• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.315-324
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• 2021

본 연구에서는 바이오가스를 이용하는 열병합 발전에서 배출되는 질소산화물을 환원제인 암모니아와 촉매를 이용하여 제거하는 선택적촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR)에 있어서 다양한 배가스 특성에 대한 바나듐 촉매 연구를 수행하였다. 연구에 사용한 촉매는 상용촉매인 V/W/TiO₂를 사용하였으며 다양한 운전조건에서 텅스텐 함량에 따라 영향을 확인하였다. NH₃-SCR 실험 결과 380 ~ 450 ℃에서 95% 이상의 탈질 성능을 확인하였으며 SO₂ 내구성 실험 및 TGA 분석을 통해 미량의 SO₂에 대한 촉매의 내구성을 확인하였다. 또한 H₂-TPR 분석결과 텅스텐 함량이 높을수록 우수한 산화·환원(redox) 특성을 확인할 수 있었다. 이에 따라 열병합 발전에서 배출되는 미량의 일산화탄소에 대한 산화실험을 수행하였으며 역시 우수한 일산화탄소의 산화력을 확인할 수 있었다. NH₃-DRIFTs 분석에서는 텅스텐 함량이 높을수록 Bronsted/Lewis acid sites 모두 증가하였으며 텅스텐을 촉매에 첨가 시 우수한 열적 내구성을 갖는 것으로 확인되었다. 따라서 다양한 운전조건에 따른 실험 결과, 텅스텐 함량이 높은 촉매가 바이오가스를 이용하는 열병합 발전에 적용하기 바람직하다고 판단된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제63권4호
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• pp.841-853
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• 2021

This study aimed to investigate the effects of Kimchi cabbage by-products either treated or untreated with calcium oxide (CaO) and alkaline hydrogen peroxide (AHP) as substitutional ingredient of total mixed ration (TMR) on in vitro fermentation, in situ disappearance and growth performance of Holstein steers. Cannulated Holstein (600 ± 47 kg) was used for both the in vitro and in situ experiments. The treatments used were TMR only (CON), TMR + 30% Kimchi cabbage by-products fresh matter (FM) basis (TC), TMR + 30% Kimchi cabbage by-products FM basis + 5% CaO FM basis (TCC), and TMR + 30% Kimchi cabbage by-products FM basis + 5% CaO FM basis + 3.22% AHP FM basis (TCCA). For in vivo experiment, thirty-four Holstein steers (273 ± 45 kg) were subjected to a 150-day feeding trial, divided into two groups: CON and TC. In the in vitro experiment, pH of TCCA was greatest (p < 0.05) among other treatments at all incubation times. Ammonia nitrogen and volatile fatty acid concentrations were not significantly different for each treatment. However, butyrate was greater (p < 0.05) in TCC and CON than in both TC and TCCA. During in situ experiment, the dry matter (DM) disappearance was greatest (p < 0.05) in TCCA among other treatments. Also, disappearance of neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) were observed greatest (p > 0.05) in TCCA treatment. In the in vivo experiment, average daily gain (ADG) did not differ between CON and TC. In blood profile analysis, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, glucose, total cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol, and total protein concentration were not significantly different between treatments. But, creatinine concentration was greater (p < 0.05) in TC than in CON. Overall results suggest that Kimchi cabbage by-products either treated or untreated with CaO and AHP can be used as substitutional ingredient in TMR for Holstein steers.

• Animal Bioscience
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• 제34권6호
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• pp.1038-1048
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• 2021

Objective: The study aimed to evaluate the effect of storage time and formic acid (FA) on fermentation characteristics, epiphytic microflora, carbohydrate components and in vitro digestibility of rice straw silage. Methods: Fresh rice straw was ensiled with four levels of FA (0%, 0.2%, 0.4%, and 0.6% of fresh weight) for 3, 6, 9, 15, 30, and 60 d. At each time point, the silos were opened and sampled for chemical and microbial analyses. Meanwhile, the fresh and 60-d ensiled rice straw were further subjected to in vitro analyses. Results: The results showed that 0.2% and 0.6% FA both produced well-preserved silages with low pH value and undetected butyric acid, whereas it was converse for 0.4% FA. The populations of enterobacteria, yeasts, moulds and aerobic bacteria were suppressed by 0.2% and 0.6% FA, resulting in lower dry matter loss, ammonia nitrogen and ethanol content (p<0.05). The increase of FA linearly (p<0.001) decreased neutral detergent fibre and hemicellulose, linearly (p<0.001) increased residual water soluble carbohydrate, glucose, fructose and xylose. The in vitro gas production of rice straw was decreased by ensilage but the initial gas production rate was increased, and further improved by FA application (p<0.05). No obvious difference of FA application on in vitro digestibility of dry matter, neutral detergent fibre, and acid detergent fibre was observed (p>0.05). Conclusion: The 0.2% FA application level promoted lactic acid fermentation while 0.6% FA restricted all microbial fermentation of rice straw silages. Rice straw ensiled with 0.2% FA or 0.6% FA improved its nutrient preservation without affecting digestion, with the 0.6% FA level best.

• 한국항만경제학회지
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• 제37권1호
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• pp.143-157
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• 2021

세계보건기구(World Health Organization, WHO), 경제개발협력기구(Organization for Economic Cooperation and Development, OECD)등 국제기구 및 주요 선진국에서는 대기오염의 심각성을 인지하고 있다. 또한 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO) 등의 국제기구에서도 선박에서 발생하는 대기오염을 감소시키 위해 다양한 규제를 시행하고 있다. 이러한 국제적인 흐름에 따라 국내에서도 「항만지역등 대기질 개선에 관한 특별법」(이하 특별법)을 제정하며, 항만에서 기인하는 대기오염을 감소시키려는 노력을 보이고 있다. 특별법의 목적은 항만지역 등의 대기질을 개선하기 위하여 종합적인 시책을 추진하는 것이다. 본 연구는 이러한 정책적 움직임에 맞추어 항만에서 기인하는 대기오염물질 배출원별 배출량을 파악하여 정책의 우선순위 설정에 기초자료를 마련하고자 하였다. 이를 위해 선박, 차량, 하역장비, 하역/야적재비산먼지, 도로재비산먼지, 철도 6개 부문으로 분류하여 분석을 시행하였으며, 유럽환경청(European Environment Agency, EEA)과 미국환경보호국(United States Environmental Protection Agency, EPA)에서 제시하는 방법론을 이용하였다. 분석대상 오염물질은 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX), 총부유물질(TSP), 미세먼지 및 초미세먼지(PM10, PM2.5), 암모니아(NH3)를 대상으로 분석하였다. 분석결과 총 7,122톤의 배출량이 발생한 것으로 나타났다. 물질별로는 NOX가 5,084톤으로 가장많은 비중을 차지하는 것으로 나타났으며, 다음으로 CO(984톤), SOx(530톤), TSP(335톤)의 순으로 나타났다. 배출원 별로는 선박이 4,107톤으로써 가장 많은 비중을 차지하며 다음으로 차량이 2,622톤으로써 높은 배출량을 보였다. 이는 각각 전체 배출량의 57.6%와 36.8%로써 항만 대기오염을 유발하는 주요원인으로 판명되어 이들 배출원에 대한 대책이 필요함을 시사하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.714-722
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• 2019

산 염기성질이 다양하게 존재하는 담체($SiO_2-Y_2O_3$, $Al_2O_3$, $SiO_2-ZrO_2$, $SiO_2$, $TiO_2$, MgO) 상에 17 wt% Ni을 고정한 상태에서 함침법을 사용하여 촉매를 제조하여 수소 존재 하에 에탄올과 암모니아의 환원성 아민화 반응에 대한 촉매활성을 비교 평가하였다. 반응 전후에 있어 사용된 촉매는 X-선 회절, 질소 흡착, 에탄올-승온탈착(EtOH-TPD), 이소프로판올-승온탈착(IPA-TPD), 수소 화학흡착을 사용하여 특성분석을 수행하였다. pH 9.5 이상에서 침전법을 사용하여 $ZrO_2$와 $Y_2O_3$ 담체 제조 시 파이렉스 반응기에서 미량의 Si 용융으로 인해 $SiO_2-ZrO_2$와 $SiO_2-Y_2O_3$ 복합 산화물이 각각 생성되었다. 사용된 촉매 중에서 $Ni/SiO_2-Y_2O_3$ 촉매가 가장 좋은 활성을 보였으며 이는 높은 니켈 분산도와 EtOH-TPD와 IPA-TPD에서의 낮은 탈착온도 등과 밀접한 관련이 있었다. Ni/MgO 촉매상에서의 낮은 촉매 활성은 NiO-MgO 고형물 형성에 기인한 것으로 보이며, $Ni/TiO_2$ 경우에서는 담체-금속 간의 강한 상호 작용으로 인해 낮은 니켈 금속 상 존재로 인해 반응성이 낮게 나왔다. $TiO_2$와 MgO 이외의 담체를 사용한 경우에 있어서 유사한 에탄올 전환율에서의 에틸아민류와 아세토니트릴 선택도는 큰 차이를 보이지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.611-619
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• 2019

본 연구에서는 흡열연료의 종류와 촉매의 성형 방법에 따른 연료의 분해특성 및 코크 생성에 대하여 분석하였다. 실험에 사용된 연료는 methylcyclohexane (MCH), n-dodecane 그리고 exo-tetrahydrodipentadiene (exo-THDCP)이며, 백금을 담지한 USY720에 압력만을 가하여 제조한 disk 형태, binder와 silica solution을 혼합하여 제조한 pellet 형태의 제올라이트를 촉매로 사용하였다. 성형 방법에 따른 촉매의 특성은 X-ray 회절분석법(XRD), 주사전자현미경(SEM), 질소흡탈착등온선 그리고 암모니아 승온탈착분석법을 통해 분석하였으며, 연료가 초임계 상태로 존재할 수 있는 고온고압의 조건($500^{\circ}C$, 50 bar)에서 반응을 진행시킨 후에 생성된 혼합물은 가스 크로마토그래프 질량분석계(GC-MS), 촉매에 생성된 코크는 열중량분석기를 사용하여 분석하였다. 이와 같은 분석을 수행한 결과, 반응 후 생성물의 조성은 연료를 구성하는 화합물의 구조에 따라 크게 차이를 보였다. 또한, 촉매의 성형 방법에 따른 결정성이나 표면 특성의 변화는 미미하였으나, 비교적 큰 변화를 보인 산점과 기공 특성이 생성물과 코크 생성량 및 조성의 변화에 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.398-409
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• 2018

본 연구에서는 된장으로부터 바이오제닉 아민 생성 바실러스균과 박테리오신 생산유산균은 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 동정하였고, 이들 균주들의 혼합 배양으로 제조한 청국장의 이화학적 및 미생물학적 특성을 조사하였다. 총10종의 시료로부터 바이오제닉 아민을 생성하는 바실러스균은 Bacillus licheniformis DB102, B. subtilis DB203, B. stearothermophilus DB206, B. pumilus DB209, B. subtilis DB310, B. coagulans DB311, B. cereus DB313, B. amyloliquefaciens DB714, B. amyloliquefaciens DB915, B. licheniformis DB917, B. cereus DB1019, B. subtilis DB1020, B. megaterium DB1022로 동정되었다. 바이오제닉 아민 생성 바실러스균에 대해 항균 활성을 나타낸 박테리오신 생산균은 Lactobacillus plantarum DLA 205, L. brevis DLA501, L. fermentum DLA509, L. acidophilus DLA703 및 Enterococcus faecalis DLA804로 확인되었다. 유산균의 박테리오신은 농도의존적으로 바이오제닉 아민 생성균의 생균수 및 아민 생성능을 유의하게 감소시켰다. 따라서 유해 아민 생성균에 대한 항균 활성을 나타낸 유산균의 증식에 따라 유산균과 바실러스균을 혼합 배양하여 제조한 청국장의 pH, 암모니아태 질소 함량 및 바이오제닉 아민 함량은 대조구에 비해 유의하게 감소되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권5호
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• pp.657-664
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• 2019

Objective: This study was performed to evaluate whether cold ambient temperature and dietary rumen-protected fat (RPF) supplementation affect growth performance, rumen fermentation, and blood parameters in Korean cattle steers. Methods: Twenty Korean cattle steers (body weight [BW], $550.6{\pm}9.14kg$; age, $19.7{\pm}0.13months$) were divided into a conventional control diet group (n = 10) and a 0.5% RPF supplementation group (n = 10). Steers were fed a concentrate diet (1.6% BW) and a rice straw diet (1 kg/d) for 16 weeks (January 9 to February 5 [P1], February 6 to March 5 [P2], March 6 to April 3 [P3], and April 4 to May 2 [P4]). Results: The mean and minimum indoor ambient temperatures in P1 ($-3.44^{\circ}C$, $-9.40^{\circ}C$) were lower (p<0.001) than those in P3 ($5.87^{\circ}C$, $-1.86^{\circ}C$) and P4 ($11.18^{\circ}C$, $4.28^{\circ}C$). The minimum temperature in P1 fell within the moderate cold-stress (CS) category, as previously reported for dairy cattle, and the minimum temperatures of P2 and P3 were within the mild CS category. Neither month nor RPF supplementation affected the average daily gain or gain-to-feed ratio (p>0.05). Ruminal ammonia nitrogen concentrations were higher (p<0.05) in cold winter than spring. Plasma cortisol concentrations were lower (p<0.05) in the coldest month than in the other months. Serum glucose concentrations were generally higher in colder months than in the other months but were unaffected by RPF supplementation. RPF supplementation increased both total cholesterol (p = 0.004) and high-density lipoprotein (HDL) concentrations (p = 0.03). Conclusion: Korean cattle may not be significantly affected by moderate CS, considering that the growth performance of cattle remained unchanged, although variations in blood parameters were observed among the studied months. RPF supplementation altered cholesterol and HDL concentrations but did not affect growth performance.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권6호
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• pp.808-814
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• 2019

Objective: The objective of this study was to investigate the effects of essential oil mixture (EOM) supplementation on rumen fermentation characteristics and microbial changes in an in vitro. Methods: Three experimental treatments were used: control (CON, no additive), EOM 0.1 (supplementation of 1 g EOM/kg of substrate), and EOM 0.2 (supplementation of 2 g EOM/kg of substrate). An in vitro fermentation experiment was carried out using strained rumen fluid for 12 and 24 h incubation periods. At each time point, in vitro dry matter digestibility (IVDMD), neutral detergent fiber digestibility (IVNDFD), pH, ammonia nitrogen ($NH_3-N$), and volatile fatty acid (VFA) concentrations, and relative microbial diversity were estimated. Results: After 24 h incubation, treatments involving EOM supplementation led to significantly higher IVDMD (treatments and quadratic effect; p = 0.019 and 0.008) and IVNDFD (linear effect; p = 0.068) than did the CON treatment. The EOM 0.2 supplementation group had the highest $NH_3-N$ concentration (treatments; p = 0.032). Both EOM supplementations did not affect total VFA concentration and the proportion of individual VFAs; however, total VFA tended to increase in EOM supplementation groups, after 12 h incubation (linear; p = 0.071). Relative protozoa abundance significantly increased following EOM supplementation (treatments, p<0.001). Selenomonas ruminantium and Ruminococcus albus (treatments; p<0.001 and p = 0.005), abundance was higher in the EOM 0.1 treatment group than in CON. The abundance of Butyrivibrio fibrisolvens, fungi and Ruminococcus flavefaciens (treatments; p<0.001, p<0.001, and p = 0.005) was higher following EOM 0.2 treatment. Conclusion: The addition of newly developed EOM increased IVDMD, IVNDFD, and tended to increase total VFA indicating that it may be used as a feed additive to improve rumen fermentation by modulating rumen microbial communities. Further studies would be required to investigate the detailed metabolic mechanism underlying the effects of EOM supplementation.

• Animal Bioscience
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• 제34권11호
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• pp.1784-1793
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• 2021

Objective: An experiment was conducted to evaluate the effects of bamboo leaf extract (BLE) on the production performance, rumen fermentation parameters, and rumen bacterial communities of heat-stressed dairy cows. Methods: The experiment comprised a 14-day adaptation period and a 21-day experimental period and was conducted in a high-temperature and humidity environment (daily mean ambient temperature = 33.5℃±1.3℃; daily mean relative humidity = 64.9%±0.8%, daily mean temperature-humidity index = 86.2±0.4). Twelve Holstein dairy cows were randomly allocated into two groups. A total mixed ration supplemented with BLE at 0 (CON) and 1.3 g/kg dry matter (DM) were fed, respectively. Feed intake and milk yield were recorded daily. Milk samples were collected on 1, 11, and 21 d of the experimental period to analyze milk performance. Rumen fluid samples were collected on 21 d of the experimental period to analyze rumen fermentation parameters and rumen bacterial communities. Results: Compared with the control group, supplementation of BLE increased milk yield (p<0.01), milk fat yield (p = 0.04), 4% fat-corrected milk (p<0.01) and milk fat content (p<0.01); reduced somatic cell count (p<0.01). No differences in DM intake and milk protein or lactose content were observed between two groups. Supplementation of BLE also increased the rumen total volatile fatty acid (p<0.01), acetate (p<0.01), butyrate (p<0.01), and valerate (p = 0.05) concentrations. However, no significant effects were observed on rumen pH, ammonia nitrogen, propionate, acetate/propionate ratio, isobutyrate, or isovalerate. Furthermore, BLE increased the rumen bacterial abundance and the diversity of the rumen bacterial community. The BLE reduced the Firmicutes/Bacteroidetes abundance ratio and increased the abundances of Butyrivibrio_2 (p<0.01) and Ruminococcus_2 (p<0.01). Conclusion: The BLE supplementation at 1.3 g/kg DM could improve production performance and rumen fermentation in dairy cows during heat stress.