• 제목/요약/키워드: cellulose-degradation

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반응온도에 따른 팜 부산물(empty fruit bunch)의 열화학적 분해 특성에 관한 연구 (Study on The Thermochemical Degradation Features of Empty Fruit Bunch on The Function of Pyrolysis Temperature)

  • 이재훈;문재관;최인규;최준원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권3호
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    • pp.350-359
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    • 2016
  • 본 연구에서는 팜 부산물인 empty fruit bunch (EFB)의 시료 특성을 분석하고 유동형 열분해기를 이용하여 $400{\sim}550^{\circ}C$ 범위에서 체류시간 1.3초간 급속열분해 공정을 진행하였다. 또한, 반응온도에 따른 열분해 주요 산물(바이오오일, 바이오차, 가스)의 수율과 물리화학적 특성 변화를 구명하였다. EFB의 화학조성 및 원소분석을 통해 시료 내 칼륨 함량이 8400 ppm으로 많은 것을 확인하였다. 열중량분석에서 나타난 특성으로 볼 때 EFB 시료 내 칼륨의 촉매작용에 의해 셀룰로오스의 분해가 촉진된 것으로 추측된다. $500^{\circ}C$까지의 온도범위에서는 바이오오일의 수율이 증가하고 가스의 수율이 감소하였으며 바이오차는 수율에 큰 변화가 없었던 반면, $500{\sim}550^{\circ}C$까지의 온도범위에서는 바이오오일과 바이오차의 수율이 감소하였고 가스의 수율이 증가하였다. 각 조건별로 생성된 바이오오일은 수분함량 20~30%, 발열량 15~17 MJ/kg 범위의 값을 나타냈으며, 점도 11 cSt (centistoke), 전산가(total acid number) 100 mg KOH/g oil 미만으로 나타났다. 기체크로마토그래프 분석을 통해 EFB 바이오오일로부터 셀룰로오스계 화합물(9종)과 리그닌계 화합물(17종)을 확인하였다. 리그닌계 화합물 중 특히 phenol이 다량 검출되었으며 이는 전체 화합물 농도의 25%에 해당하는 양이다.

절연유의 분석에 의한 변압기 진단에 관한 연구 (A Study on the Diagnosis of Power Transformers by Analysis of Insulating Oil)

  • 김경숙;임춘식;박현주;이태원;양석란
    • 분석과학
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    • 제13권2호
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    • pp.166-172
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    • 2000
  • 별다른 사고가 없는 경우, 변압기의 수명은 내부 절연지의 수명에 해당되지만 운전중인 변압기에서 고체 상태의 절연지를 채취할 수 없는 반면에, 절연지가 열을 포함한 여러 영향에 의해 분해되어 변압기내에 용존되어 있는 절연유는 운전중인 변압기에서 쉽게 채취할 수가 있다. 그러므로 절연지의 분해산물이 용해되어 있는 절연유의 간접적인 분석을 통해 절연지의 상태, 나아가서는 변압기를 진단할 수 있다면 변압기의 관리 측면에서는 아주 유용할 것이다. 이러한 근거하에서 절연지의 분해산물로 알려진 퓨란(furan) 유도체제중 한전의 변압기에서 특징적으로 관찰되는 2-furfural의 농도를 별다른 전처리 과정없이 HPLC에 의한 분석 방법을 확립하였다. 운전중인 변압기에서 채취한 절연유를 분석한 결과, HPLC에 의한 2-furfural 농도가 현재 일반적으로 실시하고 있는 GC를 이용한 $CO_2$나 CO 가스 농도보다 변압기 내부 절연지의 상태를 보다 정확하게 반영한다는 것을 알 수 있었다. 대략적으로 변압기의 수명이 30-40년 정도라고 가정할 때 한전에서는 노후화된 변압기의 숫자가 증가될 것이므로 변압기의 적기교체를 위한 변압기 수명예측의 필요성이 대두될 것으로 예상되며 본 연구의 수행을 통해 확립된 방법은 절연지의 열화정도를 진단한 분석 방법으로서 변압기의 효율적인 관리는 뭍론 수명예측 혹은 수명진단에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

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친환경 셀룰로오스 아세테이트 판재의 안경테 가공 공정별 물성 특성 연구 (Influence of a Glasses Frame Processing on the Properties of Eco-friendly Cellulose Acetate Sheet)

  • 이해성;이성준;정상원;김현철;고영준;박대진;이세근
    • 한국안광학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.1-7
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    • 2015
  • 목적: 본 연구에서는 안경테 가공공정별 셀룰로오스 아세테이트(CA) 판재의 물성을 분석 함으로써 최종 완제품의 물성 최적화를 위해 가공조건과 CA판재 물성과의 상관관계를 조사하는 것을 연구목적으로 한다. 방법: 안경테 가공공정별 CA 판재의 물성 변화를 확인하기 위해, 벤딩 공정, 바렐 공정 및 초음파 세척공정과 동일한 조건에서 제조된 판재의 물성이 평가되었다. 일련의 공정을 통해 제조된 판재의 물성은 광택도, 기계적 물성, 및 열적 특성을 통해 비교 분석되었다. 결과: 바렐 공정을 거친 CA 판재의 경우, 경도 및 기계적 물성이 증가함을 확인하였으며, 반면, 굽힘 강도 및 충격강도의 감소를 보였다. 이는 공정을 거치면서 CA 판재가 brittle한 특성을 보임을 의미한다. 또한 열분석 결과, 가소제 분해 온도 영역에서, 약 3% 내외의 가소제 감량을 확인하였다. 결론: 안경테 가공공정 중 바렐 공정이 CA 판재 물성에 급격한 영향을 미침을 확인하였고, 이는 가소제 총량의 감량에 기인한 현상으로 판단된다.

치이즈 숙성(熟成)에 관(關)한 연구(硏究) 제5보(第5報) Gouda-type 치이즈의 질소화합물(窒素化合物)의 변화(變化) (Studies on Cheese Ripening Part V. Degradation of Nitrogenous Compounds During the Ripening of Gouda-type Cheese)

  • 김영교;김종식
    • 한국식품과학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.107-112
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    • 1976
  • 본(本) 실험(實驗)은 Gonda-type 치이즈의 숙성중(熟成中) casein의 변화(變化)를 구명(究明)하고자 총질소(總窒素), 수용성질소(水溶性窒素), 12% TCA 가용성질소(可溶性窒素) 및 5% NaCl 가용성질소(可溶性窒素)의 양(量)을 정량(定量)하여 비교(比較)하였고 또한 DEAE-cellulose column과 polyacryl amide gel electrophoresis를 사용(使用)하여 그 변화(變化)를 실험(實驗)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 총질소중(總窒素中) 수용성질소량(水溶性窒素量)은 숙성(熟成) 2개월(個月)과 4개월(個月)에 각각 19.03% 및 30.61%이였으며, 12% TCA 가용성질소량(可溶性窒素量)은 각각 7.72% 및 11.73%이였다. 2. 5% NaCl 가용성질소량(可溶性窒素量)은 총질소중(總窒素中) 제조직후(製造直後)에 10.76%에서 숙성(熟成) 2개월(個月)에는 41.13%로 증가(增加)하였으나 숙성(熟成) 4개월(個月)에는 22.86%로 감소(減少)하였다. 3. 각종(各種) 질소화합물(窒素化合物)을 분가(分加)한 바 각각 모두 5개의 주(主) peak와 $3{\sim}4$개의 minor peak가 나타났으며 각 fraction의 면적비(面積比)가 숙성기(熟成期)에 따라서 증가 또는 감소를 나타내었다. 4. 4개월(個月) 숙성(熟成)된 치이즈를 전기영동(電氣泳動)한 결과(結果) 질소화합물(窒素化合物)에 따라서 $5{\sim}8$개의 band를 나타내었다. 5. 12% TCA에서 침전(沈澱)된 부분(部分)과 가용성(可溶性) 부분(部分)을 아미노산(酸) 조성(組成)을 분석(分析)한 바 모두 16개의 아미노산(酸)으로 나타났으나 조성(組成)의 비율(比率)은 서로 다르게 나타났다.

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폴리비닐 알콜 분해균 Xanthomonas campestris J2Y의 Polyvinyl alcohol oxidase 정제 및 성질 (Purification and Properties of the Polyvinyl alcohol oxidase from Xanthomonas campestris J2Y)

  • 권대준;조윤래
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제39권5호
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    • pp.349-354
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    • 1996
  • 생물학적 난분해성 물질인 폴리비닐 알콜(PVA : Polyvinyl alcohol)을 탄소원 및 에너지원으로 이용하는 Xanthomonas campestris J2Y로부터 PVA oxidase를 생산하여 정제하기 위하여 PVA가 탄소원으로 첨가된 배지에서 진탕배양한 배양액을 원심분리한 후 상등액을 10 mM phosphate buffer(pH 7.5)로 평형시킨 DEAE -cellulose를 통과시켜 얻은 분획을 사용하여 DEAE-cellulose와 Sephadex G-150을 이용한 Gel filtration을 통하여 PVA oxidase를 정제하였다. 정제된 PVA oxidase는 polyacrylamide gel 전기영동으로 단일밴드로 확인되었으며 SDS-polyacrylamide gel 전기영동과 Sephadex G-150 column chromatography를 통해 측정한 결과 55,000 daltons 이었다. PVA oxidase의 최적 pH는 7이고 최적온도는 $37^{\circ}C$였다. 열 안정성은 $50^{\circ}C$까지는 70% 이상의 안정성을 나타내었고, pH에 대한 안정성은 5-11에서 비교적 안정하였다. 금속이온에 대한 영향은 $Ag^{2+},\;Hg^{2+},\;Sn^{2+}$ 등에서는 아주 강한 저해를 받았고, $Co^{2+},\;Fe^{2+},\;Zn^{2+},\;Pb^{2+}$에서는 50% 정도의 저해를 받았다. 반면에 $Mn^{2+},\;Cu^{2+}$는 효소활성을 증가시켰다. PVA에 정제 PVA oxidase의 Km치는 $7.04{\times}10\;^2mmol/{\ell}$이었다.

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폴리에스테르의 화학적 구조에 따른 생분해 거동에 관한 연구 (A Study on the Biodegradable Properties of Polyesters associated with their Chemical Structures)

  • 우제완;손명호;차혜영;박용성;장길상;황영애;박상순
    • 청정기술
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    • 제8권4호
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    • pp.223-228
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    • 2002
  • 다양한 화학구조를 포함하는 폴리에스테르를 분해성 수지인 셀룰로오스와 비분해성 수지인 PVC 및 PE를 기준물질로 한 controlled compost test와 soil burial test를 적용하여 생분해 거동을 살펴보았다. 이들 고분자의 화학구조가 유연한 지방족 사슬과 에스테르기를 가지고 있는 지방족 폴리에스테르는 가수분해 효소에 의해 분해되고, 방향족 고리를 포함하는 공중합 형태의 폴리에스테르는 상대적으로 낮은 생분해도를 보여주었다. 조절된 퇴비화 조건에서 셀룰로오스가 45일에 70.6%의 분해도를 보일 때, 합성된 poly(butylene adipate-co-succinate), poly(butylene succinate), poly(butylene adipate-co-succinate-co-terephthalate)는 각각 44.0%, 32.0%, 23.4%,의 생분해도를 보여주어 이들 고분자의 화학적 구조에 따라 생분해거동이 많은 영향을 받음을 확인하였다.

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퇴비화 과정에 관여하는 생체 고분자 분해 미생물 및 황산 환원균의 분리 (Isolation of High-molecular-weight-compound degrading microorganisms and sulfate reducing Bacteria involved in Composting Process)

  • 이성택;이재정;나현준
    • 유기물자원화
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    • 제2권2호
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    • pp.31-37
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    • 1994
  • 퇴비화 과정의 미생물학적 연구를 위해 퇴비화 재료인 유기성 폐기물에 많이 존재하는 고분자 물질의 분해에 관여하는 미생물들과 이들이 분비하는 효소들을 손쉽게 선별, 정량하는 방법을 개발하였고 아울러 혐기적 상태에서의 퇴비화 가능성을 탐색하는 연구의 일환으로 혐기적 분해의 최종적 역할을 하는 황산 환원 균의 퇴비화 과정에서의 분포를 알아보았다. 고분자 물질의 분해 측정법 개발에 사용된 기질은 각각 다당류 및 단백질 중에서 ${\beta}-glucan$, xylan, dextran, CMC(carboxymethylcellulose), casein, collagen 등을 재료로 사용하였고 이들을 가교제를 써서 불용화시키고 색소를 결합시켜 색소기질을 제조하였다. 제조된 기질을 이용하여 실제의 퇴비에서 고분자 분해 세균을 분리할 수 있었으며 기존의 효소 정량법에 비해 민감하게 효소 활성을 정량할 수 있었다. xylan과 ${\beta}-glucan$ 색소기질의 경우 고체 배지 상에서 고분자 분해 미생물을 선별할 때 기존의 Congo red 법과는 달리 미생물 집락에 손상을 입히지 않고도 손쉽게 사용할 수 있었다. 실험에 쓰인 오니에 포함되어 있는 황산 환원 세균은 lactic acid, propionic acid, butyric acid, formic acid 등의 유기산에 대해 높은 활성을 보여 주었고, acetic acid, valeric acid도 이용할 수 있었다.

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고온성 세균 Caldicellulosiruptor bescii를 이용한 식물성 바이오매스의 분해와 바이오에탄올의 생산 (Plant Biomass Degradation and Bioethanol Production Using Hyperthermophilic Bacterium Caldicellulosiruptor bescii)

  • 이한승
    • 생명과학회지
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    • 제25권12호
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    • pp.1450-1457
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    • 2015
  • 화석 연료의 고갈과 환경 문제를 극복하기 위하여 식물성 바이오매스를 이용한 바이오연료의 생산이 큰 주목을 받고 있는 가운데 화학적 전처리를 하지 않은 바이오매스를 직접 분해할 수 있는 그램 양성 초호열성 세균 Caldicellulosiruptor bescii에 대한 관심이 높아지고 있다. C. bescii는 식물 세포벽을 구성하는 셀룰로스, 헤미셀룰로스 등의 분해 뿐만 아니라 세포벽을 연결시켜주는 pectin도 효율적으로 분해할 수 있는데 최근 C. bescii의 genetic tool이 개발되면서 바이오매스 분해에 관여하는 효소의 특성 규명과 아울러 대사공학적 방법으로 바이오에탄올을 생산하는 통합바이오공정(consolidated bioprocessing; CBP)의 개발이 가능케 되었다. 본 총설에서는 초고온성 세균인 C. bescii를 이용한 식물성 바이오매스의 분해와 바이오에탄올의 생산에 대한 최신 연구결과를 소개하고 향후 전망에 대해 논하고자 한다.

활엽수 갈색부후재의 미시형태 및 화학적 특성 (Micromorphological and Chemical Characteristics of Hardwoods Decayed by a Brown-rot Fungus)

  • 차미영;이광호;김윤수
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제35권6호
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    • pp.152-158
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    • 2007
  • 갈생부후균의 침해를 받은 생입목(生立木) 상태의 밤나무 및 사시나무속 갈색부후재의 미시형태 및 화학적 특징을 분석하였다. 활엽수 갈색부후재는 침엽수 갈색부후재에서 나타나는 전형적인 특징 즉 복굴절의 감소, 2차벽 중증($S_2$)의 선택적 분해 및 세포벽의 갈라짐 현상을 보여주었다. 부분적으로 목섬유의 박벽화 현상도 관찰되었으나 주 분해형태는 아니었다. FT-IR 분석결과 셀룰로오스의 헤미셀룰로오스를 나타내는 band가 현저히 감소한 반면 리그닌을 가리키는 band는 증가되어 나타났다. X선 회절분석 결과 공시된 활엽수재의 상대 결정화도는 건전재에 비해 감소되어 나타난 것으로 보아, 갈색부후가 상당히 진전되었음을 보여주었다.

Nutrient and ruminal fermentation profiles of Camellia seed residues with fungal pretreatment

  • Yang, Chunlei;Chen, Zhongfa;Wu, Yuelei;Wang, Jiakun
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권3호
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    • pp.357-365
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    • 2019
  • Objective: The experiment was conducted to evaluate the effects of four fungal pretreatments on the nutritional value of Camellia seed residues, and to evaluate the feeding value of pretreated Camellia seed residues for ruminants. Methods: Camellia seed residues were firstly fermented by four lignin degrading fungi, namely, Phanerochaete chrysosporium (P. chrysosporium)-30942, Trichoderma koningiopsis (T. koningiopsis)-2660, Trichoderma aspellum (T. aspellum)-2527, or T. aspellum-2627, under solid-state fermentation (SSF) conditions at six different incubation times. The nutritional value of each fermented Camellia seed residues was then analyzed. The fermentation profiles, organic matter degradability and metabolizable energy of each pre-treated Camellia seed residue were further evaluated using an in vitro rumen fermentation system. Results: After 5 days of fermentation, P. chrysosporium-30942 had higher degradation of lignin (20.51%), consumed less hemicellulose (4.02%), and the SSF efficiency reached 83.43%. T. koningiopsis-2660 degraded more lignin (21.54%) and consumed less cellulose (20.94%) and hemicellulose (2.51%), the SSF efficiency reached 127.93%. The maximum SSF efficiency was 58.18% for T. aspellum-2527 and 47.61% for T. aspellum-2627, appeared at 30 and 15 days respectively. All the fungal pretreatments significantly improved the crude protein content (p<0.05). The Camellia seed residues pretreated for 5 days were found to possess significantly increased organic matter degradability, volatile fatty acid production and metabolizable energy (p<0.05) after the treatment of either P. chrysosporium-30942, T. koningiopsis-2660 or T. aspellum-2527. The fungal pretreatments did not significantly change the rumen fermentation pattern of Camellia seed residues, with an unchanged ratio of acetate to propionate. Conclusion: The fungi showed excellent potential for the solid-state bioconversion of Camellia seed residues into digestible ruminant energy feed, and their shorter lignin degradation characteristics could reduce loss of the other available carbohydrates during SSF.