• Environmental Engineering Research
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• 제24권2호
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• pp.271-278
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• 2019

Mass cultivation of microalgae is necessary to achieve economically feasible production of microalgal biodiesel. However, the high cost of nutrients is a major limitation. In this study, corncob extract (CCE) was used as an inorganic and organic nutrient source for the mass cultivation of Chlorella vulgaris (C. vulgaris). Chemical composition analysis of CCE revealed that it contained sufficient nutrients for mixotrophic cultivation of C. vulgaris. The highest specific grow rate of C. vulgaris was obtained at pH of 7-8, temperature of $25-30^{\circ}C$, and CCE amount of 5 g/L. In the analysis using various growth models, Luong model was found to be the most suitable empirical formula for mass cultivation of C. vulgaris using CCE. Analysis of biomass and production of triacyglycerol showed that microalgae grown in CCE medium produced more than 17.23% and 3% more unsaturated fatty acids than cells cultured in Jaworski's Medium. These results suggest that growing microalgae in CCE-supplemented medium can increase lipid production. Therefore, CCE, agricultural byproduct, has potential use for mass cultivation of microalgae.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.55-62
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• 2014

Torrefaction is considered as a promising pre-treatment for thermochemical utilization of biomass. Torrefaction temperature and time are the critical operation parameters. In this study, investigated were the effects of reaction temperature and time on product composition of torrefaction. scanning electron microscope (SEM) images and thermo gravimetric analyzer (TGA) results were also compared for the effects of the operating parameters. SEM images showed that the pores were observed at the temperature of $250^{\circ}C$ for 30 minutes. Rapid decreases in weight were observed the temperature between 200 and$400^{\circ}C$. Higher heating value of the torrefied biomass was over 5,000 kcal/kg at the temperature of $250^{\circ}C$ for 45 minutes. Energy density, which is defined as the ratio of the energy yield over the mass yield was 1.36 at the temperature of $250^{\circ}C$ for 45 minutes. The energy density was higher up to 1.6 at the temperature of $280^{\circ}C$, which indicates greater loss in mass. The major components of the gas produced in the torrefaction were $CO_2$ and CO, with traces of methane. The total amount of gas was 31.54 l/kg and the calorific value of the gas was $1,164.4Kcal/Nm^3$ at the temperature of $250^{\circ}C$ for 30 minute reaction time. Based on the results of this study, the temperature of effective torrefaction is about $250^{\circ}C$ for 30 to 45 minutes of reaction time. Considering the heating value, it is desirable to utilize the gas for efficient process of torrefaction.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1252-1257
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• 2011

본 연구는 안성시 관내에서 발생하는 농산부산물 바이오매스 중 오이, 토마토, 파프리카 작물 잔사를 수거하여 실험에 공시하고 각 부산물의 발생특성과 메탄 생산 퍼텐셜을 조사 분석하였다. 농산부산물의 에너지 자원화 기준으로는 메탄생산량을 설정하고, 부산물별 메탄 퍼텐셜을 시험하였으며 측정된 메탄 퍼텐셜을 기초자료로 활용하여 단위면적당 바이오매스 발생량, 바이오가스 생산량 및 비료가치를 조사 분석하였다. 실험적 메탄 퍼텐셜은 농산부산물별로 $0.170{\sim}0.354Nm^3\;kg^{-1}\;VS_{added}$의 값을 보였으며, 그중 파프리카 열매가 가장 높은 메탄 생산 퍼텐셜을 보였으며, 오이 줄기가 가장 낮은 메탄 생산 퍼텐셜을 보였다. 시설 원예에서 기인하는 바이오매스별 메탄생산량은 줄기 부위가 잎이나 열매 부위 보다 낮은 값을 나타내는 경향을 보였다. 시설 재배지의 단위면적당 바이오매스 발생량은 오이 30.5 > 토마토 28.3 > 파프리카 $21.5Mg\;ha^{-1}$순 이었으며, 단위면적당 메탄생산량은 오이 782.5 > 파프리카 686.8 > 토마토 $645.0Nm^3\;ha^{-1}$순 이었다.

• 유기물자원화
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• 제17권2호
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• pp.37-50
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• 2009

본 연구는 북해도지역에 있어서 바이오매스 종합전략의 지역적 적용특성을 조사 한 것이다. 북해도 연구사례는 성공적인 유기성폐자원의 운영을 위해서는 기술의 선진성 뿐만 아니라 처리 후 부산물 자원의 부가가치 있는 효과적인 공급체계 구축이 매우 세밀하게 치밀하게 수요자 중심으로 사전 수립되어져야 한다는 점을 시사하고 있다. 특히 자원화기술로는 (1)토양산성화 방지용 기능성 고형비료의 생산, (2)토양미생물 투입 발효 액비 제공, (3)에너지의 다양한 공급 시스템 구축, (4)중금속 농도를 고려한 유기물의 혼합 발효처리, (5)협잡물 혼입을 억제하기 위한 음식물 수거 인센티브제도 도입 등이 효과적임을 보고하고 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권3호
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• pp.431-438
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• 2014

본 연구는 탄소흡수원이며 재생가능한 자원인 산림 바이오매스 자원량 및 에너지로서의 잠재량을 산정하고, 이를 지도화 및 프로그램화 하고자 하였다. 2010년말 기준 우리나라 전체 산림의 총 바이오매스 자원은 804백만톤이며, 이 중 임상별로는 침엽수 265백만톤, 활엽수 282백만톤, 혼효림 257백만톤이 점유하고 있었고, 지역별로는 산림축적량에 비례하여 강원도가 가장 많은 바이오매스 양을, 다음이 경상북도, 경상남도 순이었다. 우리나라 산림에서 매년 상업적으로 벌채하여 제재목 등으로 이용되고 남은 목질부 바이오매스는 707천톤/년 정도가 되며, 숲가꾸기를 하여 원목으로 이용되는 양을 제외한 바이오매스 양은 592천톤/년으로 나타났다. 따라서 우리나라에서 연간 시장으로 공급 가능한 산림 바이오매스 자원은 약 1,300천톤/년 정도가 될 것으로 추정된다. 이를 석유환산량으로 전환하면 약 585천 toe/년이 된다. 본 연구에서 분석한 결과를 토대로 바이오매스 자원 지도 프로그램을 만들었다. 프로그램 개발하기 위해 사용된 시스템은 Microsoft Office Excel, Microsoft Office Access ArcGIS, Microsoft Visual Basic 6.0 이었으며, 공간정보를 활용할 수 있도록 ESRI MapObjects2.1 개발 도구를 이용하였다. 바이오매스 자원 지도(BiomassMap V2.0) 프로그램은 축적, 바이오매스 총 저장량, 시업지 연간 바이오매스 생장량, 상업적 벌채에 의한 바이오매스 생산량, 숲가꾸기에 의한 바이오매스 생산량 등을 지도로 나타내고, 이들 정보를 관리할 수 있는 프로그램이다. 바이오매스 자원 지도는 시도별, 임상별도로 확인할 수 있으며 이용자의 사용 목적에 따라 작성될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 향후 본 바이오매스 지도는 산림이용 관리자들에게 유익한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제27권2호
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• pp.41-49
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• 2022

To abate the environmental burdens arising from CO₂ emissions, biochar offers a strategic means to sequester carbons due to its recalcitrant nature. Also, biochar has a great potential for the use as carbon-based adsorbent because it is a porous material. As such, developing the surface properties of biochar increases a chance to produce biochar with great adsorption performance. Given that biochar is a byproduct in biomass pyrolysis, characteristics of biochar are contingent on pyrolysis operating parameters. In this respect, this work focused on the investigation of surface properties of biochar by controlling temperature and reaction medium in pyrolysis of pine sawdust as case study. In particular, CO₂ was used as reaction medium in pyrolysis process. According to pyrolytic temperature, the surface properties of biochar were indeed developed by CO₂. The biochar engineered by CO₂ showed the improved capability on CO₂ sorption. In addition, CO₂ has an effect on energy recovery by enhancing syngas production. Thus, this study offers the functionality of CO₂ for converting biomass into engineered biochar as carbon-based adsorbent for CO₂ sorption while recovering energy as syngas.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.222-228
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• 2022

As a possible feedstock for biodiesel, the marine green alga Tetraselmis sp. was cultivated under different conditions of phototrophic, mixotrophic and heterotrophic cultures. Glycerol, a byproduct from biodiesel production process, was used as the carbon source of mixotrophic and heterotrophic culture. The effects of glycerol supply and nitrate-repletion were compared for different trophic conditions. Mixotrophic cultivation exhibited higher biomass productivity than that of phototrophic and heterotrophic cultivation. Maximum lipid productivity of 55.5 mg L^-1 d^-1 was obtained in the mixotrophic culture with 5 g L^-1 of glycerol and 8.8 mM of nitrate due to the enhancement of both biomass and lipid accumulation. The major fatty acid methyl esters (FAME) in the produced biodiesel were palmitic acid (C16:0), oleic acid (C18:1), linoleic acid (C18:2), and linolenic acid (C18:3). The degree of unsaturation was affected by different culture conditions. The biodiesel properties predicted by correlation equations based on the FAME profiles mostly complied with the specifications from the US, Europe and Korea, with the exception of the cold-filter plugging point (CFPP) criterion of Korea.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.903-915
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• 2011

최근 농산 바이오매스를 이용한 혐기적 메탄생산은 가장 실질적인 바이오 에너지 생산 방법으로 주목받고 있다. 그러나 국내의 경우 폐기물 처리 측면에서 가축분뇨, 음식물쓰레기, 하수슬러지에 대한 혐기소화 연구가 주를 이루고 있으며, 농업생산과정에서 발생하는 각종 농산 바이오매스에 대한 혐기소화 연구는 매우 미흡한 실정이다. 특히 국내에서 농산 바이오매스의 혐기적 매탄 생산 퍼텐셜은 측정 방법이 표준화되어 있지 않아 다양한 연구자들의 연구결과를 비교 활용하는데 어려움이 있어 왔다. 외국의 경우 독일은 VDI 4630, 미국은 ASTM E2170-01을 혐기적메탄 생산 퍼텐셜 및 유기물 분해율 분석의 표준분석 방법으로 활용하고 있다. 따라서 독일과 미국의 메탄생산 퍼텐셜 분석법을 비교 검토하여 메탄 생산 퍼텐셜을 정의하고, 분석방법, 영향인자, 기술적인 계산 방법등을 고찰하였다. 한편 국내외 농산 바이오매스의 메탄 생산 퍼텐셜 측정 현황을 살펴보고자, 국내의 경우에는 1980년대에 실시되었던 볏짚 등의 18종의 농산 바이오매스와 식품산업부산물 등의 연구 자료를 조사하였으며, 국외는 43개 농산바이오매스에 대하여 곡류, 채소류, 특용작물, 과수, 기타작물로 분류하고, 사료작물인 사탕수수, 사탕무, 옥수수 등은 에너지 작물로 분류하여 216건의 메탄 생산 퍼텐셜에 대한 연구자료를 조사하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제60권4호
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• pp.333-338
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• 2017

최근 미생물을 이용하여 목질계 바이오매스로부터 에탄올, 부탄올, 2,3-부탄디올과 같은 바이오 알코올을 생산하고자 하는 관심이 매우 높아져 있다. 하지만, 목질계 바이오매스의 전처리 과정에서 높은 비용이 발생함과 동시에 리그닌과 같은 이용하지 못하는 성분들이 상당부분을 차지하는 문제점들이 노출되고 있다. 이와 같은 문제 해결을 위하여 바이오매스를 합성가스로 전환하고, 이들을 이용하여 바이오 알코올을 생산하는 전략이 새로운 대안으로 부상하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 합성가스를 이용하는 미생물인 아세토젠(acetogen)을 소개하고, 이들의 중심대사회로인 우드-륭달 대사회로(Wood-Ljungdahl pathway)를 리뷰하였다. 또한, 최근 합성가스로부터 바이오 알코올을 생산하기 위한 대사공학 연구 전략을 리뷰하고, 향후 연구 방향을 전망하였다.

• 한국포장학회지
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• 제28권1호
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• pp.23-30
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• 2022

본 연구에서는 바이오매스 부산물을 바이오 플라스틱에 첨가할 수 있는지 여부를 찾고자 바이오매스 부산물인 왕겨, 옥 피, 밀박, 대두박에 대해 일반성분을 조사하였다. 그리고 왕겨에 대해 분체화, 표면 개질 특성을 조사하였다. 부산물 중에서는 왕겨의 입도가 6.44 ㎛로 가장 적합하였으며, silane 처리 후 ESO(Epoxidiz soybean oil)와 3-aminopropyl triethoxysilane를 1:1로 혼합한 용액을 2% 첨가 시 표면개질 상태가 가장 우수하였고, SEM에 의한 입자형상도 가장 좋은 것으로 나타났다. 따라서 ACM(air classifying mill) 처리한 왕겨를 silane 처리한 후 혼합용액을 2% 첨가하는 것이 표면이 개질된 바이오플라스틱 원료로 첨가하여 사용할 수 있을 것으로 사료되었다.