본 연구에서는 국내 화력발전소에서 발생되는 바텀애쉬를 이용하여 질석 성형물을 제작하였으며, 이를 이용하여 흡음 건자재 제조를 위한 흡음성, 최고 휨파괴하중에 대하여 고찰하였다. 이러한 바텀애쉬와 질석의 성형물 제조를 위하여, 마이크로웨이브 건조방식의 공정를 사용하였다. 또한, 바텀애쉬의 볼밀링작업을 통하여 얻어진 $65{\mu}m$ 정도의 크기의 균일한 분말이 사용되었다. 5, 10 wt%의 바텀애쉬와 질석의 성형물을 제조하여, 최고 휨파괴하중 특성이 분석 되었다. 이러한 실험 결과들은 바텀애쉬의 재활용 기술에 필요한 기초적인 데이터를 제공한다.
강원 영동지역이나 전북지역에는 유기질 함량이 높은 흙이 많이 분포하고 있다. 이와 같은 유기질토는 주로 미분해된 섬유질로 구성되어 있으므로 흙의 함수비를 측정하기 위하여 $110^{\circ}C$의 건조로에 넣고 함수비를 측정할 경우 흙속에 포함된 유기질 성분이 분해될 수 있기 때문에 정확한 함수비 측정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 건조로뿐 아니라 전자레인지를 이용하여 유기질토의 함수비 측정방법에 대하여 연구하였다. 국내에서 채취한 유기질 성분이 높은 흙뿐 아니라 모래, 실트, 카올리나이트와 같은 일반 흙도 실험하였다. 먼저 건조로의 온도를 표준 온도인 $110^{\circ}C$를 포함하여 $60^{\circ}C$ 또는 $80^{\circ}C$로 설정하여 흙의 함수비를 1일, 2일 및 3일 후 각각 측정하였다. 또한, 전자레인지를 이용하여 시료의 무게(30g, 60g)와 측정시간(3, 5, 9, 12, 15분)을 달리하면서 흙의 함수비를 측정하였다. 유기질토의 경우 건조로의 온도가 높을수록 흙 속에 포함된 유기질 성분이 분해되면서 함수비는 증가하였으며, 일부 시료의 경우 $60^{\circ}C$보다 $110^{\circ}C$에서 최대 2배까지 증가하였다. 한편 건조로 측정시간에 따른 함수비 변화는 대부분 온도나 유기질 함량에 관계없이 1일 후 함수비 변화가 미미하였다. 전자레인지를 사용하여 흙의 함수비를 측정한 경우 시료의 양이 30g인 경우에는 12분 그리고 60g인 경우에는 15분 정도에서 함수비가 일정하게 수렴하였으며, 전자레인지를 이용하여 측정한 함수비는 건조로 $60^{\circ}C$에서 측정한 함수비와 유사한 경향을 보였다.
하수를 정화하는 과정에서 발생하는 슬러지는 과거 주로 매립되어 왔으나, 2003년 유기성 슬러지의 매립금지라는 폐기물 관리법이 개정됨에 따라 최근에는 주로 해양투기 되어왔다. 그러나 '런던협약 96의정서'에 의해 2011년부터 해양투기도 금지될 예정이어서, 세계 각국은 슬러지의 다양한 처리방법에 대해 노력하고 있다. 우리나라도 예외 없이, 하수슬러지의 합리적인 처리방법을 찾기 위해 현재 많은 전문가들이 노력하고 있으며, 그중 하나가 재생 에너지화이다. 슬러지의 재생 에너지화의 성패는 친환경적이고 경제적인 건조방법에 달려 있다 해도 과언이 아니다. 따라서 본 연구에서는 영동군에서 발생하고 있는 하수슬러지를 재생에너지화하기 위해, 슬러지의 화학적 특성을 분석하여 에너지화 가능성을 검토하고, 마이크로파를 물과 슬러지에 각각 조사하여 슬러지의 건조 특성과 효율성 등을 분석하였다. 그 결과, 영동군하수 슬러지는 중금속 성분이 매우 적고 열량이 3,370kcal/kg 이상으로 재생에너지화하기에 적당함을 확인하였다. 또한, 마이크로파에 의한 슬러지 건조 특성을 분석한 결과, 슬러지 중량 대비 시간의 곡선은 투입 슬러지 량에 관계없이 늘어진 S자 형태의 거동특성을 보임은 물론 그 기울기가 일정함을 확인하였다. 또한, S 곡선을 변곡점 기준으로 세 영역으로 나눌 경우 두 번째 영역에서 건조가 가장 많이 일정하게 발생하며, 전체 건조량의 약 80% 이상임도 확인하였다. 본 결과는 향후 마이크로파를 이용한 full-scale 건조공정에서 투입 슬러지 대비 슬러지 건조량을 예측하는데 적용할 수 있다. 또한 본 실험 결과에 의하면, 마이크로파에 의한 건조능력이 약1.0kg/kW 이상을 보이고 있어 경제성도 갖고 있음을 확인하였다.
The antioxidant enzyme and DPPH radical scavenging activity with variations in drying methods of diploid and tetraploid in Platycodon grandiflorum were determined. Antioxidant enzyme activities were measured as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX), and ascorbate peroxidase (APX). The roots of Platycodon grandiflorum were freeze-dried, indoor-dried, hot-air dried, and microwave dried. The root extract of P. grandiflorum have shown the highest SOD enzyme activity of 92% in tetraploid of freeze-dried and indoor-dried while diploid of microwave dried showed the lowest SOD enzyme activity of 47.5%. The activity of CAT showed higher values in the root of tetraploid than in the diploid of P. grandiflorum in all drying methods. The APX activity showed relatively higher values in the root extract of freeze-dried both the diploid and tetraploid, but the difference in comparison with other extracts was not significant. The POX activities according to drying methods of diploid and tetraploid in P. grandiflorum showed relatively high values in freeze-dried and indoor-dried compared with other drying methods, and the POX activity between the diploid and tetraploid was not significant difference in each drying method. The DPPH radical scavenging activity with variation in drying methods of diploid and tetraploid in P. grandiflorum was the highest in the freeze-dried, and was higher in tetraploid than diploid in all the concentrations. In conclusion, the root of P. grandiflorum had the potent biological activities in both diploid and tetraploid. In particular, the tetraploid root of P. grandiflorum showing high antioxidant enzyme activity could be good materials for development of source of functional healthy food.
달 탐사에 대한 관심이 늘어나면서 인공월면토를 포함한 달 지상 환경 모사에 대한 연구가 진행되고 있다. 인공월면토를 포함하여 진공환경을 조성할 때 발생하는 문제점 중의 하나는 토양에서 나오는 탈 가스로 인해 고진공에 도달하는 시간이 길어진다는 것이다. 이러한 탈 가스의 대부분은 수분이며, 진공챔버에 넣기 전 인공월면토의 표면에 붙어있는 수분을 제거하는 전처리 과정을 수행한다면 고진공에 도달하는 시간을 상당히 줄일 수 있다. 기존의 토양 건조 방법을 사용하여 각 방법이 인공월면토의 수분제거에 얼마나 효과적인지 확인하였다. 드라이 오븐을 이용한 방법, 마이크로웨이브 오븐을 이용한 방법, 직접가열 건조하는 방법과 진공 오븐을 이용한 방법을 이용하여 인공월면토 시료의 건조 실험을 수행하였으며, 건조 실험의 결과를 제시하였다. 실험결과 드라이 오븐에서 110℃로 건조하는 방법과 마이크로웨이브 오븐을 이용한 건조 방법은 수분제거 효과가 충분하지 않았으며, 200℃ 이상에서 진공오븐을 이용한 방법과 직접 가열하는 방법은 수분제거 효과가 좋았다.
This study was carried out to investigate change in the components according to drying methods of jujube. Raw jujube was dried with five methods such as sun-drying, hot-air drying after pretreated with sunlight, blanching, microwave treatment, respectively. The contents of soluble sugar and protein in sun-dried jujube were higher than those of other drying methods. The free sugars of dried jujube were consisted of sucrose, glucose and fructose. And the contents of free sugar was not different by drying methods. The major organic acids of dried jujube were oxalic acid, citric acid and malic acid. The contents of glutamic acid, glycine and alanine were higher than those of other amino acids, and the content of each amino acid was not different by drying methods.
암석의 공극률을 산출하기 위해서는 일반적으로 한국암반공학회에서 정하고 있는 '암석의 공극률 및 밀도 측정 표준시험법'이 사용된다. 그러나 건조로를 이용하여 공극률을 구하는 이 같은 표준시험법은 8-24시간이 소요될 뿐만 아니라, 실험 도중 4시간 간격마다 시료를 꺼내어 무게를 측정해야 하는 번거로움이 있다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 마이크로웨이브 오븐을 이용하여 암석의 공극률을 측정하는 방법을 제안하였다. 마이크로웨이브 오븐에 무게 모니터링 시스템을 구축하여 무게 측정의 오차 발생 요인과 실험 과정의 번거로움을 줄였다. 건조과정에서 시료의 온도를 $105{\pm}3^{\circ}C$ 이내로 유지하기 위해 적절한 가열/휴지시간을 설정하였으며, 시료의 무게 변화량이 최초 무게의 0.1% 이내에 들면 모니터링을 중단할 수 있도록 알람 시스템도 구현하였다. 무게 모니터링 데이터에 곡선접합을 실시하여 시료의 건조무게를 구하고, 이를 이용하여 공극률을 산출하였으며, 이렇게 구한 공극률을 표준시험법으로 구한 공극률과 비교하였다. 사암을 이용해 실험한 결과, 마이크로웨이브 오븐으로 구한 공극률은 표준시험법으로 구한 공극률과 최대 0.4%의 오차를 보여 표준시험법의 결과와 유사하였다. 또한 동일 시료를 이용하여 공극률을 반복 측정한 결과, 표준편차가 최대 0.23% 정도로 정밀도 또한 양호하였다. 따라서 마이크로웨이브 오븐을 사용할 경우 높은 신뢰도로 공극률 산출이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구는 열풍 건조와 동결 건조한 오미자를 시료로 하여 마이크로웨이브 추출 조건(W, 시간, 에탄올 농도)에 따른 추출물의 항산화 특성을 비교하였다. 추출물의 총 폴리페놀 함량과 항산화능(DPPH, ABTS radical 소거능)은 마이크로웨이브 용량(100-200W)이 증가할수록 동결 및 열풍 건조 모두에서 증가하였다. 추출시간(1-8분)에 따른 총 폴리페놀 함량과 항산화능은 동결건조 시료에서는 증가하였지만, 열풍건조 시료의 경우는 4분까지 증가하다가 이후에는 감소하였다. 용매를 달리한 추출물의 총 폴리페놀 함량과 항산화능은 에탄올 및 물 혼합 용매 추출물(50, 70%)에서 가장 높게 나타났으며, 열수 추출물과 99% 에탄올 추출물은 낮게 나타났다. 건조방법에 따른 총 폴리페놀 함량과 항산화능을 비교하였을 때, 모든 추출 조건에서 동결건조 오미자는 열풍건조 오미자보다 높은 항산화 활성을 나타내었다. 각 추출조건별 실험인자들의 상관성을 분석한 결과, 동결 오미자는 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성 간에 높은 상관성을 나타낸 반면, 열풍건조 오미자는 상관성이 상대적으로 낮았다. 이상의 결과에서 건조방법은 오미자 추출물의 항산화적 특성에 유의적인 영향을 미쳤으며, 동결건조 오미자는 열풍건조 오미자보다 높은 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성을 나타내었다.
침엽수 구조재인 S.P.F 수종을 마이크로파로 단시간에 급속 건조시켜 액상의 인산염계 방염약제에 시간별로 침지시킨 후 2차 마이크로파 가열을 한 다음 3.8cm의 두께에서 1cm를 압축시켜 방염 후 처리물품 시험과 내구성 시험을 실시한 결과 1차 마이크로파 적정 가열시간은 5kW에서 7분 동안 가열할 경우 목표 함수율(4~5%)을 만족하는 것으로 나타났다. 인산염계 방염약제에 침지, 건조 후 3kW로 9분 동안 가열시켜 연화된 상태에서 압축된 목재의 함수율 측정결과 시험편 모두 외부용 목재의 적정 함수율인 12~14%의 범위를 만족하는 것으로 나타났다 또한 압축된 목재의 방염후 처리물품 시험을 통한 방염성능은 방염약제에 30분간 침지된 시험편이 가장 우수한 것으로 나타났으며 압축된 목재의 성능 시험 결과 경도, 못뽑기 저항, 압축, 휨강도, 전단 강도 모두 약 2~3배 이상 역학적 특성이 향상되었다.
본 연구에서는 굳지 않은 콘크리트의 단위수량 정밀 측정방법으로써 고주파가열법을 검토하기 위해 3가지의 대표적인 가열건조 시험방법에 사용되는 단위수량 추정식을 선정하고 계산의 원리 및 실제 시험과정에서 발생할 수 있는 오차 요인을 고찰하였다. 또한, 각 단위수량 추정식의 계산과정에서 고려될 수 없는 실험적 요인인 분체 및 골재의 구성비나 물리특성을 변화시킨 콘크리트에 대해 고주파가열법을 통한 굳지 않은 콘크리트의 단위수량 시험을 진행하였다. 고주파 가열법를 이용한 굳지 않은 콘크리트의 단위수량 시험방법은 ± 20kg/m3의 허용오차 범위를 대부분 만족하였으나, 추정식에 따라 경향 및 오차의 크기가 차이를 나타냈다. 웻스크리닝 과정에서 발생하는 시료 편차 또는 시료 샘플링 과정에서 발생하는 굵은골재채취량 편차로 인한 추정오차의 영향을 최소화하기 위해서는 가열 건조시 콘크리트 시료를 이용하고 이후 시료의 굵은골재의 채취량 편차를 추정식에서 보정하는 방법으로 추정한 단위수량이 가장 정확한 결과를 나타내는 것을 실내 배합시험을 통해 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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