• 유기물자원화
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• 제31권1호
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• pp.57-68
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• 2023

본 연구에서는 커피 폐기물 기반의 질소가 포함된 다공성 탄소 섬유 형태로 제조하여 고에너지 EDLC용 탄소 소재로 활용하고자 하였다. 커피 폐기물은 분쇄과정을 거쳐 폴리비닐피롤리돈과 용매인 다이메틸폼아마이드에 혼합한 후 전기방사를 통해 커피 폐기물 기반의 섬유 형태(Bare-CWNF)의 물질로 만들었으며, 질소 분위기의 900℃에서 탄화를 진행하여 커피 폐기물 기반의 질소가 포함된 다공성 섬유 형태(Carbonized-CWNF)의 물질을 제조하였다. Carbonized-CWNF는 Bare-CWNF와 같이 섬유 형태를 유지하였으며 질소 함량 역시 유지되는 것을 확인하였다. 커피 폐기물의 탄화 탄소(Carbonized-CW)및 폴리아크릴로나이트릴 기반의 탄소섬유(Carbonized-PNF)를 Carbonized-CWNF와 -1.0-0.0V의 전압 범위에서 전기화학적 성능을 비교한 결과, Carbonized-CWNF가 가장 높은 비정전용량(123.8F g^-1 @ 1A g^-1)을 확보할 수 있었다. 이를 통해 커피 폐기물 기반의 질소가 함유된 다공성 탄소 섬유가 고에너지 EDLC(Electric double layer capacitor)용 전극으로 우수한 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 최종적으로, 환경 오염의 원인이 되는 식물성 바이오매스 중 커피 폐기물을 활용하여 친환경성을 확보하였고, 식물성 바이오매스와 같은 폐기물을 슈퍼커패시터와 같은 고성능 에너지 저장 매체로의 탈바꿈 할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.509-515
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• 1998

커피폐기물을 원료로 하여 염화아연으로 화학적 활성화시켜 커피활성탄 (activated coffee char)을 제조하였다. 이 연구는 roasting과정, 탄화과정, 활성화, 그리고 수세 및 건조의 공정으로 수행되었다. Roasting 과정은 $300{\sim}400^{\circ}C$에서 10분간 수행되었다. 탄화과정의 적절한 조건은 $650^{\circ}C$에서 1시간인 것으로 나타났다. 화학적 활성화에 있어서 가장 중요한 parameter는 활성화제와 coffee char의 화학비인 것을 알 수 있었다. $N_2$ gas를 이용하여 77K에서 제조된 커피활성탄의 BET 비표면적과 BJH 세공용적을 측정하였다. 염화아연에 의해 활성화되어 제조된 coffee char의 비표면적이 $1110{\sim}1580m^2/g$로 분석되었으며 세공용적은 $0.51{\sim}0.81cm^3/g$로 각각 분석되었다. SEM은 세공과 coffee char의 표면관찰에 이용되었다. 분석결과, 활성화 표면과 많은 세공이 형성되어 있는 것을 보였다. 커피폐기물을 이용한 activated coffee char의 제조가 성공적으로 수행되었으며, 이는 폐기물을 이용한 자원 개발의 가능성을 보여주었다.

• 한국식품영양학회지
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• 제12권6호
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• pp.602-607
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• 1999

과일 및 한약재 폐기물을 이용하여 중금속 제거력을 조사하기 위하여 Cd, Pb 용액에서 사과껍질 모과 밤내피(밤 친껍질) 인삼, 키위껍질, 대추, 원두커피가루의 입자별, 농도별, 온도별 흡착정도를 조사한 결과는 다음과 같다 입자의 크기가 작아질수록 사과껍질을 제외한 모든폐기물에 있어서 중금속 흡착력은 증가되었고 중금속별 제거량은 Cd는 인삼폐기물이 3,506-4.659mg/g Pb은 밤 친 껍질이 9.189-9.582mg/g으로 다른 과일 및 한약재 폐기물보다 높았다 농도별 중금속 흡착력은 중금속의 농도가 높을수록 증가하였는데 Cd은 인삼 폐기물이 1,929-3.800mg/g. Pb은 밤 친 껍질이 0.930-9.3685mg/g으로 다른 과일 및 한약재 폐기물보다 높았다. 온도별 중금속 흡착량은 온도가 높아질수록 증가하여 껍질이 9.368-9.613mg/g으로 다른 과일 및 한약재 폐기물보다 증가하였다. 이상의 결과로부터 물에 함유된 중금속을 제거하는데 과일 및 한약재 폐기물을 이용할 수 있을것으로 생각된다.

• 유기물자원화
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• 제22권2호
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• pp.44-49
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• 2014

본 연구는 원두커피찌꺼기를 이용하여 중금속제거 특성을 알아보고자 납, 크롬, 카드뮴을 포함한 인조폐수에 미리 세척과 건조를 행한 원두커피찌꺼기를 흡착제로 사용하여 농도와 pH를 변화시키면서 실험하였다. 실험결과 모든 중금속은 30분 내에 대부분 흡착되었고, pH 변화에 따라 최대 80% 제거효율을 보였다. 또한 크롬은 pH가 증가함에 따라 제거율은 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 원두커피찌꺼기는 중금속제거에 있어서 매우 효과적인 것으로 나타났으며 폐기물 재활용과 환경오염 방지 효과와 함께 경제성 있는 흡착제로 사용이 가능할 것으로 판단되어진다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.185-194
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• 2022

커피는 세계에서 가장 많이 소비되는 음료 중 하나이며 석유에 이어 두 번째로 많이 거래되는 상품이다. 커피의 수요가 많은 만큼 커피 산업에서는 독성이 있고 심각한 환경문제를 일으키는 다량의 폐기물이 생성된다. 본 연구는 사용된 커피찌꺼기(SCG)를 재활용하여 콘크리트 제조 시 시멘트를 대체하는 혼화재로써의 활용가능성을 확인하는 것을 목표로 한다. 커피찌꺼기를 재활용하기 위해서 커피찌꺼기는 수분 제거를 위해 건조되고 850℃의 소성로에서 8시간 동안 소성하며, 탄화된 커피찌꺼기는 볼밀 분쇄를 통해 커피찌꺼기 애시(CGA)로 제조된다. 제조된 커피찌꺼기 애시의 화학성분 분석은 XRF로 수행하였으며, 화학성분 분석결과 커피찌꺼기 애시의 주요 성분은 K₂O(51.74 %), CaO(15.92 %), P₂O₅(14.39 %)이며 MgO(7.74 %), SO₃(6.89 %)의 부성분과 소량의 F₂O₃(0.66 %), SiO₂(0.59 %), Al₂O₃(0.31 %)가 함량되어 있다. 물리 역학적 특성을 평가하기 위해 커피찌꺼기 애시를 5 %, 10 %, 15 % 중량 치환하여 수행하였다. 품질 시험결과, 커피찌꺼기 애시가 5 % 치환된 CGA 5의 28일 활성지수는 80 %이며, 플로 값 비는 96 %로 플라이 애시 2종의 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 모르타르의 역학적 시험결과로부터 커피찌꺼기 5 %가 포함된 시편에서 최적의 결과를 확인할 수 있었으며, 우수한 기계적, 물리적 특성을 보여주었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권1호
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• pp.48-59
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• 2018

본 연구는 커피 생산 폐기물인 커피박의 효율적인 처리 및 재자원화 방안의 일환으로 목분과 혼합하여 고체 바이오 연료인 펠릿을 제조하고자 수행하였다. 먼저 펠릿 제조에 사용된 커피박의 화학적 조성과 연료적 특성을 조사하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 조사하였다. 또한 다양한 조건에서 낙엽송 목분과 함께 펠릿을 제조한 후, 최적 펠릿 제조조건을 제시하였다. 커피박은 전섬유소, 단백질, 지방/오일로 구성되었으며, 0.7% 정도의 회분을 함유하고 있었다. 회분에 대한 정성분석 결과, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 순으로 조사되었다. 커피박의 용이한 건조 특성으로 인한 낮은 함수율과 높은 발열량 그리고 커피박/낙엽송 펠릿의 연료적 특성(함수율, 회분 함량, 겉보기밀도, 내구성)이 국립산림과학원에서 고시한 목재펠릿 품질기준의 1급을 상회하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 확인할 수 있었다. 그러나 원소분석 결과, 커피박의 높은 질소 및 유황 함량으로 고등급의 펠릿 제조용 원료보다는 $NO_x$ 및 $SO_x$를 효과적으로 제거할 수 있는 포집장치를 보유한 열병합발전소용 펠릿 원료로 적당할 것으로 생각한다. 그러나 커피박 및 낙엽송을 이용하여 1급 기준을 만족하는 펠릿을 제조하기 위하여 91 wt%의 낙엽송 목분과 9 wt%의 커피박이 필요할 것으로 추산된다. 이 조건에서 제조한 펠릿의 질소함량은 0.298% 그리고 유황 함량은 0.03%로 1급 기준을 만족하며 나머지 펠릿의 품질 항목에서도 모두 1급 기준을 상회할 것으로 예상된다. 마지막으로 커피박과 낙엽송의 구매가 및 각 등급의 목재펠릿 수요에 따라 펠릿 내의 커피박과 낙엽송 목분 양을 적절히 조절하여 펠릿을 제조할 경우, 생산비용의 절감 외에 폐기물의 이용에 따른 재자원화와 쓰레기 감량을 통한 환경부담 완화에도 일조할 것으로 생각한다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.426-433
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• 2023

바이오 폐기물의 활용도를 높이기 위해 오일 추출 및 KOH 활성화를 통해 제조된 커피 찌꺼기 기반 활성탄소를 이용하여 슈퍼커패시터 성능을 고찰하였다. 커피 찌꺼기에 오일 추출은 노말헥산 및 아이소프로필 알코올 용매를 사용한 용매 추출로 수행되었다. 오일 추출 후 KOH 활성화를 통해 제조된 AC_CG-Hexane/IPA는 오일 추출 없이 KOH 활성화로만 제조된 AC_CG보다 비표면적은 최대 16% 및 평균 기공 크기는 최대 2.54 nm로 증가되었다. 또한, 커피 찌꺼기의 오일 추출함에 따라 제조된 활성탄소의 pyrrolic/pyridinic N 작용기는 증가되었다. 순환전압전류법 측정 실험으로부터, 10 mV/s의 전압 주사 속도에서 AC_CG-Hexane/IPA의 비정전용량은 133 F/g으로, AC_CG (100 F/g)의 비정전용량에 비해 33% 향상된 값을 나타냈다. 그 결과 커피 찌꺼기의 오일 추출을 통한 성분 제거를 통하여 활성탄소의 메조기공의 크기 및 비표면적의 부피 향상과 pyrrolic/pyridinic N 작용기가 전기화학적 활성으로 전기전도도를 증가로 인한 시너지 효과로 향상된 전기화학적 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 바이오 폐기물인 커피 찌꺼기의 재활용 방법 및 적용에 대해 제시하였으며, 고성능 슈퍼커패시터의 전극 재료로 활용할 수 있는 효율적인 방법 중 하나라고 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제49권5호
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• pp.544-549
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• 2017

본 연구는 폐자원인 커피박의 산업적 이용도를 증진시키기 위하여 감마선 조사를 이용하여 커피박 추출물의 색도 개선에 관하여 평가하기 위해 수행되었다. 커피박 추출물로부터 유용성 성분을 얻기 위하여 70% 에탄올로 추출한 후 감마선 조사를 한 결과 30, 50 kGy의 조사선량에서 커피박 추출물의 색도가 개선된 것을 확인하였다. 30, 50 kGy로 감마선 조사된 커피박 추출물에서 성분변화가 일어났지만, 항산화능력과 미백활성능에는 0 kGy 커피박 추출물 처리군과 비교했을 때 유의적인 변화가 없는 것을 확인하였다. 이는 다른 성분들이 감마선 조사에 의해 감소하였지만, 퀸산이 상당량 증가함으로써 성분변화로 인한 커피박 추출물의 생리활성능 감소를 보완한 것으로 보이며, 이상의 결과로 감마선 조사가 커피박 추출물의 진한 갈색도를 개선함으로써 커피박 추출물이 화장품 소재로 활융될 수 있는 부가가치를 부여 할 수 있으며, 이러한 폐기물의 재활용을 통해 커피박 폐기로 인한 환경문제 및 경제적 문제점을 개선하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제24권3호
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• pp.15-21
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• 2016

질산, ethylene diamine triacetic acid (EDTA) 그리고 nitrilo triacetic acid (NTA)을 이용하여 폐기물인 커피찌꺼기에 흡착된 은 이온에 대한 탈착 특성을 조사하였다. 1.0 M의 질산용액을 이용하였을 때 가장 높은 97.8 %의 탈착율을 얻을 수 있었다. 또한, S/L 비가 1.0 이하일 경우, 커피찌꺼기에 흡착된 은 이온은 약 98~100 % 탈착되어졌으며 약 60분의 시간 내에 대부분의 탈착이 일어났다. 게다가 2번의 반복된 흡착 및 탈착 공정을 거친 후의 재사용된 커피찌꺼기의 은 이온에 대한 흡착능은 약 43.9 mg/g으로서 재사용전의 커피찌꺼기의 흡착능인 45.9 mg/g에 비해서 약 4.4%의 감소율을 보였다.

• 한국균학회지
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• 제21권3호
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• pp.212-216
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• 1993

팽나무버섯 재배에 있어서 각종 임산 및 농산폐기물을 기질로 사용한 결과, 나왕, 미송, 혼합톱밥, 커피박 및 땅콩박 중에서 커피박이 가장 자실체 생산이 양호하였으며 영양첨가제로 사용된 미강, 맥주박, 옥수수박, 대두박 및 채종박 중에서는 옥수수박에서 자실체 생산량이 높았다. 커피박과 옥수수박의 4 : 1 혼합비에서 자실체 생산이 129.38 g/bottle로 최대를 나타내었다.