• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권5호
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• pp.653-662
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• 2015

일반적으로 가스화는 고온($1300{\sim}1400^{\circ}C$), 고압(30~40 bar)에서 공정이 가동되나 이를 유지하기 위해 과도한 에너지가 사용된다. 본 연구에서는 공정 온도를 줄이기 위해 알칼리 촉매 중 $K_2CO_3$과 $Na_2CO_3$을 저등급의 사이프러스(Cyprus) 탄에 첨가하였고, 이산화탄소 분위기에서 가스화시켰을 때 나타나는 반응특성을 연구하였다. 열중량분석기를 활용하여 촉매의 함량, 촉매의 종류, 온도를 변수로서 가스화 공정조건을 결정하였다. 고체상 물리적 혼합법으로 촉매를 도입 시, 7 wt%의 $Na_2CO_3$가 첨가된 시료가 원탄보다 높은 활성을 보였다. 탄소전환율 거동을 예측하기 위해 시료별로 반응모델을 적용해본 결과, volumetric reaction model(VRM)이 탄소전환율 거동을 가장 잘 묘사하였다. 7 wt%의 $Na_2CO_3$을 첨가한 사이프러스 탄의 활성화 에너지는 63 kJ/mol로 원탄보다 낮으며, 이는 이산화탄소 분위기에서 석탄가스화의 반응성을 향상시킨다는 것을 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제53권3호
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• pp.235-244
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• 2020

폐광산 지역에서 발생하는 광산배수의 오염원소중 하나인 구리(Cu)는 낮은 농도에서도 독성을 지니고 있어 수계환경에 노출되기 전에 처리되어야 한다. 본 연구에서는 경남 고성군 S광산의 갱내수 정화시설의 Cu 제거효율을 개선하기 위해 석회석과 폐상퇴비를 혼합한 자연정화 기반의 반응조를 이용하여 약 9개월 동안 현장 파일럿실험을 수행하였다. 반응조별 유입수 대비 pH 증가량과 Cu 제거효율은 Successive Alkalinity Producing System (SAPS) > Reducing and Alkalinity Producing System (RAPS) > 석회석반응조 순으로 나타났다. SAPS조와 RAPS조에서는 석회석의 영향과 동시에 유기물의 분해로 인한 알칼리도의 부과로 석회석반응조보다 높은 pH 환경을 조성하였다. pH가 증가할수록 Cu 제거효율이 높아지는 결과를 통해 pH 상승이 Cu를 처리하는 주된 기작임을 확인할 수 있었다. 또한 황산염환원박테리아(Sulfate Reduction Bacteria, SRB)가 SAPS조에서 가장 많이 활성화 된 것을 확인 할 수 있어, 황산염환원반응도 Cu를 제거시키는 기작에 관여함을 판단할 수 있었다. 본 연구는 S광산에서 발생하는 광산배수의 특성에 알맞은 맞춤형 정화공정을 도출하기 위해 현장 그대로의 조건에서 실험을 수행한 것에 의의가 있으며, 향후 정화시설의 개선에 있어 공법 선정에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제32권5호
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• pp.532-540
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• 2021

4-도데카노일옥시벤젠술폰산나트륨(sodium dodecanoyl-4-oxybenzenesulfonate; DOBS) 염은 저온에서도 효과적인 표백력과 살균력을 나타내는 물질이다. 본 연구에서는 물(W)-극성 비양자성 용매 계를 사용하는 알칼리 조건하에서 dodecanoyl chloride와 sodium 4-hydroxybenzene sulfonate로부터 DOBS의 온화하고 효율적인 합성방법을 조사하였다. 먼저 물만을 용매로 사용하고 온도 또는 시간을 변화시키며 반응한 결과, 수율은 30 ℃와 1 h 이상의 반응 조건에서 대부분 약 5% 정도로 낮게 나타났다. 효율적인 용매 계를 발견하기 위하여 극성 비양자성 용매의 종류를 변화시키며 물과 혼합하여 제조한 다양한 용매계에서 수율에 미치는 영향을 평가하였다. 수율은 아세톤(acetone; AC)과 물을 혼합한 용매 계에서 가장 우수하였으며, 온화한 반응조건(30 ℃, 1 h 및 상압)의 반응에서 약 82%의 높은 값을 나타냈다. 제조한 DOBS는 높은 표백력 및 살균력을 보여 표백활성화제로서 활용이 가능함을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.104-111
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• 2015

본 연구는 혼합 활성화제에 의한 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(AASC)의 역학적 특성에 관한 연구이다. 사용된 활성화제는 황산칼슘($CaSO_4$, 이하 CS), 황산나트륨($Na_2SO_4$, 이하 SS) 및 수산화나트륨(NaOH)이다. 황산염은 슬래그 중량의 2.5, 5.0, 7.5 및 10.0%로 치환하여 사용하였으며, NaOH는 2M 및 4M 농도의 수용액으로 사용하였다. 본 연구에서는 황산염(CS 및 SS) 치환율에 따른 배합(4가지 배합)과 2M 및 4M의 각각의 NaOH 수용액에 치환된 황산염을 혼합하여 시험체를 제작하였다. 시험체는 총 24가지의 배합에 따라 페이스트로 제작되었으며, 물-결합재 비는 0.5로 하였다. 경화된 시험체에 대해서 압축강도, 휨강도, 초음파속도(UPV), 흡수율 및 XRD 분석을 수행하였다. CS의 활성화제를 사용한 경우는 7.5% CS 치환율, 2M NaOH 수용액 + 5.0% CS 치환율 및 4M NaOH 수용액 + 5.0% CS 치환율의 시험체에서 최고의 압축강도를 나타내었다. 또한, SS의 활성화제를 사용한 경우는 10.0% SS 치환율, 2M NaOH + 7.5% SS 치환율 및 4M NaOH + 2.5% SS 치환율에서 최고의 압축강도 발현을 나타내었다. 휨강도, UPV 및 흡수율은 압축강도 발현 결과와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었으며, XRD 분석결과 시험체 내에 생성된 반응물질은 ettringite, CSH 및 실리케이트계 수화물인 것으로 나타났다. AASC에서 황산염과 NaOH의 혼합 사용은 황산염의 단독 사용의 경우와 비교하여 일정 수준의 농도 범위에서 강도를 향상시키고 조직을 치밀화 시키는 등의 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.667-676
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• 2007

21세기에 들어와 현대의 건설 재료로 대표되는 시멘트 콘크리트는 이산화탄소 발생 등에 의한 지구온난화현상, 대기오염, 환경오염 및 파괴 등에 대한 환경적 문제 및 고성능, 고강도 등에 대한 사회적 문제에 대한 대책마련이 시급한 실정이다. 이에 본 연구에서는 하수슬러지 소각재를 재활용하여 친환경적이며 지속 가능 개발에 적합한 신개념 건설 소재를 개발하여 부족한 천연자원을 대체하고, 폐기물 자원화 기술 확보 및 2차 환경오염 문제를 근본적으로 해결하고자 하였다. 연구 결과, 하수슬러지의 화학성분비는 $SiO_2$와 $Al_2O_3$로 주로 이루어져 있으며, 포졸란 물질의 성분과 유사하였다. 또한 하수슬러지 소각재는 알칼리 활성화에 의해 포졸란반응성을 갖는 경화체로 활용될 수 있음을 알 수 있었으며, 시멘트 콘크리트와 비교하여 적정한 강도 발현의 가능성과 건조수축 등의 유리한 점을 고려할 때, 추후 연구를 통하여 시멘트 대체재로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.865-872
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• 2009

슬러지의 감량과 최종처분 기술 개발을 위해 실험실 규모 호기성 소화공정을 279일간 운전하였다. 혐기성 소화 슬러지를 원료로 $40^{\circ}C$에서 120분간 알칼리 전처리하여 호기성 소화조에 유입시켰다. 유입 슬러지 성상과 HRT의 변화에 따라 소화효율의 변화가 있었으며 적정 HRT는 6일인 것으로 나타났다. 이때 $NH_3$-N, SCOD, TKN, TCOD, SS, VSS의 평균 제거율(소화조 유입 슬러지 기준)은 각각 97.4%, 81.7%, 68.7%, 61.4%, 50.6%, 47.0% 이었다. SS는 전처리와 호기성 소화를 통해 원료 슬러지(23,920 mg/L)의 73.9% 감량화가 가능하였다. 처리 슬러지는 약 350 mg/L의 SCOD를 포함하고 있어 액비로 활용하기에 무리가 없을 것으로 판단되었다. HRT를 5일 이상으로 유지할 경우 질산화 반응이 활성화되었으며 최대 658 mg/L의 유출 슬러지 질산성 질소 농도를 얻을 수 있었다. 암모니아성 질소 농도는 20 mg/L 내외로 크게 감소하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제44권5호
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• pp.600-606
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• 2012

콩을 소재로한 전통 발효식품으로부터 혈전용해능이 뛰어난 균주를 분리하였으며, B. subtilis로 동정되었다. 따라서 이를 B. subtilis IDCC 9204(특허균주기탁: KCTC-11471 BP), 그 혈전용해 효소는 NK-IL9204로 명명하였다. B. subtilis IDCC 9204가 생산하는 고역가의 NK-IL9204를 단백질 분석법에 기초하여 분석한 결과, 분자량은 27.7 kDa의 homogenous enzyme으로 확인되었다. 또한 기존에 알려진 일본의 발효식품인 낫도 유래의 B. subtilis var. natto가 생산하는 nattokinase 와의 sequence 분석을 진행한 결과, 99.5% homology가 일치하는 serine protease계열의 nattokinase로 확인되었다. 그러나 NK-IL9204는 물리 화학적인 조건에서 B. subtilis var. natto가 생산하는 nattokinase와 다소 차이를 나타내었으며 본 실험에서는 B. subtilis var. natto가 생산하는 nattokinase보다 상대적으로 높은 열 안정성과 pH 안정성을 나타내었다. In vitro 실험에서 NK-IL9204는 최적 반응온도 $40^{\circ}C$, 열 안정성은 $90^{\circ}C$까지 효소활성을 유지하였으며, 최적 반응 pH는 pH 8로 알칼리-혈전용해효소의 특성을 나타내었으며, 약산성에서 강알칼리 영역까지 넓은 pH 구간 안정성을 갖는 것이 특징이다. NKIL9204의 in vivo에서의 효능과 생체 내 안정성을 동물실험을 통해 확인한 결과, 생체 내에서도 혈전용해효소의 활성이 소실되지 않고 유지되며, 혈전분해와 관련된 생체 내 인자들을 활성화시키는 역할을 하는 특징을 갖는다. NK-IL9204는 30,000 FU/g 이상의 고역가를 달성하여 산업적 측면에서 생산성도 확보함으로써 수입의존적 원료를 국산화할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국식품과학회지
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• 제19권2호
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• pp.113-118
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• 1987

중간수분식품 모델계를 사용하여 마이야르반응에 대한 Aw, 저장은도, pH, PEG첨가의 영향을 살펴 본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 모델계의 초기 glucose와 Iysine의 mol비를 0.5에서 4까지 변화시켜 저장한 결과 mol비가 증가함에 따라 갈색화가 촉진되어 mol비 3까지 급격히 증가하였으며 그 이상에서는 큰 변화가 없었다. Aw의 영향을 살펴본 결과 중간수분식품의 Aw범위인 $0.67{\sim}0.84$의 Aw에서 갈색화가 촉친되었다. 저장온도의 영향은 온도가 높을 수록 갈색화가 촉진되었고 저장온도에 따라 최대 갈색화가 일어나는 Aw가 변화하여 60, $40^{\circ}C$의 경우 Aw0.84, $30^{\circ}C$에서는 Aw 0.74, $20^{\circ}C$에서는 0.67에서 최대 갈색화 현상을 보여 주었다. Aw 0.84. 0.74, 0.67에서의 각각의 활성화 에너지는 18.03, 15.18. 9.90Kcal/mole 이었다. 완충액을 사용하여 또델계의 pH를 조절하여 저장한 결과 알칼리쪽에서 갈색화가 촉진되었으며, PEG첨가에 따른 영향은 종합도가 높을 수록 갈색화저해효과가 컸다.

• 생명과학회지
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• 제34권10호
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• pp.701-712
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• 2024

후코이단(fucoidan)은 갈조류에서 발견되는 다당류로, 면역 증강, 항암, 항염증 등 다양한 생리 활성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 조골세포(osteoblast)와 유사한 생물학적 특성을 지닌 MC3T3-E1 세포에서 최종당산화물에 의해 유도되는 세포와 미토콘드리아 손상, 조골세포 분화, 조골 및 파골 활동성의 변화에 미치는 후코이단의 효과를 관찰하였다. 최종당산화물로 처리한 세포군에서는 MTT 환원능의 감소와 함께 카스파아제(caspase)의 활성화, 세포 사멸의 증가가 관찰되었다. 후코이단을 사전 처리하면 최종당산화물에 의한 이들 세포 손상 지표들이 현저히 완화되었다. 후코이단은 또한 최종당산화물에 의해 유도된 미토콘드리아 막 전위 감소, 세포 내 ATP 고갈, 미토콘드리아 막 투과성 전이(mitochondrial permeability transition) 형성을 유의하게 억제하여, 미토콘드리아의 기능적 손상을 완화하는 효과를 보였다. 최종당산화물로 처리한 세포군에서는 반응성 산소종(reactive oxygen species)과 과산화 지질 및 과산화 단백의 생성이 현저히 증가하였으며, 후코이단은 이를 유의하게 억제하였다. 조골세포 분화능의 지표로 뼈형태발생단백-2(bone morphogenetic protein, BMP2), 알칼리 인산분해효소(alkaline phosphatase, ALP), 오스테오칼신 (osteocalcin, OC), 제1형 콜라젠(collagen-I, Col-I)의 mRNA 발현 정도를 정량 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 검사로 분석한 결과 최종당산화물로 처리 시 이들 mRNA들의 발현이 현저히 감소하였으며, 후코이단은 이들 지표 mRNA들의 발현 감소를 유의하게 차단하였다. 조골 활동성(osteogenic activity)의 지표로 알칼리 인산분해효소 활성과 무기질 침착을 측정한 결과도 mRNA 발현의 변화와 일치하는 결과를 보였다. 반면에 파골 활동성(osteoclastic activity)을 나타내는 지표들인 인터루킨-6(interleukin-6)와 NF-kB 리간드 수용체 활성 인자(receptor activator of NF-kB ligand, RANKL)의 분비는 최종당산화물로 처리한 세포군에서 증가하였으며, 후코이단은 이를 유의하게 억제하였다. 이상의 결과를 종합하면 후코이단은 MC3T3-E1 세포에서 최종당산화물에 의해 유도되는 세포 및 미토콘드리아 손상과 조골세포 분화 저해, 조골 활동성 저하를 완화하는 효과를 나타내는 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.237-244
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• 2015

시멘트는 건설 산업의 발전과 비례하여 눈부신 발전을 이루었다. 그러나 이산화탄소의 발생량 또한 매우 치명적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이산화탄소의 배출이 적은 시멘트의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트의 대체제로 소성과정이 없어 에너지 손실률이 낮으며 이산화탄소의 배출량이 적은 비소성 시멘트(Non-Sintered Cement, 이하 NSC) 모르타르를 개발하고자 하였다. 산업 부산물인 고로슬래그 미분말(Granulated ground Blast Furnace Slag, 이하 GBFS)에 이를 활성화시키기 위한 자극제를 배합하였다. 그리고 GBFS와 자극제의 배합비율이 어떠한 양생조건에서 우수한 지를 알아보기 위해 각각의 양생조건에 따른 휨 및 압축강도, 그에 따른 수화 반응 생성물과 메커니즘을 알아보기 위해 SEM, XRD 실험을 진행하였고, 또한 화학저항성, pH측정, 염화물 이온 침투 저항성 및 탄산화 촉진실험을 실시하여 내구성을 알아보았다. 실험 결과 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 전체적으로 우수한 특성과 내구성을 보여주었고, 콘크리트 2차 제품으로 개발하여 경제성 향상, 친환경적인 제품 생산, 환경문제 및 에너지 절약에 큰 이바지를 할 것으로 기대된다.