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한국목재공학회> 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology)> 황산 가수분해 잔사 리그닌을 이용한 나노 세공 활성탄 제조 및 친환경 흡착제로의 활용 가능성 평가

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황산 가수분해 잔사 리그닌을 이용한 나노 세공 활성탄 제조 및 친환경 흡착제로의 활용 가능성 평가

Preparation of Nanoporous Activated Carbon with Sulfuric Acid Lignin and Its Application as a Biosorbent

황혜원 ( Hyewon Hwang ) , 최준원 ( Joon Weon Choi )
  • : 한국목재공학회
  • : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권1호
  • : 연속간행물
  • : 2018년 01월
  • : 17-28(12pages)
목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology)

DOI

10.5658/WOOD.2018.46.1.17


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본 연구에서는 당화 공정 중 축합된 구조로 발생되는 고형 부산물인 황산리그닌(Sulfuric acid lignin; SAL)의 나노세공 탄소 소재로의 활용 가능성을 살펴보고자 수산화칼륨 촉매를 투입하여 750℃에서 1 h 동안 고온 촉매 활성화 공정을 진행하였다. 이때 타 바이오매스 시료 유래 활성탄과의 물성 비교를 위해 코코넛셸(CCNS), 소나무(Pinus), Avicel로부터 각각 같은 방법으로 활성탄을 제조하였으며 화학 조성과 결합 구조, 표면 및 기공 분포 특성을 분석하였다. 열중량 분석 결과 최종 온도 750℃에서 잔존 고형분 함량은 SAL > CCNS > Pinus > Avicel 순서였으며 이 경향은 활성화 공정 후 생성된 활성탄의 수율 순서와 동일하였다. 특히, SAL 유래 활성탄은 탄소 함량이 91.0%, Id/Ig peak ratio가 4.2로 가장 높게 나타났으며 이는 높은 탄소 고정성과 더불어 비정질의 거대 방향족 구조층이 형성되었음을 의미한다. 또한 제조된 활성탄은 모두 최초 시료의 비표면적(6 ㎡/g)과 기공 부피(0.003 ㎤/g)에 비해 촉매 활성화 공정 후 각각 1065 ∼ 2341 ㎡/g, 0.412 ∼ 1.270 ㎤/g로 크게 증가하였으며 이 중 SAL 유래 활성탄의 표면 변화율이 가장 크게 나타났다. 이후 3종의 유기 오염물질(페놀, 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid, 카보퓨란)에 대한 제거율을 평가해보았을 때 모든 활성탄에서 표준 용액 100 ppm 대비 90 mg/g 이상의 높은 흡착 능력을 보였다. 따라서 축합된 구조인 SAL으로부터 고비표면적의 나노 세공 활성탄 제조가 가능할 뿐만 아니라 추후 유기 오염 물질 제거를 위한 카본필터의 친환경 흡착 소재로 활용가능성이 높을 것으로 기대된다.
In this study, catalytic activation using sulfuric acid lignin (SAL), the condensed solid by-product from saccharification process, with potassium hydroxide at 750℃ for 1 h in order to investigate its potential to nanoporous carbon In this study, catalytic activation using sulfuric acid lignin (SAL), the condensed solid by-product from saccharification process, with potassium hydroxide at 750℃ for 1 h in order to investigate its potential to nanoporous carbon material. Comparison study was also conducted by production of activated carbon from coconut shell (CCNS), Pinus, and Avicel, and each activated carbon was characterized by chemical composition, Raman spectroscopy, SEM analysis, and BET analysis. The amount of solid residue after thermogravimetric analysis of biomass samples at the final temperature of 750℃ was SAL > CCNS > Pinus > Avicel, which was the same as the order of activated carbon yields after catalytic activation. Specifically, SAL-derived activated carbon showed the highest value of carbon content (91.0%) and Id/Ig peak ratio (4.2), indicating that amorphous large aromatic structure layer was formed with high carbon fixation. In addition, the largest changes was observed in SAL with the maximum BET specific surface area and pore volume of 2341 ㎡/g and 1.270 ㎤/g, respectively. Furthermore, the adsorption test for three kinds of organic pollutants (phenol, 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid, and carbofuran) were conducted, and an excellent adsorption capacity more than 90 mg/g for all activated carbon was determined using 100 ppm of the standard solution. Therefore, SAL, a condensed structure, can be used not only as a nanoporous carbon material with high specific surface area but also as a biosorbent applied to a carbon filter for remediation of organic pollutants in future.

UCI(KEPA)

I410-ECN-0102-2018-500-003860891

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  • : 공학분야  > 토목공학
  • : KCI등재
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50권4호(2022년 07월) 수록논문
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1Cover and Contents

저자 : 한국목재공학회

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 1-1 (1 pages)

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2Aims and scope

저자 : 한국목재공학회

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 1-1 (1 pages)

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3Nanocomposite Electrode Materials Prepared from Pinus roxburghii and Hematite for Application in Supercapacitors

저자 : Dibyashree Shrestha

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 219-236 (18 pages)

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Wood-based nanocomposite electrode materials were synthesized for application in supercapacitors by mixing nanostructured hematite (Fe2O3) with highly porous activated carbon (AC) produced from the wood-waste of Pinus roxburghii. The AC was characterized using various instrumental techniques and the results showed admirable electrochemical properties, such as high surface area and reasonable porosity. Firstly, AC was tested as an electrode material for supercapacitors and it showed a specific capacitance of 59.02 Fg-1 at a current density of 1 Ag-1, cycle life of 84.2% after 1,000 cycles (at a current density of 3 Ag-1), and energy density of 5.1 Wh/kg at a power density of 135 Wkg-1. However, when the AC was composited with different ratios of Fe2O3 (1:1, 2:1, and 1:2), there was an overall improvement in its electrochemical performance. Among the 3 ratios, 2:1 (AC:Fe2O3) had the best specific capacitance of 102.42 Fg-1 at 1 Ag-1, cycle life of 94.4% capacitance after 1,000 cycles (at a current density of 3 Ag-1), and energy density of 8.34 Wh/kg at a power density of 395.15 Wkg-1 in 6 M KOH electrolyte in a 3-electrode experimental setup with a high working voltage of 1.55 V. Furthermore, when Fe2O3 was doubled, 1:2 (AC:Fe2O3), the electrochemical capacitive performance of the electrode twisted and deteriorated due to either the accumulation of Fe2O3 particles within the composite or higher bulk resistance value of pure Fe2O3.

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4Experimental Study of Bending and Bearing Strength of Parallel Strand Lumber (PSL) from Japanese Larch Veneer Strand

저자 : Seichang Oh

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 237-245 (9 pages)

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This study examined the structural performance of experimental parallel strand lumber (PSL) from a Larch veneer strand. The prototype of PSL from a Larch veneer strand was manufactured in the experimental laboratory and tested. The bending and dowel bearing strength were determined from the modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR), and dowel bearing strength based on a 5% offset yield load. The test results indicated that the average MOR of PSL was higher than that of 2 × 4 dimension lumber, and the average MOE of PSL was lower than that of 2 × 4 dimension lumber. A linear relationship was observed between the MOR and MOE. The allowable bending stress of PSL was derived as specified in ASTM D2915 and compared with other research. The dowel bearing strength of PSL in parallel to the grain was approximately double that perpendicular to the grain of PSL. A comparison of several theoretical calculations based on each national code for the dowel bearing strength was conducted, and some theoretical equations produced results closer to the experimental results when it was parallel to the grain, but the difference was higher in the case perpendicular to the grain. The test results showed that PSL made with Japanese larch veneer strands appeared to be suitable for a raw material of structural composite lumber (SCL) appeared to be used as a raw material for SCL.

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5Tomosynthesis Feasibility Study for Visualization of Interiors of Wood Columns Surrounded with Walls

저자 : Jun Jae Lee , Chul-ki Kim

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 246-255 (10 pages)

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The need for non-destructive testing and evaluation of Korean traditional wooden buildings is increasing because of their widespread deterioration. Among all types of deterioration, termite damage in wooden columns is the most difficult to detect with the naked eye because it starts inside the wood, and the initial deterioration is small. X-ray computed tomography (CT) is the best technology to investigate the inner state of wood that has less damage, but applying it to wooden columns between walls is challenging. Therefore, the feasibility of tomosynthesis, which is a method to reconstruct a coronal section of a subject with a few X-ray projections from a limited angle of rotation, was studied as an alternative to CT. Pine (P. densiflora) with three artificial holes was prepared as a specimen to evaluate the quality of reconstructed tomosynthesis images according to the different number of projections. The quality of the tomosynthesis images in the in-focus plane was evaluated using the contrast-to-noise ratios, while a vertical resolution between the images was assessed by determining the artificial spread function. The quality of the tomosynthesis image in the in-focus plane increased as the number of projections increased and then remained constant as the number of projections reached 21 or over. In the case of vertical resolution, there was no significant difference when 21 projections or more were used to reconstruct the images. A distinct difference between coronal section images was found when the distance was more than 10 mm from one plane to another plane.

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6Study of Characterization of Activated Carbon from Coconut Shells on Various Particle Scales as Filler Agent in Composite Materials

저자 : Rudi Dungani , Sasa Sofyan Munawar , Tati Karliati , Jamaludin Malik , Pingkan Aditiawati , Sulistyono

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 256-271 (16 pages)

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Activated carbon (AC) derived from coconut shells (CS-AC) was obtained through pyrolysis at 700℃ and subsequently activated with H3PO4. AC was ground in a Wiley mill several times to form powder particles at particle scales of 80, 100, and 200 meshes. The characterization of the AC was studied using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction analysis (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), and surface area analysis (SBET). The CS-AC-200 mesh resulted in a higher percentage of mesopores and surface area. This particle size had a larger surface area with angular, irregular, and crushed shapes in the SEM view. The smaller particles had smoother surfaces, less wear, and increased curing depth and ratio of the hardness of the resin composite. Based on the characterization results of the AC, it is evident that CS-AC with a 200 mesh particle size has the potential to be used as a filler in biocomposites.

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7Antioxidant Activities of Essential Oils from Citrus × natsudaidai (Yu. Tanaka) Hayata Peels at Different Ripening Stage

저자 : Jiyoon Yang , Won-sil Choi , Su-yeon Lee , Minju Kim , Mi-jin Park

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 272-282 (11 pages)

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The essential oil extracted from Citrus × natsudaidai (Yu. Tanaka) Hayata peels is known to have various biological properties. However, the chemical composition of essential oil is influenced by the ripening stages of fruits, which then affects related biological activities. This study investigates the antioxidant activities of essential oils extracted from Citrus × natsudaidai peels at different ripening stages (immature, mature, and overripe). The essential oils were extracted using the hydro-distillation method. As a result of gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis, d-limonene was dominant and was increased as matured. However, γ-terpinene was decreased. The antioxidant properties and their total phenolic content (TPC) were influenced by the ripening stages. The TPC was highest in the immature stage of essential oil (1,011.25 ± 57.15 mg GAE/100 g). 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity was excellent in the immature stage (EC50 = 15.91 ± 0.38 mg/mL). 2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging activity was superior in overripe stage (EC50 = 20.43 ± 0.37 mg/mL). The antioxidant activity measured using ferric reducing antioxidant power (FRAP) assay showed higher values for the essential oils in immaturity (1,342.37 ± 71.07 mg Fe2+/100 g). Comprehensively, the essential oil in the immature stage showed the best antioxidant activity. Finally, knowing the chemical composition and antioxidant activity at different ripening stages will provide data for selecting the right fruit.

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8Peracetic Acid Treatment as an Effective Method to Protect Wood Discoloration by UV Light

저자 : Kyoung-chan Park , Byeongho Kim , Hanna Park , Se-Yeong Park

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 283-298 (16 pages)

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Wood has always been used for various day-to-day applications such as interior or exterior construction materials, and household products. However, it can undergo photodegradation and discoloration by environmental factors including ultraviolet (UV) light, and thus has shortened its service life. Bleaching or delignification of wood surfaces is a suitable solution to stabilize wood against weathering by UV because these techniques can alter or remove the chromophores in lignin, which is a main factor of wood discoloration. To improve the color stability of wood surface according to the lifespan, surface delignification was conducted using peracetic acid (PAA) and hydrogen peroxide (HP) on the woods of Larix kaempferi and Quercus mongolica. After the PAA treatment, L* increased considerably from 60-70 to 90-95. Furthermore, wood surface color did not change significantly after UV exposure. The color differences (ΔE*) between before and after PPA treatment of wood showed the 4.8-12.2 of L. kaempferi, and 1.7-3.7 of Q. mongolica, respectively. The lignin-related peaks in Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) spectra disappeared with increased duration of PAA treatment. These results confirmed that the lignin component was partially or completely removed after the PAA treatment; the color differences (ΔE*) clearly showed that there was a reduction in redness (a*) and yellowness (b*), and an increase in lightness (L*) owing to the removal of lignin. Based on these results, this study demonstrated that the partial removal of lignin from wood surfaces is a fundamental method for resolving photo-degradation.

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9Erratum to: Gallotannins from Nut Shell Extractives of Camellia oleifera

저자 : Yi-chang He , Mei-jie Wu , Xiao-lin Lei , Jie-fang Yang , Wei Gao , Young-soo Bae , Tae-hee Kim , Sun-eun Choi , Bao-tong Li

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 299-299 (1 pages)

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10Erratum to: Identification of Sapstain Fungi on Weathered Wooden Surfaces of Buildings at Jangheung and Jeju Island

저자 : Jeonghee Yun , Hee Chang Shin , Won Joung Hwang , Sae-min Yoon , Yeong-suk Kim

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 50권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 300-300 (1 pages)

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1표지 및 목차

저자 : The Korean Society of Wood Science & Technology

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 0-1 (2 pages)

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2Aims and Scope

저자 : The Korean Society of Wood Science & Technology

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 1-1 (1 pages)

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3적외선분광분석과 Py-GC/MS를 이용한 옻칠 및 캐슈칠도막 분석

저자 : 최재완 ( Jaewan Choi ) , 김수철 ( Soo-chul Kim )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 1-9 (9 pages)

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칠기문화재 보존에 옻칠이 사용되지만 근대화로 인해 캐슈칠과 같은 합성도료가 같이 사용되는 추세이다. 보존윤리에서는 문화재 보존 시 동일 재료가 사용되어야 한다고 명시되어있다. 따라서 칠기문화재 보존에는 옻칠과 같은 천연도료가 사용되어야 한다. 하지만 옻칠과 캐슈칠의 성분이 유사하여 전문가들도 쉽게 구분하지 못하는 실정이다. 본 연구에서는 IR과 Py-GC/MS를 이용하여 이를 분석하고 식별 키워드를 찾고자 하였다. IR 분석 결과 옻칠은 720 cm-1 대에서 피크가 확인되었으며 캐슈칠은 750 cm-1, 720 cm-1, 700 cm-1 대에서 피크가 확인되었다. Py-GC/MS 결과 두 종류의 시료에서 Benzene과 Phenol계 화합물과 알킬사슬고리에 기인하는 성분이 검출되었다. 하지만, 캐슈칠에서는 Hexanoic acid라는 성분이 검출되었고 옻칠에서는 검출되지 않았다. 이러한 분석방법을 토대로 진정성 있는 칠기문화재 보존처리 및 복원에 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

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4충남 홍성지역에서 자란 비목나무(Lindera erythrocarpa)의 열기건조스케쥴 개발

저자 : 강춘원 ( Chun-won Kang ) , 강호양 ( Ho-yang Kang )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 10-16 (7 pages)

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비목나무는 줄기가 곧고 직경이 40 cm까지 자라지만 아직 미사용되고 있다. 잘 알려지지 않은 수종을 이용하려면 먼저 그 수종의 열기건조스케쥴을 찾아야 한다. 비목나무의 열기건조스케쥴을 테라자와의 오븐급속건조법으로 추정하였으며, 열기건조 실험을 통해 검증하였다. 비목나무의 평균 생재함수율과 평균 생재비중은 각각 72.3%과 0.53이다. 테라자와의 오븐급속건조법을 사용하여 얻은 25 mm 두께 비목나무의 가장 안전한 건조조건은 초기건조온도 50℃, 초기건습구온도차 4℃, 말기건조온도 75℃이다. 이러한 조건에 맞는 미임산물연구소 스케쥴은 T5-D4이다. 추정 열기건조스케쥴 T5-D4와 새로운 개량 열기건조스케쥴 T8-C5로 25 mm 판재를 건조한 결과, 모두 불가피하게 발생한 수심재터짐 이외에는 내부할렬과 틀어짐이 전혀 발생하지 않았다.

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5황산 가수분해 잔사 리그닌을 이용한 나노 세공 활성탄 제조 및 친환경 흡착제로의 활용 가능성 평가

저자 : 황혜원 ( Hyewon Hwang ) , 최준원 ( Joon Weon Choi )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 17-28 (12 pages)

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본 연구에서는 당화 공정 중 축합된 구조로 발생되는 고형 부산물인 황산리그닌(Sulfuric acid lignin; SAL)의 나노세공 탄소 소재로의 활용 가능성을 살펴보고자 수산화칼륨 촉매를 투입하여 750℃에서 1 h 동안 고온 촉매 활성화 공정을 진행하였다. 이때 타 바이오매스 시료 유래 활성탄과의 물성 비교를 위해 코코넛셸(CCNS), 소나무(Pinus), Avicel로부터 각각 같은 방법으로 활성탄을 제조하였으며 화학 조성과 결합 구조, 표면 및 기공 분포 특성을 분석하였다. 열중량 분석 결과 최종 온도 750℃에서 잔존 고형분 함량은 SAL > CCNS > Pinus > Avicel 순서였으며 이 경향은 활성화 공정 후 생성된 활성탄의 수율 순서와 동일하였다. 특히, SAL 유래 활성탄은 탄소 함량이 91.0%, Id/Ig peak ratio가 4.2로 가장 높게 나타났으며 이는 높은 탄소 고정성과 더불어 비정질의 거대 방향족 구조층이 형성되었음을 의미한다. 또한 제조된 활성탄은 모두 최초 시료의 비표면적(6 ㎡/g)과 기공 부피(0.003 ㎤/g)에 비해 촉매 활성화 공정 후 각각 1065 ∼ 2341 ㎡/g, 0.412 ∼ 1.270 ㎤/g로 크게 증가하였으며 이 중 SAL 유래 활성탄의 표면 변화율이 가장 크게 나타났다. 이후 3종의 유기 오염물질(페놀, 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid, 카보퓨란)에 대한 제거율을 평가해보았을 때 모든 활성탄에서 표준 용액 100 ppm 대비 90 mg/g 이상의 높은 흡착 능력을 보였다. 따라서 축합된 구조인 SAL으로부터 고비표면적의 나노 세공 활성탄 제조가 가능할 뿐만 아니라 추후 유기 오염 물질 제거를 위한 카본필터의 친환경 흡착 소재로 활용가능성이 높을 것으로 기대된다.

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6국내산 대나무 3종의 해부학적 특성

저자 : 전우석 ( Woo-seok Jeon ) , 김윤기 ( Yun-ki Kim ) , 이주아 ( Ju-ah Lee ) , 김아란 ( Ah-ran Kim ) , Byantara Darsan , 정우양 ( Woo-yang Chung ) , 김남훈 ( Nam-hun Kim )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 29-37 (9 pages)

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본 연구에서는 주요 바이오매스 자원의 하나인 대나무의 효율적 활용을 위한 기초자료를 수집하기 위하여, 국내산 대나무 3종(맹종죽, 솜대 및 왕대)의 해부학적 특성을 광학현미경 및 주사전자현미경으로 비교·분석하였다. 또한 X선 회절법에 의해 셀룰로오스의 결정특성을 분석하였다. 횡단면 관찰 결과, 3종 모두 유관속Ⅰ형으로 종간 동일한 형태를 보였다. 또한 횡단면의 내측부에서 외측부로 갈수록 유관속의 출현빈도가 더 높았고, 유관속을 둘러싸고 있는 유관속초의 비율도 커졌다. 구성세포 치수 측정 결과, 섬유길이는 모든 종에서 외측부의 값이 내측부의 값보다 컸으며, 내측부와 외측부 모두 왕대의 섬유길이가 가장 길었다. 섬유길이의 유의성 검정 결과 3종 모두 내측부와 외측부간에 유의성이 나타났다. 횡단면에서 측정한 도관 직경 및 유세포 직경은 맹종죽의 값이 가장 컸으며, 방사 및 접선단면에서 측정한 유세포 길이 및 폭은 맹종죽과 왕대가 유사한 값을 나타냈고, 솜대가 가장 작았다. 셀룰로오스의 결정특성 분석 결과 상대결정화도 및 결정 폭은 외측부가 내측부에 비해 다소 높았으며, 왕대의 상대결정화도 및 결정 폭이 다른 2종에 비해 다소 높았다.

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7해당화(Rosa rugosa Thunb.) 부위별 열수추출물의 항산화 활성 분석

저자 : 김지우 ( Ji-woo Kim ) , 엄민 ( Min Um ) , 이재원 ( Jae-won Lee )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 38-47 (10 pages)

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본 연구에서는 해당화 부위별 열수추출물에 대한 항산화 활성을 분석하였다. 해당화의 부위별 추출물의 총 페놀성 화합물과 총 플라보노이드 함량은 잎에서 가장 높았으며, 각각 107.29, 24.28 mg/g로 나타났다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거능은 꽃, 잎, 씨, 열매, 과육 추출물 순으로 활성이 높았으며, 꽃 추출물의 DPPH, ABTS 라디칼 소거능은 각각 IC50 = 0.87, 0.27 mg/mℓ로 나타났다. 항산화 활성이 가장 높았던 꽃과 잎 추출물에서는 gallic acid가 각각 4.51, 0.97 mg/g로 다른 부위별 열수추출물에서보다 높았다. 해당화 부위별 열수추출물을 분획한 결과(A-F), 꽃 추출물의 C 분획물에서 높은 항산화 활성을 확인하였다. 이것은 총 페놀성 화합물과 총 플라보노이드 함량(3305.43, 878.42 mg/g)에 의한 것이며, p-value < 0.001에서 총 페놀성 화합물과 총 플라보노이드의 함량이 증가할수록 라디칼 소거능이 증가하는 상관관계 결과와 일치하였다. 따라서 해당화 열수추출물은 식품, 화장품, 의약품 산업 등에서 천연 항산화제로 사용가능할 것이다.

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8커피박과 낙엽송 목분을 이용한 펠릿 제조 및 이에 대한 상용화 검토

저자 : 양인 ( In Yang ) , 한규성 ( Gyu Seong Han ) , 오승원 ( Seung Won Oh )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 48-59 (12 pages)

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본 연구는 커피 생산 폐기물인 커피박의 효율적인 처리 및 재자원화 방안의 일환으로 목분과 혼합하여 고체 바이오 연료인 펠릿을 제조하고자 수행하였다. 먼저 펠릿 제조에 사용된 커피박의 화학적 조성과 연료적 특성을 조사하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 조사하였다. 또한 다양한 조건에서 낙엽송 목분과 함께 펠릿을 제조한 후, 최적 펠릿 제조조건을 제시하였다. 커피박은 전섬유소, 단백질, 지방/오일로 구성되었으며, 0.7% 정도의 회분을 함유하고 있었다. 회분에 대한 정성분석 결과, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 순으로 조사되었다. 커피박의 용이한 건조 특성으로 인한 낮은 함수율과 높은 발열량 그리고 커피박/낙엽송 펠릿의 연료적 특성(함수율, 회분 함량, 겉보기밀도, 내구성)이 국립산림과학원에서 고시한 목재펠릿 품질기준의 1급을 상회하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 확인할 수 있었다. 그러나 원소분석 결과, 커피박의 높은 질소 및 유황 함량으로 고등급의 펠릿 제조용 원료보다는 NOx 및 SOx를 효과적으로 제거할 수 있는 포집장치를 보유한 열병합발전소용 펠릿 원료로 적당할 것으로 생각한다. 그러나 커피박 및 낙엽송을 이용하여 1급 기준을 만족하는 펠릿을 제조하기 위하여 91 wt%의 낙엽송 목분과 9 wt%의 커피박이 필요할 것으로 추산된다. 이 조건에서 제조한 펠릿의 질소함량은 0.298% 그리고 유황 함량은 0.03%로 1급 기준을 만족하며 나머지 펠릿의 품질 항목에서도 모두 1급 기준을 상회할 것으로 예상된다. 마지막으로 커피박과 낙엽송의 구매가 및 각 등급의 목재펠릿 수요에 따라 펠릿 내의 커피박과 낙엽송 목분 양을 적절히 조절하여 펠릿을 제조할 경우, 생산비용의 절감 외에 폐기물의 이용에 따른 재자원화와 쓰레기 감량을 통한 환경부담 완화에도 일조할 것으로 생각한다.

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9탄화온도가 탄화보드의 표면온도에 미치는 영향

저자 : 오승원 ( Seung-won Oh ) , 황정우 ( Jung-woo Hwang ) , 박상범 ( Sang Bum Park )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 60-66 (7 pages)

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탄화보드의 신용도개발을 위하여 합판, 파티클보드, 중밀도섬유판 및 물푸레나무를 400∼1100℃로 탄화하여 탄화온도가 탄화보드의 표면온도에 미치는 영향을 검토하였다. 탄화보드의 표면온도는 시간이 경과함에 따라 경과시간 12분까지는 급격히 상승하다가, 그 이후에는 완만히 상승하였으며 20분 이후부터는 온도가 안정화되었다. 제조시 탄화온도가 높을수록 제조된 탄화보드의 밀도가 크고 시간경과에 따른 표면온도가 높아 밀도가 표면온도상승에 영향을 미친 것으로 판단된다. 실리콘러버히터의 표면온도보다 탄화보드의 표면온도 하강속도가 느려 탄화보드가 오랜 시간 열을 유지하였다.

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10백합나무를 이용하여 제조한 3층 파티클보드와 배향성 스트랜드보드(OSB)의 물성에 관한 연구

저자 : 서준원 ( Jun Won Seo ) , 강길우 ( Gil Woo Gang ) , 조건희 ( Gun Hee Jo ) , 박헌 ( Heon Park )

발행기관 : 한국목재공학회 간행물 : 목재공학(Journal of the Korean Wood Science and Technology) 46권 1호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 67-72 (6 pages)

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본 연구에서는 주요 조림수종으로 선정된 백합나무를 이용하여 파티클보드(PB)와 배향성 스트랜드보드(OSB)를 제조하여 보드 원료로서의 가능성을 확인하였다. 두께 15 mm, 밀도 0.7 g/㎤의 파티클보드와 두께 10 mm, 밀도 0.65 g/㎤의 OSB를 제조하였으며, 파티클보드 공장에서 상용하고 있는 E1 등급의 요소·폼알데하이드 수지와 왁스, 경화제를 첨가하여 실제 생산, 유통하는 보드제품과 최대한 유사하게 제작조건을 맞추었다.
제조된 보드의 품질시험 결과, PB의 경우, 평균두께 15.8 mm, 평균밀도 0.71 g/㎤, 함수율은 5.8% 기준에 적합하였다. 휨강도는 KS 규격(KS F 3104)의 13형 이상(13.0 N/㎟ 이상), 박리강도는 18형 이상(0.3 N/㎟ 이상), 나사못 유지력은 평면에서는 18형 이상(700 N 이상), 측면 15형 이상(300 N 이상)의 품질을 만족시켰다. 그러나 휨강도가 박리강도, 나사못유지력에 비해서 낮은 강도를 나타내는데 이것은 파티클 길이/두께의 비율(Slenderness ratio)이 영향을 미친 것으로 판단된다. OSB의 경우, 평균두께 10.7 mm, 평균밀도 0.68 g/㎤, 함수율은 6.3%로 KS F 3104 기준에 적합하였으며, 휨강도 18형 이상(18.0 N/㎟ 이상), 나사못유지력 18형 이상(700 N 이상), 박리강도 13형 이상(0.20 N/㎟ 이상)의 품질을 만족시켰다.

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자료제공: 네이버학술정보
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