• 유기물자원화
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• 제6권1호
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• pp.75-85
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• 1998

젖소폐기물(분뇨)에서 algae meal(cell)을 생산하여 사료로의 재활용 하기 위하여 야생에서 선별한 2종의 algae, ulothrix와 chlorella을 배양하여 algae meal을 생산하였다. 생산된 aigae meal의 일반성분, 투기물, 아미노산 조성 및 지방의 지방산조성을 분석하였으며 in vitro 건물 및 조단백질 소화율 측정하고 어패류에 대한 성장효과 및 안정성을 2종 간을 비교 분석하였다. Algae meal(ulothrix 및 chlorella)의 일반성분 중 건물기준 조단백질 함량은 29.03% 및 29.24%로 유사하였으나 다른 성분 특히 NDF 함량(20.76% 및 5.92%), 조회분 함량(28.99% 및 32.86%) 및 Ca 함량(6.09% 및 12.62%)은 algae종 간에 상당한 유의차를 나타냈다(P<.01). Algae meal의 필수아미노산 조성에서 ulothrix가 valine, isoleucine 및 phenylalanine 등의 함량이 chlorella에서 보다 높게 나타났고 isoleucin, glycine 및 proline 함량은 chlorella (1.46%, 9.79% 및 8.25%)에서 ulothrix (1.16%, 144% 및 1.03%)에서 보다 매우 높게 나타났다(P<.01). Algae meal지방의 포화지방산 조성은 C16:0 및 C18:0의 함량이 ulothrix(33.07% 및 20.70%)에서 chlorella (27.17% 및 7.03%)에서 보다 높았고(P<.01) 불포화 지방산 조성은 C18:1, C18:2 및 C18:3은 chlorella 함량(24.83%, 13.06% 및 5,76%)이 ulothrix 함량(4.69%, 0.03% 및 7.51%) 보다 매우 높았다(P<.01). Algae meal의 in vitro 반추위 및 전체 건물 소화율은 ulothrix(36.33% 및 69.43%)가 chlorella(42.57%및 72.83%)에서 높았다(P<.05) Algae meal의 어패류에 대한 성장효과 및 안정성 (증체율 및 생존율/8주)은 chlorella(178% 및 100%)가 ulothrix(1.59% 및 90%)나 대조구(158% 및 86.7%) 보다 높았으나 통계적 유의차는 나타나지 않았다(P>.05).

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.95-103
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• 2016

본 연구는 젖소분뇨를 원료로 하여 반 건식 혐기소화 방법을 적용하였을 경우의 혐기소화 가능성을 분석하고 혐기소화 과정에서 배출되는 젖소분뇨 혐기소화 잔재물의 고체연료로서의 가치를 평가하기 위하여 수행되었다. 젖소분뇨의 반 건식 혐기소화 가능성을 평가하기 위하여 950 mL 용량의 반응조를 제작하여 회분식 혐기소화를 실시하였다. 이와 동시에 젖소분뇨 혐기소화 원료를 가로 1,000 mm, 세로 450 mm 크기의 기밀형 아크릴 반응조에 투입하고 항온실에서 중온 혐기소화를 실시한 후에 배출되는 혐기소화 잔재물을 고체연료화 실험원료로 사용하였다. 혐기소화 기질로 사용된 젖소분뇨의 수분함량은 80.64%였으며 젖소분뇨에 첨가한 식종액의 수분함량은 96.83% 수준이었다. 젖소분뇨를 혐기소화하기 위하여 젖소분뇨와 식종액을 1:1 비율로 혼합하였을 때의 수분함량과 VS/TS(휘발성 고형물/총고형물) 함량은 89.74%와 83.35% 수준이었다. 이 젖소분뇨를 혐기소화 한 결과 식종액을 혼합하였을 때 바이오가스가 생성된 반면에 식종액을 혼합하지 않은 경우에는 바이오 가스가 거의 발생되지 않았다. 반 건식 혐기소화를 거친 젖소분뇨 혐기소화 잔재물은 신선분에 비해 열량가가 약 20% 정도 감소하였다. 반면에 회분은 15%에서 18.4%로 증가하였다. 젖소분뇨 혐기소화 잔재물울 고체연료 형태로 펠릿화하였을 경우 크롬과 납, 카드뮴, 황 등의 농도가 규제 수준보다 낮았다. 따라서 젖소분뇨를 혐기소화 하여 바이오가스를 회수하고 난후 혐기소화 잔재물을 고체연료화하여 연료로 활용하는 방법을 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1013-1019
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• 2007

본 논문의 목적은 최근 발생량이 급속히 증가하고 있으나, 적절한 처리방법이 없는 인쇄회로기판의 원자재인 페놀수지 동박적층판(Phenol Copper Clad Laminate, 이하 p-CCL)의 재활용을 위해 열분해 적용 가능성을 조사하는데 있다. 동역학 특성은 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer, 이하 TGA)를 사용하였다. 또한 280, 350, $600^{\circ}C$의 온도에서 생성된 액체와 고체부산물에 대해서는 원소분석, 공업분석, 발열량 등의 일반적인 특성을 분석하였고, 액체부산물은 GC/MS, FT-IR를 이용하여 구성 성분을 분석하였다. TGA 결과에 의하면 p-CCL의 분해는 세 단계에 걸쳐 일어났다. 첫 번째는 $280^{\circ}C$ 이하의 저온 분해구간, $280\sim350^{\circ}C$의 중온분해구간, $350^{\circ}C$ 이상의 고온 분해구간으로 구분할 수 있다. 저온, 중온에서의 액체부산물의 주요 성분은 수분과 페놀인 반면에 고온에서는 가지가 있는 페놀류와 퓨란류로 나타났다. 반응온도가 높아짐에 따라 휘발성분의 양은 감소하는 반면 고정탄소의 함량은 증가하였다. 고체 부산물의 고위 발열량은 $7,400\sim7,600$ kcal/kg으로 연료로서의 활용 가능성이 있다고 여겨진다. 또한 고체부산물의 고정탄소 함량이 높고, 회분 성분 함량이 낮기 때문에 적절한 개질화 과정을 거친다면 흡착제로서도 활용 가능하다고 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.65-71
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• 1999

본 연구는 잔반을 가축의 사료로 이용하기 위하여 Aspergillus와 Bacillus가 주요 미생물인 접종물을 이용하여 50kg 용량의 발효장치에서 발효시킨 잔반사료의 사료적 가치를 조사하기 위하여 시판 흰쥐사료와 10% 및 20% 대체하여 처리당 세번 반복 반복당 4마리씩 총 36마리의 흰쥐를 완전임의 배치법에 의하여 배치한 후 증체량, 사료섭취량, 사료요구율 및 소화율을 측정하였다. 발효전 잔반의 조성분 함량은 건물 19.0%. 조회분 18.0%, 조단백질 21.7%, 조섬유 18.1% 및 조지방 15.4%였고 제조된 잔반사료의 화학적 조성은 건물 88.5%. 조회분 13.0%, 조단백질 20.8%, 조섬유 13.6% 및 조지방 9.2% 였다. 생체중은 실험 개시 1주 후에는 잔반사료 급여량이 증가할수록 낮게 나타났으나(p<.05), 2주 및 3주 후에는 20% 대체구가 대조구 및 10% 대체구에 비하여 약 82%의 생체중을 나타냈다(p<.05).증체량은 실험개시 후1주 동안 10% 및 20% 대체구가 대조구보다 각각 27.5%와 47.3% 낮은 증체량을 나타냈으며(p<.05), 1주에서 2주 사이에는 10% 대체구가 다른 처리구보다 높았으나(p<.05), 2주에서 3주 사이에는 20% 대체구의 증체량이 다른 처리구보다 낮게 나타났다(p<.05). 총 증체량은 대조구와 10% 대체구는 차이가 없었으나 20% 대체구는 다른 처리구에 비하여 약 24% 낮은 증체량을 나타냈다(p<.05). 사료 섭취량은 실험 후 1주 동안은 대조구에 비하여 20% 대체구가 낮았으나(p<.05), 2주에서 3주 동안에는 잔반사료 대체수준이 높을수록 사료 섭취량이 증가하는 경향을 나타냈으며(p<.05), 총 사료 섭취량은 잔반사료 20% 대체구가 대조구에 비하여 높게 나타났다(P<.05). 사료 요구율은 처음 1주 동안은 잔반사료 대체수준이 증가할수록 높았으나(p<.05), 실험후 2주 및 3주째 까지는 20% 대체구가 대조구에 비하여 높았다(p<.05). 실험사료의 건물 소화율(%)은 대조구와 잔반사료 10% 대체구에 비하여 20% 대체구가 낮게 나타났으며 (p<.05), 유기물 소화율(%)은 대조구가 잔반사료 20% 대체구에 비하여 높게 나타났다(p<.05).

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제47권4호
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• pp.513-524
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• 2005

본 연구는 음식물쓰레기의 건식 건조, 반건식 발효, 습식 발효 사료화 방법별로 대표적 업체를 방문하여 사료 제조 공정을 조사․소개하고, 사료화 방법별 공정별 음식물쓰레기의 물리화학적 성분을 추적하고, 영양소 손실율을 비교․평가하며, 사료화 방법별 문제점을 발굴하여 이의 개선 방안을 최종적으로 제시하기 위하여 실시하였다. 건식 사료화 방법의 경우, 탈수 공정은 원료 음식물쓰레기의 수분(10% 정도) 및 조지방 성분을 감소시키고(P<0.05), 섬유소(NDF, ADF, 조섬유소) 성분을 증가시켰다(P<0.05). 탈수․건조 공정은 원료 음식물쓰레기의 조지방과 필수아미노산 중 lysine, methio- nine, histidine 성분을 줄이고(P<0.05), 단백질의 pepsin 소화율을 반 정도로 감소시켰으며(P<0.05), 섬유소, 조회분, Ca, P 성분은 증가시켰다(P<0.05). pH는 차이가 없었으나(P>0.05), 염분은 40% 이상 감소하였다(P<0.05). 반건식 발효사료화 방법은 음식물쓰레기 혼합물의 일반 조성분, 단백질의 pepsin 소화율, 에너지 성분, pH 및 염분 농도에 별다른 영향을 미치지 않았다(P>0.05). 습식 발효사료화 방법의 경우, 멸균 전과 비교해서 멸균․발효 후에는 건물, 조지방, 조섬유소, lysine 성분이 감소하였으나(P<0.05), 그 외의 일반 조성분, 단백질의 pepsin 소화율 및 pH에는 차이가 없었다(P>0.05). 염분(5.16 vs 4.40%)은 9% 정도 감소하였다(P<0.05). 사료화 방법 중 건식 사료화 방법은 영양소 손실율(대사성에너지 24%, 유기물 12% 등)이 가장 높았으며(P<0.05), 반건식 및 습식 발효 사료화 방법은 미미한 영양소 손실을 보여주었다. 현장 업체 방문 조사 결과, 특히 아파트원 음식물쓰레기의 사료화 시 모든 처리 방법들 공히 제품에의 이물질 잔존 문제는 공통적으로 나타났으며, 완벽한 선별기의 개발이 요구되었다. 건식 사료화시 열처리에 따른 상당한 에너지 성분 감소와 단백질의 질적 저하는 다른 사료와의 배합비 설계시 양질의 에너지 및 단백질 사료의 보충을 필요로 하였다. 반건식 발효 사료화의 경우, 보조 사료와의 혼합시 과학적인 사료 배합비 설계가 요구되었다. 습식 발효 사료화 방법의 경우, 고수분 사료의 공급으로 인한 동물의 건물 섭취량 제한 현상으로 초래되는 동물 성장 저하 문제를 극복하기 위해서는 가능한 한 고영양성 사료를 보충하여야 할 것으로 사료되었다.

• 유기물자원화
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• 제26권1호
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• pp.5-12
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• 2018

최근 지자체에서는 매립지 사용에 관한 갈등과 사용종료 시점을 앞두고 논란이 이는 사례가 늘고 있으며, 대체 매립지 마련이나 기존 매립지의 수명연장 합의를 이끄는데 난항을 겪고 있다. 이에 본 연구는 매립지 정비를 통하여 기 매립된 폐기물과 향후 매립될 폐기물의 순환이용 가능량을 산정하고, 매립지의 용량을 확보하도록 기여하는 데에 그 목적이 있다. 이를 위해 부피증가율, 중량비, 겉보기밀도를 주요 파라미터로 결정하고, 기존 사업 사례를 통해 그 값을 산정하였다. 기존 사업 지역(아산시, 예천군, 안동시)에서의 부피증가율의 평균값은 1.42로 산정되었다. 중량비의 경우 세 지역의 토사류 평균값은 45.6%로 산정되었고, 가연성 폐기물과 불연성 폐기물의 비율은 "전국 폐기물 발생 및 처리 현황" 통계자료를 활용할 수 있도록 산정 방법론을 제시하였다. 겉보기밀도는 두 지역 평균값을 이용하였으며 가연성, 불연성, 토사류별로 각각 0.35톤/$m^3$, 1.40톤/$m^3$, 1.58톤/$m^3$으로 산정되었다. 본 연구에서 산정된 주요 파라미터들과 제시된 방법론을 통해 사례 연구로 청주매립지의 순환이용 가능량을 분석하였다. 기 매립된 폐기물을 정비하여 순환이용함으로써 새로 확보될 매립용량은 기존 매립지 용량 대비 45%에 해당되었다. 또한 매년 반입되는 물량을 선별하여 가연성분은 에너지화하고, 소각재, 불연성 및 토사류만 재매립할 경우 청주시의 매립지 사용연한이 20년 증가되는 것으로 분석되었다. 향후 본 연구에서 구축한 방법론은 특정 매립지를 선정하여 순환이용 하고자 할 때 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제49권1호
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• pp.67-78
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• 2007

본 연구에서는 새송이버섯 병재배방식과 느타리버섯 봉지재배방식의 재배단계별(최초 배지 단계, 균사체 배양 후 배지 단계, 자실체 수확 후 폐배지 단계)로 배지의 화학 성분의 흐름을 추적 구명하고, 독성 중금속(Cd, Pb, As)과 잔류 농약으로부터의 안전성을 평가하였다. 양 재배방식 공히 최초 배지와 비교해서 자실체 수확 후의 영양소의 양적 감소 정도에 있어서 총무게는 평균 29%, 건물과 유기물은 공히 21~25%, 섬유소는 19~22% 감소하였다. 재배단계에서 분해 이용된 유기물 량의 2/3~3/4은 섬유소(NDF)였으며, 이용된 섬유소의 주된 성분(50~70%)은 hemicellulose이었다. 균사체 성장이 배지의 화학적 성분에 미치는 효과는 새송이버섯의 병재배 시에는 미미하였으나(P>0.05), 느타리버섯의 봉지재배 시에는 ADF 성분을 제외한 거의 모든 유기물과 무기물이 분해 소실되는 것으로 나타났다(P<0.05). 자실체는 봉지재배 시보다는 병재배 시에 배지내의 영양소를 매우 활발하게 흡수하였다(P<0.05). 수확한 자실체는 폐배지보다 조단백질, 비섬유성탄수화물, 조회분 성분이 훨씬 높고(P<0.05), NDF 성분은 훨씬 낮아서(P<0.05), 폐배지의 화학적 조성에 바람직하지 못한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 폐배지는 독성 중금속과 잔류농약의 오염이 거의 없어 위생적으로 안전하였다. 결론적으로 최초 배지와 비교해서 폐배지는 난분해성 섬유소 성분이 증가하고, 조단백질 중 순수단백질이 줄고, 비소화성단백질이 느는 등 질적으로 떨어져서 사료영양적 가치는 상대적으로 하락하는 것으로 나타났다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제57권1호
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• pp.65-72
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• 2014

바이오차는 바이오매스의 열분해를 통해 생산되는 물질로써 최근 토양 내 탄소격리, 토양질 개선, 환경 중 오염물질의 정화 등에 우수한 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 외래 유해 식물인 가시박을 $300^{\circ}C$ 및 $700^{\circ}C$에서 열분해하여 바이오차를 생산하였으며, 생산된 바이오차에 대한 물리 화학적 특성평가 및 수용액 중 항생물질의 흡착제거연구를 실시하였다. 연구결과 열분해 온도가 증가함에 따라 생산된 가시박 바이오차의 pH, EC, 회분, 고정탄소함량은 증가하였으며, 수득률, 휘발분함량, 작용기는 감소하였다. 특히, H/C atomic ratio의 경우 바이오차의 방향성, O/C atomic ratio의 경우 극성과 관련된 인자로서 고온 열분해 시 바이오차의 방향성 구조의 형성이 촉진되었고, 반대로 극성작용기들이 제거되면서 극성은 감소하는 것으로 나타났다. 또한 고온에 의한 가시박 바이오매스의 인장 강도 감소로 인해 생산된 바이오차의 입자크기는 감소하였다. 수용액 중 항생물질 제거효율은 바이오차 생산 온도가 상승함에 따라 증가하였는데, BM, BC300 및 BC700의 항생물질 초기농도 대비 TC의 제거효율은 각각 38, 95, 99%, SMZ의 제거효율은 각각 6, 7, 35%인 것으로 나타나 TC에 대한 제거효율이 상대적으로 높았다. 가시박 바이오차에 의한 수용액 중 항생물질의 제거는 바이오차와 항생물질이 함유한 방향성 구조 간에 발생하는 ${\pi}-{\pi}$ EDA 작용에 의한 흡착제거기작에 기인한 것으로 판단되었다. 본 연구결과 바이오차는 여러 유기오염물질의 제거에 광범위하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 이외에도 여러 가지 바이오매스, 다양한 열분해 온도조건 및 화학적 활성화를 통해 생산되는 바이오차의 특성평가와 실제 적용에 관한 연구가 필요하며, 오염물질의 제거와 동시에 토양 적용을 통한 탄소격리, 토양질 개선 등에 관한 연구도 이루어져야 할 것으로 판단된다.