• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.428-435
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• 2019

A comparative evaluation of engine cleanliness was performed on the transport gasoline blended with bio- alcohols, and this study was considered to achieve the aim of greenhouse gas reduction in Korea. In particular, the fuel blended with bio-ethanol and bio-butanol showed the best engine cleaning performance both on combustion chamber deposits and intake valve deposits. The deposit control gasoline additive was effective to remove intake valve deposits. In contrast, the amount of combustion chamber deposits were tend to increase even though fuels blended with bio-alcohols were used. In overall, fuels blended with bio-alcohols, compared to fossil fuels, still showed outstanding performance in terms of engine cleanliness.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.18-24
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• 2012

최근의 식량자원과 충돌의 우려가 있는 전분질계 에탄올 생산에 문제점이 대두되고 있고, 기존의 화석에너지를 대신할 새로운 재생가능 에너지개발에 대한 요구가 지속적으로 증가하면서 새로운 에너지 자원으로서 셀룰로오즈 계열 바이오매스가 지속적인 주목을 받고 있다. 하지만 지난 수십 년 간의 연구에도 불구하고 셀룰로오직 에탄올이 가격 경쟁력을 가지지 못하는 이유는 셀룰로오스 계열 바이오매스의 구성성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 분리과정이 어렵고, 전처리 과정 중 생산되는 부산물질에 의한 당화 및 발효율이 낮다는 점과, 당화를 위해 다량의 효소가 필요하고 가격이 비싸다는 점이다. 바이오 에탄올 생산을 위한 전처리 공정 기술을 상용화 단계까지 효율적이고, 경제적으로 구축하기 위해서는 경제성이 확보되고 원천 기술 적용이 가능한 바이오매스의 선정과 더불어 기존 기술들의 문제점을 파악, 극복하면서 전체 생산 수율을 높이는 동시에 에너지 저감형태의 새로운 전처리 공정 기술 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제 점을 해결하기 위해 이전부터 많은 연구가 이루어진 농업 부산물 계열의 볏짚과 그 특성이 비슷할 것으로 보이는 보릿짚을 바이오매스로 선택하여 보편적으로 이용되고 있는 염기 전처리를 적용하여 그 특성에 대하여 파악해 보고자 하였다. 보릿짚은 볏짚과 비교하였을 때 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 각각 41.60%와 17.56%로 그 함량이 비슷하게 나타났고 가축 사료로 사용되고 있는 볏짚에 비해 수급단가 또한 상대적으로 낮아 매우 경제적인 바이오매스로 보여진다. 보릿짚을 이용한 암모니아 침지 반응을 통한 볏짚과의 비교에서는 암모니아 농도; 15%, 반응온도; $60^{\circ}C$ 반응시간; 24hr의 조건에서 전처리 후 리그닌 제거율 29.09%, 가수분해도 64.78%(16.01 g/L), 에탄올 수율 56.50%(8.65 g/L)로 나타나 볏짚에 비해 그 효과가 낮은 것으로 나타났지만 암모니아에 의한 전처리에 상당한 효과가 있는 것으로 보여진다. NaOH 침지 반응은 NaOH 농도; 2%, 반응온도; $85^{\circ}C$, 반응시간; 1hr 동안 반응하여 볏짚과 암모니아 침지 반응에 대한 비교를 통해 그 특성을 파악하였다. NaOH 침지 반응 후 보릿짚의 상대적인 리그닌 제거율; 24.15%, 가수분해도; 58.40%(15.39 g/L), 에탄올 수율 52.56%(8.35 g/L)의 결과를 얻어, 보릿짚이 암모니아를 이용한 전처리와 NaOH를 이용한 전처리 즉 염기 용매를 이용한 전처리에 있어 효과적인 리그닌 제거가 가능한 것으로 결론 지을 수 있고 본 연구 결과를 바탕으로 차 후 NaOH와 암모니아 침지 반응 및 침출 반응의 최적화 연구를 통해 각 전처리의 최적화 조건을 설정할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2010년도 춘계학술 발표회
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• pp.158-158
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• 2010

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권2호
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• pp.374-384
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• 2016

대기오염에 관한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차와 연료분야 연구자들은 청정 (친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후 처리 시스템 등의 많은 방법으로 차량 배기가스를 감소시키려고 노력하고 있다. 이러한 연구들은 주로 배출 가스 및 가솔린 차량의 PM 입자 배출 두 가지 이슈로 진행되고 있다. 자동차의 배출가스 및 미규제 물질, PM (입자상 물질) 입자는 환경오염과 인체에 악영향을 주는 많은 문제를 일으키고 있다. 자동차 배출가스의 주요 물질인 입자상 물질은 작은 입자로 구성된다. 이러한 작은 크기 때문에, 흡입된 입자는 쉽게 폐 깊숙이 침투 할 수 있다. 이 입자의 거친 표면들은 대기중에서 다른 독성 물질과 결합하기가 쉽다. 따라서 입자흡입의 위험을 증가시킨다. 함산소 연료첨가제 유형 (MTBE, 바이오 ETBE, 바이오 에탄올, 바이오 부탄올)에 기초하여, 본 논문은 가솔린 자동차 배출가스 및 미규제 물질, 나노입자 배출에 산소함량의 영향을 토론하였다. 또한, 본 논문은 두 가지 시험모드를 사용하여 배출가스 특성을 평가하였다. 시험모드는 FTP-75 및 HWFET 모드이었다. 전체 측정항목에서 배출가스 규제 값보다 적게 배출되고 있는 것을 볼 수 있었고, 산소함량이 증가하면서 측정항목에 따라 증감이 다름을 알 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권1호
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• pp.118-128
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• 2016

대기오염에 관한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차와 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후 처리 시스템 등의 많은 접근을 통하여 차량 유해 배기가스를 감소시키려고 노력하고 있다. 이러한 연구들은 가솔린 자동차의 배출가스 및 가솔린 차량의 PM 입자 배출 등의 두 가지 이슈로 진행되고 있다. 자동차의 배출가스 및 PM(입자상 물질) 입자는 환경오염과 인체에 악영향을 주는 많은 문제를 일으키고 있다. 추가로, 함산소 첨가제로서 연료에 포함된 MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)에 대한 환경 문제점을 연구하고 있다. 연구자들은 MTBE가 건강에 미치는 영향에 대한 많은 데이터를 가지고 있다. 이러한 데이터는 높은 MTBE 용량에서 잠재적인 발암 물질 임을 결론짓고 있다. 함산소 연료첨가제 유형 (MTBE, 바이오 ETBE, 바이오 에탄올, 바이오 부탄올)에 기초하여, 본 논문은 가솔린 연료 물성 및 증발가스 배출 특성에 대해 산소함량의 영향을 검토하였다. 또한, 연료물성에 대한 휘발유 차량의 가속 및 출력 성능을 평가하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권4호
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• pp.627-633
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• 2016

단수수[Sorghum bicolor (L)]는 당류가 풍부한 사탕수수, 사탕무와 같은 주요 바이오연료 작물 중의 하나이다. 단수수 착즙액은 단수수 줄기를 압착하여 추출하며 주요 성분는 glucose와 fructose 그리고 sucrose로 구성되어 있다. 에탄올은 효모발효공정을 통하여 단수수 착즙액으로부터 쉽게 생산할 수 있다. 단수수 착즙액은 당류 뿐만 아니라 질소나 인산과 같은 다양한 무기영양원도 함유하고 있어 종균 배지로 활용성이 높다. 상업적인 에탄올 생산 공정에서 종균배양은 중요한 발효공정 중의 하나이며 공정비용 절감을 위해 최적화된 배지가 필수적이다. 본 연구에서는 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균의 배지로서 단수수 착즙액의 특성을 평가하였다. 단수수착즙액의 발효기질 적합성을 평가하기 위해 YPD 및 억새 당화액을 비교하여 실험하였으며, YPD배지 중 yeast extract 와 peptone은 각각 5 g/L의 농도로 사용하였다. 각각의 기질들은 당 농도가 2%, 5%, 10%가 함유되도록 제조하여 발효를 통한 균체농도를 측정하였다. 그 결과 YPD와 단수수착즙액을 배지로 사용하였을 때 발효 24시간 후에 최대 $2.5{\times}10^8CFU/mL$ 이상의 균체농도를 나타내었다. 결과적으로 단수수착즙액은 12시간 발효 후에 $1.0{\times}10^8CFU/mL$ 균체를 생산하여 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균 배지로서 YPD를 대체하여 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권6호
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• pp.805-811
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• 2016

본 연구는 에탄올로 유도한 알코올성 지방간 동물모델에서 굴 열수 추출물의 알코올성 간 손상 개선 효과를 평가하기 위해 수행되었다. 6주령의 SD rat(male)을 총 6개 군으로 분리하였으며, 양성대조군으로 헛개나무 열매 추출물(500 mg/kg b.w.)을 처리하였다. 6주 동안 하루 간격으로 CGW를 50, 200, 800 mg/kg b.w. 농도로 경구 투여하였으며, control군을 제외한 나머지군은 40% ethanol 5 g/kg b.w.를 6주간 투여하였다. 43일째 실험동물을 희생시켜 혈액 분석 및 간 조직의 항산화 효과 분석을 통해 에탄올로 유도한 동물모델에서 굴 열수 추출물의 알코올성 간 손상 회복 효과를 확인한 결과, 에탄올에 의해 증가한 ALT와 ${\gamma}-GT$의 수준이 CGW를 투여함으로써 유의적으로 감소하였으며, 항산화효소 활성이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 에탄올에 의해 손상된 간 조직의 손상 정도를 평가하기 위해 수행한 조직병리학적 검사에서는 에탄올의 투여로 증가한 지방변성 비율 및 간세포 수와 같은 인자들이 굴 열수 추출물의 투여로 유의적으로 회복된 것을 확인하였다. 또한, 에탄올에 의해 증가한 CYP2E1의 발현이 굴 열수 추출물의 투여로 유의적으로 감소하였다. 이러한 연구 결과들로 보았을 때 본 실험에서 굴 추출물의 다당류 및 폴리페놀의 항산화 작용으로 알코올로 유도된 간 손상을 억제할 수 있음을 예상할 수도 있지만, 이후 추가적인 연구로 다른 활성성분의 규명과 관련 활성 기작을 탐구하고자 한다. 본 연구진은 이와 같은 결과를 바탕으로 굴 열수 추출물이 알코올성 지방간 동물모델에서 항산화 방어시스템의 강화를 통해 간 손상을 회복시킴을 확인할 수 있었고, 이러한 연구 성과들로 굴 추출물이 알코올성 간 손상 개선에 있어 효과적인 대안으로서 더욱 더 많은 분야에서 연구되기를 바라는 바이다.

• 생명과학회지
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• 제29권2호
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• pp.209-214
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• 2019

본 연구에서는 괭생이모자반 에탄올 추출물의 항비만 효과에 대해 알아보고자 3T3-L1 preadipocyte에서 Oil Red O staining과 triglyceride content, adipogenesis의 발현에 대해 조사하였다. MTT assay를 통해 괭생이모자반 에탄올 추출물의 세포 독성을 확인 해 본 결과 $200{\sim}1,000{\mu}g/ml$ 농도에서 90% 이상의 세포 생존율을 확인 할 수 있었다. 또한 insulin, dexamethasone과 IBMX 복합물을 처리하여 분화를 유도하였을 때는 분화유도제를 처리하지 않은 군에 비해 활발하게 지방구를 형성하였으나, 괭생이모자반 에탄올 추출물을 250, 500, $1,000{\mu}g/ml$ 농도로 처리하였을 때는 농도 의존적으로 지방구 형성을 억제하였다. 이를 정량하여 triglyceride content (%)로 나타낸 결과 농도별로 13%, 16%, 23% 억제 효과를 나타내었다. 또한 Western blot assay를 통해 adipogenic transcription factor의 발현양상을 비교해 본 결과, 분화유도제 처리에 의해 $C/EBP{\alpha}$, $C/EBP{\beta}$와 $PPAR{\gamma}$의 발현이 증가하였으나, 괭생이모자반 에탄올 추출물을 처리하였을 때는 이러한 전사인자들의 발현이 농도 의존적으로 감소됨을 확인 할 수 있었다. 이상의 결과를 통해 괭생이모자반 에탄올 추출물은 adipogenic transcription factor의 발현을 조절하여 지방세포의 분화를 억제하였으며, 지방구와 triglyceride 생성을 감소시켜 최종적으로 비만억제 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제29권4호
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• pp.419-424
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• 2018

무기탄소원으로부터 에탄올을 생산하는 acetogenic 박테리아인 Clostridium ljungdahlii 발효공정에서 배양 배지 조성에 따른 영향을 분석하여 균주 성장과 에탄올 생산 향상을 시도하였다. 균주 성장 및 에탄올 생산에 영향을 줄 수 있는 배지 구성성분으로 yeast extract, fructose, $NH_4Cl$, $K_2HPO_4$를 선정하였다. Yeast extract 농도가 증가할수록 균주 성장과 에탄올 생산이 증가하였으며 에탄올 비생산성은 yeast extract 기본 배지 농도보다 낮은 0.05 g/L에서 가장 높았다. Fructose 농도가 증가할수록 균주 성장은 증가하였지만 5 g/L을 초과하는 fructose 투입은 에탄올 생산을 감소시켰다. Yeast extract 5 g/L인 조건에서 fructose 5 g/L와 넣었을 때 에탄올 생산농도가 0.297 g/L로 가장 높았으나, fructose를 넣지 않았을 때 매우 낮은 균주 농도로 인해 에탄올 비생산성은 0.281 g/g DCW로 높았다. $NH_4Cl$은 균주 성장이나 에탄올 생산은 큰 차이를 보이지 않았으며 30 g/L 이상 과다 투입하면 성장저해가 나타났다. $K_2HPO_4$에 대해서는 농도가 증가할수록 균주 성장과 에탄올 생산이 모두 증가하였다. $NH_4Cl$과 $K_2HPO_4$를 사용한 경우 에탄올 비생산성은 yeast extract를 적게 사용한 경우 크게 나타났다.

• 한국식생활문화학회지
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• 제22권2호
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• pp.266-273
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• 2007

차조기의 30, 50, 70, 95% 에탄올 추출물과 물추출물의 식품 관련 미생물에 대한 항균 활성과 이들 추출물의 분획물에 대한 항균 활성을 살펴보았다. 본 실험에 사용한 차조기의 무기질은 Ca와 Mg 함량이 각각 595.75 mg%와 467.0 mg%으로 가장 많았다. 에탄올 혼합 추출물과 물추출물의 추출 수율은 에탄올 농도가 낮을수록 증가하여 95%에탄올 추출물은 9.3%, 70% 추출물은 16.5%, 50% 추출물은 18.9%, 30% 추출물은 19.4%, 물추출물(0%)에서는 20.8%이었다. 추출용매의 에탄올 농도가 낮아질수록 hexane 층으로 용출되어 나오는 성분은 감소하고 ethyl acetate 층 분획성분은 점차 증가하는 것으로 나타났다. 에탄올 추출물과 물 추출물의 항균력은 95%, 70%와 50% 에탄올 추출물이 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis 및 Pseudomonas areuginosa에 대하여 clear zone을 나타내었다. 추출물을 단계별 계통 분획하여 얻은 분획물의 항균력 실험에서는 ethyl acetate층이 실험 대상 미생물 모두에 대하여 항균 활성을 나타내었으며 에탄올 혼합율이 낮을수록 즉, 30% 에탄올과 물추출물의 ethyl acetate분획물의 저해환이 가장 크게 나타났다. 물 추출물의 ethyl acetate 분획물을 첨가한 액체배양에서 500 ppm의 농도에서는 S. aureus, B. subtilis와 P. aeruginosa에 대하여 대조구의 뚜렷한 증가와 대조적으로 낮은 생균수를 보였으며, 1,000 ppm의 농도에서는 실험 균주 모두에 대하여 배양 24시간 내내 생육이 저해되는 것으로 나타났다. 물 추출과 에탄올 추출의 농도와 항균 활성, 폴리페놀 함량 및 플라보노이드 함량이 비례적인 상관관계에 있는 것으로 나타나지는 않으나 30% 에탄올 추출물과 물 추출물의 ethyl acetate분획물이 폴리페놀 함량이 높고 항균력이 가장 강한 것으로 나타났다.