• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2008

비록 전 세계적으로 많은 수의 소규모 시범 셀룰로식 에탄올 생산연구가 보고되고 있으며 셀룰로식 에탄올 생산을 위한 많은 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 전분계나 설탕계 에탄올과 경쟁할 수 있을 정도의 경제적 생산이 가능한 상용화된 셀룰로식 에탄올 생산시설은 현재까지 보고 된 바 없다. 또한 일부 환경경제학자들은 옥수수 작물자체가 수확기까지 많은 양의 수분과 에너지를 필요로 하고 매년 토양을 침출시키는 작물이어서 환경적인 문제점을 불러 올 수 있다는 점, 이후 옥수수 바이오매스로부터 에탄올을 생산할 때까지 들어가는 에너지의 양이 높다는 점등을 지적하며 옥수수로부터의 에탄올대량생산에 신중해야 한다는 의견도 있다(24). 하지만 가까운 장래에 석유를 대체할 액체연료 중 에탄올이 가장 적합하다는 미국이나 유럽의 목표에 따라 옥수수 줄기나 잎을 이용한 셀룰로식 에탄올 생산계획은 계속해서 추진될 것으로 보이며 상용화도 미국정부의 계획대로라면 수년 내에 이루어 질 것으로 보인다. 셀룰로식 에탄올의 상용화를 위해서는 여러 점들을 고려하여야 한다. 첫째로, 분자 및 유전자 수준까지의 식물에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 이러한 지식의 바탕에서 바이오매스를 효과적으로 정제할 수 있는 방안들이 가능하기 때문이다. 이를 위해서는 셀룰로스보다 상대적으로 덜 알려진 식물체 내에서의 리그닌 합성경로 및 결합구조나 헤미셀룰로스의 합성 및 리그닌과의 결합관계 둥에 대한 연구가 더욱 필요하다. 둘째로는 셀룰로식 에탄올생산의 상용화를 위해서는 화석연료의 수요를 대체할 수 있는 작물의 개발과 수확작물을 처리하여 공장이나 공업단지까지 경제적으로 수송할 수 있는 방법이 개발되어야 한다. 현재 거론되고 있는 셀룰로식 에탄올공장의 생산규모를 연간 1억 내지 1억 8천만 리터 정도의 규모로 생각하고 연간 250-300일 작업 기준으로 생각한다면 적어도 하루 2000톤 정도의 biomass를 처리하여야 됨으로 이 정도의 바이오매스가 지속적이고, 경제적으로 공급되어야 한다. 미국의 경우, 옥수수작물이 셀룰로식 에탄올 생산을 위해 가장 적합한 원료물질로 거론되고 있다. 이는 현재 옥수수 열매 는 전분이나 에탄올 생산을 위해 공장으로 수송되지만 엄청난 양의 잎과 줄기는 밭에 남겨져 있기 때문이다. 이들 corn stover로 통칭되는 식물원료 물질이 바이오매스 중 연간 생산량이 가장 많은 1억 건조 톤 이상으로 현재로도 공급이 가능하고 잠재적으로는 10억 톤까지도 생산될 수 있다고 전망하기 때문이다. 따라서 미국의 경우 셀룰로식 에탄올의 생산은 corn stover의 이용이 불가피해 보인다. 더불어 톱밥이나 임업부산물의 경우는 현재 3800만 건조 톤 정도의 공급이 가능하며 미래 3억 7000만 건조 톤이 공급될 수 있을 것으로 예상하고 있다(25). 하지만 이러한 자원은 부피가 크고 무게가 가벼워 수송밀도가 낮아 고밀도 형태로 운송할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 또한 원료물질을 처리 시설까지 운반하는 운송비를 줄일 수 이는 다른 방법들도 모색되어야한다. 셋째로는 바이오매스의 구조를 당화과정과 발효과정에 적합하게 변환시킬 수 있는 경제성 있는 전처리 방법의 개발이 필수적이다. 이상적 전처리 방법은 리그닌을 효과적으로 분리해내 이를 이용한 공정에 필요한 에너지로 사용하거나 차후 부가가치가 높은 물질의 원료로 사용할 수 있게 하여야 한다. 또한 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 손실을 최소화하여 차후 이들 식물탄수화물을 이용한 에탄올 생산을 극대화할 수 있는 방법이어야 하며 이와 함께 경제성을 담보하여야 한다. 이러한 전처리방법의 개발은 현재까지 개발된 여러 전처리 방법들의 장단점들을 파악하고 이를 극복할 수 있는 방법들을 모색하는 노력으로 가능할 수 있겠다. 마지막으로 5탄당과 6탄당을 동시에 발효할 수 있는 미생물 균주의 개발이나 효소비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생산방법이 개발되어야 하겠다. 이는 셀룰로식 에탄올이 90% 이상의 높은 수율과 시간당 1.5-2.5 g/L의 생산성을 보이고 있는 전분이나 설탕으로부터 생산되는 에탄올과 경쟁력을 갖기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.

• 한국산림과학회지
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• 제45권1호
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• pp.26-36
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• 1979

비료목(肥料木)의 시비대책(施肥對策)을 세우기 위하여 몇가지 시험을 실시하였던바 다음과 같은 결과를 얻었다. l. 인산(隣酸)을 시비(施肥)하지 않았던 비료목(肥料木)은 활착률(活着率)이 낮고 점차 고사되어 간다. 이 이유(理由)는 인산(隣酸)을 시비(施肥)하지 않을 경우에는 근류을 착생시키지 못하므로 질소공급을 시킬 수 없었기 때문인 것 같다. 또 하나의 이유(理由)는 잡초목(雜草木)의 근계(根系)가 발달(發達)되어 있는곳에 식재하였을시 잡초목(雜草木)과의 양료(養料)와 산소 이용의 경합에서 낙오되기 때문으로 사료된다. 2. 중과삭, 용성인비 또는 용과린을 시비할 시는 비료목 식재후(植裁后) 3년차(年次)까지 대단히 높은 생장효과(生長效果)를 보이고 있다. 반면(反面)에 산림용 고형비료는 전자에 비해 상당히 낮은 시비효과를 보이고 있다. 3. 산림용 고형비료를 시비(施肥)할 경우에는 임목근(林木根)의 인산흡수(隣酸吸收) 범위는 고형비료의 표면적(表面的)에 한(限)하며 또한 근계(根系)가 내부(內部)로 침투하여 흡수(吸收)할 수 없으므로 인산흡수(隣酸吸收)의 기회와 양(量)이 대단히 적을것 같다. 이와같은 원인(原因)으로 인해 산림용 고형비료의 시비효과(施肥效果)가 낮은것 같으나 사진 3의 사례(事例)와 같이 수년간 지효적으로 이용(利用)할 수 있는 장점을 갖고 있다. 따라서 시비당년(施肥當年)에 그 양(量)을 많이 투여하였을시 인산(隣酸)의 흡수기회(吸收機會)와 양(量)이 많아지므로 활착률(活着率)과 생장률(生長率)을 높일 것이며 추비(追肥)의 필요성(必要性)도 없게 될 것 같다. 4. 입상(粒狀)이나 분말상의 인산비료(隣酸肥料)를 산포(散布)하였을시는 사진 4의 사례(事例)와 같이 인산(隣酸)의 흡수면(吸收面)이 넓으므로 근계망이 잘 발달될 것이며 잡초목(雜草木)의 근계(根系)도 근류의 영향으로 생긴 질소를 흡수하기 위하여 그 발달(發達)이 좋을것으로 사료되어 토양보존(土壤保存)에 고형비료보다 효과(効果)가 높을것 같다. 5. 저생산성(低生産性)의 건조토양(乾操土壤)에 인산비료(隣酸肥料)를 시비(施肥)하였을시 아카시나무와 사방오리나무는 시비후(施肥后) 3년차(年次)에 2.3m 이상(以上)의 수고생장(樹高生長)을 보이고 좀잎산오리나무는 2년차(年次)에 1.8m 이상(以上)의 수고생장(樹高生長)의 효과(効果)을 보이고 있다. 이상(以上)의 생장상태(生長狀態)로 보아 비료목(肥料木) 식재(植栽)와 인산비시(隣酸肥施)로 단벌기(短伐期) 산림경영(山林經營)과 속성녹화(速成綠化)가 가능하다고 본다. 6. 척박한 황폐지에 싸리의 파종과 용성인비 시비(施肥)에 의해 완전피복을 시켰으여 m당(當) 줄기를 생중량(生重量)으로 200g을 생산(生産)할 수 있었다. 석탄(石炭) 첨가시의 효과(効果)를 발견할 수 없고 경우에 따라 오히려 나쁜영향을 주고 있었다. 상기 사례(事例)에 의하면 싸리파종과 인산시비(隣酸施肥) 방법은 척박 황폐지의 피복(被覆)과 바구니, 사료 및 연료공급을 시킬 수 있는 합리적인 방법인것 같다. 7. 비료목(肥料木)에 용성인비와 용과린의 시비효과(施肥効果)가 양호(良好)하였으며 본당(本當) 30g 이상(以上) 시비(施肥)가 되어야 할 것 같다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제57권1호
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• pp.126-144
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• 2024

고려시대 나전국화넝쿨무늬상자는 미세한 자개표면에 문양을 세기거나, 금속선을 이용해 넝쿨의 줄기를 표현하고, 금속선을 꼬아 각 문양의 경계를 구성하는 등 고려나전칠기의 대표적인 특징이 아주 세밀하게 표현되어있다. 현재 남아있는 고려시대 나전칠기는 경함 및 합의 형태를 가지고 있는 반면 이번 연구대상인 나전국화넝쿨무늬상자는 뚜껑과 몸체가 분리되는 상자의 형태를 하고 있어 제작목적 혹은 보관된 내용물을 추정하기 어려웠다. 이번 연구에서는 나전국화넝쿨무늬상자의 원형을 확인하기 위해 조형적인 특징을 확인하고, X선 투과촬영과 X선 형광분석을 통해 구조와 제작기법에 대해 규명하고자 하였다. 그리고 기존에 알려진 고려시대 나전칠기를 유형별로 분류 및 비교분석해 상자의 용도와 제작목적을 규명하고자 하였다. 조사결과 X선 이미지 상 바닥면과 속상자에서 직물이 확인되었다. 이를 통해 기물을 직물로 감싸는 목심저피칠기기법이 사용된 것을 확인할 수 있었다. 그리고 목리를 통해 복원부분으로 추정되는 부분의 판재구성과 기존 장석이 있었을 것으로 추정되는 부분을 확인할 수 있었으며 결구부에서 맞대임 방식으로 연결한 것을 확인할 수 있었다. 문양에 사용된 금속선은 X선 형광분석 결과 황동으로 판단된다. 조사결과를 근거로 현재 남아있는 고려시대 경함류 9점, 상자류 3점, 소상자류 2점 등 총 14점을 유형별로 분류해 유사성을 조사하였다. 이중 일본 개인소장 국화넝쿨무늬경함, 도쿠가와미술관 흑칠지국당초문나전경상, 영국박물관의 나전국당초문경함, 국내소장 나전칠국당초문합(소상자) 등 5점의 문양구성이 본 연구대상과 가장 유사하였다. 그리고 손상양상, 조형적 특성, 구조적 특징 등을 부위별로 대조한 결과 영국박물관의 나전국당초문경함의 형태가 나전넝쿨무늬상자의 원형으로 현재 형태로 변형된 것으로 추정된다. 마지막으로 이번 상자의 용도, 즉 제작목적을 확인하기 위해 당시 고려의 사회분위기와 비슷한 시기 제작된 고려대장경 인경본의 사례를 조사하였다. 당시 무신정권 이후 몽골의 침입을 겪으면서 국가의 안정과 개인의 명복을 빌기 위한 사경이 출현, 그리고 13세기 국내 인쇄술과 종이의 발전으로 점차 두루마리에서 절첩식 형태로의 전환기와 맞물려 경함에서 상자의 형태로 보관방식이 변경된 것으로 판단된다.