• 대한환경공학회지
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• 제38권12호
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• pp.656-661
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• 2016

분리막의 제조에 있어서 높은 분리도와 투과도가 요구되지만 투과도와 분리도는 반비례하는 경향이 있으므로 현실적으로 가능하지 않다. $CO_2$ 포집의 비용절감 측면에서 살펴보면 분리막의 재질 자체보다는 투과도와 분리도가 분리막의 모듈이나 시스템의 성능이 미치는 영향이 더 중요하다고 할 수 있다. 예로 들어 $CO_2$ 13%와 $N_2$ 87%인 혼합기체를 분리도를 5로 고정시킨 후 유량의 10%가 분리막을 통하여 투과된다고 가정하면 투과한 10% 중에 $CO_2$ 4.28%, $N_2$가 5.72%로서 투과한 기체중 이산화탄소의 농도가 42.8%가 된다. 이 경우 이산화탄소의 순도는 42.8%이며 첫 번째 투과에 의해 얻은 이산화탄소의 회수량은 4.28/13 = 32.9%가 된다. 만일 투과도와 분리도를 두배로 증가시킬 경우 이산화탄소의 순도는 64.5%, 이산화탄소 회수량은 12.9/13 = 99.2%로 나타났다. 이 경우 대부분의 $CO_2$가 회수되었으며 이것이 의미하는 바는 주입된 이산화탄소가 투과되지 않고 그대로 통과하여 빠져나가는 양은 거의 제로에 가까운 경우로서 이산화탄소 분리에는 이상적인 설계나 운전조건이라 할 수 있다. 일정한 주입농도에서 주어진 투과도에 대하여 이산화탄소를 100% 회수하는 임계 분리도가 존재함을 알 수 있으며, 임계 분리도 이상 높아질 경우 이산화탄소 회수되는 양이나 순도 향상에 별다른 영향이 없음을 시사하고 있다. 이상의 결과에서 주어진 이산화탄소의 농도에 대해서 분리막을 이용한 분리에서 이산화탄소를 100% 투과시키는 임계 투과도와 분리도가 설계와 운전조건의 최적화를 위하여 절대적으로 중요함을 알 수 있다.

• 농업과학연구
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• 제32권1호
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• pp.43-51
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• 2005

본 조사는 대전광역시 양축농가의 축사 형태, 그리고 축분 및 축사주위의 악취물질의 농도를 측정하기 위하여 실시하였다. 한우사는 조사 농가 중 대부분(94.5%)이 톱밥 또는 왕겨를 축사 바닥에 깔아주고 있어서 분뇨가 축사 밖으로 유출되지 않았다. 돈사의 경우는 대부분이 슬러리식을 채택하고 있었으나 아직도 일부 농가는 바닥 충전재를 사용하고 있었으며 축사로부터의 오물 유출가능성은 없다고 판단되었다. 계사의 경우, 육계사는 전부 바닥 깔짚을 사용하고 있었고 산란계사는 스크레퍼를 이용하고 있었으며, 축사로부터의 오염물의 유출 가능성은 없다고 판단된다. 사슴사는 12개소 중 3개 소는 바닥 충전재를 사용하고 있었으며, 10개소는 재래식으로 관리되고 있었으며, 지붕설치 여부와 관련하여 볼 때 7개소는 우천 시 오물의 유출이 우려된다고 하겠다. 생분의 암모니아, 아민류 및 휘발성지방산 함량은 부숙분에 비하여 전반적으로 낮았으며, 함황 물질인 황화수소, 메틸메르캅탄 및 에틸메르 캅탄의 농도는 부숙분에 비하여 높게 나타났다. 축사내의 악취성분은 돈사와 육계사에서 암모니아와 황화수소가 미량 검출되었을 뿐 다른 성분은 검출한계 이하였다. 축사 외 부지경계선에서의 악취성분은 검출되지 않았다. 그리고 악취감 소용 사료첨가제에 대한 축산농가의 반응은 전반적으로 부정적으로 나타났다. 위와 같은 사실로 미루어 볼 때 축산 시설로부터의 오염물질 유출은 우려할 수준은 아니라고 생각되지만, 조사 시점이 동절기인 것을 감안하면 좀 더 세심한 배려가 있어야 할 것으로 생각된다. 그리고 악취저감 사료첨가제에 대해서는 제조기준을 설정할 필요가 있다고 생각된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.56-65
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• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권4호
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• pp.593-606
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• 2003

본 연구에서는 육계분과 제과부산물로 구성되는 반추가축용 TMR의 효과적인 제조 방법 모색을 위하여 총 5회의 실험을 수행하였으며, 각 실험의 내용은 다음과 같다. 실험 1: 퇴적발효 공법을 이용한 TMR의 소규모(1 ton) 제조. 실험 2: 퇴적발효 공법을 이용하여 제조된 TMR의 펠렛화. 실험 3: 퇴적발효 공법을 이용한 TMR의 현장 규모(15 ton) 제조. 실험 4: 혐기발효 공법을 이용한 TMR의 현장 규모(0.5 ton 타이콘백 이용) 제조. 실험 5: 육계분 단독 퇴적발효 후 급여 시 TMR 제조. 선별 육계분과 건조 제과부산물은 총가소화영양소(TDN) 함량이 69%(체중 200 kg의 육성 한우 요구량 충족)가 되도록 혼합되었으며, 각 실험별 처리에 따른 온도 변화, 외관적 특성 및 물리화학적 성분 변화를 분석하였다. 육계분에 제과부산물을 혼합함으로서 OM은 상당히 증가하였고(P<0.05), 과다한 단백질과 섬유소 함량은 육성우 요구량 수준으로 낮아지는(P<0.05) 등의 영양적으로 상호 보완적인 조화를 보였다. 실험 1과 3의 퇴적발효 공법 적용 시 발생된 발효열은 살균 효과를 충족시킬 정도로 상승하였으며, 공정 중의 화학적 성분상의 손실은 미미하였고, 표층의 공기 접촉 부위에 흰 곰팡이가 발생하고, 내부 고열로 인한 부분적 숯화(charring) 현상이 나타났다. 이의 펠렛화 시(실험 2) 단순 소형 펠렛기의 이용이 충분히 가능하였으며, 공정 중의 약간의 OM 손실과 ADF-CP 증가 현상이 수반되었다(P<0.05). 실험 4의 혐기발효 공법 적용 시 공정 간의 true protein : NPN 비율의 감소(P<0.05) 현상 이외에는 별다른 화학적 성분상의 차이는 없었으나, 한 달간의 발효기간만으로는 양호한 발효 성상을 보이지 못하였다. 실험 5의 육계분 단독 퇴적발효는 true protein : NPN 비율 감소(P<0.1), 섬유소 중 hemicellulose 함량 감소(P<0.05) 및 ADF-CP 함량 증가(고열로 인해)를 초래하는 경향이었고(P<0.1), 퇴적발효된 육계분을 급여 전에 제과부산물과 혼합하는 것도 위생적이고, 영양 보전적인 방법인 것으로 사료되었다.

• 농업과학연구
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• 제39권3호
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• pp.335-340
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• 2012

밤의 가공과정에서 임업 부산물로 생산되는 율피(밤껍질)는 밤 생산량의 50%를 차지하며, 사료비 저감을 위한 반추동물의 사료원으로서 이용 가능성이 있으나 이에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 밤의 가공 부산물인 1, 2차 율피의 반추동물용 사료로서의 영양적 가치와 반추위 발효 특성을 분석하기 하기 위해 1, 2차 율피의 영양소를 분석하고, 48시간 동안 in vitro 반추위 발효 실험을 실시하여 율피의 첨가 수준에 따른 in vitro 반추위 건물 소화율 및 가스 발생량을 측정하였다. In vitro 실험의 기본 사료로는 시중에서 판매되는 유산양 TMR을 이용했으며, 기본 사료와 1차 율피 및 2차 율피의 비율을 달리하여 13개의 처리구로 실험을 실시하였다. 처리구는 2차 율피 100%, 1차 율피 100%, 2차 율피와 1차 율피의 1:1 혼합구, TMR 100% 및 TMR을 2차 율피, 1차 율피 또는 1, 2차 율피 혼합으로 각각 5%, 10%, 15% 대체한 처리구이다. 율피의 일반 성분분석에서 1차 율피는 2차 율피에 비해 섬유소(NDF, ADF, 리그닌) 함량이 전체적으로 높고 이에 따라 비섬유소탄수 화물의 함량은 낮으나, 그 외의 영양소에서는 차이를 보이지 않았다. In vitro 반추위 건물 소화율은 유의적으로(p<0.05) 2차 율피(71.97%)가 가장 높았고, 1차 율피(42.80%)가 가장 낮았다. 2차 율피의 첨가 수준이 증가됨에 따라 건물소화율은 변화가 없었으며, 1차 율피의 첨가에 따라서는 소화율이 감소하는 경향을 보였다. 가스 발생량은 2차 율피 처리구에서 48시간 가스 발생량 및 발생 속도가 가장 높았고, 1차 율피 처리구에서 가장 낮았으며, TMR을 율피로 15%까지 대체하였을 때 가스 발생량의 차이는 유의하지 않았다. pH 또한 유의적으로(p<0.05) 2차 율피(6.33)에서 가장 낮았고, 1차 율피(6.50)에서 가장 높았다. 결론적으로 2차 율피는 반추동물의 사료 자원으로서 이용가치가 충분히 있으며, 1차 율피의 경우 상대적으로 사료가치가 떨어지나 조사료를 일부 대체하는 것은 가능할 것으로 판단된다. 하지만, 율피의 사료 가치를 보다 올바로 평가하기 위해서는 동물을 이용한 in vivo 대사, 소화, 성장 및 기호성 실험이 필요한 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.577-584
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• 2018

본 연구는 목질계 섬유판 제조에 있어 목섬유에 대한 도계부산물인 닭털의 부분적 대체화 가능성을 검토하기 위하여 수행하였다. 닭털은 주로 케라틴계 단백질로 구성되어 있으며, 외형적으로 목섬유와 큰 차이는 없었다. 닭털의 전처리 방법에 따른 포름알데히드 흡착능을 비교한 결과, 닭털을 고온/고압에서 처리하고 분쇄한 우모분에서 가장 높았다. 한편 일반 가위로 절단한 닭털과 이를 가정용 믹서로 고해시킨 닭털의 폼알데히드 흡착량을 dinitrophenylhydrazine법으로 측정한 결과 차이는 없었다. 닭털, 고해 닭털, 우모분을 각각 목섬유의 전건무게를 기준으로 5 wt%로 혼합하여 제조한 중밀도섬유판(MDF)의 물성과 폼알데히드방출량은 닭털의 전처리 조건에 영향을 받지 않았다. 그러나 이 측정치를 목섬유만으로 제조한 MDF와 비교하였을 때, 두께팽윤율과 폼알데히드방출량은 크게 개선되었다. 따라서 현재 생산 현장에서 적용되고 있는 요소수지를 이용한 MDF 제조에 있어 목섬유와 함께 일정한 양의 닭털, 고해 닭털 또는 우모분을 첨가할 경우 치수안전성과 폼알데히드방출량이 개선된 MDF의 제조가 가능할 것으로 예상된다. 그러나 MDF제조에 있어 닭털의 사용은 현재 상황에서 목섬유와 비교하여 원료 확보의 어려움과 높은 단가로 경제성이 낮은 것으로 조사되었다. 경제성 향상을 위하여 중소형 도계장에서 발생하는 닭털을 이용하거나, 동물성 사료의 금지에 대한 대비책 및 인플루엔자 감염 조류에 대한 환경적 처리 방안으로 닭털의 섬유판 원료에 대한 부분적 대체화 기술은 향후 사용 가능성이 충분할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권6호
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• pp.715-721
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• 2007

전자산업 중 반도체 및 LCD 공장과 같이 폐수에 불소가 다량 함유되어 있는 경우, 불소처리를 위하여 과잉으로 사용되는 소석회에 의하여 처리수의 잔류 칼슘농도가 높으며, 높은 잔류칼슘 농도는 폐수의 재이용 시 일반적으로 채택되는 membrane 공정의 불안정한 운전을 초래하게 된다. 따라서, 전자폐수의 재이용을 위하여 신뢰성 있으며, 경제적인 칼슘제거기술의 개발이 절실히 필요한 실정이다. 본 연구에서는 캐비테이션을 이용한 Hyperkinetic Vortex Crystallization(HVC) 공정을 적용하여 폐수중의 칼슘 이온의 calcification 속도를 촉진하였으며, HVC 공정 적용 시 기존 소다회법에 비하여 동일 약품 주입농도에서 31% 높은 칼슘제거효율을 보였다. 또한, 전자산업 폐수의 재이용을 위한 경제적인 칼슘제거효율인 70%를 달성하기 위한 최적 소다회 주입농도는 유입수 대비 530 mg/L였다. 반응조 내 동질의 반응 핵인 calcite seed 농도가 칼슘제거효율에 큰 영향을 주며, 최대 칼슘제거효율을 달성하기 위한 calcite seed 농도는 $800\sim1,200mg$ SSA이였다. 또한, 소다회 주입에 따른 calcite 발생량은 평균 0.30 g SS/g $Na_2CO_3$였다. HVC 케비테이션 생성장치의 설계 시 HVC 장치 통과횟수를 $2\sim5$회 범위에서 안전율을 고려하여 용량선정을 하여야 한다. HVC 공정을 이용한 연속회분식 운전 결과, 유입수 칼슘농도 변화폭은 $74\sim359$ mg/L(평균 173 mg/L)로 매우 컸던 반면, 처리수 칼슘농도는 $30\sim72$ mg/L(평균 49 mg/L)로 비교적 안정적인 처리효율을 보여주었다. 본 연구결과 HVC 공정은 화학약품 사용량의 절감 및 이에 따른 화학슬러지 발생량의 감소를 기대 할 수 있는 친환경기술로 유지관리비를 최소화할 수 있는 장점이 있었다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1347-1353
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• 2018

본 연구는 한국전통약용식물(구기자, 오미자 잎)의 발효물로부터 분리한 Bacillus coagulanse NRR1207의 발효 특성을 파악하고 Bacillus coagulans NRR1207의 ${\alpha}$-galactosidase의 활성과 이를 통한 대두박의 비소화성분의 분해를 확인하였다. Bacillus coagulans NRR1207이 생산하는 효소 중 ${\alpha}$-galactosidase, ${\beta}$-galactosidase, ${\alpha}$-glucosidase가 가장 높은 40 nmol 이상의 활성을 나타내었다. Bacillus coagulans NRR1207의 발효 특성은 10% skim milk에서 배양했을 때, pH는 급속히 감소했고 적정 산도는 1.9%까지 증가했고 생균수도 발효 24시간에 8.8 log CFU/ml로 증가했다. 유당은 배양 72시간째 완전히 고갈되었고 유산 생산 능력도 탁월했다. Bacillus coagulans NRR1207을 대두박에 접종 후 배양시간에 따른 생균수의 변화는 배양 시작 시 7.6 log CFU/ml, 배양 16시간에 최고에 도달하여 9.0 log CFU/ml이었고 배양 72시간에 8.3 log CFU/ml로 Bacillus coagulans NRR1207이 왕성하게 잘 성장하였다. 대두박의 비소화성분 분해는 Bacillus coagulans NRR1207 접종 후 발효 24, 48, 72시간이 경과하면서 이 균이 생산한 ${\alpha}$-galactosidase에 의해 비소화성분인 stachyose와 raffinose가 대부분 분해되고 galactose가 생성되었다. 따라서 Bacillus coagulans NRR1207은 대두박의 비소화성분을 분해하는 생균제(Probiotics)로써 이용하여 식품 및 가축 사료 이용성 증대에 활용이 가능할 것으로 사료된다.