• Environmental Engineering Research
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• 제25권4호
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• pp.470-478
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• 2020

Spent coffee grounds (SCG), the residue after brewing coffee beverage, is a promising biodiesel feedstock due to its high oil contents (15-20%). However, SCG should be pretreated to reduce the high free fatty acid content, which hampers transesterification reaction. To overcome this, we explored a direct transesterification reaction of SCG using ultrasound irradiation and identified the optimal sonication parameters. A high fatty acid methyl ester (FAME) content, up to 97.2%, could be achieved with ultrasound amplitude of 99.2 ㎛, irradiation time of 10 min, and methanol to oil ratio of 7:1 in the presence of potassium hydroxide concentration of 1.25 wt.%. In addition, we demonstrated that ultrasound irradiation is an efficient method to produce biodiesel from untreated SCG in a short time with less energy than the conventional mechanical stirring method. The physical and chemical properties of the SCG biodiesel met the requirements for an alternative fuel to the current commercial biodiesel.

• 생명과학회지
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• 제34권10호
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• pp.682-690
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• 2024

본 연구에서는 medium-chain-length polyhydroxyalkanoate (mcl-PHA)의 생산비용을 줄이기 위해 커피 찌꺼기(spent coffee grounds, SCG)에서 추출한 오일을 탄소원으로 사용하여 mcl-PHA를 생합성하였다. 2시간의 추출 시간과 SCG/n-hexane 15 비율에서 최고 오일 수율을 달성하였으며, 추출된 오일(extracted oil from SCG, EOC)의 지방산 조성은 리놀레산(45.08%), 팔미트산(35.56%), 올레산(8.62%), 스테아르산(7.62%)으로 확인되었다. 토양에서 분리한 Pseudomonas sp. HY61 균주를 플라스크 배양 결과, EOC 5 g/l, 72 시간, NH₄Cl, pH 7, 25℃ 및 C/N 비율 15의 배양 조건에서 가장 높은 세포 성장과 mcl-PHA 축적을 보였다. 동일 조건으로 회분식 배양 결과 배양 72시간 후, 건조 세포 중량(dry cell weight, DCW) 0.92 g/l와 mcl-PHA 0.17 g/l를 확인하였다. EOC와 NH₄Cl을 각각 18, 30 및 42 시간에 추가 공급한 유가식 배양 결과 2.85 g/l의 DCW와 0.67 g/l의 mcl-PHA를 얻을 수 있었으며, 이는 회분식 발효에 비해 약 3배 더 높은 수치였다. 물리적 특성 분석 결과, 본 연구에서 합성된 mcl-PHA는 다른 mcl-PHA에 비해 더 높은 분자량과 열분해 온도를 보여 포장 및 생의학적 응용에서의 잠재적인 사용 가능성을 시사하였다.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.72-76
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• 2011

본 연구에서는 폐커피가루를 이용하여 커피유를 추출한 후 커피유를 이용한 바이오디젤의 제조특성을 고찰하였다. 커피유의 바이오디젤 제조의 변수로는 메탄올/커피유 반응몰비(6~18), 반응온도($45{\sim}60^{\circ}C$) 등을 선정하여 커피유의 바이오디젤 제조 시 최적조건을 결정하고자 하였다. 제조된 바이오디젤의 성능은 바이오디젤 수율, methyl ester 함량, 점도, 발열량 등을 측정하여 평가하였다. 평가결과 바이오디젤 수율 및 methyl ester 함량을 고려한 최적 반응온도는 $55^{\circ}C$이었으며, 메탄올/커피유 몰비가 12일 경우 가장 우수한 바이오디젤을 제조할 수 있었다. 커피유를 이용하여 제조된 바이오디젤의 발열량을 측정한 결과 39.0~39.4 MJ/kg으로 바이오디젤 기준인 39.3~39.8 MJ/kg을 만족하였다.

• 한국포장학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-14
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• 2024

환경문제에 대한 관심이 증가함에 따라 지속가능한 소재에 대한 요구가 증가하고 있다. 전 세계적으로 커피는 가장 많이 소비되는 음료이며, 커피음료의 가공 및 소비로 발생하는 커피 부산물에는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌, 지질 및 생리활성물질 등이 풍부하지만 대부분 폐기되는 실정이다. 따라서, 많은 연구자들이 커피 부산물을 고부가가치 소재로 개발하기 위하여 노력하고 있다. 본 총설에서는 고분자/커피 은피 복합화 연구, 커피 은피로부터 셀룰로오스 추출 및 응용연구, 고분자/커피찌꺼기 복합화 연구, 커피찌꺼기로부터 셀룰로오스 추출 및 이를 활용한 연구, 커피찌꺼기로부터 지질 추출 및 이를 활용한 PHAs합성, 가소제로써 커피찌꺼기로부터 추출한 지질의 응용가능성 연구 등에 대하여 조사하였다. 선행 연구에서는 커피 부산물인 커피 은피 및 커피찌꺼기 자체를 고분자와 혼합하여 복합소재를 제조하고 물성을 평가하는 연구는 광범위하게 수행되고 있는 것으로 확인되었다. 하지만, 커피 은피 및 커피찌꺼기로부터 나노셀룰로오스를 추출하거나, 상대적으로 친수성인 커피 부산물과 소수성인 석유계 고분자 또는 생분해성 고분자와 복합화 시 상용성 개선과 관련된 커피 부산물의 표면 개질 및 상용화제 도입 등의 연구는 부족함을 확인하였다. 또한 커피 부산물로부터 추출한 지질을 활용하여 PHAs를 합성하는 연구가 일부 진행되고 있지만 합성된 PHAs를 활용하여 포장소재로의 제조 및 응용에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다. 또한, 커피찌꺼기의 발생량 대비 국내외 관리방안 마련 및 제품 적용 시 안전성 평가방법에 관한 연구는 거의 실시되지 않아 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.