• 멤브레인
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• 제34권2호
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• pp.114-123
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• 2024

수소 동위 원소는 중성자 수에 따라 경수소, 중수소, 삼중수소로 분류될 수 있으며, 각 원소는 특정 분야에서 사용되고 있다. 구체적으로, 중수소는 전자 산업, 원자력에너지 산업, 분석기술 산업, 의약품 산업, 그리고 통신 산업에서 관심을 받고 있다. 냉각 증류, 열 주기 흡수 공정, Girdler sulfide 공정, 그리고 수전해와 같은 기존의 방법들은 각각의 장단점을 가지고 있지만, 공통적으로 막대한 에너지를 필요로 하는 공정에 기반한다는 문제점을 가지고 있다. 높은 에너지 효율을 보이는 기술을 기반으로 분리하는 공정의 개발이 요구되는 실정이다. 이런 맥락에서 막을 사용한 수소 동위 원소 분리 기술이 에너지 소비를 줄이는 유망한 해결책 중 하나라 볼 수 있다. 이 총설에서는 분리막을 활용한 수소 동위원소 분리에 관한 선행 연구와 그들의 작동 원리를 소개하고자 한다. 특히 최근 제시되고 있는, 그래핀 기반 전기적 펌핑을 통한 수소 동위원소 분리기술에 대하여 다루고자 한다. 분리막을 활용한 수소 동위원소 분리에 대한 기술은 이제 개념이 제안되기 시작한 단계이며, 많은 부분에서 해결해야 할 난제가 있다. 그러나 이를 달성할 경우 경제적인 효과가 상당할 것으로 판단된다. 이를 위한 향후 연구 방향에 대해서 논하고자 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권8호
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• pp.1092-1098
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• 2013

Cassava constitutes an abundant substrate in tropical regions. The production of butanol in ABE fermentation by Clostridium beijerinckii BA101 using cassava flour (CF) was scaled-up to bioreactor level (5 L). Optimized fermentation conditions were applied; that is, $40^{\circ}C$, 60 g/l CF, and enzymatic pretreatment of the substrate. The batch fermentation profile presented an acidogenic phase for the first 24 h and a solventogenic phase afterwards. An average of 37.01 g/l ABE was produced after 83 h, with a productivity of 0.446 g/l/h. Butanol production was 25.71 g/l with a productivity of 0.310 g/l/h, high or similar to analogous batch processes described for other substrates. Solvent separation by different combinations of fractioned and azeotropic distillation and liquid-liquid separation were assessed to evaluate energetic and economic costs in downstream processing. Results suggest that the use of cassava as a substrate in ABE fermentation could be a cost-effective way of producing butanol in tropical regions.

• 멤브레인
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• 제13권4호
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• pp.229-238
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• 2003

투과 증발은 막을 근거로 한 에너지 절약형 분리공정으로서 전통적인 증류 분리공정과 비교하여 높은 선택도를 나타내기 때문에 액상 혼합물 분리에 대체 공정으로서 주목받고 있다. 투과 증발에 이용되는 분리막으로서 제올라이트 분리막은 고분자 분리막보다 열적, 기계적, 화학적 안정성이 우수하며 특히 silicalite-1 분리막은 큰 소수성을 나타내기 때문에 유기화합물을 수용액으로부터 효과적으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 silicalite-1 분리막을 이용한 투과 증발 실험을 통하여 케톤계 휘발성 유기화합물을 분리하였다. 아세톤과 MEK의 공급 농도가 증가함에 따라 아세톤과 MEK의 투과 플럭스는 증가하였으며 선택도는 감소함을 관찰할 수 있었다.

• Carbon letters
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• 제15권2호
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• pp.105-112
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• 2014

Wastewater from textile industries is a major cause of water pollution in most developing countries. In order to address the issues of water pollution and high cost for treatment processes, the use of an inexpensive and environmentally benign adsorbents has been studied. The objective was to find a better alternative to the conventional methods. Lemon grass waste (ash) collected from a lemon grass stream distillation subunit in Bhutan was tested for dye removal from aqueous solutions. The study investigated the removal of methylene blue using the following operational parameters: initial concentration (100-600 mg/L), contact time, adsorbent dose (0.1-0.55 gm/100 mL), and pH (3-10). It was found that the percentage removal of dye increased with a decrease of the initial concentration and increased contact time and dose of adsorbent. The basic pH solution of dye showed better adsorption capacity as compared to the acidic dye solution. Langmuir and Freundlich adsorption isotherms were fitted to the data well. Data fitted better to Lagergren pseudo 2nd order kinetics than a 1st order kinetic model. Surface morphology was also examined via scanning electron microscopy. An elemental analysis was also carried out and the chemical composition and functional groups were analyzed using energy dispersive X-ray spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy techniques, respectively. The obtained results indicate that lemon grass ash could be employed as a low cost alternative to commercial activated carbon in wastewater treatment for the removal of dyes.

• 한국해양공학회지
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• 제34권5호
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• pp.342-350
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• 2020

In this study, a hydrate inhibition system is investigated for shallow water gas fields. Mono-ethylene glycol (MEG) injection has been used as a typical method for inhibiting hydrate formation in gas fields; therefore, most offshore platforms are equipped with MEG injection and regeneration processes. A recent application of a kinetic hydrate inhibitor (KHI) has reduced the total volume of MEG injection and hence reduce the operating cost. Experiments are designed and performed to evaluate and verify the KHI performance for inhibiting hydrate formation under shallow water conditions. However, the shut-in and restart operation may require the injection and regeneration of MEG. For this operation, the MEG concentration must be optimized while considering the cost of MEG regeneration. The obtained results suggest that decreasing MEG concentration from 80 wt% to 70 wt% can reduce the life cycle cost (LCC) of MEG regeneration process by approximately 5.98 million USD owing to reduced distillation column cost. These results suggest that the hydrate inhibition system must be evaluated through well-designed experiments and process simulations involving LCC analysis.

• 멤브레인
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• 제33권1호
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• pp.1-12
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• 2023

본 총설은 소수성 불소수지계 분리막의 표면 개질에 대한 개론으로 다양한 표면 개질 방법 및 그 연구 결과를 중점적으로 서술하였다. PTFE로 대표되는 불소수지계 고분자 분리막은 막 증류, 유수 분리, 기체 분리를 포함한 다양한 막 분리 공정에서 사용되어왔다. PTFE 막은 내화학성, 내열성, 높은 기계적 강도와 같은 뛰어난 물성에도 불구하고 소수성 표면 특성으로 인해 기술 적용의 확장에 제한적이다. 친수성 향상을 위해 습식 화학법, 친수성 고분자 코팅, 플라즈마 처리, 조사, 원자층 증착과 같은 다양한 PTFE 표면 개질 방법을 이용하며 이를 통해 불소수지계 분리막의 응용분야가 확장될 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.262-269
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• 2024

Panax ginseng has been widely applied as an important herb in traditional medicine to treat numerous human disorders. However, the inflammatory regulation effect of P. ginseng distillate (GSD) has not yet been fully assessed. To determine whether GSD can ameliorate inflammatory processes, a GSD was prepared using the vacuum distillation process for the first time, and the regulation effect on lipopolysaccharide-induced macrophages was assessed. The results showed that GSD effectively inhibited nitric oxide (NO) formation and activation of inducible nitric oxide synthase (iNOS) mRNA in murine macrophage cell, but not cyclooxygenase-2 production. The mRNA expression pattern of tumor necrosis factor alpha and IL-6 were also reduced by GSD. Furthermore, we confirmed that GSD exerted its anti-inflammatory effects by downregulating c-Jun NH₂-terminal kinase (JNK) phosphorylation, the extracellular signal-regulated kinase phosphorylation, and signaling pathway of nuclear factor kappa B (NF-κB). Our findings revealed that the inflammatory regulation activity of GSD could be induced by iNOS and NO formation inhibition mediated by regulation of nuclear factor kappa B and p38/JNK MAPK pathways.

• 대한환경공학회지
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• 제38권5호
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• pp.255-268
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• 2016

기후변화는 현재 사용되고 있는 지표수 및 지하수 등의 담수자원 외에도 새로운 수자원을 확보해야할 필요성을 증가시켰다. 해수담수화 시장은 이러한 변화에 따라서 매년 급증하고 있는 상황이며, 이에 발맞추어 2007년 해수담수화 플랜트 사업단이 국내에서 출범하였다. 2014년에 종료된 해수담수화플랜트 사업단은 증발식 해수담수화 기술에 치우친 국내 기술을 역삼투방식 해수담수화 기술로 선회할 수 있도록 이끌었다. 현재 세계 최고의 역삼투방식 해수담수화 기술 에너지 효율성은 약 $3.5kWh/m^3$ 전후로 조사된다. 기장 플랜트의 수준은 $3.8{\sim}4.0kWh/m^3$ 수준으로 비록 세계 최고 수준에는 미치지 못하나, 선두권이라 하기에는 부족함이 없는 것으로 사료된다. 한편, 세계 역삼투방식 해수담수화 기술은 평준화 수준에 이른 것으로 사료되며, 에너지 저감을 위해 새로운 기술을 개발하고자 경쟁중이다. 미래 해수담수 시장에서 경쟁할 것으로 예상되는 기술로 정삼투공정, 막증발법 등이 있으며, 이를 위해 국내에서도 정역삼투 융합공정 개발, 막증발법 및 얍력지연삼투등의 기술개발을 진행중에 있다. 이를 통하여 국내 기술수준을 $2.5kWh/m^3$까지 낮출 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권4호
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• pp.32-41
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• 2016

본 연구에서는 마그네슘 이온이 포함되어 있는 해수로부터 황산마그네슘 고체를 얻기 위한 실험을 진행하였다. 석출 실험은 마그네슘 회수의 3 단계(침전, 용출, 석출) 과정의 마지막 단계이다. 해수 대비 4배 농축된 마그네슘 용액에 아세톤을 주입하여 석출을 진행하였다. pH가 높을수록, 그리고 아세톤 주입 비율이 높을수록 생성효율이 높아졌다. 용액의 pH가 1.0 ~ 1.5이고, 용액 :아세톤 = 1 : 1.5 (v:v)일 때 99% 이상의 마그네슘이 황산마그네슘 수화물($MgSO_4{\cdot}6H_2O$)로 석출되었다. 석출공정에 사용된 아세톤은 분별증류에 의하여 회수하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권4호
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• pp.546-553
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• 2017

Objective: An experiment was conducted to determine digestible energy (DE) and metabolizable energy (ME) of different byproduct feed ingredients fed to growing pigs, and to generate prediction equations for the DE and ME in feed ingredients. Methods: Twelve barrows with an initial mean body weight of 31.8 kg were individually housed in metabolism crates that were equipped with a feeder and a nipple drinker. A $12{\times}10$ incomplete Latin square design was employed with 12 dietary treatments, 10 periods, and 12 animals. A basal diet was prepared to mainly contain the corn and soybean meal (SBM). Eleven additional diets were formulated to contain 30% of each test ingredient. All diets contained the same proportion of corn:SBM ratio at 4.14:1. The difference procedure was used to calculate the DE and ME in experimental ingredients. The in vitro dry matter disappearance for each test ingredient was determined. Results: The DE and ME values in the SBM sources were greater (p<0.05) than those in other ingredients except high-protein distillers dried grains. However, DE and ME values in tapioca distillers dried grains (TDDG) were the lowest (p<0.05). The most suitable regression equations for the DE and ME concentrations (kcal/kg on the dry matter [DM] basis) in the test ingredients were: $DE=5,528-(156{\times}ash)-(32.4{\times}neutral\;detergent\;fiber\;[NDF])$ with root mean square error = 232, $R^2=0.958$, and p<0.001; $ME=5,243-(153 ash)-(30.7{\times}NDF)$ with root mean square error = 277, $R^2=0.936$, and p<0.001. All independent variables are in % on the DM basis. Conclusion: The energy concentrations were greater in the SBM sources and were the least in the TDDG. The ash and NDF concentrations can be used to estimate the energy concentrations in the byproducts from oil-extraction and distillation processes.