Quality standards of Solid Biofuel for Invigorating Wood Bioenergy Industry

Sung Taig Cho(조성택),Byoung Jun Ahn(안병준),Tae Su Jo(조태수),Don Ha Choi(최돈하),Soo Min Lee(이수민) 한국신재생에너지학회 2015 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.6

목초액의 항균활성 및 농약, 식품보존제로의 이용 가능성

이성숙 ( Sung Suk Lee ),안병준 ( Byoung Jun Ahn ),조성택 ( Sung Taig Cho ) 한국목재공학회 2010 목재공학 Vol.38 No.4

목초액의 농약 또는 식품보존제로서의 이용 가능성을 검토하기 위하여 소나무 및 참나무류 기계식 목초액을 대상으로 항진균 및 항세균 활성을 검정하였다. 그 결과 항진균활성의 경우 미정제 목초액은 0.5% 이상의 농도에서, 정제 목초액은 1.0% 이상의 농도에서 공시 식물병원균 및 목재부후균의 생장을 완전히 억제하여 미정제 목초액이 정제 목초액보다 항균활성이 높은 것으로 나타났다. 그리고 참나무류 목초액이 소나무 목초액보다 항균활성이 높아 탄화 원료인 수종에 따라 항균활성의 차이가 있음을 알 수 있었다. 균종별로는 표고 해균인 주홍꼬리버섯에 대한 항균효과가 다른 공시 균주에 비해 높은 것으로 나타나 균의 종류에 따라 목초액에 대한 감수성이 차이가 있는 것으로 밝혀졌다. 한편, 식품부패균 및 식중독균에 대한 항세균활성을 검정한 결과 소나무 및 참나무류 미정제 목초액의 경우 10% 농도에서 모든 공시 균주에 대해 생육저지환을 형성한 반면 정제 목초액의 경우에는 저지환을 형성하지 않아 항세균활성도 미정제액이 정제액보다 높은 것으로 나타났다. 균종에 따른 감수성에도 차이가 있어 그람 양성균에 대한 항균활성이 그람 음성균에 비해 상대적으로 높았으나 탄화 원료에 의한 차이는 뚜렷하게 나타나지 않았다. 이상의 결과 목초액은 식물병원균, 목재부후균, 식품부패균 및 식중독균에 대한 항균활성이 우수하여 유기합성 농약을 대체하거나 식품의 부패를 막기 위한 식품보존제로서 이용이 가능할 것으로 판단되었다. Antifungal and antibacterial activities of wood vinegars were investigated in this study in order to apply for the natural fungicides and food preservatives. The antifungal activities of wood vinegars were measured as a hyphal growth inhibition rate using four plant pathogenic, four wood rot and one mushroom pathogenic fungi. Inhibition effect on the fungi growth was explicitly observed at the concentrations higher than 0.5% of unrefined wood vinegar and higher than 1.0% of refined wood vinegar, respectively, suggesting that unrefined wood vinegars showed the higher antifungal activities than that of refined wood vinegars. The highest inhibition effect on the fungi growth was shown in Libertella betulina which is a mushroom pathogenic fungus. In addition, the wood vinegars from Pinus densiflora showed the higher antifungal activities against the plant pathogenic and wood rot fungi than that from Quercus spp.. On the other hand, the antibacterial activities of wood vinegars were determined by a paper disc method using the three gram positive and five gram negative bacteria. The unrefined wood vinegars showed a prominent effect on the suppression of bacteria growth at the concentration of 10%, while the suppression of bacteria growth was not observed in the refined wood vinegars. These results also suggest that the unrefined wood vinegars showed the higher antibacterial activities than the refined wood vinegars. The antibacterial activities of wood vinegars against gram positive bacteria were higher than those of wood vinegars against gram negative bacteria. From these results, it can be inferred that the wood vinegars has the strong antimicrobial activities and can be applied as the natural fungicides and food preservatives.

목초탄 쳐리에 의한 밤 재배지 토양 변화

구교상 ( Kyo Sang Koo ),조성택 ( Sung Taig Cho ),조태수 ( Tse Su Jo ),안병준 ( Byoung Jun Ahn ),이천용 ( Chung Yong Lee ) 한국토양비료학회 2002 한국토양비료학회 학술발표회 Vol.2002 No.1

목초탄 처리에 의한 밤 재배지 토양 변화

구교상(Kyo-Sang Koo),조성택(Sung-Taig Cho),조태수(Tae-Su Jo),안병준(Byoung-Jun Ahn),이천용(Chung-Yong Lee) 한국토양비료학회 2002 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2002 No.10

목재 탄화물이 넙치의 생육 및 체 조성에 미치는 영향

안병준(Byoung Jun Ahn),조성택(Sung Taig Cho),조태수(Tae Su Jo),정관식(Gwan Sik Jeong),지승철(Seung Cheol Ji) 한국산림바이오에너지학회 2004 산림바이오에너지 Vol.23 No.2

목탄, 목초액 및 목초탄(목탄80/목초액20)의 사료첨가제로서의 이용 가능성을 도출하고자 국내 주요 양식어종인 넙치의 생장 및 체 조성에 미치는 영향을 조사하였다. 무첨가 대조구와 비교하여 목탄, 목초액 및 목초탄 모두 생장 개선효과를 보였다. 사료효율에 있어서는 대조구와 목탄, 목초탄 첨가구는 유의적인 차이가 없었으나, 목초액은 유의적으로 높은 수치를 나타내었다. 또한 혈액성상은 대조구보다 첨가구에서 모두 높았으며, 특히 목초탄 첨가구가 대조구보다 유의적으로 높아 건강한 어류를 생산하였다. 폐사율은 대조구가 가장 높았으며, 목초액 첨가구와 목초탄 첨가구가 가장 낮았다. 한편 회복 소요시간은 모든 첨가구가 대조구보다 빨랐으며, 목초탄 첨가구가 가장 빠른 회복율을 나타내었다. 따라서 목초탄 첨가구는 생장뿐만 아니라 넙치의 건강도와 활력에서 우수한 결과를 나타내어 넙치의 생장과 면역력의 개선을 위해서는 목초액과 목탄이 혼합된 목초탄 첨가가 적절할 것으로 사료된다. This study was examined to investigate the effect of wood carbonization products on growth and body composition of oliver flounder(Paralichthys olivaceus) as a part of fishery utilization of charcoal and pyroligneous acid. Weight gain in oliver flounder fed with wood carbonization products was higher than that of the control group. Feed efficiency between the groups fed with charcoal and Mogchotan(the mixture of charcoal and pyroligneous acid, 80:20, w/w) and the control group showed no significant difference(p>0.05) and was significantly higher in group fed with pyroligneous acid than the control group(p<0.05). All groups fed with wood carbonization products were also higher than the control group in hemoglobin and hematocrit. Especially, the amount of both components was significantly higher in group fed with Mogchotan(p<0.05). The result indicates that the addition of Mogchotan can improve the health of oliver flounder, and was excellent in the mortality and the recovery rate. In conclusion, Mogchotan treatment would be suitable way for improving the growth and health of oliver flounder.

탄화물이 토양미생물 및 고추 생육에 미치는 영향

안병준(Byoung Jun Ahn),조성택(Sung Taig Cho),조태수(Tae Su Cho),이성재(Sung Jae Lee),이윤수(Yoon Su Lee) 한국산림바이오에너지학회 2003 산림바이오에너지 Vol.22 No.3

목재의 탄화과정 산물인 목탄과 목초액의 농업적 이용의 일환으로 고추 생육 및 토양미생물에 미치는 영향을 조사하였다. 목탄과 목초액을 토양에 처리할 경우 토양을 중성으로 개량하는데 효과적이고 토양의 이화학적성질이 유용 미생물이 생육하기에 적합한 환경조건으로 변화되어 토양 내 유용미생물의 밀도 증가로 나타났다. 고추의 생육에 있어서도 탄화물 처리로 고추모의 길이, 직경생장 및 고추 결과 수가 증가되었다. 특히 결과 수에서는 목탄 1kg, 목초액 1000배액 및 세균처리에 의하여 대조구보다 약 50% 정도의 증수 효과를 나타냈다. 고추모의 길이 및 줄기직경 증가는 노지에서 여러 가지 환경 변화 요인에 대한 저항성을 갖게 하여 최종 수확량의 증대로 나타날 것으로 사료된다. 고추 탄저병균에 대한 길항성 실험에서는 목초액 농도 2배, 10배에서는 곰팡이가 사멸되었고, 100배, 1000배 희석농도에서는 대조구보다 성장 속도가 둔화되었다. As a part of agricultural utilization of charcoal and pyroligneous acid, the effect of wood carbonization products on the growth of red pepper and soil microorganisms was investigated. The treatment of charcoal and pyroligneous acid provided good growth conditions to microorganisms through neutralizing soil acidity and improving the physicochemical properties of soil. Therefore the density of useful microorganism in the soil has been increased. In the growth of red pepper, the length, diameter, and the fruit numbers of red pepper have been increased by treating with wood carbonization products. It was especially shown that yield has increased about 50% in the fruit number, by treating charcoal 1㎏, 1000 time-diluted solution of pyroligneous acid and bacteria, compared with the control. It was estimated that increasing the length of seedling and the diameter of red pepper stem contributed to the resistance against the prerequisites of various environmental changes in open field. Therefore, the final yield would be increased. In the antagonism experiment of red pepper mold (Colletotrichum gloeosporioides), the mold became extinct in the 2- and 10-time diluted solution of pyroligneous acid, compared with the control. On the other hand, their growth speed was delayed in the 100- and 1000 time-diluted solution.

참나무류와 리기다소나무 간벌재를 이용한 목질 조사료 제조 및 사료가치 평가

김석주 ( Seok Ju Kim ),이성숙 ( Sung Suk Lee ),백열창 ( Youl Chang Baek ),김용식 ( Yong Sik Kim ),박미진 ( Mi Jin Park ),안병준 ( Byeong Jun Ahn ),조성택 ( Sung Taig Cho ),최돈하 ( Don Ha Choi ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.6

참나무류와 리기다소나무 간벌재 칩을 사용하여 각각 60, 90, 120분 동안 증기 가열(증해) 처리하여 조사료를 제조하고 정유 함량을 비교하였다. 두 수종 모두 증해 처리 시간이 증가됨에 따라 정유 함량이 감소하였으며, 90분과 120분 처리했을 때 0.1 mℓ/kg 이하의 정유 함량을 보였다. 90분 증해 처리하여 제조된 조사료의 사료로써의 가치를 화학성분 조성, NRC (National Research Counsil) 모델링, 반추위 소화율, 영양성분 대비 상대적 경제 가치 분석을 통해 평가하였다. 참나무류 조사료의 DM (dry matter; 건물), CP (crude protein; 조단백), EE (ether extract; 조지방), NDF (neutral detergent fiber; 중성세제섬유소), ADF (acid detergent fiber; 산성세제섬유소), ADL (acid detergent lignin; 산성세제리그닌), NFC (nonfiber carbohydrate; 비섬유소탄수화물) 함량은 각각 95.4, 1.36, 3.11, 90.05, 83.85,17.33, 6.50 %로 측정되었고, 리기다소나무 조사료는 각각 94.37, 1.33, 5.48, 87.89, 86.88, 30.56, 6.32%로 측정되었다. NRC 모델링을 이용한 영양평가에서는 참나무류 조사료가 TDN (total digestible nutrient) 40.55%, DE (digestible energy) 1.79 Mcal/kg이었고 리기다소나무 조사료가 TDN 31.22%, DE 1.38 Mcal/kg으로 나타나 참나무류 조사료가더 높은 영양가를 가진 것으로 사료되었다. 반추위 내 건물소화율은 참나무류 조사료(18.07%)가 리기다소나무 조사료(10.02%)보다 높았다. 영양성분 대비 상대적 경제 가치는 참나무류 조사료는 235원, 리기다소나무 조사료는 210원으로 나타났다. The objective of this study was to manufacture the wood based roughage using lumber from thinning of oak and pitch pine (Pinus rigida). And the study also aimed to investigate a feed value evaluation of wood based roughages. To investigate the optimization condition of steam-digestion treatment for roughage, the wood chips of oak and pitch pine were steam-digestion treated at 160 ℃ under pressure 6 atm depending on treatment times (60 min, 90 min and 120 min) followed by the content of essential oils analyzed. The essential oil content of steam-digestion treated roughages for 90 min and 120 min were under 0.1 mL/kg. The evaluation of feed value was carried out from steam-digestion treated roughages for 90 min through feed chemical composition analysis, NRC (National research Council) modeling, ruminal degradability analysis and relative economic value analysis. The feed chemical compositions including DM (dry mater), CP (crude protein), EE (ether extract), NDF (neutral detergent fiber), ADF (acid detergent fiber), ADL (acid detergent lignin), NFC (nonfiber carbohydrate) in oak roughage were 95.4, 1.36, 3.11, 90.05, 83.85, 17.33, 6.50%, respectively, and in pitch pine roughage were 94.37, 1.33, 5.48, 87.89, 86.88, 30.56, 6.32%, respectively. Both roughages showed low level of protein and very high level of NDF. The TDN (total digestible nutrient) levels using NRC (2001) model in oak and pitch pine roughages were 40.55, 31.22%, respectively. The ruminal in situ dry matter degradability was higher in oak roughage (23.84%) than in pitch pine roughage (10.02%). The economic values of oak and pitch pine roughages were 235, and 210 ￦, respectively.

낙엽송(Larix kaempferi) 고밀도 에너지화를 위한 반탄화 최적조건 탐색

나병일 ( Byeong Il Na ),안병준 ( Byoung Jun Ahn ),조성택 ( Sung Taig Cho ),이재원 ( Jae Won Lee ) 한국화학공학회 2013 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.51 No.6

본 연구에서는 낙엽송의 연료특성 향상을 위해 반탄화를 수행하였으며 반응표면분석에 의해 반탄화 최적조건을 탐색하였다. 반탄화는 반응온도(220~280 ℃)와 반응시간(20~80분)에 따라 수행하였다. 반탄화 온도가 증가할수록 처리된 바이오매스의 탄소함량은 49.36%에서 56.65%로 증가한 반면, 수소와 산소의 함량은 각각 5.56%에서 5.48%, 37.62%에서 31.67%로 감소하였다. 반탄화 처리 후 바이오매스의 중량감소율 및 발열량은 반탄화 정도(SF)에 따라 증가하였다. 가장 높은 반탄화 정도(SF 7)에서 26.58%의 중량감소율을 나타났으며, 발열량은 22.30 MJ/kg으로 처리 전 바이오매스와 비교하여 20.41% 증가하였다. 에너지수율은 반탄화 정도(SF)가 높아질수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 높은 발열량 증가와 낮은 중량감소율에서 가장 높은 에너지수율을 나타냈다(SF 5.72). In this study, torrefaction was performed to improve fuel properties of Larch. The optimal condition for torrefaction was investigated by response surface methodology. The torrefaction temperature and time ranged 220~280 oC and 20~80 min, respectively. As the torrefaction temperature and time increased, the carbon content of torrefied biomass increased from 49.36 to 56.65%, while its hydrogen and oxygen contents decreased from 5.56 to 5.48% and from 37.62 to 31.67%, respectively. The weight loss and calorific value increased with SF, while energy yield decreased. At the severe torrefaction condition (SF 7), the weight loss and calorific value were 26.58% and 22.30 MJ/kg, respectively. The energy contained in torrefied biomass increased to 20.41%, when compared with the untreated biomass. As the torrefaction severity increased, the energy yield decreased due to the relatively high weight loss of biomass. Therefore, the highest energy yield was obtained at high calorific value and low weight loss of biomass (SF 5.72).

국내 숲가꾸기산물을 이용한 목재펠릿의 제조와 품질

안병준 ( Byoung Jun Ahn ),김용식 ( Yong Sik Kim ),이오규 ( Oh Kyu Lee ),조성택 ( Sung Taig Cho ),최돈하 ( Don Ha Choi ),이수민 ( Soo Min Lee ) 한국목재공학회 2013 목재공학 Vol.41 No.4

본 연구에서는 국내 숲가꾸기산물을 이용하여 목재펠릿을 제조하고 품질을 분석하였다. 원료는 일본잎갈나무(Larix kaempferi C.)와 활엽수 혼합 수종을 사용하였으며, 말구직경 6 cm를 기준으로 침엽수와 활엽수로 구분 하였다. 분쇄 후 건조된 원료를 이용하여 목재펠릿을 제조하였다. 분쇄와 건조공정을 동일 조건에서 수행하였음에도 불구하고, 원료의 물리?화학적 차이에 따라 생산되는 목재펠릿의 품질에 차이가 발생하였다. 활엽수 혼합 수종으로 제조한 목재펠릿은 회분이 1.6% 이상으로 분석되었으며, 일본잎갈나무의 경우에는 직경 6 cm 이하의 소경목에서 회분이 1.0%를 초과하였다. 목재펠릿을 제조하기 이전의 원료 상태에서와 비교하여 제조 후에 회분 함량이 0.01∼0.1% 정도 상승하는 것을 확인하였다. 발열량에서는 일본잎갈나무가 활엽수 혼합 원료에 비해 약 198 kcal/kg 정도 높았으며, 모든 시료에서 4,300 kcal/kg 이상으로 목재펠릿 원료로 적합한 것으로 분석되었다. 또한, 원료 상태보다 목재펠릿 제조 후 발열량이 일부 상승하는 것을 확인하였다. 원료에 포함된 주요 무기물은 수종 및 분류에 관계없이 Ca, K, Mg, Mn, Fe 등이었으며, 장기 연속 운전을 위해서는 연소기 내 클링커 형성을 억제할 수 있는 연소 방법의 개발이 요구된다. 동일한 펠릿 제조 조건에서 원료에 의해 제품 간의 품질 편차가 크게 발생할 수 있으며, 이를 극복하고 생산성 및 품질 향상을 위해서는 원료에 따른 공정 최적화가 중요한 요소임을 확인하였다. In this study, it was conducted to produce wood pellets using domestic forest thinning residues and examine their quality according to Korean pellet quality standard. Raw materials were composed of larch and mixed broad leaves species. Based on the small-end diameter (6 cm), they were classified into four different types of raw materials such as LM (larch with middle diameter), LS (larch with small diameter), MM (mixed broadleaf with middle diameter), and MS (mixed broadleaf with small diameter). After crushing and drying process, wood pellets were produced by a ring-die type pelletizer using each raw material. Wood pellets made from four different types of raw materials were tested for their quality such as calorific value, moisture content, ash content, inorganic matters and so on. As results of quality analysis, the calorific values of all wood pellets were higher than 198 kcal/kg, and satisfied with the first grade of Korea wood pellet standard. The ash content was slightly increased after pelletizing. Mechanical durability of wood pellets was highly dependent on the types of raw materials. The quality differences among wood pellets were turned out due to different physical and chemical characteristics of raw materials even though the same pelletizing condition was applied.

5분과 : 사철나무(Euonymus japonica) 목부의 추출성분

김우진 ( Woo Jin Kim ),이경태 ( Kyoung Tae Lee ),이학주 ( Hak Ju Lee ),조성택 ( Sung Taig Cho ) 한국임학회 2014 한국산림과학회지 Vol.103 No.1

사철나무 목부의 메탄올(MeOH) 조추출물로부터 10종의 화합물을 Column chromatography를 이용하여 분리하였으며 기기분석 결과, (-)-epicatechin, (-)-epigallocatechin, vanillic acid, 2, 4-dimethoxyphenol-1-glucoside, 2, 4, 6-trimethoxyphenol-glucoside, 5-caffeoylquinic acid, 4-caffeoylquinic acid, 3, 4-dicaffeoylquinic acid, 3, 5-dicaffeoylquinicacid, 1, 5-dicaffeoylquinic acid으로 각각 동정하였다. From the bark of Euonymus japonica, ten compounds were isolated by column chromatography andidentified as follows. The structures were determined as : (-)-epicatechin, (-)-epigallocatechin, vanillic acid, 2,4-dimethoxyphenol-1-glucoside, 2, 4, 6-trimethoxyphenol-glucoside, 5-caffeoylquinic acid, 4-caffeoyuinic acid, 3,4-dicaffeoylquinic acid, 3, 5-dicaffeoylquinic acid, and 1, 5-dicaffeoylquinic acid.