• 신재생에너지
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• 제18권2호
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• pp.1-8
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• 2022

This study aimed to determine the optimal conditions for fabricating pitch pine (PCP) and Mongolian oak (MOK) pellets using chestnut-shell tea waste (CSW) and castor oil (CSO) as additives. For pellets fabricated using a pilot-scale flat-die pellet mill, all moisture content (MC) was in line with A1 wood pellet standards for residential and small-scale commercial uses designated by the National Institute of Forest Science at the Republic of Korea (NIFOS), regardless of fabricating conditions; the durability of PCP pellets prepared using PCP particles with 10% MC, and CSW addition also satisfied these criteria. The moisture tolerance of PCP pellets improved with combination of 2 wt% CSW and 2-6 wt% CSO. Overall, use of 20 mesh CSW as an additive, PCP with 10% MC, and MOK with 12% MC was found to be optimal. Moreover, using CSO as an additive, high-quality PCP and MOK pellets can be fabricated by adjusting the particles to 12% MC. However, the durability of PCP and MOK pellets prepared using these conditions did not meet the wood pellet standards for residential and small-scale commercial use. Therefore, further research is needed to improve the durability of these pellets.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.230-241
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• 2010

본 연구는 산염이 첨가된 아세톤 용액으로 목질바이오매스를 가수분해하여 효과적으로 화학적 조성분을 분리할 수 있는 최적조건을 확립하는데 있다. 아세톤에 의한 목질바이오매스의 가수분해에서 $Al_2(SO_4)_3$은 우수한 촉매로 작용하였으며, 최적 농도는 0.01 M (6.3 wt%)였다. 본 실험에서는 아세톤과 물의 비율을 9 : 1로 맞추고 $Al_2(SO_4)_3$의 최적 농도조건에서 신갈나무재와 소나무재를 $200^{\circ}C$에서 45분 동안 가수분해하여 각각 92.7%와 92.4% 분해율을 나타냈다. 아세톤과 물의 비율이 8 : 2에서는 반응시간을 60분으로 연장하였을 경우 신갈나무재의 가수분해율은 92.7%였으나, 소나무재는 반응온도를 $210^{\circ}C$로 상승시켜야 신갈나무재에 버금가는 가수분해율을 얻을 수 있었다. 가수분해 온도와 시간을 증가시키면 가수분해산물로부터 분리, 회수되는 리그닌은 증가하였으나, 탄수화물 함량은 급격히 감소하는 경향을 보였다. 리그닌과 당의 회수량을 고려해 보면, 목질바이오매스의 최적 가수분해 조건은 아세톤과 물의 비율 8 : 2, 아세톤 용액에 대한 $Al_2(SO_4)_3$ 농도는 6.3 wt%, 가수분해 온도와 시간은 각각 $190^{\circ}C$와 60분으로 나타났고, 이 조건에서 당의 회수율은 목질바이오매스 전건중량 기준으로 신갈 나무재와 소나무재에서 각각 47.6%와 51.4%로 나타났고, 리그닌 회수율은 각각 18.2%와 13.7%로 측정되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제23권2호
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• pp.88-93
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• 1995

Acid-catalysts were used to accelerate the liquefaction of wood with phenol. Sulfuric acid was quite excellent as a acid-catalyst of liquefaction of wood. It's proper dose was 3% of oven-dried weight of wood to get the 10% of target degree of residue, when the reaction time was 2 hours. The liquefaction of wood catalyzed with sulfuric acid was easily carried out at low temperature of 140$^{\circ}C$, but the degrees of residue decreased gradually with the increase of reaction temperature. The behaviors of liquefaction of oak and radiata pine were nearly same.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권2호
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• pp.158-164
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• 2004

우리 주변에서 쉽게 구할 수 있는 12가지 나무와 참나무잎, 소나무껍질 등을 나무 부위별로 구분하여 나무재를 만들어 한국적 천연 재유의 특성을 연구ㆍ분석한 결과 나무재의 주성분은 CaO이며 소나무껍질재는 $SiO_2$, 참나무잎재의 주성분은 CaO와 $SiO_2$이다. 아카시아나무재, 미루나무재 및 대추나무재는 다른 나무재에 비해 MgO와 Fe$_2$ $O_3$ 성분이 많이 함유되어 있어 노랑색기를 띤 녹색유약으로 나타났으며 UV에 의한 4분류 중 가장 채도가 높아 맑은 색을 지닌 투명유 제조에 적합하다. 포도나무재, 배나무재 및 참나무재는 재 안에 많이 함유된 Fe$_2$ $O_3$, MgO 및 MnO의 영향을 받아 UV 분석결과 노랑색기를 띤 녹색 현상이 나타났으며 다른 나무재보다 P$_2$ $O_{5}$의 함량이 많아 온화하고 안정된 느낌을 주는 유백현상이 강하게 나타나 유백유 제작에 적합하다. 소나무재, 플라타너스나무재 및 느티나무재는 다른 나무재에 비해 CaO 성분과 P$_2$ $O_{5}$ 성분이 많아 12가지 나무재 중 가장 선명하고 푸른색기가 많은 녹색 현상이 나타나 청자유약제조에 적합하다. 자작나무, 참나무, 밤나무는 소량으로 유약의 색상에 많은 영향을 주는 MnO가 가장 많이 함유되어 있고 아카시아나무재, 미루나무재, 대추나무재 보다는 약하지만 노랑색기를 띤 녹색유 현상이 나타나 이라보 유약 제조에 적합하다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권4호
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• pp.478-485
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• 2015

본 연구에서는 목재의 화재 안정성 평가에 대한 기초 자료를 구축하기 위하여 연소 성능 및 열적 특성을 분석하였다. 열특성 분석은 콘 칼로리미터 시험 방법과 열중량 분석(TGA)으로 열방출률, 총 방출열량, 연소 가스 발생, 그리고 중량 감소를 분석하였다. TGA 분석에서 시료의 열분해 온도는 스트로브 잣나무 $359.83^{\circ}C$, 서어나무 $359.80^{\circ}C$, 이태리 포플러 $363.14^{\circ}C$, 졸참나무 $358.59^{\circ}C$, 산벚나무 $362.11^{\circ}C$로 나타났다. 열방출률의 최댓값은 서어나무로 나타났으며, 최솟값은 스트로브 잣나무로 나타났다. 총방출열량을 분석한 결과, 서어나무가 가장 높은 값을 나타내었고, 이태리 포플러가 가장 낮은 값을 나타내었다. 가스분석 결과에서는 산벚나무가 $CO/CO_2$ 비율이 최소치로 0.021로 확인되었고, 졸참나무가 0.031로 최대치를 나타내었다. 중량감소율의 최솟값은 산벚나무가 87.57%로 나타났으며, 졸참나무가 95.03%로 CO와 $CO_2$의 발생과 목재 연소의 거동과의 상관관계를 나타내었다. 본 연구는 목재의 실내 적용 시 화재 안정성 향상 등의 기초 자료로써 매우 유용할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권3호
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• pp.93-100
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• 2008

탄화온도 $600^{\circ}C$에서 제조한 신갈나무(Red oak, Quercus mongolica) 목탄의 카드뮴(Cd)(II) 이온에 대한 액상흡착 특성과 흡착과정 중의 열역학적 특성을 구명하고자 하였다. 0.2 g 신갈나무 목탄을 사용하여 $25m{\ell}$의 카드뮴 용액을 280분간의 흡착 처리한 바, 카드뮴 용액의 초기농도 20 및 40 ppm의 경우에는 거의 100%에 가까운 흡착 제거율을 보인 반면, 80 및 160 ppm 용액에 있어서는 각각 75와 50%의 제거율을 보였다. 또한 흡착처리 시간별 카드뮴제거율은 농도변화에 의한 차이는 거의 나타나지 않았고, 모든 농도에서 초기 10분 동안 가장 많은 양의 카드뮴이 제거되었으며, 각 용액에 대한 최대 카드뮴제거 능력의 약 70% 이상에 해당하는 제거율을 보였다. 카드뮴 농도 및 흡착시간에 따른 흡착성을 이용하여 조사한 $30^{\circ}C$에서의 흡착등온선은 Langmuir 흡착식과 매우 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났으며, 이러한 결과로부터 목탄에 의한 카드뮴 이온 흡착은 목탄 표면의 활성부위에 단일 분자층 형태로 흡착되는 것으로 추측이 된다. 또한 흡착 반응의 자유에너지(${\Delta}G^{\circ}$) 분석에서, 초기 농도 20, 40, 80 ppm인 용액은 모든 흡착처리 시간대에서 음의 값을 나타내어, 목탄에 의한 카드뮴 흡착은 자발적 반응으로 이루어지는 것으로 나타났기 때문에, 흡착 시에 더 이상의 에너지 공급이 필요하지 않는 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제34권2호
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• pp.153-160
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• 2023

본 논문에서는 미이용 바이오매스로부터 바이오차를 생산하고 메틸렌블루 흡착 특성을 평가하였다. 바이오매스는 주로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌으로 구성되어 있으며 회분의 함량은 벌채부산물에서 가장 높았다. 탄화 온도가 증가할수록 탄화 수율은 감소하였으며, 수소와 산소 함량도 감소하였다. 반면, 탄소 함량은 증가하였다. 탄화 온도가 증가할수록 바이오차의 비표면적과 미세기공은 증가하였다. 바이오차 비표면적은 탄화 온도 600 ℃에서 가장 높았다(216.15~301.80 m² /g). 600 ℃에서 탄화한 바이오차를 이용하여 메틸렌블루 흡착 실험을 수행한 결과, 참나무, 벌채부산물, 사과 전정가지의 흡착 거동은 Freundlich model, 복숭아 전정가지는 Langmuir model에 적합하였다. 흡착 동역학에서 참나무와 복숭아 전정가지는 pseudo-first-order model, 벌채부산물과 사과 전정가지는 pseudo-second-order model에 적합하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제28권3호
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• pp.25-33
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• 2000

본 연구는 농산 및 임산폐자원을 폭쇄처리한 후 xylan을 단리하기 위한 최적의 방법과 조건을 확립하기 위해 수행하였다. 농산 및 임산폐자원으로는 볏짚, 보릿짚 및 신갈나무를 시료로 하였다. 농산 및 임산폐자원의 화학 조성을 살펴보면, 볏짚 및 보릿짚에서의 추출물 함량과 무기물 함량은 신갈나무보다 약 10~20% 정도 높게 나타났다. 폭쇄전처리는 20kgf/$cm^2$의 압력에서 3, 6분처리 하였다. 폭쇄처리된 시료의 리그닌 함량은 폭쇄처리 전보다 약 3~22% 정도 높게 났다. 열수 및 0.5% 수산화칼륨 용액 추출에 의한 xylan 단리를 시도하였다. 열수 및 0.5% 수산화칼륨 용액 추출에 의해서 단리된 xylan의 형태를 살펴보면, 열수추출로 단리된 xylan은 소당류 형태로 존재하고 있음을 확인할 수 있었다. 1차적으로 열수 및 0.5% 수산화칼륨 용액으로 단리된 xylan을 5% 수산화바륨 용액과 에탄올 적하법으로 정제를 시도하였다. 최종적으로 정제된 xylan의 xylose 함량은 약 85% 이상이었지만, 기타의 당류들이 존재하였다.

• 한국균학회지
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• 제44권4호
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• pp.300-306
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• 2016

본 연구에서는 참나무시들음병 피해목을 이용해서 표고 톱밥재배 가능성을 알아보고 생산된 표고의 항산화 활성을 알아보았다. 총 3개 균주와 4가지 톱밥재료를 이용하여 실험을 진행하였으며, 생산량 검정 결과 고사목을 이용하여 재배한 모든 균주는 건전목과 통계적으로 비슷한 생산량을 나타냈으며 산마루2호를 제외하고 훈증목과 고사진행목을 이용하였을 때 건전목보다 생산성이 떨어지는 것으로 확인되었다. 각 처리구에서 수확한 표고의 항산화 활성 측정 결과는 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능, FRAP, reducing power에서 훈증목이 다른 배지재료에 비해서 항산화 활성이 유의적으로 높게 나타났다. 본 연구에서 사용된 참나무시들음병 피해목의 이용 증진을 위해 추가적인 연구가 필요하며 참나무시들음병 피해목을 이용한 표고 톱밥재배 가능성과 생산된 표고의 항산화 활성을 확인함으로써 향후 참나무시들음병 피해목을 활용한 톱밥재배 관련 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권1호
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• pp.135-143
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• 2015

본 연구는 반탄화 목분과 정수기 필터용 폐활성탄 분쇄물을 혼합한 혼합물을 연료로 사용하였을 경우의 그 연료적 특성을 평가하고자 하였다. 반탄화 목분은 국산 범용수종인 졸참나무와 소나무를 이용하여 급속으로 목재칩 열가공처리가 가능한 wood roaster를 이용하여 처리하였으며 처리조건은 $200^{\circ}C$에서 각 300 s, 450 s, 600 s를 적용하였다. 이때 폐활성탄과 반탄화 목분의 혼합비율은 중량대비(wt%) 5 : 95, 10 : 90, 15 : 85, 20 : 80, 40 : 60, 60 : 40, 80 : 20으로 하였으며, 이에 대한 연료적 특성에 평가를 위해 발열량, 원소분석, 회분함량 등을 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 동일시간, 온도 등의 wood roasting 처리조건에서 소나무가 졸참나무에 비해 탄소함량이 더 높았으며, 이는 낮은 온도와 짧은 시간에 최적 탄화도를 나타냄으로 소나무가 효율적인 반탄화 작업이 가능함을 알 수 있다. 2. 반탄화 목분 및 무처리 목분의 폐활성탄 첨가율이 증가할수록 총발열량 값은 급격히 증가하였고 회분함량 또한 증가하였다. 3. 반탄화 목분과 무처리 목분에 폐활성탄을 혼합한 경우에는 두 조건 모두 첨가율에 따라 총발열량은 증가하지만 무처리 보다는 반탄화 목분 그리고 졸참나무보다는 소나무가 더 높은 총발열량을 나타냈다. 4. 폐활성탄을 목분과 함께 혼합물의 원료로 사용하기 위해서는 $800^{\circ}C$, 4시간 연소조건 이상의 고온 연소조건이 필요하다고 판단된다. 이는 $800^{\circ}C$, 4시간 연소조건에서도 완전연소가 되지 않고 회분상태로 잔류하는 함량이 매우 높기 때문이다. 5. 또한 무처리 목분과 반탄화 목분에 폐활성탄을 혼합한 조건 중 무처리 목분에 폐활성탄을 혼합하는 조건이 총발열량의 증가율이 더 높게 나타났으며, 이러한 현상은 소나무보다는 졸참나무가 더 명확하게 나타났다. 최적 회분함량의 폐활성탄 첨가비율은 소나무 무처리 목분에 총 중량대비 5% 이상, 10% 미만의 조건이며 이는 1급 펠릿에 해당되는 0.7% 미만의 기준을 만족하는 것으로 나타났다.