• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제51권1호
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• pp.23-37
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• 2023

One type of biomass that has promising potential for bio pellet production is spent coffee grounds (SCGs). However, previous studies have shown that SCGs in bio pellets cause a lot of smoke. Therefore, they need to be mixed with a material that has a higher calorific value to produce better quality pellets. One material that can be used is pine wood because it has a natural resin content that can increase the calorific value. The aim of this study was to examine the quality of bio pellets produced with SCGs and pine wood charcoal at different particle sizes. The charcoal was ground using either a hammer mill (HM) or a ball mill (BM). Pine wood charcoal was mixed with SCGs at ratios of SCGs to pine wood charcoal of 4:6 and 6:4 by weight, respectively, and the adhesive used a tapioca with a composition ratio 5% of the raw material. The bio pellets were produced using a manual pellet press. The quality of the bio pellets was assessed based on Indonesian National Standard (SNI) 8021-2014, and the physical observations include flame length, burning rate, and compressive strength. The average water content, ash content, and calorific value of the bio pellets were in accordance with SNI 8021-2014, but the density and ash content values were below the standard values. The BM variation of bio pellets had a higher compressive strength than the HM variation, and the 4:6 BM variation had the longest burning time compared with 4:6 HM.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제16권4호
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• pp.65-69
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• 2021

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.39-49
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• 2017

Coffee is one of the most popular and consumed beverages in the world, which leads to a high contents of solid residue known as spent coffee grounds (SCG). As is known, coffee beans contain several classes of health related chemicals, including phenolic compounds, melanoidins, diterpenes, xanthines and carotenoids. The waste water coming out of coffee industries has high concentration of organic pollutants and is very harmful for surrounding water bodies, human health and aquatic life if discharged directly into the surface waters. Hence it is essential to treat and manage the coffee waste. Oyster shells are a waste product from mariculture that creates a major disposal problem in coastal regions of southeast Korea. In the study, the oyster shell waste was used to treat the coffee waste and its effluents. Oyster shells are calcined at $1000^{\circ}C$ for 2 h, and allowed to test the calcined CaO powder ability to inhibit the growth of bacteria in different aging coffee wastes. Calcined oyster shell powder showed anti-bacterial effect that inhibited cell growth of Escherichia coli and other bacterial forms. The antimicrobial activity of calcium oxide from oyster shell waste for biological treatment and utilization as a fertilizers with economic ecofriendly in nature.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.15-22
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• 2022

이 연구에서는 매년 대량으로 발생하는 커피찌꺼기를 건설소재로 재활용하기 위해 커피찌꺼기와 커피찌꺼기 애시를 혼입한 시멘트 모르타르의 수화반응성을 검토하고 강도 특성을 조사하였다. 연구 결과, 커피찌꺼기의 소성온도가 높아질수록 유기물의 연소로 인한 질량 손실은 커졌으나 밀도는 증가하는 것으로 나타났다. 또한 커피찌꺼기를 혼입했을 때는 시멘트 수화반응성이 저조하여 압축강도가 현저히 낮아졌다. 반면, 800 ℃에서 소성시킨 커피찌꺼기 애시는 수화반응이 원활하였으며, 압축강도는 OPC 모르타르와 동등한 수준으로 나타났다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권7호
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• pp.1007-1014
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• 2019

Objective: This study was conducted to evaluate the fermentation characteristics under low mesophilic temperature of spent instant coffee ground (SICG) and to estimate the effect of fermented SICG (FSICG) as alternative feed ingredient on milk productivity of dairy cows. Methods: In the fermentation trial, fermentation of SICG was performed to investigate changes in characteristics using the microbial mixture (Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cerevisiae, and Bacillus subtilis = 1:1:1) for 21 days at $20^{\circ}C$ under anaerobic conditions. Molasses was added at 5% of dry mass. In the animal trial, eighteen Holstein Friesian cows were used to evaluate the nutritive value of the FSICG which was fermented for 14 days under the same condition as the fermentation trial. Results: In the fermentation trial, the dry matter (DM) and organic matter content linearly decreased with fermentation time (p<0.001 and p = 0.008, respectively). The acid detergent insoluble nitrogen content linearly decreased with fermentation time (p = 0.037). The microorganism counts linearly increased for Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cerevisiae, and Bacillus subtilis across fermentation time (p<0.001). In the animal trial, the DM intake of the control and FSICG treatment were not significantly different, as were milk yield, 4% fat corrected milk, fat-protein corrected milk, and feed to milk conversion content. Fat, protein, lactose, non-fat solids, milk urea nitrogen, and somatic cell counts were also not significantly different in milk composition between treatments. Conclusion: FSICG should be considered a sufficient substitute for cottonseed as a feed component, and 5% DM of a dietary FSICG level was appropriate for dairy cow diets.

• 한국식품과학회지
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• 제49권5호
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• pp.544-549
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• 2017

본 연구는 폐자원인 커피박의 산업적 이용도를 증진시키기 위하여 감마선 조사를 이용하여 커피박 추출물의 색도 개선에 관하여 평가하기 위해 수행되었다. 커피박 추출물로부터 유용성 성분을 얻기 위하여 70% 에탄올로 추출한 후 감마선 조사를 한 결과 30, 50 kGy의 조사선량에서 커피박 추출물의 색도가 개선된 것을 확인하였다. 30, 50 kGy로 감마선 조사된 커피박 추출물에서 성분변화가 일어났지만, 항산화능력과 미백활성능에는 0 kGy 커피박 추출물 처리군과 비교했을 때 유의적인 변화가 없는 것을 확인하였다. 이는 다른 성분들이 감마선 조사에 의해 감소하였지만, 퀸산이 상당량 증가함으로써 성분변화로 인한 커피박 추출물의 생리활성능 감소를 보완한 것으로 보이며, 이상의 결과로 감마선 조사가 커피박 추출물의 진한 갈색도를 개선함으로써 커피박 추출물이 화장품 소재로 활융될 수 있는 부가가치를 부여 할 수 있으며, 이러한 폐기물의 재활용을 통해 커피박 폐기로 인한 환경문제 및 경제적 문제점을 개선하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.41-48
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• 2015

현재 우리나라의 커피소비량은 매년 증가하는 추세에 있으며 이에 따라 연간 약 20만 톤의 커피박(Spent Coffee Grounds, SCG)이 발생되고 있으며 SCG는 폐유기물질로 대부분 음식물쓰레기로 분리되어 연간 27만 톤이 수분이 함유된 채로 버려져 심각한 환경적 이슈가 되고 있는 현실이다. 본 연구에서는 커피박의 활용가능성을 평가하기 위해 이화학적 특성분석과 중장기 생육실험을 수행하였으며, 실험결과 기존의 기반재에 SCG를 혼합하는 경우 보습력의 증가와 유기물함량의 보강으로 초기발아나 초기생육은 기존 기반재에 비해 저조하나 중기적으로 발아와 성장이 촉진되는 현상을 보이며 특히 관수중단 등의 상황에서 기존 기반재에 비해 고사율이 낮고 양분의 부족으로 인한 여러 현상이 줄어들고 있는 것으로 확인되었다. 따라서 SCG는 질소성분이 풍부한 폐유기물로 초기성장을 저해하는 특성이 있으나 보습능력과 유기물의 공급으로 장기생장에 유리한 성질을 가지고 있는 것으로 확인되어 기존의 기반재를 대체하거나 보완할 수 있는 재료인 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제27권1호
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• pp.17-24
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• 2022

This work examined the effect of mixing transition metal-based additives [FeCl₃, Fe-containing paper mill sludge (PMS), CoCl₂·H₂O, ZrO₂, and α-Fe₂O₃] on the thermochemical conversion of coffee waste (CW) in carbon dioxide-assisted pyrolysis process. Compared to the generation amounts of syngas (0.7 mole% H₂ & 3.0 mole% CO) at 700℃ from single pyrolysis of CW, co-pyrolysis in the presence of Fe- or Zr-based additives resulted in the enhanced production of syngas, with the measured concentrations of H₂ and CO ranging 1.1-3.4 mole% and 4.6-13.2 mole% at the same temperature, respectively. In addition, α-Fe₂O₃ biochar possessed the adsorption capacity of As(V) (19.3 mg g^-1) comparable to that of ZrO₂-biochar (21.2 mg g^-1). In conclusion, solid-type Fe-based additive can be highly considered as an efficient catalyst to simultaneously produce syngas (H₂ & CO) as fuel energy resource and metal-biochar as sorbent.

• 한국초지조사료학회지
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• 제34권2호
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• pp.129-140
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• 2014

본 연구는 농 식품부산물 중 비지박, 사자발약쑥 그리고 커피박의 유효미생물 (L. acidophilus ATCC 496, L. fermentum ATCC 1493, L. plantarum KCTC 1048, L. casei IFO 3533) 발효 사료원이 젖소 급여용 TMR (대조구) 중 대두박을 주로 대체한 각 비지박 (SC), 발효 비지박 (FSC), 발효 비지박+발효 사자발약쑥 부산물 (1:1, DM basis, FSCS) 3, 5, 10% 그리고 발효 비지박 + 발효 커피박 (1:1, DM basis, FSCC) 3, 5, 10%의 반추위 내 미생물 발효특성을 알아보기 위해 9처리구를 이용하여 3반복으로 in vitro 시험이 실시되었다. 배양 6~8시간대에 FSCS와 FSCC 처리구는 SC와 FSC 처리구에 비해 높은 pH 수준을 유지하였고, 대조구에 비해 낮은 pH 수준을 유지하였다 (p<0.05). 또한 배양 24시간대 FSC와 FSCC 3% 처리구는 가장 높은 pH를 유지하였다 (p<0.05). Gas 생성량은 배양 4~10시간대까지 FSCS와 FSCC 처리구가 대조구 보다 유의적으로 높았으나 SC와 FSC 처리구 보다 낮은 결과를 나타내었다 (p<0.05). 건물소화율은 배양 12시간대까지 FSC 처리구에서 유의적으로 높았고 (p<0.05), 24시간대에는 FSCS 10% 처리구가 가장 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). $NH_3-N$ 함량은 배양 4시간대까지 대조구에서 가장 낮았고 (p<0.05), 24시간에서는 FSC 처리구가 가장 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). 미생물단백질 합성량은 배양 시작 시 FSC, FSCS 그리고 FSCC 처리구가 4종의 Lactobacillus spp.에 의한 발효 때문에 대조구와 SC 처리구에 비해 높았으며 (p<0.05), 배양 10시간대 FSC 처리구 보다 SC, FSCS 그리고 FSCC 처리구에서 유의하게 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). Total VFA 농도는 배양 6~12 시간대에는 FSC 처리구에 유의하게 높았고(p<0.05), 배양 24시간대에는 FSCS 처리구에서 가장 높았다 (p<0.05). Acetate 농도는 배양 0~12 시간대에 FSC 처리구에서 가장 높았으며 (p<0.05), 24시간대에는 FSCS 5, 10% 처리구에서 가장 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). Propionate 농도는 FSC 처리구가 배양 0~10시간대까지 가장 높았으며 (p<0.05), 전체 배양기간 동안 FSCS 5, 10% 처리구와 FSCC 처리구에 비해 높은 경향을 나타내었다. Acetate/Propionate 비율은 배양 12시간대에 SC 처리구에서 가장 높았으며, 배양 24시간대에는 FSCS 3% 처리구가 가장 낮은 결과를 나타내었다 (p<0.05). $CH_4$ 가스 생성량은 FSC 처리구에서 배양 0~10시간대까지 가장 높았으며 (p<0.05), 24시간대에는 가장 낮은 결과를 나타내었다 (p<0.05). 배양 4~10시간대까지 FSCS와 FSCC 처리구는 SC와 FSC 처리구에 비해 유의하게 낮은 $CH_4$ 가스 생성량을 나타내었고 (p<0.05), 사자발약쑥과 커피박 함량이 증가할수록 $CH_4$ 가스 생성량은 배양 종료 시까지 낮은 경향을 나타내었다. 따라서, 본 in vitro 시험에서 젖소 급여용 TMR에 SC, FSC, FSCS 그리고 FSCC의 대체효과는 FSC 처리구에서 배양 초기부터 12시간대까지 반추위 내 미생물 발효 특성이 가장 높았다. FSCS와 FSCC 처리구는 배양 6~8시간대 부터 반추위 내 미생물 작용이 높아지는 특징을 나타내었으나, 배양 시작 후 6~8시간대까지 gas 생성량 및 $CH_4$ 가스 발생량은 낮아지는 특징을 나타내었다. 이와 같은 결론은 FSC는 젖소용 TMR 사료원 대체 효과가 높으며, TMR 사료원 중 FSCS와 FSCC 대체효과는 배양 초기 다소 낮은 반추위 내 미생물 발효 특성을 나타내었으나 $CH_4$ 저감효과를 나타내었다. 또한 배양 후기에는 SC와 FSC의 반추위 내 미생물 발효 특성과 비슷한 경향을 나타내어 TMR 사료원으로써 이용 가치가 높을 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제40권3호
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• pp.131-139
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• 2024

This study investigated the chemical properties of Organic Soil Amendments (OSAs) made from organic waste. It also assessed the effectiveness of using these OSAs in the soil layer of Green Infrastructure (GI) to reduce stormwater runoff and non-point source pollutants. The goal was to improve the national environmental value through resource recycling and contribute to the circular economy transformation and carbon neutrality of urban GI. The OSAs used in this study consisted of spent coffee grounds and food waste compost. They were found to be nutrient-rich and stable as artificial soils, indicating their potential use in the soil layer of GI facilities. Applying OSAs to bio-retention cells and permeable pavement resulted in a reduction of approximately 11-17% in stormwater runoff and a decrease of about 16-18% in Total Phosphorus (TP) discharge in the target area. Increasing the proportion of food waste compost in the OSAs had a positive impact on reducing stormwater runoff and pollutant emissions. This study highlights the importance of utilizing recycled resources and can serve as a foundation for future research, such as establishing parameters for assessing the effectiveness of GI facilities through experiments. To enable more accurate analysis, it is recommended to conduct studies that consider both the chemical and biological aspects of substance transfer in OSAs.