클로라민 생성과 분해에 미치는 pH의 영향

황성철 ( Sung-chul Hwang ),유찬서 ( Chan-seo You ),정정조 ( Cheong-jo Cheong ),정상철 ( Sang-chul Jung ),이경동 ( Gyeong-dong Lee ),라덕관 ( Deog-gwan Ra ) 한국환경기술학회 2010 한국환경기술학회지 Vol.11 No.1

pH 변화에 따른 클로라민의 생성 및 분해 특성에 관하여 실험한 결과, 클로라민을 최대로 생성하는 Cl₂/NH₃-N 비는 pH 6에서 9:1, pH 7과 8에서 5:1이었으며, 그때 잔류농도는 각각 3.4, 2.57, 2.69mg/L 이었다. Cl₂/NH₃-N 비에 따른 불연속점은 pH 6에서 11:1, pH 7과 8에서 9:1로 나타났으며, 이때 클로라민의 잔류농도는 각각 0.4, 0.34, 0.6mg/L이었다. 클로라민은 Cl₂/NH₃-N비 3:1, 5:1, 7:1에서 60시간 반응 후, pH 6에서 각각 42, 57, 75%, pH 7에서 31, 38, 46%, pH 8에서 25, 33, 43% 감소하였다. 클로라민의 분해는 Cl₂/NH₃-N 비가 증가하고, pH가 낮을수록 용이하였다. Several examines were carried out to explain the characteristic of chloramine formation and decomposition on each pH condition during chloramine disinfection. The Cl₂/NH₃-N ratio that is produce maximum chloramines was proved to be 9:1 on pH 6 and 5:1 on pH 7 and pH 8, and its residual concentration were 3.4 mg/L, 2.57 mg/L, 2.69 mg/L, respectively. The breakpoint chlorination due to Cl₂/NH₃-N ratio were shown at 11:1 on pH 6 and 9:1 on pH 7 and pH 8, and its residual concentration were 0.4 mg/L, 0.34 mg/L, 0.6 mg/L, respectively. After 60 hrs reaction on 3:1, 5:1, 7:1 on Cl₂/NH₃-N ratio, chloramine concentration was decreased such as 42%, 57%, 75% on pH 6, 31%, 38%, 46 % on pH 7 and 25%, 33%, 43% on pH 8, respectively. Chloramine decomposition reaction was tend to be easy with increasing of Cl₂/NH₃-N ratio and pH down.

정상인과 만성 비부비동염 환자에서 비즙의 pH측정과 비교

이호진,윤정희,김종엽,최종철,조남식,김찬호 대한비과학회 2009 Journal of rhinology Vol.16 No.2

Background and Objectives:Nasal mucosal pH have a direct effect on the alteration of the physio-chemical characteristics of the nasal mucosa. Previous studies have reported the normal mucosal pH to be within the range of 5.3-7.0, mucosal pH with sinusitis to be within 6.8-7.6 and mucosal pH with rhinitis to be within 7.2-8.3. However, no consideration was paid to the conditions that influence the pH and there were no measured pH value by different methods. This study was therefore designed with the latest trend method in pH measurement with the purpose of evaluating pH in nasal secretion and creating an objective parameter for a beneficial manifestation of mucosa. Materials and Methods:We measured the pH values from 30 normal control group (group 1), 30 patients with chronic sinusitis (group 2), and 30 patients with allergic rhinitis (group 3). Nasal secretion was obtained through filter paper absorption method and, using a micro pH electrode with pH meter, pH was measured in nasal secretion. Results:pH in nasal secretion in this study was higher than the nasal mucosal pH from previously reported studies. pH values in nasal secretion showed a significant difference between three groups (group 1:7.86, group2:8.06, group 3:8.24) in this study (p<0.01). Conclusion:The measurement of pH in nasal secretion seems to be a useful parameter for monitoring and assessing the state of nasal mucosa. And we recommend this study as a method for obtaining an objective parameter for pH measurement in nasal cavity. Background and Objectives:Nasal mucosal pH have a direct effect on the alteration of the physio-chemical characteristics of the nasal mucosa. Previous studies have reported the normal mucosal pH to be within the range of 5.3-7.0, mucosal pH with sinusitis to be within 6.8-7.6 and mucosal pH with rhinitis to be within 7.2-8.3. However, no consideration was paid to the conditions that influence the pH and there were no measured pH value by different methods. This study was therefore designed with the latest trend method in pH measurement with the purpose of evaluating pH in nasal secretion and creating an objective parameter for a beneficial manifestation of mucosa. Materials and Methods:We measured the pH values from 30 normal control group (group 1), 30 patients with chronic sinusitis (group 2), and 30 patients with allergic rhinitis (group 3). Nasal secretion was obtained through filter paper absorption method and, using a micro pH electrode with pH meter, pH was measured in nasal secretion. Results:pH in nasal secretion in this study was higher than the nasal mucosal pH from previously reported studies. pH values in nasal secretion showed a significant difference between three groups (group 1:7.86, group2:8.06, group 3:8.24) in this study (p<0.01). Conclusion:The measurement of pH in nasal secretion seems to be a useful parameter for monitoring and assessing the state of nasal mucosa. And we recommend this study as a method for obtaining an objective parameter for pH measurement in nasal cavity.

[Li,La]TiO₃ 코팅용액의 pH에 따른 Li[Ni_0.35Co_0.3Mn_0.35]O₂ 양극의 전기화학적 특성

정광희,김석범,박용준,Jung, Kwang-Hee,Kim, Seuk-Buom,Park, Yong-Joon 한국전기화학회 2011 한국전기화학회지 Vol.14 No.2

[Li,La]$TiO_3$ 코팅용액의 pH를 조절하여 이에 따른 코팅된 $Li[Ni_{0.35}Co_{0.3}Mn_{0.35}]O_2$ 양극활물질의 전기화학적 특성을 관찰하였다. 산화물인 양극분말은 접촉하고 있는 용액의 pH에 따라 표면 전하를 띄게 되는데 양이온인 코팅물질을 균일하게 반응시키기 위해서는 적절한 pH 조절을 통해 양극분말 표면을 음전하 상태로 조절해 주는 것이 필요하다. SEM, TEM 분석을 통해 코팅용액의 pH에 따른 코팅층의 형상변화를 관찰하였으며 다양한 전류밀도로 충전과 방전을 실시하여 코팅용액의 pH에 따른 방전용량, 사이클 특성, 고율특성을 분석하였다. 임피던스잴 cyclic voltammogram 측정을 통해 코팅용액의 pH에 따른 코팅층의 내부저항 변화를 관찰하였으며 이것을 전기화학적 특성과 연관됨을 확인하였다. The surface of $Li[Ni_{0.35}Co_{0.3}Mn_{0.35}]O_2$ cathode was modified by $[Li,La]TiO_3$ coating using pH controlled coating solution. At low pH values (acidic solution), cathode powders, which is oxides, have a positive surface charge, whereas, they have a negative surface charge at high pH values. As a result, their charge could affect the formation of the coating layer on the surface of cathode powder. To determine the optimal pH value, the surface coating of the pristine powder was carried out at various pH values of the coating solution. The surface morphology of coated samples was characterization by SEM and TEM analyses. Impedance analysis and cyclic voltammogram presented that internal resistance of the cell was dependent upon the pH of coating solution.

pH 변화에 따른 카올리나이트와 유로퓸(Eu)의 흡착에 대한 휴믹산의 영향

신현상,한윤이,이동석,이명호,정의창 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.3

The sorption of europium (Eu (III)) onto kaolinite and the influence of humic acids over a range of pH 3 ~ 11 has been studied by batch adsorption experiment (V/m = 250 : 1 mL/g, CEu(III)= 1 × 10−5 mol/L, CHA= 5 ~ 50mg/L, PCO2= 10−3.5 atm). The concentrations of HA and Eu(III) in aqueous phase were measured by UV absorbance at 254 nm (e.g., UV254) and ICP-MS after microwave digestion for HA removals, respectively. Results showed that the HA sorption onto kaolinite was decreased with increasing pH and their sorption isotherms fit well with the Langmuir adsorption model (except pH 3). Maximum amount (qmax) for the HA sorption at pH 4 to 11 was ranged from 4.73 to 0.47 mg/g. Europium adsorption onto the kaolinite in the absence of HA was typical, showing an increases with pH and a distinct adsorption edge at pH 3 to 5. However in the presence of HA, Eu adsorption to kaolinite was significantly affected. HA was shown to enhance Eu adsorption in the acidic pH range (pH 3 ~ 4) due to the formation of additional binding sites for Eu coming from HA adsorbed onto kaolinite surface, but reduce Eu adsorption in the intermediate and high pH above 6 due to the formation of aqueous Eu-HA complexes. The results on the ternary interaction of kaolinte-Eu-HA are compared with those on the binary system of kaolinite-HA and kaolinite-Eu and adsorption mechanism with pH was discussed. 본 연구에서는 pH(3 ~ 11)에 따른 카올리나이트(kaolinite)와 유로퓸(Eu(III))의 흡착에 있어서 휴믹산(HA)이 미치는 영향을 회분식 실험(V/m = 250 : 1 mL/g, CEu(III)= 1 × 10−5mol/L, CHA= 5 ~ 50 mg/L, PCO2= 10−3.5 atm)을 통해 조사 하였다. 반응 상등액 중 HA 농도는 254 nm에서의 UV 흡광도(즉, UV254) 분석을 통해 결정하였고, Eu(III) 농도는 마이크로웨이브(microwave)를 통한 전처리 후 ICP-MS를 이용하여 측정하였다. 실험결과, 카올리나이트에 대한 HA 의 흡착은 전형적인 Langmuir 흡착 특성(pH 3 제외)을 보였으며, pH가 증가할수록 감소하였다. pH 4 ~ 11에서의 최 대 흡착량(qmax)은 4.73 ~ 0.47 mg/g의 범위이었다. 카올리나이트에 대한 Eu(III) 흡착은 pH 3 ~ 5에서 급격히 증가한 이 후 pH 6이상에서 흡착포화(adsorption edge)에 도달하는 전형적인 Eu-광물질 흡착곡선을 보였다. 그러나 HA가 존재하는 경우 pH에 따른 흡착특성에 변화를 보였다. 즉, pH가 낮은 산성영역(pH 3 ~ 4)에서는 카올리나이트에 흡 착된 HA에 의한 Eu의 추가 흡착으로 인해 Eu의 흡착율이 상승하나, 중성 및 알칼리 영역(pH > 6)에서는 용존성 EuHA 착물 형성으로 인해 Eu 흡착율이 크게 감소하였다. 이러한 카올리나이트-Eu-HA 삼성분계에서의 흡착실험 결 과는 카올리나이트-HA, 카올리나이트-Eu 등의 결과와 비교 해석하였고, pH에 따른 흡착 기작의 차이점을 고찰하였다.

생태양식에서 미꾸리 치어에 대한 pH, 암모니아 및 아질산의 급성독성

이영식 ( Young-sik Lee ),손상규 ( Sang-gyu Sohn ),한형균 ( Hyung-gyun Han ),이주용 ( Joo-yong Lee ),강언종 ( Eon-jong Kang ),정정조 ( Cheong-jo Cheong ) 한국환경기술학회 2014 한국환경기술학회지 Vol.15 No.5

미꾸리의 생태양식에서 미꾸리 치어(Misgurnus anguillicaudatus)의 급성독성에 미치는 pH, 암모니아 및 아질산 농도에 대하여 검토하였다. 미꾸리 치어는 pH 9.50에서 폐사율이 10%였으며, pH 9.93에서는 12 시간 이내에 100%가 폐사하였다. pH 4.5에서는 4일 이내에 25%가 폐사하였다. 암모니아의 농도가 192.86 ㎎/L(pH: 7.45) 이하에서는 폐사는 없었지만, 암모니아의 농도가 401.14, 565.71 ㎎/L에서 노출시간이 8일에서 각각 10, 20%가 폐사하였다. pH 8.60에서는 암모니아의 농도가 25.05 ㎎/L에는 4일 노출시켰을 때 7.7%가 폐사하였으며, 암모니아의 농도가 35.78 ㎎/L에서는 실험 4일에 미꾸리가 100% 폐사하였다. NO₂^-의 농도가 33.35 mg/L 이하에서 폐사는 없었으며, 46.29 ㎎/L에서는 3일 노출시켰을 경우 30%가 폐사하였다. 그리고 NH₃, NO₂^-에 대한 96hr-LC₅₀은 2.89와 590.06 mg/L로 나타났다. To establish techniques for culturing loaches in paddy fields, we investigated the acute toxicity for pH, ammonia, and nitrite on loach (Misgurnus anguillicaudatus). At a pH of 9.50, loach mortality was 10% for the entire duration of the experiment (10 days); however, at a pH of 9.93, 100% mortality was experienced within 12 h of exposure. At a pH of 4.5, there was 25% mortality, after 4 days of exposure. No loach mortality was observed at an ammonia concentration of 192.86 mg/L and a pH of 7.45 for the entire duration of the experiment. At ammonia concentrations of 401.14 and 565.71 mg/L, there was 10% and 20% mortality, respectively, after 8 days of exposure. At an ammonia concentration of 25.05 mg/L and pH of 8.60, there was 7.7% mortality after 4 days of exposure. Mortality was 100% after 4 days of exposure with 35.78 mg/L ammonia at pH 8.60. No loach mortality was observed at NO₂^- concentrations <33.35 mg/L. At an NO₂^- concentration of 46.29 mg/L, there was 30% mortality after 3 days of exposure. The 96-h LC₅₀ values for NH₃ and NO₂^- were 2.89 and 590.06 mg/L, respectively.

신갈나무와 굴참나무 수간류, 임내우의 pH, 전기전도도 및 음이온 변화

김민식,서문원,츠지오 에자키,전근우,Kim, Min-Sik,Seomun, Won,EZAKI, Tsugio,Chun, Kun-Woo 강원대학교 산림과학연구소 2000 Journal of Forest Science Vol.16 No.-

강원대학교 산림과학대학에서는 부속연습림의 주요 활엽수종인 신갈나무와 굴참나무의 pH, 전기전도도 및 음이온 농도를 1996년부터 측정하고 있으며, 1998년까지의 결과는 다음과 같다. 1. 임외우의 pH범위는 4.47~6.55, 평균값은 5.39였으며, 신갈나무와 굴참나무 임내우의 pH범위는 각각 4.07~6.25, 4.34~6.57, 평균값은 5.45와 5.62로 수종간의 차이는 크게 나타나지 않았다. 또한 신갈나무 수간류의 pH 범위는 4.08~6.13. 평균 5.17 였으며, 굴참나무 수간류의 pH 범위는 3.62~6.11, 평균 4.68로 임외우의 pH에 반듯이 비례하지는 않았다. 그러나 봄철이 낮고 상대적으로 여름과 가을철에는 높은 계절적 차이를 발견할 수 있었다. 2. 임외우의 EC범위는 $3.0{\sim}62.6{\mu}s/cm$로 평균값은 $18.8{\mu}s/cm$였으며, 신갈나무와 굴참나무 임내우의 EC범위는 각각 $5.4{\sim}85.0{\mu}s/cm$, $5.0{\sim}253.0{\mu}s/cm$. 평균값은 $25.1{\mu}s/cm$와 $31.2{\mu}s/cm$였다. 또한 신갈나무와 굴참나무 수간류의 EC범위는 각각 $9.5{\sim}500{\mu}s/cm$, $11.5{\sim}534.5{\mu}s/cm$로 평균값은 $81.8{\mu}s/cm$, $80.2{\mu}s/cm$였다. 즉 임외우의 EC는 계절에 상관없이 $20{\sim}30{\mu}s/cm$범위에서 일정한 값을 나타냈으나, 수간류의 EC는 3월~4월에 두 수종 모두 $100{\mu}s/cm$이상을, 그리고 여름철에는 $30{\mu}s/cm$ 내외의 값을 나타내었나, 10월과 11월에 다시 높아지는 계절에 따른 차이가 명확히 나타났다. 3. 임외우와 임내우의 $Cl^-$, $NO_3{^-}$ 및 $SO_4{^{2-}}$ 농도는 0~15ppm였으나, $PO_4{^{2-}}$농도는 임외우가 0.57ppm과 0.23ppm 2차례, 신갈나무에서 0.08ppm 1차례, 굴참나무에서 0.14ppm, 0.12ppm 및 1.19ppm으로 3차례가 각각 검출되었을 뿐이다. 또한 수간류의 $Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$ 및 $PO_4{^{2-}}$ 농도는 전체적으로 임외우보다 높게 나타났으며, 계절적인 차이가 뚜렷하였다. 그러나 $PO_4{^{2-}}$농도의 경우, 임외우와 임내우에서는 거의 발생하지 않았으나 신갈나무와 굴참나무에서 각각 0.08~31.99ppm, 0.06~12.28ppm, 평균값은 각각 3.22ppm, 1.93ppm으로 나타났다. The pH, EC and anion of stemflow in Quercus mongolica and Q. variabilis were surveyed and analyzed in order to examine the relationship between watershed conservation function and flood control function of forest in quality and quantity in the Experiment Forests. College of Forest Sciences, Kangwon National University. The results were as follows: 1. pH values of rainfall ranged from 4.47 to 6.55(average: 5.39), and pH values of throughfall ranged from 4.07 to 6.25(average 5.45) for Q. mongolica and from 4.34 to 6.57(average : 5.62) for Q. variabilis, and thus pH values were not different between these two species. Also, pH values of stemflow from Q. mongolica ranged from 4.08 to 6.13(average 5.17) and those of stemflow from Q. variabilis ranged from 3.62 to 6.11(average : 4.68), and pH values of rainfall gave little influence on pH values of stemflow. But, pH values of stemflow in Q. mongolica and Q. variabilis appeard significantly lower in spring and than those in summer and autumn. 2. EC of rainfall was $3.0{\sim}62.6{\mu}s/cm$(average: $18.8{\mu}s/cm$), and EC of throughfall was $5.4{\sim}85.0{\mu}s/cm$(average : $25.1{\mu}s/cm$) for Q. mongolica and $5.0{\sim}253.0{\mu}s/cm$(average : $31.2{\mu}s/cm$) for Q. variabilis. Also, EC of stemflow from Q. mongolica ranged from 9.5 to $500.0{\mu}s/cm$(average : $81.8{\mu}s/cm$) and that of stemflow from Q. variabilis ranged from 11.5 to $534.5{\mu}s/cm$(average : $80.2{\mu}s/cm$). Seasonal EC of rainfall had little variation in the range of 20 to $30{\mu}s/cm$: EC of stemflow showed more than $100{\mu}s/cm$ from March to April and about $30{\mu}s/cm$ in summer period. Seasonal EC of stemflow varied so much and appeared high again from October to November. 3. $Cl^-$, $NO_3{^-}$ and $SO_4{^{2- }}$ concentrations of rainfall and throughfall were from 1 to 15ppm. and $PO_4{^{2- }}$ concentrations showed 0.57ppm and 0.23ppm in rainfall, 0.08ppm in Q. mongolica and 0.14ppm, 0.12ppm and 1.19ppm in Q. variabilis. Also, $Cl^-$, $NO_3{^-}$ and $SO_4{^{2-}}$ concentrations of stemflow were relatively higher than rainfall, and showed differences among seasons. $PO_4{^{2-}}$ concentration of rainfall and throughfall were not possible to observe, but $PO_4{^{2-}}$ concentrations of stemflow ranged from 0.08 to 31.99ppm(average : 3.22ppm) for Q. mongolica and that of stemflow ranged from 0.06 to 12.28ppm(average : 1.93ppm) for Q. variabilis.

pH-sensitive swelling and release behaviors of anionic hydrogels for intelligent drug delivery system

Kim, Bumsang,Shin, Youngchan Wiley Subscription Services, Inc., A Wiley Company 2007 Journal of applied polymer science Vol.105 No.6

<P>The pH-sensitive swelling and release behaviors of the anionic P(MAA-co-EGMA) hydrogels were investigated as a biological on–off switch for the design of an intelligent drug delivery system triggered by external pH changes. There was a drastic change of the equilibrium weight swelling ratio of P(MAA-co-EGMA) hydrogels at a pH of around 5, which is the pK<SUB>a</SUB> of poly (methacrylic acid) (PMAA). At a pH below 5, the hydrogels were in a relatively collapsed state but at a pH higher than 5, the hydrogels swelled to a high degree. When the molecular weight of the pendent poly(ethylene glycol) (PEG) of the P(MAA-co-EGMA) increased, the swelling ratio decreased at a pH higher than 5. The pK<SUB>a</SUB> values of the P(MAA-co-EGMA) hydrogels moved to a higher pH range as the pendent PEG molecular weight increased. When the feed concentration of the crosslinker of the hydrogel increased the swelling ratio of the P(MAA-co-EGMA) hydrogels decreased at a pH higher than 5. In release experiments using Rhodamine B (Rh-B) as a model solute, the P(MAA-co-EGMA) hydrogels showed a pH-sensitive release behavior. At low pH (pH 4.0) a small amount of Rh-B was released while at high pH (pH 6.0) a relatively large amount of Rh-B was released from the hydrogels. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 2007</P>

pH 레벨에 따른 세미퍼머넌트 아이브로우 제품의 관능평가

송수미,유수진,김정희 한국피부과학연구원 2019 아시안뷰티화장품학술지 Vol.17 No.2

Purpose: Sensory perception and performance are important aspects for the successful development of cosmetic in the market. In this study, we aimed to prepare semi-permanent eyebrow formulations and perform a sensory evaluation of the same. Methods: We prepared semi-permanent eyebrow cosmetic (SEC) formulations of different pHs (pH 3.0, 4.0, 5.0 and 6.0) and evaluated the sensory attribute on a 5-point Likert scale. The test panel comprised women aged 20-39 years who were SEC users and were recruited from an organization via invitation. Results: In sensory evaluation, no difference was noted among samples regarding their spreadability and usability. This is attributable to the fact that the tested samples were prepared in the same form as the liquid type of SECs. The SEC (pH 3.0) and SEC (pH 4.0) showed a high satisfaction level for the color strength and tenacity. These results are likely to be related to the pH regulator components (i.e., citric acid and sodium citrate). Conclusions: The following was the prominent finding of the sensory evaluation: formulations with a low pH (<4.0) are beneficial for maintaining the coloration (i.e., color strength and tenacity) in SECs. 목적: 세미퍼머넌트 아이브로우 제품은 눈썹에 색상이 일시적으로 착색되어 일정기간 동안 메이크업 효과가 지속되는 장점을 지니고 있다. 제품의 지속력에 가장 중요한 요인은 제형과 pH 레벨에 따른다. 방법: 이 연구에서는 액상형의 세미퍼머넌트 아이브로우 화장품의 pH를 조절하여 Control (pH 6.0), Sample A (pH 5.0), Sample B (pH 4.0), Sample C (pH 3.0)를 제조하였다. 제조된시료들의 제품 색상을 측정하였으며, 30명의 패널을 모집하여 사용 후 관능평가를 실시하였다. 결과: 시료의 제품 색상 측정 결과Control과 Sample A, B, C의 색상 특성이 다르게 나타났는데, 제조 시 동량의 색재를 사용하였더라도 pH 조절제에 의해 제품색의변형이 나타난 것을 확인하였다. 또한 관능평가 결과 pH 4.0과 3.0에 해당하는 Sample B와 C의 착색 및 지속력에 대한 만족도가높게 나타났는데 이러한 결과는 제품의 pH 조절에 따라 낮은 pH의 제품이 착색 및 지속력이 우수하게 평가되는 것을 알 수 있었다. 결론: 화장품의 관능평가는 제품의 시판화를 위한 가장 실용적인 평가방법이라 할 수 있다. 이 연구결과에서 낮은 레벨의 pH를 적용한 세미퍼머넌트 아이브로우 제품이 제품 착색 및 지속력에서 우수한 평가 결과를 보였으며 이에 따른 활용가능성을 제시하였다.

재유 제조 과정에 관한 융복합 연구

최유담(Choi, Yoo Dam) 한국전시산업융합연구원 2016 한국과학예술융합학회 Vol.25 No.-

재유는 일반 유약과 달리 복잡하고, 까다로운 제조과정을 거쳐서 만들어진다. 먼저 재를 제조하기 위해서는 4개월에서 6개월 이상의 수비공정이 필요하다. 더욱이 수목이 서식하는 지역, 사용되어진 수목 부위에 따라 성분차이가 발생하는데, 그 성분차이에 따라 제조기간과 제조공정이 바뀌게 된다. 이렇게 복잡하고 긴 과정이 생기게 된 건 재가 천연재료라는 이유도 있지만, 아직까지 재의 특성을 정리한 데이터베이스가 구축 되지 않았기 때문이다. 재유의 안정적인 생산을 위해서라도 먼저 재에 대한 연구가 필요한 시점이라고 생각한다. 재유에 대한 연구 중 가장 먼저 선행 되어야할 부분은 재의 수비공정이라고 본다. 재유를 제조하는 과정에서 가장 기본적이면서도 중요한 과정이 재의 수비과정이기 때문이다. 하지만 일반적으로 재유를 제조할 때, 재와 혼합해서 사용하는 재료와 그 혼합된 데이터에만 관심을 두는 경우가 많다. 가장 쉽게 지나치는 과정 역시 재의 수비 과정이라는 것이다. 하지만 잘못된 수비과정은 잘못 만들어진 유약 데이터처럼 전혀 다른 결과물을 만들어 낸다. 수비는 보통 체가름을 하여 재 속의 불순물을 제거하고, 반복적으로 물을 갈아 주면서 알칼리 성분을 중성으로 만드는 과정을 말하는데, 중성으로 변하는 과정에서 재의 성분변화가 나타난다. pH-13에서 pH-7로 변화되면서 재의 알칼리 성분 제거로 인해 성분변화가 생겨나는 것이다. 그렇기 때문에 재유를 제조할때 마다, 동일한 pH값의 재를 사용하지 않으면, 같은 재유 데이터라도 종류가 다른 유약이 제조 될 수밖에 없으며, 예상한 결과물과 다른 결과물이 만들어질 확률이 그만큼 높아 질 수밖에 없다. 이러한 문제점을 인지하고 본 연구에서는 도자기 예술분야와 재료학 분야의 다학제적인 접근 방법을 통해, 재의 특성을 알아보고, 재와 관련된 실험을 통하여 결과를 도출하려 하였다. 먼저 16종의 수목을 재유 수비전과 수비후로 나누어 성분분석을 하고, pH가 변화 되는 과정을 관찰하기로 했다. 성분분석은 알칼리 성분을 제거하지 않은 pH-13의 재와 알칼리 성분을 제거한 pH-7의 재를 가지고 수비 전후에 발생한 성분변화와, 그 재를 가지고 유약으로 제조했을 때 나타나는 그 성분들의 역할에 대하여 알아보았다. 그리고 pH-13에서 pH-7로 내리는 과정에 공급되는 물의 양과 변화되는 pH값의 상관관계를 알아보기 위하여, 물의 양과 pH값을 그래프로 나타내며 관찰 하였다. 연구 한 결과, 수목재 16종 모두 수종에 따라 성분이 각각 달랐으며, pH-7로 만들기 위해 수비 과정에서 사용되는 물의 양이 재의 성분에 따라 달랐다. 수비과정에서 수목의 종류와 관계없이 가장 많이 제거된 알칼리 성분은 K2O였으며, CaO성분은 알칼리 성분임에도 불구하고 거의 영향을 받지 않았다. CaO성분과 K2O성분이 적은 수목은 수비과정에서 pH값의 변화가 적었지만, 이들 성분이 많이 함유된 수목은 수비과정에서 pH값이 오르락 내리락을 반복하며, 불안정한 형태를 보였다. 수비과정에서 나타난 재의 성분 변화와 특성에 대해 알아본 이 연구는 재유 수비공정에서 참고 할 수 있는 기초적인 자료로서, 수비과정의 부주의로 발생하는 재유의 가변적인 결과물을 막아주고, 재유데이터를 안정적으로 유지시켜주는 역할을 할 것으로 기대한다. Unlike general glazes, ash glaze is created from a complicated and demanding manufacturing process. First, the manufacturing of the ash requires a elutriation process of four months to over six months. Furthermore, the difference in properties depending on the tree parts and the areas where the trees grow changes the manufacturing time frame and process. Such a complicated and long process arises from the fact that ash is a natural material, but also because a database that organizes the characteristics of the ash has yet to be established. It seems that research on ash is first required for the stable production of ash glaze. The first research on ash glaze that must be conducted is the area concerning the elutriation process of ash. The elutriation of the ash is the most basic and important process. However, generally when manufacturing ash glaze, researchers often take interest in the material used for mixing with ash and the mixed data. The most easily overlooked process is the process of ash elutriation. However, an incorrect elutriation process creates a totally different result just as does incorrectly created glaze data. Elutriation refers to the process of turning the alkali properties into neutral properties by removing impurities in the ash by sieve separation and repeatedly replacing the water, which causes the properties of the ash to change during this process of neutralization. As the properties change from pH-13 to pH-7, the removal of the alkali properties in the ash changes the properties of the ash. Thus, if the pH value of the ash differs, everytime a different type of glaze is manufactured, even if the ash glaze data is the same, and inevitably the probability of creating a totally different result differing from previous results is high. Recognizing this problem, the present study inquires into the characteristics of ash through a multidisciplinary approach involving both ceramic arts and material research and draws out a result through tests regarding ash. First, the properties of 16 different species of trees were analyzed before and after elutriation, and the process of change in pH was observed. Property analysis involved examining change in properties occurring before and after elutriation by using pH-13 ash without its alkali properties removed and pH-7 ash with its alkali properties removed, and the roles of the properties during the production of glaze using those ashes were also examined. Furthermore, in order to find out the correlation between changing pH values and the amount of water supplied during the process of decreasing the pH from pH-13 to pH-7, the amount of water and pH values were expressed in graphs for observation. The study finding showed that ingredients were different in all the 16 species of trees and the amount of water used in the elutriation process for making water have a pH of 7 depended on ingredients of ash. In the elutriation process, K2O was the most removed alkali ingredient, regardless of the kinds of trees and CaO was hardly influenced, even though it is an alkali ingredient too. The trees with a low content of CaO and K2O showed little changes in pH value in the elutriation process, but those with a high content of CaO and K2O showed unstable patterns due to the repeated rise and fall in pH value. This study provides basic data helpful in the ash glaze elutriation process by examining changes in ash ingredients and characteristics in the elutriation process. In conclusion, it is anticipated that this study would help in preventing variable results of ash glaze caused by carelessness in the elutriation process and maintaining ash glaze data stably.

2상 혐기성 소화에서 음식물쓰레기의 고온 가용화 전처리 pH 영향

이원수(Won-Soo Lee),강영준(Young-Jun Kang),서규태(Gyu-Tae Seo) 대한환경공학회 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.8

본 연구는 음식물쓰레기의 2상 혐기성 소화에서 메탄가스 발생량을 높이기 위해 고온 가용화 전처리시 pH를 7.00 ± 0.50으로 조정하여 대조군과 비교하였다. pH에 따른 가용화 효율 회분식(Batch) 실험에서 pH가 4.20 ± 0.40 (pH를 조절하지 않은 것)에서부터 7.00 ± 0.50, 12.00 ± 0.50으로 증가시킴에 따라 가용화 효율도 각각 26.2, 47.1, 55.6%로 높게 나타났다. 그러나 pH를 7.00 ± 0.50에서 12.00 ± 0.50으로 증가시켰을 때 가용화 효율은 8.5%증가로 큰 차이가 없었다. 실험실규모 2상 혐기성 소화시스템은 가용화 조건에서 pH를 조절하지 않은 Run1 (pH 4.20 ± 0.40)과 pH를 7.00 ± 0.50으로 조절한 Run2로 나누어 운전되었다. pH 7.00 ± 0.50의 가용화에 의해 Run2시스템에서 전반적으로 높은 SCOD 및 TVFA농도가 측정되었다. 산생성조에서 TVFA농도는 18.4 g/L로 Run1보다 1.8배 높은 결과를 나타내었다. 그 결과 메탄생성조에서 메탄가스 발생량은 0.333 L/gVS로 Run1의 0.282 L/gVS과 비교하여 18% 향상되었다. The study on pH control at the themophilic solubilization (pretreatment process) was investigated in order to improve the methane gas production of two phase anaerobic digestion of food waste. From a batch experiment, it was observed that the solubilization efficiency was increased from 26.2% to 47.1% and 55.6% by the pH increament from 4.20 ± 0.40 (without pH control) to 7.00 ± 0.50, and 12.00 ± 0.50, respectively. However there was immaterial increase (8.5%) in solubilization efficiency when the pH was increased from 7.00 ± 0.50 to 12.00 ± 0.50. The two phase anaerobic digestion system was operated for laboratory scale experiment under the solubilization condition of pH 4.20 ± 0.40 (Run1) and 7.00 ± 0.50 (Run2). Higher soluble chemical oxygen demand (SCOD) and total volatile fatty acid (TVFA) concentration were observed in Run2 throughout the system resulted by the solubilization effect at the pH 7.00 ± 0.50. The TVFA concentration in acidogenic reactor was 18.4 g/L which was 1.8 times higher than the result of Run1. Consequently the methane gas production was enhanced to 0.333 L/g VS in the methanogenic reactor, which is 18% higher than the result (0.282 L/g VS) of Run1.