폴리에틸렌글리콜(PEG) 4,000을 20, 30, 40% 농도로 처리하여 백년초와 알로에 절편을 건조한 후, 열풍건조와 동결건조 처리된 시료와 복원율, 색도, 관능평가 등을 비교, 분석하였다. 건조시간에 따른 탈수 양은 두 시료 모두 PEG의 농도가 높을수록 탈수효율이 좋았다. 복원율에서는 열풍건조와 동결건조 처리 시료보다 PEG 처리 시료가 더 높은 복원율을 가졌다. 색도에서는 동결건조와 유사하였고 열풍건조보다는 우수하였다. 관능평가에서는 열풍건조나 동결건조보다 PEG 처리한 시료가 더 우수하였다. 따라서 본 연구 결과, PEG를 이용한 백년초와 알로에 절편의 건조는 시료의 세포파괴를 최소화하고 신선한 시료 본래의 상태로 복원될 수 있는 매우 효율적인 건조방법이라고 판단되며, 건조된 제품을 향후 기능성화장품 원료 등으로의 활용이 가능하다고 판단된다.
산성, 중성, 염기성의 감마알루미나에 (3-mercaptopropyl) trimethoxysilane (3-MPTMS)를 알루미나 기공 내에 도입하고 30 wt% 과산화수소수를 이용하여 황산기가 결합된 감마알루미나를 합성하였다. 1 M HCl 용액을 이용하여 3-MPTMS의 도입을 좀 더 용이하게 하였다. 합성된 촉매는 자일로즈 탈수화 반응을 통한 푸르푸랄 생성반응에 적용하여 촉매 특성을 분석하였다. 모든 촉매 반응에서 우수한 자일로즈 전환률을 보였고, 황산가가 도입된 촉매가 푸르푸랄의 선택도를 높이는 결과를 보였다.
It is required to propose an alternatives for appropriate sludge treatment owing to persistent construction of sewage treatment plant and increase of sewage sludge quantity. In order to treat sludge more efficiently, the methods which reduce the cost of sludge treatment have been studied such as sludge reduction and conditioning. Especially ozone treatment reduces solid quantity and improves separation of solid-liquid at the same time. Therefore ozone treatment have a positive effect on reduction and stabilization of sludge. So, this study applied ozone to sewage sludge and induced cell destruction of sludge. By comparing with the correlation between thickening and dewatering, and evaluating moisture content and solubilization of cake, this study verificates the effect of process improvement for ozone pre-treatment. In J-STP case, according to ozone dose solid flux increased about 12 times from $1kg/m^2{\cdot}h$ to $12kg/m^2{\cdot}h$. Also this plant were capable to shorten thickening time from 40 minutes to 6~7 minutes. Thus it is expected to reduce volume and retention time of thickener. On pH effect factor, dewatering at pH4 was more than at pH11, $3.05{\times}10^{11}$ and $3.82{\times}10^{11}(m/kg)$. But effect of pH was analogous to ozone, $2.81{\times}10^{11}(m/kg)$. The effect of pH on thickening was similar to law sludge, $0.68(kg/m^2{\cdot}h)$, and the effect of ozone injection on thickening was the biggest, $3.45(kg/m^2{\cdot}h)$. The COD solubilization rate improved from about 5 to 30%. So it is judged that we are able to utilize most solubilized sludge to another sewage treatment plants.
종이의 생산성을 향상 시키기 위한 방법에는 초지기의 광폭화오} 생산 속도의 증가 가 있다. 현재 초지기는 10m까지 생산 폭이 확대 되었고, 생산 속도에 있어서는 최 신 설비의 경우 2,OOOm/min로 설계 되고 있다. 따라서 생산 폭과 속도의 증가는 이 전의 소폭과 저속의 생산 셜비에서와 동일한 원료 배합과 생산 관리로는 최적의 생 산 효율을 달성하는데 문제점이 있다. 그러므로 현재 각국의 신규 제지 설비에 적 용되 고 있는 twin wire system역 시 생 산 속도의 증가를 극복하고 기 존의 fourdrinier s system 이 지니고 있는 문제점을 극복하기 위해 도입되었다. 두 가지의 생산 설비에서 제조된 종이의 가장 큰 차이점은 미세 입자들의 분포와 종이의 구조적 특성에 있다. 특히 fourdrinier system에서 미세 입자들의 분포는 횡단 면을 기준으로 볼 때 표면에서 와이어 면으로 진행됨에 따라 급격히 감소된다는 것 을 알 수 있다. 이러한 사실은 주지하는 바와 같이 초지 형성부에서 효과적인 탈수 를 달성하기 위해 부착되어 있는 여러가지 탈수 장치들의 영향으로 와이어 방향으 로만 급격한 탈수가 일어나기 때문이다. 그러나 twin wire system 2.! gap former어$\mid$ 있 어서 미세 섬유와 충전제가 횡단면상에서 분포하는 형태는 "U"자 형태로 상면과 하 면에서 가장 높은 미세분의 분포를 나타내고 줄간층에는 상대적으로 낮은 미세분이 분포하고 있을을 알수 있다. 따라서 종이의 중간층 미세분 분포의 감소는 섬유간 표면적의 감소를 의미하고 이로 인하여 결합력이 약해진다는 것을 알 수 있다. 특 히 도공 원지로 사용되었을 경우 heat off-set 인쇄시 블리스터와 같은 문제점을 일 으키기도 한다. 앞서 언급한 바와 같이 종이의 제조 설비에 따라 제조되는 종이의 구조적 특성이 변하게 되므로 동일한 도공 공정에 적용 되었을 경우 이들로부터 제 조된 도공지의 특성에도 영향을 미칠것으로 예측된다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 초지기의 형태에서 제조된 원지가 도공 작업성과 도공지의 특성에 미치는 영향에 대해 고찰코자 하였다.대해 고찰코자 하였다.
몇 종류의 산화물을 혼합하여 그 장점들이 촉매의 특성으로 나타나도록 하는 복합산화물 촉매의 한 종류로서 스피넬 구조를 이루는 Mg- 및 Bn-페라이트를 촉매로 선정하여 K 첨가에 따른 물성을 분석하고 페라이트상에서 에틸벤젠의 탈수소반응에 대하여 연구하였다. 촉매의 특성분석에는 XRD, BET법, DTA, XPS, TEM, TPD 등의 분석기법을 사용하였다. 페라이트 촉매에 대한 K 첨가 효과를 검토하기 위하여 물성을 종합적으로 분석한 결과, K는 입자의 분산도를 향상시키는 구조적 조촉매로서의 역할과 함께 전자를 공급하는 조촉매로서 작용하였으며, K의 첨가량이 증가함에 따라 산점이 중화되어 그 세기가 약해지면서 산점의 농도는 증가하였다. 반응성을 연구한 결과 페라이트 촉매에 첨가된 K는 강한 산점을 중화시켜 탈수소 반응에 적합한 세기의 산점을 형성하여 스티렌의 선택도를 일정하게 유지하였다.
현재까지 에너지의 지속적인 요구는 대부분 화석연료에 의해 충족되고 있다. 하지만 화석연료의 한계성과 온실가스 발생 등의 환경문제로 인해 새로운 대체에너지 연구 개발에 대한 관심이 크다. 탈수 하수 슬러지를 연료 에너지로 전환하기 위해 슬러지 촤와 흑연의 두 가지 열수용체를 적용한 경우 마이크로웨이브 열분해 특성을 파악하였다. 두 수용체 모두 열분해 생성물 발생량은 가스, 슬러지 촤 그리고 타르 순으로 생성되었다. 열분해의 경우 생성가스의 주성분은 수소와 메탄이고 일부 경질 탄화수소 등이 포함되었다. 흑연 수용체의 경우 중질타르가 다량 발생되었고, 많은 양의 경질탄화수소가 발생되었다. 이 상의 실험결과로 볼 때 탈수 하수 슬러지의 마이크로웨이브 열분해에 의해 생성된 가스를 연료로 이용이 가능하지만, 가스 중에 함유된 응축성 PAH 타르를 처리해야 한다.
일산화탄소탈수소화효소를 이용한 이산화탄소의 전기화학적 환원 반응의 최적화를 위해 pH와 온도의 영향을 살펴보았다. pH는 이산화탄소의 환원반응 용이성과 효소의 안정도 효과가 함께 반영되는 6.3에서 최적의 조건을 보였고, 온도는 이산화탄소의 용해도가 적어지더라도 효소의 활성이 가장 좋은 60도에서 최적 조건을 보였다. 일산화탄소탈수소화효소의 안정성 및 활성이 가장 중요한 조건임을 알 수 있었다.
이소부탄의 산화탈수소반응(ODH)에 대한 $V_{0.9}Sb_{0.1}O_x$ 촉매계의 5가지 담지체의 촉진효과를 조사하였다. 사용된 5가지 담지체는 감마-알루미나, 알파-알루미나, 실리카-알루미나, 실리카겔, 마그네슘 산화물이다. 촉매는 사용된 담지체에 따라 그 효과가 다르게 나타났다: ${\gamma}-Al_2O_3$ > $\alpha$-$Al_2O_3$ > Si-Al-O> $SiO_2$$\approx$MgO$\gg$unsupported. V-Sb-O 비율은 별로 촉매 활성과 선택성에 영향을 미치지 않았다. 촉매 성분들이 담지체에 골고루 잘 분포된 이유로 인해 감마-알루미나에 담지된 $V_{0.9}Sb_{0.1}O_x$ 촉매계가 성능이 제일 뛰어났다.
L-세린 탈수화효소(LSD)는 L-serine을 피루브산과 암모니아로 전환하는 반응을 촉매하는 iron-sulfur 함유 효소이다. 세균성 아미노산 탈수화 효소 중에서, L-serine에 대한 이들 특정 효소만이 촉매 부위에서 iron-sulfur cluster를 이용하는 것으로 보고되고 있다. 또한, 세균성 LSD는 구조적 특성과 도메인의 배열에 따라 네 가지 유형으로 분류된다. 현재까지, 이 효소들은 소수의 균주로부터 얻어진 LSD 효소에 대해서만 연구되었지만, 다양한 세균성 LSD의 촉매 메커니즘을 이해하기 위해서는 더 많은 자세한 조사가 요구된다. 본 연구에서, Mycobacterium tuberculosis H37Rv로부터 유래된 유형 II LSD (MtLSD) 단백질을 효소 동력학적 방법을 이용하여 생화학적 및 촉매적 특성을 규명하기 위해 발현 및 정제되었다. MtLSD에 대한 L-serine의 포화 곡선은 알로스테릭 협동성(allosteric cooperativity)을 나타내는 전형적인 S자형(sigmoid)의 특성을 보였다. 이때의 $K_m$과 $k_{cat}$ 값은 각각 $59.35{\pm}1.23mM$과 $18.12{\pm}0.20s^{-1}$로 계산되었다. 또한, 고정된 L-serine 농도 하에서 D-serine의 농도 대비 초속도에 대한 그래프는 비선형 쌍곡선 감쇠 형태를 보였고, $k_{cat}$ 값의 변화 없이 $30.46{\pm}5.93mM$의 겉보기 $K_i$ 값으로 D-serine에 대한 경쟁적 억제(competitive inhibition)를 나타내었다. 이들 연구는 MtLSD의 촉매 특성 및 기질 특이성에 관한 통찰력 있는 생화학적 정보를 제공한다.
본 연구에서는 초음파 cavitation을 이용한 슬러지의 전처리가 슬러지의 가용화와 혐기성 소화조의 운전효율에 미치는 영향을 바이오가스 생성을 중심으로 알아보고, 전처리의 효과를 ADM1 (Anaerobic Digestion Model No. 1)을 이용하여 시뮬레이션 한 결과와 비교하였다. 실험결과, 초음파 전처리는 하수슬러지의 탈수성을 감소시키며 SCOD의 생성을 증가시키는 것으로 나타났다. 실험실 규모의 혐기성 소화조는 초음파 미처리 슬러지(control)와 30분, 60분, 90분간 처리된 슬러지를 대상으로 4 계열로 운전되었으며, 그 처리효율은 TCOD의 경우, 각각 31.9%, 37.9%, 38.5%, 42.2%의 제거효율을 나타내었다. 또한 TS의 감량효율은 각각 15.9%, 20.8%, 21.5%, 24.1%로 평가되어 전처리에 따른 제거효율의 증가를 확인 할 수 있었고, 슬러지 부하와 전처리 시간의 증가에 따라서 바이오가스의 생성량도 증가하는 것으로 나타났다. 슬러지 전처리에 따른 혐기성 소화조의 운전결과와 시뮬레이션 결과의 추이는 전반적으로 일치하는 경향을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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