• 농업과학연구
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• 제3권1호
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• pp.105-119
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• 1976

Caramel 색소(色素)의 원료(原料) 대체(代替)를 위(爲)한 기초연구(基礎硏究)로서 자당(蔗糖), 포도당(葡萄糖), 전분당화액(澱粉糖化液) 및 전분질원료당화액(澱粉質原料糖化液)을 여러 가지 촉매하(觸媒下)에서 Caramel화(化) 시킨 다음 그 제품(製品)을 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. Sucrose syrup에 pH3.5가 되도록 산(酸)($H_2SO_4$)을 가(加)한 다음 Caramel화(化)하면 색력(色力)이 비교적(比較的) 강(强)하고 색조양호(色調良好)하며 내식염성(耐食鹽性), 내(耐)Tannin성(性) 및 내(耐)Alcohol성(性)이 강(强)한 품제(品製)이 되었다. 2. Sucrose syrup에 pH9.5가 되도록 Alkali($Na_2CO_3$)를 가(加)하여 Caramel화(化)한 제품(製品)은 색력(色力)이 매우 강(强)하나 적미(赤味)가 약간(若干) 떨어지며, 내(耐)Alcohol성(性)이 강(强)하였으나 내염성(耐鹽性) 및 내(耐)Tannin성(性)이 약(弱)하였다. 3. Sucrose syrup에 $NH_4Cl$ 및 $(NH_4)_2SO_4$와 같은 Ammonium의 강산염(强酸鹽)을 가(加)하여 Caramel화(化)하면 색력(色力)은 매우 강(强)하나 적미(赤味)가 부족(不足)하고 안정성(安定性)이 대단(大端)히 약(弱)한 제품(製品)이 되었으며 $(NH_4)_2CO_3$ 및 $(NH_4)_2SO_3$와 같은 Ammonium의 약산염(弱酸鹽)을 가(加)하였을때에는 색력(色力)이 비교적(比較的) 강(强)하고 색조양호(色調良好) 하며 내염성(耐鹽性) 및 내(耐)Alcohol이 강(强)하였으나 내(耐)Tannin성(性)은 약(弱)하였다. 4. Glucose syrup에 pH9.5에 달(達)하도록 Alkali($Na_2CO_3$)를 가(加)하여 Caramel화(化)하면 색력(色力)을 매우 강(强)하나 적미(赤味)는 떨어지고 내염성(耐鹽性) 및 내(耐)Alcohol은 강(强)하였으나 내(耐)Tannin성(性)은 약(弱)한 제품(製品)이 되었다. 5. Glucose syrup에 각종(各種) Ammonium염(鹽)을 첨가(添加)하고 Caramel화(化) 시켰을 때 $NH_4Cl$구(區)는 색력(色力)이 극(極)히 약(弱)하고 색조불량(色調不良)하며 내(耐)Tannin성(性)도 약(弱)한 제품(製品)이 되었으나 $(NH_4)_2CO_3$, $(NH_4)_2SO_4$, 및 $(NH_4)_2SO_3$ 구(區)는 모두 색력(色力)이 매우 강(强)하였으나 적미(赤味)는 떨어지고 내(耐)Tannin성(性)도 약(弱)하였으나 $(NH_4)_2SO_3$구(區)는 내염성(耐鹽性) 및 내(耐)Alcohol성(性), $(NH_4)_2SO_3$구(區)는 내(耐)Alcohol성(性), $(NH_4)_2SO_4$구(區)는 내염성(耐鹽性)이 강(强)하였다. 6. 각종전분(各種澱粉)의 산당화액(酸糖化液)을 산성하(酸性下)에서 $(NH_4)_2SO_4$를 첨가(添加)하여 Caramel화(化) 하였을 때 감자 전분당화액구(澱粉糖化液區)가 색력(色力)이 가장 강(强)하여 Glucose Caramel의 그것과 비숫한값(2.385)을 나타내었으며 다음이 고구마 전분당화액구(澱粉糖化液區)(1.665)이고 옥수수 전분당화액구(澱粉糖化液區)의 색력(色力)(0.90)이 가장 약(弱)하였으며 이들은 모두 내염성(耐鹽性)이 강(强)하고 내(耐)Tannin성(性) 및 내(耐)Alcohol성(性)이 약(弱)하였다. 7. 건조(乾燥) 분쇄(粉碎)한 고구마, 도토리, 및 굴발분말(粉末), 물로 7일간(日間) 추출(抽出), 경사(傾斜)시키거나 50% Alcohol 용액(溶液)에 24시간(時間) 추출과정(抽出過)한 도토리 및 굴밤분말(粉末)을 전분당화시(澱粉糖化時) 동일방법(同一方法)으로 산당화(酸糖化)시킨 다음 Caramel화(化)하여 그 제품(製品)을 분석(分析)한 결과(結果), 거의 대부분(大部分) 색력(色力)이 약(弱)하고 적미부족(赤味不足)하며 안정성(安定性)도 매우 떨어져, 전분(澱粉)의 분리(分離), 정제(精製), 또는 당액(糖液)의 정제(精製)가 선행(先行)되어야 할것으로 생각되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권11호
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• pp.1575-1581
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• 2011

본 연구에서는 유채박 섬유질을 고부가가치로 활용하기에 앞서 적합한 화학적 전처리 조건을 찾고자, 산 및 알칼리 촉매로 다양한 조건 하에 처리한 후, 각 인자들에 따른 유채박의 분해율 및 유리당 함량을 측정하였다. 유채박은 $H_2SO_4$, HCl, NaOH 촉매 중 HCl 촉매 하에서 가장 효과적으로 분해되었으며, 특히 1%의 촉매 농도에서 높은 분해율을 보였다. 반면 $H_2SO_4$, HCl 촉매 하에서 유채박 투입량이 낮을수록 분해율이 증가하였으나, NaOH 촉매 하에서는 유채박 투입량에 따른 분해율 차이가 거의 관찰되지 않았다. 분해 후 측정된 총 유리당 함량은 HCl를 처리한 경우가 가장 높았으며, 유채박 투입량이 증가함에 따라 총 유리당 함량이 감소하였으나 이에 따른 영향은 미미했다. 또한 2% 촉매에서 총 유리당 함량이 높았으나 HCl 촉매의 경우 1%일 때가 다른 처리 조건들보다 총 유리당 함량이 높았다. 각각의 유리당으로는 $H_2SO_4$, HCl 촉매 하에서 glucose, galactose, arabinose, fructose가 주로 분리되었으며 NaOH 촉매 하에서는 대부분 sucrose가 분리되었다. 촉매 농도가 증가함에 따라 glucose, galactose 함량은 증가하였고, fructose 함량은 감소하였으며, 거의 모든 유리당에서 유채박 투입량이 증가함에 따라 그 함량이 감소하였다. 상기 결과를 종합해 보면 총 유리당은 유채박을 1% HCl를 사용하여 2 g/100 mL의 비율로 화학적 처리하는 것이 본 연구 범위 내에서 총 당을 분리해내는데 가장 우수한 것으로 조사되었으며 glucose, galactose는 2% HCl-0.5 g/100 mL, fructose는 0.5% $H_2SO_4$-0.5 g/100 mL 조건에서 효율적인 분리가 이루어짐을 확인하였다. 따라서 목표하는 당에 따라 적합한 촉매, 촉매 농도, 시료 투입량을 조절하여 분리해낼 수 있을 것으로 생각한다. 현재 분리되어 나온 당을 바탕으로 기능성 당 및 수용성 식이섬유를 얻는 연구를 수행하고 있으며, 실질적으로 대량의 당들을 순도 높게 얻기 위해서는 처리 규모(시료양, 촉매)를 늘리거나 각각의 당들을 효과적으로 정제하는 연구도 필요할 것으로 생각한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권6호
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• pp.806-811
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• 2016

오르가노솔브를 이용한 전처리는 목질계 바이오매스의 주요성분을 분별하고 전처리 바이오매스의 효소당화를 효과적으로 유도할 수 있는 공정이다. 이에 사용되는 오르가노솔브는 증류와 재순환공정으로 쉽게 재사용이 가능하고 고형성분에서 리그닌을 화학적으로 분별시킬 수 있다는 장점이 있다. 경제적인 이유로서 낮은 분자량의 알코올(에탄올, 메탄올 등)이 사용되어 왔으며, 무기산(염산, 황산, 인산 등)이 촉매로 첨가되었을 경우 탈리그닌 효과 및 자일로스 성분의 수율을 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 오르가노솔브로는 에탄올을 사용하였고 소량의 황산 촉매를 첨가해 전처리를 수행하였다. 바이오매스는 침출식반응기에서 40~50 wt%의 에탄올을 이용해 20~60분 동안 $170{\sim}180^{\circ}C$에서 전처리가 되었다. 전처리를 마친 바이오매스에 대해서는 전처리 효과를 알아보기 위하여 72시간 동안 효소당화를 수행하였다. 그 결과 $180^{\circ}C$에서 50 wt% 에탄올을 이용한 리기다의 2단 전처리에서 당화율은 40.6%로 나타났지만 같은 조건에서의 1단 전처리에서는 55.4%로 가장 높게 나타나는 것을 보았을 때, 용매와 촉매를 균일하게 섞는 것이 전처리에 효과적이라는 것을 알 수 있었다.

• 분석과학
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• 제23권6호
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• pp.511-517
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• 2010

황산 제조 및 그 외에 많은 유기화합물을 산화시키는 촉매제로 널리 이용되고 있는 공업용 오산화바나듐의 용해방법을 연구하였다. 오산화바나듐 시약은 왕수-$H_2O_2$-HF로 완전히 용해되었으나 판상 모양의 오산화바나듐 시료는 혼합산에 완전히 용해되지 않아 시료 전처리 방법을 확립할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 산 처리법과 용융법을 혼용한 방법 및 마이크로파 용해 장치를 이용한 용해법을 비교 분석하여 바나듐화합물의 용해성을 조사하였다. 바나듐 화합물은 왕수, 플루오르화수소산 및 과산화수소의 혼합산으로 녹이는 것이 최적이었으며, 두 용해 방법 중 마이크로파 용해 장치를 이용한 용해법이 분석의 신속성을 고려하면 보다 유용한 방법으로 판단되었다. 마이크로파 용해 장치로 용해한 다음 유도 결합 플라스마 원자방출분광법으로 측정한 결과 바나듐산화물($V_2O_5$) 함량은 $97.9{\pm}0.9%$이었다.

• 공업화학
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• 제26권3호
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• pp.372-376
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• 2015

6M HCl 용매 하에서 6-메틸퀴놀린과 chromium(VI) trioxide의 반응을 통하여 6-MQCC(크롬(VI)-6-메틸퀴놀린) 착물을 합성하였다. 적외선분광광도법(IR), 유도결합 플라즈마(ICP) 등으로 구조를 확인하였다. 여러 가지 용매 하에서 6-MQCC을 이용하여 벤질 알코올의 산화반응을 측정한 결과, 용매의 유전상수 값이 증가함에 따라 반응수율이 증가했다. 그 순서는 DMF > 아세톤 > 클로로포름 > 시클로헥센이었다. 산($H_2SO_4$) 촉매를 이용한 DMF 용매 하에서, 6-MQCC은 벤질 알코올(H)과 그의 유도체들($p-OCH_3$, $m-CH_3$, $m-OCH_3$, m-Cl, $m-NO_2$)을 효과적으로 산화시켰다. 전자받개 그룹들은 반응속도가 감소한 반면에 전자주개 치환체들은 반응속도를 증가시켰고, Hammett 반응상수(${\rho}$) 값은 -0.69 (308 K)이었다. 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 속도결정단계에서 수소화 전이가 일어났다.

• 공업화학
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• 제27권1호
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• pp.110-114
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• 2016

6M HCl 용매 하에서 피라진과 chromium (VI) trioxide의 반응을 통하여 PZCC (크롬 (VI)-피라진 착물)을 합성하였다. 적외선분광광도법(IR), 유도결합 플라즈마(ICP) 등으로 구조를 확인하였다. 여러 가지 용매 하에서 PZCC을 이용하여 벤질알코올의 산화반응을 측정한 결과, 용매의 유전상수 값이 증가함에 따라 반응수율이 증가했다. 그 순서는 N,N'-디메틸포름아미드 > 아세톤 > 클로로포름 > 시클로헥센이었다. 산($H_2SO_4$) 촉매를 이용한 N,N'-디메틸포름아미드 용매 하에서, PZCC은 벤질알코올(H)과 그의 유도체들($p-OCH_3$, $m-CH_3$, $m-OCH_3$, m-Cl, $m-NO_2$)을 효과적으로 산화시켰다. 전자받개 그룹들은 반응속도가 감소한 반면에 전자주개 치환체들은 반응속도를 증가시켰고, Hammett 반응상수(${\rho}$)값은 -0.70 (308 K)이었다. 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 속도결정단계에서 수소화 전이가 일어났다.

• KSBB Journal
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• 제17권6호
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• pp.543-548
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• 2002

Candida rugosa lipase를 이용하여 효소 농도, 반응온도, 알콜 농도 및 종류 등의 반응조건에 따른 racemic ibuprofen 에스테르화 반응의 초기반응속도, 전환율 그리고 입체 선택성 을 조사하였다. 제조된 S-(+)-ibuprofen alkyl ester는 황산을 촉매로 하는 가수분해반응에 의해 순수한 S-(+)-ibuprofen으로 전환되었다. 에스테르화 반응에서는 반응온도 6$0^{\circ}C$에서 최대 활성을 보였으며, 그 이상의 온도에서는 효소의 활성 저하로 전환율과 enantiomeric excess값이 동시에 현격하게 감소하는 경향을 보였다. 알코올 농도가 증가할수록 알콜의 효소반응 저해제작용으로 인하여 초기반응속도가 감소하는 경향을 보였으며, 최종 전환율은 Ibuprofen와 Alcohol의 몰 비가 1/1에서 최고 값을 나타냈다. 알콜 종류에 따른 알코올 체인 길이가(C$_2$~C$_{10}$) 증가할수록 전환율은 증가하였는데, 특히 알코올 체인길이가 가장 큰 데칸올이 가장 높은 전환율을 보였다. 반응온도가 6$0^{\circ}C$ 이상의 높은 경우를 제외하고 에스테르화 반응 조건에 따라 입체 선택성 즉 enantiomeric excess의 큰 변화는 없었다. 화학적 가수분해 반응은 비교적 짧은 반응시간(3시간)내에 평형반응에 도달하였으며 알코올 체인 길이에 관계없이 거의 95% 이상의 높은 전환율 및 입체 선택성을 나타냈다. Lipase에 의한 ibuprofen 에스테르화 반응의 최적 조건과 화학적인 가수분해 반응을 통해서 racemic ibuprofen으로부터 높은 수율의 S-(+)-ibuprofen을 확보할 수 있었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제56권12호
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• pp.885-892
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• 2018

Molybdenum disulfide ($MoS_2$) based electrocatalysts have been proposed as substitutes for platinum group metal (PGM) based electrocatalyst to hydrogen evolution reaction (HER) in water electrolysis. Here, we studied $MoS_2/CNFs$ hybrid catalyst prepared by electrospinning method with heat treatment for polymer electrolyte membrane(PEM) water electrolysis to improve the HER activity. The physicochemical and electrochemical properties such as average diameter, crystalline properties, electrocatalitic activity for HER of synthesized $MoS_2/CNFs$ were investigated by the Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray Diffraction (XRD), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Transmission Electron Microscopy (TEM), Raman Spectroscopy (Raman) and Linear Sweep Voltammetry (LSV). The as spun ATTM/PVP nanofibers were prepared by sol-gel and electrospinning method. Subsequently, the $MoS_2/CNFs$ was dereived from reduction heat treatment of ATTM at the ATTM/PVP nanofibers and carbonization heat treatment. Synthesized $MoS_2/CNFs$ electrocatalyst had an average diameter of $179{\pm}30nm$. We confirmed that the $MoS_2$ layers in $MoS_2/CNF$ electrocatalyst consist of 3~4 layers from the Raman results. In addition, We confirmed that the $MoS_2$ layers in $MoS_2/CNF$ catalyst consist of 7.47% octahedral 1T phase $MoS_2$, 63.77% trigonal prismatic 2H phase $MoS_2$ with 28.75% $MoO_3$ through the XRD, Raman and XPS results. It was shown that $MoS_2/CNFs$ had the overpotential of 0.278 V at $10mA/cm^2$ and tafel slope of 74.8 mV/dec in 0.5 M sulfuric acid ($H_2SO_4$) electrolyte.

• 대한환경공학회지
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• 제39권10호
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• pp.568-574
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• 2017

본 연구는 폐목재로부터 organosolv 공정을 이용해서 리그닌을 분리할 때 영향을 미치는 주요 3개의 반응조건(반응시간($X_1$), 산 촉매의 농도($X_2$) 및 반응온도($X_3$))을 리그닌 회수율(y) 기준으로 최적화하였다. 중심합성계획법(central composite design, CCD)에 따라 반응온도 $136.4-203.6^{\circ}C$, 산촉매 농도 0-2.5%, 반응시간 26.36-93.64 분의 범위를 가진 실험계획을 수행해서 2차 모델식 및 최적조건을 수립하였다. 2차 모델식은 $y=-79.89+0.91X_1+9.8X_2-2.54{\times}10^{-3}X_1{^2}-2.11X_2{^2}$와 같이 얻었으며, 결정계수(coefficient of determination, $R^2$) 값은 0.8531으로 10% 이내의 유의수준에서 유의성을 나타냈다. 2차 모델식에 따라 예측되는 최고 리그닌 회수율은 12.46 g/100 g of dry wood이며 이때 최적 반응 조건은 반응온도 $178.2^{\circ}C$, 산 촉매 농도 2.32%으로 나타났다. 폐목재 대상 organosolv 공정에서의 리그닌 수율은 반응온도보다는 산 촉매 농도의 영향이 더 크게 나타났으며 반응시간에 의한 영향은 없는 것으로 나타났다. 모델의 변동성 분석(analysis of variance, ANOVA)에 따르면 리그닌 수율(y)에 대한 모델식의 유의확률은 p<0.001로 높은 유의성을 보였다. 최적조건에서 모델의 재현성을 검증한 결과 모델식이 실제공정을 적절하게 모사한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.514-520
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• 2014

본 연구에서는 상용 응집제와 동일한 응집 성능을 확보할 수 있는 대체 응집제(황산알루미늄 용액)의 제조 가능성을 평가하였다. 사용된 대체 응집제 원료는 폴리머 제조 공정에서 발생하는 폐촉매 부산물(Waste activated alumina)이며, 대체 응집제는 1) 강열 및 분쇄, 2) 황산과의 화학적 중합 및 치환 반응, 3) 용해 및 희석, 4) 침전 및 분리과정을 거쳐 제조되었다. 실험실 규모의 autoclave 및 용해조에서의 최적 운전 조건을 도출하기 위해 황산 순도, 반응 온도, 황산 주입비 및 용해조에서의 물 주입비의 변화 등에 따른 대체 응집제 내 $Al_2O_3$ 함량이 분석되었다. 연구 결과, 황산 순도 50%, 반응 온도 $120^{\circ}C$, 황산 주입비 5배 및 용해조 물 주입비 2.5배의 조건하에서, 7~8% 범위의 $Al_2O_3$ 함량을 가지는 대체 응집제가 제조된다는 것이 확인되었다. 대체 응집제의 응집 성능을 평가하기 위해 호기조 유출수를 대상으로 Jar-test를 수행한 결과, Al/P의 몰비를 1.5 및 2.0으로 주입한 두 가지 경우 모두에서 기존 응집제의 인 제거 성능과 유사하거나 더 높은 제거 성능이 확인되었다. 추가적으로 경제성 평가를 통해 상용 응집제와 비교했을 때 50% 이상의 생산 단가 절감이 가능하였고, 생태독성 평가를 통해 환경적 문제없이 대체 응집제가 실제 하수처리장 또는 폐수처리장에 적용될 수 있는 것이 확인되었다.