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< 전시-P-70 > 탈리그닌 처리조건에 따른 커피찌꺼기 특성 분석
황교정 ( Kyojung Hwang ),양지욱 ( Jiwook Yang ),김대영 ( Dae-young Kim ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1
본 연구는 다량의 폐기물로 발생되는 커피찌꺼기를 효과적으로 이용하기 위해 수행되었다. 커피찌꺼기는 국내의 커피전문점인 H사 지점에서 사용 후 버려지는 원료를 회수하여 사용하였다. 회수된 커피찌꺼기는 흐르는 수돗물에 담가 48시간 이상 수세를 실시하고, 이후 105℃ 고온건조기에 넣어 24시간 동안 건조시켜 시료로 사용하였다. 건조된 커피찌꺼기는 500 mesh 이하, 200 mesh 이상의 커피 파우더를 회수하여 실험에 사용하였다. 커피찌꺼기에 존재하는 단백질, 지질 등의 성분을 제거하기 위해 유기용매(acetone, n-Hexane)를 이용하여 soxhlet 추출과 알칼리 처리를 전처리로 실시하였다. 추출은 10분에 1회씩 유기용매가 순환되도록 조절하였고, 24시간 동안 추출을 진행하였다. Acetone 처리의 경우 약 18%의 제거효율이 나타났으며, n-Hexane은 약 17%의 제거율이 나타나 두 용매간의 차이는 크게 나타나지 않았다. 추출한 커피찌꺼기는 4% NaOH로 24시간 동안 처리 후 증류수로 수세하였다. 이 때의 커피찌꺼기는 약 64-66%의 제거율을 보였다. 커피찌꺼기는 과초산법을 이용하여 시간에 따른 탈리그닌 처리를 실시하였다. 커피찌꺼기의 리그닌의 함량은 탈리그닌 처리시간이 증가됨에 따라 감소되는 것으로 나타났다.
미생물 전처리에 따른 볼밀 처리된 Avicel PH-101의 특성변화
황교정 ( Kyojung Hwang ),양지욱 ( Jiwook Yang ),변지희 ( Jihui Byeon ),김대영 ( Dae-young Kim ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1
본 연구는 미생물 전처리된 셀룰로오스가 볼밀처리에 의하여 변화되는 것을 알아보고자 수행되었다. 셀룰로오스는 Avicel PH-101(Sigma-aldrich, particle size (-50 ㎛))을 사용하였다. 미생물 전처리는 B. subtilis와 B. licheniformis 균을 Avicel PH-101가 포함된 미생물 배지에 넣고 48시간 동안 35℃, 150rpm으로 반응시켰다. 반응 이후 미생물을 제거하기 위해 Lysozyme (Thermo fisher scientific, 89833)을 넣고 80℃, 30분 동안 반응시켜 미생물 용해를 실시하였다. 이후 수세 및 동결건조를 실시하였고, 볼밀처리 실험에 사용하였다. 볼밀 처리는 500 rpm에서 2, 4, 6 시간 각각 처리하였고, 이후 회수하여 분석을 실시하였다. 우선 Avicel PH-101의 미생물 처리에 따른 환원당 생성 평가를 실시하였다. B. subtilis 처리의 경우 6시간에서 0.0099에서 96시간 반응시켰을 때 0.0126%의 환원당이 생성되었다. B. licheniformis 처리의 경우 6시간 처리시 0.0083에서 96시간 반응시켰을 때 0.0162%의 환원당이 생성되었다. 회수된 셀룰로오스를 400 mesh 체를 이용하여 분리한 후 볼밀 처리시간에 따른 수율을 분석하였다. 무처리 조건은 약 39-52%, B. subtilis를 처리한 조건에서 27-40%, B. licheniformis를 처리한 조건에서는 13-34%의 수율이 나타났다. FT-IR 분석결과 미생물 전처리 및 볼밀 처리된 셀룰로오스는 화학적 구조 변화는 나타나지 않았다. 볼밀 처리된 시료를 건조하여 형태적 차이를 확인하였을 때, 미생물처리되지 않은 시료는 비교적 큰 섬유가 관찰되었으며, 미생물 처리된 시료의 경우 작은 입자들이 뭉쳐있는 것으로 확인되었다.
미생물 전처리 유칼립투스 BKP의 볼밀 처리에 따른 특성 변화
황교정 ( Kyojung Hwang ),양지욱 ( Jiwook Yang ),변지희 ( Jihui Byeon ),최한솔 ( Dae-young Kim ),김대영 한국목재공학회 2021 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.1
본 연구는 미생물 전처리를 실시하고 이후 볼밀 처리를 통해 변화되는 유칼립투스 BKP의 특성 변화를 검토하고자 하였다. 유칼립투스 BKP는 해리를 실시하고, 동결건조를 통해 시료로 제조하였다. 미생물 전처리를 실시하기 위해 B. subtilis와 B. licheniformis 균주를 유칼립투스 BKP가 포함된 미생물 배지에 넣고 48시간 동안 35℃, 150 rpm으로 전처리를 실시하였다. 이후 미생물을 제거하기 위해 Lysozyme (Thermo fisher scientific, 89833)을 넣고 80℃, 1시간 동안 반응시켜 미생물을 제거하였다. 회수된 유칼립투스 BKP는 수세 및 동결건조를 실시하여 볼밀 처리에 시료로 사용하였다. 볼밀 처리는 500 rpm을 기준으로 2, 4, 6시간 동안 수행하였고, 회수하여 분석을 진행하였다. 미생물 처리에 따른 환원당의 변화는 B. subtilis 처리가 B. licheniformis를 처리하였을 경우보다 더 높은 환원당이 생산되었다. 모든 미생물은 약 12-24시간 사이에 가장 급격하게 환원당이 생산되었고, 이후 크게 증가되지는 않았다. 이후 볼밀 처리된 유칼립투스 BKP의 경우 볼밀 처리 시간(2, 4, 6시간)이 증가됨에 따라 80 mesh 이하의 미세섬유들의 수율이 증가되었다. B. subtilis 전처리된 경우 약 4-16%의 수율이 나타났으며, B. licheniformis 전처리된 경우 약 6-14%로 나타났다. 무처리구의 경우 3-15%의 수율이 확인되어 미생물 처리 이후 볼밀 처리에 따른 큰 차이는 나타나지 않았다. TEM 분석 결과 볼밀 처리에 따른 미세화된 섬유들이 관찰되었다.
LiBr 수용액을 이용한 셀룰로오스-폐암면 복합소재의 특성 분석
황교정 ( Kyojung Hwang ),양지욱 ( Jiwook Yang ),박지수 ( Jisoo Park ),권재경 ( Jaegyoung Gwon ),김대영 ( Dae-young Kim ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1
본 연구는 LiBr 수용액을 이용하여 셀룰로오스와 폐암면 복합소재를 제조하고 물리·화학적 특성을 검토하고자 하였다. 폐암면은 경기도 고양시에 위치한 파프리카 농장에서 회수하여 수세 및 건조하여 사용하였다. 폐암면의 미세입자화를 실시하기 위해 550 rpm, 4시간 동안 볼밀처리를 실시하고 회수하여 시료로 활용하였다. 폐암면을 셀룰로오스와 복합소재화 하기 위해 LiBr 60% (w/w) 수용액에 셀룰로오스 2% (w/w)를 넣고, 폐암면 0.5 g을 첨가하여 120℃, 10분 동안 용해시킨 후 유리틀에 부어 겔화하였다. 셀룰로오스-폐암면 하이드로겔은 흐르는 수돗물에 24시간 수세하고 에탄올과 t-부탄올을 이용하여 유기용매 치환을 실시하였다. 동결건조를 통해 셀룰로오스-폐암면 에어로겔을 제조하고 물리·화학적 특성 분석을 실시하였다. WD-XRF 분석 결과, 폐암면은 SiO<sub>2</sub> (33.9%), CaO (17.8%), Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (16.2%)가 가장 높은 무기화합물 구성으로 나타났다. 복합소재 에어로겔의 표면과 단면에서는 셀룰로오스의 용해 및 재생에 의한 3차원 네트워크 구조가 관찰되었다. 복합소재의 화학적 특성을 분석한 결과 약 1060 cm<sup>-1</sup>의 피크에서 Si-O-C의 비대칭 신축진동 피크가 확인되었다. EDS 분석 결과 복합소재에 존재하는 폐암면으로 인해 Si, Al, Ca 등의 다양한 원소가 분포되어 나타났다.
활엽수 크라프트 펄프를 활용한 셀룰로오스 나노섬유(CNFs) 제조 특성
황교정 ( Kyojung Hwang ),박지수 ( Jisoo Park ),김영수 ( Youngsu Kim ),권재경 ( Jaegyoung Gwon ),안병준 ( Byoung-jun Ahn ),유원재 ( Wonjae Youe ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.2
본 연구는 활엽수 크라프트 펄프를 이용하여 셀룰로오스 나노섬유(CNFs)를 제조하고 이를 평가하고자 하였다. TEMPO 산화 및 마이크로플루다이저 처리된 활엽수 크라프트 펄프는 일부 마이크로 크기의 섬유와 많은 셀룰로오스 나노섬유가 제조되었다. 그라인더 처리된 활엽수 크라프트 펄프는 처리 횟수가 증가함에 따라 섬유의 표면과 말단에서 셀룰로오스 나노섬유가 제조되었다.