• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.48-59
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• 2021

본 연구에서는 다른 재료특성을 갖는 강섬유 또는 탄소섬유만을 사용한 단일 섬유보강 모르타르(fiber-reinforced mortar, FRM)와 강 및 탄소 섬유를 혼합사용한 하이브리드 FRM의 압축·휨성능을 조사하기 위해 실험을 수행하였다. 모르타르 시편은 총 섬유혼입률 1.0%에서 부피에 의한 1+0%, 0.75+0.25%, 0.5+0.5%, 0.25+0.75% 및 0+1%의 혼합비율로 강섬유와 탄소섬유를 혼입하였다. 이들의 역학적 성능을 재령 28일에서 섬유가 없는 플레인 모르타르와 비교, 검토하였다. 모르타르의 실험결과는 강섬유 0.75% + 탄소섬유 0.25%를 혼합사용한 하이브리드 FRM가 가장 높은 압축강도와 휨강도를 나타내, 하이브리드 FRM의 시너지 보강효과를 확인할 수 있었다. 반면, 강섬유 0.5% + 탄소섬유 0.5%를 혼합사용한 하이브리드 FRM의 경우 가장 높은 휨인성을 얻었으며, 본 실험결과를 토대로 강도와 휨인성을 동시에 개선하기 위한 하이브리드 FRM의 최적의 섬유 혼합비율을 제시하였다. 게다가, FRM 시편의 이미지 분석을 위해 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)을 통해 파단면을 관찰하였다. 이들 결과는 시멘트 매트릭스 내에서 하이브리드 보강섬유의 이미지 분석을 하는 데 큰 도움이 되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.460-468
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• 2021

본 연구는 multi fan 방식의 "공랭식 연소설비"의 공정관리상의 문제점을 single F.D. fan 으로 대체하여 개선시키기 위해 CFD 진행하였고, 연소로 내 유동조건 변화를 분석하여 문제점을 확인하였다. 이를 개선하기 위해 연소공기 주입구조를 변경하였고, 구조 변화에 따른 연소효율 개선을 수치해석으로 평가하였다. 또한 실제 연소설비에 수치해석결과를 반영하여 구조개선을 한 후 개선 전·후의 연소효율을 실험적으로 측정하였다. 먼저 기존 Single F.D fan 이 적용된 연소설비에 대한 수치해석을 통해, 2개의 유로로 공급되는 연소공기가 각 유로의 마찰력 차이와 압력의 변화로 인해 연소로 내에서 공급비율이 불규칙하게 되어 선회방식의 연소조건을 위한 축 형태의 난류형성이 어려움을 확인하였다. 이를 개선하기 위해서 연소로에 주입하는 공기 공급 방식을 두 가지로 나누어 수치해석을 하였다. 첫 번째 방식은 연소공기를 외벽에서 180 ~ 360° 회전 후 예열된 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였고, 두 번째는 연소로 내에는 선회할 수 있는 베인(vane) 구조를 적용하여 연소로 밖에서 1차 열교환 후 연소로 내부에 접선방향으로 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였다. 그 결과, single F.D. fan을 가진 공랭식 연소로에 선회방식으로 공기를 주입할 경우, 연소로 외벽의 냉각과 연소로 내부의 완전혼합 유지를 위해 이중 냉각벽을 가지는 덕트 구조를 적용하는 것이 연소조건을 최적화하는데 바람직한 것으로 나타났으며, 실제 운영중인 설비에 적용하여 개선 전·후의 연소효율을 비교한 결과 연소효율이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권5호
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• pp.42-51
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• 2022

현재 우리나라에서 보유한 골재자원은 개발수요증가 및 건설투자확대 등으로 고갈이 예상되고 있으며, 정부에서는 향후 골재자원의 원활한 공급을 위해 다양한 해결책을 모색하고 있다. 순환골재는 폐콘크리트에서 추출한 골재로 일반골재에 비해 품질이 낮으나, 전처리, 혼화재 적용 등을 통해 일반콘크리트와 유사한 품질을 유도할 수 있는 것으로 알려져 있다. 순환골재 활용성을 극대화할 수 있는 방안은 보도블럭, 호안블럭 등 콘크리트 2차 제품에 적용하는 것으로 예상되므로 본 연구에서는 일반골재콘크리트 호안블럭과 유사한 품질을 나타낼 수 있는 순환골재콘크리트 호안블럭의 생산가능성을 분석하였다. 이를 위해 순환골재 및 준조강시멘트의 적용량과 증기양생이력을 콘크리트 시험변수로 설정하였으며, 호안블럭 시험에서는 최적의 순환골재콘크리트와 GFRP 보강근 적용에 따른 하중저항성능을 평가하였다. 실험결과, 준조강시멘트와 순환골재를 혼입한 콘크리트는 양생온도 및 지속시간의 변화에도 탈형강도를 만족하였다. 재령 28일 강도에서는 증기양생이력에 따라 압축강도의 증감이 확인되었으며, 특히 시멘트량을 감소시킨 변수도 증기양생이력의 조절을 통해 일반콘크리트와 동등한 성능이 발현되었다. 순환골재콘크리트 호안블럭의 재하시험결과, 보강비에 따라 다르나 일반 호안블럭과 유사한 성능을 나타내었다. 따라서 순환골재콘크리트의 낮은 품질특성은 배합 및 양생방법의 조절과 적정 보강재 적용을 통해 보완이 가능할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.285-290
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• 2023

폴리젖산(poly-lactic acid, PLA)은 옥수수 분말이나 sugar beets와 같은 천연 재료로부터 얻어지는 생분해성 및 생체적 합성을 가진 친환경적인 재료로 각광받고 있으며, 특히 적층가공에서 흔히 사용되는 석유로부터 추출된 ABS (acrylonitrile butadiene styrene)의 대체재로 주목받고 있다. 그러나, PLA의 유리 전이 온도는 60 ℃로 비교적 낮아 열 저항성이 떨어질 뿐만 아니라 PLA는 취성이 강해 충격이 가해졌을 때 부러지는 현상이 발생한다는 단점이 있다. 따라서 PLA의 결정화도 및 연성을 증가시켜 단점을 보완하기 위해 젖산에 조핵제 또는 가소제 등을 첨가하는 연구가 활발히 진행되어 왔다. PEG (polyethylene glycol)은 PLA 사슬에 유동성을 주기 위해 가장 많이 연구된 가소제이나, PLA와 혼화되었을 때 자체적인 결정화가 진행되어 상온에서도 혼화물이 불안정해지며 상분리가 일어나게 된다. 따라서 PLA-PEG의 최적의 혼화 비율을 찾는 것이 필수적이다. 이번 연구에서는 가소제인 PEG를 첨가하였을 때 예측되는 두 물질 간의 혼화도를 Materials Studio 프로그램의 Molecular Dynamics를 이용하여 분석하였다. 특히, 젖산과 PEG의 함량 변화에 따른 혼화도와 젖산의 거울상 이성질체인 L-lactic acid 및 D-lactic acid의 함량에 따른 혼화도를 거시적인 관점에서 예측하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권8호
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• pp.1274-1283
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• 2005

영양성과 경제성 및 내외국인에게 선호도가 높은 빈대떡에 대한 40대이상의 소비자들의 기호도와 물성으로 재료혼합비율을 반응표면 분석법으로 최적화하였다. 먼저 전통적 방법으로 조리된 빈대떡의 재료 혼합비율을 최적화 한 뒤, 오징어와 대두를 단백질 대체재료로 사용한 개량빈대떡의 흔합비율을 최적화하였으며, 또한 이들의 영양적인 품질을 평가하여 단백질 재료의 대체에 따른 개량빈대떡의 품질의 변화를 알아본 결과는 다음과 같다. 빈대떡 재료의 3가지 요인변수(전통빈대떡, $X_{1}$ : 녹두, $X_{2}$ : 돼지고기, $X_{3}$ : 혼합채소 ; 개량빈대떡, $X'_{1}$ : 돼지고기, $X'_{2}$ : 오징어, $X'_{3}$ : 대두)의 변화에 따른 기호도의 관능적 특성($Y_{1}$ : overall acceptability, $Y_{2}$ appearance, $Y_{3}$ : color, $Y_{4}$ : flavor, $Y_{5}$ : hardness)인 반응변수의 변화를 분석한 결과, 전통빈대떡의 경우 녹두 : 돼지고기 : 채소의 비율이 0.55 : 0.13 : 0.32로 돼지고기 비율이 현저히 낮고 녹두 비율이 높은 것이 선호되었으며, 이때 예상되는 관능치는 6.7로서 양호하였다. 이를 돼지고기 대신 오징어와 대두로 부분 대체한 개량빈대떡의 경우는 돼지고기 : 오징어 : 대두의 비율이 0.03 : 0.42 : 0.55로 대두의 비율이 높은 것이 선호되었으며, 예상점수는 6.5로 전통빈대떡과 같은 정도로 양호하였다. 구성 식재료가 물성적 특성에 미치는 영향은 전통빈대떡의 경우, 녹두와 돼지고기양이 증가할수록 탄력성, 응집성을 비롯한 모든 물성 특성치가 증가한 반면, 채소양이 증가에 따라서는 경도와 부착성을 비롯한 대부분의 물성치가 감소하다가 최소점에 도달하였다. 개량빈대떡에서는 오징어 대체량이 많아짐에 따라 대부분의 물성치가 높아진 반면, 대두양이 많아질수록 대부분의 물성치는 낮아졌다. 최적비율 빈대떡의 영양학적인 평가는 개량빈대떡이 전통빈대떡보다 조단백, 조지방, 총열량이 낮았고 회분양은 높았으며, TBA value와 갈변도는 높았지만, 단백질 효율도 유의적으로 높게 나타나 단백질급원을 대두와 오징어로 대체하여 기대했던 긍정적 효과를 얻을 수 있었다. 이와 같이 혼합물 실험계획법에 의한 반응표면분석으로 목표세대의 기호도에 맞춘 다양한 맛의 전통식품을 상품화 한다면,우수한 전통 식생활문화를 계승 발전시키는 동시에, 전통음식의 세계화가 촉진될 것으로 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제15권2호
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• pp.141-149
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• 1983

본(本) 실험(實驗)은 말쥐치 단백질(蛋白質) 조제품(調製品)의 생산(生産)을 위한 최적조건을 조사하고, 단백질(蛋白質) 제품(製品)의 식품학적 성질을 알고자 하였다. 말쥐치 농축(濃縮) 단백질(蛋白質)과 말쥐치 분리(分離) 단백질(蛋白質)을 여러 유기용매(有機溶媒)를 사용(使用)하여 내장과 머리를 제거(除去)하거나 또는 전어(全魚)로 한 말쥐치를 추출(抽出)에 의하여 조제(調製)하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 1. 용매(溶媒)로 사용(使用)한 iso-propyl alcohol은 지방(脂肪)의 추출(抽出) 및 어육(魚肉)의 trimethyl-amine의 추출(抽出)에 매우 효과적(效果的)이었다. 2. 최적추출시간(最適抽出時間)은 교반(30rpm)하면서 $65{\sim}70^{\circ}C$에서 iso-propyl alcohol이나 ethyl alcohol로 20분(分)이었다. 3. 원료(原料) 말쥐치의 중량(重量)에 대한 가장 효과적(效果的)인 유기용매(有機溶媒)의 비율은 1차(次) 추출에서 5 : 1이었고, 2차(次) 추출은 2 : 1이 적당하였다. 4. 단배질(蛋白質) 조제품(調製品)의 지방함량(脂肪含量)은 머리와 내장을 제거(除去)한 말쥐치에는 3회(回)까지 추출(抽出)한 후 잔류 지방량을 0.5% 이하로 감소할 수 있었고, 전어(全魚)의 경우에는 5회(回) 추출(抽出) 후(後) $0.27{\sim}0.31%$의 지방함량(脂肪含量)을 나타냈다. 5. 농축(濃縮) 단백질(蛋白質)과 분리(分離) 단백질(蛋白質)의 단백질(蛋白質) 함량(含量)은 81.08%와 87.41%이었고, 두 단백질(蛋白質) 조제품(調製品)의 지방함량(脂肪含量)은 각각 0.43%와 0.45%이었다. 6. Ca함량(含量)은 분리(分離) 단백질(蛋白質)보다는 농축(濃縮) 단백질(蛋白質)이 높은 것으로 나타났다. 분리(分離) 단백질(蛋白質)에서의 Na와 K의 성분(成分)은 검출되지 않은 반면 생선 농축물에서는 상당한 양(量)을 함유(含有)하고 있는 것으로 나타났다. 7. 말쥐치 분리(分離) 단백질(蛋白質)에서의 suspended solids, wettability, emulsion stability, foam viscosity와 같은 식품학적 성질은 말쥐치 농축(濃縮) 단백질(蛋白質)보다 더 높은 경향을 나타냈다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.588-597
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• 2016

본 연구는 유기성폐기물의 혼합슬러지를 개량형 단상 혐기성 소화공정에서 각각의 혼합비율에 따른 바이오가스 생산효율 향상에 관한 연구로, 연구에 사용된 유기성폐기물의 종류는 하수 생슬러지, 음폐수 및 가축분뇨이다. BMP test를 통해 잠재적 메탄발생량을 확인한 결과 단일시료의 경우 가축분뇨가 $1.55m^3CN4/kgVS$로 가장 높게 평가되었고, 혼합시료(생슬러지, 음폐수, 가축분뇨)의 경우는 각각의 비율을 50% : 30% : 20%로 하였을 때 $0.43m^3CN4/kgVS$로 가장 높게 나타났다. 반면 실증플랜트에서 혼합슬러지 최적 혼합비율은 생슬러지(68.5) : 음폐수(18.0) : 가축분뇨(13.5)로 나타나 BMP test와 다소 상이한 결과를 보였다. 이는 혼합슬러지 성상변화와 체류시간 등 소화조 운전조건 변화에 기인한 결과로 판단되며, 단상 혐기성 소화조의 바이오가스 생산량이 $2,514m^3/d$, 메탄함량 62.8%로 조사되어 설계능력인 바이오가스 생산량 $2,319m^3/d$ 기준으로 볼 때 최대성능을 발휘하는 것으로 평가되었다. 아울러 본 연구를 통해 혐기성 소화방식에 있어 소화조의 안정적인 운영과 소화효율 측면에서 고효율 방식인 2상 소화방식을 도입하는 것이 유리하나 기존의 단상 소화방식에 있어서도 소화효율 개선 및 성능향상이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권11호
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• pp.603-610
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• 2016

본 연구에서는 폐 알칼리망간전지 분말(spent alkaline manganese battery powder, SABP <8 mesh)의 산 침출액으로부터 분리한 망간이온을 이용하여 산화-중합반응 촉매인 버네사이트를 제조하였고, 1-naphthol (1-NP)을 대상으로 페놀계 화합물의 제거 반응성을 조사하였다. 망간산화물의 결정상과 반응성은 순수 망간시약($MnSO_4$, $MnCl_2$)을 사용하여 합성한 망간산화물(manganese oxide, MOs) 및 기존의 McKenzie 합성방법에 의한 Acid birnessite (A-Bir)의 결과와도 비교 평가하였다. SABP에 존재하는 망간과 아연이온은 과산화수소 존재 하에서의 황산 침출($1.0M\;H_2SO_4+10.5%\;H_2O_2$, solid/liquid (S/L)비=1/10 g/mL, $60^{\circ}C$)을 통해 각각 약 96%와 98% 회수하였다. 산 침출액으로부터 망간이온은 수산화물(NaOH) 침전을 통해 pH 8과 pH>13 조건에서 각각 69.0%와 94.3% 분리하였다. 1-NP 제거능을 토대로 SABP 산 침출액으로부터 알칼리(NaOH) 수열합성법에 의한 망간산화물의 제조를 위한 적정 OH/Mn 혼합비(M/M)는 6.0이었고, XRD 분석을 통해 버네사이트(${\delta}-MnO_2$) 결정상을 가짐을 확인하였다. pH 8 (${Mn^{2+}}_{(aq)}$)과 pH>13 ($Mn(OH)_{2(s)}$)에서 회수한 망간을 사용하여 얻은 망간산화물의 1-NP 제거 반응속도(k, at pH 6)는 각각 0.112, $0106min^{-1}$으로서 $MnSO_4$ 시약을 사용하여 얻은 망간산화물의 결과($0.117min^{-1}$)와 유사하였다. 이상의 연구를 통해 폐 알칼리망간전지 분말로부터 얻은 버네사이트는 미량 유해물질 제거를 위한 산화-중합 반응 촉매로 활용 가능함을 알 수 있었으며, 버네사이트 제조를 위한 폐 알칼리망간전지의 재활용 흐름도를 제시하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권2호
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• pp.63-71
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• 2002

본 연구에서는 점토차수재의 대체물질로서 매립지 현장토에 첨가재(시멘트, 벤토나이트 고화제)를 혼합하는 방법인 개량혼합토 공법을 대상으로 하여, 토목 환경적인 연구로서 차수/강도 효과 및 회분식/컬럼식 테스트를 통한 중금속의 고정능력에 관한 평가를 수행하였다. 지반공학적 연구(투수계수/압축실험)를 실시한 결과, CL 계열의 현장토(CL)에 첨가재(시멘트, 벤토나이트: 팽윤도로 구분하여 고품위 벤토나이트 B\circled1. 저품위 벤토나이트 B\circled2. 고화제)를 혼합함으로써 폐기물 매립지의 법적 기준(1x10-7cm/sec 이하)을 만족하였다. 또한 개량혼합토 제조시 시멘트 : 벤토나이트 : 고화제 = 90 : 60 : 1의 비율이 가장 적합하였으며, 팽윤도로 구별된 저품위 벤토나이트(B\circled2)의 사용가능성을 보여주었다. 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)의 양이온교환능력(Cation Exchange Capacity, CEC) 측정 결과, 현장토와 비교하여 약 1.5배 정도 CEC가 증가한 것을 확인할 수 있었으나, 첨가재에 따른 큰 차이점은 보이지 않았다. 화학구성과 결정구조의 변화를 살펴보기 위한 XRF와 SEM측정 결과, 첨가재에 따른 고화토의 결정구조의 큰 변화 양상을 확인할 수 없었다. 컬럼을 사용하여 중금속($Pb^{2+}$ $Cu^{2+}$ , $Cd^{2+}$ , $Zn^{2+}$ l00mg/L)을 혼합한 인공침출수를 현장토(columnl)와 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)에 적용시킨 결과, 현장토의 경우, 유출수의 pH가 감소됨과 동시에 $Cd^{2+}$ 와 $Zn^{2+}$가 유출되어 거의 파과점까지 도달하였으며, 현장토의 중금속 고정능력은 $Pb^{2+}$ ≒$Cu^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$ 순으로 나타났다. 개량혼합토의 경우, 동일한 시점에서 column l에서 보여졌던 파과 현상은 나타나지 않았고, 팽윤도가 높은 B\circled1(column 2)보다 저급의 B\circled2(column 3)를 첨가한 개량혼합토가 화학적으로 훨씬 안정함을 보여주었으며, 시멘트, 벤토나이트와 함께 보조적으로 고화제(column 4)를 첨가했을 경우, 이러한 결과가 한층 더 두드러진다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권sup호
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• pp.7-20
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• 2011

본 연구는 친환경 한우생산을 위해 다양한 원료사료의 선택 및 구성비율 변경을 통해 메탄 저감용 사료배합비의 작성 및 적정 사육밀도에 관한 연구를 규명하기 위하여 실시하였다. 본 연구의 메탄 저감용 사료배합에 활용한 원료사료는 파쇄 옥수수와 알팔파 외 21종이었다. 또한 적정 사육밀도를 조사하기 위한 공시동물은 평균 체중 150 kg의 한우 송아지 12두를 선정하여 4개월간 실험을 수행하였다. TMR 1, 2, 3에 비해 TMR 4에서 약 3~4배정도 낮은 메탄가스 발생량을 보였으며, 사료가격에서도 저렴한 결과를 보였다. TMR 4는 TMR 1, 2 및 3에 비해 건물 소실율에서 낮은 경향을 보였으며, 메탄생성량은 24~37%정도 감소하는 결과를 보였다. 한편, 한우 육성우의 적정 사육밀도 실험에서 저밀도 ($18m^2/head$) 및 일반 처리구 ($9m^2/head$)는 과밀도 처리구 ($6m^2/head$)에 비해 총 증체량, 일당증체량 및 사료요구율이 개선되는 결과를 보였다. 또한 건강과 질병에 관련된 혈액성분에서 저밀도 및 일반 처리구는 영양대사 및 건강에 관련된 total protein, glucose, AST, ALT 및 GGT 농도가 과밀도 처리구에 비해 효과적으로 개선되는 결과를 보였다. 체위 발육(development of body size)의 경우 저밀도 및 일반 처리구의 체중, 흉폭, 요각폭 및 곤폭은 고밀도 처리구에 비해 현저하게 증가하였으며, 특히, 저밀도 처리구는 일반 처리구보다 체위발육이 우수한 결과를 보였다. 그리고 저밀도 및 일반 처리구는 고밀도 처리구에 비해 깔짚의 수분 함량, 대장균 및 콕시듐의 조절에서도 긍정적인 결과를 보였다. 이와같이 한우 육성우의 적정 사육밀도는 두당 $6m^2$ 이상이 바람직한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 원료사료의 선택 및 구성비율 변경을 통해 메탄 생성량을 저감시킬 수 있는 가능성을 사료자원의 배합비 조정으로 메탄 저감용 사료생산의 가능성을 제시하였으며, 사육밀도는 한우의 성장과 발육에 중요한 요인임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 적절한 원료사료의 선택 및 구성비율 변경을 통해 메탄 발생량 조절의 가능성을 제시하였으며, 사육밀도는 한우의 성장과 발육에 중요한 요인임을 확인할 수 있었다.