• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.249.2-249.2
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• 2010

최근의 고유가와 환경오염에 대한 대응 수단으로 수송용 바이오연료의 보급에 대한 관심이 세계적으로 높아지고 있다. 이 중 바이오디젤은 동식물성 기름으로부터 메탄올과의 전이에스테르화 반응에 의해 생산되는 경유대체 연료로서 환경 친화성과 지속가능성이 인정됨에 따라 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 바이오디젤의 생산량이 증가함에 따라 대두유, 유채유, 팜유 등의 원료유 가격 상승 및 수급 불안정 문제가 대두되고 있으며 식량자원과의 충돌 문제도 발생되고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 유리지방산 함량이 높은 저가유지 자원(폐식용유, 폐돈지, 폐우지, soapstock, trapped grease)을 이용한 공정 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비활용되고 있는 해외 열대작물 열매씨앗에서 착유한 식물성 오일의 바이오디젤 원료유로서의 사용 가능성을 검토하였다. 열대작물 오일의 물성 분석 결과 고형물, 수분, 인, 유리지방산 함량이 대두원유보다 매우 높게 나타났다. 오일 중의 인지질은 바이오디젤 제조 반응후 에스테르와 글리세린의 층분리를 방해하여 공정 효율을 감소시키고 유리지방산은 염기촉매와 결합하여 지방산염을 생성해 생산수율을 감소시키는 문제를 일으킨다. 고형물과 수분은 여과와 감압증발에 의해 쉽게 제거가 가능하였다. 15~20%의 유리지방산 함유 열대작물 오일의 전처리를 위해 균질계 산촉매와 비균질 고체 산촉매를 이용해 에스테르화 반응 효율을 조사한 결과 황산이 가장 높은 효율을 보였다. 반응표면분석법(Response Surface Method, RSM)을 적용해 메탄올과 촉매량의 2변수 에스테르화반응 최적화를 수행한 결과 메탄올 26%, 촉매 0.98%로 최적 조건이 도출되었으며 초기 산가 33mgKOH/g에서 0.98mgKOH/g으로 감소됨을 확인하였다. 전처리 정제한 오일의 물성분석 결과 고형물 0.1%, 수분 0.10%, 산가 1.0mgKOH/g, 인함량 20ppm 이하로 바람직한 원료유가 생산됨을 알 수 있었다. 제조된 원료유를 이용해 전이에스테르화 반응 최적화 실험을 RSM에 근거하여 진행한 결과 KOH 0.8%, 메탄올:오일 몰비 6.2:1, 반응온도 $60^{\circ}C$, 교반속도 200rpm, 반응시간 30분으로 나타났으며 증류 정제전 97.3%, 증류후 100.0%의 바이오디젤을 생산 할 수 있었다. 열대작물 오일의 전처리 공정은 메탄올을 과잉양으로 사용함으로 효과적인 알콜 회수 공정이 중요하다. 전처리 후 층분리를 통해 회수되는 메탄올 중의 수분함량은 2%~7%로서 이를 전처리 반응에 재사용하기 위해서는 0.3%이하의 수분함량으로 정제가 필요하다. 본 연구에서는 고가의 증류탑 형태가 아닌 단증류방식으로 2단계 내지 3단계로 0.3% 수분의 메탄올 회수 조건을 도출하였으며 파일롯 공정 설계를 진행하고 있다. 이로서 본 연구의 열대작물 오일은 저가로 충분한 물량의 확보가 가능하다면 바이오디젤 원료 자원으로서 큰 활용가치가 있는 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.7
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• pp.461-468
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• 2014

Biochar is a carbon rich solid produced by the pyrolysis of biomass such as energy crops, forestry residues, and wood wastes. Biochar returned to soil is to mitigate climate change and the feedstock of wood wastes reduces fossil fuel consumption as well as disposal costs. This study was practiced to evaluate a biochar system by gasification in terms of global warming regarding the soil application of the produced biochar. Life cycle assessment methodology was used to analyze the environmental impacts of the system, and the functional unit was 1 tonne of wood wastes. The result shows that the biochar system by using wood wastes as feedstock produces 4.048E-01 $kgCO_2-eq$ from the pre-treatment process as chipping and drying, 4.579E-01 $kgCO_2-eq$ from the pyrolysis process, and 9.070E-02 $kgCO_2-eq$ from the spreading to agricultural land, therefore total 9.534E-01 $kgCO_2-eq$ are generated. About 252 kg of $CO_2$ is still stored in the produced biochar in soil after carbon offsetting of the system. Therefore, the net carbon of the system is -251 kg of $CO_2-eq$.

• Journal of the KSME
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• v.55 no.7
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• pp.32-36
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• 2015

최근 화석 연료의 과다 사용에 따른 에너지 자원 고갈 및 환경오염에 대한 우려가 증가함에 따라 비화석연료 기반의 재생가능하고 지속가능하며, 환경친화성이 높은 에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 농산폐기물, 폐목재, 에너지작물, 도시고형폐기물, 미세조류, 거대조류 등 육상 및 해상에서 발생하는 바이오매스는 재생가능한 에너지원으로서 화석원료와는 달리 사용 후 발생하는 이산화탄소를 다시 흡수하는 탄소중립(carbon-nutral)의 특성을 갖고 있어 전세계적으로 많은 주목을 받고 있다. 바이오연료 중 당질계원료를 이용하는 바이오에탄올 및 식물성유지를 이용하는 바이오디젤은 현재 상업적인 생산이 이루어지고 있으나, 이들 1세대 바이오연료는 식량자원과의 경쟁이라는 원천적인 한계를 가지고 있고, 분자구조식에 산소를 포함하고 있기 때문에 기존 화석원료에서 출발하는 가솔린, 항공유 및 디젤과 비교하였을 때 에너지 함량이 낮은 단점이 있다. 따라서 기존 1세대 바이오연료에서 탈피하여, 식량자원과 경쟁이 없으며, 또한 분자구조식에 산소를 적게 포함하거나 아예 포함하지 않는 바이오연료("drop-in" 바이오연료) 생산에 많은 관심이 집중되고 있다. 이 글에서는 최근 그린공정으로 대표되는 초임계 유체를 이용한 "drop-in" 바이오연료를 제조하기 위한 바이오매스 액화의 기술동향을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 2000.10b
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• pp.51-57
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• 2000

고품질의 경쟁력이 있는 상품을 지속적으로 생산하기 위해서는 각 작물별 적합한 배양토(토양조건) 선정과 과학적인 영양(비배)관리가 절실히 요구된다. 이미 선진국에서는 분화용 또는 재배용 배양토를 기능적으로 전문화하여 산업에 활용하고 있으며, 이 분야에 대해서 가축분뇨 등 폐자원을 이용한 배양토 생산이 실용화되고 있다. 국내에서 공정육묘용 상토와 화분용, 식물재배용 배양토에 사용되는 원료(피트모스, 펄라이트, 암면 등)는 거의 대부분 외국으로부터 수입에 의존하고 있으며, 국내의 대규모 기업형 축사 또는 돈사에서 발생되는 축분은 환경오염의 근원이 되나 충분히 부숙 또는 특수가공처리를 한다면 필요한 배양토 조제에 효율적이고 기능적인 자원으로 활용할 수 있을 것으로 평가되고 있다. (중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.106.2-106.2
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• 2010

동식물성 기름과 메탄올의 전이에스테르화 반응에 의해 생산되는 바이오디젤은 환경친화성과 지속가능성이 인정됨에 따라 그 생산량이 급격히 증가하고 있어 대두유, 유채유, 팜유 등의 원료유 부족과 가격 상승, 수급 불안정 등의 문제가 대두되고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 유리지방산 함량이 높은 저가유지 자원(폐식용유, 폐돈지, 폐우지, soapstock, trapped grease)과 새로운 오일 작물을 이용한 생산 기술 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비활용 해외 열대작물 씨앗에서 착유한 식물성 오일을 정제하여 바이오디젤 원료유를 생산하는 과정에서 발생하는 폐기물(폐유, 폐수)의 경제적 처리 방안으로 유화유 제조 원료(벙커C유, 물)와 유화유 제조 첨가제(무기계, 유기계)로 활용 가능성을 검토하였다. 열대작물 오일의 물성 분석 결과 고형물, 수분, 인지질(phospholipid), 유리지방산(free fatty acid) 함량이 기존 원료유보다 매우 높게 나타났다. 인지질은 바이오디젤 제조 반응후 에스테르와 글리세린의 층분리를 방해하고 유리지방산은 염기촉매와 결합하여 지방산염을 생성해 생산 수율을 감소시킨다. 고형물과 수분 역시 촉매반응에 악영향을 가지나 여과와 감압증발에 의해 쉽게 제거가 가능하다. 유리지방산은 산촉매 에스테르화 반응에 의해 제거가 가능하다. 인지질은 탈검(degumming) 과정을 통해 제거하며 탈검은 수용성 탈검, 산 탈검, 세정 공정으로 구성된다. 착유한 원료유의 고형물을 제거 후 물과 수세하여 수용성 인지질을 수화하여 층 분리해 제거하고 상층의 오일은 추가적인 산 탈검을 수행한다. 그 뒤 세정을 통해 사용된 탈검제인 산과 추가적으로 수화된 인지질을 제거하게 된다. 이러한 3단계의 탈검 과정에서 하층으로 오일과 물이 폐기물로서 배출되며 본 연구에서는 배출 폐기물을 다시 층분리하여 오일층과 물 층으로 구분하여 유화유 제조에 사용되는 벙커C유, 물, 그리고 기존 유기계 및 무기계 유화제의 대체 가능성을 조사하였다. 유화 연료유는 기름과 물을 균일한 분산상으로 혼합한 연료유로 연소시 오일계 성분의 미연분을 감소시켜 연료 효율 제고와 배출가스 성상을 개선하기 위해 개발되어 왔다. 본 발표에서는 다양한 종류의 상용 첨가제 및 바이오디젤 원료유 생산 폐기물을 활용해 유화 연료유를 제조하였으며 각 유화유의 장시간의 상(phase) 안정성을 비교하였다. 바이오 폐기물 중에는 천연 계면활성제(surfactant)인 인지질이 다량 함유되어 있어 기존의 무기계 및 유기계 유화제보다 상 안정성이 우수하게 나타났으며 바이오디젤 원료유 생산 공정의 폐기물인 폐유과 폐수의 활용이 가능한 것으로 나타났다.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.1 no.1
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• pp.31-36
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• 1973

A method for acid-hydrolysis of agricultural wastes and its utilization was investigated. In order to obtain fermentable sugar solution from cellulosic wastes such as cereal straws and hulls, in particular, of rice, barley and wheat, the chemical compositions were analyzed and optimum conditions of hydrolysis determined. The cereal straws contain 42 to 55 % of crude cellulose including hemicellulose. On the hydrolysis with 1% of sulfuric acid at 40 psig, 35.6% of the reducing sugar based on the weight of dry matter was formed from rice straw, (variety Chinheung) in 30 min. More powerful condition of hydrolysis would appear to decompose the sugar formed into other compounds, for instance, furfural. Under atmospheric pressure with 5% of the acid, rice straw was hydrolyzed to 35% of reducing sugar content in 3 hours. Candida utilis could assimilate the sugars in the hydrolyzate up to more than 97%, and a yield of the yeast cells reached 55% to the utilized sugars.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.31 no.2
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• pp.183-188
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• 1998

Changes of chemical and physical properties of the butchery waste compost were assessed when the wastepaper was used as a bulking agent (BP). Temperature of compost, with frequent turnover, was increased up to $83^{\circ}C$ even during the winter. Canon exchange capacity of the compost was increased with composting time, but pH, water content, total carbon, total nitrogen, C/N ratio and salt concentration were decreased to the extents showing a convergency. Heavy metal contents of BP-192 were lower than the standard criteria. Germination rate of cucumber seed, when BP-34 and BP-96 composts were applied more than 15 g, was under 40%, but those of BP-143 and BP-192 were 100%, irrespective of the amounts of compost used. The C/N ratio of the matured compost was 8.6. Results indicated that wastepaper might be employed as a bulking agent for butchery wastes composting.

• Korean Journal of Medicinal Crop Science
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• v.4 no.3
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• pp.187-192
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• 1996

This study was investigated to know about the stages of flower bud development and the effects of natural and artificial cold treatment on flowering of herbaceous peony. Developing buds of Paeonja lactㅑflora Pall. var. Taebaek were observed since Jun. 17 and peony plants were forced since Nov. 27 in the green house with two weeks interval, and other plants were forced after cold treatment in $5^{\circ}C$ for 1, 2, 4, 6weeks. Differentiation of vegetable part in peony buds was started in early June, and floral part was differentiated in September and their differentiation was continued to shooting in early spring. Buds of peony were sprouted and flowered when it was forced on Dec. 4. Days to shooting were decreased with delay of forcing time from early to late of December, significantly. Two weeks for cold treatment were enough to break dormancy of peony and days to shooting of the cold treated were significantly shorter than the untreated in the same forcing times

• Korean Journal of Medicinal Crop Science
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• v.12 no.1
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• pp.24-30
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• 2004

The immune activities of Ganoderma lucidum Mycelium added garlic extracts (GAM), Ganoderma lucidum Mycelium (GM), garlic extracts (GS) and standard $({\beta}-glucan)$ were compared. GAM enhanced the growth of human immune T cell up to $1.25{\sim}1.46$ times, compared to control group. GAM showed relatively lower cytotoxicity in using normal human lung cell, while GAM showed the most potent inhibitory effect on the human lung carcinoma, compared to GM and GS. The selectivity of GAM was also higher than that of GM and GS. GAM increased the secretion of cytokines, IL-6 and TNF- from human B cell as well as the growth of human immune cells. It can imply that GAM has higher immune activity than GM or GS.

• Korean Journal of Medicinal Crop Science
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• v.12 no.1
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• pp.36-42
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• 2004

The immune activation and anticancer activities of the water and ethanol extracts from Artemisia capillaris Thunb. were studied. The growth of human hepatocarcinoma and human gastric cancer cell was inhibited by the addition of $1.0\;mg/m{\ell}$ of the water extract, by about 77% and 95%, respectively. The growth of human breast cancer cells was also inhibited by addition of $0.5\;mg/m{\ell}$ of both water and ethanol extracts by 88%. The growth of human normal lung cell, HEL299 was inhibited by 15% indicating very low cytotoxicity of both extracts. Overall selectivity of the both extracts on several human cancer cell line was over 2.5. The growth of both human B and T cells was enhanced up to 1.6 to 2.1 times by adding the ethanol extracts. The secretion of cytokines, $TNF-{\alpha}$ and IL-6, from human B cells was also increased showing $68\;pg/m{\ell}$ and $67\;pg/m{\ell}$, respectively, compared to $35{\sim}40\;pg/m{\ell}$ of the control. In terms of the immune activity, there was not much difference between water and ethanol extracts of Artemisia capillaris Thunb. It implies that the extraction solvent could not differ the biological activities of the extracts. Based on these results, Artemisia capillaris Thunb. can be developed into a potentially useful cancer chemoprentive agent.