• 제목/요약/키워드: Bio Gas

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초임계 에탄올과 루테늄 촉매에 의한 초본 리그닌의 오일화 반응 (Degradation of Plant Lignin with The Supercritical Ethanol and Ru/C Catalyst Combination for Lignin-oil)

  • 박지수;김재영;최준원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.355-363
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    • 2015
  • 본 연구에서는 초임계 에탄올 및 Ru/C 촉매를 이용하여 초본류 바이오매스 유래 아시안 리그닌을 효과적으로 분해하였으며, 분해 생성된 리그닌오일의 물리화학적 특성을 다양한 분석방법을 이용하여 조사하였다. 리그닌오일의 수율은 반응온도가 $250^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$로 상승함에 따라 89.5 wt%에서 32.1 wt%로 감소하는 경향을 보였지만 분자량 및 다분산지수는 $350^{\circ}C$ 조건에서 아시안 리그닌(3698Da, 2.68) 대비 각각 85%, 44% 감소하여 효과적인 탈중합 반응이 진행되었음을 확인할 수 있었다. 리그닌오일의 GC/MS 분석 결과 guaiacol, 4-ethylphenol, 4-methylguaiacol, syringol, and 4-methysyringol 등 단량체 수준의 페놀화합물은 반응온도가 증가할수록 24.1 mg/g of lignin ($250^{\circ}C$)에서 64.8 mg/g of lignin ($350^{\circ}C$)으로 증가하였으며, 반응기 내부에 수소가스와 촉매(Ru/C)를 첨가하였을 때 최대 76.1 mg/g of lignin 수준까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 한편 리그닌오일의 원소분석 결과 반응온도가 증가함에 따라 탄소함량은 증가한 반면 산소함량은 점차 감소하였으며, 이를 통해 아시안 리그닌 탈중합 공정 중 수첨탈산소반응 및 수소첨가반응이 진행됨을 간접적으로 확인할 수 있었다.

미생물을 이용한 원유 및 원유제품의 분해 특성

  • 오경택;박귀환;이정일;이중기;김성준;;정선용
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.435-438
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    • 2000
  • 토양으로부터 2종류 그리고 해양으로부터 1종류의 원유 분해 미생물을 분리하였고, 이들을 strain A132, strain F722 그리고 strain OM1으로 각각 명명하였다. 이들 미생물은 Acinetobacter sp., Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus로 각각 동정되었다. Strain A132. F722의 최적 배양 및 분해온도는 $35^{\circ}C$ 이고, 최적 생장 pH는 각각 8과 9에서 나타났다. 원유를 유일한 탄소원으로 하여 배양을 하였을 때 원유농도 2.0%(w/v)에서 생장이 높았다. 한편, 해양에서 분리된 strain OM1은 pH 7, 원유농도 3.0%(w/v)에서 생장이 높았다. 원유 분해능 조사에서는 Eleuthera (OMAN) 원유를 2.0%(w/v) 기질로 하였을 때, strain A132가 $25^{\circ}C$에서 $5.49g/\;l\;{\cdot}\;day$의 분해능을 나타내었다. 반면, L-Zakum (AFRICA) 원유에서는 strain F722가 $35^{\circ}C$에서 $1.19g/\;l\;{\cdot}\;day$의 분해능을 보였다. 등유$(nC_9-nC_{20})$와 경유$(nC_9-nC_{28})$에 대하여 분해특성을 조사한 결과 strain OM1은 배양 7일 후 95, 75%를 각각 분해하였다. Strain F722는 배양10일 후 80%의 분해율을 나타내었다.

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휴대용 전자 후각 장치에서 다채널 마이크로 센서 신호의 영상 정합을 이용한 가스 인식 (Vapor Recognition Using Image Matching of Micro-Array Sensor Response from Portable Electronic Nose)

  • 양윤석
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제48권2호
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    • pp.64-70
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    • 2011
  • 휴대용 인공 전자 후각 시스템 (E-nose)의 가스 측정 환경은 실험실 내의 정교하게 제어되는 환경과 달리 온도, 농도, 기체 시료의 유속 등의 외부 요인의 변동이 매우 심하다. 이런 환경에서도 사용 가능한 단순하고 강인하고 정확한 가스 패턴 인식 알고리듬의 개발은 마이크로 바이오 센서의 발달과 함께 확대되고 있는 휴대용 및 소형 측정 진단 시스템에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 PDA 기반의 휴대용 전자 후각 시스템을 활용해 실제 변화하는 환경에서 다채널 마이크로 센서로부터 감지되는 가스 신호를 수집하고, 여기에 영상 정합 기법을 적용하여 알고리듬의 강인성과 향상된 정확도를 검증하는 것을 목표로 하였다. 제안된 방법을 6종류의 가스 시료에 대한 7채널 마이크로 센서의 휴대 환경 측정 데이터에 적용하고, 기존의 최대 민감도 특징 추출 기법과 비교한 결과, 외부 환경의 변동에 영향 받지 않는 안정된 인식 성능 뿐 아니라 기존의 방법으로 구별하기 어렵던 2 종의 유사한 가스 시료에 대해서도 정확한 구분이 가능함을 보였다. 제안된 방법은 다양한 환경 변화에 노출되는 유비쿼터스 센서 네트워크 (USN)의 데이터 처리에도 쉽게 응용될 수 있을 것이며, 응용 현장에서 높은 안정성과 정확성을 요구하는 휴대용 의료 진단, 환경 감지 기술의 실용화에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

표준육계사의 지붕을 활용한 태양에너지 설비 타당성 분석에 관한 기초 연구 (A Basic Study on Feasibility Analysis for Solar Energy Facility using Standard Broiler House Roof)

  • 김진현;정성진;김태욱;최준학;하유신
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.57-65
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    • 2014
  • In order to reduce greenhouse gas emissions in recent agricultural energy and increase the energy self-sufficiency rate of each farmer, it is extremely important to expand the supply of solar energy using unused space of agricultural facilities, roof. This study surveyed and analyzed the environmental and administrative factors such as problems according to the structure, azimuth and latitude of broiler houses and stability of standard broiler houses required to use broiler house roof based on the poultry houses in Sangju-si. The results can be summarized as follows: 55.6% of the solar energy facilities of according to the classification of arable lands of broiler houses were available, and 31.7% of them were available by classifying according to the azimuth. However, 20.6% of them were available in the survey considering all the arable land and azimuth. In the roof inclination of the broiler houses, from 20 to $25^{\circ}$ was the most common, 30 broiler houses. The broiler houses with the roof inclination more than $20^{\circ}$ accounted for 63% of the total. It was considered that the inclination was generally proper. In the structural safety, only 3 broiler houses that were constructed as a standard broiler house were available. In practice, all but one broiler house was inappropriate to expand the solar energy project using roof. The solar thermal facility weighed $63.6kg/m^2$ in total: the frame and solar thermal collector weighed $27.8kg/m^2$ and $35.8kg/m^2$, respectively. The standard broiler house required to be internally reinforced. This study suggested a plan for internal reinforcement and a feasible plan because there were problems with structural safety when installing solar thermal and photovoltaic systems.

합성 Bio-Gas 연소시 발생되는 질소산화물과 일산화탄소 배출에 관한 연구 (A Study on the Emission Factor of NOx and CO by Burning of Synthetic Biogas)

  • 안재호;김태완;이상은
    • 한국환경농학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 2007
  • 본 연구에서는 바이오가스의 연소엔진을 이용한 에너지 전환시에 발생되는 $NO_x$와 CO의 배출특성을 분석하고 나아가 배출계수를 산정하고자 하였다. 바이오가스의 주성분인 메탄을 70%로 한 합성가스를 이용하여 실험한 결과 연소엔진의 표준상태에서 $NO_x$와 CO가 각각 4 ppm과 100 ppm의 배출농도를 나타내었고, 이는 1.29g/MMBtu와 30.86 g/MMBtu의 배출계수 값을 산정할 수 있었다. 바이오가스의 주성분인 메탄을 60%로 한 약간의 과잉공기의 상태에서는 $NO_x$와 CO가 각각 2 ppm과 200 ppm의 배출농도를 나타내었고, 이는 정격 조건에 비해 투입열량이 적어져 연소온도의 저하로 인하여 열적 반응에 의해 생성되는 $NO_x$는 줄고, CO는 증가함을 알 수 있었다. 미국 EPA의 배출계수를 비교하기 위하여 투입된 연료의 열량을 기준으로 비교해 볼 때 본 연구의 결과가 $NO_x$의 경우 근사한 값을 보여 주었고, 이는 국내 바이오 가스 연소시의 오염배출계수로 잘 적용 가능함을 보여 주었다. 본 연구에서 사용한 가스엔진이 오염배출 측면에서 대기 환경보전법상의 배출 허용기준 내에서 가동됨을 알 수 있었고, 가동조건에 따라 연소온도를 증가시킴으로서 CO의 발생을 저감시킬 수 있으리라 사료된다.

골이식물로서의 소뼈 치밀골에서 Crude-BMP의 추출 (Extraction of Crude-BMP from Bovine Cortical Bone for Bone Grafts)

  • 최성진;박철;허수영;이종일;정인성;김남수;최인혁
    • 한국임상수의학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.377-381
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    • 2005
  • We tried to extract bone morphogenetic protein (BMP) from the freeze-dried bovine cortical bone (FBCB) for bone graft, which were defatted with chloroform-methanol for 20 days, freeze-dried at $-80^{\circ}C$ for 7 days and sterilized by ethylene oxide gas. Two kg of FBCB were pulverized in a wheel mill to $0.5-2.0mm^3$ cubic in size. The bone particles were demineralized in 0.6N HCI for 10 days at chloroform-methanol$4^{\circ}C$ and defatted with chloroform-methanol for 6 hours at room temperature, which was going to be defatting and demineralized cortical bone (DDM). For extracting BMP, DDM was agitated continuously through 72 hours with magnetic stirrer at $4^{\circ}C$ into 12 times of volume of 6 M guanidine hydrochloride (Gdn-HCl) solution containing proteinase inhibitors to protect BMP such as 2mM N-ethylaleimide, 1mM iodoacetic acid, 1mM phenylmethylsulfonyl fluoride and a sterilizer, 1mM sodium azide. The extraction procedure was repeated for three times. All extracted solution was centrifuged at 10,000 rpm for 30 min and then, the supernatant was dialyzed with 12 times of volume of deionized water at $4^{\circ}C$ for 24-72 hours, which cut off below 6,000-8,000 molecular weight. The dialyzed specimen contained crude-BMP was centrifuged, freeze-dried, and weighted. Through these processing, we could obtained $84.9\%$ as FBCB, $17.8\%$ as DDM and $0.71\%$ as crude-BMP from the wet cortical bone without cancellous bone, marrow and muscles. The crude-BMP were obtained $68.3\%$ from the first extraction, $29.6\%$ from secondary and $2.1\%$ from tertiary, respectively. It was suggested that high yield of crude-BMP migth be explained by three-time repetition of the extraction processing for crude-BMP with Gdn-Hcl sol.

수입 유가공품 중 트랜스 지방산 함량 분석 (The Analysis for Trans Fatty Acids in Dairy Products Imported to Republic of Korea)

  • 박재우;박지성;정두경;송성옥;운재호;김진만;위성환
    • 한국축산식품학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.477-483
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    • 2011
  • 본 연구는 유가공품에 적용할 수 있는 트랜스 지방산 분석조건을 확립하고 우리나라로 수입되는 유제품의 트랜스 지방산 함량 수준을 확인하기 위해 실시되었다. 조지방 추출은 Rose-Gottlieb법으로 조제분유 표준인증물질을 분석하고 그 인증값과 비교하였던 바, CODEX 가이드에 부합되는 정확도를 나타냈다. 유제품의 트랜스 지방산 분석을 위해 가스크로마토그래프 오븐 온도 상승 조건을 다양하게 변형하여, 트랜스 지방산들이 양호한 분해능을 보이면서 분석되는 적합한 온도 조건을 제시하였고, 최적화된 분석법을 사용하여 우리나라로 수입되는 유가공품(13개 유형, 45제품)에 적용하였다. 수입되는 유제품의 트랜스 지방산 함량은 제품 100 g 당 0.1-5.4 g 범위를 나타내었다. 가장 많이 수입이 되는 치즈류는 0.1-2.4 g/100 g 제품(평균값 1.1 g/100 g, n=35)으로 확인된 반면, 치즈를 제외한 유가공품은 1.7-5.4 g/100 g 제품 수준이었다. 이러한 트랜스 지방산 함량은 반추동물의 제1위 미생물에 의해서 생성되어 우유 중에 존재하는 트랜스 지방산 함량수준이며, 원료로 사용되는 우유의 트랜스 지방산 함량이나 부가적으로 첨가되는 식물성 지방에서 유래되는 트랜스 지방산의 함량에 따라 검사대상 유제품에서 함량의 차이는 편차가 있을 것으로 평가하였다

저장 기간이 짧은 건조 구기자와 오래된 건조 구기자의 휘발성 성분 (Flavor Components in Dried Fruit of the Chinese Matrimony Vine during Storage)

  • 최성희
    • 생명과학회지
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    • 제24권12호
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    • pp.1325-1329
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    • 2014
  • 건강 기능성 한방 재료로 알려져 있는 구기자를 식품 재료로 이용하기 위해서는 건조 구기자가 오래되면 생성되는 이취 성분이 문제가 된다. 구기자중 저장 기간이 짧은 것(시료1)과 저장 기간이 오래 된 것(시료2)에 대해 휘발성 성분을 비교 분석하여 이취를 찾고 추후 이취를 제거하는 방법을 모색하기 위해 연구를 시행하였다. 각 구기자 시료에 대해서 동시증류추출장치(SDE)를 사용하여 휘발성 성분을 추출하고 GC-MS로 분석, 동정하였다. 시료1의 휘발성성분으로 aldehyde류 17종, alcohol류 8종, terpene류 6종, ester류 4종, ketone류 3종 및 furan류 3종, pyrazine류 3종 및 기타 2종을 포함한 총 45종의 향기성분을 동정하였다. 시료2의 휘발성성분으로 aldehyde류 12종, alcohol류 3종, terpene류 5종, ester류 2종, ketone류 4종, furan류 3종, pyrazine류 3종, 산인 isovaleric acid 1종 및 기타 2종을 포함한 총 34종의 향기성분을 동정하였다. 두 시료 중에서 휘발성 성분의 차이가 있었다. 이러한 휘발성 성분의 차이와 함량의 변화는 구기자의 저장 기간이 길어지면 좋지 않은 냄새에 영향을 미친다고 생각되지만 저장 기간이 짧은 구기자에는 없고 저장기간이 오래 된 구기자에만 동정된 역치가 매우 낮은 isovaleric acid은 구기자 제품의 저장성이 경과할 때 영향을 줄 것으로 생각되었다.

서울지역 학교급식 식재료의 잔류농약 위해성 평가 (Monitoring and risk assessment of pesticide in school foodservice products in seoul, Korea)

  • 서영호;문광덕
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.69-74
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    • 2014
  • 학교 급식 식재료로 사용되는 농산물 중 잔류농약의 안전성을 평가하고자 서울시내 초, 중, 고등학교 110곳에서 316건의 시료를 수거하여 잔류농약을 분석하였다. 185종의 농약에 대해 GC-ECD, GC-NPD, GC-MSD 및 HPLC-UVD를 이용한 다종농약 다성분 분석법으로 잔류농약을 분석하였고, 분석결과 26건의 시료에서 농약이 검출되었고, 취나물과 들깻잎에서 각각 57.1, 55.6%의 높은 검출율을 나타내었다. 농약 성분별 검출빈도는 프로시미돈, 엔도설판, 아족시스트로빈의 순으로 높게 나타났으며, 2종 이상의 농약이 동시에 검출된 것은 3건이었다. 그리고 검출된 시료 중 잔류허용기준을 초과한 시료는 6건이었으며 시금치, 취나물, 양배추에서 엔도설판, 깻잎에서는 디니코나졸과 카보후란, 고추에서는 에토프로포스가 잔류허용기준치를 초과하여 검출되었다. 위해성 평가결과 들깻잎에서 검출된 카보후란의 hazard index가 3.8%로 가장 높았으며, 다른 농산물들은 모두 2% 미만을 나타내어 위해도가 매우 낮은 것으로 조사되었다. 따라서 서울지역 학교급식 식재료로 사용되는 농산물은 비교적 안전한 수준으로 농약관리가 이루어지는 것으로 판단되며, 지속적으로 농약의 안전한 사용을 위한 홍보와 교육이 이루어져야 할 것으로 여겨진다.

돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기소화 시 황화수소 가스 모니터링 (Monitoring of Hydrogen Sulfide in Anaerobic Co-digestion of Swine Manure and Food Waste)

  • 신중두;성시우;김현욱;김삼권;이명선
    • 유기물자원화
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    • 제16권4호
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    • pp.43-49
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 석유화학에너지를 대체하기 위해 바이오가스 생산을 위한 돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기소화 시 황화수소가스 농도 및 발생비율을 모니터링 한 것이었다. 바이오가스 생산을 위한 혼합혐기 소화는 휘발성 고형물 2%기준 다양한 돈분 및 음식물쓰레기 혼합비율하에서 시럼병을 이용하여 수행하였다. 황화수소가스 발생비율은 처리별 소화기간에 따라 다양하다 할지라도, 수급원료를 돈분만을 이용한 경우는 음식물 쓰레기와 비교할 때 황화수소 발생량은 2.4배 낮게 나타난 것으로 관측되었다. 돈분과 음식물쓰레기 혼합비율에 따른 황화수소가스 농도에 미치는 영향에 대해서는 음식물쓰레기 혼합비율이 높으면 높을수록 황화수소 농도가 높게 나타났다. 황화수소가스 평균 농도는 돈분처리, 0.1452% 에서부터 음식물쓰레기 처리, 0.3420% 까지 다양 하였다. 돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기발효 시 바이오가스 조성비율은 메탄가스가 53.2%, 이산화탄소 23.9%, 황화수소 0.3% 및 수분을 포함한 기타 22.7%로 이루어져 있는 것으로 나타났다.

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