sim}300^{\circ}C$의 경우, 모든 세포들이 탄화되지 않은 세포벽 형태를 보여주었다. 그러나 탄화온도 $340^{\circ}C$ 이상에서는 세포벽층이 매끄러운 비결정형인 목탄의 형태가 관찰되기 시작하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권6호
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• pp.68-78
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• 2008

국내에서 대표적으로 버려지는 폐벌목인 잣나무와 리기다소나무를 이용하여 고부가가치 제품으로 활용할 수 있는 활성탄 개발을 위해 활성탄 제조의 최적조건을 측정하였다. 폐벌목 활성탄 제조에 관한 연구는 저온열분해 공정에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정과 화학적 활성화 반응을 이용한 목탄의 활성탄 제조공정으로 나누어지며 본 논문은 화학적 활성화 반응을 이용한 목탄의 활성탄 제조공정을 다루고 있다. 일반적으로 활성화제는 알칼리 약품을 이용하고 있으며 본 연구에서는 탄소와 활성화 반응이 잘 이루어지는 KOH와 NaOH를 사용하였다. 실험결과, KOH로 제조된 활성탄이 NaOH로 제조된 활성탄 보다 요오드 흡착력과 비표면적(BET) 등 물성이 우수하였으며 이는 세정공정 후 활성탄의 잔류물이 KOH는 검출되지 않았으나 NaOH는 $3{\sim}4%$의 잔류물이 있는 것으로 보아 목탄과 KOH의 반응이 더 활발함을 알 수 있었다. 일반적으로 잣나무를 이용하여 제조된 활성탄의 물성치가 리기다소나무를 이용한 활성탄 보다 우수함을 알 수 있었다. 목탄과 활성화제의 최적 침적비율은 400 wt.%임을 알 수 있었다 세정방법은 5M 염산용액으로 세척하여 중화시킨 후 증류수로 세정하는 방법이 활성탄의 물성을 높일 수 있었다. 본 연구의 최적 실험조건에서 잣나무를 이용하여 제조된 활성탄의 경우 BET값이 약 $2400\;m^2/g$에 이르렀다.