• 자원리싸이클링
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• 제5권3호
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• pp.56-64
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• 1996

탄산칼슘의 다형 제어를 목적으로 합성 음료, 의약품 등으로서도 폭넓게 이용되고 있는 ${C_2}{H_4}{OH}$계에서 수산화칼슘을 현탁시키고 감미제, 의약품 등의 용도로서도 이용되고 있는 에틸렌글리콜을 첨가하면서 탄산칼슘 생성 및 탄산칼슘 다형결정화 특성에 대해 연구하였다. 세라믹 bubble plate를 부착 제작한 반응기를 사용하여 $CO_2$gas와 반응 진행시 전기전도도의 연속 측정을 통해 변화시점에서 일부 현탁액을 분리 분말화하여 X선 회절 및 전자현미경을 통해 중가 생성물과 이들이 각각 Vaterite, Aragonite, Calcite로 전이됨을 확인하였다. ${C_2}{H_4}{OH}$에 대한 에틸렌글리콜 첨가를 10 vol%로 하여 500ml의 반응 현탁액에 10~50g의 수산화칼슘 첨가 변화에 따른 생성물을 조사하였다. 결정화단계에서 수산화칼슘 10g 첨가시를 제외하고는 모든 조건에서 겔화(gelation)가 일어나며 그 생성 유지시간은 수산화칼슘 양이 많아질수록 짧아짐을 관찰할 수 있었다. 상온 상압하에서 생성되기 어려웠던 Vaterite가 $Ca(OH)_2$의 30g 첨가반응계에서 구형으로 생성됨을 확인할 수 있었다. 이는 칼슘계, 흡착제 등의 가능성을 부여한 복합재료로서의 Vaterite 합성을 상온 상압화에서${C_2}{H_4}{OH}$ 계에서 다형제어 할 수 있음을 보여주었다. 탄산칼슘의 동질이상중 Vaterite는 준안정상이고 분말화 과정에서 이미 Calcite로 전이되기 쉬우나 G5 glass filter와 vacuum drier를 사용하여 안정적인 구형의 Vaterite을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.91-98
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 정상적으로 운영 중인 9개의 혐기소화시설과 사육돈 종류에 따른 가축분뇨 발생원 (농가) 14곳을 정밀모니터링 대상으로 선정하였으며 삼성분, 영양성분 (탄수화물, 단백질, 지방), 휘발성지방산, 질소 등에 대한 물리화학적 분석을 실시하였다. 가축분뇨 바이오가스화 시설로 반입되는 유기물의 휘발성고형물 농도는 (Volatile solids, VS) 단독처리시 2.81 %, 음식물류와 병합처리시 5.92 %로 조사되었으며, 유기물분해율은 단독처리 대비 20.5 % 증가된 63.6 %의 제거율을 보였다. 영양물질 결과를 바탕으로 이론적 메탄수율과 실제 현장에서의 메탄수율을 비교한 결과, VS 기준 실제 메탄수율은 이론값 대비 72 %에 해당하는 $0.36Sm^3CH_4/kgVS$로 실측되었다. 농가발생원의 총고형물 농도를 분석한 결과, 자돈 및 이유돈은 5.6 %로 가장 낮았으며 육성돈, 비육돈, 모돈 등은 약 11~13 %로 높은 유기물 함량을 보였다. 또한 가축분뇨에는 모래, 가축털 뭉치 등의 이물질이 존재함으로 혐기소화 과정에서 스크리닝 등의 전처리 과정을 사전에 실시하여야 한다. 음폐수와 가축분뇨의 혼합비율을 달리하여 운전한 연속식 반응기를 통해 병합처리 효과에 따른 적정 혼합비율을 도출하고자 하였다. 연속식 반응기 실험에서 가축분뇨와 음폐수의 혼합비율을 100:0, 80:20, 40:60, 20:80으로 설정하여 진행하였을 때, 60:40~40:60의 범위에서 적정 혐기소화 조건 (100 gTS/L 이하, 알칼리도 1 gCaCO3/L 이상, C/N비 12.0~30.0 등)에 부합하는 실험결과를 도출하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제32권1호
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• pp.75-82
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• 1999

탈염된 참치 자숙액 중에 함유되어 있는 정미성분 및 단백질등의 유용성분을 이용할 목적으로 막반응기 장치에서 자숙액을 효소로 가수분해하여 분자량별로 분획하였으며, 그 가수분해물의 정미성을 검색하여 천연 복합조미료 및 조미간장으로서 이용 가능성을 검토하였다. 참치 자숙액 및 그 가수분해물의 주요 분자량은 9,800Da (TBH-10K TBEH-10K), 3,000 Da (TBE-5K TBEH-5K 및 TBE-1K) 및 990Da (TBE-1K TBEH-1K)으로 나타났다. 핵산관련물질 중에서 ATP 및 ADP는 검출되지 않았으며, IMP의 함량이 23.75$\mu$mole/g 으로 가장 많았고, 다음으로 inosine이 9.07 $\mu$mole/g이 였다. 분자량별로 분획된 자숙액 분말엑기스 및 가수분해물의 구성아미노산조성은 차이가 없었으나 유리 아미노산 조성의 함량은 10K, 5K, 1K 순으로 증가하였다. 자숙액의 분말 엑기스중 TBEH-1K아미노산 함량은 glycine ($20.57\%$), glutamic acid ($13.26\%$), alanine ($9.38\%$), proline ($9.06\%$), aspartic acid ($7.35\%$)의 순으로 함량이 많았으며, 이들 아미노산 조성이 전체 아미노산의 약 $60\%$ 정도를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 glycine, proline, alanine, serine의 함량은 약 $42\%$, 감칠맛과 신맛을 내는 아미노산 glutamic acid, aspartic acid의 함량은 $21\%$로 전체 아미노산의 $63\%$가 조미료 개발에 유용한 아미노산으로 이루어져 있었다. 자숙액 가수분해물 중 TBEH-1K는 양호한 맛과 관련된 아미노산들의 함량이 약 $62\%$ 였다. 여러 가지 시판효소로 참치 자숙액을 가수분해시킨 가수분해물들은 관능평가에서 큰 차이는 볼 수 없었지만 분자량별로 분획한것 중에서 TBEH-lK가 가장 높은 점수를 얻었다 복합조미료에 대한 관능평가에서 TBEH-1K는 SCS 및 BCS보다는 낮았지만 $5\%$ 유의수준내에서 관능적으로 유의차가 없었으며, ACS보다는 좋은 평가를 얻었다. 그리고 자숙액 및 그 가수분해물로 제조된 조미간장 원액의 관능평가에서 TBEH-1K가 가장 우수하였으며, TBEH-1K로 제조된 조미간장 원액과 양조간장을 50 : 50(v/v)로 혼합한 혼합간장은 현재 시판되고 있는 산분해 화학간장의 대체품으로 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 공업화학
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• 제21권6호
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• pp.648-652
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• 2010

고정층 상압 흐름 반응기에서 메탄의 부분산화반응를 수행하여 메탄으로부터 수소제조 위한 촉매의 활성도를 평가하였고, BET, XPS, XRD를 사용하여 촉매의 특성을 분석하였다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매의 BET 표면적, Horvath-Kawaze의 기공부피와 기공폭, t-플롯 미세기공 면적과 부피는 각각 $284m^2/g$, $0.233cm^3/g$, 3.9 nm, $30m^2/g$ $0.015cm^3/g$과 $396m^2/g$, $0.324cm^3/g$, 3.7 nm, $119m^2/g$, $0.055cm^3/g$이었다. 촉매는 히스테리시스가 잘 발달된 IV형 임을 $N_2$-흡착등온선으로부터 확인할 수 있었다. XPS분석으로부터 SPK에 Ti와 Zr이 부분 치환된 Ti-SPK과 Zr-SPK의 Si 2p과 O 1s 피크는 SPK의 Si 2p와 O 1s 피크 보다 낮은 결합에너지 쪽으로 화학 이동함을 알 수 있었고, 촉매표면의 Pd의 산화상태는 $Pd^0$와 $Pd^{+2}$이었다. XRD의 결정 피크는 반응 전에 무정형인 촉매가 반응 후에는 결정상으로 변함을 보여주었다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매의 메탄의 전화율과 수소의 선택도는 973 K, $CH_4/O_2$ = 2, GHSV = $8.4{\times}10^4mL/g_{cat}{\cdot}h$. 반응조건에서 각각 77, 84%와 78, 72%이었고, 반응 시작 후 3일까지도 촉매의 활성이 거의 일정하게 유지되었다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매는 메탄의 부분산화반응에서 활성도와 열 안정성 및 물리화학적 성질이 우수하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권3호
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• pp.235-242
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• 2004

원재료로서 Si, NH$_4$Cl, NaN$_3$, NaCl을 사용하고 SHS법을 이용하여 $\alpha$-Si$_3$N$_4$ 분말을 제조하였다. NH$_4$Cl과 NaN$_3$는 첨가제로서, NaCl은 희석제로서 사용되었고 반응기내 최초 $N_2$ 압력은 60 atm이었다. $\alpha$-Si$_3$N$_4$분말을 제조함에 있어, 첨가제의 종류와 조성, 희석제의 첨가량에 따른 반응성 및 생성물의 특성을 조사하였는데, 우선 $\alpha$-Si$_3$N$_4$ 분말의 제조를 위한 최적의 반응계를 조사하였고, 최적의 반응계에서 최적의 조성을 확립하였다. 최적의 반응계는 Si-$N_2$-additive(NH$_4$C+NaN$_3$)-diluent(NaCl)이었고, 이때 최적의 조성은 38wt%Si+22.5wt%NH$_4$Cl+27.5wt%NaN$_3$+l2wt%NaCl이었다. 이 조건에서 생성된 최고 $\alpha$-Si$_3$N$_4$의 분율은 96.5wt%이었으며 생성된 분말의 입형은 길이가 약 10 $mu extrm{m}$이고 직경이 약 1 $\mu\textrm{m}$인 일방향으로 길게 성장한 부정형의 fiber 형태였다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권4호
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• pp.584-589
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• 2005

지방산 TAG 분자의 sn-1,3 위치에서 특이적으로 반응하는 Lipozyme RM IM(from Rhizomucor meihei)을 촉매로 이용, 비용매계(solvent-free system)조건에서 glycerolysis를 통하여 조류유(from Schizochytrium sp.)와 대두유로부터 DAG, MAG 함유 기능성 유지를 합성하였다. 합성된 유지는 DHA(16.0mol%)와 linoleic acid(32.4mol%), palmitic acid(18.2 mol%), oleic acid (14.0mol%), EPA(6.7mol%) 및 myristic acid(4.9mol%) 등을 함유하고 있었으며, 유지 내 TAG 분자의 sn-2 위치에는 DHA(21.0 mol%)와 linoleic acid(29.2 mol%)가 높은 분포로 함유되어 있었다. 48시간의 효소 반응 후 DAG의 지방산 조성은 DHA(13.3mol%)와 linoleic acid(34.3 mol%), palmitic acid(20.0 mol%), oleic acid(13.2mol%), myristic acid(5.8mol%) 및 EPA(5.5 mol%) 등으로 조사되었고, MAG의 경우는 DHA(8.6mol%)와 linoleic acid(34.0mol%), palmitic acid(23.9mol%), oleic acid (15.1mol%) 및 EPA(4.1mol%) 등으로 분석되었다. 효소적 glycerolysis 반응 완료(48hr) 후 총 지질 내 약 60%의 DAG 및 MAG 함유하는 기능성 유지는 19.2area%의 1,3-DAG와 22.2 area%의 1,2-DAG, 16.0area%의 MAG 및 TAG(42.3area%), FFA(0.2area%)와 같은 중성 지질로 구성되어 있었다. 이러한 기능성 유지의 요오드가는 208.8, 비누화가는 179.6으로 측정되었으며, 산가(조류유, 대두유; <0.3)는 3.4이하를 나타내어 합성 중 생성, 잔류 가능한 유리 지방산 제거(산가 저하)를 위한 정제 과정이 필요할 것으로 사료된다. 또한, 기능성 유지는 Hunter $L^*(+/-,\;lightness/darkness;\;77.9),\;a^*(+/-,\;redness/greenness;\;15.9)$ 및 $b^*(+/-,\;yellowness/blueness;\;54.6)$와 같은 색도를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.888-901
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• 1996

V/Mo/P/Al/Ti-혼합 산화물 촉매상에서 고정층 적분식 반응기를 사용하여 공기로 1-펜텐과 시클로펜텐의 산화반응을 연구하였다. 고전환율에서 두 반응물들로부터 얻은 단일의 중요한 유기생성물은 무수말레인산이었고 동시에 소량의 무수프탈산을 얻었다. 한편, 1-펜텐 반응물로부터는 소량의 무수시트라콘산을 추가로 얻었다. 저전환율에서는 전체적으로 30개의 유기 산화 생성물들을 확인했으며, 그들중 일부는위에 언급된 3개의 무수물을 형성하기 위한 반응 중간체들 이었다. 전환율에 따른 유기 생성물들의 선택성을 근거로하여 무수말레인산, 무수프탈산 및 무수시트라콘산의 형성을 위한 반응경로를 제안했다. 한편, $310^{\circ}C$에서 공간속도의 감소에 따라 전환율과 무수말레인산의 선택성은 증가하였고, 무수말레인산의 최고선택성은 약 100%의 전환율에서 얻었다. $2{\cdot}10^4h^{-1}$의 일정한 공간속도에서 온도($300^{\circ}C{\sim}420^{\circ}C$)증가에 따라 전환율은 증가한 반면, 무수말레인산으로의 선택성은 시클로펜텐 산화반응의 경우 $370^{\circ}C$에서 약 39%의 최고값과 1-펜텐 산화반응의 경우 $400^{\circ}C$에서 약 30%의 최고값을 얻었다.

• 에너지공학
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• 제19권4호
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• pp.215-220
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• 2010

근래의 무분별한 화석연료의 사용은 에너지자원의 고갈과 환경오염의 문제를 야기하여 이의 해결을 위한 청정신에너지에 대한 연구가 전 세계적으로 집중되고 있다. 이 중 바이오매스는 화석연료보다 비교적 높은 H/C비를 갖기 때문에 신에너지인 수소 또는 Syngas를 생산하기 위한 가스화 특성이 우수한 특징을 가지고 있으며, 구성성분 내 중금속, 타르 질소를 거의 함유하지 않는 점에서 환경오염 저감과 동시에 대체 신에너지로써 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오매스인 Wood pellet에 대하여 고정층 반응기를 이용하여 질소 분위기하에서 온도 및 Steam/Biomass Ratio(SBR)조건 변화에 따른 가스화 특성으로 고찰하는데 그 목적을 둔다. 온도의 영향에 대하여, 높은 온도 범위에서 수소 수율이 증가함을 알 수 있었다. SBR에 대한 영향으로서, 상대적 저온 조건에서는 SBR이 1 이상인 조건에서는 수소 수율이 거의 일정한 경향을 보였고, $900^{\circ}C$의 고온에서는 SBR 증가에 따라 증가하는 결과를 얻었다. 또한 $H_2$/CO ratio에 비하여 $H_2/CH_4$ ratio의 변화가 더 큰 결과로부터, 본 실험 조건에서의 반응은 Steam reforming이 Water gas shift reaction 보다 더욱 지배적임을 확인하였다. 최적의 $H_2$ 수율 생산 조건은 열분해의 경우 $800^{\circ}C$이며, 저온 스팀가스화의 경우에는 SBR=1, $900^{\circ}C$의 고온인 경우에는 SBR=3 이었으며, 최대 수소 수율은 $900^{\circ}C$, SBR=3의 조건에서 38.5 vol.%(56.01 L/min kg) 이었다.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.110-118
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• 2010

청정녹색 액체 연료를 생산하기 위하여, 에탄올에 Bulk-glycerol을 6:4로 혼합하여 용매로 사용한 경우, 반응시간 30 분 동안에 반응온도 $315{\sim}326^{\circ}C$범위에서 왕겨 80 %이상이 분해되어 액화된 것으로 나타났다. 특히 부탄올을 용매로 사용했을 경우 바이오매스 전환율이 84.4 %로 가장 높게 나타났다. Crude oil을 연료로 이용한 기존 온풍난방기의 난방특성을 분석한 결과 Crude oil의 발열량이 대체적으로 경유보다 약 24 % 낮았으며, 특히 오일온도가 낮을 경우 불안전연소로 인한 매연이 나타났으며 화염의 불꽃길이도 줄어들었음을 알 수 있었다. 온풍온도는 $63{\sim}65^{\circ}C$를 유지하였으며 배기가스온도는 $350{\sim}380^{\circ}C$의 범위를 나타났다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1998년도 가을 학술발표회 프로그램
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• pp.2-4
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• 1998

Proliferation of Nocardia amarae cells in activated sludge has often been associated with the generation of nuisance foams. Despite intense research activities in recent years to examine the causes and control of Nocardia foaming in activated sludge, the foaming continued to persist throughout the activated sludge treatment plants in United States. In addition to causing various operational problems to treatment processes, the presence of Nocardia may have secondary effects on the fate of heavy metals that are not well known. For example, for treatment plants facing more stringent metal removal requirements, potential metal removal by Nocardia cells in foaming activated sludge would be a welcome secondary effect. In contrast, with new viosolid disposal regulations in place (Code o( Federal Regulation No. 503), higher concentration of metals in biosolids from foaming activated sludge could create management problems. The goal of this research was to investigate the metal sorption property of Nocardia amarae cells grown in batch reactors and in chemostat reactors. Specific surface area and metal sorption characteristics of N. amarae cells harvested at various growth stages were compared. Three metals examined in this study were copper, cadmium and nickel. Nocardia amarae strain (SRWTP isolate) used in this study was obtained from the University of California at Berkeley. The pure culture was grown in 4L batch reactor containing mineral salt medium with sodium acetate as the sole carbon source. In order to quantify the sorption of heavy metal ions to N amarae cell surfaces, cells from the batch reactor were harvested, washed, and suspended in 30mL centrifuge tubes. Metal sorption studies were conducted at pH 7.0 and ionlc strength of 10-2M. The sorption Isotherm showed that the cells harvested from the stationary and endogenous growth phase exhibited significantly higher metal sorption capacity than the cells from the exponential phase. The sequence of preferential uptake of metals by N. amarae cells was Cu>Cd>Ni. The specific surFace area of Nocardia cells was determined by a dye adsorption method. N.amarae cells growing at ewponential phase had significantly less specific surface area than that of stationary phase, indicating that the lower metal sorption capacity of Nocardia cells growing at exponential phase may be due to the lower specific surface area. The growth conditions of Nocardia cells in continuous culture affect their cell surface properties, thereby governing the adsorption capacity of heavy metal. The comparison of dye sorption isotherms for Nocardia cells growing at various growth rates revealed that the cell surface area increased with increasing sludge age, indicating that the cell surface area is highly dependent on the steady-state growth rate. The highest specific surface area of 199m21g was obtained from N.amarae cell harvested at 0.33 day-1 of growth rate. This result suggests that growth condition not only alters the structure of Nocardia cell wall but also affects the surface area, thus yielding more binding sites of metal removal. After reaching the steady-state condition at dilution rate, metal adsorption isotherms were used to determine the equilibrium distributions of metals between aqueous and Nocardia cell surfaces. The metal sorption capacity of Nocardia biomass harvested from 0.33 day-1 of growth rate was significantly higher than that of cells harvested from 0.5- and 1-day-1 operation, indicatng that N.amarae cells with a lower growth rate have higher sorpion capacity. This result was in close agreement with the trend observed from the batch study. To evaluate the effect of Nocardia cells on the metal binding capacity of activated sludge, specific surface area and metal sorption capacity of the mixture of Nocardia pure cultures and activated sludge biomass were determined by a series of batch experiments. The higher levels of Nocardia cells in the Nocardia-activated sludge samples resulted in the higher specific surface area, explaining the higher metal sorption sites by the mixed luquor samples containing greater amounts on Nocardia cells. The effect of Nocardia cells on the metal sorption capacity of activated sludge was evaluated by spiking an activated sludge sample with various amounts of pre culture Nocardia cells. The results of the Langmuir isotherm model fitted to the metal sorption by various mixtures of Nocardia and activated sludge indicated that the mixture containing higher Nocardia levels had higher metal adsorption capacity than the mixture containing lower Nocardia levels. At Nocardia levels above 100mg/g VSS, the metal sorption capacity of activate sludge increased proportionally with the amount of Noeardia cells present in the mixed liquor, indicating that the presence of Nocardia may increase the viosorption capacity of activated sludge.